专题14 元素及其化合物知识的综合应用——三年(2018-2020)高考_第1页
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1、PAGE PAGE 20专题14 元素及其化合物知识的综合应用12020新课标化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离子膜只允许_离子通过,氯气的逸出口是_(填标号)。(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数(X)=,X为HClO或ClO与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为_。(3)Cl2O为淡棕黄色气体,是次氯酸的酸酐,可由新制的HgO和Cl2反应来制备,该反应为歧化反应(氧化剂

2、和还原剂为同一种物质的反应)。上述制备Cl2O的化学方程式为_。(4)ClO2常温下为黄色气体,易溶于水,其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”,能快速溶于水,溢出大量气泡,得到ClO2溶液。上述过程中,生成ClO2的反应属于歧化反应,每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_mol;产生“气泡”的化学方程式为_。(5)“84消毒液”的有效成分为NaClO,不可与酸性清洁剂混用的原因是_(用离子方程式表示)。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液,若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%,则生产10

3、00 kg该溶液需消耗氯气的质量为_kg(保留整数)。【答案】(1)Na+ a(2)10-7.5(3)2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O(4)1.25 NaHCO3+NaHSO4=CO2+Na2SO4+H2O(5)ClO-+Cl-+2H+=Cl2+ H2O 203【解析】【分析】(1)电解饱和食盐水,阳极产生氯气,阳离子移向阴极室;(2)由图pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-),HClO的Ka=c(H+);(3)Cl2歧化为Cl2O和Cl-;(4)根据5ClO24H=4ClO2Cl2H2O,计算每生成1molClO2,消耗的NaClO2;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧

4、化碳;(5)“84”中的NaClO、NaCl和酸性清洁剂混合后发生归中反应;根据NaOH质量守恒计算;【详解】(1)电解饱和食盐水,反应的化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2+H2,阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,氯气从a口逸出,阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气,产生OH-与通过离子膜的Na+在阴极室形成NaOH,故答案为:Na+;a;(2)由图pH=7.5时,c(HClO)=c(ClO-),HClO的Ka=c(H+)=10-7.5;故答案为:10-7.5;(3)Cl2歧化为Cl2O和Cl-,HgO和氯气反应的方程式为:2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O,故答案

5、为:2Cl2+HgO=HgCl2+Cl2O;(4)5ClO24H=4ClO2Cl2H2O,每生成1molClO2,消耗NaClO2为 =1.25mol;碳酸氢钠和硫酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,方程式为:NaHCO3NaHSO4=Na2SO4H2OCO2,故答案为:1.25mol;NaHCO3NaHSO4=Na2SO4H2OCO2;(5)“84”中的NaClO、NaCl和酸性清洁剂混合后发生归中反应,离子方程式为:ClOCl2H=Cl2H2O;设氯气为xkg,则消耗的NaOH为kg,原氢氧化钠质量为+1000Kg0.01,由NaOH质量守恒:原溶液为1000Kg-x,则Kg+1000Kg

6、0. 01=(1000Kg-x)0.3,解得x=203Kg;故答案为:ClOCl2H=Cl2H2O;203。22020江苏卷吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化,可得到硫酸盐。已知:室温下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的分布如图-1所示。(1)氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2,主要反应的离子方程式为_;当通入SO2至溶液pH=6时,溶液中浓度最大的阴离子是_(填化学式)。(2)ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,

7、在开始吸收的40mim内,SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是_(填化学式);SO2吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为_。(3)O2催化氧化。其他条件相同时,调节吸收SO2得到溶液的pH在4.56.5范围内,pH越低SO生成速率越大,其主要原因是_;随着氧化的进行,溶液的pH将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。【答案】(1)或 HSO3(2)ZnSO3或(3)随着pH降低,HSO3浓度增大减小【解析】【分析】向氨水中通入少量的SO2,反应生成亚硫酸铵,结合图像分析pH=6时溶液中浓度最大的阴离子;通过分析ZnO吸收S

8、O2后产物的溶解性判断吸收率变化的原因;通过分析与氧气反应的生成物,分析溶液pH的变化情况。【详解】(1)向氨水中通入少量SO2时,SO2与氨水反应生成亚硫酸铵,反应的离子方程式为2NH3+H2O+SO2=2+(或2NH3H2O +SO2=2+H2O);根据图-1所示,pH=6时,溶液中不含有亚硫酸,仅含有和,根据微粒物质的量分数曲线可以看出溶液中阴离子浓度最大的是;(2)反应开始时,悬浊液中的ZnO大量吸收SO2,生成微溶于水的ZnSO3,此时溶液pH几乎不变;一旦ZnO完全反应生成ZnSO3后,ZnSO3继续吸收SO2生成易溶于水的Zn(HSO3)2,此时溶液pH逐渐变小,SO2的吸收率逐

9、渐降低,这一过程的离子方程式为ZnSO3+SO2+H2O=Zn2+2(或ZnO+2SO2+H2O=Zn2+2)(3)可以经氧气氧化生成,这一过程中需要调节溶液pH在4.56.5的范围内,pH越低,溶液中的的浓度越大,使得催化氧化过程中反应速率越快;随着反应的不断进行,大量的反应生成,反应的离子方程式为2+O2=2+2H+,随着反应的不断进行,有大量的氢离子生成,导致氢离子浓度增大,溶液pH减小。32020浙江7月选考 . 化合物由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取,用含的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成和两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于溶

10、液):请回答:(1)组成X的四种元素是N、H和_(填元素符号),X的化学式是_。(2)溶液B通入过量得到白色沉淀C的离子方程式是_。(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示)_。要求同时满足:其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;反应原理与“”相同。. 某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:锥形瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生气体的原因是_。(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是_。【答案】.(1)、 (2)(3)或.(1)吸水或放热导致挥发(2)气体会将带出,与作用生成 【解析】【分析】根据题干可知,

11、加热X可产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的纯净物气体Y,故Y为NH3,由实验流程图中分析可知,结合B中通入过量的CO2产生能溶于NaOH溶液的白色沉淀C,故C为Al(OH)3,则D为Al2O3,E是AgCl,结合图中数据利用原子守恒,可以计算出各自元素的物质的量,求出X的化学式,再根据物质性质进行解答。【详解】.(1)由分析可知,Y为NH3,由实验流程图中分析可知,结合B中通入过量的CO2产生能溶于NaOH溶液的白色沉淀C,故C为Al(OH)3,则D为Al2O3,E是AgCl,利用原子守恒可知:A1溶液中含有N原子的物质的量为:,Al原子的物质的量为:,A2溶液中含有的Cl-的物质的量为: ;故

12、一半溶液中含有的H原子的物质的量为:,故X中含有四种元素即N、H、Al、Cl,其个数比为:,故X的化学式为:AlCl3NH3,故答案为:Al Cl AlCl3 NH3;(2)根据分析(1)可知,溶液B中通入过量的CO2所发生的离子方程式为:,故答案为:;(3)结合题给的两个条件,再分析化合物X(AlCl3NH3)是NH3和AlCl3通过配位键结合成的化合物,不难想到类似于NH3和H2O反应,故可以很快得出该反应的离子方程式为AlCl3+Cl-= 或者AlCl3+NH3=AlCl3NH3,故答案为:AlCl3+Cl-= 或者AlCl3+NH3=AlCl3NH3;.(1)由于浓硫酸具有吸水性且浓硫

13、酸稀释是个放热过程,而且HCl的挥发性随浓度增大而增大,随温度升高而增大,从而得出用浓硫酸和浓盐酸混合制备HCl的原理是浓硫酸吸收浓盐酸中的水分且放热,使浓盐酸的挥发性增强,使HCl挥发出来,故答案为:浓硫酸吸收浓盐酸中的水分且放热,使浓盐酸的挥发性增强,使HCl挥发出来;(2)浓硫酸虽然难挥发,但也会随HCl气流而带出少量的H2SO4分子,与Ba(NO3)2反应生成硫酸钡白色沉淀,故答案为:HCl气体能够带出H2SO4分子,与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀。【点睛】本题为实验题结合有关物质的量计算,只要认真分析题干信息,利用(元素)原子守恒就能较快求出化合物X的化学式,进而推到出整个

14、流程过程。42020江苏卷次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。 NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备 NaClO的离子方程式为 ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为准确称取1.1200 g样品,用容量瓶配成250.0 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶

15、液,密封在暗处静置5 min;用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。通过计算判断该样品是否为优质品。(写出计算过程, )若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值 (填“偏高”或“偏低”)【答案】(1)NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解(2)根据物质转换和电子得失守恒关系:得氯元素的质量:该样品的有效氯为:该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品偏低【解析】(1) 由题意可知,氯气通入氢氧化钠中产生次氯酸钠,同时产生氯化钠,反应的离子方程式为:;次氯酸钠溶液长期暴露在空气中

16、会吸收空气中的二氧化碳气体,因次氯酸酸性比碳酸弱,因此次氯酸钠可以与二氧化碳在水中反应产生HClO,HClO具有不稳定性,在受热或见光条件下会发生分解反应,产生HCl和O2,从而是次氯酸钠失效,故答案为:;NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO,HClO见光分解;(2) 由题中反应可知,在酸性条件产生HClO,HClO氧化碘离子产生碘单质,碘单质再用硫代硫酸钠滴定,结合反应转化确定物质之间的关系为:, ,根据物质转换和电子得失守恒关系:得n(Cl)=0.5=,氯元素的质量:m(Cl)= =0.03550g,该样品中的有效氯为: =63.39%,该样品中的有效氯大于60%,故该样品为优质

17、品故答案为:n(S2O)=,根据物质转换和电子得失守恒关系:,得n(Cl)=0.5=,氯元素的质量:m(Cl)= =0.03550g,该样品中的有效氯为: =63.39%,该样品中的有效氯大于60%,故该样品为优质品如果硫酸的用量过少,则导致反应不能充分进行,产生的HClO的量偏低,最终导致实验测得的有效氯含量会偏低,故答案为:偏低;52019江苏N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。(2)NO和NO2的处理

18、。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH2+H2O2NO2+2OH+H2O下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。A加快通入尾气的速率B采用气、液逆流的方式吸收尾气C吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化

19、NO生成Cl和,其离子方程式为 。NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是 。【答案】(1)2NH3+2O2N2O+3H2O(2)BC NaNO3 NO(3)3HClO+2NO+H2O3Cl+2+5H+溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强【解析】【详解】(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O。(2)A、加快通入尾气的速率,不能提高尾气中NO和NO2的去除率,不符合题意;B、采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气液充分接触,能提高尾气中NO和

20、NO2的去除率,符合题意;C、定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,符合题意。故选BC。由吸收反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2混有NaNO3;由吸收反应可知,若NO和NO2的物质的量之比大于1:1,NO不能被吸收,因此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。(3)在酸性的NaClO溶液中,次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO,HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-

21、和Cl-,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+。在相同条件下,氧化剂的浓度越大,氧化能力越强,由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知,溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,氧化NO的能力越强。62019浙江4月选考固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验:请回答:(1)由现象1得出化合物X含有_元素(填元素符号)。(2)固体混合物Y的成分_(填化学式)。(3)X的化学式_。X与浓盐酸反应产生黄绿色气体,固体完全溶解,得到蓝色溶液,该反应的化学方程式是_。【答案】(1)O(2)

22、Cu和NaOH(3)NaCuO2 2NaCuO28HCl2NaCl2CuCl2Cl24H2O【解析】【分析】固体混合物Y溶于水,得到固体单质为紫红色,说明是Cu,产生碱性溶液,焰色反应呈黄色说明含有钠元素,与盐酸HCl中和,说明为NaOH(易算出为0.02mol),混合气体能使CuSO4变蓝,说明有水蒸汽。【详解】(1)CuSO4由白色变为蓝色,说明有水生成,根据元素守恒分析,必定含有O元素。(2)现象2获得紫色单质,说明Y含有Cu,现象3焰色反应为黄色说明有Na元素,与HCl发生中和反应说明有NaOH,故答案填Cu和NaOH。(3)NaOH为0.02mol,易算出m(Na)=0.0223g=

23、0.46g,m(O)=m-m(Na)-m(Cu)=2.38-0.46-1.28=0.46g,N(Na):N(Cu):N(O)=1:1:2,故化学式为NaCuO2,X与浓盐酸反应,根据反应现象,产物有Cl2,和CuCl2蓝色溶液,因而化学方程式为2NaCuO28HCl2NaCl2CuCl2Cl24H2O。72019北京化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a molL1 KBrO3标准溶液;取v1 mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;向所得溶液中加入v2 mL废水;向中加入过量KI;用

24、b molL1 Na2S2O3标准溶液滴定中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液v2 mL。已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色(1)中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和_。(2)中发生反应的离子方程式是_。(3)中发生反应的化学方程式是_。(4)中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是_。(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是_。(6)中滴定至终点的现象是_。(7)废水中苯酚的含量为_gL1(苯酚摩尔质量:94 gmol 1)。(

25、8)由于Br2具有_性质,中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。【答案】(1)容量瓶(2)+5Br-+6H+=3Br2 +3H2O(3)(4)Br2过量,保证苯酚完全反应(5)反应物用量存在关系:KBrO33Br26KI,若无苯酚时,消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍,因有苯酚消耗Br2,所以当n(KI)6n(KBrO3)时,KI一定过量(6)溶液蓝色恰好消失(7)(8)易挥发【解析】【分析】本题考查氧化还原反应滴定的综合运用。苯酚与溴反应快速灵敏,但滴定终点难以判断,因而制得一定量的溴分别与苯酚和KI反应(溴须完全反应完),而溴与KI反应生成的I2与Na2S2O3进行滴定

26、分析,因而直接测出与KI反应所消耗的溴,进而计算出与苯酚反应消耗的溴,最后根据苯酚与溴反应的系数计算废水中苯酚的浓度。【详解】(1)准确称量KBrO3固体配置溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管,一定规格的容量瓶,因而该空填容量瓶。(2)KBrO3溶液中加入KBr和H2SO4,溶液颜色呈棕黄色,说明生成Br2,根据缺项配平可知该离子方程式为+5Br-+6H+=3Br2 +3H2O。(3)苯酚和溴水反应得到白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,化学方程式为。(4)该测量过程是利用一定量的溴分别与苯酚和KI反应,注意溴须反应完全,且一定量溴的总量已知,部分溴与KI反应生成的I2可利用氧化还原滴定法测

27、量,进而计算出与KI反应的溴的消耗量,将一定量溴减去与KI反应的溴的消耗量,可得与苯酚反应的溴的消耗量,因而一定量的溴与苯酚反应完,必须有剩余的溴与KI反应,中反应结束时,若溶液显黄色说明苯酚反应完,且有溴剩余,以便与KI反应,故原因为中生成的Br2与废水中苯酚完全反应后,中溶液颜色为黄色,说明有Br2剩余,剩余Br2与过量KI反应,从而间接计算苯酚消耗的Br2。(5)中反应为KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4=3K2SO4+ 3Br2 + 3H2O可知3n(KBrO3)=n1(Br2),中Br2部分与苯酚反应,剩余溴的量设为n2(Br2)(n1(Br2)n2(Br2))在中反应为Br

28、2+2KI=I2+2KBr,若剩余溴完全反应,则n(KI) 2n2(Br2),推知n(KI)6n(KBrO3);因而当n(KI)6n(KBrO3),KI一定过量。(6)中含碘的溶液内加入淀粉,溶液显蓝色,随着Na2S2O3溶液滴入,蓝色变浅直至消失,因而当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且30s不变色。(7)n(BrO3-)=av110-3mol,根据反应BrO3- + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O可知n(Br2)=3av110-3mol,溴分别与苯酚和KI反应,先计算由KI消耗的溴的量,设为n1(Br2),根据I2+2Na2S2O3=2NaI+N

29、a2S4O6可知I22Na2S2O3,又Br2+2I-=I2+2Br-可知Br2 I2,可得Br22Na2S2O3,n(Na2S2O3)= bv310-3mol,n1(Br2)=bv310-3mol,再计算由苯酚消耗的溴的量,设为n2(Br2)= n(Br2)- n1(Br2)=( 3av1-bv3) 10-3mol,苯酚与溴水反应的计量数关系为3Br2C6H5OH,n(C6H5OH)=n2(Br2)=(av1-bv3)10-3mol,废水中苯酚的含量=mol。(8)中生成的溴须被苯酚和KI完全反应掉,而溴有挥发性,反应时须在密闭容器中进行。82019江苏聚合硫酸铁Fe2(OH)6-2n(SO

30、4)nm广泛用于水的净化。以FeSO47H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。(1)将一定量的FeSO47H2O溶于稀硫酸,在约70 下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH 。(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000102 molL1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中与Fe

31、2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。【答案】(1)2Fe2+ H2O2+2H+2Fe3+2H2O 减小(2)偏大n()=5.000102 molL122.00 mL103 LmL1=1.100103 mol由滴定时Cr3+和Fe2+Fe3+,根据电子得失守恒可得微粒的关系式:6Fe2+(或+14H+6Fe2+6Fe3+2Cr3+7H2O)则n(Fe2+)=6n()=61.100103 mol=6.600103 m

32、ol样品中铁元素的质量:m(Fe)=6.600103 mol56 gmol1=0.3696 g样品中铁元素的质量分数:w(Fe)=100%=12.32%【解析】【分析】(1)Fe2+具有还原性,H2O2具有氧化性,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒书写离子方程式;根据水解反应的离子方程式分析溶液pH的变化;(2)根据Sn2+能将Fe3+还原为Fe2+判断还原性的强弱,进一步进行误差分析;根据K2Cr2O7溶液的浓度和体积计算消耗的K2Cr2O7物质的量,由得失电子守恒计算n(Fe2+),结合Fe守恒和(Fe)的表达式计算。【详解】(1)Fe2+具有还原性,在溶液中被氧化成Fe3+,H2O2具

33、有氧化性,其还原产物为H2O,根据得失电子守恒可写出反应2Fe2+H2O22Fe3+2H2O,根据溶液呈酸性、结合原子守恒和电荷守恒,H2O2氧化Fe2+的离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O;H2O2氧化后的溶液为Fe2(SO4)3溶液,Fe2(SO4)3发生水解反应Fe2(SO4)3+(6-2n)H2O Fe2(OH)6-2n(SO4)n+(3-n)H2SO4,Fe2(OH)6-2n(SO4)n聚合得到聚合硫酸铁,根据水解方程式知水解聚合反应会导致溶液的酸性增强,pH减小。(2)根据题意,Sn2+能将Fe3+还原为Fe2+,发生的反应为Sn2+2Fe3+=Sn4+2F

34、e2+,根据还原性:还原剂还原产物,则还原性Sn2+Fe2+,实验中若不除去过量的Sn2+,则加入的K2Cr2O7先氧化过量的Sn2+再氧化Fe2+,导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积偏大,则样品中铁的质量分数的测定结果将偏大。 实验过程中消耗的n(Cr2O72-)=5.00010-2mol/L22.00mL10-3L/mL=1.10010-3mol由滴定时Cr2O72-Cr3+和Fe2+Fe3+,根据电子得失守恒,可得微粒的关系式:Cr2O72-6Fe2+(或Cr2O72-+6Fe2+14H+=6Fe3+2Cr3+7H2O)则n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=61.10010-3mol

35、=6.610-3mol(根据Fe守恒)样品中铁元素的质量:m(Fe)=6.610-3mol56g/mol=0.3696g样品中铁元素的质量分数:(Fe)=100%=12.32%。【点睛】本题以聚合硫酸铁的制备过程为载体,考查氧化还原型离子方程式的书写、盐类的水解、氧化还原滴定的误差分析和元素质量分数的计算。易错点是第(2)的误差分析,应利用“强制弱”和“先强后弱”的氧化还原反应规律分析。难点是第(2),注意理清滴定实验中物质之间的计量关系。92018海南铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题:(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片,该反应的化学方程式为_。(2)电子工业使用FeC

36、l3溶液刻蚀印刷电路板铜箔,写出该过程的离子方程式_。配制的FeCl3溶液应保持_(填“酸性”“碱性”或“中性”),原因是_。(3)溶液中Cu2的浓度可采用碘量法测得:2Cu25I2CuII3- I3- 2S2O32-=3I+2S2O62-反应中的氧化剂为_。现取20.00 mL含Cu2的溶液,加入足量KI充分反应后,用0.1000 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00 mL,此溶液中Cu2的浓度为_molL1。【答案】(1)CuH2O2H2SO4CuSO42H2O (2)Cu2Fe3Cu22Fe2 酸性 防止Fe3水解生成Fe(OH)3 (3)Cu2

37、 0.125 【解析】【分析】(1)铜与稀硫酸不反应,稀硫酸的作用是提供酸性环境,增强过氧化氢的氧化性;(2)由于Fe3+易水解,因此配制的FeCl3溶液要保持在酸性条件下,抑制水解;(3)根据转移的电子数守恒可列关系式求解。【详解】(1)H2O2在酸性条件下具有强氧化性,能跟铜反应,反应的化学方程式为CuH2O2H2SO4CuSO42H2O,故答案为:CuH2O2H2SO4CuSO42H2O。(2)FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔,是铁离子把铜氧化成铜离子,反应的离子方程式为Cu2Fe3Cu22Fe2。由于Fe3+易水解,因此FeCl3溶液应保持酸性,目的是防止Fe3水解生成Fe(OH)3。

38、故答案为:Cu2Fe3Cu22Fe2 ;酸性;防止Fe3水解生成Fe(OH)3 。(3)反应中的铜的化合价由+2+1价,化合价降低,因此,氧化剂为Cu2。根据反应关系:2S2O32- I3- 2Cu20.1mol/L QUOTE 0.025L x QUOTE 0.02L0.1mol/L0.025L= x0.02L,解得x=0.125mol/L故答案为:Cu2 ;0.125。102018天津下图中反应是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl26NH3是优质的镁资源。回答下列问题:(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):_,Mg在元素周期表中的位置:_,Mg(O

39、H)2的电子式:_。(2)A2B的化学式为_。反应的必备条件是_。上图中可以循环使用的物质有_。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_(写化学式)。(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:_。(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:_。【答案】(1)r(H+)r(Mg2+)r(N3)r(Cl) 第三周期A族 (2)Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl (3)SiC (4)2Mg(OH)2

40、+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O (5)CH3CH2CHO,CH3CHO【解析】根据反应的流程过程,先判断出A2B的化学式,带入框图,结合学习过的相关知识进行分析即可。(1)MgCl26NH3所含元素的简单离子为Mg2+、Cl、N3-、H+,比较离子半径应该先看电子层,电子层多半径大,电子层相同时看核电荷数,核电荷数越大离子半径越小,所以这几种离子半径由小到大的顺序为:r(H+)r(Mg2+)r(N3)r(Cl)。Mg在周期表的第三周期A族。氢氧化镁是离子化合物,其中含有1个Mg2+和2个OH-,所以电子式为:。(2)根据元素守恒,A2B中就一定有Mg和Si,考虑到各自化合价Mg为+2

41、,Si为-4,所以化学式为Mg2Si。反应是MgCl2熔融电解得到单质Mg,所以必备条件为:熔融、电解。反应需要的是Mg2Si、NH3和NH4Cl,而后续过程又得到了NH3和NH4Cl,所以可以循环的是NH3和NH4Cl。(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,该耐磨材料一定有Si和C,考虑到课本中介绍了碳化硅的高硬度,所以该物质为SiC。(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,二氧化硫是酸性氧化物与氢氧化镁这样的碱应该反应得到盐(亚硫酸镁),考虑到题目要求写出得到稳定化合物的方程式,所以产物应该为硫酸镁(亚硫

42、酸镁被空气中的氧气氧化得到),所以反应为:2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O。(5)利用格氏试剂可以制备,现在要求制备,所以可以选择R为CH3CH2,R为CH3;或者选择R为CH3,R为CH3CH2,所以对应的醛RCHO可以是CH3CH2CHO或CH3CHO。点睛:本题是一道比较基本的元素综合问题,比较新颖的是在题目的最后一问中加入了一个有机小题,这样的无机有机综合题目是比较少见的,当然难度并不大。第(4)小题中的反应,可以参考必修1的课后练习中涉及的钙基固硫问题。方程式中按道理应该加上反应的条件,例如:加热。112018江苏碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度

43、的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末,反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液,反应方程式为(2x)Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2(1x)Al2(SO4)3xAl(OH)3+3xCaSO4+3xCO2生成物(1x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。(1)制备碱式硫酸铝溶液时,维持反应温度和反应时间不变,提高x值的方法有_。(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中,溶液的pH_(填“增大”、“减小”、“不变”)。(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:取碱式硫酸铝溶液25.00 mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分

44、反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.3300 g。取碱式硫酸铝溶液2.50 mL,稀释至25 mL,加入0.1000 molL1EDTA标准溶液25.00 mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.08000 molL1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为11)。计算(1x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中的x值(写出计算过程)。【答案】(1)适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率(2)减小(3)25mL溶液中:n(SO42)= n(BaSO4)=0.0100 mol2.5 m

45、L溶液中:n(Al3+) = n(EDTA)n(Cu2+)=0.1000 molL125.00 mL103LmL10.08000 molL120.00 mL103 LmL1=9.000104 mol25 mL溶液中:n(Al3+)=9.000103 mol1 mol (1x)Al2(SO4)3xAl(OH)3中n(Al3+)=(2x)mol;n(SO42)=3(1x)mol QUOTE = QUOTE = QUOTE x=0.41【解析】分析:(1)提高x的值,即促进Al3+的水解和CaSO4的生成。(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2,溶液碱性减弱,pH减小。(3)根据加入过量BaCl2溶液产生的固体计算n(SO42-);由消耗的CuSO4计算过量的EDTA,由

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