滾動(dòng)加練3常見(jiàn)無(wú)機(jī)物及其綜合應(yīng)用1．0.80gCuSO4·5H2O樣品受熱脫水過(guò)程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)試確定200℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式______________________________ (2)取270℃所得的樣品，于570℃下灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________ 把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_____________________，其存在的最高溫度是__________________。 (3)上述氧化性氣體與水反應(yīng)生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________。 (4)在0.10mol·L－1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢?，有淺藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，常溫下，當(dāng)溶液的pH＝8時(shí)，c(Cu2＋)＝__________________mol·L－1{Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20}。若在0.1mol·L－1硫酸銅溶液中通入過(guò)量H2S氣體，使Cu2＋完全沉淀為CuS，此時(shí)溶液中的H＋濃度是__________mol·L－1。 解析本題主要考查考生的讀圖力量、分析力量以及運(yùn)用已有學(xué)問(wèn)解決未知問(wèn)題的力量。(1)0.80gCuSO4·5H2O的物質(zhì)的量是0.0032mol，加熱到200℃時(shí)，固體質(zhì)量為0.57g。設(shè)該固體物質(zhì)含有x個(gè)結(jié)晶水，則列式：0.0032×(160＋18x)＝0.57，得x≈1，可得200℃時(shí)該固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO4·H(2)由圖可知270℃時(shí)的固體質(zhì)量與258℃時(shí)相同，均為0.51g，經(jīng)計(jì)算所得的樣品為CuSO4,570℃下灼燒硫酸銅生成黑色粉末和一種氧化性氣體，其反應(yīng)的方程式為CuSO4eq\o(=,\s\up8(570℃))CuO＋SO3↑，氧化銅溶于稀硫酸中，結(jié)晶得到CuSO4·5H2O，由圖可知溫度高于102℃，CuSO4·5H2O就會(huì)分解。故其存在的最高溫度為102℃，(3)SO3與水反應(yīng)生成硫酸，則有：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)pH＝8時(shí)c(OH－)＝10－6，由氫氧化銅的沉淀溶解平衡常數(shù)可知Ksp＝c(Cu2＋)·c2(OH－)＝10－12×c(Cu2＋)＝2.2×10－20，得c(Cu2＋)＝2.2×10－8mol·L－1；通入過(guò)量H2S使Cu2＋沉淀完全，已知c(Cu2＋)＝0.1mol·L－1，依據(jù)反應(yīng)關(guān)系式：Cu2＋～S2－～2H＋得c(H＋)＝0.2mol·L－1。 答案(1)CuSO4·H2O CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up8(△))CuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 25018n 0.80g0.80g－0.57g＝0.23g 可得n≈4 200℃時(shí)該固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO4·H2 (2)CuSO4eq\o(=,\s\up8(570℃),\s\do6())CuO＋SO3↑ CuSO4·5H2O102 (3)2H2SO4(濃)＋Cueq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O (4)2.2×10－80.22．(2022·徐州三調(diào))SnSO4是一種重要的硫酸鹽，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。其制備路線如下： 已知：在酸性條件下，溶液中的Sn2＋可被空氣中的氧氣氧化成Sn4＋；SnCl2能水解生成堿式氯化亞錫[Sn(OH)Cl]。 (1)寫(xiě)出物質(zhì)A的名稱(chēng)：__________________。 (2)SnCl2用鹽酸而不用水溶解的緣由是______________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。 (3)錫粉的作用是除去酸溶時(shí)產(chǎn)生的少量Sn4＋，請(qǐng)寫(xiě)出產(chǎn)生Sn4＋的離子方程式：__________________________________________。 (4)反應(yīng)Ⅰ生成的沉淀為SnO，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________。 該反應(yīng)的溫度需要把握在75℃ (5)試驗(yàn)室中“漂洗”沉淀的試驗(yàn)操作方法是____________________。 解析(1)流程分析，酸溶時(shí)，Sn2＋易被空氣中氧氣氧化為Sn4＋，攪拌時(shí)加入Sn粉，可將Sn4＋還原為Sn2＋，加入碳酸氫銨是為了沉淀Sn2＋生成SnO，加入A溶解SnO生成SnSO4，故A是稀硫酸。(2)Sn2＋能水解，用鹽酸可抑制其水解。(5)“漂洗”沉淀，即是洗滌沉淀。 答案(1)硫酸(或硫酸溶液或稀硫酸) (2)SnCl2＋H2OSn(OH)Cl＋HCl(不寫(xiě)可逆符號(hào)的也給分) (3)2Sn2＋＋O2＋4H＋=2Sn4＋＋2H2O (4)SnCl2＋2NH4HCO3=SnO↓＋2CO2↑＋2NH4Cl＋H2O 溫度較高時(shí)碳酸氫銨會(huì)分解(其他合理答案均可) (5)(沿玻璃棒)向漏斗(或過(guò)濾器)中加蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，靜置，待水全部自然流出后，重復(fù)操作2～3次3．(2022·蘇錫常鎮(zhèn)二調(diào))某工廠利用褐煤煙灰(主要成分為碳、二氧化鍺，還有少量氧化鋁和二氧化硅)制取純GeO2的主要流程如下： 已知：GeO2是一種難溶于水的偏弱酸性的兩性氧化物，GeCl4的沸點(diǎn)是83.1℃ (1)寫(xiě)出二氧化鍺與碳酸鈉焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________。 (2)用水浸取焙燒物長(zhǎng)達(dá)2h的目的是____________________________。 (3)“酸化”至溶液中鹽酸濃度為5.3mol·L－1時(shí)有利于生成四氯化鍺，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。 (4)若濾液“酸化”時(shí)酸度不夠，溶液會(huì)消滅明顯的渾濁，緣由是__________________________________________。 (5)操作“X”的名稱(chēng)為_(kāi)_________________。 (6)四氯化鍺與高純水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________。 解析(1)GeO2是一種難溶于水的偏弱酸性的兩性氧化物，與Na2CO3焙燒時(shí)發(fā)生類(lèi)似于SiO2與Na2CO3焙燒時(shí)發(fā)生的反應(yīng)，即Na2CO3＋GeO2eq\o(=,\s\up8(△),\s\do6())Na2GeO3＋CO2↑。(2)延長(zhǎng)浸泡時(shí)間可以使生成的Na2GeO3充分溶于水。(3)用鹽酸酸化到呈酸性時(shí)有利于生成四氯化鍺，是由于鍺酸呈兩性，它與過(guò)量鹽酸反應(yīng)才能生成四氯化鍺，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2GeO3＋6HCl=GeCl4＋2NaCl＋3H2O。(4)鍺酸鈉溶液用鹽酸酸化的過(guò)程可看作先生成鍺酸，然后再與鹽酸反應(yīng)生成四氯化鍺，所以鹽酸不足量時(shí)會(huì)有鍺酸(或GeO2·nH2O)生成而消滅渾濁。(5)由題意可知，對(duì)酸化后的溶液進(jìn)行蒸餾可使四氯化鍺蒸出，再冷凝而得到四氯化鍺。(6)四氯化鍺可以水解而得到鍺酸，再受熱就分解成了二氧化鍺的水合物，進(jìn)一步提高溫度即可得到二氧化鍺，反應(yīng)的化學(xué)方程式為GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl。 答案(1)Na2CO3＋GeO2eq\o(=,\s\up8(△),\s\do6())Na2GeO3＋CO2↑ (2)為了提高含鍺化合物的浸出率 (3)Na2GeO3＋6HCl=GeCl4＋2NaCl＋3H2O(4)生成了H2GeO3(或GeO2或GeO2·nH2O)沉淀(5)蒸餾(6)GeCl4＋(2＋n)H2O=GeO2·nH2O＋4HCl4．(2021·江蘇，16)氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探究。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的試驗(yàn)流程如下： (1)MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________________________。 (2)加入H2O2氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________。 (3)濾渣2的成分是__________________(填化學(xué)式)。 (4)煅燒過(guò)程存在以下反應(yīng)： 2MgSO4＋Ceq\o(=,\s\up8(800℃))2MgO＋2SO2↑＋CO2↑ MgSO4＋Ceq\o(=,\s\up8(800℃))MgO＋SO2↑＋CO↑ MgSO4＋3Ceq\o(=,\s\up8(800℃))MgO＋S↑＋3CO↑ 利用下圖裝置對(duì)煅燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸取或收集。 ①D中收集的氣體是__________________(填化學(xué)式)。 ②B中盛放的溶液可以是__________________(填字母)。 a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4溶液 ③A中得到的淡黃色固體能與熱的NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)物中元素的最高價(jià)態(tài)為＋4，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：______________________________。 解析(1)MgCO3微溶于水寫(xiě)離子方程式時(shí)不能拆成離子形式，硫酸是強(qiáng)酸能拆成離子形式。(2)由于菱鎂礦中含有FeCO3，所以溶液中存在FeSO4，要除去雜質(zhì)Fe2＋可先將其氧化成Fe3＋，再調(diào)整pH除去，因此H2O2是氧化劑，發(fā)生反應(yīng)：2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)用氨水調(diào)整pH＝4除去Fe3＋，濾渣2為Fe(OH)3。(4)題目中要求利用圖中裝置進(jìn)行氣體的分步吸取或收集。①煅燒后存在四種氣體：S、SO2、CO2和CO。由③可知A中得淡黃色固體，即S，B吸取SO2，C吸取CO2，D中收集CO。②B吸取SO2但不吸取CO2，可選用KMnO4溶液，留意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液，由于它們吸取SO2的同時(shí)也吸取CO2，題目要求是分步吸取。③中發(fā)生S與熱的NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生＋4價(jià)硫的化合物即Na2SO3，說(shuō)明另外有硫元素的化合價(jià)降低，即有－2價(jià)硫的化合物生成，其離子方程式為：3S＋6OH－eq\o(=,\s\up8(△))2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O。 答案(1)MgCO3＋2H＋=Mg2＋＋CO2↑＋H2O (2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4=Fe2(SO4)3＋2H2O (3)Fe(OH)3 (4)①CO②d③3S＋6OH－eq\o(=,\s\up8(△))2S2－＋SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O5．(2022·全國(guó)新課標(biāo)Ⅱ，27)鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)鉛是碳的同族元素，比碳多4個(gè)電子層。鉛在元素周期表的位置為第__________________周期、第__________________族；PbO2的酸性比CO2的酸性__________________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 (2)PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。 (3)PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________；PbO2也可以通過(guò)石墨為電極，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________________，陰極上觀看到的現(xiàn)象是__________________________；若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________，這樣做的主要缺點(diǎn)是__________________________。 (4)PbO2在加熱過(guò)程發(fā)生分解的失重曲線如下圖所示，已知失重曲線上的a點(diǎn)為樣品失重4.0%(即eq\f(樣品起始質(zhì)量－a點(diǎn)固體質(zhì)量,樣品起始質(zhì)量)×100%)的殘留固體。若a點(diǎn)固體組成表示為PbOx或mPbO2·nPbO，列式計(jì)算x值和m∶n值。 解析(2)由題意知：該反應(yīng)中，Cl元素的化合價(jià)上升，則可推出Pb元素化合價(jià)降低，又由于＋2價(jià)Pb較穩(wěn)定，因此PbO2還原產(chǎn)物為Pb2＋，其化學(xué)方程式為：PbO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up8(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (3)由題意知：PbO＋ClO－→PbO2，鉛元素化合價(jià)上升，則Cl元素化合價(jià)應(yīng)降低，故有PbO＋ClO－→PbO2＋Cl－，利用化合價(jià)升降法配平，得反應(yīng)的離子方程式為PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－。陽(yáng)極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，由Pb2＋→PbO2的過(guò)程可知陽(yáng)極反應(yīng)式為Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋；陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其中Cu2＋放電：Cu2＋＋2e－=Cu，石墨上析出銅，若電解液不加Cu(NO3)2，則陰極Pb2＋放電：Pb2＋＋2e－=Pb，由此可見(jiàn)這樣做的缺點(diǎn)是不能有效地利用Pb2＋。 (4)PbO2分解的化學(xué)方程式：PbO2eq\o(=,\s\up8(△))PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑，知PbO2失重質(zhì)量即為生成O2的質(zhì)量；取m(PbO2)＝239，則生成m(O2)＝eq\f(2－x,2)×32，依據(jù)題意有eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0%，解得x，然后依據(jù)PbOx與mPbO2·nPbO中O和Pb原子個(gè)數(shù)比相等求得m∶n的值。 答案(1)六ⅣA弱 (2)PbO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up8(△))PbCl2＋Cl2↑＋2H2O (3)PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－ Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋ 石墨上析出銅Pb2＋＋2e－=Pb不能有效利用Pb2＋ (4)依據(jù)PbO2eq\o(=,\s\up8(△))PbOx＋eq\f(2－x,2)O2↑，有eq\f(2－x,2)×32＝239×4.0% x＝1.4，依據(jù)mPbO2·nPbO，eq\f(2m＋n,m＋n)＝1.4，eq\f(m,n)＝eq\f(2,3)。6．MgSO4·7H2O在醫(yī)藥上常用作瀉藥，工業(yè)上可用氯堿工業(yè)中的一次鹽泥為原料生產(chǎn)。已知一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分。其主要工藝如下： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)用H2SO4調(diào)整溶液pH至1～2，H2SO4作用是___________________________________________________________________________。 (2)加NaClO溶液至pH＝5～6并加熱煮沸5～10min，沉淀2中主要含有MnO2和另外兩種難溶物，這兩種難溶物的化學(xué)式分別為_(kāi)_________________、__________________；其中NaClO溶液將MnSO4轉(zhuǎn)化為MnO2的離子方程式為_(kāi)____________________________________________________________。 (3)檢驗(yàn)濾液Ⅱ中是否含有Fe3＋的試驗(yàn)方法是____________________________________________________________________________________。 (4)“操作Ⅹ”是將溶液__________________、__________________、過(guò)濾洗滌，即得到MgSO4·7H2O晶體。 (5)精確?????稱(chēng)取制得的樣品5g，用200mL水溶解，加入2mol·L－1的鹽酸5mL，在不斷攪拌下滴加足量2mol·L－1BaCl2溶液，充分反應(yīng)后，得沉淀4.46g，則樣品純度為_(kāi)_________________。 解析(1)由于一次鹽泥中含有鎂、鈣、鐵、鋁、錳的硅酸鹽和碳酸鹽等成分，加入硫酸反應(yīng)生成硫酸鎂、硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸錳等可溶性硫酸鹽，同時(shí)生成硫酸鈣和硅酸沉淀；(2)依據(jù)流程可知，Al3＋和Fe3＋都轉(zhuǎn)化為沉淀，調(diào)整pH并加熱，Al3＋和Fe3＋發(fā)生水解反應(yīng)，生成Al(OH)3、Fe(OH)3；(5)4.46g為BaSO4沉淀的質(zhì)量，則其物質(zhì)的量為0.02mol，由此求得MgSO4的物質(zhì)的量為0.02mol，所以m(MgSO4·7H2O)＝4.92g，求得樣品純度為98.4%。 答案(1)將鹽泥中的碳酸鹽和硅酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸鹽，同時(shí)生成硫酸鈣和硅酸沉淀而除去 (2)Al(OH)3Fe(OH)3 Mn2＋＋H2O＋ClO－=MnO2↓＋Cl－＋2H＋ (3)取濾液Ⅱ1～2mL于試管中，加入少量的KSCN溶液，若不顯紅色，證明濾液Ⅱ中無(wú)Fe3＋ (4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶 (5)98.4%7．(2022·山東理綜，32)工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3＋)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖： (1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________。通過(guò)