专题15 元素及其化合物知识的综合应用

1．【2018天津卷】下图中反应①是制备SiH4的一种方法，其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题：

（1）MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序（H除外）：_________________________，Mg在元素周期表中的位置：_____________________，Mg(OH)2的电子式：____________________。

（2）A2B的化学式为_______________。反应②的必备条件是_______________。上图中可以循环使用的物质有_______________。

（3）在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_______________（写化学式）。 （4）为实现燃煤脱硫，向煤中加入浆状Mg(OH)2，使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物，写出该反应的化学方程式：_______________。

（5）用Mg制成的格氏试剂（RMgBr）常用于有机合成，例如制备醇类化合物的合成路线如下：

-

依据上述信息，写出制备所需醛的可能结构简式：_______________。

【答案】 r(H)

电解 NH3，NH4Cl SiC 2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O CH3CH2CHO，CH3CHO 【解析】

+2+3––

Mg2Si 熔融，

1

为；（2）根据流程图，以及元素守恒，A2B中含有Si和Mg，即化学式为Mg2Si；

反应②为电解熔融状态的MgCl2得到金属镁，即必备的条件是熔融和电解；根据流程可以循环使用的物质为NH3和NH4Cl；（3）在一定条件下，由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料，该耐磨材料一定有Si和C，考虑到课本中介绍了碳化硅的高硬度，所以该物质为SiC；（4）煤燃烧产生SO2，SO2与Mg(OH)2反应：Mg(OH)2＋SO2=MgSO3＋H2O，MgSO3中S被氧气氧化，其反应是2MgSO3＋O2=2MgSO4，因此总反应为2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O；（5）根据流程图，推出所需的醛是CH3CH2CHO或CH3CHO； 考点定位：考查微粒半径大小比较、化学用语的考查、结构简式的推断等知识。

【试题点评】思路点拨：（5）问，比较新颖，考查了一道有机物试题，涉及有机物结构简式的推断，根据流程，格氏试剂与醛基反应，醛基中C=O一个键发生断裂，O原子转化成－OH，RMgX中的－R与羰基上碳原子连接，因此推出醛应为CH3CH2CHO和CH3CHO。

2．【2018江苏卷】碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为（2?x）Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O

2[（1?x）

Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑生成物（1?x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。

（1）制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高x值的方法有___________________。 （2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中，溶液的pH___________（填“增大”、“减小”、“不变”）。 （3）通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：

①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL，加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300 g。

②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL，稀释至25 mL，加入0.1000 mol·LEDTA标准溶液25.00 mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000 mol·LCuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO4标准溶液20.00 mL（已知Al、Cu与EDTA反应的化学计量比均为1∶1）。 计算（1?x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值（写出计算过程）。 【答案】（1）适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率 （2）减小

3+

2+

?1

?1

（3）25mL溶液中：n(SO4)= n(BaSO4) =2.5 mL溶液中：

2?

=0.0100 mol

?1

n(Al3+) = n(EDTA)?n(Cu2+)=0.1000 mol·L?1×25.00 mL×10?3L·mL?1?0.08000 mol·L×20.00 mL

2

×10L·mL=9.000×10mol 25 mL溶液中：n(Al)=9.000×10mol 1 mol (1?x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中

3+

?3

?3 ?1?4

n(Al3+)=(2?x)mol；n(SO42?)=3(1?x)mol

x=0.41

【解析】

2.5 mL溶液中：n（Al） = n（EDTA）?n（Cu）=0.1000 mol·L×25.00 mL×10L·mL?0.08000 mol·L

3+

2+

?1

?1

?3

?1

×20.00 mL×10L·mL=9.000×10mol

3+

?3

?3 ?1?4

25 mL溶液中：n（Al）=9.000×10mol

1 mol （1-x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中n（Al）=（2-x）mol；n（SO4）=3（1-x）mol

3+

2-

==，解得x=0.41。

考点定位：本题以碱式硫酸铝溶液的制备原理为背景，考查反应原理的理解、反应条件的控制和有关化学式的计算。

【试题点评】思路点拨：①向硫酸铝溶液中加入CaCO3生成碱式硫酸铝溶液，根据平衡移动原理进行分析，CaCO3的作用是调节pH促进Al水解，同时将SO4转化为CaSO4沉淀；②理解溶液中的离子反应与实验滴定方法的定量计算，理清物质间的计量关系。

3．【2017北京卷】SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。 （1）SCR（选择性催化还原）工作原理：

3+

2-

① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：____________。 ② 反应器中NH3还原NO2的化学方程式：____________。

3