山西高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-08铁及其化合物
一、单选题
1．（2023·山西·校联考模拟预测）下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向FeBr2溶液中通入少量的氯气，再滴加少量苯，上层呈橙色 Fe3+的氧化性比Br2强
B 室温下，向碳酸氢钠溶液中加入适量盐酸，温度下降 碳酸氢钠和盐酸反应吸收热量
C 将少量BaSO4固体用饱和Na2CO3溶液浸泡，过滤后，向滤渣中加盐酸，滤渣溶解，产生气泡 相同温度下，Ksp(BaCO3)
A．A B．B C．C D．D
2．（2022·山西太原·统考一模）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．5.6g Fe与足量的S反应转移的电子数为0.3NA
B．标准状况下，1.12L苯含有C-H键的数目为0.3NA
C．1L 0.1mol·L-1 K2Cr2O7酸性溶液(pH=4)中，Cr2O的数目为0.1NA
D．11.2L CH4和22.4L Cl2(均为标准状况)在光照条件下充分反应后，分子总数为1.5NA
3．（2021·山西吕梁·统考一模）下列各实验的现象及结论都正确的是
选项 实验 现象 结论
A 铜粉加入稀硫酸中，加热：再加入少量硝酸钾固体 加热时无明显现原，加入硝酸钾后溶液变蓝 硝酸钾起催化作用
B 过量铁粉加入稀硝酸中，充分反应后，滴加溶液 有无色气泡产生，溶液呈血红色 稀硝酸能将氧化成
C 向两支盛有溶液的试管中分别滴加淀粉溶液和溶液 前者溶液变蓝，后者有黄色沉淀生成 溶液中存在平衡：
D 溴的苯溶液滴加到铁粉中，产生的气体通入硝酸酸化的溶液中 产生浅黄色沉淀 溴与苯发生取代反应生成
A．A B．B C．C D．D
4．（2021·山西太原·统考模拟预测）已知甲、乙、丙三种物质均含有同种元素，其转化关系如下(反应条件已略去)。
下列推断错误的是
A．若丙为红棕色气体，则甲可能为
B．若丙为，则X与稀盐酸反应可以得到丙
C．若乙为，则甲可能是
D．若乙能使品红溶液褪色，则甲一定是S单质
5．（2021·山西吕梁·统考一模）硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：
下列说法正确的是
A．为了加快反应速率，步骤②所需要的温度越高越好
B．工业上经常使用碳酸氢钠溶液来清除废铁屑表面的油污
C．铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，所以应将尾气直接通入到盛有足量水的烧杯中吸收
D．步骤⑤中的具体实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品
6．（2021·山西吕梁·统考一模）金属材料的发展极大地促进了人类社会的文明程度。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下列说法不正确的是
A．根据反应③可知氧化性：Fe3＋>H2O2
B．向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀
C．反应③中稀硫酸仅表现酸性
D．反应①的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O
7．（2021·山西阳泉·统考三模）我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O-Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂，其中Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系，其反应机理如图：
下列说法错误的是
A．该反应为2CO2+2H2O2HCOOH+O2
B．该反应能量转化形式为光能→化学能
C．图中a、b分别代表Fe2+、Fe3+
D．反应过程中涉及到非极性键、极性键的断裂和形成
8．（2021·山西·统考一模）某化学实验小组探究Fe2+和Fe3+性质时，发现：往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测下列说法错误的是
A．氯水可以将Fe2+氧化成Fe3+
B．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
C．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2
D．KSCN中的N元素一定被氧化
二、实验题
9．（2021·山西吕梁·统考一模）某同学研究浓硝酸与溶液的反应。
资料：Ⅰ．中S、C、N元素的化合价依次为：价、价、价。
Ⅱ．的性质类似卤素离子，能被氧化为黄色的，可聚合为红色的。
Ⅲ．可溶于浓硝酸。
实验一：
(1)向浓硝酸中滴加溶液，溶液立即变红是因为生成了 (填化学式)。
实验二：
(2)研究的转化产物。
a．将实验一ⅲ中的气体通入和的混合溶液中，有白色沉淀生成。
b．过滤、洗涤白色沉淀，取少量于试管中，加入过量的稀硝酸，沉淀完全溶解，再滴加少量溶液，不褪色。
c．另取少量实验一ⅲ中试管内的溶液加入溶液，产生大量白色沉淀。
①通过a，b实验可知白色沉淀为 (填化学式)。
②红棕色气体中是否含有？ (选填“有”或“没有”)。理由是 。
③通过c实验得到溶液中一定有 。
④由上述实验现象可知：转化的最终产物中一定有 。
实验三：
(3)继续研究实验一ⅲ中“静置一段时间后，突然剧烈反应，红色迅速褪去”的原因。
①对比实验一和实验三可知能加快浓硝酸氧化，的化学反应速率的原因是 。
②结合实验三，从化学反应速率的角度解释实验一ⅱ和ⅲ中的现象： 。
三、工业流程题
10．（2021·山西太原·统考模拟预测）下图是以铝土矿(主要成分是和少量、杂质)为原料制取铵明矾晶体的一种工艺流程。
请回答：
(1)试剂Ⅰ为 ，滤渣a可以“变废为宝”，写出它的一种用途 。
(2)证明铁元素已除尽的实验方法是 。
(3)滤液2中通入足量进行酸化得到固体c，则生成固体c的离子方程式为 。
(4)由溶液d制取铵明矾溶液的化学方程式为 ，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、 、 、干燥(填操作名称)。
四、元素或物质推断题
11．（2021·山西吕梁·统考一模）甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素，它们之间的转化关系如图示(部分反应物及生成物已略去)。
(1)若甲为气态氢化物，乙为黄色固体，写出此时反应①的化学方程式 。
(2)若甲为两性氧化物，乙的水溶液呈酸性，请用离子方程式写出乙的水溶液呈酸性的原因 ，写出此时反应④的离子方程式 。
(3)若甲为金属单质，反应④为置换反应，则往乙溶液中滴加KSCN，溶液变为 。
(4)若甲为气体单质，乙为含有极性共价键的非极性分子，请写出乙的电子式 。
参考答案：
1．B
【详解】A．将少量Cl2通入FeBr2中，氯气先将Fe2+氧化，不能将Br-氧化，所以无Br2生成，加入苯，苯层应该是无色，A错误；
B．室温下，向碳酸氢钠溶液中加入适量盐酸，温度下降，说明该反应为吸热反应，B正确；
C．将少量BaSO4固体用饱和Na2CO3溶液浸泡，过滤后，向滤渣中加盐酸，滤渣溶解，说明沉淀是BaCO3，饱和碳酸钠溶液中碳酸根浓度增大，导致碳酸根离子和钡离子的浓度商大于碳酸钡的溶度积，使硫酸钡转化成碳酸钡，但据此无法判断Ksp(BaCO3)与Ksp(BaSO4)的大小，C错误；
D．向久置的FeSO4溶液加入K3Fe(CN)6溶液，出现蓝色沉淀，只能证明溶液中有Fe2+，不能证明溶液中是否有Fe3+，无法说明其是否变质，D错误；
答案选B。
2．D
【详解】A．5.6g Fe的物质的量为0.1mol，S的氧化性较弱，产物为FeS，所以转移的电子为0.2NA，A错误；
B．标况下苯不是气体，不能用Vm=22.4L/mol计算其物质的量，B错误；
C．经计算，溶液中K2Cr2O7的物质的量为0.1mol，但溶液中存在反应Cr2O+H2O2CrO+2H+，所以Cr2O的数目小于0.1NA，C错误；
D．标准状况下，11.2L CH4的物质的量为0.5mol，22.4L Cl2为1mol，CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应时，反应前后分子数目不变，所以充分反应后，分子总数为1.5NA，D正确；
综上所述，答案为D。
3．C
【详解】A．铜与稀硫酸不反应，加入硝酸钾后，铜与硝酸反应溶液变蓝，与催化剂无关，A错误；
B．过量铁粉加入稀硝酸中充分反应后溶液中无Fe3+溶液不会变红，B错误；
C．淀粉遇碘变蓝，硝酸银与碘离子反应生成黄色沉淀，根据现象可判断KI3溶液中存在平衡，C正确；
D．溴易挥发与AgNO3溶液也会产生浅黄色沉淀产生干扰，D错误；
故选C。
4．D
【详解】A．若丙为红棕色气体二氧化氮，则甲可能为，试剂X为氧气，乙为一氧化氮成立，故A不选；
B．若丙为，X与稀盐酸反应可以得到，则试剂X为Fe，根据转化关系可知乙为，甲为成立，故B不选；
C．若乙为，则甲可能是试剂X为溶液，丙为成立，故C不选；
D．若乙能使品红溶液褪色，则乙可能为，若乙为则甲可能为S也可能为硫化物等，故选D。
答案选D。
5．D
【分析】废铁屑中含有油污，油污在碱性条件下水解，且碱和Fe不反应，所以可以用碱性溶液除去废铁屑中的油污，将干净铁屑进入稀硫酸中并加热，稀硫酸和Fe发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气，过滤除去废渣得到滤液，滤液中含有未反应的稀硫酸和生成的硫酸亚铁，然后向滤液中加入H2O2，Fe2+被氧化生成Fe3+而得到硫酸铁溶液，然后向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体，然后通过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵固体，以此分析解题。
【详解】A．升高温度可以加快反应速率，但温度太高一是浪费能源，二是促进Fe2+水解成碱式硫酸亚铁沉淀，造成原料的浪费，故步骤②所需要的温度不是越高越好，而是控制在80~95℃，A错误；
B．工业上经常使用碳酸钠溶液而不是碳酸氢钠溶液来清除废铁屑表面的油污，B错误；
C．铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，由于生成H2S极易溶于水，所以需用防倒吸装置，即将尾气通过倒扣的漏斗通入到盛有足量水的烧杯中吸收，C错误；
D．步骤⑤中的具体实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品，D正确；
故答案为：D。
6．A
【分析】由题干中两种金属及其化合物的转化关系图分析可知，物质M为Cu，E为Fe，X为FeSO4，Y为Fe2(SO4)3,W为Fe(SCN)3，Z为Fe(OH)3，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，反应③的离子方程式为：2Fe2++2H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，可知氧化性：H2O2 > Fe3＋，A错误；
B．由分析可知，X溶液中含有Fe2+，故向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，B正确；
C．根据反应③的离子方程式为：2Fe2++2H2O2+2H+=2Fe3++2H2O可知反应③中稀硫酸仅表现酸性，C正确；
D．由分析可知，反应①的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O，D正确；
故答案为：A。
7．D
【详解】A．根据图示可知，反应物为二氧化碳和水，生成物为甲酸和氧气，因此该反应方程式为2CO2+2H2O2HCOOH+O2，故A正确；
B．由“人工光合作用体系”可知，该反应能量转化形式为光能→化学能，故B正确；
C．观察图中物质转化关系可知，b代表Fe3+，用于氧化H2O，a代表Fe2+，用于还原CO2，故C正确；
D．根据A项总反应可知，反应过程中不涉及到非极性共价键的断裂，故D错误；
答案选D。
8．C
【详解】A．氯水中有氯气和次氯酸，都有强氧化性，可以将Fe2+氧化成Fe3+，故A正确；
B．烧瓶中有NaClO，是强碱弱酸盐水解显碱性，Fe3+碱性条件下会产生红褐色沉淀，故B正确；
C．烧瓶中有NaClO，有强氧化性， 在溶液中KSCN中的会直接被氧化为硫酸根离子，故C错误；
D．氯水过量时，红色却会褪去, NaClO溶液至过量圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN-会被氧化剂氧化，SCN-中S：-2价，C：+4价，N：-3价，故N元素一定被氧化，故D正确；
故答案为：C
9．(1)(SCN)x
(2) BaCO3 没有 向洗净的白色沉淀中加入过量的稀硝酸，沉淀完全溶解，再滴加少量KMnO4 溶液不褪色 CO2、
(3) NO2能加快浓硝酸氧化(SCN)x的化学反应速率(或能催化浓硝酸氧化(SCN)x) 实验一中存在反应：a．浓硝酸氧化SCN ，b．浓硝酸氧化(SCN)x，化学反应速率：υa＞υb，所以ⅱ中溶液立即变红；静置过程中，生成的NO2溶于硝酸，浓度积累到一定程度时，使υb增大，红色迅速褪去
【详解】（1）向浓硝酸中滴加KSCN溶液，根据信息知SCN 被浓硝酸氧化成红色的(SCN)x溶液立即变红，所以答案为(SCN)x；
（2）①将实验一ⅲ中的气体通入Ba(OH)2和NaOH的混合溶液中，有白色沉淀生成；则推测SCN 氧化可能得到气体SO2，CO2，与Ba(OH)2和NaOH溶液反应生成BaSO3，BaCO3白色沉淀，但在b实验中过滤、洗涤白色沉淀，取少量于试管中，加入过量的稀硝酸，沉淀完全溶解，如果有BaSO3生成则会被硝酸氧化成不溶于酸的BaSO4，沉淀就不完全溶解，再滴加少量KMnO4溶液，不褪色。综合说明没有生成SO2，通过a，b实验可知白色沉淀是BaCO3；
②红棕色气体中没有,理由是向洗净的白色沉淀中加入过量的稀硝酸，沉淀完全溶解，再滴加少量KMnO4 溶液不褪色；
③.另取少量实验一ⅲ中试管内的溶液加入BaCl2溶液，ⅲ中溶液成酸性，产生大量白色沉淀，则说明溶液中一定含有；
④由上述实验现象可知：SCN 转化的最终产物中一定有CO2、；
（3）①对比实验一和实验三可知实验三先通入NO2后滴加KSCN溶液，能突然迅速加快浓硝酸氧化(SCN)x的化学反应速率，说明NO2起了催化加快反应速率的作用；
②实验一中存在反应：a．浓硝酸氧化SCN ，b．浓硝酸氧化(SCN)x，化学反应速率：υa＞υb，所以ⅱ中溶液立即变红；静置过程中，生成的NO2溶于硝酸，浓度积累到一定程度时，使υb增大，红色迅速褪去。
10． 稀硫酸或稀盐酸 制作光导纤维 取少量滤液2于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红则说明铁元素以除尽 AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO Al2(SO4)3+(NH4)2SO4=2NH4Al(SO4)2 过滤 洗涤
【分析】铝土矿中先加入足量稀硫酸得到硫酸铝和硫酸铁的混合溶液，滤渣a主要为SiO2，滤液1中加入足量NaOH溶液过滤得到滤液2(偏铝酸钠溶液)和滤渣b(氢氧化铁沉淀)，滤液2中通入足量CO2过滤得到固体c(氢氧化铝)，加稀硫酸溶解得到硫酸铝溶液，加入硫酸铵得到铵明矾溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到铵明矾晶体。
【详解】(1)试剂Ⅰ应为强酸溶液，可以是稀硫酸或稀盐酸；滤渣a主要成分为SiO2，可以用来制作光导纤维；
(2)该流程中Fe元素在溶液中主要以Fe3+的形式存在，所以可以取少量滤液2于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红则说明铁元素以除尽；
(3)滤液2主要成分为偏铝酸钠，加入过量二氧化碳得到氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO；
(4)溶液d主要成分为硫酸铝，根据元素守恒可得制取铵明矾溶液的化学方程式为Al2(SO4)3+(NH4)2SO4=2NH4Al(SO4)2；从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到铵明矾晶体。
11． 2H2S + O2 2S + 2H2O Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O 血红色
【详解】(1)若甲为气态氢化物，乙为黄色固体，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为H2S，乙为S，丙为SO2，故此时反应①的化学方程式2H2S + O2 2S + 2H2O，故答案为：2H2S + O2 2S + 2H2O；
(2)若甲为两性氧化物，乙的水溶液呈酸性，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为Al2O3，乙为Al2(SO4)3或者AlCl3，丙为AlO，故乙的水溶液呈酸性的原因为Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+，此时反应④的离子方程式为Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O，故答案为：Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+；Al2O3 + 2OH- =2 AlO+ H2O；
(3)若甲为金属单质，反应④为置换反应，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为Fe，乙为Fe3+，丙为Fe2+，故往乙溶液中滴加KSCN，溶液变为血红色，故答案为：血红色；
(4)若甲为气体单质，乙为含有极性共价键的非极性分子，根据甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素和它们之间的转化关系图可知：甲为CH4，乙为CO2，丙为CO，故乙的电子式为：，故答案为：。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
