化学铁及其化合物的专项培优练习题(含答案)含答案

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化学铁及其化合物的专项培优练习题(含答案)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.已知有以下物质相互转化:请回答下列问题:(1)写出B的化学式___________,D的化学式为____________;(2)写出由E转变成F的化学方程式________。

(3)写出D转化成H的离子方程式_________。

(4)除去溶液B中混有的少量G溶液的最适宜方法是________。

【答案】FeCl2 KCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Ag++Cl-=AgCl↓向溶液B中加入足量铁粉,再经过滤操作【解析】【分析】D和硝酸银、稀硝酸的混合溶液反应生成沉淀H和焰色反应呈紫色的溶液可知,H为AgCl,D为KCl,白色沉淀E在空气中变成红褐色沉淀F可知E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,所以G为FeCl3,A为Fe,B为FeCl2,C为NaOH,据此解答。

【详解】(1)由分析可知,B为FeCl2,D为KCl,故答案为:FeCl2;KCl;(2)E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,反应的方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;(3)D为KCl,H为AgCl,D转化为H的离子方程式为:Ag++Cl-=AgCl↓,故答案为:Ag++Cl-=AgCl↓;(4)FeCl2中混有的少量FeCl3,可用过量的铁粉将FeCl3转化为FeCl2,过量的铁粉用过滤除去,故答案为:向溶液B中加入足量铁粉,再经过滤操作。

【点睛】白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色所涉及的反应正是E到F:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。

2.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+。

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+3Cu2+=2Al3++3Cu 氨水过滤 Al2(SO4)3、H2SO4 Al2(SO4)3、H2SO4 SO2【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。

3.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 SO2HCl H2SO4FeCl3 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+。

4.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)32Fe2++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+。

5.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+9FeFe3O4+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↓。

6.A、B、C、D四种化合物,其中B、C、D 焰色反应均为黄色,而A的焰色反应为紫色,B、D和盐酸反应均得到C,将固体B加热分解可得到D,若在D的溶液中通入一种无色无味气体,又可得到B的溶液;若A的溶液滴加到FeCl2溶液中,先出现白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀E。

(1)试推断各物质的化学式:A:___ B:___ C:___(2)按要求写出下列方程式:①D与盐酸反应的离子方程式:___;②E固体受热分解的化学方程式:___。

【答案】KOH NaHCO3 NaCl CO32-+2H+=H2O+CO2↑ 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O【解析】【分析】B、C、D 焰色反应均为黄色,则均为钠的化合物,A的焰色反应为紫色,则A为钾的化合物;若A的溶液滴加到FeCl2溶液中,先出现白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀E,可知A为KOH,E为Fe(OH)3;B、D和盐酸反应均得到C,将固体B加热分解可得到D,若在D的溶液中通入一种无色无味气体,又可得到B的溶液,可知B为Na2CO3,D 为NaHCO3,C为NaCl,据此进行解答。

【详解】(1)据分析可知答案为:KOH;NaHCO3;NaCl;(2)①碳酸钠和盐酸反应离子方程式为:CO32-+2H+=H2O+CO2↑;②氢氧化铁受热反应方程式为:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。

7.现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F,它们之间能发生如下反应。

(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)(1)A的原子结构示意图为_____________,丙的化学式为_____________。