高考化学铁及其化合物(大题培优 易错 难题)及答案

高考化学铁及其化合物(大题培优易错难题)及答案
一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析）
1．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：
①A+B→白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解。

②B+D→白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色转化为红褐色。

③C+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②中所发生的反应的化学方程式为：__________________________________、______________________________。

（3）现象③中所发生反应的离子方程式为：__________________________________、
________________________________。

【答案】BaCl2 FeSO4 AlCl3 NaOH； FeSO4 + 2NaOH＝Fe(OH)2↓+ Na2SO4 4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O＝4Fe(OH)3 Al3+ + 3OH-＝Al(OH)3↓ Al(OH)3 + OH-＝AlO2- + 2H2O
【解析】
【分析】
①A+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BaSO4，②B+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BaCl2，B为FeSO4，D为NaOH，则C为AlCl3，氯化铝溶液与NaOH溶液反应生成白色沉淀Al(OH)3，Al(OH)3能溶解在NaOH溶液中，符合③中现象。

【详解】
(1)根据以上分析可知A、B、C、D依次为BaCl2、FeSO4、AlCl3、NaOH；
(2)现象②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 + 2NaOH＝Fe(OH)2↓+ Na2SO4，4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3；(3)现象③中所发生反应的离子方程式为：Al3++3OH-＝Al(OH)3↓，Al(OH)3+OH-＝AlO2-
+2H2O。

【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Fe(OH)3的过程，另外灵活利用氢氧化铝的两性知识即可解题。

2．已知A、B、C、D四种物质均含有铁元素，彼此转化关系如下：
请回答：
（1）反应①称为铝热反应（属于置换反应），写出该反应的化学方程式：__、其中Al作__剂。

（2）反应④的离子方程式为：__。

（3）新配制的C溶液中应加入__，以防止其转化为D。

检验D溶液中阳离子的常用试剂是__（填化学式），实验现象为__。

【答案】2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3还原剂 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 铁粉（屑） KSCN （或NH4SCN）溶液变红（或呈现血红色）
【解析】
【分析】
氧化铁与铝单质在高温下发生铝热反应，生成A，则A为Fe，铁和水蒸气在高温下反应生成B，B为黑色磁性氧化物，则B为Fe3O4，Fe3O4中铁元素的化合价含有+2、+3价，与盐酸反应生成FeCl3和FeCl2，铁与过量盐酸反应生成FeCl2，则C为FeCl2，FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，则D为FeCl3，据此分析解答。

【详解】
(1)反应①称为铝热反应(属于置换反应)，该反应的化学方程式：2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3，反应中Al有0价变为+3价，化合价升高，失电子，被氧化，作还原剂；
(2)反应④为FeCl2与双氧水反应生成FeCl3，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
(3)C为FeCl2，D为FeCl3，亚铁离子具有还原性，易被氧化，新配制的FeCl2溶液中应加入铁粉(屑)，以防止其转化为FeCl3。

检验三价铁离子常用试剂是KSCN(或NH4SCN)，三价铁离子遇SCN-变为血红色溶液。

3．在下列物质转化关系中，反应的条件和部分产物已略去。

已知：甲、乙是两种常见金属，反应Ⅲ是工业制盐酸的反应。

回答下列问题：
(1)反应I中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，写出该物质的电子式：_______，该化合物中存在的化学键有：_________。

与甲在同一周期的金属元素（包括甲），按单质熔点由高到低的顺序排列依次为：_______（元素符号）。

(2)反应Ⅱ中，乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙在周期表中的位置是_______；写出反应Ⅱ的化学方程式_______。

(3)通过比较反应I、Ⅱ的反应条件，可得出甲的金属性比乙的金属性_______（填“强”或“弱”），比较二者金属性强弱的依据还可以是_______（写出一种即可）。

(4)下列关于第三周期金属元素的单质及其化合物的说法正确的是_______（选填答案编号）
a．工业上一般用电解法进行冶炼，获取单质
b．金属阳离子都具有相同的电子排布式
c．氢氧化物都能容易分解得到相应的氧化物
d．金属氯化物都是电解质，都属于离子化合物
【答案】离子键、共价键 Al、Mg、Na 第四周期Ⅷ族
高温Fe3O4+H2强 NaOH是强碱，而Fe（OH）3是弱碱 ab
3Fe+4H2O−−−→
【解析】
【分析】
已知反应Ⅲ是工业制盐酸的反应，则丙为H2，丁为HCl；反应I中，甲在通常条件下和水剧烈反应，除丙外，还生成一种焰色反应为黄色的物质，则甲为金属钠；反应Ⅱ中，乙与H2O在高温下反应，除丙外，还生成一种有磁性的物质，则乙为铁。

据此解答。

【详解】
(1)由以上分析知，甲为金属钠，则焰色反应为黄色的物质为NaOH，电子式为
，该化合物中存在的化学键有离子键、共价键。

与甲在同一周期的金属元素有Na、Mg、Al三种，它们的离子带电荷数依次增多，离子半径依次减小，所以按单质熔点由高到低的顺序排列依次为Al、Mg、Na。

答案为：；离子键、共价键；Al、Mg、Na；
(2)由以上分析知，乙为铁，与H2O在高温下反应，生成的有磁性的物质为Fe3O4，铁为26号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则铁在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族；反
高温Fe3O4+H2。

答案为：第四周期Ⅷ族；
应Ⅱ的化学方程式为3Fe+4H2O−−−→
高温Fe3O4+H2；
3Fe+4H2O−−−→
(3)钠与水在常温下剧烈反应，铁与水在高温下才能反应，由此可得出钠的金属性比铁的金属性强，比较二者金属性强弱的依据还可以是NaOH是强碱，而Fe(OH)3是弱碱来判断。

答案为：强；NaOH是强碱，而Fe(OH)3是弱碱；
(4)a．工业上一般用电解法冶炼NaCl、MgCl2、Al2O3，获取单质，a正确；
b．Na+、Mg2+、Al3+都具有相同的电子排布式1s22s22p6，b正确；
c．NaOH热稳定性强，很难分解得到相应的氧化物，c不正确；
d．金属氯化物都是电解质，但AlCl3属于共价化合物，d不正确；
答案为：ab。

【点睛】
在书写铁与H2O在高温下反应，我们易忽视“有磁性的物质”，而把产物写成Fe2O3和
H2，从而产生错误。

4．某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+。

从工业废水中回收金属铝和金属铜的工艺流程如下图所示(试剂X、Y、Z均过量)。

(1)试剂X为_______，加入试剂X发生的离子方程式是___________试剂Z为
___________。

(2)操作②为____________(填实验分离方法)。

(3)溶液2中含有的溶质有__________(填化学式)。

(4)写出操作④的化学反应方程式____________。

(5)金属铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应，产生的气体为_________(填化学式)。

【答案】铝 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu 氨水过滤 Al2(SO4)3、H2SO4 Al2(SO4)3、H2SO4 SO2【解析】
【分析】
某工厂的工业废水中含有大量的Al2(SO4)3、较多的Cu2+和少量的Na+，由流程可知加入X为金属铝，用于置换出铜，溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4，不溶性物质为过量的Al和Cu的混合物，向不溶性物质中加入试剂Y用于溶解Al，反应产生Al2(SO4)3，而Cu不能发生反应，则为稀H2SO4，溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4，由于Al(OH)3是两性物质，能够与过量的强碱NaOH溶液反应产生可溶性物质，因此向①②混合后加入氨水，可生成Al(OH)3沉淀，过滤、洗涤后加热分解生成Al2O3，电解熔融的Al2O3可生成Al，以此解答该题。

【详解】
根据上述分析可知操作①是过滤，不溶性物质为Cu、Al混合物，操作②是过滤，试剂Y是H2SO4，溶液1含有Al2(SO4)3、Na2SO4，溶液2含有Al2(SO4)3、过量H2SO4，试剂Z是氨水，操作③是过滤，操作④加热分解Al(OH)3，操作⑤是电解。

(1)由以上分析可知X为Al，可用于除去溶液中的Cu2+，反应的离子方程式为：
2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；试剂Z为氨水；
(2)操作①②③用于分离固体和液体，为过滤操作；
(3)溶液2中含有的溶质有Al2(SO4)3、H2SO4；
(4)操作④是加热Al(OH)3，Al(OH)3不稳定，受热发生分解反应，化学方程式为：
2Al(OH)32Al2O3+3H2O；
(5)金属Cu与浓硫酸混合加热，发生氧化还原反应，产生CuSO4、SO2、H2O，反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，所以反应产生的气体为SO2。

【点睛】
本题考查了物质的推断、混合物分离提纯的综合应用，把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键，注意实验的设计意图，把握物质的性质，侧重考查学生的分析与实验能力。

5．中学化学常见物质A 、B 、C 、D 、E 有如下转化（已知A 、B 、C 、D 、E 均含有同一元素）：
请写出：
（1）B →C+D 的离子方程_______________________；
（2）E →F 化学方程式__________________________。

（3）若A →B 过程的反应不是化合反应，该反应可能的化学方程式
___________________。

（4）D 通过化合反应转化为C 的离子方程式为____________________________________。

【答案】23342Fe O 8H Fe 2Fe 4H O ++++=++ ()()22234Fe OH O 2H O 4Fe OH ++=
()23423Fe+4H O g Fe O 4H =+高温 3+2+2Fe +Fe=3Fe
【解析】
【分析】
由F 是红褐色物质，可知F 是Fe(OH)3；E 能氧化为Fe(OH)3，E 是Fe(OH)2；逆推可知C 含有Fe 2+、D 含有Fe 3+，则A 是Fe ；B 中的铁元素有+2、+3两种，B 是Fe 3O 4。

【详解】
根据以上分析，（1）Fe 3O 4与盐酸反应生成氯化亚铁和氯化铁，反应的离子方程23342Fe O 8H Fe 2Fe 4H O ++++=++；
（2）氢氧化亚铁和氧气反应生成氢氧化铁，反应化学方程式为
()()22234Fe OH O 2H O 4Fe OH ++=；
（3）若Fe→Fe 3O 4过程的反应不是化合反应，则为铁和水蒸气高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应可能的化学方程式为()23423Fe+4H O g Fe O 4H =+高温；
（4）Fe 3+和Fe 通过化合反应生成Fe 2+，反应的离子方程式为3+2+2Fe +Fe=3Fe 。

6．图中A~J 均为中学化学中常见的物质，它们之间有如下转化关系。

其中A 、D 为金属单质。

(反应过程中生成的水及其他产物已略去)
请回答以下问题：
(1)B是__________，H是_______________。

(填化学式)
(2)写出J与D反应转化为G的离子方程式_________________________________。

(3)A在常温下也可与NaOH溶液反应生成F，写出此反应的化学方程式 _______。

【答案】Fe2O3 Fe(OH)2 2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋ 2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑
【解析】
【分析】
A、D为常见金属单质，
B、C为金属氧化物，反应条件是高温进行，可以判断为铝热反应，可以推断A为Al，D为Fe，B为铁的氧化物，结合C与氢氧化钠反应证明C为Al2O3，E为AlCl3，F为NaAlO2，通过转化关系判断，G为FeCl2，H为白色沉淀Fe(OH)2，I为红褐色沉淀Fe(OH)3，B为Fe2O3，J为FeCl3，依据判断结果分析解答问题。

【详解】
A、D为常见金属单质，
B、C为金属氧化物，反应条件是高温进行，可以判断为铝热反应，可以推断A为Al，D为Fe，B为铁的氧化物，结合C与氢氧化钠反应证明C为Al2O3，E为AlCl3，F为NaAlO2，通过转化关系判断，G为FeCl2，H为白色沉淀Fe(OH)2，I为红褐色沉淀Fe(OH)3，B为Fe2O3，J为FeCl3；
(1)依据分析判断可知B为：Fe2O3；H的化学式为：Fe(OH)2；故答案为：Fe2O3；Fe(OH)2；
(2)反应“J＋D→G”的离子方程式为铁和三氯化铁的氧化还原反应，离子方程式为：2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋；故答案为：2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋；
(3)A为Al在常温下也可与NaOH溶液反应生成F为偏铝酸钠，反应的化学方程式为：2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑；故答案为：2Al＋2OH-＋2H2O＝2AlO2-＋3H2↑。

7．已知A为常见的金属单质，根据如下所示的转化关系回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：
A________，B_______，C_______，D_________，E__________。

(2)反应③的离子方程式为_______________；
反应④的离子方程式为___________；
反应⑦的化学方程式为_____________。

【答案】Fe FeCl2 FeCl3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe3＋+Fe=3Fe2＋
4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
A 为常见的金属单质，其某种化合物是红褐色固体，该红褐色固体E 为Fe(OH)3，由转化关系图可知，A 是Fe 单质，Fe 与HCl 反应产生的
B 是FeCl 2，Fe 与Cl 2反应产生的
C 是FeCl 3，FeCl 2与Cl 2反应产生FeCl 3，FeCl 3与Fe 反应产生FeCl 2，FeCl 2与碱NaOH 反应产生的
D 为Fe(OH)2，Fe(OH)2在溶液中被空气中的O 2氧化为Fe(OH)3，FeCl 3与NaOH 反应也产生Fe(OH)3，然后结合物质的性质及化学用语来解答。

【详解】
(1)根据上述分析可知A 是Fe ，B 是FeCl 2，C 是FeCl 3，D 是Fe(OH)2，E 是Fe(OH)3。

(2)反应③是FeCl 2与Cl 2反应转化为FeCl 3，该反应的离子方程式为：2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl -； 反应④是FeCl 3与还原剂Fe 反应产生FeCl 2，该反应的离子方程式为2Fe 3++Fe=3Fe 2+； 反应⑦是Fe(OH)2在溶液中被空气中的O 2氧化为Fe(OH)3，该反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O 2+2H 2O=4Fe(OH)3。

【点睛】
本题考查无机物的推断，涉及铁元素的单质及化合物的性质及转化关系。

注意物质的颜色为解答本题的突破口。

Fe 3+具有强氧化性，可以与还原剂反应转化为低价态的Fe 2+，也可以转化为Fe 单质；Fe 2+既有氧化性，也有还原性，主要表现还原性；Fe 单质与弱氧化剂作用转化为Fe 2+，与强氧化剂作用转化为Fe 3+。

熟悉铁及其化合物的性质即可解答，注意氧化还原反应方程式书写时要遵循电子守恒。

8．某pH 1＝
的溶液X ，其中可能含有3Al +、2Ba +、4NH +、2Fe ＋、3Fe ＋、2-
3CO 、2-
4SO 、2-3SiO 、3NO -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3NO -
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）①中产生气体A 的离子方程式为
_____________________________________________________．
（4）⑦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
______________________________________________________________________________________．
（6）若实验测定A ．F ．K 均为001 mo .l ，试确定沉淀C 及其物质的量范围：_________．
【答案】23CO -、23SiO -
b 2332 3Fe 4H NO 3Fe NO 2H O -↑+++＋＋++ ()2223
3 AlO CO 2H O Al OH HCO --↓+++ 3Fe + 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3Fe +（其他答案合理也可） 沉淀为4BaSO ()4BaSO 006mol n .≥
【解析】
【详解】
由反应①加入的Ba(NO 3)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NO 2，溶液E 为HNO 3，因此溶液中含有还原性的离子，即含有Fe 2+；由反应④加入过量NaOH 溶液及溶液中可能存在的离子判断气体F 为NH 3，溶液I 为NH 4NO 3，溶液中含有NH 4+; pH= 1的溶液中不可能含有CO 32-、SiO 32-, 故沉淀C 为BaSO 4;根据图示关系及可能存在的离子可知沉淀G 为Fe(OH)3，溶液J 为FeCl 3;沉淀K 为Al(OH)3。

（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CO 32-、SiO 32-；
（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NO 3-，
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：3Fe 2++NO 3-+4H +=3Fe 3++NO↑+2H 2O ；
（4）⑦中生成沉淀K 为Al(OH)3，反应的离子方程式为AlO 2-+CO 2+2H 2O= Al(OH)3↓+HCO 3-；
(5)生成Fe(OH)3的Fe 3+可能来自于Fe 2+被硝酸氧化，也可能是原来溶液中就存在Fe 3+，故不能确定溶液X 中是否存在Fe 3+，可用KSCN 溶液检验溶液X 中是否存在Fe 3+；
(6) NO 、NH 3、Al(OH)3 各为0.01 mol ，则说明溶液X 中有0.03molFe 2+、 0.01 mol NH 4+、0.01 mol Al 3+。

若溶液X 中不存在Fe 3+,由上述推断可知溶液中一定存在Al 3+、NH 4+、Fe 2+、 SO 42-，由溶液中的电荷守恒可知3n(Al 3+) + n(NH 4+)+ 2n(Fe 2+)+ n(H +)= 2n(SO 42-)，故n(SO 42-)= 12
(0.03mol+0.01mol + 0.06 mol+ 0.02 mol)= 0.06 mol,若溶液中含有Fe 3+，则n(SO 42- )>0.06 mol 。

9．为探究某固体化合物X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验。

请回答：
(1)蓝色溶液中的金属阳离子是________。

(2)黑色化合物→砖红色化合物的化学方程式是________________________。

(3)X 的化学式是________。

【答案】Cu 2＋ 4CuO
高温2Cu 2O ＋O 2↑ Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3
【解析】
【分析】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO ，砖红色化合物为Cu 2O ，红色金属单质为Cu ，蓝色溶液为CuSO 4溶液；n(H 2O)=18g 0.18g /mol =0.01 mol ，黑色化合物n(CuO)= 2.40g 80g/mol
=0.03 mol ，无色无味气体n(CO 2)= n(CaCO 3)= 2.00g 100g/mol
=0.02 mol ，故可根据各元素推知分子式Cu 3C 2H 2O 8，则推断出X 为Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3，据此分析。

【详解】
根据流程中信息可知黑色化合物为CuO ，砖红色化合物为Cu 2O ，红色金属单质为Cu ，蓝色溶液为CuSO 4溶液；n(H 2O)=
18g 0.18g /mol =0.01 mol ，n(H)=0.02mol ，黑色化合物n(CuO)= 2.40g 80g/mol
=0.03 mol ，无色无味气体n(CO 2)= n(CaCO 3)= 2.00g 100g/mol =0.02 mol ，故n(O)=0.04+0.03+0.01=0.08mol ，可根据各元素推知分子式Cu 3C 2H 2O 8，则推断出X 为Cu 3(OH)2(CO 3)2或Cu(OH)2·2CuCO 3。

(1)蓝色溶液为CuSO 4溶液，含有的金属阳离子是Cu 2＋；
(2)黑色化合物→砖红色化合物，只能是CuO→Cu 2O ，反应的化学方程式是4CuO 高温2Cu 2O ＋O 2↑；
(3)X 的化学式是Cu(OH)2·2CuCO 3或Cu 3(OH)2(CO 3)2。

10．A ～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①的用途_____（填一项）。

（2）反应①的化学方程式为________。

反应③的离子方程式为_________。

反应⑧的化学方程式为______。

（3）反应⑥的化学方程式及变化过程中的现象是__________。

（4）向G溶液中加入AlCl3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+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe
Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O Al2O3+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Fe3O4，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①用于焊接钢轨或冶炼金属铁；
（2）反应①为铝热反应，反应方程式为8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe；反应③为Fe3O4与稀盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水的反应，离子方程式为：
Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O；反应⑧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⑥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++6H2O==Al(OH)3↓。

11．A、B、C、D四种化合物，其中B、C、D 焰色反应均为黄色，而A的焰色反应为紫色，B、D和盐酸反应均得到C，将固体B加热分解可得到D，若在D的溶液中通入一种无
色无味气体，又可得到B的溶液；若A的溶液滴加到FeCl2溶液中，先出现白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀E。

（1）试推断各物质的化学式：
A：___ B：___ C：___
（2）按要求写出下列方程式：
①D与盐酸反应的离子方程式：___；
②E固体受热分解的化学方程式：___。

【答案】KOH NaHCO3 NaCl CO32-+2H+=H2O+CO2↑ 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
【解析】
【分析】
B、C、D 焰色反应均为黄色，则均为钠的化合物，A的焰色反应为紫色，则A为钾的化合物；若A的溶液滴加到FeCl2溶液中，先出现白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀E，可知A为KOH，E为Fe(OH)3；B、D和盐酸反应均得到C，将固体B加热分解可得到D，若在D的溶液中通入一种无色无味气体，又可得到B的溶液，可知B为Na2CO3，D 为NaHCO3，C为NaCl，据此进行解答。

【详解】
(1)据分析可知答案为：KOH；NaHCO3；NaCl；
(2)①碳酸钠和盐酸反应离子方程式为：CO32-+2H+=H2O+CO2↑；
②氢氧化铁受热反应方程式为：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。

12．已知：如图中A是金属铁，请根据图中所示的转化关系，回答下列问题：
(1)写出下列物质对应的化学式B_______________、E________________；
(2)写出对应反应的化学方程式：
②________________________；
③_________________________；
⑤________________________；
(3)写出对应在溶液中反应的离子方程式：④ ____________________。

【答案】Fe3O4 Fe(OH)2 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 4Fe(OH)2
+O2 +2H2O=4Fe(OH)3 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
【解析】
【分析】
A是Fe，F为红褐色沉淀，则F是Fe(OH)3，E被氧化生成Fe(OH)3，则E是Fe(OH)2，D
和NaOH溶液生成NaCl和Fe(OH)3，根据元素守恒知，D是FeCl3，C和NaOH反应生成NaCl和Fe(OH)2，则C是FeCl2，Fe和H2O反应生成Fe3O4和H2，Fe和HCl反应生成FeCl2和H2，所以G是H2，B是Fe3O4，据此分析解答。

【详解】
(1)根据上述分析，B为Fe3O4，E为Fe(OH)2，故答案为：Fe3O4；Fe(OH)2；
(2)反应②为铁在高温下与水蒸气的反应，反应的化学方程式为3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2；反应③为氯化亚铁被氯气氧化的反应，反应的化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3；反应
⑤为氢氧化亚铁被氧化的反应，反应的化学方程式为：4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3；
(3)反应④为氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁，反应的离子方程式为Fe3++3OH-
=Fe(OH)3↓，故答案为：Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓。

【点睛】
本题的易错点为B的判断，要注意铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，不是氧化铁。

13．A~L为中学化学常见物质，其主要转化关系如下图所示（其中产物水已略去）。

已知
A为金属单质，C、D通常状况下为气体单质。

B、F均为重要的化工产品，F为具有刺激性气味的气体，将一定量F通入B的稀溶液中可以得到两种盐K和L。

G和I分别由相同的两种元素组成，通常状况下均为无色液体。

（1）B的化学式为_____________；工业上冶炼金属A的方法称为____________。

（2）向E的溶液中加入氢氧化钠溶液的实验现象为__________，反应的化学方程式为
______。

（3）写出E的酸性溶液与G反应转化为H的离子方程式_________________。

（4）相同条件下物质的量浓度相同的K、L溶液的pH大小关系为K______L（用“＞
”、“＞”或“=”表示），其主要原因是（用化学用语说明）
________________________________。

【答案】H2SO4热还原法先生成白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O ＞ NH 4++H2O NH3·H2O+H+ NH4HSO4=NH4++H++SO42-
【解析】
【分析】
通常状况下，C、D都是气体，二者反应生成了具有刺激性气味的气体F，则F为NH3，C
为H2，D为N2。

NH3可以和B反应生成两种盐，则B为H2SO4，E为硫酸盐溶液。

G、I由相同的两种元素组成，且通常状况下为无色液体，则这两种物质为H2O、H2O2。

由于E和G可以发生反应，则E属于变价金属的硫酸盐溶液，G为H2O2，所以A为Fe，E为
FeSO4，H为Fe2(SO4)3，K为(NH4)2SO4，J为Fe(OH)3，L为NH4HSO4。

【详解】
（1）经分析，B为H2SO4，A为Fe，该物质的工业冶炼方法为热还原法；
（2）E为FeSO4，向该溶液中加入NaOH溶液，可以看到有白色沉淀生成，白色沉淀会迅速转变为灰绿色，最后转变为红棕色；涉及的化学方程式为：
FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
（3）G为H2O2，H为Fe2(SO4)3，E+G→H的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）K为(NH4)2SO4，L为NH4HSO4；在(NH4)2SO4溶液中，NH4+发生水解
NH 4++H2O NH3·H2O+H+，溶液呈弱酸性；NH4HSO4是强酸酸式盐，在溶液中HSO4-完全电离NH4HSO4=NH4++H++SO42-，相当于一元强酸；所以相同浓度的情况，(NH4)2SO4溶液的pH更大。

14．某兴趣活动小组利用物质间的互变，设计成一个平面魔方，如右图所示：
已知①A、B、C、D、G含有同种元素。

②
纯A(单质)B溶液D固体G溶液
颜色银白色黄色红棕色浅绿色
③E是通常情况下密度最小的气体；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，也能将一种氧化物氧化为F，F是含有三种元素的化合物，与A反应生成E、G。

依据以上信息填空：
（1）写出D的化学式：______________。

（2）G生成C的过程中所出现的现象为_____________写出对应的离子方程式
_________________
（3）写出反应A→B的化学方程式：_______________________。

（4）B→F的离子方程式为__________；G与次氯酸反应的离子方程式为
________________。

【答案】Fe2O3先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色 Fe2++2OH-
=Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe+3Cl22FeCl3
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ 2Fe2++2HClO=2Fe3++Cl-+ H2O+ClO-
【解析】
【分析】
根据信息，D固体是红棕色，则D为Fe2O3；A、B、C、D、G含有相同元素，且G溶液为浅绿色，则G中含有Fe2＋；C可以生成Fe2O3，推出C为Fe(OH)3；A为单质，银白色，则A为Fe，B溶液为黄色，说明含有Fe3+；B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，推出B为含有Cl－，则B为FeCl3； E是通常情况下密度最小的气体，E为H2，F能和Fe反应生H2和Fe2＋，且属于三种元素的化合物，则F为H2SO4，
【详解】
（1）D为Fe2O3；
（2）G中含有Fe2＋，C为Fe(OH)3，因此离子反应方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，现象是先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；
（3）A为Fe，B为FeCl3，则反映式为2Fe+3Cl22FeCl3；
（4）F为H2SO4，因此氧化物是SO2，2Fe3＋+SO2+2H2O=2Fe2＋+SO42－+4H＋，利用次氯酸的强氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，即2Fe2＋+2HClO=2Fe3＋+Cl－+ H2O+ClO－。

15．某金属X，为了确定其成分，进行一系列实验，实验过程和发生的现象如下图所示：
⑴写出金属X的化学式_________。

⑵写出溶液B中溶质的化学式_________。

⑶写出白色沉淀C转变为红褐色沉淀D的化学方程式_________。

【答案】Fe FeCl24Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
金属与盐酸反应生成无色可燃性气体为氢气，白色沉淀与氧气反应生成红褐色沉淀，则金属为Fe；
【详解】
（1）分析可知，金属X为Fe；
（2）溶液B为氯化亚铁；
（3）白色沉淀为氢氧化亚铁，在空气中与氧气反应生成氢氧化铁，方程式为：
4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3；。