化学二模试题分类汇编铁及其化合物推断题综合附答案.docx

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化学二模试题分类汇编铁及其化合物推断题综合附答案

2020-2021化学二模试题分类汇编——铁及其化合物推断题综合附答案

一、铁及其化合物

1．X、Y、Z、W为四种常见元素，其中X、Y、Z为短周期元素。

ZX4分子是由粗Z提纯Z的中间产物，X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中的最强酸，Y的离子在同周期中离子半径最小，其氧化物有两性且可用于制造一种极有前途的高温材料，Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料，W原子的最外层电子数小于4且W的常见化合价有+3、+2，WX3的稀溶液呈黄色，回答下列问题：

（1）X在元素周期表的位置________________,其简单阴离子的结构示意图为____________________，用电子式表示X的氢化物的形成过程______________________________。

（2）Z的氧化物在通讯领域用来作_______________。

锗与Z是同一主族元素，它可用来制造半导体晶体管。

研究表明：

有机锗具有明显的抗肿瘤活性，锗不与NaOH溶液反应但在有H2O2存在时可与NaOH溶液反应生成锗酸盐，反应的化学方程式为：

_______________________________

（3）W（OH）2在空气中不稳定，极易被氧化，由白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为：

____________________________________，若灼烧W（OH）2固体得到___________。

【答案】第三周期ⅦA族

光导纤维Ge+2H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3Fe2O3

【解析】

【分析】

根据元素的性质及用途等信息分析元素的种类；根据核外电子排布情况确定在元素周期表中的位置；根据物质的性质及反应的现象书写反应方程式，及用相关化学用语表示物质的组成和结构。

【详解】

Z是无机非金属材料的主角，其单质是制取大规模集成电路的主要原料，则Z为硅；ZX4分子是由粗Z提纯Z的中间产物，X的最高价氧化物对应的水化物为无机酸中的最强酸，则X为氯；Y的离子在同周期中离子半径最小，其氧化物有两性且可用于制造一种极有前途的高温材料，则Y为铝；W原子的最外层电子数小于4且W的常见化合价有+3、+2，WX3的稀溶液呈黄色，则W为铁；

（1）X为氯元素，在元素周期表的位置为：

第三周期ⅦA族；氯离子的结构示意图为：

；用电子式表示HCl的形成过程:

；

（2）Z为硅，二氧化硅在通讯领域用作光导纤维；根据题干信息知锗NaOH溶液在有H2O2存在时反应生成锗酸盐，反应的化学方程式为：

Ge+2H2O2+2NaOH=Na2GeO3+3H2O；

（3）反应现象知该反应为氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁，反应的化学方程式为：

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，Fe（OH）3不稳定，灼烧分解得到固体Fe2O3。

2．已知A、B、C、D四种物质均含有铁元素，彼此转化关系如下：

请回答：

（1）反应①称为铝热反应（属于置换反应），写出该反应的化学方程式：

__、其中Al作__剂。

（2）反应④的离子方程式为：

__。

（3）新配制的C溶液中应加入__，以防止其转化为D。

检验D溶液中阳离子的常用试剂是__（填化学式），实验现象为__。

【答案】2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3还原剂2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O铁粉（屑）KSCN（或NH4SCN）溶液变红（或呈现血红色）

【解析】

【分析】

氧化铁与铝单质在高温下发生铝热反应，生成A，则A为Fe，铁和水蒸气在高温下反应生成B，B为黑色磁性氧化物，则B为Fe3O4，Fe3O4中铁元素的化合价含有+2、+3价，与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2，铁与过量盐酸反应生成FeCl2，则C为FeCl2，FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，则D为FeCl3，据此分析解答。

【详解】

（1）反应①称为铝热反应（属于置换反应），该反应的化学方程式：

2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3，反应中Al有0价变为+3价，化合价升高，失电子，被氧化，作还原剂；

（2）反应④为FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，离子方程式为：

2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）C为FeCl2，D为FeCl3，亚铁离子具有还原性，易被氧化，新配制的FeCl2溶液中应加入铁粉（屑），以防止其转化为FeCl3。

检验三价铁离子常用试剂是KSCN（或NH4SCN），三价铁离子遇SCN-变为血红色溶液。

3．现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F、G，它们之间能发生如图反应（图中某些反应的产物及条件没有全部标出）

根据以上信息填空：

（1）写出下列物质的化学式：

A______G__________；

（2）纯净的气体甲在气体乙中燃烧的现象：

______________________________________；

（3）写出下列反应的离子方程式：

反应①_________________________；反应④____________________________；

【答案】NaFe（OH）3产生苍白色火焰，放出大量的热，出现白雾2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

【解析】金属A焰色反应为黄色，故A为金属Na；由反应①Na+H2O→气体甲+C，则甲为H2，C为NaOH；乙是黄绿色气体，则乙为Cl2；反应②：

气体甲+气体乙→气体丙，即H2+Cl2→HCl，则丙为HCl；红褐色沉淀G为Fe（OH）3；反应⑤：

物质C+物质F→沉淀G，即NaOH+F→Fe（OH）3，可推断F中含有Fe3+；反应④：

物质E+Cl2→物质F，则E中含有Fe2+；反应③：

丙的水溶液D+金属B→物质E，可推断金属B为Fe，则E为FeCl2，F为FeCl3。

（1）根据上述分析可知A为Na；G为Fe（OH）3；

（2）气体甲为H2，气体乙为Cl2，氢气在氯气中燃烧的现象为：

产生苍白色火焰，放出大量的热，出现白雾；

（3）反应①为钠和水的反应，离子方程式为：

2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑；反应④为FeCl2与的反应，离子方程式为：

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

4．某淡黄色固体A（仅含三种元素，式量小于160）可用于制药，为探究其组成和性质，设计并完成如下实验：

已知：

①上述流程中所涉及的反应都充分进行。

②B、C、D均为常见气体。

相同情况下气体B的密度大气体C。

③黑色固体

溶于盐酸后滴加KSCN，无明显现象，加适量氯水后，溶液变红。

请问答：

（1）写出气体B的电子式__，固体A的化学式是__。

（2）黑色固体E与足量浓硝酸反应的离子反应方程式是__。

【答案】

FeC2O43FeO+10H++NO3－=NO+3Fe3++5H2O

【解析】

【分析】

B、C、D均为常见气体说明D单质为氧气，物质的量为

，相同情况下气体B的密度大气体C则说明B为二氧化碳，B与过氧化钠反应，则C为一氧化碳，气体物质的量为

由于生成0.1mol氧气，根据2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，因此二氧化碳的物质的量为0.2mol，CO物质的量为0.2mol，黑色固体E溶于盐酸后滴加KSCN，无明显现象，说明无铁离子，加适量氯水后，溶液变红，说明原物质为FeO，则m（FeO）=28.8g−0.2mol×28g∙mol−1−0.2mol×44g∙mol−1=14.4g，则FeO物质的量

，因此n（Fe）:

n（C）:

n（O）=0.2mol:

（0.2mol+0.2mol）:

（0.2mol+0.2mol+0.2mol×2）=1:

2:

4，则化学式为FeC2O4。

【详解】

⑴气体B为二氧化碳，其电子式

，根据上面分析得到固体A的化学式是FeC2O4；故答案为：

；FeC2O4。

⑵黑色固体E即FeO与足量浓硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，其离子反应方程式是3FeO+10H++NO3－=NO+3Fe3++5H2O；故答案为：

3FeO+10H++NO3－=NO+3Fe3++5H2O。

5．A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应。

（1）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①在水溶液中进行，则反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是__________。

（2）若B、C、F都是气态单质，且B有毒，③的反应中还有水生成，反应②需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，则A、D反应产物的电子式是________，反应③的化学方程式是____。

（3）若A、D、F都是短周期元素组成的非金属单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则反应①的化学方程式是________。

【答案】2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

4NH3+5O2

4NO+6H2O2C+SiO2

2CO↑+Si

【解析】

（1）.A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应①为置换反应且在水溶液中进行，由转化关系可知，A为变价金属，F具有强氧化性，则A为Fe，F为Cl2、B为HCl、C为氯化亚铁、D为氢气、E为氯化铁，反应②（在水溶液中进行）的离子方程式是：

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－，故答案为：

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－；

（2）.B、C、F都是气态单质，B有毒，则B为氯气，反应②需要放电条件才能发生，为氮气与氧气反应，③反应中有水生成，可以推知C为N2，F为O2，E为NO，A为NH3，反应①为置换反应，A、D相遇有白烟生成，可推知D为HCl，A与D反应产物为氯化铵，电子式为

，反应③的化学方程式是：

4NH3+5O2

4NO+6H2O，故答案为：

；4NH3+5O2

4NO+6H2O；

（3）.A、D、F都是短周期元素组成的非金属单质，且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，反应①为置换反应，考虑是碳与二氧化硅反应生成硅与CO，碳与F反应生成E，CO与F生成E，则F为氧气，通过验证符合图示转化关系，则反应①的化学方程式是2C+SiO2

2CO↑+Si，故答案为：

2C+SiO2

2CO↑+Si。

6．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）。

7．以下是与氧气性质有关的实验，回答相关问题。

（1）写出铜和氧气反应的化学方程式__。

（2）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式__，该反应的实验现象为__。

（3）硫燃烧时瓶底盛少量水的作用是__，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因是因为___不同。

【答案】2Cu+O2

2CuO3Fe+2O2

Fe3O4剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体吸收生成的二氧化硫气体，防止污染空气氧气浓度

【解析】

【详解】

（1）该实验的原理是：

铜粉与氧气反应生成氧化铜；发生反应的化学方程式为2Cu+O2

2CuO；

（2）该铁丝在氧气中燃烧生成了四氧化三铁，该反应的化学方程式是：

3Fe+2O2

Fe3O4；反应的实验现象是：

剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；

（3）由于二氧化硫是对大气有污染的气体，做硫在氧气燃烧的实验时瓶底盛放少量水的作用是：

吸收二氧化硫防止污染空气；

硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰、在氧气中燃烧蓝紫色火焰，氧气中氧气的浓度比空气中氧气的浓度要大。

8．黄血盐[亚铁氰化钾K4Fe（CN）6]目前广泛用作食品添加剂（抗结剂），我国卫生部规定实验中黄血盐的最大使用量为10mg/kg，一种制备黄血盐的工艺如下：

请回答下列问题：

（1）过滤需要用到的玻璃仪器有__________；写出中间产物CaSO4的一种用途__________。

（2）步骤I反应的化学方程式是___________。

（3）步骤V所用的试剂X是________（填化学式），在得到产品前还需经过的步骤包括____。

（4）工艺中用到剧毒的HCN溶液，含CN-等的废水必须处理后才能排放。

①CN-的电子式是_____________。

②处理含CN-废水的方法：

第一步NaClO溶液先将CN-不完全氧化为OCN-；第二步NaClO溶液完全氧化OCN-生成N2和两种盐。

第二步反应的离子方程式是_____。

（5）已知反应：

3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓（蓝色沉淀）

4Fe3++3[Fe（CN）6]4-=Fe4[Fe（CN）6]3↓（蓝色沉淀）

现有Fe2+被氧化后的溶液，仅供选择的试剂：

铁粉、铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、KSCN溶液，请设计检验Fe2+是否氧化完全的实验方案_________。

【答案】漏斗（普通漏斗）、玻璃棒、烧杯制作石膏或用于制作水泥的原料等（填一种即可）3Ca（OH）2+FeSO4+6HCN=Ca2Fe（CN）6+CaSO4+6H2OK2CO3蒸发浓缩、冷却结晶

3ClO－+2OCN－+2OH－=3Cl－+2CO32-+N2↑+H2O或3ClO－+2OCN－+H2O=3Cl－+2HCO3-+N2↑取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，证明Fe2+完全被氧化，否则未完全氧化

【解析】

【分析】

制备黄血盐的流程分析：

步骤一加石灰水、硫酸亚铁、HCN溶液制备Ca2Fe（CN）6，没有化合价变化不属于氧化还原反应，根据步骤二过滤的滤渣CaSO4，确定步骤一的产物中含有CaSO4，故步骤一反应原理为：

3Ca（OH）2+FeSO4+6HCN=Ca2Fe（CN）6+CaSO4↓+6H2O，该过程中CaSO4沉淀生成，步骤二过滤，步骤三加入KCl制备K2CaFe（CN）6：

Ca2Fe（CN）6+2KCl=K2CaFe（CN）6↓+CaCl2，步骤四过滤，滤液进行废水处理，滤渣为K2CaFe（CN）6进行步骤五脱钙处理，在不引入新杂质的原则下，选用K2CO3进行脱钙，过滤得到滤液K4Fe（CN）6，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K4Fe（CN）6·3H2O。

【详解】

（1）过滤需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯；中间产物CaSO4制作石膏或用于制作水泥的原料等；

（2）根据分析，步骤I反应的化学方程式是3Ca（OH）2+FeSO4+6HCN=Ca2Fe（CN）6+CaSO4↓+6H2O；

（3）步骤V脱钙过程，一般用碳酸盐脱去钙离子，且不引入新杂质的原则，应该使用碳酸钾，故试剂X为K2CO3；根据分析，步骤五脱钙处理后，对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K4Fe（CN）6·3H2O；

（4）①CN-的电子式是

；

②处理含CN-废水的方法：

第一步NaClO溶液先将CN-不完全氧化为OCN-；第二步NaClO溶液完全氧化OCN-生成N2和两种盐，NaClO作氧化剂被还原为NaCl,，每个NaClO化合价降低2。

每个OCN¯中碳元素化合价为+4为最高价不能被氧化，产物以Na2CO3或NaHCO3形式存在，氮的化合价为-3，被氧化为N2，每个氮气分子化合价上升6，故n（ClO¯）：

n（N2）=3:

1，由于次氯酸钠水解显碱性，则污水处理的第二步对应的离子反应式为：

3ClO－+2OCN－+2OH－=3Cl－+2CO32-+N2↑+H2O或3ClO－+2OCN－+H2O=3Cl－+2HCO3-+N2↑。

（5）设计检验Fe2+是否氧化完全的在于检测此时溶液中是否有Fe2+，Fe3+无需检验，则根据已知信息3Fe2++2[Fe（CN）6]3-=Fe3[Fe（CN）6]2↓（蓝色沉淀），实验方案是：

取少量氧化后的溶液放于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，证明Fe2+完全被氧化，若出现蓝色沉淀，证明还有Fe2+未完全被氧化。

【点睛】

在书写氧化还原反应式过程中，判断物质中元素的化合价OCN¯，可以结合氢离子写成酸的结构HOCN，结构式

，按照非金属性O＞N＞C＞H，三对共用电子偏向N，N的化合价为-3，碳与氧的公用电子偏向氧，故C的化合价为+4。

9．某Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质。

现通过下列生产过程，从该样品中提纯Al2O3，并回收铁红。

流程如下：

（1）操作①是_________，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有_________。

（2）白色固体②是_________，样品和试剂①反应的化学方程式是_________。

（3）固体①加入适量稀盐酸，可能发生的反应有：

_______（用化学方程式表达）。

（4）溶液③中铁元素的存在形式是_________，如何用实验证明：

____。

（5）溶液③中通入某气体，该气体可以是_________（任写一种的化学式），红褐色固体制得铁红的化学方程式是_________。

【答案】过滤烧杯、漏斗、玻璃棒Al（OH）3Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe2+取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液无变化，滴加氯水后变血红色O2或者Cl22Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O

【解析】

【分析】

Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质，根据题中流程图可知，样品与试剂①反应得溶液①再通入CO2得白色沉淀②，该白色固体加热分解产生Al2O3，可推知试剂①为NaOH，得到的固体①为Cu、Fe、Fe2O3，溶液①为NaAlO2、NaOH混合溶液，通入过量CO2后得溶液②为NaHCO3溶液，白色固体②为Al（OH）3，Al（OH）3受热分解得Al2O3，固体①中加入盐酸得到固体粉末中铁有剩余，由于Fe会发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+，则溶液③中主要含有Fe2+，经过操作①得红褐色固体应为Fe（OH）3，所以通入的气体应为氧化剂，可以是O2或Cl2，氢氧化铁受热分解得Fe2O3。

【详解】

（1）操作①是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法，名称为过滤；在实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；

（2）白色固体②受热分解产生Al2O3，则②是Al（OH）3，样品中含有Al2O3和试剂NaOH溶液反应产生NaAlO2和H2O，反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

（3）固体①中含有Al2O3、Cu、Fe、Fe2O3，加入适量稀盐酸，由于反应后的固体粉末中含有Fe单质，则可能发生的反应有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；

（4）由于固体①中样品与适量盐酸反应后的固体粉末中含有Fe，结合Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+可知溶液③中铁元素的存在形式是Fe2+，证明方法是：

取少量该溶液于试管中，滴入KSCN溶液无变化，滴加氯水后溶液变血红色；

（5）溶液③中含有Fe2+，向溶液③通入某气体后再加入足量NaOH溶液，产生红褐色的Fe（OH）3沉淀，该气体具有强的氧化性，气体可以是O2或者Cl2，红褐色固体Fe（OH）3不稳定，受热分解产生铁红Fe2O3，该反应的化学方程式是2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O。

【点睛】

本题以从Al2O3样品中提取氧化铝的工艺流程为线索，考查了氧化还原反应、化学试剂的使用、混合物的分离，正确理解制备流程及反应原理为解答关键，注意掌握铝及其化合物性质和转化关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。

10．七水硫酸锌别名皓矾，常用作媒染剂、收敛剂、木材防腐剂。

工业上由氧化锌矿（主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等）生产ZnSO4·7H2O的流程如下：

在该流程中，相关离子生成氢氧化物的pH如表：

开始沉淀时pH

完全沉淀时pH

Zn2+

5.4

6.4

Fe3+

1.1

3.2

Fe2+

5.8

8.8

Cu2+

5.6

6.4

请回答下列问题：

（1）粉碎氧化锌矿石的目的是______________；滤渣X的成分是________________。

（2）步骤Ⅱ中加入H2O2目的是：

_______________，发生反应的离子方程式为：

______________。

（3）“除铁”步骤中加入试剂M调节溶液的pH，试剂M可以是________（填化学式，一种即可），控制溶液的pH范围为：

_________。

同时还需要将溶液加热，其目的是：

__________。

（4）滤渣Z的成分是____________。

（5）取28.70gZnSO4·7H2O（相对分子质量：

287）加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示：

①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是____________。

②680℃时所得固体的化学式为________________。

a.ZnOb.Zn3O（SO4）2c.ZnSO4d.ZnSO4·H2O

【答案】增大比表面积，加快反应速率、提高浸取率H2SiO3将