高考化学备考全方案12题揭秘专题11元素化合物和基本理论综合题题型训练030712.docx

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高考化学备考全方案12题揭秘专题11元素化合物和基本理论综合题题型训练030712

专题11元素化合物和基本理论综合题

1．【2019届四省名校第二次联考】我国是最早发现并使用青铜器的国家，后母戊鼎是我国的一级文物，是世界上出土的最大最重的青铜礼器。

现代社会中铜的应用常广泛，铜的回收再利用是化工生产的一个重要领域。

实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：

请回答下列问题：

（1）请写出一种加快铜帽溶解的方法：

__________________。

铜帽溶解时通入空气的作用是___________________________（用化学方程式表示）。

（2）调节溶液pH时，是将溶液的pH调_________（填“大”或“小”）到2~3。

（3）电解精炼粗铜时，阴极的电极反应式为___________________________。

工业上常釆用甲醇燃料电池作为电解精炼铜旳电源，写岀碱性甲醇燃料电池的负极反应式：

___________________________。

（4）已知：

pH>11吋，Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成ZnO22－。

室温下，几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所小（开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.01mol·L－1计算）：

①上表中Fe3+沉淀完全的pH为__________________。

②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为（可选用的试剂：

30%H2O2、稀硝酸、1.0mol·L－1NaOH溶液）：

A．___________________

________；b．___________________________；C．过滤；

d．___________________________；e.过滤、洗涤、干燥；f.900℃煅烧。

【答案】将铜帽粉碎或搅拌，适当加热，适当增大硫酸的浓度等均可；2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O小Cu2++2e-=CuCH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O3加足量30%H2O2溶液充分应滴加1.0mol·L-1Na0H溶液，调节溶液pH约为7（或5.2

pH

7.2）向滤液中加1.0mol·L-1NaOH溶液，调节溶液pH约为10（或8.2

pH

11）

【解析】

②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：

A．加足量30%H2O2溶液充分应，将亚铁离子充分氧化；B．滴加1.0mol·L-1Na0H溶液，调节溶液pH约为7（或5.2

pH

7.2），将溶液中的铁离子和铝离子完全转化为氢氧化物沉淀，且保证锌离子不沉淀；C．过滤，除去铁和铝的氢氧化物沉淀；D．向滤液中加1.0mol·L-1NaOH溶液，调节溶液pH约为10（或8.2

pH

11），使锌离子完全沉淀为氢氧化锌；e.过滤、洗涤、干燥；f.900℃煅烧。

故答案为：

A．加足量30%H2O2溶液充分应，B．滴加1.0mol·L-1Na0H溶液，调节溶液pH约为7（或5.2

pH

7.2），D．向滤液中加1.0mol·L-1NaOH溶液，调节溶液pH约为10（或8.2

pH

11）。

2．【2019届安徽池州期末】工业上，利用冶铅废料（含有Pb、PbO、PbS、PbCO3、Pb（OH）2、C以及Fe及其氧化物等）制取立德粉（ZnS·BaSO4）和再提取铅的工艺流程如下：

已知：

①醋酸铅易溶于水，难电离。

②常温下，Ksp（PbSO4）=1.6×10－8；Ksp（PbCO3）=8.0×10－14。

回答下列问题：

（1）为了加快①的反应速率，通常选用6mol/L的硝酸和60℃的反应条件，若温度继续升高，反而不利于反应的进行，原因可能是___________。

（2）步骤④若在实验室进行分离操作必需的玻璃仪器有___________，滤渣1的主要成分是硫酸铅，洗涤硫酸铅最好选用___________。

A．蒸馏水B．苯C．稀硫酸D．饱和碳酸钠

（3）写出步骤③反应的离子方程式___________。

（4）采用电解法精炼铅，海绵铅连接电源的___________极（填正、负），生成铅的电极反应式为___________。

（5）处理含铅废料1t（含铅以PbO计，质量分数为11.15%），若回收率为90%，则得到的铅质量___________g。

【答案】温度过高，硝酸易分解漏斗、烧杯、玻璃棒CPbSO4＋2CH3COO－=（CH3COO）2Pb＋SO42－正极Pb2＋＋2e－=Pb9.315×104

【解析】

=Pb。

（5）根据铅元素守恒可得为

=9.315×104g。

3．【2019届安徽黄山一模】经多年勘测，2018年11月23日省自然资源厅发布消息称在皖江地区发现特大铜矿床，具有重大实际意义。

以黄铜矿（主要成分为CuFeS2,含有少量PbS、Al2O3、SiO2）为原料制取胆矾的流程如下图：

已知：

常温下Ksp[Fe（OH）3]=8.0×10-38,Ksp[Al（OH）3]=3.0×10-33，

Ksp[Cu（OH）2]=3.0×10-20。

（1）CuFeS2中硫元素的化合价为______，硫元素在周期表中的位置是______________。

写出上述流程中生成亚硫酸铵的离子方程式：

_______________________________。

（2）最适合的试剂A是________（写化学式）溶液，固体2的成份为PbSO4和_______。

当试剂A的浓度为6mol·L-1时，“浸出”实验中，铜的浸出率结果如图所示。

所采用的最佳实验条件（温度、时间）为_______________。

（3）最适合的试剂B是_______（填序号），最适合的试剂C是______（填序号），固体3的成份为_________________________。

a．Cl2b．CuOc．酸性高锰酸钾溶液d．NaOHe．H2O2溶液f．K2CO3

（4）操作1如在实验室中进行，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______，操作2的步骤为________________过滤、洗涤。

（5）根据已知信息，请计算：

当Fe3+完全沉淀时，溶液中Al3+理论最大浓度为______。

（提示：

当离子浓度≤1×10-5mol·L时，认为该离子沉淀完全）

【答案】-2第三周期ⅥA族SO2+CO32-=SO32-+CO2（SO2+H2O+2CO32-=SO32-+2HCO3-）H2SO4SiO290℃、2.5小时ebCuO、Fe（OH）3、Al（OH）3漏斗蒸发浓缩、冷却结晶0.375mol/L

【解析】

故答案选：

e；b；

（4）操作1是将生成的沉淀过滤，所用仪器除烧杯、玻璃棒以外，还需要用到漏斗；操作2为硫酸铜溶液得到胆矾（五水合硫酸铜）的过程，则需要进行的操作步骤为：

蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，

故答案为：

漏斗；蒸发浓缩、冷却结晶；

（5）当Fe3+完全沉淀时，所需的氢氧根离子浓度c（OH-）=

=2×10-11mol/L，则这时溶液中Al3+理论最大浓度

=

=0.375mol/L，

故答案为：

0.375mol/L；

4．【2019届安徽宣城期末】六氨氯化镁（MgCl2·6NH3）具有极好的可逆吸、放氨特性，是一种优良的储氨材料。

某研究小组在实验室以菱镁矿（主要成分MgCO3，含少量FeCO3等杂质）为原料制备氨氯化镁，实验流程图如下

其中氨化过程装置示意图如下：

已知：

①与Mg2+结合能力：

H2O>NH3>HOCH2CH2OH>CH2OH②相关物质的性质见下表

NH3的溶解性

MgCl2的溶解性

MgCl2·6NH3的溶解性

水

易溶

易溶

易溶

甲醇（沸点65℃）

易溶

易溶

难溶

乙二醇（沸点197℃）

易溶

易溶

难溶

（1）调pH适合的物质是___________（填化学式）。

（2）在空气中直接加热MgCl2·6H2O晶体得不到纯的无水MgCl2，原因是___________（用化学方程式表示）。

（3）虚框内装置的作用是___________，操作a的名称是___________。

（4）提纯操作中，下列洗涤剂最合适的是___________。

A．冰浓氨水B．乙二醇和水的混合液

C．氨气饱和的甲醇溶液D．氨气饱和的乙二醇溶液

（5）制得产品后，该科研小组对产品的成分进行测定，其中氯离子含量检测方法如下：

A．称取1.420g样品，加足量硫酸溶解，配制成250mL溶液；

B．量取25.00mL待测液于锥形瓶中；

C．用0.2000mol·L－1AgNO3标准溶液滴定至终点，记录消耗AgNO3标准溶液的体积；

D．重复b、e操作2~3次，平均消耗AgNO3标准溶液10.00mL

①配制样品溶液时加硫酸的目的是___________。

②该样品中氯离子百分含量为___________。

③将氯离子百分含量实验值与理论值（36.04%）相比较，请分析造成此结果的可能原因有___________（已知滴定操作正确、硫酸根离子对检测无影响）

【答案】MgOMgCl2+H2O

Mg（OH）Cl+HCl↑吸收氨气，防止水蒸气进入三颈烧瓶中过滤C避免NH3与银离子络合，干扰检测50.00%氨化过程不完全或晶体称量时已有部分氨气逸出

【解析】

5．【2019届甘肃张掖第一次联考】一种从废钴锰催化剂[含53.1%（CH3COO）2Co、13.2%（CH3COO）2Mn、23.8%CoCO3、6.5%Mn（OH）2、1.3%SiO2及对二甲苯等有机物等]中回收钻和锰的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）步骤①焙烧的目的是___________________________。

（2）步骤②酸浸时，控制盐酸适当过量溶液加热并充分搅拌，其目的是__________________。

（3）步骤③MnCl2与H2O2和氨水反应的离子方程式为___________________________。

（4）步骤④调节pH时采用CH3COOH和CH3COONa混合溶液，该混合溶液称为缓冲溶液，该溶液中加入少量的酸、碱或稀释时pH变化均不大，其中稀释时pH变化不大的原因是______________________________________________________。

（5）步骤⑤硝酸溶解CoS生成Co（NO3）2同时生成NO和S，该反应的化学方程式为____________________________________。

（6）步骤⑦若在实验室进行，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有_________（填仪器名称）。

（7）某工厂用mkg废催化剂最终制得CoOnkg，则CoO的产率为__________________。

【答案】将二甲苯等有机物氧化除去，并将（CH3COO）2Co、（CH3COO）2Mn转化为无机物提高钴、锰的浸出率Mn2＋＋H2O2＋2NH3·H2O=MnO（OH）2↓＋2NH4＋＋H2O稀释时，CH3COOH电离度增大产生的H＋和CH3COO－水解程度增大产生的OH－几乎抵消3CoS＋8HNO3=3Co（NO3）2＋3S＋2NO↑＋4H2O坩埚、泥三角

【解析】

（1）焙烧可以将废钻锰催化剂中对二甲苯等有机物等氧化除去，并将（CH3COO）2Co、（CH3COO）2Mn转化为无机物。

＋3S＋2NO↑＋4H2O；

（6）固体加热分解用坩埚、泥三角、酒精灯和玻璃棒，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外，还要坩埚、泥三角；

（7）mkg废催化剂中：

53.1%（CH3COO）2Co生成CoO：

mkg×53.1%×75/177=0.225mkg,23.8%CoCO3生成CoO：

mkg×23.8%×75/119=0.15mkg,产率=实际产量/理论产率=n/（0.225+0.15）m×100%=

.

6．【2019届广东佛山一模】钛白粉（TiO2）广泛应用于涂料、化妆品、食品以及医药等行业。

利用黑钛矿石[主要成分为（Mg0.5Fe0.5）Ti2O5，含有少量Al2Ca（SiO4）2]制备TiO2，工艺流程如下。

已知：

TiOSO4易溶于水，在热水中易水解生成H2TiO3，回答下列问题：

（1）（Mg0.5Fe0.5）Ti2O5中钛元素的化合价为_________，实验“焙烧”所需的容器名称是_________，“滤渣”的主要成分是__________________（填化学式）。

（2）制取H2TiO3的化学方程式为__________________。

（3）矿石粒度对TiO2的提取率影响如图，原因是____________。

（4）相关的金属难溶化合物在不同pH下的溶解度（s，mol·L－1）如图所示，步骤④应该控制的pH范围是_________（填标号）

A．1~2B．2~3C．5~6D．10~11

（5）常用硫酸铁铵[NH4Fe（SO4）2]滴定法测定钛白粉的纯度，其步骤为：

用足量酸溶解ag二氧化钛样品，用铝粉做还原剂，过滤、洗涤，将滤液定容为100mL，取20.00mL，以NH4SCN作指示剂，用标准硫酸铁铵溶液滴定至终点，反应原理为：

Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+

①滴定终点的现象为_____________。

②滴定终点时消耗bmol·L－1NH4Fe（SO4）2溶液VmL，则TiO2纯度为_________。

（写表达式）

【答案】+4坩埚CaSO4CaSiO3TiOSO4＋2H2O

H2TiO3↓＋H2SO4矿石粒度越小，反应接触面积越大，反应速率越快B当滴入最后一滴硫酸铁铵时，溶液变成血红色，且30s内不变回原色

【解析】

5bV×10-3mol×80g·mol－1/a×100%=

。

7．【2019届广东百校11联考】一种从废钴锰催化剂[含53.1%（CH3COO）2Co、13.2%（CH3COO）2Mn、23.8%CoCO3、6.5%M

n（OH）2、1.3%SiO2及对二甲苯等有机物等]中回收钻和锰的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）步骤①焙烧的目的是___________________________。

（2）步骤②酸浸时，控制盐酸适当过量溶液加热并充分搅拌，其目的是__________________。

（3）步骤③MnCl2与H2O2和氨水反应的离子方程式为___________________________。

（4）步骤④调节pH时采用CH3COOH和CH3COONa混合溶液，该混合溶液称为缓冲溶液，该溶液中加入少量的酸、碱或稀释时pH变化均不大，其中稀释时pH变化不大的

原因是______________________________________________________。

（5）步骤⑤硝酸溶解CoS生成Co（NO3）2同时生成NO和S，该反应的化学方程式为____________________________________。

（6）步骤⑦若在实验室进行，所需的硅酸盐质仪器除酒精灯和玻璃棒外，还有_________（填仪器名称）。

（7）某工厂用mkg废催化剂最终制得CoOnkg，则CoO的产率为__________________。

【答案】将二甲苯等有机物氧化除去，并将（CH3COO）2Co、（CH3COO）2Mn转化为无机物提高钴、锰的浸出率Mn2＋＋H2O2＋2NH3·H2O=MnO（OH）2↓＋2NH4＋＋H2O稀释时，CH3COOH电离度增大产生的H＋和CH3COO－水解程度增大产生的OH－几乎抵消3CoS＋8HNO3=3Co

（NO3）2＋3S＋2NO↑＋4H2O坩埚、泥三角

【解析】

（4）缓冲溶液稀释时pH变化均不大，稀释时，CH3COOH电离度增大产生的H＋和CH3COO－水解程度增大结合的H+几乎抵消。

8．【2019届广东揭阳期末】I．明矾[KAl（SO4）2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途：

饮用水的净化；造纸工业上作施胶剂；食品工业的发酵剂等。

利用炼铝厂的废料——铝灰（含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3）可制备明矾。

工艺流程如下：

已知生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

Al（OH）3

Fe（OH）2

Fe（OH）3

开始沉淀

3.4

6.3

1.5

完全沉淀

4.7

8.3

2.8

回答下列问题：

（1）明矾净水的原理是______________________________（用离子方程式表示）。

（2）操作Ⅱ是_______________、_________________、过滤、洗涤、干燥。

（3）检验滤液A中是否存在Fe2＋的方法______________________________（只用一种试剂）。

（4）在滤液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为：

__________。

（5）调节pH＝3的目的是_______________________，滤渣2含有的物质是______。

II．（6）取一定量含有Pb2+、Cu2+的工业废水，向其中滴加Na2S溶液，当PbS开始沉淀时，溶液中c（Pb2+）/c（Cu2+）=_________（保留三位有效数字）。

[已知Ksp（PbS）=3.4×10-28，

Ksp（CuS）=1.3×10-36]

【答案】Al3＋＋3H2O

Al（OH）3（胶体）＋3H＋蒸发浓缩冷却结晶取适量滤液A于试管中，滴加铁氰化钾溶液，若产生蓝色沉淀，则说明滤液A中存在Fe2＋（也可用酸性高锰酸钾溶液检验）5Fe2＋＋MnO4—＋8H＋==5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O使Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀MnO2、Fe（OH）32.62×108

Mn2++4H2O；

（5）分析离子沉淀的PH范围调节溶液PH=3，可以使使Fe3+转化成Fe（OH）3沉淀，并防止Al3+沉淀；在pH=3、加热条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，加入MnSO4发生反应，反应的离子方程式为：

3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+；过滤得到反应中生成难溶的二氧化锰和沉淀得到的氢氧化铁沉淀，故答案为：

使Fe3+转化成Fe（OH）3沉淀；MnO2、Fe（OH）3；

（6）已知KSP（PbS）=3.4×10-28，Ksp（CuS）=1.3×10-36，取一定量含有Pb2+、Cu2+的工业废水，向其中滴加Na2S溶液，当PbS开始沉淀时，溶液中c（Pb2+）/c（Cu2+）=KSP（PbS）/Ksp（CuS）=3.4×10-28/1.3×10-36=，故答案为：

2.62×108。

9．【2019届广东茂名五校第一次联考】以重晶石（主要成分为BaSO4）为主要原料制备立德粉（ZnS和BaSO4的混合物）的工艺流程如下：

（1）焙烧（温度为1000～2000）时，焦炭需过量，其目的是____________________。

（2）焙烧过程中发生的反应之一是4CO+BaSO4

BaS+4CO2，该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________，还原产物是___________。

（3）反应器中发生反应的化学方程式为______________________。

（4）流程中所需的精制的ZnsO，溶液的制取方法是：

首先用工业级氧化锌（含少量FeO和Fe2O3杂质）和稀硫酸反应制取粗硫酸锌溶液，然后向粗硫酸锌溶液中先后加入H2O2溶液和碳酸锌精制。

①加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为______________________。

②加入碳酸锌的目的是________________，反应的化学方程式为_____________________。

【答案】焦炭燃烧能放出大量的热，可以提供反应所需要的条件，同时增加焦炭可以提高重晶石的利用率1：

4BaSBaS+ZnSO4=BaSO4↓+ZnS↓2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O先加入H2O2溶液，将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为，再加碳酸锌调节溶液的pH值，使Fe3+转化为红褐色氢氧化铁沉淀而除去铁元素Fe2（SO4）3+3ZnCO3+3H2O=3ZnSO4+2Fe（OH）3+3CO2↑

（3）反应器中硫化钡与硫酸锌反应生成难溶的硫酸钡和硫化锌，反应的化学方程式为BaS+ZnSO4=BaSO4↓+ZnS↓；

（4）用工业级氧化锌（含少量FeO和Fe2O3杂质）和硫酸制取硫酸锌溶液时，可以先加入H2O2溶液，将亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，再加碳酸锌调节溶液的pH值，使Fe3+转化为红褐色氢氧化铁沉淀而除去铁元素，反应的化学方程式为Fe2（SO4）3+3ZnCO3+3H2O=3ZnSO4+2Fe（OH）3+3CO2↑。

10．【2019届广东清远期末】金属是不可再生的资源，通过回收废旧的锂电池提取锂、铝、钴等重要的金属具有重大的意义。

已知锂电池的正极材料为LiCoO2、炭黑、铝箔及有机粘合剂，下面是回收的工艺流程：

（1）滤液X中通入过量CO2时发生的主要反应的离子方程式为___________

（2）写出酸浸时加入H2SO4、H2O2反应的化学方程式______________________

（3）实验室中萃取分离CoSO4、Li2SO4溶液时需要加入有机物W，若实验过程中使用如图装置，则该装置中存在的主要错误有______________________

（4）已知部分物质的溶解度（g/100gH2O）情况如下表所示：

写出浓缩后的溶液中加入饱和碳酸钠溶液的离子反应方程式______________________；为提高Li2CO3的产率，最后过滤实验中需要注意的问题是______________________

（5）若废旧的锂电池拆解后先使用酸溶解，最终也可以得到Al（OH）3、CoSO4、Li2CO3。

在酸浸中若Al3+浓度为0.1moL·L－1，则常温时pH>______________________才能够开始形成氢氧化铝沉淀（已知氢氧化铝Ksp=1.3×10-33、lg4.26=0.6、

=2.35）

（6）已知100g废旧的锂电池中钴酸锂（LiCoO2）的含量为9.8

%，若按照上述生产流程，可以生成2.4gLi2CO3，则其产率为______________________。

【答案】CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+2CoSO4+4H2O+O2↑分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁；液体过多。

2Li++CO32-=Li2CO3↓趁热过滤3.464.9%

【解析】向废旧锂电池中加入NaOH溶液，Al反应变为NaAlO2进入溶液，LiCoO2不能反应，仍以固体存

（1）废旧电池中的Al与NaOH溶液反应变为AlO2-进入溶液，向该滤液X中通入过量CO2时，Al元素变为氢氧化铝沉淀析出，发生的主要反应的离子方程式CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-；

（2）废