高考化学压轴题之铁及其化合物推断题高考题型整理突破提升含答案Word下载.docx
- 文档编号:16879809
- 上传时间:2022-11-26
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:274.22KB
高考化学压轴题之铁及其化合物推断题高考题型整理突破提升含答案Word下载.docx
《高考化学压轴题之铁及其化合物推断题高考题型整理突破提升含答案Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高考化学压轴题之铁及其化合物推断题高考题型整理突破提升含答案Word下载.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.A、B、C均为中学化学常见的纯净物,它们之间存在如下转化关系:
其中①②③均为有单质参与的反应。
(1)若A是常见的金属,①③中均有同一种黄绿色气体参与反应,B溶液遇KSCN显血红色,且②为化合反应,写出反应②的离子方程式_________________________。
(2)如何检验上述C溶液中的阳离子?
______________________。
(3)若B是太阳能电池用的光伏材料,①②③为工业制备B的反应。
C的化学式是____________,属于置换反应____________,(填序号)写出反应①的化学方程式____________________。
【答案】Fe+2Fe3+=3Fe2+取少量溶液于试管,加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变成血红色,则证明含Fe2+SiCl4①③2C+SiO2
Si+2CO↑
(1)由转化关系可知A为变价金属,则A应为Fe,B为氯化铁,C为氯化亚铁,②为Fe与氯化铁的反应;
(3)B是太阳能电池用的光伏材料,可知B为Si,①为C与二氧化硅的反应,①②③为工业制备B的反应,则C为SiCl4,③中SiCl4与氢气反应,提纯Si,以此解答该题。
(1)A是常见的金属,①③中均有同一种气态非金属单质参与反应,且②为化合反应,则该非金属气体为Cl2,B为氯化铁,则反应②的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)由分析知C为氯化亚铁,检验Fe2+的操作方法是取少量溶液于试管,加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变成血红色,则证明含Fe2+;
(3)B是太阳能电池用的光伏材料,可知B为Si,①为C与二氧化硅的反应,①②③为工业制备B的反应,则C为SiCl4,其中②为Si和Cl2化合生成SiCl4,③中SiCl4与氢气反应,提纯Si,则反应①的化学方程式为SiO2+2C
Si+2CO↑,其中属于置换反应的有①③。
3.A、B、C、X为中学化学常见物质,且A、B、C含有相同元素甲,可以发生如下转化关系(水参与的反应,水未标出)。
(1)若A、B、C的焰色反应呈黄色,C为淡黄色固体,则X是__________。
(2)若A、B、C的焰色反应呈黄色,X是CO2,写出B→C反应的方程式_________。
(3)若B是FeCl3,则X一定是_________,写出B→C反应的离子方程式_________。
【答案】O2(氧气)CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3Fe2Fe3++Fe=3Fe2+
(1)若A、B、C的焰色反应呈黄色,说明含有钠元素,C为淡黄色固体,说明C为过氧化钠,则A为Na、B为Na2O、则X是氧气;
故答案为:
O2(氧气)。
(2)若A、B、C的焰色反应呈黄色,说明含有钠元素,X是CO2,说明A为NaOH、B为Na2CO3、C为NaHCO3,B→C反应是碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,其方程式Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3;
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。
(3)若B是FeCl3,则说明A为Cl2、C为FeCl2,则X一定是Fe,B→C是氯化铁和铁反应生成氯化亚铁,其反应的离子方程式2Fe3++Fe=3Fe2+。
4.钾、钠、镁、铁均能与水发生置换H2的反应。
(1)其中反应最剧烈的是____。
(2)其中铁与水的反应比较特殊。
其特殊性在于:
①_________;
②产物为氧化物而非氢氧化物。
你对②和①的关联性作何解释?
__________
(3)证明②的氧化物含Fe3+必需的试剂是______。
【答案】钾反应需在高温条件下进行铁的氢氧化物在高温条件下会分解稀硫酸(或稀盐酸)、KCNS试液
(1)根据金属的活泼性分析判断;
(2)①根据铁与水的反应条件分析;
②根据高温下铁的氢氧化物的稳定性分析解答;
(3)需要将Fe的氧化物转化为溶于水的离子,再检验。
(1)金属的活泼性越强,与水反应越剧烈,活泼性:
K>Na>Mg>Fe,所以与水发生置换H2反应最剧烈的是钾,故答案为:
钾;
(2)①铁与水蒸气的反应,需要在高温条件下反应才能发生,故答案为:
反应需在高温条件下进行;
②铁的氢氧化物不稳定受热易分解,所以高温下铁的氢氧化物会分解生成四氧化三铁,因此产物为氧化物而非氢氧化物,故答案为:
铁的氢氧化物在高温条件下会分解;
(3)四氧化三铁难溶于水,需要用HCl(或稀硫酸)溶解生成Fe3+,Fe3+遇到KCNS试液,溶于变红色,故答案为:
稀硫酸(或稀盐酸)、KCNS试液。
5.溴主要以Br-形式存在于海水(呈弱碱性)中,利用空气吹出法从海水中提溴,工艺流程示意如下。
资料:
常温下溴呈液态,深红棕色,易挥发。
(1)酸化:
将海水酸化的主要目的是避免___(写离子反应方程式)。
(2)脱氯:
除去含溴蒸气中残留的Cl2
①具有脱氯作用的离子是____。
②溶液失去脱氯作用后,补加FeBr2或加入____,脱氯作用恢复。
(3)富集、制取Br2:
用Na2CO3溶液吸收溴,Br2歧化为BrO3-和Br-。
再用H2SO4酸化歧化后的溶液得到Br2,其离子反应方程式为____。
(4)探究(3)中所用H2SO4浓度对Br2生成的影响,实验如下:
序号
A
B
C
试剂组成
1mol/LNaBr
20%H2SO4
98%H2SO4
将B中反应后溶液用水稀释
实验现象
无明显现象
溶液呈棕红色,放热
溶液颜色变得很浅
①B中溶液呈棕红色说明产生了____。
②分析C中溶液颜色变浅的原因,甲同学认为是发生了化学反应所致;
乙同学认为是用水稀释所致。
若认为甲同学的分析合理,请用具体的反应说明理由;
若认为乙同学的分析合理,进一步设计实验方案说明。
理由或方案:
____。
③酸化歧化后的溶液宜选用的酸是____(填“稀硫酸”或“浓硫酸”)。
【答案】Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2OFe2+、Br-铁粉BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2OBr2理由:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4方案:
用CCl4萃取颜色很浅的溶液,观察溶液下层是否呈棕红色稀硫酸
(1)海水中溴元素以Br-存在,从海水中提取溴单质,要用Cl2氧化溴离子得到,但海水呈碱性,若不酸化,就会发生反应:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,影响溴的提取;
(2)①将溴蒸气的残留的Cl2脱去,可利用氯气有强的氧化性,要加入能与Cl2反应,但不能与Br2反应的物质,如Fe2+、Br-;
②溶液失去脱氯作用后,补加FeBr2或加入还原铁粉,物质具有还原性,脱氯作用就恢复;
(3)用Na2CO3溶液吸收溴,Br2歧化为BrO3-和Br-。
再用H2SO4酸化,BrO3-和Br-及H+发生归中反应得到Br2,其离子反应方程式为BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O;
(4)①B中溶液呈棕红色是由于Br2是红棕色物质,产生了Br2;
②若甲同学说法正确,则会发生反应:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,消耗了溴单质;
若乙同学说法正确,则要把颜色很浅的溶液用CCl4萃取,利用CCl4密度比水大,溴单质容易溶于CCl4,观察下层液体颜色否呈棕红色即可;
③歧化后的溶液若用稀硫酸酸化无明显现象,若用浓硫酸酸化,溶液变为红棕色,反应放出热量,会导致溴单质挥发,所以酸化要用稀硫酸。
6.黄血盐[亚铁氰化钾K4Fe(CN)6]目前广泛用作食品添加剂(抗结剂),我国卫生部规定实验中黄血盐的最大使用量为10mg/kg,一种制备黄血盐的工艺如下:
(1)过滤需要用到的玻璃仪器有__________;
写出中间产物CaSO4的一种用途__________。
(2)步骤I反应的化学方程式是___________。
(3)步骤V所用的试剂X是________(填化学式),在得到产品前还需经过的步骤包括____。
(4)工艺中用到剧毒的HCN溶液,含CN-等的废水必须处理后才能排放。
①CN-的电子式是_____________。
②处理含CN-废水的方法:
第一步NaClO溶液先将CN-不完全氧化为OCN-;
第二步NaClO溶液完全氧化OCN-生成N2和两种盐。
第二步反应的离子方程式是_____。
(5)已知反应:
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
现有Fe2+被氧化后的溶液,仅供选择的试剂:
铁粉、铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、KSCN溶液,请设计检验Fe2+是否氧化完全的实验方案_________。
【答案】漏斗(普通漏斗)、玻璃棒、烧杯制作石膏或用于制作水泥的原料等(填一种即可)3Ca(OH)2+FeSO4+6HCN=Ca2Fe(CN)6+CaSO4+6H2OK2CO3蒸发浓缩、冷却结晶
3ClO-+2OCN-+2OH-=3Cl-+2CO32-+N2↑+H2O或3ClO-+2OCN-+H2O=3Cl-+2HCO3-+N2↑取氧化后的溶液少许于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,证明Fe2+完全被氧化,否则未完全氧化
制备黄血盐的流程分析:
步骤一加石灰水、硫酸亚铁、HCN溶液制备Ca2Fe(CN)6,没有化合价变化不属于氧化还原反应,根据步骤二过滤的滤渣CaSO4,确定步骤一的产物中含有CaSO4,故步骤一反应原理为:
3Ca(OH)2+FeSO4+6HCN=Ca2Fe(CN)6+CaSO4↓+6H2O,该过程中CaSO4沉淀生成,步骤二过滤,步骤三加入KCl制备K2CaFe(CN)6:
Ca2Fe(CN)6+2KCl=K2CaFe(CN)6↓+CaCl2,步骤四过滤,滤液进行废水处理,滤渣为K2CaFe(CN)6进行步骤五脱钙处理,在不引入新杂质的原则下,选用K2CO3进行脱钙,过滤得到滤液K4Fe(CN)6,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K4Fe(CN)6·
3H2O。
(1)过滤需要用到的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯;
中间产物CaSO4制作石膏或用于制作水泥的原料等;
(2)根据分析,步骤I反应的化学方程式是3Ca(OH)2+FeSO4+6HCN=Ca2Fe(CN)6+CaSO4↓+6H2O;
(3)步骤V脱钙过程,一般用碳酸盐脱去钙离子,且不引入新杂质的原则,应该使用碳酸钾,故试剂X为K2CO3;
根据分析,步骤五脱钙处理后,对滤液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得产品K4Fe(CN)6·
3H2O;
(4)①CN-的电子式是
;
第二步NaClO溶液完全氧化OCN-生成N2和两种盐,NaClO作氧化剂被还原为NaCl,,每个NaClO化合价降低2。
每个OCN¯
中碳元素化合价为+4为最高价不能被氧化,产物以Na2CO3或NaHCO3形式存在,氮的化合价为-3,被氧化为N2,每个氮气分子化合价上升6,故n(ClO¯
):
n(N2)=3:
1,由于次氯酸钠水解显碱性,则污水处理的第二步对应的离子反应式为:
3ClO-+2OCN-+2OH-=3Cl-+2CO32-+N2↑+H2O或3ClO-+2OCN-+H2O=3Cl-+2HCO3-+N2↑。
(5)设计检验Fe2+是否氧化完全的在于检测此时溶液中是否有Fe2+,Fe3+无需检验,则根据已知信息3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀),实验方案是:
取少量氧化后的溶液放于试管中,滴加几滴铁氰化钾溶液,若无蓝色沉淀生成,证明Fe2+完全被氧化,若出现蓝色沉淀,证明还有Fe2+未完全被氧化。
【点睛】
在书写氧化还原反应式过程中,判断物质中元素的化合价OCN¯
,可以结合氢离子写成酸的结构HOCN,结构式
,按照非金属性O>N>C>H,三对共用电子偏向N,N的化合价为-3,碳与氧的公用电子偏向氧,故C的化合价为+4。
7.从某矿渣(成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等)中回收NiSO4的工艺流程如图:
已知:
(NH4)2SO4在350℃分解生成NH3和H2SO4;
NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。
回答下列问题:
(1)“研磨”的目的是___。
(2)矿渣中部分FeO在空气焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为____。
(3)“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为___。
“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外还含有___(填化学式)。
(4)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+,溶液中c(F-)至少为___mol·
L-1时,可使钙离子沉淀完全。
[已知Ca2+浓度小于1.0×
10-5mol·
L-1时沉淀完全;
Ksp(CaF2)=4.0×
10-11]
(5)萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离:
Fe2+(水相)+2RH(有机相)
FeR2(有机相)+2H+(水相)。
萃取剂与溶液的体积比(
)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示,
的最佳值为___。
在___(填“强碱性”“强酸性”或“中性”)介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。
(6)若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤(前后步骤不变)。
依据下表数据判断,调pH范围为___。
【答案】增大接触面积,加快反应速率4FeO+6H2SO4+O2
2Fe2(SO4)3+6H2OFe3++2H2O
FeO(OH)+3H+SiO22.0×
10-30.25强酸性3.7≤pH<
7.1
某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,加入硫酸铵研磨后,600°
C焙烧,已知:
(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4;
NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3,在90°
C的热水中浸泡过滤得到浸出液,加入NaF除去钙离子,过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相,无机相通过一系列操作得到硫酸镍,有机相循环使用,据此分析解答。
(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)矿渣中部分FeO在空气焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为4FeO+6H2SO4+O2
2Fe2(SO4)3+6H2O;
(3)“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为:
Fe3++2H2O
FeO(OH)+3H+;
根据分析,浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外还含有
SiO2;
(4)向“浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+,已知Ca2+浓度小于1.0×
L-1时沉淀完全,溶液中c(F−)=
=
≈2×
10−3mol/L,故溶液中c(F-)至少为2×
10−3mol/L;
(5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(
)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示,最佳取值是亚铁离子不能被萃取,镍离子被萃取,
的最佳取值是0.25;
由Fe2+(水相)+2RH(有机相)⇌FeR(有机相)+2H+(水相)可知,加酸,增大氢离子的浓度,使平衡逆向移动,可生成有机相,则应在强酸性介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用;
(6)若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤(前后步骤不变),亚铁离子被双氧水氧化为铁离子,除杂过程中要将铁离子除去但不能使镍离子沉淀,依据下表数据判断,pH=3.7时铁离子完全沉淀,pH=7.1时镍离子开始沉淀,则调节pH范围为3.7≤pH<
7.1。
8.某Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质。
现通过下列生产过程,从该样品中提纯Al2O3,并回收铁红。
流程如下:
(1)操作①是_________,在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有_________。
(2)白色固体②是_________,样品和试剂①反应的化学方程式是_________。
(3)固体①加入适量稀盐酸,可能发生的反应有:
_______(用化学方程式表达)。
(4)溶液③中铁元素的存在形式是_________,如何用实验证明:
(5)溶液③中通入某气体,该气体可以是_________(任写一种的化学式),红褐色固体制得铁红的化学方程式是_________。
【答案】过滤烧杯、漏斗、玻璃棒Al(OH)3Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe2+取少量溶液于试管中,滴入KSCN溶液无变化,滴加氯水后变血红色O2或者Cl22Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
Al2O3样品中含有一定量的Cu、Fe、Fe2O3杂质,根据题中流程图可知,样品与试剂①反应得溶液①再通入CO2得白色沉淀②,该白色固体加热分解产生Al2O3,可推知试剂①为NaOH,得到的固体①为Cu、Fe、Fe2O3,溶液①为NaAlO2、NaOH混合溶液,通入过量CO2后得溶液②为NaHCO3溶液,白色固体②为Al(OH)3,Al(OH)3受热分解得Al2O3,固体①中加入盐酸得到固体粉末中铁有剩余,由于Fe会发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,则溶液③中主要含有Fe2+,经过操作①得红褐色固体应为Fe(OH)3,所以通入的气体应为氧化剂,可以是O2或Cl2,氢氧化铁受热分解得Fe2O3。
(1)操作①是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法,名称为过滤;
在实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)白色固体②受热分解产生Al2O3,则②是Al(OH)3,样品中含有Al2O3和试剂NaOH溶液反应产生NaAlO2和H2O,反应的化学方程式是Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(3)固体①中含有Al2O3、Cu、Fe、Fe2O3,加入适量稀盐酸,由于反应后的固体粉末中含有Fe单质,则可能发生的反应有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Fe=3FeCl2、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(4)由于固体①中样品与适量盐酸反应后的固体粉末中含有Fe,结合Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+可知溶液③中铁元素的存在形式是Fe2+,证明方法是:
取少量该溶液于试管中,滴入KSCN溶液无变化,滴加氯水后溶液变血红色;
(5)溶液③中含有Fe2+,向溶液③通入某气体后再加入足量NaOH溶液,产生红褐色的Fe(OH)3沉淀,该气体具有强的氧化性,气体可以是O2或者Cl2,红褐色固体Fe(OH)3不稳定,受热分解产生铁红Fe2O3,该反应的化学方程式是2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O。
本题以从Al2O3样品中提取氧化铝的工艺流程为线索,考查了氧化还原反应、化学试剂的使用、混合物的分离,正确理解制备流程及反应原理为解答关键,注意掌握铝及其化合物性质和转化关系,试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。
9.2019年10月9日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2019年诺贝尔化学奖颁发给来自美国、英国、日本的三位科学家,表彰他们在锂离子电池方面的研究贡献。
高度评价他们“创造了一个可充电的世界”。
锂离子电池与传统电池相比,充电更快,功率密度更高,使用时间更长,在手机和笔记本电脑等便携式电子产品上广泛应用。
工业上常以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂,其中一种工艺流程如下:
①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示:
试回答下列问题:
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施还可通过_______来提高浸取率。
(2)反应I中应调节pH范围为_______,沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外,还有___________。
(3)反应Ⅱ的离子方程式为_________________。
(4)“操作I"的名称为______;
洗涤Li2CO3沉淀要使用_______(选填“热水”或“冷水”),理由是___________________________________________________。
【答案】延长浸取时间(或:
增大酸的浓度)4.7~9.6(或4.7≤pH<
9.6)Fe(OH)3、CaSO4Mg2++Ca(OH)2=Ca2++Mg(OH)2↓(或:
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓)CO32-+Ca(OH)2=CaCO3↓+2OH-(或:
Ca2++CO32-=CaCO3↓)过滤热水碳酸锂的溶解度随温度升高而降低,热水洗涤可以减少碳酸锂的溶解损失
锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高考 化学 压轴 及其 化合物 推断 题型 整理 突破 提升 答案
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)