高考化学真题分类汇编专题14 无机综合与推断

高考化学真题分类汇编专题14 无机综合与推断

专题14：无机综合与推断 ‎1．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】（14分）硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式_____________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度浓度外，还可采取的措施有_________（写出两条）。‎ ‎（2）利用 的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是______（写化学式）。‎ ‎（3）“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_______。 然后再调节溶液的pH约为5，目的是________。‎ ‎（4）“粗硼酸”中的主要杂质是 （填名称）。‎ ‎（5）以硼酸为原料可制得硼氢化钠（NaBH4），它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为_______。‎ ‎（6）单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程___________。‎ ‎【答案】（1） Mg2B2O5·H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3；减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。‎ ‎（2） Fe3O4； SiO2和CaSO4；‎ ‎（3）将Fe2+氧化为Fe3+；使Al3+与Fe3+形成氢氧化物而除去。‎ ‎（4）（七水）硫酸镁 ‎（5）‎ ‎（6） 2H3BO3 B2O3+3HO B2O3+3Mg 3MgO+2B ‎【考点定位】元素及其化合物知识；化学工艺常识；物质结构。本题是以化学工艺为素材，选材冷僻，试题难度为很难等级。‎ ‎【名师点晴】我认为这道题是一道好题，层次分明，有区分度。本题有考查“双基”——提速措施；四氧化三铁的磁性；制单质硼的反应。也有考查知识综合运用能力——Mg2B2O5·H2O与硫酸反应；净化除杂两步实验操作的作用；两处成分的判断。甚至还有思维最近发展区的考查——硫酸镁的结晶水数目（如果将结晶水作为计分点的话）；硼氢化钠的电子式。考生都有可能得分，但完全闯过三关的考生应该不多。（2）问中四氧化三铁的考查，命题者做了一种很高级的处理——去理想化。中学化学里学到四氧化三铁（象铁丝在纯氧中燃烧所得的无定形产物）和酸可以反应，但是天然的四氧化三铁和酸是不反应的。命题者的这种处理不会影响大部分考生的得分，因为问题情景中只有四氧化三铁有磁性（中学双基）。‎ ‎2．【2015浙江理综化学】Ⅰ．(6分) 请回答：‎ ‎（1）H2O2的电子式___________。‎ ‎（2）镁燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理由________________。‎ ‎（3）在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式_____________。‎ ‎（4）完成以下氧化还原反应的离子方程式： ( )MnO4－＋( )C2O42－+______＝( )Mn2+＋( )CO2↑＋________‎ Ⅱ．(12分) 化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2，甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。‎ 请推测并回答：‎ ‎（1）甲的化学式__________。‎ ‎（2）甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式__________。‎ ‎（3）NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式__________。‎ ‎（4）甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程发生反应的化学方程式 。‎ ‎（5）某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生H2，即可证明得到的甲一定是纯净的。‎ 判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由___________。‎ ‎【答案】Ⅰ．（1） （2）2Mg＋CO22MgO＋C ‎ ‎（3） AgCl + Br－== AgBr + Cl－ （4） 2MnO4－ + 5C2O42－ + 16H+ == 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O Ⅱ．（1）NaH （2） 4NaH+AlCl3==NaAlH4+3NaCl ‎（3）NaAlH4+2H2O==NaAlO2+4H2↑ （4） 3NaH+Fe2O3==2Fe+3NaOH ‎（5）制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，导致产物中有NaCl 验纯方法不合理，如果有Na残留，Na与水反应也产生H2；没有考虑混入的NaCl ‎【解析】Ⅰ．（1）H2O2分子中两个氧原子与氢原子形成共用电子对，两个氧原子间也形成共用电子对，其电子式为： 。‎ ‎（2）镁可以在CO2中燃烧，生成MgO和C，化学方程式为：2Mg＋CO22MgO＋C。 ‎ ‎（3）AgBr比AgCl更难溶，生成的淡黄色沉淀为了溴化银，离子方程式为AgCl + Br－＝AgBr + Cl－。‎ ‎（4）MnO4－→Mn2+，Mn的化合价降低5，C2O42－→2CO2，C的化合价升高2，根据化合价升降相等，变化可得：2MnO4－ + 5C2O42－ == 2Mn2+ + 10CO2↑，该反应只能在酸性条件下进行(因为生成Mn2+)，再根据原子数守恒可得完整的化学方程式：2MnO4－ + 5C2O42－ + 16H+ == 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O Ⅱ．（1） 将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2，则甲所含氢元素的质量为0.1mol×2g·mol－1=0.2g，n(H)=0.2mol，钠元素的质量为4.6g，n(Na)=0.2mol，故甲的化学式为NaH。‎ ‎（2）根据原子数守恒，甲与AlCl3反应还生成NaCl，化学方程式为：4NaH+AlCl3==NaAlH4+3NaCl。（3）NaAlH4氢元素为－1价，水中氢元素为+1价，两考可发生归中反应生成H2，H2既是氧化产物，也是还原产物，其它元素化合价不变，所以还有NaAlO2生成，化学方程式为：NaAlH4+2H2O＝NaAlO2+4H2↑。‎ ‎（4）－1价的氢具有强还原性，可把Fe3+还原为铁，化学方程式为：3NaH+Fe2O3==2Fe+3NaOH(若氧化产物为H2，还可以被Fe2O3继续氧化)。‎ ‎（5）该同学的制备过程不合理，因为盐酸易挥发，H2中混有HCl，经浓硫酸干燥时HCl不能除去，HCl与Na反应导致产物中有NaCl；验纯方法也不合理，若钠有残留，Na与水反应也产生H2，若混入NaCl，固体物质也不纯净。‎ ‎【考点定位】本题主要是考查化学基本概念、电子式、离子反应、氧化还原反应、考查无机物的推断，新情境下化学方程式的书写，实验方案的评价等。涉及双氧水、镁、CO2、卤化银、钠、铝及其化合物等。‎ ‎【注】本题分类与专题4、14‎ ‎3．【2015重庆理综化学】（15分）某汽车安全气囊的产气药剂主要含有NaN3、Fe2O3、KClO4‎ ‎、NaHCO3等物质。当汽车发生碰撞时，产气药剂产生大量气体使气囊迅速膨胀，从而起到保护作用。‎ ‎ （1）NaN3是气体发生剂，受热分解产生N2和Na，N2的电子式为 。‎ ‎ （2）Fe2O3是主氧化剂，与Na反应生成的还原产物为 （已知该反应为置换反应).‎ ‎ （3）KClO4是助氧化剂，反应过程中与Na作用生成KCl和Na2O。KClO4含有化学键的类型为 ，K的原子结构示意图为 。‎ ‎ （4）NaHCO3是冷却剂，吸收产气过程中释放的热量而发生分解，其化学方程式为 。‎ ‎ （5）100g上述产气药剂产生的气体通过碱石灰后得到N2 33.6L（标准状况）。‎ ‎①用碱石灰除去的物质为 ；‎ ‎②该产气药剂中NaN3的质量分数为 。‎ ‎【答案】8.(15分)‎ ‎ （1） （2）Fe (3)离子键和共价键 ‎ ‎（4）2NaHCO3 Na2CO3 +CO2↑+H2O ‎ (5)①CO2 、H2O ② 65% ‎ ‎【解析】（1）氮原子最外层有5个电子，共用3对电子形成氮气，则N2的电子式为。‎ ‎ （2）因为Fe2O3 与Na的反应为置换反应，所以Fe2O3作为氧化剂，与Na反应得电子生成Fe单质。‎ ‎ （3）KClO4 属于含氧酸盐，所以KClO4含有化学键的类型为离子键和共价键，K是19号元素，原子结构示意图为 ‎（4）NaHCO3 热稳定性较差，受热分解生成碳酸钠、CO2 和水，方程式为2NaHCO3 Na2CO3 +CO2↑+H2O ‎（5）①碱石灰的主要成分是NaOH和CaO，所以用碱石灰除去的物质为CO2 、H2O；‎ ‎ ②标准状况下33.6LN2的物质的量为1.5mol,根据N原子守恒，该产气药剂中NaN3的质量分数为（1.5×2÷3）×65÷100×100%=65%。‎ ‎【考点定位】本题主要考查电子式，化学键类型，化学反应方程式的书写，化学计算等知识。‎ ‎【名师点晴】将电子式，氧化还原反应，置换反应，化学键的类型，原子结构示意图，化学方程式的书写，物质的除杂，化学计算等基础知识联系起来，重在基础，以汽车安全气囊的反应原理作为命题背景，不仅关注社会热点，联系生产生活，还能考查学生在特定情境中应用所学知识分析问题、解决问题的能力，同时对提高学生的化学科学素养有着积极作用。‎ ‎4．【2015北京理综化学】（14分）‎ 研究CO2在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。‎ （1） 溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在，其中HCO3-占95%，写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式： 。‎ （2） 在海洋循环中，通过右图所示的途径固碳。‎ ①写出钙化作用的离子方程式： 。‎ ②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O，用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整： + ===(CH2O)x+x18O2+xH2O （3） 海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机 碳，可采用如下方法：‎ ①气提、吸收CO2，用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。‎ ②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO3，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度= mol/L。‎ （4） 利用右图所示装置从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量。‎ ①结合方程式简述提取CO2的原理： 。‎ ②用该装置产生的物质处理b室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是 。‎ ‎【答案】 （1）CO2+H2OH2CO3，H2CO3HCO3－+H+ ‎ ‎（2）①Ca2++ 2HCO3－=== CaCO3↓+ CO2+H2O ‎ ‎②xCO2  2x H218O ‎ ‎（3）①‎ ‎ ②xy/z  ‎ ‎（4）①a室：2H2O-4e－= O2↑+4H+，H+通过阳离子膜进入b室，发生反应：HCO3－+H+= CO2↑+H2O。 ②c室的反应：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH ‎ ‎【考点定位】考查盐类水解、方程式书写、化学实验、化学平衡移动、电解、化学计算等。‎ ‎【名师点晴】本题以CO2‎ 在海洋中的转移和归宿为素材，考查有关化学反应原理知识，难度不大，要求学生掌握弱电解质的电离、化学方程式的书写以及利用守恒观点配平方程式，第（3）小问责考查学生化学实验设计与计算能力，第（4）问利用电化学利用理论从海水中提取CO2，有利于减少环境温室气体含量，体现了化学与环境保护、理论与实际相结合的特点。‎ ‎【注】本题分类与专题14、10‎ ‎5．【2015海南化学】（8分）单质Z是一种常见的半导体材料，可由X通过如下图所示的路线制备，其中X为Z的氧化物，Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：‎ ‎（1）能与X发生化学反应的酸是 ；由X制备Mg2Z的化学方程式为 。‎ ‎（2）由Mg2Z生成Y的化学反应方程式为 ，Y分子的电子式为 。‎ ‎（3）Z、X中共价键的类型分别是 。‎ ‎【答案】（1）氢氟酸；SiO2+4Mg2MgO+Mg2Si；‎ ‎ （2）Mg2Si+4HCl=2 MgCl2+SiH4↑；；‎ ‎ （3）非极性（共价键）、极性（共价键）‎ ‎【解析】Z为半导体单质，则Z是Si元素；Si可与氢氟酸反应；其氧化物为二氧化硅，根据反应的流程图可知，二氧化硅与Mg反应生成Mg2Si，Mg2Si与盐酸反应生成的Y为氢化物，则Y的分子式是SiH4，加热分解可得到Si单质。其余问题可解。‎ ‎【考点定位】考查以Si为载体的物质的转化的判断。‎ ‎【名师点睛】将硅及其化合物的性质与化学键的判断、电子式的书写和化学方程式的书写放在一起考查了学生对硅及其化合物的性质掌握的熟练程度，考查学生的阅读材料接收信息的能力、推理能力、规范书写化学用语的能力。注意把握硅及其化合物的特殊性，灵活运用题给信息是解题的关键。‎ ‎6．【2015上海化学】（本题共12分）‎ 过氧化钙（CaO2）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下：‎ ①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2；‎ ②不断搅拌的同时加入30% H2O2，反应生成CaO2·8H2O沉淀；‎ ③经过陈化、过滤，水洗得到CaO2·8H2O，再脱水干燥得到CaO2。‎ 完成下列填空 ‎（1）第①步反应的化学方程式为 。第②步反应的化学方程式为 。‎ ‎（2）可循环使用的物质是 。‎ 工业上常采用Ca(OH)2过量而不是H2O2过量的方式来生产，这是因为 。‎ ‎（3）检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是 。‎ ‎（4）CaO2·8H2O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是 、 。‎ ‎（5）已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置（夹持装置省略）。 ‎ 若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL（已换算成标准状况），则产品中CaO2的质量分数为 （用字母表示）。‎ 过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有 。‎ ‎【答案】（1）2NH4Cl+ Ca(OH)2=CaCl2+2NH3∙H2O。CaCl2+ H2O2+ 8H2O+2 NH3=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl；‎ ‎（2）NH4Cl；溶液显碱性，就可以抑制CaO2·8H2O的溶解，从而提高产品的产率。H2O2是弱酸性，会促进CaO2·8H2O的溶解，对物质的制取不利。‎ ‎（3）取最后一次洗涤溶液，向其中加入AgNO3溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产生，就证明洗涤干净，否则没有洗涤干净。‎ ‎（4）抑制CaO2·8H2O分解，防止过氧化钙与二氧化碳反应。‎ ‎（5）；样品质量、完全分解后剩余固体的质量。‎ ‎【解析】‎ ‎（1）第①步在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2，二者发生复分解反应，反应的化学方程式为2NH4Cl+ Ca(OH)2=CaCl2+2NH3∙H2O。②不断搅拌的同时加入30% H2O2，反应生成CaO2·8H2O沉淀，反应的化学方程式是：CaCl2+ H2O2+ 8H2O+2 NH3=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl；‎ ‎（2）根据上述32题分析可知，可循环使用的物质是NH4Cl。工业上常采用Ca(OH)2过量而不是H2O2过量的方式来生产，这是因为Ca(OH)2过量，是溶液显碱性，就可以减少CaO2·8H2O的溶解，从而可以提高产品的产率 ‎（3）CaO2·8H2O是从含有NH4Cl的溶液中过滤出来的，若CaO2·8H2O洗涤干净，则表明上不含有NH4Cl电离产生的NH4+或Cl-，所以检验CaO2·8H2O是否洗净的方法是取最后一次洗涤溶液，向其中加入AgNO3溶液，再滴加几滴稀硝酸，若无白色沉淀产生，就证明洗涤干净，否则没有洗涤干净。‎ ‎（4）CaO2·8H2O加热脱水的过程中，会发生反应：CaO2·8H2OCa(OH)2+H2O2+ 6H2O；2H2O22H2O+ O2↑。若通入氧气中含有二氧化碳，就会与分解反应产生的Ca(OH)2反应，使反应正向进行，同时通入氧气，就可以使是装置中H2O2分解率降低，因而可以得到更多的CaO2。‎ ‎（5）已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。反应的方程式是。根据方程式可知，每有2mol CaO2发生反应，会产生1mol O2，氧气在标准状况下体积是22.4L。现在产生标准状况下的氧气体积是V mL，则氧气的物质的量是n(O2)=V×10-3L/22.4L/mol= V/22.4×10-3mol；则反应的CaO2的物质的量是n(CaO2)= 2 n(O2)=V/11.2×10-3mol，则产品中CaO2的质量分数为φ=[n(CaO2)∙M÷m] ×100％= [V/11.2×10-3mol×72g/mol÷m] ×100％=. 过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有灼烧前过氧化钙的质量及物质质量不再发生改变时剩余固体的质量。‎ ‎【考点定位】考查CaO2 的制取原理、操作、及物质洗涤、纯度的测量的知识。 ‎ ‎【名师点睛】物质反应时反应条件不同，发生的反应不同，要结合反应条件及物质的性质书写相应的反应方程式。在物质制取时，要从平衡移动角度分析反应条件的控制的意义，应用物质的量的有关关系、元素在反应中的守恒关系进行物质纯度计算。‎