高考化学铁及其化合物综合题.docx

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高考化学铁及其化合物综合题

高考化学铁及其化合物综合题

一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．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。

2．某兴趣活动小组利用物质间的互变，设计成一个平面魔方，如下图所示：

已知①A、B、C、D、G含有同种元素。

②

纯A（单质）

B溶液

D固体

G溶液

颜色

银白色

黄色

红棕色

浅绿色

③E是通常情况下密度最小的气体；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，也能将一种氧化物氧化为F，F是含有三种元素的化合物，与A反应生成E、G。

依据以上信息填空：

（1）写出D的化学式：

___________________________________________。

（2）G生成C的过程中所出现的现象为_________________________。

（3）写出反应A→B的化学方程式：

_________________________________。

（4）B→F的离子方程式为________；G与次氯酸反应的离子方程式为________________________________。

【答案】Fe2O3先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色2Fe＋3Cl2

2FeCl32Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O

【解析】

【分析】

结合框图，D固体呈红棕色，则其为Fe2O3；A、B、C、D、G含有同种元素，B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则B为FeCl3，G中含有Fe2+，A为Fe。

由“B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，也能将一种氧化物氧化为F，F是含有三种元素的化合物，与A反应生成E、G”，则F为H2SO4，G为FeSO4；E是通常情况下密度最小的气体，则E为H2。

由B→C→D的转化可推知，C为Fe（OH）3。

【详解】

（1）由以上分析可知，D为氧化铁，其化学式：

Fe2O3。

答案为：

Fe2O3；

（2）FeSO4生成Fe（OH）3，可先加碱、后氧化，所出现的现象为先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。

答案为：

先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；

（3）反应Fe→FeCl3需用Cl2将Fe氧化，反应方程式为2Fe＋3Cl2

2FeCl3。

答案为：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3；

（4）FeCl3→H2SO4，应使用SO2，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；FeSO4与次氯酸反应，生成Fe3+、Cl-和H+，离子方程式为H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。

答案为：

2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。

【点睛】

利用框图进行物质推断时，先确定信息充足的物质，然后利用已知的少量信息、反应条件及未知物质前后的已知物质，推断出未知物质的组成。

3．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。

4．在一定条件下，A、B、C、D、E物质相互转化关系如图所示（反应条件和部分产物略），其中A、B、C为单质。

（1）若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，E为一种生活中必不可少的物质，则这五种物质的化学式为：

A为__，B为__，C为__，D为__，E为__。

（2）A和E在一定条件下反应生成D的化学方程式为__。

【答案】FeO2H2Fe3O4H2O3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2

【解析】

【分析】

A、B、C为单质，若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，Fe和H2O反应生成黑色的Fe3O4，Fe和O2反应生成黑色的Fe3O4，氢气和氧气反应生成H2O，符合转化关系，则A是Fe、B是O2、C是H2、E是H2O、D是Fe3O4，据此分析解答。

【详解】

A、B、C为单质，若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，Fe和H2O反应生成黑色的Fe3O4，Fe和O2反应生成黑色的Fe3O4，氢气和氧气反应生成H2O，符合转化关系，则A是Fe、B是O2、C是H2、E是H2O、D是Fe3O4；

（1）通过以上分析知，这五种物质的化学式为：

A为Fe，B为O2，C为H2，D为Fe3O4，E为H2O；

（2）在高温条件下，Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，所以A和E在一定条件下反应生成D的化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2。

5．A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，而B的焰色反应为紫色，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。

试推断：

（1）A：

__、B：

__、C：

__、D：

__、E：

__；

（2）固体C加热得到A的化学反应方程式__；

（3）得到红褐色沉淀E的化学反应方程式__。

【答案】Na2CO3KOHNaHCO3NaClFe（OH）32NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

A、C、D为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；B是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K元素，A、C和盐酸反应均得到D的溶液，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，可以判断，无色无味的气体是CO2，A为Na2CO3，C为NaHCO3，D为NaCl；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，说明B为氢氧化钾，E为氢氧化铁，据此分析解答。

【详解】

A、C、D为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；B是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K元素，A、C和盐酸反应均得到D的溶液，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，可以判断，无色无味的气体是CO2，A为Na2CO3，C为NaHCO3，D为NaCl，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，说明B为氢氧化钾，综上所述：

A：

Na2CO3、B：

KOH、C：

NaHCO3  D：

NaCl、E：

Fe（OH）3；

（1）有分析可知：

A：

Na2CO3、B：

KOH、C：

NaHCO3  D：

NaCl、E：

Fe（OH）3；

（2）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水的化学方程式为2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑；

（3）氢氧化亚铁具有还原性，能够与氧气、水反应生成氢氧化铁，方程式：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

6．铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。

现有铁、铝的混合物进行如下实验：

（1）操作X的名称是_____。

（2）气体A是_____。

（3）A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成_____（填化学式），A在该反应中作为_____（填“氧化剂”或“还原剂”）。

（4）溶液B中阴离子除OH-外还有_____，溶液D中存在的金属离子为_____。

【答案】过滤H2（或氢气）HCl还原剂AlO2-Fe2+

【解析】

【分析】

金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，溶液B是NaAlO2与NaOH的混合溶液，固体C是Fe，Fe是比较活泼的金属，与HCl发生置换反应产生FeCl2和氢气，因此溶液D为FeCl2，据此分析解答。

【详解】

（1）操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤；

（2）气体A是H2；

（3）A是H2，H2和Cl2的混合气体光照会发生爆炸，反应生成HCl，在该反应中，氢元素的化合价升高，失去电子，被氧化，所以H2作还原剂，；

（4）溶液B是反应产生的NaAlO2与过量的NaOH的混合溶液，所以溶液B中阴离子除OH-外还有AlO2-；铁可以和盐酸反应生成FeCl2和H2，溶液D中含有的金属离子为Fe2+。

【点睛】

本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。

注意知识的积累是解题的关键，HCl的氧化性比较弱，只能把Fe氧化为Fe2+，Cl2、H2O2具有强氧化性，可以把Fe氧化为Fe3+；Al既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。

7．A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。

其中D是一种红褐色沉淀。

其相互反应关系如图所示：

根据如图所示变化，按要求回答下列问题：

（1）写出A、E的化学式：

A__，E__；

（2）写出其中几步反应的化学方程式：

C→B：

___；

B→D：

___；

E→A：

___。

（3）C中加入NaOH溶液，看到的现象是__。

【答案】FeFe2O32FeCl2＋Cl2=2FeCl3FeCl3＋3NaOH=Fe（OH）3↓＋3NaClFe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2（或Fe2O3＋2Al

2Fe＋Al2O3）出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色

【解析】

【分析】

D是一种红褐色沉淀，应为Fe（OH）3，由转化关系可知E为Fe2O3，A为Fe，则B为FeCl3，C为FeCl2，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。

【详解】

（1）由以上分析可知A为Fe，E为Fe2O3，

故答案为：

Fe；Fe2O3；

（2）C为FeCl2，可与氯气反应生成FeCl3，方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3，B为FeCl3，可与氢氧化钠溶液反应生成Fe（OH）3，方程式为FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl，可经一氧化碳高温下还原（或铝热反应）生成Fe，方程式为Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2（或Fe2O3＋2Al

2Fe＋Al2O3），

故答案为：

2FeCl2+Cl2=2FeCl3；FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl；Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2（或Fe2O3＋2Al

2Fe＋Al2O3）；

（3）C为FeCl2，可与氢氧化钠溶液反应生成Fe（OH）2，出现白色沉淀，Fe（OH）2不稳定已被空气中的氧气氧化，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，

故答案为：

出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。

8．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＋。

9．下图中A～J均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，J是磁性材料。

根据图示回答问题：

（1）写出下列物质的化学式：

A______，E______；

（2）反应①的化学方程式是_________________________；反应②的化学方程式是___________________________；

（3）J与盐酸反应的化学方程式是______________________；反应后的溶液与足量的D反应的离子方程式是______________________，如何检验最后溶液中的阳离子：

______________________________________。

（4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为__________________。

【答案】Fe2O3Al2O32Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2Fe3++Fe=3Fe2+取少量溶液于试管中滴加硫氰化钾溶液，不变色，再通入氯气变血红色，证明含有二价铁离子2Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O

【解析】

【分析】

B为地壳中含量最高的金属，为Al；J为磁性材料，故为Fe3O4，②反应条件为高温，该反应为铁和水蒸气的反应，G为氢气；B（Al）和C反应生成G（H2）和F，I加入过量NaOH得到F，故C为NaOH，F为NaAlO2，结合A和B的反应条件为高温，可知为铝热反应，D为Fe，E为Al2O3，据此解答。

【详解】

（1）根据以上分析，A和B在高温下的反应为Al与Fe2O3在高温下发生的铝热反应，生成和Al2O3和Fe，故A的化学式为：

Fe2O3，E的化学式为：

Al2O3；

（2）根据以上分析，B为Al，C为氢氧化钠溶液，反应①是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；反应②是铁在高温下和水蒸汽反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式是3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2；

（3）J为Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式是Fe3O4+8HCl＝FeCl2+2FeCl3+4H2O；反应后的溶液含有Fe3+与足量的Fe反应的离子方程式是2Fe3++Fe＝3Fe2+，最后溶液中的阳离子主要是Fe2+，检验的方法是取少量溶液于试管中滴加硫氰化钾溶液，不变色，再通入氯气变血红色，证明含有二价铁离子。

（4）次氯酸钾中氯+1价具有强氧化性，可将+3价的铁氧化成+6价，用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，反应的离子方程式为：

2Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O。

10．某课外小组对金属钠进行研究。

已知C、D都是单质，F的水溶液是一种常见的强酸。

（1）金属Na在空气中放置足够长时间，最终的生成物是：

______。

（2）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，写出该反应的化学方程式__________。

（3）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，请写出白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式：

____________。

【答案】碳酸钠或Na2CO32Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

Na和O2点燃生成M，则M为Na2O2；Na和水反应生成B和C，其中C为单质，则C为H2，B为NaOH；F的水溶液为常见的强酸，则F为HCl，D为Cl2。

题中没有给出A、E、G的信息，故需要结合小题中的信息，去推断各题对应的物质。

【详解】

（1）金属Na在空气中，表面会被氧化为Na2O，Na和Na2O都会和水蒸气反应生成NaOH，NaOH会再和CO2反应生成Na2CO3；

（2）从题中信息可以推出A为Al，A、B反应的化学方程式为：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（3）从题中信息可以推出A为亚铁盐，白色絮状沉淀为Fe（OH）2，E为Fe（OH）3，白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

【点睛】

金属钠在空气中放置，先变为氧化钠，与水反应生成氢氧化钠，该物质易吸水而潮解，形成氢氧化钠溶液，再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠晶体，风化后得到碳酸钠粉末。

11．已知：

M是人们日常生活中一种重要调料，也是一种重要的化工原料，在灼烧时，焰色反应呈黄色。

A、B、D均为单质，在F的溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液变成血红色，各物质的转化关系如下图所示：

根据以上信息回答下列问题：

（1）M和水发生电解的化学方程式____________。

（2）写出E溶于水的电离方程式__________。

（3）F和D反应生成G的离子方程式为____________。

（4）向G的溶液中滴加C的溶液，观察到的现象为________。

【答案】2NaCl+2H2O

2NaOH+Cl2↑+H2↑HCl=H++Cl-2Fe3++Fe=3Fe2+先有白色沉淀生成，后变为灰绿色，最终变为红褐色

【解析】

【分析】

M是人们日常生活中一种重要调料，也是一种重要的化工原料，在灼烧时，焰色反应呈黄色，则M是NaCl，电解NaCl的水溶液产物为H2、Cl2和NaOH，结合A、B、D均为单质，可知C为NaOH，E为HCl；在F的溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液变成血红色，可知F为FeCl3，则A为Cl2、B为H2，D为Fe，G为FeCl2，据此分析解题。

【详解】