3-3铁及其化合物一、选择题1．下列关于铁的叙述正确的是( )①铁能被磁铁吸引，但纯铁易腐蚀 ②在人体的血红蛋白中含有铁元素 ③铁位于元素周期表中第4周期第ⅧB族 ④铁能在氧气中剧烈燃烧，但不能在水蒸气中燃烧 ⑤铁与强氧化剂硝酸反应的产物仅是Fe(NO3)3 ⑥不能通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3A．①③B．②④C．②⑤D．④⑥2．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：①FeCl3 ②Fe2O3 ③Cu(NO3)2 ④KNO3，铜粉溶解的是( )A．只有①或②B．只有②或④C．只有①或②或③D．上述四种物质中任意一种3．(2010·全国卷Ⅰ)能正确表示下列反应的离子方程式的是( )A．将铁粉加入稀硫酸中：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑B．将磁性氧化铁溶于盐酸：Fe3O4＋8H＋===3Fe3＋＋4H2OC．将氯化亚铁溶液和稀硝酸混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑D．将铜屑加入含Fe3＋的溶液中：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋4．下列化合物中，不能由单质之间直接化合而得到的是( )A．Fe3O4B．Na2O2C．Cu2SD．FeCl25．上海世博园地区的一座大型钢铁厂搬迁后，附近居民将不再受到该厂产生的棕红色烟的困扰。你估计这一空气污染物是因为含有( )A．FeO粉尘B．Fe2O3粉尘C．Fe粉尘D．碳粉6．(2011·沛县一模)将11.9gMg－Al－Fe组成的合金溶于足量的NaOH溶液中、合金质量减少2.7g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成6.72L(标准状况)NO，向反应后的溶液中加入适量NaOH溶液恰好使Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀质量为( )A．22.1gB．27.2gC．30gD．无法确定7．FeCl3，CuCl2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是( )A．溶液中一定含Cu2＋B．溶液中一定含Fe2＋8\nC．加入KSCN溶液一定不变红色D．剩余固体中一定含Cu8．(2011·陕西名校联考)将1.12g铁粉加入25mL2mol/L氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )A．铁有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显红色C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5:1D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:59．正在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水。以下叙述正确的是( )A．铝热剂就是单指Fe2O3粉和铝粉的混合物B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液C．分别还原amolFe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为3:2:3D．明矾属于硫酸盐，含结晶水，是混合物10．(2011·山东)Al，Fe，Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3，FeCl3，CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．电解AlCl3，FeCl3，CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu，Fe，Al11．将ag铁和氧化铁的混合物加入800mLpH＝1的盐酸中充分反应后，盐酸全部消耗，固体无剩余并放出标准状况下气体0.224L。则下列判断中正确的是( )A．原混合物中n(Fe):n(Fe2O3)＝2:1B．向溶液中滴入无色的KSCN溶液，显血红色C．无法计算出原混合物的质量aD．此时溶液中Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为3:112．将铁粉放入由盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中，充分反应后，铁粉有剩余，则溶液含有大量的阳离子是( )A．Cu2＋和Fe2＋B．H＋和Cu2＋C．Fe3＋和Fe2＋D．Fe2＋和Mg2＋13．有一铁的氧化物样品，用140mL5mol/L盐酸可恰好使其完全溶解。所得溶液可吸收标准状况下0.56L氯气，使其中的Fe2＋全部转化为Fe3＋。该样品可能的化学式为( )A．Fe4O5B．Fe2O3C．Fe5O7D．Fe3O414．向一定量的Fe，FeO，Fe2O3，Fe3O4的混合物中加入100mL1mol/L盐酸，8\n恰好使混合物完全溶解，放出标准状况下的气体224mL，在溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为( )A．2.8gB．5.6gC．11.2gD．无法计算15．有一块铝铁合金，将其溶解于足量盐酸中，再加入过量NaOH溶液，在空气中静置，待红褐色沉淀不再增加时，将沉淀滤出再灼烧至恒重。得到残留物的质量与原合金质量相同，则合金中铝的质量分数是( )A．22.2%B．30%C．75.5%D．80.6%二、非选择题16．(2012·西安交大附中高三诊断(四))某研究学习小组对过量碳粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。(1)提出假设①该反应的气体产物是CO2。②该反应的气体产物是CO。③该反应的气体产物是___________________。(2)设计方案如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量碳粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。(3)查阅资料：氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。请写出该反应的离子方程式：____________________________。(4)实验步骤①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；③停止通入N2后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水(足量)变浑浊；④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；8\n⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。步骤②④中都分别通入N2，其作用分别为________________。(5)数据处理根据实验数据分析，试写出该实验中氧化铁与碳发生的化学反应方程式：_______________________________________________。17．(201l·北京西城区期末考试)有关FeSO4的转化关系如下图所示(无关物质已略去)。已知：①X由两种化合物组成，将X通入品红溶液，溶液褪色；通入BaCl2溶液，产生白色沉淀。②Y是红棕色的化合物。(1)气体X的成分是________(填化学式)。(2)反应Ⅰ的反应类型属于________(填序号)。a．分解反应b．复分解反应c．置换反应d．化合反应e．氧化还原反应(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是________。(4)若经反应Ⅰ得到16g固体Y，产生的气体X恰好被0.4L1mol/LNaOH溶液完全吸收，则反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是________。18．(2011·全国大纲版)下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知：①反应C＋GB＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。回答问题：(1)①中反应的化学方程式为________；8\n(2)化合物I的电子式为________，它的空间构型是________；(3)1.6gG溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为________，反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为________；(5)E在I中燃烧观察到的现象是________。19．(2013·山西省四校高三上学期第二次联考)Ⅰ.新型材料纳米级Fe粉具有超强的磁性，能用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如下：(1)生成纳米级Fe的化学方程式为________________。(2)纳米级Fe粉在空气中易自燃成黑色固体，但是生活中的铁丝或铁粉在空气中加热也不能燃烧，其原因是______________________________________________________。(3)FeCl2·nH2O固体加热脱水通常要通入________，理由是_______________________________________________。Ⅱ.查阅资料：在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同；温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4。甲同学用下图所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的实验：(4)该装置中纳米级Fe粉与水蒸气反应的化学方程式是__________________。乙同学用下图所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验证产物：8\n(5)装置C的作用是_____________________________________。(6)乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：实验步骤实验操作实验现象Ⅰ将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的)，取出少量放入另一试管中，加入少量盐酸，微热黑色粉末逐渐溶解，溶液呈浅绿色；有少量气泡产生Ⅱ向实验Ⅰ中得到的溶液滴加几滴KSCN溶液，振荡溶液没有出现血红色乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。丙同学认为该结论不正确，他的理由是__________________________________(用离子方程式表示)。(7)丁同学称取5.60gFe粉，用乙的装置反应一段时候后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6.88g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，消耗FeCl30.08mol。丁同学实验的固体产物为________。参考答案：1-5：BDDDB6-10：BABCC 11－１5：ＡＤＣＡＢ16解析：本题考查了化学实验方案设计与评价，综合性较强，充分考查了考生的综合能力。难度中等。(1)碳氧化合物就是CO2和CO，所以第三种情况为二者的混合物。(5)反应前硬质玻璃管和固体总质量为3.20g＋2.00g＋48.48g＝53.68g，反应后总质量为52.24g，其差为1.44g。根据生成的2g沉淀可知反应生成的CO2中碳元素的质量为0.24g，还有CO生成，所以氧化铁与碳发生反应的化学方程式为2C＋Fe2O32Fe＋CO↑8\n＋CO2↑。答案：(1)CO2，CO的混合物(3)NH＋NON2↑＋2H2O(4)步骤②中是为了排尽空气，步骤④是为了赶出所有的CO2，确保完全吸收(5)2C＋Fe2O32Fe＋CO↑＋CO2↑17解析：(1)气体X由两种化合物组成，通入品红溶液能使之褪色，则X中含有SO2，但SO2气体不能与BaCl2溶液反应产生白色沉淀，故还应含有另一种气体SO3。(2)反应Ⅰ的反应物是一种，生成物有三种，故反应类型是分解反应，又由于硫元素的化合价发生改变，故也是一个氧化还原反应，故选ae。(3)溶液2中的金属阳离子是Fe3＋、检验它的方法是：取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变血红色，则证明原溶液中含有Fe3＋。(4)根据反应2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，16g固体Fe2O3的物质的量为0.1mol，则生成的SO2、SO3均为0.1mol，然后两者均消耗0.2molNaOH，分别生成0.1mol的Na2SO3、Na2SO4，溶液2为Fe2(SO4)3，只与Na2SO3溶液反应，则可写出反应的离子方程式：2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋。答案：(1)SO2、SO3(2)ae(3)取少量溶液2于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变血红色，则证明原溶液中含有Fe3＋(4)2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋18解析：由反应C＋GB＋H曾应用于铁轨的焊接，推出C、G为Al和Fe2O3，B、H为Fe和Al2O3。又知G、H分别是B、C和A形成的二元化合物，那么G为Fe2O3，H为Al2O3，从而推知B为Fe，C为Al，A为O2。I是一种常见的温室气体，则D为碳。结合反应2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%可知，E为Mg，F为MgO。Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，Fe3＋与铜粉发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。n(Fe2O3)＝8\n＝0.010mol,0.010molFe2O3生成0.020molFe3＋，Fe3＋与铜粉反应时消耗0.010molCu，即0.64g。答案：(1)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(2) 直线形(3)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，n(Cu)＝n(Fe2O3)＝＝0.010mol，铜粉的质量＝0.010mol×64g·mol－1＝0.64g(4)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO(注：不要求写OH－＋CO2===HCO)(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的固体19答案：(1)FeCl2＋H2Fe＋2HCl(2)纳米级Fe粉与气体接触面大，反应速率快(3)干燥的HCl气流；HCl抑制FeCl2水解，且通入的HCl气体可带走水蒸气(4)Fe＋H2OFeO＋H2(5)制取水蒸气(6)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(7)Fe3O48
