常見(jiàn)無(wú)機(jī)物的綜合應(yīng)用（解析版）
題型1 基于“分類(lèi)→性質(zhì)→轉(zhuǎn)化”的綜合考查
1．常溫下，下列各組物質(zhì)中，Y既能與X反應(yīng)又能與Z反應(yīng)的是( )

A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
答案 B
解析 ①組：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O,2Al(OH)3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋6H2O，故①組符合。②組：2KOH＋SiO2===K2SiO3＋H2O，但SiO2與濃鹽酸不發(fā)生反應(yīng)。③組：N2與O2在高溫或放電條件下反應(yīng)生成NO，N2與H2在高溫、高壓、催化劑條件下反應(yīng)生成NH3，常溫下均不反應(yīng)。④組：2FeCl3＋Cu===CuCl2＋2FeCl2，Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。
2．甲、乙、丙、丁四種物質(zhì)中，甲、乙、丙均含有相同的某種元素，它們之間具有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：甲eq \(――→,\s\up7(丁))乙eq \(,\s\up7(丁),\s\d5(甲))丙。下列有關(guān)物質(zhì)的推斷不正確的是( )
A．若甲為焦炭，則丁可能是O2
B．若甲為SO2，則丁可能是氨水
C．若甲為Fe，則丁可能是鹽酸
D．若甲為NaOH溶液，則丁可能是CO2
答案 C
解析 若甲為焦炭，丁為O2，轉(zhuǎn)化關(guān)系為Ceq \(――→,\s\up7(O2))CO或CO2，A正確；若甲為SO2，丁為氨水，轉(zhuǎn)化關(guān)系為SO2eq \(――→,\s\up7(NH3·H2O))NH4HSO3eq \(,\s\up7(NH3·H2O),\s\d5(SO2))(NH4)2SO3，B正確；若甲為Fe，丁為鹽酸，則乙為FeCl2，F(xiàn)eCl2與鹽酸不反應(yīng)，C錯(cuò)誤；若甲為NaOH溶液，丁為CO2，轉(zhuǎn)化關(guān)系為NaOHeq \(――→,\s\up7(CO2))Na2CO3eq \(,\s\up7(CO2),\s\d5(NaOH))NaHCO3，D正確。
3．煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6－2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。
(1)酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________；濾渣Ⅰ的主要成分為_(kāi)_______________(填化學(xué)式)。
(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6－2x。濾渣Ⅱ的主要成分為_(kāi)_______________________(填化學(xué)式)；若溶液的pH偏高，將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是________________________________(用離子方程式表示)。
(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是________________________________；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)。
答案 (1)Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O SiO2
(2)CaSO4 3CaCO3＋2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑
(3)溶液中的部分SOeq \\al(2－,3)被氧化成SOeq \\al(2－,4) 減小
解析 (1)酸浸時(shí)能與H2SO4反應(yīng)的是Al2O3，H2SO4與Al2O3反應(yīng)生成鹽和水，SiO2不和H2SO4反應(yīng)，成為濾渣。
(2)CaCO3和溶液中的H2SO4反應(yīng)生成CaSO4；如果pH偏高，一部分Al3＋會(huì)轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，離子方程式為3CaCO3＋2Al3＋＋3SOeq \\al(2－,4)＋3H2O===2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑。
(3)熱分解時(shí)，一部分亞硫酸鹽被氧化為硫酸鹽，不能分解成為SO2；SO2溶于水生成H2SO3，會(huì)中和溶液中的部分OH－，使溶液的pH減小。
常見(jiàn)的串珠變化
(1)氧化型Aeq \(――→,\s\up7(O2))Beq \(――→,\s\up7(O2))Ceq \(――→,\s\up7(H2O))D(酸或堿)
Naeq \(――→,\s\up7(O2))Na2Oeq \(――→,\s\up7(O2))Na2O2eq \(――→,\s\up7(H2O))NaOH
Ceq \(――→,\s\up7(O2))COeq \(――→,\s\up7(O2))CO2eq \(――→,\s\up7(H2O))H2CO3
(2)價(jià)態(tài)不變型
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(Al2O3\(――→,\s\up7(酸))AlCl3\(――→,\s\up7(氨水))Al(OH)3―→Al2O3,Al2O3\(――→,\s\up7(堿))NaAlO2CO2,Al(OH)3―→Al2O3))(鋁土礦提鋁)
SiO2eq \(――→,\s\up7(NaOH))Na2SiO3eq \(――→,\s\up7(CO2))H2SiO3―→SiO2
NaCleq \(――→,\s\up7(NH3),\s\d5(CO2))NaHCO3eq \(――→,\s\up7(△))Na2CO3eq \(――→,\s\up7(Ca(OH)2))NaOH(侯氏制堿)
1．下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實(shí)現(xiàn)的是( )
①SO2eq \(――→,\s\up7(H2O))H2SO3eq \(――→,\s\up7(O2))H2SO4 ②NH3eq \(――→,\s\up7(O2/催化劑),\s\d5(△))NO2eq \(――→,\s\up7(H2O))HNO3 ③CaCl2eq \(――→,\s\up7(CO2))CaCO3eq \(――→,\s\up7(煅燒))CaO
④NaAlO2(aq)eq \(――→,\s\up7(CO2))Al(OH)3eq \(――→,\s\up7(△))Al2O3
A．②③ B．①④ C．②④ D．③④
答案 B
解析 ②中NH3→NO2不能直接轉(zhuǎn)化；③中CaCl2eq \(――→,\s\up7(CO2))CaCO3不能實(shí)現(xiàn)。
2．下表各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間不可能實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是( )
eq \x(X)eq \(――→,\s\up7(M))eq \x(Y)eq \(――→,\s\up7(M))eq \x(Z)
答案 C
解析 Al與NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物是NaAlO2和H2，不可能生成Al(OH)3。
3．硫酸鈣是一種用途非常廣泛的產(chǎn)品，可用于生產(chǎn)硫酸、漂白粉等一系列物質(zhì)(見(jiàn)下圖)。下列說(shuō)法正確的是( )
A．CO、SO2、SO3均是酸性氧化物
B．除去與水反應(yīng)，圖示轉(zhuǎn)化反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
C．工業(yè)上利用Cl2和澄清石灰水反應(yīng)來(lái)制取漂白粉
D．用CO合成CH3OH進(jìn)而合成HCHO的兩步反應(yīng)，原子利用率均為100%
答案 B
解析 CO不是酸性氧化物，A項(xiàng)錯(cuò)；澄清石灰水中Ca(OH)2的濃度太小，工業(yè)上利用Cl2和石灰乳反應(yīng)來(lái)制取漂白粉，C項(xiàng)錯(cuò)；CH3OH氧化為HCHO時(shí)還生成H2O，D項(xiàng)錯(cuò)。
交叉轉(zhuǎn)化和三角轉(zhuǎn)化關(guān)系
(1)交叉型轉(zhuǎn)化
(2)三角轉(zhuǎn)化
4．下列所列各組物質(zhì)中，物質(zhì)之間通過(guò)一步反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)如下圖所示轉(zhuǎn)化的是( )
答案 B
解析 A項(xiàng)中，SO3不能一步生成單質(zhì)硫；C項(xiàng)中，SiO2不能一步生成H2SiO3，H2SiO3也不能一步反應(yīng)生成單質(zhì)硅；D項(xiàng)中，NO不能直接一步反應(yīng)生成NH3。
5．如圖所示各步轉(zhuǎn)化關(guān)系中，①②③反應(yīng)是化合反應(yīng)，④⑤反應(yīng)是置換反應(yīng)，則表中各物質(zhì)之間不能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是( )
答案 C
解析 A中，符合條件的如①2C＋O2eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO，②CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高溫))2CO，③2CO＋O2eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2，④2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))C＋2MgO，⑤C＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(高溫))CO2＋2H2，成立；B中，符合條件的如①2Fe＋3Br2eq \(=====,\s\up7(△))2FeBr3，②2FeBr2＋Br2===2FeBr3，③Fe＋2FeBr3===3FeBr2，④3Cl2＋2FeBr2===2Br2＋2FeCl3，⑤Br2＋FeI2===I2＋FeBr2，成立；選項(xiàng)C中AlCl3不可能通過(guò)一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al2O3，且Al2O3不可能通過(guò)化合反應(yīng)生成AlCl3；D中，符合條件的如：①2Fe＋3Cl2eq \(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3，②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，③Fe＋2FeCl3===3FeCl2，④Zn＋FeCl2===Fe＋ZnCl2，⑤Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu，成立。
6．X、Y、Z、W四種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列組合中不符合轉(zhuǎn)化關(guān)系的是( )
答案 B
解析 A中濃鹽酸與過(guò)量的鐵反應(yīng)生成FeCl2，濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，氯氣與氯化亞鐵反應(yīng)生成氯化鐵，A符合；B中Na2O2分別與水、二氧化碳反應(yīng)生成NaOH和Na2CO3，但NaOH和Na2CO3不能反應(yīng)，B不符合；C中Na2CO3分別與鹽酸、氯化鈣反應(yīng)生成CO2和CaCO3，CO2與CaCO3在水溶液中反應(yīng)生成Ca(HCO3)2，C符合；D中SO2分別與氫氧化鈉、氧氣和水反應(yīng)生成Na2SO3和H2SO4，Na2SO3和H2SO4反應(yīng)可以生成NaHSO3，D符合。
置換反應(yīng)型
(1)單質(zhì)同主族：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2C＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。
(2)單質(zhì)不同主族：C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高溫))CO＋H2，Cl2＋H2S===2HCl＋S↓。
(3)有過(guò)渡元素參加的置換反應(yīng)：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，F(xiàn)e＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu,2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe。
7．若甲、丙分別為短周期、同一主族元素組成的單質(zhì)，乙、丁都是由兩種元素組成的化合物，它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系，則滿(mǎn)足條件的甲和丙可以為( )
A．鈉和氫氣 B．氟和氧氣
C．碳和硅 D．氯氣和溴
答案 C
解析 由于題中強(qiáng)調(diào)甲、丙分別為短周期、同一主族元素組成的單質(zhì)，由此可知該反應(yīng)是同一主族元素形成的單質(zhì)之間的置換反應(yīng)，據(jù)此可排除B和D(D中的Br是長(zhǎng)周期元素)；C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2C＋SiO2eq \(=====,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑；對(duì)于選項(xiàng)A，有的同學(xué)認(rèn)為發(fā)生反應(yīng)2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑也符合題意，其實(shí)不然，題中強(qiáng)調(diào)乙是由兩種元素組成的化合物，如果按照給出的反應(yīng)，乙必是氯化氫氣體，是共價(jià)化合物，不存在H＋，金屬鈉不和它發(fā)生反應(yīng)。因此只有選項(xiàng)C正確。
8． X、Y、Z是三種常見(jiàn)的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見(jiàn)的化合物。下表各組物質(zhì)之間通過(guò)一步反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是( )
答案 C
解析 逐項(xiàng)代入框圖驗(yàn)證法，C項(xiàng)中Fe與Cl2反應(yīng)只能生成FeCl3，而不是FeCl2，故C項(xiàng)不符合。
題型2 以無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)化為載體綜合考查氧化還原及電化學(xué)理論
1．鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。[來(lái)源:學(xué)+科+網(wǎng)Z+X+X+K]
用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下：
①步驟Ⅰ若溫度過(guò)高，將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O===2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
________________________________________________________________________。
③上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是______(任寫(xiě)一項(xiàng))。
答案 ①4HNO3eq \(=====,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O
②4Fe＋10HNO3===4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O
③氮氧化物排放少(或其他合理答案)
解析 ①硝酸分解生成NO2、H2O和O2。
②根據(jù)圖示可知Fe和HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)2和NH4NO3，結(jié)合電子守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式。
③因?yàn)镠NO3的還原產(chǎn)物主要是NH4NO3,1 ml HNO3作氧化劑轉(zhuǎn)移8 ml電子，故產(chǎn)生的氮氧化物較少，節(jié)約原料。
2．金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。
(2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng)：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，該反應(yīng)的還原劑是________。當(dāng)1 ml O2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______ ml。向CuSO4溶液中加入鎂條時(shí)有氣體生成，該氣體是________。
(3)
右圖為電解精煉銀的示意圖，________(填“a”或“b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生，則生成該氣體的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______。
(4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，將銀器浸于鋁質(zhì)容器里的食鹽水中并與鋁接觸，使Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，食鹽水的作用是________________。
答案 (2)Cu2S 4 H2 (3)a 2H＋＋NOeq \\al(－,3)＋e－===NO2↑＋H2O (4)做電解質(zhì)溶液(或?qū)щ?
解析 (2)在輝銅礦和H2SO4、O2的反應(yīng)中，O2作氧化劑，所以1 ml O2得4 ml e－，還原劑也失去4 ml e－，Cu2＋＋2H2O===Cu(OH)2＋2H＋，Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，所以放出的氣體應(yīng)為H2。
(3)電解精煉銀，粗銀作陽(yáng)極，純銀作陰極，陰極上除了附著銀之外，還會(huì)有少量的NO2氣體產(chǎn)生。原因是NOeq \\al(－,3)＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O
(4)鋁質(zhì)容器與食鹽水處理Ag2S的原理是：利用原電池原理，負(fù)極：2Al－6e－===2Al3＋，正極：3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－，2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑
總反應(yīng)：2Al＋3Ag2S＋6H2O===2Al(OH)3↓ ＋3H2S↑＋6Ag。
1．氧化還原反應(yīng)有廣泛應(yīng)用。
(1)我國(guó)的四大發(fā)明之一黑火藥，爆炸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為S＋2KNO3＋3C===K2S＋3CO2↑＋N2↑。
上述反應(yīng)中，如1.5 ml還原劑________(填“得到”或“失去”)________ ml電子，則生成________ g還原產(chǎn)物。
(2)鋁熱法是常用的金屬冶煉方法之一。
已知：4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH1＝－3 352 kJ·ml－1
Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH2＝－521 kJ·ml－1
Al與MnO2反應(yīng)冶煉金屬M(fèi)n的熱化學(xué)方程式是________________。
(3)高溫電解技術(shù)能高效實(shí)現(xiàn)CO2(g)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)＋O2(g)，工作原理示意圖如下：
①電極b發(fā)生________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)；
②CO2在電極a放電的反應(yīng)式是__________________。
(4)黑色沉淀CuS、Cu2S放入濃硫酸中加熱一段時(shí)間后，沉淀完全溶解，其中CuS溶解的化學(xué)方程式是______________________。
答案 (1)失去 6 69 (2)4Al(s)＋3MnO2(s)===3Mn(s)＋2Al2O3(s) ΔH＝－1 789 kJ·ml－1
(3)①氧化 ②CO2＋H2O＋4e－===CO＋H2＋2O2－
(4)CuS＋4H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋4SO2↑＋4H2O
解析 (1)從方程式可知只有C元素的化合價(jià)升高，作還原劑。1 ml C轉(zhuǎn)化為1 ml CO2時(shí)失去4 ml e－，則1.5 ml C失去6 ml e－，得到的還原產(chǎn)物K2S、N2均為0.5 ml，其質(zhì)量之和為69 g。
(2)①－②×3即得總方程式。
(3)①由示意圖可知O2－在b極(陽(yáng)極)發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2；
②CO2和H2O在a極(陰極)得電子，被還原為CO和H2，由方程式可知CO和H2的物質(zhì)的量之比為1∶1，即可寫(xiě)出電極反應(yīng)式：CO2＋H2O＋4e－===CO＋H2＋2O2－。
(4)沉淀完全溶解，CuS中－2價(jià)的S被氧化為SO2，即可寫(xiě)出氧化還原反應(yīng)的方程式。
2．為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?，科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如下：
部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下：
回答下列問(wèn)題：
(1)工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。
(2)圖中所示濾液中含釩的主要成分為_(kāi)___________(寫(xiě)化學(xué)式)。
(3)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以測(cè)定反應(yīng)②后溶液中含釩量，完成反應(yīng)的離子方程式為eq \x( )VOeq \\al(＋,2)＋eq \x( )H2C2O4＋eq \x( )________===eq \x( )VO2＋＋eq \x( )CO2↑＋eq \x( )H2O。
(4)全釩液流電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，其電解液中含有釩的不同價(jià)態(tài)的離子、H＋和SOeq \\al(2－,4)。電池放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)為V2＋－e－===V3＋。
①電池放電時(shí)的總反應(yīng)方程式為_(kāi)_________________。充電時(shí)，電極M應(yīng)接電源的________極；
②若電池初始時(shí)左、右兩槽內(nèi)均以VOSO4和H2SO4的混合液為電解液，使用前需先充電激活，充電過(guò)程陰極區(qū)的反應(yīng)分兩步完成：第一步VO2＋轉(zhuǎn)化為V3＋；第二步V3＋轉(zhuǎn)化為V2＋。則第一步反應(yīng)過(guò)程中陰極區(qū)溶液n(H＋)________(填“增大”、“不變”或“減小”)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________。
答案 (1)3V2O5＋10Aleq \(=====,\s\up7(高溫))6V＋5Al2O3 (2)VOSO4
(3)2 1 2 H＋ 2 2 2
(4)①VOeq \\al(＋,2)＋V2＋＋2H＋===VO2＋＋V3＋＋H2O 正
②減小 VO2＋＋H2O－e－===VOeq \\al(＋,2)＋2H＋
解析 (1)鋁熱反應(yīng)實(shí)質(zhì)是置換反應(yīng)，鋁與五氧化二釩反應(yīng)生成釩與氧化鋁。(2)根據(jù)廢釩催化劑的組成及表中數(shù)據(jù)判斷濾液主要成分。(3)離子方程式中一定滿(mǎn)足得失電子守恒、電荷守恒和質(zhì)量守恒。(4)①由負(fù)極電極反應(yīng)式可知M為正，發(fā)生還原反應(yīng)，VOeq \\al(＋,2)＋e－＋2H＋===VO2＋＋H2O，即可寫(xiě)出總方程式，依據(jù)充電時(shí)正接正，負(fù)接負(fù)知M與電源的正極相連。②充電時(shí)陰極區(qū)第一步的電極反應(yīng)為VO2＋＋e－＋2H＋===V3＋＋H2O，在陰極區(qū)放電時(shí)消耗2個(gè)H＋，通過(guò)交換膜移動(dòng)來(lái)1個(gè)H＋，則n(H＋)減小。陽(yáng)極VO2＋發(fā)生氧化反應(yīng)生成VO＋2＋2H＋。
題型3 以無(wú)機(jī)物的轉(zhuǎn)化為載體考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)
工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3·5H2O，實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置(略去部分夾持儀器)模擬生產(chǎn)過(guò)程。
燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下：
Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2S(aq)(Ⅰ)2H2S(aq)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)＋Na2SO3(aq)eq \(=====,\s\up7(△))Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)儀器組裝完成后，關(guān)閉兩端活塞，向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液注，若__________________________________________________，則整個(gè)裝置氣密性良好。裝置D的作用________________________________________________________________________。
裝置E中為_(kāi)_____________溶液。
(2)為提高產(chǎn)品純度，應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng)，則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為_(kāi)___________。
(3)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率，其中的液體最好選擇________。
a．蒸餾水
b．飽和Na2SO3溶液
c．飽和NaHSO3溶液
d．飽和NaHCO3溶液
實(shí)驗(yàn)中，為使SO2緩慢進(jìn)入燒瓶C，采用的操作是______________________________。已知反應(yīng)(Ⅲ)相對(duì)較慢，則燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________。反應(yīng)后期可用酒精燈適當(dāng)加熱燒瓶A，實(shí)驗(yàn)室用酒精燈加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)的儀器還有________。
a．燒杯 b．蒸發(fā)皿
c．試管 d．錐形瓶
(4)反應(yīng)終止后，燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶即可析出Na2S2O3·5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na2SO4，簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2Oeq \\al(2－,3)＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O
供選擇的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
答案 (1)液柱高度保持不變 防止倒吸 NaOH(合理即可)
(2)2∶1
(3)c 控制滴加硫酸的速度(合理即可) 溶液變澄清(或渾濁消失) ad
(4)取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸，靜置，取上層溶液(或過(guò)濾，取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)明含有Na2SO4雜質(zhì)(合理即可)
解析 (1)若裝置不漏氣，則長(zhǎng)頸漏斗中會(huì)形成一段液柱并且液柱高度保持不變；裝置D為安全瓶，可防止倒吸；裝置E是尾氣處理裝置，用來(lái)吸收過(guò)量的SO2，故所盛溶液可以是NaOH溶液等。
(2)若生成3 ml Na2S2O3，根據(jù)方程式的關(guān)系可知需要3 ml S和3 ml Na2SO3；生成3 ml S需2 ml H2S；而生成2 ml H2S需2 ml Na2S且同時(shí)生成2 ml Na2SO3；故需要的Na2S為2 ml、Na2SO3為1 ml，其物質(zhì)的量之比為2∶1。
(3)裝置B中的溶液不能和SO2反應(yīng)。蒸餾水能溶解SO2；Na2SO3溶液能與SO2反應(yīng)：SO2＋Na2SO3＋H2O===2NaHSO3；NaHCO3溶液也能與SO2反應(yīng)：NaHCO3＋SO2===CO2＋NaHSO3。為使SO2緩慢進(jìn)入燒瓶C，應(yīng)使生成SO2的速率減慢，可通過(guò)控制滴加硫酸的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)；因反應(yīng)(Ⅲ)相對(duì)較慢，C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)時(shí)S消耗完，現(xiàn)象是溶液變澄清。蒸發(fā)皿加熱時(shí)不需墊石棉網(wǎng)，試管是小型玻璃儀器，加熱時(shí)也不需墊石棉網(wǎng)；燒杯、錐形瓶在加熱時(shí)需墊石棉網(wǎng)。
(4)Na2S2O3和Na2SO3的存在對(duì)SOeq \\al(2－,4)的檢驗(yàn)有干擾，要先除去。根據(jù)題給信息，可先加入過(guò)量的稀鹽酸將二者除去。
1．硫酸銅在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。某化工廠(chǎng)用含少量鐵的廢銅渣為原料生產(chǎn)膽礬的流程如下：
(1)寫(xiě)出浸出時(shí)銅與稀硫酸、稀硝酸反應(yīng)生成硫酸銅的化學(xué)方程式：________________。
(2)取樣檢驗(yàn)是為了確認(rèn)Fe3＋是否除凈，你的檢驗(yàn)方法是____________。
(3)濾渣c(diǎn)是__________。
(4)氣體a可以被循環(huán)利用，用化學(xué)方程式表示氣體a被循環(huán)利用的原理為2NO＋O2===2NO2、____________。
(5)一定溫度下，硫酸銅受熱分解生成CuO、SO2氣體、SO3氣體和O2氣體，且n(SO3)∶n(SO2)＝1∶2，寫(xiě)出硫酸銅受熱分解的化學(xué)方程式：________________。
某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置分別測(cè)定生成的SO2、SO3氣體的質(zhì)量和O2氣體的體積。此設(shè)計(jì)有不合理之處，請(qǐng)說(shuō)明理由：______________。
答案 (1)3Cu＋2HNO3＋3H2SO4===3CuSO4＋2NO↑＋4H2O
(2)取少量試樣于試管中，向試樣中滴加KSCN溶液，若溶液顯血紅色，則Fe3＋未除凈，否則Fe3＋除凈
(3)Fe(OH)3
(4)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(5)3CuSO4eq \(=====,\s\up7(△))3CuO＋SO3↑＋2SO2↑＋O2↑(答案合理即可) NaHSO3除了吸收SO3外，還吸收部分O2(答案合理即可)
2．納米材料二氧化鈦(TiO2)具有很高的化學(xué)活性，可做性能優(yōu)良的催化劑。工業(yè)上以金紅石(主要成分是TiO2，主要雜質(zhì)是SiO2)制取納米級(jí)二氧化鈦的流程如下：
(1)寫(xiě)出氯化時(shí)生成TiCl4的化學(xué)方程式________________________。
(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ名稱(chēng)分別是____________________、____________。
(3)寫(xiě)出TiCl4水解的化學(xué)方程式________________。
(4)如在實(shí)驗(yàn)室中完成灼燒TiO2·xH2O放在________(填字母序號(hào))中加熱。
(5)據(jù)報(bào)道：“生態(tài)馬路”是在鋪設(shè)時(shí)加入一定量的TiO2，TiO2受太陽(yáng)光照射后，產(chǎn)生的電子被空氣或水中的氧獲得，生成H2O2。H2O2能清除路面空氣中的CxHy、CO等，其主要是利用了H2O2的________(填“氧化性”或“還原性”)。
(6)某研究小組用下列裝置模擬“生態(tài)馬路”的部分原理并測(cè)定CO的轉(zhuǎn)化效率(夾持裝置已略去)。
①B裝置中的藥品名稱(chēng)為_(kāi)_______，若通入2.24 L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO氣體和足量空氣，最終測(cè)得裝置A增重1.1 g，則CO的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。
②實(shí)驗(yàn)①中，當(dāng)CO氣體全部通入后，還要再通一會(huì)兒空氣，其目的是____________。
答案 (1)TiO2＋2Cl2＋2Ceq \(=====,\s\up7(高溫))TiCl4＋2CO
(2)蒸餾 過(guò)濾
(3)TiCl4＋(x＋2)H2O===TiO2·xH2O↓＋4HCl (4)b (5)氧化性 (6)①濃硫酸 25% ②保證反應(yīng)過(guò)程中生成的CO2全部被堿石灰吸收，減小實(shí)驗(yàn)誤差
解析 (1)根據(jù)流程中反應(yīng)物和生成物，利用原子守恒即可寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)由資料卡片知TiCl4和SiCl4兩種液體的沸點(diǎn)差別較大，操作Ⅰ為蒸餾，由流程物質(zhì)變化可知操作Ⅱ?yàn)楣桃悍蛛x。(4)實(shí)驗(yàn)室灼燒固體使用坩堝。(6)潮濕的空氣中含有水，為使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確、必須除去產(chǎn)物中的水，因而B(niǎo)中的試劑為濃硫酸，A、B中會(huì)殘留二氧化碳，也應(yīng)全部趕出被C中的堿石灰吸收。
題型4 基于特征“變化或現(xiàn)象”的無(wú)機(jī)推斷
某研究小組為了探究一種無(wú)機(jī)礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質(zhì)，設(shè)計(jì)并完成如下實(shí)驗(yàn)：
另取10.80 g X在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40 g固體1。
請(qǐng)回答如下問(wèn)題：
(1)畫(huà)出白色沉淀1中金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖______，寫(xiě)出氣體甲的電子式______________。
(2)X的化學(xué)式是________，在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。
(3)白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是__________________________________(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)。
答案 (1)
(2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2eq \(=====,\s\up7(△))CaO＋FeO＋2CO2↑
(3)4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
解析 因X與鹽酸反應(yīng)生成氣體甲，則X應(yīng)為弱酸鹽，又因X受熱分解可生成氣體甲和固體1，可推知固體1應(yīng)為金屬氧化物。因固體1中有與水反應(yīng)的物質(zhì)，且溶液1中通入氣體甲先出現(xiàn)白色沉淀1后溶解，可推知固體1中含有CaO，氣體甲為CO2。根據(jù)白色沉淀2遇到空氣變?yōu)榧t褐色沉淀，可知X中含有Fe2＋。綜上分析，X應(yīng)含有FeCO3和CaCO3。
(1)白色沉淀1為CaCO3，鈣原子的結(jié)構(gòu)示意圖為；CO2為共價(jià)化合物，C、O原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，其電子式為。
(2)10.80 g X完全分解生成CO2的質(zhì)量為10.80 g－6.40 g＝4.40 g，其物質(zhì)的量為0.10 ml，根據(jù)CaCO3eq \(=====,\s\up7(△))CaO＋CO2↑、FeCO3eq \(=====,\s\up7(△))FeO＋CO2↑可得：n(FeO)＋n(CaO)＝0.1 ml,56 g·ml－1×n(CaO)＋72 g·ml－1×n(FeO)＝6.40 g，解以上兩式可得：n(FeO)＝n(CaO)＝0.050 ml，則X的化學(xué)式為CaFe(CO3)2。X在惰性氣流中受熱至完全分解的化學(xué)方程式為CaFe(CO3)2eq \(=====,\s\up7(△))CaO＋FeO＋2CO2↑。
(3)Fe(OH)2被空氣中的O2氧化為Fe(OH)3，其化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3。
無(wú)機(jī)推斷題的解題思路
(1)讀題(了解大意)→審題(尋找明顯條件、挖掘隱含條件與所求)→解題(抓突破口)→推斷(緊扣特征與特殊)→得出結(jié)論→正向求證檢驗(yàn)
推斷題→eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(明顯條件,隱含條件))eq \(――→,\s\up7(抓關(guān)鍵),\s\d5((突破口)))eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(結(jié)構(gòu)特征,反應(yīng)特征,現(xiàn)象特征,其他特征))eq \(――→,\s\up7(推斷))結(jié)論―→檢驗(yàn)
(2)熟記無(wú)機(jī)轉(zhuǎn)化中的特征現(xiàn)象
(3)熟記特殊物質(zhì)參與的化學(xué)反應(yīng)
1．現(xiàn)有一瓶標(biāo)簽上注明為葡萄糖酸鹽(鈉、鎂、鈣、鐵)的復(fù)合制劑，某同學(xué)為了確認(rèn)其成分，取部分制劑作為試液，設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)：
已知：控制溶液pH＝4時(shí)，F(xiàn)e(OH)3沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。
該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是( )
A．根據(jù)現(xiàn)象1可推出該試液中含有Na＋
B．該實(shí)驗(yàn)中可加入MgO調(diào)節(jié)pH＝4
C．根據(jù)現(xiàn)象3和4可推出該試液中含有Ca2＋，但沒(méi)有Mg2＋
D．根據(jù)現(xiàn)象5可推出該試液中一定含有Fe2＋
答案 C
解析 加入NaOH溶液后觀察到黃色火焰，不能確定試液中含有Na＋，A項(xiàng)不正確；加入MgO會(huì)引入Mg2＋，干擾后續(xù)對(duì)Mg2＋、Ca2＋的檢驗(yàn)，B項(xiàng)不正確；Mg2＋與NH3·H2O反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生沉淀，顯然C項(xiàng)正確；用H2O2氧化之前未檢驗(yàn)是否含有Fe3＋，D項(xiàng)不正確。
2．A為兩種固體的混合物，G和I為溶液D的組成成分，E為紅褐色沉淀，J為淡黃色固體。反應(yīng)所加的試劑均足量。
(1)混合物A一定含有的元素為(寫(xiě)元素符號(hào))____________________________________。
(2)溶液F一定含有的陰離子為(寫(xiě)離子符號(hào))______________________________________。
(3)寫(xiě)出B＋G→J的化學(xué)方程式：_____________________________________________；
寫(xiě)出溶液C→溶液D的離子方程式：____________________________________________。
(4)溶液I中溶質(zhì)的陽(yáng)離子常作凈水劑，其作用原理是(用離子方程式表示)：________________________________________________________________________。
答案 (1)Fe、Al、S (2)Cl－、OH－、AlOeq \\al(－,2)
(3)H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(4)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋
解析 E為紅褐色沉淀，推測(cè)應(yīng)為氫氧化鐵。J是淡黃色固體，可能為過(guò)氧化鈉或硫，但是在溶液中生成的淡黃色固體不可能是過(guò)氧化鈉，應(yīng)為硫。D溶液中加入過(guò)量氫氧化鈉有沉淀生成，向所生成的溶液F中通入二氧化碳生成沉淀H，加入鹽酸后沉淀H溶解，根據(jù)這條線(xiàn)索可以分析有氫氧化鋁生成。根據(jù)原子守恒可推測(cè)A中含有Fe、Al、S三種元素，B為硫化氫氣體，有了這些信息，就可以解決該題中的問(wèn)題。
3．現(xiàn)有金屬單質(zhì)A、B和氣體甲、乙、丙及物質(zhì)C、D、E、F，它們之間能發(fā)生如下反應(yīng)(圖中有些反應(yīng)的產(chǎn)物和反應(yīng)的條件沒(méi)有全部標(biāo)出)。
請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A________、丙________。
(2)寫(xiě)出下列反應(yīng)化學(xué)方程式：
反應(yīng)①________________________________________________________________________；
反應(yīng)⑤________________________________________________________________________。
答案 (1)Na HCl
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
解析 金屬A的焰色反應(yīng)為黃色、黃綠色氣體乙、紅褐色的沉淀，均是該題的“題眼”
4．下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中，X、Y是生活中用途廣泛的兩種金屬單質(zhì)，A、B是氧化物，A呈紅棕色，C、D、E是中學(xué)常見(jiàn)的三種化合物。分析轉(zhuǎn)化關(guān)系回答問(wèn)題。
(1)請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：_________________________________________________。
(2)檢驗(yàn)D溶液中Y離子的方法是______________________________________________。
(3)若試劑a是NaOH溶液，寫(xiě)出單質(zhì)X與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式__________________。
(4)若試劑b是H2SO4，工業(yè)上用E、H2SO4和NaNO2為原料制取高效凈水劑Y(OH)SO4，已知還原產(chǎn)物為NO，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。
(5)工業(yè)上電解熔融的B制取X時(shí)，若陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為33.6 L，則陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為_(kāi)_________________。
答案 (1)Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3
(2)取少量D溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變血紅色，則證明有Fe3＋
(3)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(4)2FeSO4＋H2SO4＋2NaNO2===2Fe(OH)SO4＋Na2SO4＋2NO↑
(5)54 g
解析 根據(jù)題意A為Fe2O3，X為Al，通過(guò)鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁(B)和鐵(單質(zhì)Y)；D與Fe反應(yīng)生成E，則試劑b為非氧化性酸，D、E是Fe3＋和Fe2＋鹽。
(4)E為FeSO4(鐵的化合價(jià)為＋2價(jià))→Fe(OH)SO4(鐵的化合價(jià)為＋3價(jià))，而NaNO2(氮的化合價(jià)為＋3價(jià))→NO(氮的化合價(jià)為＋2價(jià))。根據(jù)電子得失守恒、質(zhì)量守恒定律即可配平化學(xué)方程式。
(5)陽(yáng)極反應(yīng)：2O2－－4e－===O2↑，標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6 L的氧氣物質(zhì)的量為1.5 ml，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6 ml，陰極反應(yīng)：Al3＋＋3e－===Al，故可以得到2 ml的Al，質(zhì)量為2 ml×
27 g·ml－1＝54 g。X
Y
Z
①
NaOH溶液
Al(OH)3
稀硫酸
②
KOH溶液
SiO2
濃鹽酸
③
O2
N2
H2
④
FeCl3溶液
Cu
濃硝酸
選項(xiàng)
X
Y
Z
M
A
NH3
NO
NO2
O2
B
Cl2
FeCl3
FeCl2
Fe
C
Al
Al(OH)3
NaAlO2
NaOH
D
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
CO2
選項(xiàng)
a
b
c
A
S
SO2
SO3
B
HNO3
NO
NO2
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
NH3
NO2
NO
eq \(\s\up7( 物質(zhì)),\s\d5(選項(xiàng) ))
a
b
c
A
C
CO2
CO
B
Br2
FeBr2
FeBr3
C
Al
AlCl3
Al2O3
D
Fe
FeCl2
FeCl3
選項(xiàng)
X
Y
Z
W
A
濃鹽酸
FeCl2
Cl2
FeCl3
B
Na2O2
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
C
Na2CO3
CO2
CaCO3
Ca(HCO3)2
D
SO2
Na2SO3
H2SO4
NaHSO3
選項(xiàng)
X
Y
Z
甲
乙
A
H2
Si
Cl2
SiCl4
HCl
B
Mg
C
O2
CO2
MgO
C
Zn
Fe
Cl2
FeCl2
ZnCl2
D
Cl2
N2
H2
NH3
HCl
物質(zhì)
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
難溶
難溶
易溶
資料卡片
物質(zhì)
熔點(diǎn)
沸點(diǎn)
SiCl4
－70 ℃
57.6 ℃
TiCl4
－25 ℃
136.5 ℃
燃燒
H2＋Cl2(蒼白色火焰)、H2(CH4)＋O2(淡藍(lán)色火焰)
焰色反應(yīng)
Na＋(黃色)、K＋(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃紫色)
淀粉遇I2變藍(lán)，蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃
使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)
NH3
使品紅溶液褪色
SO2(加熱后又恢復(fù)紅色)、
Cl2(加熱后不恢復(fù)紅色)
在空氣中由無(wú)色變?yōu)榧t棕色的氣體
NO
Fe3＋遇OH－生成紅褐色沉淀，遇SCN－顯血紅色
Fe2＋遇OH－生成白色沉淀，并迅速變成灰綠色，最后生成紅褐色；Fe2＋遇SCN－無(wú)明顯變化，通入Cl2后溶液顯血紅色
與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溶液一般可能含COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)、HSOeq \\al(－,3)(S2－、HS－)等
與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的溶液一般含NHeq \\al(＋,4)
既能與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的物質(zhì)
金屬單質(zhì)：Al
兩性物質(zhì)：兩性氧化物如Al2O3，兩性氫氧化物如Al(OH)3，以及氨基酸等
弱酸弱堿鹽：如(NH4)2CO3、CH3COONH4等
弱酸的酸式鹽：如NaHCO3、Ca(HCO3)2、NaHSO3等
固體加熱后不留殘?jiān)奈镔|(zhì)
I2、NH4Cl、(NH4)2CO3、NH4HCO3
常溫與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)
Na、K、Na2O2
有MnO2參與的化學(xué)反應(yīng)
2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
2KClO3eq \(=====,\s\up7(MnO2),\s\d5(△))2KCl＋3O2↑
MnO2＋4HCl(濃)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

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高考化學(xué)復(fù)習(xí)專(zhuān)區(qū) 常見(jiàn)物質(zhì)化學(xué)式+俗稱(chēng)+性質(zhì)+用途

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