22届高考化学复习：综合大题规范练（二）

综合大题规范练(二)

1.钛用途广泛，焦磷酸镁(Mg2P2。7)不溶于水，是牙膏、牙粉的稳定剂。一种以含钛废料(主

要成分为TiC)2,含少量MgO、Cu、AI2O3、FeO、FezCh)为原料，分离提纯TiCh并制取少量

焦磷酸镁的工艺流程如图：

稀硫酸铁粉

滤液I滤渣1滤渣2

TiO2-2^-TiO(OH)2'—।

Mg2P/OTT滤液mH调pTT氧化卜—滤液n-

ft

Na4P2O7Fe(OH)3Na2S2O8

溶液溶液

已知：TiCh不与碱反应，与酸反应后以TiC)2+的形式存在。回答下列问题：

⑴“碱浸”和“酸浸”操作的目的是o

⑵适当升高温度可有效提高钛的浸出率，工业上“酸浸”时，温度选择40℃而不选择更高

温度的原因是。

(3)“反应”步骤中加入适量铁粉，加入铁粉的目的为；

滤渣2的主要成分为(填化学式)。

⑷“氧化”时S2O「转化为SOF的离子方程式为0

(5)离子浓度W1.0XIO-moil-时表示该离子沉淀完全。常温下，为了使Fe3+沉淀完全，调

节pH的最小值为(已知：Ksp[Fe(OH)3]=8.0Xl(T38,坨2=0.3)。

(6)向滤液III中加入Na4P2。7溶液生成焦磷酸镁(Mg2P2。7)的化学方程式为

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案(1)除去AbCh、Cu,使TiCh生成TiC)2+(2)防止TiC)2+水解，减少损失

2+3+

(3)将Fe3+还原成Fe2+FeSO4-7H2O(4)S20r+2Fe=2Fe+2S0F

(5)3.3(6)Na4P2C)7+2MgSO4=Mg2P2O7I+2Na2so4

解析以含钛废料(主要成分为TiCh,含少量MgO、Cu、AI2O3、FeO、FezCh)为原料，分离

提纯TiCh并制取少量焦磷酸镁。由于原料中除主要含有TiCh外还含少量MgO、Cu、AI2O3、

FeO、Fe2O3,所以碱浸是为了除去能与碱反应的A12O3,然后过滤，向滤渣中加入过量的稀

硫酸除去不与酸反应的Cu,再次过滤，向滤液中加铁粉，将铁离子还原成亚铁离子。然后冷

却结晶时亚铁离子生成七水硫酸亚铁晶体析出从而除去大部分亚铁离子；然后过滤，将滤液

加热水解生成TiO(OH)2,过滤得到TiO(OH)2固体和主要含硫酸镁以及少量硫酸亚铁的溶液；

烟■烧TiO(OH)2得TiCh;将滤液氧化后调pH使铁离子生成氢氧化铁而被除去，然后过滤，向

滤液中加焦磷酸钠溶液得到焦磷酸镁，据此分析可得。

⑴''碱浸”的目的是除去能与碱反应的A12O3,“酸浸”的目的是除去不与酸反应的Cu,并

使TiCh以TiCP+形式存在，同时产生Fe?+、Fe3+以及Mg?+。

(3)“酸浸”后溶液中存在的离子有Fe2+、Fe3+>Mg2+,TiC)2+以及SO?，所以加铁粉是为了

2+

将Fe3+还原成Fe,便于冷却结晶生成FeSO4-7H2O晶体而析出，所以滤渣2的主要成分为

FeSO4-7H2Oo

(5)当c(Fe3+)W1.0Xl(T5moi时表示该离子沉淀完全。由Ksp［Fe(OH)31=8.0X10-38,可知

3/R30义］0一党

-=+5m,1=-11-1

Fe3+恰好完全沉淀时c(OH)AJf(Fe3)~A/1X1()^°lL2X10mol-L,则pH

=3.3。

2.海洋是人类未来赖以生存和发展的资源宝库，合理开发和有效利用应得到重视。如从海藻

灰中可得到Nai溶液。

(1)以Nai溶液为原料，经过一系列变化和操作，可得到粗碘，进一步提纯粗碘时，不需要的

仪器有(填字母)o

0A△BnCaDnEoF

(2)某学习小组以空气氧化Nai溶液为研究对象，探究溶液的酸碱性对反应的影响。

实验编号pH="现象

空气fR^=一I34分钟左右，溶液呈黄色

II760分钟左右，溶液呈浅黄色

III810小时后，溶液呈很浅的黄色

pH=a的1mobL-1

Nai溶法IV1010小时后，溶液颜色无明显变化

①用CCL萃取反应后I、II、IILIV的溶液，萃取后下层CC14均为无色，取萃取后的上层

溶液，用淀粉检验：I、II的溶液变蓝色；III的溶液蓝色不明显；IV的溶液未变蓝。

i.写出实验［中反应的离子方程式：。

ii.查阅资料：L易溶于Nai溶液。下列实验证实了该结论并解释I、II的萃取现象：

Nai溶液

振荡后静置,g下层溶液振荡后静置，g

上层褪色上层黄色

下层紫红色下层无色

用CC14萃取I、II反应后的溶液，萃取后下层CC14颜色均无色的原因是

②查阅资料：pHCll.7时,F能被02氧化为L;PH29.28时,L发生歧化反应：3I2+6OH-

=IO?+5F+3H2O,pH越大，歧化速率越快。某同学利用原电池原理设计实验证实：pH

=10的条件下实验IV确实可以发生「能被。2氧化为12的反应，如图所示：

据此分析，试剂]是；试剂2是o

实验现象：电流表指针偏转，左侧电极附近溶液变蓝(r<30min)。

③综合实验现象。说明F被空气氧化的影响因素及对应关系为

(3)测定Nai溶液中「含量。

量取25.00mLNai溶液于250mL锥形瓶中，分别加入少量稀H2SO4和稍过量的

NH4Fe(SO4)2・12H2。溶液，摇匀。小火加热蒸发至碘完全升华，取下锥形瓶冷却后，用cmol17]

酸性KMnCU标准溶液进行滴定至终点，重复3次。平均每次消耗酸性KMnO4标准溶液VmL

2++3+2+

(已知反应：2Fe3++2「=2Fe2++L、5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H2O)o

①该实验达到滴定终点时，现象为。

②根据滴定有关数据，该Nai溶液中「含量是g-L^o

+

答案(1)BE(2)®4r+O2+4H=2I2+2H2O卜在Nai溶液中的溶解度大于在CCI4中的

溶解度②滴有淀粉的1mol-L1Nai溶液pH=10的NaOH溶液③与浓度有关，

H+浓度越大，「越易被氧化(3)①溶液恰好变为浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色

_127cV

解析(1)碘单质受热易升华，粗碘应用升华的方法提纯，升华用到的仪器有酒精灯、石棉网、

烧杯和圆底烧瓶，用不到容量瓶和培娟。

(2)①i.实验I中发生的反应为碘离子在酸性条件下与氧气反应生成碘和水，离子方程式为

+

4F+Ch+4H=2I2+2H2O□

ii.由题意可知，碘易溶于Nai溶液，而Nai溶液与四氯化碳不互溶，用CCL萃取I、II反应

后的溶液，萃取后下层CC14颜色均无色，说明b在Nai溶液中的溶解度大于在CCk中的溶

解度。

(3)①由题意可知，该实验达到滴定终点时，亚铁离子完全反应，再滴入一滴酸性高镒酸钾标

准溶液，溶液会变为浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色。

②由题给方程式可得如下关系式：5F~5Fe2+~MnO；,滴定消耗cmol・厂1酸性KMnCU标

准溶液VmL,则Nai溶液中「含量是生栗稳?g.L^^^^g-L^o

乙JJ.J

3.光气(COCb)在工业上具有重要的用途。

(1)相关的化学键键能数据如下表。

化学键Cl—ClC—Clc=oC=O

E7(kJ・moli)2433301076765

写出工业上采用高温活性炭催化CO与Cb合成COCL(g)的热化学方程式：

(2)在密闭体系中，充入体积比为1：1的CO和Cb和适量的活性炭，发生反应，实验测得反

应平衡体系中COCL的体积分数与压强夕和温度T的关系曲线如图所示：

编

0.7

东

三0.6

E及0.5

0.4

D二

o0.3

。0.2

0.1

0

P]P1夕3P&P6PlPB%

压强/Pa

①有利于提高光气(COC12)平衡产率的反应条件是

②图中A点和C点化学平衡常数的大小关系:KAKc(填“大于”“小于”或“等于"),

理由是。

若用压强平衡常数Kp表示，计算B点对应的a=(用含P6的式子表示)(《为压强平

衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，气体平衡分压=总压X气体体积分数)。

1

答案(l)CO(g)+C12(g)COCl2(g)AH=-106kJ-mor(2)①增大压强，降低温度，增

大反应物浓度②大于该反应正反应为放热反应，其他条件一定时，温度升高，平衡逆向

40

移动，此时COC12的体积分数减小而K值减小鼠

解析(1)工业上采用高温活性炭催化CO与CL合成COCl2(g)的热化学方程式:CO(g)+Cl2(g)

COCh(g)AH=反应物总键能一生成物总键能=[(243+1076)一(2X330+765)]kJ-mo「।

=—106kJ-mol'o

⑵①有利于提高光气(COC12)平衡产率的反应条件是增大压强，因为反应物的总化学计量数大

于生成物的化学计量数；降低温度，因为此反应为放热反应；增大反应物浓度。

②设B点光气转化xmol,列三段式：

co(g)+C12(g)COCl2(g)

起始量/mol110

转化量/molXXX

平衡量/mol1~x1—XX

4

B点COCb的体积分数为0.4,解得x=1,则CO的体积分数为0.3,CL的体积分数为0.3,

□R升广以犷P(COCL)0.4%4。

B八对应的4-°©2).以8厂(0.3°6)2-9常

4.硼化镁是迄今发现的临界温度最高的简单的金属化合物超导材料。回答下列问题：

(1)基态硼的电子排布图为，基态镁原子的电子运动状态有一种。

(2)BF3的键角—(填“大于”“小于”或“等于")NF3的键角，理由是o

⑶碱土金属的碳酸盐热分解反应模式为MCO3(S)=MO(S)+CO2(g)o从结构的角度解释：

MgCO3的热分解温度小于CaCO3的热分解温度的原因是。

(4)已知硼化镁属六方晶系(如图1所示)a=b#c,a=j8=90°,y=120。。又知硼化镁是一种插

层型离子化合物，镁层和硼层交替排列；镁原子层呈三角形结构，硼原子层具有规则的六角

蜂房结构，与石墨相似。硼化镁晶体沿z轴方向的投影如图2所示，黑球代表硼原子，白球

代表镁原子。硼化镁的化学式为一；B的配位数是一。

图1图2

⑸已知硼化镁的晶格常数为a=b=0.3086nm,c=0.3524nm,则硼化镁晶体的密度表达式

为g-cm_3(用刈表示阿伏加德罗常数的值)。

Is2s2p

答案⑴正OI”II12

⑵大于BF3立体构型是平面正三角形，键角为120。，NF3立体构型是三角锥形，键角小于

3

109。28'(或BF3中B原子采用sp2杂化，无孤电子对，键角为120°,NF3中N原子采用sp

杂化，有一对孤电子对，键角小于109。28')

⑶镁离子、钙离子的电荷数相同，镁离子的半径小，夺取碳酸根离子中的氧离子的能力强

⑷MgB?6

3X24+6X11

⑸不

A^AX0.30862X^X3X0.3524X10-21

解析(3)碱土金属的碳酸盐热分解反应模式为MCO3(s)=MO(s)+CO2(g)。从结构的角度解

释：MgCCh的热分解温度小于CaCCh的热分解温度的原因是镁离子、钙离子的电荷数相同，

镁离子的半径小，夺取碳酸根离子中的氧离子的能力强，所以碳酸镁的热分解温度低。

(4)由均摊法，观察图1,晶胞中B的个数：6;Mg的个数：12*t+2><3=3,硼化镁的化学

式为MgB2;由于硼化镁是一种插层型离子化合物，镁层和硼层交替排列，镁原子层呈三角

形结构，硼原子层具有规则的六角蜂房结构，所以，每个B原子所在层的上下两层分别有3

个Mg原子与B相邻，故B的配位数是6。

3X24+6X]]

(5)已知硼化镁的晶格常数为4=5=0.3086nm,c=0.3524nm,晶胞质量为-----穴---------g,

/VAJ

晶胞体积为0.30862X坐X3X0.3524nm3,则硼化镁晶体的密度表达式为

3X24+6XH

gCm

NAX0.3086?X竽HX3X0.3524X10-21'°

5.有机物G是一种新型聚合物，其一种合成路线如图所示。

HOCH?HOCH2

HOXI^OH鬻HO^~OHCH3O^YOCH3

dCH2OHCH2OH

ABC

HOOC\

CHQH

CH3OHQHOCH3

JcOOH浓H2so4、△

⑤

OCH

oIo3

皿e-oc3H

⑥6cH3

G

回答下列问题:

(1)F中含的官能团有=

(2)反应③需要选用的试剂和条件分别为«

(3)写出反应⑥的化学方程式为»

(4)反应②和反应④的反应类型分别为、o

(5)C的同分异构体中苯环上含6个取代基,其中4个为羟基的结构有种(不考虑立体

异构)；其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为。

o

HO<>\

(6)水杨酸甲醛(厂3)可用于有机合成、防腐消毒、香料、医药等，设计以苯酚、甲醛和

一碘甲烷为原料制备水杨酸甲醛的合成路线：

答案(1)酯基、酸键(2)C)2/CU、加热

OCH3

迎OIO

^^H3CO-fc-(2/-C-OCH2CH2O^;H

OCH

(3)nHOCH2CH2OH+«3+(2n-l)CH3OH

(4)取代反应氧化反应

CH2cH3

HO1OH

n

HO丫OH

(5)9CH2CH,

C^OH

(6)xlz()HHCHO>

—OCH3<—OCH：i