【三年高考真题】最新三年化学高考真题分项汇编——专题14《元素及其化合物知识的综合应用》（ 2023新高考地区专用）

专题14   元素及其化合物知识的综合应用

1．（2022·浙江·高考真题）化合物X由三种元素组成，某实验小组按如下流程进行相关实验：

化合物X在空气中加热到，不发生反应。

请回答：

(1)组成X的三种元素为_______；X的化学式为_______。

(2)溶液C的溶质组成为_______(用化学式表示)。

(3)①写出由X到A的化学方程式_______。

②X难溶于水，但可溶于氨水中，写出该反应的离子方程式_______。

(4)设计实验，检验尾气中相对活泼的2种气体_______。

2．（2022·浙江·高考真题）化合物X由4种元素组成。某兴趣小组按如图流程进行实验：

请回答：

(1)组成X的元素有______，X的化学式为______。

(2)溶液C中溶质的成分是______(用化学式表示)；根据C→D→E的现象，给出相应微粒与阳离子结合由弱到强的排序______。

(3)X与足量Na反应生成固体F的化学方程式是______。

(4)设计实验确定溶液G中阴离子______。

3．（2022·辽宁·高考真题）某工厂采用辉铋矿(主要成分为，含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制备和，工艺流程如下：

已知：①焙烧时过量的分解为，转变为；

②金属活动性：；

③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下：

回答下列问题：

(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为___________。

a．进一步粉碎矿石

b．鼓入适当过量的空气

c．降低焙烧温度

(2)在空气中单独焙烧生成，反应的化学方程式为___________。

(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出和；②___________。

(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。

(5)生成气体A的离子方程式为___________。

(6)加入金属的目的是___________。

4．（2022·河北·高考真题）以焙烧黄铁矿(杂质为石英等)产生的红渣为原料制备铵铁蓝颜料。工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)红渣的主要成分为_______(填化学式)，滤渣①的主要成分为_______(填化学式)。

(2)黄铁矿研细的目的是_______。

(3)还原工序中，不生成S单质的反应的化学方程式为_______。

(4)工序①的名称为_______，所得母液循环使用。

(5)沉铁工序产生的白色沉淀中的化合价为_______，氧化工序发生反应的离子方程式为_______。

(6)若用还原工序得到的滤液制备和，所加试剂为_______和_______(填化学式，不引入杂质)。

5．（2022·广东·高考真题）稀土()包括镧、钇等元素，是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理，一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下：

已知：月桂酸熔点为；月桂酸和均难溶于水。该工艺条件下，稀土离子保持价不变；的，开始溶解时的pH为8.8；有关金属离子沉淀的相关pH见下表。

(1)“氧化调pH”中，化合价有变化的金属离子是_______。

(2)“过滤1”前，用溶液调pH至_______的范围内，该过程中发生反应的离子方程式为_______。

(3)“过滤2”后，滤饼中检测不到元素，滤液2中浓度为。为尽可能多地提取，可提高月桂酸钠的加入量，但应确保“过滤2”前的溶液中低于_______(保留两位有效数字)。

(4)①“加热搅拌”有利于加快溶出、提高产率，其原因是_______。

②“操作X”的过程为：先_______，再固液分离。

(5)该工艺中，可再生循环利用的物质有_______(写化学式)。

(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂。

①还原和熔融盐制备时，生成1mol转移_______电子。

②用作氢氧燃料电池电极材料时，能在碱性溶液中高效催化的还原，发生的电极反应为_______。

1．（2021·浙江）固体化合物X由3种元素组成，某学习小组开展如下探究实验。

其中，白色沉淀B能溶于NaOH溶液。请回答：

（1）白色固体C的化学式是_______，蓝色溶液D中含有的溶质是_______(用化学式表示)。

（2）化合物X的化学式是_______；化合物X的一价阴离子与CH4具有相同的空间结构，写出该阴离子的电子式_______。

（3）蓝色溶液A与作用，生成一种气体，溶液蓝色褪去，同时生成易溶于硝酸的白色沉淀。

①写出该反应的离子方程式_______。

②设计实验验证该白色沉淀的组成元素_______。

2．（2021·浙江）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______。

3．（2021·浙江）玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应：

3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O

(x-1)S+K2SK2Sx(x=2~6)

S+ K2SO3K2S2O3

请计算：

（1）0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V=______。

（2）2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，则x=______。(写出计算过程)

4．（2021·海南·高考真题）无水常作为芳烃氯代反应的催化剂。某研究小组设计了如下流程，以废铁屑(含有少量碳和杂质)为原料制备无水。

已知：氯化亚砜()熔点-101℃，沸点76℃，易水解。

回答问题：

(1)操作①是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。

(2)为避免引入新的杂质，试剂B可以选用___________(填编号)。

A．溶液 B．水 C．水 D．溶液

(3)操作②是蒸发结晶，加热的同时通入的目的是___________。

(4)取少量晶体，溶于水并滴加溶液，现象是___________。

(5)反应的化学方程式为___________。

(6)由转化成的过程中可能产生少量亚铁盐，写出一种可能的还原剂___________，并设计实验验证是该还原剂将还原___________。

5．（2021·北京·高考真题）某小组探究卤素参与的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。

(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时，固液混合物A中仍存在盐酸和MnO2。

①反应的离子方程式是_______。

②电极反应式：

i.还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O

ii.氧化反应：_______。

③根据电极反应式，分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。

i.随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高，MnO2氧化性减弱。

ii.随c(Cl-)降低，_______。

④补充实验证实了③中的分析。

a是_______，b是_______。

(2)利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响，探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液，能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是_______，从原子结构角度说明理由______________。

(3)根据(1)中结论推测：酸性条件下，加入某种化合物可以提高溴的氧化性，将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测，该化合物是_______。

(4)Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸和氢碘酸混合，Ag只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因：_______。

(5)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。

6．（2021·北京·高考真题）铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下。

资料：

i.钛白粉废渣成分：主要为FeSO4·H2O，含少量TiOSO4和不溶物

ii.TiOSO4+(x+1)H2O⇌TiO2·xH2O↓+H2SO4

iii.0.1 mol/L Fe2+生成Fe(OH)2，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；

0.1 mol/L Fe3+生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8

(1)纯化

①加入过量铁粉的目的是_______。

②充分反应后，分离混合物的方法是_______。

(2)制备晶种

为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度FeSO4溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时开始通空气并记录pH变化(如图)。

①产生白色沉淀的离子方程式是_______。

②产生白色沉淀后的pH低于资料iii中的6.3。原因是：沉淀生成后c(Fe2+)_______0.1mol/L(填“＞”“=”或“＜”)。

③0-t1时段，pH几乎不变；t1-t2时段，pH明显降低。结合方程式解释原因：_______。

④pH≈4时制得铁黄晶种。若继续通入空气，t3后pH几乎不变，此时溶液中c(Fe2+)仍降低，但c(Fe3+)增加，且(Fe2+)降低量大于c(Fe3+)增加量。结合总方程式说明原因：_______。

(3)产品纯度测定

铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。

wg铁黄溶液b溶液c滴定

资料：Fe3++3=Fe(C2O4)，Fe(C2O4)不与稀碱液反应

Na2C2O4过量，会使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。

1．[2020江苏卷]吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到硫酸盐。

已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水；溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的分布如图-1所示。

（1）氨水吸收SO2。向氨水中通入少量SO2，主要反应的离子方程式为___________；当通入SO2至溶液pH=6时，溶液中浓度最大的阴离子是_____________(填化学式)。

（2）ZnO水悬浊液吸收SO2。向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40mim内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(见图-2)。溶液pH几乎不变阶段，主要产物是____________(填化学式)；SO2吸收率迅速降低阶段，主要反应的离子方程式为_______________。

（3）O2催化氧化。其他条件相同时，调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范围内，pH越低SO生成速率越大，其主要原因是__________；随着氧化的进行，溶液的pH将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

2．[2020浙江7月选考] Ⅰ. 化合物Ⅹ由四种短周期元素组成，加热X，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y，Y为纯净物；取，用含的盐酸完全溶解得溶液A，将溶液A分成和两等份，完成如下实验（白色沉淀C可溶于溶液）：

请回答：

（1）组成X的四种元素是N、H和_______（填元素符号），X的化学式是_________。

（2）溶液B通入过量得到白色沉淀C的离子方程式是______________。

（3）写出一个化合反应（用化学方程式或离子方程式表示）_____________。

要求同时满足：

①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素；

②反应原理与“”相同。

Ⅱ. 某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验，如图。实验中观察到的现象有：锥形瓶内有白雾，烧杯中出现白色沉淀。请回答：

（1）将浓硫酸和浓盐酸混合可产生气体的原因是_____________。

（2）烧杯中出现白色沉淀的原因是_____________。

3．[2020江苏卷]次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠（C3N3O3Cl2Na）都是常用的杀菌消毒剂。 NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。

（1）NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备 NaClO的离子方程式为  ▲  ；用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是  ▲  。

（2）二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为

准确称取1.1200 g样品，用容量瓶配成250.0 mL溶液；取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min；用Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。

①通过计算判断该样品是否为优质品。

(写出计算过程， )

②若在检测中加入稀硫酸的量过少，将导致样品的有效氯测定值  ▲  （填“偏高”或“偏低”）