化学化学铁及其化合物的专项培优练习题含答案含详细答案.docx

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化学化学铁及其化合物的专项培优练习题含答案含详细答案

2020-2021【化学】化学铁及其化合物的专项培优练习题（含答案）含详细答案

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。

3．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+。

4．A、B、C均为中学化学常见的纯净物，它们之间存在如下转化关系：

其中①②③均为有单质参与的反应。

（1）若A是常见的金属，①③中均有同一种黄绿色气体参与反应，B溶液遇KSCN显血红色，且②为化合反应，写出反应②的离子方程式_________________________。

（2）如何检验上述C溶液中的阳离子？

______________________。

（3）若B是太阳能电池用的光伏材料，①②③为工业制备B的反应。

C的化学式是____________，属于置换反应____________，（填序号）写出反应①的化学方程式____________________。

【答案】Fe+2Fe3+＝3Fe2+取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+SiCl4①③2C+SiO2

Si+2CO↑

【解析】

【分析】

（1）由转化关系可知A为变价金属，则A应为Fe，B为氯化铁，C为氯化亚铁，②为Fe与氯化铁的反应；

（3）B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，①为C与二氧化硅的反应，①②③为工业制备B的反应，则C为SiCl4，③中SiCl4与氢气反应，提纯Si，以此解答该题。

【详解】

（1）A是常见的金属，①③中均有同一种气态非金属单质参与反应，且②为化合反应，则该非金属气体为Cl2，B为氯化铁，则反应②的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；

（2）由分析知C为氯化亚铁，检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+；

（3）B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，①为C与二氧化硅的反应，①②③为工业制备B的反应，则C为SiCl4，其中②为Si和Cl2化合生成SiCl4，③中SiCl4与氢气反应，提纯Si，则反应①的化学方程式为SiO2+2C

Si+2CO↑，其中属于置换反应的有①③。

5．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

【解析】

【分析】

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。

【详解】

（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）。

6．在一定条件下，A、B、C、D、E物质相互转化关系如图所示（反应条件和部分产物略），其中A、B、C为单质。

（1）若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，E为一种生活中必不可少的物质，则这五种物质的化学式为：

A为__，B为__，C为__，D为__，E为__。

（2）A和E在一定条件下反应生成D的化学方程式为__。

【答案】FeO2H2Fe3O4H2O3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2

【解析】

【分析】

A、B、C为单质，若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，Fe和H2O反应生成黑色的Fe3O4，Fe和O2反应生成黑色的Fe3O4，氢气和氧气反应生成H2O，符合转化关系，则A是Fe、B是O2、C是H2、E是H2O、D是Fe3O4，据此分析解答。

【详解】

A、B、C为单质，若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，Fe和H2O反应生成黑色的Fe3O4，Fe和O2反应生成黑色的Fe3O4，氢气和氧气反应生成H2O，符合转化关系，则A是Fe、B是O2、C是H2、E是H2O、D是Fe3O4；

（1）通过以上分析知，这五种物质的化学式为：

A为Fe，B为O2，C为H2，D为Fe3O4，E为H2O；

（2）在高温条件下，Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，所以A和E在一定条件下反应生成D的化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2。

7．A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，而B的焰色反应为紫色，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。

试推断：

（1）A：

__、B：

__、C：

__、D：

__、E：

__；

（2）固体C加热得到A的化学反应方程式__；

（3）得到红褐色沉淀E的化学反应方程式__。

【答案】Na2CO3KOHNaHCO3NaClFe（OH）32NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

A、C、D为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；B是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K元素，A、C和盐酸反应均得到D的溶液，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，可以判断，无色无味的气体是CO2，A为Na2CO3，C为NaHCO3，D为NaCl；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，说明B为氢氧化钾，E为氢氧化铁，据此分析解答。

【详解】

A、C、D为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；B是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K元素，A、C和盐酸反应均得到D的溶液，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，可以判断，无色无味的气体是CO2，A为Na2CO3，C为NaHCO3，D为NaCl，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，说明B为氢氧化钾，综上所述：

A：

Na2CO3、B：

KOH、C：

NaHCO3  D：

NaCl、E：

Fe（OH）3；

（1）有分析可知：

A：

Na2CO3、B：

KOH、C：

NaHCO3  D：

NaCl、E：

Fe（OH）3；

（2）碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水的化学方程式为2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑；

（3）氢氧化亚铁具有还原性，能够与氧气、水反应生成氢氧化铁，方程式：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

8．A是一种红棕色金属氧化物；B、D是金属单质；J是一种难溶于水的白色化合物，受热易分解。

回答下列问题：

（1）A、E、J、G的化学式分别为___、___、___、___。

（2）C转化为I的离子方程式为___。

（3）H和I反应生成J的离子方程式为___。

（4）如何检验E溶液中大量存在的阳离子?

___。

【答案】Fe2O3FeCl2Al（OH）3Fe（OH）3Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2OAl3++3AlO2-+6H2O═4Al（OH）3↓取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+

【解析】

【分析】

A是一种红棕色金属氧化物，则A是Fe2O3，红褐色沉淀G为Fe（OH）3，分解可以生成氧化铁，则F是 Fe（OH）2．B、D是金属单质，Fe2O3和B在高温下能反应生成金属单质D，则该反应是铝热反应，B是Al，D是Fe，C是Al2O3，J是一种不溶于水的白色化合物，受热容易分解成C，则J是Al（OH）3，由转化关系可知，I是NaAlO2，H是AlCl3；铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，E和氨水反应生成 Fe（OH）2，则E是 FeCl2，以此解答该题。

【详解】

（1）由以上分析可知，则A为Fe2O3，E是FeCl2，J是Al（OH）3，G是Fe（OH）3；

（2）氧化铝是两性氧化物，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：

Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；

（3）铝离子和偏铝酸根之间双水解而不共存，反应的离子方程式为Al3++3AlO2-+6H2O═4Al（OH）3↓；

（4）E是FeCl2，检验亚铁离子，可取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+。

9．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：

（1）确定A、B、C、D、E、F的化学式：

A____________，B____________，C____________，D____________，E____________，F____________。

（2）写出⑧的化学方程式________，④、⑤的离子方程式________，_________。

【答案】FeFe3O4FeCl2FeCl3Fe（OH）2Fe（OH）34Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）32Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe+2Fe3+=3Fe2＋

【解析】

【分析】

由转化关系图可知，红褐色固体F为Fe（OH）3，则E为Fe（OH）2，C为FeCl2，D为FeCl3，A为Fe，B为Fe3O4。

据此解答。

【详解】

（1）由以上分析可知A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3；

（2）反应⑧为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；④的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，⑤的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2＋。

10．已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，试根据图中转化关系，回答下列问题。

（1）写出A、C、F、G的化学式：

A_________，C________，F________，G_________。

（2）检验D中阳离子的方法为________________________

（3）保存C溶液时要加固体A的原因__________________

（4）写出下列转化的离子方程式或化学方程式。

①E→F的化学反应方程式：

_________________________

②C→D的离子反应方程式：

_________________________

【答案】FeFeCl2Fe（OH）3Fe2O3取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋（答案合理即可）防止Fe2＋被O2氧化变质4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）32Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－

【解析】

【分析】

A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀，由转化关系可知F为Fe（OH）3，A为Fe，Fe与氧气反应生成B为Fe3O4，四氧化三铁与盐酸反应得到氯化亚铁与氯化铁，故Fe与盐酸反应得到X为氢气、C为FeCl2，可推知E为Fe（OH）2、D为FeCl3，G为Fe2O3。

【详解】

（1）根据分析可知A为Fe，C为FeCl2，F为Fe（OH）3，G为Fe2O3，故答案为：

Fe；FeCl2；Fe（OH）3；Fe2O3；

（2）D为FeCl3，含有阳离子为Fe3+，检验Fe3+离子的方法为：

取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，证明有Fe3+，故答案为：

取D溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含Fe3＋（答案合理即可）；

（3）FeCl2易被空气中氧气氧化，保存FeCl2溶液时加固体Fe，防止Fe2+被氧气氧化，故答案为：

防止Fe2+被氧气氧化；

（4）E转化为F是氢氧化亚铁被氧气氧化生成氢氧化铁，现象是：

白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；反应化学方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，C→D反应离子方程式为：

2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；故答案为：

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3；2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。

【点睛】

本题涉及Fe元素单质化合物的性质及转化，物质的颜色是推断突破口，再结合转化关系推断各物质，掌握元素化合物的性质是解题的关键。

11．已知A是一种淡黄色固体，可做供氧剂，C为具有磁性的黑色晶体，E的焰色反应为黄色，F为红褐色固体（部分产物已略去）。

（1）物质A、F的化学式分别是_____________、_____________。

（2）C→D的过程中第②步反应的离子方程式是____________________________________。

（3）如何检验D中的金属阳离子，说明具体的操作和实验现象________________________。

（4）E溶液与地壳中含量最多的金属元素的单质发生反应的化学方程式为______________。

（5）G与D溶液也能发生反应，其反应的类型为___________________（填序号）。

a.化合反应b.置换反应c.复分解反应d.氧化还原反应

【答案】Na2O2Fe（OH）32Fe2+＋Cl2=2Fe3+＋2Cl－取少量D溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色（其它合理答案也得分2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑ad

【解析】

【分析】

已知A是一种淡黄色固体，可做供氧剂，应为Na2O2，C为具有磁性的黑色晶体，应为Fe3O4，E的焰色反应为黄色，则由转化关系可知E为NaOH，B为O2，D为FeCl3，F为红褐色固体，应为Fe（OH）3，以此解答该题。

【详解】

（1）由以上分析可知A为Na2O2，F为Fe（OH）3，故答案为：

Na2O2；Fe（OH）3；

（2）C→D的过程中第②步反应的离子方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；

（3）D为FeCl3，阳离子为铁离子，检验铁离子，可取少量D溶液于试管中，滴加KSCN溶液，可观察到溶液显血红色，故答案为：

取少量D溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色；

（4）地壳中含量最多的金属为铝，与氢氧化钠反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（5）铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，为化合反应和氧化还原反应，故答案为：

ad。

【点睛】

题目涉及浓硫酸、硝酸的性质，物质的颜色、反应现象及特殊反应是推断突破口，注意对基础知识的全面掌握。

12．有关物质的转化关系如图所示（部分反应的产物已略去）。

A只含两种元素，摩尔质量为72g·mol−1。

B是无色气体，其水溶液是常见的酸，C是常见金属，E的组成元素与水相同，其水溶液常用于实验室制氧气，H的俗名是熟石灰，J为红褐色固体。

（1）A的化学式为___。

（2）D的电子式为___。

（3）写出反应③的离子方程式：

___。

（4）写出反应④的化学方程式：

___。

【答案】CaO2

H2O2＋2H＋＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O3Ca（OH）2＋2FeCl3＝2Fe（OH）3↓＋3CaCl2

【解析】

【分析】

H的俗名是熟石灰，H是Ca（OH）2；E的组成元素与水相同，其水溶液常用于实验室制氧气，E是H2O2；A只含两种元素，与B反应生成E（H2O2），A为CaO2，CaO2与酸反应生成过氧化氢，B是无色气体，其水溶液是常见的酸，则B为HCl；J为红褐色固体，J应该是Fe（OH）3；则金属C应该是Fe，以此解答对应物质的性质以及题目要求解答该题。

【详解】

（1）由分析可知，A为CaO2，化学式为：

CaO2；

（2）A为CaO2，B为HCl，CaO2+2HCl=CaCl2+H2O2，则D为CaCl2，电子式为

；

（3）E是H2O2，B为HCl，C是Fe，则Fe我FeCl2，反应③的离子方程式为：

H2O2＋2H＋＋2Fe2＋=2Fe3＋＋2H2O；

（4）由三可知I为FeCl3，J为红褐色固体，J应该是Fe（OH）3，H为Ca（OH）2，④的化学方程式为：

3Ca（OH）2＋2FeCl3＝2Fe（OH）3↓＋3CaCl2。

13．黑色粉末A，黄色粉末B,它们都是单质，按下图进行实验：

（1）试根据上述反应现象推断以下物质的化学式：

ADEH

（2）写出C+盐酸

D+F的离子方程式：

（3）写出D

E的化学方程式：

（4）写出G

H的化学方程式：

【答案】

（1）Fe、H2S、SO2、Fe（OH）3

（2）FeS+2H+→Fe2++H2S↑

（3）

（4）4Fe（OH）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

【详解】

（1）E能使品红褪色，E为SO2；H为红褐色固体，H为

；黑色粉末A、黄色粉末B，它们都是单质，所以分别是铁、硫；黑色固体C为FeS；D为H2S；F为

；G为

（2）FeS与盐酸反应的离子方程式FeS+2H+→Fe2++H2S↑；

（3）硫化氢燃烧生成二氧化硫和水的方程式为

；

（4）氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的方程式为4Fe（OH