高考化学专题题库铁及其化合物的综合题附详细答案.docx

1、高考化学专题题库铁及其化合物的综合题附详细答案2020-2021高考化学专题题库铁及其化合物的综合题附详细答案一、高中化学铁及其化合物1现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应（图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出）。试请根据以上信息回答下列问题：（1）写出下列物质的化学式A 、B 、C 、乙 （2）写出下列反应化学方程式：反应 反应 （3）写出下列反应离子方程式反应 【答案】（1）A、Na B、Al C、Fe 乙 Cl2（2）2Na+2H2O=2NaOH+H2 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2（3）Fe+2H+=Fe2+H

2、2【解析】试题分析：金属单质A的焰色反应为黄色，为Na，与水反应生成的气体甲是H2，D是NaOH，乙是Cl2，则丙为HCl，E为盐酸，能与NaOH反应生成氢气，B为Al，红褐色沉淀为Fe（OH）3， C为Fe，F为FeCl2，G为FeCl3；（1）A 、Na B 、Al C、Fe 乙 Cl2；（2）反应的化学方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2；反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2；（3）反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2+H2考点：无机推断2A、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。（

3、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】Fe H2O O2 3Fe+4H2OFe3O4+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+4H2OFe3O4+4H2。（3）铁与足量

4、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+Fe2O32Fe+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

5、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)反应称为铝热反应(属于置换反应)，该反应的化学方程式：2Al+Fe2O32Fe+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FeC

6、l2，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。4A、B、C均为中学化学常见的纯净物，它们之间存在如下转化关系：其中均为有单质参与的反应。（1）若A是常见的金属，中均有同一种黄绿色气体参与反应，B溶液遇KSCN显血红色，且为化合反应，写出反应的离子方程式_。（2）如何检验上述C溶液中的阳离子？_。（3）若B是太阳能电池用的光伏材料，为工业制备B的反应。C的化学式是_，属于置换反应_，（填序号）写出反应的化学方程式_。【答案】Fe+2Fe

7、3+3Fe2+ 取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+ SiCl4 2C+SiO2Si+2CO 【解析】【分析】(1)由转化关系可知A为变价金属，则A应为Fe，B为氯化铁，C为氯化亚铁，为Fe与氯化铁的反应；(3)B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，为C与二氧化硅的反应，为工业制备B的反应，则C为SiCl4，中SiCl4与氢气反应，提纯Si，以此解答该题。【详解】(1)A是常见的金属，中均有同一种气态非金属单质参与反应，且为化合反应，则该非金属气体为Cl2，B为氯化铁，则反应的离子方程式为2Fe3+Fe=3Fe2+；(2)由分析知C为氯化

8、亚铁，检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管，加KSCN溶液，无明显现象，再加氯水，溶液变成血红色，则证明含Fe2+；(3)B是太阳能电池用的光伏材料，可知B为Si，为C与二氧化硅的反应，为工业制备B的反应，则C为SiCl4，其中为Si和Cl2化合生成SiCl4，中SiCl4与氢气反应，提纯Si，则反应的化学方程式为SiO2+2CSi+2CO，其中属于置换反应的有 。5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

9、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_；写出反应的化学方程式_。(3)通过比较反应I、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

10、合物【答案】 离子键、共价键 Al、Mg、Na 第四周期族 3Fe+4H2OFe3O4+H2 强 NaOH是强碱，而Fe（OH）3是弱碱 ab 【解析】【分析】已知反应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

11、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族；反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+H2。答案为：第四周期族；3Fe+4H2OFe3O4+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F

12、e(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；bNa+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子排布式1s22s22p6，b正确；cNaOH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。6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

13、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】Fe O2 H2 Fe3O4 H2O 3Fe+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，

14、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。7下图中AJ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)反应的化学方程式是_；反应的化学方程

15、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】Fe2O3 Al2O3 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O 2Fe3+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-+10O

16、H-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，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

17、据以上分析，B为Al，C为氢氧化钠溶液，反应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+2H2O2NaAlO2+3H2；反应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+4H2OFe3O4+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+8HClFeCl2+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+Fe3Fe2+，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)

18、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。8硫及其化合物有如下转化关系(1)发生氧化还原反应的是_(填序号)(2)写出(5)的反应方程式_，说明浓硫酸具有_，制取CuSO4，_方法最好(填序号)；(3)SO2是造成空气污染，形成酸雨的主要物质。SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸，反应方程式为_。验证二氧化硫的方法是_。(4)某溶液中含有Cl-、SO42-，可

19、能含有Na+、Fe2+或其中一种。验证Cl-、SO42-的方法是_A先加BaCl2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液B先加AgNO3溶液，等沉淀后，再加BaCl2溶液C先加Ba(NO3)2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液验证Na+或Fe2+最简单的方法是_。【答案】 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2+2H2O 强氧化性 2SO2+O2+2H2O=2H2SO4 将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2 C 若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在 【解析】【详解】（1）依据转化关系中反应前后元素

20、化合价变化分析，反应是硫单质和铁发生反应一定有元素化合价变化属于氧化还原反应；是硫和氧气反应生成二氧化硫属于氧化还原反应；是三氧化硫和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，无元素化合价变化，不是氧化还原反应；是硫酸铜和氯化钡溶液反应生成沉淀，发生的是复分解反应；是铜和浓硫酸加热反应，发生的是氧化还原反应，是氧化铜与硫酸的反应，没有元素的化合价发生变化；有元素化合价变化的反应为氧化还原反应，因此属于氧化还原反应；故答案为；（2）反应是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：2H2SO4（浓）+CuCuSO4+SO2+2H2O，反应中浓硫酸表现了酸性和强氧化性；硫酸和氧化铜反应生

21、成硫酸铜，反应过程中无污染气体生成最好，制备硫酸铜的方法，最好，生成二氧化硫污染性气体；故答案为2H2SO4（浓）+CuCuSO4+SO2+2H2O；强氧化性；（3）SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸，分压的化学方程式为：2SO2+O2+2H2O2H2SO4；依据二氧化硫的特征性质检验二氧化硫，使品红试液褪色，加热恢复红色，方法为：将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2；故答案为2SO2+O2+2H2O2H2SO4；将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2；（4）依据氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验、硫酸根离子检验方法加入盐酸

22、，在加入硝酸钡进行检验，注意离子检验设计应先检验硫酸根离子，沉淀完全后再检验氯离子的存在。A先加BaCl2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液，氯离子和硫酸根离子都会生成白色沉淀，不能确定离子存在，选项A错误；B先加AgNO3溶液，等沉淀后，再加BaCl2溶液，硫酸根离子也能生成白色沉淀硫酸银，不能检验离子存在，选项B错误；C先加Ba（NO3）2溶液，等沉淀后，检验硫酸根离子存在，除去硫酸根离子后再加AgNO3溶液，检验氯离子存在，选项C正确；答案为C；依据亚铁离子溶液呈浅绿色，钠离子溶液中为无色，或做焰色反应检验；若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以

23、证明Na+的存在；故答案为若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在。9A、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）在反应中，不属于氧化还原反应的是_（填数字编号）。（3）反应的离子方程式为：_。（4）反应的化学方程式为_；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子_mol

24、。（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】FeCl3 HCl Fe3+3SCN-=Fe(SCN)3 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 0.8 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

25、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；反应是Fe

26、3+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；在反应中，不属于氧化还原反应的是。（3）反应是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）Fe

27、3+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+。10现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F，它们之间能发生如下反应。(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)(1)A的原子结构示意图为_，丙的化学式为_。(2)金属A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F中不能导电的有_ 、属于电解质的有_ 。(填“A”“B”“甲”“乙”“丙”“C”“D”“E”“F”)(3)写出转化发生的化学方程式：_,写出转化发生的离子方程式：_。(4

28、)将Na2O2投入到E溶液中，可以观察到的现象是：_。【答案】 HCl 甲、乙、丙 丙 2Na+2H2O=2NaOH+H2 Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+ 产生红褐色沉淀，同时生成无色气体 【解析】【分析】金属A焰色反应为黄色，则A为金属Na，由反应可知，C为NaOH溶液，气体甲为H2；黄绿色气体乙为Cl2，与氢气反应生成丙HCl，HCl溶于水得物质D为盐酸，盐酸与金属B反应生成物质E，物质E与Cl2反应生成物质F，F与NaOH反应生成红褐色沉淀为Fe(OH)3，故物质F中含有Fe3+，分析可知金属B为Fe，物质E为FeCl2溶液，物质F为FeCl3溶液。【详解】（1）金属A焰色反应

29、为黄色，则A为金属Na，原子结构示意图为，黄绿色气体乙为Cl2，与氢气反应生成丙为HCl；故答案为： 、HCl；（2）A：Na、B：Fe、C：NaOH溶液、D：盐酸、E：FeCl2溶液、 F：FeCl3溶液、甲：H2、乙: Cl2、丙: HCl，其中不能导电的有：甲、乙、丙、属于电解质：丙，故答案为：甲、乙、丙；丙；（3）转化为金属Na与水的反应氢氧化钠和氢气，反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2，转化为FeCl2与Cl2的反应生成氯化铁，反应的离子方程式为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，故答案为：2Na+2H2O=2NaOH+H2；Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+；（4）E为FeCl2，将Na2O2投入到FeCl2溶液中，Na2O2具有强氧化性，氧化亚铁离子生成铁离子，产生红褐色沉淀，同时生成无色气体氧气，故答案为：产生红褐色沉淀，同时生成无色气体。【点睛】电解质：在水溶液或熔融状态下能导电的化合物，不能是单质。非电解质：在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物，也不能是单质。11室温