化学 铁及其化合物的专项 培优练习题及答案解析.docx

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化学铁及其化合物的专项培优练习题及答案解析

化学铁及其化合物的专项培优练习题及答案解析

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．利用如图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系。

图中甲～己均含铁元素。

回答下列问题：

（1）K2FeO4常用作杀菌消毒剂，从铁元素化合价的角度分析是因其具有____性；下列关于乙的说法正确的是______（填标号）。

a．属于酸性氧化物，能与碱反应

b．属于碱性氧化物，能与酸反应

c．属于两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应

（2）已知甲与稀硝酸反应的化学方程式为甲＋HNO3―→戊＋己＋NO↑＋H2O（方程式未配平）。

若产物中戊和己的物质的量之比为3∶1，则甲与HNO3的物质的量之比为____。

（3）戊与烧碱溶液反应生成丙，放置一段时间后丙转化为丁，丙转化为丁的化学方程式为______，现象为______。

【答案】氧化b1∶34Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色

【解析】

【分析】

根据图像可知，甲为铁；乙为氧化物且为+2价，为FeO；丙、丁为氢氧化物，分别为+2、+3价，分别为氢氧化亚铁、氢氧化铁。

【详解】

（1）K2FeO4中铁元素的化合价是＋6价，在反应中Fe元素能得电子表现强氧化性，常用作杀菌消毒剂。

根据图可知，铁元素的＋2价氧化物是FeO，属于碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水。

（2）根据图可知，戊和己分别是铁元素的＋2价和＋3价盐，铁与硝酸反应生成的戊和己分别是Fe（NO3）2和Fe（NO3）3，HNO3在反应中被还原为NO，氮元素的化合价由＋5价降为＋2价；设反应生成Fe（NO3）3的物质的量为1mol，则生成Fe（NO3）2的物质的量为3mol，则参加反应的Fe（甲）的物质的量为4mol，根据电子守恒可得3mol＋3mol×2＝n（NO）×3，n（NO）＝3mol；根据N原子守恒可知参加反应的n（HNO3）＝n（NO）＋n[Fe（NO3）2]×2＋n[Fe（NO3）3]×3＝12mol，则铁与HNO3的物质的量之比为4∶12＝1∶3。

（3）Fe（NO3）2与烧碱溶液反应生成Fe（OH）2（丙），氢氧化亚铁与空气中的氧气氧化，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe（OH）3（丁）。

3．已知X、Y均为有刺激性气味的气体，且几种物质间有以下转化关系，部分产物未标出。

请回答下列问题。

（1）写出下列各物质的化学式：

X______、Y______、A______、B______、C______。

（2）反应①的离子方程式为____________。

【答案】Cl2SO2HClH2SO4FeCl32Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+

【解析】

【分析】

A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，A中含Cl-；B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀，B中含SO42-；又根据X、Y均为有刺激性气味的气体，且X能与

反应，则X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

【详解】

（1）分析可知，X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

（2）反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+。

4．某

的溶液X，其中可能含有

、

、

、

、

、

、

、

、

中的一种或几种，取200mL该溶液进行实验，其现象及转化如图．

已知：

反应过程中有一种气体是红棕色．

请回答下列问题：

（1）仅由强酸性条件便可判断溶液X中一定不存在的离子有________．

（2）溶液X中，关于

的判断一定正确的是________（填字母）．

a．一定有b．一定没有c．可能有

（3）①中产生气体A的离子方程式为_____________________________________________________．

（4）⑦中生成沉淀K的离子方程式为_____________________________________________________．

（5）溶液X中不能确定的离子是_____________________用实验证明该离子一定不存在的化学方法为______________________________________________________________________________________．

（6）若实验测定A．F．K均为

l，试确定沉淀C及其物质的量范围：

_________．

【答案】

、

b

　取少量溶液X于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色，说明无

（其他答案合理也可）沉淀为

【解析】

【详解】

由反应①加入的Ba（NO3）2溶液及pH=1，结合溶液中可能含有的离子等信息可判断气体A为NO，气体D为NO2，溶液E为HNO3，因此溶液中含有还原性的离子，即含有Fe2+；由反应④加入过量NaOH溶液及溶液中可能存在的离子判断气体F为NH3，溶液I为NH4NO3，溶液中含有NH4+;pH=1的溶液中不可能含有CO32-、SiO32-,故沉淀C为BaSO4;根据图示关系及可能存在的离子可知沉淀G为Fe（OH）3，溶液J为FeCl3;沉淀K为Al（OH）3。

（1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO32-、SiO32-；

（2）强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液X中一定没有NO3-，

答案选b；

（3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为：

3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；

（4）⑦中生成沉淀K为Al（OH）3，反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

（5）生成Fe（OH）3的Fe3+可能来自于Fe2+被硝酸氧化，也可能是原来溶液中就存在Fe3+，故不能确定溶液X中是否存在Fe3+，可用KSCN溶液检验溶液X中是否存在Fe3+；

（6）NO、NH3、Al（OH）3各为0.01mol，则说明溶液X中有0.03molFe2+、0.01molNH4+、0.01molAl3+。

若溶液X中不存在Fe3+,由上述推断可知溶液中一定存在Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-，由溶液中的电荷守恒可知3n（Al3+）+n（NH4+）+2n（Fe2+）+n（H+）=2n（SO42-），故n（SO42-）=

（0.03mol+0.01mol+0.06mol+0.02mol）=0.06mol,若溶液中含有Fe3+，则n（SO42-）>0.06mol。

5．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＋。

6．已知有以下物质相互转化关系：

试回答：

（1）写出各物质的化学式A________________、 D___________、F_______。

（2）检验G溶液中阳离子所选用的试剂是_______（写化学式），实验现象是______。

（3）写出B溶液与C溶液反应的化学方程式___________________________。

（4）写出G溶液与A反应的离子反应方程式___________________________。

（5）上图中共有6个化学反应，其中属于氧化还原反应的有几个？

________。

【答案】FeKClFe（OH）3KSCN溶液呈红色FeCl2+2KOH=Fe（OH）2↓+2KClFe+2Fe3+=3Fe2+3

【解析】

【分析】

B溶液和C溶液反应生成白色沉淀E，在空气中变成红褐色F，所以E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3，D溶液和AgNO3溶液反应生成白色沉淀为AgCl，得到的溶液的焰色反应呈紫色，说明溶液中有K+，所以B溶液和C溶液是FeCl2和KOH。

Fe（OH）3和盐酸反应生成的G溶液为FeCl3溶液，FeCl3溶液和A反应生成B，所以B是FeCl2，A是铁，C即为KOH，A和盐酸反应生成FeCl2和氢气，符合题意。

故A为Fe，B为FeCl2，C为KOH，D为KCl，E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3，G为FeCl3，H为AgCl。

【详解】

由以上分析可知：

A为Fe，B为FeCl2，C为KOH，D为KCl，E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3，G为FeCl3，H为AgCl。

（1）化学式A：

Fe，D：

KCl，F：

Fe（OH）3。

（2）检验G（FeCl3）溶液中的Fe3+可选用KSCN溶液，Fe3+和SCN-反应生成红色的配离子和配合物，溶液显红色。

（3）B（FeCl2）溶液与C（KOH）溶液反应的化学方程式为FeCl2+2KOH=Fe（OH）2↓+2KCl。

（4）G（FeCl3）溶液与A（Fe）反应的离子反应方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。

（5）上图中的6个化学反应，铁和盐酸的置换反应、Fe（OH）2在空气中被氧气氧化为Fe（OH）3的反应以及FeCl3和铁生成FeCl2的归中反应属于氧化还原反应，其他3个都是复分解反应，没有化合价的变化，不是氧化还原反应，所以属于氧化还原反应的共有3个。

7．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。

D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。

它们之间的转化如图所示（某些反应条件和部分反应产物已略去）。

（1）写出下列物质的化学式：

D___，X___。

（2）在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是___（填数字编号）。

（3）反应⑥的离子方程式为：

___。

（4）反应⑦的化学方程式为___；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子___mol。

（5）除去D溶液中混有的少量G的方法是：

___。

（6）检验G溶液中阳离子的方法是：

___。

【答案】FeCl3HCl③⑥Fe3++3SCN-=Fe（SCN）33Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H20.8向混合液中通入足量氯气（或氯水）（或加入足量H2O2）取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色

【解析】

【分析】

单质A和C反应生成黑色晶体E，E和X酸反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，E为Fe3O4，C为O2，依据D+A=G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2+离子的化合物，H在常温下为液体，H为H2O；B为黄绿色气体，B是氯气，依据G+B=D判断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。

据此解答。

【详解】

根据以上分析，

（1）D是氯化铁，化学式是FeCl3，X是盐酸，化学式是HCl。

（2）反应①是铁与氯气反应生成氯化铁，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应②是铁与氧气反应生成Fe3O4，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应③是Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和水，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应④是FeCl3与铁反应生成FeCl2，铁元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑤是FeCl2与氯气反应生成FeCl3，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe（SCN）3，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，元素化合价改变，属于氧化还原反应；在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是③⑥。

（3）反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe（SCN）3，离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3。

（4）反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2；3mol铁反应转移8mol电子，所以反应中每消耗0.3mol的铁，可转移电子0.8mol。

（5）FeCl2与氯气反应生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入过量的氯气。

（6）Fe3+与SCN-反应生成血红色Fe（SCN）3，Fe2+与SCN-作用不显红色，所以检验Fe2+的方法是：

取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色，说明含有Fe2+。

8．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如下图所示（部分反应物、生成物没有列出）。

已知H为固态氧化物，F是红褐色难溶于水的沉淀，且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：

（1）B的俗称_______，反应①的用途_____（填一项）。

（2）反应①的化学方程式为________。

反应③的离子方程式为_________。

反应⑧的化学方程式为______。

（3）反应⑥的化学方程式及变化过程中的现象是__________。

（4）向G溶液中加入AlCl3溶液的离子方程式____________。

【答案】磁性氧化铁焊接钢轨（或冶炼金属铁）8Al+3Fe3O4

4Al2O3+9FeFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色3AlO2-+Al3++6H2O==Al（OH）3↓

【解析】

【分析】

F是红褐色难溶于水的沉淀，说明F为Fe（OH）3，E在空气中可转变为Fe（OH）3，说明E为Fe（OH）2，E与F是B与盐酸反应生成的C和D再与NaOH反应得到，因此C为FeCl2，D为FeCl3，B为Fe3O4，A在氧气中燃烧生成Fe3O4，那么A为Fe,B和I高温下反应生成单质铁，说明发生的是铝热反应，即H为Al2O3，I为Al，Al2O3与Al与过量的氢氧化钠溶液反应生成G，那么G为NaAlO2，据此分析作答。

【详解】

（1）B为Fe3O4，俗名为磁性氧化铁，反应①用于焊接钢轨或冶炼金属铁；

（2）反应①为铝热反应，反应方程式为8Al+3Fe3O4

4Al2O3+9Fe；反应③为Fe3O4与稀盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水的反应，离子方程式为：

Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；反应⑧为Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠的反应，方程式为：

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

（3）反应⑥为Fe（OH）2在空气中氧化的反应，Fe（OH）2为白色沉淀，被氧化后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；

（4）向偏铝酸钠溶液中加入AlCl3溶液，生成了白色沉淀，离子反应方程式为：

3AlO2-+Al3++6H2O==Al（OH）3↓。

9．金属A能够被磁铁所吸引．A及其A的化合物之间有如下的转化关系：

（1）写出A、C的化学式：

A_____；C_____．

（2）检验B中阳离子的试剂是_____．

（3）写出下列反应的化学方程式或离子方程式：

A→D的离子方程式_____

E→C的化学方程式_____

【答案】FeFe（OH）3KSCN溶液或NaOH溶液Fe+2H+═Fe2++H2↑4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

金属A能够被磁铁所吸引，则A是Fe，Fe在氯气中燃烧生成B为FeCl3，Fe和HCl反应生成FeCl2和H2，FeCl3和Fe反应生成FeCl2，则D为FeCl2，B和NaOH反应生成红褐色的C为Fe（OH）3，D和NaOH溶液反应生成的白色E为Fe（OH）2，Fe（OH）2和氧气、水反应生成Fe（OH）3。

【详解】

（1）通过以上分析知，A、C分别是Fe、Fe（OH）3，故答案为：

Fe；Fe（OH）3；

（2）B为氯化铁，铁离子用KSCN或NaOH溶液检验，铁离子和KSCN混合后溶液呈血红色，和NaOH反应生成红褐色沉淀，所以可以用KSCN或NaOH溶液检验，

故答案为：

KSCN溶液或NaOH溶液；

（3）Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，

氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应方程式为4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3，

故答案为：

Fe+2H+=Fe2++H2↑；4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3。

【点睛】

本题以Fe及其化合物之间的转化为载体考查无机物推断，明确物质性质是解本题关键。

本题的突破口为C的颜色。

本题的易错点为氢氧化亚铁氧化的方程式的书写。

10．已知有以下物质相互转化。

其中A为金属试回答：

（1）写出B的化学式________________，D的化学式________________。

（2）写出由D转变成H的化学方程式________________。

（3）写出向G溶液加入A的有关离子反应方程式________________。

（4）写出E转变为F的实验现象为：

_________________________化学方程式：

___________________。

【答案】FeCl2KClKCl+AgNO3=AgCl↓+KNO32Fe3++Fe=3Fe2+生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

依据转化关系中的反应现象可以判断，白色沉淀E为Fe（OH）2，红褐色沉淀F为Fe（OH）3，D溶液加入硝酸酸化的硝酸银生成白色沉淀H为AgCl，生成的溶液中含有钾离子，证明D溶液为KCl，依据转化关系得到，C为KOH，B为FeCl2，F溶解于盐酸，说明加盐酸溶解生成的G为FeCl3，判断A为Fe；

【详解】

D和硝酸银反应生成白色沉淀H，H不溶于稀硝酸，所以H是氯化银，则D中含有氯离子，D和硝酸银混合溶液进行焰色反应呈紫色，则D中含有钾元素，所以D是氯化钾，白色沉淀E和氧气反应生成红褐色沉淀F，则F是氢氧化铁，E是氢氧化亚铁，氢氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液，所以G是氯化铁，氯化铁和A反应生成B，B和C反应生成氯化钾和氢氧化亚铁，所以A是铁，B是氯化亚铁，C是氢氧化钾。

（1）通过以上分析知，B是氯化亚铁，D是氯化钾，B和D的化学式分别是：

FeCl2、KCl，

故答案为：

FeCl2；KCl；

（2）D是KCl，H为AgCl，D转变成H的化学方程式为KCl+AgNO3=AgCl↓+KNO3，

故答案为：

KCl+AgNO3=AgCl↓+KNO3；

（3）G为FeCl3，A为Fe，它们之间的反应发生氧化还原反应，2Fe3++Fe=3Fe2+，

故答案为：

2Fe3++Fe=3Fe2+；

（4）E是氢氧化亚铁，F是氢氧化铁，氢氧化亚铁和氧气。

水反应生成氢氧化铁，实验现象为：

生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应方程式为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3，

故答案为：

生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3。

【点睛】

通过特征反应，判断出物质，如物质的颜色，焰色反应，沉淀的颜色推断出物质。

11．A、B、C、D都是中学化学常见的物质，其中A、B、C均含同一种元素。

在一定条件下相互转化关系如下图所示（部分产物已略去）。

请按要求回答下列问题：

（1）若B、C为氧化物，B转化为C时，质量增加25%，C能够与水反应生成一种强酸，则B

转化为C的化学方程式是_______________________；

（2）若D为某金属单质，向C的溶液中滴加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，则B的化学式是_____________；

（3）若D为强电解质溶液，A和C在溶液中反应生成白色沉淀B，则A和C反应的离子方程式是___________________符合条件的D物质可能是___________（填序号）。

①硫酸②醋酸③氢氧化钠④一水合氨⑤氯化钡

【答案】

（1）2SO2+O2

2SO3；

（2）FeCl3；（3）6H2O+Al3++3AlO2-=4Al（OH）3↓。

【解析】

试题分析：

（1）若B、C为氧化物，B转化为C时，质量增加25%，C能够与水反应生成一种强酸，则B、C分别为SO2、SO3，B转化为C的化学方程式是2SO2+O2

2SO3；

（2）向C的溶液中滴加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该沉淀为AgCl，说明B、C为氯化物，D为某金属单质，B、D发生化合反应，应为FeCl3和Fe反应，A是Cl2；（3）A、B、C均含同一种元素，D为强电解质溶液，A和C在溶液中反应生成白色沉淀B，A和C在溶液中反应生成白色沉淀B，沉淀B应为Al（OH）3，A是AlCl3，C是NaAlO2，由Al3+和3AlO2发生互促水解反应生成，反应的离子方程式为6H2O+Al3++3AlO2-=4Al（OH）3↓。

考