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二训练含解析

化学计算、无机推断＋小实验综合强化突破(二)

[学生用书P207(独立成册)]

1．(2021·浙江选考模拟)现有一份Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液，向该混合溶液中加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液的体积关系如图所示：

(1)Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为________。

(2)该混合溶液中Fe2(SO4)3和(NH4)2SO4物质的量之比为________。

解析：(1)V[Ba(OH)2]为150～200 mL时，生成的沉淀只有BaSO4，m(BaSO4)＝2.33 g，则n[Ba(OH)2]＝n(BaSO4)＝0.010 0 mol，故c[Ba(OH)2]＝＝0.200 mol·L－1。

(2)V[Ba(OH)2]为200 mL时，根据元素守恒，则有n(BaSO4)＝n[Ba(OH)2]＝0.040 0 mol，m(BaSO4)＝233 g·mol－1×0.040 0 mol＝9.32 g，其中SO全部来自Fe2(SO4)3和 (NH4)2SO4；m[Fe(OH)3]＝11.46 g－9.32 g＝2.14 g，根据元素守恒，则有n[Fe2(SO4)3]＝n[Fe(OH)3]＝×＝0.010 0 mol；根据SO守恒可得n[(NH4)2SO4]＝0.040 0 mol－0.010 0 mol×3＝0.010 0 mol，故Fe2(SO4)3和

(NH4)2SO4的物质的量之比为1∶1。

答案：(1)0.200 mol·L－1　(2)1∶1

2．(2021·杭州教学检测)为测定某肥料发酵产生的混合气体(CH4、CO2、NH3)中甲烷的含量，将一定量的混合气体通过足量的灼热的CuO，发生的反应有①CH4＋4CuOCO2＋2H2O＋4Cu；②2NH3＋3CuON2＋3H2O＋3Cu。完全反应后固体质量减少14.4 g，再将反应后气体通入3.00 L 0.100 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中，充分吸收生成碳酸钡沉淀39.4 g，剩余气体为2.24 L 的N2(标准状况)。

(1)原混合气体中CH4的物质的量为________mol。

(2)原混合气体中CH4的物质的量分数为____________________________________________________________。

解析：(1)先根据氮气的体积求出和氨气反应消耗的氧化铜，再根据氧化铜反应前后质量减少算出反应消耗的氧化铜的总物质的量，然后计算出和甲烷反应消耗的氧化铜的量，即可求出甲烷的量。标准状况下，2.24 L 氮气为0.100 mol，根据3CuO～N2可知，和氨气反应消耗0.300 mol CuO，根据CuO～Cu～O，计算和氨气、甲烷反应消耗的CuO的总物质的量为 n(CuO)＝14.4 g÷16 g·mol－1＝0.900 mol，所以和甲烷反应消耗的氧化铜的物质的量为0.900 mol－0.300 mol＝0.600 mol，根据4CuO～CH4可知，n(CH4)＝0.150 mol。

(2)n(CH4)＝0.150 mol，n(NH3)＝0.200 mol，二氧化碳的物质的量有两种可能，第一种：氢氧化钡过量，n(CO2)＝n(BaCO3)＝＝0.200 mol，则原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.200 mol－0.150 mol＝0.050 mol，所以原混合气体中CH4的物质的量分数为0.150 mol÷(0.150 mol＋0.200 mol＋0.050 mol)×100%＝37.5%。第二种：氢氧化钡完全反应，n(CO2)＝n(BaCO3)＋2n[Ba(HCO3)2]＝0.200 mol＋2×(3.00 L×0.100 mol·L－1－0.200 mol)＝0.400 mol，则原混合气体中二氧化碳的物质的量为0.400 mol－0.150 mol＝0.250 mol，所以原混合气体中CH4的物质的量分数为0.150 mol÷(0.150 mol＋0.200 mol＋0.250 mol)×100%＝25%。

答案：(1)0.150　(2)37.5%或25%

3．取一定质量的NaBr、NaI的混合物平均分成五等份，分别加水配成溶液并编号为甲、乙、丙、丁、戊，再分别向各溶液中通入一定体积的氯气，将反应后所得溶液蒸干灼烧得固体，通入氯气的体积与最终所得固体质量记录如下：

求：

(1)表中数据V为________。

(2)原混合物中NaBr的物质的量为________。

解析：(1)由甲～戊各实验最后的固体成分可知，丁中最后V mL氯气与NaBr反应，V mL氯气完全反应，且有NaBr剩余，令V mL氯气的物质的量为x mol，则：

Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2　Δm

1 mol　　　　　　　　　　160g－71 g＝89 g

x mol　　　　　　　　　　35.48 g－30.14 g＝5.34 g

解得x＝0.06，即V mL氯气的物质的量为0.06 mol，标准状况下体积为0.06 mol×22.4 L·mol－1＝1.344 L＝1 344 mL。

(2)由于乙最后通入V mL氯气只与NaI反应，甲通入V mL氯气导致固体质量减少等于乙最后通入V mL氯气导致固体质量减少，所以原溶液中NaI与NaBr的总质量为54.62 g＋(54.62 g－43.64 g)＝65.6 g，令原溶液中NaI的物质的量为y mol，NaBr的物质的量为z mol，则：

解得：y＝0.3，z＝0.2，则原混合物中NaBr的物质的量为0.2 mol。

答案：(1)1 344　(2)0.2 mol

4．Ⅰ.(2021·慈溪适应性考试)某种电镀废水含A阴离子，排放前的处理过程如下：

已知：4.5 g沉淀D在氧气中灼烧后，产生4.0 g黑色固体，产生的无色无味气体通过足量澄清石灰水时，产生5.0 g白色沉淀，最后得到的混合气体除去氧气后，还剩余标准状况下密度为1.25 g·L－1的单质气体E 560 mL。

(1)写出沉淀D在氧气中灼烧的化学方程式：____________________________________________________________

_____________________________________________________________。

(2)溶液B具有__________(填“氧化性”或“还原性”)。

(3)滤液C中还含有微量的A阴离子，通过反应②，可将其转化为对环境无害的物质，离子方程式为______________________________________________

____________________________________________________________。

Ⅱ.(2021·柯桥月考)晶体硅是一种重要的非金属材料。实验室用 SiHCl3与 过量 H2反应制备纯硅的装置如图(热源及夹持装置略)。 制备纯硅的主要反应为SiHCl3＋H2===Si(纯)＋3HCl。

已知：①SiHCl3的沸点为33.0 ℃，上述反应在1 000～1 100 ℃进行；

②SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

请回答下列问题：

(1)下列说法不正确的是__________。

A．装置B中的溶液可以是浓硫酸

B．装置C中的烧瓶需要加热，其目的是使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化

C．装置D中观察到的现象是有固体物质生成

D．装置D可以采用普通玻璃管代替石英管

E．为保证制备纯硅实验的成功，关键的操作步骤有检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及排尽装置中的空气，干燥气体

F．尾气处理装置中可以将导管直接插入盛有NaOH溶液的烧杯中

(2)为检验某粗硅中存在的铁元素，可采取的实验操作方法是_______________________________________________________________

_______________________________________________________________。

解析：Ⅰ.单质气体E的摩尔质量为1.25 g·L－1×22.4 L·mol－1＝28 g·mol－1，则E为N2，n(N2)＝＝0.025 mol；沉淀D中含有Cu元素，灼烧后产生的黑色固体为CuO，n(CuO)＝＝0.05 mol，产生的无色无味气体中有CO2，n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝0.05 mol；即D中含有0.05 mol Cu元素、0.05 mol N元素、0.05 mol C元素，共4.5 g，则D中不含其他元素，所以D的化学式为CuCN，A阴离子为CN－。

Ⅱ.(1)装置B的作用是干燥氢气，可以用浓硫酸，A项正确；SiHCl3与H2反应在石英管中进行，所以装置C处烧瓶需要加热，使SiHCl3汽化，B项正确；反应在装置D中进行，会有硅晶体生成，C项正确；普通玻璃管高温下容易变形甚至熔化，所以不能使用普通玻璃管，D项错误；为保证制备成功，需要隔绝氧气、水，控制反应温度等，E项正确；尾气中含有氯化氢，极易溶于水，若直接插入氢氧化钠溶液中，易发生倒吸，F项错误。

答案：Ⅰ.(1)2CuCN＋3O22CuO＋2CO2↑＋N2↑

(2)还原性

(3)2CN－＋5ClO－＋2H＋===5Cl－＋2CO2↑＋N2↑＋H2O

Ⅱ.(1)DF

(2)取少量样品，先加入足量 NaOH溶液，充分反应后过滤，在滤渣中加入一定量稀硫酸充分反应，在反应后的溶液中滴加氯水，再滴加 KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明存在铁元素

5．Ⅰ.(2021·上虞模拟)某同学为分析某盐M的成分，做了如下实验：

请回答：

(1)盐M的化学式是________________。

(2)向溶液A中通入H2S气体，有淡黄色沉淀产生，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________

(不考虑空气的影响)。

Ⅱ.(2021·杭州高级中学月考)常用的补铁剂有硫酸亚铁等，而乳酸亚铁被人体吸收的效果比无机铁好，它溶于水形成淡绿色的透明溶液，几乎不溶于乙醇。它的制备方法有两种：一是在FeCO3中加入乳酸；二是利用废铁屑制取纯净的三水合乳酸亚铁晶体，其实验流程如图所示：

(1)写出制备方法一中反应的离子方程式：_____________________________

________________________________________________________________。

(2)操作①中不需要用到的仪器为________。

A．玻璃棒　　　　　　　 B．坩埚

C．坩埚钳  D．蒸发皿

(3)加入过量的试剂Y为____________。

解析：Ⅰ.(1)混合单质气体被稀NaOH溶液吸收后得到的无色气体能使带火星木条复燃，说明混合单质气体中含有氧气，n(O2)＝＝1.05 mol；常温下能被氢氧化钠吸收的气体单质为Cl2，说明M中含有O和Cl元素；红棕色固体为Fe2O3，n(Fe2O3)＝＝0.1 mol，说明M中含有Fe元素；M中Cl元素的质量m(Cl)＝70.9 g－33.6 g－16.0 g＝21.3 g，n(Cl)＝＝0.6 mol，n(Fe)∶n(Cl)∶n(O)＝0.2 mol∶0.6 mol∶(0.3 mol＋2.1 mol)＝1∶3∶12，则M的化学式为Fe(ClO4)3。

Ⅱ.(1)乳酸含有羧基，能与碳酸亚铁发生复分解反应生成乳酸亚铁、水和二氧化碳，反应的离子方程式为2CH3CH(OH)COOH＋FeCO3===Fe2＋＋2CH3CH(OH)COO－＋H2O＋CO2↑。(2)操作①为蒸发浓缩，需在蒸发皿中进行，加热时需用玻璃棒搅拌，转移时需用到坩埚钳，但不需要坩埚，所以选B。(3)乳酸亚铁几乎不溶于乙醇，所以试剂Y为无水乙醇。

答案：Ⅰ.(1)Fe(ClO4)3　(2)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓

Ⅱ.(1)2CH3CH(OH)COOH＋FeCO3===Fe2＋＋2CH3CH(OH)COO－＋H2O＋CO2↑　(2)B　(3)无水乙醇

6．Ⅰ.(2021·天台模拟)为探究某矿物X(仅含三种元素)的组成，设计并完成如下实验：

已知：气体A能使品红褪色，固体B中仅含CuO、Fe2O3。

请回答：

(1)X的化学式为____________。

(2)溶液C中存在的阳离子有__________________。

(3)写出气体A与溶液C反应的离子方程式：_______________________________________________________________

________________________________________________________________________。

Ⅱ.氯化硫(S2Cl2)是一种黄红色液体，有刺激性、窒息性恶臭，在空气中强烈发烟，易与水发生水解反应；熔点为－80 ℃，沸点为137.1 ℃。在熔融的硫中通入氯气即可生成S2Cl2。下图是实验室用S和Cl2制备S2Cl2的装置(部分夹持装置已略去)。

请回答：

(1)从上述提供的装置中选出必要的装置并排序以制备S2Cl2：b、____________________。

(2)已知S2Cl2水解时，只有一种元素的化合价发生了变化，且被氧化和被还原的该元素的物质的量之比为1∶3，请写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.(1)气体A能使品红褪色，应为SO2，固体B中仅含CuO、Fe2O3，并结合X中仅含三种元素可知，X由S、Fe、Cu三种元素组成；固体B溶于足量稀盐酸生成FeCl3和CuCl2溶液，加入5.0 g Cu，剩余1.8 g Cu，则溶解的Cu为3.2 g，其物质的量为0.05 mol，根据Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋可知，固体B中含有Fe3＋的物质的量为0.1 mol，则Fe2O3的物质的量为0.05 mol，质量为0.05 mol×160 g·mol－1＝8.0 g，则CuO为40.0 g，物质的量为0.5 mol，则原固体X中S元素的物质的量为＝0.4 mol，则化合物X中n(Fe)∶n(Cu)∶n(S)＝0.1 mol∶0.5 mol∶0.4 mol＝1∶5∶4，故X的化学式为Cu5FeS4。(2)CuO、Fe2O3溶于足量稀盐酸生成FeCl3和CuCl2溶液，则所得溶液C中存在的阳离子有Fe3＋、Cu2＋、H＋。(3)SO2溶于含有Fe3＋的溶液会被氧化生成SO，发生反应的离子方程式为SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋。

Ⅱ.(1)S2Cl2易与水发生水解反应，因此制取的氯气需除杂并干燥，尾气处理装置需吸收过量的氯气并防止空气中的水蒸气进入，选择碱石灰进行尾气处理，故装置排序为b、f、a、d、e、g。(2)S2Cl2中S元素的化合价为＋1价，被氧化与被还原的该元素的物质的量之比为1∶3，产物为SO2与S，故反应的化学方程式为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl。

答案：Ⅰ.(1)Cu5FeS4　(2)Fe3＋、Cu2＋、H＋　(3)SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋

Ⅱ.(1)f、a、d、e、g　(2)2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl

7．Ⅰ.(2021·台州教学质评)为探究黄色固体A(仅含三种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：

已知：a.气体C能使品红溶液褪色；b.溶液D遇KSCN溶液显血红色；c.溶液D中加入过量铁粉，充分反应后铁粉质量减少32.0 g。

请回答：

(1)A的化学式是________。

(2)固体A与O2反应生成B和C的化学方程式为_________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(3)少量Mg在气体C中完全燃烧，产生的固体产物中含有单质、氧化物，有人认为还可能存在一种含氧酸盐，请推测该盐的成分，并设计实验方案验证：________________________________________________________________________

________________________________________________________________。

Ⅱ.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化性漂白剂，受热易分解，通过以下方法可以制备亚氯酸钠。

(1)写出三颈瓶中制NaClO2的离子方程式：_____________________________________________________________

_________________________________________________________________。

(2)若滴入H2O2已过量，设计实验方案检验：_________________________

________________________________________________________________。

解析：Ⅰ.36.8 g固体A与足量氧气在加热条件下反应生成32 g固体B，和刺激性气体C，气体C能使品红溶液褪色，说明C为二氧化硫，说明A中含有S元素；固体B被盐酸溶解生成溶液D，溶液D遇KSCN溶液显血红色，说明D中含有Fe3＋，则B中含有氧化铁；溶液D中加入过量铁粉，生成固体E和氢气，固体E中含有红色固体，说明溶液D中还含有Cu2＋、H＋，因此固体B中还含有氧化铜，则A中含有Cu、Fe和S三种元素。

(1)假设溶液D中含有的Fe3＋、Cu2＋和H＋的物质的量分别为x、y、z。生成的氢气为0.5 mol，则z＝1.0 mol。根据固体B的质量为32.0 g，有①×160 g/mol＋y×80 g/mol＝32.0 g，溶液D中加入过量铁粉，充分反应后铁粉质量减少32.0 g，有②×56 g/mol＋×56 g/mol－y×(64－56) g/mol＝32.0 g，根据①②解得，x＝0.2 mol，y＝0.2 mol，根据固体A的质量为36.8 g，则S元素的物质的量为

＝

0.4 mol，则A的化学式为FeCuS2。(2)固体A与O2反应生成B和C的化学方程式为4FeCuS2＋13O22Fe2O3＋4CuO＋8SO2。(3)少量Mg在二氧化硫中完全燃烧，产生的固体产物中含有单质、氧化物，可能是硫和氧化镁，有人认为还可能存在一种含氧酸盐，可能是氧化镁与二氧化硫化合生成的亚硫酸镁，验证是否为亚硫酸镁，可以取少量固体加盐酸，有气体产生，证明存在MgSO3。

Ⅱ.(1)根据题图可知，ClO2在反应中作氧化剂，H2O2作还原剂，离子方程式为2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O。(2)若H2O2过量，则加入MnO2可分解放出氧气。所以实验方案为用胶头滴管取1 mL待检液于试管中，加入少许MnO2粉末，若有气体产生，证明H2O2过量。

答案：Ⅰ.(1)FeCuS2

(2)4FeCuS2＋13O22Fe2O3＋4CuO＋8SO2

(3)MgSO3；取少量固体加盐酸，有气体产生，证明存在 MgSO3

Ⅱ.(1)2ClO2＋H2O2＋2OH－===2ClO＋O2＋2H2O

(2)用胶头滴管取1 mL待检液于试管中，加入少许MnO2粉末，若有气体产生，证明H2O2过量