2019年高考化學(xué)大二輪專題復(fù)習(xí)與增分策略訓(xùn)練 專題13 無機(jī)化學(xué)綜合應(yīng)用.doc
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2019年高考化學(xué)大二輪專題復(fù)習(xí)與增分策略訓(xùn)練 專題13 無機(jī)化學(xué)綜合應(yīng)用 [考綱要求] 常見金屬元素(Na、Al、Fe、Cu等)與常見非金屬元素(H、C、N、O、Si、S、Cl等)各部分知識(shí)的綜合運(yùn)用。 熱點(diǎn)一 常見離子的檢驗(yàn)及物質(zhì)鑒別 1.常見陰離子的檢驗(yàn) (1)利用酸堿指示劑檢驗(yàn) (2)利用鹽酸和其他試劑檢驗(yàn) CO:加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀鹽酸沉淀溶解,并放出無色無味的氣體。 SO:先加入足量稀鹽酸,無沉淀生成,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。 SO:加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加稀鹽酸,放出無色有刺激性氣味且能使品紅溶液褪色的氣體。 (3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液檢驗(yàn) (4)利用某些特征反應(yīng)檢驗(yàn) I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液變藍(lán)色(或加入氯水和四氯化碳,四氯化碳層呈紫紅色)。 2.常見陽(yáng)離子的檢驗(yàn) H+―→滴入紫色石蕊溶液,溶液變紅色 3.離子檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作的答題模板 操作 ? 現(xiàn)象 ?結(jié)論 取樣,加入…… ? 有……生成 ?……的是…… 例如:檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐泻蠪e2+而不含F(xiàn)e3+的方法是取適量溶液于潔凈的試管中,滴加幾滴KSCN溶液,不顯血紅色,再向溶液中滴加幾滴H2O2(或新制氯水),溶液變?yōu)檠t色,說明溶液中含有Fe2+而不含F(xiàn)e3+。 4.物質(zhì)鑒別遵循的原則 (1)選擇的方法或試劑要簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要明顯。 (2)用物理方法時(shí),一般可按觀察法→嗅試法→水溶法的順序進(jìn)行。 (3)用化學(xué)方法時(shí),對(duì)固體可按加熱法、水溶法、指示劑測(cè)試法、指定試劑法等進(jìn)行;對(duì)液體可按照指示劑測(cè)試法、指定試劑法等進(jìn)行;對(duì)氣體可用點(diǎn)燃法、通入指定試劑法等進(jìn)行。 題組一 離子檢驗(yàn)的直接判斷 1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)BaSO4難溶于酸,所以用鹽酸和BaCl2溶液檢驗(yàn)SO(√) (xx廣東理綜,9B) (2)向某溶液中加入稀鹽酸,產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,石灰水變渾濁,該溶液一定是碳酸鹽溶液() (xx江蘇,13A) (3)向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液顯紅色,該溶液中一定含F(xiàn)e2+(√) (xx江蘇,13D) (4)向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀,說明該溶液中一定有SO() (xx山東理綜,12B) (5)用BaCl2溶液鑒別SO與SO() (xx廣東理綜,9B) (6)某溶液加入CCl4,CCl4層顯紫色,證明原溶液中存在I-() (xx新課標(biāo)全國(guó)卷,7C) (7)某溶液加入BaCl2溶液,產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀,該溶液一定含有Ag+() (xx新課標(biāo)全國(guó)卷,7D) 題組二 離子檢驗(yàn)的綜合應(yīng)用 2.(xx上海,18改編)某未知溶液可能含Cl-、CO、Na+、SO、Al3+,將溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上,試紙變紅。取少量試液,滴加硝酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成;在上層清液中滴加硝酸銀溶液,產(chǎn)生白色沉淀。下列判斷合理的是( ) A.一定有Cl- B.可能有SO C.一定沒有Al3+ D.一定沒有CO 答案 D 解析 本題考查離子共存和檢驗(yàn)。溶液滴在藍(lán)色石蕊試紙上,試紙變紅,說明溶液呈酸性含有H+,則一定沒有CO;取少量試液,滴加硝酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成,一定有SO;因加入了氯化鋇溶液,無法判斷是否含有Cl-,Al3+可能存在也可能不存在,所以選D。 題組三 常見物質(zhì)的鑒別 3.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液() (xx福建理綜,8A) (2)用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2() (xx重慶理綜,2A) (3)用濕潤(rùn)碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2() (xx重慶理綜,2B) (4)用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液(√) (xx重慶理綜,2C) (5)用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液() (xx重慶理綜,2D) (6)用AgNO3溶液可以鑒別KCl和KI(√) (xx大綱全國(guó)卷,8D) (7)用Na2CO3溶液不能區(qū)分CH3COOH和CH3COOCH2CH3() (xx北京理綜,10C) (8)CCl4可用于鑒別溴水和碘水(√) (xx海南,10C) (9)將某氣體通入溴水中,溴水顏色褪去,該氣體一定是乙烯() (xx江蘇,13C) 熱點(diǎn)二 物質(zhì)的分離與提純 1.物質(zhì)分離與提純的基本原理 (1)“四原則” ①不增,不得引入新雜質(zhì);②不減,盡量不減少被提純的物質(zhì);③易分,使被提純或分離的物質(zhì)跟其他物質(zhì)易分離;④復(fù)原,被提純的物質(zhì)要易被還原。 (2)“三必須” ①除雜試劑必須過量;②過量試劑必須除盡(除去過量試劑帶入的新雜質(zhì),同時(shí)注意加入試劑的順序);③選擇最佳的除雜途徑。 2.物質(zhì)分離與提純的常用方法 (1)升華法;(2)過濾法;(3)蒸餾法;(4)萃取分液法;(5)洗氣法;(6)燃燒法。 3.物質(zhì)分離與提純的常見類型 (1)“固+固”混合物的分離(提純) (2)“固+液”混合物的分離(提純) (3)“液+液”混合物的分離(提純) (4)“氣+氣”混合物的分離(提純) 1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)因?yàn)镵NO3的溶解度大,所以可用重結(jié)晶法除去KNO3中混有的NaCl() (xx廣東理綜,9A) (2)除去粗鹽溶液中不溶物() (xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ,10A) (3)除去CO氣體中的CO2氣體() (xx新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ,10C) 2.(xx大綱全國(guó)卷,10)下列除雜方案錯(cuò)誤的是( ) 選項(xiàng) 被提純的物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜試劑 除雜方法 A CO(g) CO2(g) NaOH溶液、濃H2SO4 洗氣 B NH4Cl(aq) Fe3+(aq) NaOH溶液 過濾 C Cl2(g) HCl(g) 飽和食鹽水、濃H2SO4 洗氣 D Na2CO3(s) NaHCO3(s) — 灼燒 答案 B 解析 A項(xiàng),CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2CO3,而CO與NaOH溶液不反應(yīng),正確;B項(xiàng),NaOH溶液不僅與Fe3+反應(yīng)也會(huì)與NH發(fā)生反應(yīng),還引入了Na+,錯(cuò)誤;C項(xiàng),HCl極易溶于水,而Cl2在飽和食鹽水中溶解度較小,正確;D項(xiàng),灼燒可以使NaHCO3固體分解,且生成Na2CO3,正確。 3.下列除去雜質(zhì)方法正確的是( ) A.除去CO2中混有的CO:用濃NaOH溶液洗氣 B.除去BaCO3固體中混有的BaSO4:加過量稀鹽酸后,過濾、洗滌 C.除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入適量氯水,過濾 D.除去Cu粉中混有的CuO:加適量稀硫酸后,過濾、洗滌 答案 D 解析 CO2會(huì)被NaOH溶液吸收,而CO不會(huì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;稀鹽酸可以將BaCO3除去,而不能除去BaSO4,B項(xiàng)錯(cuò)誤;2FeCl2+Cl2===2FeCl3,雜質(zhì)的量反而增加,C項(xiàng)錯(cuò)誤;CuO可以被稀硫酸溶解,而Cu不會(huì)被溶解,D項(xiàng)正確。 4.下列實(shí)驗(yàn)操作或方案正確的是( ) A.除去干燥CO2中混有的少量SO2,可將混合氣體依次通過盛有酸性KMnO4溶液和濃硫酸的洗氣瓶 B.用圖1所示裝置可從KI和I2的固體混合物中回收I2 C.用圖2所示裝置蒸干NH4Cl飽和溶液來制備NH4Cl晶體 D.用圖3所示裝置除去Cl2中含有的少量HCl 答案 A 解析 SO2具有還原性,可被酸性KMnO4溶液氧化而除去,濃硫酸可以干燥氣體,A項(xiàng)正確;該裝置無法回收氣態(tài)碘,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NH4Cl受熱易分解,C項(xiàng)錯(cuò)誤;除去Cl2中的HCl應(yīng)用飽和食鹽水,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 熱點(diǎn)三 物質(zhì)的特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系及框圖推斷 1.直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系 ABC (1)X為O2 Na―→Na2O―→Na2O2 N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2 S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3 C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2 醇―→醛―→羧酸 (2)X為CO2 NaOHNa2CO3NaHCO3 (3)X為強(qiáng)酸,如HCl NaAlO2Al(OH)3AlCl3 Na2CO3NaHCO3CO2 (4)X為強(qiáng)堿,如NaOH AlCl3Al(OH)3NaAlO2 2.交叉型轉(zhuǎn)化 3.三角型轉(zhuǎn)化 4.注意反應(yīng)形式與物質(zhì)的關(guān)系,特別是置換反應(yīng) (1)金屬―→金屬:金屬+鹽―→鹽+金屬,鋁熱反應(yīng)。 (2)金屬―→非金屬:活潑金屬+H2O(或H+)―→H2,2Mg+CO22MgO+C。 (3)非金屬―→非金屬:2F2+2H2O===4HF+O2,2C+SiO2Si+2CO↑,C+H2O(g)CO+H2,X2+H2S===2HX+S↓。 (4)非金屬―→金屬,用H2、C冶煉金屬。 通過反應(yīng)形式梳理化學(xué)反應(yīng),培養(yǎng)歸納、整理的能力。 5.抓住化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)條件的關(guān)系 多數(shù)化學(xué)反應(yīng)需要一定條件,條件不同化學(xué)反應(yīng)也不同。 (1)“催化劑”,無機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要的催化劑不同,但是根據(jù)“催化劑”這一條件,可將氯酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO2催化氧化、氨氣催化氧化聯(lián)系起來,形成知識(shí)鏈。 (2)“通電”或“電解”,可以鎖定在電解水、氯化鈉、氯化鎂、氯化銅、硫酸銅、硝酸鹽等溶液,熔融氯化鈉和氧化鋁范圍內(nèi)。 (3)“高溫”,常見的有碳酸鈣分解、SiO2和C的置換反應(yīng)、制造普通玻璃的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等。 6.抓住特征顏色和特殊狀態(tài) (1)(淡)黃(棕)色固體:Na2O2、S、FeCl3;黑色固體:MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4;紫(黑)色固體:KMnO4、I2;紅色固體:Cu;綠色固體:Cu2(OH)2CO3。 (2)有色氣體:NO2(紅棕色)、F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色);無色刺激性氣味氣體:SO2、NH3、HX(X為F、Cl、Br、I);無色無味氣體:H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。 (3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì):Br2(非金屬單質(zhì))、Hg(金屬單質(zhì))、H2O、H2O2等。 (4)易升華的物質(zhì):I2。 (5)溶液中的有色離子:Cu2+(藍(lán)色)、Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、MnO[紫(紅)色]。 (6)Br2在水中顯黃(橙)色,在有機(jī)溶劑中顯橙(紅)色;I2在水中顯黃(褐)色,在有機(jī)溶劑中顯紫(紅)色。 (7)有色沉淀:①白色沉淀:H2SiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等;②(淡)黃色沉淀:AgBr、AgI、S;③紅褐色沉淀:Fe(OH)3;④藍(lán)色沉淀:Cu(OH)2;⑤磚紅色沉淀:Cu2O。 7.抓住特征反應(yīng)現(xiàn)象 (1)燃燒:H2+Cl2(蒼白色火焰),C2H2(C6H6)+O2(明亮火焰,大量黑煙),Al+O2(耀眼白光),Mg+O2(白色固體生成),金屬焰色反應(yīng)。 (2)淀粉遇碘變藍(lán),蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃。 (3)使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)的是NH3,使品紅溶液褪色的是Cl2、SO2等。 (4)在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色氣體的是NO。 (5)Fe3+遇OH-生成紅褐色沉淀,遇苯酚顯紫色,遇SCN-顯血紅色。 (6)Fe2+遇OH-生成白色沉淀,白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色;Fe2+遇SCN-無明顯現(xiàn)象,在通入Cl2后溶液顯血紅色。 (7)與堿反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溶液中一般含NH。 (8)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)并產(chǎn)生氣體的物質(zhì):Al、弱酸的銨鹽(碳酸銨、硫化銨等)、弱酸的酸式銨鹽(碳酸氫銨、硫氫化銨等)。 (9)燃燒能生成煙:Na在氯氣中燃燒生成白煙,F(xiàn)e在氯氣中燃燒生成紅棕色煙,Cu在氯氣中燃燒生成棕黃色煙。 題組一 逐項(xiàng)驗(yàn)證法,突破“轉(zhuǎn)化關(guān)系”選擇題 1.(xx福建理綜,9)常溫下,下列各組物質(zhì)中,Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是( ) X Y Z ① NaOH溶液 Al(OH)3 稀硫酸 ② KOH溶液 SiO2 濃鹽酸 ③ O2 N2 H2 ④ FeCl3溶液 Cu 濃硝酸 A.①③ B.①④ C.②④ D.②③ 答案 B 解析?、俳M:Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O,2Al(OH)3+3H2SO4===Al2(SO4)3+6H2O,故①組符合。②組:2KOH+SiO2===K2SiO3+H2O,但SiO2與濃鹽酸不發(fā)生反應(yīng)。③組:N2與O2在高溫或放電條件下反應(yīng)生成NO,N2與H2在高溫、高壓、催化劑條件下反應(yīng)生成NH3,常溫下均不反應(yīng)。④組:2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2,Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。 2.(xx江蘇,8)下列各組物質(zhì)中,不滿足組內(nèi)任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)的是( ) 物質(zhì) 組別 甲 乙 丙 A Al HCl NaOH B NH3 O2 HNO3 C SiO2 NaOH HF D SO2 Ca(OH)2 NaHCO3 答案 B 解析 A項(xiàng),Al與HCl、NaOH溶液都能反應(yīng)生成H2,HCl溶液與NaOH溶液能發(fā)生中和反應(yīng);B項(xiàng),NH3與O2在催化劑、高溫條件下反應(yīng)生成NO和H2O,O2與HNO3不能發(fā)生反應(yīng),NH3與HNO3反應(yīng)生成NH4NO3;C項(xiàng),SiO2與NaOH溶液、HF溶液分別發(fā)生反應(yīng):SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O、SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,NaOH溶液與HF溶液發(fā)生中和反應(yīng);D項(xiàng),SO2為酸性氧化物,可與Ca(OH)2溶液反應(yīng)生成鹽,H2SO3的酸性強(qiáng)于H2CO3,SO2可與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2,Ca(OH)2溶液可與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CaCO3沉淀。 3.(xx江蘇,6)甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)中,甲、乙、丙均含有相同的某種元素,它們之間具有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:甲乙丙。下列有關(guān)物質(zhì)的推斷不正確的是( ) A.若甲為焦炭,則丁可能是O2 B.若甲為SO2,則丁可能是氨水 C.若甲為Fe,則丁可能是鹽酸 D.若甲為NaOH溶液,則丁可能是CO2 答案 C 解析 若甲為焦炭,丁為O2,轉(zhuǎn)化關(guān)系為CCOCO2,A正確;若甲為SO2,丁為氨水,轉(zhuǎn)化關(guān)系為SO2NH4HSO3(NH4)2SO3,B正確;若甲為Fe,丁為鹽酸,則乙為FeCl2,F(xiàn)eCl2與鹽酸不反應(yīng),C錯(cuò)誤;若甲為NaOH溶液,丁為CO2,轉(zhuǎn)化關(guān)系為NaOHNa2CO3NaHCO3,D正確。 1.注意總結(jié)反應(yīng)規(guī)律,熟記特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系。 2.做此類題目,往往是把選項(xiàng)一一帶入,按照箭頭指向看是否能轉(zhuǎn)化,然后選出正確答案。 題組二 尋找“突破口”,破解“綜合框圖”推斷題 4.為了探究常見的無水鹽R的性質(zhì),進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下所示(部分生成物略): 已知:G和R含有相同的陰離子。 請(qǐng)回答下列問題: (1)R的化學(xué)式為__________________________________________________________; Z的名稱是______________________。 (2)混合氣體Y的成分是____________________________________________________ (用化學(xué)式表示)。 (3)反應(yīng)Ⅱ中被氧化的元素是________________________________________________ (填元素符號(hào))。 (4)寫出反應(yīng)Ⅲ的離子方程式: ______________________________________________。 (5)寫出反應(yīng)Ⅳ的離子方程式: ______________________________________________。 (6)在空氣中蒸干R溶液得到的固體的成分是__________________________________ ________________________________________________________________(用化學(xué)式表示)。 答案 (1)Fe2(SO4)3 碳酸鋇 (2)CO2、N2、NO2 (3)S、N (4)2Fe3++3ClO-+10OH-===2FeO+3Cl-+5H2O (5)4FeO+20H+===4Fe3++3O2↑+10H2O (6)Fe2(SO4)3 解析 (1)向R溶液中加入KSCN溶液,得到血紅色溶液X,說明R中含有三價(jià)鐵離子。由反應(yīng)Ⅳ所加的反應(yīng)物可知G中的陰離子是硫酸根離子,由已知可得R為硫酸鐵。白色沉淀Z與鹽酸反應(yīng)得到無色無味氣體B,說明Z為碳酸鋇。(2)Y為紅棕色氣體,說明Y中含有NO2,再由氣體A是空氣的成分可知,氣體A為N2,說明Y中還含有N2,由碳酸鋇知Y中還含有CO2。(3)向Fe(SCN)3溶液中加入濃硝酸生成NO2(還原產(chǎn)物)、N2、CO2和SO,KSCN中硫元素為-2價(jià),碳元素為+4價(jià),氮元素為-3價(jià),被氧化的元素是硫元素、氮元素。(4)由反應(yīng)Ⅲ的反應(yīng)物可知E為高鐵酸鈉,三價(jià)鐵離子在堿性溶液中與次氯酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng),還原產(chǎn)物為氯離子。(5)向高鐵酸鈉溶液中滴加稀硫酸,反應(yīng)生成硫酸鐵、氧氣和水。(6)蒸干硫酸鐵溶液時(shí)即可得到硫酸鐵,因?yàn)樗馍傻牧蛩犭y揮發(fā)。 “框圖”推斷題的答題要領(lǐng) 1.思維要有整體性:解答時(shí)必須認(rèn)真研究題目的總體要求,仔細(xì)推敲每一個(gè)環(huán)節(jié),結(jié)合限制條件,弄清各個(gè)環(huán)節(jié)的相互聯(lián)系,相互影響,串聯(lián)整個(gè)過程,回答力求完整。 2.假設(shè)推斷要合理:在框圖推斷中,抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié),進(jìn)行合理假設(shè)是必須的,按照題目要求理順后再確定,這樣可以大大節(jié)省時(shí)間。 3.檢驗(yàn)一遍很重要:通過一系列思維活動(dòng)推斷出結(jié)果后,將結(jié)果放入原題中進(jìn)行檢驗(yàn),完全符合才正確,如有一處不符,可能是哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了紕漏,則需再思考。 4.思維發(fā)散有必要:注意多解,有時(shí)符合題意的解可能不止一種或一組。 熱點(diǎn)四 元素化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用 縱觀近幾年全國(guó)各地高考化學(xué)試題,除在選擇題中直接考查元素化合物的性質(zhì)、制法及相互轉(zhuǎn)變關(guān)系外,更重要的是以元素化合物知識(shí)為載體,綜合氧化還原、強(qiáng)弱電解質(zhì)、平衡移動(dòng)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等理論知識(shí),對(duì)考生的思維能力進(jìn)行綜合考查。該部分高考題的特點(diǎn)是新穎、知識(shí)覆蓋面廣、思維跨度大,不但考查一個(gè)知識(shí)點(diǎn),而且將多個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來,增大了試題的難度。 試題大致分為三種類型:一是化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)元素化合物知識(shí)的探究和驗(yàn)證;二是元素化合物知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用;三是化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)化合物知識(shí)的概括和演繹。 題組一 利用綜合實(shí)驗(yàn)探究元素化合物的性質(zhì) 1.某小組查閱文獻(xiàn)得知:氧化性IO>Fe3+>I2,3Br2+6FeCl2===2FeBr3+4FeCl3;I2+2S2O===S4O+2I-;CuI是一種白色沉淀(Ksp=1.310-12)。 Ⅰ.該小組為確定一份加碘鹽(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+)的成分,設(shè)計(jì)定性實(shí)驗(yàn)加以猜想和驗(yàn)證。 (1)實(shí)驗(yàn)過程如下: 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象 對(duì)應(yīng)結(jié)論 步驟1 取一定量加碘鹽,用適量蒸餾水溶解,并加稀鹽酸酸化,將所得試液分為3份 步驟2 第①份試液 碘鹽中肯定含______ 第②份試液 第③份試液 X為______________________ ________________(填化學(xué)式) (2)該碘鹽中肯定不含的物質(zhì)是________(用化學(xué)式或離子符號(hào)表達(dá))。 (3)根據(jù)信息推斷Fe3+、S4O、I2、Br2的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是____________。 (4)第③份試液中加入足量KI固體后,反應(yīng)的離子方程式為________、________。 Ⅱ.用“間接碘量法”測(cè)定含有CuCl22H2O晶體的試樣(不含能與I-發(fā)生反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))的純度,過程如下: 取0.40 g試樣溶于水,加入過量KI固體,充分反應(yīng),生成白色沉淀。加入淀粉作滴定指示劑,用0.100 0 molL-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL。 (1)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________。 (2)CuCl2溶液與KI反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________。 (3)該試樣中CuCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________________________________。 答案 Ⅰ.(1)Fe3+ CCl4 (2)KI (3)Br2>Fe3+>I2>S4O (4)IO+5I-+6H+===3I2+3H2O 2Fe3++2I-===2Fe2++I(xiàn)2 Ⅱ.(1)藍(lán)色褪去,放置一定時(shí)間后不恢復(fù)原色(或半分鐘內(nèi)顏色不變化) (2)2CuCl2+4KI===2CuI+I(xiàn)2+4KCl (3)85.5% 解析 Ⅰ.(1)根據(jù)步驟2中第①份試液中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,加碘鹽中肯定含有Fe3+;根據(jù)下層為紫紅色知,X應(yīng)為CCl4。(2)因?yàn)镮O+5I-+6H+===3I2+3H2O,所以根據(jù)第②份試液中加入KIO3固體、淀粉無現(xiàn)象,證明碘鹽中一定不含KI。(3)由題干中所給信息,根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性可知,氧化性:Br2>Fe3+>I2>S4O。(4)由于在碘鹽中含有Fe3+、IO,所以加入足量KI固體后,發(fā)生的離子反應(yīng)為IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,2Fe3++2I-===I2+2Fe2+。 Ⅱ.2Cu2++4I-===2CuI+I(xiàn)2 I2+2S2O===S4O+2I- CuCl2~I(xiàn)2~S2O 1 mol 1 mol x 20.0010-3 L0.100 0 molL-1=2.010-3 mol x=2.010-3 mol 所以CuCl22H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100%=85.5%。 新高考實(shí)驗(yàn)命題對(duì)實(shí)驗(yàn)探究型試題特別青睞,本題就是以教材原理為載體,設(shè)計(jì)探究物質(zhì)的成分,氧化性強(qiáng)弱比較,以及“滴定法”的遷移應(yīng)用等,貼近教材,符合新課改。 探究模式一般為提出問題―→進(jìn)行假設(shè)或猜想―→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)―→得出結(jié)論―→反思與拓展。 常考探究點(diǎn):①鐵元素的價(jià)態(tài);②硫元素價(jià)態(tài);③濃硫酸、稀硫酸的氧化性探究;④濃硝酸、稀硝酸的氧化性探究;⑤SO2、CO2、CO等氣體性質(zhì)探究;⑥CO2、SO2、H2S與NaOH反應(yīng)產(chǎn)物探究。 題組二 利用“工藝流程”全方位考查元素化合物的知識(shí) 2.(xx廣東理綜,32)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用,某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì),設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下: (注:SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃,金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃) (1)向反應(yīng)器中通入Cl2前,需通一段時(shí)間N2,主要目的是______________________。 (2)高溫反應(yīng)后,石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物,氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為________,由氣體Ⅱ中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________。 (3)步驟①為攪拌、________,所得溶液Ⅳ中的陰離子有________。 (4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的總反應(yīng)的離子方程式為________________________,100 kg初級(jí)石墨最多可獲得Ⅴ的質(zhì)量為________kg。 (5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐,完成下圖防腐示意圖,并作相應(yīng)標(biāo)注。 答案 (1)排出系統(tǒng)中的氧氣,防止氧化初級(jí)石墨電極 (2)CO SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O (3)過濾 AlO、Cl-和OH- (4)AlO+CH3COOC2H5+2H2O===Al(OH)3↓+CH3COO-+C2H5OH 7.8 (5) 解析 信息給予題一定要注意審題,本題為帶工藝流程圖的信息題,根據(jù)工藝流程圖所提供的信息結(jié)合設(shè)問,仔細(xì)分析解答。 (1)若裝置中混有空氣,在1 500 ℃時(shí)初級(jí)石墨與O2反應(yīng),故通入Cl2前,先通一段時(shí)間N2,排出裝置內(nèi)的空氣,防止初級(jí)石墨電極被O2氧化。 (2)由信息“石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物”,問的是“氣體Ⅰ中的碳氧化物主要是什么”,當(dāng)石墨中的氧化物轉(zhuǎn)化為氯化物時(shí),氧元素可能與碳元素結(jié)合,而此時(shí)碳的量較多,所以氣體Ⅰ中的碳氧化物主要為一氧化碳;根據(jù)信息“SiCl4的沸點(diǎn)為57.6 ℃,金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150 ℃”和“含水玻璃的混合溶液”,氣體Ⅱ的溫度為80 ℃,所以氣體Ⅱ?yàn)镾iCl4氣體。根據(jù)已知的反應(yīng)物和生成物,結(jié)合原子個(gè)數(shù)守恒可寫出得到水玻璃的化學(xué)方程式為SiCl4+6NaOH===Na2SiO3+4NaCl+3H2O。 (3)固體Ⅲ中含有的是氯化鐵、氯化鋁和氯化鎂,加入過量的氫氧化鈉溶液后,會(huì)生成氫氧化鐵和氫氧化鎂沉淀,所以需要過濾才能得到溶液Ⅳ,而得到的溶液Ⅳ中含有的陰離子為AlO、Cl-和過量的OH-。 (4)沉淀Ⅴ應(yīng)該是氫氧化鋁,反應(yīng)物包括偏鋁酸根離子和乙酸乙酯,根據(jù)乙酸乙酯可水解的性質(zhì),進(jìn)一步判斷生成物中除氫氧化鋁外,還應(yīng)該有CH3COO-和C2H5OH。即:AlO+CH3COOC2H5+2H2O===Al(OH)3↓+CH3COO-+C2H5OH;100 kg初級(jí)石墨中含有5.1 kg氧化鋁,其物質(zhì)的量為50 mol,根據(jù)鋁原子個(gè)數(shù)守恒可知,能生成100 mol氫氧化鋁,其質(zhì)量為7.8 kg。 (5)要用C通過電化學(xué)腐蝕保護(hù)銅,只能用電解池原理。 對(duì)近年的高考試題進(jìn)行分析,不難發(fā)現(xiàn),無機(jī)化合物的制備試題很多都是將化學(xué)工藝或化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)及最新科技成果融入其中,來考查考生的綜合能力。這類試題一般都是比較大型的推斷、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究類試題,這是高考中一個(gè)重要的熱點(diǎn)。化學(xué)工藝流程題主要從以下兩點(diǎn)設(shè)置: (1)環(huán)境與化學(xué):主要涉及“廢水、廢氣、廢渣”的來源,對(duì)環(huán)境的影響和處理原理。 (2)重要化工生產(chǎn)及資源利用:旨在用所學(xué)的基本理論(氧化還原、化學(xué)平衡、鹽類水解、電化學(xué)、熱化學(xué)、有機(jī)物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)等)指導(dǎo)化工生產(chǎn)。從命題趨勢(shì)來看,一般有三種題型:一是從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)的角度對(duì)化工生產(chǎn)進(jìn)行模擬;二是根據(jù)一些化工生產(chǎn)的流程來考查考生的綜合應(yīng)用能力;三是關(guān)于化工生產(chǎn)的相關(guān)計(jì)算。 統(tǒng)覽整體、截段分析是做“化工流程”題的主要方法。統(tǒng)覽整體就是對(duì)一些線型工藝流程試題,對(duì)比分析流程圖中原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和除雜、分離、提純產(chǎn)品的化學(xué)工藝,然后再結(jié)合題設(shè)的問題,逐一推敲解答。截段分析就是針對(duì)題目所涉及的問題在流程中的呈現(xiàn)位置進(jìn)行截段,做重點(diǎn)分析,分析時(shí),也要注意“前扯后掛”,不要“斷章取義”。 題組三 元素化合物知識(shí)與化學(xué)基本理論的融合 3.(xx江蘇,20)硫化氫的轉(zhuǎn)化是資源利用和環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。由硫化氫獲得硫單質(zhì)有多種方法。 (1)將燒堿吸收H2S后的溶液加入如圖所示的電解池的陽(yáng)極區(qū)進(jìn)行電解。電解過程中陽(yáng)極區(qū)發(fā)生如下反應(yīng): S2--2e-===S (n-1)S+S2-===S ①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式:__________________________________________。 ②電解后陽(yáng)極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質(zhì),其離子方程式可寫成__________________ ___________________________________________________。 (2)將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反應(yīng)回收S,其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。 ①在圖示的轉(zhuǎn)化中,化合價(jià)不變的元素是________。 ②反應(yīng)中當(dāng)有1 mol H2S轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)時(shí),保持溶液中Fe3+的物質(zhì)的量不變,需消耗O2的物質(zhì)的量為______。 ③在溫度一定和不補(bǔ)加溶液的條件下,緩慢通入混合氣體,并充分?jǐn)嚢?。欲使生成的硫單質(zhì)中不含CuS,可采取的措施有____________________________________。 (3)H2S在高溫下分解生成硫蒸氣和H2。若反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí),混合氣體中各組分的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,H2S在高溫下分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。 答案 (1)①2H2O+2e-===H2↑+2OH- ②S+2H+===(n-1)S↓+H2S↑ (2)①Cu、H、Cl(或銅、氫、氯) ②0.5 mol?、厶岣呋旌蠚怏w中空氣的比例 (3)2H2S2H2+S2 解析 (1)①在陰極電解質(zhì)溶液是NaOH,同時(shí)圖示顯示產(chǎn)生了H2,因此陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O+2e-===H2↑+2OH-。②加入H2SO4后,H+與S反應(yīng)生成S和H2S。 (2)①根據(jù)圖示可知,整個(gè)過程中-2價(jià)的S與0價(jià)的S之間相互轉(zhuǎn)化,還存在Fe2+與Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化;②根據(jù)電子守恒和化學(xué)反應(yīng)方程式知,1 mol H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S轉(zhuǎn)移2 mol電子,而1 mol O2轉(zhuǎn)移4 mol電子,因此需消耗O2 0.5 mol;③根據(jù)圖示,可增大空氣的量,使S2-完全轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S,使其沒有機(jī)會(huì)和Cu2+結(jié)合生成CuS。 (3)根據(jù)圖示可知,反應(yīng)達(dá)到平衡過程中,生成的一種產(chǎn)物的物質(zhì)的量是另一種產(chǎn)物的2倍,再結(jié)合原子守恒,可知另一種產(chǎn)物為S2。 對(duì)本題命題思路的研究,不難發(fā)現(xiàn)的良苦用心——整合的思想。即“以元素為載體”,把眾多的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來,考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。 雖然年年題不同,但是萬變不離其宗,都是考查基礎(chǔ)知識(shí)的運(yùn)用,不要因試題的“穿新衣,戴新帽”而驚慌失措?!耙c(diǎn)得全分,難點(diǎn)能得分,規(guī)范得高分”。 專題突破練 1.下列敘述正確的是( ) A.若向某無色溶液中加入用硝酸酸化的BaCl2溶液后有白色沉淀生成,則該溶液中一定含有Ag+ B.可以用淀粉溶液檢驗(yàn)?zāi)呈雏}是否為加碘鹽 C.向某溶液中加入NaOH溶液后產(chǎn)生的氣體不能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色,則該溶液中一定不存在NH D.向某溶液中加入鹽酸后有能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產(chǎn)生,則該溶液中至少含有CO、HCO中的一種 答案 D 解析 溶液中也可能含有SO,A錯(cuò)誤;淀粉溶液能檢驗(yàn)單質(zhì)碘,但加碘鹽中的碘是以IO形式存在的,B錯(cuò)誤;當(dāng)溶液中c(NH)較小時(shí),加入NaOH溶液后還需要加熱才會(huì)有NH3產(chǎn)生,C錯(cuò)誤;能使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體是CO2,CO、HCO與鹽酸反應(yīng)均可產(chǎn)生CO2,D正確。 2.下列說法正確的是( ) A.加入過量氨水,有白色沉淀生成,則原溶液中一定有Al3+ B.加入K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,則原溶液中一定有Fe3+ C.加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,則原溶液中一定有SO D.加入NaOH溶液然后加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,則原溶液中一定有NH 答案 D 解析 加入過量氨水有白色沉淀生成,則原溶液中可能含有Al3+或Mg2+,故A錯(cuò)誤;K3[Fe(CN)6]可用于Fe2+的檢驗(yàn)(產(chǎn)生藍(lán)色沉淀),故B錯(cuò)誤;加入鹽酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成,則原溶液中可能含有SO,也有可能含有Ag+,故C錯(cuò)誤。 3.有四種無色溶液,它們分別是(NH4)2SO4、NH4Cl、Na2CO3、NaNO3,下列試劑中可以用來鑒別它們的是( ) A.BaCl2溶液 B.NaOH溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.AgNO3溶液 答案 C 解析 Ba(OH)2溶液滴入(NH4)2SO4溶液中,有刺激性氣味氣體和白色沉淀產(chǎn)生,滴入NH4Cl溶液中有刺激性氣味氣體產(chǎn)生,滴入Na2CO3溶液中有白色沉淀產(chǎn)生,滴入NaNO3溶液中無明顯現(xiàn)象。 4.下列除雜試劑的選擇或除雜操作不正確的是( ) 選項(xiàng) 括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì) 除雜試劑 除雜操作 A Na2O2(Na2O)固體 O2 在純氧氣中加熱 B Na2CO3(NaHCO3) 溶液 CO2 通入過量的CO2 C FeCl3(FeCl2)溶液 Cl2 通入過量的Cl2 D FeSO4(CuSO4)溶液 Fe 加入過量的Fe粉,充分反應(yīng)后過濾 答案 B 解析 A選項(xiàng)正確,Na2O能與O2反應(yīng)生成Na2O2;B選項(xiàng)錯(cuò)誤,Na2CO3能與CO2、H2O反應(yīng)生成NaHCO3,目標(biāo)物質(zhì)被除去;C選項(xiàng)正確,F(xiàn)eCl2與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,可除去雜質(zhì);D選項(xiàng)正確,過量的Fe粉與CuSO4反應(yīng)生成FeSO4、Cu,通過過濾即可除去雜質(zhì)Cu。 5.為提純下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì)),所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是( ) 選項(xiàng) 被提純的物質(zhì) 除雜試劑 分離方法 A 溴化鈉溶液(NaI) 氯水、CCl4 萃取、分液 B 氯化銨溶液(FeCl3) 氫氧化鈉溶液 過濾 C 二氧化碳(CO) 氧化銅粉末 通過灼熱的CuO粉末 D 乙酸乙酯(乙酸) 乙醇、濃硫酸 加熱 答案 C 解析 A項(xiàng)中將NaBr也除去了并引入新雜質(zhì)Cl-;B項(xiàng)易引入新雜質(zhì)Na+,同時(shí)NaOH會(huì)與NH反應(yīng);D項(xiàng)中酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物無法全部轉(zhuǎn)化成生成物。 6.下列實(shí)驗(yàn)操作或方案正確的是( ) A.將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾,洗滌并收集沉淀 B.將混有HCl的Cl2通入飽和NaHCO3溶液中除去HCl C.用圖1所示裝置和CCl4提取溴水中的Br2 D.用圖2所示裝置除去乙醇中的苯酚 答案 C 解析 過濾時(shí),應(yīng)使用玻璃棒引流,A項(xiàng)錯(cuò)誤;將混有HCl的Cl2通入飽和NaHCO3溶液中會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)CO2,且Cl2也能被NaHCO3溶液吸收,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Br2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,且CCl4和水不互溶,應(yīng)采取分液的方法分離,C項(xiàng)正確;乙醇和苯酚混溶,不能采取過濾的方法分離,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.已知X、Y、Z、W均為中學(xué)化學(xué)中常見的單質(zhì)或化合物,它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物已略去)。則W、X不可能是( ) 選項(xiàng) W X A 鹽酸 Na2CO3溶液 B Cl2 Fe C CO2 Ca(OH)2溶液 D NaOH溶液 AlCl3溶液 答案 B 解析 Na2CO3NaClNaHCO3Na2CO3; B項(xiàng),F(xiàn)e無論與過量Cl2,還是少量Cl2反應(yīng)均生成FeCl3; C項(xiàng),Ca(OH)2Ca(HCO3)2CaCO3Ca(OH)2; D項(xiàng),AlCl3NaAlO2Al(OH)3AlCl3。 8.(xx甘肅省蘭州市高三第二次模擬)下表所列各組物質(zhì)中,物質(zhì)之間通過一步反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)“甲乙丙”轉(zhuǎn)化的是( ) 物質(zhì) 選項(xiàng) 甲 乙 丙 A Si SiO2 H2SiO3 B NO NO2 HNO3 C Na NaCl NaOH D CH2===CH2 CH3CH2OH CH3CHO 答案 A 解析 A項(xiàng),SiSiO2,SiO2不能和H2O反應(yīng)生成H2SiO3,錯(cuò)誤;B項(xiàng),NONO2HNO3,正確;D項(xiàng),CH2===CH2CH3CH2OHCH3CHO,正確。 9.A、B、C、D均是由短周期元素形成的四種氣體單質(zhì),E、F均為氣體,且F為紅棕色。有關(guān)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(反應(yīng)條件均已略去): 請(qǐng)回答下列問題: (1)D的化學(xué)式為__________________________________________________________。 (2)反應(yīng)③的離子方程式為__________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Y和E在一定條件下可反應(yīng)生成B和Z,這是一個(gè)具有實(shí)際意義的反應(yīng),可消除E對(duì)環(huán)境的污染,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)0.1 molL-1 X溶液和0.1 molL-1 Y溶液等體積混合,溶液呈________(填“酸”、“堿”或“中”)性,原因是______________________________________________________ (用離子方程式說明)。 (5)常溫下0.1 molL-1 Y溶液中c(H+)/c(OH-)=110-8,下列敘述正確的是_______(填字母)。 A.該溶液的pH=11 B.該溶液中的溶質(zhì)電離出的陽(yáng)離子濃度為0.1 molL-1 C.該溶液中由水電離出的c(H+)與c(OH-)的乘積為110-22 D.pH=3的鹽酸V1 L與0.1 molL-1的Y溶液V2 L混合,若混合溶液的pH=7,則V1>V2 E.將題述溶液加水稀釋100倍后,pH為9 答案 (1)H2 (2)3NO2+H2O===2H++2NO+NO (3)4NH3+6NO5N2+6H2O (4)酸 NH+H2ONH3H2O+H+ (5)ACD 解析 (1)本題的突破口之一是“白煙”,是揮發(fā)性酸和氨氣相遇后的現(xiàn)象,由此可推知D是H2,突破口之二是“紅棕色氣體”,F(xiàn)應(yīng)為NO2,反推可知E為NO,C為O2,Z為H2O,Y為NH3,X為HCl,G為HNO3。(3)Y和E反應(yīng)生成B和Z的反應(yīng)是氧化還原中的歸中反應(yīng)。(4)兩者恰好完全反應(yīng)時(shí)生成NH4Cl,銨根離子水解而使溶液顯酸性。(5)常溫下Kw=c(H+)c(OH-)=110-14,結(jié)合題中信息c(H+)/c(OH-)=110-8,可得c(OH-)=110-3 molL-1,故溶液的pH=11,A正確。根據(jù)NH3H2ONH+OH-可得由氨水電離出的c(NH)=110-3 molL-1,B錯(cuò)。由水電離出的c(H+)=c(OH-)=110-11 molL-1,C正確。選項(xiàng)D顯然也正確。選項(xiàng)E,氨水是弱電解質(zhì),故加水稀釋100倍后,溶液的pH應(yīng)大于9。 10.(xx哈爾濱市第一中學(xué)高三第四次模擬)某小組同學(xué)為探究H2O2、H2SO3、Br2氧化性強(qiáng)弱,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去,裝置的氣密性已檢驗(yàn))。 實(shí)驗(yàn)記錄如下: 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 Ⅰ 打開活塞a,滴加氯水,關(guān)閉活塞a A中溶液變?yōu)榧t棕色 Ⅱ 吹入熱空氣 A中紅棕色明顯變淺;B中有氣泡,產(chǎn)生大量白色沉淀,混合液顏色無明顯變化 Ⅲ 停止吹入空氣,打開活塞b,逐滴加入H2O2溶液 開始時(shí)顏色無明顯變化;繼續(xù)滴加H2O2溶液,一段時(shí)間后,混合液逐漸變成紅棕色 請(qǐng)回答下列問題: (1)A中反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)操作Ⅱ吹入熱空氣的目的是__________________________________________。 (3)裝置C的作用是______________,C中盛放的藥品是______________________。 (4)實(shí)驗(yàn)操作Ⅲ,混合液逐漸變成紅棕色,其對(duì)應(yīng)的離子方程式___________________ _____________________________________________________。 (5)由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是________________________________________________。 (6)實(shí)驗(yàn)反思: ①有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)操作Ⅱ吹入的熱空氣,會(huì)干擾(5)中結(jié)論的得出,你認(rèn)為是否干擾,理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)操作Ⅲ,開始時(shí)顏色無明顯變化的原因是(寫出一條即可):________________ ________________________________________________________。 答案 (1)2Br-+Cl2===Br2+2Cl- (2)吹出單質(zhì)Br2 (3)吸收尾氣 NaOH溶液 (4)H2O2+2Br-+2H+===Br2+2H2O (5)氧化性:H2O2>Br2>H2SO3 (6)①不干擾,無論熱空氣是否參加氧化H2SO3,只要觀察到產(chǎn)生白色沉淀的同時(shí)有明顯顏色變化,即能證明Br2氧化了H2SO3 ②H2SO3有剩余(H2O2濃度小或Br-與H2O2反應(yīng)慢等合理答案均可) 解析 Ⅰ中原理為Cl2+2Br-===Br2+2Cl-,Ⅱ中,吹入熱空氣,把A中生成的Br2吹出進(jìn)入B裝置,發(fā)生反應(yīng):Br2+H2SO3+H2O===2HBr+H2SO4 H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl Ⅲ中原理為H2O2+2Br-+2H+===Br2+2H2O 綜合以上分析,可以推斷氧化性H2O2>Br2>H2SO3。 11.聚合硫酸鐵鋁(PFAS)是一種新型高效水處理劑。利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe3O4、FeO、SiO2等)為鐵源,粉煤灰(主要成分為Al2O3、Fe2O3、FeO等)為鋁源,制備PFAS的工藝流程如下: (1)“堿溶”時(shí),Al2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“酸溶Ⅱ”時(shí),F(xiàn)e3O4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)“濾渣Ⅰ”、“濾渣Ⅱ”在本流程中能加以利用的是________________________ ________________________________________________________________________。 (4)“氧化”時(shí)應(yīng)控制溫度不超過57 ℃,其原因是_____________________________ ________________________________________________________________________。 (5)“氧化”時(shí)若用MnO2代替H2O2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________ ________________________________________________________________________。 (6)酸度對(duì)絮凝效果和水質(zhì)有顯著影響。若產(chǎn)品PFAS中殘留硫酸過多,使用時(shí)產(chǎn)生的不良后果是________________________________________________________________________。 答案 (1)Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O (2)Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O (3)濾渣Ⅰ (4)溫度過高,H2O2受熱分解 (5)2Fe2++MnO2+4H+===2Fe3++Mn2++2H2O (6)硫酸抑制Al3+和Fe3+水解,降低絮凝效果;水的酸度增大,影響水質(zhì) 解析 加入NaOH溶液使Al2O3溶解,其方程式為Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O;通入過量CO2,發(fā)生的反應(yīng)為CO2+NaAlO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3;再加入H2SO4時(shí),其反應(yīng)原理為2Al(OH)3+3H2SO4===Al2(SO4)3+6H2O,結(jié)晶得到Al2(SO4)3晶體。向硫鐵礦燒渣中加入H2SO4,其方程式為FeO+H2SO4===FeSO4+H2O,F(xiàn)e3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O?!盀V渣Ⅰ”中含有Fe2O3、FeO,“濾渣Ⅱ”中含有SiO2,根據(jù)工藝流程,濾渣Ⅰ可加以利用。H2O2氧化Fe2+時(shí),溫度不能過高,其原因是溫度過高,H2O2會(huì)分解。因?yàn)镕e3+、Al3+水解均呈酸性,所以產(chǎn)品PFAS中硫酸殘留過多,會(huì)抑制Al3+、Fe3+水解,降低絮凝效果,并且酸度過大影響水質(zhì)。 12.xx年初,霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。 (1)汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如下圖所示。 據(jù)此判斷: ①該反應(yīng)的ΔΗ______0(填“>”或“<”)。 ②在T1溫度下,0~2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=____________________。 ③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1<S2,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。 ④若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________(填字母)。 (2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。 ①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。 例如:CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867.0 kJmol-1 2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9 kJmol-1 寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式____________________ ________________________________________________________________________。 ②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達(dá)到低碳排放的目的。下圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。電極a、b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式分別為 a:________________________________________________________________________, b:________________________________________________________________________。 答案 (1)①<?、?.05 mol- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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