备战高考化学复习铁及其化合物推断题专项易错题含答案Word文档下载推荐.docx
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水浸后的溶液成酸性。
【详解】
(1)分析题图可知,钛铁矿中的铁最终转化成副产品绿矾,所以要将+3价
转化为+2价
;
降低温度,减小了
的溶解度,有利于绿矶结晶析出。
(2)水浸过程发生的离子反应为
,废液呈酸性,所以处理水浸后的废液应加入
或碱。
(3)由于
易与空气中的
等反应,故该反应应在氩气气氛中进行。
2.物质
是某新型净水剂的中间体,它可以看成由AlCl3(在180℃升华)和一种盐A按物质的量之比1:
2组成。
在密闭容器中加热X使之完全分解,发生如下转化:
请回答下列问题:
(1)X的化学式为__。
(2)将E混合晶体溶于水配成溶液,向溶液中加入过量稀NaOH溶液时发生的总反应的离子方程式为__。
(3)高温下,若在密闭容器中长时间煅烧X,产物中还有另外一种气体,请设计实验方案验证之_。
【答案】AlCl3·
2FeSO4Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O将气体通入足量NaOH溶液中,收集余气,把一条带火星的木条伸入其中,若复燃,则说明是O2
固体氧化物B溶于稀盐酸后得到的溶液C中滴加KSCN溶液,混合液变血红色,说明B中含有Fe3+,则B为Fe2O3,C为FeCl3溶液,无色D气体能使品红褪色,则D为SO2,由元素守恒可知A中含有Fe、S、O元素,A加热分解能生成氧化铁和二氧化硫,则盐A为FeSO4,氧化铁的物质的量为
=0.02mol,生成二氧化硫为
=0.02mol,由Fe、S原子为1:
1可知生成SO3为0.02mol,4.27g混合晶体E为AlCl3和SO3,AlCl3的物质的量为
=0.02mol,X的组成为AlCl3∙2FeSO4,以此解答该题。
(1)根据上述分析,X的化学式为AlCl∙2FeSO4;
(2)将E混合晶体溶于水配成溶液,三氧化硫反应生成硫酸,则硫酸与氯化铝的物质的量相等,逐滴加入过量稀NaOH溶液,该过程的总反应的离子方程式为:
Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O;
(3)若在高温下长时间煅烧X,生成的三氧化硫再分解生成二氧化硫和氧气,另一种气体分子式是O2,检验氧气的方法为:
将气体通入足量NaOH溶液中,收集余气,把一条带火星的本条伸入其中,若复燃,则说明是O2。
3.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)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。
(2)反应①的化学方程式为___。
(3)反应③的离子方程式为___。
(4)反应⑧的化学方程式为___。
(5)反应⑥过程中的现象是____。
(6)1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应,生成的气体换算成标准状况下占___L。
【答案】铁元素8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9FeFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色33.6
F是红褐色难溶于水的沉淀,则F为氢氧化铁;
E能在空气中转化为F,且E是C和氢氧化钠反应生成,则E为氢氧化亚铁,C为氯化亚铁;
B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D,则B为四氧化三铁,D为氯化铁;
A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁,则A为铁单质;
四氧化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质,I又能与氢氧化钠反应,推知I为铝单质,与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应,生成H为氧化铝;
铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G,则G为偏铝酸钠。
(1)A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁,则六种物质中都含有铁元素,故答案为:
铁元素;
(2)①是铝与四氧化三铁发生铝热反应,其反应的方程式为8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe,故答案为:
8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe;
(3)③是四氧化三铁与盐酸反应,其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O,故答案为:
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
(4)⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,故答案为:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(5)⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁,其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故答案为:
生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
(6)1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝,生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气,根据得失电子守恒可知,铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数,可列式1×
3=2×
n(H2),则n(H2)=1.5mol,则标准状况下,氢气的体积V(H2)=1.5mol×
22.4L/mol=33.6L,故答案为33.6。
【点睛】
铝与四氧化三铁反应生成铁,8molAl~9molFe,铁与水蒸气反应生成氢气,3molFe~4molH2,所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH2,求得氢气的物质的量。
4.A-J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图所示(部分反应物、生成物没有列出),且已知G为主族元素的固态氧化物,A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含同一种元素在周期表中位置_________
(2)写出检验D溶液中阳离子的方法____。
(3)写出反应④的离子方程式________。
(4)若向气体K的水溶液中加入盐酸,使其恰好完全反应,所得溶液的pH_____7(填“>
”、“<
”或“=”),用离子方程式表示其原因:
______;
(5)若向气体K的0.1mol/L水溶液中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:
1,则所得溶液中各离子物质的量浓度由大到小的关系是______。
【答案】第四周期Ⅷ族取少量D溶液,加KSCN溶液,出现红色2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑<NH4++H2O
NH3·
H2O+OH-c(NH4+)>
c(SO42-)>
c(H+)>
c(OH-)
G为主族元素的固态氧化物,在电解条件下生成I和H,能与NaOH溶液反应,说明G为Al2O3,与NaOH反应生成NaAlO2,而I也能与NaOH反应生成NaAlO2,则I为Al,H为O2,C和碱、D和气体K反应生成E、F,则说明E、F都为氢氧化物,E能转化为F,应为Fe(OH)2→Fe(OH)3的转化,所以E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,则C为FeCl2,D为FeCl3,K为NH3,B为Fe3O4,与Al在高温条件下发生铝热反应生成A,即Fe,结合对应单质、化合物的性质解答该题。
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中都含有铁元素,在周期表中位于周期表第四周期Ⅷ族,
(2)溶液D为氯化铁溶液,检验三价铁离子的存在,取少许D溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红色,证明D溶液中含有Fe3+;
(3)反应④是金属铝和氢氧化钠溶液的反应,Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:
(4)气体K的水溶液为一水合氨溶液,加入盐酸,使其恰好完全反应生成氯化铵和水,氯化铵在水溶液中水解显酸性,所以pH<7;
反应的离子方程式为:
(5)若向气体NH3的0.1mol/L水溶液中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1:
1,假设条件均为1L,发生反应:
,n(NH3•H2O)=0.1mol,n(H+)=0.1mol,所以一水合氨和硫酸反应生成硫酸铵溶液,铵根离子水解显酸性,溶液中离子浓度大小顺序为:
c(
)>
c(H+)>
c(OH-)。
比较时溶液中粒子浓度紧扣两个微弱:
(1)弱电解质(弱酸、弱碱、水)的电离是微弱的,且水的电离能力远远小于弱酸和弱碱的电离能力,如在稀醋酸溶液中:
CH3COOH
CH3COO-+H+,H2O
OH-+H+,在溶液中微粒浓度由大到小的顺序:
c(CH3COOH)>
c(CH3COO-)>
c(OH-);
(2)弱酸根离子或弱碱阳离子的水解是微弱的,但水的电离程度远远小于盐的水解程度,如稀的CH3COONa溶液中:
CH3COONa=CH3COO-+Na+,CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-,H2O
H++OH-,所以CH3COONa溶液中:
c(Na+)>
c(OH-)>
c(H+)。
5.钾、钠、镁、铁均能与水发生置换H2的反应。
(1)其中反应最剧烈的是____。
(2)其中铁与水的反应比较特殊。
其特殊性在于:
①_________;
②产物为氧化物而非氢氧化物。
你对②和①的关联性作何解释?
__________
(3)证明②的氧化物含Fe3+必需的试剂是______。
【答案】钾反应需在高温条件下进行铁的氢氧化物在高温条件下会分解稀硫酸(或稀盐酸)、KCNS试液
(1)根据金属的活泼性分析判断;
(2)①根据铁与水的反应条件分析;
②根据高温下铁的氢氧化物的稳定性分析解答;
(3)需要将Fe的氧化物转化为溶于水的离子,再检验。
(1)金属的活泼性越强,与水反应越剧烈,活泼性:
K>Na>Mg>Fe,所以与水发生置换H2反应最剧烈的是钾,故答案为:
钾;
(2)①铁与水蒸气的反应,需要在高温条件下反应才能发生,故答案为:
反应需在高温条件下进行;
②铁的氢氧化物不稳定受热易分解,所以高温下铁的氢氧化物会分解生成四氧化三铁,因此产物为氧化物而非氢氧化物,故答案为:
铁的氢氧化物在高温条件下会分解;
(3)四氧化三铁难溶于水,需要用HCl(或稀硫酸)溶解生成Fe3+,Fe3+遇到KCNS试液,溶于变红色,故答案为:
稀硫酸(或稀盐酸)、KCNS试液。
6.某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性,请回答下列问题:
(1)除胶头滴管外,你认为本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是___。
(2)请帮他们完成以下实验报告:
实验目的:
探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
试剂:
铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片。
实验记录(划斜线部分不必填写):
序号
实验内容
实验现象
离子方程式
实验结论
①
在FeCl2溶液中滴入适量氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
___
Fe2+具有还原性
②
在FeCl2溶液中加入锌片
Zn+Fe2+→Zn2++Fe
Fe2+具有氧化性
③
在FeCl3溶液中加入足量铁粉
溶液由棕黄色变为浅绿色
Fe+2Fe3+→3Fe2+
Fe3+具有氧化性
④
在FeCl3溶液中加入铜片
实验结论:
___。
(3)亚铁盐在溶液中易被氧化,如何检验亚铁盐溶液是否被氧化?
(简述实验操作)___保存亚铁盐溶液时,应该如何防止亚铁盐被氧化:
(4)若直接向亚铁盐溶液中滴加烧碱溶液,往往得不到白色絮状Fe(OH)2沉淀,其原因为:
(用化学方程式表示)
【答案】试管Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性取少许亚铁盐溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液显血红色则亚铁盐溶液已变质;
若溶液不显血红色则亚铁盐溶液未变质在亚铁盐溶液中加入铁粉或铁钉4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(1)探究铁及其化合物的氧化性和还原性,需要在试管中滴加试剂发生反应,则本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是试管;
(2)①在FeCl2溶液中滴入适量氯水,生成氯化铁,离子反应为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,Fe元素的化合价升高,则Fe2+具有还原性;
②FeCl2中Fe元素的化合价升高,则Fe2+具有氧化性;
③FeCl3中Fe元素的化合价降低,则Fe3+具有氧化性;
④在FeCl3溶液中加入铜片,反应生成氯化亚铁、氯化铜,离子反应为Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,FeCl3中Fe元素的化合价降低,则Fe3+具有氧化性,
则得到实验结论为Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性;
(3)亚铁盐被氧化生成铁盐,铁离子遇KSCN溶液变为红色,则检验亚铁盐溶液是否被氧化的实验操作为取少许亚铁盐溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液显血红色则亚铁盐溶液已变质;
若溶液不显血红色则亚铁盐溶液未变质;
保存亚铁盐溶液时,在亚铁盐溶液中加入铁粉或铁钉防止亚铁盐被氧化;
(4)直接向亚铁盐溶液中滴加烧碱溶液,往往得不到白色絮状Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2易被氧化,发生4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
直接向亚铁盐溶液中滴加烧碱溶液,往往得不到白色絮状Fe(OH)2沉淀,可以看到生成白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变成红褐色。
7.某工厂的废金属屑中主要成分为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,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·
7H2O)和胆矾晶体(CuSO4·
5H2O)。
请回答:
(1)步骤Ⅰ中,发生的氧化还原反应的离子方程式为___,涉及到的分离操作是___。
(2)试剂X是___;
溶液D是___。
(3)溶液E在空气中易被氧化,请设计一个简单的实验方案检验溶液E是否被氧化___。
(4)在步骤Ⅱ时,若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中,一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。
为避免固体C减少,可采取的改进措施是___。
(5)工业上常用溶液E制取净水剂Na2FeO4,流程如图:
写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的离子方程式___。
(已知NaClO还原为NaCl)
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑过滤稀硫酸(或稀H2SO4;
或硫酸)NaHCO3溶液(或碳酸氢钠溶液)取少量E溶液于试管中,滴入几滴硫氰化钾溶液,若溶液变为血红色,则说明E溶液已被氧化,反之,则未被氧化在通入CO2之前增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,除去HCl气体2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
Cu、Fe和Al,少量Al2O3和Fe2O3,氢氧化钠与Al、Al2O3反应,而Cu、Fe和Fe2O3不反应,过滤得到滤渣为Cu、Fe和Fe2O3,滤液为偏铝酸钠溶液和氢氧化钠溶液,向滤液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液,过滤,向沉淀中加入盐酸生成氯化铝溶液,最终得到氯化铝固体;
向滤渣为Cu、Fe和Fe2O3中加入稀硫酸,生成硫酸亚铁,最终得到绿矾,过滤得到Cu,Cu与氧气、硫酸反应得到硫酸铜。
⑴步骤Ⅰ中,发生的氧化还原反应的是铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,其离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,Fe、Cu、Fe2O3不和氢氧化钠溶液反应,因此涉及到的分离操作是过滤;
故答案为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
过滤。
⑵将Fe、Cu中Fe溶于溶液中生成硫酸亚铁,因此试剂X是硫酸;
溶液A为偏铝酸钠溶液,向溶液中通入过量二氧化碳,反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液,因此D是碳酸氢钠;
稀硫酸(或稀H2SO4;
或硫酸);
NaHCO3溶液(或碳酸氢钠溶液)。
⑶溶液E在空气中易被氧化,亚铁离子被氧化生成铁离子,铁离子常用KSCN溶液来检验,因此简单的实验方案检验溶液E是否被氧化的实验为取少量E溶液于试管中,滴入几滴硫氰化钾溶液,若溶液变为血红色,则说明E溶液已被氧化,反之,则未被氧化;
取少量E溶液于试管中,滴入几滴硫氰化钾溶液,若溶液变为血红色,则说明E溶液已被氧化,反之,则未被氧化。
⑷在步骤Ⅱ时,若用大理石与浓盐酸制取CO2并直接通入溶液A中,一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少,减少的主要原因是浓盐酸易挥发,挥发出的HCl与沉淀反应,为避免固体C减少,先用饱和碳酸氢钠溶液除掉挥发的HCl,再通入CO2;
在通入CO2之前增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,除去HCl气体;
在通入CO2之前增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,除去HCl气体。
⑸Fe(OH)3与NaClO反应生成NaCl和Na2FeO4,其制取Na2FeO4的离子方程式2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42−+3Cl-+5H2O;
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42−+3Cl-+5H2O。
8.镉(Cd)可用于制作某些发光电子组件。
一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“滤渣1”的主要成分为Cu(OH)2和_____(填化学式)。
(2)“氧化”时KMnO4的还原产物是MnO2,该步骤中除铁、除锰的离子方程式分别为_____、_____。
(3)“置换”中镉置换率与(
)的关系如图所示,其中Zn的理论用量以溶液中Cd2+的量为依据。
①实际生产中
比值最佳为1.3,不宜超过该比值的原因是________。
②若需置换出112kgCd,且使镉置换率达到98%,实际加入的Zn应为____kg。
(4)“置换”后滤液溶质主要成分是________(填化学式)。
(5)“熔炼”时,将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH混合反应,反应的化学方程式是________。
当反应釜内无明显气泡产生时停止加热,利用Cd与Na2ZnO2的___不同,将Cd从反应釜下口放出,以达到分离的目的。
【答案】CaSO43Fe2++MnO4-+7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+锌粉用量过多会增加成本;
海绵镉的纯度降低;
熔炼中NaOH的用量过多增加成本86.2ZnSO4Zn+2NaOH
Na2ZnO2+H2↑密度
根据流程图,镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质),破碎后加入稀硫酸溶解,溶液中含有多种硫酸盐,加入石灰乳调节pH=5,沉淀除去Cu(OH)2和硫酸钙,在滤液中加入高锰酸钾溶液,氧化亚铁离子为铁离子,形成氢氧化铁沉淀,将Mn2+氧化生成二氧化锰沉淀;
在滤液中再加入锌置换出Cd,得到海绵镉,海绵镉用氢氧化钠溶解其中过量的锌,得到镉和Na2ZnO2,据此分析解答。
(1)硫酸钙微溶于水,“滤渣1”的主要成分为Cu(OH)2和CaSO4,故答案为:
CaSO4;
(2)“氧化”时KMnO4的还原产物是MnO2,该步骤中除铁、除锰的离子方程式分别为3Fe2++MnO4-+7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+,3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+,故答案为:
3Fe2++MnO4-+7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;
3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+;
(3)①实际生产中
比值最佳为1.3,如果超过该比值,锌粉用量过多会增加成本;
生成的海绵镉的纯度会降低;
熔炼中NaOH的用量过多,也会增加成本,故答案为:
锌粉用量过多会增加成本;
熔炼中NaOH的用量过多增加成本;
②锌置换镉的反应为Cd2++Zn=Cd+Zn2+,若需置换出112kgCd,且使镉置换率达到98%,实际加入的Zn的质量为
×
65kg/kmol×
1.3=86.2kg,故答案为:
86.2;
(4)根据流程图,“氧化”后的溶液中主要含有Cd2+和Zn2+,因此加入锌“置换”后滤液溶质的主要成分是ZnSO4,故答案为:
ZnSO4;
(5)“熔炼”时,将海绵镉(含Cd和Zn)与NaOH混合反应,锌被NaOH溶解,反应的化学方程式是Zn+2NaOH
Na2ZnO2+H2↑。
当反应釜内无明显气泡产生时停止加热,Cd液体与Na2ZnO2的密度不同,将Cd从反应釜下口放出,以达到分离的目的,故答案为:
Zn+2NaOH
Na2ZnO2+H2↑;
密度。
本题的易错点和难点为(3)②的计算,要注意镉置换率达到98%,同时
=1.3。
9.粉煤灰是燃煤产生的重要污染物,主要成分有Al2O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物质。
综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染,还能获得纳米Fe2O3等重要物质。
已知:
i)伯胺R-NH2能与Fe3+反应;
3R-NH2+Fe3++SO42-+H2O
Fe(NH2-R)3(OH)SO4+H+生成易溶于煤油的产物。
ii)Fe3+在水溶液中能与Cl-反应:
Fe3++6Cl-
[FeCl6]3-,回答下列问题:
(1)过程I对煤粉灰进行酸浸过滤后,滤渣的主要成分是_________。
(2)写出过程II加入过量H2O2发生的离子方程式_________。
加入伯胺-煤油对浸取液进行分离,该操作的名称是_________。
(3)从化学平衡角度解释过程III利用NaCl溶液进行反萃取的原理________。
(4)过程IV中过量的N2H4将水层2中[FeCl6]3-转化为Fe2+,得到的Fe2+再被O2氧化为FeOOH,其中第一步的离子方程式为4[FeCl6]3-+5N2H4=4Fe2++N2+.4N2H5++24Cl-,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。
(5)在常压用纳米Fe2O3电化学法合成氨的装置如图所示。
已知电解液为熔融NaOH-KOH,纳米Fe2O3在阴极发生电极反应分两步进行:
该电解池第二步:
2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3。
则该电解池第一步发生反应的方程式为_________。
纳米Fe2O3在电解过程中所起的作用是_______。
【答案】SiO22Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O萃取、分液Fe3++6Cl-
[FeCl6]
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- 备战 高考 化学 复习 及其 化合物 推断 专项 易错题含 答案