高考化学铁及其化合物经典压轴题含答案.docx
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高考化学铁及其化合物经典压轴题含答案
2020-2021高考化学铁及其化合物-经典压轴题含答案
一、高中化学铁及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.A~I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如图所示(部分反应物、生成物没有列出)。
已知H为固态氧化物,F是红褐色难溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素的名称是___。
(2)反应①的化学方程式为___。
(3)反应③的离子方程式为___。
(4)反应⑧的化学方程式为___。
(5)反应⑥过程中的现象是____。
(6)1molI发生反应后生成的A高温下与足量的水蒸气反应,生成的气体换算成标准状况下占___L。
【答案】铁元素8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9FeFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色33.6
【解析】
【分析】
F是红褐色难溶于水的沉淀,则F为氢氧化铁;E能在空气中转化为F,且E是C和氢氧化钠反应生成,则E为氢氧化亚铁,C为氯化亚铁;B能与盐酸反应生成氯化亚铁和D,则B为四氧化三铁,D为氯化铁;A在空气中燃烧能够生成四氧化三铁,则A为铁单质;四氧化三铁与I在高温条件下反应生成铁单质,I又能与氢氧化钠反应,推知I为铝单质,与四氧化三铁在高温条件下发生铝热反应,生成H为氧化铝;铝和氧化铝都能与氢氧化钠反应生成G,则G为偏铝酸钠。
【详解】
(1)A为铁、B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E氢氧化亚铁、F为氢氧化铁,则六种物质中都含有铁元素,故答案为:
铁元素;
(2)①是铝与四氧化三铁发生铝热反应,其反应的方程式为8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe,故答案为:
8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe;
(3)③是四氧化三铁与盐酸反应,其反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O,故答案为:
Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
(4)⑧是氧化铝与氢氧化钠发生反应,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,故答案为:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(5)⑥氢氧化亚铁在空气中转化为氢氧化铁,其现象为生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故答案为:
生成的白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
(6)1mol铝与四氧化三铁反应生成铁单质与氧化铝,生成的铁单质再与水蒸气反应生成氢气,根据得失电子守恒可知,铝失去的电子数等于生成氢气得到的电子数,可列式1×3=2×n(H2),则n(H2)=1.5mol,则标准状况下,氢气的体积V(H2)=1.5mol×22.4L/mol=33.6L,故答案为33.6。
【点睛】
铝与四氧化三铁反应生成铁,8molAl~9molFe,铁与水蒸气反应生成氢气,3molFe~4molH2,所以也可以根据对应关系8molAl~9molFe~12molH2,求得氢气的物质的量。
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↑
【解析】
【分析】
(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。
【详解】
(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是日常生活中最常见的金属,其转化关系如图(部分反应物或生成物已略去)。
(1)写出
的化学式_____________;溶液
的颜色是______________。
(2)写出下列转化的离子方程式:
①
:
_________________。
②
:
__________________。
(3)
转化为
过程中,可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,该反应的化学方程式为:
________________。
【答案】
浅绿色
【解析】
【分析】
A是金属单质,B是金属氧化物、C和D均为金属氯化物,而且可以相互转化,因此A是变价金属,日常生活中最常见的变价金属只有铁,因此,B为四氧化三铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁、E为氢氧化亚铁,F为氢氧化铁,据此回答。
【详解】
(1)B为四氧化三铁、C为氯化亚铁;答案为:
;浅绿色;
(2)A为铁、C为氯化亚铁、D为氯化铁;故①
的离子方程式为
,②
的离子方程式为
;
(3)E为氢氧化亚铁,F为氢氧化铁,因此
转化为
过程中,可观察到白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,该反应的化学方程式为
。
【点睛】
此题的切入点是按物质类别及类别的通性给各物质归类,进一步找到C、D都是同一种金属的氯化物,是组成元素相同不同化合物,因此,金属元素是变价元素。
4.A、B、C、D、E分别是铁或铁的化合物。
其中D是一种红褐色沉淀。
其相互反应关系如图所示:
根据如图所示变化,按要求回答下列问题:
(1)写出A、E的化学式:
A__,E__;
(2)写出其中几步反应的化学方程式:
C→B:
___;
B→D:
___;
E→A:
___。
(3)C中加入NaOH溶液,看到的现象是__。
【答案】FeFe2O32FeCl2+Cl2=2FeCl3FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClFe2O3+3CO
2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3)出现白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
【解析】
【分析】
D是一种红褐色沉淀,应为Fe(OH)3,由转化关系可知E为Fe2O3,A为Fe,则B为FeCl3,C为FeCl2,结合对应物质的性质以及题目要求解答该题。
【详解】
(1)由以上分析可知A为Fe,E为Fe2O3,
故答案为:
Fe;Fe2O3;
(2)C为FeCl2,可与氯气反应生成FeCl3,方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,B为FeCl3,可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)3,方程式为FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl,可经一氧化碳高温下还原(或铝热反应)生成Fe,方程式为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3),
故答案为:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3;FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl;Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2(或Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3);
(3)C为FeCl2,可与氢氧化钠溶液反应生成Fe(OH)2,出现白色沉淀,Fe(OH)2不稳定已被空气中的氧气氧化,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,
故答案为:
出现白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色。
5.已知A为常见的金属单质,根据如下所示的转化关系回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B_______,C_______,D_________,E__________。
(2)反应③的离子方程式为_______________;
反应④的离子方程式为___________;
反应⑦的化学方程式为_____________。
【答案】FeFeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)32Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2Fe3++Fe=3Fe2+4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【解析】
【分析】
A为常见的金属单质,其某种化合物是红褐色固体,该红褐色固体E为Fe(OH)3,由转化关系图可知,A是Fe单质,Fe与HCl反应产生的B是FeCl2,Fe与Cl2反应产生的C是FeCl3,FeCl2与Cl2反应产生FeCl3,FeCl3与Fe反应产生FeCl2,FeCl2与碱NaOH反应产生的D为Fe(OH)2,Fe(OH)2在溶液中被空气中的O2氧化为Fe(OH)3,FeCl3与NaOH反应也产生Fe(OH)3,然后结合物质的性质及化学用语来解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知A是Fe,B是FeCl2,C是FeCl3,D是Fe(OH)2,E是Fe(OH)3。
(2)反应③是FeCl2与Cl2反应转化为FeCl3,该反应的离子方程式为:
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
反应④是FeCl3与还原剂Fe反应产生FeCl2,该反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
反应⑦是Fe(OH)2在溶液中被空气中的O2氧化为Fe(OH)3,该反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
【点睛】
本题考查无机物的推断,涉及铁元素的单质及化合物的性质及转化关系。
注意物质的颜色为解答本题的突破口。
Fe3+具有强氧化性,可以与还原剂反应转化为低价态的Fe2+,也可以转化为Fe单质;Fe2+既有氧化性,也有还原性,主要表现还原性;Fe单质与弱氧化剂作用转化为Fe2+,与强氧化剂作用转化为Fe3+。
熟悉铁及其化合物的性质即可解答,注意氧化还原反应方程式书写时要遵循电子守恒。
6.A、B、C、D四种化合物,其中A、C、D焰色反应均为黄色(含钠元素),而B的焰色反应为紫色(含钾元素),A、C和盐酸反应均得到D,将固体C加热可得到A,若在A的溶液中通入一种无色无味气体,又可制得C,若B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液会先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀E。
试写出各物质的化学式:
A:
__、B:
__、C:
__、D:
__、E:
___。
【答案】Na2CO3KOHNaHCO3NaClFe(OH)3
【解析】
【详解】
A、B、C、D四种化合物,其中A、C、D焰色反应均为黄色,含有钠元素。
而B的焰色反应为紫色,含有钾元素;A、C和盐酸反应均得到D,将固体C加热可得到A,若在A的溶液中通入一种无色无味气体,又可制得C,这说明C是碳酸氢钠,A是碳酸钠,D是氯化钠,通入的无色气体是二氧化碳。
B的溶液滴加到硫酸亚铁溶液先后出现白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀,说明溶液中发生了反应:
Fe2+→Fe(OH)2(白色沉淀)→Fe(OH)3(红褐色沉淀),E是氢氧化铁,由于B的溶液中阴离子只有一种,所以B是KOH。
答案为:
Na2CO3;KOH;NaHCO3;NaCl;Fe(OH)3
【点睛】
要熟悉常见物质的物理性质和化学性质,特别要熟悉物质之间的转化关系。
如本题中,Na2CO3和NaHCO3之间可以相互转化:
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O;Fe2+的转化:
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
7.已知A为常见的金属单质,根据如图所示的关系:
(1)确定A、B、C、D、E、F的化学式:
A____________,B____________,C____________,D____________,E____________,F____________。
(2)写出⑧的化学方程式________,④、⑤的离子方程式________,_________。
【答案】FeFe3O4FeCl2FeCl3Fe(OH)2Fe(OH)34Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe+2Fe3+=3Fe2+
【解析】
【分析】
由转化关系图可知,红褐色固体F为Fe(OH)3,则E为Fe(OH)2,C为FeCl2,D为FeCl3,A为Fe,B为Fe3O4。
据此解答。
【详解】
(1)由以上分析可知A为Fe,B为Fe3O4,C为FeCl2,D为FeCl3,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3;
(2)反应⑧为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;④的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,⑤的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2+。
8.已知A、B、C为中学化学中常见的单质,在室温下A为固体,B和C为气体,向D溶液中加入KSCN溶液后,溶液显红色。
在适宜的条件下可发生如下转化:
试回答下列问题:
(1)写出A、B、C的化学式:
A_____、B_______、C_________。
(2)反应E溶液+A→F溶液+C的离子方程式为:
______________;D溶液+A→F溶液的离子方程式为:
___________;若向F溶液中加入NaOH溶液,观察到的现象为:
_________。
(3)写出除去D溶液中F杂质的离子方程式:
________。
【答案】FeCl2H2Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe3++Fe=3Fe2+溶液中生成白色沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【解析】
【分析】
A、B、C为中学化学中常见的单质,在室温下A为固体,B和C为气体,A与B反应生成D,向D溶液中加入KSCN溶液后,溶液显红色,D溶液中含有Fe3+,由D于F相互转化可知,A为Fe,B为Cl2,D为FeCl3,F为FeCl2.B与C反应生成E,Fe与E溶液反应得到氯化亚铁与C,则C为H2,E为HCl,以此解答该题。
【详解】
(1)向D溶液中加入KSCN溶液后,溶液显红色,故D溶液中含Fe3+,根据题干信息可推知A为Fe,结合框图中E溶液与A反应生成F溶液和气体C可确定E溶液为酸,故E为HCl,由此推知B、C分别为Cl2、H2,D、F分别为FeCl3、FeCl2。
(2)E为HCl,溶液与铁反应生成氯化亚铁和氢气,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;氯化铁和铁反应生成氯化亚铁,反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+,F为FeCl2,加入氢氧化钠溶液,可生成不稳定的氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,可被氧化生成氢氧化铁,现象为溶液中生成白色沉淀,迅速变灰绿色,最终变红褐色;
(3)除去氯化铁中的氯化亚铁,可通入氯气,发生氧化还原反应生成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
9.A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属;通常情况下,A为固体,B、C均为气体。
D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X是一种无氧强酸、E为黑色固体,H在常温下为液体。
它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略去)。
(1)在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是________(填编号)。
(2)写出③的离子方程式:
________________
(3)反应⑦的化学方程式为____;该反应中每消耗0.3mol的A,可转移电子_________mol。
在解决此题时的关键一步是____________。
【答案】①②④⑤⑦Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H20.8mol⑥
【解析】
【分析】
A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属,结合后面的红色溶液,中学化学里的红色溶液除了指示剂外,常见的是铁离子遇到SCN-生成的Fe(SCN)3,所以可以确定金属为铁。
通常情况下,A为固体,B、C均为气体,所以A为铁,能和铁反应的常见的气体有氧气和氯气,故B和C分别为氧气和氯气中的一种。
铁和B生成的D加KSCN显红色,所以B为氯气,D为FeCl3;则C为氧气,E为Fe3O4。
X是一种无氧强酸,即为盐酸,Fe3O4和盐酸反应生成FeCl2、FeCl3和水,H在常温下为液体,所以H为水,G为FeCl2。
Fe可以和水蒸气在高温下生成Fe3O4和氢气。
综上所述,A为Fe,B为Cl2,C为O2,D为FeCl3,E为Fe3O4,F为含SCN-的溶液,G为FeCl2,H为H2O。
【详解】
(1)反应①是2Fe+3Cl2
2FeCl3;②是3Fe+2O2
Fe3O4;③是Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O;④是2FeCl3+Fe=3FeCl2;⑤是2FeCl2+Cl2=2FeCl3;⑥是Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;⑦是3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
有化合价变化的反应是氧化还原反应,所以其中①②④⑤⑦氧化还原反应;
(2)③的化学方程式为Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O,故离子方程式为Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O;
(3)反应⑦的化学方程式为3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
该反应中每消耗3mol铁,转移电子8mol,所以每消耗0.3mol的铁,可转移电子0.8mol。
在解决此题时的关键一步是第⑥步,从红色溶液推断。
【点睛】
无机推断题关键是找题眼,主要从一些特殊反应或物理性质入手,如本题的红色溶液,还有X是一种无氧强酸、H在常温下为液体都可以做出直接的判断。
10.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)+Cu
CuSO4+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Na+;若溶液显绿色,一定有Fe2+,再做焰色反应,以证明Na+的存在
【解析】
【详解】
(1)依据转化关系中反应前后元素化合价变化分析,①反应是硫单质和铁发生反应一定有元素化合价变化属于氧化还原反应;②是硫和氧气反应生成二氧化硫属于氧化还原反应;③是三氧化硫和氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,无元素化合价变化,不是氧化还原反应;④是硫酸铜和氯化钡溶液反应生成沉淀,发生的是复分解反应;⑤是铜和浓硫酸加热反应,发生的是氧化还原反应,⑥是氧化铜与硫酸的反应,没有元素的化合价发生变化;有元素化合价变化的反应为氧化还原反应,因此①②⑤属于氧化还原反应;故答案为①②⑤;
(2)反应⑤是浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:
2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O,反应中浓硫酸表现了酸性和强氧化性;硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜,反应过程中无污染气体生成最好,制备硫酸铜的方法,⑥最好,⑤生成二氧化硫污染性气体;故答案为2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O;强氧化性;⑥;
(3)SO2在水的存在下与氧气反应生成硫酸,分压的化学方程式为:
2SO2+O2+2H2O═2H2SO4;依据二氧化硫的特征性质检验二氧化硫,使品红试液褪色,加热恢复红色,方法为:
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SO2;故答案为2SO2+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SO2;
(4)①依据氯离子用硝酸酸化的硝酸银检验、硫酸根离子检验方法加入盐酸,在加入硝酸钡进行检验,注意离子检验设计应先检验硫酸根离子,沉淀完全后再检验氯离子的存在。
A.先加BaCl2溶液,等沉淀后,再加AgNO3溶液,氯离子和硫酸根离子都会生成白色沉淀,不能确定离子存在,选项A错误;
B.先加AgNO3溶液,等沉淀后,再加BaCl2溶液,硫酸根离子也能生成白色沉淀硫酸银,不能检验离子存在,选项B错误;
C.先加Ba(NO3)2溶液,等沉淀后,检验硫酸根离子存在,除去硫酸根离子后再加AgNO3溶液,检验氯离子存在,选项C正确;
答案为C;
②依据亚铁离子溶液呈浅绿色,钠离子溶液中为无色,或做焰色反应检验;若溶液为无色,则溶液中只有Na+;若溶液显绿色,一定有Fe2+,再做焰色反应,以证明Na+的存在;故答案为若溶液为无色,则溶液中只有Na+;若溶液显绿色,一定有Fe2+,再做焰色反应,以证明Na+的存在。
11.A~I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如下图所示(部分反应物、生成物没有列出)。
已知H为固态氧化物,F是红褐色难溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:
(1)B的俗称_______,反应①的用途_____(填一项)。
(2)反应①的化学方程式为________。
反应③的离子方程式为_________。
反应⑧的化学方程式为______。
(3)反应⑥的化学方程式及变化过程中的现象是__________。
(4)向G溶液中加入AlCl3溶液的离子方程式____________。
【答案】磁性氧化铁焊接钢轨(或冶炼金属铁)8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9FeFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色3AlO2-+Al3++6H2O==Al(OH)3↓
【解析】
【分析】
F是红褐色难溶于水的沉淀,说明F为Fe(OH)3,E在空气中可转变为Fe(OH)3,说明E为Fe(OH)2,E与F是B与盐酸反应生成的C和D再与NaOH反应得到,因此C为FeCl2,D为FeCl3,B为Fe3O4,A在氧气中燃烧生成Fe
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- 高考 化学 及其 化合物 经典 压轴 答案