1、FeSO4?7H2 O 晶体。2020-2021 备战高考化学提高题专题复习铁及其化合物练习题一、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 FeSO42_7H O晶体的操作为：加热浓缩、冷却结晶、?、干燥。【答案】 Fe H243+2+2+2+过滤 洗涤2Fe=3FeFe + Cu=Fe + CuSO
2、 Fe +【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 H2 4F 为SO ，得到的溶液硫酸亚铁，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+
3、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24；A 的化学式为 Fe， D 的化学式为 H SO( 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4FeSO 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【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
4、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。2 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
5、，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 H ， H和 Cl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222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 O
6、H-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。3 已知 A 是一种常见金属，F 是一种红褐色沉淀。根据图中转化关系，回答下列问题。(1)写出 F、G 的化学式： F._； G._。(2)检验 D 中阳离子的方法为_(3)保存
7、C 溶液时要加固体A 的原因是 _(4)写出下列转化的离子方程式：BC：_CD：_【答案】Fe(OH)3 Fe2O3 取 D 溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含 Fe3+防止 Fe2+被 O2 氧化 Fe3 O4+8H+ Fe2+2Fe3+4H2O2Fe2+Cl2 2Fe2+2Cl-【解析】【分析】A 是一种常见金属，F 是一种红褐色沉淀，由转化关系可知F 为 Fe(OH)3， A 为 Fe， Fe 与氧气反应生成 B 为 Fe3O4，四氧化三铁与盐酸反应得到氯化亚铁与氯化铁，故Fe 与盐酸反应得到 X 为氢气、 C 为 FeCl2，可推知2323E 为 Fe(OH)
8、、 D 为 FeCl ，G 为 Fe O 。【详解】(1)由上述分析可知，F 为 Fe(OH) ， G 为 Fe O ；323(2)检验 FeCl 中阳离子的方法为：取D 溶液少许于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液变红3色，证明含 Fe3+；22+被 O2氧化；(3)保存 FeCl 溶液时要加固体 Fe 的原因是：防止 Fe(4) BC的离子方程式：Fe3 O4+8H+ Fe2+2Fe3+4H2O；CD 的离子方程式：2Fe2+Cl2 2Fe2+2Cl- ；【点睛】物质的颜色是推断突破口，再结合转化关系推断各物质，需要学生熟练掌握元素化合物的性质4 某 pH 1 的溶液 X，其中可能含有 A
9、l3、 Ba 2 、 NH 4 、 Fe2 、 Fe3 、 CO32- 、SO42- 、 SiO32-、 NO3 中的一种或几种，取200 mL 该溶液进行实验，其现象及转化如图已知：反应过程中有一种气体是红棕色请回答下列问题：（ 1）仅由强酸性条件便可判断溶液X 中一定不存在的离子有 _（ 2）溶液 X 中，关于 NO3 的判断一定正确的是 _（填字母）a一定有b一定没有c可能有（3）中产生气体A 的离子方程式为_ （4）中生成沉淀K 的离子方程式为_ （ 5）溶液 X 中不能确定的离子是 _ 用实验证明该离子一定不存在的化学方法为_0.01 mo_（6）若实验测定 A F K 均为l ，试
10、确定沉淀C及其物质的量范围：【答案】 CO 32、 SiO32b 3Fe2+4H + NO 33Fe3+ +NO+2H 2 OAlO 2 +CO2 +2H 2OAlOH 3+HCO 3Fe3取少量溶液X于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色，说明无Fe3（其他答案合理也可）沉淀为 BaSO4n BaSO4 0.06mol【解析】【详解】由反应加入的Ba(NO3)2 溶液及 pH= 1，结合溶液中可能含有的离子等信息可判断气体A为 NO，气体 D 为 NO2，溶液 E 为 HNO3，因此溶液中含有还原性的离子，即含有Fe2+；由反应加入过量NaOH 溶液及溶液中可能存在的离子判断气体F 为
11、 NH3，溶液 I 为43NH4+的溶液中不可能含有32-、 SiO32-4NH NO ，溶液中含有; pH= 1CO, 故沉淀 C 为 BaSO ;根据图示关系及可能存在的离子可知沉淀G 为Fe(OH)333，溶液 J 为 FeCl ; 沉淀 K 为 Al(OH) 。（1）由强酸性条件即可判断溶液X 中一定不存在弱酸根离子，所以不存在的离子有CO32-、SiO32-；（ 2）强酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性，如果存在硝酸根离子，则不存在亚铁离子，加入硝酸钡溶液时不能产生气体，所以溶液 X 中一定没有 NO3-，答案选 b；（ 3）亚铁离子和硝酸反应生成铁离子、一氧化氮和水，离子反应方程式为
12、：3Fe2+NO3-+4H+=3Fe3+NO +2H2O；（4）中生成沉淀 K 为 Al(OH)3-23-，反应的离子方程式为223 ；AlO +CO +2H O= Al(OH) +HCO(5)生成 Fe(OH)3 的 Fe3+可能来自于 Fe2+被硝酸氧化，也可能是原来溶液中就存在Fe3+，故不能确定溶液 X 中是否存在 Fe3+，可用 KSCN溶液检验溶液X 中是否存在 Fe3+；(6) NO、 NH3、 Al(OH)3 各为 0.01 mol ，则说明溶液X 中有 0.03molFe2+、 0.01 mol NH4+、 0.01mol Al3+。 若溶液 X 中不存在 Fe3+3+、 N
13、H +、 Fe2+、 SO 2-,由上述推断可知溶液中一定存在Al44，由溶液中的电荷守恒可知3n(Al 3+4+2+42-42-)=) + n(NH )+ 2n(Fe )+ n(H )= 2n(SO)，故 n(SO1Fe3+，则 n(SO42- )0.06(0.03mol+0.01mol + 0.06 mol+ 0.02 mol)= 0.06 mol, 若溶液中含有2mol 。5 已知 A 为常见的金属单质，根据如图所示的关系：(1) 确定AB C DEF的化学式：A_，B_、 、 、 、，C_， D_， E_， F_。(2) 写出的化学方程式 _，、的离子方程式_， _。【答案】 FeFe
14、3 423Fe( OH)2Fe( OH)32223OFeClFeCl4Fe( OH) +O +2H O=4Fe( OH)2+ Cl23+ 2Cl-3+ 3Fe22Fe+=2Fe+Fe 2Fe=+【解析】【分析】由转化关系图可知，红褐色固体FFe OH 3E为Fe OH 2C为FeCl2，D3为() ，则( ) ，为 FeCl ， 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 Fe3 423， E 为 Fe( OH)2O ， C 为 FeCl， D 为 FeCl， F 为Fe( OH) 3；( 2)反应为 4Fe( OH) 2+O2+2H2O=
15、4Fe( OH) 3；的离子方程式为2+Cl3+2Cl- ，的2Fe2=2Fe离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2 。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) 反应的化学方程式是_；反应的化学方程式是_ ；( 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 ( K243FeO ) 是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl
16、 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_。高温【答案】 Fe2O3Al2O32Al+2NaOH+2H2 O=2NaAlO2+3H23Fe+4H2OFe3 O4+4H2Fe3 O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2Fe3+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- 2FeO4 2- +3Cl-+5H2-3+3ClO+4OH2FeO42+3Cl +5H2O 或 2Fe( OH)O【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，
17、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Al O和 Fe，故A 的化学式为： Fe O，E 的化学式为： AlO；232323( 2)根据以上分析， B 为 Al， C为氢氧化钠溶液，反应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+
18、2NaOH+2H2O2NaAlO2 +3H2；反应是铁在高温下和水蒸汽反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式是3Fe+4H2O高温3 42Fe O +4H；( 3)J 为 Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式是Fe3O4 8HCl+2323+与足量的 Fe 反应的离子方程式是2Fe3+FeFeCl +2FeCl +4H O；反应后的溶液含有Fe3Fe2+，最后溶液中的阳离子主要是 Fe2+，检验的方法是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。( 4) 次氯酸钾中氯+1 价具有强氧化性，可将+3 价的铁氧化成+6 价，用
19、FeCl3 与 KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，反应的离子方程式为：2Fe3+3ClO- +10OH- 2FeO42 - +3Cl- +5H2 O或 2Fe( OH) 3+3ClO- +4OH- 2FeO42 - +3Cl- +5H2O。7A、 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、C 均为气体。 D、 E、 F、 G、 H、 X 均为化合物，其中X 是一种无氧强酸、E 为黑色固体， H 在常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。（ 1）在反应中，不属于氧化还原反应的是_(填编号 )。（ 2）写出的离子方程式
20、： _（3）反应的化学方程式为_；该反应中每消耗0.3 mol 的 A，可转移电子_mol 。在解决此题时的关键一步是_。【答案】Fe3 4+3+2+223 420.8molO +8H=2Fe +Fe +4H O3Fe+4H O(g)Fe O +4H【解析】【分析】A、 B、 C 为中学常见单质，其中一种为金属，结合后面的红色溶液，中学化学里的红色溶液除了指示剂外，常见的是铁离子遇到SCN-生成的 Fe(SCN)3，所以可以确定金属为铁。通常情况下， A 为固体， B、 C 均为气体，所以A 为铁，能和铁反应的常见的气体有氧气和氯气，故 B 和 C 分别为氧气和氯气中的一种。铁和B 生成的 D
21、 加 KSCN显红色，所以 B 为氯气， D 为 FeCl3343 4和盐酸反；则 C 为氧气， E 为 Fe O 。 X 是一种无氧强酸，即为盐酸，Fe O应生成 FeCl2FeCl3和水，H在常温下为液体，所以H为水，G为FeCl2。Fe可以和水蒸气、在高温下生成Fe3O4 和氢气。综上所述，A 为 Fe， B 为 Cl2 ，C 为 O2， D 为 FeCl3， E为-的溶液， G 为 FeClH2 O。Fe3 O4， F 为含 SCN2， H 为【详解】（1）反应是 2Fe+3Cl22FeCl33Fe+2O2Fe3O4；是；是Fe O +8HCl=2FeCl+FeCl +4H O；是 2
22、FeCl +Fe=3FeCl； 是 2FeCl+Cl =2FeCl ；是3432232233+-323 42Fe +3SCN=Fe(SCN)；是3Fe+4H O(g)Fe O +4H。有化合价变化的反应是氧化还原反应，所以其中氧化还原反应；（ 2）的化学方程式为 Fe3O4+8HCl=2FeCl3 +FeCl2+4H2O，故离子方程式为 Fe3 O4+8H+=2Fe3+Fe2+4H2O；（3）反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)342。该反应中每消耗3mol 铁，转移Fe O +4H电子 8mol ，所以每消耗0.3 mol 的铁，可转移电子0.8mol 。在解决此题时的关键一步是第步，从
23、红色溶液推断。【点睛】无机推断题关键是找题眼，主要从一些特殊反应或物理性质入手，如本题的红色溶液，还有 X 是一种无氧强酸、 H 在常温下为液体都可以做出直接的判断。8 硫及其化合物有如下转化关系(1)发生氧化还原反应的是_(填序号 )(2)写出 (5)的反应方程式 _，说明浓硫酸具有 _，制取 CuSO ，4_方法最好 (填序号 )；(3)SO是造成空气污染，形成酸雨的主要物质。SO在水的存在下与氧气反应生成硫酸，反22应方程式为 _。验证二氧化硫的方法是_ 。(4)某溶液中含有Cl-、 SO42-，可能含有 Na+、 Fe2+或其中一种。验证 Cl-、 SO42-的方法是 _A 先加 Ba
24、Cl2 溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液B 先加 AgNO3 溶液，等沉淀后，再加BaCl2 溶液C 先加 Ba(NO )溶液，等沉淀后，再加AgNO 溶液3 23验证 Na+或 Fe2+最简单的方法是 _。【答案】2H24422SO (浓 )+CuCuSO +SO +2H O 强氧化性 2SO +O +2H2O=2H SO将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红2224色，证明是 SO2C若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在【解析】【详解】（1）依据转化关系中反应前后元素化合价变化分析，反应是硫单质和铁发生反应一
25、定有元素化合价变化属于氧化还原反应；是硫和氧气反应生成二氧化硫属于氧化还原反应；是三氧化硫和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，无元素化合价变化，不是氧化还原反应；是硫酸铜和氯化钡溶液反应生成沉淀，发生的是复分解反应；是铜和浓硫酸加热反应，发生的是氧化还原反应，是氧化铜与硫酸的反应，没有元素的化合价发生变化；有元素化合价变化的反应为氧化还原反应，因此属于氧化还原反应；故答案为；（2）反应是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：2H SO （浓） +CuCuSO+SO +2H O，反应中浓硫酸表现了酸性和强氧化性；硫酸和氧24422化铜反应生成硫酸铜，反应过程中无污染气体生
26、成最好，制备硫酸铜的方法，最好，生成二氧化硫污染性气体；故答案为2H24422SO （浓） +CuCuSO +SO +2H O；强氧化性；（3） SO2 在水的存在下与氧气反应生成硫酸，分压的化学方程式为：2SO2+O2+2H2O2H2SO4；依据二氧化硫的特征性质检验二氧化硫，使品红试液褪色，加热恢复红色，方法为：将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2；故答案为2SO2+O2+2H2O 2H2SO4；将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2；（ 4）依据氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验、硫酸根离子检验方法加入盐酸，在加入硝酸钡
27、进行检验，注意离子检验设计应先检验硫酸根离子，沉淀完全后再检验氯离子的存在。A先加 BaCl2 溶液，等沉淀后，再加 AgNO3 溶液，氯离子和硫酸根离子都会生成白色沉淀，不能确定离子存在，选项 A 错误；B先加 AgNO3 溶液，等沉淀后，再加 BaCl2 溶液，硫酸根离子也能生成白色沉淀硫酸银，不能检验离子存在，选项 B 错误；C先加 Ba（ NO3） 2 溶液，等沉淀后，检验硫酸根离子存在，除去硫酸根离子后再加AgNO3 溶液，检验氯离子存在，选项答案为 C；C 正确；依据亚铁离子溶液呈浅绿色，钠离子溶液中为无色，或做焰色反应检验；若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有F
28、e2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在；故答案为若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在。9A 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 _，反应的用途 _（填一项）。（ 2）反应 的化学方程式为 _。反应 的离子方程式为 _。反应 的化学方程式为 _ 。（3）反应 的化学方程式及变化过程中的现象是_。（ 4）向 G 溶液中加入 AlC
29、l3 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+3Fe3 O44Al2O3+9FeFe3 O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2OAl2O3+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Fe3O
30、4，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，反应用于焊接钢轨或冶炼金属铁；（2）反应为铝热反应，反应方程式为8Al+3Fe3 42 33 4与稀O4Al O +9Fe；反应为Fe O盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水的反应，离子方程式为：Fe3 O4+8H+=Fe2+2Fe3+4H2O；反应为 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+6H2 O=Al(OH)3。10 室温下，单质A、 B、 C 分别为固体、黄绿色气体、无色气体，在合适的反应条件下，它们可按下面框图进行反应。又知D 溶液为黄色， E 溶液为无色，请回答：( 1) A 是_ ， B 是 _ ，C 是_ ( 填写化学式 ) 。( 2) 反应的化学方程式为_。( 3) 反应的化学方程式为_
