高考化学三轮冲刺 重要考点专题专练卷 元素与化合物的转化.docx

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高考化学三轮冲刺重要考点专题专练卷元素与化合物的转化

2019年高考化学三轮冲刺重要考点专题专练卷元素与化合物的转化

1．某菱铁矿的主要成分是FeCO3,还含有SiO2、少量CaCO3和Al2O3。

下图是利用该菱铁矿制备磁性Fe3O4胶体粒子的简要工艺流程：

（1）菱铁矿石粉碎的目的是______________________________；碱浸可否用较便宜的Ca（OH）2替代NaOH?

说明理由：

______________________________________________。

（2）“不溶物”加稀盐酸可否改用不易挥发的稀硫酸？

说明理由____________________________________；“不溶物”加稀盐酸后“部分氧化”之前还有项操作，化学实验名称为__________。

（3）“部分氧化”离子方程式为________________________________________。

（4）如何实验验证“部分氧化”的滤液中存在Fe2+?

________________________________________________。

（5）Fe3O4胶粒的直径的范围是______________________。

【答案】增大固体表面积，提升“碱浸”时的化学反应速率不能，Ca（OH）2溶解度较小不能顺利溶解铁矿中的Al2O3不可，CaSO4微溶很难除净固体中的CaCO3过滤ClO3-+6H++6Fe2+=Cl-+6Fe3++3H2O往试样中滴加高锰酸钾酸性溶液，高锰酸钾紫红色褪去，说明滤液中尚存Fe2+（或其它合理答案）1～100nm（或10-9～10-7m等合理答案）

2．磁性纳米四氧化三铁在催化剂、DNA检测、疾病的诊断和治疗等领域应用广泛，其制备方法有多种，“共沉淀法”制备纳米Fe3O4的流程如下：

（1）Ⅱ中的反应温度需控制在50℃~60℃之间，实验室控制该温度的最佳方法是____。

（2）Ⅱ中生成Fe3O4的离子方程式是__________。

（3）操作Ⅲ包含的方法有______。

（4）检验Fe3O4中含有+2价铁元素的方法是______。

（5）某同学依据上述“共沉淀法”的思路在实验室模拟制备纳米Fe3O4，当混合溶液中n（Fe3+）∶n（Fe2+）＝1∶1时，容易得到理想的纳米Fe3O4。

①实际制备时选择n（Fe3+）∶n（Fe2+）小于2∶1，原因是_____。

②该实验室无FeCl2溶液，现用5mLFeCl3溶液制备Fe3O4，配制n（Fe3+）∶n（Fe2+）＝1∶1混合溶液的方法是____________（其它试剂自选）。

【答案】水浴加热Fe2++2Fe3++8OH－

Fe3O4+4H2O过滤、洗涤取少量样品于烧杯中，加入稀盐酸，加热溶解，过滤，取少量滤液于试管中，滴加几滴K3[Fe（CN）6]溶液，若有蓝色沉淀生成，则说明样品中含+2铁。

制备过程中少量Fe2+被氧化，最终n（Fe3+）∶n（Fe2+）接近理论值2:

1取2mLFeCl3溶液于试管中，加入足量铁粉，振荡使其充分反应，过滤，在滤液中加入剩余的3mLFeCl3溶液，即为n（Fe3+）∶n（Fe2+）=1:

1混合溶液

3．二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物。

平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2等物质）。

某课题小组以此粉末为原料,设计资源回收的工艺流程如下:

（1）写出第①步反应的离子方程式___________________________________________。

（2）洗涤滤渣B的目的是为了除去______（填离子符号）,

（3）写出第③步反应的化学方程式_________________________。

（4）制备绿矾（FeSO4·7H2O）时,向Fe2（SO4）3溶液中加入过量_______,（物质名称）充分反应后,经过滤得到FeSO4溶液,再经________、________、过滤、洗涤、干燥等操作步骤得到绿矾。

（5）取上述流程中得到的Ce（OH）4产品（质量分数为80%）1.300g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至终点（铈被还原成Ce3+）,则需准确滴加标准溶液的体积为________mL。

【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2OFe3+2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2（SO4）3+O2↑+4H2O

铁粉蒸发浓缩冷却结晶50.00

4．氯化亚铜是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。

从酸性电镀废液（主要含Cu2＋、Fe3＋）中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。

【已知：

金属离子浓度为1mol·L-1时，Fe（OH）3开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu（OH）2开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】

请回答下列问题：

（1）酸浸时发生反应的离子方程式是________；析出CuCl晶体时的最佳pH在_______左右。

（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为________________。

（3）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h、冷却密封包装。

70℃真空干燥、密封包装的目的是_____________。

（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是________，若想从滤液中获取FeSO4·7H2O晶体，还需要知道的是__________________。

（5）若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：

______________。

为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5。

这样做的目的是_____________。

（6）工业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。

写出电解CuCl2溶液中的阴极上发生的电极反应:

___________。

【答案】Cu（OH）2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O32Cu2＋＋2Cl－＋Fe=2CuCl↓＋Fe2＋

加快乙醇和水的蒸发，防止CuCl被空气氧化Na2SO4和FeSO4

不同温度下硫酸钠和硫酸亚铁的溶解度2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋H2O=2CuCl↓＋2Na2SO4＋H2SO4OH－中和了反应中的H＋，有利于平衡向右移动，提高CuCl的产率。

但当OH－浓度过大时，Cu＋能与OH－结合，生成氢氧化亚铜，从而降低了CuCl的产率Cu2＋＋Cl－＋e-=CuCl↓

5．为了充分应用资源，用工业废碱液（Ca（OH）2、NaOH）与烟道气（回收成分SO2）来制取石膏（CaSO4•2H2O）和过二硫酸钠（Na2S2O8）。

设计简要流程如图：

（1）烟道气中SO2与废碱生成沉淀的化学方程式为_____；操作a的名称是_____。

（2）生成CaSO4•2H2O过程中没有涉及到的化学反应类型为_____（填序号）。

A.复分解反应B.化合反应C.分解反应D.氧化反应E.置换反应

（3）溶液Ⅰ通入空气发生反应的化学方程式为_____。

（4）用惰性电极电解时，阳极生成Na2S2O8的电极反应为_____；在整个流程中可以循环利用的物质是H2O和_____（填化学式）。

（5）一定条件下将S8（s）、O2（g）、NaOH（s）转化过程中的能量关系用如图简单表示。

则S8（s）燃烧的热化学反应方程式为_____。

（6）若制取agNa2S2O8时，阳极有bL氧气（标况）产生。

则电解生成的H2体积在标准状况下为_____L。

【答案】Ca（OH）2+SO2=CaSO3↓+H2O 过滤CE.2Na2SO3+O2=2Na2SO4  2SO42--2e-=S2O82-  

NaOH  .S8（s）+8O2（g）=8SO2（g） ∆H=-8（a-b）kJ/mol 

6．软锰矿的主要成分为MnO2，含少量Al2O3和SiO2。

闪锌矿主要成分为ZnS，含少量FeS、CuS、CdS杂质。

现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn，其简化流程如下（中间产物的固体部分已经略去）。

已知：

Ⅰ．矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。

Ⅱ．各种金属离子完全沉淀的pH如下表：

Zn2+

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Al3+

pH

8.0

10.1

9.0

3.2

4.7

回答下列问题：

（1）步骤①中为了加快硫酸的浸取速率，可采用的方法是_________________（任写一种）。

①中发生多个反应，其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出，溶液变为棕黄色，写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式______________________。

（2）步骤②加入金属锌是为了回收金属，回收金属的主要成分是_________。

（3）步骤③中MnO2的其作用是__________________，另外一种物质X可以是__________。

A．ZnOB．MgCO3C．MnCO3D．Cu（OH）2

（4）MnO2与Li构成LiMnO2，它可作为某锂离子电池的正极材料，电池反应方程式为：

Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C，写出该锂离子电池的正极电极反应式__________。

（5）已知：

HCN的电离常数K=4.9×10－10，H2S的电离常数K1=1.3×10―7，K2=7.0×10―15，向NaCN溶液中通入少量的H2S气体，反应的离子方程式为__________________。

在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去，向含有0.020mol·L―1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体，调节溶液的pH=a，当HS―浓度为1.0×10―4mol·L―1时，Mn2+开始沉淀，则a=______。

[已知：

Ksp（MnS）=1.4×10―15]

【答案】将矿石粉碎、加热、搅拌等3MnO2+2FeS+6H2SO4Fe2（SO4）3+3MnSO4+2S↓+6H2OCu、Cd

将Fe2+氧化为Fe3+ACLi1－xMnO2+xLi++xe－=LiMnO2CN－+H2S=HCN+HS－5

7．某实验小组以粗镍（含少量Fe和Cr杂质）为原料制备Ni（NH3）6Cl2，并测定相关组分的含量。

制备流程示意图如下。

已知：

①部分离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示。

②Ni（OH）2为绿色难溶物。

Ni（NH3）6（NO3）2、Ni（NH3）6Cl2均为可溶于水的蓝紫色晶体，水溶液均显碱性。

离子

Fe3+

Cr3+

Ni2+

开始沉淀pH

1.5

4.3

6.9

完全沉淀pH

2.8

5.6

8.9

（1）步骤（a）中Ni和浓硝酸反应的化学方程式为__________________________________。

（2）步骤（b）首先加入试剂X调节溶液的pH约为6，过滤后再继续加入X调节pH以得到绿色沉淀。

①调节pH约为6的原因是____________________________________________。

②试剂X可以是___________________（填标号）。

A.H2SO4B.Ni（OH）2C.NaOHD.Fe2O3E.NiO

（3）NH3含量的测定

i．用电子天平称量mg产品于锥形瓶中，用25mL水溶解后加入3.00mL6mol/L盐酸，以甲基橙作指示剂，滴定至终点消耗0.5000mol/LNaOH标准溶液V1mL；

ii．空白试验：

不加入样品重复实验i，消耗NaOH标准溶液V2mL。

①NH3的质量分数为___________________________。

②在上述方案的基础上，下列措施能进一步提高测定准确度的有___________（填标号）。

A．适当提高称量产品的质量B．用H2SO4溶液替代盐酸

C．用酚酞替代甲基橙D．进行平行试验

（4）为测定Cl的含量，请补充完整下述实验方案。

称量mg产品于锥形瓶中，用25mL水溶解，___________________________________，滴入2—3滴K2CrO4溶液作指示剂，用已知浓度的AgNO3标准溶液滴定至终点，记录读数，重复操作2-3次。

【答案】Ni＋4HNO3（浓）

Ni（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O

pH=6时，Fe3＋、Cr3＋完全沉淀，而Ni2＋未开始沉淀C0.5（V2-V1）×10-3×17/m×100%

AD加入稀硝酸至溶液呈弱酸性

8．硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。

用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。

实验步骤如下：

（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有____________。

（a）容量瓶（b）烧杯（c）烧瓶

（2）步骤II取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是____________。

（a）控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比（b）确定下一步还原所需铁的量

（c）确定氧化Fe2+所需NaClO3的量（d）确保铁的氧化物酸溶完全

（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：

6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+NaCl+3H2O

若改用HNO3氧化，则反应方程式如下6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+NO↑+4H2O

已知1molHNO3价格0.16元、1molNaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的得弊，利是____________________，弊是________________________。

聚合硫酸铁溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比不是3:

2。

根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42¯与Fe3+物质的量之比。

（4）测定时所需的试剂____________。

（a）NaOH（b）FeSO4（c）BaCl2（d）NaClO3

（5）需要测定____________和____________的质量（填写化合物的化学式）。

（6）选出测定过程中所需的基本操作____________（按操作先后顺序列出）。

（a）萃取、分液（b）过滤、洗涤（c）蒸发、结晶

（d）冷却、称量（e）烘干或灼烧

【答案】bb、c原料成本较低产生气体对大气有污染a、cFe2O3BaSO4b、e、d

9．硼镁泥是一种工业废料，主要成分是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。

从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O 的流程如下：

根据题意回答下列问题：

（1）实验中需用1mo/L 的硫酸800mL，若用18.4mol/L 的浓硫酸来配制，量取浓硫酸时，需使用的量筒的规格为____________

A.10mLB.20mLC.50mLD.100mL

（2）加入的NaClO 可与Mn2+反应：

Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-，还 有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为_________________。

（3）滤渣的主要成分中除含有Fe（OH）3、Al（OH）3 外还有________________。

（4）在“除钙”前，需检验滤波中Fe3+是否被除尽，简述检验方法：

______________。

（5）已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表：

温度/℃

40

50

60

70

MgSO4

30.9

33.4

35.6

36.9

CaSO4

0.210

0.207

0.201

0.193

除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根据上表数据，简要说明操作步骤：

“操作Ⅰ”是将滤液继续蒸发浓缩，冷却结晶，__________，便得到了MgSO4·7H2O。

（6）实验中提供的硼镁泥共10g，得到的MgSO4·7H2O 为17.22g，则MgSO4·7H2O的产率为__________________。

【答案】D2Fe2++C1O-+2H+=2Fe3++Cl-+H2OMnO2、SiO2

取少量滤液,向其中加入硫氰化钾容液.如果溶液不变红色.说明溶液中不含Fe3+，如果溶液变红色，说明滤液中含Fe3+过滤（或过滤洗涤）70%

10.水是生命之源，它与我们的生活密切相关。

自来水厂常用高铁酸钠（Na2FeO4）改善水质。

高铁酸钠具有很强的氧化性，是一种新型的绿色净水消毒剂，在工业上制备高铁酸钠的方法有多种。

（1）简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理_________________________________________________________________________。

（2）干法制备高铁酸钠的反应原理如下：

2FeSO4+6Na2O2==aNa2FeO4+bM↑+2Na2O+2Na2SO4

①高铁酸钠中铁元素的化合价为________________。

②上述方程式中b=____。

每生成1molM，该反应转移电子的物质的量为_____________mol。

（3）工业上可以通过次氯酸钠氧化法制备高铁酸钠，生产过程如下：

①步骤③中除生成Na2FeO4外，还有副产品Na2SO4、NaCl，则步骤③中反应的离子方程式为____________________________________。

②己知Na2FeO4在强碱性溶液中的溶解度较小。

可向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液。

从Na2FeO4悬浊液得到固体的操作名称为_____________________。

（4）计算Na2FeO4的消毒效率（以单位质量得到的电子数表示）约是氯气的_______倍（结果保留两位小数。

）

【答案】高铁酸钠具有很强的氧化性，能杀菌消毒，本身被还原为Fe3+、Fe2+水解生成氢氧化铁胶体能吸附水中的杂质，起到净水作用+61102Fe3++3ClO-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O过滤0.64

11.将少量氯水加入到NaI溶液中”的学生实验产生了大量含碘废液。

某研究小组用该含碘废液制备NaI固体，实验流程如下：

已知：

反应②2I−+2Cu2++SO32−+H2O=2CuI↓+SO42−+2H+

回答下列问题：

（1）产生含碘废液的离子方程式为____________________________________。

（2）①中I2与Na2SO3溶液反应的离子方程为_________________________________。

（3）③中CuI发生了_____（填“氧化”或“还原”）反应,当有95.5gCuI参与反应，电子转移的数目为_______________，若还原产物只有NO2，写出该反应的化学方程式______________。

（4）化合物B中含两种元素，铁元素与另一种元素物质的量之比为3:

8，则化合物B的化学式为____________。

（5）反应⑤中生成黑色固体和无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，黑色固体的俗称为磁性氧化铁，则⑤的化学方程式为_____________________________________________。

【答案】Cl2+2I−=I2+2Cl−I2+SO32−+H2O=SO42−+2I−+2H+氧化NA2CuI+8HNO3=2Cu（NO3）2+I2+4NO2+4H2OFe3I8

Fe3I8+8NaHCO3=Fe3O4+8NaI+8CO2↑+4H2O

12.二氧化钛被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。

同时它有较好的紫外线掩蔽作用，超细的二氧化钛粉末也被加入到防晒膏中制成防晒化妆品。

现在某实验小组按照下面的流程来合成纳米二氧化钛。

实验机理：

TiOSO4+2NH3•H2O=TiO（OH）2↓+（NH4）2SO4

信息提示：

①钛元素化合物的性质和铝有一定的相似性。

TiO2具有两性，Ti（OH）4不稳定，容易失去一分子水形成TiO（OH）2。

②钛的原子量：

48

③浓氨水的密度：

0.91g•cm-3

（1）灼烧时用到的硅酸盐容器是_______。

（2）下列说法正确的是_______。

A．为了加快反应速率，可以用氢氧化钠溶液代替浓氨水

B．为了提高产率，反应容器需要用滤液洗

C．为了防止抽滤时滤纸破裂，抽滤时可以使用两层滤纸

D．为了加快干燥的速率，干燥时可以用小火加热

E．灼烧后需要冷却到室温，称量一次所得数值即为TiO2的质量

（3）为了使实验过程中尽可能的减少环境污染，同时要注意操作的安全性，请你指出该反应装置图中的需要改进之处（指出两处即可）_____________。

（4）反应后的白色粘稠混合液经过抽滤、洗涤可以得到白色滤饼。

如何证明白色滤饼已经洗干净了呢？

_____。

（5）焙烧后有时会有少量的TiO2残留在容器中无法去除，我们可以用NaOH溶液将残留的TiO2洗干净。

请你用化学方程式表示该洗涤原理___________。

（6）最后称得纳米TiO2的质量是a克，请你计算用该方法制备TiO2的产率________。

【答案】坩埚BCD①将分液漏斗改成恒压漏斗，避免玻璃塞打开时浓氨水挥发污染环境；②因为三颈烧瓶里面有磁子，所以温度计放在外面可以避免被打碎。

（温度计测水浴的温度，所以应该放在外面。

）所以干燥管里放P2O5或无水氯化钙用于吸收氨气取最后一次洗涤液，滴加BaCl2溶液，若出现白色浑浊，说明沉淀还没有洗干净；若没有白色浑浊，说明沉淀已经洗干净了TiO2+2NaOH=Na2TiO3+H2Oa/5