高考化学重点知识练习题物质结构与性质综合题.docx
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高考化学重点知识练习题物质结构与性质综合题
高考化学重点题型练习
1.碲(Te)为第VIA族元素,其单质凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料,并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。
可从精炼铜的阳极泥(主要成分为Cu2Te)中回收碲,
(1)“培烧”后,确主要以TeO2 形式存在,写出相应反应的离子方程式:
________________________。
(2)为了选择最佳的培烧工艺进行了温度和硫酸加入量的条件试验,结果如下表所示:
温度/℃
硫酸加入量(理论量倍数)
浸出率/%
Cu
Te
450
1.25
77.3
2.63
460
1.00
80.29
2.81
1.25
89.86
2
87
1.50
92.31
7.70
500
1.25
59.83
5.48
550
1.25
11.65
10.63
则实验中应选择的条件为_________________,原因为______________________________。
(3)滤渣1在碱浸时发生的化学方程式为_____________________________。
(4)工艺(I)中,“还原”时发生的总的化学方程式为____________________________。
(5)由于工艺(I)中“氧化”对溶液和物料条件要求高。
有研究者采用工艺(II)获得磅.则“电积”过程中,阴极的电极反应式为____________________________________。
(6)工业生产中,滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。
①滤液3 与滤液1合井。
进入铜电积系统。
该处理措施的优点为_____________________________。
②滤渣3中若含Au和Ag,可用_____将二者分离。
(填字母)
A.王水B.稀硝酸C.浓氢氧化钠溶液D.浓盐酸
【答案】
(1)Cu2Te+4H++2O2
2Cu2++TeO2+2H2O
(2)460℃,硫酸用量为理论量的1.25倍该条件下,铜的浸出率高且碲的损失较低
(3)ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O
(4)Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O
(5)TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-
(6)①CuSO4溶液回收利用,提高经济效益②B
【解析】
(1)Cu2Te在H2SO4条件下,与氧气在高温下反应生成TeO2和CuSO4,反应的离子方程式Cu2Te+4H++2O2
2Cu2++TeO2+2H2O;正确答案:
Cu2Te+4H++2O2
2Cu2++TeO2+2H2O。
(2)从图表信息可知:
当硫酸的量一定时,温度升高时,铜的浸出率降低;温度一定时,铜和Te的浸出率均增大。
在460℃条件下,硫酸用量为理论量的1.25倍的条件下最佳,铜的浸出率高且Te的损失较小;正确答案:
460℃,硫酸用量为理论量的1.25倍;该条件下,铜的浸出率高且碲的损失较低。
(3)从流程可知,滤渣1为ToO2,它可与碱反应生成TeO32-;正确答案:
ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O。
(4)从流程图可知:
Na2TeO4被Na2SO3还原为Te,而Na2SO3被氧化为Na2SO4,总反应方程式:
Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4==4Na2SO4+Te+H2O;正确答案:
Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4+Te+H2O。
(5)根据反应ToO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O,生成的TeO32-在阴极得电子被还原为Te,极反应方程式为:
TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-;正确答案:
TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。
(6)①工业生产中,滤渣2为少量的氢氧化铜固体,经硫酸酸浸后得滤液硫酸铜,滤液1中主要成分也为硫酸铜,滤液3 与滤液1合并进入铜电积系统,提取金属铜,有效回收利用了硫酸铜,提高经济效益;正确答案:
CuSO4溶液回收利用,提高经济效益。
②Au和Ag都与王水反应,与浓氢氧化钠溶液、.浓盐酸均不反应;但是Au与稀硝酸不反应而Ag可以反应,所以可以用稀硝酸将二者分离;正确答案:
B。
2.元素周期表中的28号元素Ni有重要的用途,它有良好的耐高温、耐腐蚀、防锈功能,在电池、催化剂方面也有广泛应用。
工业上以硫化镍矿(含少量杂质硫化铜、硫化亚铁)为原料制备并精制镍的基本流程如下:
已知:
电极电位(E)能体现微粒的氧化还原能力强弱,如:
H2-2e-=2H+E=0.00VCu-2e-=Cu2+E=0.34V
Fe-2e-=Fe2+E=-0.44VNi-2e-=Ni2+E=-0.25V
(1)镍在周期表中的位置为_______________________________。
(2)高镍矿破碎细磨的作用______________________________________。
(3)焰色反应实验可以用光洁无锈的镍丝代替铂丝蘸取化学试剂灼烧,原因是______________________。
(4)造渣除铁时发生的化学反应方程式___________________________________(产物以氧化形式表示)。
(5)电解制粗镍时阳极发生的主要电极反应式_____________________________________。
(6)工业上由NiSO4溶液制得Ni(OH)2后,再滴加NaC1O溶液,滴加过程中发生反应的离子方程式为_________________________________________________________。
(7)电解精炼镍的过程需控制pH为2~5,试分析原因______________________________,阳极泥的成分为________________(写名称)。
【答案】
(1)第四周期Ⅷ族
(2)增大接触面积,提高浮选率
(3)镍的焰色反应呈无色,不影响其他金属元素的焰色
(4)2FeO+SiO2
2FeO•SiO2
(5)NiS-2e-=Ni2++S
(6)2Ni(OH)2+ClO-+H2O=2Ni(OH)3+Cl-(2Ni(OH)2+ClO-+OH-=2NiO(OH)+Cl--+H2O)
(7)pH<2时,c(H+)大,容易在阳极放电;pH>5时,c(OH-)大,镍离子容易沉淀铜
【分析】根据金属元素在电解过程的中放电顺序分析电解反应。
【详解】
(1)镍是28号元素,根据电子排布规律分析,其在第四周期Ⅷ族;
(2)高镍矿破碎细磨是为了增大接触面积,提高浮选率;
(3)焰色反应实验是观察某些金属元素灼烧时的颜色,可以用光洁无锈的镍丝代替铂丝蘸取化学试剂灼烧,说明镍的焰色反应呈无色,不影响其他金属元素的焰色;
(4)根据流程分析,硫化亚铁在溶炼时转化为FeO和SO2,加入二氧化硅除铁时,FeO转化为Fe2SiO4,故方程式为:
2FeO+SiO2
2FeO•SiO2;
(5)电解制粗镍时,阳极上硫化镍失去电子生成镍离子和硫,阴极是镍离子得到电子生成镍单质,阳极反应为:
NiS-2e-=Ni2++S;
(6)Ni(OH)与NaC1O溶液发生氧化还原反应,镍元素化合价升高为+3价,氯元素化合价降低到-1价,根据电子守恒和质量守恒得方程式为:
2Ni(OH)2+ClO-+H2O=2Ni(OH)3+Cl-或2Ni(OH)2+ClO-+OH-=2NiO(OH)+Cl--+H2O;
(7电解硫酸镍溶液时需要考虑离子的放电顺序,当氢离子浓度较大时是氢离子放电不是镍离子放电,即pH<2时,c(H+)较大,容易在阳极放电;但当溶液的酸性很弱时,即pH>5时,c(OH-)较大,镍离子容易沉淀。
由电极电位的数据可知,镍比铜活泼,电解精炼时,阳极上镍失去电子,铜不能失去电子,铜转化为阳极泥。
3.化合物M{[(CH3COO)2Cr]2·2H2O,相对分子质量为376}不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。
实验室中以锌粒、三氧化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备该化合物,其装置如图所示,且仪器2中预先加入锌粒。
已知二价铬不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。
制备过程中发生的相关反应如下:
Zn(s)+2HCl(aq)═ZnCl2(aq)+H2(g)
2CrCl3(aq)+Zn(s)═2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)═[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(s)
请回答下列问题:
(1)仪器1的名称是__________;
(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是__________(填序号);目的是__________________。
A.盐酸和三氯化铬溶液同时加入
B.先加三氯化铬溶液,一段时间后再加盐酸
C.先加盐酸,一段时间后再加三氯化铬溶液
(3)为使生成的CrCl2溶液与醋酸钠溶液顺利混合,应关闭阀门__________(填“A”或“B”,下同),打开阀门___________________。
(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与醋酸钠溶液反应外,另一个作用是__________________________。
(5)已知其它反应物足量,实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L;实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O9.024g,则该实验所得产品的产率为__________(不考虑溶解的M)。
(6)铬的离子会污染水,常温下要除去上述实验中多余的Cr2+,最好往废液中通入足量的________,再加入碱液,调节pH至少为________才能使铬的离子沉淀完全(铬的离子浓度应小于10-5mol/L)。
【已知Cr(OH)3的溶度积为6.3×10-31,
=4,lg2≈0.3】
【答案】
(1)分液漏斗
(2)C让锌粒先与盐酸反应产生氢气,H2将装置2和装置3中的空气排出,防止生成的Cr2+被氧化
(3)BA
(4)过量的Zn将Cr3+充分还原为Cr2+
(5)80.0%或0.80
(6)空气或氧气(9).5.6
【详解】
(1)由图可知,仪器1的名称是分液漏斗。
(2)二价铬不稳定,极易被氧气氧化,让锌粒与盐酸先反应产生H2,将装置2和3中的空气赶出,避免生成的亚铬离子被氧化,故先加盐酸一段时间后再加三氯化铬溶液,故选C。
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合,应关闭阀门B,打开阀门A。
(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外,另一个作用是使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2。
(5)CrCl3的物质的量为:
=0.06mol,得到CrCl2为0.06mol,而CH3COONa为0.15mol,由方程式可知CH3COONa足量,则得到[Cr(CH3COO)2]2·2H2O为0.06mol×
×376g/mol=11.28g,所得产品的产率为:
×100%=80.0%。
(6)向废液中通入足量的空气或氧气,将Cr2+氧化为Cr3+;铬的离子沉淀完全时,浓度应小于10-5mol/L,根据Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH-)=6.3×10-31,此时溶液中c(OH-)=4×10-9mol/L,溶液pH=-lgc(H+)=
=5.6。
4.金属锰在冶金工业中用来制造特种钢,常作为脱硫剂和去氧剂,其化合物广泛应用于电池、机械制造业等领域。
(1)以软锰矿(主要为MnO2)为原料通过热还原法得到金属锰涉及的两个反应:
①3MnO2(s)=Mn3O4(s)+O2(g)△H1=akJ•mol-1
②3Mn3O4(s)+8Al(s)=4Al2O3(s)+9Mn(s)△H2=bkJ•mol-1
已知Al的燃烧热为ckJ•mol-1,则MnO2与Al发生铝热反应的热化学方程式为___________。
(2)科研人员将制得的锰粉碎后加入到SnCl2溶液中使其浸出(假定杂质不反应,溶液体积不变),发生反应Mn(s)+Sn2+(aq)
Mn2+(aq)+Sn(s)(已知含Sn2+水溶液为米黄色)
请回答下列问题:
①为加快反应速率可以采取的措施有__________;不考虑温度因素,一段时间后Mn的溶解速率加快,可能的原因是____________________。
②下列能说明反应已达平衡的有____________________(填编号)。
A.溶液的颜色不发生变化
B.溶液中c(Mn2+)=c(Sn2+)
C.体系中固体的质量不变
D.Mn2+与Sn2+浓度的比值保持不变
③室温下,测得溶液中阳离子浓度c(R2+)随时间的变化情况如下图所示,则上述反应的平衡常数K=_________________,Mn2+的产率为____________。
④若其他条件不变,10min后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍,则再次平衡时c(Mn2+)=____________(不考虑离子水解的影响)。
(3)MnO2也可在MnSO4-H2SO4-H2O为体系的电解液中电解获得,其阳极反应式为_____________________,阳极附近溶液的pH____________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)电解制锰后的废水中含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入等体积的Na2S溶液,进行二级沉降。
为了将Mn2+的浓度降到1.0×l0-9mol/L,则加入的Na2S溶液的浓度至少是____________mol/L[已知Ksp(MnS)=4.5×l0-14]。
【答案】
(1)3MnO2(s)+4Al(s)═2Al2O3(s)+3Mn(s)△H=
(3a+b+4c)kJ∙mol-1
(2)①升高温度或增大c(Sn2+)构成多个微型原电池,加快反应速率②ACD③375%
④0
375mol∙L-1
(3)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+减小
(4)9.0×10-5
【详解】
(1)①3MnO2(s)=Mn3O4(s)+O2(g),②3Mn3O4(s)+8Al(s)=4A12O3(s)+9Mn(s),③Al(s)+3/4O2(g)=1/2Al2O3(s)△H=-ckJ·mol-1,MnO2与Al反应的方程式为4Al+3MnO2=2Al2O3+3Mn,因此有(3×①+②+4×③)/3,得出:
3MnO2(s)+4Al(s)═2Al2O3(s)+3Mn(s)△H=(3a+b+4c)/3kJ·mol-1;
(2)①加快反应速率,可以适当升高温度,增加c(Sn2+)等;根据反应方程式,有Sn单质的生成,与Mn构成原电池,加快反应速率;
②A、Mn2+、Sn2+是有颜色的离子,当溶液颜色不再改变,说明反应达到平衡,故A符合题意;
B、不知投入量和转化率,因此无法通过c(Mn2+)=c(Sn2+)判断是否达到平衡,故B不符合题意;
C、Mn和Sn摩尔质量不同,因此当体系固体质量不变,说明达到平衡,故C符合题意;
D、随着反应进行,Mn2+的量增大,Sn2+量减少,当Mn2+与Sn2+浓度的比值保持不变,说明反应达到平衡,故D符合题意;
③随着反应进行,c(Mn2+)增大,c(Sn2+)减小,该反应
平衡常数,K=c(Mn2+)/c(Sn2+)=0.75mol·L-1/0.25mol·L-1=3;因为是同一溶液反应,因此物质的量之比等于物质的量浓度之比,Mn2+的产率为0.75mol·L-1/(0.75mol·L-1+0.25mol·L-1)×100%=75%;
④Mn2+和Sn2+的系数相等,Mn和Sn为固体,因此加水稀释,平衡不移动,加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍,c(Mn2+)为原来平衡时的一半,即c(Mn2+)=0.75mol·L-1/2=0.375mol·L-1;
(3)根据电解原理,阳极上失去电子,化合价升高,因此MnSO4在阳极上放电,其电极反应式为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+;该电极产生H+,酸性增强,pH减小;
(4)Mn2+为1.0×10-9mol·L-1,此时MnS溶液为饱和溶液,根据c(S2-)=Ksp(MnS)/c(Mn2+)=
mol·L-1=4.5×10-5mol·L-1,滤液中加入等体积的Na2S溶液,则加入Na2S溶液的浓度至少为4.5×10-5×2mol·L-1=9.0×10-5mol·L-1。
5.某研究小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液反应的实质,设计了如图所示装置进行实验。
已知:
1.0mol·L-1的Fe(NO3)3溶液的pH=1。
请回答下列问题:
(1)装置A中用于滴加浓硫酸的仪器名称为_________,装置A中发生的化学方程式是________。
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是________________。
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是______________,说明SO2具有____________性。
(4)分析B中产生白色沉淀的原因。
观点1:
SO2与Fe3+反应;
观点2:
在酸性条件下SO2与
反应。
观点3:
___________________________;
①若观点1正确,装置B中反应的离子方程式是______________,证明该观点应进一步确认生成的新物质,其实验操作及现象是_______。
②按观点2,装置B中反应的离子方程式是___________。
③有人认为,如将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验,也可验证观点2是否正确。
此时应选择最佳试剂是_________(填字母)。
A.3.0mol·L-1NaNO3溶液和0.1mol·L-1硫酸等体积混合的溶液
B.6.0mol·L-1NaNO3溶液和0.2mol·L-1盐酸等体积混合的溶液
C.1.5mol·L-1Fe(NO3)2溶液
D.1mol·L-1稀硝酸
【答案】
(1)分液漏斗Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹
(3)BaSO4还原
(4)观点3:
SO2既与Fe3+反应,也在酸性条件下与NO3-反应(两者都有)
①SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+取少量B中溶液于试管中,加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,则溶液中有Fe2+,所以观点1合理
②3SO2+2NO+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+③B
【分析】为防止氧气对实验的干扰,先向装置中通入氮气排出空气,向A中加入浓硫酸与Na2SO3反应放出SO2气体,SO2气体进入装置B中被Fe(NO3)3溶液氧化为SO42-,SO42-与氯化钡反应生成白色沉淀BaSO4;酸性条件下Fe3+、NO3-都有氧化性。
【详解】
(1)根据装置图,装置A中用于滴加浓硫酸的仪器为分液漏斗,装置A中Na2SO3与H2S04(浓)发生反应生成二氧化硫气体,反应化学方程式是Na2SO3+H2S04(浓)=Na2S04+SO2↑+H2O。
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹。
(3)SO2气体进入装置B中被Fe(NO3)3溶液氧化为SO42-,装置B中产生的白色沉淀是BaSO4,说明SO2具有还原性。
(4)酸性条件下Fe3+、NO3-都有氧化性,所以观点3是SO2既与Fe3+反应,也在酸性条件下与NO3-反应(两者都有);
①若观点1正确,装置B中SO2被Fe3+氧化为SO42-,反应的离子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+,该反应的还原产物是Fe2+,若证明该观点正确,实验操作及现象是取少量B中溶液于试管中,加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,则溶液中有Fe2+,则观点1合理;
②按观点2,装置B中SO2被NO3-氧化为SO42-,反应的离子方程式是3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+。
③若改变溶液后在相同条件下进行实验,也可验证观点2是否正确,要让NO3-、H+的浓度与原溶液相同,所以最佳试剂是6.0mol·L-1NaNO3溶液和0.2mol·L-1盐酸等体积混合的溶液,故选B。
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- 高考 化学 重点 知识 练习题 物质 结构 性质 综合