2022屆高考化學二輪復習 綜合題提能練（三）（含解析）共3大題,共43分,每個題考生都必須作答。26.(15分)三氯化磷(PCl3)是一種用于有機合成的重要催化劑。已知:紅磷與少量Cl2反應生成PCl3,與過量Cl2反應生成PCl5。PCl3遇O2會生成POCl3(三氯氧磷),POCl3溶于PCl3,PCl3遇水會強烈水解。PCl3、POCl3的熔沸點見下表。物質熔點/沸點/PCl3-11275.5POCl32105.3請回答下面問題:(1)選用下圖所示發(fā)生裝置制備氯氣。你選用的裝置是,反應的離子方程式為   。 (2)實驗室常用如圖所示裝置制取PCl3。玻璃管之間的連接需要用到橡皮管,連接的方法是先把 ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。B中所盛試劑是,F中堿石灰的作用是 。實驗時,檢查裝置氣密性后,向D裝置的曲頸瓶中加入紅磷,打開K3通入干燥的CO2,一段時間后,關閉K3,加熱曲頸瓶至上部有黃色升華物出現(xiàn)時通入氯氣,反應立即進行。通干燥CO2的作用是,C裝置中的K1、K2的設計也出于類似的目的,為了達到這一實驗目的,實驗時與K1、K2有關的操作是 。 (3)實驗制得的粗產品中常含有POCl3、PCl5等。加入紅磷加熱除去PCl5,加入紅磷時發(fā)生反應的化學方程式為,然后通過  (填實驗操作名稱),即可得到較純凈的PCl3。(4)通過下面方法可測定產品中PCl3的質量分數:迅速稱取1.00 g產品,加水反應后配成250 mL溶液;取以上溶液25.00 mL,向其中加入10.00 mL 0.100 0 mol/L碘水(足量),充分反應;向所得溶液中加入幾滴淀粉溶液,用0.100 0 mol/L的Na2S2O3溶液滴定;重復、操作,平均消耗0.100 0 mol/L Na2S2O3溶液8.00 mL。已知:H3PO3+I2+H2OH3PO4+2HI,I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6,根據上述數據,假設測定過程中沒有其他反應,該產品中PCl3的質量分數為 。27.(14分)某工廠生產硼砂過程中產生的固體廢料,主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下:沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH4.73.29.710.411.2部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見上表。(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有  (要求寫出兩條)。 (2)濾渣的主要成分有 。(3)從濾液中可回收利用的主要物質有。(4)若最終得到的氯化鎂溶液中,c(Mg2+)=0.02 mol·L-1,加入雙氧水和磷酸(設溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?   (列式計算)。 FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10-22、1.0×10-24。(5)Mg(ClO3)2在農業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復分解反應制備:MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl。已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如圖所示:將反應物按化學反應方程式計量數比混合制備Mg(ClO3)2。簡述可制備Mg(ClO3)2的原因:      。 按中條件進行制備實驗。在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中,常伴有NaCl析出,原因是   。 除去產品中該雜質的方法是 。28.(14分)燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一,霧霾天氣肆虐給人類健康帶來了嚴重影響,化學在解決霧霾污染中發(fā)揮了重要作用。(1)煤燃燒產生的煙氣中含有氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867 kJ·mol-12NO2(g)N2O4(g)H=-56.9 kJ·mol-1H2O(g)H2O(l)H=-44.0 kJ·mol-1寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式:。 反應CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),在恒溫恒容容器中達到平衡,下列敘述不能作為判斷該反應達到平衡狀態(tài)標志的是 。 a.容器中的壓強不變b.混合氣體的密度不變c.2v正(NO2)=v逆(N2)d.c(CH4)=c(N2)(2)CO、CO2是火力發(fā)電廠及汽車尾氣的主要成分,為減少對環(huán)境造成的影響,采用以下方法將其資源化利用。以CO為電極燃料,以熔融K2CO3為電解質,和O2組成燃料電池。請寫出該電池的負極電極反應式:。 在鋁礬土作催化劑、773 K條件下,3 mol CO與1.5 mol SO2反應生成3 mol CO2和0.75 mol硫蒸氣,該反應可用于從煙道氣中回收硫,寫出該反應的化學方程式: 。 在汽車的排氣管上增加一個補燃器,并不斷補充O2使其濃度保持為4.0×10-4 mol·L-1,發(fā)生反應2CO(g)+O2(g)2CO2(g)。某溫度下測得汽車尾氣中CO、CO2氣體的濃度分別為2.0×10-6 mol·L-1、4.0×10-4 mol·L-1,則該條件下反應的平衡常數K=。 26.解析:(1)如果選用裝置,可以用酸性高錳酸鉀溶液與濃鹽酸反應生成氯化鉀、氯化錳、氯氣和水,反應的離子方程式為2Mn+10Cl-+16H+2Mn2+5Cl2+8H2O;如果選用裝置,可以用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應制備氯氣,生成氯化錳、氯氣和水,反應的離子方程式為MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(2)玻璃管之間的連接需要用到橡皮管,連接的方法是:先把玻璃管口用水潤濕,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。PCl3遇水會強烈水解,因此氯氣必須干燥,B中所盛試劑是濃硫酸,吸收水蒸氣;由于氯氣有毒,污染環(huán)境,F中堿石灰的作用是吸收多余的Cl2,同時防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶與PCl3反應。根據題給信息可知,PCl3遇O2會生成POCl3,遇水會強烈水解,所以通干燥CO2的作用是排盡裝置中的空氣,防止PCl3與O2反應;C裝置中的K1、K2的設計也出于類似的目的,具體操作為:先關閉K1,打開K2,等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后,打開K1,關閉K2。(3)PCl5與紅磷發(fā)生加成反應生成PCl3,反應的化學方程式為3PCl5+2P5PCl3;利用PCl3與POCl3均為液體,沸點不同,采用蒸餾的方法進行分離提純。(4)根據題給信息可知,滴定實驗涉及關系式為PCl3H3PO3I2和2Na2S2O3I2,滴定多余I2消耗的Na2S2O3的物質的量為0.100 0 mol/L×8.000×10-3 L=8.000×10-4 mol,則25.00 mL溶液中含有PCl3的物質的量為0.100 0 mol/L×10.00×10-3 L-8.000×10-4 mol×=6.000×10-4 mol,故25.00 mL溶液里含有PCl3的質量為6.000×10-4 mol×137.5 g/mol=0.082 50 g,則250 mL溶液中,含有PCl3的質量為0.825 0 g,產品中PCl3的質量分數為×100%=82.50%。答案:(1)(或)2Mn+10Cl-+16H+2Mn2+5Cl2+8H2O(或MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O)(2)玻璃管口用水潤濕濃硫酸吸收多余的Cl2,防止空氣中的水蒸氣進入燒瓶與PCl3反應排盡裝置中的空氣,防止PCl3與O2反應先關閉K1,打開K2,等B中溶液上方充滿黃綠色氣體后,打開K1,關閉K2(3)3PCl5+2P5PCl3蒸餾(4)82.50%27.解析:MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3能與硫酸反應,生成MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3、H2SiO3,其中CaSO4微溶、H2SiO3不溶,形成濾渣;濾液中含有MgSO4、Al2(SO4)3 和Fe2(SO4)3,向濾液中加入NaOH溶液,調節(jié)pH至5.5時,Fe3+和Al3+已經完全沉淀,濾渣的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH)3;濾液中含有MgSO4、Na2SO4,向濾液中加入NaOH并調節(jié)濾液的pH為12.5,鎂離子生成Mg(OH)2沉淀,過濾得到濾液Na2SO4溶液,濾渣氫氧化鎂,再經過一系列反應得到氯化鎂。(1)“浸出”步驟中,升高溫度、攪拌、增大反應物接觸時間都能提高鎂的浸出率,所以為了提高鎂的浸出率,可以采用升高溫度、攪拌、多次浸取等方法。(2)濾渣為鐵離子、鋁離子形成的氫氧化物沉淀,所以濾渣的成分為Fe(OH)3、Al(OH)3。(3)濾液中的溶質含有硫酸鈉,所以可以回收利用的物質為Na2SO4。(4)Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,由Ksp(FePO4),可知c(P)= mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1,QMg3(PO4)2=()3×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<KspMg3(PO4)2=1.0×10-24,則無Mg3(PO4)2沉淀生成。(5)反應MgCl2+2NaClO3Mg(ClO3)2+2NaCl,類似于用NaNO3和KCl制備KNO3;NaNO3+KClKNO3+NaCl。在降溫的過程中,Mg(ClO3)2的溶解度不斷減小,從溶液中析出,相同溫度時氯化鈉的溶解度最小,因此在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中一定會析出氯化鈉,所以在生成Mg(ClO3)2的過程中NaCl也不斷生成;通過重結晶的方法提純析出晶體。答案:(1)適當提高反應溫度、攪拌、增加浸出時間、過濾后向濾液中加過量稀硫酸(多次浸取)(任選兩條)(2)Al(OH)3、Fe(OH)3(3)Na2SO4(4)Fe3+恰好沉淀完全時,c(P)=mol·L-1=1.3×10-17 mol·L-1,c3(Mg2+)×c2(P)=(0.01)3×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<KspMg3(PO4)2,因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀(5)NaCl的溶解度隨溫度的變化小,而Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度的變化大,因此將混合溶液加熱,蒸發(fā)濃縮時NaCl先析出,然后趁熱過濾,再冷卻結晶得到Mg(ClO3)2降溫前,溶液中NaCl已飽和;降溫過程中,NaCl溶解度降低,會少量析出重結晶28.解析:(1)a.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867 kJ·mol-1;b.2NO2(g)N2O4(g)H=-56.9 kJ·mol-1;c.H2O(g)H2O(l)H=-44.0 kJ·mol-1,根據蓋斯定律,由a-b+2c即得CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式:CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)H=-898.1 kJ·mol-1;反應CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),由于反應前后氣體的物質的量不同,因此容器中的壓強不變反應即達到平衡;由氣體質量有變化、容積不變,則混合氣體的密度不變能說明反應達到平衡;=,不等于化學計量數之比,不能說明反應達到平衡;c(CH4)=c(N2)不一定達到平衡,c、d符合題意。(2)CO在負極失去電子,與碳酸根離子結合生成二氧化碳,負極電極反應式為CO-2e-+C2CO2;由物質的量之比等于化學計量數之比,根據質量守恒可寫出此反應:4CO+2SO24CO2+S2;該條件下反應的平衡常數K=1.0×108。答案:(1)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)H=-898.1 kJ·mol-1cd(2)CO-2e-+C2CO24CO+2SO24CO2+S21.0×108