专题一无机化学综合应用

专题一无机化学综合应用题组一以陌生无机物为载体的综合考查[答案及评分标准](1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4△,2H3BO3＋2MgSO4(2分)提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)(2)Fe3O4(1分)SiO2和CaSO4(2分)(3)将Fe2＋氧化成Fe3＋(1分)使Fe3＋与Al3＋形成氢氧化物沉淀而除去(1分)(4)(七水)硫酸镁(1分)(5)(2分)(6)2H3BO3eq\o(=,\s\up7(△))B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mgeq\o(=,\s\up7(△))2B＋3MgO(2分)[阅卷人的忠告](1)元素符号错、不规范、看不清的不得分，方程式不写“△”扣分。(2)SiO2和CaSO4少写，或错写其他杂质均不得分。(3)名称写成化学式不得分。(4)电子式漏掉离子符号或不写“[]”均不得分。[挑战满分]1.铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下，在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反应：2Cu＋=Cu2＋＋Cu。大多数＋1价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为________，某同学实验时却有黑色物质出现，该黑色物质的化学式为_____________________________________。(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生：a.2Cu2＋＋4I－=2CuI↓(白色)＋I2b.2Cu2＋＋2Cl－＋2I－=2CuCl↓(白色)＋I2①若a反应是主要反应，需要查询的数据是_________________________________________。②为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是____________________________________。A.SO2B.四氯化碳C.NaOH D.乙醇(3)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。①已知NH5的所有原子都达到稀有气体的稳定结构，NH5是________(填“离子化合物”或“共价化合物”)，在上述反应中NH5作________(填“氧化剂”、“还原剂”或“既不是氧化剂也不是还原剂”)。②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式：________________________________________________________________________。③将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式。eq\x()CuH＋eq\x()HNO3=eq\x()Cu(NO3)2＋eq\x()H2↑＋eq\x()eq\x()＋eq\x()eq\x()(4)将实验制得的CuCl样品2.000g(杂质不参与反应)溶于一定量的0.5000mol·L－1FeCl3溶液中，加水稀释至200mL，取20.00mL所得溶液用0.1000mol·L－1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗20.00mLCe(SO4)2溶液。有关反应离子方程式：Fe3＋＋CuCl=Fe2＋＋Cu2＋＋Cl－、Ce4＋＋Fe2＋=Fe3＋＋Ce3＋，则样品中CuCl的质量分数为________。2.亚磷酸(H3PO3)是二元酸，与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。(1)PCl3水解可制取亚磷酸：PCl3＋3H2O=H3PO3＋________。(2)H3PO3溶液中存在电离平衡：H3PO3H＋＋H2POeq\o\al(－,3)。①某温度下，0.10mol·L－1的H3PO3溶液的pH＝1.6，即溶液中c(H＋)＝2.5×10－2mol·L－1。求该温度下上述电离平衡的平衡常数K，写出计算过程。(H3PO3的第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字)②根据H3PO3的性质可推测常温下Na2HPO3稀溶液的pH________7(填“>”、“＝”或“<”)。(3)亚磷酸具有强还原性，可使碘水褪色。该反应的化学方程式为________________________。(4)电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸，装置示意图如下：①阴极的电极反应式为___________________________。②产品室中反应的离子方程式为__________________________________________________。3.Na2S、H2O2在从含镍电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)中提取含镍化合物时有重要作用。提取过程如下：①电镀废渣先用过量酸进行酸化处理，得到溶液；②向溶液中滴入适量的Na2S溶液，除去Cu2＋、Zn2＋，过滤；③保持滤液在40℃左右，用6%的H2O2溶液氧化Fe2＋，再在95℃时加入NaOH溶液调节pH，过滤除去铁和铬；④在滤液中加入足量Na2CO3溶液，搅拌，得NiCO3沉淀；⑤……(1)步骤②中除可观察到黑色沉淀外，还可嗅到臭鸡蛋气味，用离子方程式说明气体的产生：__________________________________。(2)步骤③中在Fe2＋氧化阶段，需要控制温度不超过40℃，其目的是_____________________；该阶段发生反应的离子方程式为___________________________________________________。(3)Fe2＋也可以用NaClO3氧化，Fe2＋被氧化并在较小pH条件下水解，最终形成黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去；如图是pH－温度关系图，图中阴影部分为黄铁矾钠稳定存在区域[已知25℃时，Fe(OH)3的Ksp＝2.64×10－39]，下列说法正确的是________(填字母)。a.FeOOH中铁为＋2价b.若在25℃时，用H2O2氧化Fe2＋，再在pH＝4时除去铁，此时溶液中c(Fe3＋)＝2.64×10－29mol·L－1c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2＋的离子方程式为6Fe2＋＋ClOeq\o\al(－,3)＋6H＋=6Fe3＋＋Cl－＋3H2Od.工业生产中温度常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时溶液的pH约为1.2～1.8(4)无水NiCl2在有机合成中有着极为重要的作用，工业上常用含镍原料所制得的NiCl2·6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制得，已知SOCl2能与水反应生成SO2和HCl。写出NiCl2·6H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制无水NiCl2的反应方程式_______________________，NiCl2·6H2O需在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水的原因是_________________________________。题组二以化工流程为载体的综合题典例剖析(12分)工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。a.浓硫酸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溶液后呈血红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是________________________(注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为________________________。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.溶液中Cu2＋向阳极移动d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为____________________________。[挑战满分]1.目前，新能源不断被利用到现代汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向。(1)高铁酸钾—锌电池(碱性介质)是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是________(填化学式)。(2)工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4)，K2FeO4在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定。反应原理为Ⅰ.在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4：3NaClO＋2Fe(NO3)3＋10NaOH=2Na2FeO4↓＋3NaCl＋6NaNO3＋5H2O。Ⅱ.Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO4＋2KOH=K2FeO4＋2NaOH。主要的生产流程如下：①写出反应①的离子方程式：______________________________________________________。②流程图中反应③是在某低温下进行的，且此温度无NaOH析出，说明此温度下Ksp(K2FeO4)________Ksp(Na2FeO4)(填“>”、“<”或“＝”)。(3)已知K2FeO4在水溶液中可以发生：4FeOeq\o\al(2－,4)＋10H2O4Fe(OH)3↓＋8OH－＋3O2↑，则K2FeO4在水处理中的作用是_________________________________。(4)FeOeq\o\al(2－,4)在水溶液中的存在形态如图所示。①若向pH＝10的这种溶液中加硫酸至pH＝2，HFeOeq\o\al(－,4)的分布分数的变化情况是__________________________________。②若向pH＝6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，________转化为__________(填化学式)。2.污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。请回答下列问题：(1)上述流程中多次涉及到过滤操作，实验室进行过滤操作时需要用到的硅酸盐仪器有玻璃棒、烧杯、________；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；在除铜镍的过程中，当Ni2＋恰好完全沉淀[此时溶液中c(Ni2＋)＝1.0×10－5mol·L－1]，溶液中Cu2＋的浓度是________mol·L－1。(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4，其中隋性电极作阳极，铁作阴极，请写出阳极的电极反应式：______________________________________________________。(5)下列各组试剂中，能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是________(填编号)。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)废气中SO2与稀硫酸酸化的软锰矿反应的化学方程式为_____________________________；已知废气中SO2的浓度为6.4g·m－3，软锰矿浆对SO2的吸收率可达90%，则处理1000m3燃煤尾气，可得到硫酸锰晶体(MnSO4·H2O，相对分子质量为169)的质量为________kg(结果保留3位有效数字)。3.某工厂现用锗(Ge)产品加工废料生产纳米GeO2，实验流程如下图所示：请回答下列问题：(1)操作X的名称为________。Y溶液是一种在该流程中可循环利用的物质，该物质是__________。(2)请补充完整第②步反应的离子方程式：eq\x()Ge2＋＋eq\x()________＋eq\x()H＋=eq\x()Ge4＋＋eq\x()________。(3)若要将Fe(OH)3和Al(OH)3分离回收，需要用到的试剂有________(填化学式)。(4)该锗产品加工废料中锗元素的质量分数不小于______________。答案题组一[挑战满分]1.(1)砖红色CuO(2)①Ksp(CuCl)与Ksp(CuI)②B(3)①离子化合物还原剂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＋I2＋H2O=2HI＋H3PO4(4)①2H＋＋2e－=H2↑②HPOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H3PO33.(1)S2－＋2H＋=H2S↑(2)减少过氧化氢的分解2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(3)cd(4)NiCl2·6H2O＋6SOC