步步高考前3个月化学通用版三轮冲刺热点题型特训 高考主观题 第27题 无机化学综合应用.docx
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步步高考前3个月化学通用版三轮冲刺热点题型特训高考主观题第27题无机化学综合应用
第27题 无机化学综合应用
题组一 以陌生无机物为载体的综合考查
[答案及评分标准]
(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4△,2H3BO3+2MgSO4(2分) 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)
(2)Fe3O4(1分) SiO2和CaSO4(2分)
(3)将Fe2+氧化成Fe3+(1分) 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(1分) (4)(七水)硫酸镁(1分)
(5)Na+(2分)
(6)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg△,2B+3MgO(2分)
[阅卷人的忠告]
(1)元素符号错、不规范、看不清的不得分,方程式不写“△”扣分。
(2)SiO2和CaSO4少写,或错写其他杂质均不得分。
(3)名称写成化学式不得分。
(4)电子式漏掉离子符号或不写“[ ]”均不得分。
[挑战满分](限时25分钟)
1.工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)CeCO3F中,Ce元素的化合价为________。
(2)酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。
写出稀硫酸、H2O2与CeO2反应的离子方程式:
______________________________________________________。
(3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是___________________________________
________________________________________________________________________。
(4)溶液中的c(Ce3+)等于1×10-5mol·L-1可认为Ce3+沉淀完全,此时溶液的pH为________。
(已知Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20)
(5)加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是________________________________________________________________________。
(6)准确称取0.7500gCeCl3样品置于锥形瓶中,加入适量过硫酸铵溶液将Ce3+氧化为Ce4+,然后用0.1000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗25.00mL标准溶液。
(已知:
Fe2++Ce4+===Ce3++Fe3+)
①该样品中CeCl3的质量分数为________(保留两位小数)。
②若使用久置(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,测得该CeCl3样品的质量分数________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
答案
(1)+3
(2)H2O2+2CeO2+6H+===2Ce3++4H2O+O2↑
(3)避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF或提高CeCl3的产率
(4)9
(5)NH4Cl固体受热分解产生HCl,抑制CeCl3水解
(6)①82.17% ②偏大
解析
(1)根据化合价的代数和等于零计算,C为+4价、O为-2价、F为-1价。
(2)HCl被CeO2氧化的产物为氯气;H2O2被氧化为O2,CeO2的还原产物为Ce3+,根据电子守恒、电荷守恒即可配平方程式。
(3)从流程可知KBF4为沉淀,该步骤为除去BF
(4)c(OH-)=
(5)从Ce(OH)3的溶度积可知CeCl3易水解,氯化铵分解产生的HCl可抑制CeCl3的水解。
(6)①由反应信息可得关系式:
CeCl3~(NH4)2Fe(SO4)2,再根据硫酸亚铁铵的物质的量和关系式即可计算n(CeCl3)。
②久置的(NH4)2Fe(SO4)2中Fe2+已部分被氧化,必然消耗(NH4)2Fe(SO4)2的量增多,因而测定结果偏大。
2.磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。
回答下列问题:
(1)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。
①写出磷酸主要的电离方程式:
_______________________________。
②n越大,直链聚磷酸铵的水溶性越________(填“大”或“小”)。
(2)在碱性条件下,次磷酸盐可用于化学镀银,完成其反应的离子方程式。
H2PO+Ag++________===PO+Ag+________
(3)由工业白磷(含少量砷、铁、镁等)制备高纯白磷(熔点44℃,沸点280℃),主要生产流程如下:
①除砷过程在75℃时进行,其合理的原因是________(填字母)。
a.使白磷熔化,提高反应活性
b.降低白磷的毒性
c.温度不宜过高,防止硝酸分解
d.适当提高温度,增大反应速率
②生产过程在高纯氮气保护下进行,其目的是____________________________
________________________________________________________________________。
③硝酸氧化除砷时被还原为NO,写出砷转化为砷酸的化学方程式:
________________________________________________________________________。
氧化相同质量的砷,当转化为亚砷酸的量越多时,消耗硝酸的量越________(填“多”或“少”)。
④某条件下,用一定量的硝酸处理一定量的工业白磷,砷的脱除率及磷的产率随硝酸质量分数的变化如图所示,砷的脱除率从a点到b点降低的原因是_____________
________________________________________________________________________。
答案
(1)①H3PO4H++H2PO
②小
(2)1 4 6OH- 1 4 4H2O
(3)①acd
②防止白磷被空气中氧气氧化
③3As+5HNO3+2H2O===3H3AsO4+5NO↑ 少
④硝酸浓度变大,氧化性增强,有较多的硝酸用于氧化白磷,脱砷率降低
3.过二硫酸(结构如图)是一种白色晶体,其酸及盐均为强氧化剂。
(1)(NH4)2S2O8在水溶液中的电离方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在Ag+及加热的条件下,S2O可将溶液中的Mn2+氧化为MnO,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
观察到的现象是_______________________________________________________。
(3)由氯碘酸(ClSO3H)与过氧化氢作用可得固态的过二硫酸,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)工业上制备过二硫酸溶液的流程之一如下:
电解时阳极的电极反应式为____________________________________________________,
阳极材料能否用铜丝代替铂丝?
________(填“能”或“不能”),说明理由:
________________________________________________________________________。
答案
(1)(NH4)2S2O8===2NH+S2O
(2)2Mn2++5S2O+8H2O2MnO+10SO+16H+ 溶液颜色变为紫色
(3)2ClSO3H+H2O2===H2S2O8↓+2HCl↑
(4)2SO-2e-===S2O 不能 铜是活性电极,铜作阳极时本身会失去电子
解析
(2)由过二硫酸结构可知,分子中S元素处于最高价+6价,其中的-1价O具有强氧化性,则离子方程式:
5S2O+2Mn2++8H2O2MnO+10SO+16H+,由于生成MnO,溶液会变为紫色。
(4)电解产物中的H2一定在阴极生成,则阳极产物为S2O,电极反应式为2SO-2e-===S2O,阳极用铜时,铜失电子,不能生成S2O。
4.Na2S、H2O2在从含镍电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)中提取含镍化合物时有重要作用。
提取过程如下:
①电镀废渣先用过量酸进行酸化处理,得到溶液;
②向溶液中滴入适量的Na2S溶液,除去Cu2+、Zn2+,过滤;
③保持滤液在40℃左右,用6%的H2O2溶液氧化Fe2+,再在95℃时加入NaOH溶液调节pH,过滤除去铁和铬;
④在滤液中加入足量Na2CO3溶液,搅拌,得NiCO3沉淀;
⑤……
(1)步骤②中除可观察到黑色沉淀外,还可嗅到臭鸡蛋气味,用离子方程式说明气体的产生:
______________。
(2)步骤③中在Fe2+氧化阶段,需要控制温度不超过40℃,其目的是___________________;
该阶段发生反应的离子方程式为___________________________________。
(3)Fe2+也可以用NaClO3氧化,Fe2+被氧化并在较小pH条件下水解,最终形成黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去;如图是pH-温度关系图,图中阴影部分为黄铁矾钠稳定存在区域[已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39],下列说法正确的是________(填字母)。
a.FeOOH中铁为+2价
b.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10-29mol·L-1
c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++ClO+6H+===6Fe3++Cl-+3H2O
d.工业生产中温度常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时溶液的pH约为1.2~1.8
(4)无水NiCl2在有机合成中有着极为重要的作用,工业上常用含镍原料所制得的NiCl2·6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制得,已知SOCl2能与水反应生成SO2和HCl。
写出NiCl2·6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制无水NiCl2的化学方程式_______________________
________________________________________________________________________,
NiCl2·6H2O需在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水的原因是______________________。
答案
(1)S2-+2H+===H2S↑
(2)减少过氧化氢的分解 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O (3)cd
(4)NiCl2·6H2O+6SOCl2NiCl2+6SO2↑+12HCl
NiCl2在加热过程中会因发生水解而得不到无水NiCl2,当NiCl2·6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水时,反应过程中产生的HCl能抑制NiCl2的水解
解析
(1)经过量酸处理得到的溶液中含有大量的H+,当加入Na2S后会发生反应:
S2-+2H+===H2S↑,生成具有臭鸡蛋
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