【备考2022】高考化学一轮复习第8讲Fe及其化合物过关检测（一）（解析版）
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第8讲 Fe及其化合物过关检测（一）
学习目标
1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。
2.了解铁及其化合物的制备方法。
高考真题
1．[2021·河北]“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金 B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
答案C
解析：
A．钢是含碳量低的铁合金，故A正确；
B．钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故正确；
C．由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误；
D．赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，故D正确；
故选C。
2．正误判断
(1)向H2O2溶液中滴加少量FeCl3,2Fe3＋＋H2O2===O2↑＋2H＋＋2Fe2＋( )(2020·全国卷Ⅲ，11C)
(2)室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4( )(2020·江苏，6D)
(3)Fe在稀硝酸中发生钝化( )(2019·江苏，6A)
(4)将废铁屑加入FeCl2溶液中，可除去工业废气中的Cl2( )(2019·天津，3A)
(5)将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中，产生白色沉淀，随后变为红褐色，该颜色的变化与氧化还原反应无关( )(2018·北京，9A)
(6)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色( )(2018·江苏，6A)
(7)给定条件下，能实现转化：FeFeCl2Fe(OH)2( )(2017·江苏，7A)
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×
3．(高考选项组合题)有关铁及其化合物的说法正确的是( )
A．将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中，制备Fe(OH)3胶体(2016·全国卷Ⅱ，13A)
B．FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，说明铁比铜金属性强(2016·全国卷Ⅲ，7B)
C．配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释(2016·全国卷Ⅰ，10C)
D．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3(2016·上海，21C)
答案 C
解析 A项，制备Fe(OH)3胶体，应将饱和氯化铁溶液滴入沸水中，错误；B项，铁离子与铜反应生成铜离子和亚铁离子，说明铜的还原性比亚铁离子的还原性强，无法证明金属性的强弱，错误；C项，在溶液中铁离子极易发生水解反应，产生难溶性的氢氧化铁，为了抑制铁离子的水解，应该先将氯化铁溶解在较浓的盐酸中，然后再加水稀释到相应的浓度，正确；D项，因I2的氧化性较弱，故与铁反应生成FeI2，错误。
4．(2020·江苏，19)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α-Fe2O3。
其主要实验流程如下：
(1)酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变，实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有________(填序号)。
A．适当升高酸浸温度 B．适当加快搅拌速度 C．适当缩短酸浸时间
(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，使Fe3＋完全转化为Fe2＋。“还原”过程中除生成Fe2＋外，还会生成______________(填化学式)；检验Fe3＋是否还原完全的实验操作是____________________________________________________________________________。
(3)沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
①生成FeCO3沉淀的离子方程式为______________________________________________。
②设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料，制备FeCO3的实验方案：____________________________________________________________________________。
[FeCO3沉淀需“洗涤完全”，Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5]
答案 (1)AB
(2)H2 取少量清液于试管中，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈红色
(3)①Fe2＋＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O(或Fe2＋＋HCO＋NH3===FeCO3↓＋NH)
②在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀
解析 (1)其他条件不变，实验中适当升高酸浸温度、适当加快搅拌速度都能提高铁元素浸出率，缩短酸浸时间会降低铁元素浸出率，故应选A、B项。
(2)铁泥的主要成分为铁的氧化物，加入一定浓度的H2SO4溶液“酸浸”，滤液中含有Fe3＋、Fe2＋、H＋、SO等，加入过量铁粉，Fe3＋、H＋均与Fe发生反应，故除生成Fe2＋外，还会生成H2。可利用KSCN溶液检验Fe3＋是否被完全还原，实验操作为取少量清液，向其中滴加几滴KSCN溶液，观察溶液颜色是否呈红色，若不变色，证明Fe3＋被完全还原。
(3)①FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应，Fe2＋与CO结合生成FeCO3沉淀，促进了HCO的电离，离子方程式为Fe2＋＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O或Fe2＋＋HCO＋NH3===FeCO3↓＋NH。
②Fe(OH)2开始沉淀的pH＝6.5，且要求FeCO3沉淀需“洗涤完全”，应控制溶液的pH不大于6.5，防止产生Fe(OH)2沉淀；得到FeCO3沉淀，静置后过滤，用蒸馏水洗涤沉淀2～3次，并通过检验洗涤液中是否含有SO，判断是否洗涤干净。则制备FeCO3的具体实验方案为在搅拌条件下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液，控制溶液pH不大于6.5；静置后过滤，所得沉淀用蒸馏水洗涤2～3次；取最后一次洗涤后的滤液，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，不出现白色沉淀。
巩固练习
1．北宋沈括的《梦溪笔谈》对指南针已有详细记载：“方家以磁石磨针锋，则能指南。”磁石的主要成分是( )
A．Fe3O4 B．Fe2O3 C．FeO D．CuFeS2
答案 A
2．铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法正确的是( )
A．铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气 B．常温下，铁在浓硫酸中钝化
C．铁在氧气中燃烧，生成物为Fe2O3 D．纯铁(块状)是黑色金属
答案 B
解析 A项，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，错误；C项，铁在氧气中燃烧的生成物为Fe3O4，错误；D项，纯铁(块状)是银白色金属，错误。
3．某同学欲探究铁及其化合物的性质，下列实验方案可行的是( )
A．将铁粉加入热的浓硫酸中：探究铁的活泼性
B．将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制备Fe(OH)3胶体
C．在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液：制备FeSO4·6H2O晶体
D．将铜粉加入FeCl3溶液中：验证Fe3＋的氧化性强于Cu2＋
答案 D
解析 由于浓硫酸具有强氧化性，铁与其反应生成Fe2(SO4)3和SO2，无法说明铁的活泼性，故A项方案不可行；将NaOH加入FeCl3溶液中，得到Fe(OH)3沉淀，无法得到Fe(OH)3胶体，故B项方案不可行；在蒸发皿中加热蒸干FeSO4溶液，一方面氧气可将FeSO4氧化，另一方面会得到不含结晶水的化合物，故C项方案不可行；将铜粉加入FeCl3溶液中，发生反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，该反应说明Fe3＋的氧化性强于Cu2＋，故D项方案可行。
4．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
答案 B
解析 Fe2＋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＋，再滴加氯水，若溶液呈红色，说明溶液中含有Fe2＋。
5．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH稀溶液中，加入足量的Na2O2固体，充分反应后，再加入过量的稀盐酸，完全反应后，离子数目没有变化的是( )
A．Fe2＋ B．Al3＋ C．Fe3＋ D．NH
答案 B
解析 亚铁离子与氧气反应变为铁离子，和氢氧根反应生成沉淀，又加盐酸，沉淀溶解，最后又变为铁离子，因此亚铁离子数目减少，故A错误；铝离子与足量氢氧根反应生成偏铝酸根，偏铝酸根与足量盐酸反应，最后又生成铝离子，数目不发生改变，故B正确；亚铁离子被氧化成了铁离子，铁离子数目增加，故C错误；铵根离子和氢氧根离子反应生成氨气和水，铵根离子数目减少，故D错误。
6．某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列实验。
从分类角度分析下列说法正确的是( )
A．实验①③反应制得的物质均为纯净物 B．实验②③均未发生氧化还原反应
C．实验②③均为放热过程 D．实验①②所涉及的物质均为电解质或非电解质
答案 B
解析 实验③得到的是氢氧化铁胶体，是混合体系，A项错误；实验②中的溶解主要是物理变化，实验③中的水解是发生复分解反应，两者均未发生氧化还原反应，B项正确；实验③中盐的水解是吸热过程，C项错误；实验①中的铁和氯气是单质，既不是电解质也不是非电解质，D项错误。
7．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触
C．肥皂水改为吹泡泡水，收集H2效果更好，点燃效果更明显
D．悬挂的磁铁仅能吸引反应铁粉，不能吸引反应产物
答案 D
解析 铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，则悬挂的磁体不仅能吸引铁粉，也能吸引反应产物四氧化三铁，故D错误。
8．FeCl3易潮解、易升华，实验室制备FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。下列说法正确的是( )
A．导管g的作用是增强装置的气密性
B．试剂X和试剂Y分别为浓硫酸、饱和食盐水
C．直接用E接收产物比用导管连接D、E的优点是可防止堵塞
D．出于简化装置的目的，F装置可拆除
答案 C
解析 导管g的作用是平衡气压，保证液体顺利滴下，A错误；为得到干燥纯净的Cl2，应先用饱和食盐水除去HCl，再通过浓硫酸干燥气体，B错误；FeCl3易潮解，而F中的浓硫酸起到干燥的作用，防止G中水蒸气进入D中，不能拆除，D错误。
9．将1.12g铁粉加入25mL2mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是( )
A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－浓度基本不变
B．往溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红色
C．Fe2＋和Fe3＋的物质的量之比为5∶1
D．氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
答案 B
解析 n(Fe)＝＝0.02mol，n(FeCl3)＝2mol·L－1×0.025L＝0.05mol，由反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋知，0.02mol铁粉完全反应需要0.04mol氯化铁。铁完全反应，氯化铁有剩余，Cl－浓度基本不变，A错误；氯化铁有剩余，往溶液中滴入KSCN溶液，显红色，B正确；0.02molFe反应生成Fe2＋为0.06mol，Fe3＋剩余0.01mol，其物质的量之比为6∶1，C错误；氧化产物与还原产物均为氯化亚铁，Fe被氧化，氯化铁被还原，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，D错误。
10．(2016·全国卷Ⅱ，28)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1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2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，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2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____________。
(4)丙组同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________；
一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是__________
____________________________________，生成沉淀的原因是______________________(用平衡移动原理解释)。
答案 (1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动
解析 (1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。(2)Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得电子生成Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰。(4)根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。(5)H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，促进了Fe3＋的水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移动，产生较多Fe(OH)3，聚集形成沉淀。
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