高考化学与铁及其化合物有关的压轴题附答案

高考化学与铁及其化合物有关的压轴题附答案一、高中化学铁及其化合物1．下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C为气体单质一种主要成分、D在常温下是黄绿色气体、E为Fe单质，其余为化合物。它们存在如下转化关系，反应中生成的水及次要产物均已略去。(1)写出有关物质的化学式F______________，G_______________，H_________________。(2)指出MnO2在相关反应中的作用，反应①中是___________剂，反应②中是____________剂。(3)若反应①是在加热条件下进行，则A是___________；若反应①是在常温条件下进行，则A的电子式为______________。(4)写出B与MnO2共热获得D的离子方程式________________。(5)写出B与F反应的化学方程式___________________________。【答案】Fe3O4FeCl2FeCl3催化剂氧化剂KClO34H＋＋2Cl－＋MnO2Mn2＋＋Cl2↑＋2H2OFe3O4＋8HCl＝FeCl2＋2FeCl3＋4H2O【解析】【分析】中学阶段与MnO2反应的制备的气体有O2和Cl2，其中在不加热条件下，用H2O2和MnO2制备O2，在加热条件下用氯酸钾在加热条件分解制氧气，用浓盐酸和MnO2制备Cl2，则A为H2O2，B为HCl，C为O2，D为Cl2，F为金属氧化物，与盐酸反应生成两种氯化物，且二者之间可以相互转化，说明E为变价金属，应为Fe，是目前人类应用最广泛的金属，则F为Fe3O4，G为FeCl2，H为FeCl3，结合物质的性质解答该题。【详解】与MnO2反应的制备的气体有O2和Cl2，其中在不加热条件下，用H2O2和MnO2制备O2，在加热条件下用浓盐酸和MnO2制备Cl2，则A为H2O2，B为HCl，C为O2，D为Cl2，F为金属氧化物，与盐酸反应生成两种氯化物，且二者之间可以相互转化，说明E为变价金属，应为Fe，是目前人类应用最广泛的金属，则F为Fe3O4，G为FeCl2，H为FeCl3，则：(1)由以上分析可知，F为Fe3O4，G为FeCl2，H为FeCl3；(2)在不加热条件下，用H2O2和MnO2制备O2，H2O2起到催化剂的作用，在加热条件下用浓盐酸和MnO2制备Cl2，发生：4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O，MnO2起到氧化剂的作用；(3)反应①是在加热条件下进行，判断为实验室制氧气的反应，加热分解氯酸钾，2KClO32KCl+3O2↑，若常温下反应是二氧化锰催化剂分解过氧化氢，2H2O22H2O+O2↑，H2O2是共价化合物，其电子式为；(4)B(HCl)与MnO2共热获得D(Cl2)的离子方程式为4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O；(5)B(HCl)与F(Fe3O4)反应的化学方程式为Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。2．A、C、E是中学化学中常见的单质，A是固体，C、E是无色无味的气体，D是黑色晶体，它们之间的转化关系如下图所示。（1）写出A、B、C的化学式：A_______；B_______；C_______。（2）写出A、B转化为D、E的化学方程式_______。（3）写出A与足量稀硝酸反应的离子方程式_______。【答案】FeH2OO23Fe+4H2OFe3O4+4H2↑Fe+4H++NO3－==Fe3++NO↑+2H2O【解析】【分析】A、C、E是中学化学中常见的单质，A是固体，C、E是无色无味的气体，D是黑色晶体，根据它们之间的转化关系，A是Fe、C是O2、B是H2O、D是Fe3O4、E是H2。【详解】根据以上分析：（1）A是Fe；B是H2O；C是O2。（2）铁与水蒸气在高温条件下生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式是3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑。（3）铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮、水，反应的离子方程式是Fe+4H++NO3－==Fe3++NO↑+2H2O。3．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】Fe2O3Fe(OH)22Fe3＋＋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↑。4．下图中A～J均代表无机物或其水溶液，其中B、D、G是单质，B是地壳中含量最高的金属元素，G是气体，J是磁性材料。根据图示回答问题：(1)写出下列物质的化学式：A______，E______；(2)反应①的化学方程式是_________________________；反应②的化学方程式是___________________________；(3)J与盐酸反应的化学方程式是______________________；反应后的溶液与足量的D反应的离子方程式是______________________，如何检验最后溶液中的阳离子：______________________________________。(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为__________________。【答案】Fe2O3Al2O32Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O2Fe3++Fe=3Fe2+取少量溶液于试管中滴加硫氰化钾溶液，不变色，再通入氯气变血红色，证明含有二价铁离子2Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O【解析】【分析】B为地壳中含量最高的金属，为Al；J为磁性材料，故为Fe3O4，②反应条件为高温，该反应为铁和水蒸气的反应，G为氢气；B（Al）和C反应生成G（H2）和F，I加入过量NaOH得到F，故C为NaOH，F为NaAlO2，结合A和B的反应条件为高温，可知为铝热反应，D为Fe，E为Al2O3，据此解答。【详解】(1)根据以上分析，A和B在高温下的反应为Al与Fe2O3在高温下发生的铝热反应，生成和Al2O3和Fe，故A的化学式为：Fe2O3，E的化学式为：Al2O3；(2)根据以上分析，B为Al，C为氢氧化钠溶液，反应①是铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑；反应②是铁在高温下和水蒸汽反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式是3Fe+4H2O高温Fe3O4+4H2；(3)J为Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，化学方程式是Fe3O4+8HCl＝FeCl2+2FeCl3+4H2O；反应后的溶液含有Fe3+与足量的Fe反应的离子方程式是2Fe3++Fe＝3Fe2+，最后溶液中的阳离子主要是Fe2+，检验的方法是取少量溶液于试管中滴加硫氰化钾溶液，不变色，再通入氯气变血红色，证明含有二价铁离子。(4)次氯酸钾中氯+1价具有强氧化性，可将+3价的铁氧化成+6价，用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4，反应的离子方程式为：2Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O。5．物质A~F有如图所示的转化关系，各反应均在高温下进行（必要时需催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同。（1）写出①的化学方程式____。（2）写出③的化学方程式____。（3）写出一个B作还原剂的化学方程式____。（4）写出一个F作氧化剂的化学方程式_____。【答案】3Fe＋4H2O(g)高温Fe3O4＋4H2CO+H2O(g)高温CO2＋H22F2+2H2O=4HF+O2C+CO2高温2CO（或2Mg+CO2点燃2MgO+C）【解析】【分析】反应均是在高温下进行的（必要时可使用催化剂），A是一种常见的金属单质，B常温下是一种液态化合物，E为一种无色气体，且E分子的电子数与N2的电子数相同，则E为CO，依据转化关系结合反应条件分析判断，A为Fe，B为H2O，C为Fe3O4，D为H2，E为CO，F为CO2，据此分析解答。【详解】(1)反应①是铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式3Fe＋4H2O(g)高温Fe3O4＋4H2；(2)反应③是一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，化学方程式CO+H2O(g)高温CO2＋H2；(3)B为H2O，氟单质与水反应生成氟化氢和氧气，该反应中水作还原剂，化学方程式2F2+2H2O=4HF+O2；(4)F为CO2，二氧化碳在高温下与碳单质反应生成一氧化碳，或二氧化碳与金属镁反应生成氧化镁和碳单质，反应中二氧化碳作氧化剂，化学方程式C+CO2高温2CO（或2Mg+CO2点燃2MgO+C）；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】①②⑤2H2SO4(浓)+CuCuSO4+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SO2C若溶液为无色，则溶液中只有