2022高考化学一轮复习专题4非金属及其化合物化学计算无机推断小实验综合强化突破二训练含解析

化学计算、无机推断＋小实验综合强化突破(二)[学生用书P207(独立成册)]1．(2021·浙江选考模拟)现有一份Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液，向该混合溶液中参加一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与参加Ba(OH)2溶液的体积关系如下图：(1)Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为________。(2)该混合溶液中Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4物质的量之比为________。解析：(1)V[Ba(OH)2]为150～200mL时，生成的沉淀只有BaSO4，m(BaSO4)＝2.33g，那么n[Ba(OH)2]＝n(BaSO4)＝0.0100mol，故c[Ba(OH)2]＝eq\f(0.0100mol,0.0500L)＝0.200mol·L－1。(2)V[Ba(OH)2]为200mL时，根据元素守恒，那么有n(BaSO4)＝n[Ba(OH)2]＝0.0400mol，m(BaSO4)＝233g·mol－1×0.0400mol＝9.32g，其中SOeq\o\al(2－,4)全部来自Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4；m[Fe(OH)3]＝11.46g－9.32g＝2.14g，根据元素守恒，那么有n[Fe2(SO4)3]＝eq\f(1,2)n[Fe(OH)3]＝eq\f(1,2)×eq\f(2.14g,107g·mol－1)＝0.0100mol；根据SOeq\o\al(2－,4)守恒可得n[(NH4)2SO4]＝0.0400mol－0.0100mol×3＝0.0100mol，故Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4的物质的量之比为1∶1。答案：(1)0.200mol·L－1(2)1∶12．(2021·杭州教学检测)为测定某肥料发酵产生的混合气体(CH4、CO2、NH3)中甲烷的含量，将一定量的混合气体通过足量的灼热的CuO，发生的反响有①CH4＋4CuOeq\o(=,\s\up7(△))CO2＋2H2O＋4Cu；②2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))N2＋3H2O＋3Cu。完全反响后固体质量减少14.4g，再将反响后气体通入3.00L0.100mol·L－1Ba(OH)2溶液中，充分吸收生成碳酸钡沉淀39.4g，剩余气体为2.24L的N2(标准状况)。(1)原混合气体中CH4的物质的量为________mol。(2)原混合气体中CH4的物质的量分数为____________________________________________________________。解析：(1)先根据氮气的体积求出和氨气反响消耗的氧化铜，再根据氧化铜反响前后质量减少算出反响消耗的氧化铜的总物质的量，然后计算出和甲烷反响消耗的氧化铜的量，即可求出甲烷的量。标准状况下，2.24L氮气为0.100mol，根据3CuO～N2可知，和氨气反响消耗0.300molCuO，根据CuO～Cu～O，计算和氨气、甲烷反响消耗的CuO的总物质的量为n(CuO)＝14.4g÷16g·mol－1＝0.900mol，所以和甲烷反响消耗的氧化铜的物质的量为0.900mol－0.300mol＝0.600mol，根据4CuO～CH4可知，n(CH4)＝0.150mol。(2)n(CH4)＝0.150mol，n(NH3)＝0.200mol，二氧化碳的物质的量有两种可能，第一种：氢氧化钡过量，n(CO2)＝n(BaCO3)＝eq\f(39.4g,197g·mol－1)＝0.200mol，那么原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.200mol－0.150mol＝0.050mol，所以原混合气体中CH4的物质的量分数为0.150mol÷(0.150mol＋0.200mol＋0.050mol)×100%＝37.5%。第二种：氢氧化钡完全反响，n(CO2)＝n(BaCO3)＋2n[Ba(HCO3)2]＝0.200mol＋2×(3.00L×0.100mol·L－1－0.200mol)＝0.400mol，那么原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.400mol－0.150mol＝0.250mol，所以原混合气体中CH4的物质的量分数为0.150mol÷(0.150mol＋0.200mol＋0.250mol)×100%＝25%。答案：(1)0.150(2)37.5%或25%3．取一定质量的NaBr、NaI的混合物平均分成五等份，分别加水配成溶液并编号为甲、乙、丙、丁、戊，再分别向各溶液中通入一定体积的氯气，将反响后所得溶液蒸干灼烧得固体，通入氯气的体积与最终所得固体质量记录如下：编号甲乙丙丁戊固体组成NaI、NaBr、NaClNaI、NaBr、NaClNaBr、NaClNaBr、NaClNaClCl2的体积(标准状况下)/mLV2V3V4V5V固体质量/g54.6243.6435.4830.1429.25求：(1)表中数据V为________。(2)原混合物中NaBr的物质的量为________。解析：(1)由甲～戊各实验最后的固体成分可知，丁中最后VmL氯气与NaBr反响，VmL氯气完全反响，且有NaBr剩余，令VmL氯气的物质的量为xmol，那么：Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2Δm1mol160g－71g＝89gxmol35.48g－30.14g＝5.34g解得x＝0.06，即VmL氯气的物质的量为0.06mol，标准状况下体积为0.06mol×22.4L·mol－1＝1.344L＝1344mL。(2)由于乙最后通入VmL氯气只与NaI反响，甲通入VmL氯气导致固体质量减少等于乙最后通入VmL氯气导致固体质量减少，所以原溶液中NaI与NaBr的总质量为54.62g＋(54.62g－43.64g)＝65.6g，令原溶液中NaI的物质的量为ymol，NaBr的物质的量为zmol，那么：eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(ymol＋zmol＝\f(29.25g,58.5g·mol－1)＝0.5mol,ymol×150g·mol－1＋zmol×103g·mol－1＝65.6g))解得：y＝0.3，z＝0.2，那么原混合物中NaBr的物质的量为0.2mol。答案：(1)1344(2)0.2mol4．Ⅰ.(2021·慈溪适应性考试)某种电镀废水含A阴离子，排放前的处理过程如下：：4.5g沉淀D在氧气中灼烧后，产生4.0g黑色固体，产生的无色无味气体通过足量澄清石灰水时，产生5.0g白色沉淀，最后得到的混合气体除去氧气后，还剩余标准状况下密度为1.25g·L－1的单质气体E560mL。(1)写出沉淀D在氧气中灼烧的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)溶液B具有__________(填“氧化性〞或“复原性〞)。(3)滤液C中还含有微量的A阴离子，通过反响②，可将其转化为对环境无害的物质，离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.(2021·柯桥月考)晶体硅是一种重要的非金属材料。实验室用SiHCl3与过量H2反响制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略)。制备纯硅的主要反响为SiHCl3＋H2=Si(纯)＋3HCl。：①SiHCl3的沸点为33.0℃，上述反响在1000～1100℃进行；②SiHCl3能与H2O强烈反响，在空气中易自燃。请答复以下问题：(1)以下说法不正确的选项是__________。A．装置B中的溶液可以是浓硫酸B．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化C．装置D中观察到的现象是有固体物质生成D．装置D可以采用普通玻璃管代替石英管E．为保证制备纯硅实验的成功，关键的操作步骤有检查实验装置的气密性，控制好反响温度以及排尽装置中的空气，枯燥气体F．尾气处理装置中可以将导管直接插入盛有NaOH溶液的烧杯中(2)为检验某粗硅中存在的铁元素，可采取的实验操作方法是______________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.单质气体E的摩尔质量为1.25g·L－1×22.4L·mol－1＝28g·mol－1，那么E为N2，n(N2)＝eq\f(0.56L,22.4L·mol－1)＝0.025mol；沉淀D中含有Cu元素，灼烧后产生的黑色固体为CuO，n(CuO)＝eq\f(4.0g,80g·mol－1)＝0.05mol，产生的无色无味气体中有CO2，n(CO2)＝n(CaCO3)＝eq\f(5.0g,100g·mol－1)＝0.05mol；即D中含有0.05molCu元素、0.05molN元素、0.05molC元素，共4.5g，那么D中不含其他元素，所以D的化学式为CuCN，A阴离子为CN－。Ⅱ.(1)装置B的作用是枯燥氢气，可以用浓硫酸，A项正确；SiHCl3与H2反响在石英管中进行，所以装置C处烧瓶需要加热，使SiHCl3汽化，B项正确；反响在装置D中进行，会有硅晶体生成，C项正确；普通玻璃管高温下容易变形甚至熔化，所以不能使用普通玻璃管，D项错误；为保证制备成功，需要隔绝氧气、水，控制反响温度等，E项正确；尾气中含有氯化氢，极易溶于水，假设直接插入氢氧化钠溶液中，易发生倒吸，F项错误。答案：Ⅰ.(1)2CuCN＋3O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋2CO2↑＋N2↑(2)复原性(3)2CN－＋5ClO－＋2H＋=5Cl－＋2CO2↑＋N2↑＋H2OⅡ.(1)DF(2)取少量样品，先参加足量NaOH溶液，充分反响后过滤，在滤渣中参加一定量稀硫酸充分反响，在反响后的溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，假设溶液变为血红色，说明存在铁元素5．Ⅰ.(2021·上虞模拟)某同学为分析某盐M的成分，做了如下实验：请答复：(1)盐M的化学式是________________。(2)向溶液A中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，写出反响的离子方程式：________________________________________________________________(不考虑空气的影响)。Ⅱ.(2021·杭州高级中学月考)常用的补铁剂有硫酸亚铁等，而乳酸亚铁被人体吸收的效果比无机铁好，它溶于水形成淡绿色的透明溶液，几乎不溶于乙醇。它的制备方法有两种：一是在FeCO3中参加乳酸；二是利用废铁屑制取纯洁的三水合乳酸亚铁晶体，其实验流程如下图：(1)写出制备方法一中反响的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________。(2)操作①中不需要用到的仪器为________。A．玻璃棒 B．坩埚C．坩埚钳 D．蒸发皿(3)参加过量的试剂Y为____________。解析：Ⅰ.(1)混合单质气体被稀NaOH溶液吸收后得到的无色气体能使带火星木条复燃，说明混合单质气体中含有氧气，n(O2)＝eq\f(33.6g,32g·mol－1)＝1.05mol；常温下能被氢氧化钠吸收的气体单质为Cl2，说明M中含有O和Cl元素；红棕色固体为Fe2O3，n(Fe2O3)＝eq\f(16.0g,160g·mol－1)＝0.1mol，说明M中含有Fe元素；M中Cl元素的质量m(Cl)＝70.9g－33.6g－16.0g＝21.3g，n(Cl)＝eq\f(21.3g,35.5g·mol－1)＝0.6mol，n(Fe)∶n(Cl)∶n(O)＝0.2mol∶0.6mol∶(0.3mol＋2.1mol)＝1∶3∶12，那么M的化学式为Fe(ClO4)3。Ⅱ.(1)乳酸含有羧基，能与碳酸亚铁发生复分解反响生成乳酸亚铁、水和二氧化碳，反响的离子方程式为2CH3CH(OH)COOH＋FeCO3=Fe2＋＋2CH3CH(OH)COO－＋H2O＋CO2↑。(2)操作①为蒸发浓缩，需在蒸发皿中进行，加热时需用玻璃棒搅拌，转移时需用到坩埚钳，但不需要坩埚，所以选B。(3)乳酸亚铁几乎不溶于乙醇，所以试剂Y为无水乙醇。答案：Ⅰ.(1)Fe(ClO4)3(2)2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋2H＋＋S↓Ⅱ.(1)2CH3CH(OH)COOH＋FeCO3=Fe2＋＋2CH3CH(OH)COO－＋H2O＋CO2↑(2)B(3)无水乙醇6．Ⅰ.(2021·天台模拟)为探究某矿物X(仅含三种元素)的组成，设计并完成如下实验：：气体A能使品红褪色，固体B中仅含CuO、Fe2O3。请答复：(1)X的化学式为____________。(2)溶液C中存在的阳离子有__________________。(3)写出气体A与溶液C反响的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.氯化硫(S2Cl2)是一种黄红色液体，有刺激性、窒息性恶臭，在空气中强烈发烟，易与水发生水解反响；熔点为－80℃，沸点为137.1℃。在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2。以下图是实验室用S和Cl2制备S2Cl2的装置(局部夹持装置已略去)。请答复：(1)从上述提供的装置中选出必要的装置并排序以制备S2Cl2：b、____________________。(2)S2Cl2水解时，只有一种元素的化合价发生了变化，且被氧化和被复原的该元素的物质的量之比为1∶3，请写出该反响的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.(1)气体A能使品红褪色，应为SO2，固体B中仅含CuO、Fe2O3，并结合X中仅含三种元素可知，X由S、Fe、Cu三种元素组成；固体B溶于足量稀盐酸生成FeCl3和CuCl2溶液，参加5.0gCu，剩余1.8gCu，那么溶解的Cu为3.2g，其物质的量为0.05mol，根据Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋可知，固体B中含有Fe3＋的物质的量为0.1mol，那么Fe2O3的物质的量为0.05mol，质量为0.05mol×160g·mol－1＝8.0g，那么CuO为40.0g，物质的量为0.5mol，那么原固体X中S元素的物质的量为eq\f(50.4g－56g·mol－1×0.1mol－64g·mol－1×0.5mol,32g·mol－1)＝0.4mol，那么化合物X中n(Fe)∶n(Cu)∶n(S)＝0.1mol∶0.5mol∶0.4mol＝1∶5∶4，故X的化学式为Cu5FeS4。(2)CuO、Fe2O3溶于足量稀盐酸生成FeCl3和CuCl2溶液，那么所得溶液C中存在的阳离子有Fe3＋、Cu2＋、H＋。(3)SO2溶于含有Fe3＋的溶液会被氧化生成SOeq\o\al(2－,4)，发生反响的离子方程式为SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋。Ⅱ.(1)S2Cl2易与水发生水解反响，因此制取的氯气需除杂并枯燥，尾气处理装置需吸收过量的氯气并防止空气中的水蒸气进入，选择碱石灰进行尾气处理，故装置排序为b、f、a、d、e、g。(2)S2Cl2中S元素的化合价为＋1价，被氧化与被复原的该元素的物质的量之比为1∶3，产物为SO2与S，故反响的化学方程式为2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl。答案：Ⅰ.(1)Cu5FeS4(2)Fe3＋、Cu2＋、H＋(3)SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Fe2＋＋4H＋Ⅱ.(1)f、a、d、e、g(2)2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl7．Ⅰ.(2021·台州教学质评)为探究黄色固体A(仅含三种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：：a.气体C能使品红溶液褪色；b.溶液D遇KSCN溶液显血红色；c.溶液D中参加过量铁粉，充分反响后铁粉质量减少32.0g。请答复：(1)A的化学式是________。(2)固体A与O2反响生成B和C的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)少量Mg在气体C中完全燃烧，产生的固体产物中含有单质、氧化物，有人认为还可能存在一种含氧酸盐，请推测该盐的成分，并设计实验方案验证：________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化性漂白剂，受热易分解，通过以下方法可以制备亚氯酸钠。(1)写出三颈瓶中制NaClO2的离子方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)假设滴入H2O2已过量，设计实验方案检验：_________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.36.8g固体A与足量氧气在加热条件下反响生成32g固体B，和刺激性气体C，气体C能使品红溶液褪色，说明C为二氧化硫，说明A中含有S元素；固体B被盐酸溶解生成溶液D，溶液D遇KSCN溶液显血红色，说明D中含有Fe3＋，那么B中含有氧化铁；溶液D中参加过量铁粉，生成固体E和氢气，固体E中含有红色固体，说明溶液D中还含有Cu2＋、H＋，因此固体B中还含有氧化铜，那么A中含