高考化学铁及其化合物综合经典题附答案.docx
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高考化学铁及其化合物综合经典题附答案
2020-2021高考化学铁及其化合物综合经典题附答案
一、高中化学铁及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.在下列物质转化关系中,反应的条件和部分产物已略去。
已知:
甲、乙是两种常见金属,反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。
回答下列问题:
(1)反应I中,甲在通常条件下和水剧烈反应,除丙外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,写出该物质的电子式:
_______,该化合物中存在的化学键有:
_________。
与甲在同一周期的金属元素(包括甲),按单质熔点由高到低的顺序排列依次为:
_______(元素符号)。
(2)反应Ⅱ中,乙与H2O在高温下反应,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则乙在周期表中的位置是_______;写出反应Ⅱ的化学方程式_______。
(3)通过比较反应I、Ⅱ的反应条件,可得出甲的金属性比乙的金属性_______(填“强”或“弱”),比较二者金属性强弱的依据还可以是_______(写出一种即可)。
(4)下列关于第三周期金属元素的单质及其化合物的说法正确的是_______(选填答案编号)
a.工业上一般用电解法进行冶炼,获取单质
b.金属阳离子都具有相同的电子排布式
c.氢氧化物都能容易分解得到相应的氧化物
d.金属氯化物都是电解质,都属于离子化合物
【答案】
离子键、共价键Al、Mg、Na第四周期Ⅷ族3Fe+4H2O
Fe3O4+H2强NaOH是强碱,而Fe(OH)3是弱碱ab
【解析】
【分析】
已知反应Ⅲ是工业制盐酸的反应,则丙为H2,丁为HCl;反应I中,甲在通常条件下和水剧烈反应,除丙外,还生成一种焰色反应为黄色的物质,则甲为金属钠;反应Ⅱ中,乙与H2O在高温下反应,除丙外,还生成一种有磁性的物质,则乙为铁。
据此解答。
【详解】
(1)由以上分析知,甲为金属钠,则焰色反应为黄色的物质为NaOH,电子式为
,该化合物中存在的化学键有离子键、共价键。
与甲在同一周期的金属元素有Na、Mg、Al三种,它们的离子带电荷数依次增多,离子半径依次减小,所以按单质熔点由高到低的顺序排列依次为Al、Mg、Na。
答案为:
;离子键、共价键;Al、Mg、Na;
(2)由以上分析知,乙为铁,与H2O在高温下反应,生成的有磁性的物质为Fe3O4,铁为26号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则铁在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族;反应Ⅱ的化学方程式为3Fe+4H2O
Fe3O4+H2。
答案为:
第四周期Ⅷ族;3Fe+4H2O
Fe3O4+H2;
(3)钠与水在常温下剧烈反应,铁与水在高温下才能反应,由此可得出钠的金属性比铁的金属性强,比较二者金属性强弱的依据还可以是NaOH是强碱,而Fe(OH)3是弱碱来判断。
答案为:
强;NaOH是强碱,而Fe(OH)3是弱碱;
(4)a.工业上一般用电解法冶炼NaCl、MgCl2、Al2O3,获取单质,a正确;
b.Na+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子排布式1s22s22p6,b正确;
c.NaOH热稳定性强,很难分解得到相应的氧化物,c不正确;
d.金属氯化物都是电解质,但AlCl3属于共价化合物,d不正确;
答案为:
ab。
【点睛】
在书写铁与H2O在高温下反应,我们易忽视“有磁性的物质”,而把产物写成Fe2O3和H2,从而产生错误。
2.已知有以下物质相互转化:
请回答下列问题:
(1)写出B的化学式___________,D的化学式为____________;
(2)写出由E转变成F的化学方程式________。
(3)写出D转化成H的离子方程式_________。
(4)除去溶液B中混有的少量G溶液的最适宜方法是________。
【答案】FeCl2KCl4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Ag++Cl-=AgCl↓向溶液B中加入足量铁粉,再经过滤操作
【解析】
【分析】
D和硝酸银、稀硝酸的混合溶液反应生成沉淀H和焰色反应呈紫色的溶液可知,H为AgCl,D为KCl,白色沉淀E在空气中变成红褐色沉淀F可知E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,所以G为FeCl3,A为Fe,B为FeCl2,C为NaOH,据此解答。
【详解】
(1)由分析可知,B为FeCl2,D为KCl,故答案为:
FeCl2;KCl;
(2)E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,反应的方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)D为KCl,H为AgCl,D转化为H的离子方程式为:
Ag++Cl-=AgCl↓,故答案为:
Ag++Cl-=AgCl↓;
(4)FeCl2中混有的少量FeCl3,可用过量的铁粉将FeCl3转化为FeCl2,过量的铁粉用过滤除去,故答案为:
向溶液B中加入足量铁粉,再经过滤操作。
【点睛】
白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色所涉及的反应正是E到F:
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。
3.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。
4.A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。
其中D是一种红褐色沉淀。
其相互反应关系如图所示:
根据如图所示变化,按要求回答下列问题:
(1)写出A、E的化学式:
A__,E__;
(2)写出其中几步反应的化学方程式:
C→B:
___;
B→D:
___;
E→A:
___。
(3)C中加入NaOH溶液,看到的现象是__。
【答案】FeFe2O32FeCl2+Cl2=2FeCl3FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClFe2O3+3CO
2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3)出现白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
【解析】
【分析】
D是一种红褐色沉淀,应为Fe(OH)3,由转化关系可知E为Fe2O3,A为Fe,则B为FeCl3,C为FeCl2,结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。
【详解】
(1)由以上分析可知A为Fe,E为Fe2O3,
故答案为:
Fe;Fe2O3;
(2)C为FeCl2,可与氯气反应生成FeCl3,方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,B为FeCl3,可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)3,方程式为FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl,可经一氧化碳高温下还原(或铝热反应)生成Fe,方程式为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3),
故答案为:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3;FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl;Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3);
(3)C为FeCl2,可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2,出现白色沉淀,Fe(OH)2不稳定已被空气中的氧气氧化,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,
故答案为:
出现白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
5.已知X、Y均为有刺激性气味的气体,且几种物质间有以下转化关系,部分产物未标出。
请回答下列问题。
(1)写出下列各物质的化学式:
X______、Y______、A______、B______、C______。
(2)反应①的离子方程式为____________。
【答案】Cl2SO2HClH2SO4FeCl32Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
【解析】
【分析】
A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀,A中含Cl-;B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀,B中含SO42-;又根据X、Y均为有刺激性气味的气体,且X能与
反应,则X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
【详解】
(1)分析可知,X为Cl2,Y为SO2,A为HCl,B为H2SO4,C为FeCl3。
(2)反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应,离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。
6.某
的溶液X,其中可能含有
、
、
、
、
、
、
、
、
中的一种或几种,取200mL该溶液进行实验,其现象及转化如图.
已知:
反应过程中有一种气体是红棕色.
请回答下列问题:
(1)仅由强酸性条件便可判断溶液X中一定不存在的离子有________.
(2)溶液X中,关于
的判断一定正确的是________(填字母).
a.一定有b.一定没有c.可能有
(3)①中产生气体A的离子方程式为_____________________________________________________.
(4)⑦中生成沉淀K的离子方程式为_____________________________________________________.
(5)溶液X中不能确定的离子是_____________________用实验证明该离子一定不存在的化学方法为______________________________________________________________________________________.
(6)若实验测定A.F.K均为
l,试确定沉淀C及其物质的量范围:
_________.
【答案】
、
b
取少量溶液X于试管中,加入几滴KSCN溶液,溶液不变红色,说明无
(其他答案合理也可)沉淀为
【解析】
【详解】
由反应①加入的Ba(NO3)2溶液及pH=1,结合溶液中可能含有的离子等信息可判断气体A为NO,气体D为NO2,溶液E为HNO3,因此溶液中含有还原性的离子,即含有Fe2+;由反应④加入过量NaOH溶液及溶液中可能存在的离子判断气体F为NH3,溶液I为NH4NO3,溶液中含有NH4+;pH=1的溶液中不可能含有CO32-、SiO32-,故沉淀C为BaSO4;根据图示关系及可能存在的离子可知沉淀G为Fe(OH)3,溶液J为FeCl3;沉淀K为Al(OH)3。
(1)由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子,所以不存在的离子有CO32-、SiO32-;
(2)强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性,如果存在硝酸根离子,则不存在亚铁离子,加入硝酸钡溶液时不能产生气体,所以溶液X中一定没有NO3-,
答案选b;
(3)亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水,离子反应方程式为:
3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O;
(4)⑦中生成沉淀K为Al(OH)3,反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(5)生成Fe(OH)3的Fe3+可能来自于Fe2+被硝酸氧化,也可能是原来溶液中就存在Fe3+,故不能确定溶液X中是否存在Fe3+,可用KSCN溶液检验溶液X中是否存在Fe3+;
(6)NO、NH3、Al(OH)3各为0.01mol,则说明溶液X中有0.03molFe2+、0.01molNH4+、0.01molAl3+。
若溶液X中不存在Fe3+,由上述推断可知溶液中一定存在Al3+、NH4+、Fe2+、SO42-,由溶液中的电荷守恒可知3n(Al3+)+n(NH4+)+2n(Fe2+)+n(H+)=2n(SO42-),故n(SO42-)=
(0.03mol+0.01mol+0.06mol+0.02mol)=0.06mol,若溶液中含有Fe3+,则n(SO42-)>0.06mol。
7.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。
8.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-。
9.A—J都是初中化学常用的物质。
其中B、E、H、J是单质,其余均为化合物,气体C可用于灭火。
它们相互间的转化关系如下图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
请回答下列问题:
⑴写出物质D、J的化学式:
D___________,J___________。
⑵“气体C→B”的转化过程,在自然界中称为____________作用。
⑶反应①的反应条件___________,其基本反应类型___________。
⑷写出反应②的化学方程式:
______________________。
⑸若要实现“H+I→红色固体J”的转化,物质I必须满足的条件是___________。
【答案】CaCO3Cu光合点燃化合反应C+CO2
2CO可溶性铜盐
【解析】
【分析】
根据A-J都是初中化学常见的物质,B、E、H、J是单质,其余均为化合物,气体C可用于灭火,所以C是二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙会生成碳酸钙沉淀和水,所以D是碳酸钙,二氧化碳和碳高温会生成一氧化碳,所以E是木炭,F是一氧化碳,一氧化碳和G生成的会转化成红色固体J,所以G是氧化铁,H是铁,I可以是硫酸铜,J是铜,铁和B会生成黑色固体A,所以B是氧气,A是四氧化三铁,然后将推出的物质进行验证即可。
【详解】
根据上述分析可知,
(1)D是CaCO3,J是Cu,故答案为:
CaCO3;Cu;
(2)“气体C→B”的转化过程是二氧化碳转化成氧气,在自然界中称为光合作用,故答案为:
光合;
(3)反应①是铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁,反应条件是点燃,该反应满足化合反应多变一的条件,属于化合反应,故答案为:
点燃;化合反应;
(4)反应②是二氧化碳和木炭在高温的条件下生成一氧化碳,化学方程式为:
C+CO2
2CO;
(5)若要实现“H+I→红色固体J”的转化,物质I必领满足的条件是可溶性铜盐,故答案为:
可溶性铜盐。
10.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。
11.现有金属单质A、B、C和气体甲、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)。
①金属C的名称_______
②气体丙的分子式___________
③写出下列反应的化学方程式:
反应①___________________________;反应⑥________________________。
【答案】铁HCl2Na+2H2O=2NaOH+H2↑3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl
【解析】
【分析】
金属A的焰色为黄色,即金属A为Na,Na与H2O反应,气体甲为H2,物质D为NaOH,金属B能与NaOH反应生成H2,则金属B为Al,气体甲与Cl2反应生成HCl,溶于水后生成盐酸,沉淀H为红褐色,H为Fe(OH)3,物质G中含有Fe3+,则物质F中含有Fe2+,即金属C为Fe,据此分析;
【详解】
金属A的焰色为黄色,即金属A为Na,Na与H2O反应,2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,气体甲为H2,物质D为NaOH,金属B能与NaOH反应生成H2,则金属B为Al,气体甲与Cl2反应生成HCl,溶于水后生成盐酸,沉淀H为红褐色,H为Fe(OH)3,物质G中含有Fe3+,氯气表现强氧化性,将Fe2+氧化成Fe3+,则物质F中含有Fe2+,即金属C为Fe,
①根据上述分析,金属C为Fe;
答案为铁;
②气体丙为HCl;
答案为HCl;
③反应①的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;反应⑥发生FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+2NaCl;
答案为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+2NaCl。
【点睛】
无机推断中,找准题眼,如本题中金属A的焰色为黄色,红褐色沉淀等,然后根据所掌握知识大胆猜测,推出其余物质,做题时应注意问题,是让写名称还是化学式,是让写离子方程式还是化学反应方程式等等。
12.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