高考化学铁及其化合物的综合题试题附答案

高考化学铁及其化合物的综合题试题附答案

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．D、E为中学化学常见的单质，在一定条件下C、D间能发生反应。各物质转化关系如下图：

(1)B的同素异形体的名称为：_____________；H的化学式为：_____________。

(2)已知E的燃烧热为QkJ/mol，试写出表示E燃烧热的热化学方程式_____________。

(3)用惰性电极电解A 溶液的阳极反应式为：_____________。

(4)检验H和G的混合溶液中含有G的阳离子的试剂可以是：_____________。

a.氯水和KSCN溶液

b.氢氧化钠溶液

c.酸性KMnO4溶液

(5)用惰性电极电解一定浓度的A溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移电子的物质的量为_____________mol, 收集到标准状况下的气体体积为_____________。

【答案】臭氧 Fe2(SO4)3 Fe(s)+2

3

O2(g)=

1

3

Fe3O4(s) △H=-QkJ/mol 4OH--4e-=2H2O+O2↑ c

0.4mol 4.48L

【解析】

【分析】

电解A溶液生成三种物质，且D为金属，A应为不活泼金属的含氧酸盐，电解时，在阴极生成金属，则阳极应生成O2，其中E可在B中燃烧说明B为O2，C应为含氧酸，而E在氧气中反应的氧化为与酸反应后生成两种盐，说明金属为变价金属，则E应为Fe，则C应为硫酸，不可能为硝酸，否则四氧化三铁与硝酸反应只生成一种物质，则G为FeSO4，H为Fe2(SO4)3，D应为Cu，则A应为CuSO4，结合相关物质的性质和题目要求可解答该题。【详解】

根据上述分析可知：A为CuSO4，B为O2，C为H2SO4，D Cu，E为Fe，F为Fe3O4，G为FeSO4，H为Fe2(SO4)3。

(1)由以上分析可知，B为O2，对应的同素异形体为臭氧，H为Fe2(SO4)3。

(2)E为Fe，E的燃烧热为QkJ/mol，则表示E燃烧热的热化学方程式为

Fe(s)+2

3

O2(g)=

1

3

Fe3O4(s) △H=-QkJ/mol。

(3) A为CuSO4，电解时，在阴极生成金属Cu，在阳极OH-失去电子应生成O2，阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑。

(4)G为FeSO4，H为Fe2(SO4)3，二者溶液中含有的金属阳离子为Fe2+、Fe3+，检验Fe2+的方法是根据Fe2+具有还原性，可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液的紫色褪去，故合理选项是c；

(5)向所得溶液中加入9.8g含A中金属阳离子的弱碱固体，即即加入Cu(OH)2的物质的量是0.1mol，恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明析出0.1molCu、0.1molH2和0.1molO2，应转移电子0.4mol，收集到标准状况下的气体体积为V(H2)+V(O2)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L。

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．已知A、B、C、D四种物质均含有铁元素，彼此转化关系如下：

请回答：

（1）反应①称为铝热反应（属于置换反应），写出该反应的化学方程式：__、其中Al作__剂。

（2）反应④的离子方程式为：__。