22届高考化学复习：综合大题规范练（一）

综合大题规范练

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综合大题规范练(一)

I.铝酸锂(LizMoOQ的外观为白色结晶粉末，易溶于水，难溶于有机溶剂，用于电极材料、

金属陶瓷的制作。工业上以某精选铝矿(主要含MOS2,还含有少量CuFeSz)为原料制备

Li2MoO4,其工艺流程如图：

HCI(aq)、FeCh(aq)O2

■矿粉T酸浸:氧化H洗涤、车鼾壁T受花、灼烧产-

II

滤液1尾气

氨水HNO.,(aq)LiOH(aq)

[^1酸彳J沉铝Li2Mo0,(叫)

滤液2

回答下列问题：

22

⑴“滤液1”含有的离子主要有Fe\Cu\sor、cr,“酸浸、氧化”过程中，CuFeS2

与FeCl3溶液反应的离子方程式为。

(2)写出“氧化、灼烧”时发生反应的化学方程式：

(3)MOO3属于氧化物(填“酸性”“碱性”或“两性”)。

(4)“酸化沉钥”过程中，溶液pH和反应时间对铝酸的析出有很大影响，根据图中数据判断

最佳的“酸化沉钥”条件：pH为、反应时间为；滤液2中含有的主要溶质

的用途是(填一种即可)。

481216202428

母液含钳量/(g・Lr

(实线、虚线分别表示其他条件相同时反应时间、

pH对实验结果的影响)

(5)H2MoC)4和Li2co3在熔融状态下反应也可生成Li2MoO4,写出反应的化学方程式:

在实验中该熔融操作可以在________(填字母)中进行。

A.陶瓷日堪B.石英甜烟C.铁用期

⑹将“滤液1”用酸性H2O2氧化，得到含c(Fe3+)=0.01molL，c(Cu2+)=0.22moll/i的

混合溶液。若调节pH使溶液中Fe3+浓度不超过5.0X106mol-L_1,而CM+全部留在母液中，

-38

则该溶液的pH范围为｛已知KSplFe(OH)3J=4.0X10,/Csp[Cu(OH)2]=2.2XIO"。，

lg2=0.3｝。

答案(1)CuFeS2+16Fe3++8H2O=Cu2++2SOF+17Fe2++16H+

灼烧

(2)2MOS2+7O2^=4SO2+2MoO3

(3)酸性(4)1.060min可用于制氮肥

♦gaii

(5)H2MOO4+Li2CO3===Li2MoO4+H2O+CO2tC

(6)3.3WpH<4.5

解析⑴“滤液1”含有的离子主要有Fe2\Cu2+、SOK、CF,“酸浸、氧化”过程中，

3+2+2+

CuFeS2与FeCb溶液反应的离子方程式为CuFeS2+16Fe+8H2O=Cu+2S0r+17Fe

+16H+。

(2)“氧化、灼烧”时M0S2与氧气生成二氧化硫和三氧化隹1,反应的化学方程式：2Mos2+

7O2=^=4SO2+2MOO30

(3)通过流程中MOC>3加入氨水进行氯浸生成(NH4)2MOO4,可知MoOj为酸性氧化物。

(4)由图可知，pH=1.0时，母液含锢量最低(虚线表示)，当时间为60min时，母液含锢量最

低(实线表示)，母液含锢量最低，“酸化沉锢”最佳；滤液2中含有的主要溶质为硝酸锭，

用途是可用于制氮肥。

(5)H2MoCM和Li2co3在熔融状态下反应也可生成Li2Mo。4,反应的化学方程式：H2MoO4+

Li2CO3=^=Li2MoO4+H2O+CO2t;在实验中该熔融操作可以在铁卅病内进行，因为Li2co3

可腐蚀陶瓷、石英均烟。

(6)由题可知，c(Fe3+)W5.0X10-6mol-L-1,而以0｛)=寸”拶；)31,^OH^^ZOXIO-"mol-

K]Q-14

L-1,因为c(H+)=d、,则c(H+)<-Hmol-L-|=5.0X10-4mol-L-',所以pH23.3;

c(Cu2+)=0.22mol-L-1,当Cu?+开始沉淀时，,(OH”、/如峭??期=欧寸moU,

10-14

。但+)=而而molL-,=10-45molL_,,pH=4.5,则该溶液的pH范围为3.3WpH<4.5。

2.甘氨酸亚铁[(H2NCH2coO)2Fe]可有效改善缺铁性贫血，化学兴趣小组的同学设计了如下两

个实验：装置1制备碳酸亚铁晶体；装置2制备甘氨酸亚铁(加热和夹持装置均已略去)。己

知：柠檬酸易溶于水，具有较强的酸性和还原性。回答下列问题：

I.碳酸亚铁晶体(FeCCh-，汨2。)的制备

(1)实验操作如下：关闭f,打开e,然后关闭活塞a,打开活塞b、c,加入适量稀硫酸反应一

段时间后，关闭活塞b、c,打开活塞a,以上操作的目的是

实验结束后，若装置B中没有出现碳酸亚铁晶体，可能的原因是

(2)反应结束后，对装置B中的反应液进行静置、过滤、洗涤、干燥，得到碳酸亚铁晶体。过

滤操作过程中用到的玻璃仪器有；

干燥过程中可能有少量碳酸亚铁晶体被氧化为FeOOH,反应的化学方程式为

O

IL甘氨酸亚铁［(HzNCH2coO)2Fe］的制备

实验操作如下：将装置1制取的碳酸亚铁晶体与甘氨酸的水溶液混合加入到装置C中，关闭

e,打开f,然后利用装置E中盐酸和碳酸钙反应生成的气体排尽装置中的空气，接着滴入柠

檬酸溶液并加热。反应结束后过滤，滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥，得到甘氨酸亚铁。

(3)仪器h的名称为；试剂g为___________(填试剂名称)。

(4)为了提高(H2NCH2coO)2Fe的产率，需要控制装置C中反应溶液的pH在5.6~6.0之间。

若pH过低，(H2NCH2co0)2Fe的产率将降低，其原因为

滴入柠檬酸溶液的作用除了促进FeCCh的溶解，调节溶液的pH外，还有«

(5)(H?NCH2coO)2Fe中Fe?+含量的测定：使用电子天平准确称取3.640g产品，用蒸储水配

制成100mL溶液。取出25.00mL溶液于锥形瓶中，向其中加入一定量的稀硫酸酸化，用

0.05000mol-L-iKMnO4标准溶液滴定至终点(已知滴定过程中只有Fe?+被氧化),消耗KMnO4

标准溶液的体积为17.20mLo则产品中Fe?+的质量分数为%(保留1位小数)。

答案(1)排尽装置内的空气，将装置A产生的硫酸亚铁压入到装置B中发生反应装置A

中稀硫酸量过多，太早关闭活塞b、c,打开活塞a,导致装置A中生成的硫酸亚铁量很少，

很多稀硫酸被压入到装置B中，从而导致实验失败(2)烧杯、漏斗、玻璃棒4FeCO3/;H2O

+02=4Fe00H+4CO2+(4n-2)H2O(3)圆底烧瓶饱和碳酸氢钠溶液(4)pH过低，氢离

子浓度较大，氢离子和HzNCH2coOH反应，不利于(&NCH2coO)2Fe的生成防止亚铁离

子被氧化(5)26.5

解析(1)实验操作如下：关闭f,打开e,然后关闭活塞a,打开活塞b、c,加入适量稀硫酸

反应一段时间后，关闭活塞b、c,打开活塞a,以上操作的目的是排尽装置内的空气，将装

置A产生的硫酸亚铁压入到装置B中发生反应；实验结束后，若装置B中没有出现碳酸亚

铁晶体，可能的原因是装置A中稀硫酸量过多，太早关闭活塞b、c,打开活塞a,导致装置

A中生成的硫酸亚铁量很少，很多稀硫酸被压入到装置B中，从而导致实脸失败。

(2)过滤操作过程中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；干燥过程中可能有少量碳酸亚铁晶

体被氧化为FeOOH,反应的化学方程式为4FeCO3〃H2O+O2===4FeOOH+4co2+(4〃-2汨20。

(3)仪器h的名称为圆底烧瓶；试剂g主要是除掉二氧化碳中的HC1,因此g为饱和碳酸氢钠

溶液。

(4)为了提高(H2NCH2coO)2Fe的产率，需要控制C中反应溶液的pH在5.6〜6.0之间。若pH

过低，(H2NCH2co0)2Fe的产率将降低，其原因为pH过低，氢离子浓度较大，氢离子和

H2NCH2co0H反应，不利于(H2NCH2co0)2Fe的生成；由于柠檬酸具有还原性，亚铁盐具有

还原性，柠檬酸溶液的作用除了促进FeCCh的溶解，调节溶液的pH夕卜，还能防止亚铁离子

被氧化。

(5)根据题意得5Fe2+~MnO；,因此«(Fe2+)=5X0.05000mol-L-'X17.20X10-3LX4=

，+0.01720molX56g-moF1

0.01720mol,w(Fe2)=------------3640。--------X100%-26.5%。

3.二氧化碳是常见的温室气体，其回收利用是环保领域研究的热点课题。

(1)在一定条件下，CO2与H2反应可合成CH2=CH2，该反应分两步进行：

I,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A//=+4l.2kJmol'

II.2CO(g)+4H2(g)CH2=CH2(g)+2H2O(g)-210.5kJmol

①CO2与H2反应合成CH2=CH2的热化学方程式为

②保持其他因素不变，下列描述不正确的是(填字母)。

A.升高温度可使反应I的平衡常数减小

B.加压可使反应n的平衡正向移动，反应I的平衡一定不移动

C.恒温恒压下通水蒸气，反应II的平衡逆向移动

D.增大H?的浓度，能提高CO?合成CH2=CH2的转化率

③T℃,压强恒定为100kPa时，将"(CCh):"(Ph)=1：3的混合气体和催化剂投入反应

器中，达平衡时，部分组分的物质的量分数如下表所示。

组分

H2COCH2=CH2

12525100

物质的量分数/%

CO2的平衡转化率为，反应I的平衡常数&=(却是以分压表示的平衡常数,

分压=总压X物质的量分数)。

⑵在一定条件下，CO2与H2反应可合成CH30cH3,其过程中主要发生下列反应：

主反应：2co2(g)+6H?(g)CH30cH3(g)+3H2O(g)A//=-122.5kJ-mol~'

1

次反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)A//=+41.2kJ-mol

在恒压、CCh和H2的起始量一定的条件下，CO?平衡转化率和平衡时CH30cH3的选择性随

温度的变化如图。

CHQCH：，的选择性

CO,平衡转化率

240280320360

温度/七

其中：CHQCH,的选择性二嗡喘黯患XI。。％。

①温度高于300℃,C02平衡转化率随温度升高而上升的原因是

②220℃时，在催化剂作用下CO?与H2反应一段时间后，测得CH30cH3的选择性为40%(图

中M点)。不改变反应时间和温度，例举一条一定能提高CH30cH3选择性的措施：

(3)某种“大气固碳”电池充放电工作原理如图所示，其放电时电池反应为3co2+4Li-

2Li2cO3+C。

区电出气

-»co,,o,

匚

-co,

「版电进气

已知：该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，可使只有电极B附近的Li2c。3发生反

应。写出该电池充电时阳极发生的电极反应式：。

1

答案(l)@2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)AW=-128.1kJ-moP②AB

③90%3.4(2)①次反应的△”>(),主反应的AH<0,温度升高使CO2转化为CO的平衡转

化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度

②增大压强(或使用对主反应催化活性更高的催化剂)

-+

(3)2Li2CO3-4e=2CO2f+4Li+O2t

解析⑴①根据盖斯定律21+II可得：2CCh(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)

=-128.1kJmor'o

②反应I为吸热反应，升高温度平衡正向移动，可使反应I的平衡常数增大，故A错误；反

应n为气体分子数减少的反应，加压可使反应n的平衡正向移动，c(H2)减小，反应I的平衡

逆向移动，故B错误：恒温恒压下通水蒸气，反应物的分压减小，反应n的平衡逆向移动，

故C正确；增大H2的浓度，使平衡正向移动能提高C02合成CH2=CH2的转化率，故D正

确。

③设CCh、H2起始物质的量分别为1mol、3mol,反应I生成CO物质的量为xmol,反应H

生成乙烯的物质的量为ymol,根据转化关系可得：

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

起始量/mol1300

转化量/molXXXX

2CO(g)+4H2(g)CH2=CH2(g)+2H2O(g)

转化量/mol2y4)，y2y

CO2的物质的量为(1—X)mol,H2的物质的量为(3—工一4y)mol,CH2==CH2的物质的量为ymol,

CO的物质的量为(x—2y)mol,口0值)的物质的量为(%+2y)mol,气体总物质的量为(4一

3y)mol。根据表格物质的量分数可知：=*%,解得y=0.4,:：=^%,解得工

=0.9,CO2的平衡转化率为*?X100%=90%,CO2的物质的量分数为出=7=黑，

1moi43XU.4Z.o

1.71.7

比0值)的物质的量分数为‘反应1的平衡中数为Kp—p(CO2>p(H2)

4-3X0.4—2.8

2517

亏X100kPaX力义100kPa

/Z.o

-------------------------=34。

01125

广义lOOkPaX^z-X100kPa

Z.o/

(2)①由图像可知，当温度高于300℃时，CO2的平衡转化率增大，而CH3OCH3的选择性降

低，即此温度下主要发生的是次反应，次反应是吸热反应，当温度升高，CO2转化为CO的

平衡转化率上升；而主反应是放热反应，当温度升高，CO2转化为CH30cH3的平衡转化率下

降，且上升幅度超过下降幅度。

②要提高CH3OCH3的选择性，有两种措施：一是增大压强，使主反应的平衡向右移动，从

而提高CH30cH3的选择性；二是使用对主反应催化活性更高的催化剂，使主反应更易发生，

从而提高CH30cH3的选择性。

(3)放电时，负极发生的反应为Li-e--Li+,正极发生的反应为3co2+46-+4口+=2口2co3

+C,充电时，电极B为阳极，根据题意，通过催化剂的选择性控制，可使只有电极B附近

+

的Li2cCh发生反应，则阳极的电极反应式为2Li2cO3-4e-=2CO2t+4Li+O2t。

4.锂离子电池让电动汽车飞速发展，有利于实现节能减排。LiCoCh、LiFePOhWTisOp常

用作电池的电极材料，LiPF6、LiAsF6常用作锂离子聚合物电池的载体材料。

回答下列问题：

(l)LiCoO?中基态Co原子的电子排布式为,其核外电子的空间运动状态有

________种。

(2)LiFePC>4与LiPF6中所含的非金属元素电负性由大到小的顺序为,PFA的立体构型

为o

(3)含氧酸的通式可写为(HO),”RO“，根据含氧酸的结构规律，下列酸中酸性与H3P04相近的

有(填字母)。

A.HC10B.H2SO4

C.HNO2D.HNO3

(4)电池工作时，Li+可在电解质LiPF6或LiAsF。中发生迁移，相同条件下，Li卡在________

(填“LiPF6”或“LiAsF6”)中迁移较快，原因是

(5)Li4Ti50i2中Ti元素的化合物TiCh是一种重要的瓷器釉料。研究表明，在TiO2中通过氮掺

杂反应可生成TiO2-“N6能使TiCh对可见光具有活性，掺杂过程如图所示。

TiO2TiOz-M,

则TiO2「N,晶体中〃=，b=。

答案⑴Is22s22P63s23P63d74s2(或[Ar]3d74s2)15(2)E>O>P正八面体形(3)C

(4)LiAsF6PF6的半径比AsFA的小，PFJ与Li卡的作用比AsF<?与L广的作用强，迁移速度就

慢。启!

解析⑴基态Co原子核外有27个电子,根据能量最低原理书写电子排布式为Is22s22P63s23P63d74s2

或[Ar]3d74s2；s轨道有一种空间运动状态，p轨道有三种空间运动状态，d轨道有五种空间运

动状态，因此基态Co原子的核外电子的空间运动状态有15种。

(2)LiFePO4与LiPF6中所含的非金属元素为P、0、F,电负性由大到小的顺序为F>O>P;PF&

的中心原子上的价层电子对数为6+«5+1—6)=6,没有孤电子对，立体构型为正八面体形。

(3汨3Po4可写为(H0)3P0,HC1O可写为HOC1,H2so4可写为(HO)2so2,HNC>2可写为HONO,

HNO3可写为HONO2,HNC>2和H3Po4的非羟基氧原子数〃相同，酸性相近。

(4)PFJ的半径比AsFj的小，PFZ与Li卡的作用比AsFj与Li卡的作用强，迁移速度就慢。

(5)由图可知，在TiCh晶胞中，Ti原子位于顶角、面上和体心处，0原子位于面上、棱上以

及晶胞内，因此1个晶胞中含有的Ti原子个数为8X5+4X〈+1=4,O原子个数为8X〈+8xJ

+2=8,进行N掺杂后，棱上和晶胞内分别有1个O原子形成氧空穴，面上有1个0原子

被N原子替代，则掺杂后晶胞中N原子个数为0原子个数为8—1—：=苧，晶胞内各

2571

原子数为TiaC^N],将Ti原子数定为1,可得：TiOjjN,,即2—〃=而a=丘%=矛

T2168

5.新型芳香族化合物I在消灭或抑制植物生长方面具有很高的选择性，其合成路线如下：

—定条件

已知：RICHO+R2NH2—>R|CH=N—R2

回答下列问题：

(1)F的化学名称为,由A生成B的反应类型为。

(2)由G生成H的化学方程式为____________________________________________________

(3)D的结构简式为,

测定E分子中的官能团的仪器