高考化学 铁及其化合物 培优 易错 难题练习(含答案)附详细答案

高考化学 铁及其化合物 培优 易错 难题练习(含答案)附详细答案

一、高中化学铁及其化合物

1．甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系：3224NH H O H SO Δ????→????→??→甲乙丙甲

（1）若甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液。则甲

是________（填化学式）。写出“32NH H O ?????→乙丙”转化的离子方程式

______________________。

（2）若乙溶液中加入KSCN 溶液，有血红色出现，则乙溶液中含有的离子是___________，甲的化学式为_____________。

【答案】23Al O 33234Al

3NH H O=Al(OH)3NH +++?↓+ 3Fe + 23Fe O 【解析】

【详解】

（1）甲和丙都是不溶于水的白色固体物质，按信息知甲为23Al O 、乙是硫酸铝，丙为3Al(OH)，则乙与氨水反应的离子方程式为：

33234Al 3NH H O Al(OH)3NH ++

+?=↓+；

（2）若乙溶液中加入KSCN 溶液，有血红色出现，则乙为硫酸铁，其溶液中含有铁离子，氧化物甲与硫酸反应得到硫酸铁溶液，因此甲为氧化铁。

【点睛】

铝离子与氨水反应的离子方程式容易出错，同学往往错误地把离子方程式写错成3-3Al 3OH Al(OH)++=↓。

2．A 、B 、C 、D 、E 分别是铁或铁的化合物。其中D 是一种红褐色沉淀。其相互反应关系如图所示：

根据如图所示变化，按要求回答下列问题：

（1）写出A 、E 的化学式：A__，E__；

（2）写出其中几步反应的化学方程式：

C→B ：___；

B→D ：___；

E→A ：___。

（3）C 中加入NaOH 溶液，看到的现象是__。

【答案】Fe Fe 2O 3 2FeCl 2＋Cl 2=2FeCl 3 FeCl 3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl Fe 2O 3＋3CO =高温2Fe ＋3CO 2(或Fe 2O 3＋2Al =高温

2Fe ＋Al 2O 3) 出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终

变成红褐色

【解析】

【分析】

D 是一种红褐色沉淀，应为Fe(OH)3，由转化关系可知

E 为Fe 2O 3，A 为Fe ，则B 为FeCl 3，C 为FeCl 2，结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。

【详解】

(1)由以上分析可知A 为Fe ，E 为Fe 2O 3，

故答案为：Fe ；Fe 2O 3；

(2)C 为FeCl 2，可与氯气反应生成FeCl 3，方程式为2FeCl 2+Cl 2=2FeCl 3，B 为FeCl 3，可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)3，方程式为FeCl 3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl ，可经一氧化碳高温下还原(或铝热反应)生成Fe ，方程式为Fe 2O 3＋3CO =高温2Fe ＋3CO 2(或Fe 2O 3＋2Al =高温

2Fe ＋Al 2O 3)，

故答案为：2FeCl 2+Cl 2=2FeCl 3；FeCl 3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl ；Fe 2O 3＋3CO =高温2Fe ＋3CO 2(或Fe 2O 3＋2Al =高温2Fe ＋Al 2O 3)；

(3)C 为FeCl 2，可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2，出现白色沉淀，Fe(OH)2不稳定已被空气中的氧气氧化，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，

故答案为：出现白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。

3．某工厂的工业废水中含有大量的Al 2(SO 4)3、较多的Cu 2+和少量的Na +。从工业废水中回收金属铝和金属铜的工艺流程如下图所示(试剂X 、Y 、Z 均过量)。

(1)试剂X 为_______，加入试剂X 发生的离子方程式是___________试剂Z 为

___________。

(2)操作②为____________(填实验分离方法)。

(3)溶液2中含有的溶质有__________(填化学式)。

(4)写出操作④的化学反应方程式____________。

(5)金属铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应，产生的气体为_________(填化学式)。

【答案】铝 2Al+3Cu 2+=2Al 3++3Cu 氨水 过滤 Al 2(SO 4)3、H 2SO 4 Al 2(SO 4)3、H 2SO 4 SO 2

【解析】

【分析】

某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+，由流程可知加入X为金属铝，用于置换出铜，溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4，不溶性物质为过量的Al和Cu的混合物，向不溶性物质中加入试剂Y用于溶解Al，反应产生Al2(SO4)3，而Cu不能发生反应，则为稀H2SO4，溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4，由于Al(OH)3是两性物质，能够与过量的强碱NaOH溶液反应产生可溶性物质，因此向①②混合后加入氨水，可生成Al(OH)3沉淀，过滤、洗涤后加热分解生成Al2O3，电解熔融的Al2O3可生成Al，以此解答该题。【详解】

根据上述分析可知操作①是过滤，不溶性物质为Cu、Al混合物，操作②是过滤，试剂Y是H2SO4，溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4，溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4，试剂Z是氨水，操作③是过滤，操作④加热分解Al(OH)3，操作⑤是电解。

(1)由以上分析可知X为Al，可用于除去溶液中的Cu2+，反应的离子方程式为：

2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；试剂Z为氨水；

(2)操作①②③用于分离固体和液体，为过滤操作；

(3)溶液2中含有的溶质有Al2(SO4)3、H2SO4；

(4)操作④是加热Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热发生分解反应，化学方程式为：

2Al(OH)32Al2O3+3H2O；

(5)金属Cu与浓硫酸混合加热，发生氧化还原反应，产生CuSO4、SO2、H2O，反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，所以反应产生的气体为SO2。

【点睛】

本题考查了物质的推断、混合物分离提纯的综合应用，把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键，注意实验的设计意图，把握物质的性质，侧重考查学生的分析与实验能力。

4．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】Fe2O3 Fe(OH)2 2Fe3＋＋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Al 2O 3，E 为AlCl 3，F 为NaAlO 2，通过转化关系判断，G 为FeCl 2，H 为白色沉淀Fe(OH)2，I 为红褐色沉淀Fe(OH)3，B 为Fe 2O 3，J 为FeCl 3，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Al 2O 3，

E 为AlCl 3，

F 为NaAlO 2，通过转化关系判断，

G 为FeCl 2，

H 为白色沉淀Fe(OH)2，

I 为红褐色沉淀Fe(OH)3，B 为Fe 2O 3，

J 为FeCl 3；

(1)依据分析判断可知B 为：Fe 2O 3；H 的化学式为：Fe(OH)2；故答案为：Fe 2O 3；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：2Fe 3＋＋Fe ＝3Fe 2＋；故答案为：2Fe 3＋＋Fe ＝3Fe 2＋；

(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 -＋2H 2O ＝2AlO 2-＋3H 2↑；故答案为：2Al ＋2OH -＋2H 2O ＝2AlO 2-＋3H 2↑。

5．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】Cl 2 SO 2 HCl H 2SO 4 FeCl 3 2Fe 3++SO 2+2H 2O ＝2Fe 2++SO 42-+4H +

【解析】

【分析】

A 与硝酸酸化的AgNO 3溶液反应产生白色沉淀，A 中含Cl -；

B 与盐酸酸化的BaCl 2溶液反应产生白色沉淀，B 中含SO 42-；又根据X 、Y 均为有刺激性气味的气体，且X 能与Fe 反应，则X 为Cl 2，Y 为SO 2，A 为HCl ，B 为H 2SO 4，

C 为FeCl 3。

【详解】

(1)分析可知，X 为Cl 2，Y 为SO 2，A 为HCl ，B 为H 2SO 4，C 为FeCl 3。

(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2Fe 3++SO 2+2H 2O ＝2Fe 2++SO 42-+4H +。

6．某pH 1＝

的溶液X ，其中可能含有3Al +、2Ba +、4NH +、2Fe ＋、3Fe ＋、2-

3CO 、2-

4SO 、2-3SiO 、3NO -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．

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3NO -

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001 mo .l ，试确定沉淀C 及其物质的量范围：_________．

【答案】23CO -、23SiO - b 2332 3Fe 4H NO 3Fe NO 2H O -↑+++＋＋++ ()2223

3 AlO CO 2H O Al OH HCO --↓+++ 3Fe + 取少量溶液X 于试管中，加入几滴KSCN 溶液，溶液不变红色，说明无3Fe +（其他答案合理也可） 沉淀为4BaSO ()4BaSO 006mol n .≥

【解析】

【详解】

由反应①加入的Ba(NO 3)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NO 2，溶液E 为HNO 3，因此溶液中含有还原性的离子，即含有Fe 2+；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NH 3，溶液I 为NH 4NO 3，溶液中含有NH 4+; pH= 1的溶液中不可能含有CO 32-、SiO 32-, 故沉淀C 为BaSO 4;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FeCl 3;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CO 32-、SiO 32-；

（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

2

mol。

7．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：

(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式：A____________，B____________，

C____________，D____________，E____________，F____________。

(2)写出⑧的化学方程式________，④、⑤的离子方程式________，_________。

【答案】Fe Fe3O4 FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe+2Fe3+=3Fe2＋

【解析】

【分析】

由转化关系图可知，红褐色固体F为Fe(OH)3，则E为Fe(OH)2，C为FeCl2，D为FeCl3，A 为Fe，B为Fe3O4。据此解答。

【详解】

(1)由以上分析可知A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，F为

Fe(OH)3；

(2)反应⑧为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；④的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，⑤的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2＋。

8．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下图所示(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）B的俗称_______，反应①的用途_____（填一项）。

（2）反应①的化学方程式为________。反应③的离子方程式为_________。反应⑧的化学方程式为______。

（3）反应⑥的化学方程式及变化过程中的现象是__________。

（4）向G溶液中加入AlCl3溶液的离子方程式____________。

【答案】磁性氧化铁焊接钢轨（或冶炼金属铁） 8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe

Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O 白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 3AlO2-+Al3++6H2O==Al(OH)3↓

【解析】

【分析】

F是红褐色难溶于水的沉淀，说明F为Fe(OH)3，E在空气中可转变为Fe(OH)3，说明E为Fe(OH)2，E与F是B与盐酸反应生成的C和D再与NaOH反应得到，因此C为FeCl2，D为FeCl3，B为Fe3O4，A在氧气中燃烧生成Fe3O4，那么A为Fe,B和I高温下反应生成单质铁，说明发生的是铝热反应，即H为Al2O3，I为Al， Al2O3与Al与过量的氢氧化钠溶液反应生成G，那么G为NaAlO2，据此分析作答。

【详解】

（1）B为Fe3O4，俗名为磁性氧化铁，反应①用于焊接钢轨或冶炼金属铁；

（2）反应①为铝热反应，反应方程式为8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe；反应③为Fe3O4与稀盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水的反应，离子方程式为：

Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；反应⑧为Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠的反应，方程式为：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O；

（3）反应⑥为Fe(OH)2在空气中氧化的反应，Fe(OH)2为白色沉淀，被氧化后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色；

（4）向偏铝酸钠溶液中加入AlCl3溶液，生成了白色沉淀，离子反应方程式为：3AlO2-

+Al3++6H2O==Al(OH)3↓。

9．某课外小组对金属钠进行研究。已知C、D都是单质，F的水溶液是一种常见的强酸。

（1）金属Na在空气中放置足够长时间，最终的生成物是：______。

（2）若A是一种常见金属单质，且A与B溶液能够反应，写出该反应的化学方程式

__________。

（3）若A是一种不稳定的盐，A溶液与B溶液混合将产生白色絮状沉淀且瞬间变为灰绿色，最后变成红褐色的E，请写出白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式：____________。

【答案】碳酸钠或Na2CO3 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【解析】

【分析】

Na和O2点燃生成M，则M为Na2O2；Na和水反应生成B和C，其中C为单质，则C为H2，B为NaOH；F的水溶液为常见的强酸，则F为HCl，D为Cl2。题中没有给出A、E、G的信息，故需要结合小题中的信息，去推断各题对应的物质。

【详解】

（1）金属Na在空气中，表面会被氧化为Na2O，Na和Na2O都会和水蒸气反应生成NaOH，NaOH会再和CO2反应生成Na2CO3；

（2）从题中信息可以推出A为Al，A、B反应的化学方程式为：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；

（3）从题中信息可以推出A为亚铁盐，白色絮状沉淀为Fe(OH)2，E为Fe(OH)3，白色絮状沉淀转变成红褐色沉淀过程发生化学反应的方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

【点睛】

金属钠在空气中放置，先变为氧化钠，与水反应生成氢氧化钠，该物质易吸水而潮解，形成氢氧化钠溶液，再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠晶体，风化后得到碳酸钠粉末。

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】Fe Fe(OH)3 KSCN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4 Fe(OH)2+2H2O+O2═4 Fe(OH)3，故答案为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；4 Fe(OH)2+2H2O+O2=4 Fe(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．室温下，单质A、B、C分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知D溶液为黄色，E溶液为无色，请回答：

(1)A是__________，B是__________，C是_______________(填写化学式)。

(2)反应①的化学方程式为_______________________________。

(3)反应③的化学方程式为________________________________________。

(4)反应④的化学方程式为____________________________________________。

【答案】Fe Cl2 H2 2Fe＋3Cl22FeCl3 Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ 2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3【解析】

【分析】

单质B为黄绿色气体，可知B为Cl2，C为单质为无色气体，B与C反应生成E，E溶液是无色的，则C为H2，E为HCl，A与盐酸生成氢气，A应为金属固体单质，A与盐酸反应后