高考化学二轮专题滚动加练3 常见无机物及其综合应用（含新题含解析）

滚动加练3常见无机物及其综合应用1．0.80gCuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。 请回答下列问题： (1)试确定200℃时固体物质的化学式____________________________________________________________________(要求写出推断过程)。 (2)取270℃所得的样品，于570℃下灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________。 把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为______________________，其存在的最高温度是__________________。 (3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为___________________________________。 (4)在0.10mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，常温下，当溶液的pH＝8时，c(Cu2＋)＝__________________mol·L－1{Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}。若在0.1mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是__________mol·L－1。 解析本题主要考查考生的读图能力、分析能力以及运用已有知识解决未知问题的能力。(1)0.80gCuSO4·5H2O的物质的量是0.0032mol，加热到200℃时，固体质量为0.57g。设该固体物质含有x个结晶水，则列式：0.0032×(160＋18x)＝0.57，得x≈1，可得200℃时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O。(2)由图可知270℃时的固体质量与258℃时相同，均为0.51g，经计算所得的样品为CuSO4,570℃下灼烧硫酸铜生成黑色粉末和一种氧化性气体，其反应的方程式为CuSO4eq\o(=,\s\up8(570℃))CuO＋SO3↑，氧化铜溶于稀硫酸中，结晶得到CuSO4·5H2O，由图可知温度高于102℃，CuSO4·5H2O就会分解。故其存在的最高温度为102℃，(3)SO3与水反应生成硫酸，则有：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)pH＝8时c(OH－)＝10－6，由氢氧化铜的沉淀溶解平衡常数可知Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝10－12×c(Cu2＋)＝2.2×10－20，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8mol·L－1；通入过量H2S使Cu2＋沉淀完全，已知c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1，根据反应关系式：Cu2＋～S2－～2H＋得c(H＋)＝0.2mol·L－1。 答案(1)CuSO4·H2O CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up8(△))CuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 25018n 0.80g0.80g－0.57g＝0.23g 可得n≈4 200℃时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O (2)CuSO4eq\o(=,\s\up8(570℃),\s\do6())CuO＋SO3↑ CuSO4·5H2O102℃ (3)2H2SO4(浓)＋Cueq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O (4)2.2×10－80.22．(·徐州三调)SnSO4是一种重要的硫酸盐，在工业生产中有着广泛的应用。其制备路线如下： 已知：在酸性条件下，溶液中的Sn2＋可被空气中的氧气氧化成Sn4＋；SnCl2能水解生成碱式氯化亚锡[Sn(OH)Cl]。 (1)写出物质A的名称：__________________。 (2)SnCl2用盐酸而不用水溶解的原因是______________________________________________________________________(用化学方程式表示)。 (3)锡粉的作用是除去酸溶时产生的少量Sn4＋，请写出产生Sn4＋的离子方程式：__________________________________________。 (4)反应Ⅰ生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：__________________________________________。 该反应的温度需要控制在75℃左右的原因是______________________。 (5)实验室中“漂洗”沉淀的实验操作方法是____________________。 解析(1)流程分析，酸溶时，Sn2＋易被空气中氧气氧化为Sn4＋，搅拌时加入Sn粉，可将Sn4＋还原为Sn2＋，加入碳酸氢铵是为了沉淀Sn2＋生成SnO，加入A溶解SnO生成SnSO4，故A是稀硫酸。(2)Sn2＋能水解，用盐酸可抑制其水解。(5)“漂洗”沉淀，即是洗涤沉淀。 答案(1)硫酸(或硫酸溶液或稀硫酸) (2)SnCl2＋H2OSn(OH)Cl＋HCl(不写可逆符号的也给分) (3)2Sn2＋＋O2＋4H＋=2Sn4＋＋2H2O (4)SnCl2＋2NH4HCO3=SnO↓＋2CO2↑＋2NH4Cl＋H2O 温度较高时碳酸氢铵会分解(其他合理答案均可) (5)(沿玻璃棒)向漏斗(或过滤器)中加蒸馏水至浸没沉淀，静置，待水全部自然流出后，重复操作2～3次3．(·苏锡常镇二调)某工厂利用褐煤烟灰(主要成分为碳、二氧化锗，还有少量氧化铝和二氧化硅)制取纯GeO2的主要流程如下： 已知：GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物，GeCl4的沸点是83.1℃。 (1)写出二氧化锗与碳酸钠焙烧时发生反应的化学方程式：__________________________________________。 (2)用水浸取焙烧物长达2h的目的是____________________________。 (3)“酸化”至溶液中盐酸浓度为5.3mol·L－1时有利于生成四氯化锗，写出该反应的化学方程式：______________________________________。 (4)若滤液“酸化”时酸度不够，溶液会出现明显的浑浊，原因是__________________________________________。 (5)操作“X”的名称为__________________。 (6)四氯化锗与高纯水反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________。 解析(1)GeO2是一种难溶于水的偏弱酸性的两性氧化物，与Na2CO3焙烧时发生类似于SiO2与Na2CO3焙烧时发生的反应，即Na2CO3＋GeO2eq\o(=,\s\up8(△),\s\do6())Na2GeO3＋CO2↑。(2)延长浸泡时间可以使生成的Na2GeO3充分溶于水。(3)用盐酸酸化到呈酸性时有利于生成四氯化锗，是因为锗酸呈两性，它与过量盐酸反应才能生成四氯化锗，反应的化学方程式为Na2GeO3＋6HCl=GeCl4＋2NaCl＋3H2O。(4)锗酸钠溶液用盐酸酸化的过程可看作先生成锗酸，然后再与盐酸反应生成四氯化锗，所以盐酸不足量时会有锗酸(或GeO2·nH2O)生成而出现浑浊。(5)由题意可知，对酸化后的溶液进行蒸馏可使四氯化锗蒸出，再冷凝而得到四氯化锗。(6)四氯化锗可以水解而得到锗酸，再受热就分解成了二氧化锗的水合物，进一步提高温度即可得到二氧化锗，反应的化学方程式为GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl。 答案(1)Na2CO3＋GeO2eq\o(=,\s\up8(△),\s\do6())Na2GeO3＋CO2↑ (2)为了提高含锗化合物的浸出率 (3)Na2GeO3＋6HCl=GeCl4＋2NaCl＋3H2O(4)生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2·nH2O)沉淀(5)蒸馏(6)GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl4．(·江苏，16)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下： (1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为____________________________________________________________________。 (2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________。 (3)滤渣2的成分是__________________(填化学式)。 (4)煅烧过程存在以下反应： 2MgSO4＋Ceq\o(=,\s\up8(800℃))2MgO＋2SO2↑＋CO2↑ MgSO4＋Ceq\o(=,\s\up8(800℃))MgO＋SO2↑＋CO↑ MgSO4＋3Ceq\o(=,\s\up8(800℃))MgO＋S↑＋3CO↑ 利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。 ①D中收集的气体是__________________(填化学式)。 ②B中盛放的溶液可以是__________________(填字母)。 a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4溶液 ③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：______________________________。 解析(1)MgCO3微溶于水写离子方程式时不能拆成离子形式，硫酸是强酸能拆成离子形式。(2)由于菱镁矿中含有FeCO3，所以溶液中存在FeSO4，要除去杂质Fe2＋可先将其氧化成Fe3＋，再调节pH除去，因此H2O2是氧化剂，发生反应：2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)用氨水调节pH＝4除去Fe3＋，滤渣2为Fe(OH)3。(4)题目中要求利用图中装置进行气体的分步吸收或收集。①煅烧后存在四种气体：S、SO2、CO2和CO。由③可知A中得淡黄色固体，即S，B吸收SO2，C吸收CO2，D中收集CO。②B吸收SO2但不吸收CO2，可选用KMnO4溶液，注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，因为它们吸收SO2的同时也吸收CO2，题目要求是分步吸收。③中发生S与热的NaOH溶液反应，产生＋4价硫的化合物即Na2SO3，说明另外有硫元素的化合价降低，即有－2价硫的化合物生成，其离子方程式为：3S＋6OH－eq\o(=,\s\up8(△))2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O。 答案(1)MgCO3＋2H＋=Mg2＋＋CO2↑＋H2O (2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O (3)Fe(OH)3 (4)①CO②d③3S＋6OH－eq\o(=,\s\up8(△))2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O5．(·全国新课标Ⅱ，27)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题： (1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第__________________周期、第__________________族；PbO2的酸性比CO2的酸性__________________(填“强”或“弱”)。 (2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为______________________________。 (3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为____________________________；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为__________________________，阴极上观察到的现象是__________________________；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为____________________，这样做的主要缺点是__________________________。 (4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即eq\f(样品起始质量－a点固体质量,样品起始质量)×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值。 解析(2)由题意知：该反应中，Cl元素的化合价升高，则可推出Pb元素化合价降低，又由于＋2价Pb较稳定，因此PbO2还原产物为Pb2＋，其化学方程式为：PbO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up8(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (3)由题意知：PbO＋ClO－→PbO2，铅元素化合价升高，则Cl元素化合价应降低，故有PbO＋ClO－→PbO2＋Cl－，利用化合价升降法配平，得反应的离子方程式为PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－。阳极应发生氧化反应，由Pb2＋→PbO2的过程可知阳极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋；阴极发生还原反应，其中Cu2＋放电：Cu2＋＋2e－=Cu，石墨上析出铜，若电解液不加Cu(NO3)2，则阴极Pb2＋放电：Pb2＋＋2e－=Pb，由此可见这样做的缺点是不能有效地利用Pb2＋。 (4)PbO2分解的化学方程式：PbO2eq\o(=,\s\up8(△))PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑，知PbO2失重质量即为生成O2的质量；取m(PbO2)＝239，则生成m(O2)＝eq\f(2－x,2)×32，根据题意有eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0%，解得x，然后根据PbOx与mPbO2·nPbO中O和Pb原子个数比相等求得m∶n的值。 答案(1)六ⅣA弱 (2)PbO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up8(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O (3)PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－ Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋ 石墨上析出铜Pb2＋＋2e－=Pb不能有效利用Pb2＋ (4)根据PbO2eq\o(=,\s\up8(△))PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑，有eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0% x＝1.4，根据mPbO2·nPbO，eq\f(2m＋n,m＋n)＝1.4，eq\f(m,n)＝eq\f(2,3)。6．MgSO4·7H2O在医药上常用作泻药，工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下： 请回答下列问题： (1)用H2SO4调节溶液pH至1～2，H2SO4作用是___________________________________________________________________________。 (2)加NaClO溶液至pH＝5～6并加热煮沸5～10min，沉淀2中主要含有MnO2和另外两种难溶物，这两种难溶物的化学式分别为__________________、__________________；其中NaClO溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为_____________________________________________________________。 (3)检验滤液Ⅱ中是否含有Fe3＋的实验方法是____________________________________________________________________________________。 (4)“操作Ⅹ”是将溶液__________________、__________________、过滤洗涤，即得到MgSO4·7H2O晶体。 (5)准确称取制得的样品5g，用200mL水溶解，加入2mol·L－1的盐酸5mL，在不断搅拌下滴加足量2mol·L－1BaCl2溶液，充分反应后，得沉淀4.46g，则样品纯度为__________________。 解析(1)因为一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分，加入硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁、硫酸锰等可溶性硫酸盐，同时生成硫酸钙和硅酸沉淀；(2)根据流程可知，Al3＋和Fe3＋都转化为沉淀，调节pH并加热，Al3＋和Fe3＋发生水解反应，生成Al(OH)3、Fe(OH)3；(5)4.46g为BaSO4沉淀的质量，则其物质的量为0.02mol，由此求得MgSO4的物质的量为0.02mol，所以m(MgSO4·7H2O)＝4.92g，求得样品纯度为98.4%。 答案(1)将盐泥中的碳酸盐和硅酸盐转化为可溶性的硫酸盐，同时生成硫酸钙和硅酸沉淀而除去 (2)Al(OH)3Fe(OH)3 Mn2＋＋H2O＋ClO－=MnO2↓＋Cl－＋2H＋ (3)取滤液Ⅱ1～2mL于试管中，加入少量的KSCN溶液，若不显红色，证明滤液Ⅱ中无Fe3＋ (4)蒸发浓缩冷却结晶 (5)98.4%7．(·山东理综，32)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3＋)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图： (1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为_________________