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1、2019-2020年高考化学一轮复习 第二单元 无机综合应用新题呈现【例1】(xx江西重点学校联考)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿(主要成分为FeOCr2O3，杂质为SiO2、Al2O3)为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeOCr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。(1)碱浸前将铬铁矿粉碎的作用是。(2)反应器中除发生题中所给反应外，请写出其他两个化学方程式(要求两个反应中反应物均不相同):、。中调节pH=78所得滤渣为、。(3)从平衡角度分析中酸化的原理:
2、。(4)用简要的文字说明操作加入KCl能得到K2Cr2O7晶体的原因: 。(5)称取重铬酸钾试样2.500 g配成250 mL溶液，取出25.00 mL于碘量瓶中，向其中加入10 mL 2molL-1 H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5 min。然后加入100 mL水，加入3 mL淀粉指示剂，用0.120 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S22I-+S4)。判断达到滴定终点的依据是 。若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00 mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其他杂质不参加反应)(保留两位有效数字)。答案(1)增大接触面积，加
3、快反应速率(2)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O、Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2(或Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O、SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2)Al(OH)3H2SiO3(3)2Cr+2H+Cr2+H2O，增大H+浓度平衡右移(4)重铬酸钾的溶解度较小且受温度影响较大(5)当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复0.94(或94%)解析(1)碱浸前将铬铁矿粉碎的作用是增大接触面积，加快反应速率。(2)反应器中除发生题中所给反应外，杂质SiO2、Al2O3还会和纯碱、NaOH发生反应，符合题目要求的反应方程式有:SiO
4、2+2NaOHNa2SiO3+H2O、Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2或Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O、SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2;当pH调到78时，硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中水解生成H2SiO3和Al(OH)3沉淀。(3)酸化反应为2Cr+2H+Cr2+H2O，增大H+浓度平衡右移。(4)操作加入KCl的原因:重铬酸钾的溶解度较小且受温度影响较大，而温度对氯化钠的溶解度影响小，利用复分解反应，可得到重铬酸钾。(5)根据反应:I2+2S22I-+S4可知，达到滴定终点的依据是当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时，碘单质恰好完全反应，溶液蓝色褪去，且半分钟内
5、不恢复。由反应Cr2+6I-+14H+2Cr3+3I2+7H2O、I2+2S22I-+S4可得反应的关系式为Cr23I26S2，根据关系式计算:Cr23I26S21 mol6 moln0.120 040.0010-3 mol则250 mL含重铬酸钾的物质的量为n=10=0.008 mol，所得产品中重铬酸钾的纯度=100%=94%。【例2】(xx河南八校联考)某强酸性溶液X可能含有Ba2+、Al3+、N、Fe2+、Fe3+、C、S、S、Cl-、N、N中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下:根据以上信息，回答下列问题:(1)上述离子中，溶液X中除H+外还肯定含有的离子是，不能确定是否
6、含有的离子M是，若要确定该M(若不止一种，可任选一种)在溶液X中不存在，最可靠的化学方法是。(2)沉淀I的化学式为，气体F的电子式为。(3)写出反应的离子方程式: 。(4)通常可以利用KClO在一定条件下氧化G来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2FeO4。请写出制备过程中的离子方程式:。答案 (1)Al3+、N、Fe2+、SFe3+、Cl-取少量X溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，溶液不变红色则说明无Fe3+(或取少量B溶液于试管中，加入几滴AgNO3溶液，无白色沉淀则说明无Cl-)(2)Al(OH)3 (3)Al+CO2+2H2OAl (OH)3+HC(4)3ClO-+2Fe(OH)3
7、+4OH-3Cl-+2Fe+5H2O解析在强酸性溶液中不会存在C和S，加入过量硝酸钡生成沉淀，则该沉淀为BaSO4沉淀，说明溶液中含有S，故原溶液中一定不含有Ba2+;生成气体A，A连续氧化生成D和E，则A为NO，D为NO2，E为HNO3，说明溶液中含有还原性离子，即含有Fe2+，且在原溶液中一定不含有N;溶液B中加入过量NaOH溶液，生成气体F，则F为NH3，说明溶液中含有N;溶液H中通入过量的CO2气体，生成沉淀I，则I为Al(OH)3，溶液H含有Al，说明原溶液中含有Al3+;不能确定是否含有Fe3+和Cl-。(1)上述离子中，溶液X中除H+外还肯定含有的离子是Al3+、N、Fe2+、S
8、;不能确定是否含有的离子是Fe3+、Cl-。确定溶液中不含有Fe3+、Cl-的方法是:取少量X溶液于试管中，加入几滴KSCN溶液，不变红色则说明无Fe3+;或取少量B溶液少许于试管中，加几滴AgNO3溶液，无白色沉淀则说明无Cl-。(2)沉淀I的化学式为Al(OH)3;气体F为氨气，电子式为 (3)是过量CO2和Al的反应，离子方程式为Al+CO2+H2OAl(OH)3+HC。(4)利用KClO在一定条件下氧化GFe(OH)3来制备一种新型、高效、多功能水处理剂K2FeO4，次氯酸根离子作氧化剂被还原生成Cl-，Fe(OH)3被氧化为Fe，反应的离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH
9、-3Cl-+Fe+5H2O。【例3】(xx河南高三适应卷)铜及其化合物是中学化学的重要学习内容。(1)自然界中各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后转化为硫酸铜溶液，并向深部渗透，遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)，慢慢地转变为铜蓝(CuS)。硫化铜与氧气在淋滤作用下生成硫酸铜，该过程的化学方程式为 。渗透到地下深层的硫酸铜溶液遇到闪锌矿发生反应的离子方程式为;请简要说明该反应能发生的原因:。(2)工业上利用辉铜矿(主要成分是Cu2S)冶炼铜。为了测定辉铜矿样品的纯度，可将样品与过量的酸性高锰酸钾溶液反应，该反应的离子方程式为。(3)工业上可用多种方法制备硫酸铜晶体。下图是利用废铜屑(
10、含杂质铁)制备胆矾(硫酸铜晶体)的流程图。已知:溶液中被沉淀离子Fe3+Fe2+Cu2+完全生成氢氧化物沉淀时溶液的pH3.76.4 4.4溶液B中含有的阳离子为(填离子符号)，氧化剂X宜选用的物质为(填化学式)。加入试剂Y是为了调节pH，试剂Y可以选择的是。操作Z的步骤有、过滤、洗涤、干燥等。将废铜屑投入到废酸(含硝酸、硫酸)中可以制备硫酸铜晶体。若某100 mL的废酸混合液中，c(HNO3)=2 molL-1，c(H2SO4)=4 molL-1(不含其他酸或氧化剂)，则该废酸理论上最多能制备硫酸铜晶体(CuSO45H2O)的质量为g。现有一块含有铜绿的铜片(假设不含其他杂质)在空气中灼烧可
11、生成氧化铜等物质，经测定，反应前后固体的质量相同。则该铜片中铜的生锈率为(已知:金属生锈率=)100%)。答案(1)CuS+2O2CuSO4Cu2+(aq)+ZnS(s)CuS(s)+Zn2+(aq)在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物或在相同条件下，由于Ksp(CuS)小于Ksp(ZnS)，故反应可以发生(2)Cu2S+2Mn+8H+2Cu2+S+2Mn2+4H2O(3)Fe3+、Fe2+、H+、Cu2+H2O2CuO或CuCO3或Cu(OH)2蒸发浓缩冷却结晶7534%解析(1)硫化铜与氧气在淋滤作用下生成硫酸铜，反应的化学方程式为CuS+2O2CuSO4。渗透到地下深层
12、的硫酸铜溶液遇到闪锌矿，在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物，发生反应的离子方程式为Cu2+(aq)+ZnS(s)CuS(s)+Zn2+(aq)。(2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)冶炼铜，和酸性高锰酸钾溶液反应生成铜离子、硫酸根离子，高锰酸根离子被还原为锰离子，反应的离子方程式为Cu2S+2Mn+8H+2Cu2+S+2Mn2+4H2O。(3)废铜屑(含杂质铁)经灼烧后，转化为铜、铁的氧化物，加入足量的稀硫酸溶解，得到的溶液B中含有的阳离子主要有Fe2+、Fe3+、Cu2+和H+，氧化剂X除了具有强氧化性，还不能引入新的杂质离子，宜选用的试剂是双氧水。加入试剂Y，通过控制溶液p
13、H使铁离子转化为沉淀，而铜离子不转化为沉淀，同时不能引入杂质离子，氧化铜和氢氧化铜都能与酸反应生成铜离子和水，是理想的pH调节剂，碳酸铜在酸性条件下，还会生成二氧化碳气体，可以通过微热出去。操作Z为重结晶，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。在足量酸作用下，N在稀溶液全部转化为一氧化氮，当杂质铁的含量无限小，即废铜屑中只含有铜时制得的，理论上可以得到最多的硫酸铜晶体，根据得失电子守恒，可以得到n(CuSO45H2O)=n(CuSO4)=n(HNO3)=1.5100 mL2 molL-1=0.3 mol，硫酸铜晶体的质量=0.3 mol250 gmol-1=75 g。铜绿的成分是碱式
14、碳酸铜，由于灼烧前后固体的质量相同，因此碱式碳酸铜减少的质量等于铜氧化增加的质量，设其为m g，并设碱式碳酸铜和未生锈铜的物质的量分别为x mol和y mol，可以得到Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2m2Cu+O22CuOm1 mol 62 g 2 mol32 gx my mx=m，y=m，由关系式2CuCu2(OH)2CO3可知，生锈铜的物质的量=2x=m，铜的生锈率=100%=34%。【例4】(xx山西四校联考)已知物质A、B、C、D、E是由短周期元素构成的单质或化合物，它们可发生如下图所示的转化关系:(1)若条件为点燃，目前60%的B都是从海水中提取的，气体D可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，写出C与H2O反应的化学方程式:。将气体D作为燃料电池的燃料源可以制成D-空气燃料电池系统，总反应式为D+O2A+H2O(未配平)，写出此碱性燃料电池的负极反应式:。(2)若条件为加热，
