高考化学专题题库铁及其化合物的综合题.docx

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高考化学专题题库铁及其化合物的综合题

2020-2021高考化学专题题库∶铁及其化合物的综合题

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．下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如图所示（部分产物及反应条件已略去）。

已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。

请回答下列问题：

（1）A在B中燃烧的现象是__________________________________________。

（2）D+E→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量比是_________________________。

（3）G+J→M的离子方程式是____________________________________。

（4）Y受热分解的化学方程式是______________________________________。

（5）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2＋的试剂是____________________。

【答案】放出大量的热，产生苍白色火焰2:

13AlO2－+Fe3＋+6H2O=3Al（OH）3↓+Fe（OH）3↓4Fe（NO3）3

2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑酸性高锰酸钾溶液

【解析】

【分析】

F是地壳中含量最多的金属元素的单质，则F为Al，转化关系中X电解得到三种物质，为电解电解质与水型，A、B为气态单质，二者为氢气和氯气，二者反应生成D，D为HCl，E为黑色固体，为氧化物，和HCl反应又生成B气体，A为H2，B为Cl2，E为MnO2，电解X是电解氯化钠溶液，C为NaOH，与Al反应生成G，G为NaAlO2；M为红褐色沉淀为Fe（OH）3，所以J是含三价铁离子的物质，是H和D反应生成，证明J为FeCl3，H、I为氧化物判断H为Fe2O3，I为红棕色气体为NO2，结合转化关系可知，N为HNO3，Y为Fe（NO3）3，结合物质的性质来解答。

【详解】

（1）A为H2，B为Cl2，H2在Cl2中燃烧的现象是：

气体安静燃烧，放出大量的热，火焰呈苍白色，并有白雾产生；

（2）D+E→B的反应为MnO2+4HCl

MnCl2+Cl2↑+2H2O，MnO2中Mn元素化合价降低，被还原，HCl中Cl元素化合价升高，被氧化，4mol盐酸参与反应，发生氧化反应的盐酸为2mol，另外2mol盐酸显酸性，则n（被氧化的物质HCl）：

n（被还原的物质MnO2）=2：

1；

（3）G（NaAlO2）+J（FeCl3）→M（Fe（OH）3）的反应是在水溶液中发生的双水解反应，反应离子方程式是：

3AlO2－+Fe3＋+6H2O=3Al（OH）3↓+Fe（OH）3↓；

（4）依据分析推断可知Y为Fe（NO3）3，受热分解生成二氧化氮和氧化铁，依据原子守恒配平书写的化学方程式是：

4Fe（NO3）3

2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑；

（5）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是取少量待测液于试管中，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，证明原溶液中含有Fe2+，反之没有Fe2+。

3．某工厂的工业硫酸盐废水中含有大量的Fe2+、Fe3+、较多的Cu2+和少量的Na+。

工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，设计如下流程图。

回答下列问题；

（1）A的化学式为_________，D的化学式为_______。

（2）在工业废水中加入过量A时，发应的离子方程式有：

__________、______。

（3）得到FeSO4•7H2O晶体的操作Ⅲ为：

加热浓缩、冷却结晶、______、______、干燥。

【答案】FeH2SO4Fe+2Fe3+=3Fe2+Fe+Cu2+=Fe2++Cu过滤洗涤

【解析】

【分析】

工业废水中含大量Fe2+、Fe3+、Cu2+和少量的Na+，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，要加入铁粉，可置换出铜，同时生成硫酸亚铁，经过滤，得到的滤液C中主要含硫酸亚铁，滤渣B中含Cu、Fe，向该固体混合物中加入D为H2SO4，得到的溶液F为硫酸亚铁，得到滤渣E为Cu，将溶液C、F合并就是FeSO4溶液，溶液经蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤、干燥就可得到FeSO4·7H2O晶体，以此来解答。

【详解】

（1）加入铁粉，由于金属活动性Fe＞Cu，可发生置换反应，置换出铜，反应的离子方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu，铁、铜的混合物中加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，所以A的化学式为Fe，D的化学式为H2SO4；

（2）由于离子的氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+＞Na+，所以向工业废水中加入过量A时，首先发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，然后发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu；

（3）FeSO4的溶解度受温度的影响变化较大，所以从FeSO4的溶液中获得晶体经过加热，通过蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤，最后干燥，就得到了FeSO4•7H2O晶体。

【点睛】

本题以废水处理流程为线索，考查了混合物的分离、提纯的操作过程、试剂的选用及离子方程式书写等，把握流程中发生的化学反应及分离方法为解答的关键，注重基础知识的考查。

4．下列物质之间有如下反应关系：

已知由E转化成C的现象是：

灰白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。

回答：

（1）写出下列物质的化学式：

A______，B______，D________，甲_______，乙_______，丙__________。

（2）写出E→C反应的化学方程式：

_____________________。

【答案】Fe2O3FeCl3FeCl2Cl2NaOHKSCN4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

E转化成C的现象是：

灰白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe（OH）2，C为Fe（OH）3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH，由D→B的转化可知，甲为氯气或氯水等，由血红色溶液可知，丙为KSCN，据此解答。

【详解】

（1）根据以上分析可知A、B、D、甲、乙、丙分别是Fe2O3；FeCl3；FeCl2；Cl2；NaOH；KSCN；

（2）E→C反应的化学方程式为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3。

5．A是日常生活中最常见的金属，其转化关系如图（部分反应物或生成物已略去）。

（1）写出

的化学式_____________；溶液

的颜色是______________。

（2）写出下列转化的离子方程式：

①

：

_________________。

②

：

__________________。

（3）

转化为

过程中，可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，该反应的化学方程式为：

________________。

【答案】

浅绿色

【解析】

【分析】

A是金属单质，B是金属氧化物、C和D均为金属氯化物，而且可以相互转化，因此A是变价金属，日常生活中最常见的变价金属只有铁，因此，B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E为氢氧化亚铁，F为氢氧化铁，据此回答。

【详解】

（1）B为四氧化三铁、C为氯化亚铁；答案为：

；浅绿色；

（2）A为铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁；故①

的离子方程式为

，②

的离子方程式为

；

（3）E为氢氧化亚铁，F为氢氧化铁，因此

转化为

过程中，可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，该反应的化学方程式为

。

【点睛】

此题的切入点是按物质类别及类别的通性给各物质归类，进一步找到C、D都是同一种金属的氯化物，是组成元素相同不同化合物，因此，金属元素是变价元素。

6．图中A~J均为中学化学中常见的物质，它们之间有如下转化关系。

其中A、D为金属单质。

（反应过程中生成的水及其他产物已略去）

请回答以下问题：

（1）B是__________，H是_______________。

（填化学式）

（2）写出J与D反应转化为G的离子方程式_________________________________。

（3）A在常温下也可与NaOH溶液反应生成F，写出此反应的化学方程式 _______。

【答案】Fe2O3Fe（OH）22Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑

【解析】

【分析】

A、D为常见金属单质，B、C为金属氧化物，反应条件是高温进行，可以判断为铝热反应，可以推断A为Al，D为Fe，B为铁的氧化物，结合C与氢氧化钠反应证明C为Al2O3，E为AlCl3，F为NaAlO2，通过转化关系判断，G为FeCl2，H为白色沉淀Fe（OH）2，I为红褐色沉淀Fe（OH）3，B为Fe2O3，J为FeCl3，依据判断结果分析解答问题。

【详解】

A、D为常见金属单质，B、C为金属氧化物，反应条件是高温进行，可以判断为铝热反应，可以推断A为Al，D为Fe，B为铁的氧化物，结合C与氢氧化钠反应证明C为Al2O3，E为AlCl3，F为NaAlO2，通过转化关系判断，G为FeCl2，H为白色沉淀Fe（OH）2，I为红褐色沉淀Fe（OH）3，B为Fe2O3，J为FeCl3；

（1）依据分析判断可知B为：

Fe2O3；H的化学式为：

Fe（OH）2；故答案为：

Fe2O3；Fe（OH）2；

（2）反应“J＋D→G”的离子方程式为铁和三氯化铁的氧化还原反应，离子方程式为：

2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋；故答案为：

2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋；

（3）A为Al在常温下也可与NaOH溶液反应生成F为偏铝酸钠，反应的化学方程式为：

2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑；故答案为：

2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑。

7．已知A、B、C为中学化学中常见的单质，在室温下A为固体，B和C为气体，向D溶液中加入KSCN溶液后，溶液显红色。

在适宜的条件下可发生如下转化：

试回答下列问题：

（1）写出A、B、C的化学式：

A_____、B_______、C_________。

（2）反应E溶液＋A→F溶液＋C的离子方程式为：

______________；D溶液＋A→F溶液的离子方程式为：

___________；若向F溶液中加入NaOH溶液，观察到的现象为：

_________。

（3）写出除去D溶液中F杂质的离子方程式：

________。

【答案】FeCl2H2Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋溶液中生成白色沉淀，沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－

【解析】

【分析】

A、B、C为中学化学中常见的单质，在室温下A为固体，B和C为气体，A与B反应生成D，向D溶液中加入KSCN溶液后，溶液显红色，D溶液中含有Fe3+，由D于F相互转化可知，A为Fe，B为Cl2，D为FeCl3，F为FeCl2．B与C反应生成E，Fe与E溶液反应得到氯化亚铁与C，则C为H2，E为HCl，以此解答该题。

【详解】

（1）向D溶液中加入KSCN溶液后，溶液显红色，故D溶液中含Fe3＋，根据题干信息可推知A为Fe，结合框图中E溶液与A反应生成F溶液和气体C可确定E溶液为酸，故E为HCl，由此推知B、C分别为Cl2、H2，D、F分别为FeCl3、FeCl2。

（2）E为HCl，溶液与铁反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，F为FeCl2，加入氢氧化钠溶液，可生成不稳定的氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不稳定，可被氧化生成氢氧化铁，现象为溶液中生成白色沉淀，迅速变灰绿色，最终变红褐色；

（3）除去氯化铁中的氯化亚铁，可通入氯气，发生氧化还原反应生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

8．A、B、C、D是中学化学常见的单质，甲、乙、丙为化合物，乙在常温常压下为无色无味的液体，组成单质A的元素有可变化合价。

它们之间存在如下图所示的转化关系。

由此推断：

（1）甲的化学式为________________，丙的化学式为________________。

（2）写出甲和D反应的化学方程式：

_________________________________________。

（3）为检验化合物甲中元素的化合价，需要用到的药品有________（填字母）。

A.稀硫酸B.盐酸

C.硫氰化钾溶液D.高锰酸钾溶液

【答案】Fe3O4Al2O33Fe3O4＋8Al

9Fe＋4Al2O3ACD

【解析】

【分析】

A、B、C、D是中学化学常见的单质，甲、乙、丙为化合物，乙在常温常压下为无色无味的液体，乙是H2O，组成单质A的元素有可变化合价，且高温条件下与H2O反应，则A是Fe，甲是Fe3O4，C是H2，B是O2，Fe3O4与D反应生成Fe，此反应为铝热反应，则D是Al，丙是Al2O3。

【详解】

（1）乙在常温常压下为无色无味的液体，乙是H2O，组成单质A的元素有可变化合价，且高温条件下与H2O反应，则A是Fe，甲是Fe3O4，Fe3O4与D反应生成Fe，此反应为铝热反应，则D是Al，丙是Al2O3，故甲的化学式为Fe3O4，丙的化学式为Al2O3。

（2）甲是Fe3O4，D是Al，其化学反应方程式为：

3Fe3O4＋8Al

9Fe＋4Al2O3

（3）甲是Fe3O4，要检验其中所含有的阳离子，要先用稀硫酸使其发生反应：

Fe3O4＋8H＋＝2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，然后再用高锰酸钾溶液检验Fe2＋，用硫氰化钾溶液检验Fe3＋，故使用的物质是A、C、D。

9．有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光；C在一定条件下与水蒸气反应生成氢气和一种黑色固体。

根据以上信息回答下列问题：

（1）写出化学式：

A．________；B．________；C．________。

（2）写出化学方程式：

①C与水蒸气反应______________________________________________________；

②A与水反应_______________________________________________________。

【答案】NaMgFe3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H22Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑

【解析】

【分析】

有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体，则A为钠；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，则B为镁；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，则C为铁，据此分析。

【详解】

有A、B、C三种常见的金属单质，A在空气中燃烧生成淡黄色固体，则A为钠；B也能在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，则B为镁；C在一定条件下与水蒸气反应生成H2和一种黑色固体，则C为铁。

（1）A、B、C的化学式分别为Na、Mg、Fe。

（2）化学方程式为

①C与水蒸气反应化学方程式为3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2；

②A与水反应化学方程式为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑。

10．已知某合金粉末除含铝外，还含有铁、铜中的一种或两种，某兴趣小组在老师的指导下，对合金中铁、铜的存在情况进行了如下探究。

（查阅资料）铁、铜不与氢氧化钠溶液反应。

（猜想）猜想1：

该合金粉末中，除含铝外，还含有铁。

猜想2：

该合金粉末中，除含铝外，还含有铜。

猜想3：

该合金粉末中，除含铝外，还含有_________（填名称）。

（实验探究）下列实验仅供选择的试剂是：

10%的盐酸、30%的氢氧化钠溶液。

实验方案

实验现象

结论

①取一定量的合金粉末，加过量的____，充分反应后过滤，滤渣备用。

粉末部分溶解，并有气体放出。

合金中一定含有铝。

②取步骤①所得滤渣，加过量的______，充分反应。

滤渣粉末部分溶解，并有气体放出，溶液呈现浅绿色。

合金中一定含有______。

（探究结论）猜想3成立。

（反思）一般来说，活泼金属能与盐酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质。

写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式__________。

（知识延伸）在一定条件下，铁和铝都能与水反应。

写出在相应条件下，铁和水发生反应的化学方程式_______________。

【答案】铁和铜30%的氢氧化钠溶液10%的盐酸铁和铜2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+H2↑3Fe+4H2O

Fe3O4+H2

【解析】

【分析】

金属铝和氢氧化钠反应，铁铜不与氢氧化钠反应，通过特征反应得到与氢氧化钠反应生成气体的一定含有金属铝，和盐酸反应的一定是金属铁，铜不与盐酸反应，剩余固体是金属铜。

【详解】

通过前后联系，得出该合金粉末中，除含铝外，还含有铁和铜；

①取一定量的合金粉末，能说明有Al的有气泡的，只能是Al和氢氧化钠反应生气气泡；

②取步骤①所得滤渣，加过量的10%的盐酸，充分反应。

有气泡产生说明合金中一定含有铁，滤渣没有全部溶解说明还有金属铜。

反思：

一般来说，活泼金属能与盐酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质。

写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+H2↑。

知识延伸：

铁和水发生反应的化学方程式3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+H2。

11．归纳总结是学习化学的一种方法。

（1）甲同学发现A、B、C三种物质有如图l所示的相互反应关系，“—”表示能反应（部分反应物、生成物以及反应条件省略，下同）。

己知A是常见金属，人体缺乏组成A的元素易患贫血症；B胃酸的主要成分；B与C反应产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，则A是__（填化学式（下同），C是___。

请写出下列反应的化学方程式：

A与B__；B与C____。

（2）乙同学发现X、Y、Z三种物质有如图2所示的循环转化关系“→”表示能转化。

①若X、Y、Z均为含钙化合物，X是一种常用干燥剂氯化钙，Y俗称熟石灰。

则X的化学式为___；请写出Y→Z的反应化学方程式____。

【答案】FeAgNO3Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑HCl+AgNO3＝AgCl↓+HNO3CaCl2Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O

【解析】

【详解】

（1）A是常见金属，人体缺乏组成A的元素易患贫血症，所以A是铁，B是胃酸的主要成分，所以B盐酸，盐酸与C反应产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以C是硝酸银，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，盐酸和硝酸银反应生成白色的氯化银沉淀和硝酸，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，推出的物质满足题中的转化关系。

故A是Fe，C是AgNO3，A与B的反应是铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：

Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，B与C的反应是盐酸和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸，化学方程式为：

HCl+AgNO3＝AgCl↓+HNO3；

（2）X、Y、Z均为含钙化合物，X是一种常用干燥剂氯化钙，化学式为CaCl2，Y俗称熟石灰，所以Y是氢氧化钙，依据X、Y、Z三种物质的转化关系可知，Z是碳酸钙，氯化钙和饱和氢氧化钠反应会生成氢氧化钙，氢氧化钙和二氧化碳反应会生成碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，推出的各种物质均满足题中的转化关系。

故X的化学式为CaCl2，Y→Z的反应是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：

Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O。

【点睛】

解框图题的方法：

最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。

12．有一种埋在地下的矿物X（仅含四种元素），挖出后在空气中容易发黄，现探究其组成和性质，设计完成如下实验：

请回答：

（1）X的化学式_________________，挖出后在空气中容易发黄的原因______________。

（2）写出溶液分二等份，加KSCN无明显现象后，滴加双氧水的两个离子方程式：

___________________，_________________。

【答案】Fe2（OH）2CO3或Fe（OH）2·FeCO3+2价铁元素被空气氧化为+3价铁元素2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OFe3++3SCN－=Fe（SCN）3

【解析】

【分析】

⑴先计算分解生成的水的物质的量，再计算CO2的物质的量，根据现象得出含有亚铁离子并计算物质的量，根据比例关系得出化学式。

⑵滴加双氧水是Fe2+与H2O2反应生成Fe3+，Fe3+与3SCN－反应生成血红色。

【详解】

⑴分解生成的水是1.8g，物质的量是0.1mol；无色无味气体是CO2，物质的量是0.1mol；黑色固体用稀硫酸溶解后分为两等分，滴加KSCN溶液没有实验现象，然后滴加双氧水变为血红色，则含有亚铁离子；另一份加入足量的氢氧化钠溶液得到沉淀，过滤洗涤并充分灼烧后得到8g固体，该固体是氧化铁，物质的量是0.05mol，其中铁元素的物质的量是0.1mol，则黑色固体中亚铁离子的物质的量是0.2mol，所以氧化亚铁是0.2mol，X中相当于含有0.1氢氧化亚铁和0.1mol碳酸亚铁，所以化学式为Fe2（OH）2CO3或Fe（OH）2·FeCO3，挖出后在空气中容易发黄的原因是+2价铁元素被空气氧化为+3价铁元素；故答案为：

Fe2（OH）2CO3或Fe（OH）2·FeCO3；挖出后在空气中容易发黄的原因是+2价铁元素被空气氧化为+3价铁元素。

⑵滴加双氧水是Fe2+与H2O2反应生成Fe3+，Fe3+与3SCN－反应生成血红色，因此两个离子方程式分别是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN－=Fe（SCN）3；故答案为：

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O、Fe3++3SCN－=