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-1 KMnO4标准溶液进行滴定，并记录实验的结果如下表：

组次1234

V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Fe x O y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-1 Fe4O5

【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

1.60

160/

g

g mol

=0.01mol，故X中含有0.02 molFe3+，质

量为0.02 mol56g/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

6.99g

233/g mol

=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

2.87g 14

3.5/g mol =0.02mol ，故可推知X 中含有0.02molCl -，质量为0.02 mol 35.5g /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0.02 mol ，且质量为2.15g-1.12g-0.71g=0.32g ，则摩尔质

量为

0.32g 0.02mol

=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Fe 3+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Fe 3+；

（3）黄色溶液中加入铜片，铜片表面被腐蚀，反应生成Fe 2+和Cu 2+，对应的离子方程式是：2Fe 3+ + Cu= 2Fe 2+ + Cu 2+；

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KMnO 4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5Fe 2+ + MnO 4-+ 8H +=5Fe 3+ + Mn 2+ +4H 2O 可知，待测液中c(Fe 2+)

=2332.00010/20.0010/50.1000/20.0010/mol L mL L mL mol L mL L mL

---⨯⨯⨯⨯=⨯； （6）黑色固体中含有的Fe 2+物质的量为0.1000/0.10.01mol L L mol ⨯=,铁的总物质的量为0.02 mol ，则n(Fe 2+) : n(Fe 3+) =0.01 mol: 0.01 mol=1:1，该黑色固体的化学式用Fe x O y 形式表示，根据化合物各元素化合价代数和为0，则有

23222

x x y ⨯+⨯=，得x:y=4:5，Fe x O y 可表示为Fe 4O 5。

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↓+2HCl Cu3N 3Cu + 8H++2NO3－

=3Cu2++2NO↑+4H2O 4Na2FeO4 +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。