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.
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
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