2020-2021备战高考化学压轴题专题复习—铁及其化合物的综合含详细答案

2020-2021备战高考化学压轴题专题复习—铁及其化合物的综合含

详细答案

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【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＋3Fe3O49Fe，故答案为：8Al＋3Fe3O4

4Al2O3＋9Fe；

4Al2O3＋

4Al2O3＋9Fe Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O Al2O3＋

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

（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

高温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

高温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．A是一种红棕色金属氧化物；B、D是金属单质；J是一种难溶于水的白色化合物，受热易分解。

回答下列问题：

（1）A、E、J、G的化学式分别为___、___、___、___。 （2）C转化为I的离子方程式为___。 （3）H和I反应生成J的离子方程式为___。 （4）如何检验E溶液中大量存在的阳离子?___。

【答案】Fe2O3 FeCl2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O Al3++3AlO2-+6H2O═4Al(OH)3↓ 取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+ 【解析】 【分析】

A是一种红棕色金属氧化物，则A是Fe2O3，红褐色沉淀G为Fe(OH)3，分解可以生成氧化铁，则F是 Fe(OH)2．B、D是金属单质，Fe2O3和B在高温下能反应生成金属单质D，则该反应是铝热反应，B是Al，D是Fe，C是Al2O3，J是一种不溶于水的白色化合物，受热容易分解成C，则J是Al(OH)3，由转化关系可知，I是NaAlO2，H是AlCl3；铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，E和氨水反应生成 Fe(OH)2，则E是 FeCl2，以此解答该题。 【详解】

(1)由以上分析可知，则A为Fe2O3，E是FeCl2，J是Al(OH)3，G是Fe(OH)3； (2)氧化铝是两性氧化物，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；

(3)铝离子和偏铝酸根之间双水解而不共存，反应的离子方程式为Al3++3AlO2-+6H2O═4Al(OH)3↓；

(4)E是FeCl2，检验亚铁离子，可取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+。

1的溶液X，其中可能含有Al3?、Ba2?、NH4、Fe2＋、Fe3＋、CO3、4．某pH＝?2-SO2-4、SiO3、NO3中的一种或几种，取200 mL该溶液进行实验，其现象及转化如图．

?2-

已知：反应过程中有一种气体是红棕色． 请回答下列问题：

（1）仅由强酸性条件便可判断溶液X中一定不存在的离子有________． （2）溶液X中，关于NO3的判断一定正确的是________（填字母）． a．一定有 b．一定没有 c．可能有 （3）①中产生气体A的离子方程式为

_____________________________________________________． （4）⑦中生成沉淀K的离子方程式为

_____________________________________________________．

（5）溶液X中不能确定的离子是_____________________用实验证明该离子一定不存在的化学方法为

______________________________________________________________________________________．

（6）若实验测定A．F．K均为0.01 mol，试确定沉淀C及其物质的量范围：_________． 【答案】CO3、SiO3 b 3Fe2+＋4H+＋NO? 3Fe3++NO?+2HO

322?2???AlO2+CO2+2H2O ? Fe3? 取少量溶液X于试管中，加入几滴Al?OH?3?+HCO3KSCN溶液，溶液不变红色，说明无Fe3?（其他答案合理也可） 沉淀为BaSO4

n?BaSO4??0.06mol

【解析】 【详解】

由反应①加入的Ba(NO3)2溶液及pH= 1，结合溶液中可能含有的离子等信息可判断气体A为NO，气体D为NO2，溶液E为HNO3，因此溶液中含有还原性的离子，即含有Fe2+；由反应④加入过量NaOH溶液及溶液中可能存在的离子判断气体F为NH3，溶液I为NH4NO3，溶液中含有NH4+; pH= 1的溶液中不可能含有CO32-、SiO32-, 故沉淀C为BaSO4;根据图示关系及可能存在的离子可知沉淀G为Fe(OH)3，溶液J为FeCl3;沉淀K为Al(OH)3。 （1）由强酸性条件即可判断溶液X中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO32-、SiO32-；

（2）强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，

加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液X中一定没有NO3-， 答案选b；

（3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为：3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O；

（4）⑦中生成沉淀K为Al(OH)3，反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3↓+HCO3-； (5)生成Fe(OH)3的Fe3+可能来自于Fe2+被硝酸氧化，也可能是原来溶液中就存在Fe3+，故不能确定溶液X中是否存在Fe3+，可用KSCN溶液检验溶液X中是否存在Fe3+；

(6) NO、NH3、Al(OH)3 各为0.01 mol，则说明溶液X中有0.03molFe2+、 0.01 mol NH4+、0.01 mol Al3+。 若溶液X中不存在Fe3+,由上述推断可知溶液中一定存在Al3+、NH4+、Fe2+、 SO42-，由溶液中的电荷守恒可知3n(Al3+) + n(NH4+)+ 2n(Fe2+)+ n(H+)= 2n(SO42-)，故n(SO42-)=

1(0.03mol+0.01mol + 0.06 mol+ 0.02 mol)= 0.06 mol,若溶液中含有Fe3+，则n(SO42- )>0.06 2mol。

5．已知A是一种常见金属，F 是一种红褐色沉淀，试根据图中转化关系，回答下列问题。

(1)写出A、C、F、G的化学式：A_________，C________，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__________________ (4) 写出下列转化的离子方程式或化学方程式。 ①E→F 的化学反应方程式：_________________________ ②C→D的离子反应方程式：_________________________

【答案】Fe FeCl2 Fe(OH)3 Fe2O3 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＋(答案合理即可) 防止Fe2＋被O2氧化变质 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋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)根据分析可知A为Fe，C为FeCl2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3，故答案为：Fe；FeCl2；Fe(OH)3；Fe2O3；