高考化学-高无机综合推断-综合题及答案解析

高考化学高无机综合推断综合题及答案解析一、无机综合推断1．I．化合物X含有三种元素，其中两种为非金属元素，且原子个数比为1:1，X不溶于水，能溶于强酸。某研究小组为探究其组成和性质，设计并完成了如下实验。（1）X的化学式是____________________。（2）写出检验黄色溶液中金属阳离子的实验操作：__________。（3）黄色溶液中加入铜片，铜片表面被腐蚀，则对应的离子方程式是：_____________________。II．已知黑色固体中不含单质。为进一步探究其组成，研究小组将上述所得固体全部溶于稀盐酸，配成100mL溶液，每次取20.00mL待测液于锥形瓶中，用2.000×10-2mol∙L-1KMnO4标准溶液进行滴定，并记录实验的结果如下表：组次1234V标（mL）20.0020.0219.9919.99（4）如何判断滴定终点：__________________。（5）待测液中c(Fe2+)=____________________。（6）该黑色固体的化学式用FexOy形式可表示为_______________。【答案】FeOCl取少量黄色溶液置于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液呈血红色，则说明有Fe3+2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+当最后一滴标准KMnO4溶液滴入锥形瓶时，溶液恰好变浅紫（红）色，且半分钟内不变色0.1000mol.L-1Fe4O5【解析】【详解】I．根据流程中信息可知，2.15gX与适量硫酸反应得到黄色溶液为含有铁离子及硫酸根离子等的溶液，黄色溶液与足量氢氧化钠溶液作用生成红褐色氢氧化铁沉淀，氢氧化铁沉淀加热后生成红棕色固体1.60g，即氧化铁1.60160/ggmol=0.01mol，故X中含有0.02molFe3+，质量为0.02mol56g/mol=1.12g，与足量氢氧化钠溶液反应的溶液再与足量硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀6.99g，即为6.99g233/gmol=0.03mol，但硫酸根离子来自于所加硫酸，反应所得溶液继续与足量硝酸酸化的硝酸银溶液反应得到白色沉淀氯化银2.87g，即为2.87g143.5/gmol=0.02mol，故可推知X中含有0.02molCl-，质量为0.02mol35.5g/mol=0.71g，化合物X含有三种元素，其中两种为非金属元素，且原子个数比为1:1，故另一非金属元素也为0.02mol，且质量为2.15g-1.12g-0.71g=0.32g，则摩尔质量为0.32g0.02mol=16g/mol，应为O元素，故X为FeOCl；（1）X的化学式是FeOCl；（2）检验黄色溶液中金属阳离子Fe3+的实验操作为：取少量黄色溶液置于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液呈血红色，则说明有Fe3+；（3）黄色溶液中加入铜片，铜片表面被腐蚀，反应生成Fe2+和Cu2+，对应的离子方程式是：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；II．（4）黑色固体溶于盐酸后所得溶液中含有亚铁离子，遇酸性高锰酸钾溶液使其褪色，故判断滴定终点为：当最后一滴标准KMnO4溶液滴入锥形瓶时，溶液恰好变浅紫（红）色，且半分钟内不变色；（5）根据表中数据可知，滴定消耗的标准液的平均体积为20.00mL，根据反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知，待测液中c(Fe2+)=2332.00010/20.0010/50.1000/20.0010/molLmLLmLmolLmLLmL；（6）黑色固体中含有的Fe2+物质的量为0.1000/0.10.01molLLmol,铁的总物质的量为0.02mol，则n(Fe2+):n(Fe3+)=0.01mol:0.01mol=1:1，该黑色固体的化学式用FexOy形式表示，根据化合物各元素化合价代数和为0，则有23222xxy，得x:y=4:5，FexOy可表示为Fe4O5。2．现有H、N、O、Na、S、Cl、Fe、Cu八种常见元素，回答下列问题：（1）Cl在周期表中的位置____________________；（2）Na+离子的结构示意图为__________________；（3）能说明非金属性Cl比S强的事实是_____________（用化学方程式表示）；（4）物质A～L是由上述八种元素中的一种、二种或三种组成，A的摩尔质量166g·mol－1，其焰色反应呈黄色；B是最常见的液体；C中两元素的质量比为96∶7；D、E都为氢氧化物，E呈红褐色。F、G、H、I为单质，其中F、G是无色气体，H是紫红色固体，I是黄绿色气体；L是常见的强酸。它们有如下图所示的关系（部分反应条件及产物已略去）：①C的化学式为____________________；②D的电子式为____________________；③L的稀溶液与H反应的离子方程式为_________________；④反应（a）的化学方程式为_______________。【答案】第3周期ⅦA族Cl2+H2S=S↓+2HClCu3N3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O4Na2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3↓+8NaOH+3O2↑【解析】【分析】前三问考查了元素周期表中“位构性”三者关系，后一问为无机推断大题，其推导思路：B是最常见的液体则为水；E呈红褐色为氢氧化铁，D、E属同类物质，且D应该也含有钠元素故为氢氧化钠；F、G、H、I为单质，其中F、G是无色气体，H是紫红色固体即为Cu，C中两元素的质量比为96：7，C分解得到G和H，可知生成Cu和氮气，故C为Cu3N，G为氮气；氮气与氧气放电生成NO，故F为氧气，J为一氧化氮，与氧气反应生成K为二氧化氮，二氧化氮与水反应生成L是常见的强酸硝酸；I是黄绿色气体则为氯气；A的摩尔质量为166g·mol-1，其焰色反应呈黄色，则含有钠元素，结合D、E、F可推知A为Na2FeO4。【详解】（1）Cl的原子序数为17，原子结构中有3个电子层，最外层电子数为7，Cl元素位于元素周期表第三周期ⅦA族；（2）Na+核外存在10个电子核内有11个质子，其微粒结构示意图为；（3）能说明非金属性Cl比S强的事实是Cl2+H2S=S↓+2HCl；（4）①F、G、H、I为单质，其中F、G是无色气体，H是紫红色固体即为Cu，C中两元素的质量比为96：7，C分解得到G和H，可知生成Cu和氮气，故C为Cu3N；②D为NaOH，其为离子化合物，电子式为；③L的稀溶液与H反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O；④A和B反应生成D、E和F，则反应（a）的化学方程式为4Na2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3↓+8NaOH+3O2↑。【点睛】常见无机物的颜色，可作为无机物推断的突破点。3．已知C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态，且G为黄绿色；形成D的元素原子的最外层电子数是次外层的3倍；B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)；K为红棕色粉末。其转化关系如图。请回答：（1）工业上制C用A不用H的原因______________________。（2）写出C与K反应的化学方程式_________________，该反应的反应物总能量___________(填“大于”或“小于”)生成物总能量。（3）L是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，L作阴极，接通电源(短时间)电解E水溶液的化学方程式___________________。（4）写出E物质的电子式___________________。（5）J与H反应的离子方程式为________________________。（6）写出G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式_______________________。【答案】氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe大于2KCl+2H2O2KOH+H2↑+Cl2↑Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O【解析】【分析】【详解】形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则D为O2；K为红棕色固体粉末，K为Fe2O3；由于电解A得到C与D，则C与K生成A的反应为铝热反应，故A为Al2O3，L为Fe，C为Al；黄绿色气体G为Cl2，与C反应得到H为AlCl3；B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，B中含有K元素，B在催化剂、加热条件下反应生成氧气，则B为KClO3，E为KCl，电解KCl溶液生成KOH、H2和Cl2，过量的F与氯化铝反应得到J，则I为H2，F为KOH，J为KAlO2；（1）H为AlCl3，氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，故工业上制Al用氧化铝不用氯化铝，故答案为氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电；（2）C与K反应的化学方程式为：2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe，该反应为放热反应，故该反应的反应物总能量大于生成物总能量，故答案为2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe；大于；（3）Fe是目前应用最广泛的金属，用碳棒作阳极，Fe作阴极，接通电源(短时间)电解KCl水溶液的化学方程式为：2KCl+2H2O电解2KOH+H2↑+Cl2↑，故答案为2KCl+2H2O电解2KOH+H2↑+Cl2↑；（4）E为KCl，KCl的电子式为，故答案为；（5）J与H反应的离子方程式为：Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓，故答案为Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓；（6）G为Cl2，G与熟石灰反应制取漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O，故答案为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。【点晴】本题考查无机推断等，特殊颜色及D的原子结构、转化关系中特殊反应等是推断突破口，是对元素化合物知识及学生综合能力的考查，需对基础知识全面掌握。推断题中常见的特征反应现象有：（1）焰色反应：Na(黄色)、K(紫色)；（2）使品红溶液褪色的气体：SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)；（3）白色沉淀Fe(OH)2置于空气中最终转变为红褐色[Fe(OH)3](由白色→灰绿→红褐色)；（4）在空气中变为红棕色：NO；（5）气体燃烧火焰呈苍白色：H2在Cl2中燃烧；在空气中点燃呈蓝色：CO、H2、CH4；（6）使湿润的红色石蕊试纸变蓝：NH3；（7）空气中出现白烟：NH3与酸性气态物质(或挥发性酸如盐酸、硝酸)反应等。4．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、SSO2和SO3Fe2O3+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0.44822.4/LLmol=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）m