2020-2021【化学】培优 易错 难题铁及其化合物辅导专题训练及答案

2020-2021【化学】培优 易错 难题铁及其化合物辅导专题训练及答案

一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析） 1．某固体化合物A，按图所示发生系列变化，已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色。

回答下列问题：（1）物质A是___（填化学式）。 （2）反应②的离子反应方程式为___。 （3）反应④的化学反应方程式为___。 【答案】Fe(OH)3 Fe2O3＋6H＋=2Fe3+＋3H2O 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【解析】 【分析】 已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色说明A为氢氧化铁，Fe(OH)3，A加热分解生成B为Fe2O3，C为H2O，依据流程分析判断D为FeCl3，X为Fe，E为FeCl2 溶液，据此分析。

【详解】 已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色说明A为氢氧化铁，Fe(OH)3，A加热分解生成B为Fe2O3，C为H2O，依据流程分析判断D为FeCl3，X为Fe，E为FeCl2 溶液。

（1）依据推断可知A为Fe(OH)3； （2）反应②是盐酸和氧化铁发生的复分解反应，反应的离子反应方程式为Fe2O3＋6H＋=2Fe3+＋3H2O；

（3）反应④是氢氧化亚铁和氧气水 发生反应生成氢氧化铁的也还原反应，反应的化学反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

2．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FeSO4•7H2O晶体的操作Ⅲ为：加热浓缩、冷却结晶、______、______、干燥。 【答案】Fe H2SO4 Fe + 2Fe3+=3Fe2+ Fe + Cu2+=Fe2++ Cu 过滤 洗涤

【解析】 【分析】 工业废水中含大量Fe2+、Fe3+、Cu2+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H2SO4，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FeSO4溶液，溶液经蒸发、浓缩、冷却结晶、过滤，洗涤、干燥就可得到FeSO4·7H2O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+Cu2+=Fe2++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+=Fe2++H2↑，所以A的化学式为Fe，D的化学式为H2SO4； (2)由于离子的氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+＞Na+，所以向工业废水中加入过量A时，首先发生反应Fe + 2Fe3+=3Fe2+，然后发生反应Fe + Cu2+=Fe2++ Cu； (3)FeSO4的溶解度受温度的影响变化较大，所以从FeSO4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FeSO4•7H2O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。

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．下列物质之间有如下反应关系：

已知由E转化成C的现象是：灰白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 回答： （1）写出下列物质的化学式：A______，B______，D________，甲_______，乙_______，丙__________。 （2）写出E→C反应的化学方程式：_____________________。 【答案】Fe2O3 FeCl3 FeCl2 Cl2 NaOH KSCN 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O＝4Fe(OH)3

【解析】 【分析】 E转化成C的现象是：灰白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe（OH）

2，C为Fe（OH）3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH，由D→B的转化可知，甲为氯气或氯水等，由血红色溶液可知，丙为KSCN，据此解答。 【详解】 （1）根据以上分析可知A、B、D、甲、乙、丙分别是Fe2O3；FeCl3；FeCl2；Cl2；NaOH；KSCN；

（2）E→C反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3。 5．A是一种红棕色金属氧化物；B、D是金属单质；J是一种难溶于水的白色化合物，受热

易分解。

回答下列问题： （1）A、E、J、G的化学式分别为___、___、___、___。 （2）C转化为I的离子方程式为___。 （3）H和I反应生成J的离子方程式为___。 （4）如何检验E溶液中大量存在的阳离子?___。 【答案】Fe2O3 FeCl2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O Al3++3AlO2-

+6H2O═4Al(OH)3↓ 取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，再滴入几滴

氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+ 【解析】 【分析】 A是一种红棕色金属氧化物，则A是Fe2O3，红褐色沉淀G为Fe(OH)3，分解可以生成氧化

铁，则F是 Fe(OH)2．B、D是金属单质，Fe2O3和B在高温下能反应生成金属单质D，则该反应是铝热反应，B是Al，D是Fe，C是Al2O3，J是一种不溶于水的白色化合物，受热容易分解成C，则J是Al(OH)3，由转化关系可知，I是NaAlO2，H是AlCl3；铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，E和氨水反应生成 Fe(OH)2，则E是 FeCl2，以此解答该题。 【详解】 (1)由以上分析可知，则A为Fe2O3，E是FeCl2，J是Al(OH)3，G是Fe(OH)3；

(2)氧化铝是两性氧化物，与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：

Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O；

(3)铝离子和偏铝酸根之间双水解而不共存，反应的离子方程式为Al3++3AlO2-

+6H2O═4Al(OH)3↓；

(4)E是FeCl2，检验亚铁离子，可取E溶液2mL于试管中，滴入几滴KSCN溶液，无现象，

再滴入几滴氯水，溶液呈血红色，则含有Fe2+。

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： (1)写出下列物质的化学式：A ______，E______； (2)反应①的化学方程式是_________________________；反应②的化学方程式是___________________________；

(3)J与盐酸反应的化学方程式是______________________；反应后的溶液与足量的D反应的离子方程式是______________________，如何检验最后溶液中的阳离子：______________________________________。

(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为__________________。

【答案】Fe2O3 Al2O3 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2 Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+ 取少量溶液于试管中滴加硫氰化钾溶液，

不变色，再通入氯气变血红色，证明含有二价铁离子 2Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O 【解析】 【分析】 B为地壳中含量最高的金属，为Al；J为磁性材料，故为Fe3O4，②反应条件为高温，该反

应为铁和水蒸气的反应，G为氢气；B（Al）和C反应生成G（H2）和F，I加入过量NaOH得到F，故C为NaOH，F为NaAlO2，结合A和B的反应条件为高温，可知为铝热反应，D为Fe，E为Al2O3，据此解答。 【详解】 (1)根据以上分析，A和B在高温下的反应为Al与Fe2O3在高温下发生的铝热反应，生成和Al2O3和Fe，故A的化学式为：Fe2O3，E的化学式为：Al2O3；

(2)根据以上分析，B为Al，C为氢氧化钠溶液，反应①是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；反应②是铁在高温下和水