化学化学二模试题分类汇编铁及其化合物综合附答案.docx
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化学化学二模试题分类汇编铁及其化合物综合附答案
2020-2021【化学】化学二模试题分类汇编——铁及其化合物综合附答案
一、高中化学铁及其化合物
1.D、E为中学化学常见的单质,在一定条件下C、D间能发生反应。
各物质转化关系如下图:
(1)B的同素异形体的名称为:
_____________;H的化学式为:
_____________。
(2)已知E的燃烧热为QkJ/mol,试写出表示E燃烧热的热化学方程式_____________。
(3)用惰性电极电解A溶液的阳极反应式为:
_____________。
(4)检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是:
_____________。
a.氯水和KSCN溶液b.氢氧化钠溶液c.酸性KMnO4溶液
(5)用惰性电极电解一定浓度的A溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体后恰好恢复到电解前的浓度和pH。
则电解过程中转移电子的物质的量为_____________mol,收集到标准状况下的气体体积为_____________。
【答案】臭氧Fe2(SO4)3Fe(s)+
O2(g)=
Fe3O4(s)△H=-QkJ/mol4OH--4e-=2H2O+O2↑c0.4mol4.48L
【解析】
【分析】
电解A溶液生成三种物质,且D为金属,A应为不活泼金属的含氧酸盐,电解时,在阴极生成金属,则阳极应生成O2,其中E可在B中燃烧说明B为O2,C应为含氧酸,而E在氧气中反应的氧化为与酸反应后生成两种盐,说明金属为变价金属,则E应为Fe,则C应为硫酸,不可能为硝酸,否则四氧化三铁与硝酸反应只生成一种物质,则G为FeSO4,H为Fe2(SO4)3,D应为Cu,则A应为CuSO4,结合相关物质的性质和题目要求可解答该题。
【详解】
根据上述分析可知:
A为CuSO4,B为O2,C为H2SO4,DCu,E为Fe,F为Fe3O4,G为FeSO4,H为Fe2(SO4)3。
(1)由以上分析可知,B为O2,对应的同素异形体为臭氧,H为Fe2(SO4)3。
(2)E为Fe,E的燃烧热为QkJ/mol,则表示E燃烧热的热化学方程式为Fe(s)+
O2(g)=
Fe3O4(s)△H=-QkJ/mol。
(3)A为CuSO4,电解时,在阴极生成金属Cu,在阳极OH-失去电子应生成O2,阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。
(4)G为FeSO4,H为Fe2(SO4)3,二者溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+,检验Fe2+的方法是根据Fe2+具有还原性,可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液的紫色褪去,故合理选项是c;
(5)向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体,即即加入Cu(OH)2的物质的量是0.1mol,恰好恢复到电解前的浓度和pH,说明析出0.1molCu、0.1molH2和0.1molO2,应转移电子0.4mol,收集到标准状况下的气体体积为V(H2)+V(O2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L。
2.现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H,它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
试请根据以上信息回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式
A、B、C、乙
(2)写出下列反应化学方程式:
反应①反应③
(3)写出下列反应离子方程式反应④
【答案】
(1)A、NaB、AlC、Fe乙Cl2
(2)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑
(3)Fe+2H+=Fe2++H2↑
【解析】
试题分析:
金属单质A的焰色反应为黄色,为Na,与水反应生成的气体甲是H2,D是NaOH,乙是Cl2,则丙为HCl,E为盐酸,能与NaOH反应生成氢气,B为Al,红褐色沉淀为Fe(OH)3,C为Fe,F为FeCl2,G为FeCl3;
(1)A、NaB、AlC、Fe乙Cl2;
(2)反应①的化学方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
反应③的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑;
(3)反应④的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑
考点:
无机推断
3.下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质,其中C为气体单质一种主要成分、D在常温下是黄绿色气体、E为Fe单质,其余为化合物。
它们存在如下转化关系,反应中生成的水及次要产物均已略去。
(1)写出有关物质的化学式
F______________,G_______________,H_________________。
(2)指出MnO2在相关反应中的作用,反应①中是___________剂,反应②中是____________剂。
(3)若反应①是在加热条件下进行,则A是___________;若反应①是在常温条件下进行,则A的电子式为______________。
(4)写出B与MnO2共热获得D的离子方程式________________。
(5)写出B与F反应的化学方程式___________________________。
【答案】Fe3O4FeCl2FeCl3催化剂氧化剂KClO3
4H++2Cl-+MnO2
Mn2++Cl2↑+2H2OFe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
【解析】
【分析】
中学阶段与MnO2反应的制备的气体有O2和Cl2,其中在不加热条件下,用H2O2和MnO2制备O2,在加热条件下用氯酸钾在加热条件分解制氧气,用浓盐酸和MnO2制备Cl2,则A为H2O2,B为HCl,C为O2,D为Cl2,F为金属氧化物,与盐酸反应生成两种氯化物,且二者之间可以相互转化,说明E为变价金属,应为Fe,是目前人类应用最广泛的金属,则F为Fe3O4,G为FeCl2,H为FeCl3,结合物质的性质解答该题。
【详解】
与MnO2反应的制备的气体有O2和Cl2,其中在不加热条件下,用H2O2和MnO2制备O2,在加热条件下用浓盐酸和MnO2制备Cl2,则A为H2O2,B为HCl,C为O2,D为Cl2,F为金属氧化物,与盐酸反应生成两种氯化物,且二者之间可以相互转化,说明E为变价金属,应为Fe,是目前人类应用最广泛的金属,则F为Fe3O4,G为FeCl2,H为FeCl3,则:
(1)由以上分析可知,F为Fe3O4,G为FeCl2,H为FeCl3;
(2)在不加热条件下,用H2O2和MnO2制备O2,H2O2起到催化剂的作用,在加热条件下用浓盐酸和MnO2制备Cl2,发生:
4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O,MnO2起到氧化剂的作用;
(3)反应①是在加热条件下进行,判断为实验室制氧气的反应,加热分解氯酸钾,2KClO3
2KCl+3O2↑,若常温下反应是二氧化锰催化剂分解过氧化氢,2H2O2
2H2O+O2↑,H2O2是共价化合物,其电子式为
;
(4)B(HCl)与MnO2共热获得D(Cl2)的离子方程式为4H++2Cl-+MnO2
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(5)B(HCl)与F(Fe3O4)反应的化学方程式为Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。
4.A、C、E是中学化学中常见的单质,A是固体,C、E是无色无味的气体,D是黑色晶体,它们之间的转化关系如下图所示。
(1)写出A、B、C的化学式:
A_______;B_______;C_______。
(2)写出A、B转化为D、E的化学方程式_______。
(3)写出A与足量稀硝酸反应的离子方程式_______。
【答案】FeH2OO23Fe+4H2O
Fe3O4+4H2↑Fe+4H++NO3-==Fe3++NO↑+2H2O
【解析】
【分析】
A、C、E是中学化学中常见的单质,A是固体,C、E是无色无味的气体,D是黑色晶体,根据它们之间的转化关系,A是Fe、C是O2、B是H2O、D是Fe3O4、E是H2。
【详解】
根据以上分析:
(1)A是Fe;B是H2O;C是O2。
(2)铁与水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式是3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2↑。
(3)铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮、水,反应的离子方程式是Fe+4H++NO3-==Fe3++NO↑+2H2O。
5.已知A、B、C、D分别是AlCl3、BaCl2、FeSO4、NaOH四种化合物中的一种,它们的水溶液之间的一些反应现象如下:
①A+B→白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解。
②B+D→白色沉淀,在空气中放置,沉淀由白色转化为红褐色。
③C+D→白色沉淀,继续加D溶液,白色沉淀逐渐消失。
(1)则各是什么物质的化学式为:
A_______、B_______、C_______、D_______。
(2)现象②中所发生的反应的化学方程式为:
__________________________________、______________________________。
(3)现象③中所发生反应的离子方程式为:
__________________________________、________________________________。
【答案】BaCl2FeSO4AlCl3NaOH;FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO44Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Al3++3OH-=Al(OH)3↓Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
【解析】
【分析】
①A+B→白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解应,则生成的白色沉淀为BaSO4,②B+D→白色沉淀,在空气中放置,沉淀由白色转化为红褐色,是Fe(OH)2的转化为Fe(OH)3,故A为BaCl2,B为FeSO4,D为NaOH,则C为AlCl3,氯化铝溶液与NaOH溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3,Al(OH)3能溶解在NaOH溶液中,符合③中现象。
【详解】
(1)根据以上分析可知A、B、C、D依次为BaCl2、FeSO4、AlCl3、NaOH;
(2)现象②先生成白色沉淀,在空气中放置,沉淀由白色转化为红褐色时所发生的反应的化学方程式为:
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)现象③中所发生反应的离子方程式为:
Al3++3OH-=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
【点睛】
考查无机物的推断,关键是明确物质之间的反应,根据现象进行判断,其中“白色沉淀,在空气中放置,沉淀由白色转化为红褐色”为解题突破口,这里发生了Fe(OH)2沉淀的生成及转化为Fe(OH)3的过程,另外灵活利用氢氧化铝的两性知识即可解题。
6.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)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。
(2)反应①的化学方程式为___。
(3)反应③的离子方程式为___。
(4)反应⑧的化学方程式为___。
(5)反应⑥过程中的现象是____。
(6)1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应,生成的气体换算成标准状况下占___L。
【答案】铁元素8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9FeFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色33.6
【解析】
【分析】
F是红褐色难溶于水的沉淀,则F为氢氧化铁;E能在空气中转化为F,且E是C和氢氧化钠反应生成,则E为氢氧化亚铁,C为氯化亚铁;B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D,则B为四氧化三铁,D为氯化铁;A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁,则A为铁单质;四氧化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质,I又能与氢氧化钠反应,推知I为铝单质,与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应,生成H为氧化铝;铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G,则G为偏铝酸钠。
【详解】
(1)A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁,则六种物质中都含有铁元素,故答案为:
铁元素;
(2)①是铝与四氧化三铁发生铝热反应,其反应的方程式为8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe,故答案为:
8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe;
(3)③是四氧化三铁与盐酸反应,其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O,故答案为:
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
(4)⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,故答案为:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(5)⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁,其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故答案为:
生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
(6)1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝,生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气,根据得失电子守恒可知,铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数,可列式1×3=2×n(H2),则n(H2)=1.5mol,则标准状况下,氢气的体积V(H2)=1.5mol×22.4L/mol=33.6L,故答案为33.6。
【点睛】
铝与四氧化三铁反应生成铁,8molAl~9molFe,铁与水蒸气反应生成氢气,3molFe~4molH2,所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH2,求得氢气的物质的量。
7.已知A、B、C为中学化学中常见的单质,在室温下A为固体,B和C为气体,向D溶液中加入KSCN溶液后,溶液显红色。
在适宜的条件下可发生如下转化:
试回答下列问题:
(1)写出A、B、C的化学式:
A_____、B_______、C_________。
(2)反应E溶液+A→F溶液+C的离子方程式为:
______________;D溶液+A→F溶液的离子方程式为:
___________;若向F溶液中加入NaOH溶液,观察到的现象为:
_________。
(3)写出除去D溶液中F杂质的离子方程式:
________。
【答案】FeCl2H2Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe3++Fe=3Fe2+溶液中生成白色沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【解析】
【分析】
A、B、C为中学化学中常见的单质,在室温下A为固体,B和C为气体,A与B反应生成D,向D溶液中加入KSCN溶液后,溶液显红色,D溶液中含有Fe3+,由D于F相互转化可知,A为Fe,B为Cl2,D为FeCl3,F为FeCl2.B与C反应生成E,Fe与E溶液反应得到氯化亚铁与C,则C为H2,E为HCl,以此解答该题。
【详解】
(1)向D溶液中加入KSCN溶液后,溶液显红色,故D溶液中含Fe3+,根据题干信息可推知A为Fe,结合框图中E溶液与A反应生成F溶液和气体C可确定E溶液为酸,故E为HCl,由此推知B、C分别为Cl2、H2,D、F分别为FeCl3、FeCl2。
(2)E为HCl,溶液与铁反应生成氯化亚铁和氢气,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;氯化铁和铁反应生成氯化亚铁,反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,F为FeCl2,加入氢氧化钠溶液,可生成不稳定的氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,可被氧化生成氢氧化铁,现象为溶液中生成白色沉淀,迅速变灰绿色,最终变红褐色;
(3)除去氯化铁中的氯化亚铁,可通入氯气,发生氧化还原反应生成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
8.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】FeKClFe(OH)3KSCN溶液呈红色FeCl2+2KOH=Fe(OH)2↓+2KClFe+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。
9.为探究某固体化合物X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验。
请回答:
(1)蓝色溶液中的金属阳离子是________。
(2)黑色化合物→砖红色化合物的化学方程式是________________________。
(3)X的化学式是________。
【答案】Cu2+4CuO
2Cu2O+O2↑Cu3(OH)2(CO3)2或Cu(OH)2·2CuCO3
【解析】
【分析】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO,砖红色化合物为Cu2O,红色金属单质为Cu,蓝色溶液为CuSO4溶液;n(H2O)=
=0.01mol,黑色化合物n(CuO)=
=0.03mol,无色无味气体n(CO2)=n(CaCO3)=
=0.02mol,故可根据各元素推知分子式Cu3C2H2O8,则推断出X为Cu3(OH)2(CO3)2或Cu(OH)2·2CuCO3,据此分析。
【详解】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO,砖红色化合物为Cu2O,红色金属单质为Cu,蓝色溶液为CuSO4溶液;n(H2O)=
=0.01mol,n(H)=0.02mol,黑色化合物n(CuO)=
=0.03mol,无色无味气体n(CO2)=n(CaCO3)=
=0.02mol,故n(O)=0.04+0.03+0.01=0.08mol,可根据各元素推知分子式Cu3C2H2O8,则推断出X为Cu3(OH)2(CO3)2或Cu(OH)2·2CuCO3。
(1)蓝色溶液为CuSO4溶液,含有的金属阳离子是Cu2+;
(2)黑色化合物→砖红色化合物,只能是CuO→Cu2O,反应的化学方程式是4CuO
2Cu2O+O2↑;
(3)X的化学式是Cu(OH)2·2CuCO3或Cu3(OH)2(CO3)2。
10.物质A~K有如图的转化关系,其中D、E为气体单质,A、H为常见金属。
试回答(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出):
(1)写出下列物质的化学式:
D是________,I是______。
(2)写出“C→F”反应的离子方程式:
______________________________________。
(3)写出反应“J→K”的离子方程式:
____________________________________。
(4)在溶液I中滴入NaOH溶液,可观察到的现象是______________________________。
【答案】H2FeCl2
产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色
【解析】
【分析】
黄绿色气体E为Cl2,红褐色沉淀K为Fe(OH)3,金属H与溶液B反应得到I,I能被氯气氧化得到J,J与氢氧化钠反应得Fe(OH)3,可推知H为Fe、B为盐酸、I为FeCl2,J为FeCl3,故B为HCl、气体单质D为H2,金属A与盐酸反应得到C为盐,能与氨气反应得到白色沉淀F,且白色沉淀F溶于氢氧化钠溶液得到G,可推知A为Al、C为AlCl3、F为Al(OH)3、G为NaAlO2,据此解答。
【详解】
(1)由上述分析可知,D为H2,I为FeCl2,
故答案为:
H2;FeCl2;
(2)C为AlCl3,其与NH3·H2O反应生成氢氧化铝和氯化铵,其离子反应方程式为:
;
故答案为:
;
(3)J为FeCl3,其与NaOH溶液反应生成氢氧化铁和氯化钠,其离子反应方程式为:
,
故答案为:
;
(4)I为FeCl2,其与NaOH溶液反应会生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁极易被空气氧化而生成氢氧化铁,其现象为:
产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色,
故答案为:
产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色。
11.已知A、B、C、D、G为中学化学中常见的物质,其中A为单质,B、C、D、G均为化合物。
它们之间存在以下的相互转化关系:
试回答:
(1)写出A的化学式___。
(2)如何用实验证明B溶液中是否含有G?
(请写出实验的步骤、现象和结论)___。
(3)写出由E转变成F的化学方程式___。
(4)向G溶液中加入A的有关离子反应方程式___。
【答案】Fe取少量B溶液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,溶液显红色说明含有G,否则不含G4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe3++Fe=3Fe2+
【解析】
【分析】
白色沉淀E在空气中变为红褐色沉淀F,则E是Fe(OH)2、F是Fe(OH)3,Fe(OH)3与盐酸反应生成氯化铁,G是FeCl3溶液;则可知A是Fe,铁与盐酸反应生成FeCl2和氢气,B是FeCl2;C是氢氧化钠,氢氧化钠与FeCl2反应生成Fe(OH)2和氯化钠,D是NaCl,NaCl与硝酸银反应生成AgCl沉淀和硝酸钠,则H是AgCl。
【详解】
根据以上分析:
(1)A是单质铁,化学式为Fe。
(2)B是FeCl2,G是FeCl3,Fe3+遇KSCN变红色,取少量B溶液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,溶液显红色说明含有FeCl3,否
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