专题13元素及其化合物知识的综合应用2018年高考题和高考模拟题化学分项版汇编解析

1．【2018天津卷】下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题：（1）MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序（H-除外）：_________________________，Mg在元素周期表中的位置：_____________________，Mg(OH)2的电子式：____________________。（2）A2B的化学式为_______________。反应②的必备条件是_______________。上图中可以循环使用的物质有_______________。（3）在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_______________（写化学式）。（4）为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物，写出该反应的化学方程式：_______________。（5）用Mg制成的格氏试剂（RMgBr）常用于有机合成，例如制备醇类化合物的合成路线如下：依据上述信息，写出制备所需醛的可能结构简式：_______________。【答案】r(H+)r(Mg2+)r(N3–)r(Cl–)第三周期ⅡA族Mg2Si熔融，电解NH3，NH4ClSiC2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2OCH3CH2CHO，CH3CHO【解析】分析：根据反应的流程过程，先判断出A2B的化学式，带入框图，结合学习过的相关知识进行分析2018年高考试题，即可。详解：（1）MgCl2·6NH3所含元素的简单离子为Mg2+、Cl-、N3-、H+，比较离子半径应该先看电子层，电子层多半径大，电子层相同时看核电荷数，核电荷数越大离子半径越小，所以这几种离子半径由小到大的顺序为：r(H+)r(Mg2+)r(N3–)r(Cl–)。Mg在周期表的第三周期ⅡA族。氢氧化镁是离子化合物，其中含有1个Mg2+和2个OH-,所以电子式为：。（2）根据元素守恒，A2B中就一定有Mg和Si，考虑到各自化合价Mg为+2，Si为-4，所以化学式为Mg2Si。反应②是MgCl2熔融电解得到单质Mg，所以必备条件为：熔融、电解。反应①需要的是Mg2Si、NH3和NH4Cl，而后续过程又得到了NH3和NH4Cl，所以可以循环的是NH3和NH4Cl。（3）在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料，该耐磨材料一定有Si和C，考虑到课本中介绍了碳化硅的高硬度，所以该物质为SiC。点睛：本题是一道比较基本的元素综合问题，比较新颖的是在题目的最后一问中加入了一个有机小题，这样的无机有机综合题目是比较少见的，当然难度并不大。第（4）小题中的反应，可以参考必修1的课后练习中涉及的钙基固硫问题。方程式中按道理应该加上反应的条件，例如：加热。2．【2018江苏卷】碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为（2−x）Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2[（1−x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑生成物（1−x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。（1）制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高x值的方法有___________________。（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中，溶液的pH___________（填“增大”、“减小”、“不变”）。（3）通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：①取碱式硫酸铝溶液25.00mL，加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300g。②取碱式硫酸铝溶液2.50mL，稀释至25mL，加入0.1000mol·L−1EDTA标准溶液25.00mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000mol·L−1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO4标准溶液20.00mL（已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1）。计算（1−x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值（写出计算过程）。【答案】（1）适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率（2）减小（3）25mL溶液中：n(SO42−)=n(BaSO4)==0.0100mol2.5mL溶液中：n(Al3+)=n(EDTA)−n(Cu2+)=0.1000mol·L−1×25.00mL×10−3L·mL−1−0.08000mol·L−1×20.00mL×10−3L·mL−1=9.000×10−4mol25mL溶液中：n(Al3+)=9.000×10−3mol1mol(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3+)=(2−x)mol；n(SO42−)=3(1−x)molx=0.41【解析】分析：（1）提高x的值，即促进Al3+的水解和CaSO4的生成。（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2，溶液碱性减弱，pH减小。（3）根据加入过量BaCl2溶液产生的固体计算n（SO42-）；由消耗的CuSO4计算过量的EDTA，由Al3+消耗的EDTA计算n（Al3+）；根据n（Al3+）与n（SO42-）之比计算x的值。（3）25mL溶液中：n（SO42-）=n（BaSO4）==0.0100mol2.5mL溶液中：n（Al3+）=n（EDTA）−n（Cu2+）=0.1000mol·L−1×25.00mL×10−3L·mL−1−0.08000mol·L−1×20.00mL×10−3L·mL−1=9.000×10−4mol25mL溶液中：n（Al3+）=9.000×10−3mol1mol（1-x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中n（Al3+）=（2-x）mol；n（SO42-）=3（1-x）mol==，解得x=0.41。点睛：本题以碱式硫酸铝溶液的制备原理为背景，考查反应原理的理解、反应条件的控制和有关化学式的计算。解题的关键有：①向硫酸铝溶液中加入CaCO3生成碱式硫酸铝溶液，CaCO3的作用是调节pH促进Al3+水解，同时将SO42-转化为CaSO4沉淀；②理解溶液中的离子反应与实验滴定方法的定量计算，理清物质间的计量关系。3．【2018届文山州毕业考】某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤及记录如下：Ⅰ.分别向盛有0.5gNa2CO3固体、0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水(20℃)，搅拌，测量温度为T1；Ⅱ.静置恒温后测量温度为T2；Ⅲ.分别加入10mL密度约为1.1g·mL－120%的盐酸(20℃)，搅拌，测量温度T3。得到下表1的数据：回答下列问题：（1）Na2CO3溶于水显碱性，其原因是______________________(用离子方程式表示)。（2）根据试题后的附表判断：步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解____________________________________。（3）分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水________，NaHCO3固体溶于水________(填“放热”或“吸热”)。（4）甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应都是放热反应。乙同学认为应该增加一个实验，并补做如下实验：向盛有10mL水(20℃)的烧杯中加入10mL________，搅拌，测量温度为22.2℃。（5）结合上述探究，下列说法正确的是________。A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应2018届高考模拟试题，B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关（6）丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，称取m1g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m2g，则原混合物中NaHCO3的质量分数为________(用代数式表示)。附表：溶解度表.【答案】CO＋H2OHCO＋OH－Na2CO3和NaHCO3固体都是全部溶解放热吸热密度约为1.1g·mL－120%的盐酸(20℃)AC×100%【解析】（1）碳酸钠为强碱弱酸盐，钠离子不水解、碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，以第一步水解为主，水解离子方程式为：CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，故答案为：CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-；（4）强酸溶于水放热，盐酸为强酸，所以需增加探究盐酸溶于水温度的变化，即10mL密度约为1.1g/mL20%的盐酸搅拌，测量温度为22.2℃，故答案为：密度约为1.1g/mL20%的盐酸；（5）A．盐酸溶于水放热，测量温度为22.2℃，T1/℃，NaHCO3固体溶于水温度从20℃升高到18.5℃，吸热，两者反应恒温后测量温度T3为20.8℃低于22.2℃，所以NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，故A正确；B．用稀盐酸鉴别NaHCO3和Na2CO3溶液，反应较快的为NaHCO3，能鉴别，故B错误；C．从上述温度变化数值可判别Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，故C正确．故选AC；4．【2018届盐城市三模】Ca10(PO4)6(OH)2(羟基磷酸钙，简写HAP)是一种新型的环境功能矿物材料，可用于除去水体中的F-、Cd2+、Pb2+及Cu2+等。（1）制备HAP的步骤如下：分别配制250mL浓度均为0.5mol·L-1的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液(pH约为8)，按n(Ca)/n(P)=1.67分别量取相应体积的溶液，加热至50℃,不断搅拌下，按特定的方式加料，强力搅拌1h,再经后续处理得到产品。①特定的加料方式是__________(填序号)。a．将Ca(NO3)2溶液逐滴滴入(NH4)2HPO4溶液中，再用氨水调节pH至10.5b．将(NH4)2HPO4溶液逐滴滴入Ca(NO3)2溶液中，再用氨水调节pH至10.5c．将(NH4)2HPO4溶液和氨水混合并调节pH至10.5，再滴入Ca(NO3)2溶液②反应生成Ca10(PO4)6(OH)2的离子方程式为__________。（2）HAP脱除F-的操作是：在聚四氟乙烯烧杯中加入50mL10mg·L-1NaF溶液和0.15gCa10(PO4)6(OH)2,在恒温下振荡，每隔1h测定一次溶液中F-浓度，直至达到吸附平衡。①实验中“烧杯”材质用“聚四氟乙烯”塑料而不用玻璃，其原因是__________。②除氟反应形式之一是：Ca10(PO4)6(OH)2+20F-10CaF2+6PO43-+2OH-，该反应的平衡常数K=__________[用Ksp(CaF2)和Ksp(HAP)表示]。（3）HAP脱除Pb(Ⅱ)包括物理吸附和溶解-沉淀吸附。物理吸附时，HAP的特定位可吸附溶液中某些阳离子;溶解-沉淀吸附的机理为：Ca10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)10Ca2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l)(溶解)10Pb2+(aq)+6PO43-(aq)+2H2O(l)Pb10(PO4)6(OH)2(s)+2H+(aq)(沉淀)已知Pb(Ⅱ)的分布分数如图-1所示;一定条件下HAP对Pb(1)平衡吸附量与pH的关系如图-2所示。①能使甲基橙显红色的Pb(Ⅱ)溶液中滴入少量NaOH至溶液呈中性，该过程中主要反应的离子方程式为__________。②当pH3.0时，pH越小HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量稍减小，其原因是__________。③当pH7.0时，生成的沉淀为__________(填化学式);此时pH越大HAP对Pb(Ⅱ)平衡吸附量越小，其原因是__________。【答案】b10Ca2++6HPO42-+8NH3·H2OCa10(PO4)6(OH)2↓+8NH4++6H2O防止F-及其水解生成的HF与玻璃中SiO2反应Ksp(HA