第3章第1节铁的多样性同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A．在自然界中，铁都以化合态形式存在
B．赤铁矿的主要成分是，磁铁矿的主要成分是
C．能通过化合反应制得，但不能通过化合反应制得
D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此、、都是碱性氧化物
2．下列变化过程，不能一步实现的是
A． B．
C． D．
3．金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化不能全部通过一步反应直接完成的是
A．Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3 B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
C．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4 D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
4．根据下列反应：(1)2Fe3++2I-=2Fe2++I2；(2)Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+，判断离子的还原性由强到弱的顺序是
A．Br-＞I-＞Fe2+ B．I-＞Fe2+＞Br-
C．Fe2+＞I-＞Br- D．Br-＞Fe2+＞I-
5．已知在为4~5的环境中，、几乎不水解，而几乎完全水解。工业上制溶液是将浓盐酸加热到左右，再慢慢加入粗氧化铜(含少量杂质)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是
A．向溶液中通入，再加入纯净的CuO粉末调节为4~5
B．向溶液中通入使沉淀
C．向溶液中通入，再通入，调节为4~5
D．加入纯Cu将还原为Fe
6．探究是培养创新精神和实践能力的手段。用如下装置探究氯气的性质，图中三支试管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列对实验现象的分析正确的是
A．①中淀粉KI试纸变蓝
B．②中产生白色沉淀，说明氯气与水反应生成Cl-
C．一段时间后向③中加入KSCN溶液，溶液未变色
D．④溶液先变红后褪色，说明氯气具有酸性和漂白性
7．化合价和物质类别是整理元素及化合物知识的两个要素，可表示为“价-类”二维图。铁元素的“价一类”二维图如图所示，下列说法正确的是
A．工业上用CO还原Fe2O3炼铁，该反应为置换反应
B．Fe3O4中铁的化合价显＋2价，显＋3价
C．维生素C能将Fe3＋转化为Fe2＋，过程中维生素C作还原剂
D．Fe(OH)2浊液露置于空气中，由白色迅速变为棕黄色
8．在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡，将两球分别浸没在溶液质量相等的稀溶液和溶液中一段时间，如图所示。下列说法正确的是
A．铝球表面有气泡产生，且有白色沉淀生成，杠杆不平衡
B．铝球表面有气泡产生，盛有稀溶液的烧杯中溶液澄清
C．反应后去掉两烧杯，杠杆仍平衡
D．铁球表面有红色物质析出，盛有溶液的烧杯中溶液蓝色变浅，杠杆右边上升
9．在含有的溶液中加入铁粉，充分反应后，溶液中所剩的固体可被磁铁吸引，此时溶液中的阳离子是
A． B． C． D．
10．下列有关除杂的操作中不正确的是
A．溶液中含少量杂质：加入过量的粉，过滤
B．除去溶液中少量的：加入新制氯水
C．除溶液中少量的杂质可以向溶液中加入过量铁粉，然后过滤
D．除溶液中的杂质可以向溶液中加入过量铁粉
11．在的混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法正确的是
A．若滤出的固体只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是，一定不含
B．若滤出的固体只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是，可能含
C．若滤出的固体只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是和，一定不含
D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是，一定不含，可能含有
12．铁元素是人体重要的微量元素，参与人体血红蛋白的形成，人体内的铁大部分是+2价的铁，易被人体吸收，下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A．维生素C具有氧化性，可将难吸收的转化为，促进人体对铁元素的吸收
B．向溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色
C．向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀
D．溶液滴在淀粉-KI试纸上，试纸变蓝
13．下图为铁元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是
A．铁与水蒸气在高温条件下反应可实现上述转化①
B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热生成红棕色粉末
C．由图可预测：高铁酸盐(含)具有强氧化性，可用于消毒。被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂
D．加热发生转化⑥，加水溶解可实现转化③
14．能够在人体血管中通行的药物分子运输车——“纳米药物分子运输车”在中国科学院上海硅酸盐研究所研制成功，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如图所示。下列有关说法错误的是
A．包装上印“OTC”标识的药物为非处方药
B．油脂、蔗糖等这类含碳化合物属于有机物
C．分散质粒子直径在1~100nm的分散系为胶体，该“运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体
D．该“运输车”中铁元素的价态为+3价
15．元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具，它指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。铁元素的价类二维图如图，其中箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法错误的是
A．是一种黑色有磁性的铁的氧化物，可由Fe、水蒸气高温反应制得
B．为实现向的转化，可向含的溶液中通入或者滴加溶液
C．由图可预测：高铁酸盐()具有强氧化性，可将转化为
D．FeO、、均可与酸反应，只生成一种盐和水
二、填空题
16．易被空气中的氧气氧化，故制备时主要是避免氧气的介入。某学生利用稀硫酸A、铁粉B和某碱溶液C在实验室设计了如图装置制备白色固体。
(1)写出易被空气中的氧气氧化的方程式_______。
(2)装置II盛放的溶液C是_______(a.NaOH b.)；配置该溶液时，为除去蒸馏水中溶解的常采用的方法是_______。
(3)铁粉与稀硫酸制备的离子方程式为_______，的作用有_______(填编号)。
a.驱赶装置内的空气
b.把物质B压入II中
c.保护白色不被空气氧化
(4)白色沉淀在_______(填“锥形瓶I”或“锥形瓶II”)内生成，经在无氧环境中干燥处理，得到的白色粉末是很好的化工_______(填“除酸剂”或“除氧剂”)。
17．铁的性质
(1)铁的物理性质
铁有_______和_______。铁能导电，但其导电性不如铜和铝。铁能被磁体吸引。
(2)铁原子的结构
在一定条件下，铁作为还原剂，遇强氧化剂失去3个电子生成_______价铁的化合物，遇到弱氧化剂失去2个电子生成_______价铁的化合物。
(3)铁与非金属单质
①铁在氧气中点燃：_______。
②铁在Cl2中燃烧：_______。
(4)铁与酸反应
铁与稀H2SO4反应(离子方程式)：_______。
(5)铁与盐溶液反应
铁与CuSO4溶液反应(离子方程式)：_______。
(6)铁与水蒸气反应：_______。
三、工业流程题
18．铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)，为制取纯净的CuCl2·2H2O，首先将其制成酸性水溶液，然后按如图步骤进行提纯：
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见表，请回答下列问题：
Fe3+ Fe2+ Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH 1.9 7.0 4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH 3.2 9.0 6.7
(1)加入氧化剂的目的是_______。
(2)最适合作氧化剂X的是_______，写出该反应的离子方程式：_______
A．K2Cr2O7 B．NaClO C．H2O2 D．KMnO4
(3)加入的物质Y可以是_______。(填字母)，调节溶液的pH范围为_______
A．NaOH溶液 B．氨水 C． CuO D．Cu
19．绿矾(FeSO4·7H2O)在工业、农业及中医药应用广泛，可作媒染剂、鞣革剂、木材防腐剂及除草剂等。工业上利用硫酸厂烧渣(主要成分为Fe2O3，还含有少量FeS、SiO2等)制备绿矾的流程如下(其中所加试剂均过量)：
回答下列问题：
(1)在实验室中，进行操作I所用到的玻璃仪器有_______；操作III采用的是_______(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
(2)已知“釜渣1”中存在淡黄色固体颗粒，则“釜渣1”主要成分为_______，生成该淡黄色固体反应的离子方程式为_______。
(3)“试剂a”是一种单质，其名称为_______，其作用是_______。
(4)绿矾在空气中易被氧化，为测定实验室绿矾样品中Fe2+的氧化率(Fe2+的氧化率=×100%)，某化学社团进行了以下实验：
①称取14.3g绿矾样品，将其配成250mL溶液；
②取①中溶液25.00mL于锥形瓶，并加入适量稀硫酸酸化，逐滴滴加0.0400mol·L﹣1KMnO4溶液至恰好完全反应()，消耗KMnO4溶液20.00mL；
③另取①中溶液25.00mL于烧杯，加入足量氨水，将沉淀过滤，灼烧至固体质量不再变化，称得残留固体的质量为0.4g。
则该绿矾样品中Fe2+的氧化率为_______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
【详解】A．在自然界中，铁陨石有游离态的铁存在，A错误；
B．在自然界中，赤铁矿的主要成分是，磁铁矿的主要成分是，B正确；
C．能通过制得，也能通过制得，C错误；
D．不是碱性氧化物，、是碱性氧化物，D错误；
故本题选B。
2．D
【详解】A．，故A正确；
B．，故B正确；
C．，故C正确；
D．，故D错误；
故选D。
3．A
【详解】A．氧化铝和水不反应，所以不能一步生成氢氧化铝，故A错误；
B．Na→NaOH→Na2CO3→NaCl中反应方程式分别为：2Na+2H2O=2NaOH+H2、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O、Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl，所以能一步实现，故B正确；
C．Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4中反应方程式分别为：Mg+2HCl=MgCl2+H2、MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl、Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O，所以能一步实现，故C正确；
D．Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3中反应的方程式分别为：Fe+2HCl=FeCl2+H2、FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaCl、4Fe(OH)2+2O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以能一步实现，故D正确；
故选A。
4．B
【详解】反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2中，I-是还原剂，Fe2+是还原产物，则还原性I-＞Fe2+；反应Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+中，Fe2+是还原剂，Br-是还原产物，则还原性Fe2+＞Br-；从而得出还原性I-＞Fe2+＞Br-，故选B。
5．A
【详解】A．向溶液中通入，可将氧化为；再加入纯净的粉末调节为4~5，可转化为而除去，A正确；
B．在酸性溶液中与不反应，而与反应生成沉淀，B错误；
C．通入氨气，会引入杂质离子，C错误；
D．由金属的活动性知，铜不能置换出铁，D错误；
故选A。
6．A
【分析】本题是一道验证氯气性质的实验题，由装置①制备氯气，并通过碘化钾证明氯气的氧化性，通过装置②中的硝酸银证明氯离子的存在，但要注意氯化氢的挥发，通过装置③证明氯气的将二价铁氧化为三价铁，通过装置④证明氯水的性质，以此解题。
【详解】A．氯气的氧化性强于碘，向淀粉碘化钾溶液中加入氯水，溶液变为蓝色，A项正确；
B．②中产生白色沉淀，有可能是挥发的氯化氢气体中的氯离子与银离子生成氯化银沉淀，B项错误；
C．氯气和氯化亚铁溶液反应生成氯化铁，加入KSCN溶液，溶液红色，C项错误；
D．氯气通入紫色石蕊试液先变红后褪色，是由于氯气和水反应生成强酸盐酸和漂白作用的次氯酸，氯气不具有酸性和漂白性，D项错误；
故选A。
7．C
【详解】A．一氧化碳还原氧化铁时，反应物中没有单质参加反应，不属于置换反应，故A错误；
B．四氧化三铁中铁的化合价有＋2、＋3价，由化合物化合价代数和为0可知，四氧化三铁中铁元素的化合价显＋3价，显＋2价，故B错误；
C．维生素C将铁离子转化为亚铁离子时，铁元素的化合价降低被还原，维生素为反应的还原剂，表现还原性，故C正确；
D．氢氧化亚铁浊液露置于空气中，白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，故D错误；
故选C。
8．B
【分析】左侧烧杯中Al和溶液反应生成H2使铝球质量减小，右侧烧杯中Fe与CuSO4溶液反应，铁球表面析出铜，即铁球质量增加，反应一段时间后杠杆不再平衡。
【详解】A．左侧烧杯中Al和溶液反应生成偏铝酸钠和H2使铝球质量减小，但不会生成沉淀，A错误；
B．左侧烧杯中Al和溶液反应生成偏铝酸钠和H2，溶液澄清，B正确；
C．根据分析，左侧铝球质量减少，右侧铁球质量增加，C错误；
D．右侧铁球质量增加，而使杠杆左边上升，D错误；
故选B。
9．D
【详解】A． 铁过量会将Fe3+、Cu2+还原，故A错误；
B． 铁过量会将Cu2+还原，故B错误；
C． 铁过量会将Fe3+、H+还原，故C错误；
D． 铁过量会将Fe3+、Cu2+、H+还原，生成Fe2+，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．加入过量的铁粉，发生反应，再经过过滤，能够除去杂质，A正确；
B．新制氯水与反应：，可以除去杂质，B正确；
C．向含有少量的溶液中加入过量粉：，过滤即可除杂，C正确；
D．与氯化铁反应，将原物质除去，不能除杂，应向该溶液中通入足量的氯气，D错误；
故选D。
11．B
【分析】在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，则铁能与氯化铁和氯化铜溶液反应，反应先后顺序是：2FeCl3+Fe=3FeCl2，CuCl2+Fe=FeCl2+Cu。
【详解】A．由分析可知，若滤出的固体只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，Cu2+不一定完全反应，也可能含Cu2+，A错误；
B．由分析可知，若滤出的固体只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，Cu2+不一定完全反应，也可能含Cu2+，B正确；
C．由分析可知，若滤出的固体只有铜，根据分析中物质反应先后顺序，溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Fe3+，Cu2+不一定完全反应，也可能含Cu2+，C错误；
D．由分析可知，若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，铁有剩余，则一定不含Cu2+和Fe3+，D错误；
故选B。
12．D
【详解】A．维生素C有还原性，能把还原成易被人体吸收的，A项错误；
B．与不反应，向溶液中加入溶液，无明显现象，B项错误；
C．向溶液中加入溶液，生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，C项错误；
D．和发生反应生成和，遇淀粉变蓝，D项正确。
故选D。
13．C
【详解】A．铁与水蒸气在高温下反应生成，而不是，故A错误；
B．是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色晶体，故B错误；
C．中的元素为价，易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，由题图可知可被还原为，最终可生成胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可用作净水剂，故C正确；
D．受热分解生成，而不溶于水，加水不能转化为，故D错误；
故答案为：C。
14．D
【详解】A．“OTC”代表非处方药，R代表处方药，A正确；
B．油脂、蔗糖均含碳元素，不根据其组成和结构特点，属于有机物，B正确；
C．该"纳米药物分子车”的直径为20Onm，而胶体分散质粒子直径为1~100nm，所以该"纳米药物分子车"分散于水中所得的分散系不属于胶体，C正确；
D．由图可知，该有机物中含有四氧化三铁，其中有+2价和+3价铁，D错误；
故选D。
15．D
【详解】A．Fe3O4是一种黑色有磁性的铁的氧化物，铁单质与水蒸气在高温下反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑，故A说法正确；
B．Fe2+转化成Fe3+，铁元素的化合价升高，需要加入氧化剂才能实现转化，如加入O2、Cl2、H2O2等，故B说法正确；
C．中铁元素显+6价，具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，故C说法正确；
D．Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁两种盐，故D说法错误；
答案为D。
16．(1)
(2) a 煮沸
(3) abc
(4) 锥形瓶II 除氧剂
【详解】（1）很容易被氧气氧化，先变成灰绿色，最后变成红褐色。发生反应：。
（2）要制得纯净的白色的，必须防止与氧气接触，根据题意，用铁粉和稀硫酸在装置I中反应产生和，可以排除装置内的空气，同时压强增大，将溶液压入锥形瓶II中，与溶液反应，生成，所以装置II盛放的溶液为：a.NaOH；气体在溶液的溶解度随着温度的升高而降低，所以可以通过煮沸的方法，除去蒸馏水中溶解的。
（3）在装置I中铁粉和稀硫酸反应产生和，可以排除装置内的空气，同时压强增大，将溶液压入锥形瓶II中，与溶液反应，生成，故离子方程式为：，氢气的作用选：abc。
（4）在装置I中铁粉和稀硫酸反应产生和，可以排除装置内的空气，同时压强增大，将溶液压入锥形瓶II中，与溶液反应，生成，在锥形瓶II生成；具有强还原，可以用作化工生产中的除氧剂。
17．(1) 延展性 导热性
(2) +3 +2
(3) 3Fe＋2O2Fe3O4 2Fe＋3Cl22FeCl3
(4)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
(5)Fe＋Cu2＋=Cu＋Fe2＋
(6)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
【解析】略
18．(1)将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离
(2) C 2 H++ 2 Fe2++ H2O2 = 2 Fe3++2 H2O
(3) C [ 3.2， 4.7 )
【分析】氯化亚铁和氯化铜的混合液中，加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH可以将铁离子沉淀，得到氯化铜的水溶液，然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体。
（1）
根据实验目的，加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe(OH)3沉淀而与Cu2+分离；
（2）
K2Cr2O7、NaClO、H2O2、KMnO4都具有氧化性，能将亚铁离子氧化，但是K2Cr2O7、NaClO、KMnO4能引进新的杂质离子，双氧水是绿色氧化剂，得到的还原产物是水，不会引进杂质离子，合理选项是C；该反应的离子方程式为：2 H++ 2 Fe2++ H2O2 = 2 Fe3++2 H2O，故答案为：C；2 H++ 2 Fe2++ H2O2 = 2 Fe3++2 H2O；
（3）
中和溶液的酸性，调节pH，将Fe3+沉淀，而Cu2+不沉淀，可以加入CuO，若是直接用碱，Fe3+形成沉淀的同时，Cu2+也形成了沉淀，就不能达到分离Fe3+和Cu2+目的，同时Cu不与酸反应，不能其调节pH的目的；由表格可知，调节溶液的pH范围为[ 3.2， 4.7 )，故答案为：C；[ 3.2， 4.7 )。
【点睛】分离提纯物质时，不能引入新的杂质，要结合溶液pH对离子沉淀的影响分析判断。
19． 漏斗、烧杯、玻璃棒 降温结晶 SiO2、S 铁 将Fe3+还原为Fe2+ 20%
【分析】烧渣在氧化釜中加入稀硫酸并通入空气，Fe2O3与稀硫酸反应得到Fe2(SO4)3，FeS在酸性条件下被氧气氧化生成淡黄色的硫单质和Fe2(SO4)3，SiO2不与稀硫酸反应，釜渣1为SiO2、S；过滤分离出釜渣1得溶液X为Fe2(SO4)3溶液，在还原釜中为不引入杂质加入铁粉，将Fe3+还原为Fe2+，过滤除去过量的铁得溶液Y为FeSO4溶液，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得绿矾晶体。
【详解】(1) 操作I是将互不相溶的固体与液体分离，可知操作I是过滤，所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；溶液Y为硫酸亚铁溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶得到绿矾，故填降温结晶，故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；降温结晶；
(2) 淡黄色固体颗粒为S，则“釜渣1”主要成分为SiO2、S；FeS在酸性条件下被氧气氧化生成S和Fe3+，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，写出反应的离子方程式为，故答案为：SiO2、S；；
(3)溶液X中含有Fe3+，溶液Y为FeSO4溶液，故“试剂a”是还原剂，为不引入新的杂质，应使用Fe单质来还原Fe3+，其作用是将Fe3+还原为Fe2+，故答案为：铁；将Fe3+还原为Fe2+；
(4) 25.00mL溶液中，未被氧化的Fe2+的物质的量：n(Fe2+)=0.02L0.0400mol·L﹣15=0.004mol，Fe元素总物质的量：n(Fe)= n(Fe3+)=2=0.005mol，被氧化的Fe2+物质的量：0.005mol-0.004mol=0.001mol，氧化率为100%=20%，故答案为：20%。
答案第1页，共2页
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