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第13讲　铁盐和亚铁盐　含铁物质的转化
(说明:选择题每小题3分)
层次1基础性
1.(2023·浙江6月选考卷)氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是(　　)
A.氯化铁属于弱电解质 B.氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C.氯化铁可由铁与氯气反应制得 D.氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
2.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是(　　)
①金属钠在纯氧中燃烧　②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间　③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液　④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④ B.③②①④ C.③①②④ D.①②③④
3.(2024·广东江门一模)部分含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.可存在f→d→e的转化
B.高温下a与H2O反应制备c
C.KSCN溶液可用于鉴别f和g
D.a在g溶液中反应生成f
4.(2025·福建福州八校联考)已知:①绿茶中含有大量的鞣酸;②鞣酸亚铁溶液为无色,鞣酸铁溶液为蓝黑色。根据如图所示的实验流程分析,下列叙述错误的是(　　)
绿茶叶水蓝黑色恢复为原色不变色变为红色
A.绿茶叶水与硫酸亚铁反应生成的鞣酸亚铁易被氧化成鞣酸铁而呈蓝黑色
B.反应②中维生素C体现出氧化性
C.反应④中H2O2可以替换为新制氯水
D.绿茶叶水不宜与补铁剂同时服用
5.(2025·江西九江七校联考)某实验小组为验证红热的铁与水蒸气发生了化学反应,设计如下两个实验方案:
方案一:检验生成了氢气;
方案二:检验生成了磁性氧化铁,实验流程如图所示。
下列说法错误的是(　　)
A.将反应后的气体通入肥皂液中,若产生气泡,则说明铁与水蒸气反应产生气体
B.流程中加入足量CuSO4溶液的目的是除掉未反应的铁
C.现象1为产生蓝色沉淀,现象2为溶液变为红色
D.红热的铁丝与水蒸气反应,当转移电子数为8NA时,理论上生成4 mol H2
6.(8分)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔来制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液。废液处理流程如下:
(1)物质A的化学式是　　　　　。
(2)取少量“滤液B”置于试管中,滴加NaOH溶液,产生的现象是　　　　　　　　。
请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　。
(3)写出步骤(Ⅱ)中生成FeCl3的离子方程式: 　　　　　　　　　　。
(4)将FeCl3饱和溶液滴入　　　　　中,并继续煮沸至液体呈红褐色,可制得Fe(OH)3胶体。
(5)将一定量的铜粉加入FeCl3溶液中,完全反应后,所得溶液中的Cu2+和Fe3+的物质的量恰好相等(不考虑离子的水解),则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为　　　　　。
层次2综合性
7.(2025·山东菏泽调研)某化学课外活动小组为探究FeCl3溶液与Na2S溶液反应的产物,设计了如下实验,并得到相应的实验现象如表所示:
序号 实验操作 实验现象
① 向FeCl3溶液中滴加Na2S溶液至过量 开始时观察到黄色浑浊,同时产生气体,过量时产生黑色沉淀
② 向Na2S溶液中滴加FeCl3溶液至过量 开始时产生黑色沉淀,继续滴加黑色沉淀溶解,出现黄色浑浊,同时产生气体
已知FeS和Fe2S3均为黑色沉淀。下列说法错误的是(　　)
A.实验①和实验②中均不生成Fe(OH)3沉淀
B.实验①和实验②中黑色沉淀成分不同,气体成分相同
C.实验②中,黑色沉淀溶解时溶液的pH增大
D.由实验可知,FeCl3溶液与Na2S溶液的反应产物与溶液酸碱性有关
8.(2024·河南周口二模)乳酸亚铁晶体是一种优良补铁剂,其化学式为[CH3CH(OH)COO]2Fe,晶体中通常含有结晶水,实验室制备一定量乳酸亚铁的流程及部分实验装置(夹持装置省略)如图所示。
下列说法中不正确的是(　　)
A.“酸溶Ⅰ”时关闭K2,打开K1、K3,利用A中产生的H2排出装置内的空气
B.“沉铁”过程关闭K3,打开K1、K2,将生成的FeSO4压入B中
C.装置B中发生反应为Fe2++HCFeCO3↓+H+
D.操作X是在隔绝空气的前提下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
9.(2024·陕西咸阳期末)某实验小组通过实验验证Fe3+与Fe2+能够相互转化。
实验一 实验二
按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象
①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色
②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液
下列分析不合理的是(　　)
A.实验①发生的离子反应为2Fe3++Fe3Fe2+
B.实验②与③不可以调换顺序
C.实验④说明有Fe2+生成
D.若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色,说明有I2生成
10.(2024·贵州贵阳三模)化学兴趣小组同学进行某补血剂中铁元素含量测定的实验操作如下:
①取10片补血剂样品,研磨,溶解除去不溶物(不损耗铁元素),并配制成100 mL待测溶液;
②量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;
③用酸化的c mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,记录消耗KMnO4溶液体积,重复一到两次实验。平均消耗KMnO4溶液V mL。
下列说法不正确的是(　　)
A.步骤①研磨是为了溶解时加快溶解速率
B.步骤②待测溶液装入锥形瓶中,不需要加入指示剂
C.步骤③c mol·L-1 KMnO4溶液应装入酸式滴定管
D.每片补血剂中铁元素的质量为1.12cV g
11.(2023·河北三模)摩尔盐是分析化学中重要的基准物质,其化学式可表示为(NH4)2Fe(SO4)2·xH2O。为测定其结晶水含量并进一步探究其在惰性气体氛围中的热分解反应过程,现取一定质量的摩尔盐晶体进行热重分析,根据实验绘制出了如图所示的热重曲线:
已知:①TG=×100%
②摩尔盐在580 ℃时完全分解,得到红棕色固体。
下列说法错误的是(　　)
A.可用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液检验摩尔盐中的金属阳离子
B.x=6
C.用湿润的红色石蕊试纸检验205~420 ℃时分解产生的气体,试纸变蓝
D.摩尔盐溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O
层次3创新性
12.(10分)(2025·广东东莞七校联考)某小组同学设计如下实验,研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。
[实验Ⅰ]　试剂:酸化的0.5 mol·L-1FeSO4溶液(pH=0.2),5%H2O2溶液(pH=5)
操作 现象
取2 mL上述FeSO4溶液于试管中,加入5滴5%H2O2溶液 溶液立即变为棕黄色,稍后产生气泡。测得反应后溶液pH=0.9
向反应后的溶液中加入KSCN溶液 溶液变红
(1)上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是　　　　　　　　　　。
(2)产生气泡的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
[实验Ⅱ]　试剂:未酸化的0.5 mol·L-1FeSO4溶液(pH=3),5%H2O2溶液(pH=5)
操作 现象
取2 mL 5% H2O2溶液于试管中,加入5滴上述FeSO4溶液 溶液立即变为棕黄色,产生大量气泡,并放热,反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH=1.4
(3)将上述混合物分离,得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净,加4 mol·L-1盐酸,沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3,经检验还含有S。检验棕黄色沉淀中S的方法是　　　　　　　　　　。
(4)对于生成红褐色胶体的原因,提出两种假设:
ⅰ.H2O2溶液氧化Fe2+消耗H+
ⅱ.Fe2+氧化的产物发生了水解
①根据实验Ⅱ记录否定假设ⅰ,理由是　　　　　　　　　　　　　　　。
②实验验证假设ⅱ:取　　　　　　,加热,溶液变为红褐色,pH下降,证明假设ⅱ成立。
(5)将FeSO4溶液加入H2O2溶液后,产生红褐色胶体,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第13讲　铁盐和亚铁盐　含铁物质的转化
1.A　解析:氯化铁在水溶液中能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A错误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用来蚀刻铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与铁单质在加热时生成氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化铁溶液,继续加热至液体呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到氢氧化铁胶体,D正确。
2.B　解析:①金属钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的过氧化钠;②FeSO4溶液和NaOH溶液反应生成白色氢氧化亚铁沉淀,然后迅速被氧化为红褐色氢氧化铁;③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,溶液呈红色;④无水硫酸铜放入医用酒精中,医用酒精中含有水,CuSO4溶解使溶液变蓝,故其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列依次是③②①④。
3.B　解析:由图可知,a为Fe,b为FeO,c为Fe2O3,d为Fe(OH)2,e为Fe(OH)3,f为亚铁盐,g为铁盐。Fe2+加入NaOH溶液生成Fe(OH)2,被O2氧化生成Fe(OH)3,故存在f→d→e的转化,A正确;高温下,铁与H2O反应生成Fe3O4和H2,不能制备Fe2O3(c),B错误;铁盐溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,亚铁盐溶液则不能,故可用KSCN溶液鉴别,C正确;Fe在铁盐溶液中发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,D正确。
4.B　解析:绿茶中含有大量的鞣酸与FeSO4反应生成鞣酸亚铁,溶液为无色,鞣酸亚铁被氧化生成鞣酸铁而呈蓝黑色,A正确;向蓝黑色溶液中加入维生素C,溶液由蓝黑色恢复原色,说明维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁,表现还原性,B错误;H2O2和新制氯水均具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,则反应④中H2O2可以替换为新制氯水,C正确;因为绿茶叶水中的鞣酸与补铁剂中的Fe2+反应生成鞣酸亚铁,鞣酸亚铁不稳定,易被氧化为鞣酸铁,故服用补铁剂时不能喝绿茶,D正确。
5.A　解析:将Fe与水蒸气混合加热,试管中的空气受热膨胀,气体通过导气管也会进入肥皂泡中,不能根据产生气泡判断铁与水蒸气反应产生气体,A错误。Fe与H2O(g)在高温下反应产生Fe3O4、H2,反应后剩余固体中可能含有Fe3O4及未反应的Fe,将反应后剩余的固体与足量CuSO4溶液混合,Fe与CuSO4发生置换反应产生FeSO4、Cu,故流程中加入足量CuSO4溶液的目的是除掉未反应的铁,B正确。Fe3O4与H2SO4溶液反应产生FeSO4、Fe2(SO4)3,FeSO4与K3[Fe(CN)6]溶液反应,产生蓝色沉淀,据此可以检验Fe2+的存在;Fe2(SO4)3与KSCN溶液反应,使溶液变为红色,据此可以检验Fe3+的存在,C正确。Fe与H2O(g)在高温下反应产生Fe3O4、H2:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,则有4 mol H2反应,转移8 mol电子,转移电子数目为8NA,D正确。
6.答案 (1)Fe
(2)生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　(4)沸水　(5)2∶1
解析:由处理流程可知,向“废液”(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中加入过量铁,铁和氯化铁反应生成氯化亚铁、铁和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,故过量A应为铁,“滤液B”中含有氯化亚铁,固体中含有未反应的铁和生成的铜;向固体中加入过量盐酸,盐酸与铜不反应,盐酸与铁反应生成氢气和氯化亚铁,故D为氢气,“滤液C”中含有未反应的盐酸和生成的氯化亚铁;向“滤液B”与“滤液C”的混合溶液中通入氯气,氯气与氯化亚铁反应得到氯化铁溶液。
(5)将铜粉放入氯化铁溶液中,发生反应:Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,假设已反应的Fe3+的物质的量为n,则有:
Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+
2 1
n 0.5 n
溶液中的Fe3+和Cu2+的物质的量相等,溶液中未反应的Fe3+的物质的量为0.5n,故已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为n∶0.5n=2∶1。
7.C　解析:向FeCl3溶液中滴加Na2S溶液,发生氧化还原反应生成硫单质黄色沉淀和亚铁离子:2Fe3++2H++2S2-2Fe2++H2S↑+S↓,生成气体为硫化氢,硫化钠过量时产生FeS黑色沉淀;向Na2S溶液中滴加FeCl3溶液,开始生成Fe2S3黑色沉淀:2Fe3++3S2-Fe2S3↓,氯化铁过量溶液显酸性,使得Fe2S3黑色沉淀溶解,同时发生氧化还原反应生成硫单质:Fe2S3+4H+2Fe2++2H2S↑+S↓,反应使得溶液酸性增强,生成气体为硫化氢气体。氢氧化铁沉淀为红褐色,根据现象实验①和实验②中均不生成Fe(OH)3沉淀,A正确;实验①和实验②中黑色沉淀成分不同,气体成分相同,B正确;实验②中,黑色沉淀溶解时,反应使得溶液酸性增强,pH减小,C错误;FeCl3溶液水解显酸性、Na2S溶液水解显碱性;由实验可知,FeCl3溶液与Na2S溶液的反应产物与溶液酸碱性有关,D正确。
8.C　解析:“酸溶Ⅰ”时关闭K2,打开K1、K3,利用A中产生的H2排出装置内的空气,防止生成的Fe2+被氧化,A正确;“沉铁”过程关闭K3,打开K1、K2,将生成的FeSO4压入B中,在装置B中发生反应:Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O,生成FeCO3,B正确,C错误;Fe2+易被氧化,乳酸亚铁溶液经操作X得到其晶体,故操作X是在隔绝空气的前提下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,D正确。
9.C　解析:实验①中,Fe3+被Fe还原,生成Fe2+,发生的离子反应为2Fe3++Fe3Fe2+,A正确;若实验②与③调换,滴加KSCN溶液后,溶液立即变红,不能说明实验②的溶液中是否含有Fe2+,B正确;实验④中,溶液变黄,说明有I2生成,C错误;若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色,说明溶液中含有I2,从而说明Fe3+将I-氧化,生成I2,D正确。
10.D　解析:研磨后可以增大固体与液体的接触面积,加快溶解速率,A正确;酸性高锰酸钾自身为紫红色,可以在反应过程中观察酸性高锰酸钾颜色的变化判断终点,B正确;酸性高锰酸钾溶液为强氧化性物质,会氧化橡胶管,因此用酸式滴定管,C正确;高锰酸钾与亚铁离子的反应为Mn+8H++5Fe2+5Fe3++Mn2++4H2O,则每片补铁剂含铁元素的质量为c mol·L-1×(V×10-3) L×5××56 g·mol-1×=0.112cV g,D错误。
11.C　解析:摩尔盐中含有的金属阳离子是Fe2+,可用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+,A正确;摩尔盐在580 ℃时完全分解,得到的红棕色固体为Fe2O3,设(NH4)2Fe(SO4)2·xH2O的物质的量为1 mol,则根据铁元素守恒可知,摩尔盐在580 ℃时完全分解得到的Fe2O3的物质的量为0.5 mol,其质量为80 g,由图可知,最终TG=100%-9.2%-9.2%-9.2%-52.0%=20.4%,则最初1 mol摩尔盐的质量为≈392 g,即摩尔盐的相对分子质量为392,故18×2+56+96×2+18x=392,解得x=6,B正确;加热时首先失去结晶水,失去全部结晶水时的失重率为×100%≈27.6%,因为9.2%+9.2%+9.2%=27.6%,所以205~420 ℃时分解产生的气体为水,水不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,C错误;摩尔盐溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,D正确。
12.答案 (1)2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O
(2)在Fe3+催化下H2O2分解生成O2
(3)取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明棕黄色沉淀中含有S
(4)①反应后溶液pH=1.4,酸性增强,假设ⅰ中消耗氢离子,酸性减弱,pH应增大,故不合理
②Fe2(SO4)3溶液
(5)2Fe2++4H2O+H2O22Fe(OH)3(胶体)+4H+
解析:(1)H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是2Fe2++2H++H2O22Fe3++2H2O;(2)过氧化氢在铁离子催化作用下分解生成氧气,故产生气泡;(3)硫酸根离子用酸化的氯化钡检验,故检验棕黄色沉淀中S的方法:取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明棕黄色沉淀中含有S;(4)①根据实验Ⅱ记录反应后溶液pH=1.4,酸性增强,假设ⅰ中消耗氢离子,酸性减弱,pH应增大,故不合理;②根据假设ⅱ,Fe2+氧化的产物发生了水解,铁离子水解,验证硫酸铁溶液中铁离子的水解平衡即可,取Fe2(SO4)3溶液,加热,溶液变为红褐色,pH下降,证明假设ⅱ成立;(5)将FeSO4溶液加入H2O2溶液后,产生红褐色胶体,反应的离子方程式为2Fe2++4H2O+H2O22Fe(OH)3(胶体)+4H+。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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