专题15-元素及其化合物知识的综合应用--2019年高考化学母题题源系列-Word版含解析

专题15元素及其化合物知识的综合应用【母题来源】2019年高考江苏卷【母题题文】N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。（1）N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为。（2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收，主要反应为NO+NO2+2OH−22NO+H2O2NO2+2OH−2NO+3NO+H2O①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有（填字母）。A．加快通入尾气的速率B．采用气、液逆流的方式吸收尾气C．吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是（填化学式）；吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是（填化学式）。（3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为3NO的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）的变化如图所示。①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl−和3NO，其离子方程式为。②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是。【参考答案】（1）2NH3+2O2N2O+3H2O（2）①BC②NaNO3NO（3）①3HClO+2NO+H2O3Cl−+23NO+5H+②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强【试题解析】（1）NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O，根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成，配平化学方程式为：2NH3+2O2N2O+3H2O。（2）①A、加快通入尾气的速率，不能提高尾气中NO和NO2的去除率，不符合题意；B、采用气、液逆流的方式吸收尾气，可使气液充分接触，能提高尾气中NO和NO2的去除率，符合题意；C、定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度，能提高尾气中NO和NO2的去除率，符合题意。故选BC。②由吸收反应：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O可知，反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液，经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体，因此得到的NaNO2混有NaNO3；由吸收反应可知，若NO和NO2的物质的量之比大于1：1，NO不能被吸收，因此，吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。（3）①在酸性的NaClO溶液中，次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO，HClO和NO发生氧化还原反应生成NO3-和Cl-，根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒，配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+。②在相同条件下，氧化剂的浓度越大，氧化能力越强，由反应2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+可知，溶液pH越小，溶液中HClO浓度越大，氧化NO的能力越强。【命题意图】本题以元素化合物知识为载体，考查化学方程式的书写、氧化还原的计算等知识。【命题方向】从历年考题来看，常见元素及其化合物是中学化学的重点，也是学习化学的基本点，在高考中元素化合物是考查的重点。元素化合物在高考中的考查方式主要有两种：一是单独考查某一族元素的结构、性质、制备以及用途等；二是将元素化合物的知识与基本概念、基本理论结合，与化学计算相结合，与无机推断相结合，与化学实验相结合等，它们是以元素化合物为载体结合基本概念、基本理论、化学计算、化学实验等进行考查。在复习中一定要重视元素化合物知识的复习，不仅要注意各主族元素中典型元素化合物的复习，还要在各族间架起桥梁从而能够融会贯通，举一反三。【得分要点】常见的必记18组离子或化学方程式1.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑2.2Na2O2+2CO22Na2CO3+O23.（1）NaHCO3(少)与Ca(OH)2：HC+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O（2）NaHCO3+Ca(OH)2(少)：Ca2++2OH-+2HCCaCO3↓+C+2H2O4.2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O5.Al(OH)3的制取：（1）Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N（2）2Al+CO2(少)+3H2O2Al(OH)3↓+CAl+CO2(多)+2H2OAl(OH)3↓+HC（3）Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓6.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H27.（1）3Fe(足)+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O（2）Fe(少)+4H++NFe3++NO↑+2H2O8.（1）4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3（2）8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O39.2Mg+CO22MgO+C10.2C+SiO2Si+2CO↑11.（1）MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O（2）2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O（3）Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O12.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O13.（1）Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O（2）3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O14.（1）C+H2O(g)CO+H2（2）N2+3H22NH3（3）2SO2+O22SO3（4）2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑15.（1）4NH3+5O24NO+6H2O（2）2NO+O22NO2（3）3NO2+H2O2H++2N+NO16.（1）CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O（2）CH3CH2OHCH2CH2↑+H2O（3）2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O17.Fe3+的氧化性：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+2Fe3++Fe3Fe2+2Fe3++2I-2Fe2++I2Fe2+的还原性：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-2Fe2++Br22Fe3++2Br-3Fe2++4H++N(稀)3Fe3++NO↑+2H2O18.硝酸4HNO34NO2↑+O2↑+2H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O1．【上海市宝山区2019年高三第二学期第二次模拟】碳酸氢钠俗称“小苏打”，在生活、生产中用途广泛。（1）泡沫灭火器中主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液，两者混合后发生双水解反应生成Al(OH)3和CO2进行灭火，写出该反应的化学方程式_________________________________________________。（2）Na2O2和NaHCO3都属于钠的化合物，它具有很强的氧化性。少量Na2O2与FeCl2溶液能发生如下反应：____Na2O2+____FeCl2+____H2O→____Fe(OH)3+____FeCl3+____NaCl，已知FeCl2前面系数为6，配平上述化学方程式______，并标出电子转移方向和数目______。该反应中被还原的元素是_________，氧化产物是_________。（3）向NaHCO3溶液中加入少许Ba(OH)2固体，忽略溶液体积变化，溶液中的c(CO32-)的变化是_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。（4）NaHCO3是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物，在滤出小苏打后，母液提取氯化铵有两种方法：①通入氨，冷却、加食盐，过滤②不通入氨，冷却、加食盐，过滤对两种方法的评价正确的是______(选填编号)。a.①析出的氯化铵纯度更高b.②析出的氯化铵纯度更高c.①的滤液可直接循环使用d.②的滤液可直接循环使用（5）已知HCO3-在水中既能水解也能电离。NaHCO3溶液呈碱性，溶液中c(H2CO3)___c(CO32-)(选填“”、“”、“=”)。【答案】（1）6NaHCO3+Al2(SO4)3+6H2O=2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4（2）3664261OFe(OH)3和FeCl3（3）减小（4）ad（5）【解析】（1）根据信息，NaHCO3与Al2(SO4)3发生双水解反应，其化学反应方程式为Al2(SO4)3＋6NaHCO3＋6H2O=2Al(OH)3↓＋6CO2↑＋3Na2SO4；（2）Na2O2具有强氧化性，该反应中作氧化剂，Fe2＋以还原性为主，作还原剂，Na2O2中O元素共降低2价，Fe2＋→Fe3＋升高1价，最小公倍数为2，题中给出FeCl2的系数为6，则Na2O2的系数为3，根据原子守恒配平其他，即反应方程式为3Na2O2＋6FeCl2＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋2FeCl3＋6NaCl；电子转移的方向和数目是；该反应中被还原的元素是Na2O2中－1价O，氧化产物是FeCl3和Fe(OH)3；（3）Ba(OH)2少量，发生离子反应方程式Ba2＋＋2OH－＋2HCO3－=BaCO3↓＋2H2O＋CO32－，NaHCO3电离方程式为NaHCO3=Na＋＋HCO3－，因此加入少许Ba(OH)2固体，溶液中c(CO32－)增大；（4）a、滤出小苏打后，母液里有NH4Cl和NaHCO3，通入氨气，增加c(NH4＋)，再加入食盐，使NH4Cl析出，然后过滤，氯化铵的纯度较高，故a说法正确；b、②中析出的NH4Cl中含有较多的NaCl，氯化铵的纯度降低，故b说法错误；c、①中滤液还有较多的NH3，不能直接循环使用，故c说法错误；d、②中滤液中含有较多NaCl，可以直接循环使用，故d说法正确；（5）HCO3－电离方程式为HCO3－H＋＋CO32－，HCO3－水解方程式HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－，NaHCO3溶液显碱性，说明HCO3－水解程度大于其电离程度，即c(H2CO3)c(CO32－)。【点睛】氧化还原反应方程式的配平是难点，首先应找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，像本题，Na2O2为氧化剂，FeCl2为还原剂，Fe3＋为氧化产物，然后需要根据化合价升降法进行配平，，Na2O2中O元素共降低2价，Fe2＋→Fe3＋升高1价，最小公倍数为2，题中所给FeCl2的系数为6，则Na2O2的系数为3，最后根据原子守恒配平其他。2．【2019年北京市大兴区高三化学一模】以硫铁矿（主要成分为FeS2，还有少量CuS、SiO2等杂质）为原料制备绿矾晶体（FeSO4·7H2O）的工艺流程如下：（1）“酸浸”过程，矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。（2）烟气中的SO2会污染环境，可用足量氨水吸收，写出该反应的离子方程式________。（3）滤液中金属阳离子的检验方法__________。（4）FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量，理由____。（结合化学用语说明原因）（5）燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌（T．f）对硫铁矿进行催化脱硫，同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示：已知总反应为：FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H＋①将过程I离子方程式补充完整_____②过程II反应的离子方程式__________。③研究发现，用氧化亚铁硫杆菌（T．f）脱硫，温度过高脱硫效率降低（如图），可能的原因是____。（6）绿矾晶体在空气中易被氧化。取Xg样品，加水完全溶解，用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液bmL。反应原理：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为_____。(FeSO4·7H2O摩尔质量为278g/mol)【答案】（1）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O（2）SO2+2NH3·H2O=2NH4++SO32-+H2O（3）取滤液少许于试管中，滴加K3［Fe(CN)6］(铁氰化钾)溶液，有蓝