备战高考化学压轴题专题铁及其化合物推断题的经典综合题含答案解析

1、备战高考化学压轴题专题铁及其化合物推断题的经典综合题含答案解析一、铁及其化合物1 将铁、铝的混合物进行如下实验：(1)操作 x 的名称是 _。(2)气体 a 是 _(填化学式 )。(3)a 与 cl 混合光照可能发生爆炸，a 在该反应中作 _(填“氧化剂 ”或 “还原剂 ”)。2外还有 _(填离子符号，下同)，溶液 d 中存在的金属离(4)溶液 b 中的阴离子除 oh子为 _。(5)加入足量 naoh 溶液时发生反应的离子方程式为_；加入稀盐酸发生反应的离子方程式为 _。(6)向溶液 d 中加入 naoh 溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，请写出沉淀转化的化学方程式

2、：_。【答案】过滤h-2 2h- 3h2 2 还原剂alo2fe2al 2oh2o=2alo22fe2h =feh2 4fe(oh)2 o2 2h2o=4fe(oh)3【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，naalo 易溶于水，所以气体a 是 h ，溶液 b 是 naalo 与 naoh 的混合溶液，固体 c是222fe， fe 是比较活泼的金属，与hcl 发生置换反应产生fecl 和氢气，因此溶液d 为 fecl，22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

3、滤，故答案为：过滤；(2)根据上述分析可知，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，故答案为： 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，故答案为：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+，故答

4、案为： alo2 -； fe2+；(5)加入足量 naoh 溶液时， al 与 naoh 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式4fe(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)3，故答案为 2al+2oh-+2h2o=2alo2-+3h2，加入稀盐酸， fe 与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，发生反应的离子方程式为 fe+2h+=fe2+h2，故答案为 2al+2oh-+2h2o=2alo2-+3h2； fe+2h+=fe2+h2 ；(6)溶液 d 为 fecl2，向溶液 d 加入 naoh 溶液，观察到产生的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，其中沉淀转化的化学方程式为为 4fe

5、(oh)2+o2+2h2o=4fe(oh)3。【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。2 现有金属单质a、 b、 c、 i 和气体甲、乙、丙及物质d、 e、 f、 g、 h。其中 b 是地壳中含量最多的金属。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）。请根据以上信息回答下列问题：（ 1）写出下列物质的

6、化学式： c_、 h_。（ 2）写出反应的化学方程式： _ 。写出反应的化学方程式： _ 。写出反应的离子方程式 _ 。【答案】 fe fe( oh) 3 2al+2naoh+2h22232o 2naalo +3h2fecl+cu 2fecl+cuclfe3+3oh fe( oh) 3【解析】【分析】金属单质 a 焰色反应为黄色，故a 为 na，与水反应生成naoh 与氢气，则 d 为 naoh，气体甲为 h2； b 是地壳中含量最多的金属，氢氧化钠与金属b 反应生成氢气，故金属b 为al。黄绿色气体乙为 cl2，与氢气反应生成丙为 hcl， hcl 溶于水得物质 e 为盐酸。氢氧化钠与物质

7、g 反应生成红褐色沉淀 h 是 fe（ oh） 3，故物质 g 中含有 fe3+，金属 c 与盐酸反应生成 f， f 与氯气反应生成g，可知金属c 为 fe，物质 f 为 fecl2，物质 g 为 fecl3，红色金属 i 为 cu。【详解】（1）根据分析可知，c 为 fe， h 为 fe( oh) 。3（2）根据分析可知，反应是al 和 naoh 溶液反应生成h2，化学方程式为：2al+2naoh+2h2o2naalo2+3h2；反应是fecl3 溶液和 cu 反应，化学方程式为：2fecl3cu2fecl2 cucl2gfecl3naoh3+3oh+为反应的离子方程式为：fe +；，和fe

8、( oh) 3。3 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：a+b白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解。 b+d白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色转化为红褐色。c+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）现象中所发生的反应的化学方程式为：_、_ 。（ 3）现象中所发生反应的离子方程式为：_ 、_ 。【答案】 bacl2feso4alcl3naoh；feso4 +2naoh fe( oh) 2 + na2so4 4 fe(

9、 oh) 2+o22h2o4fe oh3 +3oh-al oh 3al oh3+oh-alo -2h+3 al( )( )2 +2o( )【解析】【分析】a+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， b+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 bacl243naoh 溶液反应生成白色沉，b 为 feso， d 为 naoh，则 c为 alcl ，氯化铝溶液与淀 al( oh) 3， al( oh) 3 能溶解在 naoh 溶液中，符合中现象。【详解】( 1)根据以上分析可知a、 b、 c、 d

10、依次为 bacl243、 feso、alcl、 naoh；( 2) 现象先生成白色沉淀，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+22422232naohfe( oh) + na so， 4fe( oh)+o +2h o 4fe( oh) ；( 3)现象中所发生反应的离子方程式为：3+-al +3oh al( oh) ， al( oh) +oh alo233+2h2 o。【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f

11、e( oh) 3 的过程，另外灵活利用氢氧化铝的两性知识即可解题。4 室温下，a 是常见的金属单质、单质b 是黄绿色气体、单质c 是无色气体。在合适反应条件下，它们可以按下面框图进行反应；e 是无色溶液，f 是淡绿色溶液。b 和c 反应发出苍白色火焰。请回答：（ 1） a 是 _ ，b 是 _， c 是 _ （请填写化学式）；（ 2）反应 的化学方程式 _ ；（ 3）反应 的离子方程式 _ ；（ 4）反应 的离子方程式 _ 。【答案】 fe cl2 223 fe2 h22 cl23h2fe+3cl2feclfe2h2fe 2fe2cl【解析】【分析】室温下， a 是常见的金属单质、单质b 是黄

12、绿色气体、单质c 是无色气体，b 是氯气， b 和c反应发出苍白色火焰，c 是氢气， e 是氯化氢。 f 是淡绿色溶液，f 溶液中含有亚铁离子，所以a 是铁， f 是氯化亚铁，d 是氯化铁，据以上分析解答。【详解】室温下， a 是常见的金属单质、单质b 是黄绿色气体、单质c 是无色气体，b 是氯气， b 和c反应发出苍白色火焰， c 是氢气， e 是氯化氢。 f 是淡绿色溶液， f 溶液中含有亚铁离子，所以 a 是铁， f 是氯化亚铁， d 是氯化铁，(1) 根据以上分析可知 a、 b、c 分别是 fe、 cl 2、 h2；(2)反应为铁与氯气反应生成氯化铁，化学方程式为2fe+3cl22fe

13、cl ；3(3)反应为铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，离子方程式为fe 2h fe2 h2；(4)反应为氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，离子方程式为2fe2 cl 22fe3 2cl 。5 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 ab的化学方程式 _。（3）写出 de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高温2+42- 取少量溶液d 于试2 324还原性 fe o +3co2fe+3cob

14、a +so=baso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；高温(2)a b的化学方程式为： fe o +3co 2fe+3co ；232

15、(3)d e的离子方程式为： ba2+so42- =baso4 ；2d2+，检验该阳离子的方法为：取少量(4)若通入的 so 是足量的，溶液中金属阳离子为 fe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+。6 现有单质 a、 b、c 及化合物 d、e、 f、 g、h，它们之间能发生如图反应 (图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出 )。请根据以上信息回答下列问题：（1）反应是d 物质的水溶液与金属铝反应，金属铝被氧化_(写化学式 )；（2）步骤中刚生成的白色沉淀颜色会迅速发生变化，最终生成红褐色沉淀h，请写出由白色沉淀变成

16、h 的化学方程式：_；（3）检验 g 中所含的金属离子时，在g 溶液中加入硫氰化钾溶液，离子方程式为：_；（4）工业上将氯气通入d 溶液中制取消毒液，反应的化学方程式为_， 1mol 氯气发生反应，转移电子 _mol ；消毒液中的有效成分是_(填名称 )；（5）将 0.1mola 的碳酸盐溶液和 0.15mole 溶液混合，有如下两种方式：a 将含 a 的碳酸盐溶液逐滴加入到e 溶液中；b 将 e 溶液逐滴加入到含a 的碳酸盐溶液中；理论上产生气体比较多的是_(填序号 )，多 _mol 。【答案】 h2 o4fe(oh) 2 o 22h 2 o4fe(oh) 3fe33scn fe(scn)

17、32naoh cl 2naclnacloh 2o 1次氯酸钠a 0.025【解析】【分析】金属 a 焰色反应为黄色，故 a 为 na，由反应 na 水气体 cd ，故 c 为 h 2、 d 为naoh，则 e 为 hcl， hcl 溶于水形成盐酸。金属b 能与盐酸反应生成f， f 与氯气反应生成g，而 g 能与 naoh 反应生成红褐色沉淀h，故 b 为 fe、 f 为 fecl 2 、 h 为 fe(oh) 3 ，据此解答。【详解】1反应是 naoh 水溶液与金属铝反应，本质是al 与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝再与naoh 反应生成偏铝酸钠与水，金属铝被h2o 氧化，故答案为：h2o

18、 ；2 步骤 中刚生成的白色沉淀氢氧化亚铁易被氧化，颜色会迅速发生变化，最终生成红褐色沉淀氢氧化铁，化学方程式为：4fe(oh) 2 o 2 2h 2o4fe(oh) 3 ，故答案为：4fe(oh) 2 o 22h 2 o4fe(oh) 3 ；3 检验 fecl3 中所含的金属离子时，在fecl3 溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液变红，离子方程式为： fe33scnfe(scn)3 ，故答案为： fe33scn fe(scn) 3 ；4 工业上将氯气通入naoh 溶液中制取消毒液 naclo，反应的化学方程式为：2naoh cl 2 naclnacloh 2o ，根据氧化还原反应化合价规律可知，氯

19、气中的cl 有一半化合价升高，一半化合价降低，即反应中氯气既是氧化剂又是还原剂，各占一半， 1mol 氯气发生反应转移1mol 电子，消毒液中的有效成分是次氯酸钠，故答案为：2naoh cl 2 naclnacloh 2o ； 1；次氯酸钠；5 a 将碳酸钠溶液逐滴加入到盐酸中，发生反应：na2 co3 2n hcl2naclh 2o co2，生成 co2 为 0.15mol10.075mol ；2b将盐酸逐滴加入到含碳酸钠溶液中，先发生反应：na2 co3 hcl nahco 3nacl ，剩余0.05molhcl 、生成 0.1molnahco 3 ，而后发生反应： nahco 3hcln

20、acl h 2oco 2 ，生成 0.05molco 2 ；故理论上产生气体比较多的是 a，多产生 co2 为 0.075mol0.05mol 0.025mol 。故答案为： a； 0.025。7 常见含硫物质ad，在生活、生产中有着广泛应用，它们之间的转化关系如下图所示。其中反应、中所需物质b 溶液的浓度不同。请按要求回答下列问题：（ 1） a 的化学式为 _。（2）反应、中cu、 fe 所起的作用相同，即都作_（填 “氧化剂 ”或 “还原剂 ”），你判断的依据是它们都是金属，在反应中都_。（ 3）反应的离子方程式为 _。（ 4）大气中因废气 a 引起酸雨的反应流程之一可用下图示意：上图中由

21、 db的转化所需氧化剂为 _。当将含 d 的雨水敞口放置一段时间后（忽略溶液体积、温度的变化），其c（ h+）将_。（填 “增大 ”“减小 ”或 “不变 ”）。废气 a 是一种重要的化工原料，常采用氨吸收法进行循环利用、变废为宝。某工厂若将46a 进行环保处理，. 4810l（标准状况下）废气完全转化为 nh43氨水溶液（溶质全部以32计）的体积为hso 时，需消耗 10mol/lnh ?h o_l。【答案】 so2还原剂失去电子，化合价升高+2+22增大 20000fe+2h =fe +h o【解析】【分析】由 b(含氧酸 )在常温下与足量的铁反应生成c(硫酸盐 )，故 b 是 h2 so4

22、，反应方程式为fe+2h so =feso +h ， c 是feso；cu+2h so (浓)cuso+so +2h oso，24424244222so +h oh so， d是 h so 。222323【详解】（1）由解析可知， a 的化学式为 so2；（2）反应、中，反应前后cu、 fe 元素的化合价都升高，故反应、中cu、 fe 所起的作用相同，即都作还原剂；（3）铁与稀硫酸常温下反应，离子方程式为fe+2h+=fe2+h2；（4） h2so3 h2so4 过程中， s 元素化合价升高，即h2so3 被空气中的 o2 氧化为 h2so4；so+o = h so ， h so是弱酸， h

23、so是强酸，故当将含h so的雨水敞口放置一段时2h2 3224232423间后（忽略溶液体积、温度的变化），其c( h+) 将增大； so2+nh3?h2o=nh4hso3， n(so2)=4.48 106l5，故 n(nh3?h2o)= 2.05氨水溶液（溶质全=2.0 10mol 10mol ，需消耗 10mol/l22.4l/mol部以 nh3?h2o 计）的体积为2.0 105 mol=20000l。10mol/l【点睛】本题是结合图考查s 元素的化合物知识，有关化学方程式书写等，难度不大。8 工业上用某矿渣 (含有 cu22 32 32(金属单质 e 可o、 al o、fe o、

24、sio )提取铜的操作流程如图由滤液 c 制取 )：已知： cu2+2+2o+2h =cu+cu +h o(1)固体混合物 b 的成分是 _。它与 naoh 溶液反应的离子方程式为_。(2)滤液 a 中铁元素的存在形式为_(填离子符号 )，生成该离子与fe 元素有关的离子反应方程式为 _。要检验该铁元素的离子的实验_(3)在滤液 c 中通入足量 co 的离子方程式为 _2(4)金属单质 e 从固体混合物f 中置换出 cu 的化学方程式为 _【答案】 sio2和 cu2-2-22+3+232 3sio+2oh =sio+h o fefe o +6h =2fe +3h o、2fe3+cu=2fe2

25、+cu2+取少量溶液于试管中，滴加kscn，溶液不变红，再加入氯水，溶液2+-高温变为血红色，则有 feoh+co2 =hco3 ； alo2+co2+2h2o=al(oh)3+hco32al+3cuoal2 o3+3cu【解析】【分析】氧化亚铜与盐酸反应生成铜和铜离子，二氧化硅与盐酸不反应，氧化铁与盐酸反应生成fe3+，铁离子与铜反应生成亚铁离子，固体为二氧化硅和铜，滤液中含有铜离子、亚铁离子、铝离子，加入足量的氢氧化钠溶液，滤液c中含有偏铝酸根离子，金属e 为铝，固体d 为氢氧化铜和氢氧化铁的混合物，在空气中灼烧， f 为氧化铜和氧化铁的混合物，粗铜为铜、铝、铁的混合物，经过电解可得到纯铜

26、。【详解】(1)固体混合物b 的成分是 sio2 和 cu。它与 naoh 溶液即二氧化硅与氢氧化钠反应，反应的离子方程式为sio2+2oh-=sio32-+h2o。(2)氧化亚铜与盐酸反应生成铜单质和铜离子，氧化铁与盐酸反应生成铁离子，与铜反应生成亚铁离子，有铜剩余，故铁离子完全转化为亚铁离子，滤液a 中铁元素的存在形式为2+，生成该离子与fe 元素有关的离子反应方程式为fe+3+fe2o3+6h =2fe +3h2o、2fe3+cu=2fe2+cu2+。要检验该铁元素的离子的实验为取少量溶液于试管中，滴加kscn，溶液不变红，再加入氯水，溶液变为血红色，则有fe2+。(3)在滤液 c 中含

27、有偏铝酸钠和氢氧化钠，通入足量co2 的离子方程式为oh-+co2=hco3- ；2-2233-。alo +co +2h o=al(oh) +hco(4)金属单质 e 为铝，从固体混合物 f 为氧化铜和氧化铁的混合物，置换出cu 的化学方程式为铝热反应， 2al+3cuo 高温 al2o3+3cu。9 从某矿渣（成分为 nife2o4(铁酸镍 )、 nio、feo、 cao、 sio2 等）中回收 niso4 的工艺流程如图：已知： (nh4)2so4在350分解生成nh3和h2so4 nife2o4在焙烧过程中生成niso4；、fe2 (so4)3。回答下列问题：（1） “研磨 ”的目的是

28、_。（2）矿渣中部分feo 在空气焙烧时与h2 so4 反应生成 fe2(so4)3 的化学方程式为 _。（3） “浸泡 ”过程中 fe2(so4)3 生成 feo(oh)的离子方程式为 _。 “浸渣 ”的成分除 fe2 o3、feo(oh)、caso4 外还含有 _（填化学式）。（42+，溶液中-1时，可使钙）向 “浸取液 ”中加入 naf 以除去溶液中 cac(f)至少为 _mol l2+浓度小于 1.0-5-1时沉淀完全；ksp2-11离子沉淀完全。 已知 ca10moll 10(caf )=4.0（5）萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离：fe2+(水相 )+2rh(有机相)fe

29、r2(有机相 )+2h+(水相 )。萃取剂与溶液的体积比（v0）对溶液中 ni2+、 fe2+的萃va取率影响如图所示，v0的最佳值为 _。在 _（填“强碱性”“强酸性”或“中性”）va介质中 “反萃取 ”能使有机相再生而循环利用。（6）若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤（前后步骤不变）。依据下表数据判断，调范围为 _。ph【答案】增大接触面积，加快反应速率4feo+6h高温2fe2(so4)3+6h2o2so4+o23+加热+2.0-3强酸性3.7 ph7.1fe+2h2ofeo(oh)+3h sio2 10.25【解析】【分析】某矿渣的主要成分是nife2o4(铁酸镍 )、 nio、 feo

30、、 cao、 sio2 等，加入硫酸铵研磨后，600 c 焙烧，已知：(nh4)2so4 在 350以上会分解生成 nh3 和 h2so4； nife2o4 在焙烧过程中生成 niso4 、fe2(so4)3，在 90c 的热水中浸泡过滤得到浸出液，加入naf 除去钙离子，过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相，无机相通过一系列操作得到硫酸镍，有机相循环使用，据此分析解答。【详解】(1)焙烧前将矿渣与(nh4 )2 so4 混合研磨，混合研磨的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；(2)矿渣中部分 feo 在空气焙烧时与 hso 反应生成 fe (so )的化学方程式为2424 3

31、高温2fe2(so4)3+6h2o；4feo+6h2so4 +o2(3) 浸“泡 ”过程中 fe2(so4)3 生成 feo(oh)的离子方程式为：fe3+2h2o加热feo(oh)+3h+；根据分析，浸渣 ”的成分除 fe2 342o、 feo(oh) 、 caso 外还含有sio；(4)向 “浸取液 ”中加入 naf 以除去溶液中2+2+-5-1时沉淀完ca，已知ca 浓度小于 1.0 10mol l-k sp4.0 10-11-3，故溶液中-3全，溶液中 c(f )=c ca2=10-5 2 10mol/lc(f )至少为2 101.0mol/l ；v0(5)本工艺中，萃取剂与溶液的体积

32、比( va )对溶液中ni2+、fe2+的萃取率影响如图所示，最佳取值是亚铁离子不能被萃取，镍离子被萃取，v0 的最佳取值是 0.25；由 fe2+(水va相)+2rh(有机相 )? fer(有机相 )+2h+ (水相 )可知，加酸，增大氢离子的浓度，使平衡逆向移动，可生成有机相，则应在强酸性介质中“”反萃取 能使有机相再生而循环利用；(6)若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤(前后步骤不变 )，亚铁离子被双氧水氧化为铁离子，除杂过程中要将铁离子除去但不能使镍离子沉淀，依据下表数据判断，ph=3.7 时铁离子完全沉淀， ph=7.1 时镍离子开始沉淀，则调节ph 范围为 3.7 ph7.。110 纯橄岩为含镁的硅酸盐矿物，并含有mno 、 fe2 32和一些有机物等杂质。o 、 feo、 sio工业上利用纯橄岩制备一水硫酸镁(mgso4h2o)的工艺流程如下：（1）浸出时温度控制在90 100之间，并且要连续搅拌2 小时的目的是_。（ 2）上述流程中多次用到了过滤操作，实验室过滤时需要用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯和_ 。（ 3）向过滤的滤液中加入 naclo 溶液，将溶液中的 mn 2+氧化成 mno 2，反应的离子方程式为 _ 。（ 4）滤渣中主要成