高考化学代表性综合大题

1、四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料，由钛铁矿（主要成分是FeTiO3）制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题：

（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生。

2Fe3＋＋Fe === 3Fe2＋

2TiO2＋(无色) ＋Fe＋4H＋=== 2Ti3＋(紫色) ＋Fe2＋＋2H2O

Ti3＋(紫色) ＋Fe3＋＋H2O ===TiO2＋(无色) ＋Fe2＋＋2H＋

（2）在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2·n H2O溶胶，该分散质颗粒直径大小在_____________范围。

（3）若把③中制得的固体TiO2·n H2O用酸清洗除去其中的Fe (OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，

,该温度下反应Fe (OH)3＋3H＋Fe3＋＋H2O的平衡常数K=_____________。（4）已知：TiO2 (s) ＋2 Cl2 (g)=== TiCl4(l) ＋O2(g) △H=+140KJ·mol-1

C(s) ＋O2(g)=== 2CO(g) △H=—221KJ·mol-1

写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_____________。

（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_____________（只要求写出一项）。

（6）依据右表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4 ，可采用_____________方法。

2、某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：

CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2CH2OH；

CO的制备原理：HCOOH CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如图）。

请填写下列空白：

⑴实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯，写出化学反应方程式：，。

⑵若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是，

。c和d中盛装的试剂分别是，。若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。

⑶制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序

是（填序号）。

①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水④无水CuSO4⑤品红溶液

⑷合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是。

a.低温、高压、催化剂

b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂

d.适当的温度、常压、催化剂

⑸正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品。为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO3（饱和）RCH(OH)SO3Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇 118℃，并设计出如下提纯路线：

粗品滤液有机层 1-丁醇、乙醚纯品

试剂1为，操作1为，操作2为，操作3为。

3、CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：

⑴向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现

象：、。

⑵如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是，除去这种杂质的实验操作称为。

⑶已知：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+ Na2SO4

称取0.1000 g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中，加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则0.1000 g该试样中含CuSO4·5H2O g。

⑷上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用。

在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝线所对应的刻度。

⑸如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：

①②加水溶解③加氯化钡溶液，沉淀④过滤（其余步骤省略）

在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是

⑹如果1.040 g提纯后的试样中含CuSO4·5H2O的准确值为1.015 g，而实验测定结果是l.000 g 测定的相对误差为。

4、四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣（主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3,Ti的最高化合价为+4）作

原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：w_w w. k#s5_u.c o*m

请回答下列问题：w_w w. k#s5_u.c o*m

（1）硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是____________________________________。

（2）向滤液I中加入铁粉，发生反应的离子方程式为：_________________________、

_______________________________________。

（3）在实际生产过程中，向沸水中加入滤液Ⅲ，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用：_______________________________________________。

过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、___________、______________、_______________________（填化学式），减少废物排放。

（4）A可用于生产红色颜料（Fe2O3）,其方法是：将556a kgA（摩尔质量为278 g/mol）溶于水中，加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体；再向红褐色胶体中加入3336b kg A和112c kg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完成后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料。若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料_______________________kg。

5、某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A12 03，还含有Si02及铁的氧化物)提取氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：

(1)实验室中制取CO2时，为了使反应随开随用、随关随停，应选用下图中的装置

(填字母代号)。

(2)在过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有；

洗涤沉淀的操作是

(3)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品，若制备等量的氢氧化铝，请你从药品用量最少的角度出发，设计出最佳实验方案(方案不必给出)，写出此方案中发生反应的离子方程式：

此方案中所用药品的物质的量之比是：= 。

(4)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究：取少量固体，加入过量稀硝酸，

加热溶解；取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出，铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由。

6、某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙（Ca3N2），并探究其实验式。

（1）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是。

（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是。

（3）制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞K并通入N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，；

④拆除装置，取出产物。

（4）数据记录如下：

①计算得到实验式Ca x N2,其中x= .

②若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据：。

7、要提纯下列物质（括号内物质为杂质），实验操作最合理的是（）

A．CO2（SO2）：通入盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶

B．溴苯（Br2）：加入KI溶液，充分反应后，弃去水溶液

C．己烷（己烯）：加入足量的溴水，充分振荡，静置分层后分离

D．乙酸乙酯（苯酚）：加入NaOH溶液，振荡、静置分层后，除去水层

二、综合题

（每空？分，共？分）

8、臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。

（1）O3与KI溶液反应生成的两种单质是___________和_________．（填分子式）

（2）O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如题29表所示。已知：O3的起始浓度为0．0216 mol/L。

①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是___________．

②在30°C、pH=4．0条件下，O3的分解速率为__________ mol/（L·min）。

③据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为______．（填字母代号） a．40°C、

pH=3．0 b．10°C、pH=4．0 c．30°C、pH=7．0

（3）O3 可由臭氧发生器（原理如题29图）电解稀硫酸制得。

①图中阴极为_____（填“A”或“B”），其电极反应式为_____．

②若C处通入O 2 ，则A极的电极反应式为_____．

③若C处不通入O 2 ，D、E处分别收集到L和有L气体（标准情况），则E处收集的气体中O 3 所占的体积分数为_____．（忽略O 3 的分解）。

参考答案

一、实验,探究题

1、（1）使Fe3＋还原为Fe2＋；生成Ti3＋保护Fe2＋不被氧化。

（2）10－9~10－7m（或其它合理答案）；

（3）

（4）TiO2 (s) ＋2C(s) ＋Cl2 (g)=== TiCl4(l) ＋2CO(g) △H=—81KJ·mol-1

（5）蒸馏（或分馏或精馏）

2、⑴Zn+2HCl ZnCl2+H2↑CH3CH=CH2↑+H2O

⑵恒压防倒吸 NaOH溶液浓H2SO4分液漏斗、蒸馏烧瓶

⑶④⑤①②③（或④⑤①③②）⑷b ⑸饱和NaHSO3溶液过滤萃取蒸馏

解析：⑴制备氢气选用锌粒和稀盐酸，反应方程式见答案；制备丙烯选用2-丙醇和浓硫酸，反应方程式见答案。⑵在题给装置中，a的作用保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等，以保证分液漏斗内的液体能顺利加入烧瓶中；b主要是起安全瓶的作用，以防止倒吸；c为除去CO中的酸性气体，选用NaOH溶液，d为除去CO中的H2O，试剂选用浓硫酸；若用题给装置制备H2，则不需要酒精灯。⑶检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时，应首先选④无水CuSO4检验水蒸气，然后用⑤品红溶液检验SO2，并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2；然后用③石灰水检验CO2，用②酸性KMnO4溶液检验丙烯。⑷题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，选b。⑸见答案。

3、答案：⑴溶液呈蓝色、有红棕色气体产生⑵Cu(NO3)2，重结晶⑶0.0980 ⑷标准盐酸溶液润洗2-3次粗细交界点⑸称取样品；在上层清液中继续滴加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生

⑹-1.5%(-1.48% )

4、 (1) 或

(2)

(3) 加水促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低浓度促进钛盐水解

(4)

解析：本题属于化工生产流程题。（1）考查酸的通性，可以与金属氧化物反应，又知道TI的化合价，可以写出化学方程式。（2）加入浓硫酸后，浓硫酸可以氧化亚铁离子，再加入铁粉，铁粉可以还原铁离子。除此外，铁粉还可以与溶液中的H+反应、（3）考查了影响盐类水解的因素。（4）考虑最后溶质是只有硫酸钠和硫酸铁，根据开始加入A 为2a×103mol加入适量氢氧化钠溶液恰好完全反应.,说明加入氢氧化钠的物质的量为4a×103mol，后来又加入12b ×103mol的A，和2c×103mol的铁。根据电荷守恒，溶质中硫酸钠消耗硫酸根离子为2a×103mol，。而溶液中加入的硫酸根离子物质的量共计为（2a+12b）×103mol,这样剩下的硫酸根就与铁离子结合。可知消耗铁离子为8b×103mol,

根据铁元素守恒。nFe=(2a+4b+2c) ×103mol,n Fe2O3=(a+2b+c) ×103mol,计算得mFe2O3=kg. 5、

6、【命题意图】考查考生化学实验基本操作技能和处理问题的能力，以及对试验结果进行计算和误差分析判断的能力

【答案】（1）关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热。冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好。

（2）防止反应过程中空气进入反应管；便于观察N2的流速

（3）熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入N2，并关闭活塞K。

（4）①2.80

②O2和N2分别与等量的Ca反应，生成CaO的质量高于Ca3N2。若通入的N2中混有少量的O2，会导致计算出n(N)偏大，所以n(Ca)/n(N)<3/2，即x<3。

【解析】（1）见答案；（2）要保证整个装置不能混入其他气体；（3）一定要使玻璃管冷却后再停止通入气流；（4）要确定X值必须求出钙和氮的原子个数比根据题目给的数据可做如下计算①m(Ca)=(15.08-14.80)g=0.28g，

m(N)= (15.15-15.08)g=0.07g，则n(Ca)：n(N)= ：=7：5，则x=；②若通入的N

2中混有少量O2，则产物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中钙的质量分数为81.08，CaO中钙的质量分数为71.43，所以产物中混有了CaO会导致钙的质量分数减小，x的值偏小。

【考点分析】考查学生化学实验基本操作技能和处理问题的能力，以及对实验结果进行计算和误差分析判断的能力。

7、A

二、综合题

8、（1）I2、O2

（2）①OH—；

②1.00×10—4

③b、a、c

（3）①A；2H++2e—=H2↑

②O2+4H++4e—=2H2O

③（x-2y）/y