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-1-课时跟踪检测（十二）铁及其化合物1．铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是()A．FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有＋2价的Fe，又有＋3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物C．热稳定性：Fe2O3＞Fe3O4D．FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应，且反应类型均为复分解反应解析：选DFeO和Fe3O4均为黑色固体，Fe2O3为红色固体，故A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，故B错误；在1400℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧生成Fe3O4，说明Fe3O4稳定，故C错误；FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水，反应过程中无元素化合价变化，反应类型均为复分解反应，故D正确。2．证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是()A．先滴加氯水，再滴加KSCN溶液后显红色B．先滴加KSCN溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色C．滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变为灰绿色，最后呈红褐色D．只需滴加KSCN溶液解析：选BFe2＋和Fe3＋检验设计是常考的热点。设计的步骤：先加KSCN溶液，无现象，可证明溶液中不含Fe3＋，然后再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2＋。3．下列物质的转化在给定条件下能实现的是()A．FeS2――→煅烧SO3――→H2OH2SO4B．NaCl(aq)――→电解Na――→O2/燃烧Na2O2C．Fe――→稀H2SO4FeSO4(aq)――→NaOHFe(OH)2――→空气中灼烧Fe2O3D．Fe2O3――→盐酸FeCl3(aq)――→CuFe解析：选CFeS2煅烧可得SO2，无法得到SO3，故A错误；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2、H2，无法得到Na，故B错误；Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，得不到Fe，故D错误。4．向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是()-2-A．Fe3＋对该反应有催化作用B．该过程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供C．可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋D．制备CuCl2的总反应为2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O解析：选B依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋和H2O，所以Fe3＋作催化剂，故A正确；Fe(NO3)3溶液为强酸弱碱盐，NO－3酸性环境下能够氧化Cu，本身被还原为NO，NO会引起空气污染，故B错误；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反应生成蓝色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋，故C正确；依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋和H2O，将两步反应联立得2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，故D正确。5．下列除杂的操作不正确的是()A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤解析：选CMg与FeCl3反应生成FeCl2，过量Mg可与FeCl2反应置换出Fe，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。6．某溶液由K＋、Fe3＋、SO2－4、CO2－3、NO－2、I－中的几种离子组成，取样，滴加NaOH溶液后有红褐色沉淀生成。下列有关该溶液的说法不正确的是()A．是否含有SO2－4可用BaCl2溶液检验B．是否含有K＋可通过焰色反应确定C．一定存在的离子为Fe3＋、NO－2D．一定不存在的离子为CO2－3、I－解析：选C滴入NaOH溶液后有红褐色沉淀生成，说明原溶液中含有Fe3＋。根据Fe3＋与CO2－3能发生相互促进的水解反应而不能大量共存，知原溶液中一定不含有CO2－3；根据Fe3＋与I－能发生氧化还原反应而不能大量共存，知原溶液中一定不含I－。因为原溶液中一定不含CO2－3，故欲确定原溶液中是否含有SO2－4，可以用BaCl2溶液检验，A项正确；欲确定原溶液中是否含有K＋，可以通过焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察火焰是否为紫色，B项正确；原溶液中一定-3-存在Fe3＋，但NO－2不一定存在，C项错误；原溶液中一定不存在的离子为CO2－3、I－，D项正确。7．某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体，实验装置如图所示(夹持装置略，气密性已检验)，下列推断不合理的是()A．B中收集到的气体是氢气B．烧杯中双氧水的作用是将Fe2＋还原为Fe3＋C．A中的氧化铁与盐酸反应生成氯化铁D．烧杯中的溶液在氯化氢气氛下，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体解析：选B铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以B中收集到的气体是氢气，A项正确；双氧水具有氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，B项错误；氧化铁为碱性氧化物，可与盐酸反应生成氯化铁和水，C项正确；因铁离子易水解，故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体，D项正确。8．(2020·武汉调研)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程示意图如图：下列叙述错误的是()A．为提高步骤①的反应速率，可采取搅拌、升温等措施B．步骤②中，主要反应的离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋C．步骤④中，反应完成后剩余的H2O2无需除去D．步骤⑤中，“分离”包含的操作有过滤、洗涤解析：选C搅拌、适当升高温度可提高铁泥与盐酸反应的速率，A正确；铁泥与稀盐酸反应得到的滤液A中含有Fe2＋和Fe3＋，加入铁粉还原铁离子：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，B正确；过滤除去过量的铁，滤液B的溶质为氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，生成Fe(OH)2悬浊液(浊液C)，向浊液C中加入双氧水，双氧水将Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3，为防止滤液B中Fe2＋在步骤⑤中被H2O2氧化，步骤④中反应完成后需除去剩余H2O2，C错误；步骤⑤将Fe3O4分离出来需经过过滤、洗涤、干燥等操作，D正确。9．常温时，将0.1molFe(NO3)3和2molHCl溶于水得2L混合溶液，然后向该溶液投入mg铁粉使其充分反应后，滴加KSCN溶液不变红色。下列有关说法正确的是()-4-A．由于氧化性Fe3＋＞H＋，首先发生的反应是Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋B．当加入16.8g铁粉时，可生成标准状况下6.72L气体C．在铁粉充分反应后的溶液中，铁元素以Fe2＋和Fe3＋的形式存在D．m至少等于28，反应过程中溶液的质量一直在减小解析：选B酸性条件下，NO－3有氧化性，因此首先发生的反应是Fe＋NO－3＋4H＋===NO↑＋Fe3＋＋2H2O①，然后发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋②，再发生Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑③，A错误；当加入16.8g铁粉时，发生上述①反应，生成标准状况下的6.72LNO气体，生成0.3molFe3＋，消耗1.2molH＋，B正确；根据滴加KSCN溶液不变红色说明溶液中不含Fe3＋，C错误；根据方程式计算则至少消耗铁16.8g＋(0.1＋0.3)×0.5×56g＝28g，但反应过程中溶液的质量一直在增大，D错误。10．1L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质，其浓度分别为0.2mol·L－1和1.5mol·L－1，现向该溶液中加入39.2g铁粉使其充分反应，下列有关说法正确的是()A．反应后溶液中Fe3＋物质的量为0.8molB．反应后产生13.44LH2(标准状况)C．反应后溶液中Fe2＋和Fe3＋物质的量之和为0.9molD．由于氧化性Fe3＋H＋，故反应中先没有气体产生，后产生气体解析：选CFe(NO3)3和H2SO4的物质的量分别为0.2mol、1.5mol，n(Fe)＝39.2g56g·mol－1＝0.7mol，氧化性为HNO3Fe3＋H＋，则Fe＋4H＋＋NO－3===Fe3＋＋NO↑＋2H2O141110.62.40.60.60.6Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋1230．10.20.3单质铁完全反应，反应后的溶液中含Fe3＋(0.2＋0.6－0.2)mol＝0.6mol、Fe2＋0.3mol，A错误，C正确；反应中没有H2生成，但有NO生成，反应时先有NO气体生成，后没有气体产生，B、D错误。11．玻璃制造行业需要消耗大量硼酸(H3BO3)。工业上以铁硼矿(主要成分为2MgO·B2O3·H2O和Fe3O4，还含有少量Fe2O3、FeO、CaCO3、Al2O3和SiO2等)为原料生产硼酸的工艺流程如图：-5-资料：①H3BO3的溶解度在20℃、40℃、60℃、100℃时分别为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g；②Fe3O4是一种铁氧体磁性物质，不溶于水和酸；③Fe3＋、Al3＋、Fe2＋和Mg2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；④母液呈酸性。则下列推断不正确的是()A．浸出渣中只含SiO2B．热过滤的目的是防止温度降低时H3BO3从溶液中析出C．除杂时需向浸出液中依次加入H2O2和MgO，以除去Fe2＋、Fe3＋、Al3＋等杂质离子D．回收母液可以制得硫酸镁晶体解析：选A结合题给信息可知Fe3O4也不与硫酸反应，故浸出渣中还含有Fe3O4，A项错误；由资料①可知，为防止温度降低时H3BO3从溶液中析出，应采取热过滤，B项正确；为使铁元素以Fe(OH)3形式沉淀，加入H2O2氧化Fe2＋，为防止引入其他离子，加入MgO调节溶液pH，C项正确；降温结晶得到硼酸晶体，母液中的溶质主要是硫酸镁，D项正确。12．α铁纳米粉在现代电子工业上用途极为广泛，用赤铁矿石(含Fe2O3、FeO，也含有Al2O3、MnO2、CuO等)制备纳米铁颗粒的实验流程如下：已知部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表所示：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2开始沉淀时的pH3.72.37.65.4完全沉淀时的pH5.23.29.76.7回答以下问题：(1)实验流程中首先对赤铁矿进行“碾碎”，目的是____________________________________。-6-(2)固体A的成分是________(填写化学式)，在滤液A中加H2O2的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式进行说明)。(3)步骤②中需调节pH的范围是___________________________________________。(4)步骤③中灼烧所需的仪器有酒精灯、三脚架、________________________(填写三种仪器)，发生反应的化学方程式为_______________________________________。解析：(1)对赤铁矿进行碾碎，可以增大接触面积，从而加快反应速率，提高矿