高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 增分練 第27題 元素化合物綜合題

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第27題　元素化合物綜合題 1．鐵是世界上用量最大的金屬，鐵及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)鐵在元素周期表中的位置是________。 (2)Fe3O4是磁鐵礦的主要成分，F(xiàn)e3O4可用于制造錄音磁帶和電訊器材等。高溫下鋁粉能與Fe3O4發(fā)生置換反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 116 g Fe3O4與足量稀硝酸反應(yīng)，最多消耗HNO3的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。 (3)FeCl3溶液是一種黃色的透明液體，可用作止血?jiǎng)?。配制該溶液時(shí)一般往溶液中加入少量稀鹽酸，其目的是 ________________________________________________________________________； 向煮沸的蒸餾水中加入幾滴飽和FeCl3溶液，繼續(xù)煮沸得到紅褐色的Fe(OH)3膠體，鑒別FeCl3溶液與Fe(OH)3膠體的方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)工業(yè)上可用FeCl3溶液腐蝕銅制印刷電路板，檢驗(yàn)腐蝕液中是否含有Fe3＋，可行的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種綠色水處理劑，具有殺菌消毒和聚沉水中雜質(zhì)的作用，它的殺菌消毒原理是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 高鐵電池是一種新型可充電電池，高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn＋2Na2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4NaOH。該電池充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 解析：　(1)鐵為26號(hào)元素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。(2)Al與Fe3O4在高溫條件下反應(yīng)生成Al2O3和Fe。Fe3O4與足量稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe3O4＋28HNO3===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O，參加反應(yīng)的n(HNO3)＝＝ mol。(3)FeCl3為強(qiáng)酸弱堿鹽，配制FeCl3溶液時(shí)加入少量稀鹽酸，增大了溶液中H＋的濃度，可抑制Fe3＋水解?？捎眉す夤P照射，根據(jù)是否產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)來(lái)鑒別溶液和膠體，有丁達(dá)爾效應(yīng)的是膠體，不產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)的是溶液。(4)可用KSCN溶液檢驗(yàn)腐蝕液中是否含有Fe3＋。(5)高鐵酸鈉中鐵元素為＋6價(jià)，具有很強(qiáng)的氧化性，能殺滅水中的細(xì)菌和病毒。根據(jù)題中總反應(yīng)式知，高鐵電池充電時(shí)，陽(yáng)極上氫氧化鐵轉(zhuǎn)化成高鐵酸鈉，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O。 答案：　(1)第四周期第Ⅷ族 (2)8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe　 mol (3)增大溶液中H＋濃度，抑制Fe3＋水解　用激光筆照射，出現(xiàn)丁達(dá)爾效應(yīng)的是Fe(OH)3膠體，不具有丁達(dá)爾效應(yīng)的是FeCl3溶液 (4)取少許腐蝕液，滴入KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，證明含有Fe3＋，否則無(wú)Fe3＋ (5)高鐵酸鈉中鐵為＋6價(jià)，具有很強(qiáng)的氧化性，能殺滅水中的細(xì)菌和病毒　Fe(OH)3－3e－＋5OH－===FeO＋4H2O 2．輕質(zhì)碳酸鈣是一種廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、食品、醫(yī)藥、飼料等行業(yè)的重要無(wú)機(jī)填料。以磷石膏鈣渣為原料制取高品質(zhì)輕質(zhì)碳酸鈣的工藝流程如下： 已知所用磷石膏鈣渣的主要成分及含量如下表所示。 CaO P2O5 SO3 Fe2O3 TiO2 SiO2 燒失量 47.70% 1.60% 1.77% 0.041% 0.002 7% 9.85% 37.69% 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)對(duì)磷石膏鈣渣進(jìn)行酸溶的目的是獲得粗制CaCl2溶液，為了提高溶出率，可以采取的措施有__________________(回答兩條即可)。 (2)精制是向粗制CaCl2溶液中通入氨氣，控制溶液的pH，主要除去____________(填金屬陽(yáng)離子)，同時(shí)也除去一些其他雜質(zhì)。 (3)碳化時(shí)將精制CaCl2溶液稀釋至一定體積，控制反應(yīng)溫度以及NH3和CO2的通入量，此過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 (4)檢驗(yàn)沉淀洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)為了探究酸溶的工藝條件，稱取6份各50 g磷石膏鈣渣，分別用不同濃度的鹽酸進(jìn)行溶解，反應(yīng)時(shí)間為 30 min，測(cè)出濾液中鈣溶出率的結(jié)果如圖所示。從生產(chǎn)成本上考慮，鹽酸最適宜的濃度為 ________________________________________________________________________。 解析：　(1)為了提高溶出率，可以采取的措施有粉碎磷石膏鈣渣，增大鹽酸濃度，升高溫度和延長(zhǎng)酸溶時(shí)間等。(2)根據(jù)題給表格可知，酸溶后溶液中的金屬陽(yáng)離子主要有Ca2＋、Fe3＋，故通入氨氣，控制溶液的pH，主要除去的金屬陽(yáng)離子是Fe3＋。(3)碳化過(guò)程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCl2＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2NH4Cl。(4)檢驗(yàn)沉淀洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作為：向洗滌液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈。(5)根據(jù)圖示，鹽酸的濃度為4.0 molL－1時(shí)濾液中鈣溶出率已經(jīng)較大，再增大鹽酸濃度，鈣溶出率增加緩慢，成本上不劃算。 答案：　 (1)粉碎磷石膏鈣渣，增大鹽酸濃度，升高溫度，延長(zhǎng)酸溶時(shí)間等(任寫(xiě)兩條) (2)Fe3＋ (3)CaCl2＋2NH3＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2NH4Cl (4)向洗滌液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若沒(méi)有白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈 (5)4.0 molL－1 3．亞氯酸鈉(NaClO2)是一種強(qiáng)氧化性漂白劑，廣泛用于紡織、印染和食品工業(yè)。它在堿性環(huán)境中穩(wěn)定存在。某同學(xué)查閱資料后設(shè)計(jì)生產(chǎn)NaClO2的主要流程如下。 (1)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)A的化學(xué)式是________，裝置Ⅲ中A在______極區(qū)產(chǎn)生。 (3)ClO2是一種高效水處理劑，可用亞氯酸鈉和稀鹽酸為原料制備。寫(xiě)出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________________________________________________________。 (4)工業(yè)以CH3OH與NaClO3為原料在酸性條件下制取ClO2，同時(shí)產(chǎn)生CO2氣體，已知該反應(yīng)分兩步進(jìn)行，第一步為2ClO＋2Cl－＋4H＋===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O。 ①寫(xiě)出第二步反應(yīng)的離子方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②工業(yè)生產(chǎn)時(shí)需在反應(yīng)物中加少量Cl－，其作用是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③生產(chǎn)中會(huì)發(fā)生副反應(yīng)ClO＋Cl－＋H＋―→Cl2↑＋H2O(未配平)，若測(cè)得反應(yīng)后的混合氣體中Cl2的體積分?jǐn)?shù)為，則起始投料時(shí)CH3OH與NaClO3的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。 解析：　(1)在堿性條件下H2O2與ClO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可知?dú)怏wa為O2。(2)根據(jù)電解時(shí)離子放電順序可知陽(yáng)極生成O2，同時(shí)在陽(yáng)極區(qū)生成H2SO4溶液(即A溶液)。(3)該反應(yīng)中NaClO2既作氧化劑又作還原劑，與鹽酸反應(yīng)生成NaCl和ClO2。 (4)①根據(jù)題中信息可知第二步反應(yīng)是CH3OH與Cl2反應(yīng)生成CO2和Cl－，根據(jù)化合價(jià)變化可寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式。②根據(jù)第一步和第二步反應(yīng)可寫(xiě)出總反應(yīng)：CH3OH＋6ClO＋6H＋===6ClO2↑＋CO2↑＋5H2O，可判斷Cl－為催化劑。③根據(jù)總反應(yīng)和ClO＋5Cl－＋6H＋===3Cl2↑＋3H2O可進(jìn)行計(jì)算。混合氣體中Cl2的體積分?jǐn)?shù)為，可設(shè)生成的Cl2為3 mol，則ClO2與CO2共49 mol，可求出CH3OH與NaClO3的物質(zhì)的量之比為7：43。 答案：　(1)2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2↑＋2H2O (2)H2SO4　陽(yáng) (3)5NaClO2＋4HCl===5NaCl＋4ClO2↑＋2H2O (4)①CH3OH＋3Cl2＋H2O===6Cl－＋CO2＋6H＋ ②催化劑?、?：43