课时检测(十五) 铁及其化合物的基本知能评价
1.(2023·河北邢台统考模拟)我国早期科技丛书《物理小识·金石类》中提到“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，栽树不茂……”，备注为“青矾(FeSO4·7H2O)强热，得赤色固体，气凝得矾油。”下列说法错误的是( )
A．久置的青矾溶液可变为黄色
B．青矾厂气可导致酸雨等环境问题
C．“青矾强热”时，发生了化学变化
D．矾油与赤色固体反应可制得青矾溶液
2．(2023·浙江6月选考)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是( )
A．氯化铁属于弱电解质
B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C．氯化铁可由铁与氯气反应制得
D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
3．(2023·江苏徐州统考三模)下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料
B．FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质
C．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂
D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2＋
4.(2023·黑龙江大庆统考一模)含铁物质与其相应化合价的关系如图所示。下列推断合理的是( )
A．可用KSCN溶液鉴别d和e
B．a与水反应可直接生成c
C．e的水溶液常用于净水
D．存在e→d→f→g的循环转化关系
5．(2023·江苏选择性考试)室温下，探究0.1 mol·L－1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是( )
选项 探究目的 实验方案
A 溶液中是否含有Fe3＋ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B Fe2＋是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C Fe2＋是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化
D Fe2＋能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
6. (2024年1月·九省联考广西卷)实验小组用过量FeCl3溶液处理覆铜板得到浸出液，并对其中的物质进行回收，流程如下。下列有关说法正确的是( )
浸出液→↓过量铁粉→↓滤渣→↓氯气→溶液a
A．浸出液呈中性
B．滤渣只有铜粉
C．用KSCN溶液检验是否“氧化”完全
D．溶液a回收后可用于处理覆铜板
7．某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水时，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是( )
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中氮元素和硫元素被氧化
8．黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料，矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化，氧化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．d步生成的Fe(OH)3可作净水剂、消毒剂
B．a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋
C．空气中O2约占五分之一，0.1 mol FeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积约为42 L
D．缓慢氧化过程对矿区的生态环境有损害
9.碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分，可用作补血剂。实验室制备FeCO3的装置如下图所示。
已知：FeCO3为白色难溶于水的固体，在潮湿的空气中易被氧化为Fe(OH)3。回答下列问题：
(1)仪器a的名称为____________________________________________________。
(2)实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，其目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
一段时间后_________________________________________________________
(填具体操作)，使FeSO4溶液进入仪器c中。
(3)仪器d中的试剂为H2O，其作用是______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验结束，将仪器c中的混合物过滤、洗涤、干燥，得到FeCO3粗品。
①确认沉淀是否洗涤干净的操作及现象是_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若粗品未及时进行干燥处理，在空气中将部分变为红褐色，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)由于碳酸钠溶液碱性较强，制备过程中会产生杂质__________(填化学式)。若用NH4HCO3代替Na2CO3，可制得更纯净的FeCO3，制备过程中产生无色气体，该反应的离子方程式是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10．(2024·江苏模拟预测)某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下：
已知反应原理为
①Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2；
②3Fe(OH)2===Fe＋2Fe(OH)3；
③Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O。
(1)用FeCl2溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的离子方程式为_____________________
________________________________________________________________________。
(2)当pH<2时，Fe/Fe3O4产率极低的原因是________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图1为回流时间与Fe/Fe3O4产率的关系图，图2为回流1 h所得产品的X射线衍射图。回流1 h 所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质可_________________________________。
(4)采用Pd Fe3O4双催化剂，可实现用H2消除酸性废水中的NO和NO，反应历程如图3所示，其中Fe3O4中的Fe2＋和Fe3＋分别用Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示。
①写出过程④反应的离子方程式：________________________________________
________________________________________________________________________。
②反应历程中虚线方框内NO生成N2的过程可描述为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时检测(十五)
1．D 青矾溶液久置时，Fe2＋会被氧化为Fe3＋，溶液呈黄色，A项正确；根据描述可知青矾厂气具有腐蚀性，可推测FeSO4·7H2O分解所得产物为Fe2O3及SO2和SO3的混合物，可导致酸雨等环境问题，B项正确；“青矾强热”时，发生了化学变化，C项正确；“气凝得矾油”的成分为硫酸，其与Fe2O3反应生成Fe2(SO4)3，D项错误。
2．A 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加热生成氯化铁，C正确；向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，继续加热呈红褐色，铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体，D正确。
3．C Fe2O3为红棕色固体，可用于红色颜料，与其能与盐酸反应无关，故A错误；FeCl3可用于除去水中悬浮杂质是利用其能水解生成氢氧化铁胶体的性质，胶体具有吸附性，与其具有氧化性无关，故B错误；铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因为铁粉是活泼金属，具有强的还原性，故C正确；FeS可与铜离子反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的Cu2＋，与FeS的溶解性无关，故D错误。
4．A 由题图中铁元素的化合价及所属类别，可确定a为Fe、b为FeO、c为Fe2O3、d为含Fe3＋的盐、e为含Fe2＋的盐、f为Fe(OH)3、g为Fe(OH)2。d为含Fe3＋的盐、e为含Fe2＋的盐，Fe3＋能与KSCN溶液发生显色反应，而Fe2＋与KSCN溶液不发生显色反应，所以可用KSCN溶液鉴别Fe3＋和Fe2＋，A正确；a为Fe、c为Fe2O3，Fe与水在常温下不反应，在高温下反应生成Fe3O4等，不可直接生成Fe2O3，B错误；Fe3＋的水溶液常用于净水，e为含Fe2＋的盐，Fe2＋氧化后才能用于净水，C错误；Fe2＋能一步转化为Fe3＋，Fe3＋能一步转化为Fe(OH)3，但Fe(OH)3不能一步转化为Fe(OH)2，D错误。
5．B 检验溶液中是否含有Fe3＋应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2＋氧化为Fe3＋干扰实验，A错误；向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察到溶液紫色褪去，说明Fe2＋有还原性，B正确；Fe2＋发生水解反应Fe2＋＋2H2O 2H＋＋Fe(OH)2 使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，H2O2会将Fe2＋氧化为Fe3＋，若产生气泡有可能是Fe3＋的催化作用，D错误。
6. D 从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中进行物质回收，由流程可知，先加入过量的Fe，与氯化铁、氯化铜反应生成氯化亚铁、铜，滤渣中含Fe、Cu，加氯气氧化FeCl2产生FeCl3，据此分析解题。腐蚀废液含有Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋，水解使得溶液呈酸性，故A错误；据分析可知，滤渣中含Fe、Cu，故B错误；氯气氧化FeCl2产生FeCl3，因为FeCl3为产物，只要反应开始就能使KSCN溶液变红，无法检验是否“氧化”完全，故C错误；溶液a为FeCl3溶液，可用于处理覆铜板，故D正确。
7．B NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下可能会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，溶液中的硫氰根离子可能直接被氧化为硫酸根离子，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴加NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，－2价S被氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。
8．A Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，但不能作消毒剂，故A错误；根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，a步发生反应的离子方程式为2FeS2＋7O2＋2H2O===2Fe2＋＋4SO＋4H＋，故B正确；0.1 mol FeS2完全被氧化时，S失去1.4 mol电子变为硫酸，铁由＋2价被氧化为＋3价，失去0.1 mol电子，失去电子总物质的量为1.5 mol，根据得失电子守恒，消耗氧气的物质的量为 mol＝0.375 mol，相当于消耗标准状况下空气0.375 mol×5×22.4 L·mol－1＝42 L，故C正确；由反应可知，缓慢氧化过程中产生大量酸，会破坏矿区的生态环境，故D正确。
9．解析：实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，利用生成的H2排出装置内原有空气；一段时间后关闭K1、K3，打开K2，利用b中产生的氢气把FeSO4溶液压入仪器c中和碳酸钠反应生成FeCO3，d中盛放水，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3。(1)根据装置图，仪器a的名称为恒压滴液漏斗。(2)Fe2＋易被氧气氧化。实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，其目的是将稀硫酸滴入烧瓶与铁屑反应，利用生成的H2排出装置内原有空气，防止Fe2＋被氧化；一段时间后关闭K1、K3，打开K2，b中产生的氢气把FeSO4溶液压入仪器c中。(3)FeCO3 在潮湿的空气中易被氧化为Fe(OH)3。仪器d中的试剂为H2O，其作用是液封，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3。(4)实验结束，将仪器c中的混合物过滤、洗涤、干燥，得到FeCO3粗品。①FeCO3中可能含有的杂质为硫酸钠，若最后一次洗涤液中不含硫酸根离子，说明沉淀洗涤干净。②FeCO3在潮湿的空气中易被氧气氧化为红褐色Fe(OH)3，发生反应的化学方程式是4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2。(5)Fe2＋与OH－反应生成难溶于水的Fe(OH)2，由于碳酸钠溶液碱性较强，制备过程中会产生杂质Fe(OH)2。若用NH4HCO3代替Na2CO3，可制得更纯净的FeCO3，制备过程中产生无色气体二氧化碳，该反应的离子方程式是2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案：(1)恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗
(2)将稀硫酸滴入烧瓶与铁屑反应，利用生成的H2排出装置内原有空气 关闭K1、K3，打开K2
(3)液封，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3
(4)①取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则沉淀已洗净
②4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2
(5)Fe(OH)2 2HCO＋Fe2＋===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
10．解析：(3)从产品的X射线衍射图可以发现，产品中含杂质Fe(OH)3，可能是Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O反应速率慢，所以回流1 h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质。(4)用该法处理废水的反应方程式为2NO＋5H2＋2H＋===N2＋6H2O、2NO＋3H2＋2H＋===N2＋4H2O，反应消耗氢离子，溶液的pH升高。
答案：(1)4Fe2＋＋8OH－Fe/Fe3O4＋4H2O
(2)溶液中OH－浓度小，难以生成Fe(OH)2
(3)Fe(OH)2＋2Fe(OH)3===Fe3O4＋4H2O反应速率慢
(4)①NH＋NO===N2↑＋2H2O ②NO被Fe(Ⅱ)还原为NH，NH和NO发生归中反应生成氮气
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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