高考化学铁及其化合物综合题汇编附答案解析一、高中化学铁及其化合物1．在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液(含有Fe2+、Fe3+、Cu2+)处理和资源回收很有意义，下列是回收金属铜和刻蚀液再生的流程图，回答下列问题：(1)沉淀A中含有的单质是_________。
(2)通入的气体C的化学式是________。
(3)滤液与气体C反应生成刻蚀液的离子方程式：_________________。
【答案】Fe、Cu Cl2 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-【解析】【分析】废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+，废液中加入过量铁屑后发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu；过滤后得到的沉淀A为Fe、Cu；滤液中含有Fe2+，滤液中通入气体C，得到刻蚀液FeCl3溶液，则气体C为氯气；沉淀A与过量盐酸反应，Fe与盐酸反应生成氯化亚铁，而铜不反应，则沉淀B为Cu，据此进行解答。
【详解】根据上述分析可知沉淀A为Fe、Cu，沉淀B为Cu，滤液含有Fe2+，气体C为Cl2。
(1)废液中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+，向废液中加入过量Fe屑，发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu，所以沉淀A中含有过量的Fe和反应产生的Cu，即沉淀A中含有的金属单质是Fe、Cu；(2)A中含有Fe、Cu，向A中加入盐酸，铁溶解生成FeCl2，而Cu不溶解，过滤得到沉淀B 是Cu，向含有FeCl2的滤液中通入Cl2，发生反应：2FeCl2+Cl2=2FeCl3；(3)Cl2与FeCl2反应产生FeCl3，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
【点睛】本题考查了无机推断，明确常见元素及其化合物性质为解答关键，题目侧重考查学生对基础知识的掌握，有利于提高学生的分析、理解能力及灵活应用能力。
2．下图为一些常见物质的转化关系图(部分反应物与生成物未标出)。
A、C、E、G为单质，其中A、C、G为金属，E为气体。
B为常见无色液体，L为红褐色固体，I的焰色反应呈紫色。
常温下A、G投入J的浓溶液无明显现象，K是反应①所得溶液中的唯一溶质。
⑴A在元素周期表中的位置为_______，H的电子式为________。
⑵写出有关反应的离子方程式：反应①的离子方程式为__________。
反应②的离子方程式为__________。
⑶反应③中每生成1 mol E，转移电子的物质的量为__________。
【答案】第四周期Ⅷ族 3Fe3O4＋28H+＋NO3－＝9Fe3+＋NO↑＋14H2O 2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ 1 mol【解析】【分析】A、C、E、G为单质，其中A、C、G为金属，L为红褐色固体，L为Fe(OH)3，B为常见无色液体，B为H2O，由元素守恒及转化可知，D为Fe3O4，G为Al，A为Fe，E为H2，I的焰色反应呈紫色，I中含K元素，由元素守恒及转化可知，C为K，F为KOH，I为KAlO2，K与氢气化合生成KH，所以H为KH，常温下A、G投入J的浓溶液无明显现象，K是反应①所得溶液中的唯一溶质，J为硝酸，K为硝酸铁，然后结合单质及化合物的性质来解答。
【详解】A、C、E、G为单质，其中A、C、G为金属，L为红褐色固体，L为Fe(OH)3，B为常见无色液体，B为H2O，由元素守恒及转化可知，D为Fe3O4，G为Al，A为Fe，E为H2，I的焰色反应呈紫色，I中含K元素，由元素守恒及转化可知，C为K，F为KOH，I为KAlO2，K与氢气化合生成KH，所以H为KH，常温下A、G投入J的浓溶液无明显现象，K是反应①所得溶液中的唯一溶质，J为硝酸，K为硝酸铁，(1)由上述分析可知，A为Fe，位于元素周期表中第四周期Ⅷ族，H为KH，其电子式为；(2)反应①的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO3-=9Fe3++NO↑+14H2O，反应②的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；(3)反应③为KH+H2O=KOH+H2↑，H元素的化合价由-1升高为0，则每生成1molE(KOH)，转移电子的物质的量为1mol×(1-0)=1mol。
3．下图中每一方框中表示一种反应物或生成物，其中A、C、D、E在通常情况下均为气体，B为液体，(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)。
试回答：（1）X是，C是，F是。
（2）写出A→D反应的化学方程式。
（3）写出G→E反应的化学方程式。
（4）写出C→E反应的化学方程式。
【答案】（1）NH4HCO3或（NH4）2CO3NH3NO2（2）2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O2（3）3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O（4）4 NH3＋5O2="=4NO" + 6H2O【解析】试题分析：（1）既能够与酸反应，又能够与碱反应，经过加热还可以分解的也只有碳酸氢氨了，或者碳酸氨了，A是碳酸氢氨与盐酸反应得到的物质，且A为气体，则A为二氧化碳，则D是二氧化碳与过氧化钠反应得到的物质，且D为气体，则D是氧气。
C到E的化学反应是氨气与氧气在催化剂存在下的反应，生成一氧化氮与水。
F是氧气与一氧化氮的反应，则F为二氧化氮。
（2）如前所述，A为二氧化碳，则反应式为：2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O2↑。
（3）E是一氧化氮，F是二氧化氮，B是水，则G为硝酸，则G到E的方程式是稀硝酸与铜反应的方程式。
方程式为：3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。
（4）C是氨气，D是氧气，氨气与氧气在催化剂存在下的反应是：4 NH3＋5O2="=4NO" + 6H2O。
考点：着重是对铵盐的考查，考查学生分析推断能力。
4．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3.2g160g/mol=0.02mol，生成二氧化硫为0.448L22.4L/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/mol133.5g/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。
5．已知X、Y均为有刺激性气味的气体，且几种物质间有以下转化关系，部分产物未标出。
请回答下列问题。
(1)写出下列各物质的化学式：X______、Y______、A______、B______、C______。
(2)反应①的离子方程式为____________。
【答案】Cl2 SO2HCl H2SO4FeCl3 2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+【解析】【分析】A与硝酸酸化的AgNO3溶液反应产生白色沉淀，A中含Cl-；B与盐酸酸化的BaCl2溶液反应产生白色沉淀，B中含SO42-；又根据X、Y均为有刺激性气味的气体，且X能与Fe反应，则X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。
(1)分析可知，X为Cl2，Y为SO2，A为HCl，B为H2SO4，C为FeCl3。
(2)反应①为氯化铁与二氧化硫发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O＝2Fe2++SO42-+4H+。
6．硫及其化合物有如下转化关系(1)发生氧化还原反应的是___________(填序号)(2)写出(5)的反应方程式____________，说明浓硫酸具有___________，制取CuSO4，__________方法最好(填序号)；(3)SO2是造成空气污染，形成酸雨的主要物质。
SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸，反应方程式为_____________。
验证二氧化硫的方法是_____________。
(4)某溶液中含有Cl-、SO42-，可能含有Na+、Fe2+或其中一种。
①验证Cl-、SO42-的方法是______________A．先加BaCl2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液B．先加AgNO3溶液，等沉淀后，再加BaCl2溶液C．先加Ba(NO3)2溶液，等沉淀后，再加AgNO3溶液②验证Na+或Fe2+最简单的方法是_____________。
【答案】①②⑤ 2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O 强氧化性⑥2SO2+O2+2H2O=2H2SO4将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO2 C 若溶液为无色，则溶液中只有Na+；若溶液显绿色，一定有Fe2+，再做焰色反应，以证明Na+的存在【解析】【详解】（1）依据转化关系中反应前后元素化合价变化分析，①反应是硫单质和铁发生反应一定有元素化合价变化属于氧化还原反应；②是硫和氧气反应生成二氧化硫属于氧化还原反应；③是三氧化硫和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，无元素化合价变化，不是氧化还原反应；④是硫酸铜和氯化钡溶液反应生成沉淀，发生的是复分解反应；⑤是铜和浓硫酸加热反应，发生的是氧化还原反应，⑥是氧化铜与硫酸的反应，没有元素的化合价发生变化；有元素化合价变化的反应为氧化还原反应，因此①②⑤属于氧化还原反应；故答案为①②⑤；（2）反应⑤是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式为：2H2SO4（浓）+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O，反应中浓硫酸表现了酸性和强氧化性；硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜，反应过程中无污染气体生成最好，制备硫酸铜的方法，⑥最好，⑤生成二氧化硫污染性气体；故答案为2H2SO4（浓）+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O；强氧化（3）SO 2在水的存在下与氧气反应生成硫酸，分压的化学方程式为：2SO 2+O 2+2H 2O ═2H 2SO 4；依据二氧化硫的特征性质检验二氧化硫，使品红试液褪色，加热恢复红色，方法为：将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO 2；故答案为2SO 2+O 2+2H 2O ═2H 2SO 4；将某气体通入盛品红溶液的试管中，品红褪色，再加热，又出现红色，证明是SO 2；（4）①依据氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验、硫酸根离子检验方法加入盐酸，在加入硝酸钡进行检验，注意离子检验设计应先检验硫酸根离子，沉淀完全后再检验氯离子的存在。