青岛高考化学(铁及其化合物提高练习题)压轴题训练
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FeSO4?7H2O晶体的操作Ⅲ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++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FeSO4?7H2O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。
2．在一定条件下，A、B、C、D、E物质相互转化关系如图所示(反应条件和部分产物略)，其中A、B、C为单质。
（1）若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，E为一种生活中必不可少的物质，则这五种物质的化学式为：A为__，B为__，C为__，D为__，E为__。
（2）A和E在一定条件下反应生成D的化学方程式为__。
【答案】Fe O2 H2 Fe3O4 H2O 3Fe+4H2O(g）Fe3O4+4H2
【解析】
【分析】
A、B、C为单质，若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，Fe和H2O反应生成黑色的Fe3O4，Fe和O2反应生成黑色的Fe3O4，氢气和氧气反应生成H2O，符合转化关系，则A是Fe、B是O2、C是H2、E是H2O、D是Fe3O4，据此分析解答。
【详解】
A、B、C为单质，若A为金属，B、C常温下均为气体，D为黑色晶体，Fe和H2O反应生成黑色的Fe3O4，Fe和O2反应生成黑色的Fe3O4，氢气和氧气反应生成H2O，符合转化关系，则A是Fe、B是O2、C是H2、E是H2O、D是Fe3O4；
(1)通过以上分析知，这五种物质的化学式为：A为Fe，B为O2，C为H2，D为Fe3O4，E为H2O；
(2)在高温条件下，Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，所以A和E在一定条件下反应生成D的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
3．A、B、C、D四种化合物，其中A、C、D焰色反应均为黄色，而B的焰色反应为紫色，A、C和盐酸反应均得到D，将固体C加热可得到A，若在A的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C，若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E。
试推断：
（1）A：__、B：__、C：__、D：__、E：__；
（2）固体C加热得到A的化学反应方程式__；
（3）得到红褐色沉淀E的化学反应方程式__。
【答案】Na2CO3 KOH NaHCO3 NaCl Fe(OH)3 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
A、C、D为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；B是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K元素，A、C和盐酸反应均得到D的溶液，将固体C加热
可得到A ，若在A 的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C ，可以判断，无色无味的气体是CO 2，A 为Na 2CO 3，C 为NaHCO 3，D 为NaCl ；若B 的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E ，说明B 为氢氧化钾，E 为氢氧化铁，据此分析解答。
【详解】
A 、C 、D 为盐且焰色反应均为黄色，说明都含有钠元素的化合物；
B 是碱且透过钴玻璃观察焰色反应为紫色，判断为含K 元素，A 、
C 和盐酸反应均得到
D 的溶液，将固体C 加热可得到A ，若在A 的溶液中通入一种无色无味气体，又可制得C ，可以判断，无色无味的气体是CO 2，A 为Na 2CO 3，C 为NaHCO 3，D 为NaCl ，若B 的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀
E ，说明B 为氢氧化钾，综上所述：A ：Na 2CO 3、B ：KOH 、C ：NaHCO 3 D ：NaCl 、E ：Fe(OH)3；
(1)有分析可知：A ：Na 2CO 3、B ：KOH 、C ：NaHCO 3 D ：NaCl 、E ：Fe(OH)3；
(2)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水的化学方程式为
2NaHCO 3=Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑；
(3)氢氧化亚铁具有还原性，能够与氧气、水反应生成氢氧化铁，方程式：
4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3。
4．A 是日常生活中最常见的金属，其转化关系如图（部分反应物或生成物已略去）。
（1）写出B 的化学式_____________；溶液C 的颜色是______________。
（2）写出下列转化的离子方程式：
①A C —：_________________。
②C D —：__________________。
（3）E 转化为F 过程中，可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，该反应的化学方程式为：________________。
【答案】34Fe O 浅绿色 22Fe 2H Fe H +++=+↑ 2322Fe Cl 2Fe 2Cl ++-+=+ 22234Fe(OH)O 2H O 4Fe(OH)++=
【解析】
【分析】
A 是金属单质，
B 是金属氧化物、
C 和
D 均为金属氯化物，而且可以相互转化，因此A 是变价金属，日常生活中最常见的变价金属只有铁，因此，B 为四氧化三铁、C 为氯化亚铁、D 为氯化铁、
E 为氢氧化亚铁，
F 为氢氧化铁，据此回答。
【详解】
（1）B 为四氧化三铁、C 为氯化亚铁；答案为：34Fe O ；浅绿色；
（2）A 为铁、C 为氯化亚铁、D 为氯化铁；故①A C —的离子方程式为
22Fe 2H Fe H +++=+↑，②C D —的离子方程式为2322Fe Cl 2Fe 2Cl ++-+=+；
（3）E 为氢氧化亚铁，F 为氢氧化铁，因此E 转化为F 过程中，可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，该反应的化学方程式为
22234Fe(OH)O 2H O 4Fe(OH)++=。
【点睛】
此题的切入点是按物质类别及类别的通性给各物质归类，进一步找到C 、D 都是同一种金属的氯化物，是组成元素相同不同化合物，因此，金属元素是变价元素。
5．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①的化学方程式是_________________________；反应②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(K 2FeO 4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl 3与KClO 在强碱性条件下反应可制取K 2FeO 4，其反应的离子方程式为__________________。
【答案】Fe 2O 3 Al 2O 3 2Al +2NaOH +2H 2O =2NaAlO 2+3H 2↑ 3Fe +4H 2O 高温Fe 3O 4+4H 2 Fe 3O 4+8HCl =FeCl 2+2FeCl 3+4H 2O 2Fe 3++Fe =3Fe 2+ 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 2Fe 3++3ClO -+10OH -＝2FeO 42-+3Cl -+5H 2O 或2Fe (OH )3+3ClO -+4OH -＝2FeO 42-+3Cl -+5H 2O
【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Fe 3O 4，②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Al2O3和Fe，故A的化学式为：Fe2O3，E的化学式为：Al2O3；
(2)根据以上分析，B为Al，C为氢氧化钠溶液，反应①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+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；反应②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
Fe3O4+4H2；
(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＝FeCl2+2FeCl3+4H2O；反应后的溶液含有Fe3+与足量的Fe反应的离子方程式是2Fe3++Fe＝
3Fe2+，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-+5H2O 或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O。
6．已知A是一种常见金属，部分反应物或生成物已略去。试根据图中转化关系，回答下列问题。
