高考化学综合题专题复习铁及其化合物推断题专题解析附详细答案.docx

1、高考化学综合题专题复习铁及其化合物推断题专题解析附详细答案高考化学综合题专题复习【铁及其化合物推断题】专题解析附详细答案一、铁及其化合物1利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子并得到副产物ZnO。制备流程如图所示：(已知ZnO能溶于强碱)已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题：（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的目的是_（填字母）。A 去除油污 B 溶解镀锌层C 去除铁锈 D 钝化铁皮（2）调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是抽滤_。（3）加适量H2O2 目的是_ 溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入N2，其原

2、因是_。（4）副产物ZnO常用于制备锌单质。我国早有炼锌技术的记载，明代宋应星著的天工开物中有“升炼倭铅”的记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红冷定毁罐取出即倭铅也。”该炼锌工艺过程涉及主要反应的化学方程式为_，（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，“倭铅”是指金属锌）。（5）用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.01 molL1的K2Cr2O7标准溶液250 mL，应准确称取_g K2Cr2O7保留4位有效数字，已知Mr(K2Cr2O7)294。配制该标准溶液时，下列仪器中用不到的有_（填编号）。电子天平烧杯

3、量筒玻璃棒250 mL容量瓶胶头滴管移液管（6）滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。【答案】AB 洗涤、灼烧 将部分亚铁离子氧化成铁离子 防止Fe2被氧化 ZnCO32CZn3CO 0.7350 偏大 【解析】【分析】【详解】(1)A氢氧化钠溶液与油污反应生成高级脂肪酸盐，具有去除油污作用，A符合题意；B根据Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，Zn也能和氢氧化钠溶液反应，氢氧化钠溶液起到溶解镀锌层，B符合题意；C氢氧化钠和铁不反应，C不符合题意；D氢氧化钠不能钝化铁皮，故D不符合题

4、意；答案为：AB；(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀，抽滤就可以得到氢氧化锌沉淀，洗涤除去附着的离子，高温灼烧氢氧化锌分解得到ZnO；(3)Fe3O4中有+3价铁，因此加适量H2O2目的是将部分亚铁离子氧化成铁离子，将亚铁离子和铁离子达到Fe3O4中+2价铁与+3价铁的比例关系，持续通入N2，主要防止Fe2+被氧化；故答案为：将部分亚铁离子氧化成铁离子；防止Fe2被氧化；(4)该炼锌工艺参加反应的物质是煤炭饼和炉甘石(碳酸锌)，得到的物质是倭铅(金属锌)和CO，联想初中所学高炉炼铁原理，则炼锌过程涉及主要反应的化学方程式为ZnCO32CZn3CO；(5)m(K2Cr2O7)=0.0

5、1 molL-10.250 L294 gmol-1=0.7350 g，电子天平用于准确称量固体质量，烧杯用于溶解固体，玻璃棒用于搅拌和引流，容量瓶用于配制溶液，胶头滴管用于加水定容。用不到的仪器为量筒和移液管；故答案为：0.7350g；(6)如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，滴定结束后气泡消失，这样就造成读出来的K2Cr2O7标准溶液体积偏大，测定结果将偏大。2某学生探究小组将一批废弃的电子线路板简单处理后，得到含71%Cu、20%Al、5%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线：已知：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2H2O+

6、2NO2回答下列问题：（1）滤渣1的主要成分为_。（2）第步加入H2O2目的是将Fe2+氧化成Fe3+，其离子方程式为_；使用H2O2作为氧化剂的优点是_。（3）用第步所得CuSO45H2O晶体加热制备无水CuSO4的瓷质主要仪器_。（4）由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，可行方案是_，其中不可行方案的原因是_。【答案】Pt、Au H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O 不引入新杂质且产物无污染 蒸发皿 乙 甲 【解析】【分析】（1）.滤渣1成分应为Pt，Au，性质稳定不与浓硝酸和稀硫酸反应。（2）.H2O2将Fe2+氧化成F

7、e3+，同时其被还原为H2O。产物无污染无需后续处理。（3）.蒸发结晶过程会用到主要仪器蒸发皿属于瓷质。（4）.滤液1加H2O2是为了将溶液中Fe2+Fe3+，然后通过加NaOH调PH值使Al3+和Fe3+沉淀，这样才能使滤液2只含Cu2+。而滤渣2成分为Fe(OH)3和Al(OH)3,所以在制取Al2(SO4)318H2O时要考虑除去Fe3+影响。【详解】（1）.Pt，Au都属于化学性质稳定的金属，所以滤渣1含Pt和Au，答案为Pt、Au。（2）.根据分析，H2O2氧化Fe2+的离子方程式为H2O2 +2Fe2+2H+=2Fe3+ +2H2O，反应产物只有H2O和Fe3+，没有引入新杂质且无

8、污染。答案为H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O，不引入新杂质且产物无污染。（3）.由分析可知为蒸发皿，答案为蒸发皿。（4）.根据分析，滤渣2如果采用甲方案处理无法除去Fe3+，最终获得产物会含有杂质Fe2(SO4)3成分。如果采用乙方案，加适量Al粉可以置换出Fe同时生Al3+。丙方案加入NaOH溶解Al(OH)3然后过滤，可排除Fe3+影响，但对比方案乙其原子利用率不高。故答案为乙，甲。3现有X、Y、Z三种非金属元素,A、B、C三种金属元素,有:X、Y、Z的单质在常温下均为气体;X的单质在Z的单质中燃烧,火焰呈苍白色。产物XZ的水溶液可使石蕊试液变红;2molX的单质

9、可与1molY的单质化合生成2molX2Y,X2Y在常温下为液体;Z的单质溶于X2Y中所得的溶液具有漂白性;A的单质可以在Z的单质中燃烧,生成黑棕色固体,该固体溶于水得到棕黄色溶液;B与Z可形成化合物BZ3,向BZ3的溶液中逐滴滴加NaOH溶液,先生成白色沉淀后沉淀逐渐溶解;C的单质与Y的单质反应可能得到两种产物,其中一种为淡黄色固体M请回答下列问题:（1）写出下列物质的化学式:XZ_,X2Y_,M_（2）Z的单质溶于X2Y中所得溶液中起漂白作用的物质是_(填化学式)（3）A的单质与Z的单质反应的化学方程式为_（4）BZ3与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为_（5）X的单质与Z的单质的混合气

10、体经点燃充分反应后,冷却至室温,再通入足量的NaOH溶液中,气体被完全吸收,则原混合气体中X的单质与Z的单质的体积关系可能为_(用相应化学式表示X、Z的单质)【答案】HCl H2O Na2O2 HClO 2Fe+3Cl22FeCl3 Al3+4OH-=+2H2O V(H2):V(Cl2)1:1 【解析】【分析】现有X、Y、Z三种非金属元素，A、B、C三种金属元素，有X、Y、Z的单质在常温下均为气体；X的单质在Z的单质中燃烧，火焰呈苍白色，产物XZ的水溶液可使石蕊试液变红，则XZ为HCl，得出X为H，Z为Cl；2molX的单质可与1molY的单质化合生成2molX2Y，X2Y在常温下为液体，则X

11、2Y为H2O，Y为O；Z的单质溶于X2Y中所得的溶液具有漂白性；A的单质可以在Z的单质中燃烧，生成黑棕色固体，该固体溶于水得到棕黄色溶液，则为氯化铁溶液，即A为Fe；B与Z可形成化合物BZ3，向BZ3的溶液中逐滴滴加NaOH溶液，先生成白色沉淀后沉淀逐渐溶解，则B为Al；C的单质与Y的单质反应可能得到两种产物，其中一种为淡黄色固体M，则M为过氧化钠，则C为Na。【详解】根据分析得出下列物质的化学式：XZ为HCl，X2Y为H2O，M为Na2O2；故答案为：HCl；H2O；Na2O2。Z的单质溶于X2Y反应生成盐酸和次氯酸，次氯酸起漂白作用；故答案为：HClO。A的单质与Z的单质反应是铁与氯气反应

12、生成氯化铁，其化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3；故答案为：2Fe+3Cl22FeCl3。氯化铝与过量的NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，其离子方程式为Al3+4OH = AlO2+2H2O；故答案为：Al3+4OH = AlO2+2H2O。X的单质与Z的单质的混合气体经点燃充分反应生成HCl，H2 + Cl22HCl，反应后冷却至室温，再通入足量的NaOH溶液中，气体被完全吸收，氯化氢和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，氯气也要与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，因此氯气过量或刚好生成HCl，气体都能完全被吸收，故原混合气体中X的单质与Z的单质的体积关系可能为V(H2):V(Cl2)

13、 1:1；故答案为：V(H2):V(Cl2) 1:1。4图中，固体A是铁锈的主要成分。请回答：（1）固体C的化学式是_，上述框图中体现了SO2的_（填“氧化性”、“还原性”或“漂白性”）。（2）写出AB的化学方程式_。（3）写出DE的离子方程式_。（4）若通入的SO2是足量的，请你设计实验方案检验“溶液D”中的金属阳离子_。【答案】FeCl3 还原性 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 Ba2+SO42-=BaSO4 取少量溶液D于试管中，滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加适量氯水（或双氧水），溶液变成血红色，则含有Fe2+ 【解析】【分析】固体A是铁锈的主要成分，则A为Fe2O3，结合图中

14、转化可知，A与CO反应生成B为Fe，B与氯气反应生成C为FeCl3，C与二氧化硫发生氧化还原反应，溶液D中Fe2+、SO42-等，溶液D与氯化钡反应生成白色沉淀E为BaSO4。【详解】(1)由上述分析可知，固体C的化学式是：FeCl3，上述框图中SO2失去电子转化为硫酸根离子，作还原剂；(2)AB的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；(3)DE的离子方程式为：Ba2+SO42=BaSO4；(4)若通入的SO2是足量的，溶液D中金属阳离子为Fe2+，检验该阳离子的方法为：取少量溶液D于试管中，滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加适量氯水(或双氧水)，溶液变成血红色，则含有Fe2+。

15、5现有单质A、B、C及化合物D、E、F、G、H，它们之间能发生如图反应(图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）反应是D物质的水溶液与金属铝反应，金属铝被氧化_(写化学式)；（2）步骤中刚生成的白色沉淀颜色会迅速发生变化，最终生成红褐色沉淀H，请写出由白色沉淀变成H的化学方程式：_；（3）检验G中所含的金属离子时，在G溶液中加入硫氰化钾溶液，离子方程式为：_；（4）工业上将氯气通入D溶液中制取消毒液，反应的化学方程式为_，1mol氯气发生反应，转移电子_mol；消毒液中的有效成分是_(填名称)；（5）将0.1molA的碳酸盐溶液和0.15molE溶液混合

16、，有如下两种方式：A将含A的碳酸盐溶液逐滴加入到E溶液中；B将E溶液逐滴加入到含A的碳酸盐溶液中；理论上产生气体比较多的是_(填序号)，多_mol。【答案】 1 次氯酸钠 A 【解析】【分析】金属A焰色反应为黄色，故A为Na，由反应水气体，故C为、D为NaOH，则E为HCl，HCl溶于水形成盐酸。金属B能与盐酸反应生成F，F与氯气反应生成G，而G能与NaOH反应生成红褐色沉淀H，故B为Fe、F为、H为，据此解答。【详解】反应是NaOH水溶液与金属铝反应，本质是Al与水反应生成氢氧化铝与氢气，氢氧化铝再与NaOH反应生成偏铝酸钠与水，金属铝被氧化，故答案为：；步骤中刚生成的白色沉淀氢氧化亚铁易被

17、氧化，颜色会迅速发生变化，最终生成红褐色沉淀氢氧化铁，化学方程式为：，故答案为：；检验中所含的金属离子时，在溶液中加入硫氰化钾溶液，溶液变红，离子方程式为：，故答案为：；工业上将氯气通入NaOH溶液中制取消毒液NaClO，反应的化学方程式为：，根据氧化还原反应化合价规律可知，氯气中的Cl有一半化合价升高，一半化合价降低，即反应中氯气既是氧化剂又是还原剂，各占一半，1mol氯气发生反应转移1mol电子，消毒液中的有效成分是次氯酸钠，故答案为：；1；次氯酸钠； 将碳酸钠溶液逐滴加入到盐酸中，发生反应：，生成为；B将盐酸逐滴加入到含碳酸钠溶液中，先发生反应：，剩余、生成，而后发生反应：，生成；故理论

18、上产生气体比较多的是A，多产生为。故答案为：A；。6已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。请回答下列问题：（1）若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，加热蒸干B的溶液不能得到B。则B的化学式为_。（2）若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应的离子方程式是_。（3）若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应的化学方程式为_。（4）若A的焰色反应呈黄色，D为二氧化碳，则反应的离子方程式是_。【答案】FeCl3 Al(OH)3+OH-=AlO2-

19、+2H2O 2H2S+SO23S+2H2O CO32-+CO2+H2O2HCO3- 【解析】【分析】(1)D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，则D是铁，A可用于自来水消毒，A为Cl2；(2)若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，D为NaOH、B为Al(OH)3；(3)C是形成酸雨的主要气体，则A为H2S、D为O2、B为S、C为SO2；(4)若A的焰色反应呈黄色，说明A中含有Na元素，且A、B、C均含有同一种元素据此分析。【详解】(1)D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质，则D是铁，A可用于自来水消毒，由转化关系可知，A为Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2；(2)若D是氯

20、碱工业的主要产品之一，B有两性，由转化关系可知，A为铝盐、D为NaOH、B为Al(OH)3、C为NaAlO2，反应为氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式是：Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O；(3)若A、C、D都是常见气体，C是形成酸雨的主要气体，则A为H2S、D为O2、B为S、C为SO2，反应为硫化氢与二氧化硫反应生成硫和水，反应的化学方程式为：2H2S+SO23S+2H2O；(4)若A的焰色反应呈黄色，D为二氧化碳，由转化关系可知，A为NaOH、B为Na2CO3、C为NaHCO3，反应为碳酸钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应的的离子方程式是：CO32+CO

21、2+H2O2HCO3。7明矾在日常生活中用途非常广泛。用废铝灰（含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等）为原料制取明矾的工艺流程如下图。回答下列问题：已知：Fe3开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH 为1.93.7。（1）明矾净水的原理是_（用离子方程式表示）。（2）“酸溶”时，Al2O3溶解的化学方程式为_。（3）“氧化”时，发生反应的离子方程式为_。（4）“步骤”的目的是_；“滤渣2”经碱洗、水洗、干燥和煅烧，得到的产品的名称是_（填俗称）。（5）“步骤”包含的操作有_、_、过滤及干燥。【答案】Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3

22、+3H2O 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O 调节溶液pH，使沉淀完全 铁红 蒸发浓缩 冷却结晶 【解析】【分析】废铝灰(含Al、Al2O3、Fe、Fe2O3、FeO 等)加入足量稀硫酸进行酸浸溶解并过滤，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、SO42-的酸性滤液，滤渣1为不与硫酸反应的杂质，向滤液中加入双氧水将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，向氧化后的滤液中加入Al(OH)3，Fe3+转化为更难溶的Fe(OH)3沉淀，过滤后得到含有Al3+、SO42-的滤液，滤渣2为Fe(OH)3，向滤液中加入K2SO4制得产品溶液，对溶液进行蒸发浓缩

23、、冷却结晶、过滤、干燥最终得到产品硫酸铝钾的晶体，据此分析解答。【详解】(1)明矾是强酸弱碱盐，弱酸根离子Al3+水解产生氢氧化铝胶体，能够吸附水中悬浮的物质形成沉淀而除去，从而达到达到净水的目的。其反应原理用方程式表示为：Al3+3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+；(2)“酸溶”时，Al2O3和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；(3)“氧化”时，加入氧化剂过氧化氢，将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；(4)“步骤”加入滤液中加入Al(OH)3，作用是调节溶液的pH

24、值，由于Fe(OH)3比Al(OH)3更难溶，使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀而除去；“滤渣2”的成分是Fe(OH)3，煅烧时分解生成氧化铁，它是一种红棕色粉末，常用作颜料，俗名是铁红；(5) “步骤”是从溶液中获得产品明矾，包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤及干燥。8七水硫酸锌别名皓矾，常用作媒染剂、收敛剂、木材防腐剂。工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO，另含ZnSiO3、FeCO3、CuO等)生产ZnSO47H2O的流程如下：在该流程中，相关离子生成氢氧化物的pH如表：开始沉淀时pH完全沉淀时pHZn2+5.46.4Fe3+1.13.2Fe2+5.88.8Cu2+5.66.4请回答

25、下列问题：(1)粉碎氧化锌矿石的目的是_；滤渣X的成分是_。(2)步骤中加入H2O2目的是：_，发生反应的离子方程式为：_。(3)“除铁”步骤中加入试剂M调节溶液的pH，试剂M可以是_(填化学式，一种即可)，控制溶液的pH范围为：_。同时还需要将溶液加热，其目的是：_。(4)滤渣Z的成分是_。(5)取28.70 g ZnSO47H2O(相对分子质量：287)加热至不同温度，剩余固体的质量变化如图所示：步骤中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是_。680 时所得固体的化学式为_。 a.ZnO b.Zn3O(SO4)2 c.ZnSO4 d.ZnSO4H2O【答案】增大比表面积，加快反应速率、提高

26、浸取率 H2SiO3 将Fe2+氧化成Fe3+，便于后续步骤中将铁元素除去 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2 3.2pH5.4 防止生成氢氧化铁胶体，便于分离 Cu、Zn 降低烘干温度，防止ZnSO47H2O失去结晶水 b 【解析】【分析】(1)氧化锌矿石粉碎可增大比表面积，加快反应速率、提高浸取率；在加H2SO4酸溶过程中，ZnSiO3与H2SO4会生成H2SiO3；(2)在步骤中加入H2O2，会与溶液中的Fe2+发生氧化还原反应；(3)要中和多余H2SO4并且不引入新杂质，可以加入ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2等化合物；根据表格所知，F

27、e3+全部除尽，pH3.2，Zn2+开始沉淀，pH为5.4；加热可以防止生成氢氧化铁胶体，便于分离；(4)为了将Cu2+全部置换出来，加入的锌粉过量，滤渣Z中包含Cu和Zn；(5)由于ZnSO47H2O易失去结晶水，烘干时要适当降低温度；根据图像分析。【详解】(1)氧化锌矿石粉碎可增大比表面积，加快反应速率、提高浸取率；在加H2SO4酸溶过程中，ZnSiO3与H2SO4会生成H2SiO3，故滤渣X的成分为H2SiO3，故答案为：增大比表面积，加快反应速率、提高浸取率； H2SiO3；(2)在步骤中加入H2O2，会与溶液中的Fe2+发生氧化还原反应，对应的离子方程式为：2Fe2+H2O2+2H2

28、Fe3+2H2O，故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，便于后续步骤中将铁元素除去；2Fe2+H2O2+2H2Fe3+2H2O；(3)要中和多余H2SO4并且不引入新杂质，可以加入ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2等化合物；根据表格所知，Fe3+全部除尽，pH3.2，Zn2+开始沉淀，pH为5.4，故pH的范围为：3.2pH5.4；加热可以防止生成氢氧化铁胶体，便于分离，故答案为：ZnO或ZnCO3或Zn(OH)2； 3.2pH5.4；加热可以防止生成氢氧化铁胶体，便于分离；(4)为了将Cu2+全部置换出来，加入的锌粉过量，滤渣Z中包含Cu和Zn，故答案为：Cu、Zn；(5)由于ZnSO47H2

29、O易失去结晶水，烘干时要适当降低温度；n(ZnSO47H2O)= =0.1 mol，加热过程中若得ZnSO4H2O的质量为17.90 g(100 )；若得ZnSO4的质量为16.10 g(250 )；若得ZnO的质量为8.10 g(930 )；据此通过排除法确定680 时所得固体的化学式为Zn3O(SO4)2，故答案为：降低烘干温度，防止ZnSO47H2O失去结晶水；b。【点睛】分析流程题需要掌握的技巧是：浏览全题，确定该流程的目的，看懂生产流程图，了解流程图以外的文字描述、表格信息，后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时调用。9碱性锌锰电池的工作原理:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2,其中的电解质溶液是KOH溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰电池为原料,制备一种新型材料MnxZn(1-x)Fe2O4,其工艺流程如图所示:(1)滤液A中溶质的电子式为_。(2)已知MnxZn(1-x)Fe2O4中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中锰元素的化合价相同，则铁元素的化合价为_。(3)“溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3价锰的化合物全部还原成Mn2+，写出该反应的离子方程式:_