专题17 以物质的性质为线索的理论综合题-2018年高考化

专龜十七虑勵质的性质鬲钱秦的理昶綜合龜元素及化合物综合应用型试题在高考中为必考题型，在各省市及全国卷中均有出现。在考查形式上通常以工艺流程题，物质制备、性质探究类试题，综合推断试题（少数省市，逐渐淡化）还有结合物质结构进行推断等。元素及化合物知识，在考查中与基本概念、基本理论、实验等知识融入越来越深，这也就要求我们队元素及化合物知识不再是单纯的记和背了，而是从原理的角度进行掌握，进行整体分析，通过联系、对比、归纳等方法进行解决。【例题1】绿矶是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矶的一些性质进行探究。回答下列问题：（1）在试管中加入少量绿矶样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：、。（2）为测定绿矶中结晶水含量，将石英玻璃管（带端开关K]和K2）（设为装置A）称重，记为m]go将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2go按下图连接好装置进行实验。

①仪器B①仪器B的名称是.将下列实验操作步骤正确排序（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3goA.点燃酒精灯，加热B.熄灭酒精灯C.关闭£和K2D.打开£和K2，缓缓通入N2e.称量Af.冷却至室温根据实验记录，计算绿矶化学式中结晶水数目x=（列式表示）若实验时按a、d次序操作，则使x（填“偏大”“偏小”或“无影响”）（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2,缓缓通入n2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。C、D中的溶液依次为（填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为a.品红b.NaOHc.BaCl2d.Ba（NO3）2e.浓H2SO4写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程o【答案】样品中无Fe3+【答案】样品中无Fe3+硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁干燥官dabfee生白色沉淀、品红溶液褪色2FeSO^^LFe2O3+SO2T+SO33X)Xa

c

小

偏【解析】⑴祥品滚于水滴加KSCN溶酒，溶酒颜色无明显变化，说明祥品中无F/+；再向试管中通人空气，溶酒逐渐变红，这说明有铁离子产生，即硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁，铁离子遇KSCN溶酒显红包（2）①根据仪器构造可知B是干燥管;②由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前需要排尽装置中空气，利用氮气排出空气,为了使生成的水蒸气完全排除，应该先熄灭酒精灯再冷却，然后关闭K］和K2,最后称量，即正确的排序是dabfee；样品的质量是(m2—m?g，加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为(m3—m?g，生成水的质量为(m2_m3)g，△TOC\o"1-5"\h\zFeSOH^OFeSq+x^O15218x(m3—ml)g(m2—m3)g15218x76(m-m)贝y：()=()，解得：x=(―2^)(m—m丿g(m—m丿g9(m-m)312331若实验时按a、d次序操作，在加热过程中硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m3增加，因此x偏小；⑶①最终得到红棕色固体，说明有氧化铁生成，即分解过程发生了氧化还原反应，根据化合价变化可知一定有S6生成，这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、S6和三氧化硫。三氧化硫滚于水生成硫酸，硫酸和顿离子结合生成白色沉淀硫酸顿，由于硝酸顿在酸性溶液中有氧化性，能氧化S6,所以应该用氯化顿，检峻用品红溶液，所以GD的滚液依;欠为氯化顿溶液和品红溶液，实殓现象是C中溶液变洱浊产生白色沉淀，D中品红溶液褪色，故答案为6无②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO2和SO3,根据电子守恒和原子守恒得此反应的方程式为2FeSO4壘LFe2O3+SO2T+SO3。【例题2】某化学小组用下列装置抽取收集纯净的氯气，并研究其性质。请回答下列问题。TOC\o"1-5"\h\zABCD装置A中发生反应的离子方程式为。按照气流方向各仪器接口的连接顺序为a—fg。装罝B中浓硫酸的作用是。装置C的试剂最好是。某同学认为上述方案缺少尾气吸收装置，请在下面的方框中画出该装置并注明试剂。非金属非金属O＞酸性氧化物酸一盐（5）把制取的氯气通入下图所示装置中，甲装置溶液中具有氧化性的含氯粒子；如何证明乙装置中FeCl2溶液与Cl2发生了反应？（只回答需要的试剂和现象）【答案】MnO2+4H++2Cl【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2Obcedf吸收水蒸气，干燥氯气Cl2、HC10、ClO-KSCN溶液，溶液变成红色。饱和食盐水XaOHjgS【解析】试題分析：（1）实验室制取氯气使用血5和浓盐酸。（2）制备纯净的氯气，先除去HC1杂质,再除去尽。杂质，最后收集。（3）浓硫酸起到干燥的作用，除去HO气体杂质使用饱和食盐水。（4）尾气吸收使用NsOH濬液。（5）Fe2嗽氯气氧化为Fe^检验Fe5腋用KSCN滚液，濬液变成血红色；△解析：（1）实验室制取氯气使用MnO2和浓盐酸，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2+2H2O。（2）制备纯净的氯气，先除去HC1杂质，再除去H2O杂质，最后收集，所以仪器接口的连接顺序为a—bfc—e—d—f—g。（3）浓硫酸起到干燥的作用，除去HC1气体杂质使用饱和食盐水。（4）尾气吸收使用NaOH收使用NaOH溶液，装置图为'WE。（5）把氯气通入水中，部分氯气与水反应,Cl+HO二HCI+HC10，装置甲溶液中具有氧化性的含氯粒子是Cl2、HC1O、ClO-；乙装置中Fe2+222被氯气氧化为Fe3+，检验Fe3+使用KSCN溶液，溶液变成血红色；点睛：铁盐遇KSCN溶液，变为血红色，用此方法检验Fe3+。检验Fe2+时，先加入KSCN溶液，不变血红色，再通入氯气，若变为血红色，则含有Fe2+。METHODSANDSTRATEGIES1解题方法与策略此类问题在解题过程中首先通过突破口，进行推断，然后结合相应的理论进行解题。在解题过程中常见的突破口有:（1）特殊颜色焰色反应：Na+（黄色）、K+（紫色）浅黄色固体：S或Na2O2或AgBr使品红溶液褪色的气体：SO2（加热后又恢复红色）、Cl2（加热后不恢复红色）有色溶液：Fe2+（浅绿色）、Fe3+（黄色）、3+（蓝色）、MnO4-（紫色）有色固体：红色（Cu、Cu2O、Fe2O3）、红褐色［Fe（OH）3］蓝色［Cu（OH）2］黑色（CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS）黄色（AgI、Ag3PO4）白色［Fe（0H）2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSOJ有色气体：Cl2（黄绿色）、no2与溴蒸气（红棕色）特征反应现象：白色沉淀［Fe（OH）2］空气〉红褐色［Fe（OH）3］（2）特殊性质很多物质表现出特殊的物理或化学性质，具有一些特征反应，或在反应中能产生特殊现象，受热分解产生2种或3种气体的反应：铵盐：nh4hco3、（nh4）2co3、nh4hso3、（nh4）2so3、nh4hs、（nh4）2s等NH4HCO3亠NH3T+CO2T+H2O硝酸盐：Cu（NO3）2、AgNO32Cu（NO3）2^^2CuO+4NO2T+O2f与水反应产生气体单质：Na、F2等化合物：Na2O2、Mg3N2、A12S3、CaC2等烈双水解的物质：Al3+与CO2-（HCO-）、S2-（HS-）、AlO-等332（3）特殊转化个关系：无机物之间有一些重要的衍变关系，在物质之间按照一定规律反应时，会形成一定的特征的转化关系。如：①直线型转化：NH3、H2S、C、Na等金属°2＞碱性氧化物＞碱一盐

③三角形转化:无机框图中常用到催化剂的反应：制取氧气、工业制硫酸、合成氨、制硝酸等。重要置换反应：金属f金属金属f非金属非金属f非金属非金属f金属应用数据：物质转化时式量的变化、各元素含量、相对密度等数据都是解题的关键点，可综合物质结构、性质、相互转化关系进行推断，如COfCO2,NOfNO2,SO2fSO3,转化时分子中都增加1个氧，式量变化均为16。把握信息：题目给予的新信息可与旧知识形成一个新的知识体系，题干中的“常见”“过量”等字眼为推断限定了范围；而反应条件、某些物质的频繁出现等隐含信息即是解题的重要突破口。二氧化氯(C1O2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体，沸点为10°C，可用于饮用水净化。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。回答下列问题：I.ClO2的制备己知：在强酸性溶液中用SO2己知：在强酸性溶液中用SO2还原NaC1O3能制备C1O2。反应过程中圆底烧瓶内会看到溶液中有一种白色固体析出，为了证明该物质常采用的实验操作及现TOC\o"1-5"\h\z象为：待实验完成、圆底烧瓶冷却后，。装置B中反应的离子方程式为。欲制备并收集ClO2，选择上图中的装置，其连接顺序为a-(按气流方向，用小写字母表示)装置D的作用。II.ClO2与Na2S的反应(5)将上述收集到的ClO2用N2稀释以增强其稳定性，并将适量的稀释后的ClO2通入上图所示装置中充分反应，得到无色澄清溶液。一段时间后，通过下列实验探究I中反应的产物。操作步骤实验现象结论取少量I中溶液于试管甲中，滴加品红溶液和盐酸。操作步骤实验现象结论取少量I中溶液于试管甲中，滴加品红溶液和盐酸。品红始终不褪①无色成另取少量I中溶液于试管乙中，加入Ba(OH)2溶液，振荡②有SO42-生成③继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量，静置，取上层清液于试管中，。有白色沉淀生成有Cl-生成⑹C102与Na2S反应的离子方程式为。用于饮用水净化时，ClO2相对于Cl2的优点是(任写一条)。【答案】将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里，若固体溶解，溶液变蓝，则白色固体为硫酸铜。SO2+2C1O3-=ClO2+SO42-gfh(或hfg)fb—cfe—ffd冷凝并收集C1O2SO2(或SO32-或HSO『或三者的组合均给分)生成白色沉淀加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液8ClO2+5S2-+4H2O=8Cl-+5SO42-+8H-均被还原成Cl-时ClO2得电子数是氯气的2.5倍：ClO2在水中的溶解度大；剩余的ClO2不会引起二次染污(答案合理即可)【解析】1-(1)装墨A中反应Cu与浓硫酸制备二氧化硫，化学方程式为：Cu+2H2SCM(^>A^uSCM+SQ2T+H2O5由于浓硫酸具有吸水性，反应过程中圆底烧瓶内会看到溶酒中有一种白色固体析出，要证明该物质为无水硫酸铜，可以将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里，若固体滚解，滚液变蓝，则白色固体为硫酸铜，故答案为：将反应后的混合物慢慢倒入盛有少量水的试管里，若固彳本溶解，濬液变蓝，则白色固体为硫酸铜；根据题意，在强酸性溶液中用SO2还原NaC1O3能制备ClO2,装置B中反应的离子方程式为SO2+2C1O3-=ClO2+SO42-，故答案为：SO2+2C1O3-=ClO2+SO42-；二氧化硫从a进入装置B中反应，为防止倒吸，故应在之前有安全瓶，则a—gfh，为反应充分，故再连接B装置中的b，二氧化氯沸点较低，故在D中冰水浴收集，为充分冷却，便于收集，故连接e，最后用氢氧化钠吸收未反应完的二氧化硫，防止污染空气，连接顺序为：afgfhfbfCfeff—d；故答案为：gfhfbfCfef—d；装置D的作用为冷凝并收集ClO2；故答案为：冷凝并收集ClO2；II.(5)将适量的稀释后的ClO2通入如图2所示装置中充分反应，得到无色澄清溶液，取少量I中溶液于试管甲中，滴加品红溶液和盐酸，品红始终不褪色，说明溶液中无SO2(或hso3-或SO32-)生成；故答案为：SO2(或HSO3-或SO32-)；另取少量I中溶液于试管乙中，加入Ba(OH)2溶液，振荡，有SO42-生成，硫酸根与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀；故答案为：生成白色沉淀；结论为有a注成，有白色沉淀生成，氯化银为不溶于酸的白色沉淀，检峻氯离子，故操作为：继续在试管乙中滴加Ba（OH）2至过量，静置，取上层清浹于试管丙内加入足量稀硝酸酸化的硝酸银滚液］故答案为：加入足量稀硝酸酸化的硝酸银谯耘（6）由上述分析可知ClO2与Na2S反应有氯离子、硫酸根离子的生成，故发生的离子方程式为：8ClO2+5S制备并收集纯净的氨气。所选装置正确的连接顺序为（填接口编号）。简述检验氨气的操作方法。氧气的制备及性质实验。制备装置中发生反应的离子方程式是。将纯净的氯气通入事先放入铁粉的两通硬质玻璃管中，加热制取三氯化铁（极易吸水），则在玻璃管右侧需要直接连接一个装置。若将制得的三氯化铁配制成溶液，请简述操作方法。可以用E装置收集并测量氯气的体积，其操作为。标准状况下，在D中可以发生反应3C12+2NH3=N2+6HC1。首先在烧瓶中收集满氯气然后关闭止水夹1、3,打开止水夹2,通入NH3至上述反应恰好完全进行并关闭止水夹2。若此时仅打开止水夹3,D中烧瓶中的现象为，试计算烧瓶内所得溶液的物质的量浓度为。【答案】b（c）fifjfkfm（fifj）fn将湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸制备并收集纯净的氨气。所选装置正确的连接顺序为（填接口编号）。简述检验氨气的操作方法。氧气的制备及性质实验。制备装置中发生反应的离子方程式是。将纯净的氯气通入事先放入铁粉的两通硬质玻璃管中，加热制取三氯化铁（极易吸水），则在玻璃管右侧需要直接连接一个装置。若将制得的三氯化铁配制成溶液，请简述操作方法。可以用E装置收集并测量氯气的体积，其操作为。标准状况下，在D中可以发生反应3C12+2NH3=N2+6HC1。首先在烧瓶中收集满氯气然后关闭止水夹1、3,打开止水夹2,通入NH3至上述反应恰好完全进行并关闭止水夹2。若此时仅打开止水夹3,D中烧瓶中的现象为，试计算烧瓶内所得溶液的物质的量浓度为。【答案】b（c）fifjfkfm（fifj）fn将湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）与气体接触,若试纸变蓝说明是氨化学兴趣小组在实验室里制备某些气体，并探究相关物质的性质，需要的仪器如下图所示，部分装置可重复选取。请回答下列问题：气或其他方法MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2T+2H2O干燥将FeC,固体溶解在少量盐酸中，然后加蒸馏水稀释至所需体积调节两侧液面相平，读数。收集结束后，再次调节两侧液面相平并读数，两次读数3差值即为所收集氯气的体积有喷泉产生，溶液体积约占烧瓶容积的2/3221皿01丄-1或0.134mol・L-i或0.13mol・L-1【解析】⑴①实殓室制备氨气，用氯化擾固体与熟石灰加热反应或者浓氨水与生石灰反应；生成的氨气中含有水蒸气，需要用碱石灰来干燥，气体的收集为向下排空气法,尾气的吸收注意防止产生倒吸,正确答案：j②氨气的水濬液显碱性，将溟润的红色石蕊试纸（或pH试纸）与气体接触'若试纸变蓝说明是氨气，或確有浓盐酸的玻璃棒接近气体，冒白烟；正确答案同上；（2）氧气的制备及性质实验。实验室制备氯气可用二氧化锰与浓盐酸加热反应制备；正确答案：MnO2+4H++2Cl-Mn+lJ+ZH?。；三氯化铁极易吸水，玻璃管右侧需要直接连接一个装有碱石灰的干燥装置；既能吸水，又能吸收多余的氯气；三氯化铁在水中易发生水解，为防止发生水解，将FeCl3固体溶解在少量盐酸中，然后加蒸馏水稀释至所需体积；正确答案：干燥；将FeCl3固体溶解在少量盐酸中，然后加蒸馏水稀释至所需体积；利用连通器原理，使用排液法收集气体，然后调节两侧液面相平，读数；收集结束后，冷却到室温,再次调节两侧液面相平并读数，两次读数差值即为所收集氯气的体积；正确答案：调节两侧液面相平,读数；收集结束后，再次调节两侧液面相平并读数，两次读数差值即为所收集氯气的体积；（3）反应为3Cl2+2NH3=N2+6HCl；氯化氢极易溶于水，烧瓶内气体的压强迅速减少，外压大于内压，若此时仅打开止水夹3,D中烧瓶中有喷泉生成；烧瓶内溶液体积不断增大，最终约占烧瓶容积的2/3；烧瓶内所得溶液为氨水，设烧瓶体积为VL,根据反应中系数关系，氯气的物质的量为V/22.4mol,盐酸溶质的量为V/11.2mol,盐酸溶液的体积为占整个烧瓶体积的2V/3L，盐酸溶液的浓度为（V—11.2）/2V/3=3322~4mol・L-1；正确答案：有喷泉产生，溶液体积约占烧瓶容积的2/3；224moLL-1或0.134mol・L-1或0.13mol・L-1；绿矶（FeSO4・7H2O）在不同温度下可分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物。已知SO3是一种无色晶体，熔点16.8°C,沸点44.8，氧化性及脱水性较浓硫酸强，能漂白某些有机染料，如品红等。回答下列问题：

同学甲按右图所示装置实验检验绿矶的分解产物。装置B中可观察到的现象是，由此得出绿矶的分解产物中含有so2。装置C的作用是。同学乙认为同学甲的实验结论不严谨。乙对甲做完实验的B装置试管进行加热，发现褪色的品红溶液未恢复红色，则可证明绿矶分解的产物中。(选填字母)A•不含SO2B.可能含SO2C.一定含有SO3同学丙查阅资料发现绿矶受热分解还可能有02放出，为此，丙选用甲的部分装置和下图部分装置设计出了一套检验绿矶分解气态产物的装置：TOC\o"1-5"\h\z同学丙的实验装置中，依次连接的合理顺序为。能证明绿矶分解产物中有02的实验操作及现象是。为证明绿矶分解产物中含有三价铁，选用的实验仪器有试管、药匙、；选用的试剂为。【答案】品红溶液褪色吸收尾气，防止SO2(S03)等气体扩散到空气污染环境BCAFGBDH把H中的导管移出水面，撤走酒精灯，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内,木条复燃，证明试管中收集的气体是氧气胶头滴管盐酸，KSCN溶液【解析】试题分析：本题以■探究绿矶分解产物为载体，考查S02的性质，实殓装蛊的连接，物质的检殓，实验方案的设计和评价。⑴根据题意，绿矶在不同温度下可分解得到各种铁的氧化物和硫的氧化物，SO3都能使品红溶液褪色，装置E中可观察到的现象是：品红溶液褪色。装置C的作用是：吸收尾气，防止EQ(SO3)等气体扩散到空气污染环境。经SO2漂白过的品红溶液加热后可恢复红色，SO3也能漂白品红。对B装置试管进行加热，褪色的品红溶液未恢复红色，说明产物中一定含SO3，可能含SO2,答案选BC。①根据题意，绿矶分解的气态产物可能有H2O(g)、S02、SO3和02。检验H2O(g)用无水CuSO4；检验SO2用品红溶液；根据题给SO3的物理性质，检验SO3将气态产物冷却观察是否有晶体析出；检验02用带火星的木条。为了防止检验其它气体时带出的H2O(g)干扰分解产物H2O(g)的检验，故先检验产物H2O(g)；由于S03也能漂白品红，所以先检验S03并除去S03后检验SO2；检验SO2后用碱液吸收SO2，收集02并检验02;装置连接的合理顺序为AFGBDH。②02能使带火星的木条复燃，证明绿矶分解产物中有02的实验操作及现象是:把H中的导管移出水面，撤走酒精灯，用拇指堵住试管口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证明试管中收集的气体是o2。绿矶分解得到铁的氧化物和硫的氧化物，要证明分解产物中含有三价铁，用非氧化性酸将分解的固体产物滚解，再用KSCN滚港检验；选用的实验仪器有试管、药匙、胶头滴管；选用的试剂是盐酸、实验操作为：取固体分解产物少许于试管中，加入足量稀盐酸使固体充分溶解，再向溶液中加入KSCN滚滋，若滚液呈血红色，则分解产物中含三价铁。点睛：本题的难点是第(3)问中装置的连接顺序，物质检验时一般用特征方法，但需要注意其它物质的干扰，所以检验时要确定检验的顺序(如本题中先用无水CuSO4检验水蒸气等)，若有干扰必须先排除干扰(如本题中so3会干扰SO2的检验，检验SO2之前必须除去SO3)o请回答：TOC\o"1-5"\h\z(1)仪器A的名称是。⑵装置C中NaOH的作用是。⑶下列说法正确的是。装置1、3、4中溶液均褪色，可证明SO2具有漂白性装置2中石蕊试液只变红不褪色，证明SO2是一种酸性氧化物反应结束后，可由a导管向装置中加水，将气体赶出后再拆装置在a导管处用向下排空气法收集SO2【答案】分液漏斗吸收多余的S02，防止污染空气BC【解析】本题考查实验性质设计方案的评价，〔1)仪器A为分液漏斗：(2)有毒，危害空气，◎属于酸性气体，因此氢氧化钠的作用是屋气处理，即吸收多余⑶仏品红潯滋褪色，说明SS的潺白性，溟水、高猛酸钾溶液褪色，证明的还原性，故错误；B.是酸性氧化物，使石蕊溶液只变红，不褪色，故正确：C、EO易滚于水，由3导