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九、无机物及综合应用1(2013高考山东卷) 足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A氢氧化钠溶液 B稀硫酸 C盐酸 D稀硝酸解析：选A。NaOH溶液、稀硫酸、盐酸与金属铝反应时，存在关系：2Al2NaOH,2Al3H2SO4,2Al6HCl，因此等物质的量的Al与上述物质反应时，消耗NaOH的物质的量最少。Al与稀硝酸反应，生成硝酸铝、NO和H2O，得不到H2。2(2013高考广东卷)下列措施不合理的是()A用SO2漂白纸浆和草帽辫B用硫酸清洗锅炉中的水垢C高温下用焦炭还原SiO2制取粗硅D用Na2S作沉淀剂，除去废水中的Cu2和Hg2解析：选B。充分运用物质的性质进行分析。A项，SO2具有漂白性，可以用于漂白纸浆和草帽辫；B项，水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2，硫酸与CaCO3反应产生的CaSO4微溶于水，会覆盖在CaCO3表面，阻止反应继续进行；C项，高温下C和SiO2反应生成Si和CO，可以用于制取粗硅；D项，Cu2、Hg2能与S2形成CuS、HgS沉淀。3(2013高考江苏卷)下列有关物质性质的应用正确的是()A液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂B二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸C生石灰能与水反应，可用来干燥氯气D氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝解析：选A。依据物质的性质分析其具体用途。液氨汽化时吸收大量的热，可使周围环境温度降低，可用作制冷剂，A对。石英的主要成分为SiO2，而SiO2可与氢氟酸反应生成SiF4和H2O，不能用石英器皿盛放氢氟酸，B错。生石灰只能用于干燥中性或碱性气体，不能用于干燥Cl2，C错。AlCl3为共价化合物，熔融AlCl3不导电，工业上常用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝，D错。4(2013高考江苏卷)甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲乙丙。下列有关物质的推断不正确的是()A若甲为焦炭，则丁可能是O2 B若甲为SO2，则丁可能是氨水C若甲为Fe，则丁可能是盐酸D若甲为NaOH 溶液，则丁可能是CO2解析：选C。根据四种物质之间的转化，结合各选项进行分析。若甲为焦炭，丁为O2，则乙为CO，丙为CO2，A对。若甲为SO2，丁为氨水，则乙为NH4HSO3，丙为(NH4)2SO3，B对。若甲为Fe，丁为盐酸，Fe与盐酸反应生成FeCl2，而FeCl2不能与盐酸继续反应，C错。若甲为NaOH溶液，丁为CO2，则乙为Na2CO3，丙为NaHCO3，D对。5(2013高考安徽卷)我省盛产矿盐(主要成分是NaCl，还含有SO等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是()A由矿盐生产食盐，除去SO最合适的试剂是Ba(NO3)2 B工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度D用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液解析：选D。运用基础知识进行分析判断。A.可以用氯化钡除去氯化钠中的硫酸根离子，如果选用硝酸钡，则会引入硝酸根离子。B.电解氯化钠溶液时，生成物包括氢气、氯气和氢氧化钠，没有金属钠生成，要生成金属钠和氯气必须电解熔融的氯化钠，而不是氯化钠溶液。C.由于食盐水中含有一定浓度的氯离子，根据溶解平衡可知，氯化银在食盐水中的溶解度应小于在水中的溶解度。D.饱和纯碱溶液中，由于碳酸根离子能够发生水解而使溶液显碱性，能使酚酞变红；而饱和食盐水显中性，不能使酚酞变色，所以可以区分开。6(2013高考四川卷) 1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是() A该合金中铜与镁的物质的量之比是21 B该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L CNO2和N2O4 的混合气体中，NO2 的体积分数是80% D得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL解析：选D。A.向反应后溶液中加入NaOH，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH的质量，且有n(OH)n(e)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y，则有，解之得，则该合金中铜、镁的物质的量之比为21。B.该硝酸的浓度c14.0 mol/L。C.NO2和N2O4都来自硝酸，设混合气体中NO2的物质的量为x，根据电子守恒得x(0.05 molx)20.06 mol，x0.04 mol，NO2的体积分数为80%。D.得到2.54 g沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO3，故n(NaOH)0.7 mol0.04 mol0.02 mol0.64 mol，则NaOH溶液的体积是640 mL。7(2013高考新课标全国卷)氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()、 Mn()、 Ni()等杂质的流程如下：工业ZnO浸出液过滤,滤液 过滤,滤液 过滤,滤饼ZnO提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：(1)反应中除掉的杂质离子是_，发生反应的离子方程式为_；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是_。(2)反应的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_。(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g。则x等于_。解析：从分析整个流程图入手，明确每步发生的反应，从而解决相关问题。(1)在反应中，通过调节溶液的pH，高锰酸钾能将溶液中的Fe2氧化为Fe3，将Mn2氧化为MnO2而除去；若开始溶液的pH过低，Fe2、Mn2将很难生成沉淀而除去。(2)第一次过滤后的滤液中含有的阳离子有Zn2、Ni2、H等，加入锌后可将Ni置换出来，故滤渣中还含有金属镍。(3)反应生成的沉淀为ZnCO3，同时生成Na2SO4，若沉淀未洗涤干净，洗涤液中应含有SO和Na，故只要对洗涤液中是否含有SO进行检验即可。(4)煅烧过程中ZnCO3、Zn(OH)2均发生分解反应生成ZnO，根据关系式ZnCO3xZn(OH)2(x1)ZnO，可得，故x1。答案：(1)Fe2和Mn2MnO3Fe27H2O=3Fe(OH)3MnO25H，2MnO3Mn22H2O=5MnO24H铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应镍(3)取少量水洗液于试管中，滴入12滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净(4)18(2013高考北京卷)用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；.浓缩、结晶、分离，得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是_。(2)将MnO 氧化Fe2的离子方程式补充完整：MnOFe2_=Mn2Fe3_(3)已知：生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注：金属离子的起始浓度为0.1 molL1根据表中数据解释步骤的目的：_。(4)已知：一定条件下，MnO 可与Mn2反应生成MnO2。向 的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是_。 中加入MnSO4的目的是_。解析：(1)本小题考查常见的离子反应。(2)利用得失电子守恒，1个MnO反应转移5个电子，可知Fe2、Fe3的化学计量数为5，再结合电荷守恒，可知缺项为H和H2O，最后利用原子守恒配平。(3)由数据可知，Fe3沉淀完全时，pH2.8，由题干“调节溶液的pH约为3”可知，此时得到的沉淀为Fe(OH)3，而Fe2、Al3共存于滤液中。因此，可知步骤是用KMnO4将Fe2氧化为Fe3，使Fe3全部转化为Fe(OH)3沉淀，从而除去铁元素。(4)浓盐酸与MnO2加热生成Cl2，Cl2为黄绿色，所以若产生黄绿色气体可判断MnO2的存在；根据信息可知，MnO可与Mn2发生归中反应生成MnO2(沉淀)，而实验最终目的是生成Al2(SO4)3晶体，由此可知，加MnSO4是与过量MnO反应生成MnO2沉淀而除去MnO。答案：(1)Al2O36H=2Al33H2O(2)58H54H2O(3)pH约为3时，Fe2和Al3不能形成沉淀，将Fe2氧化为Fe3，可使铁完全沉淀(4)生成黄绿色气体除去过量的MnO9(2013高考重庆卷)合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。铝元素在周期表中的位置为_。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。Al Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为_。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g Cu Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为_。为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀，结合上图信息推断该合金中除铜外一定含有_。解析：(1)Al元素在周期表中的第三周期第A族；提纯铝土矿通入CO2发生的反应为2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO。Al2O3与NaOH溶液发生的反应为Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；保护气应不能与金属反应，一般用稀有气体。(2)金属在海水中主要发生吸氧腐蚀；炼钢过程中为降低Si的含量，常加入CaCO3或CaO将SiO2转化为CaSiO3而除去。(3)因加入过量的氨水会发生反应Cu24NH3H2O=Cu(NH3)424H2O，故得到的白色沉淀为Al(OH)3，物质的量为0.5 mol，据Al元素守恒可知Al的质量为13.5 g，则Cu的质量为66.5 g，Cu的质量分数约为83.1%。由图像可知，Fe3在pH1.9时开始沉淀，在pH3.2时沉淀完全，依次类推。pH3.4时才开始出现沉淀，说明溶液中没有Fe3，则一般也无Fe2，因为Fe2在空气中会被氧化成Fe3，此时的沉淀为Al(OH)3；pH7.0时过滤出的沉淀为Al(OH)3和Cu(OH)2；pH8.0时过滤出的沉淀为Ni(OH)2。答案：(1)第三周期第A族CO2Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OAr(其他合理答案均可得分)(2)吸氧腐蚀CaCO3或CaO(3)83.1%Al、Ni10(2013高考广东卷)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80 (1)电解精炼银时，阴极反应式为_；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_。(2)固体混合物B的组成为_；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_。(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：_CuO_Al2O3_CuAlO2_。(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为_mol CuAlO2，至少需要1.0 molL1的Al2(SO4)3溶液_L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是_、过滤、洗涤和干燥。解析：根据电解原理、物质的性质及工艺流程、氧化还原反应、守恒计算等分析。(1)电解精炼银时，阴极反应式为Age=Ag。气体变色发生的反应为2NOO2=2NO2。(2)固体B含有Cu(OH)2、Al(OH)3。若NaOH过量，则Al(OH)3会转化为NaAlO2。(3)该反应为氧化还原反应，根据得失电子守恒、原子守恒确定缺项物质，然后配平化学方程式。(4)生成CuAlO2的物质的量为50 mol，据Al元素守恒可知，至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25 mol，则需溶液体积为25 L。(5)CuSO4从饱和溶液中结晶生成CuSO45H2O(胆矾)，由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发结晶、过滤、洗涤和干燥。答案：(1)Age=Ag2NOO2=2NO2(2)Al(OH)3和Cu(OH)2Al(OH)3OH=AlO2H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸发结晶11(2013高考江苏卷)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO47H2O)通过下列反应制备：FeSO4Na2CO3=FeCO3Na2SO4FeCO3C6H8O7=FeC6H6O7CO2H2O。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Al33.05.0Fe25.88.8(1)制备FeCO3时，选用的加料方式是_(填字母)，原因是_。 a将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_。 (3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80 下搅拌反应。铁粉的作用是_。反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是_。(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是_。(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 ) 出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO47H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，_，得到FeSO4 溶液，_，得到FeSO47H2O晶体。解析：根据题干信息以及FeCO3、Fe2O3、FeSO4的性质解决问题。(1)根据相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH可知，制备FeCO3时要注意控制溶液的pH。所以需要将Na2CO3缓慢加入到FeSO4溶液中，防止Fe(OH)2的生成。(2)FeCO3表面吸附SO、Na等杂质离子，检验洗涤是否完全时，可检验SO是否存在。方法是取最后一次的洗涤液12 mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。(3)Fe2易被氧化，加入铁粉的目的是防止Fe2被氧化。除去剩余的铁粉时，为了不引入杂质，可加入适量柠檬酸与铁粉反应。(4)柠檬酸亚铁在乙醇中的溶解度小，加入无水乙醇，有利于晶体的析出。(5)烧渣中加入稀H2SO4后要通过过滤除去SiO2，此时溶液中溶质主要是Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3。此时需要加入Fe粉，将Fe3转化为Fe2，然后加NaOH调pH到5.0除去Al3。或过滤，除去SiO2后，向滤液中加入过量的NaOH溶液，过滤，得到Fe(OH)3，洗涤沉淀，加入足量的稀硫酸至沉淀溶解完全，再加入足量的铁粉，得到FeSO4。过滤后，将滤液在60 时浓缩，冷却即可。答案：(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗涤滤液12 mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净(3)防止2价的铁元素被氧化加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出(5)“(过滤，)向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5，过滤”或“过滤，向滤液中滴加过量的NaOH溶液，过滤，充分洗涤固体，向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤”(滴加稀硫酸酸化，)加热浓缩得到60 饱和溶液，冷却至0 结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥12(2013高考江苏卷)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：稀硫酸 H2O2NH3H2O木炭 菱镁矿MgO 滤渣1 滤渣2气体(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_。(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为_。(3)滤渣2的成分是_(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4C2MgO2SO2CO2MgSO4CMgOSO2CO MgSO43CMgOS3CO利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体是_(填化学式)。B中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH溶液 bNa2CO3 溶液 c稀硝酸 dKMnO4溶液A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为4，写出该反应的离子方程式：_。解析：明确实验过程，提取有效信息，正确判断反应过程。(1)MgCO3与稀硫酸反应时，MgCO3微溶于水，在写离子方程式时要写化学式。离子方程式为MgCO32H=Mg2CO2H2O。(2)因为菱镁矿中有FeCO3，在酸溶时产生Fe2，除去Fe元素需将Fe2氧化为Fe3，通过调节溶液的pH生成Fe(OH)3从而除去Fe3，所以加入H2O2的目的是将Fe2氧化成Fe3，发生反应的化学方程式为2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O。(3)调pH4时发生的反应为Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH，所以经过滤所得滤渣2为Fe(OH)3。(4)由题给反应可知，煅烧后的气体为CO2、SO2、CO和S蒸气的混合物。S蒸气很容易转化为S固体，所以A的目的是收集S，B的作用是吸收SO2，可用KMnO4溶液将SO2氧化吸收，C中装NaOH溶液，作用是吸收产生的CO2，CO最后用排水法收集。S与热的NaOH反应的离子方程式为3S6OH2S2SO3H2O。答案：(1)MgCO32H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3(4)COd3S6OH2S2SO3H2O13(2013高考浙江卷)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25 gL1。请回答下列问题：(1)甲的化学式是_；乙的电子式是_。(2)甲与水反应的化学方程式是_。(3)气体丙与金属镁反应的产物是_(用化学式表示)。(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式：_。有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O，请设计实验方案验证之：_。(已知Cu2O2H=CuCu2H2O)(5)甲与乙之间_(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2，判断理由是_。解析：根据甲受热分解及与水的反应确定其组成，根据丙的密度确定丙和化合物乙的组成，再结合各小题进行分析、解答。(1)6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L H2(即0.3 mol)，说明甲为金属氢化物。甲与水反应生成的白色沉淀物可溶于NaOH溶液，则该沉淀物为Al(OH)3，结合甲分解过程中的质量变化，可推知甲为AlH3。单质气体丙在标准状况下的密度为1.25 gL1，则M(丙)1.25 gL122.4 Lmol128 gmol1，则丙为N2，乙为NH3。(2)AlH3与水反应生成Al(OH)3和H2，反应的化学方程式为AlH33H2O=Al(OH)33H2。(3)N2与金属Mg在点燃条件下发生反应，生成Mg3N2。(4)NH3具有还原性，与CuO在加热条件下发生反应，生成Cu、N2和H2O，反应方程式为2NH33CuO3CuN23H2O。由于Cu2O在酸性环境中可发生自身氧化还原反应，生成Cu2和Cu，可向产物中滴加稀盐酸或稀硫酸，由于Cu与非氧化性酸不发生反应，若得到蓝色溶液，则证明含有Cu2O，反之则不含Cu2O。(5)AlH3中H元素为1价，NH3中H元素为1价，根据氧化还原反应规律，二者可能发生价态归中的氧化还原反应，生成H2。答案：(1)AlH3(2)AlH33H2O=Al(OH)33H2(3)Mg3N2(4)2NH33CuO3CuN23H2O取样后加稀H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O(5)可能AlH3中的氢化合价为1价，NH3中的氢为1价，因而有可能发生氧化还原反应生成氢气14(2013高考福建卷)利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气，既价廉又环保。(1)工业上可用组成为K2OM2O32RO2nH2O的无机材料纯化制取氢气。已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为_。常温下，不能与M单质发生反应的是_(填序号)。aCuSO4溶液bFe2O3c浓硫酸 dNaOHeNa2CO3固体(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。高温热分解法已知：H2S(g)H2(g)S2(g)在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c molL1测定H2S的转化率，结果见右图。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算985 时H2S按上述反应分解的平衡常数K_；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：_。电化学法该法制氢过程的示意图如右。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是_；反应池中发生反应的化学方程式为_。反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为_。解析：(1)根据元素M、R均位于第3周期，且质子数之和为27，无机材料中M的化合价为3，R的化合价为4，可得M、R分别为Al、Si，则R的原子结构示意图为14；铝与三氧化二铁只能在高温下反应；铝与碳酸钠固体在常温下不反应；铝与硫酸铜溶液在常温下发生置换反应；常温下铝在浓硫酸中形成致密的氧化膜(钝化)；铝与氢氧化钠溶液反应放出氢气。(2)由图知，985 时H2S的平衡转化率为40%，则： H2S(g)H2(g)S2(g)起始时浓度c00(molL1)平衡时浓度0.6c0.4c0.2c(molL1)则Kb曲线表示未达到平衡时H2S的转化率，温度越高，b曲线上的转化率越接近平衡值，原因是温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短。采用气、液逆流方式的目的是增大反应物接触面积，使反应更充分。反应池内发生反应的化学方程式为H2S2FeCl3=2FeCl2S2HCl。进入电解池的物质应为FeCl2和HCl，根据电解池图示，左侧生成的为Fe3，右侧生成的为H2，则可得总反应的离子方程式：2Fe22H2Fe3H2。答案：(1)b、e(2)温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)增大反应物接触面积，使反应更充分H2S2FeCl3=2FeCl2S2HCl2Fe22H2Fe3H215(2013高考大纲全国卷) 铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：回答下列问题：(1)写出反应1的化学方程式：_。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是_，反应2的离子方程式为_。(3)E可作为建筑材料，化合物C是_，写出由D制备冰晶石的化学方程式：_。(4)电解制铝的化学方程式是_，以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是_。解析：结合Al2O3、SiO2与NaOH溶液反应后产物的性质来分析流程图一，根据萤石和纯碱为原料制取冰晶石来分析流程图二，充分利用质量守恒等来书写方程式。(1)在加入NaOH溶液时，Al2O3和SiO2都能与NaOH反应，分别生成NaAlO2和Na2SiO3。(2)加入CaO后，SiO与Ca2结合生成难溶物CaSiO3；滤液中主要含有AlO，通入CO2后生成沉淀Al(OH)3，煅烧后生成Al2O3。(3)萤石能与浓硫酸反应生成CaSO4和HF气体；HF、Na2CO3、Al(OH)3三者没有发生氧化还原反应，根据质量守恒定律可写出化学方程式。(4)电解Al2O3制取金属铝，加入的冰晶石为助熔剂；阳极产生的O2能与石墨电极反应生成CO2(可能含有CO)。答案：(1)2NaOHSiO2=Na2SiO3H2O、2NaOHAl2O3=2NaAlO2H2O(2)CaSiO32AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO(3)浓H2SO412HF3Na2CO32Al(OH)3=2Na3AlF63CO29H2O(4)2Al2O34Al3O2O2、CO2(CO)16(2013高考新课标全国卷)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6CxLixe=LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题：(1)LiCoO2中，Co元素的化合价为_。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式：_。(3)“酸浸”一般在80 下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式：_；可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液，但缺点是_。(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式：_。(5)充放电过程中，发生LiCoO2与Li1xCoO2之间的转化，写出放电时电池反应方程式：_。(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式)。解析：从工艺流程入手，结合元素化合物性质、氧化还原反应原理分析解答问题。(1)LiCoO2中Li为1价，O为2价，故Co元素的化合价为3价。(2)正极碱浸过程中，导电剂中Al箔与NaOH溶液反应，离子方程式为2Al2OH6H2O=2Al(OH)3H2。(3)由流程知：正极碱浸过滤滤渣中，反应物LiCoO2加入H2SO4、H2O2后，产物有Li2SO4、CoSO4，分析该反应知Co由32(CoSO4中Co显2价)，化合价降低，则只能是H2O2中O元素化合价升高生成O2。配平(电子守恒、原子守恒)该化学方程式得：2LiCoO23H2SO4H2O2,Li2SO42CoSO4O24H2O，反应温度在80 ，H2O2易发生分解反应2H2O22H2OO2；盐酸既具有酸性又具有还原性，盐酸中的Cl被氧化生成氯气，氯气有毒，能污染空气。(4)由流程知“沉钴”反应物为CoSO4和NH4HCO3，产物有CoCO3，CoCO3中CO来自HCO的电离(HCOHCO)，由于Co2结合CO使HCO电离平衡正向移动，溶液中c(H)增大，一部分HCO发生反应：HCOH=H2OCO2。故反应方程式为CoSO42NH4HCO3=CoCO3(NH4)2SO4CO2H2O。(5)根据题干信息，充电时负极发生反应6CxLixe=LixC6，放电时负极发生LixC6xe=6CxLi，结合LiCoO2与Li1xCoO2的转化可知放电总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO26C。(6)由于Li带正电荷，放电时Li向正极移动，进入正极材料，便于回收。从流程图可看出，可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4。答案：(1)3(2)2Al2OH6H2O=2Al(OH)3H2(3)2LiCoO23H2SO4H2O2Li2SO42CoSO4O24H2O、2H2O22H2OO2有氯气生成，污染较大(4)CoSO42NH4HCO3=CoCO3(NH4)2SO4H2OCO2(5)Li1xCoO2LixC6=LiCoO26C(6)Li从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO417(2013高考北京卷)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：_。(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：写出该反应的热化学方程式：_。随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_。(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：_。当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO 20CaO 38SrO56BaO。原因是_，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：Pt电极上发生的是_反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极的电极反应式：_。解析：(1)本小题根据所学课本知识可快速解答。(2)反应物断裂化学键所需要吸收的总能量减去生成物形成化学键释放的总能量即为焓变：H(945498)2630 kJmol1；因反应为吸热反应，温度升高，该化学平衡常数增大。(3)利用氧化还原反应中得失电子守恒可得出。根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为A族元素，同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大。(4)根据氧离子的移向可得Pt电极为正极，应发生还原反应；NiO电极上NO失电子，与O2结合为NO2，根据元素守恒和电荷守恒可写出其电极反应式。答案：(1)3NO2H2O=2HNO3NO(2)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJmol1增大(3)2NO2CON22CO2根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为A族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大(4)还原NOO22e=NO218(2013高考四川卷)明矾石经处理后得到明矾KAl(SO4)212H2O。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示： 焙烧明矾的化学方程式为4KAl(SO4)212H2O3S=2K2SO42Al2O39SO248H2O 请回答下列问题： (1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是_。 (2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是_。 (3)Al2O3在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如右图所示，该晶体中Al的配位数是 _。 (4)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，该电池反应的化学方程式是_。 (5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa时：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1197 kJ/mol； H2O(g)=H2O(l)H244 kJ/mol； 2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l) H3545 kJ/mol。 则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_。 焙烧948 t明矾(M474 g/mol)，若SO2的利用率为96%，可生产质量分数为98%的硫酸_t。解析：(1)根据焙烧明矾的化学方程式中各元素的化合价可知，明矾中部分硫元素的化合价降低，而硫单质在反应中元素的化合价升高，故还原剂为单质硫。(2)从滤液中得到晶体的方法为蒸发结晶。(3)由图中的晶体结构可以看出每个Al原子的周围距离相等且最近的N原子有4个，故其配位数为4。(4)放电时Al作负极，失电子被氧化，NiO(OH)在正极得电子，反应的方程式为Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2。(5)给题中的三个热化学方程式分别编号为、，根据盖斯定律由()可得到目标热化学方程式；设可生成硫酸的质量为x吨，据题意列式得到96%，故x432。答案：(1)S(硫)(2)蒸发结晶(3)4(4)Al3NiO(OH)NaOHH2O=NaAlO23Ni(OH)2(5)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJ/mol432C29C91AFE4CED1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFEDD1B6C87D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AF95AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795A1AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFC91FE4CED1D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6CD1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AF8795AD9C91FE4CED1D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C87D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AF5D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFAD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFB6C8795AD29C91AFB6C8795AD29C91AFD1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFFE4CED1B6C8795AD29C91AFC8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFD1B6C8795AD9C91AFED1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8D1B6C8795AD9C91AFE4CED1D91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFC91FE4CED1D1B6C871AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFC91FE4CED1D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6CD1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AF8795AD9C91FE4CED1D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C87D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AF5D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFAD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFB6C8795AD29C91AFB6C8795AD29C91AFD1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8791AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFC91FE4CED1D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6CD1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AF8795AD9C91FE4CED1D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C87D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AF5D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFAD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFB6C8795AD29C91AFB6C8795AD29C91AFD1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91D1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFFE4CED1B6C8795AD29C91AFC8795AD9C91FE4CED1B6C8795AD29C91AFD1B6C8795AD9C91AFED1B6C8795AD9C91AFE4CED1B6C8795AD91AFE4CED1B6C8D1B6C8795AD9C91AFE4CED15AD9C91D1B6
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