專題一無(wú)機(jī)化學(xué)綜合應(yīng)用

專題一無(wú)機(jī)化學(xué)綜合應(yīng)用題組一以陌生無(wú)機(jī)物為載體的綜合考查[答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)](1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4△,2H3BO3＋2MgSO4(2分)提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑(2分)(2)Fe3O4(1分)SiO2和CaSO4(2分)(3)將Fe2＋氧化成Fe3＋(1分)使Fe3＋與Al3＋形成氫氧化物沉淀而除去(1分)(4)(七水)硫酸鎂(1分)(5)(2分)(6)2H3BO3eq\o(=,\s\up7(△))B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mgeq\o(=,\s\up7(△))2B＋3MgO(2分)[閱卷人的忠告](1)元素符號(hào)錯(cuò)、不規(guī)范、看不清的不得分，方程式不寫(xiě)“△”扣分。(2)SiO2和CaSO4少寫(xiě)，或錯(cuò)寫(xiě)其他雜質(zhì)均不得分。(3)名稱寫(xiě)成化學(xué)式不得分。(4)電子式漏掉離子符號(hào)或不寫(xiě)“[]”均不得分。[挑戰(zhàn)滿分]1.銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬。已知常溫下，在溶液中Cu2＋穩(wěn)定，Cu＋易在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：2Cu＋=Cu2＋＋Cu。大多數(shù)＋1價(jià)銅的化合物是難溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。(1)在新制Cu(OH)2懸濁液中滴入葡萄糖溶液，加熱生成不溶物的顏色為_(kāi)_______，某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)卻有黑色物質(zhì)出現(xiàn)，該黑色物質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)____________________________________。(2)在CuCl2溶液中逐滴加入過(guò)量KI溶液可能發(fā)生：a.2Cu2＋＋4I－=2CuI↓(白色)＋I(xiàn)2b.2Cu2＋＋2Cl－＋2I－=2CuCl↓(白色)＋I(xiàn)2①若a反應(yīng)是主要反應(yīng)，需要查詢的數(shù)據(jù)是_________________________________________。②為順利觀察到白色沉淀可以加入的最佳試劑是____________________________________。A.SO2B.四氯化碳C.NaOH D.乙醇(3)一定條件下，在CuSO4中加入NH5反應(yīng)生成氫化亞銅(CuH)。①已知NH5的所有原子都達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，NH5是________(填“離子化合物”或“共價(jià)化合物”)，在上述反應(yīng)中NH5作________(填“氧化劑”、“還原劑”或“既不是氧化劑也不是還原劑”)。②寫(xiě)出CuH在過(guò)量稀鹽酸中有氣體生成的離子方程式：________________________________________________________________________。③將CuH溶解在適量的稀硝酸中，完成下列化學(xué)方程式。eq\x()CuH＋eq\x()HNO3=eq\x()Cu(NO3)2＋eq\x()H2↑＋eq\x()eq\x()＋eq\x()eq\x()(4)將實(shí)驗(yàn)制得的CuCl樣品2.000g(雜質(zhì)不參與反應(yīng))溶于一定量的0.5000mol·L－1FeCl3溶液中，加水稀釋至200mL，取20.00mL所得溶液用0.1000mol·L－1的Ce(SO4)2溶液滴定到終點(diǎn)，消耗20.00mLCe(SO4)2溶液。有關(guān)反應(yīng)離子方程式：Fe3＋＋CuCl=Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－、Ce4＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ce3＋，則樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。2.亞磷酸(H3PO3)是二元酸，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成Na2HPO3。(1)PCl3水解可制取亞磷酸：PCl3＋3H2O=H3PO3＋________。(2)H3PO3溶液中存在電離平衡：H3PO3H＋＋H2POeq\o\al(－,3)。①某溫度下，0.10mol·L－1的H3PO3溶液的pH＝1.6，即溶液中c(H＋)＝2.5×10－2mol·L－1。求該溫度下上述電離平衡的平衡常數(shù)K，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程。(H3PO3的第二步電離忽略不計(jì)，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)②根據(jù)H3PO3的性質(zhì)可推測(cè)常溫下Na2HPO3稀溶液的pH________7(填“>”、“＝”或“<”)。(3)亞磷酸具有強(qiáng)還原性，可使碘水褪色。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。(4)電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸，裝置示意圖如下：①陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________________。②產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________________________。3.Na2S、H2O2在從含鎳電鍍廢渣(除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì))中提取含鎳化合物時(shí)有重要作用。提取過(guò)程如下：①電鍍廢渣先用過(guò)量酸進(jìn)行酸化處理，得到溶液；②向溶液中滴入適量的Na2S溶液，除去Cu2＋、Zn2＋，過(guò)濾；③保持濾液在40℃左右，用6%的H2O2溶液氧化Fe2＋，再在95℃時(shí)加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，過(guò)濾除去鐵和鉻；④在濾液中加入足量Na2CO3溶液，攪拌，得NiCO3沉淀；⑤……(1)步驟②中除可觀察到黑色沉淀外，還可嗅到臭雞蛋氣味，用離子方程式說(shuō)明氣體的產(chǎn)生：__________________________________。(2)步驟③中在Fe2＋氧化階段，需要控制溫度不超過(guò)40℃，其目的是_____________________；該階段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________。(3)Fe2＋也可以用NaClO3氧化，F(xiàn)e2＋被氧化并在較小pH條件下水解，最終形成黃鐵礬鈉[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去；如圖是pH－溫度關(guān)系圖，圖中陰影部分為黃鐵礬鈉穩(wěn)定存在區(qū)域[已知25℃時(shí)，F(xiàn)e(OH)3的Ksp＝2.64×10－39]，下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。a.FeOOH中鐵為＋2價(jià)b.若在25℃時(shí)，用H2O2氧化Fe2＋，再在pH＝4時(shí)除去鐵，此時(shí)溶液中c(Fe3＋)＝2.64×10－29mol·L－1c.用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe2＋的離子方程式為6Fe2＋＋ClOeq\o\al(－,3)＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2Od.工業(yè)生產(chǎn)中溫度常保持在85～95℃生成黃鐵礬鈉，此時(shí)溶液的pH約為1.2～1.8(4)無(wú)水NiCl2在有機(jī)合成中有著極為重要的作用，工業(yè)上常用含鎳原料所制得的NiCl2·6H2O在亞硫酰氯(SOCl2)中加熱脫水制得，已知SOCl2能與水反應(yīng)生成SO2和HCl。寫(xiě)出NiCl2·6H2O在亞硫酰氯(SOCl2)中加熱脫水制無(wú)水NiCl2的反應(yīng)方程式_______________________，NiCl2·6H2O需在亞硫酰氯(SOCl2)中加熱脫水的原因是_________________________________。題組二以化工流程為載體的綜合題典例剖析(12分)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的________吸收。a.濃硫酸b.稀硝酸c.NaOH溶液d.氨水(2)用稀硫酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈血紅色，說(shuō)明溶液中存在________(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是________________________(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是________。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu2＋向陽(yáng)極移動(dòng)d.利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)為_(kāi)___________________________。[挑戰(zhàn)滿分]1.目前，新能源不斷被利用到現(xiàn)代汽車中，高鐵電池技術(shù)就是科研機(jī)構(gòu)著力研究的一個(gè)方向。(1)高鐵酸鉀—鋅電池(堿性介質(zhì))是一種典型的高鐵電池，則該種電池負(fù)極材料是________(填化學(xué)式)。(2)工業(yè)上常采用NaClO氧化法生產(chǎn)高鐵酸鉀(K2FeO4)，K2FeO4在堿性環(huán)境中穩(wěn)定，在中性和酸性條件下不穩(wěn)定。反應(yīng)原理為Ⅰ.在堿性條件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH=2Na2FeO4↓＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O。Ⅱ.Na2FeO4與KOH反應(yīng)生成K2FeO4：Na2FeO4＋2KOH=K2FeO4＋2NaOH。主要的生產(chǎn)流程如下：①寫(xiě)出反應(yīng)①的離子方程式：______________________________________________________。②流程圖中反應(yīng)③是在某低溫下進(jìn)行的，且此溫度無(wú)NaOH析出，說(shuō)明此溫度下Ksp(K2FeO4)________Ksp(Na2FeO4)(填“>”、“<”或“＝”)。(3)已知K2FeO4在水溶液中可以發(fā)生：4FeOeq\o\al(2－,4)＋10H2O4Fe(OH)3↓＋8OH－＋3O2↑，則K2FeO4在水處理中的作用是_________________________________。(4)FeOeq\o\al(2－,4)在水溶液中的存在形態(tài)如圖所示。①若向pH＝10的這種溶液中加硫酸至pH＝2，HFeOeq\o\al(－,4)的分布分?jǐn)?shù)的變化情況是__________________________________。②若向pH＝6的這種溶液中滴加KOH溶液，則溶液中含鐵元素的微粒中，________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________(填化學(xué)式)。2.污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2，另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬化合物)作脫硫劑，通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已省略)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)上述流程中多次涉及到過(guò)濾操作，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過(guò)濾操作時(shí)需要用到的硅酸鹽儀器有玻璃棒、燒杯、________；其中玻璃棒的作用是__________________________。(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3＋和Fe3＋，其原理是________________________________________________________________(只用文字表述)。(3)已知Ksp(CuS)＝1.3×10－36，Ksp(NiS)＝1.0×10－24；在除銅鎳的過(guò)程中，當(dāng)Ni2＋恰好完全沉淀[此時(shí)溶液中c(Ni2＋)＝1.0×10－5mol·L－1]，溶液中Cu2＋的濃度是________mol·L－1。(4)工業(yè)上采用電解K2MnO4水溶液的方法來(lái)生產(chǎn)KMnO4，其中隋性電極作陽(yáng)極，鐵作陰極，請(qǐng)寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：______________________________________________________。(5)下列各組試劑中，能準(zhǔn)確測(cè)定一定體積燃煤尾氣中SO2含量的是________(填編號(hào))。a.NaOH溶液、酚酞溶液b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液c.碘水、淀粉溶液d.氨水、酚酞溶液(6)廢氣中SO2與稀硫酸酸化的軟錳礦反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________；已知廢氣中SO2的濃度為6.4g·m－3，軟錳礦漿對(duì)SO2的吸收率可達(dá)90%，則處理1000m3燃煤尾氣，可得到硫酸錳晶體(MnSO4·H2O，相對(duì)分子質(zhì)量為169)的質(zhì)量為_(kāi)_______kg(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。3.某工廠現(xiàn)用鍺(Ge)產(chǎn)品加工廢料生產(chǎn)納米GeO2，實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)操作X的名稱為_(kāi)_______。Y溶液是一種在該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)，該物質(zhì)是__________。(2)請(qǐng)補(bǔ)充完整第②步反應(yīng)的離子方程式：eq\x()Ge2＋＋eq\x()________＋eq\x()H＋=eq\x()Ge4＋＋eq\x()________。(3)若要將Fe(OH)3和Al(OH)3分離回收，需要用到的試劑有________(填化學(xué)式)。(4)該鍺產(chǎn)品加工廢料中鍺元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于______________。答案題組一[挑戰(zhàn)滿分]1.(1)磚紅色CuO(2)①Ksp(CuCl)與Ksp(CuI)②B(3)①離子化合物還原劑②2CuH＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋2H2↑③6CuH＋16HNO3=6Cu(NO3)2＋3H2↑＋4NO↑＋8H2O(4)99.50%①H3PO3H＋＋H2POeq\o\al(－,3)K＝eq\f(cH＋·cH2PO\o\al(－,3),cH3PO3)＝eq\f(2.5×10－2×2.5×10－2,0.10－2.5×10－2)≈8.3×10－3②>(3)H3PO3＋I(xiàn)2＋H2O=2HI＋H3PO4(4)①2H＋＋2e－=H2↑②HPOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H3PO33.(1)S2－＋2H＋=H2S↑(2)減少過(guò)氧化氫的分解2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(3)cd(4)NiCl2·6H2O＋6SOC