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

1、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1X、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

2、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A族 光导纤维 Ge + 2H2O2 + 2NaOH = Na2GeO3 + 3H2O 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe2O3 【解析】【分析】根据元素的性质及用途

3、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A族；氯离子的结构示意图为：；用电子式表示H

4、Cl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

5、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

6、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

7、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_；反应_；【答案】 Na Fe(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Na+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：气体甲+气体乙气体丙，即H2+Cl2HCl，则丙为HCl；红褐色沉淀G为Fe(OH)3；反应：物质C+物质F沉淀G，即

8、NaOH+FFe(OH)3，可推断F中含有Fe3+；反应：物质E+Cl2物质F，则E中含有Fe2+；反应：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）反应为钠和水的反应，离子方程式为：2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 ；反应为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

9、下实验：已知：上述流程中所涉及的反应都充分进行。B、C、D均为常见气体。相同情况下气体B的密度大气体C。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】 FeC2O4 3FeO + 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 + 2Na2

10、O2 = 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) = 28.8g0.2mol28 gmol1 0.2mol44 gmol1 = 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+0.2mol2) =1:2:4，则化学式为FeC2O4。【详解】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：；

11、FeC2O4。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。5A、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 在水溶液中进行，则反应（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，的反应中还有水生成，反应需要放电才能发生，A、D相遇有白烟生成，则A、D反应产物的电子式是_，反

12、应的化学方程式是_。（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，则反应的化学方程式是_。【答案】2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- 4NH3+5O24NO+6H2O 2C+SiO22CO+Si 【解析】(1). A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应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（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

13、态单质，B有毒，则B为氯气，反应需要放电条件才能发生，为氮气与氧气反应，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，反应的化学方程式是：4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：；4NH3+5O24NO+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，则反应的化学方程式是2C+SiO22CO+Si，故

14、答案为：2C+SiO22CO+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NOH2O(方程式未配平)。若产物中戊和己的物质的量之比为31，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 b

15、 13 4Fe(OH)2 O22H2O=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

16、应生成Fe(NO3)3的物质的量为1 mol，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3mol3mol2n(NO)3，n(NO)3mol；根据N原子守恒可知参加反应的n(HNO3)n(NO)nFe(NO3)22nFe(NO3)3312mol，则铁与HNO3的物质的量之比为41213。(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

17、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+O22CuO 3Fe+2O2Fe3O4 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+O22CuO；(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+2O2Fe3O4 ；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

18、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10 mg/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。CN-的电子式是_。处理含CN-废水的

19、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+2Fe(CN)63- =Fe3Fe(CN)62(蓝色沉淀)4Fe3+3Fe(CN)64-=Fe4Fe(CN)63(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+ 6H

20、2O K2CO3 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，

21、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)63H2O。【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+ Ca

22、SO4+ 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)63H2O；(4) CN-的电子式是；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（

23、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+2Fe(CN)63- =Fe3Fe(CN)62(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

24、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ONCH，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)操作是_，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有_。(2)白色固体是_，样品和试剂反应的化学方程式是_。(3)固体加入适量稀盐酸，可能发生的反应有：_(用化学方程式表达)。(4)溶液中铁元素的存在形式是_，如何用实验证明：_。(5)溶液中通入某气体，该气体可以是_(任写一种的化学式)，红褐色固体

25、制得铁红的化学方程式是_。【答案】过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒 Al(OH)3 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Fe2O3+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Cl2 2Fe(OH)3Fe2O3+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，样品与试剂反应得溶液再通入CO2得白色沉淀，该白色固体加热分解产生Al2O3，可推知试剂为NaOH，得到的固体为Cu、Fe、Fe2O3，溶液为

26、NaAlO2、NaOH混合溶液，通入过量CO2后得溶液为NaHCO3溶液，白色固体为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，固体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+，则溶液中主要含有Fe2+，经过操作得红褐色固体应为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)白色固体受热分解产生Al2O3，则是Al(OH)3，样品中含有Al2O3和试剂NaOH溶液反应产生NaA

27、lO2和H2O，反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；(3)固体中含有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)溶液中含有Fe2+，向

28、溶液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)3Fe2O3+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、FeCO

29、3、CuO等)生产ZnSO47H2O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pHZn2+5.46.4Fe3+1.13.2Fe2+5.88.8Cu2+5.66.4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28.70 g ZnSO47H2O(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：步骤中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是_。680 时所得固体的化学式为_。 a.ZnO b.Zn3O(SO4)2 c.ZnSO4 d.ZnSO4H2O【答案】增大比表面积，加快反应速率、提高浸取率 H2SiO3 将