2024版高考总复习-化学二轮专题(新教材) 专题4　元素及其化合物

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1.(2023·湖南岳阳一模)下列物质应用错误的是(　　)A.石膏可用于调节水泥的硬化速率B.掺杂了I2的聚乙炔具有导电性C.硫酸铜用作无水酒精的检水剂D.氧化钙用作食品抗氧化剂
解析 氧化钙和水反应生成氢氧化钙,可用作食品干燥剂,不能用作抗氧化剂,D错误。
2.(2023·山东济南一模)下列实验中硫酸的作用与其他三项不同的是(　　)A.蔗糖中加入浓硫酸产生黑“面包”B.亚硫酸钠与硫酸制取SO2C.配制Fe2(SO4)3溶液时加入稀硫酸D.海带提碘时加入硫酸与H2O2溶液
解析 A项蔗糖中加入浓硫酸产生黑“面包”,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性;其余三项体现硫酸的酸性。
3.(2023·湖南岳阳一模)《天工开物》中记载:“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则熟。生熟相和,炼成则钢。”我国古代炼铁的流程如图所示。
下列叙述正确的是(　　)A.在相同的潮湿空气中,“生铁”耐腐蚀性比“熟铁”强B.碳素钢既能发生吸氧腐蚀,又能发生析氢腐蚀C.炼铁需要的热量由C和CO2反应提供D.我国古代炼铁的过程中不会产生对环境有害的气体
解析 题目中的“生铁”“熟铁”即平常所说的生铁和钢,在相同的潮湿空气中,钢耐腐蚀性比生铁强,A错误;碳素钢在酸性环境中发生析氢腐蚀,在中性或偏碱性的环境中发生吸氧腐蚀,B正确;炼铁需要的热量由C和O2反应提供,C错误;炼铁过程中会有CO、SO2等气体生成,D错误。
4.(2023·辽宁丹东一模)自然界中氮循环过程如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.反硝化过程中,含氮物质被还原D.土壤中Fe2+有利于除去水体中的铵态氮
解析 由转化图可知,Fe2+与水体中的 反应,可以除去水体中的硝态氮,D错误。
5.(2023·北京房山区一模)如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体a,打开弹簧夹c,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,烧杯中的液体d呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(　　)
解析 NO2与水反应的化学方程式为3NO2+H2O ══ 2HNO3+NO,NO难溶于水,液体不可能充满烧瓶,A错误;NH3极易溶于水,造成烧瓶中压强变小,形成喷泉,且最终液体几乎充满烧瓶,B正确;CO2难溶于饱和NaHCO3溶液,烧瓶内不可能形成喷泉,C错误;CH4难溶于水,且不与溴单质反应,烧瓶内不可能形成喷泉,D错误。
6.(2023·天津红桥区一模)部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.a的氧化或还原均可实现氮的固定B.b是红棕色气体,b常温下可转化为cC.常温下d的稀溶液可保存在铝制容器中D.e的溶液一定呈中性
解析 氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮,氮单质中元素化合价可升高也可降低,A正确;b为NO,是无色气体,B错误;浓硝酸能使铝钝化,可以盛放在铝制容器中,C错误;e为硝酸盐,其溶液不一定呈中性,如硝酸铵溶液由于铵根离子水解,溶液显酸性,D错误。
7.(2023·广东茂名一模)某兴趣小组利用如图装置探究SO2的性质,观察到①中溶液不褪色,②③中溶液均褪色。下列判断正确的是(　　)
A.②③均体现SO2的漂白性B.SO2与品红分子直接反应使其褪色
解析 ②中的品红褪色体现了SO2的漂白性,③中的酸性KMnO4溶液褪色体现了SO2的还原性,A错误;SO2与水反应生成的H2SO3能与品红分子结合,使品红溶液褪色,无水存在时,SO2分子不能使其褪色,B错误;SO2与水反应
8.(2023·河北衡水中学一调)甲、乙、丙、丁为中学化学常见的物质,其相互转化关系如图(水作为溶剂的未在图上标出),下列组合不符合题意的是(　　)
解析 足量CO2和氢氧化钠反应生成NaHCO3,NaHCO3和氢氧化钠反应生成Na2CO3,Na2CO3溶液和CO2反应生成NaHCO3,A正确。若丁是氯气,Fe和氯气反应生成FeCl3;若丁是盐酸,Fe和盐酸反应生成FeCl2,FeCl2和盐酸不反应,B错误。H2S在氧气不足的条件下燃烧生成S和水,S和氧气点燃生成SO2,SO2和H2S反应生成S和水,C正确。AlCl3和少量氢氧化钠反应生成Al(OH)3,Al(OH)3和氢氧化钠反应生成NaAlO2,NaAlO2溶液和AlCl3溶液混合生成Al(OH)3,D正确。
9.(2023·广东深圳一模)利用如图所示装置进行Cl2的制备及性质探究实验时,下列说法不正确的是(　　)
A.甲中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4B.乙的作用为除去Cl2中的HClC.丙中紫色石蕊溶液先变红后褪色D.为吸收多余的Cl2,丁中可盛放NaOH溶液
解析 装置甲中二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下发生反应: MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑,氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,其物质的量之比为1∶2,A错误;装置甲中制备的氯气中混有HCl气体,乙中饱和NaCl溶液的作用是除去Cl2中的HCl,B正确;Cl2与水反应生成HCl、HClO,溶液显酸性,且HClO具有漂白性,则Cl2通入紫色石蕊溶液先变红后褪色,C正确;Cl2与NaOH溶液反应生成NaCl和NaClO,可用NaOH溶液吸收多余的Cl2,丁中可盛放NaOH溶液,D正确。
10.(2023·河北唐山一模)用绿矾(FeSO4·7H2O)制备电池电极材料LiFePO4的流程如下:
下列说法正确的是(　　)A.溶解过程中H3PO4可抑制Fe2+的水解B.可用酸性KMnO4溶液检验反应1中Fe2+是否完全反应C.洗涤沉淀时可用玻璃棒搅拌D.反应2中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
解析 Fe2+能发生水解:Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,加入磷酸溶解过程中可以抑制Fe2+水解,A正确;反应1中NaClO作氧化剂,将Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原成NaCl,酸性高锰酸钾溶液能氧化Cl-而褪色,故不能用酸性高锰酸钾溶液检验反应1中Fe2+是否完全反应,B错误;洗涤沉淀时,不能用玻璃棒搅拌,防止弄破滤纸,C错误;草酸为还原剂,FePO4为氧化剂,根据得失电子守恒可得,FePO4与草酸的物质的量之比为2∶1,D错误。
11.(2023·辽宁鞍山一模)室温下,下列实验探究方案及现象能达到探究目的的是(　　)
解析 未指明醋酸和盐酸的浓度,只比较pH大小,无法判断醋酸是强电解质还是弱电解质,A错误;加入足量盐酸后部分沉淀溶解,则说明沉淀中有BaSO4,同时也说明Na2SO3能被空气中的O2氧化为Na2SO4,B错误;氯水过量,溶液变为蓝色,有可能是过量氯水将KI氧化成了碘单质,无法比较出溴单质和碘单质的氧化性强弱,C错误;KSCN溶液可用于检验Fe3+,滴加氯水后,溶液变红,则说明Fe2+被氧化成Fe3+,可以证明Fe2+具有还原性,D正确。
12.(2023·山东淄博一模)利用下图装置制备ClO2,并以ClO2为原料制备NaClO2。已知:高于60 ℃时,NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。下列说法错误的是(　　)
A.Na2SO3和H2O2均作还原剂B.装置②④的作用分别是防倒吸、吸收未反应的污染气体C.从装置③反应后的溶液中获得晶体,可采用常压蒸发结晶D.反应结束时,通氮气的目的是将仪器中残留的气体排入④中
解析 ①中发生反应2NaClO3+Na2SO3+H2SO4 2ClO2↑+2Na2SO4+H2O,S的化合价升高,Na2SO3为还原剂;2ClO2+2NaOH+H2O2 ══ 2NaClO2+2H2O+O2中O元素化合价也升高,H2O2为还原剂,A正确。装置②④的作用分别是防倒吸、吸收生成的ClO2,B正确。由于温度高于60 ℃时,NaClO2会发生分解,所以可采取冷却结晶的方法获得晶体,C错误。反应结束时,通氮气的目的是将仪器中残留的气体排入④中,排除污染气体,保证实验结束安全,D正确。
13.(2023·安徽宿州一模)纳米氧化锌是一种多功能的新型无机材料,化工上可以利用废弃的锌镍电池废料(主要含Zn、Ni和少量的Fe、Al)制备纳米氧化锌,其生产流程如图所示:
已知:Ksp[Zn(OH)2]=1.6×10-16;Ksp[Ni(OH)2]=2.8×10-15;Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39;Ksp[Al(OH)3]=4.6×10-33。回答下列问题:
(1)为检验“氧化”操作后的溶液中是否含有Fe2+,某同学取适量待检溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液,该方法是否合理:　　　　(填“是”或“否”),理由是　  　　　　 　　　　 (用离子方程式表示)。(2)“沉铁铝”操作中加热不仅能够加快反应速率,另外一个主要目的是　 　　 　　　　　　。 取“沉铁铝”操作所得的沉淀物置于1.0 L水中室温下充分溶解,其中沉淀物中若含有5.6 g Fe(OH)3,则最终所得溶液中c(Fe3+)=　　　　 ml·L-1。 
防止生成胶体,便于沉淀分离
(3)假定萃取达到平衡时,样品在水和萃取剂中的总浓度比为1∶80,若在50 mL的水溶液样品中用10 mL萃取剂萃取,则萃取后溶液中残留的样品浓度与原溶液中样品浓度的比值为　　　　。 (4)化工生产中,分离Zn2+用萃取法而不通过调节溶液pH形成沉淀的方法,原因是  　　　　　　　　 　。 (5)“沉锌”过程中若NH4HCO3用量过大,易生成碱式碳酸锌[2Zn(OH)2·ZnCO3·2H2O]沉淀,该反应的离子方程式为　  　　　　　　　　。 
Zn(OH)2与Ni(OH)2的Ksp接近,难以通过调节pH分离Ni2+、Zn2+
解析 (2)“沉铁铝”操作中加热不仅能够加快反应速率,另外一个主要目的是防止生成胶体,便于沉淀分离;取“沉铁铝”操作所得的沉淀物置于1.0 L水中在室温下充分溶解,其中沉淀物中若含有5.6 g Fe(OH)3,最终所得溶液是Fe(OH)3的饱和溶液,c(Fe3+)·c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39,
(3)假定萃取达到平衡时,样品在水和萃取剂中的总浓度比为1∶80,设50 mL的水溶液中样品的浓度为c,用10 mL萃取剂萃取,萃取后水溶液中残留
1.(2023·山东菏泽一模)下列有关物质的性质与应用之间具有对应关系的有(　　)①浓硫酸具有脱水性,可用于干燥氯气②二氧化氯具有强氧化性,可用作饮用水消毒③Al(OH)3能与盐酸反应,可用作胃酸中和剂④石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体⑤锌的金属活泼性比铁强,可在轮船外壳上装若干锌块以减缓其腐蚀A.2种B.3种C.4种D.5种
解析 浓硫酸具有吸水性,可用于干燥氯气,①错误;二氧化氯具有强氧化性,可使细菌体内蛋白质变性,故可用作饮用水消毒,②正确;Al(OH)3的碱性较弱,能与盐酸反应,可用作胃酸中和剂,③正确;高温下,SiO2可与烧碱、纯碱等反应,故石英坩埚不能用来加热熔化烧碱、纯碱等固体,④错误;锌的金属活泼性比铁强,锌、铁构成的原电池中锌是负极,可在轮船外壳上装若干锌块以减缓其腐蚀,⑤正确。
2.(2023·安徽淮北一模)元素及其化合物在化工生产中有着重要的用途,下列说法正确的是(　　)A.工业上以二氧化硅为原料制备高纯硅,还需要用到焦炭、氢气、氯化氢等原料B.工业上制硫酸是用98.3%的硫酸吸收二氧化硫C.工业上生产玻璃和水泥时均使用纯碱和石灰石作为原料D.工业上制取钠单质普遍采用电解熔融的氢氧化钠
解析 工业上制硫酸是用98.3%的浓硫酸吸收三氧化硫,B错误;生产水泥的原料是黏土和石灰石,生产玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,工业上生产玻璃和水泥时均使用的原料是石灰石,C错误;工业上制取钠单质普遍采用电解熔融的氯化钠,氢氧化钠的成本较高,不适合工业上生产钠,D错误。
3.(2023·广东佛山一模)实验室模拟侯氏制碱法的装置如图所示,其中正确且能达到目的的是(　　)
解析 由于CaCO3与稀硫酸反应生成的CaSO4是微溶物,会覆盖在CaCO3表面阻止反应继续进行,故实验室制备CO2常用CaCO3与稀盐酸反应,不用稀硫酸,A错误;向冷的氨化饱和食盐水中通入CO2,发生反应NaCl+H2O+NH3+CO2 ══ NaHCO3↓+NH4Cl,故可获得NaHCO3固体,B正确;加热固体不能用蒸发皿,应该用坩埚,C错误;加热固体时试管口应向下倾斜,D错误。
4.(2023·河北邯郸一模)已知甲、乙为单质,丙为化合物。不能实现下述转化关系的是(　　)
A.若向丙的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成,则甲可能为CuB.若丙的溶液遇Na2CO3放出气体CO2,则甲可能是H2C.若向丙的溶液中滴加KSCN溶液显红色,则甲可能为FeD.若丙溶于水后得到强碱溶液,则甲可能是O2
解析 若向丙的溶液中滴加KSCN溶液显红色,则丙中含有Fe3+,电解铁盐溶液不能生成Fe单质,不符合转化关系,C错误。
5.(2023·湖南常德一模)实验改进与优化应遵循科学性、直观性、易操作性、安全性的原则,提升化学实验效率。下列有关实验改进分析不正确的是(　　)
A.图1使用恒压滴液漏斗可防止浓氨水污染环境,并使漏斗内液体顺利流下B.图2用点燃的木条靠近肥皂泡,听到爆鸣声,可检验产物中有氢气C.图3改进装置可用于SO2性质的探究实验D.利用图4装置可较长时间看到白色絮状沉淀
解析 铜和浓硫酸需要加热才能反应生成二氧化硫,C错误。
6.(2023·广东湛江一模)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度。下图为氮、硫的单质及其部分化合物的“价—类”二维图。下列说法不正确的是(　　)
A.坐标轴左侧区域代表的是氮的单质及其化合物B.a→b→c→d→e的转化均能一步实现C.c、d和i、j均属于酸性氧化物D.f与l可以是同一种物质
解析 从图中元素化合价判断,左侧区域代表氮的单质及其化合物,右侧区域代表硫的单质及其化合物,A正确;b是S,c是SO2,S与O2反应生成SO2,SO2被氧化生成SO3,SO3与水反应生成H2SO4,均能一步转化,B正确;c是SO2,d是SO3,都是酸性氧化物,i是NO,j是NO2,NO和NO2都不是酸性氧化物,C错误;f是硫酸盐,l是铵盐,二者可以是同种物质,如(NH4)2SO4,D正确。
7.(2023·河南濮阳一模)利用如图所示装置进行下列实验(部分夹持和尾气处理装置省略),相应实验现象描述正确的是(　　)
解析 氯化铵受热分解为NH3和HCl,在试管口遇冷又重新生成氯化铵,因此Ⅱ处蓝色石蕊试纸不会变红,A错误。Cu2(OH)2CO3受热分解为CuO、CO2、H2O,Cu2(OH)2CO3为绿色,CuO为黑色;Ⅰ处固体颜色由绿色变为黑色,二氧化碳、水能与Na2O2反应,Ⅱ处固体颜色由淡黄色变为白色,B正确。氯酸钾在二氧化锰作催化剂条件下加热得到KCl和氧气,题中没有给出MnO2,且Ⅱ处没有I2生成,则Ⅰ、Ⅱ处均无明显现象,C错误。氧化铁与碳粉在加热条件下发生反应2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑或Fe2O3+3C 2Fe+3CO↑,氧化铁为红棕色,CO2不与CuO反应,CO与CuO加热条件下才反应,因此Ⅱ处无明显现象,D错误。
8.(2023·山东济宁一模)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料,实验室中以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的流程如下。下列说法错误的是(　　)
A.“加热”步骤可选用水浴加热B.“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收C.“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3D.可用盐酸和BaCl2溶液检验“滤液”中是否有
解析 “加热”的温度为70 ℃,可选用水浴加热,A正确;“酸浸”产生的气体为NO,NO与NaOH溶液不反应,不能用NaOH溶液吸收,B错误;“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3等,C正确;检验 时,先加入氯化钡溶液,产生白色沉淀,再往白色沉淀中加入盐酸,沉淀完全溶解,且产生无色无味气体,说明有 ,否则没有,D正确。
9.(2023·天津东丽区一模)如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3(已知:FeCl3遇水易水解),则下列说法正确的是(　　)
A.该实验中用于制Cl2的KMnO4也可以换成MnO2B.仪器的接口顺序为a→e→d→h→i→c→b→gC.可将制得的FeCl3先溶于较浓的盐酸中,再加水至指定体积,配成一定浓度的FeCl3溶液D.用于干燥Cl2的浓硫酸可换成碱石灰
解析 常温下MnO2与浓盐酸不发生反应,不能换成MnO2,A错误;KMnO4与浓盐酸反应制取的Cl2中混有HCl、H2O(g),先通过饱和NaCl溶液除去HCl,再通过浓硫酸除去H2O(g),干燥的Cl2与铁粉在加热时反应生成FeCl3,用NaOH溶液吸收尾气Cl2,由于FeCl3遇水易水解,在连接盛有NaOH溶液洗气瓶前要接盛有浓硫酸的洗气瓶,防止NaOH溶液中H2O(g)进入,故仪器的接口顺序为a→e→d→c→b→h→i(或i→h)→c→b→g,B错误;FeCl3易发生水解反应,配制其溶液时,要先将FeCl3溶于较浓的盐酸中,再加水稀释,C正确;Cl2可与碱石灰反应,故用于干燥Cl2的浓硫酸不能换成碱石灰,D错误。
10.(2023·福建厦门外国语学校模拟)我国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(kJ·ml-1)如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原B.生成NH3的总反应方程式为5H2+2NO 2H2O+2NH3C.生成N2的总反应方程式为2H2+2NO N2+2H2OD.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为N2
11.(2023·湖北重点校联合调研)钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)是含钾量较高、分布较广、储量较大的非水溶性钾资源,以钾长石为原料制取钾肥K2CO3的一种工艺流程如图所示。已知:钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为NaAlO2和KAlO2。下列说法正确的是(　　)
A.可用“水浸”操作直接提取钾长石中的主要成分B.“浸渣Ⅰ”可以作为冶炼金属铝的主要原料C.“碱化”时发生的主要反应为D.流程中只有CO2可循环利用
解析 钾长石是非水溶性钾资源,不能用“水浸”操作直接提取其中的主要成分,A错误;“煅烧”时铝元素转化为NaAlO2和KAlO2,“水浸”时二者均进入溶液,则“浸渣Ⅰ”不能冶炼金属铝,B错误;加入NaOH溶液碱化时,NaHCO3、KHCO3分别转化为Na2CO3、K2CO3: ,C正确;流程中除CO2可以循环利用外,Na2CO3也可循环利用,D错误。
12.(2023·四川巴中一模)硫代硫酸钠(Na2S2O3)在工业、医药等领域应用广泛。如图为实验室制取硫代硫酸钠的装置,反应过程中需通过pH传感器控制pH为7~8。
(1)盛Na2SO3的仪器名称为　　　　　　　　。 (2)为了确保硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是  　 　　　 　　　　　。 
若SO2过量,溶液显酸性,产物发生反应导致产量减少
(3)若n(Na2CO3)∶n(Na2S)=1∶2,则装置C中反应的化学方程式为  　　　　　　　 　　。 (4)当数据采集处pH接近7时,应采取的操作为________________________  　　　　　 　　　 　。 (5)装置B中的药品可以选择下列物质中的　　　(填字母)。 A.饱和NaHCO3溶液B.饱和NaHSO3溶液C.NaOH溶液D.酸性KMnO4溶液
Na2CO3+2Na2S+4SO2 ══ 3Na2S2O3+CO2
控制分液漏斗的活塞,调节滴
加硫酸的速率,同时调节三通阀的方向使二氧化硫进入B装置
(6)现使用“碘量法”测定脱碳液中V2O5的含量:取m g脱碳液置于锥形瓶中,向锥形瓶中加入适量盐酸和足量KI溶液,发生反应为V2O5+6HCl+2KI ══ 2VOCl2+2KCl+I2+3H2O,此时溶液颜色为棕色,使用0.100 0 ml·L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液V mL,该过程的反应为I2+2Na2S2O3 ══ 2NaI+Na2S4O6。(已知有色离子仅有VO2+,其颜色为蓝色)①滴定终点的现象为    　　　　　　　　　。 ②若滴定时,滴定管未用标准液润洗,则测得V2O5的含量　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 ③脱碳液中V2O5的质量分数为　　　　　%。 
滴入最后半滴硫代硫酸钠时,溶液由棕色变为蓝色,且半分钟内不恢复
解析 (5)装置B的作用是吸收SO2尾气。饱和NaHCO3溶液能用于吸收SO2,A正确;饱和NaHSO3溶液不能吸收SO2,B错误;NaOH溶液能用于吸收SO2,C正确;SO2能被酸性KMnO4溶液氧化吸收,D正确。(6)当溶液中I2被完全消耗时即为反应终点,溶液由棕色变为蓝色。若滴定管未润洗,Na2S2O3溶液被稀释而导致V增大,则测得V2O5含量偏大。由反应得到关系式为V2O5~I2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)=10-4V ml,则