(新)2022届三轮冲刺届高三化学考题必刷——无机化合物制备的定量、定性分析题.docx
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1、三轮冲刺2020届高三化学考题必刷无机化合物制备的定量、定性分析题1. CO、SO2是大气污染气体,利用化学反应是治理污染的重要方法。.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇:CO+2H2CH3OH(g)。一定条件下,在容积为VL的密闭容器中充入 a mol CO与2a mol H2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。(1)下列能说明反应达到平衡状态的是_(填序号)。v逆(CO)=2v正(H2)c(CO)=c(CH3OH)混合气体的平均相对分子质量不变单位时间内生成2n mol H2的
2、同时生成 n mol CH3OH(2)该反应在A点的平衡常数K_(用a和V表示)。(3)写出既能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施:_.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。(4)原电池原理:该小组设计的原理示意图(如图1所示),写出该电池正极的电极反应式_。(5)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到 NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸(原理如图2所示)。写出开始电解时阳极的电极反应式_。.硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称大苏打,有着广泛的用途。用SO2可制Na2S2O3.某小组同学制备、预测并探究硫代硫酸钠的
3、性质(反应均在溶液中进行)。预测实验操作实验现象探究1Na2S2O3溶液呈碱性把pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上pH=8探究2Na2S2O3具有还原性向新制氯水中滴加Na2S2O3溶液黄绿色颜色变浅,甚至褪去(6)分析SO2能制备Na2S2O3的理论依据是_。(7)用离子方程式表示Na2S2O3溶液具有碱性的原因_。(8)探究2反应的离子方程式为_2. 亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量,某兴趣小组进行下面实验探究,查阅资料知道:2NO+Na2O2=2NaNO22NO2+Na2O2=2NaNO3酸性KMnO4溶液可将NO2-氧化为NO3-,M
4、nO4-还原成Mn2+.产品制备与检验:用如图1装置制备NaNO2:(1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目 _ (2)B装置的作用是 _ (3)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为制备纯净NaNO2应在B、C装置间增加一个装置,请在右框内画出增加的装置图2,并标明盛放的试剂(4)试设计实验检验装置C中NaNO2的存在(写出操作、现象和结论) _ .含量的测定称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:滴定次数123
5、4KMnO4溶液体积/mL20.6020.0220.0019.98(5)第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是 _ (双项选择)A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗 B.锥形瓶洗净后未干燥C.滴定终了仰视读数 D.滴定终了俯视读数(6)根据表中数据,计算所得固体中
6、亚硝酸钠的质量分数 _ (结果保留4位有效数字)3. 明矾石经处理后得到明矾KAl(SO4)212H2O.从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如图1示: 焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)212H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O 请回答下列问题: (1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是 _ ; (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 _ ; (3)A12O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如图2示,该晶体中Al的配位数是 _ ; (4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(O
7、H)2,该电池反应的化学方程式是 _ (5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸已知25、101kPa时: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H1=一197kJ/mol; 2H2O (g)=2H2O(1)H2=一44kJ/mol; 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)H3=一545kJ/mol则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 _ ; (6)焙烧948吨明矾(M=474g/mol ),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸 _ 吨4. 下面是某课外小组从初选后的方铅矿【主要成分PbS,含少量黄铜矿(CuFeS
8、2)中提取硫磺、铜、铅的工艺流程: 已知:CuFeS2+4FeCl3=2S+5FeCl2+CuCl2 PbS+2FeCl3=S+PbCl2+2FeCl2 (1)黄铜矿(CuFeS2)中Fe元素的化合价为 _ ,提高方铅矿酸浸效率的措施有 _ .(写出两种方法即可) (2)过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 _ ;单质A是 _ ,在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和 _ (3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液,其反应的离子方程式为 _ (4)PbSO4与PbS加热条件下反应的化学方程式为 _ 将沉淀PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合,沉淀可转化可转化为PbCO3,写出该反应
9、的平衡常数表达式:K= _ .(已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14) (5)铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为硫酸铅蓄电池充放电的总反应方程式为:PbO2+Pb+2H2SO4充电放电2PbHO4+2H2O,充电时,铅蓄电池阳极的电极反应式为 _ 5. 三氯化铁是合成草酸铁的重要原料利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体Fe2(C2O4)35H2O的实验流程如图1所示: 为抑制FeCl3水解,溶液X为 _ 上述流程中FeCl3能被异丙醚萃取,其原因是 _ ;检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe3+的方法是
10、_ 所得Fe2(C2O4)35H2O需用冰水洗涤,其目的是 _ 为测定所得草酸铁晶体的纯度,实验室称取a g样品,加硫酸酸化,用KMnO4标准溶液滴定生成的H2C2O4,KMnO4标准溶液应置于图2所示仪器 _ (填“甲”或“乙”)中下列情况会造成实验测得Fe2(C2O4)35H2O含量偏低的是 _ a.盛放KMnO4的滴定管水洗后未用标准液润洗 b.滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后消失 c.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数6. 硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,实验室合成硫酰氯的实验装置如图所示: 已知:SO2(g)+Cl2(g)催化剂SO2Cl2(l)H=-97.3kJ
11、mol-1 硫酰氯常温下为无色液体,熔点为-54.1,沸点为69.1,在潮湿空气中“发烟”; 100以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气 (1)仪器a为恒压分液漏斗,与普通分液漏斗相比,其优点是 _ (2)仪器b的名称为 _ (3)装置E为储气装置,用于提供氯气,则分液漏斗c中盛放的试剂为 _ .当装置E中排出氯气1.12L(已折算成标准状况)时,最终得到5.4g纯净的硫酰氯,则硫酰氯的产率为 _ .为提高硫酰氯的产率,本实验操作中还需要注意的事项有 _ (只答一条即可)(4)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,该反应的化学方程式为 _ ,分离两种产物的
12、方法是 _ (5)若将SO2、Cl2按照一定比例通入水中,请设计简单实验验证二者是否恰好完全反应 _ (简要描述实验步骤、现象和结论).仪器自选;供选择试剂:滴加酚酞的氢氧化钠溶液、氯化亚铁溶液、硫氰化钾溶液、品红溶液 (6)长期存放的硫酰氰会发黄,其原因可能为 _ 7. 碳酸氢钠是一种重要的化工原料,在日常生活中也有广泛的用途,侯德榜先生发明了连续生产纯碱与氯化铵的联合制碱工艺,成为近代化学工业的奠基人之一,该反应原理为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3+NH4ClH<0现用如图所示装置和上述原理制取碳酸氢钠晶体,图中夹持装置已略去可选用的药品有:石灰石生石灰6m
13、ol/L盐酸稀硫酸浓氨水饱和氯化钠溶液饱和碳酸氢钠溶液请回答下列问题(1)仪器a的名称是_(2)B中应选用的药品是_(填序号)(3)在实验过程中,应先向C中通入的气体的化学式是_,其原因是_(4)D中脱脂棉应浸润的试剂是_(填写字母编号)a.浓硫酸 b.稀硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.浓硝酸(5)该小组同学为了测定C中所得晶体中碳酸氢钠的纯度(假设晶体中不含碳酸盐杂质),先将晶体充分干燥后,称量质量为wg,称量质量为wg,然后进行如下图所示实验:操作中的方法是_,_,_所得晶体中碳酸氢钠的纯度是_.(不必化简)8. 污染物的有效去除和资
14、源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含少量铁,铝,铜等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程,既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)请回答下列问题:(1)上述流程脱硫实现了_(选填编号)a.废弃物的综合利用 b.白色污染的减少 c.酸雨的减少 d.臭氧层空洞的减少(2)步骤I生成无水MnSO4的化学方程式是_步骤IV生成无水MnO2的化学方程式是_(3)步骤I中,用MnCO3能除去溶
15、液中Al3+和Fe3+,其原因是_.滤渣M的成分是_.铜元素以_形式存在于滤渣N中(写化学式)(4)产品MnO2可作超级电容材料用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得MnO2,则MnO2在_生成(填电极名称)(5)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应按照图示流程,将2.0 m3(标准状况)含SO2的体积分数为60%的尾气通入矿浆,若SO2的脱除率为89.6%,最终得到MnO2的质量10.44kg.则在除去铁、铝、铜、镍等杂质的过程中,所引入的锰元素为_kg9. Na2S2O35H2O可作为高效脱氯剂,工业上用硫铁矿(FeS2)为原料制备该物质的流程如下已知:.气体A可以使品红溶液
16、褪色,与硫化氢(H2S)混合能获得单质硫.pH约为11的条件下,单质硫与亚硫酸盐可以共热生成硫代硫酸盐回答下列问题:(1)沸腾炉中将粉碎的硫铁矿用空气吹动使之达到“沸腾”状态,其目的是_(2)吸收塔中的原料B可以选用_(填字母序号)A.NaCl溶液 B.Na2CO3溶液 C.Na2SO4溶液(3)某小组
17、同学用如图装置模拟制备Na2S2O3 的过程(加热装置已略去) A中使用70%的硫酸比用98%的浓硫酸反应速率快,其原因是_.装置B的作用是_C中制备Na2S2O3发生的连续反应有:Na2S+H2O+SO2=Na2SO3+H2S、_和Na2SO3+S -Na2S2O3(4)工程师设计了从硫铁矿获得单质硫的工艺,将粉碎的硫铁矿用过量的稀盐酸浸取,得到单质硫和硫化氢气体,该反应的化学方程式为_10. 固
18、体D是一种红色氧化物(1)混合气体A通入足量NaOH溶液后,溶液B中属于盐的溶质有_(2)白色沉淀C中加入盐酸的实验现象为_(3)固体D与HCl溶液反应的离子方程式为_11. 碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料(主要含Al、Al2O3、SiO2及铁的氧化物)经过精制加工而成,此产品活性较高,对工业污水具有较好的净化效果其制备流程如下:(1)原料需要粉碎,其目的是_;滤渣I的主要成分是_;(2)步骤在煮沸过程中,溶液逐渐变为浅绿色,检验溶液中呈浅绿色的阳离子常采用加入_溶液进行检验(填试剂化学式)(3)步骤中加入适量的Ca(OH)2并控制pH,其目的:一是生成碱
19、式氯化铝;二是_;已知碱式氯化铝的分散质粒子大小在1100nm之间,则区别滤液I与碱式氯化铝两种液体的物理方法是_;若Ca(OH)2溶液过量,则步骤得到的碱式氯化铝产率偏低,用离子方程式解释其原因为_;(4)某温度下若0.1mol AlCl3溶于蒸馏水,当有2.5%水解生成Al(OH)3胶体时,吸收热量Q kJ,该水解过程的热化学反应方程为_12. NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38时析出晶体NaClO23H2O,温度高于38时析出晶体NaClO2,温度高于60时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl.其一种
20、生产工艺如下。请回答下列问题。(1)NaClO2中Cl的化合价为_。(2)反应:SO2做_(填“氧化剂”或“还原剂”)。将反应中的化学方程式补充完整:NaClO3+SO2+H2SO4=_+_(3)电解:所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去粗盐水中的Mg2+和Ca2+,需要加入的试剂分别为_、_。电解过程中被氧化的物质是_。可用NaOH溶液吸收电解产生的Cl2,该反应的离子方程式是_。(4)操作:滤液获得NaClO2的操作步骤:加热蒸发;趁热过滤;洗涤;干燥,得到成品。趁热过滤应控制的温度范围是_。答案和解析1.【答案】 12V2a2 压缩体积或增大体积压强
21、160; O2+4e-+4H+=2H2O HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+ 氧化还原反应角度,SO2中S元素化合价为+4,Na2S2O3中S元素化合价为+2,S的化合价降低,加入合适的还原剂如S等就能实现转化 S2O32-+H2OHS2O3-+OH- S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+10H+8Cl-【解析】解:I.(1)2v逆(CO)=v正(H2)说明反应达到平衡状态,但v逆(CO)=2v正(H2)说明反应逆向进行,故错误; c(CO)=c(CH3OH)不能说明正逆反应速率关系,且不符合反应的计量数
22、关系,故错误; 该反应是气体体积不相等的反应,所以混合气体的平均相对分子质量不变,说明气体的总物质的量不变,达到平衡状态,故正确;单位时间内生成2nmolH2的同时生成 nmolCH3OH,说明v逆(H2)=2v正(CH3OH),说明反应达到平衡状态,故正确;故答案为:;(2)A点时反应的三段式为 CO+2H2CH3OH(g) 起始物质的量(mol) a 2a
23、60; 0 变化物质的量(mol) 0.75a 1.5a 0.75a 平衡物质的量(mol) 0.25a 0.5a 0.
24、75a平衡浓度c(CO)=0.25aVmol/L,c(H2)=0.5aVVmol/L,c(CH3OH)=0.75aVmol/L,反应的平衡常数K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.75aV0.25aV(0.5aV)2=12V2a2,故答案为:12V2a2;(3)既能增大v(CO)又能提高CO转化率,应使平衡正向移动,由于正反应放热,则应压缩体积或增大体积压强,故答案为:压缩体积或增大体积压强;II.(4)该原电池中,负极上SO2失电子被氧化生成硫酸,正极上O2得到电子被还原生成H2O,所以正极上的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;(
25、5)电解池中阳极和电源正极相连,失去电子,发生氧化反应,电解NaHSO3溶液可制得硫酸,硫的化合价升高,所以阳极是HSO3-溶液失去电子被氧化生成SO42-,则阳极电极反应式是:HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+;故答案为:HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+;III.(6)SO2Na2S2O3中S元素化合价由+4+2,化合价降低,根据氧化还原反应规律可知:加入还原性的物质如如S或Na2S等,就能实现SO2Na2S2O3的转化,故答案为:氧化还原反应角度,SO2中S元素化合价为+4,Na2S2O3中S元素化合价为+2,S的化合价降低,加入合适的还原剂如S等就能实现转化;(
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