2020-2021备战高考化学 铁及其化合物 培优练习(含答案)附答案
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)3
2Al2O3+3H2O；
CuSO4+SO2↑+2H2O，所以反应产生的气体为SO2。
(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)
【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。
2．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)C+CO2
高温高温高温Fe3O4＋4H2 CO+H2O(g)
点燃CO2＋H2 2F2+2H2O=4HF+O2
2CO（或2Mg+CO22MgO+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)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)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+CO22Mg+CO2
点燃高温高温高温Fe3O4＋
CO2＋
2CO（或
2MgO+C）；
3．已知有以下物质相互转化关系：
试回答：
(1)写出各物质的化学式A________________、 D___________、F_______ 。 (2)检验G溶液中阳离子所选用的试剂是_______(写化学式)，实验现象是______。 (3)写出B溶液与C溶液反应的化学方程式___________________________ 。 (4)写出G溶液与A反应的离子反应方程式___________________________ 。 (5)上图中共有6个化学反应，其中属于氧化还原反应的有几个？________ 。 【答案】Fe KCl Fe(OH)3 KSCN 溶液呈红色 FeCl2+2KOH=Fe(OH)2↓+2KCl Fe+2Fe3+=3Fe2+ 3 【解析】 【分析】
B溶液和C溶液反应生成白色沉淀E，在空气中变成红褐色F，所以E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，D溶液和AgNO3溶液反应生成白色沉淀为AgCl，得到的溶液的焰色反应呈紫色，说明溶液中有K+，所以B溶液和C溶液是FeCl2和KOH。Fe(OH)3和盐酸反应生成的G溶液为FeCl3溶液，FeCl3溶液和A反应生成B，所以B是FeCl2，A是铁，C即为KOH，A和盐酸反应生成FeCl2和氢气，符合题意。故A为Fe，B为FeCl2，C为KOH，D为KCl，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为FeCl3，H为AgCl。 【详解】
由以上分析可知：A为Fe，B为FeCl2，C为KOH，D为KCl，E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3，G为FeCl3，H为AgCl。
(1)化学式A：Fe，D：KCl，F：Fe(OH)3。
(2)检验G(FeCl3)溶液中的Fe3+可选用KSCN溶液，Fe3+和SCN-反应生成红色的配离子和配合物，溶液显红色。
(3)B(FeCl2)溶液与C(KOH)溶液反应的化学方程式为FeCl2+2KOH=Fe(OH)2↓+2KCl。 (4)G(FeCl3)溶液与A(Fe)反应的离子反应方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(5)上图中的6个化学反应，铁和盐酸的置换反应、Fe(OH)2在空气中被氧气氧化为Fe(OH)3的反应以及FeCl3和铁生成FeCl2的归中反应属于氧化还原反应，其他3个都是复分解反应，没有化合价的变化，不是氧化还原反应，所以属于氧化还原反应的共有3个。
4．A、B、C为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物，其中X常温下是无色气体，其水溶液是一种无氧强酸溶液，E为黑色固体，H在常温下为液体。它们之间的转化如图所示（某些反应条件和部分反应产物已略去）。
（1）写出下列物质的化学式：D___，X___。
（2）在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是___（填数字编号）。 （3）反应⑥的离子方程式为：___。
（4）反应⑦的化学方程式为___；该反应中每消耗0.3mol的A，可转移电子___mol。 （5）除去D溶液中混有的少量G的方法是：___。 （6）检验G溶液中阳离子的方法是：___。
【答案】FeCl3 HCl ③⑥ Fe+3SCN=Fe(SCN)3 3Fe+4H2O(g)
3+
-
高温Fe3O4+4H2 0.8 向混
合液中通入足量氯气（或氯水）（或加入足量H2O2） 取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色 【解析】 【分析】
单质A和C反应生成黑色晶体E，E和X酸反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，E为Fe3O4，C为O2，依据D+A=G说明D为含三价铁离子
+
的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2离子的化合物，H在常温下为液体，
H为H2O；B为黄绿色气体，B是氯气，依据G+B=D判断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。据此解答。 【详解】
根据以上分析，（1）D是氯化铁，化学式是FeCl3，X是盐酸，化学式是HCl。
（2）反应①是铁与氯气反应生成氯化铁，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应②是铁与氧气反应生成Fe3O4，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应③是Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和水，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应④是FeCl3与铁反应生成FeCl2，铁元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑤是FeCl2与氯气反应生成FeCl3，元素化合价改变，属于氧化还原反应；反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3，元素化合价不变，不属于氧化还原反应；反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，元素化合价改变，属于氧化还原反应；在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是③⑥。 （3）反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3，离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
（4）反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)
高温Fe3O4+4H2；3mol铁反应转移8mol电子，所以反应中每消耗0.3mol的
铁，可转移电子0.8mol。
（5）FeCl2与氯气反应生成FeCl3，除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入过量的氯气。
（6）Fe3+与SCN-反应生成血红色Fe(SCN)3，Fe2+与SCN-作用不显红色，所以检验Fe2+的方法是：取少量G溶液于试管中，滴2滴KSCN溶液，溶液不变色，再加新制氯水，溶液变为红色，说明含有Fe2+。
5．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)3【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)3
Fe2O3+3H2O。
Fe2O3+3H2O
6．金属A能够被磁铁所吸引．A及其A的化合物之间有如下的转化关系：
（1）写出A、C的化学式：A_____；C_____．
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