2020-2021高考化学铁及其化合物的综合题试题含答案

2020-2021高考化学铁及其化合物的综合题试题含答案

一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．图中，固体A是铁锈的主要成分。

请回答：

（1）固体C的化学式是___，上述框图中体现了SO2的___（填“氧化性”、“还原性”或“漂白性”）。

（2）写出A→B的化学方程式___。

（3）写出D→E的离子方程式___。

（4）若通入的SO2是足量的，请你设计实验方案检验“溶液D”中的金属阳离子___。

【答案】FeCl3 还原性 Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2 Ba2++SO42-=BaSO4↓ 取少量溶液D于试管中，滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加适量氯水（或双氧水），溶液变成血红色，则含有Fe2+

【解析】

【分析】

固体A是铁锈的主要成分，则A为Fe2O3，结合图中转化可知，A与CO反应生成B为Fe，B与氯气反应生成C为FeCl3，C与二氧化硫发生氧化还原反应，溶液D中Fe2+、SO42-等，溶液D与氯化钡反应生成白色沉淀E为BaSO4。

【详解】

(1)由上述分析可知，固体C的化学式是：FeCl3，上述框图中SO2失去电子转化为硫酸根离子，作还原剂；

(2)A→B的化学方程式为：Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2；

(3)D→E的离子方程式为：Ba2++SO42−=BaSO4↓；

(4)若通入的SO2是足量的，溶液D中金属阳离子为Fe2+，检验该阳离子的方法为：取少量溶液D于试管中，滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加适量氯水(或双氧水)，溶液变成血红色，则含有Fe2+。

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．铁和铝是科技、生产、生活中应用最广泛的金属材料。

现有铁、铝的混合物进行如下实验：

(1)操作X的名称是_____。

(2)气体A是_____。

(3)A与Cl2混合光照可能发生爆炸，生成_____(填化学式)，A在该反应中作为_____(填“氧化剂”或“还原剂”)。

(4)溶液B中阴离子除OH-外还有_____，溶液D中存在的金属离子为_____。

【答案】过滤 H2(或氢气) HCl 还原剂 AlO2- Fe2+

【解析】

【分析】

金属混合物中Fe与NaOH溶液不反应，而Al可以与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2，NaAlO2易溶于水，所以气体A是H2，溶液B是NaAlO2与NaOH的混合溶液，固体C是Fe，Fe是比较活泼的金属，与HCl发生置换反应产生FeCl2和氢气，因此溶液D为FeCl2，据此分析解答。

【详解】

(1)操作X的名称是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法，名称是过滤；

(2)气体A是H2；

(3)A是H2，H2和Cl2的混合气体光照会发生爆炸，反应生成HCl，在该反应中，氢元素的化合价升高，失去电子，被氧化，所以H2作还原剂，；

(4)溶液B是反应产生的NaAlO2与过量的NaOH的混合溶液，所以溶液B中阴离子除OH-外还有AlO2-；铁可以和盐酸反应生成FeCl2和H2，溶液D中含有的金属离子为Fe2+。

【点睛】

本题考查金属铁以及金属铝的化学性质。注意知识的积累是解题的关键， HCl的氧化性比较弱，只能把Fe氧化为Fe2+，Cl2、H2O2具有强氧化性，可以把Fe氧化为Fe3+；Al既可以与酸反应产生氢气，也可以与强碱溶液反应反应氢气，等物质的量的铝与足量的酸、碱反应产生氢气的物质的量相等。

4．物质A~F有如图所示的转化关系，各反应均在高温下进行（必要时需催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同。

（1）写出①的化学方程式____。

（2）写出③的化学方程式____。

（3）写出一个B作还原剂的化学方程式____。

（4）写出一个F作氧化剂的化学方程式_____。

【答案】3Fe＋4H2O(g)高温Fe3O4＋4H2 CO+H2O(g)高温CO2＋H2 2F2+2H2O=4HF+O2

C+CO2高温2CO（或2Mg+CO2点燃2MgO+C）

【解析】

【分析】

反应均是在高温下进行的（必要时可使用催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同，则E为CO，依据转化关系结合反应条件分析判断，A为Fe，B为H2O，C为Fe3O4，D为H2，E为CO，F为CO2，据此分析解答。

【详解】

(1)反应①是铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式3Fe＋4H2O(g)高温Fe3O4＋4H2； (2)反应③是一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式CO+H2O(g)高温CO2＋H2；

(3)B为H2O，氟单质与水反应生成氟化氢和氧气，该反应中水作还原剂，化学方程式2F2+2H2O=4HF+O2；

(4)F为CO2，二氧化碳在高温下与碳单质反应生成一氧化碳，或二氧化碳与金属镁反应生成氧化镁和碳单质，反应中二氧化碳作氧化剂，化学方程式C+CO2高温2CO（或2Mg+CO2点燃2MgO+C）；

5．已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系：

(1)确定C、E的化学式，C为_____，E为_____

(2)写出④的离子方程式，⑧的化学方程式：

④_________________________，

⑧________________________。

【答案】FeCl2 Fe(OH)2 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

【解析】

【分析】

A为常见的金属单质，F为红褐色固体，且E和O2反应得到F，则F为Fe(OH)3，E为Fe(OH)2，A为Fe；再根据图中的转化关系，可以推出B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3。

【详解】

经分析，A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，则：

（1）C为FeCl2，E为Fe(OH)2；

（2）反应④的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；反应⑧的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

【点睛】

无机推断题，要求学生掌握一些常见物质的物理、化学性质，还要掌握一些化学反应，比如本题中的红棕色物质，一般有Fe2O3、Fe(OH)3，但是中学阶段没有学习通过和O2反应生成Fe2O3的反应，反而学过Fe(OH)2和O2反应生成Fe(OH)3的反应，故可以推断出题中F为Fe(OH)3。此外，还要注意，Fe3O4是黑色晶体，Fe块是银白色的，但是Fe粉是黑色的。

6．已知A是一种常见金属，部分反应物或生成物已略去。试根据图中转化关系，回答下列问题。

（1）B的俗名为____。

（2）保存C溶液时需加入少量A的原因是____，A与水蒸气反应的化学方程式为____，该反应类型属于____（填基本反应类型）

（3）E生成F可观察到的现象____，化学方程式为____。

（4）写出B→C化学方程式为____，C→D的离子方程式为____。

【答案】磁性氧化铁 防止Fe2＋被O2氧化 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 置换反应 白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2 + 2H2O＋O2 = 4Fe(OH)3 Fe3O4 + 8HCl=FeCl2 +

2FeCl3 + 4H2O 2Fe2＋ + Cl2=2Fe3＋ + 2Cl－

【解析】

【分析】

A是一种常见金属，燃烧后生成的氧化物B与盐酸反应能够生成两种氯化物，符合条件的常见金属是铁，所以由图中转化关系得，A为Fe，B为Fe3O4，C为FeCl2，D为FeCl3，X为H2，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为Fe2O3。

【详解】

（1）由分析可知B为Fe3O4，俗名为磁性氧化铁，故答案为：磁性氧化铁；

（2）因为Fe2＋极易被O2氧化，所以保存FeCl2溶液时需加入少量Fe，Fe与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O Fe3O4+4H2，该反应属于置换反应，故答案为：防止Fe2＋被O2氧化；3Fe+4H2O Fe3O4+4H2；置换反应；

（3）Fe(OH)2沉淀在空气中被氧化生成Fe(OH)3，可观察到的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，化学方程式为：4Fe(OH)2 + 2H2O＋O2 = 4Fe(OH)3；故答案为：白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；4Fe(OH)2 + 2H2O＋O2 = 4Fe(OH)3；

（4）Fe3O4与盐酸反应得化学方程式为Fe3O4 + 8HCl=FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O，FeCl2与Cl2反应得离子方程式为2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl－，故答案为：Fe3O4 + 8HCl=FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O；2Fe2＋ + Cl2=2Fe3＋ + 2Cl－。

7．A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。

请回答下列问题：

(1)物质C和E的名称分别为________、________；

(2)可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为