专题升级训练10 无机物知识的综合应用
(时间：60分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括3小题，每小题6分，共18分，每小题只有一个正确选项)
1．(2012安徽宿州质检，4)不能实现下列物质间直接转化的元素是( )
A．铜 B．硫 C．钠 D．碳
2．(2012安徽合肥三模，11)类推是中学化学学习中一种重要的思维方法。下列类推结论正确的是( )
A．CaCO3与稀硝酸反应生成CO2，CaSO3与稀硝酸反应生成SO2
B．NH4HCO3溶液呈碱性，NH4HSO4溶液也呈碱性
C．CO2能使苯酚钠溶液变浑浊，HCl也能使苯酚钠溶液变浑浊
D．常温下，Al在浓硫酸中无明显变化，Mg在浓硫酸中也无明显变化
3．(2012安徽皖南八校联考，11)根据下列有关化学反应过程或现象，推出的结论正确的是( )
A．根据SO3溶于水所得溶液可以导电，推出SO3是电解质
B．根据在高温下C能置换出SiO2中的Si，推出C的氧化性强于Si
C．根据向淀粉碘化钾溶液中加入氯水后溶液变为蓝色，推出Cl2的氧化性强于I2
D．根据在滴有酚酞溶液的Na2CO3溶液中加入BaCl2溶液后溶液褪色，推出BaCl2溶液呈酸性
二、简答题(本题包括5小题，共82分)
4．(2012河南郑州质检，18)(16分)下列转化关系中，X、Y是生活中用处广泛的两种金属单质，A、B是氧化物，A呈红棕色，C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题：
(1)请写出反应①的化学方程式：____________________________________________；
(2)检验D溶液中阳离子的方法是____________________________________________；
(3)若试剂a是NaOH溶液，写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________；
(4)若试剂b是H2SO4，工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制备一种高效净水剂Y(OH)SO4，已知还原产物为NO，则该反应的化学方程式是_______________________；
(5)工业上电解熔融的B制取X时，若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 m3，则阴极产物的质量为______kg。
5．(2012深圳一模，32)(16分)磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2＋、Mg2＋的盐)、炭粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下：
已知：2LiAl(SiO3)2＋H2SO4(浓)Li2SO4＋Al2O3·4SiO2·H2O↓
温度/℃
20
40
60
80
溶解度(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
溶解度(Li2SO4)/g
34.2
32.8
31.9
30.7
(1)从滤渣Ⅰ中可分离出Al2O3，如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式：________________________________________________________________________。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是____________(填化学式)。
(3)向滤液Ⅱ中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是__________。
(4)写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式______________________________
________________________________________________________________________。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为：LiFePO4FePO4＋Li，电池中的固体电解质可传导Li＋。试写出该电池放电时的正极反应：____________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4 480 mL气体(标准状况)产生时，该电池消耗锂的质量为________。
6．(2012东北三校二次联考，26)(16分)已知化合物A、B、M、N含有同一种元素，且A与B，M与N的元素组成相同，A与B在常温下均呈液体。D为固体单质，与X的浓溶液在常温作用无明显现象，加热时有大量气体产生。(相关转化中有反应物与生成物均已标出)
(1)若D与E溶液能够发生化合反应，且溶液在反应前后颜色有变化。
①A的电子式为____________________________________________________________。
②反应④的化学方程式为____________________________________________________。
③M与E溶液可发生反应生成X，其离子方程式为______________________________
________________________________________________________________________。
(2)若D为常见的红色金属单质，用惰性电极电解100 mL 0.05 mol·L－1E，导线中通过0.08 mol e－阳极析出的单质气体体积为____________mL(标准状况)，假设溶液体积不变，则所得溶液pH＝________。
(3)若D为短周期元素形成的黑色固体单质。
①反应④的化学方程式为____________________________________________________。
②要检验D与X生成的混合气体的成分，某学生用下列试剂：
a．无水CuSO4
b．品红溶液
c．酸性KMnO4溶液
d．澄清石灰水
e．饱和NaOH溶液
设计了几种实验方案，下列试剂使用顺序最合理的是________。(填序号)
A．abebd B．adeb
C．abcbd D．abd
7．(2012黑龙江哈尔滨六中期末，27)(17分)A、B、C三种短周期元素在周期表中相对位置如下图：
A
B
C
(1)A与C形成的液态化合物是常见的重要有机溶剂，则A、B、C三种元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是____＞____＞______。(用化学式表示)
(2)X、Y为B、C两种元素形成的单质，标准状况下，X的密度为3.17 g·L－1。Z是一种化合物，焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，室温下0.1 mol·L－1Z水溶液pH＝13。X、Y、Z有如图转化关系：
①写出X与Z反应的离子方程式：_____________________________________________。
②已知丙能与稀硫酸反应生成能使品红褪色的气体。丁的化学式为________，丁的水溶液pH＞7的原因是__________________________________(用离子方程式表示)。
③将20 mL 0.5 mol·L－1丙溶液逐滴加入20 mL 0.2 mol·L－1KMnO4溶液(硫酸酸化)中，恰好褪色。写出反应的离子方程式：__________________________________________。
8．(2012河南郑州一次质检，19)(17分)某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。查阅资料得知常温下BaSO3的Ksp为5.48×10－7，饱和亚硫酸中c(SO)＝6.3×10－8mol·L－1。
(1)将0.1 mol·L－1的BaCl2溶液滴入饱和亚硫酸中，________(填“能”或“不能”)生成BaSO3沉淀，原因是____________________(请写出必要的推断过程)。
(2)浓硫酸的沸点为338 ℃，酒精灯火焰的温度为400～500 ℃，甲同学用装置Ⅰ进行实验，发现BaCl2溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸。
①写出加热试管中发生反应的化学方程式：______________________________；
②白色沉淀的化学式是__________，请用离子方程式表示生成该白色沉淀的可能原因________________________________________。
(3)乙同学认为甲同学的装置不完善，设计了改进装置Ⅱ进行实验(夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验)。
Ⅰ
Ⅱ
①打开弹簧夹，通入N2一段时间后关闭弹簧夹；
②滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。
操作①的目的是______________，洗气瓶B中的试剂是__________________。
(4)丙同学取乙实验后的C中溶液少许，滴加一种无色溶液，也产生不溶于盐酸的白色沉淀，丙滴加的试剂可能是________。
A．NaOH溶液
B．Na[Al(OH)4]溶液
C．H2O2溶液
D．酸性KMnO4溶液
参考答案
一、选择题
1．A 解析：氧化铜不能与水直接反应。
2．C 解析：A中稀硝酸能氧化CaSO3而无SO2生成；B中NH4HSO4完全电离成NH、H＋、SO，溶液呈酸性；D中Mg在浓硫酸中不会“钝化”。
3．C 解析：SO3是非电解质；在高温下C能置换出SiO2中的Si体现了C的还原性；BaCl2溶液呈中性，褪色的原因是CO转变成BaCO3沉淀，只有C正确。
二、简答题
4．答案：(1)Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
(2)取少量D溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液变红色，则证明有Fe3＋
(3)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(4)2FeSO4＋H2SO4＋2NaNO2===2Fe(OH)SO4＋Na2SO4＋2NO↑ (5)54
解析：金属单质与氧化物反应生成另一金属氧化物和另一金属单质可知反应①为铝热反应，X、Y分别为Al、Fe，A、B分别为Fe2O3、Al2O3，D溶液中含有Fe3＋、E溶液中含有Fe2＋；(5)n(O2)＝＝1.5×103 mol，依据得失电子守恒n(Al)＝＝2×103 mol。
5．答案：方程式不配平或者化学式错误给0分，不标注气体或者沉淀符号，或不注明必须的反应条件的，共扣1分
(1)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(其他如Al3＋与NaHCO3、Na2CO3、NaAlO2等反应方程式正确也得分)
(2)Mg(OH)2、CaCO3
(3)Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失
(4)2FePO4＋Li2CO3＋2C2LiFePO4＋3CO↑
(5)FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4 1.4 g
解析：(1)过量试剂a可知a不能为强碱，可能为氨水、一些水解显碱性的盐；(2)由所给方程式可知滤液Ⅰ中含有Ca2＋、Mg2＋，可推知滤渣Ⅱ的主要成分；(5)正极FePO4得一个电子生成LiFePO4，用Li＋配平即可；n(H2)＝n(Cl2)＝0.1 mol，转移电子为0.2 mol，所以消耗Li为0.2 mol。
6．答案：(1)①H∶∶∶H ②2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O
③2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋
(2)448 1
(3)①C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ②C
解析：化合物A与B在常温下均呈液体可知可能为H2O、H2O2，由反应①可知A、B分别为H2O2、H2O，C为O2，M、N、X分别为SO2、SO3、H2SO4。(1)D属于变价金属，为铁；(2)D为铜，E为CuSO4，n(CuSO4)＝0.005 mol、n(e－)＝0.08 mol，CuSO4少量，阳极生成n(O2)＝＝0.02 mol，电解完CuSO4后就是电解水，依电池反应式2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，n(H＋)＝2n(CuSO4)＝0.005 mol×2＝0.01 mol，c(H＋)＝0.1 mol·L－1；(3)用无水CuSO4先检验水蒸气，然后用品红溶液检验SO2，用酸性高锰酸钾溶液溶液除去SO2，再次用品红检验SO2是否除尽，最后用澄清石灰水检验CO2。
7．答案：(1)HClO4 H2SO4 H2CO3
(2)①Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ②K2S S2－＋H2OHS－＋OH－
③5SO＋2MnO＋6H＋===5SO＋2Mn2＋＋3H2O
解析：(1)由“A与C形成的液态化合物是常见的重要有机溶剂”可知A为碳、C为Cl，形成的有机物为CCl4；(2)X的相对分子质量为3.17×22.4＝71，X、Y分别为Cl2、S，由0.1 mol·L－1Z水溶液n(OH－)＝0.1 mol，可知Z为KOH，丙为K2SO3，所以S与KOH反应中S的化合价既升高生成K2SO3，也降低生成K2S。
8．答案：(1)不能 此时溶液中c(Ba2＋)＜0.1 mol·L－1，c(SO)＜6.3×10－8mol·L－1，其浓度商Q＝c(Ba2＋)×c(SO)＜0.1×6.3×10－8＝6.3×10－9＜Ksp(BaSO3)＝5.48×10－7 (2)①Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②BaSO4 Ba2＋＋SO===BaSO4↓、2Ba2＋＋2SO2＋O2＋2H2O===2BaSO4↓＋4H＋ (3)排除装置内的空气(O2) 饱和NaHSO3溶液 (4)C
解析：(1)注意滴入的过程中溶液体积增大，离子浓度减小；(2)由信息可知通入BaCl2溶液的气体一定含有SO2，也可能有硫酸蒸气，气体与BaCl2反应生成的沉淀可能是SO2、O2与BaCl2反应生成的沉淀，也可能是硫酸蒸气溶于水后硫酸与BaCl2反应生成的沉淀；(3)依据(2)小题中的产生BaSO4的原因，实验目的应该除去装置中的氧气及气体中的硫酸蒸气。
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