1、第九题无机化学综合应用题组一以陌生无机物为载体的综合考查1铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知常温下，在溶液中Cu2稳定，Cu易在酸性条件下发生：2Cu=Cu2Cu。大多数1价铜的化合物是难溶物，如Cu2O、CuI、CuCl、CuH等。(1)在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热生成不溶物的颜色为_，某同学实验时却有黑色物质出现，该黑色物质的化学式为_。(2)在CuCl2溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生：a2Cu24I=2CuI(白色)I2b2Cu22Cl2I=2CuCl(白色)I2若a反应是主要反应，需要查询的数据是_。为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是_。ASO2 B四
2、氯化碳CNaOH D乙醇(3)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。已知NH5的所有原子都达到稀有气体的稳定结构，NH5是_(填“离子化合物”或“共价化合物”)，在上述反应中NH5作_(填“氧化剂”、“还原剂”或“既不是氧化剂也不是还原剂”)。写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式：_。将CuH溶解在适量的稀硝酸中，完成下列化学方程式。CuHHNO3=Cu(NO3)2H2(4)将实验制得的CuCl样品2.000 g(杂质不参与反应)溶于一定量的0.500 0 molL1 FeCl3溶液中，加水稀释至200 mL得到溶液，取20.00 mL用0.100 0 mo
3、lL1的Ce(SO4)2溶液滴定到终点，消耗20.00 mL Ce(SO4)2。有关反应离子方程式：Fe3CuCl=Fe2Cu2Cl、Ce4Fe2=Fe3Ce3，则样品中CuCl的质量分数为_。答案(1)砖红色CuO(2)Ksp(CuCl)与Ksp(CuI)B(3)离子化合物还原剂2CuH2H=Cu2Cu2H26CuH16HNO3=6Cu(NO3)23H24NO8H2O(4)99.50%解析(1)葡萄糖分子中的醛基被新制Cu(OH)2氧化，Cu(OH)2则被还原为砖红色的Cu2O，由于反应需加热，故Cu2O有可能被氧化为黑色的CuO。(2)CuCl2溶液与过量的KI反应，生成的沉淀与CuCl和
4、CuI的Ksp的相对大小有关。由于a反应和b反应在生成白色沉淀的同时，均有I2生成，而CCl4可萃取其中的I2，且与水不互溶，故反应后加CCl4可顺利观察到白色沉淀。(3)NH5 的所有原子均达到稀有气体的稳定结构，故NH5可写成NH4H(氢化铵)，氢化铵中1价的氢将CuSO4溶液中2价的铜还原为1价。将CuH溶解在适量的稀HNO3中发生氧化还原反应，有Cu(NO3)2、H2、NO、H2O四种产物生成。(4)根据反应关系式：CuClFe2Ce4，得n(CuCl)0.100 0 molL10.02 L0.02 mol，则2.000 g样品中CuCl的质量分数w(CuCl)100%99.50%。2
5、亚磷酸(H3PO3)是二元酸，与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。(1)PCl3水解可制取亚磷酸：PCl33H2O=H3PO3_。(2)H3PO3溶液中存在电离平衡：H3PO3HH2PO。某温度下，0.10 molL1的H3PO3溶液的pH1.6，即溶液中c(H)2.5102 molL1。求该温度下上述电离平衡的平衡常数K，写出计算过程。(H3PO3的第二步电离忽略不计，结果保留两位有效数字)根据H3PO3的性质可推测常温下Na2HPO3稀溶液的pH_7(填“”、“”或“(3)H3PO3I2H2O=2HIH3PO4(4)2H2e=H2HPO2H=H3PO3解析(1)根据质量守恒定律来补充
6、完整该化学方程式。(2)利用化学平衡的三段式求解，注意题目对有效数字的要求。(3)根据题目信息确定还原剂、氧化剂，根据化合价变化规律确定氧化产物、还原产物，最后配平化学方程式。(4)根据电解原理知氢离子在阴极放电生成H2，由此写出阴极的电极方程式。紧扣题目信息“电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸”，再结合装置示意图、电极上离子放电情况推测要在产品室得到产品，阳极室的氢离子要向产品室移动，原料室的HPO也要向产品室移动，由此可写出产品室中反应的离子方程式。3Na2S、H2O2在从含镍电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)中提取含镍化合物时有重要作用。提取过程如下：电镀废渣先用
7、过量酸进行酸化处理，得到溶液；向溶液中滴入适量的Na2S溶液，除去Cu2、Zn2，过滤；保持滤液在40 左右，用6%的H2O2溶液氧化Fe2，再在95 时加入NaOH溶液调节pH，过滤除去铁和铬；在滤液中加入足量Na2CO3溶液，搅拌，得NiCO3沉淀；(1)步骤中除可观察到黑色沉淀外，还可嗅到臭鸡蛋气味，用离子方程式说明气体的产生：_。(2)步骤中在Fe2氧化阶段，需要控制温度不超过40 ，其目的是_；该阶段发生反应的离子方程式为_。(3)Fe2也可以用NaClO3氧化，Fe2被氧化并在较小pH条件下水解，最终形成黄铁矾钠Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀而被除去；如图是温度pH关系图
8、，图中阴影部分为黄铁矾钠稳定存在区域已知25 时，Fe(OH)3的Ksp2.641039，下列说法正确的是_(填字母)。aFeOOH中铁为2价b若在25 时，用H2O2氧化Fe2，再在pH4时除去铁，此时溶液中c(Fe3)2.641029 molL1c用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2的离子方程式为6Fe2ClO6H=6Fe3Cl3H2Od工业生产中温度常保持在8595 生成黄铁矾钠，此时溶液的pH约为1.21.8(4)无水NiCl2在有机合成中有着极为重要的作用，工业上常用含镍原料所制得的NiCl26H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制得，已知SOCl2能与水反应生成SO2和HCl。写出N
9、iCl26H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水制无水NiCl2的反应方程式_，NiCl26H2O需在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水的原因是_。答案(1)S22H=H2S(2)减少过氧化氢的分解2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(3)cd(4)NiCl26H2O6SOCl2NiCl26SO212HClNiCl2在加热过程中会发生水解而得不到无水NiCl2，当NiCl26H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水时，反应过程中产生的HCl能抑制NiCl2的水解解析(1)经过量酸处理得到的溶液中含有大量的H，当加入Na2S后会发生反应：S22H=H2S，生成具有臭鸡蛋气味的H2S。(2)Fe
10、2氧化阶段需要加入氧化剂过氧化氢，温度过高会造成过氧化氢的分解，导致过氧化氢损失，氧化阶段的反应为2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。(3)FeOOH中铁为3价；当pH4时，c(H)104 molL1，c(OH)1010 molL1，则c(Fe3) molL12.64109 molL1。(4)加热过程中发生的反应为NiCl26H2O6SOCl2=NiCl26SO212HCl；若单独加热NiCl26H2O，则在加热过程中NiCl2会发生水解而得不到无水NiCl2，当NiCl26H2O在亚硫酰氯(SOCl2)中加热脱水时，反应过程中产生的HCl能抑制NiCl2的水解。题组二以化工生产流程为载体
11、的综合考查1目前，新能源不断被利用到现代的汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向。(1)高铁酸钾锌电池(碱性介质)是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是_(填化学式)。(2)工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4)，K2FeO4在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定。反应原理为.在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4：3NaClO2Fe(NO3)310NaOH=2Na2FeO43NaCl6NaNO35H2O。.Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO42KOH=K2FeO42NaOH。主要的生产流程如下：写出反应的
12、离子方程式：_。流程图中反应是在某低温下进行的，且此温度无NaOH析出，说明此温度下Ksp(K2FeO4)_Ksp(Na2FeO4)(填“”、“”或“”)。(3)已知K2FeO4在水溶液中可以发生：4FeO10H2O4Fe(OH)38OH3O2，则K2FeO4在水处理中的作用是_。(4)FeO在水溶液中的存在形态如图所示。若向pH10的这种溶液中加硫酸至pH2，HFeO的分布分数的变化情况是_。若向pH6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，_转化为_(填化学式)。答案(1)Zn(2)Cl22OH=ClClOH2O(3)净水剂和消毒剂(4)先增大后减小HFeOFeO解析(1)高
13、铁酸钾是氧化剂，作电源正极，而锌为还原剂，在电池中失电子，作电源负极。(2)根据框图中反应的反应物为Cl2和NaOH知，发生反应的离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O。根据题意分析可知，Na2FeO4的溶度积大于K2FeO4的溶度积。(3)FeO与水反应生成的Fe(OH)3具有吸附性，可作净水剂，FeO具有强氧化性，可作消毒剂。(4)加入硫酸，将溶液pH由10调节到2，由图中HFeO的变化曲线可知，HFeO的分布分数先增大后减小。由图可知，pH6时，溶液中存在的含铁元素的微粒为HFeO和FeO，加入KOH，溶液pH逐渐增大，HFeO的分布分数逐渐减小，而FeO的分布分数逐渐增大，故HFe
14、O逐渐转化为FeO。2钛被誉为“21世纪的金属”。钛具有密度小、耐高温、耐腐蚀等特性，具有广泛的用途。下面是用钛铁矿石(主要成分为FeTiO3)冶炼金属钛的工艺流程图：钛铁矿石TiOSO4H2TiO3,TiO2TiCl4Ti根据上述工艺流程图回答下列问题：(1)反应是一个非氧化还原反应，那么FeTiO3中Ti元素的化合价为_，含有铁元素的反应产物为_(写化学式)。(2)除反应外，剩余的四个反应中，属于氧化还原反应的是_(写反应序号)。(3)已知H2TiO3不溶于水。写出反应的化学方程式：_。(4)反应制备金属Ti的方法是_(填字母序号)。A热分解法B热还原法C电解法答案(1)4FeSO4(2)
15、(3)TiOSO42H2O=H2TiO3H2SO4(4)B解析(1)因为反应是一个非氧化还原反应，所以由产物TiOSO4可知Ti元素的化合价为4，故FeTiO3中Fe的化合价为2，即含有铁元素的反应产物为FeSO4。(2)分析反应、中反应物与生成物的化合价可知，这两个反应属于非氧化还原反应；而反应尽管反应物、生成物中的Ti元素化合价没变，但参加反应的物质还有C、Cl2，故该反应为氧化还原反应；反应为镁作为还原剂制备钛，属于氧化还原反应。(3)注意提示性语言“H2TiO3不溶于水”，由此可知该反应为TiOSO4的水解反应，生成物还有H2SO4，且H2TiO3后需要标注“”。(4)反应的基本原理就
16、是用活泼金属作还原剂来冶炼其他金属。3菱锰矿的主要成分是MnCO3(含有少量FeS2、Al2O3)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程如下所示：浆化溶液1溶液2精制电解Mn请回答下列问题：(1)菱锰矿在浸取前需要粉碎，其目的是_。(2)用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为_；加入二氧化锰的目的是除去其中的_(填化学式)，此物质参与反应时生成硫酸铁、水和硫酸锰，该物质发生反应的化学方程式为_。(3)已知Fe、Al、Mn的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的pH如表所示，则加氨水沉淀时应控制溶液的pH范围为_。氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2开始沉淀pH1.84.18.3完全沉淀pH3.
17、25.09.8(4)电解硫酸锰溶液时，阴极的电极反应式为_。用高锰酸钾溶液检验Mn2，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为_。(5)硫酸锰在高温条件下分解可得到三种氧化物，该热分解的化学方程式为_。答案(1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率(2)MnCO32H=Mn2CO2H2OFeS22FeS215MnO214H2SO4=Fe2(SO4)315MnSO414H2O(3)5.0pH8.3(4)Mn22e=Mn2MnO3Mn22H2O=5MnO24H(5)3MnSO4Mn3O4SO22SO3解析(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固体与气体的接触面积，可从影响化学反应速率因素的角度进行分析。(2)碳
18、酸锰与稀硫酸反应，类似碳酸钙与盐酸反应。二硫化亚铁与二氧化锰在稀硫酸中反应生成硫酸铁、硫酸锰和水。1 mol FeS2失去电子的物质的量为15 mol。(3)根据几种离子沉淀的pH，控制溶液的酸碱性使氢氧化铝完全沉淀(氢氧化铁已完全沉淀)，氢氧化锰没有开始沉淀。(4)电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成锰单质。高锰酸钾可将锰离子氧化成二氧化锰。(5)硫酸锰在高温下分解生成四氧化三锰、二氧化硫和三氧化硫，类似硫酸亚铁分解生成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫。4负载银纳米GeO2可用于光催化降解农药废水，某工厂现用锗(Ge)产品加工废料生产纳米GeO2，实验流程如下图所示：请回答下列问题：(1
19、)操作X的名称为_。Y溶液是一种在该流程中可循环利用的物质，该物质是_。(2)请补充完整第步反应的离子方程式：Ge2_H=Ge4_。(3)若要将Fe(OH)3和Al(OH)3分离回收，需要用到的试剂有_(填化学式)溶液。(4)该锗产品加工废料中锗元素的质量分数不小于_。答案(1)过滤盐酸(2)11H2O2212H2O(3)NaOH、CO2(4)100%解析(1)操作X是将溶液和沉淀分离开，故名称是过滤；Y溶液为盐酸，可循环利用。(2)H2O2作氧化剂，Ge2作还原剂，反应的离子方程式为Ge2H2O22H=Ge42H2O。(3)欲将Fe(OH)3和Al(OH)3分离，可先用强碱溶液将Al(OH)3溶解，然后过滤，再通入CO2生成Al(OH)3沉淀。(4)利用锗元素守恒，设质量分数为w，则w，解得：w100%。