高考化学真题与模拟类编专题13元素及其化合物知识的综合应用
2018年高考试题 ，
1．【2018天津卷】下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题：
（1）MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序（H-除外）：_________________________，Mg在元素周期表中的位置：_____________________，Mg(OH)2的电子式：____________________。
（2）A2B的化学式为_______________。反应②的必备条件是_______________。上图中可以循环使用的物质有_______________。
（3）在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_______________（写化学式）。
（4）为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物，写出该反应的化学方程式：_______________。
（5）用Mg制成的格氏试剂（RMgBr）常用于有机合成，例如制备醇类化合物的合成路线如下：
依据上述信息，写出制备所需醛的可能结构简式：_______________。
【答案】 r(H+)
7.0时，生成的沉淀为__________(填化学式);此时pH越大HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量越小，其原因是__________。
【答案】 b 10Ca2++6HPO42-+8NH3·H2OCa10(PO4)6(OH)2↓+8NH4++6H2O 防止F-及其水解生成的HF与玻璃中SiO2反应 Ksp(HAP)/K10sp(CaF2) Pb2++OH-=Pb(OH)+ 溶液中c(H+)大，大量H+占据HAP 对Pb2+的吸附位，物理吸附能力减弱 Pb10(PO4)6(OH)2 和Pb(OH)2 c(H+)减小，会减少HAP 在溶液中的溶解量，便生成的c(PO43-)减小，溶解-沉淀吸附能力减弱且改变了吸附机理
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5．【2018届红桥区二模】I.铁是生产、生活及生命中的重要元素。
（1）血红蛋白(Hb)中的铁元素呈正二价，能与O2分子结合成氧合血红蛋白(HbO)从而有输送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合能力。药品美蓝是其有效的解毒剂，解毒时美蓝发生_____反 应(填“氧化”或“还原”)。
（2）现有一瓶放置了一段时间的某浓度的FeCl3溶液，请设计实验检验其中是否含有Fe3+_____。
（3）普通铁粉与水蒸气在高温下反应生成铁的某种氧化物和氢气，该氧化物和氢气在高温下发生逆反应得到“引火铁”。若一定量的普通铁粉和水蒸气在高温下反应生成44.8LH2 (已换算到标况下)，则转移电子数目为_______；“引火铁” 是一种极细的铁粉，它在空气中可以自燃，其原因是_____________。
II.化合物M是某种具有磁学性质的新型电子材料的主要成分，由两种元素组成。为了研究其组成，设计如下实验：
气体甲可使湿润红色石蕊试纸交蓝。请回答：
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（1） M的化学式___________，气体甲的电子式__________。
（2）白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是(用化学方程式表示)_______________。(3) 高温条件下，丁与甲反应生成两种单质和水，该反应的化学方程式为______________。
【答案】 氧化 取少量待测液，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明原溶液中有Fe3+,反之则没有 4NA 引火铁表而积很大，加快了与氧气反应速度 Fe4N 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe2O3 +2NH32Fe +N2 +3H2O
【解析】I.（1）NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2结合能力，原因是氧化了血红蛋白中的二价铁，药品美蓝是其有效的解毒剂，这说明该物质具有还原性，因此解毒时美蓝发生氧化反应；正确答案：氧化。
（2）一般用硫氰化钾溶液检验铁离子，操作过程：取少量待测液，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明原溶液中有Fe3+，反之则没有；正确答案：取少量待测液，滴加KSCN溶液，若溶液呈血红色，说明原溶液中有Fe3+，反之则没有。
（3）标况下44.8LH2，其物质的量为2mol，反应转移的电子数目为2×2×NA=4NA；引火铁表而积很大，加快了与氧气反应速度，因此在空气中可以自燃；正确答案：4NA ；引火铁表而积很大，加快了与氧气反应速度。
（2）白色沉淀乙是氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁，反应的化学方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；正确答案：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(3) 高温条件下，氧化铁与氨气反应生成铁、氮气和水，该反应的化学方程式为：Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O；正确答案：Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O。
点睛：Fe(OH)2不稳定，易被氧气氧化为Fe(OH)3，所以Fe(OH)2在空气中迅速变为灰绿色，
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最终变为红褐色，据此现象作为进行物质的推断的一个题眼。
6．【2018届南通市三模】摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料，可用于制取纳米Fe3O4和草酸合铁酸钾等。
（1）取一定质量摩尔盐样品与过量NaOH溶液反应。
①根据生成气体的体积计算得到摩尔盐的纯度小于实际值，其原因是______。
②向所得Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得纳米Fe3O4，同时产生NO。该反应的离子方程式为______。
（2）摩尔盐经氧化后与KOH和H2C2O4反应可得到草酸合铁酸钾［KaFeb(C2O4)c·dH2O］，其中Fe元素化合价为+3。
①已知25 ℃，H2C2O4的电离常数Ka1=5.6×10-2，Ka2=5.4×10-5。pH=4的H2C2O4溶液中c(C2O):c(HC2O)=______。
②为了确定草酸合铁酸钾的组成，准确称取4.910 g样品在氮气气氛下加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示。
已知：a．120℃时已完全失去结晶水。
b．200℃~580℃分解产生的CO和CO2恢复至标准状况下体积为1.008 L。
c．580℃以上残留固体为FeO和K2CO3的混合物。
根据以上实验数据计算草酸合铁酸钾中的n(Fe3+):n(C2O42-)_____________（写出计算过程）。
【答案】 氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出 3Fe(OH)2+ 2NO＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O 0.54 根据元素守恒得到分解产生的气体为CO和CO2，n(CO)+n(CO2)= =4.5×10-2 mol，2n(C2O42-)= n(K2CO3)+ n(CO)+n(CO2)= n(K2CO3)+ 4.5×10-2 mol，n(Fe3+)×72 g·mol-1＋n(K+)×138 g·mol-1=2.79 g， 3n(Fe3+)+ n(K+)=2×[n(K+)+4.5×10-2 mol]×，解得：n(Fe3+)=1×10-2 mol n(K+)= 3×10-2 mol，n(C2O42-)=3×10-2 mol，n(Fe3+):n(C2O42-)=1×10-2 mol: 3×10-2 mol=1:3
【解析】(1)①摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]
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与氢氧化钠反应生成氨气，氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出，因此根据生成气体的体积计算得到摩尔盐的纯度小于实际值，故答案为：氨气极易溶于水，溶液中有部分氨气没有逸出；
②Fe(OH)2沉淀中加入NaNO2溶液可制得纳米Fe3O4，同时产生NO，反应的离子方程式为3Fe(OH)2+ 2NO2-＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O，故答案为：3Fe(OH)2+ 2NO2-＝Fe3O4+2NO↑+2OH—+2H2O；
(2)①已知25 ℃，H2C2O4的电离常数Ka1=5.6×10-2，Ka2=5.4×10-5。pH=4的H2C2O4溶液中====0.54，故答案为：0.54；
7．【2018届宝山区二模】铝、铁是常见的两种金属，它们的单质及化合物在生活生产中处处可见。
（1）过量的铁和稀硝酸发生反应，产物是Fe(NO3)2和NO，写出该反应的化学方程式___________。
（2）实验室配制FeSO4溶液时，如果没有隔绝空气，FeSO4会被氧化为_______（填写化学式）。在该溶液中加入___________试剂，看到_____________________现象，证明溶液变质。
（3）KAl(SO4)2·12H2O俗称明矾，常用作净水剂，请述其原因并写出有关的离子方程式____________________。
（4）已知Ba(AlO2)2可溶于水，下图表示的是向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。
由图可知c点的沉淀是________（填化学式），已知a-b时存在的沉淀是Al(OH)3和BaSO4，两者的物质的量:________比________多。
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【答案】 3Fe+8HNO3(稀)=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O Fe2（SO4）3 KSCN溶液 溶液变为血红色 明矾水解生成胶状Al(OH)3，它具有很强的吸附能力，可以吸附水中的杂质并沉降，使水澄清。Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ BaSO4 BaSO4 Al(OH)3
点睛：本题考查学生离子之间的反应知识，结合图象知识来考查，增加了难度，熟悉每一段图中对应的化学反应是解答本题的关键，根据整个过程中离子之间的反应以及用量来确定沉淀的量的多少。
8．【2018届陕西省二模】亚硝酸钠（化学式为 NaNO2）是一种常用的防腐剂，回答下列问题:
（1）NaNO2 中 N 元素的化合价为_________.
（2）亚硝酸钠在 320°C 时能分解产生氧化钠固体、一氧化氮和一种常见的助燃性气体。该反应的化学方程式_________________。
（3）我国规定火腿肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过 150 毫克，以此计算，200g 15％的亚硝酸钠溶液至少可用于生产火腿肠______千克。
（4）在酸性条件下，NaNO2与按物质的量 1:1 恰好完全反应，且I－被氧化为 I2时，产物中含氮的物质为________（填化学式）。
（5）工业废水中的 NaNO2 可用铝粉除去，已知此体系中包含 AI、NaAlO2、NaNO2、NaOH、NH3、H2O 六种物质。该反应的化学方程式为____________。
（6）某同学设计实验对工业产品中 NaNO2 的含量进行测定，你取固体样品 2g，完全溶解配制成溶液 100mL 取出 25mL 溶液用 0.100 mol/L 酸性 KMnO4 溶液进行滴定（杂质不与 KMnO4 反应），实验所得数据如下表所示:
滴定次数
1
2
3
4
消耗KMnO4
20.70
20.02
20.00
19.98
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溶液体积/mL
该样品中亚硝酸钠的质量分数为_________.（已知:5NO2-+2MnO4-+6H+ = 5NO3-+2Mn2++3H2O）
【答案】 +3 4NaNO22Na2O+4NO↑+O2↑ 200 NO NaNO2+2Al+NaOH+H2O=2NaAlO2+NH3↑ 69%
【解析】(1)根据在化合物中正负化合价代数和为零，可设亚硝酸钠中氮元素的化合价为x，则：(+1)+x+(-2)×2=0，解得x=+3，故答案为：+3；
(2)因为亚硝酸钠在320℃时能分解产生氧化钠固体、一氧化氮气体和一种常见的助燃性气体，故反应的化学方程式为4NaNO22Na2O+4NO↑+O2↑；
(3)因为我国规定肉灌肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过150毫克，所以200g、15%的亚硝酸钠溶液至少可用于生产肉灌肠的质量为 200g×15%÷═200kg，故答案为：200kg；
(6)消耗高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol，则根据方程式5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O可知，亚硝酸钠的物质的量是0.002mol×=0.005mol，则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005mol×=0.02mol，其质量为0.02mol×69g/mol=1.38g，所以样品中亚硝酸钠的质量分数×100%=69.0%，故答案为：69.0%。
9．【2018届河北区第一次检测】A、B、C、D都是中学化学常见的物质，其中A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下相互转化的关系如下图所示。
请回答下列问题。
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(1)若通常情况下A、B、C、D都是气体，且B和D为空气的主要成分，写出反应(Ⅲ)的化学方程式:_______________________。
(2)若D为氯碱工业的重要产品，A、B、C 为均含有同一种金属元素的无机化合物，反应(Ⅲ)的离子方程式为________________________。
(3)若B为非金属单质，且B 所含元素的原子最外层电子数与内层电子数之和的比值为3: 5，则反应(Ⅲ)中氧化产物与还原产物的物质的量之比为______，0.1mol A与含0.15molNaOH 的溶液充分反应后，溶液中所含离子浓度的大小关系为______。(已知: 常温下H2S 的电离平衡常数Ka1= 1.3×10-7 Ka2=7.1×10-15)
(4)若A、B、C 的溶液均显碱性，C 为焙制糕点的发酵粉的主要成分之一。
①A中所含化学键类型为________，D的电子式为_________
②25℃时，浓度均为0.1mol/L 的B、C 溶液，pH 较大的是______(填溶质的化学式)溶液，写出B 溶液中显电中性的原因:__________________(用B 溶液中有关粒子的浓度关系表示)
【答案】 4NH3+6NO=5N2+6H2O Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓ 2:1 c(Na+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+) 离子键、共价键 Na2CO3 c(Na+)+ c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-) +c(OH-)
(3) B 为非金属单质，所含元素的原子最外层电子数与内层电子数之和的比值为3: 5，可推知为S元素，则A为H2S，C为SO2，D为O2，反应(Ⅲ)的化学方程式为2H2S+ SO2=3S↓+ 2H2O，其中还原剂为H2S，生成的氧化产物为2S，氧化剂为SO2，生成的还原产物为S，所以氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1；0.1mol H2S与0.15molNaOH 充分反应后，溶液中的溶质为等物质的量的Na2S和NaHS，溶液中共有四个平衡体系：S2－＋H2OHS－＋OH－、HS－＋H2OH2S＋OH－、HS－H＋＋S2－和H2OH＋＋OH－，由于S2－的水解程度大于HS－的水解程度，且HS－的水解程度大于其电离程度，所以离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(HS-)>c(S2-)>c(OH-)>c(H+)；
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10．【2018届东北育才中学三模】近几年来关于氮污染的治理倍受关注。
（1）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，能同时实现汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示，化合物X可借助傅里叶红外光谱图（如图2所示）确定。
图1 图2
①在图示的转化中，被还原的元素是_______________，X的化学式为________________。
②钡元素在周期表中的位置是_________________。
（2）SCR技术可使NOx与NH3直接反应，实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为2:1时，写出发生反应的化学方程式：___________________。
（3）利用ClO2 氧化氮氧化物反应过程如下：NONO2N2
反应Ⅰ的化学方程式是2NO + ClO2 + H2O == NO2 + HNO3 + 2HCl，反应Ⅱ的离子方程式是______________。
（4）加入过量次氯酸钠可使废水中NH4+ 完全转化为N2，而本身被还原为NaCl。
①写出次氯酸钠的电子式_________________。
②检验废水中是否存在NH4+的方法是____________________________。
③若处理废水产生了0.448LN2（标准状况），则需消耗浓度为2mol·L-1的次氯酸钠的体积为_______________mL。
【答案】 N、O Ba（NO3）2 第六周期第IIA族 16NH3+12NO+6NO2=17N2+24H2O 2NO2+4SO32-=N2+4SO42-
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取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口。若试纸变蓝，则A中生成NH4+ 30
点睛：本题的难点是氧化还原反应方程式的书写，如本题（2），生成无害物质，先写出NO＋NO2＋NH3→N2＋H2O，参与反应NO和NO2物质的量之比为2：1，因此写成2NO＋NO2＋NH3→N2＋H2O，根据化合价的升降法，进行配平。
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