浙江专用高考化学一轮复习专题4非金属及其化合物化学计算无机推断+小实验综合强化突破一训练含解析
展开化学计算、无机推断＋小实验综合强化突破(一)
[学生用书P205(独立成册)]
1．孔雀石等自然界存在的碳酸盐类铜矿的化学组成为xCuCO3·yCu(OH)2(x、y为正整数，且x≤3，y≤2)。
(1)现有两份等量的某碳酸盐类铜矿样品，一份加足量盐酸，产生3.36 L标准状况下的CO2气体，另一份加热完全分解得到20 g CuO，则该碳酸盐类铜矿的化学组成中x∶y ＝________。
(2)设某碳酸盐类铜矿样品质量为a g，含铜质量为b g，加酸完全分解得到标准状况下CO2气体V L，则含铜矿样的a、V、b之间的关系式为a＝______________________。
解析：(1)n(CO2)＝＝0.15 mol，则n(CuCO3)＝n(CO2)＝0.15 mol，n(CuO)＝＝0.25 mol，根据Cu元素守恒，可得n[Cu(OH)2]＝0.25 mol－0.15 mol＝0.10 mol，所以n(CuCO3)∶n[Cu(OH)2]＝0.15 mol∶0.10 mol＝3∶2，所以碳酸盐类铜矿的化学组成中x＝3，y＝2，该盐可以表示为3CuCO3·2Cu(OH)2。
(2)根据C元素守恒可得n(CuCO3)＝n(CO2)＝ mol，根据Cu元素可得n(CuCO3)＋n[Cu(OH)2]＝n(Cu)＝ mol，则n[Cu(OH)2]＝ mol，所以a＝＋98＝＋。
答案：(1)3∶2
(2)＋98
2．某课外兴趣小组成员为研究金属铜与强酸的反应，将6.4 g 铜粉分为两等份，进行了如下实验，请完成有关计算。
(1)取其中一份铜粉投入200 mL氢离子浓度为1 mol·L－1的硫酸和硝酸混合液中，微热使反应充分完成后，生成一氧化氮气体448 mL(标准状况)。则反应前混合溶液中硫酸的物质的量浓度为__________。
(2)用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NOx污染的一种方法。原理为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。取另一份铜粉溶于过量的硝酸溶液，假设硝酸的还原产物只有一氧化氮和二氧化氮，生成的混合气体能被a mol NaOH溶液完全吸收，试讨论a的取值范围：____________。
解析：(1)标准状况下，448 mL NO的物质的量是＝0.02 mol，投入铜的物质的量是＝0.05 mol，氢离子的物质的量是0.2 mol，根据离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，硝酸完全被还原，根据氮原子守恒可知，硝酸的物质的量是0.02 mol，所以原溶液中硫酸的物质的量浓度为＝0.45 mol·L－1。
(2)假设硝酸全部被还原为NO2，由得失电子守恒可知，生成NO2的物质的量n(NO2)＝2n(Cu)＝2×0.05 mol＝0.1 mol，气体完全被吸收，则由反应2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O可知，a≥0.1；假设硝酸被还原为NO2和NO，且物质的量之比为1∶1，根据得失电子守恒可得n(NO2)＋3n(NO)＝2n(Cu)，则n(NO2)＝n(NO)＝0.025 mol，根据化学方程式NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O可知，a≥0.05，故气体完全被吸收应满足a≥0.1。
答案：(1)0.45 mol·L－1
(2)a≥0.1
3．(2021·嵊州模拟)用沉淀法测定NaHCO3和K2CO3混合物的组成。实验过程是每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液，向其中滴加相同浓度的Ba(OH)2溶液50.00 mL，每次实验均充分反应。实验记录如下：
实验次数 | 样品质量/g | 沉淀质量/g |
1 | 1.716 | 2.758 |
2 | 2.574 | 4.137 |
3 | 3.432 | 5.516 |
4 | 4.290 | 5.516 |
回答下列问题：
(1)Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量浓度是______mol·L－1。
(2)混合物中n(NaHCO3)∶n(K2CO3)为________。
解析：(1)比较题表中实验1、3两组数据可知，样品质量增大一倍，沉淀质量也增大了一倍，说明实验1中NaHCO3和K2CO3全部转化成了BaCO3沉淀，且Ba(OH)2溶液依然有剩余；由题表中实验3、4两组数据可知，当样品质量为4.290 g时，NaHCO3和K2CO3过量，Ba(OH)2中的Ba2＋已完全转化为BaCO3沉淀，n[Ba(OH)2]＝n(BaCO3)＝5.516 g÷197 g·mol－1＝0.028 00 mol，c[Ba(OH)2]＝0.028 00 mol÷0.050 00 L＝0.560 0 mol·L－1。(2)比较题表中实验1、3两组数据可知，样品质量增大一倍，沉淀质量也增大了一倍，由此判断实验1中Ba2＋和OH－均过量，设1.716 g样品中NaHCO3的物质的量为x mol，K2CO3的物质的量为y mol，则有84x＋138y＝1.716，197×(x＋y)＝2.758，解得x＝0.004 000 mol，y＝0.010 00 mol，则n(NaHCO3)∶n(K2CO3)＝2∶5。
答案：(1)0.560 0 (2)2∶5
4．Ⅰ.(2021·台州模拟)为探究无机盐X(仅含三种元素，摩尔质量为270 g· mol－1)的组成和性质，某学习小组进行了如下实验，其中气体单质A能使带火星的木条复燃。
(1)X的组成元素为O和________(用元素符号表示)。
(2)写出X与水反应的化学方程式：_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)X的氧化能力极强，且对环境友好，可用于脱硫、脱硝。在碱性条件下，X氧化SO的离子方程式为__________________________________________
_______________________________________________________________。
Ⅱ.(2021·之江联盟第一次联考)工业纯碱中常常含有NaCl、Na2SO4等杂质。为测定某工业纯碱的纯度。设计了如图实验装置。依据实验设计，请回答：
(1)仪器D的名称是____________，其作用是____________________________________________________________
______________________________________________________________。
(2)若不考虑操作、药品及其用量等方面的影响，该实验测得的结果会________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析：Ⅰ.(1)X与水反应产生的气体单质A能使带火星的木条复燃，说明A是O2，产生的溶液B进行焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，说明溶液B中含有K＋，溶液B显酸性，说明含有大量的H＋；向该酸性溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀是BaSO4，说明溶液B中含有SO，结合元素守恒，可判断X中含有的元素有K、S、O。(2)13.5 g X的物质的量n(X)＝＝0.05 mol，n(SO)＝n(BaSO4)＝＝0.1 mol，根据H＋＋OH－===H2O可知，n(H＋)＝n(OH－)＝0.1 mol，则B中n(H＋)∶n(SO)＝0.1 mol∶0.1 mol＝1∶1，该溶液中还含有K＋，根据电荷守恒可知，B为KHSO4，0.05 mol X与水反应产生0.1 mol SO，则X中含有2个S原子，结合氧化还原反应的规律和X含有的元素可知，X为K2S2O8，则X与H2O反应的化学方程式为2K2S2O8＋2H2O===4KHSO4＋O2↑。(3)K2S2O8具有强氧化性，在碱性条件下，X氧化SO为SO，S2O被还原为SO，反应的离子方程式为S2O＋SO＋2OH－===3SO＋H2O。
Ⅱ.(1)仪器D的名称为(球形)干燥管。由于碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气，所以此处D的作用是防止空气中的CO2、H2O进入U形管，干扰碳酸钠含量的测定。(2)由于生成的二氧化碳会残留在圆底烧瓶内，所以测定结果偏低。
答案：Ⅰ.(1)S、K
(2)2K2S2O8＋2H2O===4KHSO4＋O2↑
(3)S2O＋SO＋2OH－===3SO＋H2O
Ⅱ.(1)(球形)干燥管 防止空气中的CO2、H2O进入U形管，干扰碳酸钠含量的测定 (2)偏低
5．Ⅰ.为探究某无结晶水的正盐X(仅含有两种短周期元素)的组成和性质，设计并完成下列实验。(气体体积已转化为标准状况下的体积)
已知：B是空气的主要成分之一；C是一种强碱，且微溶于水，载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2，以净化空气；D遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(1)X的化学式为________。
(2)X受热分解转变成A和B的化学方程式为____________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
Ⅱ.亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用如图所示装置(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知：①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O；
②气体液化的温度：NO2(21 ℃)、NO(－152 ℃)。
(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是
________________________________________________________________。
(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A→____________；组装好仪器后，接下来进行的操作是_____________________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.根据已知条件可知，B可能是O2或N2，D为NH3；C为强碱，则短周期元素组成的强碱为LiOH或NaOH，由已知条件可知，C微溶于水，则C为LiOH，由此可得X和A中都含有Li元素，再根据A＋H2O―→LiOH＋NH3，可推出A为Li3N，则B是N2；根据X―→A＋B，A的物质的量为＝0.1 mol，B的物质的量为＝0.4 mol，由此可得X―→A＋4B，即X―→Li3N＋4N2，根据质量守恒定律可推知X为LiN3。
Ⅱ.(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是排尽装置中的空气，防止干扰NO的检验。(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A是发生装置，C是干燥装置除去水，因为NO2更易液化，先分离NO2，所以接E冷却NO2，NO2分离后再检验NO，再接D通入氧气，观察到气体从无色变成红棕色，说明有NO，B是尾气处理装置，吸收反应后剩余的NO和NO2的混合气体，防止污染空气，故装置的连接为A→C→E→D→B；有气体参与或生成的实验必须检查装置的气密性，故组装好仪器后，接下来进行的操作是检查装置的气密性。
答案：Ⅰ.(1)LiN3
(2)3LiN3Li3N＋4N2↑
Ⅱ.(1)排尽装置中的空气，防止干扰NO的检验
(2)C→E→D→B 检查装置的气密性
6．Ⅰ.为确定某盐A(仅含三种元素)的组成，某研究小组按如图流程进行了探究：
请回答：
(1)A的化学式为________________。
(2)固体C与稀盐酸反应的离子方程式是__________________________
______________________________________________________________。
(3)A在加热条件下分解的化学方程式为__________________________
________________________________________________________________。
Ⅱ.Na2S2O4俗称保险粉，常用作纺织工业的漂白剂、脱色剂等。某科研小组用如图装置制备Na2S2O4 (部分加热等辅助仪器略去)。
资料：Na2S2O4易溶于水，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。
(1)B装置用于制备Na2S2O4。第一步反应：Zn＋2SO2ZnS2O4；第二步，加入NaOH溶液，于28～35 ℃下反应生成Na2S2O4，该步反应的化学方程式为________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)反应后除去B装置中的沉淀，在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌，有Na2S2O4晶体析出。加入NaCl固体的作用是_______________________________
_________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.(1)气体B通入足量BaCl2溶液中有白色沉淀D生成，该沉淀为BaSO4，物质的量为＝0.01 mol，则气体B中含有SO3，SO3的物质的量为0.01 mol，其体积为0.01 mol×22.4 L· mol－1＝224 mL，B为混合气体，根据元素守恒分析可知，其中还含有224 mL的SO2，物质的量为0.01 mol；固体C为红棕色，即固体C为Fe2O3，n(Fe2O3)＝＝0.01 mol，黄色溶液E为FeCl3。A仅含三种元素，即含有铁元素、硫元素和氧元素，铁元素的物质的量为0.02 mol，S元素的物质的量为0.02 mol，A的质量为3.04 g，则氧元素的质量为3.04 g－0.02 mol×56 g· mol－1－0.02 mol×32 g· mol－1＝1.28 g，即氧元素的物质的量为＝0.08 mol，则n(Fe)∶n(S)∶n(O)＝1∶1∶4，推出A为FeSO4。
(2)固体C为Fe2O3，属于碱性氧化物，与稀盐酸反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
(3)FeSO4分解为Fe2O3、SO2、SO3，参与反应的FeSO4、SO2、SO3、Fe2O3的物质的量分别为0.02 mol、0.01 mol、0.01 mol、0.01 mol，得出FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。
Ⅱ.(1)28～35 ℃下ZnS2O4与NaOH溶液反应，生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀，反应的化学方程式为ZnS2O4＋2NaOHNa2S2O4＋Zn(OH)2↓。
(2)加入NaCl固体的目的是使溶液中Na＋浓度增大，使Na2S2O4溶解度降低，更易结晶析出，提高产率。
答案：Ⅰ.(1)FeSO4
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
(3)2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
Ⅱ.(1)ZnS2O4＋2NaOHNa2S2O4＋Zn(OH)2↓
(2)增大了Na＋的浓度，促进Na2S2O4结晶析出
7．Ⅰ.(2021·丽水模拟)某同学为探究浅黄色液体X(仅含三种常见元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：
请回答如下问题：
(1)X的化学式是________。
(2)X在过量氧气中燃烧的化学方程式是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(3)溶液C滴在淀粉KI试纸上，试纸显蓝色，写出该变化中发生的离子方程式：______________________________________________________________
________________________________________________________________。
Ⅱ.资料显示：浓硫酸形成的酸雾中含有少量的H2SO4分子。某小组拟设计实验探究该资料的真实性并探究SO2的性质，实验装置如图所示(装置中试剂均足量，夹持装置已省略)。
回答下列问题：
(1)能证明该资料真实、有效的实验现象是___________________________________________________________。
(2)实验中观察到装置C中产生白色沉淀，取少量白色沉淀于试管中，滴加__________(填化学式)的水溶液，观察到白色沉淀不溶解，证明白色沉淀是BaSO4。写出生成白色沉淀的离子方程式：_______________________________________________________________。
解析：Ⅰ.由于黄色溶液C与KSCN(aq)反应生成血红色溶液D，可推知D为Fe(SCN)3，C为FeCl3；红棕色固体A(1.60 g)与足量的盐酸反应生成黄色溶液C，则A为Fe2O3，且A的物质的量为n(Fe2O3)＝＝0.01 mol，n(Fe)＝0.02 mol；混合气体A与足量澄清石灰水反应生成白色沉淀B(10.0 g)和气体B，则白色沉淀B为CaCO3，且B的物质的量为n(CaCO3)＝＝0.1 mol，则气体A为CO2和O2的混合气体，气体B为上一步剩余的氧气，则n(CO2)＝0.1 mol，则n(C)＝0.1 mol；气体X(标准状况下体积为0.448 L)的物质的量为n(X)＝＝0.02 mol。根据上述分析可知，3.92 g X中含有0.02 mol Fe、0.1 mol C，另外一种元素为O，n(O)＝＝0.1 mol，则X中n(Fe)∶n(C)∶n(O)＝1∶5∶5，则X的化学式为Fe(CO)5或FeC5O5。
Ⅱ.(1)SO2不与装置B中的物质反应，若有H2SO4分子则装置B中有沉淀生成，则能证明该资料真实、有效的实验现象是装置B中溶液出现白色沉淀，且不溶解。
(2)装置C中沉淀可能为BaSO3或BaSO4，不能用稀硫酸或稀硝酸鉴别，可用稀盐酸鉴别；装置C中发生反应的离子方程式为3Ba2＋＋3SO2＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋。
答案：Ⅰ.(1)Fe(CO)5(或FeC5O5) (2)4Fe(CO)5＋13O2===2Fe2O3＋20CO2 (3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
Ⅱ.(1)装置B中溶液出现白色沉淀，且不溶解
(2)HCl 3Ba2＋＋3SO2＋2NO＋2H2O===3BaSO4↓＋2NO＋4H＋
8．(2021·浙江1月选考，T28)某兴趣小组对化合物X开展探究实验。
其中：X是易溶于水的强酸盐，由3种元素组成；A和B均为纯净物；B可使品红水溶液褪色。请回答：
(1)组成X的3种元素是________(填元素符号)，X的化学式是____________________。
(2)将固体X加入温热的稀H2SO4中，产生气体B，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅰ，发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅱ，某同学未加H2O2溶液，发现也会缓慢出现白色浑浊，原因是________________________________________________________________________。
(5)关于气体B使品红水溶液褪色的原因，一般认为：B不能使品红褪色，而是B与水反应的生成物使品红褪色。请设计实验证明：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)Cu、S、O CuS2O6
(2)S2OSO＋SO2↑
(3)
(4)SO2与水反应生成H2SO3；H2SO3能被空气中的氧气氧化为H2SO4，与BaCl2反应生成BaSO4
(5)配制品红无水乙醇溶液(其他非水溶剂亦可)，通入SO2，不褪色；品红水溶液中加入亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)固体，褪色更快
