备战高考化学铁及其化合物的综合热点考点难点含答案.docx
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备战高考化学铁及其化合物的综合热点考点难点含答案
2020-2021备战高考化学铁及其化合物的综合热点考点难点含答案
一、高中化学铁及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.某固体化合物A,按图所示发生系列变化,已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色。
回答下列问题:
(1)物质A是___(填化学式)。
(2)反应②的离子反应方程式为___。
(3)反应④的化学反应方程式为___。
【答案】Fe(OH)3Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色说明A为氢氧化铁,Fe(OH)3,A加热分解生成B为Fe2O3,C为H2O,依据流程分析判断D为FeCl3,X为Fe,E为FeCl2溶液,据此分析。
【详解】
已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色说明A为氢氧化铁,Fe(OH)3,A加热分解生成B为Fe2O3,C为H2O,依据流程分析判断D为FeCl3,X为Fe,E为FeCl2溶液。
(1)依据推断可知A为Fe(OH)3;
(2)反应②是盐酸和氧化铁发生的复分解反应,反应的离子反应方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(3)反应④是氢氧化亚铁和氧气水发生反应生成氢氧化铁的也还原反应,反应的化学反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
2.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示
图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出
。
请根据以上信息完成下列各题:
(1)写出下列物质的化学式:
B_______、丙__________。
(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________,反应过程⑦可能观察到的实验现象是______。
对应的化学方程式是_______。
(3)反应③中的离子方程式是_________。
【答案】AlHCl杀菌消毒、强氧化剂、漂白白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】
【分析】
金属A颜色反应为黄色证明A为金属Na,Na与水反应生成气体甲为H2,D为NaOH;金属B和氢氧化钠溶液反应产生H2,说明B为金属Al,黄绿色气体乙为Cl2,气体甲是H2,H2和Cl2反应生成丙为HCl,HCl溶于水得到的物质E为盐酸溶液,盐酸与金属C反应产生F溶液是金属氯化物,该氯化物与Cl2还可以反应产生G,G与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3,则G为FeCl3,推断物质F为FeCl2;判断C为Fe,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知A是Na,B是Al,C为Fe,气体甲是H2,气体乙是Cl2,气体丙是HCl;D是NaOH,E是盐酸,F是FeCl2,G是FeCl3,H是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知,物质B是Al,丙是HCl;
(2)黄绿色气体乙是Cl2,该物质可以与水反应产生HCl和HClO,HClO具有强氧化性,可作氧化剂,氧化一些具有还原性的物质,也用于杀菌消毒或用于物质的漂白;
(3)FeCl2与NaOH溶液发生反应:
FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化,发生反应:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,固体由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;
(4)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
【点睛】
本题是无机物推断,物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口,再结合转化关系推断,需要学生熟练掌握元素化合物知识,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。
3.图中,固体A是铁锈的主要成分。
请回答:
(1)固体C的化学式是___,上述框图中体现了SO2的___(填“氧化性”、“还原性”或“漂白性”)。
(2)写出A→B的化学方程式___。
(3)写出D→E的离子方程式___。
(4)若通入的SO2是足量的,请你设计实验方案检验“溶液D”中的金属阳离子___。
【答案】FeCl3还原性Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2Ba2++SO42-=BaSO4↓取少量溶液D于试管中,滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加适量氯水(或双氧水),溶液变成血红色,则含有Fe2+
【解析】
【分析】
固体A是铁锈的主要成分,则A为Fe2O3,结合图中转化可知,A与CO反应生成B为Fe,B与氯气反应生成C为FeCl3,C与二氧化硫发生氧化还原反应,溶液D中Fe2+、SO42-等,溶液D与氯化钡反应生成白色沉淀E为BaSO4。
【详解】
(1)由上述分析可知,固体C的化学式是:
FeCl3,上述框图中SO2失去电子转化为硫酸根离子,作还原剂;
(2)A→B的化学方程式为:
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;
(3)D→E的离子方程式为:
Ba2++SO42−=BaSO4↓;
(4)若通入的SO2是足量的,溶液D中金属阳离子为Fe2+,检验该阳离子的方法为:
取少量溶液D于试管中,滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加适量氯水(或双氧水),溶液变成血红色,则含有Fe2+。
4.在下列物质转化关系中,反应的条件和部分产物已略去。
已知:
甲、乙是两种常见金属,反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。
回答下列问题:
(1)反应I中,甲在通常条件下和水剧烈反应,除丙外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,写出该物质的电子式:
_______,该化合物中存在的化学键有:
_________。
与甲在同一周期的金属元素(包括甲),按单质熔点由高到低的顺序排列依次为:
_______(元素符号)。
(2)反应Ⅱ中,乙与H2O在高温下反应,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则乙在周期表中的位置是_______;写出反应Ⅱ的化学方程式_______。
(3)通过比较反应I、Ⅱ的反应条件,可得出甲的金属性比乙的金属性_______(填“强”或“弱”),比较二者金属性强弱的依据还可以是_______(写出一种即可)。
(4)下列关于第三周期金属元素的单质及其化合物的说法正确的是_______(选填答案编号)
a.工业上一般用电解法进行冶炼,获取单质
b.金属阳离子都具有相同的电子排布式
c.氢氧化物都能容易分解得到相应的氧化物
d.金属氯化物都是电解质,都属于离子化合物
【答案】
离子键、共价键Al、Mg、Na第四周期Ⅷ族3Fe+4H2O
Fe3O4+H2强NaOH是强碱,而Fe(OH)3是弱碱ab
【解析】
【分析】
已知反应Ⅲ是工业制盐酸的反应,则丙为H2,丁为HCl;反应I中,甲在通常条件下和水剧烈反应,除丙外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,则甲为金属钠;反应Ⅱ中,乙与H2O在高温下反应,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则乙为铁。
据此解答。
【详解】
(1)由以上分析知,甲为金属钠,则焰色反应为黄色的物质为NaOH,电子式为
,该化合物中存在的化学键有离子键、共价键。
与甲在同一周期的金属元素有Na、Mg、Al三种,它们的离子带电荷数依次增多,离子半径依次减小,所以按单质熔点由高到低的顺序排列依次为Al、Mg、Na。
答案为:
;离子键、共价键;Al、Mg、Na;
(2)由以上分析知,乙为铁,与H2O在高温下反应,生成的有磁性的物质为Fe3O4,铁为26号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则铁在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族;反应Ⅱ的化学方程式为3Fe+4H2O
Fe3O4+H2。
答案为:
第四周期Ⅷ族;3Fe+4H2O
Fe3O4+H2;
(3)钠与水在常温下剧烈反应,铁与水在高温下才能反应,由此可得出钠的金属性比铁的金属性强,比较二者金属性强弱的依据还可以是NaOH是强碱,而Fe(OH)3是弱碱来判断。
答案为:
强;NaOH是强碱,而Fe(OH)3是弱碱;
(4)a.工业上一般用电解法冶炼NaCl、MgCl2、Al2O3,获取单质,a正确;
b.Na+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子排布式1s22s22p6,b正确;
c.NaOH热稳定性强,很难分解得到相应的氧化物,c不正确;
d.金属氯化物都是电解质,但AlCl3属于共价化合物,d不正确;
答案为:
ab。
【点睛】
在书写铁与H2O在高温下反应,我们易忽视“有磁性的物质”,而把产物写成Fe2O3和H2,从而产生错误。
5.甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系:
(1)若甲和丙都是不溶于水的白色固体物质,既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液。
则甲是________(填化学式)。
写出“
”转化的离子方程式______________________。
(2)若乙溶液中加入
溶液,有血红色出现,则乙溶液中含有的离子是___________,甲的化学式为_____________。
【答案】
【解析】
【详解】
(1)甲和丙都是不溶于水的白色固体物质,按信息知甲为
、乙是硫酸铝,丙为
,则乙与氨水反应的离子方程式为:
;
(2)若乙溶液中加入
溶液,有血红色出现,则乙为硫酸铁,其溶液中含有铁离子,氧化物甲与硫酸反应得到硫酸铁溶液,因此甲为氧化铁。
【点睛】
铝离子与氨水反应的离子方程式容易出错,同学往往错误地把离子方程式写错成
。
6.A、B、C、D四种化合物,其中A、C、D焰色反应均为黄色(含钠元素),而B的焰色反应为紫色(含钾元素),A、C和盐酸反应均得到D,将固体C加热可得到A,若在A的溶液中通入一种无色无味气体,又可制得C,若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E。
试写出各物质的化学式:
A:
__、B:
__、C:
__、D:
__、E:
___。
【答案】Na2CO3KOHNaHCO3NaClFe(OH)3
【解析】
【详解】
A、B、C、D四种化合物,其中A、C、D焰色反应均为黄色,含有钠元素。
而B的焰色反应为紫色,含有钾元素;A、C和盐酸反应均得到D,将固体C加热可得到A,若在A的溶液中通入一种无色无味气体,又可制得C,这说明C是碳酸氢钠,A是碳酸钠,D是氯化钠,通入的无色气体是二氧化碳。
B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀,说明溶液中发生了反应:
Fe2+→Fe(OH)2(白色沉淀)→Fe(OH)3(红褐色沉淀),E是氢氧化铁,由于B的溶液中阴离子只有一种,所以B是KOH。
答案为:
Na2CO3;KOH;NaHCO3;NaCl;Fe(OH)3
【点睛】
要熟悉常见物质的物理性质和化学性质,特别要熟悉物质之间的转化关系。
如本题中,Na2CO3和NaHCO3之间可以相互转化:
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O;Fe2+的转化:
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
7.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系:
(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式:
A____________,B____________,C____________,D____________,E____________,F____________。
(2)写出⑧的化学方程式________,④、⑤的离子方程式________,_________。
【答案】FeFe3O4FeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe+2Fe3+=3Fe2+
【解析】
【分析】
由转化关系图可知,红褐色固体F为Fe(OH)3,则E为Fe(OH)2,C为FeCl2,D为FeCl3,A为Fe,B为Fe3O4。
据此解答。
【详解】
(1)由以上分析可知A为Fe,B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3;
(2)反应⑧为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;④的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,⑤的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2+。
8.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系:
(1)确定C、E的化学式,C为_____,E为_____
(2)写出④的离子方程式,⑧的化学方程式:
④_________________________,
⑧________________________。
【答案】FeCl2Fe(OH)22Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
A为常见的金属单质,F为红褐色固体,且E和O2反应得到F,则F为Fe(OH)3,E为Fe(OH)2,A为Fe;再根据图中的转化关系,可以推出B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3。
【详解】
经分析,A为Fe,B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则:
(1)C为FeCl2,E为Fe(OH)2;
(2)反应④的离子方程式为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;反应⑧的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【点睛】
无机推断题,要求学生掌握一些常见物质的物理、化学性质,还要掌握一些化学反应,比如本题中的红棕色物质,一般有Fe2O3、Fe(OH)3,但是中学阶段没有学习通过和O2反应生成Fe2O3的反应,反而学过Fe(OH)2和O2反应生成Fe(OH)3的反应,故可以推断出题中F为Fe(OH)3。
此外,还要注意,Fe3O4是黑色晶体,Fe块是银白色的,但是Fe粉是黑色的。
9.现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F,它们之间能发生如下反应。
(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)
(1)A的原子结构示意图为_____________,丙的化学式为_____________。
(2)金属A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F中不能导电的有__________________、属于电解质的有___________。
(填“A”“B”“甲”“乙”“丙”“C”“D”“E”“F”)
(3)写出转化①发生的化学方程式:
____________________,写出转化④发生的离子方程式:
____________________。
(4)将Na2O2投入到E溶液中,可以观察到的现象是:
_____________。
【答案】
HCl甲、乙、丙丙2Na+2H2O=2NaOH+H2↑Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+产生红褐色沉淀,同时生成无色气体
【解析】
【分析】
金属A焰色反应为黄色,则A为金属Na,由反应①可知,C为NaOH溶液,气体甲为H2;黄绿色气体乙为Cl2,与氢气反应生成丙HCl,HCl溶于水得物质D为盐酸,盐酸与金属B反应生成物质E,物质E与Cl2反应生成物质F,F与NaOH反应生成红褐色沉淀为Fe(OH)3,故物质F中含有Fe3+,分析可知金属B为Fe,物质E为FeCl2溶液,物质F为FeCl3溶液。
【详解】
(1)金属A焰色反应为黄色,则A为金属Na,原子结构示意图为
,黄绿色气体乙为Cl2,与氢气反应生成丙为HCl;故答案为:
、HCl;
(2)A:
Na、B:
Fe、C:
NaOH溶液、D:
盐酸、E:
FeCl2溶液、F:
FeCl3溶液、甲:
H2、乙:
Cl2、丙:
HCl,其中不能导电的有:
甲、乙、丙、属于电解质:
丙,故答案为:
甲、乙、丙;丙;
(3)转化①为金属Na与水的反应氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,转化④为FeCl2与Cl2的反应生成氯化铁,反应的离子方程式为:
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,故答案为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(4)E为FeCl2,将Na2O2投入到FeCl2溶液中,Na2O2具有强氧化性,氧化亚铁离子生成铁离子,产生红褐色沉淀,同时生成无色气体氧气,故答案为:
产生红褐色沉淀,同时生成无色气体。
【点睛】
电解质:
在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,不能是单质。
非电解质:
在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物,也不能是单质。
10.室温下,单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体,在合适的反应条件下,它们可按下面框图进行反应。
又知D溶液为黄色,E溶液为无色,请回答:
(1)A是__________,B是__________,C是_______________(填写化学式)。
(2)反应①的化学方程式为_______________________________。
(3)反应③的化学方程式为________________________________________。
(4)反应④的化学方程式为____________________________________________。
【答案】FeCl2H22Fe+3Cl2
2FeCl3Fe+2HCl=FeCl2+H2↑2FeCl2+Cl2=2FeCl3
【解析】
【分析】
单质B为黄绿色气体,可知B为Cl2,C为单质为无色气体,B与C反应生成E,E溶液是无色的,则C为H2,E为HCl,A与盐酸生成氢气,A应为金属固体单质,A与盐酸反应后生成F为A的氯化物,F又能与氯气反应生成D,且A与氯气可以直接生成D,可推知A为Fe,根据转化关系可知,F为FeCl2,D为FeCl3,据此分析解答。
【详解】
(1)根据以上分析可知,A为Fe,B为Cl2,C为H2,故答案为:
Fe;Cl2,H2;
(2)反应①为Fe和Cl2的反应,反应的化学方程式为2Fe+3Cl2
2FeCl3,故答案为:
2Fe+3Cl2
2FeCl3;
(3)反应③为Fe和HCl的反应,反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故答案为:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(4)反应④为FeCl2和Cl2的反应,反应的化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,故答案为:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
【点睛】
把握B为氯气及图在转化为解答的关键。
本题的难点是A的判断,要注意根据反应①A+B(氯气)→D(固体),反应④F(A的氯化物)+B(氯气)→D(溶液),说明A是变价金属,且A在F中呈低价。
11.将单质Fe和FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液一起放进烧杯中,搅拌、静置。
根据下述不同情况,填写金属单质或金属离子的符号。
(1)充分反应后,若Fe有剩余,则烧杯中不可能含有的金属离子是_____。
(2)充分反应后,如果烧杯中还有大量的Fe3+,则还会有的金属离子是_____。
(3)如果烧杯中Cu2+的物质的量减少了一半,则烧杯中一定没有的金属离子是____,一定没有的金属单质是______。
【答案】Fe3+、Cu2+Fe2+、Cu2+Fe3+Fe
【解析】
【分析】
在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,单质Fe和FeCl2、FeCl3、CuCl2,氧化性:
FeCl3>CuCl2>FeCl2,还原性Fe>Cu,铁先与氯化铁溶液反应,Fe有剩余,则溶液中不存在Fe3+、Cu2+,以此解答该题。
【详解】
在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,单质Fe和FeCl2、FeCl3、CuCl2,则铁先与氯化铁溶液反应。
氧化性:
FeCl3>CuCl2>FeCl2,还原性Fe>Cu;
①Fe有剩余,则溶液中不存在Fe3+、Cu2+;
②如容器内有大量Fe3+,说明金属Fe完全溶解且铜离子没有反应,所以还会有的金属离子是Fe2+、Cu2+;
③如有一半Cu2+剩余,说明铜离子已部分反应,所以氧化性强的铁离子已完全反应,则容器内一定没有的金属离子是:
Fe3+;则Fe完全溶解,一定没有Fe剩余。
【点睛】
考查Fe3+、Cu2+的氧化能力大小的比较,能正确判断固体的成分是解本题的关键;本题中根据Fe3+、Cu2+的氧化性强弱判断反应先后顺序,从而确定固体的成分、溶液的成分;有固体剩余,若固体只有铜,则反应后的溶液中一定无Fe3+存在,一定存在Fe2+,可能含有Cu2+;若有铁剩余,一定有铜生成,Fe3+和Cu2+无剩余。
12.A~G各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。
请回答下列问题:
(1)物质C和E的名称分别为________、________;
(2)可选用不同的A进行反应①,若能在常温下进行,其化学方程式为__________________________;
若只能在加热情况下进行,则反应物A应为________;
(3)写出D转化为G的化学方程式_____________________________________;
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。
检验G溶液中阳离子的常用试剂是________,实验现象为________________________________________。
【答案】浓盐酸四氧化三铁2H2O2
2H2O+O2↑KClO32Fe+3Cl2
2FeCl3铁粉KSCN溶液溶液变为血红色
【解析】
【分析】
本题的突破点是MnO2,在中学化学中MnO2参与的反应主要是氧气和氯气的制备,所以依据框图的转化特点可知B是氧气,D是氯气,C是浓盐酸,E是四氧化三铁,F是氯化亚铁,G是氯化铁;Fe2+具有还原性,因此配制时需要加入铁粉防止被氧化;利用有关元素化合物知识,从质量守恒的角度书写化学方程式。
【详解】
(1)在中学化学中MnO2参与的反应主要是氧气和氯气的制备,所以依据框图的转化特点可知B是氧气,D是氯气,C是浓盐酸,E是四氧化三铁,F是氯化亚铁,G是氯化铁;
(2)MnO2参与制备氧气的反应有两种,一种是MnO2做催化剂的条件下,常温下H2O2分解制得氧气,其反应方程式为2H2O2
2H2O+O2↑;另一种是由MnO2做催化剂的条件下,加热KClO3分解制得氧气,所以A为KClO3;
(3)D为Cl2,G为FeCl3,Fe在氯气中燃烧生成FeCl3的化学方程式为2Fe+3Cl2
2FeCl3;
(4)Fe2+具有还原性,易被空气中的氧气所氧化,因此新配制的氯化亚铁溶液需要加入铁粉防止被氧化成Fe3+;检验FeCl3溶液中阳离子的常用试剂是KSCN溶液,实验现象为滴加KSCN溶液后,溶液变为血红色。
13.有关物质的转化关系如图所示(部分反应的产物已略去)。
A只含两种元素,摩尔质量为72g·mol−1。
B是无色气体,其水溶液是常见的酸,C是常见金属,E的组成元素与水相同,其水溶液常用于实验室制氧气,H的俗名是熟石灰,J为红褐色固体。
(1)A的化学式为___。
(2)D的电子式为___。
(3)写出反应③的离子方程式:
___。
(4)写出反应④的化学方程式:
___。
【答案】CaO2
H2O2+2H++2Fe2+=2F