1、课时跟踪检测（十五）铁及其化合物之间的转化关系1以下转化过程不可以通过化合反应一步实现的是()AFeFeCl3BFeFeCl2CFe2O3Fe(OH)3DFe(OH)2Fe(OH)3解析：选CA项，铁和氯气反应生成氯化铁，故能一步化合实现；B项，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，故能一步化合实现；C项，氧化铁不能和水发生化合反应得到氢氧化铁，故不能一步化合实现；D项，氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，能通过化合反应一步实现。2要证明某溶液中不含Fe3而可能含Fe2，进行如下实验操作时，最佳顺序是()加入足量氯水加入足量酸性KMnO4溶液加入少量KSCN溶液ABCD解析：选C本题检验方法的关键是F
2、e3遇SCN生成Fe(SCN)3，溶液呈现红色，而Fe2遇SCN不反应溶液不显红色，加入KSCN溶液不显红色证明无Fe3，再加氯水，如有Fe2，则可被氧化为Fe3，遇SCN溶液显红色。酸性KMnO4溶液也能氧化Fe2，但因其本身呈紫红色，使Fe3与SCN作用显示的红色不易观察。3在稀盐酸溶液中加入适量铁粉，反应完全后再加入足量NaOH溶液，放置片刻，从反应体系中观察到颜色的变化是()A无色灰绿红褐B灰绿红褐蓝灰色红棕C无色白色浅绿灰绿红褐D无色浅绿白色灰绿红褐解析：选D在稀盐酸中加入适量铁粉，发生反应：Fe2HCl=FeCl2H2，溶液由无色变为浅绿色，然后加入NaOH溶液：FeCl22NaO
3、H=2NaClFe(OH)2，反应产生的Fe(OH)2白色沉淀不稳定，容易被溶解的O2氧化产生Fe(OH)3，因此会看到沉淀由白色变为灰绿色，最后变为红褐色。故反应现象中颜色的变化是无色浅绿白色灰绿红褐，故选D。4为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()ABCD解析：选C铁离子与铁反应生成浅绿色的亚铁离子，正确；铁离子与硫氰酸钾溶液反应溶液显红色，据此能够检验铁离子，正确；硫酸铜与氯化铁溶液不反应，混合后溶液不会变成无色，错误；氯化铁溶液与硝酸银反应生成白色的氯化银沉淀，但该性质不是铁离子的性质，错误；铁离子与氢氧化钠溶液反应生成红褐色氢氧化铁
4、沉淀，据此可以检验是否存在铁离子，正确。5A、B、C三种物质中均含有同一种元素M，它们之间有如图所示的转化关系。A为一种金属单质，其产量直接关系国民经济命脉。反应均为化合反应，反应为置换反应。下列有关说法不正确的是()A中所加试剂可能是氯气B中需要加具有氧化性的试剂CA与稀硝酸反应一定能实现元素M在中发生的价态变化D元素M在中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现解析：选CA项，根据转化关系可确定A为变价金属，应为Fe，反应中加入氯气能实现，B为氯化铁，C为氯化亚铁，所以正确；B项，反应中铁元素由2价变为3价，需要加具有氧化性的试剂，所以正确；C项，A与稀硝酸反应，如A(Fe)过量，则生成Fe
5、2，不能生成Fe3，所以错误；D项，Fe3可以将I氧化生成Fe2和I2，所以正确。6向一定量的铜和 Fe2O3 的混合物中加入 200 mL 1.5 molL1的稀硫酸，完全反应后固体无剩余，得到的溶液中只有两种溶质，假设反应前后溶液体积不变，则下列说法正确的是()A原混合物中 Cu 和 Fe2O3 的质量之比为 12B反应后的溶液中 CuSO4 的物质的量的浓度为 1 molL1C若用 CO 还原等质量的原混合物，充分反应后，质量将减少4.8 克D该反应过程均发生氧化还原反应解析：选C在溶液中发生以下反应：Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O，CuFe2(SO4)3=CuSO4
6、2FeSO4；“完全反应后固体无剩余，得到的溶液中只有两种溶质”，则溶液中的溶质为CuSO4、FeSO4，且二者满足物质的量之比为12的关系。则原混合物中Cu 和Fe2O3的物质的量之比为 11，质量比为6416025，A不正确；n(CuSO4)n(FeSO4)12，依据SO守恒，反应后的溶液中CuSO4的物质的量浓度为0.5 molL1，B不正确；原混合物与硫酸反应，生成硫酸盐和水，n(H2SO4)0.3 mol，则原混合物中含0.1 mol Fe2O3，含0.3 mol 氧原子，若用CO还原等质量的原混合物，则减少的质量等于原混合物中所含氧的质量，即为0.3 mol16 gmol14.8
7、g，C正确；该反应过程中，Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O为非氧化还原反应，D错误。7在FeCl3、CuCl2和HCl的混合溶液中加入铁粉，待反应结束后，将剩余的固体滤出，发现固体能被磁铁吸引，则反应后溶液中大量存在的阳离子是()AFe2BHCCu2和Fe2DFe3和Cu2解析：选A 发现固体能被磁铁吸引，说明一定含有铁，则反应后溶液中一定不能存在氢离子、铁离子和铜离子，大量存在的阳离子是亚铁离子。8铁的化合物常见的有FeOFe2O3Fe3O4FeSFe(OH)3NH4Fe(SO4)212H2OFeSO4，将上述物质分别溶于足量稀盐酸后进行实验，已知K3Fe(CN)6溶液遇亚
8、铁盐会产生蓝色沉淀。下列说法不正确的是()A滴加KSCN溶液不显红色，滴加新制氯水后显红色的是B加铜片能发生反应2Fe3Cu=Cu22Fe2的是C滴加KSCN溶液显红色，滴加KMnO4溶液紫红色褪去的是D滴加K3Fe(CN)6溶液，能产生蓝色沉淀的是解析：选B题述含铁元素的化合物溶于足量稀盐酸后的溶液中含Fe2不含Fe3的为FeO、FeS、FeSO4；含Fe3不含Fe2的为Fe2O3、Fe(OH)3、NH4Fe(SO4)212H2O；既含Fe2又含Fe3的为Fe3O4。A选项说明溶液中含Fe2不含Fe3，符合题意的为；B选项说明溶液中含有Fe3，符合题意的为；C选项说明溶液中既含Fe2又含 F
9、e3，符合题意的为；D选项说明溶液中含有Fe2，符合题意的有。9选择合适的试剂完成甲、乙两组实验。甲组：检验含Fe3的溶液中是否含有Fe2；乙组：检验含Fe2的溶液中是否含有Fe3。下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是()分组选项甲组乙组A新制氯水、KSCN溶液NaOH溶液B酸性KMnO4溶液KSCN溶液CKOH溶液溴水D溴水酸性KMnO4溶液解析：选B甲组，在Fe3存在的条件下检验Fe2，要排除Fe3的干扰，所选试剂应具备下列条件：一是能与Fe2发生有明显现象的反应；二是与Fe3不反应。只有酸性KMnO4溶液符合条件，现象是紫红色变浅(或褪去)。乙组，在Fe2存在的条件下，检验Fe3，可
10、用KSCN溶液检验Fe3，Fe2不产生干扰。10铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。(1)中国古代四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的，其主要成分是_。(2)在配制FeCl2溶液时，常常向溶液中加入少量铁粉，其目的是_。(3)实验室在制备Fe(OH)2时必须隔绝空气，否则发生的现象是_，对应的化学方程式为_。(4)工业上常用FeCl3溶液做铜电路板的刻蚀液，反应的离子方程式是_。若向FeCl3溶液中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是_(填字母)。A有铜剩余，溶液中阳离子仅含Fe2B无固体剩余，溶液中阳离子含Fe2和Cu2C有铜剩余，溶液中阳离
11、子含Fe3和Cu2D只有铁剩余，溶液中阳离子含Fe2和Cu2(5)红砖是用黏土高温烧结而成的，因其含有Fe2O3呈红色或棕红色而得名，常用作建筑材料。请设计一个简单实验证明红砖中含有Fe3： _。解析：(1)磁性氧化铁，其主要成分是Fe3O4；(2)在配制FeCl2溶液时，常向溶液中加入少量铁粉，2Fe3Fe=3Fe2 ，其目的是防止Fe2被氧化为Fe3；(3)Fe(OH)2具有较强的还原性，实验室在制备Fe(OH)2时必须隔绝空气，否则发生的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，对应的化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 ；(4)若向FeCl3溶液中同时加入铁粉
12、和铜粉，Fe的还原性大于Cu，所以加入Fe、Cu时Fe先参加反应，当Fe刚好完全反应后，有铜剩余时，溶液中阳离子仅含Fe2 ，故A不符；加入铁和铜刚好将溶液中的Fe3还原，无固体剩余时，溶液中阳离子含Fe2和Cu2 ，故B不符；有铜剩余时，可发生反应：2Fe3Cu=2Fe2Cu2，溶液中阳离子不可能含Fe3，故C符合；只有铁剩余时，可发生反应：FeCu2=CuFe2，溶液中阳离子不可能含Cu2，故D符合；(5)实验证明红砖中含有Fe3的操作： 将样品粉碎，用盐酸浸泡后取上层清液，滴加KSCN溶液后显红色。答案：(1)Fe3O4(2)防止Fe2被氧化为Fe3(3)白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为
13、红褐色4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(4)2Fe3Cu=2Fe2Cu2CD(5)将样品粉碎，用盐酸浸泡后取上层清液，滴加KSCN溶液后显红色11有一种铁的氧化物样品，用40 mL 5 molL1的盐酸恰好完全溶解，所得溶液还需吸收0.56 L Cl2(标准状况)才能使Fe2全部转化为Fe3，则该氧化物中Fe原子与O原子的物质的量之比为()A23B34C56D78解析：选C铁的氧化物与盐酸反应生成相应的氯化物和水，因n(HCl)5 molL10.040 L0.2 mol，则易推知生成0.1 mol水，因此该氧化物中n(O)0.1 mol；由2Fe2Cl2=2Fe32Cl，容易算出
14、n(Fe2)0.05 mol，则铁的氧化物与盐酸反应生成的FeCl2的物质的量为0.05 mol，从而推出与盐酸反应生成的FeCl3所含Cl的物质的量为n(Cl)0.2 mol20.05 mol0.1 mol，则有n(Fe3)n(Cl) mol，故该氧化物中Fe原子与O原子的物质的量之比为。12元素的“价类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为铁元素的“价类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是()A铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化BFeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中
15、受热，迅速发生转化生成红棕色粉末C由图可预测：高铁酸盐(FeO)具有强氧化性，可用于消毒。FeO与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂D加热Fe(OH)3发生转化，加水溶解可实现转化解析：选CA项，铁与高温水蒸气反应时生成Fe3O4，错误；B项，FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成Fe3O4，错误；C项，由图可预测：高铁酸盐(FeO)中的铁元素处于最高价态，容易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，FeO发生还原反应后最终可生成Fe(OH)3胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，正确；D项，加热Fe(OH)3分解生成F
16、e2O3，而Fe(OH)3不溶于水，错误。13某班同学用以下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁、溴化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红色，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2 溶液中先加入0.5 mL煤油，再向下层溶液中依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红色。煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 mL上
17、述FeBr2溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设：假设1：Br被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中；假设2：Fe2被Cl2氧化成Fe3。请完成下表，验证假设。实验步骤、预期现象结论向溶液中加入_，振荡、静置，现象：_假设1正确向溶液中加入_，现象：_假设2正确(5)已知：Br22Fe2=2Fe32Br。若在50 mL上述FeBr2溶液中通入112 mL Cl2(标准状况)，反应的离子方程式为_。解析：(1)Fe2具有还原性，易被空气中的氧气氧化变质，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化；(2)氯气具有
18、氧化性，能将氯化亚铁氧化为氯化铁，反应的离子方程式为Cl22Fe2=2Fe32Cl；(3)煤油难溶于水，且密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响；(4)若为假设1则有Br2生成，向溶液中加入CCl4充分振荡、静置，CCl4层显橙红说明生成Br2，说明假设1正确；若为假设2则有Fe3生成，向溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，说明有铁离子生成，假设2正确；(5)已知：Br22Fe2=2Fe32Br，则氯气先和亚铁离子反应，再和溴离子反应；n(Cl2)0.005 mol，n(FeBr2)0.1 molL10.05 L0.005 mol，根据得失电子守恒分析得反应中有0.00
19、5 mol亚铁离子被氧化，有0.005 mol溴离子被氧化，则离子方程式为2Fe22Br2Cl2=2Fe3Br24Cl 。答案：(1)防止Fe2被氧化(2)Cl22Fe2=2Fe32Cl (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)CCl4下层呈橙红色，上层呈无色 KSCN溶液溶液变为红色(5)2Fe22Br2Cl2=2Fe3Br24Cl14铁是人体不可缺少的微量元素，硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)在医药上做补血剂。某课外小组测定该补血剂(每片b克)中铁元素的含量。实验步骤如下：请回答下列问题：(1)步骤中H2O2的作用是使Fe2完全被_(填“氧化”或“还原”)为 Fe3。(2)步骤所得的
20、红褐色悬浊液中除含H2O2、氨水外，主要还含_和_(填化学式)。(3)步骤中一系列处理的操作步骤为_、洗涤、灼烧、冷却、称量。(4)实验中用已经准确量取的浓硫酸配制100 mL 1 molL1的硫酸溶液，则配制时用到的仪器除烧杯、玻璃棒，还有两种仪器是_。(5)若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量分数为_。(6)下列操作会导致所测定的铁元素含量偏高的是_(填字母)。A步骤所加氨水量不足B步骤洗涤不充分C步骤灼烧不充分解析：(1)双氧水具有强氧化性，由流程图可知，加入双氧水的目的是将Fe2全部氧化为Fe3；(2)根据反应流程图示可知，过量的硫酸能够与氨水反应生成硫酸铵；红褐色的物质是氢氧化铁
21、；(3)步骤中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，然后灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量；(4)精确配制100 mL 1 molL1的硫酸溶液时，需要的仪器有玻璃棒、烧杯、胶头滴管、100 mL容量瓶，所以还需要100 mL容量瓶、胶头滴管；(5)10片补血剂中氧化铁的物质的量为 mol，含有的铁元素质量为256 g0.7a g，每片补血剂含铁元素的质量分数为100%。(6)步骤所加氨水量不足，铁离子沉淀不完全，生成的氢氧化铁减少，氧化铁质量减小，测定结果偏低，故A错误；步骤洗涤不充分，会导致氧化铁的质量偏大，测得的铁元素质量分数偏大，故B正确；步骤灼烧不充分，会导致氧化铁固体的质量偏大，测得的铁元素质量分数偏大，故C正确。答案： (1)氧化(2)(NH4)2SO4Fe(OH)3(3)过滤(4)100 mL容量瓶、胶头滴管(5)%(6)BC
