化学铁及其化合物推断题的专项培优 易错 难题练习题附答案解析

化学铁及其化合物推断题的专项培优易错难题练习题附答案解析

一、铁及其化合物

1．物质X是某新型净水剂的中间体，它可以看成由AlCl3（在180℃升华）和一种盐A按物质的量之比1：2组成。在密闭容器中加热X使之完全分解，发生如下转化：

请回答下列问题：

（1）X的化学式为__。

（2）将E混合晶体溶于水配成溶液，向溶液中加入过量稀NaOH溶液时发生的总反应的离子方程式为__。

（3）高温下，若在密闭容器中长时间煅烧X，产物中还有另外一种气体，请设计实验方案验证之_。

【答案】AlCl3·2FeSO4 Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O 将气体通入足量NaOH溶液中，收集余气，把一条带火星的木条伸入其中，若复燃，则说明是O2

【解析】

【分析】

固体氧化物B溶于稀盐酸后得到的溶液C中滴加KSCN溶液，混合液变血红色，说明B中含有Fe3+，则B为Fe2O3，C为FeCl3溶液，无色D气体能使品红褪色，则D为SO2，由元素守恒可知A中含有Fe、S、O元素，A加热分解能生成氧化铁和二氧化硫，则盐A为

FeSO4，氧化铁的物质的量为

3.2g

160g/mol

=0.02mol，生成二氧化硫为

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，

由Fe、S原子为1：1可知生成SO3为0.02mol，4.27g混合晶体E为AlCl3和SO3，AlCl3的物

质的量为4.27g-0.02mol80g/mol

133.5g/mol

=0.02mol，X的组成为AlCl3∙2FeSO4，以此解答该题。

【详解】

(1)根据上述分析，X的化学式为AlCl∙2FeSO4；

(2)将E混合晶体溶于水配成溶液，三氧化硫反应生成硫酸，则硫酸与氯化铝的物质的量相等，逐滴加入过量稀NaOH溶液，该过程的总反应的离子方程式为：Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O；

(3)若在高温下长时间煅烧X，生成的三氧化硫再分解生成二氧化硫和氧气，另一种气体分子式是O2，检验氧气的方法为：将气体通入足量NaOH溶液中，收集余气，把一条带火星的本条伸入其中，若复燃，则说明是O2。

2．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）。

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______________、

F_____________、 H____________、乙______________

（2）写出下列反应化学方程式：

反应①_________________________________________________

反应⑤_________________________________________________

反应⑥_________________________________________________

【答案】Na Al Fe FeCl2 Fe(OH)3 Cl2 2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑ 2FeCl2 + Cl2=2FeCl3 FeCl3+ 3NaOH =Fe(OH)3↓+ 3NaCl

【解析】

【分析】

【详解】

金属单质A的焰色为黄色，则A为Na；反应①为Na与水反应生成NaOH和H2，则物质D 为NaOH，气体为H2；金属B与NaOH反应生成H2，则金属B为Al；黄绿色气体为Cl2，反应②为H2与Cl2化合成HCl，则气体丙为HCl，物质E为盐酸；金属C与盐酸反应生成F，F 与Cl2反应生成物质G，G与NaOH反应得红棕色沉淀，则金属C为Fe，F为FeCl2，G为FeCl3；

（1）A、B、C、F、H、乙的化学式依次为Na、Al、Fe、FeCl2、Fe(OH)3、Cl2。

（2）反应①的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；

反应⑤的化学方程式为Cl2+2FeCl2=2FeCl3；

反应⑥的化学方程式为FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl。

3．某工厂的工业硫酸盐废水中含有大量的Fe2+、Fe3+、较多的Cu2+和少量的Na+。工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，设计如下流程图。

回答下列问题；

(1)A 的化学式为_________，D 的化学式为_______。

(2)在工业废水中加入过量A 时，发应的离子方程式有：__________、______。

(3)得到FeSO 4•7H 2O 晶体的操作Ⅲ为：加热浓缩、冷却结晶、______、______、干燥。

【答案】Fe H 2SO 4 Fe + 2Fe 3+=3Fe 2+ Fe + Cu 2+=Fe 2++ Cu 过滤 洗涤

【解析】

【分析】

工业废水中含大量Fe 2+、Fe 3+、Cu 2+和少量的Na +，从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜，结合流程可知，要加入铁粉，可置换出铜，同时生成硫酸亚铁，经过滤，得到的滤液C 中主要含硫酸亚铁，滤渣B 中含Cu 、Fe ，向该固体混合物中加入D 为H 2SO 4，得到的溶液F 为硫酸亚铁，得到滤渣E 为Cu ，将溶液C 、F 合并就是FeSO 4溶液，溶液经蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤、干燥就可得到FeSO 4·7H 2O 晶体，以此来解答。

【详解】

(1)加入铁粉，由于金属活动性Fe ＞Cu ，可发生置换反应，置换出铜，反应的离子方程式为Fe +Cu 2+=Fe 2++Cu ，铁、铜的混合物中加入稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢

气，反应的离子方程式为Fe +2H +=Fe 2++H 2↑，所以A 的化学式为Fe ，D 的化学式为H 2SO 4；

(2)由于离子的氧化性Fe 3+＞Cu 2+＞Fe 2+＞Na +

，所以向工业废水中加入过量A 时，首先发生反应Fe + 2Fe 3+=3Fe 2+，然后发生反应Fe + Cu 2+=Fe 2++ Cu ；

(3)FeSO 4的溶解度受温度的影响变化较大，所以从FeSO 4的溶液中获得晶体经过加热，通过蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤、洗涤，最后干燥，就得到了FeSO 4•7H 2O 晶体。

【点睛】

本题以废水处理流程为线索，考查了混合物的分离、提纯的操作过程、试剂的选用及离子方程式书写等，把握流程中发生的化学反应及分离方法为解答的关键，注重基础知识的考查。

4．铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：

(1)在实验室中，2FeCl 可用铁粉和______反应制备，3FeCl 可用铁粉和______反应制备。

(2)黄铁矿(主要成分为2FeS )是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。高温下可发生反应： 222343FeS 8O 6SO e O =F ++高温，该过程中若有1.5mol 2FeS 参加反应，则反应过程中转移______mol 电子。

(3)24K FeO 与Zn 组成新型二次电池高铁电池，电解液为碱溶液，其反应式为：222423Zn(OH)2Fe(OH)4KOH 3Zn 2K FeO 8H O ++++ƒ充电

放电，放电时电池的负极反应式

为______；充电时电解液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”之一)。

(4)某同学向盛有22H O 溶液的试管中加入几滴酸化的2FeCl 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______；生成沉淀的原因是______(用平衡移动原理解释)。

【答案】盐酸(或氯化铁) 氯气 16 2Zn 2OH 2e Zn(OH)--+-= 减小