高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題九 常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用練習(xí)（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

專(zhuān)題九常見(jiàn)的無(wú)機(jī)物及其應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題1.(2019江蘇單科,6,2分)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是()A.Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化B.MnO2和稀鹽酸反應(yīng)制取Cl2C.SO2與過(guò)量氨水反應(yīng)生成(NH4)2SO3D.室溫下Na與空氣中O2反應(yīng)制取Na2O2答案CA項(xiàng),常溫下,Fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化,Fe與稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO氣體,錯(cuò)誤;B項(xiàng),MnO2與濃鹽酸在加熱條件下可制取Cl2,與稀鹽酸不反應(yīng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),SO2與過(guò)量氨水反應(yīng)生成(NH4)2SO3,正確;D項(xiàng),室溫下Na與O2反應(yīng)生成Na2O,錯(cuò)誤。2.(2019廣東佛山一模)硫是生物必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一,下列關(guān)于自然界中硫循環(huán)(如圖所示)的說(shuō)法正確的是()A.含硫桿菌及好氧/厭氧菌促進(jìn)了硫的循環(huán)B.硫循環(huán)中硫的化合物均為無(wú)機(jī)物C.上述硫循環(huán)中硫元素均被氧化D.燒煤時(shí)加石灰石,可減少酸雨及溫室氣體的排放答案AA項(xiàng),分析題圖可知,含硫桿菌及好氧/厭氧菌促進(jìn)了硫的循環(huán);B項(xiàng),硫循環(huán)中硫的化合物包括有機(jī)物和無(wú)機(jī)物;C項(xiàng),硫循環(huán)中,部分硫元素化合價(jià)升高被氧化,部分硫元素化合價(jià)降低為-2價(jià)被還原;D項(xiàng),燒煤時(shí)加入石灰石可減少二氧化硫的排放量,即可減少酸雨的發(fā)生,但不能減少溫室氣體的排放量。3.(2019安徽黃山一模)下列各組物質(zhì)中,物質(zhì)之間通過(guò)一步反應(yīng)能實(shí)現(xiàn)如下圖所示轉(zhuǎn)化的是()選項(xiàng)ABCDXFeAl2O3N2HClYFeCl3Al(OH)3NO2NaClZFe(OH)3NaAlO2HNO3Cl2答案DFe(OH)3Al(OH)3,NaAlO2也無(wú)法通過(guò)一步反應(yīng)生成Al2O3,B項(xiàng)錯(cuò)誤;N2無(wú)法通過(guò)一步反應(yīng)生成NO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;HCl與氫氧化鈉反應(yīng)生成NaCl,電解熔融NaCl生成氯氣,氯氣與鈉反應(yīng)生成氯化鈉,氯氣與氫氣反應(yīng)生成氯化氫,D項(xiàng)正確。4.(2019河南平頂山二調(diào))某化工廠制備凈水劑硫酸鐵銨晶體[NH4Fe(SO4)2·6H2O]的一種方案如下:下列說(shuō)法不正確的是()A.濾渣A的主要成分是CaSO4B.相同條件下,NH4Fe(SO4)2·6H2O凈水能力比FeCl3強(qiáng)C.“合成”反應(yīng)要控制溫度,溫度過(guò)高,產(chǎn)率會(huì)降低D.“系列操作”包括蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、干燥等答案B硫酸鈣微溶于水,濾渣A的主要成分是硫酸鈣,A項(xiàng)正確;NH4+抑制Fe3+的水解,故相同條件下氯化鐵凈水能力比硫酸鐵銨晶體強(qiáng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;“合成”時(shí)溫度過(guò)高,會(huì)促進(jìn)Fe5.(2019江西重點(diǎn)中學(xué)盟校聯(lián)考)某學(xué)習(xí)小組以廢催化劑(主要成分為SiO2、ZnO、ZnS和CuS)為原料,制備鋅和銅的硫酸鹽晶體。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下:下列說(shuō)法正確的是()A.步驟①中能溶于稀硫酸的是ZnO、ZnS和CuSB.步驟①、③中發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C.步驟③涉及的離子反應(yīng)可能為CuS+H2O2+2H+Cu2++S+2H2OD.步驟②和④,采用蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾后均可獲取粗晶體答案CZnO、ZnS可與稀硫酸反應(yīng),CuS不溶于稀硫酸,A錯(cuò)誤;步驟①中發(fā)生反應(yīng):ZnO+H2SO4ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4ZnSO4+H2S↑,均不是氧化還原反應(yīng),B錯(cuò)誤;步驟③中發(fā)生反應(yīng):CuS+H2O2+H2SO4CuSO4+S+2H2O,離子方程式為CuS+H2O2+2H+Cu2++S+2H2O,C正確;步驟②和④均為溶液結(jié)晶得到含結(jié)晶水的晶體,均采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶法,D錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題6.下圖所示為海水綜合利用的部分流程,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.第①步中除去粗鹽中的SO42-、Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)加入的藥品順序?yàn)镹aOH溶液→Na2CO3B.第②步是一個(gè)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程,工業(yè)上采用陰離子交換膜的電解裝置C.第③步中結(jié)晶出的MgCl2·6H2O可在空氣中受熱分解制無(wú)水MgCl2D.第④步中反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2Br-2Cl-+Br2,第⑤⑥步的目的是富集溴元素答案D除去粗鹽中的雜質(zhì)離子時(shí),Na2CO3溶液應(yīng)在BaCl2溶液之后加入,故A錯(cuò)誤;第②步是電解飽和食鹽水,是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程,工業(yè)上采用陽(yáng)離子交換膜的電解裝置,故B錯(cuò)誤;為防止鎂離子水解,應(yīng)在氯化氫氣流中加熱MgCl2·6H2O,故C錯(cuò)誤;第④步中溴元素被氧化,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2Br-2Cl-+Br2,第⑤步中溴單質(zhì)在碳酸鈉溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)生成溴化鈉和溴酸鈉,第⑥步中溴化鈉和溴酸鈉經(jīng)酸化轉(zhuǎn)化為溴單質(zhì),過(guò)程中⑤⑥步的目的是濃縮、富集溴元素,故D正確。7.下圖所示是驗(yàn)證氯氣性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn),a、b、c、d、e是浸有相關(guān)溶液的濾紙。已知:2KMnO4+16HCl(濃)2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O。向KMnO4晶體上滴加一滴濃鹽酸后,立即用另一培養(yǎng)皿扣在上面。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.a處變藍(lán)、b處變棕紅,說(shuō)明非金屬性:Cl>Br>IB.c處先變紅后褪色,說(shuō)明Cl2與H2O反應(yīng)生成HClC.d處立即褪色,不能說(shuō)明Cl2與H2O反應(yīng)生成HClOD.e處變紅,說(shuō)明Cl2與Fe2+反應(yīng)生成Fe3+答案CDCl2分別與KI、NaBr作用生成I2、Br2,a處變藍(lán)、b處變棕紅,可證明氧化性:Cl2>I2、Cl2>Br2,無(wú)法證明I2與Br2氧化性的強(qiáng)弱,則無(wú)法證明非金屬性:Cl>Br>I,A項(xiàng)錯(cuò)誤;氯氣與水發(fā)生反應(yīng)Cl2+H2OH++Cl-+HClO,H+使試紙變紅,HClO具有漂白性,可使試紙褪色,則c處先變紅后褪色,能證明氯氣與水反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)和漂白性物質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;Cl2和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,消耗了氫氧化鈉,紅色褪去,不能證明Cl2與H2O反應(yīng)的生成物是HClO,C項(xiàng)正確;Cl2將Fe2+氧化為Fe3+,使浸有KSCN溶液的濾紙變?yōu)榧t色,D項(xiàng)正確。三、非選擇題8.(2019江蘇單科,16,12分)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物,含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物,用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為。

(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收,主要反應(yīng)為NO+NO2+2OH-2NO2-+H22NO2+2OH-NO2-+NO3-①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有(填字母)。

A.加快通入尾氣的速率B.采用氣、液逆流的方式吸收尾氣C.吸收尾氣過(guò)程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液②吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾,得到NaNO2晶體,該晶體中的主要雜質(zhì)是(填化學(xué)式);吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是(填化學(xué)式)。

(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣,可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同,NO轉(zhuǎn)化為NO3在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO3-,其離子方程式為。

②NaClO溶液的初始pH越小,NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是。

答案(1)2NH3+2O2N2O+3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O3Cl-+2NO3-+5H②溶液pH越小,溶液中HClO的濃度越大,氧化NO的能力越強(qiáng)解析(1)根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可寫(xiě)出NH3與O2反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)①若要提高尾氣中NO和NO2的去除率,須加快氮氧化物與NaOH的反應(yīng)速率。B項(xiàng)措施能增大氣、液反應(yīng)物的接觸面積,C項(xiàng)措施增大NaOH溶液的濃度,二者均能加快反應(yīng)速率;A項(xiàng)措施易導(dǎo)致氮氧化物不能及時(shí)被吸收,使NO和NO2去除率降低。②據(jù)題給反應(yīng):2NO2+2OH-NO2-+NO3-+H2O可知,NaNO2(3)①據(jù)得失電子守恒可得:3HClO+2NO3Cl-+2NO3-,據(jù)電荷守恒可得:3HClO+2NO3Cl-+2NO3-+5H+,據(jù)原子(質(zhì)量)守恒可得:3HClO+2NO+H2O3Cl-+2NO3-+5H+9.(2017課標(biāo)Ⅰ,27,14分)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來(lái)制備。工藝流程如下:回答下列問(wèn)題:(1)“酸浸”實(shí)驗(yàn)中,鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí),所采用的實(shí)驗(yàn)條件為。

(2)“酸浸”后,鈦主要以TiOCl42。

(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388分析40℃時(shí)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因。

(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價(jià)為+4,其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為。

(5)若“濾液②”中c(Mg2+)=0.02mol·L-1,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1,此時(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式計(jì)算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10-22、1.0×10-24。

(6)寫(xiě)出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式。

答案(1)100℃、2h,90℃、5h(2)FeTiO3+4H++4Cl-Fe2++TiOCl42-+2H(3)低于40℃,TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過(guò)40℃,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降(4)4(5)Fe3+恰好沉淀完全時(shí),c(PO43-)=1.3×10-221.0×10-5mol·L-1=1.3×10-17mol·L-1,c3(Mg2+)·c2(PO43-)值為0.013×(1.3×10-17)2(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O↑解析本題以工藝流程為依托,考查圖表分析能力和有關(guān)Ksp的計(jì)算等。(1)由題圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí),所采用的實(shí)驗(yàn)條件為100℃、2h或90℃、5h。(2)“酸浸”后,鈦主要以TiOCl42-形式存在,反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H++4Cl-Fe2++TiOCl2-4+2H2O。(3)TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率受溫度、反應(yīng)物濃度等因素的影響。低于40℃,TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過(guò)40℃,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降。(4)Li2Ti5O15中Ti為+4價(jià),Li為+1價(jià),設(shè)過(guò)氧鍵的數(shù)目為x,則1×2+4×5=2×(15-2x)+2x,解得x=4。(6)高溫下FePO4與Li2CO3和H2C2O4反應(yīng)制備LiFePO4,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可得化學(xué)方程式:2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H23CO2↑。10.(2017課標(biāo)Ⅱ,26,14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示:回答下列問(wèn)題:(1)在分解水泥樣品過(guò)程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是,還可使用代替硝酸。

(2)沉淀A的主要成分是,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是。沉淀B的主要成分為、(寫(xiě)化學(xué)式)。

(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過(guò)測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)為:MnO4-+H++H2C2O4Mn2++CO2+H2O。實(shí)驗(yàn)中稱(chēng)取0.400g水泥樣品,滴定時(shí)消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為答案(1)將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+H2O2(2)SiO2(或H2SiO3)SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HFSiF4↑+3H2O)(3)防止膠體生成,易沉淀分離Al(OH)3Fe(OH)3(4)45.0%解析(1)水泥樣品中可能含有Fe2+,酸溶時(shí)加入幾滴硝酸可將Fe2+氧化為Fe3+;將Fe2+氧化為Fe3+的氧化劑還可以選擇H2O2,該氧化劑的還原產(chǎn)物為H2O,不會(huì)引入其他雜質(zhì)。(2)SiO2不溶于鹽酸、硝酸等強(qiáng)酸,但可溶于氫氟酸。(3)Fe3+、Al3+在沉淀的過(guò)程中容易形成膠體而無(wú)法沉淀分離,采取加熱的方法可加速微粒凝聚形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,從而易于分離;pH為4~5時(shí)Al3+、Fe3+可完全沉淀,而Mg2+、Ca2+不沉淀,故沉淀B的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3。(4)配平方程式可得對(duì)應(yīng)關(guān)系式:2KMnO4~5H2C2O4~5CaC2O4~5Ca2+2mol5×40g0.0500×36.00×10-3molm(Ca2+)m(Ca2+)=0.180g故ω(Ca2+)=0.11.(2017課標(biāo)Ⅲ,27,15分)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備,鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示:回答下列問(wèn)題:(1)步驟①的主要反應(yīng)為:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為。該步驟不能使用陶瓷容器,原因是。

(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是,濾渣2的主要成分是及含硅雜質(zhì)。

(3)步驟④調(diào)濾液2的pH使之變(填“大”或“小”),原因是(用離子方程式表示)。

(4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到(填標(biāo)號(hào))得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。

a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃步驟⑤的反應(yīng)類(lèi)型是。

(5)某工廠用m1kg鉻鐵礦粉(含Cr2O340%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品m2kg,產(chǎn)率為。

答案(1)2∶7陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng)(2)FeAl(OH)3(3)小2CrO42-+2H+Cr2O7(4)d復(fù)分解反應(yīng)(5)190m解析(1)利用得失電子守恒法配平:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,則FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2∶7。陶瓷中含有SiO2,在高溫下能與Na2CO3反應(yīng),會(huì)損壞儀器。(2)由步驟①可知熔塊中含有NaNO2、Na2CrO4、Fe2O3等,故濾渣1中含量最多的金屬元素為Fe,而步驟③需除去Al3+及含硅物質(zhì),故濾渣2中應(yīng)主要含Al(OH)3及含硅雜質(zhì)。(3)步驟④調(diào)pH的目的是促進(jìn)CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,根據(jù)2CrO42-+2H+(4)根據(jù)溶解度曲線圖可知,應(yīng)選擇K2Cr2O7溶解度小于溶液中其他溶質(zhì)溶解度且溶解度最小的溫度區(qū)域,故選d。反應(yīng)為2K++Cr2O72-K2Cr2O(5)根據(jù)Cr原子守恒建立關(guān)系式:Cr2O3~K2Cr2O7152 294m1·40%kg m(K2Cr2O7)m(K2Cr2O7)=294·故產(chǎn)率為m2kg294命題拓展預(yù)測(cè)1.以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)為原料,生產(chǎn)Fe3O4的部分工藝流程如下:下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.用NaOH溶液吸收焙燒過(guò)程產(chǎn)生的SO2有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用B.從高硫鋁土礦中可制得Al、Fe的化合物C.向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)量CO2,鋁元素存在的形式由AlO2-D.FeS2與Fe2O3混合后在無(wú)氧條件下焙燒的目的是生成Fe3O4和SO2答案C礦粉焙燒時(shí)FeS2與O2反應(yīng)生成Fe2O3和SO2,“堿浸”時(shí)Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3;Fe2O3和FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2,經(jīng)磁選可得到Fe3O4。SO2為有毒氣體,不能直接排放到空氣中,可用NaOH溶液吸收焙燒過(guò)程中產(chǎn)生的SO2,有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用,A項(xiàng)正確;高硫鋁土礦中含有Al和Fe元素,可通過(guò)適當(dāng)?shù)牟僮髦频肁l、Fe的化合物,B項(xiàng)正確;由上述分析可知,濾液中含有NaAlO2,通入過(guò)量的CO2后,生成Al(OH)3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑,D項(xiàng)正確。2.草酸亞鐵(FeC2O4·nH2O)的溶解度在冷水中為0.22g,熱水中為0.026g,具有強(qiáng)還原性,常用作分析試劑及顯影劑。某化學(xué)小組利用工業(yè)廢鐵屑設(shè)計(jì)如下裝置制備草酸亞鐵晶體?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)前需將廢鐵屑在5%的Na2CO3溶液中加熱并用蒸餾水洗滌干凈,則Na2CO3溶液的作用是

。

(2)組裝好裝置后首先需要檢驗(yàn)裝置的氣密性,其方法是

。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裝置c的作用是。

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:在相應(yīng)裝置添加試劑后,需要讓a瓶中反應(yīng)先進(jìn)行一段時(shí)間以排除空氣,進(jìn)行的操作是打開(kāi)K1將一定量稀硫酸加入a瓶后關(guān)閉K1,同時(shí)還要進(jìn)行的操作是,一段時(shí)間后,需要將a裝置中的硫酸亞鐵溶液導(dǎo)入裝置b中,其操作是。

(4)b中生成的沉淀需過(guò)濾、洗滌、干燥,洗滌時(shí)最好選用下列試劑中的(填序號(hào))。

a.硫酸b.冷水c熱水檢驗(yàn)洗