备战高考化学二轮 铁及其化合物 专项培优含答案.docx

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备战高考化学二轮铁及其化合物专项培优含答案

2020-2021备战高考化学二轮铁及其化合物专项培优含答案

一、高中化学铁及其化合物

1．D、E为中学化学常见的单质，在一定条件下C、D间能发生反应。

各物质转化关系如下图：

（1）B的同素异形体的名称为：

_____________；H的化学式为：

_____________。

（2）已知E的燃烧热为QkJ/mol，试写出表示E燃烧热的热化学方程式_____________。

（3）用惰性电极电解A溶液的阳极反应式为：

_____________。

（4）检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是：

_____________。

a.氯水和KSCN溶液b.氢氧化钠溶液c.酸性KMnO4溶液

（5）用惰性电极电解一定浓度的A溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体后恰好恢复到电解前的浓度和pH。

则电解过程中转移电子的物质的量为_____________mol,收集到标准状况下的气体体积为_____________。

【答案】臭氧Fe2（SO4）3Fe（s）+

O2（g）=

Fe3O4（s）△H=-QkJ/mol4OH--4e-=2H2O+O2↑c0.4mol4.48L

【解析】

【分析】

电解A溶液生成三种物质，且D为金属，A应为不活泼金属的含氧酸盐，电解时，在阴极生成金属，则阳极应生成O2，其中E可在B中燃烧说明B为O2，C应为含氧酸，而E在氧气中反应的氧化为与酸反应后生成两种盐，说明金属为变价金属，则E应为Fe，则C应为硫酸，不可能为硝酸，否则四氧化三铁与硝酸反应只生成一种物质，则G为FeSO4，H为Fe2（SO4）3，D应为Cu，则A应为CuSO4，结合相关物质的性质和题目要求可解答该题。

【详解】

根据上述分析可知：

A为CuSO4，B为O2，C为H2SO4，DCu，E为Fe，F为Fe3O4，G为FeSO4，H为Fe2（SO4）3。

（1）由以上分析可知，B为O2，对应的同素异形体为臭氧，H为Fe2（SO4）3。

（2）E为Fe，E的燃烧热为QkJ/mol，则表示E燃烧热的热化学方程式为Fe（s）+

O2（g）=

Fe3O4（s）△H=-QkJ/mol。

（3）A为CuSO4，电解时，在阴极生成金属Cu，在阳极OH-失去电子应生成O2，阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。

（4）G为FeSO4，H为Fe2（SO4）3，二者溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+，检验Fe2+的方法是根据Fe2+具有还原性，可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液的紫色褪去，故合理选项是c；

（5）向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体，即即加入Cu（OH）2的物质的量是0.1mol，恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明析出0.1molCu、0.1molH2和0.1molO2，应转移电子0.4mol，收集到标准状况下的气体体积为V（H2）+V（O2）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L。

2．A、C、E是中学化学中常见的单质，A是固体，C、E是无色无味的气体，D是黑色晶体，它们之间的转化关系如下图所示。

（1）写出A、B、C的化学式：

A_______；B_______；C_______。

（2）写出A、B转化为D、E的化学方程式_______。

（3）写出A与足量稀硝酸反应的离子方程式_______。

【答案】FeH2OO23Fe+4H2O

Fe3O4+4H2↑Fe+4H++NO3－==Fe3++NO↑+2H2O

【解析】

【分析】

A、C、E是中学化学中常见的单质，A是固体，C、E是无色无味的气体，D是黑色晶体，根据它们之间的转化关系，A是Fe、C是O2、B是H2O、D是Fe3O4、E是H2。

【详解】

根据以上分析：

（1）A是Fe；B是H2O；C是O2。

（2）铁与水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式是3Fe+4H2O

Fe3O4+4H2↑。

（3）铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮、水，反应的离子方程式是Fe+4H++NO3－==Fe3++NO↑+2H2O。

3．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。

4．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+。

5．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。

6．铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。

现有铁、铝的混合物进行如下实验：

（1）操作X的名称是_____。

（2）气体A是_____。

（3）A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成_____（填化学式），A在该反应中作为_____（填“氧化剂”或“还原剂”）。

（4）溶液B中阴离子除OH-外还有_____，溶液D中存在的金属离子为_____。

【答案】过滤H2（或氢气）HCl还原剂AlO2-Fe2+

【解析】

【分析】

金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，溶液B是NaAlO2与NaOH的混合溶液，固体C是Fe，Fe是比较活泼的金属，与HCl发生置换反应产生FeCl2和氢气，因此溶液D为FeCl2，据此分析解答。

【详解】

（1）操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤；

（2）气体A是H2；

（3）A是H2，H2和Cl2的混合气体光照会发生爆炸，反应生成HCl，在该反应中，氢元素的化合价升高，失去电子，被氧化，所以H2作还原剂，；

（4）溶液B是反应产生的NaAlO2与过量的NaOH的混合溶液，所以溶液B中阴离子除OH-外还有AlO2-；铁可以和盐酸反应生成FeCl2和H2，溶液D中含有的金属离子为Fe2+。

【点睛】

本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。

注意知识的积累是解题的关键，HCl的氧化性比较弱，只能把Fe氧化为Fe2+，Cl2、H2O2具有强氧化性，可以把Fe氧化为Fe3+；Al既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。

7．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↑。

8．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+。

9．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。

10．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FeCl2，B和NaOH反应生成红褐色的C为Fe（OH）3，D和NaOH溶液反应生成的白色E为Fe（OH）2，Fe（OH）2和氧气、水反应生成Fe（OH）3。

【详解】

（1）通过以上分析知，A、C分别是Fe、Fe（OH）3，故答案为：

Fe；Fe（OH）3；

（2）B为氯化铁，铁离子用KSCN或NaOH溶液检验，铁离子和KSCN混合后溶液呈血红色，和NaOH反应生成红褐色沉淀，所以可以用KSCN或NaOH溶液检验，

故答案为：

KSCN溶液或NaOH溶液；

（3）Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，

氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁，反应方程式为4Fe（OH）2+2H2O+O2═4Fe（OH）3，

故答案为：

Fe+2H+=Fe2++H2↑；4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3。

【点睛】

本题以Fe及其化合物之间的转化为载体考查无机物推断，明确物质性质是解本题关键。

本题的突破口为C的颜色。

本题的易错点为氢氧化亚铁氧化的方程式的书写。

11．A～L分别表示中学化学中常见的一种物质，其中A、G为常见的金属单质，K、L为气体，K能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，M由两种元素组成，其质量比8：

1。

（1）K的电子式为_____

（2）反应②的离子方程式：

_____，反应③的离子方程式：

_____

（3）反应④的化学方程式：

_____，反应⑥的化学方程式_____

（4）已知A和K反应为置换反应，则M的化学式为_____

【答案】

Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++H2OFe3++3NH3•H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4+4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2OFe2N

【解析】

【分析】

K能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，应为NH3，由转化关系可知A为变价金属，则为Fe，可知B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe（OH）2、F为Fe（OH）3，A和K反应为置换反应，M由两种元素组成，其质量比8：

1，则应为Fe2N，L为H2，G为O2，H为Al、I为Al2O3，J为NaAlO2，以此解答该题。

【详解】

（1）K为氨气，电子式为

，故答案为：

；

（2）反应②为Fe3O4与盐酸的反应，离子方程式为Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++H2O，反应③为FeCl3与氨水的反应，离子方程式为Fe3++3NH3•H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4+，故答案为：

Fe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++H2O；Fe3++3NH3•H2O＝Fe（OH）3↓+3NH4+；

（3）反应④的化学方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3，反应⑥的化学方程式为Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，故答案为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O＝4Fe（OH）3；Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O；

（4）由以上分析可知M为Fe2N，故答案为：

Fe2N。

【点睛】

本题考查无机物推断，为高考常见题型，结合题干信息推断物质名称为解答关键，注意掌握常见元素化合物性质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及逻辑推理能力。

12．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