《2025年168优化重组卷五年高考真题分类汇编高中化学全一册通用版》

26.(2021·海南卷)无水$\mathrm{FeCl_3}$常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和$\mathrm{SiO_2}$杂质)为原料制备无水$\mathrm{FeCl_3(s)}$。

已知：氯化亚砜()熔点$-101° C$，沸点$76° C$，易水解。
回答问题：
(1)操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(2)为避免引入新的杂质，试剂B可以选用BD(填编号)。
A.$\mathrm{KMnO_4}$溶液
B.$\mathrm{Cl_2}$水
C.$\mathrm{Br_2}$水
D.$\mathrm{H_2O_2}$溶液
(3)操作②是蒸发结晶，加热的同时通入$\mathrm{HCl(g)}$的目的是防止水解。
(4)取少量D晶体，溶于水并滴加$\mathrm{KSCN}$溶液，现象是溶液变为血红色。
(5)反应$D\rightarrow E$的化学方程式为FeCl₃·6H₂O+6SOCl₂=FeCl₃+6SO₂↑+12HCl↑。
(6)由D转化成E的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂SO₂，并设计实验验证是该还原剂将$\mathrm{Fe^{3+}}$还原先加盐酸酸化，再加BaCl₂溶液，产生白色沉淀，则是二氧化硫作还原剂。

答案： 26.解析
(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。
(2)A(氯化亚铁)加入氧化剂B生成C(氯化铁)，A、C都引入杂质离子，故选BD。
(3)加热促进氯化铁溶液的水解，会生成氢氧化铁，故加入$\mathrm { HCl ( g ) }$的目的是防止水解。
(4)$\mathrm { KSCN }$溶液遇$\mathrm { Fe } ^ { 3 + }$变为红色。
(5)根据已知信息氯化亚砜$(\mathrm { Cl } - \mathrm { S } - \mathrm { Cl } )$熔点$- 1 0 1 ^ { \circ } \mathrm { C }$，沸点$7 6 ^ { \circ } \mathrm { C }$，易水解，可得$\mathrm { FeCl } _ { 3 } · 6 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$与$\mathrm { SOCl } _ { 2 }$生成$\mathrm { FeCl } _ { 3 }$的化学方程式$\mathrm { FeCl } _ { 3 } · 6 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } + 6 \mathrm { SOCl } _ { 2 } \stackrel { \triangle } { = } \mathrm { FeCl } _ { 3 } + 6 \mathrm { SO } _ { 2 } \uparrow + 1 2 \mathrm { HCl } \uparrow$。
(6)可能反应中生成的二氧化硫将氯化铁还原为氯化亚铁，若二氧化硫作还原剂，则氧化产物为硫酸盐，故若加盐酸酸化，再加溶液，产生白色沉淀，则是二氧化硫作还原剂。
答案
(1)漏斗
(2)BD
(3)防止水解
(4)溶液变为血红色
(5)$\mathrm { FeCl } _ { 3 } · 6 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } + 6 \mathrm { SOCl } _ { 2 } \stackrel { \triangle } { = } \mathrm { FeCl } _ { 3 } + 6 \mathrm { SO } _ { 2 } \uparrow + 1 2 \mathrm { HCl } \uparrow$
(6)$\mathrm { SO } _ { 2 }$ 先加盐酸酸化，再加溶液，产生白色沉淀，则是二氧化硫作还原剂

27.(2021·辽宁卷)$\mathrm{Fe/Fe_3O_4}$磁性材料在很多领域具有应用前景，其制备过程如下(各步均在$\mathrm{N_2}$氛围中进行)：
①称取$9.95\ \mathrm{g}\ \mathrm{FeCl_2·4H_2O}(M_r=199)$，配成$50\ \mathrm{mL}$溶液，转移至恒压滴液漏斗中。
②向三颈烧瓶中加入$100\ \mathrm{mL}\ 14\ \mathrm{mol· L^{-1}}\ \mathrm{KOH}$溶液。
③持续磁力搅拌，将$\mathrm{FeCl_2}$溶液以$2\ \mathrm{mL· min^{-1}}$的速度全部滴入三颈烧瓶中，$100° C$下回流$3\ \mathrm{h}$。
④冷却后过滤，依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀，在$40° C$下干燥。
⑤管式炉内焙烧$2\ \mathrm{h}$，得产品$3.24\ \mathrm{g}$。
部分装置如图：

回答下列问题：
(1)仪器a的名称是(球形)冷凝管；使用恒压滴液漏斗的原因是平衡气压，便于液体顺利流下。
(2)实验室制取$\mathrm{N_2}$有多种方法，请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论，结合下列供选试剂和装置，选出一种可行的方法，化学方程式为2NH₃+3CuO=3Cu+N₂+3H₂O，对应的装置为A(填标号)。
可供选择的试剂：$\mathrm{CuO(s)、NH_3(g)、Cl_2(g)、O_2(g)、饱和NaNO_2(aq)、饱和NH_4Cl(aq)}$
可供选择的发生装置(净化装置略去)：

(3)三颈烧瓶中反应生成了$\mathrm{Fe}$和$\mathrm{Fe_3O_4}$，离子方程式为4Fe²⁺+8OH⁻=Fe↓+Fe₃O₄↓+4H₂O。
(4)为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有AD。
A.采用适宜的滴液速度
B.用盐酸代替$\mathrm{KOH}$溶液，抑制$\mathrm{Fe^{2+}}$水解
C.在空气氛围中制备
D.选择适宜的焙烧温度
(5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，应选择的试剂为稀硝酸和硝酸银溶液；使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面水分，便于快速干燥。
(6)该实验所得磁性材料的产率为90.0%(保留三位有效数字)。

答案： 27.解析
(1)根据仪器的构造与用途可知，仪器a的名称是(球形)冷凝管；恒压滴液漏斗在使用过程中可保持气压平衡，使液体顺利流下。
(2)实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化，常见的可以是将氨气通入灼热的氧化铜中反应，其化学方程式为：$2 \mathrm { NH } _ { 3 } + 3 \mathrm { CuO } \stackrel { \triangle } { = } 3 \mathrm { Cu } + \mathrm { N } _ { 2 } + 3 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$；可选择气体通入硬质玻璃管与固体在加热条件下发生反应，即选择A装置。还可利用饱和$\mathrm { NaNO } _ { 2 } ( \mathrm { aq } )$和饱和$\mathrm { NH } _ { 4 } \mathrm { Cl } ( \mathrm { aq } )$在加热下发生氧化还原反应制备氮气，反应的化学方程式为：$\mathrm { NH } _ { 4 } \mathrm { Cl } + \mathrm { NaNO } _ { 2 } \stackrel { \triangle } { = } \mathrm { NaCl } + 2 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } + \mathrm { N } _ { 2 } \uparrow$，可选择液体与液体加热制备气体型，所以选择B装置。综上考虑，答案为：$2 \mathrm { NH } _ { 3 } + 3 \mathrm { CuO } \stackrel { \triangle } { = } 3 \mathrm { Cu } + \mathrm { N } _ { 2 } + 3 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$（或$\mathrm { NH } _ { 4 } \mathrm { Cl } + \mathrm { NaNO } _ { 2 } \stackrel { \triangle } { = } \mathrm { NaCl } + 2 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } + \mathrm { N } _ { 2 } \uparrow$）；A(或B)；
(3)三颈烧瓶中$\mathrm { FeCl } _ { 2 }$溶液与$1 0 0 \mathrm { mL } 1 4 \mathrm { mol } · \mathrm { L } ^ { - 1 } \mathrm { KOH }$溶液发生反应生成了$\mathrm { Fe }$和$\mathrm { Fe } _ { 3 } \mathrm { O } _ { 4 }$，根据氧化还原反应的规律可知，该反应的离子方程式为$4 \mathrm { Fe } ^ { 2 + } + 8 \mathrm { OH } ^ { - } \longrightarrow \mathrm { Fe } \downarrow + \mathrm { Fe } _ { 3 } \mathrm { O } _ { 4 } \downarrow + 4 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$；
(4)结晶度受反应速率与温度的影响，所以为保证产品性能，需使其粒径适中、结晶度良好，可采取的措施有采用适宜的滴液速度、选择适宜的焙烧温度，AD项符合题意，若用盐酸代替$\mathrm { KOH }$溶液，生成的晶体为$\mathrm { Fe }$和$\mathrm { Fe } _ { 3 } \mathrm { O } _ { 4 }$，均会溶解在盐酸中，因此得不到该晶粒，故B不选；若在空气氛围中制备，则亚铁离子容易被空气氧化，故D不选，综上所述，答案为：AD；
(5)因为反应后溶液中有氯离子，所以在步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净，需取最后一次洗涤液，加入稀硝酸酸化后，再加入硝酸银溶液，若无白色沉淀生成，则证明已洗涤干净；乙醇易溶于水，易挥发，所以最后使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面水分，便于快速干燥。
(6)$9 . 9 5 \mathrm { g } \mathrm { FeCl } _ { 2 } · 4 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ $(\mathrm { M } _ { \mathrm { r } } = 1 9 9 )$的物质的量为$\frac { 9 . 9 5 \mathrm { g } } { 1 9 9 \mathrm { g } / \mathrm { mol } } = 0 . 0 5 \mathrm { mol }$，根据发生反应的离子方程式：$4 \mathrm { Fe } ^ { 2 + } + 8 \mathrm { OH } ^ { - } \longrightarrow \mathrm { Fe } \downarrow + \mathrm { Fe } _ { 3 } \mathrm { O } _ { 4 } \downarrow + 4 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$，可知理论上所得的$\mathrm { Fe }$和$\mathrm { Fe } _ { 3 } \mathrm { O } _ { 4 }$的物质的量各自为$0 . 0 1 2 5 \mathrm { mol }$，所以得到的黑色产品质量应为$0 . 0 1 2 5 \mathrm { mol } × ( 5 6 \mathrm { g } / \mathrm { mol } + 2 3 2 \mathrm { g } / \mathrm { mol } ) = 3 . 6 \mathrm { g }$，实际得到的产品$3 . 2 4 \mathrm { g }$，所以其产率为$\frac { 3 . 2 4 \mathrm { g } } { 3 . 6 \mathrm { g } } × 1 0 0 \% = 9 0 . 0 \%$，故答案为：$9 0 . 0 \%$。
答案
(1)(球形)冷凝管 平衡气压，便于液体顺利流下
(2)$2 \mathrm { NH } _ { 3 } + 3 \mathrm { CuO } \stackrel { \triangle } { = } 3 \mathrm { Cu } + \mathrm { N } _ { 2 } + 3 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ (或$\mathrm { NH } _ { 4 } \mathrm { Cl } + \mathrm { NaNO } _ { 2 } \stackrel { \triangle } { = } \mathrm { NaCl } + 2 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O } + \mathrm { N } _ { 2 } \uparrow$)；A(或B)；
(3)$4 \mathrm { Fe } ^ { 2 + } + 8 \mathrm { OH } ^ { - } \longrightarrow \mathrm { Fe } \downarrow + \mathrm { Fe } _ { 3 } \mathrm { O } _ { 4 } \downarrow + 4 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$
(4)AD
(5)稀硝酸和硝酸银溶液 除去晶体表面水分，便于快速干燥
(6)$9 0 . 0 \%$