备战高考化学 大题精做 专题02 元素及其化合物的综合应用.docx

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备战高考化学大题精做专题02元素及其化合物的综合应用

专题02元素及其化合物的综合应用

1．中学常见的几种物质之间有如图所示的转化关系（部分反应条件及产物已略去）。

已知：

C、D为常见的非金属气体单质（常温常压），E为常见的金属单质。

请回答下列问题：

（1）F的化学式为　　　　　；G的名称是　                              。

（2）在反应①中MnO2的作用是　                       ；反应②中MnO2的作用是　　　　　　　　　　　。

（3）写出框图中由E生成F的化学方程式：

　　　　　　　　　　　；再写出一个由E生成F的化学方程式：

　　　　　　　　　　。

（4）检验G中是否含有H的试剂是；检验H中是否含有G的试剂是　　　　　　　。

（5）写出F和B反应的离子方程式：

　　　　　　；将H的溶液与E反应生成G的溶液设计成原电池，正极反应式为　　　　　　　　　　　　　　。

（6）在化工生产中，常用二氧化锰在酸性条件下氧化亚铁离子，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　；在酸性条件下，向G的溶液中滴加A，发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　。

【答案】

（1）Fe3O4　氯化亚铁

（2）作催化剂　作氧化剂

（3）2O2+3FeFe3O4　3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2

（4）KSCN（其他合理答案也可）　K3[Fe（CN）6]（其他合理答案也可）

（5）Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O　Fe3++e-Fe2+

（6）MnO2+4H++2Fe2+2Fe3++Mn2++2H2O　H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O

3Fe+2O2Fe3O4，Fe3O4+8HCl（浓）FeCl2+2FeCl3+4H2O，2FeCl3+Fe3FeCl2，2FeCl2+Cl22FeCl3，MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2↑+2H2O，2Fe+3Cl22FeCl3。

（2）在双氧水分解反应中，二氧化锰作催化剂；在实验室制氯气的反应中，二氧化锰作氧化剂。

（3）Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2。

（4）检验氯化亚铁中是否含有氯化铁，可用KSCN溶液或NH4SCN溶液；可用铁氰化钾溶液检验氯化铁中是否含有氯化亚铁。

2．金属钛（Ti）具有硬度大、熔点高、耐酸碱腐蚀的优点，被广泛用于航空航天、医疗卫生及日常生活中。

以钛铁矿（主要成分为FeTiO3）为主要原料冶炼金属钛的生产工艺如图所示。

回答下列有关问题：

（1）钛铁矿（精矿）中加入浓硫酸除生成TiOSO4外，还生成水和另外一种硫酸盐，且反应前后Fe的化合价不变，则FeTiO3中Ti的化合价为　　　　。

（2）上述流程图中加入“铁屑”的目的是　　　（填字母）。

A.防止Fe2+被氧化　　B.与Fe3+反应

C.防止Fe2+水解　　   D.防止Fe3+水解

（3）溶液Ⅰ经“操作a”可得固体副产品甲，则操作a的名称为　　　　　　　，副产品甲的化学式是　　　　　。

（4）已知钛酸难溶于水，其化学式为H2TiO3。

则溶液Ⅱ中加入水，加热时发生的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。

（5）“操作b”为加热，则中间产品乙的化学式为　　　　　　。

（6）一定条件下，利用气体丙与氢气可合成甲醇，该合成反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　，甲醇的电子式为　　　　　　。

【答案】

（1）+4

（2）A

（3）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤　FeSO4

（4）TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4

（5）TiO2

（6）CO+2H2CH3OH　

（3）操作a后得到固体副产物甲，因此该步操作为蒸发浓缩，然后冷却，使FeSO4结晶，最后过滤，得到FeSO4固体。

（4）由

（1）可知溶液Ⅱ中有TiOSO4，且后续操作为过滤，故加入水发生TiOSO4的水解反应，生成H2TiO3和H2SO4。

（5）H2TiO3受热分解生成水和TiO2。

（6）CO与H2在一定条件下生成CH3OH；甲醇分子结构中H原子满足2电子稳定结构，C、O原子满足8电子稳定结构，故其电子式为。

3．Ⅰ.化合物Mg5Al3（OH）19（H2O）4可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解：

2Mg5Al3（OH）19（H2O）427H2O↑+10MgO+3Al2O3

（1）写出该化合物作阻燃剂的两条依据____________。

（2）用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理________。

（3）已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化学方程式表示其原理_______。

Ⅱ.磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：

请回答：

（1）A的组成元素为_________（用元素符号表示），化学式为______。

（2）溶液C可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用____________。

（3）已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为1.518g·L−1），该气体分子的电子式为____。

写出该反应的离子方程式__________。

（4）写出F→G反应的化学方程式_____________。

设计实验方案探究溶液G中的主要微粒（不考虑H2O、H+、K+、I−）______________。

【答案】Ⅰ.

（1）反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气

（2）Al2O3+2OH－2+H2O

（3）NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl、MgO+2HClMgCl2+H2O

Ⅱ.

（1）S、FeFe3S4

（2）制印刷电路板

（3）Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S

（4）H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI

取溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有，过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若产生白色沉淀，则有H2SO3。

（3）氯化铵溶液中铵根离子水解溶液显酸性，氧化镁溶于水解生成的酸，反应的化学方程式为：

NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl，MgO+2HClMgCl2+H2O；

Ⅱ.C加入KSCN，D为血红色溶液，可知C为FeCl3，D为Fe（SCN）3等，可知B为Fe2O3，且n（Fe2O3）==0.015mol，n（Fe）=0.03mol，m（Fe）=0.03mol×56g/mol=1.68g，A燃烧生成的无色气体E溶液水得到酸性溶液，加入碘的KI溶液，得到无色溶液，说明碘可氧化E的水溶液，E应为SO2，F为H2SO3，G含有H2SO4和HI，可知A含有Fe、S元素，且m（S）=2.96g−1.68g=1.28g，n（S）==0.04mol，可知n（Fe）∶n（S）=3∶4，应为Fe3S4。

（1）由以上分析可知，A组成元素为Fe、S，为Fe3S4；

（2）铁离子具有强氧化性，可氧化铜，常用于刻饰铜线路板；

（3）化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体（标况下的密度为1.518g•L−1），淡黄色不溶物为S，气体的相对分子质量为1.518×22.4L=34，为H2S气体，电子式为，反应的离子方程式为Fe3S4+6H+3H2S↑+3Fe2++S；

4．IBr、ICl、BrF3等称之为卤素互化物，（CN）2、（SCN）2、（OCN）2等称之为拟卤素，它们的化学性质均与卤素单质相似，请回答下列问题。

（1）氯化碘（ICl）中碘元素的化合价为_______，它与水反应的化学方程式为ICl+H2OHIO+HCl，该反应的反应类型为___________（填中学常见的无机反应类型）；

（2）溴化碘（IBr）具有强氧化性，能与Na2SO3溶液发生反应，发生反应的离子方程式为：

_______；

（3）①已知某些离子的还原性强弱顺序为I−>SCN−>CN−>Br−>Cl−。

现将几滴KSCN溶液滴入到含少量Fe3+的溶液中，溶液立即变红，向其中逐滴滴入酸性KMnO4溶液，观察到红色逐渐褪去，请利用平衡移动原理解释这一现象_______________；

②下列物质中，也可以使该溶液红色褪去的是_________；

A.新制氯水B.碘水C.SO2D.盐酸

（4）KCN为剧毒物质，处理含有KCN的废水常用的方法是：

在碱性条件下用NaClO溶液将CN−氧化为和一种单质气体，该反应的离子方程式为__________________；

（5）已知HCN的电离平衡常数K=6.2×10−10，H2CO3的电离平衡常数K1=4.5×10−7，K2=4.7×10−11，则下列离子方程式能发生的是_________。

A.CN−+CO2+H2OHCN+B.2HCN+2CN−+CO2↑+H2O

C.2CN−+CO2+H2OHCN+D.HCN+CN−+

【答案】

（1）+1复分解反应（或非氧化还原反应）

（2）IBr++H2OI－+Br－++2H＋

（3）①酸性高锰酸钾将SCN－氧化，减小了SCN－的浓度，使Fe3＋+3SCN－Fe（SCN）3，平衡不断向左移动，最终Fe（SCN）3完全反应，红色消失②AC

（4）2CN－+5ClO－+2OH－2+5Cl－+N2+H2O

（5）AD

（3）①酸性高锰酸钾将SCN－氧化，减小了SCN－的浓度，使Fe3＋+3SCN－Fe（SCN）3的平衡不断向左移动，最终Fe（SCN）3完全反应，红色消失；②根据还原性I−>SCN−>CN−>Br−>Cl−，A.新制氯水中的Cl2可以将SCN－氧化，C.SO2可以将Fe3＋还原，故选AC。

（4）在碱性条件下用NaClO溶液将CN−氧化为CO32−和一种单质气体N2，该反应的离子方程式为2CN－+5ClO－+2OH－2+5Cl－+N2+H2O；

（5）A.因为酸性H2CO3>HCN，所以CN−+CO2+H2OHCN+可以发生；B.因为酸性H2CO3>HCN，所以2HCN+2CN−+CO2↑+H2O不能发生；C.因为酸性HCN>，所以2CN−+CO2+H2OHCN+不能发生D.因为酸性HCN>，所以HCN+CN−+可以发生。

故选AD。

5．金属材料在日常生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：

（1）人类最早使用的合金是___________，目前使用量最大的金属是________。

（2）铁和铁合金是日常生活中的常用材料，下列叙述正确的是________。

A.纯铁的硬度比生铁高              B.纯铁耐腐蚀性强，不易生锈

C.不锈钢是铁合金，只含金属元素    D.铁在一定条件下，可与水蒸气反应

E.铁在冷的浓硫酸中会钝化

（3）向沸水中滴入几滴饱和FeCl3溶液，加热至液体呈透明的红褐色，该反应的离子方程式为__________，形成的分散系中分散质的微粒直径范围是_________。

（4）向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠，有红褐色沉淀生成，如果加入的Na2O2与生成的O2的物质的量之比为3∶1，请写出发生的离子反应方程式___________________。

（5）电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜，制造印刷电路板。

请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：

_________________，向腐蚀后的废液中加入一定量的铁粉充分反应后，无固体剩余，则反应后的溶液中一定含有的离子是___________，可能含有的离子是_________。

如果从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液，现有下列试剂：

①氯气②铁粉③浓硝酸④浓盐酸⑤烧碱⑥浓氨水。

需要用到的一组试剂是_______。

A.①②④B.①③④⑥C.②④⑤D.①④⑥

（6）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型净水剂。

高铁酸钠的制备方法之一是：

在