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三年高考2020高考化学试题分项版解析 专题15 元素及其化合物知识的综合应用(含解析)

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因是______________。

方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S

(3)随着参加反应的n(H2O2)/n(H2S)变化,氧化产物不同。当n(H2O2)/n(H2S)=4时,氧化产物的分子式为__________。 Ⅱ.SO2的除去

方法1(双减法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生

????Na2SO3溶液 NaOH溶液????②CaO①SO2(4)写出过程①的离子方程式:____________________________;CaO在水中存在如下转化: CaO(s)+ H2O (l)

Ca(OH)2(s)

Ca(aq)+2OH(aq)

2+

?

从平衡移动的角度,简述过程②NaOH再生的原理____________________________________。 方法2:用氨水除去SO2

(5)已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10,H2SO3的Ka1=1.3×10,Ka2=6.2×10。若氨水的浓度为2.0 mol·L

?1

?5

?2

?8

,溶液中的c(OH)=_________________ mol·L。将SO2通入该氨水中,当c(OH)降至1.0×10 mol·L

2???1??7?1

时,溶液中的c(SO3)/c(HSO3)=___________________。

【答案】(1)降低反应活化能(或作催化剂)(2)30 ℃、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性) (3)H2SO4(4)2OH+SO2

?

?2?SO3+H2O

2?2+?3

SO3与Ca生成CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成 (5)6.0×10 0.62

6

(4)过程①是NaOH与SO2的反应,反应的离子方程式为2OH+SO2CaO(s)+H2O(l)

Ca(OH)2(s)

2+

?

?

2?SO3+H2O;根据CaO在水中的转化:

Ca(aq)+2OH(aq),过程②中Na2SO3加入CaO后,SO3与Ca生成

2?2+

CaSO3沉淀,平衡向正向移动,有NaOH生成。

c(NH4+)c(OH?)?5?1

(5)根据NH3·H2O的Kb=1.8×10可知, =1.8×10,当氨水的浓度为2.0 mol·L时,溶液

c(NH3·H2O)

?5

中的c(OH)= c(NH4)=1.8×10×2.0 mol·L =6.0×10 mol·L。根据H2SO3的Ka2=6.2×10可知,

-1

???5?3?1?8

c(H+)c(SO32-)?8??7?1+?7?1

=6.2×10,当c(OH)降至1.0×10 mol·L,则c(H)=1.0×10 mol·L,溶液中的?

c(HSO3)c(SO3)/c(HSO3)=0.62。

【名师点睛】本题以真实化学问题为载体,考查应用实践能力。从化学科学特点出发,牢牢把握化学的应用性,广泛联系实际创设化学应用情境,引领考生正确认识化学对社会发展和人类进步的巨大贡献,认识化学学科的价值。要求考生将基础化学、基本化学原理和方法运用到实际生产生活中,解释生活中相关的现象,解决工业生产的问题。题目中化学反应速率的影响因素,条件的选择,各种平衡常数的计算等为高频考点,掌握平衡的定量定性分析为解题的关键,注意平衡常数的应用。 5.【2017江苏卷】碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。 (1)碱式氯化铜有多种制备方法

①方法1: 45 ~ 50℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为_________________________。

②方法2: 先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。M'的化学式为______。

3+

2??

(2)碱式氯化铜有多种组成,可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成,进行下列实验:

7

①称取样品1.1160 g,用少量稀HNO3溶解后配成100.00 mL溶液A;②取25.00 mL溶液A,加入足量AgNO3溶液,得AgCl 0.1722 g;③另取25.00 mL溶液A,调节pH 4 ~ 5,用浓度为0.08000 mol·L的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu (离子方程式为Cu+ H2Y

2+

2+

2?

?1

CuY+2H),滴定至终点,消耗标准溶

2?+

液30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。 【答案】(1)①4CuCl + O2+ 8H2O(2)n(Cl)=n(AgCl)×

?

2Cu2(OH)2Cl2·3H2O ②Fe

2+

0.1722 g100.00 mL100.00 mL?3

?==4.800×10mol -125.00 mL25.00 mL143.5 ggmoln(Cu2+)=n(EDTA)×

?1

100.00 mL

25.00 mL?3

?1

=0.08000 mol·L×30.00 mL×10 L·mL×

100.00 mL?3

=9.600×10 mol

25.00 mLn(OH?)=2n(Cu2+)?n(Cl?)=2×9.600×10?3 mol-4.800×10?3 mol=1.440×10?2 mol m(Cl?)=4.800×10?3 mol×35.5 g· mol ?1 =0.1704 g m(Cu2+)=9.600×10?3 mol×64 g· mol ?1 =0.6144 g m(OH?)=1.440×10?2 mol×17 g· mol ?1 =0.2448 g n(H2O)=

1.1160 g-0.1704 g-0.6144 g-0.2448 g?3

=4.800×10 mol

18ggmol-1a∶b∶c∶x = n(Cu2+)∶n(OH?)∶n(Cl?)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1

化学式为Cu2(OH)3Cl·H2O

(2)由实验②可以求出该样品中所含Cl的物质的量,由氯离子守恒得:

?

n(Cl?)=n(AgCl)×

0.1722 g100.00 mL100.00 mL?3

?==4.800×10mol -125.00 mL25.00 mL143.5 ggmol2+

2?

由实验③结合反应信息Cu+ H2YCuY+2H,可以求出样品中所含Cu元素的物质的量:

2?+

n(Cu2+)=n(EDTA)×

?1

100.00 mL

25.00 mL?3

?1

=0.08000 mol·L×30.00 mL×10 L·mL×

100.00 mL?3

=9.600×10 mol

25.00 mL8

再由化合物中电荷守恒得:

n(OH?)=2n(Cu2+)?n(Cl?)=2×9.600×10?3 mol-4.800×10?3 mol=1.440×10?2 mol

分别求出这3种离子的质量,根据质量守恒,求出H2O的质量:

m(Cl?)=4.800×10?3 mol×35.5 g· mol ?1 =0.1704 g m(Cu2+)=9.600×10?3 mol×64 g· mol ?1 =0.6144 g m(OH?)=1.440×10?2 mol×17 g· mol ?1 =0.2448 g

再求出结晶水的物质的量:

n(H2O)=

1.1160 g-0.1704 g-0.6144 g-0.2448 g?3

=4.800×10 mol

18ggmol-1最后求出各粒子的个数之比,写出化学式:

因为a∶b∶c∶x = n(Cu)∶n(OH)∶n(Cl)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1 ,所以该样品的化学式为Cu2(OH)3Cl·H2O。 【名师点睛】本题重点考查学生对化学反应中物质间转化的计量关系、反应条件的定量控制及化学反应原理的理解和应用水平,考查学生运用实验数据和结果进行化学计算的能力,也考查了学生获取信息的能力和分析推理的能力。解题的关键有:①分析反应前后元素的化合价变化情况,明确反应中的定量关系。②体验从定量的角度控制反应的基本条件的方法。③理解溶液中的离子反应与实验滴定方法的定量计算,理清物质间的计量关系。④综合运用电荷守恒和质量守恒,理清思路,做到步骤清晰、细心运算。 6.【2016浙江卷】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)4

27H2O↑+10MgO+3Al2O3

2+

?

?

(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1.518 g·L),

9

-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

?

+

+

-

2AlO2+H2O

MgCl2+2NH3·H2O或NH4Cl+H2O?NH3·H2O+HCl,

?

(3)MgO+2NH4Cl+H2OMgO+2HCl

MgCl2+H2O

Ⅱ.(1)S、Fe Fe3S4 (2)制印刷电路板 (3)

Fe3S4+6H

+

3H2S↑+3Fe+S H2SO4+2HI

2?

2+

(4)H2SO3+I2+H2O

取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO4;过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若再产生白色沉淀,则有H2SO3。 【解析】

MgO+2HCl MgCl2+H2O。Ⅱ.(1)红棕色固体B为氧化铁,与盐酸反应后生成黄色溶液C为氯化铁,氯

化铁与硫氰化钾溶液反应显血红色,D为硫氰化铁。无色气体溶于水后为酸性,与碘反应后生成无色溶液,酸性变强,说明原酸为弱酸,且具有还原性,为亚硫酸,则无色气体为二氧化硫。则原化合物中含有铁和硫元素。氧化铁的质量为2.400g,其物质的量为2.400/160=0.015mol,含铁原子的物质的量为0.030mol,则铁的质量为0.030×56=1.680g,则化合物中硫元素的质量为2.960-1.680=1.280g,硫的物质的量为1.280/32=0.040mol,则铁与硫的物质的量比为0.030:0.040=3:4,则化学式为:Fe3S4。(2)溶液C为氯化铁,可以溶解铜,用来制印刷电路板。(3)化合物A与硫酸反应生成淡黄色不溶物为硫,和一种气体,该气体的摩尔质量为1.518×22.4=34.00,则为硫化氢。硫化氢的电子式为硫和硫化氢,方程式为:Fe3S4+6H式为:H2SO3+I2+H2O

+

2+

,该反应生成硫酸亚铁和

3H2S↑+3Fe+S。(4)亚硫酸和碘单质反应生成硫酸和氢碘酸,方程

H2SO4+2HI;溶液G中主要含有硫酸根离子,或许有未反应完的亚硫酸分子,硫酸根

10

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