2021_2022学年新教材高中化学阶段综合提升练铁的多样性含解析鲁科版必修1

铁的多样性

一、选择题(本题包括12小题，每小题3分，共36分)

1．下列有关铁的叙述正确的是(　　)

A．在空气中，铁丝如同镁条一样能被点燃，并发出耀眼的强光

B．铁是地壳里含量最多的金属元素

C．可通过化合反应制得FeCl2和Fe(OH)3

D．常温下，铁能与稀盐酸、浓硫酸等酸反应生成氢气和亚铁盐

【解析】选C。空气中氧气的含量较低，铁丝不能燃烧，铁丝在纯氧中才能燃烧；地壳里含量最多的金属元素是铝；浓硫酸常温下使铁钝化，不能生成氢气和亚铁盐。

2．“秦砖汉瓦”是我国传统建筑文化的一个缩影。同时由黏土烧制的砖瓦，有的是黑色的，有的却是红色的，猜测其中的原因可能是(　　)

A．土壤中含有铁粉、二氧化锰等

B．黑砖瓦是煅烧过程中附着了炭黑，红砖瓦则是添加了红色耐高温染料

C．土壤中含有的铜元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色CuO和红色Cu

D．土壤中含有的铁元素经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3

【解析】选D。土壤中含有铁元素，经过不同工艺煅烧，分别生成了黑色Fe3O4或FeO和红色Fe2O3，灼烧时不会存在铁粉、铜等，故只有D正确。

3．根据表中信息判断，下列选项不正确的是(　　)

A.反应①的另一产物不可能是Fe

B．反应②中若FeBr2与过量Cl2反应有Br2生成，说明还原性：Fe2＋＞Br－

C．反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶8

D．氧化性由强到弱顺序为MnO＞Cl2＞Fe3＋＞Cu2＋

【解析】选C。铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜，所以反应①的另一产物不可能是Fe，故A正确；FeBr2、Cl2(少量)反应生成FeCl3、FeBr3，而若FeBr2与过量Cl2反应有Br2生成，说明氯气首先氧化亚铁离子后氧化溴离子，所以还原性：Fe2＋＞Br－，故B正确；反应2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑＋2KCl可知：氧化剂为2 mol KMnO4，还原剂为10 mol HCl，所以反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5，故C错误；由①可知：氧化性Fe3＋＞

Cu2＋，②知：氧化性Cl2＞Fe3＋，③知：MnO＞Cl2，综上所述氧化性强弱的顺序为MnO＞Cl2＞Fe3＋＞Cu2＋，故D正确。

4．(2021·青岛高一检测)选择合适试剂完成甲、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＋。

下列试剂及加入顺序能达到实验目的的是(　　)

【解析】选B。甲组：检验含Fe3＋的溶液中是否含有Fe2＋，Fe2＋具有还原性能使高锰酸钾溶液褪色，Fe3＋不能使高锰酸钾褪色，所以检验是否含有Fe2＋可以选用高锰酸钾溶液或溴水，不能选择KSCN溶液。乙组：检验含Fe2＋的溶液中是否含有Fe3＋，Fe3＋遇到KSCN溶液会变红色，而Fe2＋不能使KSCN溶液变色，所以检验是否含有Fe3＋，可以选用KSCN溶液，不能选择酸性KMnO4溶液、溴水。

5．(2021·天水高一检测)向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是(　　)

A．溶液中一定含有Fe2＋

B．溶液中一定含有Cu2＋

C．剩余固体中一定含有Cu

D．加入KSCN溶液一定不变红

【解析】选B。①当固体为铁、铜时，溶液中的Fe3＋、Cu2＋全部参加反应生成Fe2＋和Cu，反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2、CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，所以溶液中一定没有Fe3＋、Cu2＋，一定含有Fe2＋；②当固体为铜时，溶液中一定没有Fe3＋，Cu2＋恰好全部反应或部分反应生成Fe2＋和Cu，所以溶液中一定没有Fe3＋，可能含有Cu2＋，一定含有Fe2＋。由以上分析知，溶液中一定含有Fe2＋，故A正确；溶液中可能含有Cu2＋，故B错误；由以上分析可知剩余固体一定含有Cu，故C正确；溶液中一定不含Fe3＋，所以加入KSCN溶液不变红色，故D正确。

6．把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2＋和Fe3＋的浓度恰好相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为(　　)

A．1∶4　　　B．3∶2　　　C．1∶2　　　D．2∶3

【解析】选D。设已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量分别为x、y。据Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，生成Fe2＋的物质的量为1.5x，据题意有1.5x＝y，解得x∶y＝2∶3。

7．(2021·福州高一检测)下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　　)

A．用如图装置可以制备Fe(OH)2

B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度

C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe2＋

D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化

【解析】选C。反应开始时生成的H2进入B中，可排出其中的空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中硫酸亚铁进入B中可生成Fe(OH)2，A项正确；FeCl3能与H2O反应生成Fe(OH)3，为抑制该反应配制溶液时先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B项正确；Fe3＋与铁反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，D项正确。

8．(2021·嘉兴高一检测)某化学兴趣小组在学习铁及其化合物知识时，做了如下探究实验，下列说法不正确的是(　　)

A．若现象1有淡红色，说明有少量的Fe2＋被氧化了

B．现象2有血红色沉淀

C．现象3为血红色褪去，说明发生了反应：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

D．由现象4可推测加入过量的双氧水后SCN－可能被氧化生成了气体

【解析】选B。氯化亚铁与KSCN无明显现象，加入双氧水，亚铁离子被氧化成铁离子，铁离子与KSCN溶液反应使溶液呈血红色；加入过量Fe粉，铁离子被还原，红色褪去；加入过量双氧水，SCN－被氧化。若现象1为淡红色，则

Fe2＋可能部分被氧化成三价铁离子，故A正确；铁离子与KSCN溶液反应使溶液呈血红色而不是生成沉淀，故B错误；向加入双氧水后的溶液加入铁粉，发生反应2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，溶液中Fe3＋被还原，溶液红色褪去，故C正确；向溶液中加入过量双氧水后，溶液由红色变为黄色，则溶液中SCN－浓度降低，SCN－被氧化，有N2、CO2生成，故D正确。

9．(双选)(2021·衡水高一检测)酸性溶液中，Fe2＋会被空气缓慢氧化为Fe3＋。一定浓度的Fe2＋的氧化率随时间变化关系如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)

A．Fe2＋的氧化率只与溶液的pH和温度有关

B．pH＝1.5时Fe2＋的氧化率不一定比pH＝2.5时大

C．其他条件相同，80 ℃时Fe2＋的氧化率比50 ℃时大

D．该氧化过程的离子方程式为Fe2＋＋O2＋4H＋===Fe3＋＋2H2O

【解析】选A、D。图中物理量分析可知，Fe2＋的氧化率与溶液的pH、时间和温度有关，故A错误；由图可知，Fe2＋的氧化率受pH和温度的影响，pH＝1.5时氧化率不一定比pH＝2.5时大，故B正确；由图可知，其他条件相同而温度不同时，Fe2＋的氧化率与温度呈正比，温度越高氧化率越大，80℃时Fe2＋的氧化率比50℃的大，故C正确；电子转移数目不相等，应为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D错误。

10．(2021·天津和平区高一检测)铁有多种价态，将14.4 g草酸亚铁(FeC2O4)与空气隔绝加热分解，最终得到7.2 g铁的氧化物，则该铁的氧化物是(　　)

A．Fe3O4　　　　　　 B．Fe2O3

C．FeO        D．FeO和Fe3O4

【解析】选C。14.4 g FeC2O4中铁元素的质量＝14.4 g×＝5.6 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比＝5.6 g∶(7.2 g－5.6 g)＝56∶16，铁的氧化物中铁元素与氧元素的原子个数比＝∶＝1∶1，则该铁的氧化物是FeO。

11．印刷铜制线路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，Fe＋2FeCl3===3FeCl2。现将一铜、铁混合粉末加入盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是(　　)

A．溶液中一定含FeCl3，固体一定是铁和铜

B．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜

C．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜

D．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜

【解析】选B。因为金属活动性Fe>Cu，所以先发生Fe＋2FeCl3===3FeCl2，再发生Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，充分反应后仍有少量固体，该固体可能是Cu或Fe、Cu混合物；FeCl3反应完全，一定有FeCl2，故A错；B正确；C中CuCl2不一定含有，可能Fe没有反应完而FeCl3就已经反应完了，错误；D中固体中的铁可能已经反应完了，错误。

12．(2021·青岛高一检测)根据下列实验：

①向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，过滤。

②取①中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象。

判断下列说法正确的是(　　)

A．氧化性Cu2＋＞Fe3＋

B．①中所得固体只含铜

C．①中滤液含有Cu2＋和Fe2＋

D．②中不会观察到溶液变红

【解析】选D。向Fe2(SO4)3和CuSO4的混合液中加入过量铁粉，充分反应，有红色固体析出，铁和三价铁离子反应生成亚铁离子，铁和硫酸铜发生置换反应生成铜，离子反应为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，铜离子为氧化剂，亚铁离子为氧化产物，氧化性：氧化剂大于氧化产物，Cu2＋＞Fe2＋，三价铁和铜发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，氧化性：氧化剂大于氧化产物，Fe3＋＞Cu2＋，故A错误；①中所得固体除了铜，还含有过量的铁，故B错误；①中滤液含有Fe2＋，因加入过量铁，铁能置换出铜，所以无Cu2＋，故C错误；Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3红色，②取①中滤液，向其中滴加KSCN溶液，观察现象，因溶液中无铁离子，所以无明显现象，故D正确。

二、非选择题(本题包括2小题，共34分)

13．(17分)几种物质间的相互转化关系如图所示：

(1)在A转化为B及气体的反应中应加入的试剂是________(填化学式)。

(2)写出B的化学式：__________，F的化学式：__________。

(3)写出G→H的化学方程式：______________________。

(4)写出检验D溶液中金属阳离子的方法：________________(用离子方程式表示)；向D溶液中加入A，发生反应的离子方程式是__________________。

【解析】根据框图信息，可以推出A为Fe，B为FeCl2，C为Cl2，D为FeCl3，E为KOH，F为KCl，G为Fe(OH)2，H为Fe(OH)3，J为AgCl。

答案：(1)HCl　(2)FeCl2　KCl

(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

(4)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

14．(17分)实验室用下图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。

(1)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b处必须______________。

(2)装置B的作用是_______________________________________，

装置C中盛装的液体是__________。

(3)若为FeO和Fe2O3物质的量之比1∶1的固体混合物，反应完全后，U形管的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为__________。

(4)U形管E右边连接干燥管F的目的是_____________________，

若无干燥管F，测得Fe2O3的质量将__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

【解析】(1)根据实验装置可确定，装置A为制取H2的装置，装置D为氧化还原反应装置，加热前需要确定H2在装置中的纯度，若在爆炸范围内，加热会发生爆炸，因此在加热前需要收集气体进行验纯。(2)盐酸具有挥发性，制取的气体中会混有HCl气体，装置B的作用为除去HCl气体；由于需要通过测定水的含量来确定氧化铁含量，则装置C需要除去水蒸气，用浓硫酸干燥氢气。(3)U形管的作用为吸收水，增加的质量为水的质量，7.2 g水为0.4 mol，FeO和Fe2O3物质的量之比1∶1的固体混合物，根据氧原子守恒可知Fe2O3的物质的量为

0.1 mol，质量为16 g。(4)由于空气中还含有水蒸气，则干燥管F的作用为防止空气中的水蒸气进入装置E。若无干燥管F，则导致水的含量偏大，从而导致氧化铁的含量偏大。

答案：(1)验纯　(2)除HCl　浓硫酸　

(3)16 g　(4)防止空气中的水蒸气进入U形管　偏大