高考化学铁及其化合物推断题综合经典题附答案解析一、铁及其化合物1．印刷电路板（PCB）是用腐蚀液（FeCl3溶液）将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。
一种制作PCB并将腐蚀后废液（其中金属阳离子主要含Fe3+、Cu2+、Fe2+）回收再生的流程如图。
请回答：（1）腐蚀池中发生反应的化学方程式是__。
（2）上述各池中，没有发生化学变化的是__池。
（3）由置换池中得到固体的操作名称是__。
（4）置换池中发生反应的离子方程式有__。
（5）请提出利用酸从固体中回收Cu并将滤液回收利用的合理方案：__。
（6）向再生池中通入Cl2也可以使废液再生，相比Cl2，用双氧水的优点是__。
【答案】Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2沉降过滤 Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu 用盐酸溶解固体中的Fe，过滤后得到Cu，并将滤液加入再生池避免有毒气体污染环境【解析】【分析】腐蚀液（FeCl3溶液）将覆铜板上，发生反应为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，再在沉降池中沉降后加入铁粉置换出铜单质、以及铁与铁离子反应生成亚铁离子，再生池中主要指FeCl2，通入过氧化氢氧化生成FeCl3，循环利用。
【详解】（1）腐蚀液（FeCl3溶液）将覆铜板上腐蚀池中发生反应的化学方程式为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2；（2）腐蚀池中发生：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2；置换池中铁粉置换出铜、以及铁与铁离子反应生成亚铁离子，再生池中过氧化氢氧化FeCl2，没有发生化学变化的是沉降池；（3）置换池中铁粉置换出铜，固液分离的操作为过滤；（4）置换池中铁粉置换出铜、以及铁与铁离子反应生成亚铁离子，其离子反应方程式：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu；（5）根据金属活动性顺序表可知，铁能与稀盐酸发生反应，而铜不与稀盐酸反应，所以用盐酸溶解固体中的Fe，过滤后得到Cu，并将滤液加入再生池；（6）Cl2有毒，污染环境，需要尾气处理，加双氧水氧化后生成水，避免有毒气体污染环境，故答案为：避免有毒气体污染环境。
2．已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G为黄绿色；形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍；B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)；K为红棕色粉末。
其转化关系如图。
请回答：（1）工业上制C用A不用H的原因______________________。
（2）写出C与K反应的化学方程式_________________，该反应的反应物总能量___________(填“大于”或“小于”)生成物总能量。
（3）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，接通电源(短时间)电解E水溶液的化学方程式___________________。
（4）写出E物质的电子式___________________。
（5）J与H反应的离子方程式为________________________。
（6）写出G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式_______________________。
【答案】氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电 2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe 大于2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑ Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O【解析】【分析】【详解】形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则D为O2；K为红棕色固体粉末，K为Fe2O3；由于电解A得到C与D，则C与K 生成A的反应为铝热反应，故A为Al2O3，L为Fe，C为Al；黄绿色气体G为Cl2，与C反应得到H为AlCl3；B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，B中含有K元素，B在催化剂、加热条件下反应生成氧气，则B为KClO3，E为KCl，电解KCl溶液生成KOH、H2和Cl2，过量的F与氯化铝反应得到J，则I为H2，F为KOH，J为KAlO2；（1）H为AlCl3，氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，故工业上制Al用氧化铝不用氯化铝，故答案为氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电；（2）C与K反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe，该反应为放热反应，故该反应的反应物总能量大于生成物总能量，故答案为2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe；大于；（3）Fe是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，Fe作阴极，接通电源(短时间)电解KCl水溶液的化学方程式为：2KCl+2H2O 电解2KOH+H2↑+Cl2↑，故答案为2KCl+2H2O 电解2KOH+H2↑+Cl2↑；（4）E为KCl，KCl的电子式为，故答案为；（5）J与H反应的离子方程式为：Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓，故答案为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓；（6）G为Cl2，G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，故答案为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
【点晴】本题考查无机推断等，特殊颜色及D的原子结构、转化关系中特殊反应等是推断突破口，是对元素化合物知识及学生综合能力的考查，需对基础知识全面掌握。
推断题中常见的特征反应现象有：（1）焰色反应：Na(黄色)、K(紫色)；（2）使品红溶液褪色的气体：SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)；（3）白色沉淀Fe(OH)2置于空气中最终转变为红褐色[Fe(OH)3](由白色→灰绿→红褐色)；（4）在空气中变为红棕色：NO；（5）气体燃烧火焰呈苍白色：H2在Cl2中燃烧；在空气中点燃呈蓝色：CO、H2、CH4；（6）使湿润的红色石蕊试纸变蓝：NH3；（7）空气中出现白烟：NH3与酸性气态物质(或挥发性酸如盐酸、硝酸)反应等。
3．某兴趣活动小组利用物质间的互变，设计成一个平面魔方，如下图所示：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_________________________。
(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 2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋ H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O【解析】【分析】结合框图，D固体呈红棕色，则其为Fe2O3；A、B、C、D、G含有同种元素，B与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，则B为FeCl3，G中含有Fe2+，A为Fe。
由“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”，则F为H2SO4，G为FeSO4；E是通常情况下密度最小的气体，则E为H2。
由B→C→D的转化可推知，C为Fe(OH)3。
【详解】(1)由以上分析可知，D为氧化铁，其化学式：Fe2O3。
答案为：Fe2O3；(2)FeSO4生成Fe(OH)3，可先加碱、后氧化，所出现的现象为先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
答案为：先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色；(3)反应Fe→FeCl3需用Cl2将Fe氧化，反应方程式为2Fe＋3Cl22FeCl3。
答案为：2Fe＋3Cl22FeCl3；(4)FeCl3→H2SO4，应使用SO2，离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；FeSO4与次氯酸反应，生成Fe3+、Cl-和H+，离子方程式为H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。
答案为：2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42-＋4H＋；H＋＋2Fe2＋＋HClO=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。
【点睛】利用框图进行物质推断时，先确定信息充足的物质，然后利用已知的少量信息、反应条件及未知物质前后的已知物质，推断出未知物质的组成。
4．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。