高考化学综合题专题复习【铁及其化合物】专题解析附答案解析

高考化学综合题专题复习【铁及其化合物】专题解析附答案解析

一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析）

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3.2g160g/mol=0.02mol，生成二氧化硫为0.448L22.4L/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/mol133.5g/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．在下列物质转化关系中，反应的条件和部分产物已略去。已知：甲、乙是两种常见金属，反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。

回答下列问题：

(1)反应I中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，写出该物质的电子式：_______，该化合物中存在的化学键有：_________ 。与甲在同一周期的金属元素（包括甲），按单质熔点由高到低的顺序排列依次为：_______（元素符号）。

(2)反应Ⅱ中，乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙在周期表中的位置是_______；写出反应Ⅱ的化学方程式_______。

(3)通过比较反应I、Ⅱ的反应条件，可得出甲的金属性比乙的金属性_______（填“强”或“弱”），比较二者金属性强弱的依据还可以是_______（写出一种即可）。

(4)下列关于第三周期金属元素的单质及其化合物的说法正确的是_______（选填答案编号）

a．工业上一般用电解法进行冶炼，获取单质

b．金属阳离子都具有相同的电子排布式

c．氢氧化物都能容易分解得到相应的氧化物

d．金属氯化物都是电解质，都属于离子化合物

【答案】 离子键、共价键 Al、Mg、Na 第四周期Ⅷ族

3Fe+4H2O高温Fe3O4+H2 强 NaOH是强碱，而Fe（OH）3是弱碱 ab

【解析】

【分析】

已知反应Ⅲ是工业制盐酸的反应，则丙为H2，丁为HCl；反应I中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则甲为金属钠；反应Ⅱ中，乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙为铁。据此解答。

【详解】

(1)由以上分析知，甲为金属钠，则焰色反应为黄色的物质为NaOH，电子式为，该化合物中存在的化学键有离子键、共价键。与甲在同一周期的金属元素有Na、Mg、Al三种，它们的离子带电荷数依次增多，离子半径依次减小，所以按单质熔点由高到低的顺序排列依次为Al、Mg、Na。答案为：；离子键、共价键；Al、Mg、Na；

(2)由以上分析知，乙为铁，与H2O在高温下反应，生成的有磁性的物质为Fe3O4，铁为26号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则铁在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族；反应Ⅱ的化学方程式为3Fe+4H2O高温Fe3O4+H2。答案为：第四周期Ⅷ族；3Fe+4H2O高温Fe3O4+H2；

(3)钠与水在常温下剧烈反应，铁与水在高温下才能反应，由此可得出钠的金属性比铁的金属性强，比较二者金属性强弱的依据还可以是NaOH是强碱，而Fe(OH)3是弱碱来判断。答案为：强；NaOH是强碱，而Fe(OH)3是弱碱；

(4)a．工业上一般用电解法冶炼NaCl、MgCl2、Al2O3，获取单质，a正确；

b．Na+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子排布式1s22s22p6，b正确；

c．NaOH热稳定性强，很难分解得到相应的氧化物，c不正确；

d．金属氯化物都是电解质，但AlCl3属于共价化合物，d不正确；

答案为：ab。

【点睛】

在书写铁与H2O在高温下反应，我们易忽视“有磁性的物质”，而把产物写成Fe2O3和H2，从而产生错误。

3．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＋NO↑＋H2O(方程式未配平)。若产物中戊和己的物质的量之比为3∶1，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 1∶3 4Fe(OH)2 ＋O2＋2H2O=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3mol＋3mol×2＝n(NO)×3，n(NO)＝3mol；根据N原子守恒可知参加反应的n(HNO3)＝n(NO)＋n[Fe(NO3)2]×2＋n[Fe(NO3)3]×3＝12mol，则铁与HNO3的物质的量之比为4∶12＝1∶3。

(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)。

4．A是日常生活中最常见的金属，其转化关系如图（部分反应物或生成物已略去）。

（1）写出B的化学式_____________；溶液C的颜色是______________。

（2）写出下列转化的离子方程式：

①AC—：_________________。

②CD—：__________________。

（3）E转化为F过程中，可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，该反应的化学方程式为：________________。

【答案】34FeO 浅绿色 22Fe2HFeH 2322FeCl2Fe2Cl

22234Fe(OH)O2HO4Fe(OH)

【解析】

【分析】

A是金属单质，B是金属氧化物、C和D均为金属氯化物，而且可以相互转化，因此A是变价金属，日常生活中最常见的变价金属只有铁，因此，B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E为氢氧化亚铁，F为氢氧化铁，据此回答。

【详解】

（1）B为四氧化三铁、C为氯化亚铁；答案为：34FeO；浅绿色；

（2）A为铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁；故①AC—的离子方程式为22Fe2HFeH，②CD—的离子方程式为2322FeCl2Fe2Cl；

（3）E为氢氧化亚铁，F为氢氧化铁，因此E转化为F过程中，可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，该反应的化学方程式为22234Fe(OH)O2HO4Fe(OH)。

【点睛】 此题的切入点是按物质类别及类别的通性给各物质归类，进一步找到C、D都是同一种金属的氯化物，是组成元素相同不同化合物，因此，金属元素是变价元素。

5．中学化学常见物质A、B、C、D、E有如下转化（已知A、B、C、D、E均含有同一元素）：

请写出：

（1）B→C+D的离子方程_______________________；

（2）E→F化学方程式__________________________。

（3）若A→B过程的反应不是化合反应，该反应可能的化学方程式___________________。

（4）D通过化合反应转化为C的离子方程式为____________________________________。

【答案】23342FeO8HFe2Fe4HO 22234FeOHO2HO4FeOH

23423Fe+4HOgFeO4H高温 3+2+2Fe+Fe=3Fe

【解析】

【分析】

由F是红褐色物质，可知F是Fe(OH)3；E能氧化为Fe(OH)3，E是Fe(OH)2；逆推可知C含有Fe2+、D含有Fe3+，则A是Fe；B中的铁元素有+2、+3两种，B是Fe3O4。

【详解】

根据以上分析，（1）Fe3O4与盐酸反应生成氯化亚铁和氯化铁，反应的离子方程23342FeO8HFe2Fe4HO；

（2）氢氧化亚铁和氧气反应生成氢氧化铁，反应化学方程式为22234FeOHO2HO4FeOH；

（3）若Fe→Fe3O4过程的反应不是化合反应，则为铁和水蒸气高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应可能的化学方程式为23423Fe+4HOgFeO4H高温；

（4）Fe3+和Fe通过化合反应生成Fe2+，反应的离子方程式为3+2+2Fe+Fe=3Fe。