金属及其化合物高考题

金属及其化合物高考题

2012 年高考化学试题分类解析汇编：金属及其化合物 1. ［2012·江苏化学卷 7］下列物质转化在给定条件下能实现的是 ① ② ③ ④ ⑤ A.①③⑤B.②③④C.②④⑤D.①④⑤ A 解析：本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳 酸、候氏制碱原理 、Fe3＋水解 FeCl3溶液蒸干得不到无水 FeCl3、氢氧化镁不稳定性等内容 都来源于必修一、和必修二等课本内容及课本上的基本反应，看来高三复习不能“舍本逐末”。 2. ［2012·江苏化学卷 20］(14 分)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产 生活中的应用日趋广泛。 (1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下： Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)△H=a kJ·mol－1 3AlCl(g)=3Al(l)＋AlCl3(g)△H=b kJ·mol－1 ①反应 Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的△H=kJ·mol－1(用含 a、b的代数式表示)。 ②Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程 式。 (2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的 Mg、 Al 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为 Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al。得到的混合物 Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下释放出氢气。 ①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是。 ②在 6.0mol·L－1HCl 溶液中，混合物 Y 能完全释放出 H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的 混合物 Y 与上述盐酸完全反应，释放出 H2的物质的量为。 ③在 0.5 mol·L－1 NaOH 和 1.0 mol·L－1 MgCl2溶液中， 混合物 Y 均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质 X-射线 衍射谱图如右图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是 否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述 NaOH 溶液中，混合物 Y中产生氢 气的主要物质是 (填化学式)。 (3)铝电池性能优越，Al-AgO 电池可用作水下 动力电源，其原理如右下图所示。该电池反应 的化学方程式为： 。 【参考答案】 (1)①a＋b ②Al4C3＋12HCl=4AlCl3＋3CH4↑ (2)①防止 Mg Al 被空气氧化 ②52 mol ③Al (3)2Al＋3AgO＋2NaOH=2NaAlO2＋3Ag＋H2O 【解析】本题以新能源、新材料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程 式的书写、读图读表计算与分析的综合题，是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具 体运用的典型试题。 【备考提示】高三复习一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社 会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在高三复习的第一位。 3. ［2012·江苏化学卷 21A 物质结构］一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在 常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。 (1)向一定物质的量浓度的 Cu(NO3)2和 Mn(NO3)2溶液中加入 Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼 烧，可制得 CuMn2O4。 ①Mn2＋基态的电子排布式可表示为。 ②NO3 －的空间构型(用文字描述)。 (2)在铜锰氧化物的催化下，CO 被氧化成 CO2，HCHO 被氧化成 CO2和 H2O。 ①根据等电子原理，CO 分子的结构式为。 ②H2O 分子中 O 原子轨道的杂化类型为。 ③1molCO2中含有的σ键数目为。 (3)向 CuSO4溶液中加入过量 NaOH 溶液可生成[Cu(OH)4] 2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4] 2－的 结构可用示意图表示为。 【参考答案】 (1)①1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②平面三角形 (2)①C≡O ②sp3③2×6.02×1023个(或 2mol) (3) 【解析】本题科学研究铜锰氧化物作背景，考查学生对电子排布、原子轨道杂化类型与空间 构型、等电子体原理、[Cu(OH)4] 2－结构等《选修三》基础知识的掌握和应用能力。本题基 础性较强，重点特出。 【备考提示】《选修三》的知识点是单一的、基础的，我们一定要确保学生不在这些题目上 失分。看来还是得狠抓重要知识点，狠抓基础知识，强化主干知识的巩固和运用，这也许 是我们高三复习的灵魂所在。 4. ［2012·海南化学卷 14］(9 分) 在 FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处 理和资源回收的过程简述如下： I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和 滤液： II：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液 pH，同时鼓入足量的空气。 己知：Ksp[Fe (OH ) 3 ]= 4.0×10-38 回答下列问题： (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为： (2)过程 I 加入铁屑的主要作用是，分离得到固体的主要成分是，从固体中分离出铜需 采用的方法是； (3)过程 II 中发生反应的化学方程式为； (4)过程 II 中调节溶液的 pH 为 5，金属离子浓度为。(列式计算) 【答案】(1)2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+； (2)回收铜 Cu 和 Fe 加入过量的盐酸后过滤。 (3)FeCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 (4)4.0×10-11 mol·L-1 【解析】 (1) Fe3+具有强氧化性，能将 Cu 氧化，其离子方程式为 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+； (2)废液中中含有 Fe2+和 Cu2+，加入过量的铁屑发生的反应为：Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu，故铁屑 的作用是回收铜，分离得到的固体为 Cu 和 Fe 的混合物，从中得到铜的方法是先加入过量的 盐酸，再过滤。 (3)“向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为：FeCl2+Ca(OH)2==CaCl2+Fe(OH)2↓；“鼓入足量 的空气”发生的反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。 (4)据 KSP[Fe(OH)3]= c(Fe3+）·[c(OH-)]3 = 4.0×10-38 ，pH=5 则 c(OH-)＝10-9mol·L-1，可知 c(Fe3+） =4.0×10-11 mol·L-1。 5. ［2012·海南化学卷 19-I］[选修 3——物质结构与性质] （6 分）下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是 A．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 B．四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型 C．二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物 D．锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质 【答案】BD 【解析】锗是金属而碳是非金属元素，第一电离能要低于碳，故 A 错；C 和 Ge 都是第ⅣA 族 元素，四氯化锗与四氯化碳都是分子晶体，其分子构型相同，故 B 正确；锗是金属，金属的 氧化物不可能为气体化合物，故 C 错；锗和碳是同主族元素，晶体结构具有一定的相似性， 故 D 正确。 6. ［2012·海南化学卷 19-II］ (14 分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝，广泛 地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题： (1)铜原子基态电子排布式为； (2)用晶体的 x 射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果：晶 胞为面心立方最密堆积，边长为 361pm。又知铜的密度为 9.00g·cm-3，则镉晶胞的体积是 cm3、晶胞的质量是 g，阿伏加德罗常数为(列式计算，己知 Ar(Cu)=63.6)； (3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，这两种化合物都可用于催化乙炔聚合， 其阴离子均为无限长链结构(如下图)，a位置上 Cl 原子的杂化轨道类型为。已知其中一种化 合物的化学式为 KCuCl3，另一种的化学式为； (4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反 应，其原因是，反应的化学方应程式为。 【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d104s1 (2)4.7×10-23cm3 4.23×10-22g Ar(Cu)=63.6g/mol=4.23×10 -22g 4 ×NA，得 NA=6.01×1023mol-1。 (3)sp3 K2CuCl3 (4)过氧化氢为氧化剂，氨与 Cu 形成配离子，两者相互促进使反应进行； Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)42++2OH— 【解析】 (1)铜是 29 号元素，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1。 (2)铜的晶胞为面心立方最密堆积，一个晶胞能分摊到 4 个 Cu 原子；1pm=10-10cm，故一个晶 胞 的 体 积 为 (361×10-10cm)3=4.7×10-23cm3 ； 一 个 晶 胞 的 质 量 为 4.7×10-23cm3×9.00g·cm-3=4.23×10-22g ； 由 Ar(Cu)=63.6g/mol= 4.23×10-22g 4 ×NA ， 得 NA=6.01×1023mol-1。 (3) KCuCl3中 Cu 元素的化合价为+2，则另一种无限长链结构中的 Cu 元素的化合价为+1，CuCl3 原子团的化合价为-2，故其化学式为 K2CuCl3。 (4)“金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反 应”，这是两种物质共同作用的结果：过氧化氢具有强氧化性，而氨水能与 Cu2+形成配合物。 7. ［2012·安徽理综化学卷 13］已知室 温下， 3( )AL OH 的 K，或溶解度远大于 3( )Fe OH 。 向浓度均为 0.1mol的 3 3( )Fe NO 和 3 3( )Al NO 混合溶液中，逐滴加入 NaOH 溶液。下列示 意图表示生成 3( )Al OH 的物质的量与加入 NaOH 溶液的体积的关系 。合理的是 B 【解析】本题主要考查化学反应的顺序问题，旨在考查考生运用基础知识解决实际问题的 能力。因 Ksp[Al(OH)3]＞＞Ksp[Fe(OH)3]，因此向混合溶液中滴加NaOH溶液时，首先应生成 Fe(OH)3 沉淀，当 Fe 3＋ 沉淀完全后，再生成 Al(OH)3沉淀，继续滴加 NaOH溶液，则 Al(OH)3＋OH－===AlO － 2 ＋2H2O，故 B 项图像符合实际情况。 8. ［2012·安徽理综化学卷 28］ 【参考答案】⑴ 2 4 2 3 (SO ) (CO ) c c   ⑵ Na2CO3 相同浓度的 Na2CO3和 NaHCO3溶液中，前者 c(CO 2－ 3 ) 较大 ⑶全部为 PbCO3·Pb (OH ) 2 PbCO3与 PbCO3·Pb (OH ) 2 的混合物 ⑷① 实验步骤 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥，然后将样品加热分 解，将产生的气体依次通过盛有无水硫酸铜 的干燥管和盛有澄清石灰水的烧瓶 若无水硫酸铜不变蓝色，澄清石灰水变浑浊， 说明样品全部是 PbCO3 ②同意若全部为 PbCO3，26.7 g 完全分解后，其固体质量为 22.3 g 【解析】本题主要考查学生对化学反应原理的掌握及实验的设计与评价，旨在考查学生运用 所学知识综合分析、解决问题的能力，以及运用文字表达分析解决问题过程并做出合理解释 的能力。⑴根据反应方程式容易写出反应的平衡常数表达式：K＝ 2 4 2 3 (SO ) (CO ) c c   。⑵HCO － 3 难电 离，相同浓度时，Na2CO3溶液中 CO 2－ 3 浓度远大于 NaHCO3溶液中 CO 2－ 3 的浓度，CO 2－ 3 浓度 越大，越有利于 PbSO4的转化。⑶根据信息及假设一，不难得出假设二和假设三分别为全部 为 PbCO3·Pb (OH ) 2 、PbCO3 与 PbCO3·Pb (OH ) 2 的混合物。⑷若全部为 PbCO3 根据 PbCO3 PbO＋CO2↑，26.7 g 全部分解得到的 PbO： － 1 26.7 g 267 g·mol－1 ×223 g·mol － 1 ＝22.3 g，而实际质量为 22.4 g，因此假设一不成立。 9. ［2012·浙江理综化学卷 13］化学方程式可简明地体现元素及其化合物的性质。已知： 氧化还原反应： 2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + I2 + 2HCl； 2Co(OH)3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2↑ + 6H2O 2Fe(OH)2 + I2 + 2KOH= 2Fe(OH)3 + 2KI； 3I2 + 6KOH= 5KI + KIO3 + 3H2O 复分解反应： 2HSCN + K2CO3 = 2KSCN + CO2↑ + H2O； KCN + CO2 + H2O = HCN + KHCO3 热分解反应： 4NaClO 3NaCl + NaClO4；NaClO4 NaCl + 2O2↑ 下列说法不正确．．．是： A．氧化性（酸性溶液）：FeCl3 > Co(OH)3> I2 B．还原性（碱性溶液）：Fe(OH)2 > I2 > KIO3 C．热稳定性：NaCl > NaClO4 > NaClO D．酸性（水溶液）：HSCN > H2CO3 > HCN A 解析：根据氧化还原反应方程式中，氧化剂的氧化性强于氧化产物，还原剂的还原性强 于还原产物，所以，氧化性（酸性溶液）：Co2O3>Cl2>Fe3+>I2，A 选项错；还原性（碱性溶液）： Fe(OH)2 > I2 > KIO3，B 选项正确；C 选项，根据在热分解反应中稳定性弱的物质容易分解生成 对应的稳定性强的物质，C 正确；D 选项，根据在复分解反应中强酸制取弱酸的原则，酸性 （水溶液）：HSCN > H2CO3 > HCN，正确。 10. ［2012·浙江理综化学卷28］(14分)过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）是一种集洗涤、漂白、 杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下： H2O2(aq) Na2CO3(aq) 控 温反应 静置30 min 过滤 滤液X 固体 洗涤 干燥① ② ③ ④ 2Na2CO3 3H2O2． 已知：主反应 2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 2Na2CO3·3H2O2 (s) ΔH < 0 副反应 2H2O2 = 2H2O + O2↑ 滴定反应 6KMnO4+ 5(2Na2CO3·3H2O2) +19H2SO4 = 3K2SO4 + 6MnSO4 +10Na2SO4 + 10CO2 ↑ + 15O2↑ + 34H2O 50 °C时 2Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分 解 请回答下列问题： （1）图中支管的作用是。 （2）步骤①的关键是控制温度，其措施有、 和。 （3）在滤液X中加入适量NaCl固体或无水乙醇， 均可析出过碳酸钠，原因是。 （4）步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的 是。 （5）下列物质中，会引起过碳酸钠分解的有。 A．Fe2O3 B．CuO C．Na2SiO3 D．MgSO4 （6）准确称取 0.2000 g 过碳酸钠于 250 mL 锥形瓶中，加 50 mL 蒸馏水溶解，再加 50 mL 2.0 mol·L-1 H2SO4，用 2.000×10-2 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗 30.00 mL， 则产品中 H2O2的质量分数为。 解析：（1）恒压滴液漏斗一般用于封闭体系，恒压滴液漏斗的支管是为了使反应体系的压力 不会由于滴加液体而增加。如果没有支管，反应体系只有一个口的话，不断加液体就会 造成反应体系压力增加，会使液体滴不下来。所以支管的作用是平衡压强。 （2）由于50°C时，2Na2CO3·3H2O2 (s) 开始分解，所以步骤①（控温反应）的关键是控 制温度，由于主反应是放热反应，所以控制温度的措施有：采用冷水浴、不断搅拌使反应产 生的热量快速地散去，缓慢地滴加H2O2溶液，使反应缓慢进行、缓慢放热。 （3）滤液X主要是过碳酸钠溶液，加入固体NaCl（电解质）或无水乙醇，能降低过碳酸钠 的溶解度，使过碳酸钠析出（盐析作用或醇析作用）。 （4）步骤③是洗涤，选用无水乙醇洗涤产品的目的是：为了冲洗去固体表面的水分，有利 于干燥，可以防止产品溶解，降低产率。 （5）Fe2O3、CuO 是 H2O2分解的催化剂，分析过碳酸钠的组成 2Na2CO3·3H2O2，可以推知 Fe2O3、 CuO 它们也会引起过碳酸钠分解。 （6）根据关系式： 6KMnO4∽ 5(2Na2CO3·3H2O2) 6mol 5mol （2.000×10-2 mol·L-1×30.00 mL×10-3 L/Ml） n n (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005mol m (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005mol×314g/mol = 0.517g 答案：(14 分) （1）平衡压强 （2）冷水浴磁力搅拌缓慢滴加H2O2溶液 （3）降低产品的溶解度（盐析作用或醇析作用） （4）洗去水份，利于干燥 （5）AB （6）25.50 %(或0.2550 ) 11. ［2012·重庆理综化学卷 7］下列叙述正确的是 A.与 S 混合加热生成 2SFe B. 3NaHCO 的热稳定性大于 32CONa C.过量的铜与浓硫酸反应用一氧化氮生成 白磷在空气中加热到一定温度能转化成红磷 【答案】C 12. ［2012·广东理综化学卷 10］下列应用不涉及氧化还原反应的是 A Na2O2用作呼吸面具的供氧剂 B 工业上电解熔融状态 Al2O3制备 Al C 工业上利用合成氨实现人工固氮 D 实验室用 NH4Cl 和 Ca(OH)2制备 NH3 解析：A 有单质 O2生成。B 有单质 Al 生成。C 有单质 H2和 N2反应 13. ［2012·广东理综化学卷 32］（17 分）难溶性杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O） 属于“呆矿”，在水中存在如下平衡 为能充分利用钾资源，用饱和 Ca（OH）2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下： （1）滤渣主要成分有和以及未溶杂卤石。Ca（OH）2 Mg（OH）2 （2）用化学平衡移动原理解释 Ca（OH）2溶液能溶解杂卤石浸出 K+的原因：。氢氧根与镁 离子结合，使平衡向右移动，K+变多。 （3）“除杂”环节中，先加入溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入溶液调滤液 PH 至中性。 K2CO3 H2SO4 （4）不同温度下，K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图 14，由图可得， 随着温度升高， ①② ①在同一时间 K+的浸出浓度大。②反应的速率加快，平衡时溶浸时间短。 （5）有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生： 已知 298K 时， Ksp(CaCO3)=2.80×10—9， Ksp(CaSO4)=4.90×10—5，求此温度下该反应的平衡 常数 K（计算结果保留三位有效数字）。K=1.75×104 14. ［2012·山东理综化学卷 28］(12 分)工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)冶炼铜的主要流 程如下： 黄铜矿 冰铜(mCu2S·nFeS) 气体 A 泡铜(Cu2O、Cu) 熔渣 B Al 高温 粗铜 精铜 电解精炼 石英砂 石英砂 空气 空气 焙烧 焙烧 (1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收。 a．浓 H2SO4 b．稀 HNO3 c．NaOH 溶液 d．氨水 (2)用稀 H2SO4浸泡熔渣 B，取少量所得溶液，滴加 KSCN 溶液后呈红色，说明溶液中存 在(填离子符号)，检验溶液中还存在 Fe2＋的方法是(注明试剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为。 (4)以 CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下 列说法正确的是。 a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中 Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属 (5)利用反应 2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其 正极电极反应式为。 答案：(1)c，d (2)Fe3＋；取少量溶液，滴加 KMnO4溶液，KMnO4褪色 (3)3Cu2O+2Al=Al2O3+6Cu (4)b，d(5)4H＋+O2+4e－=2H2O 15.［2012·山东理综化学卷 30］(14 分)实脸室采用 MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水 反应制备 MgAl2O4二主要流程如下: 沉淀反应器 过滤 洗涤沉淀 干燥 高温焙烧 MgAl2O4 氨水(B) MgCl2、AlCl3的混合溶液(A) (1)为使 Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入(填“A”或“B")，再滴加另 一反应物。 (2)如右图所示，过滤操作中的一处错误是。 (3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是。高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是。 (4)无水 AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。 A B C D E(收集瓶) F G 浓盐酸 MnO2 Al 粉 NaOH 溶液 装置 B 中盛放饱和 NaCl 溶液,该装置的主要作用是。F 中试剂的作用是。用一件仪器装 填适当试剂后也可起到 F 和 G 的作用，所装填的试剂为 _。 【解析】(1) Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，则先加入氨水。(2)过滤时漏斗末端没有紧靠烧杯内 壁。(3)检验沉淀是否洗净可向洗涤液加入氨水，观察是否有沉淀产生。高温焙烧在坩埚中 进行。(4)装置 B 中饱和 NaCl 溶液用于除去氯气中 HCl, F 盛装浓硫酸，防止水蒸气进入 E。 用干燥管盛装碱石灰可以起到 F 和 G 的作用。 答案：(1)B (2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁 (3) AgNO3溶液(或硝酸酸化的 AgNO3溶液)； 坩埚 (4)除去 HCl；吸收水蒸气；碱石灰(或 NaOH 与 CaO 混合物) 16. ［ 2012·全国大纲理综化学卷 12］在常压和 500℃条件下，等物质的量的 Ag2O,Fe(OH)3 ,NH4HCO3 ,NaHCO3完全分解，所得气体体积依次是 V1V2V3V4.体积大小顺序正确 的是 A.V3＞V2＞V4＞V1 B. V3＞V4＞V2＞V1 C.V3＞V2＞V1＞V4 D.V2＞V3＞V1＞V4 【答案】B 【解析】常压和 500℃条件下，水是气体，等物质的量的 Ag2O,Fe(OH)3 ,NH4HCO3 ,NaHCO3完全 分解，根据分解化学方程式可知：生成的气体体积大小顺序为 V3＞V4＞V2＞V1。 【考点】化学方程式的书写。 【点评】此题难度不大，但素材来自教学一线，以元素及其化合物为载体的综合考查， 包括物质性质及反应方程式的处理。 19. ［2012·全国大纲理综化学卷 29］(15 分 ) （注意：在试题卷上作答无效．．．．．．．．．） 氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于 适量水中，充分搅拌后过滤，在将滤液按下图所示步骤进行操作。 回答下列问题： （1） 起始滤液的 pH_____________7（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是 _________________________________________________。 （2） 试剂 I 的化学式为 ______________________，①中发生反应的离子方程式为 ____________________________________________。 （3） 试 剂 Ⅱ 的 化 学 式 为 ______________________ ， ② 中 加 入 试 剂 Ⅱ 的 目 的 是 __________________________________________________________________； （4） 试剂Ⅲ的名称是 ______________________，③中发生反应的离子方程式为 __________________________________________________________________； （5） 某同学称取提纯的产品 0.7759g，溶解后定定容在 100mL 容量瓶中，每次取 25.00mL 溶液，用 0.1000mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体 积为 25.62mL，该产品的纯度为____________________________________________。 （列式并计算结果） [答案 ]（1）大于 碳酸根离子水解呈碱性 （2）BaCl2 Ba2++SO4 2-=BaSO4↓ Ba2++CO3 2-=BaCO3↓ (3)K2CO3 除去多余的钡离子 （4）盐酸 2H++ CO3 2-=H2O+CO2↑ (5)0.02562×0.1× 74.5×4／0.7759=0.9840 【解析】（1）起始滤液中含有碳酸钾，碳酸根水解呈碱性，故溶液的 PH 大于 7；（2）要除 掉杂质离子硫酸根和碳酸根，应加入过量的钡离子；（3）要除掉多余的钡离子，要加入碳酸 钾，（4）要除掉多余的碳酸根，要滴加适量的盐酸；（5）计算样品的纯度，注意 0.7759g 样 品配成 100ml 溶液，每次只取 25ml。 【考点】溶液呈酸碱性的原因，除杂的方法，步骤，酸碱中和滴定的原理及简单计算。 【点评】本题以无机框图，除杂中的实验步骤为素材，考查学生对实验操作的熟悉程度和实 验原理的应用能力，试图引导中学化学教学关注化学实验操作的真实性。 20. ［2012·北京理综化学卷 27］（15 分）有文献记载:在强碱条件下，加热银氨溶液可能 析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。 装置 实验序号 试管中的药品 现象 实验Ⅰ 2mL 银氨溶液和数 滴较浓 NaOH 溶液 有气泡产生: 一段时间后，溶液 逐渐变黑:试管壁 附着银镜 实验Ⅱ 2mL 银氮溶液和 数滴浓氨水 有气泡产生: 一段时间后，溶液 无明显变化 该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料: a． b．AgOH 不稳定，极易分解为黑色 Ag2O (I)配制银氨溶液所需的药品是 。 (2)经检验，实验Ⅰ的气体中有 NH3,黑色物质中有 Ag2O. ①用湿润的红色石蕊试纸检验 NH3产生的现象是 。 ②产生 Ag2O 的原因是 。 (3)该同学对产生银镜的原因提出瑕设:可能是 NaOH 还原 Ag2O。实验及现象:向 AgNO3 溶液中加入，出现黑色沉淀;水浴加热，未出现银镜。 (4)重新假设:在 NaOH 存在下.可能是 NH3， 还原 Ag2O。用右图所示装置进行实验.现象: 出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓 氨水制取 NH3的装置简图(夹持仪器略)。 (5) 该 同 学 认 为 在 (4) 的 实 验 中 会 有 Ag(NH3)2OH 生成.由此又提出假设:在 NaOH 存在下，可能是 Ag(NH3)2OH 也参与了 NH3， 还原 Ag2O 的反应.进行如下实验: 1 有部分 Ag2O 溶解在氨水中，该反应的化学方程式是 。 2 验结果证实假设成立，依据的现象是 。 用 HNO3,消洗试管壁上的 Ag，该反应的化学方程式是 。 【答案】⑴AgNO3溶液和氨水(2 分) ⑵①试纸变蓝(1 分) ② 在 NaOH 存 在 下 , 加 热 促 进 NH3 • H2O 分 解 , 逸 出 氨 气 , 促 使 平衡向正向移动,c(Ag + )增大,Ag + 与 OH - 反应 立即转化为 Ag2O:2OH - +2Ag + =Ag2O↓+H2O(2 分) ⑶过量 NaOH 溶液(2 分) ⑷ (2 分) ⑸①Ag2O+4NH3•H2O=Ag(NH3)2OH+3H2O(2 分) ②与溶液接触的试管壁上析出银镜(2 分) ⑹Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O(2 分) 【解析】（1）实验室实用 AgNO3溶液和氨水配置银氨溶液。（2）氨气遇湿润的红色石蕊试纸 会变蓝色；由于银氨溶液中存在如下平衡： ， 加热会促使 分解，生成物浓度减小，平衡向右移动，Ag + 与氢氧化钠反应生成不稳定 的 AgOH，AgOH 分解为黑色 Ag2O。（3）既然假设 NaOH 还原 Ag2O，那么溶液中必然要存在 NaOH， 所以向 AgNO3溶液中加入应该加入过量的 NaOH 溶液，才可能验证假设是否成立。（4）实验 室用生石灰和浓氨水制取 NH3的装置应该是固液不加热的装置。（5）依据题意 Ag2O 溶解在氨 水中应该形成 Ag(NH3)2OH；假设成立必然会在试管上形成银镜。 21. ［2012·新课程理综化学卷 26］(14 分) 铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物 以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物 FeClx的化学式，可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取 0.54g 的 FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和 OH - 的阴离子交换柱，使 Cl - 和 OH - 发生交换。交换完成后，流出溶液的 OH - 用 0.40 mol·L -1 的盐酸滴定，滴至终点时 消耗盐酸 25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出 FeClx中 x的值：（列出计算过程） (2)现有一含有 FeCl2和 FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得 n(Fe)∶n(Cl) = 1∶2.1， 则该样品中 FeCl3的物质的量分数为。在实验室中，FeCl2可用铁粉和反应制备，FeCl3可用 铁粉和反应制备； (3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为。 (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和 KClO 在 强碱性条件下反应可制取 K2FeO4，其反应的离子方程式为；与 MnO2—Zn 电池类似，K2FeO4— Zn 也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为，该电池总反应的 离子方程式为。 【答案】：(1)∵ n(Cl) = 0.0250L×0.40mol·L-1 = 0.01 mol ∴ m(Fe) = 0.54g – 0.10 mol×35.5g·mol-1 = 0.19g 故 n(Fe) = 0.19g/56g·mol-1 = 0.0034 mol ∴ n(Fe)∶n(Cl) = 0.0034∶0.010 ≈ 1∶3， 即 x = 3 (2) 0.10； 盐酸， 氯气； (3) 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 (或 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I3 -)； (4) 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO4 2- + 5H2O + 3Cl-； FeO4 2- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH-； 2FeO4 2- + 8H2O + 3Zn = 2Fe(OH)3 + 3Zn(OH)2 + 4OH- 【解析】：此题为中档题。前第 1～3 问较基础。在计算第１问 X 值的时候，完全可以把 x=2 或者 x=3 代入，这样可以节省时间。第４问也是近几年多次考到的高铁酸钾，有关高铁酸钾 的制备与电化学，第 4 问考查化学基本功，这里面有很好的区分度，扎实的同学拿满分应该 没有问题。第一个方程式多次书写过，第二个方程式，很多同学觉得无法书写，其实首先写 大体物质，高铁酸根被还原为 Fe3+,然后再写出转移的电子数，根据电荷守衡，因为溶液是 碱性的，所以产物只能写成 8 个 OH-，一个 Fe3+结合 3 个 OH-生成 Fe(OH)3，因为负极反应式 为 Zn - 2e- = Zn2+，所以最后一个方程式只需要综合得失电子守衡，将正、负极反应加合就 可以得出正确答案。 22. ［2012·新课程理综化学卷 36］【化学——选修二:化学与技术】（15 分）由黄铜矿(主 要成分是 CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下： (1)在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到 1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成 Cu 和 Fe 的低价硫化物，且部分 Fe 的硫化物转化为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学 方程式是、，反射炉内生成炉渣的主要成分是； (2)冰铜(Cu2S 和 FeS 互相熔合而成)含 Cu 量为 20%～50%。转炉中，将冰铜加熔剂(石英砂) 在 1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的 Cu2S 被氧化成 Cu2O，生成的 Cu2O 与 Cu2S 反应， 生成含 Cu 量约为 98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式是、 ； (3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中 电极(填图中的字母)；在电极 d 上发生的电极反应为；若粗铜中还含有 Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的纯存在形式和位置为。 【答案】：(1) 2CuFeS2 + O2===== 高温 Cu2S + 2FeS + SO2 2FeS + 3O2===== 高温 2FeO + 2SO2， FeSiO3； (2) 2Cu2S + 3O2===== 高温 2Cu2O + 2SO2、 Cu2S + 2Cu2O ===== 高温 6Cu + SO2↑ (3) c； Cu2+ + 2e- = Cu； Au、Ag 以单质的形式沉积在 c(阳极)下方，Fe 以 Fe2+的形式 进入电解质溶液中。