2020-2021高考化学——高无机综合推断的综合压轴题专题复习附答案解析
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2020-2021高考化学——高无机综合推断的综合压轴题专题复习附答案解析一、无机综合推断1.化合物A由三种元素组成,某兴趣小组进行了如下实验:已知:气体甲为纯净物且只含两种元素,在标况下体积为672 mL;溶液乙为建筑行业中常用的粘合剂。
请回答下列问题:(1)A的组成元素为________(用元素符号表示);(2)写出气体甲与NaOH(aq)反应的离子方程式________;(3)高温下,A与足量氯气能发生剧烈爆炸,生成三种常见化合物试写出相应的化学方程式________。
【答案】Mg、Si、H Si2H6 + 4OH- + 2H2O = 2 SiO32- + 7H2↑ MgSi2H4 + 7Cl2 = MgCl2 + 2SiCl4 + 4HCl【解析】【分析】因溶液乙为建筑行业中常用的粘合剂,则为硅酸钠,根据元素守恒可知,气体甲中含有硅元素,与氢氧化钠恰好完全反应生成气体单质乙,所消耗的氢氧化钠的物质的量为1mol/L×120×10-3 L = 0.12 mol,根据硅酸钠中Na元素与Si元素的原子个数比为2:1,可知气体甲中含Si的物质的量为0.12mol/2 = 0.06 mol,又知气体甲为纯净物且只含两种元素,在标况下体积为672 mL,即36721022.4/LL mol-⨯= 0.03 mol,则易知A为0.03 mol,其摩尔质量为2.52 0.03gmol= 84 g/mol,且1个气体甲分子中含2个硅原子,同时气体甲与氢氧化钠按物质的量为0.03 mol:0.12 mol = 1:4的反应生成硅酸钠与气体单质乙,根据元素守恒可知气体单质乙中含氢元素,即为氢气。
因此气体甲中的另一种元素不能为氧元素,可推知气体甲中的两种元素为硅元素与氢元素。
另外,结合溶液甲只有一种溶质,且加入过量的氢氧化钠生成白色沉淀,沉淀受热不易分解,推出白色沉淀为难溶氢氧化物,所用盐酸的物质的量为3 mol/L×20×10-3 L = 0.06 mol, A的质量为2.52 g,化合物A由三种元素组成,推测所含的金属元素为镁,根据Mg~2HCl可知,一个分子A中含1个镁原子,再根据分子组成可确定A中所含氢原子的个数为84-1×24-2×28 = 4,据此分析作答。
【详解】根据上述分析可知,(1)A的组成元素为Mg、Si、H,故答案为Mg、Si、H;(2)气体甲为Si2H6与NaOH(aq)按1:4发生氧化还原反应,其离子方程式为:Si2H6 + 4OH-+ 2H2O = 2 SiO32- + 7H2↑,故答案为Si2H6 + 4OH- + 2H2O = 2 SiO32- + 7H2↑;(3)根据元素组成及化学方程式中元素守恒推知,在高温下,A与足量氯气能发生剧烈爆炸,生成三种常见化合物为MgCl2 、SiCl4和HCl,则其反应方程式为:MgSi2H4 + 7Cl2 = MgCl2 + 2SiCl4 + 4HCl,故答案为MgSi2H4 + 7Cl2 = MgCl2 + 2SiCl4 + 4HCl。
2.某盐A是由三种元素组成的化合物,且有一种为常见金属元素,某研究小组按如下流程图探究其组成:请回答:(1)写出组成 A的三种元素符号______。
(2)混合气体B的组成成份______。
(3)写出图中由C转化为E的离子方程式______。
(4)检验E中阳离子的实验方案______。
(5)当A中金属元素以单质形式存在时,在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀,写出负极的电极反应式______。
【答案】Fe、O、S SO2和SO3 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 取少量E溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变为血红色,则说明E中阳离子为Fe3+ Fe-2eˉ=Fe2+【解析】【分析】由红棕色固体溶于盐酸得到棕黄色溶液,可知C为氧化铁、E为氯化铁溶液,说明A中含有铁元素和氧元素,1.6g氧化铁的物质的量为 1.6g160g/mol=0.01mol;由气体B与足量氯化钡溶液反应生成白色沉淀可知,白色沉淀D为硫酸钡、气体B中含有三氧化硫,由硫原子个数守恒可知,三氧化硫的物质的量为 2.33g233g/mol=0.01mol,气体B的物质的量为0.448 22.4/LL mol=0.02mol,由A是由三种元素组成的化合物可知,A中含有硫元素、气体B为二氧化硫和三氧化硫的混合气体,二氧化硫的物质的量为(0.02—0.01)mol=0.01mol,m (SO3)+m(SO2)+m(Fe2O3)=0.01mol×80g/mol+0.01mol×64g/mol+1.6g=3.04g,说明A 中nFe):n(S):n(O)=1:1:4,则A为FeSO4。
【详解】(1)由分析可知,A为FeSO4,含有的三种元素为Fe、O、S,故答案为:Fe、O、S;(2)由分析可知,三氧化硫的物质的量为 2.33g233g/mol=0.01mol,气体B的物质的量为0.448 22.4/LL mol=0.02mol,由A是由三种元素组成的化合物可知,A中含有硫元素、气体B为二氧化硫和三氧化硫的混合气体,故答案为:SO2和SO3;(3)C 为氧化铁、E 为氯化铁溶液,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,反应的离子方程式为Fe 2O 3+6H +=2Fe 3++3H 2O ,故答案为:Fe 2O 3+6H +=2Fe 3++3H 2O ;(3)E 为氯化铁溶液,检验铁离子的实验方案为可取少量E 溶液于试管中,滴加几滴KSCN 溶液,若溶液变为血红色,则说明E 中阳离子为Fe 3+,故答案为:取少量E 溶液于试管中,滴加几滴KSCN 溶液,若溶液变为血红色,则说明E 中阳离子为Fe 3+;(5)铁在潮湿空气中容易发生电化学腐蚀,铁做原电池的负极,失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2eˉ=Fe 2+,故答案为:Fe-2eˉ=Fe 2+。
【点睛】注意从质量守恒的角度判断A 的化学式,把握二氧化硫的性质、铁离子检验为解答的关键。
3.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CO 2,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)图中B 的组成元素在元素周期表中的位置是______________。
(3)A 的电子式为 ____________。
(4)X 受热分解转变成 A 和 B 的化学反应方程式为 ____________。
【答案】LiN 3 第2周期VA 族3LiN 3ΔLi 3N+4N 2↑ 【解析】【分析】B 是空气的主要成分之一,B 为氮气或氧气;C 是一种强碱,且微溶于水,C 为LiOH ,载人宇宙飞船内常用含 C 的过滤网吸收宇航员呼出的CO 2,以净化空气,LiOH 与反应生成Li 2CO 3;D 遇湿润的红色石蕊试纸变蓝,D 是NH 3,确定B 为氮气,NH 3是2.24L 合0.1mol ,A 中N 为14g·mol -1×0.1mol=1.4g 。
A 为Li 3N ,3.5g 中Li 为3.5-1.4=2.1g ,14.7gX 中Li 为 2.1g ,n(Li)=12.17?g g mol -=0.3mol ,n(N)=114.7 2.114?g g g mol --=0.9mol,n(Li):n(N)=0.3:0.9=1:3,X 的化学式为:LiN 3。
【详解】(1)由分析可知:X 的化学式为LiN 3。
故答案为:LiN 3;(2)B为氮气,组成元素N在元素周期表中的位置是第2周期VA族。
故答案为:第2周期VA族;(3)A为Li3N,Li最外层只有1个电子,显+1价,N最外层5个电子,得三个电子,显-3价,电子式为。
故答案为:;(4)由分析X的化学式为:LiN3,X受热分解转变成 Li3N 和 N2,由质量守恒:化学反应方程式为 3LiN3ΔLi3N+4N2↑。
故答案为: 3LiN3ΔLi3N+4N2↑。
4.A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如图所示(反应条件未标出),其中反应①是置换反应。
(1)若A、D、F都是非金属单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式是___。
(2)若A是常见的金属单质,D、F是气态单质,反应①在水溶液中进行,则反应②(在水溶液中进行)的离子方程式是___。
(3)若B、C、F都是气态单质,且B有毒,③和④两个反应中都有水生成,反应②需要放电才能发生,A、D相遇有白烟生成,则C的电子式是___,反应③的化学方程式是___。
(4)若A、D为短周期元素单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子核外最外层电子数D是A的2倍,③和④两个反应中都有红棕色气体生成,B的结构式是___,反应④的化学方程式是___。
【答案】SiO2+2C Si+2CO↑ 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-︰N N︰ 4NH3+5O24NO +6H2O O=C=O C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+4H2O【解析】【分析】【详解】(1)A、D、F都是非金属单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,反应①为置换反应,考虑是碳与二氧化硅反应生成硅与CO,碳与F反应生成E,CO与F生成E,F 为气体,则F为氧气,验证符合转化关系,则:反应①的化学方程式是SiO2+2C Si+2CO↑,故答案为:SiO2+2C Si+2CO↑;(2)A是生活中常见的金属单质,D、F是气态单质,反应①为置换反应,且在水溶液中进行,由转化关系可知,A为变价金属,F具有强氧化性,可推知A为Fe,F为Cl2,故B为HCl、C为氯化亚铁、D为氢气、E为氯化铁,则:反应②(在水溶液中进行)的离子方程式是:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;(3)B、C、F都是气态单质,B有毒,则B为氯气,反应②需要放电条件才能发生,为氮气与氧气反应,③和④两个反应中都有水生成,可以推知C为N2,电子式为︰N N︰,F为O2,E为NO,A为NH3,反应①为置换反应,A、D相遇有白烟生成,可推知D为HCl,反应③的化学方程式是:4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为:︰N N︰;4NH3+5O24NO+6H2O;(4)若A、D为单质,③和④两个反应中都有红棕色气体生成,该红棕色气体为NO2,可推知F为HNO3,反应①是置换反应,Mg与二氧化碳反应符合整个转化关系,可推知B为CO2、C为MgO、D为C、E为Mg(NO3)2,则:二氧化碳的结构简式为:O=C=O,反应④的化学方程式是C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+4H2O,故答案为:O=C=O;C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+4H2O。