2020-2021高考化学铁及其化合物的综合复习含详细答案

2020-2021高考化学铁及其化合物的综合复习含详细答案

一、高中化学铁及其化合物

1．现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H，它们之间的相互转化关系如图所示（图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出）。

请根据以上信息完成下列各题：

(1)写出下列物质的化学式：B_______、丙__________。

(2)写出黄绿色气体乙的一种用途___________，反应过程⑦可能观察到的实验现象是______。对应的化学方程式是_______。

(3)反应③中的离子方程式是_________。

【答案】Al HCl 杀菌消毒、强氧化剂、漂白 白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2↑

【解析】

【分析】

金属A颜色反应为黄色证明A为金属Na，Na与水反应生成气体甲为H2，D为NaOH；金属B和氢氧化钠溶液反应产生H2，说明B为金属Al，黄绿色气体乙为Cl2，气体甲是H2，H2和Cl2反应生成丙为HCl，HCl溶于水得到的物质E为盐酸溶液，盐酸与金属C反应产生F溶液是金属氯化物，该氯化物与Cl2还可以反应产生G，G与NaOH溶液反应生成红褐色沉淀H为Fe(OH)3，则G为FeCl3，推断物质F为FeCl2；判断C为Fe，以此解答该题。

【详解】

根据上述分析可知A是Na，B是Al，C为Fe，气体甲是H2，气体乙是Cl2，气体丙是HCl；D是NaOH，E是盐酸，F是FeCl2，G是FeCl3，H是Fe(OH)3。

(1)根据上述分析可知，物质B是Al，丙是HCl；

(2)黄绿色气体乙是Cl2，该物质可以与水反应产生HCl和HClO，HClO具有强氧化性，可作氧化剂，氧化一些具有还原性的物质，也用于杀菌消毒或用于物质的漂白；

(3)FeCl2与NaOH溶液发生反应：FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl，Fe(OH)2具有还原性，容易被溶解在溶液中的氧气氧化，发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，固体由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，因此可观察到的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；

(4)反应③是Al与NaOH溶液发生反应产生NaAlO2和H2，反应的离子方程式为：2Al+2OH-

+2H2O=2AlO2-+3H2↑。 【点睛】

本题是无机物推断，物质的颜色及转化关系中特殊反应是物质推断的突破口，再结合转化关系推断，需要学生熟练掌握元素化合物知识，试题培养了学生的分析能力及逻辑推理能力。

2．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+。

3．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。

4．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】Cl2 SO2 HCl H2SO4 FeCl3 2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+

【解析】

【分析】

A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，A中含Cl-；B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀，B中含SO42-；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Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

【详解】

(1)分析可知，X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。

(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2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+。

5．已知A为常见的金属单质，根据如下所示的转化关系回答下列问题：

(1)写出下列物质的化学式：

A________，B_______，C_______，D_________，E__________。

(2)反应③的离子方程式为_______________；

反应④的离子方程式为___________；

反应⑦的化学方程式为_____________。

【答案】Fe FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe3＋+Fe=3Fe2＋

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

【解析】

【分析】 A为常见的金属单质，其某种化合物是红褐色固体，该红褐色固体E为Fe(OH)3，由转化关系图可知，A是Fe单质，Fe与HCl反应产生的B是FeCl2，Fe与Cl2反应产生的C是FeCl3，FeCl2与Cl2反应产生FeCl3，FeCl3与Fe反应产生FeCl2，FeCl2与碱NaOH反应产生的D为Fe(OH)2，Fe(OH)2在溶液中被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，FeCl3与NaOH反应也产生Fe(OH)3，然后结合物质的性质及化学用语来解答。

【详解】

(1)根据上述分析可知A是Fe，B是FeCl2，C是FeCl3，D是Fe(OH)2，E是Fe(OH)3。

(2)反应③是FeCl2与Cl2反应转化为FeCl3，该反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；

反应④是FeCl3与还原剂Fe反应产生FeCl2，该反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+；

反应⑦是Fe(OH)2在溶液中被空气中的O2氧化为Fe(OH)3，该反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

【点睛】

本题考查无机物的推断，涉及铁元素的单质及化合物的性质及转化关系。注意物质的颜色为解答本题的突破口。Fe3+具有强氧化性，可以与还原剂反应转化为低价态的Fe2+，也可以转化为Fe单质；Fe2+既有氧化性，也有还原性，主要表现还原性；Fe单质与弱氧化剂作用转化为Fe2+，与强氧化剂作用转化为Fe3+。熟悉铁及其化合物的性质即可解答，注意氧化还原反应方程式书写时要遵循电子守恒。

6．下图中A～J均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，J是磁性材料。

根据图示回答问题：