【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考化學(xué)(廣東專用)二輪滾動(dòng)加練3-常見無機(jī)物及其綜合應(yīng)用

滾動(dòng)加練3常見無機(jī)物及其綜合應(yīng)用1．0.80gCuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：(1)試確定200℃(2)取270℃所得的樣品，于570____________________________________________________________________________________。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學(xué)式為____________，其存在的最高溫度是________。(3)上述氧化性氣體與水反應(yīng)生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。(4)在0.10mol·L－1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢?，有淺藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，常溫下，當(dāng)溶液的pH＝8時(shí)，c(Cu2＋)＝________mol·L－1{Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}。若在0.1mol·L－1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2＋完全沉淀為CuS，此時(shí)溶液中的H＋濃度是________mol·L－1。解析本題主要考查考生的讀圖力量、分析力量以及運(yùn)用已有學(xué)問解決未知問題的力量。(1)0.80gCuSO4·5H2O的物質(zhì)的量是0.0032mol，加熱到200℃時(shí)，固體質(zhì)量為0.57g。設(shè)該固體物質(zhì)含有x個(gè)結(jié)晶水，則列式：0.0032×(160＋18x)＝0.57，得x≈1，可得200℃時(shí)該固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO4·H2O。(2)由圖可知270℃時(shí)的固體質(zhì)量與258℃時(shí)相同，均為0.51g，經(jīng)計(jì)算所得的樣品為CuSO4,570℃下灼燒硫酸銅生成黑色粉末和一種氧化性氣體，其反應(yīng)的方程式為CuSO4eq\o(=,\s\up14(570℃))CuO＋SO3↑，氧化銅溶于稀硫酸中，結(jié)晶得到CuSO4·5H2O，由圖可知溫度高于102℃，CuSO4·5H2O就會(huì)分解。故其存在的最高溫度為102℃，(3)SO3與水反應(yīng)生成硫酸，則有：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)pH＝8時(shí)c(OH－)＝10－6，由氫氧化銅的沉淀溶解平衡常數(shù)可知Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝10－12×c(Cu2＋)＝2.2×10－20，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8mol·L－1；通入過量H2S使Cu2＋沉淀完全，已知c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1，依據(jù)反應(yīng)關(guān)系式：Cu2＋～S2－～2H＋得c(H＋)＝0.2mol·L答案(1)CuSO4·H2OCuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up14(△))CuSO4·(5－n)H2O＋nH2O25018n0.80g0.80g－0.57g＝0.23g可得n≈4200℃時(shí)該固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO4·H2(2)CuSO4eq\o(=,\s\up14(570℃))CuO＋SO3↑CuSO4·5H2O102(3)2H2SO4(濃)＋Cueq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(4)2.2×10－80.22．有一未知的無色溶液，只可能含有以下離子中的若干種：H＋、NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、NOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下試驗(yàn)：①第一份加入足量AgNO3溶液后，有白色沉淀產(chǎn)生。②其次份加入足量BaCl2溶液后，有白色沉淀產(chǎn)生，經(jīng)洗滌、干燥后，沉淀質(zhì)量為6.99g。③第三份逐滴滴加NaOH溶液，測(cè)得沉淀與NaOH溶液的體積關(guān)系如圖所示。依據(jù)上述試驗(yàn)，完成下列問題：(1)原溶液中肯定存在的離子是________________，肯定不存在的離子是________________，無法確定是否存在的離子是______________。(2)25～35段發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。(3)試驗(yàn)所加的NaOH的濃度為________。(4)原溶液中NOeq\o\al(－,3)的物質(zhì)的量為n(NOeq\o\al(－,3))，依據(jù)供應(yīng)的圖像和數(shù)據(jù)，試計(jì)算n(NOeq\o\al(－,3))的取值范圍為________。解析依據(jù)溶液無色可知，溶液中肯定不含Cu2＋；依據(jù)①可知，溶液中至少含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)中的一種；由圖可知開頭滴加NaOH溶液時(shí)就有沉淀產(chǎn)生，故溶液中不含H＋，分析曲線變化可知，溶液中肯定含NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Mg2＋，最終沉淀為Mg(OH)2，則n(Mg2＋)＝0.01mol；依據(jù)35～40段沉淀削減知，溶解Al(OH)3消耗5mLNaOH溶液，則0～25段生成Al(OH)3沉淀消耗15mLNaOH溶液，生成Mg(OH)2消耗10mLNaOH溶液，而25～35段NHeq\o\al(＋,4)消耗10mLNaOH溶液，結(jié)合n(Mg2＋)＝0.01mol，可以計(jì)算出n(Al3＋)＝0.01mol，n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.02mol；由于Al3＋、Mg2＋均不能與COeq\o\al(2－,3)共存，推出溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)而不含COeq\o\al(2－,3)；依據(jù)②，可以計(jì)算出n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.03mol；依據(jù)35～40段，c(NaOH)＝0.01mol÷0.005L＝2mol/L；由于3n(Al3＋)＋2n(Mg2＋)＋n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.07mol，而2n(SOeq\o\al(2－,4))＝0.06mol，陽離子所帶正電荷應(yīng)等于陰離子所帶負(fù)電荷，故肯定合有NOeq\o\al(－,3)，而K＋無法確定。當(dāng)原溶液中不存在K＋時(shí)，n(NOeq\o\al(－,3))＝0.01mol，當(dāng)原溶液中存在K＋時(shí)，n(NOeq\o\al(－,3))>0.01mol，綜上可知n(NOeq\o\al(－,3))≥0.01mol。答案(1)NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)Cu2＋、COeq\o\al(2－,3)、H＋K＋(2)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O(3)2mol·L－1(4)n(NOeq\o\al(－,3))≥0.01mol3．(2022·韶關(guān)市調(diào)研，32)工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸(沸點(diǎn)：90℃(1)試驗(yàn)室進(jìn)行過濾操作的常用玻璃儀器有________。(2)反應(yīng)器Ⅰ中的溫度最佳為________(填序號(hào))；操作②的名稱為________。A．0℃ B．20C．80℃ D．(3)反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。(4)加快反應(yīng)器Ⅱ中反應(yīng)速率的措施有________(寫出一種措施即可)等。從反應(yīng)器Ⅱ中獲得NaClO2粗品的試驗(yàn)操作依次是________(填序號(hào)，下同)，進(jìn)一步提純的操作名稱為________。A．過濾B．重結(jié)晶C．蒸餾D．蒸發(fā)濃縮E．蒸干灼燒F．冷卻結(jié)晶G．萃取分液(5)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)為________，副產(chǎn)品除NaClO2、NaHSO4外還有________(填化學(xué)式)。解析(2)高氯酸的沸點(diǎn)是90℃，反應(yīng)器Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)：3NaClO3＋3H2SO4(濃)=2ClO2↑＋3NaHSO4＋HClO4＋H2O，得到高氯酸溶液，所以溫度不行高于90℃，但溫度越高反應(yīng)速率越快，所以選擇C項(xiàng)。HClO4的沸點(diǎn)不高，要從混合溶液中分別出HClO4可接受蒸餾的方法。(3)反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，氧化劑是ClO2，還原產(chǎn)物是ClOeq\o\al(－,2)，還原劑是SO2，氧化產(chǎn)物是SOeq\o\al(2－,4)，由得失電子守恒知n(ClO2)∶n(SO2)＝2∶1，再依據(jù)電荷守恒和質(zhì)量守恒配平可寫出方程式。(4)加快反應(yīng)速率的常見方法是加熱、增大反應(yīng)物的濃度、增大接觸面積等。從溶液中得到溶質(zhì)的常見方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等。得到的溶質(zhì)不純往往實(shí)行重結(jié)晶的方法來提純。(5)反應(yīng)器Ⅰ中加入濃硫酸反應(yīng)后所得濾液中含有H2SO4溶液，經(jīng)過處理后可循環(huán)利用。反應(yīng)器Ⅱ還生成副產(chǎn)品Na2SO4。答案(1)(一般)漏斗、玻璃棒、燒杯(2)C蒸餾(3)2ClO2＋SO2＋4OH－=2ClOeq\o\al(－,2)＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H2O(4)適當(dāng)上升溫度[增大NaOH溶液的濃度、增大氣體(SO2、ClO2)和NaOH溶液的接觸面積等]DFAB(5)硫酸(H2SO4)Na2SO44．(2021·廣東佛山二模，33)SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，它們的化學(xué)性質(zhì)具有肯定的相像性；Mg和Na的化學(xué)性質(zhì)也具有肯定相像性。某愛好小組用如圖所示裝置進(jìn)行Mg與SO2反應(yīng)的試驗(yàn)。(1)選擇制取SO2的合適試劑________(填編號(hào))。①濃HCl②濃H2SO4③Na2SO3固體④CaSO3固體(2)上述裝置還可優(yōu)化，優(yōu)化的方法是___________________________________，裝置C中NaOH溶液的作用是_________________________。(3)甲同學(xué)推想Mg與SO2的反應(yīng)和Mg與CO2的反應(yīng)相像，則該反應(yīng)方程式為__________________________________________；乙同學(xué)的推想是：2Mg＋3SO2eq\o(=,\s\up14(△))2MgSO3＋S；丙同學(xué)的推想是：3Mg＋SO2eq\o(=,\s\up14(△))2MgO＋MgS，要驗(yàn)證甲、乙、丙三位同學(xué)的推想是否正確，丁同學(xué)作如下試驗(yàn)探究：已知：MgSO3和MgS都微溶于水，能與鹽酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)放出氣體；H2S氣體通入CuSO4溶液中消滅黑色沉淀。限選試劑：2mol·L－1鹽酸、2mol·L－1硝酸、蒸餾水、2mol·L－1NaOH溶液、品紅溶液、澄清石灰水、2mol·L－1CuSO4溶液；儀器和用品自選。序號(hào)試驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論①取少量反應(yīng)后所得固體于試管中②向試管中的固體漸漸滴加____________，試管口塞上帶導(dǎo)管的單孔塞，并將導(dǎo)管通入盛有________的試管中若試管中的________，則丙同學(xué)推想正確，若試管中的固體未完全溶解，且________，則乙同學(xué)推想正確依據(jù)上述試驗(yàn)探究，能證明甲同學(xué)推想正確的操作和預(yù)期現(xiàn)象是__________________________________________。(4)上述試驗(yàn)需要100mL2mol·L－1的鹽酸，配制時(shí)選用________(選填“10mL”、“25mL”、“50mL”或“100mL”)量筒量取36.5%密度為1.19g·mL－1的濃鹽酸的體積為________mL。解析(1)試驗(yàn)室制備SO2常用Na2SO3固體和濃硫酸，假如選擇鹽酸，則生成的SO2氣體中混有HCl氣體；假如選擇CaSO3，會(huì)生成微溶的CaSO4，不利于反應(yīng)充分進(jìn)行。(2)試驗(yàn)中的尾氣SO2通常用NaOH溶液吸取。(4)量取16.8mL鹽酸應(yīng)選用25mL量筒。答案(1)②③(2)在A和B之間增加用濃硫酸干燥的裝置吸取多余的SO2，防止污染環(huán)境(3)2Mg＋SO2eq\o(=,\s\up14(△))2MgO＋S②2mol·L－1鹽酸至過量品紅溶液固體完全溶解品紅溶液褪色向反應(yīng)后所得固體中加過量2mol·L－1鹽酸，固體未完全溶解且品紅溶液不褪色(4)25mL16.85．(2022·全國新課標(biāo)Ⅱ，27)鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等。回答下列問題：(1)鉛是碳的同族元素，比碳多4個(gè)電子層。鉛在元素周期表的位置為第________周期、第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________(填“強(qiáng)”或“弱”)。(2)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。(3)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為__________________；PbO2也可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發(fā)生的電極反應(yīng)式為________________，陰極上觀看到的現(xiàn)象是________________；若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________，這樣做的主要缺點(diǎn)是________________。(4)PbO2在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示，已知失重曲線上的a點(diǎn)為樣品失重4.0%(即eq\f(樣品起始質(zhì)量－a點(diǎn)固體質(zhì)量,樣品起始質(zhì)量)×100%)的殘留固體。若a點(diǎn)固體組成表示為PbOx或mPbO2·nPbO，列式計(jì)算x值和m∶n值________。解析(2)由題意知：該反應(yīng)中，Cl元素的化合價(jià)上升，則可推出Pb元素化合價(jià)降低，又由于＋2價(jià)Pb較穩(wěn)定，因此PbO2還原產(chǎn)物為Pb2＋，其化學(xué)方程式為：PbO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up14(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)由題意知：PbO＋ClO－→PbO2，鉛元素化合價(jià)上升，則Cl元素化合價(jià)應(yīng)降低，故有PbO＋ClO－→PbO2＋Cl－，利用化合價(jià)升降法配平，得反應(yīng)的離子方程式為PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－。陽極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，由Pb2＋→PbO2的過程可知陽極反應(yīng)式為Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其中Cu2＋放電：Cu2＋＋2e－=Cu，石墨上析出銅，若電解液不加Cu(NO3)2，則陰極Pb2＋放電：Pb2＋＋2e－=Pb，由此可見這樣做的缺點(diǎn)是不能有效地利用Pb2＋。(4)PbO2分解的化學(xué)方程式：PbO2eq\o(=,\s\up14(△))PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑，知PbO2失重質(zhì)量即為生成O2的質(zhì)量；取m(PbO2)＝239，則生成m(O2)＝eq\f(2－x,2)×32，依據(jù)題意有eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0%，解得x，然后依據(jù)PbOx與mPbO2·nPbO中O和Pb原子個(gè)數(shù)比相等求得m∶n的值。答案(1)六ⅣA弱(2)PbO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up14(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O(3)PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋石墨上析出銅Pb2＋＋2e－=Pb不能有效利用Pb2＋(4)依據(jù)PbO2eq\o(=,\s\up14(△))PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑，有eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0%x＝1.4，依據(jù)mPbO2·nPbO，eq\f(2m＋n,m＋n)＝1.4，eq\f(m,n)＝eq\f(2,3)。6．(2022·湛江模擬)MgSO4·7H2O在醫(yī)藥上常用作瀉藥，工業(yè)上可用氯堿工業(yè)中的一次鹽泥為原料生產(chǎn)。已知一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分。其主要工藝如下：請(qǐng)回答下列問題：(1)用H2SO4調(diào)整溶液pH至1～2，H2SO4作用是__________________________________________。(2)加NaClO溶液至pH＝5～6并加熱煮沸5～10min，沉淀2中主要含有MnO2和另外兩種難溶物，這兩種難溶物的化學(xué)式分別為________、________；其中NaClO溶液將MnSO4轉(zhuǎn)化為MnO2的離子方程式為__________________________________________。(3)檢驗(yàn)濾液Ⅱ中是否含有Fe3＋的試驗(yàn)方法是__________________________________________。(4)“操作Ⅹ”是將溶液________、________、過濾洗滌，即得到MgSO4·7H2O晶體。(5)精確?????稱取制得的樣品5g，用200mL水溶解，加入2mol·L－1的鹽酸5mL，在不斷攪拌下滴加足量2mol·L－1BaCl2溶液，充分反應(yīng)后，得沉淀4.46g，則樣品純度為________。解析(1)由于一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分，加入硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸錳等可溶性硫酸鹽，同時(shí)生成硫酸鈣和硅酸沉淀；(2)依據(jù)流程可知，Al3＋和Fe3＋都轉(zhuǎn)化為沉淀，調(diào)整pH并加熱，Al3＋和Fe3＋發(fā)生水解反應(yīng)，生成Al(OH)3、Fe(OH)3；(5)4.46g為BaSO4沉淀的質(zhì)量，則其物質(zhì)的量為0.02mol，由此求得MgSO4的物質(zhì)的量為0.02mol，所以m(MgSO4·7H2O)＝4.92g，求得樣品純度為98.4%。答案(1)將鹽泥中的碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽，同時(shí)生成硫酸鈣和硅酸沉淀而除去(2)Al(OH)3Fe(OH)3Mn2＋＋H2O＋ClO－=MnO2↓＋Cl－＋2H＋(3)取濾液Ⅱ1～2mL于試管中，加入少量的KSCN溶液，若不顯紅色，證明濾液Ⅱ中無Fe3＋(4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(5)98.4%7．(2022·山東理綜，32)工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3＋)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工