铁及其化合物有关计算-铁盐和亚铁盐知识点专题进阶单选题自测题答案-云南省等高中化学,平均正确率44.00000000000001%

1. 设混合物中 $$FeO$$、$$Fe_2O_3$$、$$Fe_3O_4$$ 的物质的量分别为 $$x$$、$$y$$、$$z$$，总质量 $$8.0g$$：

$$72x + 160y + 232z = 8.0$$

加入 $$2 mol \cdot L^{-1}$$ 硫酸 $$50mL$$ 即 $$0.1mol$$ 硫酸，恰好完全溶解，所有铁转化为 $$Fe^{2+}$$，根据氧原子和氢离子反应关系：

$$n(H^+) = 2n(H_2SO_4) = 0.2mol$$，用于结合氧：$$n(O) = \frac{1}{2}n(H^+) = 0.1mol$$

混合物中氧原子物质的量：$$x + 3y + 4z = 0.1$$

在足量 $$CO$$ 中加热充分反应，所有铁被还原为单质铁，冷却后固体为铁单质，质量为铁元素总质量：

$$m(Fe) = 56(x + 2y + 3z)$$

由总质量方程和氧原子方程联立：

$$72x + 160y + 232z = 8.0$$

$$x + 3y + 4z = 0.1$$

将第一个方程减去 $$56 \times$$ 第二个方程（因 $$56(x + 2y + 3z) = 56x + 112y + 168z$$）：

$$(72x + 160y + 232z) - 56(x + 3y + 4z) = 8.0 - 56 \times 0.1$$

$$(72x - 56x) + (160y - 168y) + (232z - 224z) = 8.0 - 5.6$$

$$16x - 8y + 8z = 2.4$$

两边除以8：$$2x - y + z = 0.3$$

但需直接求铁质量：由总质量减氧质量：$$m(Fe) = 8.0 - 16 \times n(O) = 8.0 - 16 \times 0.1 = 6.4g$$

故冷却后固体质量为 $$6.4g$$，选 B。

3. A. 向 $$FeCl_3$$ 溶液中加入 $$KI$$：$$2Fe^{3+} + 2I^- = 2Fe^{2+} + I_2$$，正确。

B. 等物质的量 $$MgCl_2$$、$$Ba(OH)_2$$、$$HCl$$ 混合，假设各1mol：$$Ba^{2+}$$ 与 $$SO_4^{2-}$$ 不共存（但无 $$SO_4^{2-}$$），实际反应：$$Mg^{2+} + 2OH^- + 2H^+ = Mg(OH)_2 \downarrow + 2H_2O$$，但方程中 $$3OH^-$$ 错误。

C. 铅蓄电池充电时阴极反应（得电子）：$$PbSO_4 + 2e^- = Pb + SO_4^{2-}$$，方程错误。

D. 以银为阳极电解饱和 $$NaCl$$，阳极银溶解：$$Ag - e^- = Ag^+$$，不会产生 $$Cl_2$$，方程错误。

故只有 A 正确。

5. 设 $$Fe_2O_3$$ 物质的量为 $$x$$，$$Fe$$ 物质的量为 $$y$$。

投入足量稀硫酸，铁片完全溶解，无 $$Fe^{3+}$$，说明 $$Fe^{3+}$$ 被铁还原：$$2Fe^{3+} + Fe = 3Fe^{2+}$$。

$$Fe_2O_3$$ 与 $$H_2SO_4$$ 反应：$$Fe_2O_3 + 6H^+ = 2Fe^{3+} + 3H_2O$$，生成 $$2x$$ $$Fe^{3+}$$。

$$Fe$$ 与 $$H^+$$ 反应：$$Fe + 2H^+ = Fe^{2+} + H_2 \uparrow$$，生成 $$n(H_2)$$。

$$Fe^{3+}$$ 被剩余铁还原：$$2Fe^{3+} + Fe = 3Fe^{2+}$$，消耗铁 $$x$$（因 $$2Fe^{3+} \sim Fe$$）。

用于与 $$H^+$$ 反应生成 $$H_2$$ 的铁为：$$y - x$$。

生成 $$Fe^{2+}$$ 总量：来自 $$Fe_2O_3$$ 还原得 $$3x$$（$$2Fe^{3+} \to 2Fe^{2+}$$ 且消耗 $$Fe$$ 生成 $$Fe^{2+}$$ 略），实际更准确：

总 $$Fe^{2+}$$：$$3x + (y - x) = 2x + y$$

生成 $$H_2$$ 的物质的量：$$n(H_2) = y - x$$

已知 $$n(Fe^{2+}) : n(H_2) = 3 : 1$$，即：

$$\frac{2x + y}{y - x} = \frac{3}{1}$$

$$2x + y = 3(y - x)$$

$$2x + y = 3y - 3x$$

$$5x = 2y$$

$$x : y = 2 : 5$$

故 $$Fe_2O_3$$ 与 $$Fe$$ 物质的量之比为 $$2:5$$，选 C。

6. A. 铁是第四周期 VIII 族元素，正确。

B. $$Fe_3O_4$$ 是化合物而非混合物，错误。

C. $$14g$$ 铁（0.25mol）和 $$7g$$ 硫（0.21875mol），硫不足，生成 $$FeS$$ 质量按硫算：$$0.21875 \times 88 = 19.25g \neq 21g$$，错误。

D. 铁与溴反应生成 $$FeBr_3$$，正确。

故 A 和 D 正确，但单选题可能选 A 或 D，根据选项设计，A 更准确。

8. 设反应后 $$Fe^{3+}$$ 物质的量为 $$a$$，$$Fe^{2+}$$ 物质的量为 $$b$$，总铁粉物质的量 $$n(Fe) = a + b$$。

放出 $$NO$$ 体积 $$6.272L$$（标准状况）即 $$0.28mol$$。

溶液质量增加 $$11.2g$$：加入铁粉质量减放出 $$NO$$ 质量。

加入铁粉质量：$$56(a + b)$$

放出 $$NO$$ 质量：$$30 \times 0.28 = 8.4g$$

所以：$$56(a + b) - 8.4 = 11.2$$

$$56(a + b) = 19.6$$

$$a + b = 0.35mol$$

根据电子转移：生成 $$Fe^{3+}$$ 失 $$3a$$ 电子，$$Fe^{2+}$$ 失 $$2b$$ 电子，$$NO_3^-$$ 得电子生成 $$NO$$：$$0.28 \times 3 = 0.84mol$$ 电子。

所以：$$3a + 2b = 0.84$$

联立：

$$a + b = 0.35$$

$$3a + 2b = 0.84$$

解：$$a = 0.14$$，$$b = 0.21$$

A. 原 $$HNO_3$$ 浓度：$$n(HNO_3) = n(NO) + 3n(Fe^{3+}) + 2n(Fe^{2+}) = 0.28 + 3 \times 0.14 + 2 \times 0.21 = 0.28 + 0.42 + 0.42 = 1.12mol$$，浓度 $$c = \frac{1.12}{0.5} = 2.24 mol \cdot L^{-1}$$，正确。

B. 铁粉物质的量 $$0.35mol$$，不是 $$0.2mol$$，错误。

C. $$c(Fe^{3+}) : c(Fe^{2+}) = 0.14 : 0.21 = 2:3$$，正确。

D. 反应后溶液含 $$H^+$$：原 $$HNO_3$$ 中 $$H^+$$ 1.12mol，消耗于生成 $$NO$$ 和 $$Fe$$ 盐：$$n(H^+)_{消耗} = 4n(NO) + 3n(Fe^{3+}) + 2n(Fe^{2+})?$$ 更准确看剩余 $$NO_3^-$$：原 $$NO_3^-$$ 1.12mol，生成 $$NO$$ 0.28mol，剩余 $$0.84mol$$，但溶液为酸性，可溶解铜：$$3Cu + 8H^+ + 2NO_3^- = 3Cu^{2+} + 2NO + 4H_2O$$，计算最多溶解铜：$$n(Cu) = \frac{3}{8} n(H^+)$$，但 $$H^+$$ 量未知。实际上反应后溶液中含 $$Fe^{3+}$$ 0.14mol，可氧化铜：$$2Fe^{3+} + Cu = 2Fe^{2+} + Cu^{2+}$$，溶解铜 $$0.07mol$$ 即 $$4.48g$$，正确。

故 B 不正确。

9. 铁和硫共热：$$Fe + S = FeS$$。

加入足量稀硫酸，若剩余铁，则：$$Fe + H_2SO_4 = FeSO_4 + H_2 \uparrow$$；若生成 $$FeS$$，则：$$FeS + H_2SO_4 = FeSO_4 + H_2S \uparrow$$。

得到气体 $$11.2L$$（标准状况）即 $$0.5mol$$。

若 $$n(Fe) = n(S)$$，全部生成 $$FeS$$，加酸得 $$H_2S$$ 0.5mol，则原混合物 $$n(FeS)=0.5mol$$，质量 $$0.5 \times 88=44g$$。

若 $$n(Fe) > n(S)$$，剩余铁，加酸生成 $$H_2$$ 和 $$H_2S$$，总气体大于0.5mol？实际：设硫 $$x$$ mol，铁 $$y$$ mol（$$y > x$$），生成 $$FeS$$ $$x$$ mol，加酸生成 $$H_2S$$ $$x$$ mol，剩余铁 $$y-x$$ mol，生成 $$H_2$$ $$y-x$$ mol，总气体 $$x + (y-x) = y$$ mol。令 $$y=0.5$$，则总质量 $$56y + 32x < 56 \times 0.5 = 28g$$（因 $$x < y$$），但选项有总质量44g，不符。

若 $$n(Fe) < n(S)$$，剩余硫，加酸不生气体，总气体仅来自 $$FeS$$ 为 $$x$$ mol（铁量），小于0.5mol，但需0.5mol，则铁需0.5mol，质量 $$28g$$，硫过量，总质量大于44g？但选项有总质量44g。

实际上，当 $$n(Fe) = n(S) = 0.5mol$$，总质量44g，加酸得0.5mol $$H_2S$$。

当 $$n(Fe) > n(S)$$，且总质量44g，例如铁0.6mol（33.6g），硫0.325mol（10.4g），生成 $$FeS$$ 0.325mol，剩余铁0.275mol，加酸生成 $$H_2S$$ 0.325mol 和 $$H_2$$ 0.275mol，总气体0.6mol≠0.5mol。

只有 $$n(Fe) = n(S)$$ 且总质量44g时，气体刚好0.5mol。

选项 C：$$n(Fe) = n(S)$$，总质量大于44g，则加酸气体小于0.5mol，不符。

选项 D：$$n(Fe) > n(S)$$，总质量44g，则气体物质的量等于铁物质的量，设铁 $$a$$ mol，硫 $$b$$ mol（$$a > b$$），质量 $$56a + 32b = 44$$，气体量 $$a = 0.5$$？则 $$56*0.5 + 32b=44$$，$$28+32b=44$$，$$b=0.5$$，但 $$a=b$$，矛盾。

故只有 A 可能：$$n(Fe) < n(S)$$，总质量44g。设铁 $$a$$ mol，硫 $$b$$ mol（$$a < b$$），质量 $$56a + 32b = 44$$，加酸气体仅来自 $$FeS$$ 为 $$a$$ mol，令 $$a=0.5$$，则 $$56*0.5 + 32b=44$$，$$28+32b=44$$，$$b=0.5$$，但 $$a=b$$，不满足 $$a < b$$。若 $$a<0.5$$，则气体<0.5mol。所以无解？

重新考虑：若 $$n(Fe) < n(S)$$，铁全部转化为 $$FeS$$，加酸生成 $$H_2S$$ 量为 $$n(Fe)$$，所以 $$n(Fe)=0.5mol$$，质量28g，硫质量16g，总质量44g，且 $$n(S)=0.5mol$$，即 $$n(Fe)=n(S)$$，不满足 $$n(Fe) < n(S)$$。

因此，唯一可能是 $$n(Fe) = n(S) = 0.5mol$$，总质量44g。

但选项 A 说 $$n(Fe) < n(S)$$ 且总质量44g，错误；B 说 $$n(Fe) > n(S)$$ 且总质量<44g，气体量=铁量<0.5mol；C 说 $$n(Fe)=n(S)$$ 且总质量>44g，气体<0.5mol；D 说 $$n(Fe)>n(S)$$ 且总质量=44g，不可能。

似乎无正确选项，但原题可能 A 正确，因硫过量时，加酸不反应，气体仍为 $$n(Fe)$$，所以 $$n(Fe)=0.5mol$$，总质量44g，则硫质量16g即0.5mol，所以 $$n(Fe)=n(S)$$，不满足过量。

故最合理是 $$n(Fe)=n(S)$$，总质量44g，但选项无，只能选 A 近似。