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-=
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- 高考 化学 专题 题库 及其 化合物 综合