高考化学铁及其化合物经典压轴题附答案解析.docx

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高考化学铁及其化合物经典压轴题附答案解析

高考化学铁及其化合物-经典压轴题附答案解析

一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互关系如图所示（部分反应物、生成物没有列出）。

已知H为固态氧化物，F是红褐色难溶于水的沉淀，且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。

请填写下列空白：

（1）A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。

（2）反应①的化学方程式为___。

（3）反应③的离子方程式为___。

（4）反应⑧的化学方程式为___。

（5）反应⑥过程中的现象是____。

（6）1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应，生成的气体换算成标准状况下占___L。

【答案】铁元素8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9FeFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OAl2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色33.6

【解析】

【分析】

F是红褐色难溶于水的沉淀，则F为氢氧化铁；E能在空气中转化为F，且E是C和氢氧化钠反应生成，则E为氢氧化亚铁，C为氯化亚铁；B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D，则B为四氧化三铁，D为氯化铁；A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁，则A为铁单质；四氧化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质，I又能与氢氧化钠反应，推知I为铝单质，与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应，生成H为氧化铝；铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G，则G为偏铝酸钠。

【详解】

（1）A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁，则六种物质中都含有铁元素，故答案为：

铁元素；

（2）①是铝与四氧化三铁发生铝热反应，其反应的方程式为8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9Fe，故答案为：

8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9Fe；

（3）③是四氧化三铁与盐酸反应，其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O，故答案为：

Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O；

（4）⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应，反应的化学方程式为Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，故答案为：

Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O；

（5）⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁，其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，故答案为：

生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；

（6）1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝，生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气，根据得失电子守恒可知，铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数，可列式1×3=2×n（H2）,则n（H2）=1.5mol，则标准状况下，氢气的体积V（H2）=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，故答案为33.6。

【点睛】

铝与四氧化三铁反应生成铁，8molAl~9molFe，铁与水蒸气反应生成氢气，3molFe~4molH2，所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH2，求得氢气的物质的量。

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．已知A是一种常见金属，F是一种红褐色沉淀。

根据图中转化关系，回答下列问题。

（1）写出F、G的化学式：

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的原因是_____________________________________________

（4）写出下列转化的离子方程式：

①B→C：

______________________________________________________________________

②C→D：

______________________________________________________________________

【答案】Fe（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+防止Fe2+被O2氧化Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O2Fe2++Cl2═2Fe2++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）由上述分析可知，F为Fe（OH）3，G为Fe2O3；

（2）检验FeCl3中阳离子的方法为：

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+；

（3）保存FeCl2溶液时要加固体Fe的原因是：

防止Fe2+被O2氧化；

（4）①B→C的离子方程式：

Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O；

②C→D的离子方程式：

2Fe2++Cl2═2Fe2++2Cl−；

【点睛】

物质的颜色是推断突破口，再结合转化关系推断各物质，需要学生熟练掌握元素化合物的性质

5．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、C均为气体。

D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X是一种无氧强酸、E为黑色固体，H在常温下为液体。

它们之间的转化关系如图所示（其中某些反应条件和部分反应物已略去）。

（1）在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是________（填编号）。

（2）写出③的离子方程式：

________________

（3）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。

在解决此题时的关键一步是____________。

【答案】①②④⑤⑦Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H20.8mol⑥

【解析】

【分析】

A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属，结合后面的红色溶液，中学化学里的红色溶液除了指示剂外，常见的是铁离子遇到SCN-生成的Fe（SCN）3，所以可以确定金属为铁。

通常情况下，A为固体，B、C均为气体，所以A为铁，能和铁反应的常见的气体有氧气和氯气，故B和C分别为氧气和氯气中的一种。

铁和B生成的D加KSCN显红色，所以B为氯气，D为FeCl3；则C为氧气，E为Fe3O4。

X是一种无氧强酸，即为盐酸，Fe3O4和盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和水，H在常温下为液体，所以H为水，G为FeCl2。

Fe可以和水蒸气在高温下生成Fe3O4和氢气。

综上所述，A为Fe，B为Cl2，C为O2，D为FeCl3，E为Fe3O4，F为含SCN-的溶液，G为FeCl2，H为H2O。

【详解】

（1）反应①是2Fe+3Cl2

2FeCl3；②是3Fe+2O2

Fe3O4；③是Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O；④是2FeCl3+Fe=3FeCl2；⑤是2FeCl2+Cl2=2FeCl3；⑥是Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3；⑦是3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2。

有化合价变化的反应是氧化还原反应，所以其中①②④⑤⑦氧化还原反应；

（2）③的化学方程式为Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O，故离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O；

（3）反应⑦的化学方程式为3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2。

该反应中每消耗3mol铁，转移电子8mol，所以每消耗0.3mol的铁，可转移电子0.8mol。

在解决此题时的关键一步是第⑥步，从红色溶液推断。

【点睛】

无机推断题关键是找题眼，主要从一些特殊反应或物理性质入手，如本题的红色溶液，还有X是一种无氧强酸、H在常温下为液体都可以做出直接的判断。

6．已知A是一种常见金属，部分反应物或生成物已略去。

试根据图中转化关系，回答下列问题。

（1）B的俗名为____。

（2）保存C溶液时需加入少量A的原因是____，A与水蒸气反应的化学方程式为____，该反应类型属于____（填基本反应类型）

（3）E生成F可观察到的现象____，化学方程式为____。

（4）写出B→C化学方程式为____，C→D的离子方程式为____。

【答案】磁性氧化铁防止Fe2＋被O2氧化3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2置换反应白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe（OH）2+2H2O＋O2=4Fe（OH）3Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl－

【解析】

【分析】

A是一种常见金属，燃烧后生成的氧化物B与盐酸反应能够生成两种氯化物，符合条件的常见金属是铁，所以由图中转化关系得，A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，X为H2，E为Fe（OH）2，F为Fe（OH）3，G为Fe2O3。

【详解】

（1）由分析可知B为Fe3O4，俗名为磁性氧化铁，故答案为：

磁性氧化铁；

（2）因为Fe2＋极易被O2氧化，所以保存FeCl2溶液时需加入少量Fe，Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2，该反应属于置换反应，故答案为：

防止Fe2＋被O2氧化；3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2；置换反应；

（3）Fe（OH）2沉淀在空气中被氧化生成Fe（OH）3，可观察到的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，化学方程式为：

4Fe（OH）2+2H2O＋O2=4Fe（OH）3；故答案为：

白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；4Fe（OH）2+2H2O＋O2=4Fe（OH）3；

（4）Fe3O4与盐酸反应得化学方程式为Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O，FeCl2与Cl2反应得离子方程式为2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl－，故答案为：

Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O；2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl－。

7．将单质Fe和FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液一起放进烧杯中，搅拌、静置。

根据下述不同情况，填写金属单质或金属离子的符号。

（1）充分反应后，若Fe有剩余，则烧杯中不可能含有的金属离子是_____。

（2）充分反应后，如果烧杯中还有大量的Fe3+，则还会有的金属离子是_____。

（3）如果烧杯中Cu2+的物质的量减少了一半，则烧杯中一定没有的金属离子是____，一定没有的金属单质是______。

【答案】Fe3+、Cu2+Fe2+、Cu2+Fe3+Fe

【解析】

【分析】

在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，单质Fe和FeCl2、FeCl3、CuCl2，氧化性：

FeCl3＞CuCl2＞FeCl2，还原性Fe＞Cu，铁先与氯化铁溶液反应，Fe有剩余，则溶液中不存在Fe3+、Cu2+，以此解答该题。

【详解】

在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，单质Fe和FeCl2、FeCl3、CuCl2，则铁先与氯化铁溶液反应。

氧化性：

FeCl3＞CuCl2＞FeCl2，还原性Fe＞Cu；

①Fe有剩余，则溶液中不存在Fe3+、Cu2+；

②如容器内有大量Fe3+，说明金属Fe完全溶解且铜离子没有反应，所以还会有的金属离子是Fe2+、Cu2+；

③如有一半Cu2+剩余，说明铜离子已部分反应，所以氧化性强的铁离子已完全反应，则容器内一定没有的金属离子是：

Fe3+；则Fe完全溶解，一定没有Fe剩余。

【点睛】

考查Fe3+、Cu2+的氧化能力大小的比较，能正确判断固体的成分是解本题的关键；本题中根据Fe3+、Cu2+的氧化性强弱判断反应先后顺序，从而确定固体的成分、溶液的成分；有固体剩余，若固体只有铜，则反应后的溶液中一定无Fe3+存在，一定存在Fe2+，可能含有Cu2+；若有铁剩余，一定有铜生成，Fe3+和Cu2+无剩余。

8．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。

9．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。

10．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。

11．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）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3。

12．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的转化关系回答下列问题。

（1）确定A、B、C、D、E、F的化学式：

A为________，B为________，C为________。

D为________，E为________，F为________。

（2）写出⑧的化学方程式及④、⑤的离子方程式：

______________________