人教版 (2019)必修 第一册第一节 铁及其化合物精品综合训练题

3.1  铁及其化合物

分层解读

题型一  铁与强氧化性酸、非氧化性酸的反应

1．用下列方法制取相同质量的Fe(NO3)3，消耗HNO3的量最少的是

A．Fe+HNO3(稀) B．FeO+HNO3(稀) C．Fe(OH)3+HNO3(稀) D．FeS+HNO3(稀)

【答案】C

【解析】A．Fe+4HNO3(稀)= Fe(NO3)3+NO↑+2H2O；

B．FeO+HNO3(稀)= Fe(NO3)3+NO↑+H2O；

C．Fe(OH)3+3HNO3(稀)= Fe(NO3)3+ 3H2O；

D．FeS + 4HNO3(稀)= Fe(NO3)3 + S↓+ NO↑+ 2H2O；

制取相同质量的Fe(NO3)3，即物质的量相等时，由方程式可得C选项消耗硝酸的量最少；故选：C。

2．在稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量NaOH溶液，放置片刻，从反应体系中观察到颜色的变化是

A．无色→灰绿→红褐 B．无色→浅绿→白色→灰绿→红褐

C．无色→白色→红褐 D．无色→白色→浅绿→灰绿→红褐

【答案】B

【解析】在稀硫酸中加入适量铁粉，反应完全后再加入适量NaOH溶液，放置片刻，发生的反应有：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，H2SO4溶液为无色，FeSO4溶液为浅绿色，Fe(OH)2是白色沉淀，Fe(OH)3为红褐色，故该过程可观察到：由无色转变为浅绿色，生成白色沉淀迅速转化为灰绿色，最终转化为红褐色，故答案为：B。

3．铁片投入下列溶液后，铁片质量增加，但无气体产生的是

A．冷浓硝酸 B．硝酸铜溶液 C．稀硫酸 D．氯化铝溶液

【答案】B

【解析】A． 冷浓硝酸产生钝化，铁片质量增加，但有少量气体产生，故A不符；

B． 铁与硝酸铜溶液，若56gFe反应溶液质量减少（64-56）=8g，铁片质量增加，无气体产生，故B符合；

C． 铁与稀硫酸，若56gFe反应溶液增加（56-2）=54g，溶液质量增加，铁片溶解，生成了气体，故C不符；

D． 铁与氯化铝溶液不反应，铁片质量不变，无气体放出，故D不符；

故选B。

4．将22.4g铁粉逐渐加入含 0.8mol的稀中，反应生成气体的物质的量(x)随消耗铁粉的物质的量(y)的变化关系如图所示，其中正确的是

A． B．

C． D．

【答案】C

【解析】，铁粉加入稀中，首先被氧化为，即：，此时消耗铁的物质的量与生成气体的物质的量相等，n(Fe)=，完全反应后，过量的铁还会被氧化，则：，此时消耗n(Fe)=0.1mol，所以共溶解铁粉0.3 mol，但后来没有气体放出，故C正确。

故选C。

5．由两种金属组成的混合物共20g，与足量的盐酸完全反应后，共放出1g氢气，则原混合物的组成不可能是

A．Zn 和Mg B．Fe和Mg C．Zn 和Fe D．Fe和Al

【答案】C

【解析】根据与硫酸反应时铁、锌、镁、铝分别呈+2、+2、+2、+3价，与足量稀盐酸反应后生成了l g氢气，所需要消耗金属的质量分别为：需要金属铁的质量=1g÷=28g；需要金属锌的质量1g÷=32.5g；需要金属镁的质量=1g÷=12g；需要金属铝的质量=1g÷=9g；根据金属混合物与酸反应产生气体质量为两种金属反应产生氢气质量和，由实际实验中两种金属混合物20g与足量稀盐酸反应后生成了l g氢气，可判断混合物中两种金属可能为金属铁、锌两种金属其中之一与金属镁、铝两种金属其中之一所组成的混合物，如Zn和Mg、Fe和Mg等的组合，而Zn和Fe所组成的混合物不能满足条件，原混合物的组成不可能是这C组合。故选：C。

6．向某HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生无色气体，该气体遇空气变红棕色，溶液中Fe2＋浓度和加入Fe粉的物质的量之间的关系如下图所示，则原稀溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比为(　　)

A．4∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶1

【答案】A

【解析】根据题干信息可知混合溶液中加入铁粉发生的反应为：3Fe+8HNO3（稀）=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O，2Fe(NO3)3+Fe＝3Fe(NO3)2，由图象可知，加入2molFe粉时，铁离子完全反应生成Fe2+的物质的量为3mol，设混合溶液中有x mol HNO3，y mol Fe(NO3)3，则：、，解得y＝1、x＝4，故原稀溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物质的量浓度之比4：1，答案选A。

7．等质量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，则在相同的条件下，产生氢气的质量之比是

A．1∶1 B．3∶4 C．2∶3 D．4∶3

【答案】B

【解析】根据3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2和Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑，等质量的铁粉分别与足量的盐酸、水蒸气在一定的条件下充分反应，假设都为3mol铁粉，则和水蒸气反应生成4mol氢气，和盐酸反应生成3mol氢气，因此在相同的条件下，产生氢气的质量之比是3∶4，故B符合题意。

综上所述，答案为B。

8．将40g铁粉放入600g稀硝酸中，若两者恰好完全反应，且稀硝酸被还原成NO，求：稀硝酸的质量分数___。

【答案】20%~30%

【解析】由于反应Fe+2Fe3+=3Fe2+存在的可能性，题中“两者恰好完全反应”隐含三种情况，设HNO3为xg，第一种情况：Fe恰好与HNO3反应生成Fe（NO3）3，

Fe + 4 HNO3 = Fe（NO3）3+NO↑+2H2O

56g   252g

40g    xg

xg=（40g×252g）/56g=180g

硝酸的质量分数为：w（HNO3）=180g/600g×100%=30%

第二种情况：Fe恰好与HNO3反应生成Fe（NO3）2，

3Fe + 8 HNO3 = 3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O

168g   504g

40g    xg

xg=（40g×504g）/168g=120g

硝酸的质量分数为：w（HNO3）=120g/600g×100%=20%

第三种情况：Fe与HNO3反应生成Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，硝酸的质量分数介于

20%～30%之间。

故稀硝酸的质量分数为20%～30%。

题型二   Fe3+ 和Fe2+ 的检验与鉴别

9．下列关于Fe3+的叙述中，错误的是

A．Fe3+不可能存在于碱性溶液中

B．Fe3+水溶液中加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀

C．Fe3+具有氧化性，能与金属锌、铁、铜等反应

D．Fe3+溶液中滴入含硫氰化钾的溶液，有红色沉淀产生

【答案】D

【解析】A．Fe3+能与碱反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，在碱性溶液中不可能存在，故A正确；

B．Fe3+能与碱反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，Fe3+水溶液中加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀，故B正确；

C．Fe3+具有氧化性，能与金属锌、铁、铜等还原剂反应，生成Fe或Fe2+，故C正确；

D．Fe3+溶液中加入含硫氰化钾的溶液，其溶液变为血红色，无红色沉淀生成，故D错误；

故答案为D。

10．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是

A．依次滴加氯水和硫氰化钾溶液后，溶液显红色

B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴加氯水后显红色

C．通入氨气，产生白色沉淀，无红褐色沉淀

D．加入锌片，片刻取出，质量减轻；加入铜片，片刻取出，质量不变

【答案】B

【解析】A．先滴加氯水，氯气将Fe2+氧化成Fe3+，即使原溶液不含Fe3+，滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液是否含有Fe3+，故A错误；

B．KSCN与Fe3+作用使溶液显红色，与Fe2+作用无此现象，先滴加KSCN溶液,不显红色，说明原溶液不含有Fe3+，再滴加氯水后显红色,说明滴加氯水后溶液中有Fe3+,证明原溶液含有Fe2+，故B正确；

C．溶液中若含有Mg2+也有该现象，故C错误；

D．溶液中若含有Cu+,也有该现象，故D错误；

故答案为B。

11．下列关于铁及其化合物的说法错误的是

A．若FeCl2溶液中混有FeCl3可通过滴加氯水除去

B．可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质

C．实验室保存FeCl2溶液时常加入铁粉

D．向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，最终可观察到红褐色沉淀

【答案】A

【解析】A．氯气与氯化铁不反应，但是氯气能够氧化亚铁离子生成铁离子，所以应该用铁粉除去氯化亚铁中的铁离子，故A错误；

B．KSCN溶液与铁离子反应生成硫氰化铁而呈现血红色，亚铁离子与硫氰化钾溶液不反应，所以可用KSCN溶液检验FeCl2溶液是否变质，故B正确；

C．亚铁离子不稳定，易被氧化生成铁离子，铁能够还原铁离子为亚铁离子；所以实验室为防止氯化亚铁被氧化，在保存FeCl2溶液时常加入铁粉，故C正确；

D．氢氧化亚铁能够被空气氧化生成红褐色氢氧化铁，所以向FeCl2溶液中加入NaOH溶液，先生成白色沉淀，立即转化为灰绿色，最终转化为红褐色沉淀，所以最终可观察到红褐色沉淀，故D正确；

故选A。

12．下列各组物质反应后，滴入KSCN溶液，显红色的是

①FeS+HCl(稀)；②FeCl2(溶液)+Cl2；③Fe+CuSO4(溶液)；④Fe2O3+H2SO4(稀)

A．②④ B．①② C．③④ D．①④

【答案】A

【解析】①FeS+HCl(稀)生成氯化亚铁，反应后，滴入KSCN溶液，不显红色，故不符合题意；②FeCl2(溶液)+Cl2生成氯化铁，反应后，滴入KSCN溶液，显红色，故符合题意；③Fe+CuSO4(溶液)生成硫酸亚铁，反应后，滴入KSCN溶液，不显红色，故不符合题意；④Fe2O3+H2SO4(稀)生成硫酸铁，反应后，滴入KSCN溶液，显红色，故符合题意；②④符合题意，故选A。

13．将铁粉加入的溶液中，充分反应后，其结果是

A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，的量保持不变

B．往溶液中滴入溶液，溶液不显红色

C．和的物质的量之比为6：1

D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2：1

【答案】C

【解析】A．，，铁粉与氯化铁溶液反应的离方程式为，铁粉完全反应需要氯化铁，所以反应后氯化铁剩余，完全反应，的量保持不变，A项错误；

B．由于氯化铁有剩余，向溶液中滴入无色溶液，溶液显红色，B项错误；

 C．反应后生成，氯化铁剩余，则和的物质的之比为 ，C项正确；

D．由得失电子守恒可知，氧化产物和还原产物的物质的量之比为 ，D项错误；

答案选C。

题型三  亚铁盐溶液的配制与保存

14．铁及其化合物应用广泛，下列关于铁单质及铁的化合物的说法错误的是

A．自然界中的铁单质主要来自陨石

B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为氧化铁(Fe2O3)

C．氢氧化亚铁是一种还原性很强的白色难溶物质

D．配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉以防止亚铁离子被氧化变质

【答案】B

【解析】A．自然界中的铁单质主要来自陨石中的陨铁，A正确；

B．氧化亚铁(FeO)在空气中加热容易被氧气氧化为四氧化三铁，化学式为Fe3O4，B错误；

C．氢氧化亚铁是一种白色难溶物质，Fe元素化合价为+2价，具有强的还原性，很容易被空气中的氧气氧化产生红褐色的Fe(OH)3，C正确；

D．由于溶液中含有的Fe2+具有强的还原性，容易被溶解在溶液的氧气氧化产生Fe3+，加入Fe粉能够使Fe3+变为Fe2+，故配制硫酸亚铁溶液时常加入少量的铁粉，D正确；

故合理选项是B。

15．为了除去铁粉中的少量铝粉，可以选取下列哪种溶液

A．浓盐酸 B．稀盐酸 C．稀硫酸 D．浓氢氧化钠溶液

【答案】D

【解析】铝和铁都能与酸反应，故不能使用加酸的方法除去铝；而铝能与氢氧化钠溶液反应铁不能与氢氧化钠溶液反应，可以使用氢氧化钠溶液除去铝，观察选项，选项D正确；

故选D。

16．某班同学用如下实验探究、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，均配制成的溶液。在溶液中需加入少量铁屑，其目的是______________。

（2）甲组同学取溶液，加入几滴氯水，再加入1滴溶液，溶液变红，说明可将氧化。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，该组同学在溶液中先加入煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，煤油的作用是__________。

【答案】防止被氧化        隔绝空气（排除氧气对实验的影响）   

【解析】（1）具有还原性，溶液易被氧化而变质，配制溶液时加入少量铁屑，目的是防止被氧化，故答案为：防止被氧化；

（2）溶液变红，说明有生成，则溶液与氯水反应生成，离子方程式为，故答案为：；

（3）甲组实验中，易被空气中的氧化，会生成，因此实验不够严谨。加入煤油，煤油的密度比水小，可以起到隔绝空气的作用，从而排除氧气对实验的影响，故答案为：隔绝空气（或排除氧气对实验的影响）。

题型四  铁盐、亚铁盐相互除杂问题

17．下列有关铁及其化合物的叙述中正确的是

A．赤铁矿的主要成分为Fe3O4

B．Fe3+与KSCN溶液反应生成血红色沉淀

C．为了除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可向溶液中通入过量Cl2

D．氢氧化亚铁是白色固体，置于空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色

【答案】D

【解析】A. 赤铁矿的主要成分为Fe2O3，A错误；

B. Fe3+与KSCN溶液反应，溶液显血红色，而不是生成显红色沉淀，B错误；

C. 为了除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质，可向溶液中加入适量铁粉，通入过量Cl2氧化氯化亚铁，C错误；

D. 氢氧化亚铁是白色固体，易被氧化，因此置于空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色氢氧化铁，D正确；答案选D。

18．下列有关实验的操作正确的是（     ）

【答案】B

【解析】A．稀释浓硫酸，应将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入，并用玻璃棒不断搅拌，避免酸液飞溅，故A错误；

B．除去FeCl3溶液中的FeCl2，应向溶液中通入足量的氯气，能完全氧化FeCl2得到FeCl3，且不引入新的杂质，故B正确；

C．制备Fe(OH)3胶体，应在沸水中滴加饱和氯化铁溶液，如加入氢氧化钠溶液，易生成沉淀，故C错误；

D．检验亚铁离子，应先加入KSCN，再加入氯水，以排除铁离子的干扰，故D错误；

故答案为B。

19．下列除杂所用的方法、试剂或发生的反应错误的是

A．除去FeCl2中的CuCl2：Fe+Cu2+=Fe2++Cu

B．除去Fe中的少量Al，可将固体加入到足量的NaOH溶液中，过滤

C．除去FeCl2中的FeCl3：2Fe3++Fe=3Fe2+

D．除去Fe2O3中的Fe(OH)3，可向混合物中加入足量的盐酸

【答案】D

【解析】A、Fe可以和CuCl2发生反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，反应后过滤除去Cu即可，故可以用此方法除去CuCl2，A正确；

B、Al可以溶于NaOH溶液中，Fe不可以，溶解后过滤即可，故可以用此方法除去Al，B正确；

C、过量的Fe可以和FeCl3反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，反应后过滤除去多余的Fe即可，故可以用此方法除去FeCl3，C正确；

D、Fe2O3和Fe(OH)3均可与盐酸反应，不能用此方法除去Fe(OH)3，可利用加热的方法，使Fe(OH)3分解为Fe2O3，D错误；

故合理选项为D。

20．为了除去FeSO4溶液中少量的Fe2(SO4)3和CuSO4杂质,可选用的试剂是

A．Fe B．氨水 C．NaOH D．氯水

【答案】A

【解析】氨水、NaOH 、氯水均可与FeSO4反应并引入杂质离子，排除；选用Fe，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu，然后过滤方法可以得到纯净的硫酸亚铁，答案选A。

21．FeSO4·7H2O晶体在空气中易被氧化，为检验其是否已被氧化，可取少量样品溶于适量水后加入_____溶液检验；如已氧化，可向其中加入过量______以除去其中的Fe3+，反应的离子方程式为______________。

【答案】KSCN溶液    铁粉    Fe+2Fe3+=3Fe2+   

【解析】FeSO4•7H2O晶体在空气中易被氧化生成硫酸铁，为检验其是否已被氧化，可取少量样品溶于适量水后加入KSCN溶液，若溶液变成血红色，证明已经变质，若没有变成血红色，说明没有变质；若已经变质，可以加入铁粉，将铁离子转化为亚铁离子，发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为KSCN溶液；铁粉；Fe+2Fe3+=3Fe2+。