1、备战高考化学综合题专练铁及其化合物推断题含答案2020-2021备战高考化学综合题专练铁及其化合物推断题含答案一、铁及其化合物1纳米Fe3O4在生物医学和催化剂载体等领域应用前景光明。其制备流程如下：已知：锌单质溶于强碱生成ZnO22-；Zn（OH）2既能溶于强酸又能溶于强碱。请回答下列问题：(l)用NaOH溶液处理废旧锌铁皮的作用有_。A.去除油污 B溶解镀锌层 C去除铁锈 D钝化(2)步骤生成Zn(OH)2沉淀的离子方程式为_，用离子方程式结合文字说明该步骤pH不能过小的原因_。调节pH的最佳方法是向溶液中通入_（填化学式）。(3)步骤反应的离子方程式为_；为确保纳米Fe3O4粒子的纯度，
2、应调整原溶液中Fe2+与所加H2O2的物质的量之比为_。(4)步骤制得Fe3O4纳米粒子的过程，需要在无氧环境下进行，说明理由_；T业生产中可采取_措施提供无氧环境。(5)步骤 _（填“能”或“不能”）用减压过滤（抽滤）得到纳米Fe3O4粒子？理由是_。【答案】AB ZnO22-+2H+=Zn(OH)2 加入酸是为了使ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，但加入酸不能过多，要防止发生Zn（OH）2+2H+Zn2+2H2O，降低ZnO产量 CO2 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O 3:1 防止Fe2+或Fe（OH）2被氧化 持续通入N 不能 纳米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸 【解析
3、】【分析】根据流程图及已知信息分析得：废旧镀锌铁皮加入氢氧化钠溶液中反应，锌溶解生成偏锌酸钠和氢气，铁不溶解，过滤得到滤液A为Na2ZnO2，不溶物为Fe，溶液A加稀硫酸使溶液中ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，再经过过滤、洗涤、干燥，灼烧得到ZnO，不溶物Fe中加入稀盐酸，反应生成氯化亚铁，加入适量H2O2，氧化部分亚铁离子为铁离子，得到含Fe2+、Fe3+的B溶液，再加入NaOH，并通入氮气排除氧气，加热分解，生成四氧化三铁胶体粒子，据此分析解答。【详解】（1）氢氧化钠溶液有助于铁皮表面的油污水解除去，同时由题干信息知锌易溶于氢氧化钠溶液，故答案为：AB；（2）根据题给信息知，步骤为Z
4、nO22-与酸反应生成Zn（OH）2的反应，离子方程式为：ZnO22-+2H+=Zn(OH)2；加入酸是为了使ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，但加入酸不能过多，要防止发生Zn（OH）2+2H+Zn2+2H2O，降低ZnO产量；所得溶液呈碱性，为了不引入新的杂质，调节pH的最佳方法是向溶液中通入CO2；故答案为：ZnO22-+2H+=Zn(OH)2；加入酸是为了使ZnO22-转化为Zn（OH）2沉淀，但加入酸不能过多，要防止发生Zn（OH）2+2H+Zn2+2H2O，降低ZnO产量；CO2；（3）根据上述分析步骤目的是用双氧水氧化亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2F
5、e3+2H2O；Fe3O4粒子中+2铁与+3价铁物质的量之比为1:2，设Fe2+物质的量为x，则根据离子方程式分析所加H2O2的物质的量为：，则应调整原溶液中Fe2+与所加H2O2的物质的量之比为x:=3:1，故答案为：2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；3:1；（4）防止Fe2+或Fe（OH）2被氧化，所以步骤制得Fe3O4纳米粒子的过程，需要在无氧环境下进行；工业上通常通过持续通入N2提供无氧环境，故答案为：防止Fe2+或Fe（OH）2被氧化；持续通入N2；（5）根据加压抽滤的原理及纳米粒子半径大小分析，不能用抽滤的方法得到纳米Fe3O4粒子，原因是纳米粒子太小，抽滤时容易透过
6、滤纸，故答案为：不能；纳米粒子太小，抽滤时容易透过滤纸。2某固体化合物A，按图所示发生系列变化，已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色。回答下列问题：（1）物质A是_（填化学式）。（2）反应的离子反应方程式为_。（3）反应的化学反应方程式为_。【答案】Fe(OH)3 Fe2O36H=2Fe3+3H2O 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【解析】【分析】已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色说明A为氢氧化铁，Fe(OH)3，A加热分解生成B为Fe2O3，C为H2O，依据流程分析判断D为FeCl3，X为Fe，E为FeCl2
7、溶液，据此分析。【详解】已知E溶液中加入氨水后产生的白色沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色说明A为氢氧化铁，Fe(OH)3，A加热分解生成B为Fe2O3，C为H2O，依据流程分析判断D为FeCl3，X为Fe，E为FeCl2 溶液。（1）依据推断可知A为Fe(OH)3；（2）反应是盐酸和氧化铁发生的复分解反应，反应的离子反应方程式为Fe2O36H=2Fe3+3H2O；（3）反应是氢氧化亚铁和氧气水 发生反应生成氢氧化铁的也还原反应，反应的化学反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。3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
8、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）写出下列物质的化学式：A_、B_、C_、F_、 H_、乙_（2）写出下列反应化学方程式：反应_反应_反应_【答案】Na Al Fe FeCl2 Fe(OH)3 Cl2 2Na + 2H2O=2NaOH + H2 2FeCl2 + Cl2=2FeCl3 FeCl3+ 3NaOH =Fe(OH)3+ 3NaCl 【解析】【分析】【详解】金属单质A的焰色为黄色，则A为Na；反应为Na与水反应生成NaOH和H2，则物质D为NaOH，气体为H2；金属B与NaOH反应生成H2，则金属B为Al；黄绿色气体为Cl2，反应为H2与Cl
9、2化合成HCl，则气体丙为HCl，物质E为盐酸；金属C与盐酸反应生成F，F与Cl2反应生成物质G，G与NaOH反应得红棕色沉淀，则金属C为Fe，F为FeCl2，G为FeCl3；（1）A、B、C、F、H、乙的化学式依次为Na、Al、Fe、FeCl2、Fe(OH)3、Cl2。（2）反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2；反应的化学方程式为Cl2+2FeCl2=2FeCl3；反应的化学方程式为FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl。4为探究某黄色固体的组成和性质，设计如下实验：请回答：（1）X 的化学式是_。（2）X 在空气中充分灼烧的化学方程式为_。（3）溶液 A 与烧碱
10、反应生成 B 和浅黄色沉淀（0.01mol）的化学方程式为_。【答案】CuFeS2 4CuFeS213O24CuO2Fe2O38SO2 3Fe2 (SO4)312NaOHNa2Fe6 (SO4)4 (OH)125Na2SO4 【解析】【分析】根据流程图，11.04gX在空气中灼烧，生成的气体使品红溶液褪色的气体是二氧化硫，生成的黑色固体氧化物应该为CuO，得到红褐色固体氧化物应该为 Fe2O3，根据图示中提供的数据计算含有S、Cu、Fe元素的物质的量确定X的化学式以及物质的量；氧化铁加入适量稀硫酸溶解得到含一种溶质的溶液为Fe2(SO4)3溶液，再加入NaOH反应生成溶液为7.1g，单一溶质且
11、只含一种金属元素，B为Na2SO4，结合元素守恒和电荷守恒分析判断黄色沉淀所含成分，据此分析解答。【详解】根据流程图，11.04gX在空气中灼烧，生成的气体使品红溶液褪色的气体是二氧化硫，n(SO2)=0.12mol，生成的黑色固体氧化物应该为CuO，物质的量n(CuO)=0.06mol，得到红褐色固体氧化物应该为 Fe2O3，物质的量n(Fe2O3)=0.03mol，则化合物中含Fe、Cu、S，物质的量之比n(Fe) n(Cu) n(S)=0.0320.060.12=112，因此X化学式为FeCuS2，物质的量0.06mol，质量=0.06mol(56+64+64)g/mol=11.04g，
12、符合题意，上述推断正确，氧化铁加入适量稀硫酸溶解得到含一种溶质的溶液为Fe2(SO4)3溶液，则nFe2(SO4)3=0.03mol，4.8gNaOH反应生成溶液为7.1g，单一溶质且只含一种金属元素，推断为Na2SO4，n(NaOH)=0.12mol，n(Na2SO4)=0.05mol，结合元素守恒和电荷守恒，0.03molFe2(SO4)3和0.12molNaOH反应得到0.05molNa2SO4和浅黄色沉淀，浅黄色沉淀中含n(Na+)=0.12mol-0.05mol2=0.02mol，n(Fe3+)=0.06mol，n(OH-)=0.12mol，n(SO42-)=0.03mol3-0.0
13、5mol=0.04mol，得到浅黄色沉淀组成：n(Na+)n(Fe3+)n(OH-)n(SO42-)=0.020.060.120.04=1362，组成为NaFe3 (SO4)2(OH)6。(1)根据上述计算可知X为FeCuS2，故答案为：FeCuS2；(2X在空气中充分灼烧生成二氧化硫、氧化铁、氧化铜，结合电子守恒和原子守恒书写得到反应的化学方程式为：4FeCuS2+13O24CuO+2Fe2O3+8SO2，故答案为：4FeCuS2+13O2 4CuO+2Fe2O3+8SO2；(3)溶液A与烧碱反应生成B和浅黄色沉淀(0.01mol)的反应是氢氧化钠和硫酸铁反应生成硫酸钠和浅黄色沉淀，结合上述
14、计算得到沉淀化学式为Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12，反应的化学方程式为：3Fe2(SO4)3+12NaOH=5Na2SO4+ Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12，故答案为：3Fe2(SO4)3+12NaOH=5Na2SO4+ Na2Fe6 (SO4)4 (OH)12。【点睛】大胆判断煅烧得到的黑色固体和红褐色固体的成分是解题的关键。本题的难点为浅黄色沉淀组成的判断，要注意物质组成的定量计算、元素守恒的计算和化学式的确定方法的应用。52019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO4、铝箔、炭黑等组成，Fe、Li、P具有极高的回
15、收价值，具体流程如下：（1）过程生成NaAlO2溶液的离子方程式是_。（2）过程中HCl/H2O2的作用是_。（3）浸出液X的主要成分为 Li+、Fe3+、H2PO4-等。过程控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85 、反应时间3 h条件下，探究pH对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。综合考虑铁和磷沉淀率，最佳pH为_。结合平衡移动原理，解释过程中pH增大，铁和磷沉淀率增大的原因_。当pH2.5后，随pH增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因_。（4）LiFePO4可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应制取，共沉淀反应的化学方程式为_。【答案】2Al2OH-2H2
16、O=2AlO2-3H2 溶解LiFePO4，将Fe2+氧化为Fe3+（2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O） 2.5 H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，加入Na2CO3后，CO32-结合H+使c(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO43)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀（或者：H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，溶液pH增大，c(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动，c(PO43-)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀 pH2.5时，沉淀中的磷酸铁会有部分开始转变生成Fe(OH)3，使得部分PO43-释放，导致磷沉淀率下
17、降 (NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4+LiOH=2NH4HSO4+LiFePO4+H2O或(NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4+3LiOH=(NH4)2SO4+Li2SO4+LiFePO4+3H2O 【解析】【分析】含LiFePO4、铝箔、炭黑的废旧锂电池，用NaOH溶解后过滤，滤液为NaAlO2溶液，滤渣为LiFePO4和炭黑，再用盐酸酸化的H2O2溶解滤渣并过滤，得到主要成分为 Li+、Fe3+、H2PO4-等的溶液X，向X中加入Na2CO3溶液，有FePO42H2O析出，过滤的滤液主要是LiCl，再加入饱和Na2CO3溶液，再过滤即可得到LiCO3粗产品，据此分析解题。【详解
18、】(1)过程Al溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2，发生反应的离子方程式是2Al2OH-2H2O=2AlO2-3H2；(2)过程是除铝后料中加入盐酸酸化的H2O2，过滤后得到主要成分为 Li+、Fe3+、H2PO4-等的溶液X，由知HCl/H2O2的作用是溶解LiFePO4，将Fe2+氧化为Fe3+；(3)分析图中数据可知，当pH=2.5时磷的沉淀率最高，铁的沉淀率较高，则过程选择的最佳pH为2.5；已知溶液X中存在H2PO4-的电离平衡，即H2PO4-HPO42-+H+，HPO42-PO43-+H+，过程中当加入Na2CO3后，CO32-结合H+使c(H+)减小，促进上述电离平衡正向移动
19、，c(PO43)增大，与Fe3+结合形成磷酸铁沉淀，提高了铁和磷沉淀率；已知FePO4(s)Fe3+(aq)+ PO43-(aq)，当pH2.5后，随pH增加，溶液中c(OH-)增大，Fe3+开始转变生成Fe(OH)3，促进溶解平衡正向移动，使得部分PO43-释放，导致磷沉淀率下降；(4)(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液混合生成LiFePO4，同时得到(NH4)2SO4和Li2SO4，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为 (NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4+LiOH=2NH4HSO4+LiFePO4+H2O。6工业上采用硫铁矿焙烧的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO
20、2，不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO47H2O)，流程如图：（1）滤渣的主要成分是_(填化学式)。（2）还原时，试剂X若选用SO2，其反应后生成的阴离子是(填化学式)_。（3）从还原后的溶液中得到产品，应进行的操作是_、_、过滤、洗涤、干燥。（4）绿矾(FeSO47H2O)在医学上常用作补血剂。某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。步骤a：取10片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配成250.00mL溶液；步骤b：取上述溶液25.00mL于锥形瓶中，加入少量稀硫酸酸化后，逐渐滴加0.1000mol/L的KMnO4溶液，至恰好完全反应，记录消耗的KMnO4溶液的体积
21、(假定药品中其他成分不与KMnO4反应)，发生的反应为：MnO4-+5Fe2+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O；步骤c：重复“步骤b”23次，平均消耗KMnO4溶液20.00mL。该补血剂中亚铁离子的含量为_mg/片。【答案】SiO2 SO42- 蒸发浓缩 冷却结晶 56 【解析】【分析】硫铁矿焙烧的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2不考虑其他杂质)，混合物中加入足量硫酸，Fe2O3与酸反应生成的硫酸铁，SiO2不反应，过滤，滤渣为SiO2。【详解】(1) 硫铁矿焙烧的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2不考虑其他杂质)，混合物中加入足量硫酸，Fe2O3与酸反应生成的硫酸铁，SiO2不反应
22、，过滤，滤渣为SiO2; (2)在滤液中加入SO2将铁离子还原为亚铁离子，离子方程式为：2Fe3+ SO2+2H2O= SO42-+ 2Fe2+4H+,所以其反应后生成的阴离子是SO42-；(3)从还原后的溶液中得到产品，应进行的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；(4)由反应MnO4-+5Fe2+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O可知存在关系：MnO4-5Fe2+，根据平均消耗0.1000mol/L 的KMnO4溶液20.00mL，可求出消耗的KMnO4的物质的量为： 0.1000mol/L2010-3L=0.002mol，所以消耗的Fe2+的物质的量为：0.002mol5=0.01
23、mol，故该补血剂中每片的亚铁离子的含量为：(0.01mol 56g/mol)/10=0.056g=56mg。7某Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质。现通过下列生产过程，从该样品中提纯Al2O3，并回收铁红。流程如下：(1)操作是_，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有_。(2)白色固体是_，样品和试剂反应的化学方程式是_。(3)固体加入适量稀盐酸，可能发生的反应有：_(用化学方程式表达)。(4)溶液中铁元素的存在形式是_，如何用实验证明：_。(5)溶液中通入某气体，该气体可以是_(任写一种的化学式)，红褐色固体制得铁红的化学方程式是_。【答案】过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒 Al
24、(OH)3 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2 Fe2+ 取少量溶液于试管中，滴入KSCN溶液无变化，滴加氯水后变血红色 O2或者Cl2 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 【解析】【分析】Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质，根据题中流程图可知，样品与试剂反应得溶液再通入CO2得白色沉淀，该白色固体加热分解产生Al2O3，可推知试剂为NaOH，得到的固体为Cu、Fe、Fe2O3，溶液为NaAlO2、NaOH混合溶液，通入过量CO2后得溶液为NaHC
25、O3溶液，白色固体为Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，固体中加入盐酸得到固体粉末中铁有剩余，由于Fe会发生反应2Fe3+Fe=3Fe2+，则溶液中主要含有Fe2+，经过操作得红褐色固体应为Fe(OH)3，所以通入的气体应为氧化剂，可以是O2或Cl2，氢氧化铁受热分解得Fe2O3。【详解】(1)操作是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法，名称为过滤；在实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；(2)白色固体受热分解产生Al2O3，则是Al(OH)3，样品中含有Al2O3和试剂NaOH溶液反应产生NaAlO2和H2O，反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH=2Na
26、AlO2+H2O；(3)固体中含有Al2O3、Cu、Fe、Fe2O3，加入适量稀盐酸，由于反应后的固体粉末中含有Fe单质，则可能发生的反应有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2；(4)由于固体中样品与适量盐酸反应后的固体粉末中含有Fe，结合Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Fe3+Fe=3Fe2+可知溶液中铁元素的存在形式是Fe2+，证明方法是：取少量该溶液于试管中，滴入KSCN溶液无变化，滴加氯水后溶液变血红色；(5)溶液中含有Fe2+，向溶液通入某气体后再加入足量NaOH溶液，产生红褐色的Fe(OH)
27、3沉淀，该气体具有强的氧化性，气体可以是O2或者Cl2，红褐色固体Fe(OH)3不稳定，受热分解产生铁红Fe2O3，该反应的化学方程式是2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。【点睛】本题以从Al2O3样品中提取氧化铝的工艺流程为线索，考查了氧化还原反应、化学试剂的使用、混合物的分离，正确理解制备流程及反应原理为解答关键，注意掌握铝及其化合物性质和转化关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。8富铁铝土矿（主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2）可用于制备净水剂明矾KAl（SO4)212H2O和补血剂FeSO47H2O。工艺流程如下（部分操作和产物略去）： （1）
28、操作1的名称是_。 （2）反应中是氧化还原反应的是_（填写编号）。 （3）综合考虑，金属X最好选择的试剂是_，写出该反应的离子方程式_。 （4）反应的离子方程式是_、_。 （5）溶液D中含有的金属阳离子是_，检验方法是_。 （6）用含铝元素27的上述矿石10吨，通过上述流程最多生产明矾_吨。【答案】过滤 Fe Fe+2Fe3+=3Fe2+ SiO2+2OH-=SiO32-+H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O Fe2+ 取少量溶液D于试管中，滴入硫氰化钾溶液，若无明显变化，再滴入几滴氯水，若溶液变红，证明含有Fe2+ 47.4 【解析】【分析】由流程可知，富铁铝土矿用氢氧化钾溶液
29、浸取后过滤，滤渣为氧化铁，滤液中含有硅酸钾和偏铝酸钾；向滤液中加入足量的硫酸，可以得到硅酸沉淀和硫酸铝、硫酸钾溶液，结晶后得到明矾；滤渣经硫酸溶解后可以得到硫酸铁溶液，加入铁粉后得到硫酸亚铁溶液，用结晶法可以得到绿矾。【详解】（1）操作I得到溶液和滤渣，因此操作I为过滤；（2）反应中加入NaOH溶液，根据成分只有Al2O2和SiO2与NaOH反应，发生Al2O32OH=2AlO2H2O，SiO2OH=SiO32H2O，不属于氧化还原反应，反应中加入硫酸，发生的SiO322H=H2SiO3，AlO24H=Al32H2O，没有化合价的改变，不属于氧化还原反应，反应发生Fe2O36H=2Fe33H2
30、O，FeO2H=Fe2H2O，没有化合价的改变，不属于氧化还原反应，根据操作4得到FeSO47H2O，说明反应中加入一种金属，把Fe3转化成Fe2，即这种金属是铁单质，离子方程式为Fe2Fe3=3Fe2，存在化合价的变化，属于氧化还原反应；（3）操作4得到FeSO47H2O，不能引入新杂质，因此此金属为Fe，离子方程式为：Fe2Fe3=3Fe2；（4）根据（1）的分析，离子方程式为Al2O32OH=2AlO2H2O，SiO2OH=SiO32H2O；（5）根据（3）的分析，溶液D中含有的金属阳离子是Fe2，利用Fe2的还原性，具体操作是：取少量溶液D于试管中，滴入硫氰化钾溶液，若无明显变化，再滴
