高考化学铁及其化合物综合练习题附答案.docx
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高考化学铁及其化合物综合练习题附答案
高考化学铁及其化合物综合练习题附答案
一、高中化学铁及其化合物
1.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-=Fe(SCN)3。
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,如右图所示:
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_____________写出对应的离子方程式_________________
(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Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe+3Cl2
2FeCl32Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+2Fe2++2HClO=2Fe3++Cl-+H2O+ClO-
【解析】
【分析】
根据信息,D固体是红棕色,则D为Fe2O3;A、B、C、D、G含有相同元素,且G溶液为浅绿色,则G中含有Fe2+;C可以生成Fe2O3,推出C为Fe(OH)3;A为单质,银白色,则A为Fe,B溶液为黄色,说明含有Fe3+;B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,推出B为含有Cl-,则B为FeCl3;E是通常情况下密度最小的气体,E为H2,F能和Fe反应生H2和Fe2+,且属于三种元素的化合物,则F为H2SO4,
【详解】
(1)D为Fe2O3;
(2)G中含有Fe2+,C为Fe(OH)3,因此离子反应方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,现象是先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;
(3)A为Fe,B为FeCl3,则反映式为2Fe+3Cl2
2FeCl3;
(4)F为H2SO4,因此氧化物是SO2,2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,利用次氯酸的强氧化性,把Fe2+氧化成Fe3+,即2Fe2++2HClO=2Fe3++Cl-+H2O+ClO-。
3.下图为一些常见物质的转化关系图(部分反应物与生成物未标出)。
A、C、E、G为单质,其中A、C、G为金属,E为气体。
B为常见无色液体,L为红褐色固体,I的焰色反应呈紫色。
常温下A、G投入J的浓溶液无明显现象,K是反应①所得溶液中的唯一溶质。
⑴A在元素周期表中的位置为_______,H的电子式为________。
⑵写出有关反应的离子方程式:
反应①的离子方程式为__________。
反应②的离子方程式为__________。
⑶反应③中每生成1molE,转移电子的物质的量为__________。
【答案】第四周期Ⅷ族
3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑1mol
【解析】
【分析】
A、C、E、G为单质,其中A、C、G为金属,L为红褐色固体,L为Fe(OH)3,B为常见无色液体,B为H2O,由元素守恒及转化可知,D为Fe3O4,G为Al,A为Fe,E为H2,I的焰色反应呈紫色,I中含K元素,由元素守恒及转化可知,C为K,F为KOH,I为KAlO2,K与氢气化合生成KH,所以H为KH,常温下A、G投入J的浓溶液无明显现象,K是反应①所得溶液中的唯一溶质,J为硝酸,K为硝酸铁,然后结合单质及化合物的性质来解答。
【详解】
A、C、E、G为单质,其中A、C、G为金属,L为红褐色固体,L为Fe(OH)3,B为常见无色液体,B为H2O,由元素守恒及转化可知,D为Fe3O4,G为Al,A为Fe,E为H2,I的焰色反应呈紫色,I中含K元素,由元素守恒及转化可知,C为K,F为KOH,I为KAlO2,K与氢气化合生成KH,所以H为KH,常温下A、G投入J的浓溶液无明显现象,K是反应①所得溶液中的唯一溶质,J为硝酸,K为硝酸铁,
(1)由上述分析可知,A为Fe,位于元素周期表中第四周期Ⅷ族,H为KH,其电子式为
;
(2)反应①的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O,反应②的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)反应③为KH+H2O=KOH+H2↑,H元素的化合价由-1升高为0,则每生成1molE(KOH),转移电子的物质的量为1mol×(1-0)=1mol。
4.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
试请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式
A、B、C、乙
(2)写出下列反应化学方程式:
反应①反应③
(3)写出下列反应离子方程式反应④
【答案】
(1)A、NaB、AlC、Fe乙Cl2
(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
(3)Fe+2H+=Fe2++H2↑
【解析】
试题分析:
金属单质A的焰色反应为黄色,为Na,与水反应生成的气体甲是H2,D是NaOH,乙是Cl2,则丙为HCl,E为盐酸,能与NaOH反应生成氢气,B为Al,红褐色沉淀为Fe(OH)3,C为Fe,F为FeCl2,G为FeCl3;
(1)A、NaB、AlC、Fe乙Cl2;
(2)反应①的化学方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
反应③的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;
(3)反应④的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑
考点:
无机推断
5.图中,固体A是铁锈的主要成分。
请回答:
(1)固体C的化学式是___,上述框图中体现了SO2的___(填“氧化性”、“还原性”或“漂白性”)。
(2)写出A→B的化学方程式___。
(3)写出D→E的离子方程式___。
(4)若通入的SO2是足量的,请你设计实验方案检验“溶液D”中的金属阳离子___。
【答案】FeCl3还原性Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2Ba2++SO42-=BaSO4↓取少量溶液D于试管中,滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加适量氯水(或双氧水),溶液变成血红色,则含有Fe2+
【解析】
【分析】
固体A是铁锈的主要成分,则A为Fe2O3,结合图中转化可知,A与CO反应生成B为Fe,B与氯气反应生成C为FeCl3,C与二氧化硫发生氧化还原反应,溶液D中Fe2+、SO42-等,溶液D与氯化钡反应生成白色沉淀E为BaSO4。
【详解】
(1)由上述分析可知,固体C的化学式是:
FeCl3,上述框图中SO2失去电子转化为硫酸根离子,作还原剂;
(2)A→B的化学方程式为:
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;
(3)D→E的离子方程式为:
Ba2++SO42−=BaSO4↓;
(4)若通入的SO2是足量的,溶液D中金属阳离子为Fe2+,检验该阳离子的方法为:
取少量溶液D于试管中,滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加适量氯水(或双氧水),溶液变成血红色,则含有Fe2+。
6.已知A、B、C、D四种物质均含有铁元素,彼此转化关系如下:
请回答:
(1)反应①称为铝热反应(属于置换反应),写出该反应的化学方程式:
__、其中Al作__剂。
(2)反应④的离子方程式为:
__。
(3)新配制的C溶液中应加入__,以防止其转化为D。
检验D溶液中阳离子的常用试剂是__(填化学式),实验现象为__。
【答案】2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3还原剂2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O铁粉(屑)KSCN(或NH4SCN)溶液变红(或呈现血红色)
【解析】
【分析】
氧化铁与铝单质在高温下发生铝热反应,生成A,则A为Fe,铁和水蒸气在高温下反应生成B,B为黑色磁性氧化物,则B为Fe3O4,Fe3O4中铁元素的化合价含有+2、+3价,与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2,铁与过量盐酸反应生成FeCl2,则C为FeCl2,FeCl2与双氧水反应生成FeCl3,则D为FeCl3,据此分析解答。
【详解】
(1)反应①称为铝热反应(属于置换反应),该反应的化学方程式:
2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3,反应中Al有0价变为+3价,化合价升高,失电子,被氧化,作还原剂;
(2)反应④为FeCl2与双氧水反应生成FeCl3,离子方程式为:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)C为FeCl2,D为FeCl3,亚铁离子具有还原性,易被氧化,新配制的FeCl2溶液中应加入铁粉(屑),以防止其转化为FeCl3。
检验三价铁离子常用试剂是KSCN(或NH4SCN),三价铁离子遇SCN-变为血红色溶液。
7.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。
8.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↑。
9.A、B、C、D四种化合物,其中A、C、D焰色反应均为黄色(含钠元素),而B的焰色反应为紫色(含钾元素),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。
试写出各物质的化学式:
A:
__、B:
__、C:
__、D:
__、E:
___。
【答案】Na2CO3KOHNaHCO3NaClFe(OH)3
【解析】
【详解】
A、B、C、D四种化合物,其中A、C、D焰色反应均为黄色,含有钠元素。
而B的焰色反应为紫色,含有钾元素;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,这说明C是碳酸氢钠,A是碳酸钠,D是氯化钠,通入的无色气体是二氧化碳。
B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀,说明溶液中发生了反应:
Fe2+→Fe(OH)2(白色沉淀)→Fe(OH)3(红褐色沉淀),E是氢氧化铁,由于B的溶液中阴离子只有一种,所以B是KOH。
答案为:
Na2CO3;KOH;NaHCO3;NaCl;Fe(OH)3
【点睛】
要熟悉常见物质的物理性质和化学性质,特别要熟悉物质之间的转化关系。
如本题中,Na2CO3和NaHCO3之间可以相互转化:
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O;Fe2+的转化:
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
10.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。
11.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:
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___,D___,甲___,丙___。
(2)写出红棕色粉末的一种用途___。
(3)写出E→C反应的化学方程式___。
(4)将饱和的B溶液滴入沸水中所得分散系中分散质颗粒直径范围为___。
(5)写出反应②的离子方程式___,该反应中,如果有5.6g铁粉完全反应则生成D的物质的量为___mol。
【答案】Fe2O3FeCl2Cl2KSCN做红色颜料(或炼铁等,合理即可)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)31~100nmFe+2Fe3+=3Fe2+0.3
【解析】
【分析】
分析关系图:
E转化成C的现象是:
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,A与盐酸反应生成的B为FeCl3,D为FeCl2,乙为碱如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。
【详解】
(1)根据分析可知:
红棕色粉末A为Fe2O3,由B(FeCl3)与Fe生成的D为FeCl2,甲含Cl2,能与FeCl3产生血红色溶液的丙为KSCN。
答案为:
Fe2O3;FeCl2;Cl2;KSCN
(2)红棕色粉末是Fe2O3,可做红色颜料,可用于炼铁等。
答案为:
做红色颜料(或炼铁等,合理即可)
(3)E→C反应是Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
答案为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)B溶液为FeCl3溶液,滴入沸水中加热后制得Fe(OH)3胶体,胶体分散质颗粒直径范围为1~100nm。
答案为:
1~100nm
(5)反应②是由B(FeCl3)与Fe生成D(FeCl2),离子方程式为:
Fe+2Fe3+=3Fe2+;该反应中,如果有5.6g铁粉完全反应,则生成D(FeCl2)的物质的量为:
。
答案为:
Fe+2Fe3+=3Fe2+;0.3
【点睛】
熟记常见物质的性质,特别是一些特殊性质,有利于快速找到推导题的突破口。
12.已知A为淡黄色固体,T为生活中使用最广泛的金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C是无色无味的气体,H是白色沉淀。
(1)物质D的化学式为________。
(2)A和水反应生成B和C的离子方程式为____________________,列出A的一种重要用途_________________。
(3)H在潮湿空气中变成M的实验现象是______________________。
(4)反应①的离子方程式为_______________________________________。
【答案】Fe3O42Na2O2+2H2O=4Na++OH-+O2↑供氧剂(或漂白剂)白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
【解析】
【分析】
由已知D是具有磁性的黑色晶体,则D为Fe3O4;A为淡黄色固体,A与水反应生成B和C,所以A为Na2O2,C是无色无味的气体,C为O2,B为NaOH,T为生活中使用最广泛的金属单质,T为Fe,H是白色沉淀,则H为Fe(OH)2。
【详解】
(1)根据上述分析可知物质D的化学式为Fe3O4;答案:
Fe3O4。
(2)根据上述分析可知物质A为Na2O2,B为NaOH,C为O2,A和水反应生成B和C的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++
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- 高考 化学 及其 化合物 综合 练习题 答案