2021届高考化学二轮复习：滚动加练3---常见无机物及其综合应用-Word版含解析.docx

滚动加练3　常见无机物及其综合应用
1．0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。

请回答下列问题：
(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式______________(要求写出推断过程)。
(2)取270 ℃所得的样品，于570 ℃下灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为____________，其存在的最高温度是________。
(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为______________________________________
_________________________________________________________________。
(4)在0.10 mol·L－1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，常温下，当溶液的pH＝8时，c(Cu2＋)＝________ mol·L－1{Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}。若在0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2＋完全沉淀为CuS，此时溶液中的H＋浓度是________ mol·L－1。
解析　本题主要考查考生的读图力量、分析力量以及运用已有学问解决未知问题的力量。(1)0.80 g CuSO4·5H2O的物质的量是0.003 2 mol，加热到200 ℃时，固体质量为0.57 g。设该固体物质含有x个结晶水，则列式：0.003 2×(160＋18x)＝0.57，得x≈1，可得200 ℃时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O。(2)由图可知270 ℃时的固体质量与258 ℃时相同，均为0.51 g，经计算所得的样品为CuSO4，570 ℃下灼烧硫酸铜生成黑色粉末和一种氧化性气体，其反应的方程式为CuSO4CuO＋SO3↑，氧化铜溶于稀硫酸中，结晶得到CuSO4·5H2O，由图可知温度高于102 ℃，CuSO4·5H2O就会分解。故其存在的最高温度为102 ℃，(3)SO3与水反应生成硫酸，则有：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)pH＝8时c(OH－)＝10－6，由氢氧化铜的沉淀溶解平衡常数可知Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝10－12×c(Cu2＋)＝2.2×10－20，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8 mol·L－1；通入过量H2S使Cu2＋沉淀完全，已知c(Cu2＋)＝0.1 mol·L－1，依据反应关系式：Cu2＋～S2－～2H＋得c(H＋)＝0.2 mol·L－1。
答案　(1)CuSO4·H2O
CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O
　　　　250　　　　　　　　　　　　　18n
　　　　0.80 g　　　　　　0.80 g－0.57 g＝0.23 g
可得n≈4
200 ℃时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O
(2)CuSO4CuO＋SO3↑
CuSO4·5H2O　102 ℃
(3)2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O
(4)2.2×10－8　0.2
2．(2022·绍兴联考)有一未知的无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种：H＋、NH、K＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、NO、CO、SO，现取三份100 mL溶液进行如下试验：
①第一份加入足量AgNO3溶液后，有白色沉淀产生。
②其次份加入足量BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，经洗涤、干燥后，沉淀质量为6.99 g。
③第三份逐滴滴加NaOH溶液，测得沉淀与NaOH溶液的体积关系如图所示。

依据上述试验，完成下列问题：
(1)原溶液中肯定存在的离子是______________，肯定不存在的离子是_____________，无法确定是否存在的离子是______________。
(2)25～35段发生反应的离子方程式为________________________________。
(3)试验所加的NaOH的浓度为________。
(4)原溶液中NO的物质的量为n(NO)，依据供应的图像和数据，试计算n(NO)的取值范围为________。
解析　依据溶液无色可知，溶液中肯定不含Cu2＋；依据①可知，溶液中至少含有CO、SO中的一种；由图可知开头滴加NaOH溶液时就有沉淀产生，故溶液中不含H＋，分析曲线变化可知，溶液中肯定含NH、Al3＋、Mg2＋，最终沉淀为Mg(OH)2，则n(Mg2＋)＝0.01 mol；依据35～40段沉淀削减知，溶解Al(OH)3消耗5 mL NaOH溶液，则0～25段生成Al(OH)3沉淀消耗15 mL NaOH溶液，生成Mg(OH)2消耗10 mL NaOH溶液，而25～35段NH消耗10 mL NaOH溶液，结合n(Mg2＋)＝0.01 mol，可以计算出n(Al3＋)＝0.01 mol，n(NH)＝0.02 mol；由于Al3＋、Mg2＋均不能与CO共存，推出溶液中含有SO而不含CO；依据②，可以计算出n(SO)＝0.03 mol；依据35～40段，c(NaOH)＝0.01 mol÷0.005 L＝2 mol/L；由于3n(Al3＋)＋2n(Mg2＋)＋n(NH)＝0.07 mol，而2n(SO)＝0.06 mol，阳离子所带正电荷应等于阴离子所带负电荷，故肯定合有NO，而K＋无法确定。当原溶液中不存在K＋时，n(NO)＝0.01 mol，当原溶液中存在K＋时，n(NO)>0.01 mol，综上可知n(NO)≥0.01 mol。
答案　(1)NH、Al3＋、Mg2＋、SO、NO
Cu2＋、CO、H＋　K＋
(2)NH＋OH－===NH3·H2O
(3)2 mol·L－1
(4)n(NO)≥0.01 mol
3．A、B、C、D、E五种物质(或离子)含有同一种元素，它们之间有如下转化关系：

(1)若A为单质，C、D的相对分子质量相差16。常温下0.1 mol/L E溶液中只有3种离子，且溶液中的＝1012。据此推断，B的电子式为__________，D→E的化学方程式为________________________________
_________________________________________________________________。
(2)若B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性，B、C的水溶液混合后可生成D，写出B＋C→D的离子方程式：__________________；若将A的粉末与硝酸钠溶液混合后加入足量40%的氢氧化钠溶液，有无色刺激性气味的气体生成，用潮湿的红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，写出反应的离子方程式：_________________________________________________________________；
用离子方程式表示C的水溶液呈碱性的缘由：_________________________。
(3)若A～E均为化合物。A是淡黄色固体；B、C两溶液在等物质的量浓度时，C溶液的pH较小。电解D的水溶液是最重要的工业生产之一，D→E→C是工业制备C的普遍方法。则A的电子式为________；电解D的水溶液时，阳极反应式为__________________；除去C固体中的少量E应接受的方法是_________________________________________________________________。
解析　(1)＝1012，则c(H＋)＝0.1 mol/L，则E是一元强酸；C、D的相对分子质量相差16，则D分子比C分子多一个氧原子，所以D是氧化物。据此可以确定：A是N2，B是NH3，C是NO，D是NO2，E是HNO3。(2)依据含有同一种元素的两种盐溶液酸碱性相反且混合后能形成沉淀，可推断出A是铝，B是铝盐，C是偏铝酸盐，D是Al(OH)3，E是Al2O3；铝与硝酸钠、足量NaOH的混合溶液反应时生成的气体为NH3，故NO参与了反应，反应中Al转化为AlO。C的水溶液因AlO水解而呈碱性。(3)A是淡黄色固体，则A是Na2O2；由转化关系，可确定B是NaOH，C是Na2CO3，D是NaCl，E是NaHCO3。
答案　(1)　　　　　3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(2)Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3
8Al＋3NO＋5OH－＋2H2O===8AlO＋3NH3↑
AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－
(3)Na＋[]2－Na＋　2Cl－－2e－===Cl2↑　加热
4．(2022·温州中学检测)短周期常见元素形成的纯洁物A、B、C、D、E的转化关系如图所示，物质A与物质B之间的反应不在溶液中进行(E可能与A、B两种物质中的某种相同)。

请回答下列问题：
(1)若C是离子化合物，D是一种强碱，写出C的化学式________。
(2)若C与水发生复分解反应，E的水溶液呈弱酸性，D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物。
①写出由物质A和物质B制取化合物C的化学方程式
_________________________________________________________________。
②用等式表示E与NaOH溶液反应生成的正盐溶液中全部离子浓度之间的关系_________________________________________________________________。
(3)若C是一种气体，D是一种强酸。
①C与水反应的化学方程式________________________________________。
②有人认为“浓H2SO4可以干燥气体C”。某同学为了验证该观点是否正确，用下图装置进行试验。

试验过程中，浓H2SO4中未发觉有气体逸出，且变为红棕色，则你得出的结论是____________________________________________________________。
解析　(1)Na2O2是离子化合物，与水反应生成NaOH(强碱)和氧气。(2)D是既能溶于强酸、又能溶于强碱的化合物，D是Al(OH)3，则化合物C为Al2S3。(3)气体与水反应生成强酸和气体的反应，只有3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
答案　(1)Na2O2
(2)①2Al＋3SAl2S3
②c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(S2－)＋c(HS－)＋c(OH－)
(3)①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
②NO2能溶于浓硫酸中，浓硫酸不能干燥NO2
5．(2022·全国新课标Ⅱ，27)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：
(1)铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第________周期、第________族；PbO2的酸性比CO2的酸性________(填“强”或“弱”)。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为____________。
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为__________________；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为________________，阴极上观看到的现象是_____________；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为_____________，这样做的主要缺点是________________。
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO，列式计算x值和m∶n值________。

解析　(2)由题意知：该反应中，Cl元素的化合价上升，则可推出Pb元素化合价降低，又由于＋2价Pb较稳定，因此PbO2还原产物为Pb2＋，其化学方程式为：PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。
(3)由题意知：PbO＋ClO－―→PbO2，铅元素化合价上升，则Cl元素化合价应降低，故有PbO＋ClO－―→PbO2＋Cl－，利用化合价升降法配平，得反应的离子方程式为PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－。阳极应发生氧化反应，由Pb2＋―→PbO2的过程可知阳极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋；阴极发生还原反应，其中Cu2＋放电：Cu2＋＋2e－===Cu，石墨上析出铜，若电解液不加Cu(NO3)2，则阴极Pb2＋放电：Pb2＋＋2e－===Pb，由此可见这样做的缺点是不能有效地利用Pb2＋。
(4)PbO2分解的化学方程式：PbO2PbOx＋O2↑，知PbO2失重质量即为生成O2的质量；取m(PbO2)＝239，则生成m(O2)＝×32，依据题意有×32＝239×4.0%，解得x，然后依据PbOx与mPbO2·nPbO中O和Pb原子个数比相等求得m∶n的值。
答案　(1)六　ⅣA　弱
(2)PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－
Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋
石墨上析出铜　Pb2＋＋2e－===Pb　不能有效利用Pb2＋
(4)依据PbO2PbOx＋O2↑，有×32＝239×4.0%
x＝1.4，依据mPbO2·nPbO，＝1.4，＝。
6．(2022·嘉兴期末)MgSO4·7H2O在医药上常用作泻药，工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下：

请回答下列问题：
(1)用H2SO4调整溶液pH至1～2，H2SO4作用是_________________________
________________________________________________________________。
(2)加NaClO溶液至pH＝5～6并加热煮沸5～10 min，沉淀2中主要含有MnO2和另外两种难溶物，这两种难溶物的化学式分别为________、________；其中NaClO溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为____________________
________________________________________________________________。
(3)检验滤液Ⅱ中是否含有Fe3＋的试验方法是___________________________
________________________________________________________________。
(4)“操作Ⅹ”是将溶液________、________、过滤洗涤，即得到MgSO4·7H2O晶体。
(5)精确     称取制得的样品5 g，用200 mL水溶解，加入2 mol·L－1的盐酸5 mL，在不断搅拌下滴加足量2 mol·L－1 BaCl2溶液，充分反应后，得沉淀4.46 g，则样品纯度为________。
解析　(1)由于一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分，加入硫酸反应生成硫酸镁、硫酸铝、硫酸铁、硫酸锰等可溶性硫酸盐，同时生成硫酸钙和硅酸沉淀；(2)依据流程可知，Al3＋和Fe3＋都转化为沉淀，调整pH并加热，Al3＋和Fe3＋发生水解反应，生成Al(OH)3、Fe(OH)3；(5)4.46 g为BaSO4沉淀的质量，则其物质的量为0.02 mol，由此求得MgSO4的物质的量为0.02 mol，所以m(MgSO4·7H2O)＝4.92 g，求得样品纯度为98.4%。
答案　(1)将盐泥中的碳酸盐和硅酸盐转化为可溶性的硫酸盐，同时生成硫酸钙和硅酸沉淀而除去
(2)Al(OH)3　Fe(OH)3
Mn2＋＋H2O＋ClO－===MnO2↓＋Cl－＋2H＋
(3)取滤液Ⅱ1～2 mL于试管中，加入少量的KSCN溶液，若不显红色，证明滤液Ⅱ中无Fe3＋
(4)蒸发浓缩　冷却结晶
(5)98.4%
7．(2022·山东理综，32)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3＋)生产重铬酸钾(K2Cr2O7)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：

(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为____________________。通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的缘由是_____________________________________
_________________________________________________________________。
(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是___________________________。
(3)固体A主要为________________(填化学式)，固体B主要为______________(填化学式)。
(4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液________(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高产率又可使能耗最低。
解析　(1)(2)Na2Cr2O7结晶后的母液中含有Fe3＋，加碱液调整pH＝4的目的就是促使Fe3＋水解转化为Fe(OH)3沉淀除去，则过滤后得到纯的Na2Cr2O7(母液Ⅰ)；加入KCl并加热至沸腾，冷却结晶得到K2Cr2O7，反应的化学方程式为Na2Cr2O7＋2KCl===2NaCl＋K2Cr2O7；通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的缘由是低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，且随着温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小。
(3)母液Ⅱ中含有K2Cr2O7和NaCl，由于高温下K2Cr2O7的溶解度大；则蒸发浓缩得到的固体A是NaCl；母液Ⅲ中的主要成分是K2Cr2O7，冷却结晶得到固体B是K2Cr2O7。
(4)固体A(NaCl)表面附着K2Cr2O7，由于K2Cr2O7在热水中的溶解度较大而NaCl较小，故固体A用热水洗涤，洗涤液中含有K2Cr2O7，故应将洗涤液转移到母液Ⅱ中，这样，既能提高产率(回收了K2Cr2O7)，又可使能耗降低。
答案　(1)Na2Cr2O7＋2KCl===2NaCl＋K2Cr2O7　低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小(合理即得分)
(2)除去Fe3＋
(3)NaCl　K2Cr2O7
(4)Ⅱ