上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-18氧化还原反应（5）

这是一份上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-18氧化还原反应（5），共33页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，工业流程题，原理综合题，结构与性质，实验题，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。
上海高考化学三年（2020-2022）模拟题分类汇编-18氧化还原反应（5）

一、单选题
1．（2022·上海·模拟预测）已知3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。下列判断正确的是
A．N元素的化合价降低 B．NH3被还原
C．消耗0.3 mol CuO转移0.6 NA个电子 D．CuO是还原剂
2．（2022·上海崇明·统考二模）下列物质不能通过化合反应制得的是：
A．FeCl2 B．NaHCO3 C．Al（OH）3 D．Fe（OH）3
3．（2022·上海嘉定·统考二模）向一定质量FeCl2和CuCl2的混和溶液中逐渐加入足量的锌粒，下列图象不能正确反映对应关系的是
A． B． C． D．
4．（2022·上海嘉定·统考二模）O2F2可以发生反应：H2S+4O2F2=SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是
A．氧气是氧化产物
B．O2F2既是氧化剂又是还原剂
C．若生成4.48 L HF，则转移0.8 mol电子
D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：4
5．（2021·上海·统考二模）向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是
A．Cu2+是H2O2分解反应的催化剂
B．Cu2+将H2O2还原为O2
C．H2O2既表现氧化性又表现还原性
D．发生了反应：Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O
6．（2021·上海浦东新·统考二模）不能使溴水褪色的气体是
A． B． C． D．
7．（2021·上海浦东新·统考二模）在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中，加入足量的稀硫酸，充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是
A．若X中含有铁，则反应时一定有气泡
B．若向Y中滴入KSCN溶液显红色，则X中无铁
C．Y一定能使高锰酸钾溶液褪色
D．Y中滴入NaOH溶液，一定有沉淀产生
8．（2021·上海徐汇·统考二模）S2Cl2常用于制作橡胶的粘结剂，S2Cl2分子中各原子最外层均有8个电子，S2Cl2遇水会产生淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体，下列说法正确的是
A．S2Cl2可使品红溶液褪色
B．S2Cl2只做还原剂
C．S2Cl2结构式为Cl-S-Cl-S
D．1mol S2Cl2与水完全反应，转移电子的个数为2NA
9．（2021·上海徐汇·统考二模）露置于空气不易因氧化而变质的是
A．NaOH B．Na2SO3 C．KI D．FeCl2
10．（2021·上海嘉定·统考二模）对于铝和烧碱溶液的反应，下列说法错误的是
A．铝是还原剂 B．是氧化剂
C．与是氧化剂 D．氢气是还原产物
11．（2021·上海宝山·统考二模）火法炼铜首先要焙烧黄铜矿(主要成分为CuFeS2，其中Cu、Fe均为+2价)，其反应为：2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2。关于此反应，下列说法错误的是
A．SO2既是氧化产物又是还原产物
B．CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
C．每生成1molCu2S，有4mol硫被氧化
D．每转移1.2mol电子，有0.2mol氧气被还原
12．（2021·上海虹口·统考二模）I-具有还原性，含碘食盐中的碘元素以KIO3的形式存在，I-、I2、IO在一定条件下可以发生如图转化关系，下列说法错误的是

A．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2 > IO> I2
B．用淀粉碘化钾试纸和白醋可检验食盐是否加碘
C．生产等量的碘，反应①和反应②转移电子数目之比为2∶5
D．反应③的离子方程式：3Cl2+ I-+3H2O →6Cl- + IO+6H+
13．（2021·上海静安·统考二模）次磷酸(H3PO2)与磷酸(H3PO4)的正盐性质如下表。正盐NaH2PO2有较强的还原性，可将硝酸银溶液中的Ag+转化为银，此时氧化剂与还原剂物质的量之比为4：1。
化学式
Na3PO4
NaH2PO2
物质类别
正盐
正盐
溶液酸碱性
碱性
中性
关于该氧化还原反应的判断正确的是
A．H3PO2是三元酸
B．反应前后溶液的pH无变化
C．反应的离子方程式为：H2PO+4Ag++2H2O4Ag↓+PO+6H+
D．硝酸银发生还原反应
14．（2021·上海静安·统考二模）反应2Na2S2O3+I2→ 2NaI+ Na2S4O6常用于定量分析。下列相关说法错误的是
A．反应中，每生成1 mol Na2S4O6，就有4 mol 电子发生转移
B．反应中，I2表现了氧化性
C．I2被还原，Na2S4O6是氧化产物
D．Na2S2O3溶液最好即配即用，久置空气易被氧化，可能生成Na2SO4
15．（2021·上海松江·统考二模）丁烷通过盛有炽热氧化铜的反应管，有红色物质生成，说明丁烷具有
A．氧化性 B．还原性 C．不稳定性 D．助燃性

二、多选题
16．（2021·上海浦东新·统考二模）某新型氨氮去除技术中的含氮物质转化关系如图所示。下列说法正确的是

A．过程Ⅰ还需要加入氧化剂
B．过程Ⅱ反应后酸性减弱
C．过程Ⅲ中，参与反应的与的物质的量之比为4∶3
D．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的总反应为：

三、填空题
17．（2021·上海浦东新·统考二模）硅铝合金广泛应用于航空、交通、建筑、汽车等行业。
完成下列填空：
(1)硅原子的结构示意图为___________；比较硅铝的原子半径：r(Si)___________r(Al)(选填：“>”、“＜”或“=”)。硅铝合金中的铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为___________。
(2)氟化铝和氯化铝的熔点分别为1040和194，它们熔点差异大的原因可能是___________。
(3)门捷列夫准确预测了铝、硅下一周期的同主族元素(当时并未被发现)的性质，并将他们分别命名为“类铝”和“类硅”。你据此推断类铝的最外层电子排布式为___________，推断的依据是___________。
(4)制备硅铝合金时，在高温真空炉中发生如下反应：
；；
上述反应的最终还原产物为___________；当有1mol C参加反应时，转移的电子数目为___________。
18．（2021·上海静安·统考二模）氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子，它们的离子半径最小的是___________(填离子符号)，硅元素在元素周期表中的位置是___________。CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物，常温下CO2为气体，SiO2为高熔点固体。请分析原因：___________。
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性H2S___________HCl(选填“”或“=”，下同)；酸性：HClO4___________H2SO4。用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱：___________。
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化，这利用了SO2 的___________性。若将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量，下列表示溶液的pH随通入SO2气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。

已知NaHSO3溶液呈酸性，而HSO既能电离又能水解。则在NaHSO3溶液中c(H2SO3)___________c(SO)(选填“”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水，配平该反应方程式_____
___Na2SO3+____KIO3+____H2SO4_____Na2SO4+____K2SO4+______I2+_____ H2O

四、工业流程题
19．（2021·上海浦东新·统考二模）“绿色化学”是化工生产中的重要理念。下图为利用尿素工厂废气以及磷肥工厂废渣(液)联合生产硫酸铵的工艺流程。

完成下列填空：
(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为___________。已知硫酸铵溶解度变化趋势与氯化钠相似，则从沉淀池中获得产品的操作包含___________、___________、洗涤、烘干等。
(2)流程中体现“绿色化学”理念的设计有___________、___________等。
(3)为在实验室模拟沉淀池中的反应，设计了如图所示的装置，导管a下端连接粗管的目的是___________；导管b下端使用多孔球泡的目的是___________。

可用甲醛法测定所得样品中氮的质量分数。其反应原理可以表示为：
[已知：不与NaOH反应]
实验过程：称取样品1.500g，溶解配制成250mL溶液，取25.00mL样品溶液于锥形瓶中，加入过量的甲醛溶液，摇匀、静置5min后，加入1～2滴甲基橙试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。
(4)终点的判断依据是___________。
(5)已知，消耗氢氧化钠溶液20.00mL，则所得硫酸铵样品中氮的质量分数为___________。(保留4位小数)，实验测得硫酸铵样品中氮的质量分数略高，原因可能是___________。
a.甲醛被氧化                                  b.没有进行平行实验
c.氢氧化钠溶液久置变质                        d.锥形瓶没有用待测液润洗
20．（2021·上海闵行·统考二模）工业上可用NaNO2从含I-的卤水中提取单质碘。流程如下：

(1)酸性条件下，含I-的卤水发生如下反应：+I-+____→NO ↑+I2 +_____，补充完整方程式并配平：_______；当有0.75mol I-参与反应时，在标准状况下产生气体的体积是_______L。
(2)上述反应为什么不选用常见的氧化剂氯气，而选择价格并不便宜的NaNO2，可能原因是___。
(3)从第②步反应后的溶液中提纯I2涉及到的方法可以是____(选填编号)。
a.萃取             b.升华           c.纸层析           d.过滤
(4)在富集碘元素过程中，还使用了NaHSO3溶液。该物质既能水解又能电离，设计实验验证其水解程度和电离程度的相对大小___。

五、原理综合题
21．（2021·上海徐汇·统考二模）自然界中碳、氮、硫的循环是维持生态平衡的重要物质基础。
完成下列填空：
(1)N原子核外未成对电子的电子云空间伸展方向有___________个；CS2的电子式___________。
为了减少CO2的排放，利用CO2和H2在一定条件下可以合成CH3OH，反应的化学方程式为：CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g)，在5L密闭容器中充入1mol CO 2和3mol H2，测得一定时间内混合气体中CH3OH的体积分数φ(CH3OH)与温度的关系如下图所示。

(2)该反应的平衡常数K=___________；若温度为T时，反应10分钟，φ(CH3OH)=30%，则0~10分钟内，CH3OH的平均反应速率 ʋ =___________。
(3)该反应是___________反应(选填“吸热”或“放热”)；其它条件相同时，CH3OH在a点的正反应速率___________ CH3OH在b点的正反应速率(选填“>”、“、 Cu2S
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为
c.生成2.24L(标况下)SO2，转移电子的物质的量是0.8mol
d.被氧化的元素是正一价的Cu和负二价的S
(4)写出反应②中反应物配平后的系数并标出电子转移方向和数目：___________
___________+___________CuS +___________
已知：KMnO4在稀硫酸存在下能将H2O2氧化为O2，KMnO4被还原为；H2O2在前面反应生成的催化下能发生分解反应生成H2O和O2。
(5)稀硫酸中，某KMnO4和H2O2发生氧化还原反应方程式如下：
2KMnO4 + 7H2O2 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 6O2↑ + 10H2O，反应中1mol KMnO4氧化H2O2的物质的量是___________mol， 反应中的氧化剂是___________，氧化剂与还原剂的物质的量比为___________。

参考答案：
1．C
【分析】3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O反应中Cu元素化合价由+2价降低到0价，被还原，CuO为氧化剂；N元素化合价由-3价升高到0价，被氧化，NH3为还原剂。据此分析解答。
【详解】A．3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O反应中N元素化合价由-3价升高到0价，故A错误；
B．3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O反应中N元素化合价由-3价升高到0价，被氧化，故B错误；
C．3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O反应中Cu元素化合价由+2价降低到0价，得到6个电子；N元素化合价由-3价升高到0价，失去6个电子，因此0.3 mol CuO转移0.6 NA个电子，故C正确；
D．3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O反应中Cu元素化合价由+2价降低到0价，被还原，CuO为氧化剂，故D错误；
故选C。
【点睛】掌握氧化还原反应的规律是解题的关键。本题的易错点为D，要注意氧化剂、还原剂概念的理解，可以通过“还原剂：失高氧(石膏痒)”帮助记忆。
2．C
【分析】

【详解】A.FeCl2能通过化合反应制得：2FeCl3+Fe=3FeCl2，选项A不选；
B.NaHCO3能通过化合反应制得：Na2CO3 +H2O +CO2 =2NaHCO3，选项B不选；
C.Al(OH)3不能通过化合反应制得，可以通过复分解反应制备，如氯化铝和氨水反应，选项C可选；
D.Fe(OH)3能通过化合反应制得：4Fe(OH)2+2H2O +O2=4Fe(OH)3，选项D不选；
答案选C。
3．D
【分析】由于金属的活动性是锌＞铁＞铜，向一定质量FeCl2和CuCl2的混和溶液中逐渐加入足量的锌粒，锌先与氯化铜反应，当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应，反应的方程式是：
Zn+CuCl2=Cu+ZnCl2 溶液增量
65         64       65-64=1
Zn+FeCl2=Fe+ZnCl2 溶液增量
65         56      65-56=9
【详解】A.由上述分析可知，锌先与氯化铜反应，生成了铜和氯化锌，铜的质量不断增加，当氯化铜反应完全后不再增加，故A正确；
B.由上述分析可知，锌先与氯化铜反应，当氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应，前者溶液增加的幅度小于后者，故B正确；
C.当锌与氯化铜反应完全后再与氯化亚铁反应，随着锌与氯化亚铁反应，氯化亚铁的逐渐减小，完全反应后质量为0，故C正确；
D.原溶液中不存在氯化锌，起始点应为0，故D错误；
故选D。
4．D
【详解】A．O元素由+1价降低到0价，化合价降低得到电子，所以氧气是还原产物，A错误；
B．在反应中，H2S中的S元素的化合价升高发生氧化反应，所以H2S是还原剂，O2F2中的O元素化合价降低发生还原反应，所以O2F2是氧化剂， B错误；
C．外界条件不明确，不能确定HF的物质的量，所以不能确定转移电子的数目，C错误；
D．由以上分析可知，该反应中还原剂为H2S，氧化剂为O2F2，由化学方程式可知还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：4，D正确；
答案选D。
【点晴】为高频考点和常见题型，侧重于学生的分析、计算能力的考查，答题注意把握元素化合价的变化，为解答该题的关键，反应H2S+4O2F2→SF6+2HF+4O2中，S元素化合价由-2价升高到+6价被氧化，O元素由+1价降低到0价被还原；氧化产物为SF6，还原产物为O2，以此解答该题。

5．B
【详解】A．向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，说明Cu2+是H2O2分解反应的催化剂，A正确；
B．H2O2变为O2，氧元素化合价从-1变为0价，化合价升高，失去电子发生氧化反应；Cu2+将H2O2氧化为O2，B错误；
C．根据“蓝色溶液变为红色浑浊( Cu2O)”，说明+2价的Cu2+被还原成+1价，H2O2表现了还原性；继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，说明发生了反应Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O，Cu2O中+ 1价Cu被氧化成+2价Cu2+，H2O2又表现了氧化性，C正确；
D．红色浑浊又变为蓝色溶液，Cu2O中+1价Cu被氧化成+ 2价Cu2+，发生反应为：Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2+ +3H2O，D正确；
故合理选项是B。
6．C
【详解】A．硫化氢与溴水发生反应生成溴化氢和硫沉淀，A项错误；
B．氨气可以与溴水发生氧化还原反应，使溴水褪色，B项错误；
C．乙烷为饱和烃，与溴水不反应，不能使溴水褪色，C项正确；
D．乙炔含有碳碳三键，可与溴水发生加成反应使溴水褪色，D项错误；
答案选C。
7．C
【分析】铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸，Fe3O4和硫酸反应：Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O，若有铁剩余，由于氧化性：Fe3+＞H+，所以还会依次发生反应：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
【详解】A．若X中含有铁，但铁全部和Fe2(SO4)3反应，则没有气泡，故A错误；
B．若向Y中滴入KSCN溶液显红色，说明Y中含Fe3+，可能X中无铁，也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4，故B错误；
C．不论X是Fe3O4，还是Fe3O4和Fe的混合物，和硫酸反应后都有Fe2+，所以一定能使高锰酸钾溶液褪色，故C正确；
D．若硫酸过量，则向Y中滴入NaOH溶液，硫酸消耗了NaOH，则没有沉淀产生，故D错误；
故选C。
8．A
【分析】由S2Cl2分子中各原子最外层均有8个电子可知，S2Cl2结构式为Cl—S—S—Cl，由S2Cl2遇水会产生淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体可知， S2Cl2与水反应生成硫、二氧化硫和氯化氢，反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl。
【详解】A．由分析可知，S2Cl2与水反应生成硫、二氧化硫和氯化氢，生成二氧化硫具有漂白性，可使品红溶液褪色，故A正确；
B．由分析可知，S2Cl2与水反应时硫元素的化合价即升高被氧化又降低被还原，既是反应的氧化剂又是反应的还原剂，故B错误；
C．由分析可知，S2Cl2结构式为Cl—S—S—Cl，故C错误；
D．由反应的方程式可知，2molS2Cl2与水完全反应，转移电子3mol电子，则1mol S2Cl2与水完全反应，转移电子的个数为1.5NA，故D错误；
故选A。
9．A
【详解】A．NaOH露置于空气中会发生潮解，易与空气中的二氧化碳反应而变质，但不会易因氧化而变质，故A选；
B．Na2SO3露置于空气中会被氧气氧化成Na2SO4而变质，故B不选；
C．KI露置于空气中会被氧气氧化成I2而变质，故C不选；
D．FeCl2露置于空气中会被氧气氧化成FeCl3而变质，故D不选；
故选A。
10．C
【分析】铝和氢氧化钠溶液反应的实质是铝和水反应生成氢氧化铝和氢气，然后氢氧化铝溶解在氢氧化钠溶液中，方程式依次为2Al+6H2O＝2Al(OH)3+3H2↑、Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O，据此解答。
【详解】A．反应中铝元素化合价升高，失去电子，铝是还原剂，A正确；
B．水中氢元素化合价降低，得到电子，是氧化剂，B正确；
C．只是溶解氢氧化铝，不是氧化剂，是氧化剂，C错误；
D．水中氢元素化合价降低，得到电子，是氧化剂，所以氢气是还原产物，D正确；
答案选C。
11．C
【分析】反应2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2中，Cu元素由+2价降低为+1价，S元素由-2价升高到+4价，氧气中O元素由0降低为-2价，据此分析解答。
【详解】A．反应中，Cu元素由+2价降低为+1价，S元素由-2价升高到+4价，氧气中O元素由0降低为-2价，则SO2既是氧化产物又是还原产物，故A正确；
B．2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2中，Cu元素由+2价降低为+1价，S元素由-2价升高到+4价，硫元素失电子被氧化，该反应中CuFeS2既是氧化剂又是还原剂，故B正确；
C．被氧化的S元素由-2价升高到+4价，根据方程式，每生成1 molCu2S，则生成1mol二氧化硫，有1mol硫被氧化，故C错误；
D．S元素由-2价升高到+4价，生成1mol二氧化硫，转移6mol电子，同时消耗1molO2，所以每转移1.2mol电子，有=0.2mol氧气被还原，故D正确；
故选C。
12．C
【详解】A．由反应①可知氧化性Cl2＞I2，由反应②可知氧化性I2＜NaIO3，由反应③可知氧化性Cl2＞NaIO3，故氧化性的强弱顺序为Cl2＞IO＞I2，故A正确；
B．I-和IO酸性条件下可发生氧化还原反应生成I2，则可用淀粉-KI试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘，故B正确；
C．反应①转化关系2I-～I2～2e-，反应②中2 IO～I2～10e-，生产等量的碘，反应①和反应②转移电子数目之比为6∶5，故C错误；
D．反应③是通入足量氯气，碘离子被氧化为碘酸根离子，反应的离子方程式：3Cl2+I-+3H2O═6Cl-+ IO+6H+，故D正确；
故选：C。
13．D
【详解】A．NaH2PO2为正盐，说明H3PO2只能电离出一个氢离子，为一元酸，A错误；
B．NaH2PO2与Ag+反应时氧化剂与还原剂物质的量之比为4：1，Ag+转化为Ag化合价降低1价，为氧化剂，根据电子守恒可知NaH2PO2中P元素化合价升高4价，所以氧化产物为H3PO4，再结合元素守恒可得离子方程式为H2PO+4Ag++2H2O=4Ag↓+H3PO4+3H+，反应过程中生成氢离子，所以溶液的酸性增强，B错误；
C．Na3PO4溶液显碱性，说明H3PO4为弱酸，不能写成离子形式，C错误；
D．该反应中Ag+转化为银化合价降低被还原，即硝酸银发生还原反应，D正确；
综上所述答案为D。
14．A
【详解】A．该反应中Na2S2O3为唯一还原剂，且只得电子，每生成1 mol Na2S4O6，则有4molS的化合价由+2价变为+2.5价，转移2mol电子，A错误；
B．该反应中I元素化合价降低，I2表现了氧化性，B正确；
C．该反应中I元素化合价降低，I2被还原，S元素化合价升高，Na2S4O6是氧化产物，C正确；
D．Na2S2O3具有还原性，久置以被空气中的氧气氧化，S元素可能被氧化为+6价，生成Na2SO4，D正确；
综上所述答案为A。
15．B
【详解】丁烷通过盛有炽热氧化铜的反应管，有红色物质生成，该红色物质可能为Cu或Cu2O，不论产物是Cu还是Cu2O，反应过程中Cu的化合价均降低，氧化铜被还原，说明丁烷具有还原性，答案选B。
16．CD
【详解】A．过程Ⅰ中氮元素的化合价由+3价变为-1价，化合价降低，NO 做氧化剂被还原，所以过程Ⅰ需加入还原剂，A错误；
B．过程Ⅱ中NH2OH与NH反应生成N2H4，OH-被消耗，反应后碱性减弱，B错误；
C．由题分析可知，过程Ⅲ中的反应离子方程式为4 NO+3N2H4+4H+=5N2 +8H2O，参与反应的NO与N2H4的物质的量之比为4∶3，C正确；
D．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的总反应为NO与NH发生归中反应得到N2，反应为NO+NH→N2 +2H2O，D正确；
故选CD。
17． ＜ 氟化铝为离子晶体，氯化铝为分子晶体，离子晶体的熔沸点比分子晶体高 类铝与铝同主族，故最外层为3个电子，在铝下一周期，故为第四周期，电子层数为4层 Al、Si 2NA
【详解】(1)硅为14号元素，故硅原子的结构示意图为；硅和铝为同一周期元素，从左往右半径依次减小，故r(Si) ＜ r(Al)，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：，故答案为：；＜；；
(2)由于F的电负性比Cl的大，故氟化铝中存在离子键，而氯化铝中存在的是共价键，它们熔点差异大的原因可能是氟化铝是离子晶体，氯化铝是分子晶体，故答案为：氟化铝为离子晶体，氯化铝为分子晶体，离子晶体的熔沸点比分子晶体高；
(3) 类铝与铝同主族，故最外层为3个电子，在铝下一周期，故为第四周期，电子层数为4层，故类铝的最外层电子排布式为，故答案为：；类铝与铝同主族，故最外层为3个电子，在铝下一周期，故为第四周期，电子层数为4层；
(4) 还原产物是指元素的化合价降低被还原而成的产物，根据上述反应可知，最终还原产物为Al、Si；反应中C的化合价由0价升高为CO中的+2价，故当有1mol C参加反应时，转移的电子数目为：2NA个，故答案为：Al、Si；2NA。
18． F- 第三周期第ⅣA族 CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，共价键的强度大于分子间作用力 ＜ ＞ Cl2+S2-=S↓+2Cl- 还原 ③ ＜ 5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O
【详解】(1)O2-、F-、N3-的核外电子层数相同，F-的核电荷数最小，半径最小；Si为14号元素，位于第三周期第ⅣA族；CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，共价键的强度远大于分子间作用力，常温下CO2为气体，SiO2为高熔点固体；
(2)同周期主族元素自左至右非金属性增强，所以非金属性S＜Cl，则热稳定性H2S＜HCl，酸性HClO4＞H2SO4；非金属性越强，单质的氧化性更强，根据反应Cl2+S2-=S↓+2Cl-可知氧化性Cl2＞S，则非金属性Cl＞S；
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化，利用了SO2的还原性；
H2S水溶液中存在H2S的电离而显酸性，起始pH＜7，将SO2气体通入H2S水溶液中时先发生2H2S+SO2= S↓+H2O，该过程中H2S的浓度不断减小，酸性减弱，pH增大，当完全反应发生SO2+H2O=H2SO3，H2SO3电离使溶液酸性增强，pH减小，当SO2不再溶解后，pH不变，H2SO3的酸性强于H2S的，所以最终pH要比初始小，所以图③符合；
HSO的电离使溶液显酸性，HSO的水解使溶液显碱性，而NaHSO3溶液呈酸性，说明电离程度更大，H2SO3由水解产生，SO由水解产生，则c(H2SO3)＜c(SO)；
(4)根据所给反应物和生成物可知该过程中Na2SO3被KIO3氧化生成Na2SO4，KIO3被还原生成I2，根据电子守恒可知Na2SO3和KIO3的系数比应为5:2，再结合元素守恒可得化学方程式为5Na2SO3+2KIO3+H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+I2+H2O。
19． 过滤 蒸发 尿素工厂废气以及磷肥工厂废渣的综合利用 生产中的循环使用(合理就给分) 防止极易溶于水的产生倒吸 增大溶解性较小的与溶液的接触面积，使微溶物转化为难溶物的反应更充分 加入最后一滴后，溶液立即由红色转化为橙色，并且30秒内不变色，即为终点 0.1885 a b
【分析】尿素废气产生二氧化碳和氨气，硫酸钙悬浊液与二氧化碳和氨气发生反应生成碳酸钙和硫酸铵，碳酸钙固体在煅烧过程中分解出二氧化碳，同时生成了氧化钙。
【详解】(1) 沉淀池中硫酸钙、水、二氧化碳和氨气反应生成碳酸钙和硫酸铵，化学方程式为；从沉淀池中分离出硫酸铵需要除掉碳酸钙沉淀，故需要的操作有，过滤、蒸发、洗涤、烘干；
(2)尿素工厂废气以及磷肥工厂废渣的综合利用，生产中的循环使用都属于“绿色化学”理念的设计；
(3)氨气易溶于水，故导管a下端连接粗管的目的是防止极易溶于水的产生倒吸；二氧化碳不易溶于水，与硫酸钙溶液反应接触过少，故在导管b下端使用多孔球泡，所以其目的是增大溶解性较小的与溶液的接触面积，使微溶物转化为难溶物的反应更充分；
(4) 在溶液中加入过量的甲醛溶液，摇匀充分反应后溶液呈酸性，加入1～2滴甲基橙试液，容易变红色，用NaOH标准溶液与溶液中的氢离子中和，当加入最后一滴后，溶液立即由红色转化为橙色，并且30秒内不变色，即为终点；
(5) 离子方程式为，其中消耗了氢氧化钠的物质的量为0.1010mol/L×20mL=0.002020mol，氢氧根离子的物质的量=氢离子的物质的量=铵根离子的物质的量=N元素的物质的量，故溶液中N的质量=，250mL溶液中含有N元素的质量为0.2828g，N的质量分数=；
a.甲醛被氧化，则反应掉相同量的，加入的甲醛的量需增加，同时甲醛被氧化生成甲酸，导致溶液中H+浓度较高，消耗氢氧化钠溶液的体积增大，使氮的质量分数略高，a项选；
b.没有进行平行实验，只有一次实验结构，可能造成氮的质量分数略高，b项选；
c.氢氧化钠溶液久置变质，溶液中含有Na2CO3，则消耗溶液体积减小，造成测得氮的质量分数偏小，c项不选；
d.锥形瓶没有用待测液润洗，对实验结果无影响，d项不选；
答案选ab。
20． 2+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O 16.8 氯气氧化性太强，还能继续氧化I2 ab 常温下测NaHSO3稀溶液的pH，若pH大于7，则其水解程度大于电离程度，若pH小于7，其水解程度小于电离程度
【分析】含I-的卤水经过酸化，亚硝酸钠具有氧化性，碘离子具有还原性，二者发生氧化还原反应生成一氧化氮、碘单质、碘化钠和水，反应化学方程式：2+4HI=2NO↑+I2+2H2O+2NaI，活性炭所吸附I2通过NaOH溶液或NaHSO3溶液得到I-、，再经过45%H2SO4处理提取单质碘，据此分析解答。
【详解】(1)该反应中N元素的化合价由+3降低为+2，I元素的化合价由-1升高为0，根据电子得失守恒，可得主反应2+2I-→2NO ↑+I2，酸性条件下，结合电荷守恒方程式左边补充4H+，结合原子个数守恒方程式右边补充2H2O，最后完整方程式为：2+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O。当有0.75mol I-参与反应时，则生成 n(NO)==0.75mol，在标准状况下产生气体的体积是0.75mol22.4L/mol=16.8L。故答案为：2+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O；16.8；
(2)上述反应中不选用常见的氧化剂氯气，原因是氯气氧化性太强，还能继续氧化I2，从而提取碘单质产率降低，故工业上氧化卤水中I-选择价格并不便宜的NaNO2。故答案为：氯气氧化性太强，还能继续氧化I2；
(3)从第②步反应后的溶液中提纯I2，碘在水中的溶解度不大，但易溶于有机溶剂，可加入四氯化碳萃取碘，即把碘从水溶液中提取出来；同时碘容易升华，也可用升华提取碘。
故答案选ab；
(4)NaHSO3溶液中既能水解又能电离，水解使其显碱性，电离使其显酸性，在常温下，可测NaHSO3稀溶液的pH，若pH大于7，则其水解程度大于电离程度，若pH小于7，其水解程度小于电离程度。故答案为：常温下测NaHSO3稀溶液的pH，若pH大于7，则其水解程度大于电离程度，若pH小于7，其水解程度小于电离程度。
21． 3 0.015 mol·L-1·min-1 放热 < 温度低于T时，反应未达到平衡，向生成物方向进行 3ClO+4NO +4OH- = 4NO+ 3Cl- + 2H2O 取一片pH试纸，放在干燥洁净的表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取待测液，点在pH试纸中央，对比标准比色卡，读取pH数值
【详解】(1)N是7号元素，其核外电子排布式为[He]2s22p3，原子核外2p轨道的3个电子未成对，分列3个p轨道，因此未成对电子的电子云空间伸展方向有3个；CO2和CS2是等电子体，则CS2的电子式为；
(2)平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值称为化学平衡常数，则该反应的平衡常数K=；若温度为T时，反应10分钟，φ(CH3OH)=30%，设10分钟内二氧化碳反应了xmol，则列三段式如下：，反应10分钟，φ(CH3OH)=30%，则=30%，解得x=0.75，则0~10分钟内，CH3OH的平均反应速率ʋ==0.015 mol·L-1·min-1；
(3)c点之前反应未平衡，反应正向进行，φ(CH3OH)增大，c点反应达到平衡，c点之后升高温度，φ(CH3OH)减小，平衡逆向移动，说明逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，即该反应是放热反应；其它条件相同时，b点温度更高，因此CH3OH在a点的正反应速率