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第三章 铁 金属材料
第一节 铁及其化合物 课时作业
专题2 检验食品中的铁元素
基础达标
1．为检验FeCl 溶液中是否含有Fe3+，可选择的试剂是（ ）
2
A．稀盐酸 B．AgNO 溶液 C．KSCN溶液 D．HO
3 2 2
【答案】C
【解析】铁离子能够与硫氰化钾溶液发生络合反应，生成血红色溶液，而亚铁离子与
硫氰化钾混合没有此现象，因此检验FeCl 溶液中是否含有Fe3+，可选择的试剂KSCN溶
2
液；故选C。
2.检验黑木耳中的铁离子的步骤为：灼烧黑木耳→加酸溶解→过滤→取滤液检验，所
选择的装置（夹持装置已略去）及操作正确的是（ ）
A．灼烧木耳 B．加酸后搅拌溶解 C．过滤得滤液 D．检验滤液铁离子
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．灼烧应在坩埚中进行，图示在蒸发皿中进行，A错误；B．在烧杯中加
酸、用玻璃棒搅拌溶解，B正确；C．过滤应用玻璃棒引流，C错误；D．胶头滴管应在试
管口上方垂直悬空，避免交叉污染，D错误；选B。
3．生活中我们经常听说这些名词“加碘盐”、“补铁酱油”、“高钙奶”，这里的
碘、铁、钙指的是
A．元素 B．原子 C．分子 D．单质
【答案】A
【解析】生活中我们经常听说这些名词“加碘盐”、“补铁酱油”、“高钙奶”，这里的碘、铁、钙指的是碘元素、钙元素、铁元素，故合理选项是A。
4.某实验小组用如下实验用品检验黑木耳中铁元素。下列说法错误的是（ ）
A．将黑木耳灼烧灰化，选用的仪器有①、②、⑥、⑦和⑨
B．用浓硝酸溶解木耳灰并获得滤液，选用的仪器有④、⑤、⑦和⑩
C．检验滤液中的 ，选用③、⑧和⑩
D．利用上述仪器也可进行硫酸铜结晶水含量的测定
【答案】D
【解析】A．将黑木耳灰化，应该在坩埚中灼烧，装置图为 ，用的仪器有
①、②、⑥、⑦和⑨，故A正确；B．用用胶头滴管把浓硝酸滴入木耳灰，使木耳灰溶
解，用过滤的方法获得滤液，过滤装置图为 ，选用的仪器有④、⑤、⑦和⑩，故B
正确；C．检验滤液中的Fe3+，取少量滤液于试管中，用胶头滴管滴加几滴KSCN溶液，若
溶液变红说明含有Fe3+，选用③、⑧和⑩，故C正确；D．利用上述仪器进行硫酸铜结晶
水含量的测定，需要称重，缺少天平，故D错误；选D。
5.证明某溶液只含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是（ ）
A．只需滴加硫氰化钾溶液
B．先滴加硫氰化钾溶液，不显红色，再滴 加氯水后显红色
C．先滴加氯水，再滴加硫氰化钾溶液后显红色杨sir化学，侵权必究
D．滴加氢氧化钠溶液，立即产生红褐色沉淀【答案】B
【解析】A．只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有
Fe3+，无法验证Fe2+存在，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．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C错误；D．滴加NaOH溶液，立即产生红褐色沉淀，说明含有Fe3+，无法验
证Fe2+存在，故D错误；故选B。
6．随着人们生活节奏的加快，方便的包装食品已被广泛接受，为了防止副食品氧化变
质，延长食品食品的保质期，在包装袋中常放入抗氧化物质，下列不属于抗氧化物质的是(
)
A．生石灰 B．亚硫酸钠 C．铁粉 D．硫酸亚铁
【答案】A
【解析】A．生石灰具有吸水性，常用作干燥剂，而不属于抗氧化物质，选项 A符
合；
B．亚硫酸钠具有还原性，在反应中S元素的化合价升高，属于抗氧化物质，选项B不符
合；
C．还原铁粉具有还原性，在反应中Fe元素的化合价升高，属于抗氧化物质，选项C不符
合；D．硫酸亚铁具有还原性，在反应中Fe元素的化合价升高，属于抗氧化物质，选项D
不符合；答案选A。
7．铁及其化合物是中学化学中重要的物质。下列有关铁及其化合物说法正确的是(
)
A．被腐蚀的铁制品属于可回收垃圾 B．不能通过物理方法将铁粉和铝粉分离
C．铁锈的主要成分是Fe(OH) D．指南针中因含有FeO而可以指定方位
3
【答案】A
【解析】A．金属可以回收再利用，因此被腐蚀的铁制品属于可回收垃圾，故A正
确；B．铁能被磁铁吸引，因此可以通过物理方法将铁粉和铝粉分离，故B错误；C．铁锈
的主要成分是Fe O，故C错误；D．指南针中因含有Fe O 而可以指定方位，故D错误。
2 3 3 4
综上所述，答案为A。
8．下列有关说法正确的是（ ）
A．厨房可用食醋除水垢，食醋的作用是作氧化剂
B. 某食品包装袋内装有一包铁粉，它的主要作用是作干燥剂C．病人补铁( )的同时需补维生素C，维生素C的作用是作还原剂
D．疫情期间常用酒精对物品和手部进行消毒，乙醇的作用是作氧化剂
【答案】C
【解析】A．厨房可食醋除水垢，没有元素化合价变化，属于非氧化还原反应，故A
错误；B．某食品包装袋内装有一包铁粉，它的主要作用是防止食品氧化变质，故B错
误；C．病人补铁(Fe2+)的同时需补维生素C，维生素C能防止Fe2+被氧化为Fe3+，作用
是作还原剂，故C正确；D．酒精没有氧化性，其杀菌消毒的原理是使蛋白质脱水变性凝
固而失去活性，从而达到杀菌消毒的效果，故D错误；选C。
9．化学与生活等密切相关，下列说法不正确的是（ ）
A．葡萄糖注射液不能产生丁达尔效应
B．“铁质菜刀生锈”与氧化还原反应有关
C．为防止中秋月饼等富脂食品因被氧化而变质，常在包装袋中放入生石灰
D．维生素C可将 转变为 ，所以维生素C具有还原性
【答案】C
【解析】A．葡萄糖注射液是溶液，不属于胶体，不能产生丁达尔效应现象，选项A
正确；B．铁质菜刀生锈铁转化为了氧化铁，涉及氧化还原反应，选项 B正确；C．生石灰
或硅胶都不具有还原性，所以不能防止食品被氧化变质，选项C不正确；D．在维生素C
可将铁离子转化为亚铁离子中，Fe元素的化合价降低，则维生素C中某元素的化合价升
高，所以维生素C具有还原性，选项D正确；答案选C。
10.从某含有FeCl 、FeCl 、CuCl 的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如
2 3 2
图，则下列说法正确的是( )
A.试剂a是铁，试剂b是稀硫酸
B.试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2++Cl==2Cl-+2Fe3+
2
C.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
D.用酸性KMnO 溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+
4
【答案】B【解析】由最终得到FeCl 及其流程图可知，试剂b为盐酸，若为硫酸会引入硫酸根杂
3
质离子，故A错误；滤液X、Z中均含有FeCl ，试剂c为氯气，氯气把亚铁离子氧化为铁
2
离子，反应为2Fe2++Cl==2Cl-+2Fe3+，故B正确；由上述分析可知，操作I、Ⅱ是过滤，操
2
作Ⅲ是蒸发结晶，所用仪器不同，故C错误；亚铁离子、氯离子都可以被酸性高锰酸钾溶
液氧化，用酸性KMnO 溶液不能检验溶液W中是否还有Fe2+，故D错误。
4
能力提升
11.硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质，如图所示。下列说法中错
误的是( )
A.FeCO 转化为铁红的化学方程式为4FeCO\o(\s\up6(_____)4CO+2Fe CO
3 3 2 2 3
B.常温下，(NH )Fe(SO ) 在水中的溶解度比FeSO 的小
4 2 4 2 4
C.制备Fe (OH) (SO )、Fe O、(NH )Fe(SO ) 的过程中都发生了氧化还原反应
4 2 4 5 2 3 4 2 4 2
D.为防止NH HCO 分解，生产FeCO 需在较低温度下进行
4 3 3
【答案】C
【解析】本题考查铁及其化合物的转化关系。碳酸亚铁具有还原性，与氧气反应生成
氧化铁和二氧化碳，A 正确；向 FeSO 溶液中加入(NH )SO ，经冷却结晶可得到
4 4 2 4
(NH )Fe(SO ) 晶体，类比侯氏制碱法可知，常温下(NH )Fe(SO ) 在水中的溶解度比FeSO
4 2 4 2 4 2 4 2 4
的小，B正确；在制备(NH )Fe(SO ) 的过程中没有元素化合价的变化，即没有发生氧化还
4 2 4 2
原反应，C错误；碳酸氢铵受热易分解，故制备碳酸亚铁过程需要在较低温度进行， D正
确。
12．对FeCl 溶液腐蚀铜线路板后产生废液X进行回收处理，流程如下图。下列说法
3
正确的是（ ）A．废液X中一定存在c(Cu2＋)≤c(Cl－)
B．溶液B为FeCl 溶液
3
C．实验室中进行操作①②时，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒
D．将操作②得到的Cu与溶液A混合，充分反应后，所得溶液与废液X成分完全相同
【答案】AC
【解析】由FeCl 溶液腐蚀铜线路板的反应：2FeCl ＋Cu＝2FeCl ＋CuCl 可知，废液
3 3 2 2
X中一定含Fe2＋、Cu2＋，可能含有Fe3＋；向其中加过量铁粉，可发生反应：2FeCl ＋Fe＝
3
3FeCl ，CuCl ＋Fe＝FeCl ＋Cu；向FeCl 溶液中通入过量Cl，发生反应：2FeCl ＋Cl＝
2 2 2 2 2 2 2
2FeCl ，固体混合物中含有Fe、Cu，向其中加入过量稀盐酸，发生反应：Fe＋2HCl＝
3
FeCl ＋H↑，然后过滤，分离出Cu，溶液B为FeCl 。A项，由2FeCl ＋Cu＝2FeCl ＋
2 2 2 3 2
CuCl 可知：若加入的腐蚀液FeCl 溶液腐蚀铜恰好发生该反应时，n(Cl－)＝6n(Cu2＋)，
2 3
n(Cu2＋)＝n(Cl－)；若FeCl 溶液过量，则n(Cu2＋)＜n(Cl－)，故废液X中一定存在c(Cu2
3
＋)≤c(Cl－)，正确；B项，根据上述分析可知溶液B为FeCl 溶液，错误；C项，操作①②都
2
是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物，名称为过滤，需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏
斗和玻璃棒，正确；D项，根据上述分析可知溶液 B含HCl、FeCl ，而废液X中含有
2
FeCl 、CuCl ，可能还含有FeCl ，可见二者的成分不相同，错误；故合理选项是AC。
2 2 3
13.元素的“价一类”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像。如图
为铁元素的“价一类”二维图，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转化①
B.FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.由图可预测：高铁酸钠（NaFeO）具有强氧化性，可用于消毒
2 4D.加热Fe(OH) 发生转化⑥，加水可溶解Fe(OH)
3 3
【答案】C
【解析】铁与水蒸气高温条件下反应时，生成Fe O ，故A错误；FeO是一种黑色粉
3 4
末，不稳定，在空气中受热，迅速反应生成黑色晶体 Fe O ，故B错误；由题图可知高铁
3 4
酸钠中的Fe元素为+6价，易得到电子，具有强氧化性，可用于消毒，故C正确；Fe(OH)
3
受热分解生成Fe O，而Fe(OH) 难溶于水，与水也不反应，故D错误。
2 3 3
14．某补铁剂的主要成分是硫酸亚铁(FeSO )，说明书中建议“本品与维生素C同
4
服”。小组同学为探究其原理，用放置7天的FeSO 溶液(pH＞4)进行下列实验。
4
资料：维生素C(C HO)又称抗坏血酸，易溶于水，其溶液呈酸性。
6 8 6
I．检验铁元素的价态
实验序号 试管中的试剂 实验操作及现象
2 mL放置后 的FeSO 滴加5滴KSCN溶液后，溶液
i 4
溶液 变为浅红色
维生素C溶解，溶液pH＜3，
2 mL放置后的FeSO
ii 4 滴加5滴KSCN溶液后，溶液
溶液，0.1 g维生素C
仍呈无色
（1）i中观察到_______________________，说明溶液中存在Fe3＋。将FeSO 氧化的物
4
质是_______。
（2）①小组同学推测，ii中溶液仍为无色是因为维生素C与Fe3＋发生了反应。补全该
反应的离子方程式C HO＋ Fe3＋＝ _____＋C HO＋ H＋。
6 8 6 6 6 6
②甲同学认为，可以取ii中溶液加入酸性KMnO 溶液验证反应产物。乙同学认为该方
4
法不可行，理由是_____________________________________________________________。
（3）丙同学认为ii中检验方案不严谨，应考虑pH对反应的影响，依据是
______________。
II．探究pH对ii中反应的影响
小组同学补充了如下实验，继续探究pH对ii中反应的影响。
实验序号 试剂 实验操作及现象
滴加5滴KSCN溶液后，溶液变
iii
为浅红色，浅红色比i中加深（4）判断下列关于实验结论的说法是否正确(填“对”或“错”)。
①pH对Fe3＋与SCN－的显色反应有影响。_______
②加维生素C后pH＜3，导致ii中未末检测出Fe3＋。_______
（5）反思实验i～iii，下列说法合理的是_____________(填序号)。
a．维生素C具有氧化性和酸性
b．同服维生素C可减缓补铁剂中FeSO 被氧化
4
c．使用KSCN检验Fe3＋时，宜先将溶液酸化
【答案】（1）溶液变为浅红色 氧气 （2）①C HO ＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋C HO ＋
6 8 6 6 6 6
2H＋ ②维生素C具有还原性，可以使酸性KMnO 溶液褪色 （3）维生素C的溶液呈酸
4
性，或FeSO 溶液的pH＞4，而ⅱ中溶液pH＜3 （4）①对 ②错 （5）bc
4
【解析】本题是一道实验题，通过对比实验的方法验证了硫酸亚铁在不同 pH的情况
下，变质的情况，并且最终得到了检验其变质的最好的条件是在酸性条件下来检验效果较
好，以此解题。
（1）三价铁遇到KSCN溶液后，显示红色，放置后的 FeSO 溶液中出现三价则将
4
FeSO 氧化的物质是溶解的氧气，故答案为：溶液变为浅红色；氧气；（2）①维生素C有
4
还原性可以被三价铁氧化为C HO ，三价铁被还原为二价铁，根据得失电子守恒可知离子
6 6 6
方程式为：C HO ＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋C HO ＋2H＋；②ii中溶液含有维生素C，维生素C
6 8 6 6 6 6
具有还原性，可以被高锰酸钾氧化，而使其褪色，故答案为：维生素 C具有还原性，可以
使酸性KMnO 溶液褪色；（3）根据表格中的数据可知，维生素C溶解，溶液pH＜3，则
4
应该考虑pH的变化对反应的影响，故答案为：维生素 C的溶液呈酸性，或FeSO 溶液的
4
pH＞4，而ⅱ中溶液pH＜3；（4）①由反应iii可知，滴加5滴KSCN溶液后，浅红色比i
中加深，说明pH对Fe3＋与SCN－的显色反应有影响，故答案为：对；②维生素C有还原
性，可以将三价铁还原为二价铁，并且根据实验 ii可知，维生素C也是显酸性的，故答案
为：错；（5）a项，根据实验ii可知，维生素C具有还原性和酸性，错误；b项，根据实
验ii可知，维生素C可以将三价铁还原为二价铁，故可减缓补铁剂中 FeSO 被氧化，正
4
确；c项，根据实验iii可知，使用KSCN检验Fe3＋时，溶液酸化，显色更加明显，正确；
故选bc。
直击高考15．一种利用废旧镀锌铁皮制备Fe O 纳米粒子的工艺流程如下：
3 4
已知：Zn及其化合物与Al及其化合物的性质相似。下列说法不正确的是（ ）
A．“碱洗”的目的是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污及锌
B．“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋HO
2
C．“氧化”后的溶液中主要存在的金属阳离子：Fe3＋、Na＋
D．“加热沉铁”时通入N 是防止空气中的O 对产品造成影响
2 2
【解析】C
【答案】A项，Zn与NaOH溶液溶液反应生成NaZnO，“碱洗”是为了去除废旧镀
2 2
锌铁皮中的杂质锌，正确；B项，“氧化”时，亚铁离子与次氯酸根离子发生氧化还原反
应，反应的离子方程式为：2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋HO，正确；C项，“氧
2
化”时，部分亚铁离子与次氯酸根离子发生反应2Fe2＋＋ClO－＋2H＋＝2Fe3＋＋Cl－＋
HO，溶液中金属阳离子主要有Fe2＋、Fe3＋、Na＋，错误；D项，“加热沉铁”时通入N
2 2
是去除溶液中的O，以防止空气中的O 对产品造成影响，正确。
2 2
16.已知K[Fe（CN）]溶液遇 Fe2+生成蓝色沉淀，可检验溶液中的Fe2+。某实验小组
3 6
测定菠菜和黑木耳中的铁元素。实验如下：
I.水煮菠菜（铁元素主要以难溶的 FeC O 形式存在）检验法：
2 4
II.灼烧检验法：
（1）操作i中起分离作用的仪器名称为 ；溶液A中未能检测出
Fe2+的可能原因是 。
（2）甲同学取少量无色溶液B，滴加酸性KMnO 溶液，振荡后，溶液紫色消失，因
4
此得出结论，溶液B含有Fe2+。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨，理由是
。有研究表明，黑木耳中铁的含量约为13.93mg/100g，是菠菜含铁量的10倍以上。
III.测定木耳铁中元素含量。
（3）称取2.00g干黑木耳置于 （填仪器名称）中灼烧。经过一系列操作后配
制成100mL待测液。过程中，用到盐酸羟胺（在溶液中可完全电离出NH OH+与Cl-）将溶
3
液中Fe3+还原Fe2+，同时产生一种无污染的气体。该反应的离子方程式为
；配制100mL一定物质的量浓度的酸性高锰酸钾溶液时，所需要的玻璃仪器除量筒、玻璃
棒、烧杯外还有 。
（4）从配制的待测液中取出10mL，利用吸光度法测得其吸光度为0.400（吸光度与
Fe2+的浓度关系如下图所示）。试计算该黑木耳中铁元素的含量（溶液密度为1g·mL-1）
（mg/100g）；若以13.93mg/100g 为标准值，则本次实验的相对偏差为 。（保
留三位有效数字）
【答案】（1） 分液漏斗 菠菜中铁主要以FeC O 形式存在，但FeC O 在水中溶解
2 4 2 4
度小,加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁
（2）酸性条件下，Cl-等杂质可能将MnO -还原
4
（3）坩埚 2Fe3++2NHOH+=2Fe2++4H++N ↑+2H O 100 mL容量瓶、胶头滴管
3 2 2
（4） 11.2 -19.6%
【解析】由实验可知，I中加四氯化碳萃取后，操作 i为分液，上层溶液与 K[Fe
3
（CN） ]混合未见明显变化，则A中含铁离子，下层溶液含菠菜中有机色素；II中加盐酸
6
酸浸后，过滤分离出无色溶液B含铁离子、亚铁离子，因铁离子与KSCN溶液结合时溶液
为血红色，亚铁离子与K[Fe（CN）]反应生成蓝色沉淀，Ⅲ．根据吸光度曲线图可进行计
3 6
算出木耳中Fe2+的含量，据此分析解答。
（1）由分析可知，I中操作i为分液，故起分离作用的仪器名称为分液漏斗，由题干
信息可知，菠菜中铁主要以FeC O 形式存在，但FeC O 在水中溶解度小，Fe2+易被O 氧化
2 4 2 4 2
为Fe3+，加热水煮过程中二价铁被氧化为三价铁，导致溶液 A中未能检测出Fe2+，故答案
为：分液漏斗；菠菜中铁主要以FeC O 形式存在，但FeC O4在水中溶解度小,加热水煮过
2 4 2程中二价铁被氧化为三价铁；
（2）由题干转化流程信息可知，制备无色溶液 B的过程中是加入了盐酸进行酸溶解
的，酸性条件下，Cl-等杂质可能将MnO -还原，故取少量无色溶液B，滴加酸性KMnO 溶
4 4
液，振荡后，溶液紫色消失，得出不出溶液 B含有Fe2+的结论，故答案为：酸性条件下，
Cl-等杂质可能将MnO 还原；
（3）灼烧固体需在坩埚中进行高温灼烧，即称取2.00g干黑木耳置于坩埚中灼烧。经
过一系列操作后配制成100mL待测液。过程中，用到盐酸羟胺（在溶液中可完全电离出
NH OH+与Cl-）将溶液中Fe3+还原Fe2+，同时产生一种无污染的气体，由电子得失守恒和
3
元素守恒可知，该气体为N ，根据氧化还原反应配平可得，该反应的离子方程式为：2Fe3+
2
+2NHOH+=2Fe2++4H++N ↑+2H O，根据配制一定物质的量浓度的溶液的实验步骤和仪器可
3 2 2
知，配制100mL一定物质的量浓度的酸性高锰酸钾溶液时，所需要的玻璃仪器除量筒、玻
璃棒、烧杯外还有100mL容量瓶和胶头滴管，故答案为：坩埚；2Fe3++2NHOH+=2Fe2+
3
+4H++N ↑+2H O；100mL容量瓶和胶头滴管；
2 2
（4）根据吸光度与Fe2+的浓度关系图可知，吸光度为0.400时，对应的Fe2+的物质的
量浓度为 0.04mmol/L，故该黑木耳中铁元素的含量（溶液密度为 1g·mL-1）(0.04×10-
3mol/L×0.1L×56g/mol×103mg/g)/2.0g=11.2（mg/100g），若以13.93mg/100g 为标准值，则
本次实验的相对偏差为[(11.2-13.93)/13.93]×100%≈-19.6%，故答案为：11.2；-19.6%。
