高考题汇编化学金属及其化合物

高考题汇编化学金属及其化合物

2012 年高考题汇编（化学） 12-02 金属及其化合物 1. ［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。 2. ［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.①③⑤ B.②③④ C.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”。 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 0.1 mol 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(O H) 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++SO42-=BaSO4↓Ba2++CO32-=BaCO3↓ (3)K2CO3 除去多余的钡离子 （4）盐酸 2H++ CO32-=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。