高考化学复习铁及其化合物推断题专项易错题Word格式文档下载.docx
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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。
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。
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。
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。
2.室温下,A是常见的金属单质、单质B是黄绿色气体、单质C是无色气体。
在合适反应条件下,它们可以按下面框图进行反应;
E是无色溶液,F是淡绿色溶液。
B和C反应发出苍白色火焰。
请回答:
(1)A是__________,B是__________,C是__________(请填写化学式);
(2)反应①的化学方程式______________________________;
(3)反应③的离子方程式______________________________;
(4)反应④的离子方程式______________________________。
【答案】FeCl2H22Fe+3Cl2
2FeCl3Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
室温下,A是常见的金属单质、单质B是黄绿色气体、单质C是无色气体,B是氯气,B和C反应发出苍白色火焰,C是氢气,E是氯化氢。
F是淡绿色溶液,F溶液中含有亚铁离子,所以A是铁,F是氯化亚铁,D是氯化铁,据以上分析解答。
F是淡绿色溶液,F溶液中含有亚铁离子,所以A是铁,F是氯化亚铁,D是氯化铁,
(1)根据以上分析可知A、B、C分别是Fe、Cl2、H2;
(2)反应①为铁与氯气反应生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl2
(3)反应③为铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(4)反应④为氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁,离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
3.现有单质A、B、C及化合物D、E、F、G、H,它们之间能发生如图反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)反应③是D物质的水溶液与金属铝反应,金属铝被氧化___(写化学式);
(2)步骤⑦中刚生成的白色沉淀颜色会迅速发生变化,最终生成红褐色沉淀H,请写出由白色沉淀变成H的化学方程式:
___;
(3)检验G中所含的金属离子时,在G溶液中加入硫氰化钾溶液,离子方程式为:
(4)工业上将氯气通入D溶液中制取消毒液,反应的化学方程式为___,1mol氯气发生反应,转移电子___mol;
消毒液中的有效成分是___(填名称);
(5)将0.1molA的碳酸盐溶液和0.15molE溶液混合,有如下两种方式:
A.将含A的碳酸盐溶液逐滴加入到E溶液中;
B.将E溶液逐滴加入到含A的碳酸盐溶液中;
理论上产生气体比较多的是___(填序号),多___mol。
【答案】
1次氯酸钠A
金属A焰色反应为黄色,故A为Na,由反应
水
气体
,故C为
、D为NaOH,则E为HCl,HCl溶于水形成盐酸。
金属B能与盐酸反应生成F,F与氯气反应生成G,而G能与NaOH反应生成红褐色沉淀H,故B为Fe、F为
、H为
,据此解答。
反应
是NaOH水溶液与金属铝反应,本质是Al与水反应生成氢氧化铝与氢气,氢氧化铝再与NaOH反应生成偏铝酸钠与水,金属铝被
氧化,故答案为:
;
步骤
中刚生成的白色沉淀氢氧化亚铁易被氧化,颜色会迅速发生变化,最终生成红褐色沉淀氢氧化铁,化学方程式为:
,故答案为:
检验
中所含的金属离子时,在
溶液中加入硫氰化钾溶液,溶液变红,离子方程式为:
工业上将氯气通入NaOH溶液中制取消毒液NaClO,反应的化学方程式为:
,根据氧化还原反应化合价规律可知,氯气中的Cl有一半化合价升高,一半化合价降低,即反应中氯气既是氧化剂又是还原剂,各占一半,1mol氯气发生反应转移1mol电子,消毒液中的有效成分是次氯酸钠,故答案为:
1;
次氯酸钠;
.将碳酸钠溶液逐滴加入到盐酸中,发生反应:
,生成
为
B.将盐酸逐滴加入到含碳酸钠溶液中,先发生反应:
,剩余
、生成
,而后发生反应:
故理论上产生气体比较多的是A,多产生
。
故答案为:
A;
4.己知A为淡黄色固体,R是地壳中含量最多的金属元素的单质,T为生活中使用最广泛的金属单质,F是无色无味的气体,H是白色沉淀,W溶液中滴加KSCN溶液出现血红色。
(1)物质A的化学式为___。
(2)B和R在溶液中反应生成F的离子方程式为___。
(3)H在潮湿空气中变成M的实验现象是___,化学方程式为___。
(4)A和水反应生成B和C的离子方程式为___,A可以作为呼吸面具的___。
(5)W和T反应的离子方程式___。
【答案】Na2O22Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑白色沉淀逐渐变为红褐色沉淀4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑供氧剂2Fe3++Fe=3Fe2+
题干已经对部分物质的特征进行了描述,可先根据某些物质的特定表征直接得出该物质,地壳含量最多金属为Al,T为最广泛使用的金属单质,则为Fe,W溶液中滴加KSCN溶液出现血红色,则W含有Fe3+。
根据上述能直接确定的物质,结合各物质间转换图解答此题。
(1).A为淡黄色固体,常见物质可能为Na2O2或S,A与水的产物B可与Al反应,同时C又与Fe反应。
综上可推知A应为Na2O2,答案为Na2O2。
(2).根据分析B为NaOH,R为Al,答案为2Al+2H2O+2OH-=2AlO2-+3H2↑。
(3).根据分析,A与水反应产物C为氧气,B为NaOH。
D为Fe在氧气中燃烧产物Fe3O4,H为白色沉淀,则H应为Fe(OH)2。
W含有Fe3+,说明Fe(OH)2发生氧化生成Fe(OH)3。
答案为白色沉淀逐渐变为红褐色沉淀,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(4).A为Na2O2与水反应生成NaOH和O2,同时Na2O2与水和CO2反应生成的氧气供人呼吸。
故答案为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,供氧剂。
(5).由分析可知W为FeCl3,T为金属Fe。
答案为2Fe3++Fe=3Fe2+。
解答本题需要对某些物质的特定表征非常熟悉,首先应该根据这些表征即得出对应物质,然后再结合各种物质之间的转换关系和相关描述合理推导出其他对应的物质。
5.已知有以下物质相互转化:
请回答下列问题:
(1)写出B的化学式___________,D的化学式为____________;
(2)写出由E转变成F的化学方程式________。
(3)写出D转化成H的离子方程式_________。
(4)除去溶液B中混有的少量G溶液的最适宜方法是________。
【答案】FeCl2KCl4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Ag++Cl-=AgCl↓向溶液B中加入足量铁粉,再经过滤操作
D和硝酸银、稀硝酸的混合溶液反应生成沉淀H和焰色反应呈紫色的溶液可知,H为AgCl,D为KCl,白色沉淀E在空气中变成红褐色沉淀F可知E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,所以G为FeCl3,A为Fe,B为FeCl2,C为NaOH,据此解答。
(1)由分析可知,B为FeCl2,D为KCl,故答案为:
FeCl2;
KCl;
(2)E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,反应的方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)D为KCl,H为AgCl,D转化为H的离子方程式为:
Ag++Cl-=AgCl↓,故答案为:
Ag++Cl-=AgCl↓;
(4)FeCl2中混有的少量FeCl3,可用过量的铁粉将FeCl3转化为FeCl2,过量的铁粉用过滤除去,故答案为:
向溶液B中加入足量铁粉,再经过滤操作。
白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色所涉及的反应正是E到F:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。
6.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
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。
(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)。
7.粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。
进行如下实验:
①取适量A进行铝热反应,产物中有单质B生成;
②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·
L-1盐酸中,得溶液C;
③将①中得到的单质B和溶液C反应,放出1.12L(标况)气体,同时生成溶液D,还残留有固体物质B;
④用KSCN溶液检验时,溶液D不变色。
请填空:
(1)①中引发铝热反应的实验操作是___________,产物中的单质B是________。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式是___________。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式是___________。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15L,则该溶液中c(Mg2+)为________,c(Fe2+)为________。
【答案】加少量KClO3,插上镁条并将其点燃FeFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、MgO+2HCl=MgCl2+H2OFe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑0.67mol·
L-12.3mol·
L-1
(1)铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应,反应过程中放出大量热,但该反应需要较高的温度才能引发。
在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条,点燃Mg条后放出热量,使KClO3固体分解放出O2,进一步加剧Mg的燃烧,可在短时间内使混合物温度迅速升高,引发反应。
发生的反应为Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe,所以产物中单质B为Fe,故答案为:
加少量KClO3,插上镁条并将其点燃;
Fe;
(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物,能和酸反应生成盐和水:
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,MgO+2HCl=MgCl2+H2O,故答案为:
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、MgO+2HCl=MgCl2+H2O;
(3)混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应,生成Fe单质。
C溶液中有反应生成的FeCl3,还有未反应的HCl。
发生的离子反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。
(4)假设步骤②用去的20g固体中,MgO的物质的量为x,则Fe2O3的物质的量也为x,则40g·
mol-1×
x+160g·
x=20g,解得:
x=0.1mol。
根据MgO~MgCl2的关系,则溶液中MgCl2的浓度为0.1mol÷
0.15L≈0.67mol·
L-1。
步骤④说明溶液中没有Fe3+,也就是溶质为FeCl2和MgCl2。
根据Cl-守恒的关系,可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于
=0.45mol,所以,FeCl2的浓度为
≈2.3mol·
L-1,故答案为:
Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;
0.67mol·
L-1;
本题考查混合物反应的计算、物质的量浓度计算,题目难度中等,掌握氧化镁、氧化铁以及铁和三价铁离子的反应原理为解答的关键,(4)中计算亚铁离子的物质的量时,不可忽略了铁与氢离子的反应。
8.某工厂废金属屑的主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的金属废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·
7H2O)和胆矾晶体。
完成下列填空:
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式:
___。
(2)试剂X是___,溶液D是___。
(3)在步骤Ⅱ中,用如图装置制取CO2并通入溶液A中。
一段时间后,仍观察不到烧杯中产生白色沉淀。
为了固体C的生成,在药品和装置上可采取的改进措施是___。
(4)溶液E中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,用离子方程式解释其可能的原因:
(5)将固体F继续加入热的稀硫酸,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液,写出反应的化学方程式:
、
稀硫酸NaHCO3溶液浓盐酸改为稀盐酸;
在装置a和装置b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,以除去装置a中挥发出的HCl2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
Fe、Cu、Fe2O3都不与NaOH溶液反应,Al和Al2O3可与NaOH溶液反应,用含有Al、Fe、Cu和Al2O3和Fe2O3的废金属屑制取AlCl3、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体流程为:
合金中Al、Al2O3与NaOH反应,所得滤液A为NaAlO2溶液,经途径Ⅱ与足量二氧化碳发生反应:
,反应可生成Al(OH)3固体C,生成的Al(OH)3再和盐酸反应生成AlCl3,得到的AlCl3较纯净;
溶液D为NaHCO3溶液;
滤渣B为Fe和Cu的化合物,加入足量稀硫酸,得到的滤液E为FeSO4,经蒸发浓缩、冷却结晶可得到绿矾,滤渣F为Cu,可用于制备胆矾,据此分析解答。
(1)铝、氧化铝与氢氧化钠反应,所得滤液A为NaAlO2溶液,反应的离子方程式为:
(2)金属铁和金属铜不与氢氧化钠溶液反应,金属铜和稀硫酸之间不反应,但是金属铁可以和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气,进而制得绿矾晶体,所以试剂X为稀硫酸;
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如图所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中,一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的HCl气体,氯化氢在水中溶解了部分沉淀,发生的反应为:
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,为了避免固体C减少,可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去HCl的装置,二氧化碳在饱和NaHCO3中不溶,氯化氢和NaHCO3反应生成二氧化碳气体,所以可降低盐酸浓度;
在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,除去二氧化碳中的氯化氢;
(4)溶液E中加入KSCN溶液无明显现象,表明滤液中不存在Fe3+,原因是Fe3+被Fe、Cu还原生成Fe2+,所以加入KSCN溶液没有明显现象,故答案为:
2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(5)用固体F继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液,说明在加热条件下,Cu、氧气和稀硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:
9.富铁铝土矿(主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可用于制备净水剂明矾KAl(SO4)2·
12H2O和补血剂FeSO4·
7H2O。
工艺流程如下(部分操作和产物略去):
(1)操作1的名称是___________。
(2
)反应①②③④中是氧化还原反应的是_______(填写编号)。
(3)综合考虑,金属X最好选择的试剂是__,写出该反应的离子方程式_______。
(4)反应①的离子方程式是_________、__________。
(5)溶液D中含有的金属阳离子是_______,检验方法是________。
(6)用含铝元素27℅的上述矿石10吨,通过上述流程最多生产明矾____吨。
【答案】过滤④FeFe+2Fe3+=3Fe2+SiO2+2OH-=SiO32-+H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2OFe2+取少量溶液D于试管中,滴入硫氰化钾溶液,若无明显变化,再滴入几滴氯水,若溶液变红,证明含有Fe2+47.4
由流程可知,富铁铝土矿用氢氧化钾溶液浸取后过滤,滤渣为氧化铁,滤液中含有硅酸钾和偏铝酸钾;
向滤液中加入足量的硫酸,可以得到硅酸沉淀和硫酸铝、硫酸钾溶液,结晶后得到明矾;
滤渣经硫酸溶解后可以得到硫酸铁溶液,加入铁粉后得到硫酸亚铁溶液,用结晶法可以得到绿矾。
(1)操作I得到溶液和滤渣,因此操作I为过滤;
(2)反应①中加入NaOH溶液,根据成分只有Al2O2和SiO2与NaOH反应,发生Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,SiO2+OH-=SiO32-+H2O,不属于氧化还原反应,反应②中加入硫酸,发生的SiO32-+2H+=H2SiO3↓,AlO2-+4H+=Al3++2H2O,没有化合价的改变,不属于氧化还原反应,反应③发生Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,FeO+2H+=Fe2++H2O,没有化合价的改变,不属于氧化还原反应,根据操作4得到FeSO4·
7H2O,说明反应④中加入一种金属,把Fe3+转化成Fe2+,即这种金属是铁单质,离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+,存在化合价的变化,属于氧化还原反应;
(3)操作4得到FeSO4·
7H2O,不能引入新杂质,因此此金属为Fe,离子方程式为:
Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(4)根据
(1)的分析,离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,SiO2+OH-=SiO32-+H2O;
(5)根据(3)的分析,溶液D中含有的金属阳离子是Fe2+,利用Fe2+的还原性,具体操作是:
取少量溶液D于试管中,滴入硫氰化钾溶液,若无明显变化,再滴入几滴氯水,若溶液变红,证明含有Fe2+;
(6)根据铝元素守恒,最多可以得到明矾的质量为10×
106×
27%×
10-6×
474÷
27t=47.4t。
本题的难点是问题(6),一般的化学计算,都有简单的方法,根据整个流程,铝的质量没有增加和减少,因此根据铝元素守恒可以计算。
10.工业上利用粗ZnO(含FeO、CuO)制取金属锌的流程如下(部分步骤省略):
已知:
几种离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:
待沉淀的离子
Fe2+
Fe3+
Zn2+
Cu2+
开始沉淀时pH
6.3
1.5
6.2
5.2
沉淀完全时pH
9.7
3.2
8.0
6.4
(1)酸浸粗氧化锌的过程中,常将粗氧化锌粉碎成细颗粒,适当增加硫酸的浓度,目的
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- 高考 化学 复习 及其 化合物 推断 专项 易错题