2020-2021高考化学压轴题专题铁及其化合物的经典综合题及详细答案

2020-2021高考化学压轴题专题铁及其化合物的经典综合题及详细

答案

一、高中化学铁及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．物质X是某新型净水剂的中间体，它可以看成由AlCl3（在180℃升华）和一种盐A按物质的量之比1：2组成。在密闭容器中加热X使之完全分解，发生如下转化：

请回答下列问题：

（1）X的化学式为__。

（2）将E混合晶体溶于水配成溶液，向溶液中加入过量稀NaOH溶液时发生的总反应的离子方程式为__。

（3）高温下，若在密闭容器中长时间煅烧X，产物中还有另外一种气体，请设计实验方案验证之_。

【答案】AlCl3·2FeSO4 Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O 将气体通入足量NaOH溶液中，收集余气，把一条带火星的木条伸入其中，若复燃，则说明是O2

【解析】

【分析】

固体氧化物B溶于稀盐酸后得到的溶液C中滴加KSCN溶液，混合液变血红色，说明B中含有Fe3+，则B为Fe2O3，C为FeCl3溶液，无色D气体能使品红褪色，则D为SO2，由元素守恒可知A中含有Fe、S、O元素，A加热分解能生成氧化铁和二氧化硫，则盐A为

FeSO4，氧化铁的物质的量为

3.2g

160g/mol

=0.02mol，生成二氧化硫为

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，

由Fe、S原子为1：1可知生成SO3为0.02mol，4.27g混合晶体E为AlCl3和SO3，AlCl3的物

质的量为4.27g-0.02mol80g/mol

133.5g/mol

=0.02mol，X的组成为AlCl3∙2FeSO4，以此解答该题。

【详解】

(1)根据上述分析，X的化学式为AlCl∙2FeSO4；

(2)将E混合晶体溶于水配成溶液，三氧化硫反应生成硫酸，则硫酸与氯化铝的物质的量相等，逐滴加入过量稀NaOH溶液，该过程的总反应的离子方程式为：Al3++2H++6OH-=AlO2-+4H2O；

(3)若在高温下长时间煅烧X，生成的三氧化硫再分解生成二氧化硫和氧气，另一种气体分子式是O2，检验氧气的方法为：将气体通入足量NaOH溶液中，收集余气，把一条带火星的本条伸入其中，若复燃，则说明是O2。

2．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 。

3．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，