高考化学二模试题分类汇编铁及其化合物综合附详细答案.docx

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高考化学二模试题分类汇编铁及其化合物综合附详细答案

2020-2021高考化学二模试题分类汇编——铁及其化合物综合附详细答案

一、高中化学铁及其化合物

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．已知A、B、C、D分别是AlCl3、BaCl2、FeSO4、NaOH四种化合物中的一种，它们的水溶液之间的一些反应现象如下：

①A+B→白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解。

②B+D→白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色转化为红褐色。

③C+D→白色沉淀，继续加D溶液，白色沉淀逐渐消失。

（1）则各是什么物质的化学式为：

A_______、B_______、C_______、D_______。

（2）现象②中所发生的反应的化学方程式为：

__________________________________、______________________________。

（3）现象③中所发生反应的离子方程式为：

__________________________________、________________________________。

【答案】BaCl2FeSO4AlCl3NaOH；FeSO4+2NaOH＝Fe（OH）2↓+Na2SO44Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3Al3++3OH-＝Al（OH）3↓Al（OH）3+OH-＝AlO2-+2H2O

【解析】

【分析】

①A+B→白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解应，则生成的白色沉淀为BaSO4，②B+D→白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色转化为红褐色，是Fe（OH）2的转化为Fe（OH）3，故A为BaCl2，B为FeSO4，D为NaOH，则C为AlCl3，氯化铝溶液与NaOH溶液反应生成白色沉淀Al（OH）3，Al（OH）3能溶解在NaOH溶液中，符合③中现象。

【详解】

（1）根据以上分析可知A、B、C、D依次为BaCl2、FeSO4、AlCl3、NaOH；

（2）现象②先生成白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色转化为红褐色时所发生的反应的化学方程式为：

FeSO4+2NaOH＝Fe（OH）2↓+Na2SO4，4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3；

（3）现象③中所发生反应的离子方程式为：

Al3++3OH-＝Al（OH）3↓，Al（OH）3+OH-＝AlO2-+2H2O。

【点睛】

考查无机物的推断，关键是明确物质之间的反应，根据现象进行判断，其中“白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色转化为红褐色”为解题突破口，这里发生了Fe（OH）2沉淀的生成及转化为Fe（OH）3的过程，另外灵活利用氢氧化铝的两性知识即可解题。

3．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。

4．某工厂的工业废水中含有大量的Al2（SO4）3、较多的Cu2+和少量的Na+。

从工业废水中回收金属铝和金属铜的工艺流程如下图所示（试剂X、Y、Z均过量）。

（1）试剂X为_______，加入试剂X发生的离子方程式是___________试剂Z为___________。

（2）操作②为____________（填实验分离方法）。

（3）溶液2中含有的溶质有__________（填化学式）。

（4）写出操作④的化学反应方程式____________。

（5）金属铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应，产生的气体为_________（填化学式）。

【答案】铝2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu氨水过滤Al2（SO4）3、H2SO4Al2（SO4）3、H2SO4SO2

【解析】

【分析】

某工厂的工业废水中含有大量的Al2（SO4）3、较多的Cu2+和少量的Na+，由流程可知加入X为金属铝，用于置换出铜，溶液1含有Al2（SO4）3、Na2SO4，不溶性物质为过量的Al和Cu的混合物，向不溶性物质中加入试剂Y用于溶解Al，反应产生Al2（SO4）3，而Cu不能发生反应，则为稀H2SO4，溶液2含有Al2（SO4）3、过量H2SO4，由于Al（OH）3是两性物质，能够与过量的强碱NaOH溶液反应产生可溶性物质，因此向①②混合后加入氨水，可生成Al（OH）3沉淀，过滤、洗涤后加热分解生成Al2O3，电解熔融的Al2O3可生成Al，以此解答该题。

【详解】

根据上述分析可知操作①是过滤，不溶性物质为Cu、Al混合物，操作②是过滤，试剂Y是H2SO4，溶液1含有Al2（SO4）3、Na2SO4，溶液2含有Al2（SO4）3、过量H2SO4，试剂Z是氨水，操作③是过滤，操作④加热分解Al（OH）3，操作⑤是电解。

（1）由以上分析可知X为Al，可用于除去溶液中的Cu2+，反应的离子方程式为：

2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；试剂Z为氨水；

（2）操作①②③用于分离固体和液体，为过滤操作；

（3）溶液2中含有的溶质有Al2（SO4）3、H2SO4；

（4）操作④是加热Al（OH）3，Al（OH）3不稳定，受热发生分解反应，化学方程式为：

2Al（OH）3

2Al2O3+3H2O；

（5）金属Cu与浓硫酸混合加热，发生氧化还原反应，产生CuSO4、SO2、H2O，反应方程式为：

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O，所以反应产生的气体为SO2。

【点睛】

本题考查了物质的推断、混合物分离提纯的综合应用，把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键，注意实验的设计意图，把握物质的性质，侧重考查学生的分析与实验能力。

5．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↑。

6．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。

7．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＋。

8．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。

9．物质A~F有如图所示的转化关系，各反应均在高温下进行（必要时需催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同。

（1）写出①的化学方程式____。

（2）写出③的化学方程式____。

（3）写出一个B作还原剂的化学方程式____。

（4）写出一个F作氧化剂的化学方程式_____。

【答案】3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2CO+H2O（g）

CO2＋H22F2+2H2O=4HF+O2C+CO2

2CO（或2Mg+CO2

2MgO+C）

【解析】

【分析】

反应均是在高温下进行的（必要时可使用催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同，则E为CO，依据转化关系结合反应条件分析判断，A为Fe，B为H2O，C为Fe3O4，D为H2，E为CO，F为CO2，据此分析解答。

【详解】

（1）反应①是铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式3Fe＋4H2O（g）

Fe3O4＋4H2；

（2）反应③是一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式CO+H2O（g）

CO2＋H2；

（3）B为H2O，氟单质与水反应生成氟化氢和氧气，该反应中水作还原剂，化学方程式2F2+2H2O=4HF+O2；

（4）F为CO2，二氧化碳在高温下与碳单质反应生成一氧化碳，或二氧化碳与金属镁反应生成氧化镁和碳单质，反应中二氧化碳作氧化剂，化学方程式C+CO2

2CO（或2Mg+CO2

2MgO+C）；

10．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。

D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。

它们之间的转化如图所示（某些反应条件和部分反应产物已略去）。

（1）写出下列物质的化学式：

D___，X___。

（2）在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是___（填数字编号）。

（3）反应⑥的离子方程式为：

___。

（4）反应⑦的化学方程式为___；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子___mol。

（5）除去D溶液中混有的少量G的方法是：

___。

（6）检验G溶液中阳离子的方法是：

___。

【答案】FeCl3HCl③⑥Fe3++3SCN-=Fe（SCN）33Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H20.8向混合液中通入足量氯气（或氯水）（或加入足量H2O2）取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色

【解析】

【分析】

单质A和C反应生成黑色晶体E，E和X酸反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，E为Fe3O4，C为O2，依据D+A=G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2+离子的化合物，H在常温下为液体，H为H2O；B为黄绿色气体，B是氯气，依据G+B=D判断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。

据此解答。

【详解】

根据以上分析，

（1）D是氯化铁，化学式是FeCl3，X是盐酸，化学式是HCl。

（2）反应①是铁与氯气反应生成氯化铁，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应②是铁与氧气反应生成Fe3O4，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应③是Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和水，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应④是FeCl3与铁反应生成FeCl2，铁元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑤是FeCl2与氯气反应生成FeCl3，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe（SCN）3，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，元素化合价改变，属于氧化还原反应；在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是③⑥。

（3）反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe（SCN）3，离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3。

（4）反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2；3mol铁反应转移8mol电子，所以反应中每消耗0.3mol的铁，可转移电子0.8mol。

（5）FeCl2与氯气反应生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入过量的氯气。

（6）Fe3+与SCN-反应生成血红色Fe（SCN）3，Fe2+与SCN-作用不显红色，所以检验Fe2+的方法是：

取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色，说明含有Fe2+。

11．金属A能够被磁铁所吸引．A及其A的化合物之间有如下的转化关系：

（1）写出A、C的化学式：

A_____；C_____．

（2）检验B中阳离子的试剂是_____．

（3）写出下列反应的化学方程式或离子方程式：

A→D的离子方程式_____

E→C的化学方程式_____

【答案】FeFe（OH）3KSCN溶液或NaOH溶液Fe+2H+═Fe2++H2↑4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3

【解析】

【分析】

金属A能够被磁铁所吸引，则A是Fe，Fe在氯气中燃烧生成B为FeCl3，Fe和HCl反应生成FeCl2和H2，FeCl3和Fe反应生成FeCl2，则D为FeCl