高中化學(xué)高考二輪復(fù)習(xí)專題4學(xué)案12

學(xué)案12常見無(wú)機(jī)物的綜合應(yīng)用題型1基于“分類→性質(zhì)→轉(zhuǎn)化”的綜合考查1．(2023·福建理綜，9)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()XYZ①NaOH溶液Al(OH)3稀硫酸②KOH溶液SiO2濃鹽酸③O2N2H2④FeCl3溶液Cu濃硝酸A．①③B．①④C．②④D．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．(2023·江蘇，6)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\o(→,\s\up7(丁))乙eq\o(,\s\up7(丁),\s\do5(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O2B．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\o(→,\s\up7(O2))COeq\o(,\s\up7(O2),\s\do5(C))CO2，A正確；若甲為SO2，丁為氨水，轉(zhuǎn)化關(guān)系為SO2eq\o(→,\s\up7(NH3·H2O))NH4HSO3eq\o(,\s\up7(NH3·H2O),\s\do5(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\o(→,\s\up7(CO2))Na2CO3eq\o(,\s\up7(CO2),\s\do5(NaOH))NaHCO3，D正確。3．(2023·江蘇，16)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________________________________；濾渣Ⅰ的主要成分為________________(填化學(xué)式)。(2)加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至，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________________________(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＋3H2OSiO2(2)CaSO43CaCO3＋2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3H2O=2Al(OH)3＋3CaSO4＋3CO2↑(3)溶液中的部分SOeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\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\o\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。常見的串珠變化(1)氧化型Aeq\o(→,\s\up7(O2))Beq\o(→,\s\up7(O2))Ceq\o(→,\s\up7(H2O))D(酸或堿)Naeq\o(→,\s\up7(O2))Na2Oeq\o(→,\s\up7(O2))Na2O2eq\o(→,\s\up7(H2O))NaOHCeq\o(→,\s\up7(O2))COeq\o(→,\s\up7(O2))CO2eq\o(→,\s\up7(H2O))H2CO3(2)價(jià)態(tài)不變型eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Al2O3\o(→,\s\up7(酸))AlCl3\o(→,\s\up7(氨水))AlOH3→Al2O3,Al2O3\o(→,\s\up7(堿))NaAlO2CO2,AlOH3→Al2O3))(鋁土礦提鋁)SiO2eq\o(→,\s\up7(NaOH))Na2SiO3eq\o(→,\s\up7(CO2))H2SiO3→SiO2NaCleq\o(→,\s\up7(NH3),\s\do5(CO2))NaHCO3eq\o(→,\s\up7(△))Na2CO3eq\o(→,\s\up7(CaOH2))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\o(→,\s\up7(H2O))H2SO3eq\o(→,\s\up7(O2))H2SO4②NH3eq\o(→,\s\up7(O2/催化劑),\s\do5(△))NO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3③CaCl2eq\o(→,\s\up7(CO2))CaCO3eq\o(→,\s\up7(煅燒))CaO④NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(△))Al2O3A．②③B．①④C．②④D．③④答案B解析②中NH3→NO2不能直接轉(zhuǎn)化；③中CaCl2eq\o(→,\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\o(→,\s\up7(M))eq\x(Y)eq\o(→,\s\up7(M))eq\x(Z)選項(xiàng)XYZMANH3NONO2O2BCl2FeCl3FeCl2FeCAlAl(OH)3NaAlO2NaOHDNaOHNa2CO3NaHCO3CO2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)(見下圖)。下列說法正確的是(雙選)()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和石灰乳反應(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BC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)正確；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)之間通過一步反應(yīng)就能實(shí)現(xiàn)如下圖所示轉(zhuǎn)化的是()選項(xiàng)abcASSO2SO3BHNO3NONO2CSiSiO2H2SiO3DNH3NO2NO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)之間不能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是()eq\o(\s\up7(物質(zhì)),\s\do5(選項(xiàng)))abcACCO2COBBr2FeBr2FeBr3CAlAlCl3Al2O3DFeFeCl2FeCl3答案C解析A中，符合條件的如①2C＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO，②CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO，③2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2CO2，④2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))C＋2MgO，⑤C＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))CO2＋2H2，成立；B中，符合條件的如①2Fe＋3Br2eq\o(=,\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不可能通過一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al2O3，且Al2O3不可能通過化合反應(yīng)生成AlCl3；D中，符合條件的如：①2Fe＋3Cl2eq\o(=,\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()選項(xiàng)XYZWA濃鹽酸FeCl2Cl2FeCl3BNa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3CNa2CO3CO2CaCO3Ca(HCO3)2DSO2Na2SO3H2SO4NaHSO3答案B解析A中濃鹽酸與過量的鐵反應(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\o(=,\s\up7(高溫))Si＋2CO↑，Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2。(2)單質(zhì)不同主族：C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO＋H2，Cl2＋H2S=2HCl＋S↓。(3)有過渡元素參加的置換反應(yīng)：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，F(xiàn)e＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu,2Al＋Fe2O3eq\o(=,\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\o(=,\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．(2023·南昌模擬)X、Y、Z是三種常見的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見的化合物。下表各組物質(zhì)之間通過一步反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是()選項(xiàng)XYZ甲乙AH2SiCl2SiCl4HClBMgCO2CO2MgOCZnFeCl2FeCl2ZnCl2DCl2N2H2NH3HCl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．[2023·福建理綜，24(2)]鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下：①步驟Ⅰ若溫度過高，將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。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______(任寫一項(xiàng))。答案①4HNO3eq\o(=,\s\up7(△))4NO2↑＋O2↑＋2H2O②4Fe＋10HNO3=4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O③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)合電子守恒可寫出化學(xué)方程式。③因?yàn)镠NO3的還原產(chǎn)物主要是NH4NO3,1molHNO3作氧化劑轉(zhuǎn)移8mol電子，故產(chǎn)生的氮氧化物較少，節(jié)約原料。2．[2023·山東理綜，28(2)(3)(4)]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)1molO2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為________mol。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________。(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)Cu2S4H2(3)a2H＋＋NOeq\o\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1molO2得4mole－，還原劑也失去4mole－，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\o\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mol還原劑________(填“得到”或“失去”)________mol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＝－3352kJ·mol－1Mn(s)＋O2(g)=MnO2(s)ΔH2＝－521kJ·mol－1Al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669(2)4Al(s)＋3MnO2(s)=3Mn(s)＋2Al2O3(s)ΔH＝－1789kJ·mol－1(3)①氧化②CO2＋H2O＋4e－=CO＋H2＋2O2－(4)CuS＋4H2SO4(濃)eq\o(=,\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。1molC轉(zhuǎn)化為1molCO2時(shí)失去4mole－，則molC失去6mole－，得到的還原產(chǎn)物K2S、N2均為mol，其質(zhì)量之和為69g。(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：物質(zhì)VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶回答下列問題：(1)工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。(2)圖中所示濾液中含釩的主要成分為____________(寫化學(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\o\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\o\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__________________。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______________。答案(1)3V2O5＋10Aleq\o(=,\s\up7(高溫))6V＋5Al2O3(2)VOSO4(3)212H＋222(4)①VOeq\o\al(＋,2)＋V2＋＋2H＋=VO2＋＋V3＋＋H2O正②減小VO2＋＋H2O－e－=VOeq\o\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\o\al(＋,2)＋e－＋2H＋=VO2＋＋H2O，即可寫出總方程式，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)(2023·山東理綜，31)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\o(=,\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的作用是________________________________________________________________________。裝置E中為______________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____________。(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)要說明實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論：___________________________________________________________________________________________________________________________。已知Na2S2O3·5H2O遇酸易分解：S2Oeq\o\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(或過濾，取濾液)，滴加BaCl2溶液，若出現(xiàn)沉淀則說明含有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)吸收過量的SO2，故所盛溶液可以是NaOH溶液等。(2)若生成3molNa2S2O3，根據(jù)方程式的關(guān)系可知需要3molS和3molNa2SO3；生成3molS需2molH2S；而生成2molH2S需2molNa2S且同時(shí)生成2molNa2SO3；故需要的Na2S為2mol、Na2SO3為1mol，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\o\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。某化工廠用含少量鐵的廢銅渣為原料生產(chǎn)膽礬的流程如下：(1)寫出浸出時(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\o(=,\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：資料卡片物質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)SiCl4－70℃℃TiCl4－25℃℃(1)寫出氯化時(shí)生成TiCl4的化學(xué)方程式________________________。(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ名稱分別是____________________、____________。(3)寫出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裝置中的藥品名稱為________，若通入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g，則CO的轉(zhuǎn)化率為________。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\o(=,\s\up7(高溫))TiCl4＋2CO(2)蒸餾過濾(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[2023·浙江理綜，26(1)(2)(3)]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gX在惰性氣流中加熱至完全分解，得到g固體1。請(qǐng)回答如下問題：(1)畫出白色沉淀1中金屬元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖______，寫出氣體甲的電子式______________。(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________________________________________________________________________。(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)2CaFe(CO3)2eq\o(=,\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)gX完全分解生成CO2的質(zhì)量為g－g＝g，其物質(zhì)的量為mol，根據(jù)CaCO3eq\o(=,\s\up7(△))CaO＋CO2↑、FeCO3eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋CO2↑可得：n(FeO)＋n(CaO)＝mol,56g·mol－1×n(CaO)＋72g·mol－1×n(FeO)＝g，解以上兩式可得：n(FeO)＝n(CaO)＝mol，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\o(=,\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\co1(明顯條件,隱含條件))eq\o(→,\s\up7(抓關(guān)鍵),\s\do5(突破口))eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(結(jié)構(gòu)特征,反應(yīng)特征,現(xiàn)象特征,其他特征))eq\o(→,\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NOFe3＋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\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\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\o\al(＋,4)(3)熟記特殊物質(zhì)參與的化學(xué)反應(yīng)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\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑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＝4C．根據(jù)現(xiàn)象3和4可推出該試液中含有Ca2＋，但沒有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(寫元素符號(hào))____________________________________。(2)溶液F一定含有的陰離子為(寫離子符號(hào))______________________________________。(3)寫出B＋G→J的化學(xué)方程式：_____________________________________________；寫出溶液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)：______________________________________________________