化学化学 铁及其化合物的专项 培优练习题附详细答案.docx
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化学化学铁及其化合物的专项培优练习题附详细答案
2020-2021【化学】化学铁及其化合物的专项培优练习题附详细答案
一、高中化学铁及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示
图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出
。
请根据以上信息完成下列各题:
(1)写出下列物质的化学式:
B_______、丙__________。
(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________,反应过程⑦可能观察到的实验现象是______。
对应的化学方程式是_______。
(3)反应③中的离子方程式是_________。
【答案】AlHCl杀菌消毒、强氧化剂、漂白白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】
【分析】
金属A颜色反应为黄色证明A为金属Na,Na与水反应生成气体甲为H2,D为NaOH;金属B和氢氧化钠溶液反应产生H2,说明B为金属Al,黄绿色气体乙为Cl2,气体甲是H2,H2和Cl2反应生成丙为HCl,HCl溶于水得到的物质E为盐酸溶液,盐酸与金属C反应产生F溶液是金属氯化物,该氯化物与Cl2还可以反应产生G,G与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3,则G为FeCl3,推断物质F为FeCl2;判断C为Fe,以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知A是Na,B是Al,C为Fe,气体甲是H2,气体乙是Cl2,气体丙是HCl;D是NaOH,E是盐酸,F是FeCl2,G是FeCl3,H是Fe(OH)3。
(1)根据上述分析可知,物质B是Al,丙是HCl;
(2)黄绿色气体乙是Cl2,该物质可以与水反应产生HCl和HClO,HClO具有强氧化性,可作氧化剂,氧化一些具有还原性的物质,也用于杀菌消毒或用于物质的漂白;
(3)FeCl2与NaOH溶液发生反应:
FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,Fe(OH)2具有还原性,容易被溶解在溶液中的氧气氧化,发生反应:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,固体由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;
(4)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和H2,反应的离子方程式为:
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
【点睛】
本题是无机物推断,物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口,再结合转化关系推断,需要学生熟练掌握元素化合物知识,试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。
2.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。
3.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↑。
4.现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F,它们之间能发生如下反应。
(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)
(1)A的原子结构示意图为_____________,丙的化学式为_____________。
(2)金属A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F中不能导电的有__________________、属于电解质的有___________。
(填“A”“B”“甲”“乙”“丙”“C”“D”“E”“F”)
(3)写出转化①发生的化学方程式:
____________________,写出转化④发生的离子方程式:
____________________。
(4)将Na2O2投入到E溶液中,可以观察到的现象是:
_____________。
【答案】
HCl甲、乙、丙丙2Na+2H2O=2NaOH+H2↑Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+产生红褐色沉淀,同时生成无色气体
【解析】
【分析】
金属A焰色反应为黄色,则A为金属Na,由反应①可知,C为NaOH溶液,气体甲为H2;黄绿色气体乙为Cl2,与氢气反应生成丙HCl,HCl溶于水得物质D为盐酸,盐酸与金属B反应生成物质E,物质E与Cl2反应生成物质F,F与NaOH反应生成红褐色沉淀为Fe(OH)3,故物质F中含有Fe3+,分析可知金属B为Fe,物质E为FeCl2溶液,物质F为FeCl3溶液。
【详解】
(1)金属A焰色反应为黄色,则A为金属Na,原子结构示意图为
,黄绿色气体乙为Cl2,与氢气反应生成丙为HCl;故答案为:
、HCl;
(2)A:
Na、B:
Fe、C:
NaOH溶液、D:
盐酸、E:
FeCl2溶液、F:
FeCl3溶液、甲:
H2、乙:
Cl2、丙:
HCl,其中不能导电的有:
甲、乙、丙、属于电解质:
丙,故答案为:
甲、乙、丙;丙;
(3)转化①为金属Na与水的反应氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,转化④为FeCl2与Cl2的反应生成氯化铁,反应的离子方程式为:
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,故答案为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(4)E为FeCl2,将Na2O2投入到FeCl2溶液中,Na2O2具有强氧化性,氧化亚铁离子生成铁离子,产生红褐色沉淀,同时生成无色气体氧气,故答案为:
产生红褐色沉淀,同时生成无色气体。
【点睛】
电解质:
在水溶液或熔融状态下能导电的化合物,不能是单质。
非电解质:
在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物,也不能是单质。
5.A~G各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。
请回答下列问题:
(1)物质C和E的名称分别为________、________;
(2)可选用不同的A进行反应①,若能在常温下进行,其化学方程式为__________________________;
若只能在加热情况下进行,则反应物A应为________;
(3)写出D转化为G的化学方程式_____________________________________;
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G。
检验G溶液中阳离子的常用试剂是________,实验现象为________________________________________。
【答案】浓盐酸四氧化三铁2H2O2
2H2O+O2↑KClO32Fe+3Cl2
2FeCl3铁粉KSCN溶液溶液变为血红色
【解析】
【分析】
本题的突破点是MnO2,在中学化学中MnO2参与的反应主要是氧气和氯气的制备,所以依据框图的转化特点可知B是氧气,D是氯气,C是浓盐酸,E是四氧化三铁,F是氯化亚铁,G是氯化铁;Fe2+具有还原性,因此配制时需要加入铁粉防止被氧化;利用有关元素化合物知识,从质量守恒的角度书写化学方程式。
【详解】
(1)在中学化学中MnO2参与的反应主要是氧气和氯气的制备,所以依据框图的转化特点可知B是氧气,D是氯气,C是浓盐酸,E是四氧化三铁,F是氯化亚铁,G是氯化铁;
(2)MnO2参与制备氧气的反应有两种,一种是MnO2做催化剂的条件下,常温下H2O2分解制得氧气,其反应方程式为2H2O2
2H2O+O2↑;另一种是由MnO2做催化剂的条件下,加热KClO3分解制得氧气,所以A为KClO3;
(3)D为Cl2,G为FeCl3,Fe在氯气中燃烧生成FeCl3的化学方程式为2Fe+3Cl2
2FeCl3;
(4)Fe2+具有还原性,易被空气中的氧气所氧化,因此新配制的氯化亚铁溶液需要加入铁粉防止被氧化成Fe3+;检验FeCl3溶液中阳离子的常用试剂是KSCN溶液,实验现象为滴加KSCN溶液后,溶液变为血红色。
6.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++OH-+O2↑;A的一种重要用途为供氧剂(或漂白剂);答案:
2Na2O2+2H2O=4Na++OH-+O2↑;供氧剂(或漂白剂)。
(3)H为Fe(OH)2,在空气中很不稳定,被氧气氧化,白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色;答案:
白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
(4)反应①是Fe3O4与盐酸的反应,生成氯化铁和氯化亚铁、水,其离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;答案:
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O。
7.已知A、B、C均为含铁化合物,请根据以下四种物质的转化过程回答相关问题:
Fe
A
B
C
(1)反应①、③中属于氧化还原反应的是________________(填序号)。
(2)向B的溶液中滴入几滴KSCN溶液后,可观察到的现象是__________。
(3)反应②的离子方程式为_____________。
【答案】①溶液呈血红色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【解析】
【分析】
根据铁的化学性质及图中的转化过程分析知,A为氯化亚铁,B为氯化铁,C为氢氧化铁,据此分析解答;根据铁离子的检验方法分析实验现象;根据氯气的氧化性书写相关反应的离子方程式。
【详解】
(1)反应①为铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,属于置换反应,是氧化还原反应,③是氯化铁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,属于复分解反应,是非氧化还原反应,故答案为:
①;
(2)B为氯化铁溶液,铁离子遇到KSCN形成血红色溶液,故答案为:
溶液呈血红色;
(3)反应②是氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
8.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。
9.已知:
如图中A是金属铁,请根据图中所示的转化关系,回答下列问题:
(1)写出下列物质对应的化学式B_______________、E________________;
(2)写出对应反应的化学方程式:
②________________________;
③_________________________;
⑤________________________;
(3)写出对应在溶液中反应的离子方程式:
④____________________。
【答案】Fe3O4Fe(OH)23Fe+4H2O
Fe3O4+4H22FeCl2+Cl2=2FeCl34Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
【解析】
【分析】
A是Fe,F为红褐色沉淀,则F是Fe(OH)3,E被氧化生成Fe(OH)3,则E是Fe(OH)2,D和NaOH溶液生成NaCl和Fe(OH)3,根据元素守恒知,D是FeCl3,C和NaOH反应生成NaCl和Fe(OH)2,则C是FeCl2,Fe和H2O反应生成Fe3O4和H2,Fe和HCl反应生成FeCl2和H2,所以G是H2,B是Fe3O4,据此分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析,B为Fe3O4,E为Fe(OH)2,故答案为:
Fe3O4;Fe(OH)2;
(2)反应②为铁在高温下与水蒸气的反应,反应的化学方程式为3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2;反应③为氯化亚铁被氯气氧化的反应,反应的化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3;反应⑤为氢氧化亚铁被氧化的反应,反应的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)反应④为氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁,反应的离子方程式为Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,故答案为:
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓。
【点睛】
本题的易错点为B的判断,要注意铁与水蒸气反应生成四氧化三铁,不是氧化铁。
10.如图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质,其中C为O2、D为C12、E为Fe单质,其余为化合物。
它们存在如下转化关系,反应中生成的水及次要产物均已略去。
(1)写出有关物质的名称或化学式:
F______,H_____。
(2)若反应①是在加热条件下进行,则A是___;若反应①是在常温条件下进行,则A是___。
(3)写出B与MnO2共热获得D的化学方程式______。
(4)写出D与E共热获得H的化学方程式________。
(5)如图表示的是在800℃时,含有A、B、C三种气体的体系中各物质浓度随时间变化的情况,请回答:
2min内,A物质的平均反应速率为______。
【答案】四氧化三铁氯化铁氯酸钾过氧化氢MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+C12↑+2H2O2Fe+3C12=2FeC130.4mol/(L·min)
【解析】
【分析】
C为O2,若反应①是在加热条件下进行,则A是氯酸钾,若反应①是在常温条件下进行,则A是过氧化氢。
D为C12,则B为浓盐酸,氯气与铁加热反应生成氯化铁,则H为氯化铁。
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,则F为四氧化三铁,四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁,则G为氯化亚铁。
【详解】
(1)有分析可知,F为四氧化三铁,H为氯化铁;
(2)反应①是在二氧化锰作催化剂条件下制取氧气,若反应①是在加热条件下进行,则A是氯酸钾。
若反应①是在常温条件下进行,则A是过氧化氢;
(3)B为浓盐酸,浓盐酸与MnO2共热生成氯气、氯化锰和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+C12↑+2H2O;
(4)D为C12,E为Fe单质,氯气与铁共热生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3C12=2FeC13;
(5)2min内,A的物质的量浓度变化量=(2.0-1.2)mol/L=0.8mol/L,则A物质的平均反应速率=
=0.4mol/(L·min)。
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↓。
考点:
考查物质的性质及相互转化关系的知识。
12.A~L为中学化学常见物质,其主要转化关系如下图所示(其中产物水已略去)。
已知A为金属单质,C、D通常状况下为气体单质。
B、F均为重要的化工产品,F为具有刺激性气味的气体,将一定量F通入B的稀溶液中可以得到两种盐K和L。
G和I分别由相同的两种元素组成,通常状况下均为无色液体。
(1)B的化学式为_____________;工业上冶炼金属A的方法称为____________。
(2)向E的溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象为__________,反应的化学方程式为______。
(3)写出E的酸性溶液与G反应转化为H的离子方程式_________________。
(4)相同条件下物质的量浓度相同的K、L溶液的pH大小关系为K______L(用“>
”、“>”或“=”表示),其主要原因是(用化学用语说明)________________________________。
【答案】H2SO4热还原法先生成白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O>NH4++H2O
NH3·H2O+H+NH4HSO4=NH4++H++SO42-
【解析】
【分析】
通常状况下,C、D
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