[练案7]第7讲 铁及其重要化合物A组 基础必做题1．(2022·海南海口月考)《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”对此段话的说明中肯定错误的是( B )A．绿矾的化学式为FeSO4·7H2OB．绿矾分解过程中没有发生电子的转移C．“色赤”物质可能是Fe2O3D．流出的液体中可能含有硫酸[解析] 绿矾在加热时会溶解在结晶水中，然后发生分解，化学方程式为2FeSO4·7H2Oeq\o(=====,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O，Fe的化合价由＋2升高到＋3，S由＋6降低到＋4，所以绿矾分解是氧化还原反应，有电子转移；三氧化硫溶于水生成硫酸；综上所述B不正确。2．(2022·山东济宁月考)在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面产生红棕色气泡下列说法中正确的是( B )A．Ⅰ中红棕色气体生成的化学方程式为Fe＋6HNO3===Fe(NO3)3＋3H2O＋3NO2↑B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被还原[解析] Ⅰ中Fe与稀硝酸反应生成NO，NO再与空气中O2反应生成红棕色的NO2气体，A项错误；Ⅱ中现象说明Fe在浓硝酸作用下Fe表面因钝化形成一层致密的氧化层，阻止进一步反应，B项正确；稀HNO3的氧化性弱于浓HNO3，C项错误；针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化，D项错误。3．某学习小组进行了下图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是( C )A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色[解析] 在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。试管b中收集到的气体为H2，可点燃，且产生淡蓝色火焰，A项正确；试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，B项正确：铁与水不反应，应该是水蒸气，C项错误；用盐酸溶解固体生成物得到含氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，D项正确。4．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( B )A．A为Fe，B为FeOB．C、D物质的溶液颜色分别为浅绿色、棕黄色C．⑤的离子方程式：Fe＋Fe3＋===2Fe2＋D．④的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3[解析] F为红褐色固体，可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，黑色晶体B与HCl能够生成C、D，C、D之间能够相互转化，同时A能够直接生成C、D，E与O2能够反应，说明E为还原性物质，因此B为Fe3O4、C为FeCl2、D为FeCl3、E为Fe(OH)2。由上述分析可知，A为Fe，B为Fe3O4，故A项错误；FeCl2溶液颜色为浅绿色，FeCl3溶液颜色为棕黄色，故B项正确；⑤反应可通过FeCl3溶液与Fe反应实现，离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，C项错误；④反应是FeCl2转化为FeCl3，可通过通入Cl2实现，D项错误。5．实验小组研究二价铁的还原性，设计如下实验。序号实验方案现象Ⅰ现象a：生成白色沉淀，3min后沉淀基本变为红褐色Ⅱ现象b：生成白色沉淀，3min后沉淀颜色几乎不变(1)实验所用的FeSO4溶液由Fe2(SO4)3溶液和足量铁粉反应制得，反应的离子方程式是__2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋__。(2)实验Ⅰ中沉淀变为红褐色的化学方程式是__4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3__。(3)关于实验Ⅱ中白色沉淀的组成，小组同学展开研究。①已知Fe(HCO3)2在水中不存在。对沉淀组成做出如下假设，请补充完整。假设a：依据NaHCO3溶液显__碱__性，推测白色沉淀可能为Fe(OH)2；假设b：白色沉淀可能为__FeCO3__。②研究白色沉淀组成的实验如下：ⅰ．取少量白色沉淀，充分洗涤，向其中加入稀硫酸，沉淀完全溶解，产生无色气泡；ⅱ．向所得溶液中滴入KSCN试剂，溶液几乎不变红；ⅲ．向ⅱ溶液中再滴入少量H2O2，溶液立即变为红色。由此说明，白色沉淀中一定含有__Fe2＋和COeq\o\al(2－,3)__(填离子)。③研究过程中发现白色沉淀在空气中久置，最终变为红褐色。则该沉淀比实验Ⅰ中所得的Fe(OH)2__难__(填“难”或“易”)被空气氧化。[解析] (1)Fe2(SO4)3与Fe反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(2)实验Ⅰ中的沉淀为Fe(OH)2，其变为红褐色的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)①NaHCO3为小苏打，溶液显碱性，故可推测沉淀可能为Fe(OH)2；另一种猜测是生成了FeCO3沉淀。②由于溶于H2SO4后产生无色气泡，滴入KSCN溶液不变红，加入H2O2后变红，则证明白色沉淀中一定含有Fe2＋和COeq\o\al(2－,3)。③由于白色沉淀久置后才变红褐色，故该沉淀难被空气氧化。6．一定量的铁粉在氯气中充分燃烧，将所得固体完全溶解于稀盐酸，制得溶液A。(1)铁在氯气中燃烧的化学方程式是__2Fe＋3Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3__。(2)推测A中可能含有的金属阳离子：①只有Fe3＋；②只有Fe2＋；③__含有Fe2＋＋Fe3＋__。甲同学为探究溶液的组成，实验如下：实验步骤实验现象实验结论及反应的离子方程式取少量溶液A于试管中，加入KSCN溶液__溶液变血红色__假设②不成立，假设①或③成立；反应的离子方程式是__Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3__(3)乙同学继续探究溶液A的组成。查阅资料：16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O实验过程：另取少量溶液A于试管中，逐滴加入酸性KMnO4溶液，充分振荡，KMnO4溶液紫色褪去，实验结论：__ab__(填字母)。a．可能有Fe2＋ b．可能无Fe2＋ c．一定有Fe2＋根据你选择的实验结论，简述理由：__因为还原性Fe2＋＞Cl－，逐滴加入酸性KMnO4溶液，Fe2＋将MnOeq\o\al(－,4)还原为Mn2＋，使紫色褪去，故可能含有Fe2＋；若溶液中无Fe2＋，Cl－也能将MnOeq\o\al(－,4)还原为Mn2＋，紫色褪去，因而溶液中也可能无Fe2＋__。B组 能力提升题7．(2022·南昌模拟)某同学设计如下装置进行铁与水反应的实验，虚线框处的装置用来检验生成的气体。下列说法正确的是(已知：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋)( C )A．实验后，装置B中生成红棕色固体B．虚线框C处应该选择装置甲C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑变红D．实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中一定含有Fe3＋[解析] A．实验后，装置B中生成黑色的四氧化三铁固体，故A错误；B．虚线框C处验证生成的为氢气，其密度小于空气，应该选择装置乙，故B错误；C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，生成的氢气可与氧化铜反应生成单质铜，则可观察到铜丝由黑变红，故C正确；D．实验后，将装置B中的固体溶于足量稀硫酸，所得溶液中可能含有Fe3＋，若铁粉过量时可能不含有Fe3＋，故D错误。8．为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性，某同学设计了如下实验方案，其中符合实验要求且完全正确的是( A )选项实验操作实验现象离子方程式实验结论A在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水浅绿色溶液变成棕黄色溶液2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－Fe2＋具有还原性B在氯化亚铁溶液中加入锌片浅绿色溶液变成无色溶液Fe2＋＋Zn===Fe＋Zn2＋Fe2＋具有还原性C在氯化铁溶液中加入铁粉棕黄色溶液变成浅绿色溶液Fe3＋＋Fe===2Fe2＋铁单质具有还原性D在氯化铁溶液中加入铜粉蓝色溶液变成棕黄色溶液2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋Fe3＋具有氧化性 [解析] 氯气能够将Fe2＋(浅绿色)氧化为Fe3＋(棕黄色)，A项正确；B项得到的结论应该是Fe2＋具有氧化性；C项的离子方程式错误；D项的实验现象应该是铜粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为蓝色。9．(2022·河南南阳联考)将一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物加入240mL2mo/L稀硝酸中，恰好完全反应，放出1.344L(标准状况下)NO气体，往所得溶液中加入酸性KMnO4溶液，无明显现象。若用足量的H2在加热条件下与相同质量的上述混合物充分反应，能得到铁的质量为( B )A．6.72g B．7.84gC．8.96g D．13.4g[解析] 根据题中现象可说明溶液中的溶质为Fe(NO3)3，标准状况下1.344LNO为eq\f(1.344L,22.4L/mol)＝0.06mol，根据氮元素守恒，可确定Fe(NO3)3中NOeq\o\al(－,3)的物质的量为0.24L×2mol/L－0.06mol＝0.42mol，即Fe(NO3)3的物质的量为eq\f(1,3)×0.42mol＝0.14mol，由铁元素守恒可知，得n(Fe)＝0.14mol，其质量为0.14mol×56g/mol＝7.84g。10．(2022·山东师大附中高三月考)某酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，设计如下工艺流程，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。下列说法不正确的是( C )A．标号①②③处发生的反应均为氧化还原反应B．标号③处加入的相应物质是稀硝酸C．标号①处发生的离子反应最多有三个D．铁红的化学式为Fe2O3，工业上常用作红色颜料[解析] 标号①处发生的反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋，②处发生的反应是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，③处发生的反应是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，故①、②、③处发生的反应均为氧化还原反应，A正确；标号③处利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开，加入的相应物质是稀硝酸，故B正确；标号①处发生的离子反应有Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋，故C错误；Fe2O3是红棕色粉末，俗称铁红，工业上常用作红色颜料，故D正确。11．(2022·福建南平质量检测)绿矾(FeSO4·7H2O)外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒，无气味，受热能分解，且在空气中易被氧化。Ⅰ．医学上绿矾可用于补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH3COO)2Fe]颗粒的制备，有关物质性质如下：甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸甘氨酸亚铁易溶于水，微溶于乙醇，两性化合物易溶于水和乙醇，有强酸性和还原性易溶于水，难溶于乙醇(1)向绿矾溶液中缓慢加入NH4HCO3溶液，边加边搅拌，反应结束后生成沉淀FeCO3。该反应的离子方程式为__Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O__。(2)制备(NH2CH2COO)2Fe：往FeCO3中加入甘氨酸(NH2CH2COOH)的水溶液，滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结