高三化学总复习专题训练无机综合.docx
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高三化学总复习专题训练无机综合
高三总复习专题训练：
无机综合（专题训练）
1、NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3，如下图所示。
（1）I中，NH3和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是________________________。
（2）II中，2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）。
在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（p1、p2）下温度变化的曲线（如右图）。
①比较p1、p2的大小关系_____________。
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_______________。
（3）III中，将NO2（g）转化成N2O4（l），再制备浓硝酸。
①已知：
2NO2（g）
N2O4（g）ΔH1
2NO2（g）
N2O4（l）ΔH2
下列图像符合实际的是：
②N2O4与O2、H2O化合的化学方程式____________________________。
（4）IV中，电解NO制备NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是________，说明理由：
____________________________
_________________________________________________。
2、电镀行业产生的酸性含铬废水对环境有污染，其中所含的Cr（VI）是主要污染物，可采用多种方法处理将其除去。
查阅资料可知：
1在酸性环境下，Cr（VI）通常以Cr2O72-的形式存在，Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+
2Cr2O72-的氧化能力强于CrO42-
3常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：
阳离子
Fe3+
Fe2+
Cr3+
开始沉淀的pH
1.9
7.0
4.3
沉淀完全的pH
3.2
9.0
5.6
I．腐蚀电池法
（1）向酸性含铬废水中投放废铁屑和焦炭，利用原电池原理还原Cr（VI）。
下列关于焦炭的说法正确的是
（填字母序号）。
a.作原电池的正极b.在反应中作还原剂c.表面可能有气泡产生
II．电解还原法
向酸性含铬废水中加入适量NaCl固体，以Fe为电极电解，经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成排出，从而使废水中铬含量低于排放标准。
装置如右图所示。
（2）A极连接电源的极，A极上的电极反应式是。
（3）电解开始时，B极上主要发生的电极反应为2H++2e-=H2↑，此外还有少量Cr2O72-在B极上直接放电，该反应的电极反应式为。
（4）电解过程中，溶液的pH不同时，通电时间（t）与溶液中Cr元素去除率的关系如右图所示。
①由图知，电解还原法应采取的最佳pH范围为。
a.2~4b.4~6c.6~10
②解释曲线I和曲线IV去除率低的原因：
。
3、钴酸锂废极片中钴回收的某种工艺流程如下图所示，其中废极片的主要成分为钴酸锂（LiCoO2）和金属铝，最终可得到Co2O3及锂盐。
（1）“还原酸浸”过程中，大部分LiCoO2可转化为CoSO4，请将该反应的化学方程式补充完整：
2LiCoO2+3H2SO4+□==□CoSO4+□+□+□。
（2）“还原酸浸”过程中，Co、Al浸出率（进入溶液中的某元素质量占固体中该元素总质量的百分数）受硫酸浓度及温度（t）的影响分别如图1和图2所示。
工艺流程中所选择的硫酸浓度为2mol.L-1，温度为80oC，推测其原因是。
A.Co的浸出率较高B.Co和Al浸出的速率较快
C.Al的浸出率较高D.双氧水较易分解
t
图1
图2
（3）沉铝过程中发生的反应为：
（写离子方程式），加入（NH4）2C2O4后得CoC2O4沉淀。
写出CoC2O4沉淀在空气中高温煅烧得到Co2O3的反应的化学方程式：
。
（4）若初始投入钴酸锂废极片的质量为1kg，煅烧后获得Co2O3的质量为83g，已知Co的浸出率为90%，则钴酸锂废极片中钴元素的质量分数约为（小数点后保留两位）。
（5）已知“沉锂”过程中，滤液a中的c（Li+）约为10-1mol·L-1，部分锂盐的溶解度数据如下表所示。
温度
Li2SO4
Li2CO3
0oC
36.1g
1.33g
100oC
24.0g
0.72g
结合数据分析，沉锂过程所用的试剂b是（写化学式），相应的操作方法：
向滤液a中加入略过量的试剂b，搅拌，，洗涤干燥。
4、某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如下研究。
装置（气密性良好，试剂已添加）
操作
现象
打开分液漏斗活塞，逐滴加入浓氨水
ⅰ．C中气体颜色变浅
ⅱ．稍后，C中出现白烟并逐渐增多
（1）用平衡移动原理解释A中产生氨气的原因：
（2）现象ⅰ，C中发生的反应为：
2NH3（g）＋3Cl2（g）＝N2（g）＋6HCl（g）△H=—456kJ·mol-1
已知：
①NH3的电子式是。
②断开1molH－N键与断开1molH－Cl键所需能量相差约为，NH3中的H－N键比HCl中的H－Cl键（填“强”或“弱”）。
根据数据分析，N和Cl的非金属性强的是：
（3）现象ⅱ中发生的化学方程式：
（4）为避免生成白烟，该学生设计了下图装置以完成Cl2和NH3的反应。
若该装置能实现设计目标，则
①石墨b电极上发生的是反应（填“氧化”或“还原”）
②写出石墨a电极的电极反应式：
（5）为了避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响，需经处理后排放。
右图是
间接氧化工业废水中
氨氮（NH4+）的示意图。
1结合电极反应式简述间接氧化法去除氨氮的原理：
。
②若生成H2和N2的物质的量之比为3:
1，则处理后废水的pH
将（填“增大”、“不变”或“减小”），
请简述理由：
。
5、以黄铜矿（主要成分二硫化亚铁铜CuFeS2）为原料，用Fe2（SO4）3溶液作浸取剂提取铜，总反应的离子方程式是CuFeS2+4Fe3+
Cu2++5Fe2++2S。
（1）该反应中，Fe3+体现________性。
（2）上述总反应的原理如右图所示。
负极的电极反应式是________。
（3）一定温度下，控制浸取剂pH=1，取三份相同质量
黄铜矿粉末分别进行如下实验：
实验
操作
2小时后Cu2+浸出率/%
加入足量0.10mol·L－1Fe2（SO4）3溶液
78.2
加入足量0.10mol·L－1Fe2（SO4）3溶液，通入空气
90.8
加入足量0.10mol·L－1Fe2（SO4）3溶液，再加入少量0.0005mol·L－1Ag2SO4溶液
98.0
对比实验
、
，通入空气，Cu2+浸出率提高的原因是________。
②由实验
推测，在浸取Cu2+过程中Ag+作催化剂，催化原理是：
ⅰ．CuFeS2+4Ag+==Fe2++Cu2++2Ag2S
ⅱ．Ag2S+2Fe3+==2Ag++2Fe2++S
为证明该催化原理，进行如下实验：
a．取少量黄铜矿粉末，加入少量0.0005mol·L－1Ag2SO4溶液，充分混合后静置。
取上层清液，加入稀盐酸，观察到溶液中________，证明发生反应
。
b．取少量Ag2S粉末，加入________溶液，充分混合后静置。
取上层清液，加入稀盐酸，有白色沉淀，证明发生反应
。
（4）用实验
的浸取液电解提取铜的原理如图所示：
电解初期，阴极没有铜析出。
用电极反应式解释原因是____。
将阴极室的流出液送入阳极室，可使浸取剂再生，再生的原理是________。
6、近年科学家提出“绿色自由”构想。
把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中，再把CO2从溶液中提取出来，并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。
其工艺流程如图所示：
（含CO2）
（1）吸收池中的离子方程式：
分解池中的反应为_______________。
（2）在合成塔中，若有4400gCO2与足量H2反应，生成气态的H2O和甲醇，可放出5370kJ的热量，该反应的热化学方程式为_______________________________________。
（3）该工艺体现了“绿色自由”构想的“绿色”理念的方面有_______________________。
（4）一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在不同催化剂作用下发生反应I、反应II与反应III，相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示：
（图中c点的转化率为66.67%，即转化了2/3）
①催化剂效果最佳的反应是（填“反应I”、“反应II”、“反应III”）。
②b点v（正）v（逆）（填“>”、“<”或“=”）。
③若此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是。
④c点时该反应的平衡常数K＝。
（5）科学家还研究了其它转化温室气体的方法，利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。
该装置工作时，N电极的电极反应式为___________________________。
M极的电极反应为：
7、工业上由N2、H2合成NH3。
制备H2需经多步完成，其中“水煤气（CO、H2）变换”是纯化H2的关键一步。
（1）水煤气变换：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g），平衡常数K随温度变化如下：
温度/℃
200
300
400
K
290
39
11.7
①下列分析正确的是。
a.水煤气变换反应的△H＜0
b.增大压强，可以提高CO的平衡转化率
c.增大水蒸气浓度，可以同时增大CO的平衡转化率和反应速率
②以氨水为吸收剂脱除CO2。
当其失去吸收能力时，通过加热使吸收剂再生。
用化学
方程式表示“吸收”、“再生”两个过程：
、。
（2）Fe3O4是水煤气变换反应的常用催化剂，经CO、H2还原Fe2O3制备。
两次实验结果如下：
实验Ⅰ
实验Ⅱ
通入气体
CO、H2
CO、H2、H2O（g）
固体产物
Fe3O4、Fe
Fe3O4
结合化学方程式解释H2O（g）的作用：
。
（3）2016年我国某科研团队利用透氧膜，一步即获得N2、H2，工作原理如图所示。
（空气中N2与O2的物质的量之比按4:
1计）
①起还原作用的物质是。
②膜Ⅰ侧发生的电极反应式是。
③膜Ⅰ侧所得气体
，CH4、H2O、O2反应的化学方程式是。
8、Li—CuO二次电池的比能量高、工作温度宽，性能优异，广泛应用于军事和空间领域。
（1）Li—CuO电池中，金属锂做极。
（2）比能量是指消耗单位质量的电极所释放的电量，用来衡量电池的优劣。
比较Li、Na、Al分别作为电极时比能量的大小：
。
（3）通过如下过程制备CuO。
①过程Ⅰ，H2O2的作用是。
过程I中在实际过程中，往往有气体产生，原因是：
②过程Ⅱ产生Cu2（OH）2CO3的离子方程式是。
③过程Ⅱ，将CuSO4溶液加到Na2CO3溶液中，研究二者不同物质的量之比与产品纯度的关系（用测定
铜元素的百分含量来表征产品的纯度），结果如下：
已知：
Cu2（OH）2CO3中铜元素的百分含量为57.7%。
二者比值为1:
0.8时，产品中可能含有的杂质是，
产生该杂质的原因是。
④过程Ⅲ反应的化学方程式是。
（4）Li—CuO二次电池以含Li+的有机溶液为电解质溶液，其工作原理示意如下。
放电时，正极的电极反应式是。
9、利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。
某工厂对制革工业污泥中Cr（Ⅲ）的处理工艺流程如下：
其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
（1）实验室用18.4mol·L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol·L-1的硫酸，需量取浓硫酸______mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外，还需__________________。
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有___________________________。
（答出两点）
（3）H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，写出此反应的离子方程式：
_________________________________。
（4）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
—
—
—
沉淀完全时的pH
3.7
11.1
5.4（>8溶解）
9（>9溶解）
加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为CrO42-。
滤液Ⅱ中阳离子主要有_____________；但溶液的pH不能超过8，其理由是_____________________________________________________。
（5）钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR
MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是__________________。
（6）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式：
___________________________。
10、资料显示，可用次氯酸钠处理废水中的氨氮（NH3），使其转化为氮气除去，其主要反应如下：
①NH3（aq）+HClO（aq）═NH2Cl（aq）+H2O（I）
②2NH2Cl（aq）+HClO（aq）═N2（g）+H2O（I）+3HCl（aq）
（1）在其他条件不变的情况下，向一定量废水中逐滴滴加次氯酸钠溶液，氨氮去除率随n（NaClO）/n（NH3）的变化曲线如下：
Ⅰ.物质NH2Cl中氮元素的化合价是。
Ⅱ.a-b点间，溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是。
（2）Ⅰ.反应①②中HClO的来源用化学用语解释是。
Ⅱ.实验测得，废水中pH与氨氮去除率如右图所示：
pH较高时，氨氮去除率下降的原因是。
pH较低时，氨氮去除率也下降，可能的原因是。
（3）运用上述原理去除废水中的氨氮，可结合右图所示的电解法。
Ⅰ.a极为。
Ⅱ.d极反应式为。
11、利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2（SO4）3、TiOSO4]，生产铁红和补血剂乳酸亚铁。
其生产步骤如下：
已知：
TiOSO4可溶于水，在水中可以电离为TiO2+和SO42-，TiOSO4水解成TiO2•xH2O沉淀为可逆反应；乳酸结构简式为CH3CH（OH）COOH。
请回答：
（1）步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是。
（2）加入铁屑的目的一是还原少量Fe2（SO4）3；二是使少量TiOSO4转化为TiO2•xH2O滤渣，用平衡移动的原理解释得到滤渣的原因。
（3）硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为。
（4）用离子方程式解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因。
（5）步骤④的离子方程式是。
（6）步骤⑥必须控制一定的真空度，原因是有利于蒸发水以及。
（7）为测定步骤②中所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数，取晶体样品ag，溶于稀硫酸配成100.00mL溶液，取出20.00mL溶液，用KMnO4溶液滴定（杂质与KMnO4不反应）。
若消耗0.1000mol•L-1KMnO4溶液20.00mL，所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数为（用a表示）。
12、某学习小组拟对KMnO4与Na2S的反应进行了探究。
所有探宄实验中所使用的KMnO4溶液均为浓酸酸化的0.1mol/LKMnO4溶液[c（H+）=1.5mol/L]。
实验
操作
现象
a
向2ml0.1mol/LNa2S溶液中滴加3滴KMnO4溶液，
振荡，静置
溶液中出现黄色浑浊，得到淡黄色沉淀、无色溶液
b
向2ml1.0mol/LNa2S溶液中滴加3滴KMnO4溶液，
振荡，静置
溶液中出现黄色浑浊，浑浊消失，得到浅黄色溶液
c
向2ml2.4mol/LNa2S溶液中滴加12滴KMnO4溶液，
振荡，静置
有肉红色固体生成，上清液为
浅黄色
d
向2mLKMn04溶液中滴加0.1mol/LNa2S溶液
立即有臭鸡蛋气味气体生成，
稍后，有棕褐色固体生成
e
取少量中d中所得固体，滴加1.0mol/LNa2S溶液,振荡,静置
得到黑色固体，浅黄色溶液
资料显示：
Ⅰ.Na2SX可溶于水，Na2SX在酸性条件下不稳定。
II.MnS为肉红色固体，难溶于水。
（1）请写出实验a中Na2S与KMn04发生的化学反应方程式_________。
（2）针对实验b中，静置后淡黄色沉淀溶解的原因，小组同学提出两种假设：
假设i:
淡黄色沉淀溶于水中；
假设ii：
淡黄色沉淀与Na2S反应得到Na2SX并溶解。
①小组同学仔细分析实验过程后，认为假设i不成立，其实验证据为：
________
②小组同学通过进一步实验证实溶液中存在Na2SX。
请用化学用语说明设计该实验所依据的化学原理：
（3）请结合平衡移动原理，解释实验abc中，仅c得到肉红色固体的原因：
_____
（4）为探究实验d中所得棕褐色固体的组成，小组同学继续进行了实验e。
某同学分析后，认为黑色固体为纯净的某种物质，并设计实验证实了他的猜想。
其实验操作为:
（5）实验d中，两溶液混合后立即发生的复分解反应可能干扰氧化还原反应的进行，请设计实验，在排除上述干扰的前提下探究等体积的KMn04溶液与0.1mol/LNa2S溶液反应的可能的还原产物。
（己知:
该条件KMn04可反应完全）。
（请将实猃装置补充充整，标出所用试剂，并描述实验操作）
（6）综合以上实验，KMn04酸性溶液与Na2S溶液反应的复杂性,与有关。
13、LiFePO4用于锂离子二次电池的电极材料，可由LiI和FePO4制备。
（1）FePO4难溶于水，制备方法如下：
Ⅰ.用稍过量的稀H2SO4溶解废铁屑，加热，搅拌，过滤；
Ⅱ.向滤液中加入一定量的H2O2；
Ⅲ.向含Fe3+的溶液加入Na2HPO4溶液，过滤后经进一步处理得FePO4。
①Ⅰ中反应进行完全的现象是。
②用离子方程式说明H2O2的作用是。
③已知：
H2PO
HPO
+H+；HPO
PO
+H+。
产生FePO4的离子方程式是。
④Na2HPO4溶液显碱性的原因是。
（2）制备LiFePO4：
将FePO4与LiI混合，在惰性气氛中加热，制得LiFePO4。
化合物LiI中碘离子的作用是。
（3）锂离子二次电池的负极材料为金属锂和石墨的复合材料（石墨作为金属锂的载体），电
池反应为：
FePO4（s）+Li（s）LiFePO4（s），装置如下：
①该电池不能用电解质水溶液，原因是。
②充电时，b极的电极反应式是。
14、某工厂废水中含有毒的CrO42-和Cr2O72-，常见处理方法是使其转化为毒性较低的Cr3+或直接吸附除去。
现有如下几种工艺：
（1）光催化法：
在催化剂作用下，利用太阳光和人工光，使废水实现上述转化。
①该法的反应原理是2Cr2O72-+16H+→______+_______+8H2O
（将方程式补充完整）
②该法涉及的能量转化形式是。
③某小组通过实验研究催化剂中W（钨）和α-Fe2O3的比例对铬的去除率的影响（每次实验均采用：
0.01mol/L500mL酸化的K2Cr2O7溶液、总质量为0.2g的催化剂、光照10min），六价铬的去除率如下表所示。
催化剂组成
1
2
3
WO3
W
α-Fe2O3
65%
5%
30%
65%
10%
25%
a
b
20%
六价铬去除率
60.2%
80%
72.9%
上表中，b=；在去除率最高的催化剂实验组中，用Cr2O72-表示的该反应在10min内的平均化学反应速率v=mol/（L·min）。
（2）电化学处理法：
向废铁屑（铁碳合金）中加入含铬废水，一段时间后，废水中六价铬元素的去除率能达到90%。
①废铁屑在使用前酸洗除锈的离子方程式是。
②结合电化学原理说明废铁屑在此过程中所起的作用是。
（3）离子交换树脂（ROH）法：
将CrO42-和Cr2O72-吸附至树脂上除去，原理如下：
2ROH+CrO42-→R2CrO4+2OH—、2ROH+Cr2O72-→R2Cr2O7+2OH—
（已知：
废水中存在如下平衡：
2CrO42-+2H+
Cr2O72-+H2O）。
控制溶液酸性可以提高树脂对六价铬的去除率，其理由是。
15、聚合氯化铝（PAC）是常用于水质净化的无机高分子混凝剂，其化学式可表示为
[Al2（OH）nCl6-n]m（n<6，m为聚合度）。
PAC常用高温活化后的高岭土（主要化学组成为Al2O3、SiO2、Fe2O3）进行制备，工艺流程如下图所示：
（1）盐酸酸浸所涉及反应的离子方程式是。
（2）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3
Fe（OH）3
开始沉淀时
3.4
1.5
完全沉淀时
4.7
2.8
注：
金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
根据表中数据解释加入X的主要目的：
，
滤渣中主要含有物质的化学式是。
（3）已知：
生成液体PAC的反应为2Al3++m（6-n）Cl-+mnH2O
[Al2（OH）nCl6-n]m+mnH+。
用碳酸钙调节溶液的pH时，要严控pH的大小，pH偏小或偏大液体PAC的产率都会
降低。
请解释pH偏小液体PAC产率降低的原因：
。
（4）浓缩聚合得到含PAC的液体中铝的各种形态主要包括：
Ala——Al3+单体形态铝
Alb——[Al2（OH）nCl6-n]m聚合形态铝
Alc——Al（OH）3胶体形态
图1为Al各形态百分数随温度变化的曲线；图2为含PAC的液体中铝的总浓度AlT随温度变化的曲线。
①50-90℃之间制备的液体PAC中，形态铝含量最多。
②当T>80℃时，AlT明显降低的原因是。
16、煤是我国重要的化石燃料，煤化工行业中产生的H2S也是一种重要的工业资源。
（1）煤液化是_______（填“物理”或“化学”）变化过程。
煤的气化指的是：
（用方程式表示）
（2）煤液化过程中产生的H2S可生产硫酸，
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