高考化学压轴题专题复习——铁及其化合物推断题的综合及答案解析

1、高考化学压轴题专题复习铁及其化合物推断题的综合及答案解析一、铁及其化合物1某强酸性溶液 X 中可能含有 Fe2、Fe3、Al3、Ba2、NH4、CO32、NO3、SO42、SiO32中的若干种，现取 X 溶液进行连续实验，实验过程及产物如图所示。实验过程中有一种气体为红棕色。根据以上信息，回答下列问题：（1）由强酸性条件即可判断 X 溶液中肯定不存在的离子有_。（2）溶液 X 中关于硝酸根离子的判断，正确的是_(填编号，下同)。a一定含有 b一定不含有 c可能含有（3）气体 F 的电子式为_，化合物 I 中含有的化学键类型有_。（4）转化的离子方程式为_。 转化的离子方程式为_。（5）对不能确定是否存在的离子，可以另取 X 溶液，加入下列溶液中的一种，根据现象即可判断， 该试剂最好是_。NaOH 溶液 KSCN 溶液 氯水和 KSCN 的混合溶液 pH 试纸 KMnO4 溶液【答案】CO32、SiO32 b 共价键和离子键 3Fe2+ +4H+ +NO3= 3Fe3+NO + 2H2O AlO22H2OCO2=HCO3Al(OH) 3 【解析】【分析】某强酸性溶液X中一定含有氢离子，一

2、定不含CO32、SiO32，加过量的硝酸钡溶液，产生白色沉淀C是硫酸钡，一定含有SO42，一定不含Ba2+，产生气体A一定是亚铁离子和硝酸根离子、氢离子发生氧化还原反应得到的NO，所以一定含有Fe2+，一定不含NO3，NO遇到氧气转化为气体D为二氧化氮，二氧化氮与水、氧气反应生成溶液E为硝酸溶液，溶液B中加入过量氢氧化钠生成气体F，F为氨气，则原溶液中一定含有NH4，氨气和硝酸溶液反应生成I为硝酸铵，溶液H中通入过量二氧化碳产生沉淀K和溶液L，沉淀K一定为氢氧化铝，原溶液中一定含有Al3+，L是NaHCO3，溶液B中生成的有铁离子，所以沉淀G是Fe(OH)3，溶于盐酸得到J为氯化铁溶液，但原溶液中不一定含有Fe3。【详解】(1). 由强酸性条件即可判断X溶液中肯定不存在的离子有CO32、SiO32，故答案为CO32、SiO32；(2).根据上述分析可知，原溶液中一定会有H+、Fe2，则一定不含NO3，故答案为b；(3).气体F为NH3，电子式为，氨气和硝酸溶液反应生成化合物I为硝酸铵，硝酸铵中含有共价键和离子键，故答案为；共价键和离子键；(4).由上述分析可知，转化为H+、NO3和Fe

3、2发生氧化还原反应生成Fe3、NO和水，离子方程式为3Fe2+ +4H+ +NO3= 3Fe3+NO + 2H2O，转化为过量CO2与AlO2、H2O反应生成Al(OH) 3沉淀和HCO3，离子方程式为AlO2+2H2O+CO2=HCO3Al(OH) 3 ，故答案为3Fe2+ +4H+ +NO3= 3Fe3+NO + 2H2O；AlO2+2H2O+CO2=HCO3Al(OH) 3 ；(5).由上述分析可知，不能确定X溶液中是否含有Fe3，检验Fe3最好的是试剂是KSCN溶液，故答案为。【点睛】本题考查离子的检验和推断，明确常见离子的性质是解题的关键，注意加入过量硝酸钡溶液能够生成气体，说明X溶液中一定含有Fe2和NO3，反应生成的溶液B中一定有Fe3，所以无法判断X溶液中是否含有Fe3，为易错点。2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

4、程式_。【答案】Fe Cl2 H2 2Fe+3Cl22FeCl3 Fe2HFe2H2 2Fe2Cl22Fe32Cl 【解析】【分析】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，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、Cl2、H2；(2)反应为铁与氯气反应生成氯化铁，化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3；(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Fe2HFe2H2；(4)反应为氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁，离子方程式为2Fe2Cl22Fe32Cl。3现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F、G，它们之间能发生如图反应（图中某些反应的产物及条件没有全部标出）根据以上信息填空：（1）

5、写出下列物质的化学式：A_ G_ ；（2）纯净的气体甲在气体乙中燃烧的现象：_；（3）写出下列反应的离子方程式：反应_；反应_；【答案】 Na Fe(OH)3 产生苍白色火焰，放出大量的热，出现白雾 2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-【解析】金属A焰色反应为黄色，故A为金属Na；由反应Na+H2O气体甲+C，则甲为H2，C为NaOH；乙是黄绿色气体，则乙为Cl2；反应：气体甲+气体乙气体丙，即H2+Cl2HCl，则丙为HCl；红褐色沉淀G为Fe(OH)3；反应：物质C+物质F沉淀G，即NaOH+FFe(OH)3，可推断F中含有Fe3+；反应：物质E+Cl2物质F，则E中含有Fe2+；反应：丙的水溶液D+金属B物质E，可推断金属B为Fe，则E为FeCl2，F为FeCl3。（1）根据上述分析可知A为Na；G为Fe(OH)3 ；（2）气体甲为H2，气体乙为Cl2，氢气在氯气中燃烧的现象为：产生苍白色火焰，放出大量的热，出现白雾； （3）反应为钠和水的反应，离子方程式为：2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 ；反应为FeCl2与的反应，离子方程式

6、为：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-。4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FeSO47H2O晶体的操作为：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FeSO47H2O晶体，以此来解答。【详解】(1)加入铁粉，由于金属活动性FeCu，可发生置换反应，置换出铜，反应的离子方程式为F

7、e+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FeSO47H2O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。5铁是日常生活中最常见的金属，某班同学在学习铁的知识时，有下列问题：问题1：铁为何称为黑色金属？问题2：CuO在高温下可分解为 Cu2O和O2，Fe2O3在高温下可分解为FeO和O2吗？(1)对于问题1，同学们上网查找，有两种解释：A因为在铁表面上有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属B因为铁的粉末为黑色

8、，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属你认为正确的说法是_。若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是Fe3O4？_。若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4(只要求简述实验方法)？_。(2)对于问题2，同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：A将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化。B将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化。实验中应将Fe2O3放在_(填仪器名称)中灼烧。方法A中，如果高温灼烧后颜色由_变为_，说明Fe2O3确实发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗？_，理由是_。方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为_，但是，实验结果固体灼烧前后质量比为3029，则高温灼烧后生成物是_。比较两种方法，你认为较好的方法是_。【答案】A 取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁，若无气泡产生则原粉末为Fe3O4 用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生(或用纯净的CO与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有CO2产生) 坩埚 红棕色 黑色 不能 也可能为Fe3O4 Fe3O4 B 【解析】【分析】(1)铁是在高温下炼制而成，高温下铁会和空气中的氧气反应生成四氧化三铁或氧化亚铁，颜色都是黑色氧化物，氧化铁是红色氧化物，常温下缓慢

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