無機(jī)信息的加工處理與綜合

信息遷移題是高考中出現(xiàn)的穩(wěn)定的題型,其分值穩(wěn)定在全卷的30%左右,它考查了大家臨場閱讀,提取信息和進(jìn)行信息加工、處理的能力,也考查了大家靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識分析問題和解決問題的綜合能力。

例1、最近有人用一種稱為“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反應(yīng),使C60獲得一個質(zhì)子,得到一種新型離子化合物[HC60][CB11H6Cl6]。這個反應(yīng)看起來很陌生,但反應(yīng)類型上卻可以跟下列一個化學(xué)反應(yīng)相似,你認(rèn)為該反應(yīng)是

A.NH3 + HCl = NH4Cl           B.NaOH + HCl = NaCl + H2O

C.Mg +2HCl = MgCl2 + H2↑     D.H2O +CH3COOH H3O+ +CH3COO-

例2人們對于酸、堿的認(rèn)識經(jīng)歷了一個由淺入深,由低級到高級的過程。1887年,Arrhenius,S.提出了酸堿電離理論:在水溶液中電離時產(chǎn)生的陽離子全部是H的化合物叫酸、產(chǎn)生的陰離子全部是OH的化合物叫堿。酸堿電離理論從物質(zhì)的化學(xué)組成上揭露了酸堿的本質(zhì),在當(dāng)時很好的解釋了許多事實(shí)。然而,后來的研究表明酸堿電離理論也有局限性,如該理論把堿限制為氫氧化物等。1905年富蘭克林(Franklin)深入研究了水和液氨的相似性,把阿侖尼烏斯以水為溶劑的個別現(xiàn)象,推到任何溶劑,提出了酸堿溶劑理論。溶劑理論認(rèn)為:凡能離解而產(chǎn)生溶劑正離子的物質(zhì)為酸,凡能離解而產(chǎn)生溶劑負(fù)離子的物質(zhì)為堿。1923年,Brфnsted-Lowry和Lewis,G.N.分別提出了酸堿質(zhì)子理論和酸堿電子理論,質(zhì)子理論認(rèn)為:凡能給出質(zhì)子的物質(zhì)都是酸,凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿;電子理論認(rèn)為:凡是可以接受電子對的物質(zhì)是酸,凡是給出電子對的物質(zhì)是堿,如

酸(電子對接受體)  堿(電子對給予體)               反應(yīng)產(chǎn)物

H+        +          [∶OH ]―                H∶OH  

請回答下列各問題:

(1)能用酸堿電離理論解釋的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是             (選填序號)

        A、氨水是一種堿                  B、酸堿的中和熱相同  

C、無水乙醇有弱酸性              D、可以用pH衡量酸堿的強(qiáng)度

 (2) 根據(jù)溶劑理論試寫出液氨自身弱電離的方程式:                     。

(3)酸堿質(zhì)子理論認(rèn)為,水是兩性物質(zhì)。請用化學(xué)方程式表示:       

①水顯酸性                                        

②水顯堿性                                                   ,

根據(jù)酸堿質(zhì)子理論,磷酸的水溶液中顯兩性的物質(zhì)有                 。

(4)有下列反應(yīng):BF3+F-=BF4-,從酸堿電子理論出發(fā),該反應(yīng)中的酸是        , F和BF3形成BF4過程的特點(diǎn)是                           _。

 (5)根據(jù)電子對理論指出下列兩個反應(yīng)中的酸或堿

①     H3BO3  + H2O = H + B(OH)4-    該反應(yīng)中的堿是           (填:H3BO3 或 H2O)

②     NaH  + H2O  = NaOH +H2             該反應(yīng)中的酸是           (填:NaH  或 H2O)

答案:(1)BD  (2)2NH3   NH4+ + NH2 

(3)①NH3+H2ONH4+OH-   ②HCl+H2O=H3O+Cl,H2O、H2PO4、HPO42-(4)BF3   BF3與F形成BF4時,共用電子對由F單獨(dú)提供

(5)H2O;H2O

例如.碳元素有多種同素異形體,其中金剛石和石墨是常見的兩種。人們在生產(chǎn)和科學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)了一個普遍規(guī)律,物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定,化學(xué)變化從能量變化的角度來分析,就是由高能量的物質(zhì)向低能量的物質(zhì)轉(zhuǎn)化。如要使化學(xué)變化反向進(jìn)行,則必須控制一定的條件。眾所周知,天然金剛石是罕見的,而石墨則在自然界中含量較多。由實(shí)驗(yàn)可知,如果要實(shí)現(xiàn)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,則至少要在1700K和6×1.01×108kPa壓強(qiáng)的條件下進(jìn)行,而且還要一種催化劑。1954年,霍爾首先在有FeS存在的條件下制得金剛石。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為從石墨到金剛石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化過程中,石墨碳原子間的鏈不發(fā)生斷裂,而是在催化劑的作用下,按一定的方向位移直接轉(zhuǎn)化為金剛石的結(jié)構(gòu).根據(jù)石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)回答下列問題:

⑴根據(jù)題中所述,可知金剛石的能量          (填“高于”、“低于”或“等于”)石墨的能量。

⑵霍爾在制金剛石時所用的FeS的作用是                    

⑶金剛石是一種空間網(wǎng)狀晶體,每個碳原子結(jié)合另外     個碳原子。已知所有的原子間的距離是相等的。晶體中最小的結(jié)構(gòu)單元(即以一個碳原子為中心,該碳原子另外與其直接相連的所有碳原子所構(gòu)成的空間圖形的幾何形狀)的構(gòu)型是          。晶體中每一個最小的封閉的環(huán)上有          個碳原子。

⑷合成的金剛石夾雜了石墨,要得到純凈的金剛石,需要用高氯酸(HclO4)來清洗掉石墨,產(chǎn)物除H2O是液體外,其余都是的氣體,一種是無色無毒的化合物,另一種是黃綠色的有毒氣體,則用高氯酸清除石墨反應(yīng)的化學(xué)方程式為:

                                                          。

⑸發(fā)生過火山爆發(fā)的地方,在火山口噴口附近的熔巖渣中有可能找到     (填“金剛石”或“石墨”)

⑴高于、⑵催化劑⑶4  正四面體   6   ⑷7C+4HClO4=2H2O+7CO2↑+2Cl2↑⑸金剛石

例題.江蘇是一個沿海省份,海洋中含有大量的寶貴資源,鹵族元素的單質(zhì)和化合物主要是從海洋中獲得的。溴單質(zhì)是有機(jī)合成中一種重要的原料,最近還發(fā)現(xiàn)溴化鎂具有高溫超導(dǎo)性,它是一種較為廉價的高溫超導(dǎo)材料。

工業(yè)上從海洋中制溴,先把鹽鹵(海水中氯化鈉被分離后剩下的母液)加熱到363K后控制pH為3.5,通入氯氣把溴置換出來,再用一種氣體X把溴吹出以碳酸鈉吸收,這時溴就歧化生成溴離子和溴酸根離子,最后用硫酸酸化,單質(zhì)溴就從溶液中析出,用此辦法從1 t海水中可制得約0.14kg溴。

根據(jù)上述信息研究下列問題:

(1)把溴吹出的氣體X,工業(yè)上最適宜選用(     )

A.C2H4     B.空氣       C.氬氣       D.CO2

(2)某同學(xué)對上述工藝提出改進(jìn)意見,認(rèn)為在把溴吹出之前可以利用CCl4等有機(jī)溶劑直接把溴萃取出來,你認(rèn)為該同學(xué)的建議是否合理?              (填“是”或“否”),請說出你的理由                                      _________________      。 

(3)提取溴的工廠往往會因?yàn)殇宓膿]發(fā)而造成周圍空氣的污染,某實(shí)驗(yàn)小組擬對空氣中溴的含量進(jìn)行測定,請你一起參與研究。

①采集空氣樣本需要選擇不同地點(diǎn),你建議選擇的測定地點(diǎn)分別是

______________________________________________________。

②收集氣體樣本是測定空氣中溴的含量關(guān)鍵之一。利用下列藥品和儀器,請你為實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計收集一瓶氣體樣本的方法。

藥品:飽和氯化鈉溶液     蒸餾水    飽和溴化鈉溶液  1mol/L亞硫酸鈉溶液

儀器:集氣瓶   蓋玻片

收集方法:______________________________________________________________。

(4)用Na2CO3溶液吸收溴,再用硫酸酸化析出溴,是工業(yè)上獲取溴的方法之一。用離子方程式表示該反應(yīng)過程:①_________________________________________;②______________________________________。工業(yè)上還可以通過電解鹽鹵的方法來獲取溴,用惰性電極電解MgBr2溶液時,除得到溴外,獲得的其它工業(yè)產(chǎn)品是__________。

(5)鹵仿反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中的重要反應(yīng)之一,可以用于測定化合物中是否具有CH3CO―或CH3CHOH―結(jié)構(gòu),反應(yīng)如下(其中X為氯,溴或碘):

I.


II.X3C―COR+NaOH→X3CH+RCOONa

 

你認(rèn)為能夠用于測定化合物中具有CH3CHOH―結(jié)構(gòu)的可能原因是:

________________________                                 _____    。

答案:

(1)B

(2)否  因?yàn)樵诖党鲋癇r2含量較低,用萃取劑進(jìn)行萃取,效率低下

(3)①工廠、學(xué)校、村莊等 ②在實(shí)驗(yàn)室裝滿一集氣瓶飽和溴化鈉溶液,到工廠周圍把液體倒出,蓋上蓋玻片,帶回實(shí)驗(yàn)室   

(4)3Br2 +3CO32? =5Br? +BrO3 +CO2 ↑   5Br? +BrO3 +6H =3Br2 +3H2O    

H2 和Mg(OH)2

(5)NaXO具有氧化性,能把CH3CHOH―結(jié)構(gòu)氧化成CH3CO―,從而發(fā)生鹵仿反應(yīng)

 

例如:在人類社會的發(fā)展進(jìn)程中,金屬起著重要的作用。從五千年前使用青銅器,三千年前進(jìn)入鐵器時代,直到20世紀(jì)鋁合金成為僅次于鐵的金屬材料。幾千年來,人類一直在努力探究金屬冶煉技術(shù)和廣泛應(yīng)用金屬材料。

(1)鋁是地殼中含量最多的金屬元素,它占地殼總質(zhì)量的7.51%,比鐵幾乎多1倍,是銅的近千倍。但人類發(fā)現(xiàn)和利用鋁比較遲,其原因是                              。

(2)某研究性學(xué)習(xí)小組為探究“鋁與氧氣能否反應(yīng)”的問題,做了如下實(shí)驗(yàn):

甲同學(xué)用坩堝夾住一小塊鋁箔(箔厚約0.1mm),在酒精燈上加熱至熔化(如右圖所示),輕輕晃動,觀察到的現(xiàn)象是:鋁箔熔化,失去了光澤,熔化的鋁并不滴落,好像有一層膜兜著。

乙同學(xué)另取一塊鋁箔,用砂紙仔細(xì)打磨,除去表面的保護(hù)膜,再用坩堝鉗夾住在酒精燈上加熱至熔化,觀察到的現(xiàn)象與甲仍相同,其原因是                        。

丙同學(xué)積極改進(jìn)實(shí)驗(yàn),終于觀察到鋁在空氣中燃燒,他的實(shí)驗(yàn)方案是                                      。

(3)能源問題是人們關(guān)心的熱點(diǎn),有人提出用金屬鋁作燃料,這真是一種大膽而新穎的設(shè)想。試對用鋁作為民用新型能源的可能性和現(xiàn)實(shí)性發(fā)表你的看法                 

                                                                         。

(4)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,也有人說“21世紀(jì)將是鈦的世紀(jì)”。

①二氧化鈦在現(xiàn)代社會里有廣泛的用途,它的產(chǎn)量是一個國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的標(biāo)志。我國至今產(chǎn)量不足,尚需進(jìn)口二氧化鈦!傲蛩岱ā鄙a(chǎn)二氧化鈦的原料是鈦鐵礦(主要成分是:FeTiO3,還含有少量Mn、Zn、Cr、Cu等重金屬元素及脈石等雜質(zhì)),主要生產(chǎn)流程是:

⑴將鈦鐵礦與濃H2SO4煮解:    FeTiO3+2H2SO4(濃)===TiOSO4+FeSO4+2H2O

(硫酸鈦酰)

⑵加水分解硫酸氧鈦:       TiOSO4+(n+1)H2O===TiO2?nH2O+H2SO4

⑶煅燒TiO2?nH2O=△==TiO2+nH2O

“硫酸法”生產(chǎn)TiO2排放的廢液對水體有哪些污染,請指出主要的三點(diǎn):

                                                                  ;

                                                                ;

                                                               。 

 

根據(jù)廢液主要成分,提出一種處理上述廢水的方法。

 

                                                                 

②某化學(xué)興趣小組對Mg、Ti、Cu三種金屬的金屬活動性順序進(jìn)行探究。

提出假設(shè):a. Ti金屬活動性比Mg強(qiáng);b. Mg 金屬活動性比Cu強(qiáng)。

查閱資料:在相同條件下,金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的速度快,則該金屬活動性越強(qiáng)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計:同溫下,取大小相同的這三種金屬薄片,用砂布將表面擦光亮,分別投入等體積等濃度的足量稀鹽酸中反應(yīng),觀察現(xiàn)象。

填寫下表中的有關(guān)現(xiàn)象和結(jié)論:

 

Ti

Mg

Cu

與鹽酸

反應(yīng)現(xiàn)象

放出氣泡

速度緩慢

放出氣泡

速度快

 

結(jié)論

原假設(shè)中          不正確(填“a”,“b”,或“ab”),

   理由                                             

三種金屬的金屬活動性順序?yàn)開_______>_______>_______

 

    (1)鋁很活潑,冶煉困難。

(2)磨去氧化膜的鋁箔在空氣中又很快地生成一層新的氧化物保護(hù)膜。

     將鋁粉撒到酒精燈火焰上。

    (3)鋁跟氧氣或空氣在一定條件下燃燒時,會放出大量的熱,若合理利用,作為一種能源是可能的。但把鋁作為民用新型能源,目前還不太現(xiàn)實(shí)。建議從鋁的礦產(chǎn)資源、鋁的冶煉、鋁燃燒放出的熱量、鋁燃燒的條件、燃燒容器等方面去考慮。

    (4)①a  廢液呈強(qiáng)酸性,會使接受廢水的水體繁榮pH明顯減少  b因廢液中含有Fe2+,排入水體應(yīng)發(fā)生如下的反應(yīng):Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,O2+2H2O+4Fe(OH)2=4Fe(OH)3,消耗水體中的OH-,使水體pH減少。C  Mn2+、Zn2+、Cr3+等種金屬離子排入水體造成對水體重金屬污染,使水體生物絕跡。

可以加廢鐵屑與廢液中的H2SO4反應(yīng),以制備FeSO4••7H2O,消除對水體的污染。

②沒有氣泡放出;a;與酸反應(yīng),Mg放出氣泡速度比Ti的快;Mg>Ti >Cu

3.江蘇東部沿岸海灘平緩,多細(xì)沙,日照時間長,因此不少鹽場均集中于此。試回答下列問題:

⑴制海鹽方法如下:海水漲潮時,將海水引入鹽田,等落潮時,再用日曬的方法,待鹽田水分蒸發(fā)到一定程度時,再撒入食鹽顆粒(稱為晶種),食鹽晶體即從飽和溶液中析出。請說明獲得食鹽晶體的原理。

日照時間長,水分蒸發(fā)快。

⑵以食鹽為主要原料可以制備純堿。試用化學(xué)方程式表示其制備過程

NaCl+CO2+H2O+NH3=NaHCO3+NH4Cl,2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O

⑶氯堿化工廠制得的燒堿中含有少量氯化鈉(假設(shè)不含其他雜質(zhì)),用中和滴定法設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)方案以測定樣品中燒堿和氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。試劑是0.1000mol/L鹽酸溶液、酚酞溶液和儀器是50mL的酸式滴定管、錐形瓶。其實(shí)驗(yàn)的主要步驟是                  、

              、                  。所得NaCl的濃度是:                       

稱量、溶解、滴定

⑷工業(yè)上用電解法制備金屬鈉,電解槽如圖所示。電解槽的外殼是鋼,內(nèi)部襯以耐火磚。槽中有石墨陽極的鑄鋼陰極,電極間隔4cm。電解液為熔融的NaCl和CaCl2,含40%NaCl和60%CaCl2,電解時操作溫度約為580℃,金屬鈉和鈣在陰極產(chǎn)生,浮在融鹽浴上并經(jīng)垂直管上升流入收集器,回答下列問題:

①已知NaCl的熔點(diǎn)為803℃,電解時實(shí)際操作溫度為580℃左右,降低電解操作溫度有兩個優(yōu)點(diǎn),這兩個優(yōu)點(diǎn)是                                       。

②工業(yè)上一般不采用電解熔融氯化鉀來制備金屬鉀,而是采用熱還原法來制備。在850℃用金屬鈉來原KCl反應(yīng)如下:Na(液)+KCl(液)= 850℃==NaCl(液)+K(氣)

工業(yè)上應(yīng)采用哪些措施才能使反慶向正反應(yīng)方向移動?                          。

①降低能耗和減少產(chǎn)品被污染、可以降低電解生成的金屬在在共熔體中的溶解的量,有利于產(chǎn)品的分離。②不斷的分離出鉀的蒸汽并冷凝。

例如.鋅鋇白(BaSO4和ZnS的混合物)在油漆、橡膠、造紙、陶瓷等工業(yè)中有廣泛用途,ZnS是難溶于水的白色化合物。某化工廠用重晶石為原料制備鋅鋇白,反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量廢氣(主要成分為CO2、CO及少量SO2和硫蒸汽等),為防止空氣污染并提高原料利用率,生產(chǎn)采用下述工藝流程:

請根據(jù)上述流程回答下列問題:

⑴重晶石的化學(xué)式為         ,鋅鋇白可用于調(diào)制           色和淺色油漆。

⑵處理過程(a)的步驟為:①            ②洗滌;③            。

⑶設(shè)備1的名稱是              

A.氧化爐     B.沸騰爐   C.冷卻分離塔     D.吸收塔    E.合成塔

⑷設(shè)備2中所用的洗滌劑可以是                      

A.NaOH溶液    B.H2SO4溶液  C.NaHCO3溶液    D.CaCl2溶液

寫出在設(shè)備2中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:

                                                                      ,

                                                                      。

⑸寫出CO與重晶石反應(yīng)的主要化學(xué)方程式                                 。

⑹制備過程中得到的硫磺,除了可用來制硫酸外,其他的用途為                 ,                  (至少寫兩種)。

⑴BaSO4、白⑵BaS中S2在水中水解,即存在S2+H2OHS+OH,加入ZnSO4生成難溶于水的ZnS,故上述平衡逆向移動,從而生成ZnS和BaSO4固體混合物。⑶①過濾②干燥⑷c、a  SO2+2OH=SO32+H2O,CO2+2OH_=CO32-+H2O⑸火藥  橡膠

例如.已知a、e、I為三種由短周期元素構(gòu)成的粒子,它們都有10個電子,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:

粒子代碼

   a

  e 

  I

原子核數(shù)

  單核

兩核

四核

粒子的電荷數(shù)

一個單位正電荷

 一個單位負(fù)電荷

0


 物質(zhì)A由a、e 構(gòu)成, B、C、D、K都是單質(zhì),各有關(guān)物質(zhì)之間的相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示,反應(yīng)①--⑤ 都是用于工業(yè)生產(chǎn)的反應(yīng),⑥、⑦反應(yīng)中個別產(chǎn)物在圖中略去。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:B       ,J       。

(2)寫出下列反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式:

H+E(溶液)→M                                                          ,

F + G →A + B + C                                                          ;

(3)E(溶液)能與I以1:2的物質(zhì)的量之比反應(yīng)生成N、F和G,N中各原子均已達(dá)到惰性氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),寫出N的結(jié)構(gòu)式            ;

(4)L是由3種元素構(gòu)成的分子,能與I以1:2的物質(zhì)的量之比反應(yīng)生成尿素CO(NH2)和物質(zhì)H,寫出L的電子式            ;

(5)反應(yīng)③用于工業(yè)生產(chǎn)它應(yīng)在               進(jìn)行(填設(shè)備名稱);反應(yīng)④用于工業(yè)生產(chǎn)時為了防止B和C混合反應(yīng)產(chǎn)生危險,所使用的一種特殊材料的名稱為             ,在該工業(yè)生產(chǎn)中它具有的特殊的性質(zhì)是                               。

(6)實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)反應(yīng)④的過程如下圖所示,標(biāo)況下,當(dāng)電極上產(chǎn)生112mL B氣體時(假設(shè)氣體完全逸出,溶液體積不變),燒杯中溶液的pH=      。

20.(方程式每個2分,其余每空1分,共12分)

(1)       Cl2   NO

(2)       H + ClO- = HClO

2 Cl- + 2H2O = Cl2 + H2 + 2OH-

 (3)  略        (4)略

(5) 合成塔,離子交換膜,只允許陽離子通過,阻止陰離子和氣體通過

(6)13    

 


同步練習(xí)冊答案