2020届二轮复习 元素化合物 作业（全国通用） 练习

专题强化练　元素化合物
1.(2019·山东泰安一模)宋应星所著《天工开物》被外国学者誉为“17世纪中国工艺百科全书”。下列说法不正确的是(　　)
A.“凡白土曰垩土，为陶家精美启用”中“陶”是一种传统硅酸盐材料
B.“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”中“硫”指的是硫磺，“硝”指的是硝酸
C.“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”该过程中反应的类型为置换反应
D.“每红铜六斤，入倭铅四斤，先后入罐熔化，冷定取出，即成黄铜”中的黄铜是合金
解析　B项，火药中的“硝”为硝酸钾，错误。
答案　B
2.(2019·合肥质检)化学与人类生活密切相关。下列说法不正确的是(　　)
A.光导纤维由高纯度的硅单质制得，遇强碱会“断路”
B.二氧化氯(ClO2)是新型水处理剂，具有消毒杀菌的作用
C.使用太阳能代替化石能源，可以减少温室气体排放
D.“光化学烟雾”“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化物有关
解析　光导纤维由高纯度的SiO2制得，A项错误；ClO2具有强氧化性，可以用于自来水的消毒杀菌，B项正确；使用太阳能代替化石能源，可以减少CO2等温室气体的排放，C项正确；氮氧化物的排放会导致“光化学烟雾”“硝酸型酸雨”，D项正确。
答案　A
3.(2014·新课标Ⅰ)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是(　　)
选项
现象或事实
解释
A
用热的烧碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接与油污反应
B
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C
施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜
解析　A项，烧碱是NaOH而不是Na2CO3，Na2CO3水解显碱性，油污在碱性条件下水解为易溶于水的物质，并非Na2CO3直接与油脂发生反应，该项解释错误；B项，CaCl2与CO2不发生反应，应该是Ca(ClO)2与空气中的CO2和H2O反应生成CaCO3和HClO，HClO不稳定易分解而变质，该项解释错误；C项，CO与NH在土壤溶液中能发生水解相互促进反应生成氨气降低肥效，解释正确；D项，FeCl3与Cu2＋不反应，制作线路板的原理为Fe3＋能腐蚀铜，发生反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，该项解释错误。
答案　C
4.(2019·浙江4月选考，25)白色固体混合物A，含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的几种，常温常压下进行如下实验。

下列推断不正确的是(　　)
A.无色溶液B的pH≥7
B.白色固体F的主要成分是H2SiO3
C.混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3
D.在无色溶液B中加HNO3酸化，无沉淀；再滴加AgNO3，若有白色沉淀生成，说明混合物A中有KCl
解析　混合物A加水溶解后得到固体C，固体C加过量硝酸后，得到白色固体F，由混合物A的成分可知，F的主要成分为H2SiO3，B项正确；蓝色溶液E中存在Cu2＋，故白色固体混合物A中存在CuSO4，无色气体D为CO2，故白色固体混合物A中可能含有Na2CO3，与CuSO4反应生成CuCO3进入固体C，也可能含有CaCO3，C项错误；溶液B呈无色，说明CuSO4与Na2SiO3或Na2CO3反应生成CuSiO3或CuCO3沉淀进入固体C，同时生成Na2SO4，故无色溶液B中一定含有Na2SO4，可能存在KCl、Na2CO3、Na2SiO3，溶液的pH≥7，A项正确；无色溶液B经HNO3酸化后，无沉淀，再加AgNO3有白色沉淀产生，说明A中有KCl，D项正确，故选C。
答案　C
5.(2016·上海化学，15)下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是(　　)
选项
试剂
试纸或试液
现象
结论
A
浓氨水、生石灰
红色石蕊试纸
变蓝
NH3为碱性气体
B
浓盐酸、浓硫酸
pH试纸
变红
HCl为酸性气体
C
浓盐酸、二氧化锰
淀粉碘化钾试液
变蓝
Cl2具有氧化性
D
亚硫酸钠、硫酸
品红试液
褪色
SO2具有还原性
解析　A.NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性气体，正确；B.利用浓硫酸吸水产生高温使浓盐酸挥发出HCl气体，pH试纸变红，则说明气体为酸性气体，正确；C.浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，说明KI转化为I2，则说明Cl2有强氧化性，正确；D.SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性，错误。故选D。
答案　D
6.(2015·北京理综，12)在通风橱中进行下列实验：
步骤


现象
Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止
Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是(　　)
A.Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NO＋O2===2NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中的现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中的现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
解析　A项，铁与稀硝酸反应生成NO，NO与空气中的O2反应生成NO2：2NO＋O2===2NO2，正确；B项，铁遇浓硝酸钝化，阻止铁继续与浓硝酸反应，正确；C项，对比Ⅰ、Ⅱ，说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，错误；D项，装置Ⅲ形成原电池，通过电流计指针偏转的方向，可判断铁是否被氧化，正确。
答案　C
7.(2019·合肥调研)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)
A.FeFe2O3FeCl3(aq)
B.N2NH3NO
C.SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)
D.Al2O3Al(OH)3AlCl3(aq)
解析　Fe与水蒸气的反应为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A项错误；N2＋3H22NH3、4NH3＋5O24NO＋6H2O，B项正确；SiO2与水不反应，C项错误；Al2O3与NH3·H2O(aq)不反应，D项错误。
答案　B
8.(2016·江苏化学，9)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)
A.SiO2SiCl4Si
B.FeS2SO2H2SO4
C.N2NH3NH4Cl(aq)
D.MgCO3MgCl2(aq)Mg
解析　SiO2和HCl(aq)不反应，A项错误；SO2与H2O反应生成H2SO3，B项错误；电解MgCl2(aq)的反应为MgCl2＋2H2OCl2↑＋H2↑＋Mg(OH)2↓，得不到金属Mg，D项错误。
答案　C
9.(2019·山东德州二模)一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示，反应Ⅰ中的反应为：
3NaClO3＋4SO2＋3H2O===2ClO2＋Na2SO4＋3H2SO4＋NaCl，下列说法正确的是(　　)

A.产品中可能含有NaCl
B.反应Ⅱ中H2O2做氧化剂
C.NaClO2的漂白原理与SO2相同
D.实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行
解析　由流程图可知反应Ⅱ中ClO2为氧化剂，其还原产物为NaClO2，若H2O2量多，NaClO2会进一步被还原生成NaCl，A正确，B错误；NaClO2具有强氧化性，其漂白原理为氧化漂白，而SO2漂白时是与有色物质化合，C项错误；溶液蒸发结晶在蒸发皿中进行，D项错误。
答案　A
10.(2019·淄博一模)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下：

下列说法正确的是(　　)
A.“灼烧”可在石英坩埚中进行
B.母液中的溶质是K2CO3、KHCO3、KCl
C.“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法
D.“转化”反应中，生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1
解析　A项，KOH“灼烧”时可与SiO2反应，腐蚀坩埚，故“灼烧”时不能选用石英坩埚，错误；B项，“转化”过程中由于CO2过量，产物应为KHCO3，故母液中不含K2CO3，错误；C项，由于KMnO4受热分解，故“结晶”环节应为蒸发浓缩、冷却结晶，错误；D项，“转化”反应中K2MnO4→KMnO4，MnO2，由得失电子守恒知n(KMnO4)∶n(MnO2)＝2∶1，正确。
答案　D
11.(2019·山东济宁二模)三氯化硼(BCl3)，主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高纯硼或有机硼的制取。某兴趣小组用氯气和硼为原料，采用下列装置(部分装置可重复使用)制备BCl3。

已知：①BCl3的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃；遇水剧烈反应生成硼酸和盐酸；②2B＋6HCl2BCl3＋3H2；③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应。
请回答下列题：
(1)A装置可用氯酸钾固体与浓盐酸反应制氯气，反应的化学方程式为___________________________________________________________
___________________________________________________________。
(2)装置从左到右的接口连接顺序为a→________→j。
(3)装置E中的试剂为________，如果拆去E装置，可能产生的后果是________。
(4)D装置中发生反应前先通入一段时间的氯气，排尽装置中的空气。若缺少此步骤，则造成的结果是_________________________________________。
(5)三氯化硼与水能剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾，写出该反应的化学方程式___________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析　(2)从A中出来的气体的成分为Cl2、H2O、HCl，由于BCl3遇水剧烈反应，B与HCl反应，故应除去HCl、H2O，同时应防止后面的水进入B引起BCl3的水解，故应在B后加一干燥装置。装置的连接顺序为a→E→C→D→B→C→j，接口为a→i、h→d、e→f、g(g、f)→b、c(c、b)→d、e→j。(3)E为除HCl的装置，故应选饱和食盐水，如不除HCl则会发生2B＋6HCl===2BCl3＋3H2，H2＋Cl2===2HCl而爆炸。(4)若不排空气，则空气中的O2、N2均可与B反应，生成B2O3、BN，导致产品不纯。
答案　(1)KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
(2)ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de
(3)饱和食盐水　硼粉与HCl气体反应生成H2，加热H2与Cl2的混合气体易发生爆炸
(4)会生成B2O3，使产品不纯
(5)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl↑
12.(2019·河北武邑中学质检)亚硝酰氯(NOCl，熔点：－64.5 ℃，沸点：－5.5 ℃)是一种黄色气体，遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温、常压下合成。
(1)甲组的同学欲制备原料气NO和Cl2，制备装置如图所示：

为制备纯净干燥的气体，补充下表中缺少的药品。

装置Ⅰ
装置Ⅱ

烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净Cl2
MnO2
①________
②________
制备纯净NO
Cu
③________
④________
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图所示：

①为了使气体充分反应，从A处进入的气体是________(填“Cl2”或“NO”)。
②装置连接顺序为a→________(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。
③装置Ⅲ、Ⅳ除可干燥NO、Cl2外，另一个作用是___________________。
④装置Ⅶ中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为
___________________________________________________________。
(3)丙组同学查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混合酸，一定条件下混合酸可生成亚硝酰氯和氯气，该反应的化学方程式为_____________________
___________________________________________________________。
解析　(1)用装置Ⅰ制备氯气，实验室用浓盐酸和二氧化锰制备，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，故装置Ⅱ用饱和食盐水吸收氯化氢气体。用装置Ⅰ制备NO，可用铜和稀硝酸反应制备，制得的NO中可能混有其他氮氧化合物，NO不溶于水，故装置Ⅱ中的物质应为H2O。(2)②将Cl2和NO干燥后在装置Ⅴ中发生反应，在冰盐中冷凝收集NOCl，Cl2、NO以及NOCl均不能排放到空气中，则需用氢氧化钠溶液吸收，NOCl遇水易水解，故在收集装置和尾气处理装置之间需加一个干燥装置，因此装置连接顺序是a→e→f(或f→e)→c→b→d。③装置Ⅲ、Ⅳ除可干燥NO、Cl2外，另一个作用是通过观察气泡调节气体的流速。④装置Ⅶ中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为：NOCl＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O。(3)一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气，该反应的化学方程式为：HNO3(浓)＋3HCl(浓)NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O。
答案　(1)①浓盐酸　②饱和食盐水　③稀硝酸　④水
(2)①Cl2　②e→f(或f→e)→c→b→d　③通过观察气泡调节气体流速　④NOCl＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O
(3)HNO3(浓)＋3HCl(浓)NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O
13.(2019·山东济宁质检)三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，其相对分子质量为990)简称“三盐”，不溶于水及有机溶剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品，也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。

已知：Ksp(PbSO4)＝1.82×10－8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10－13
请回答下列问题：
(1)写出步骤①“转化”的离子方程式_____________________________。
(2)根据下图溶解度曲线(g/100 g水)，由滤液1得到Na2SO4固体的操作为：将“滤液1”________、________、用乙醇洗涤后干燥。

(3)步骤③“酸溶”，为提高酸溶速率，可采取的措施是________(任意写出一条)
(4)“滤液2”中可循环利用的溶质为________(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中c(Pb2＋)＝1.82×10－5 mol·L－1，则此时c(SO)＝________mol·L－1。
(5)步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为___________________________
___________________________________________________________。
(6)若消耗100.0 t铅泥，最终得到纯净干燥的三盐49.5 t，假设铅泥中的铅元素有75%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为________。
解析　(1)由铅泥的成分知加入Na2CO3溶液，沉淀转化的离子方程式为PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)。(2)从溶解度曲线可知析出Na2SO4固体，应控制在Na2SO4溶解度较小的温度区间即高温区，故应升温结晶，趁热过滤。(4)沉铅时发生Pb(NO3)2＋H2SO4===PbSO4↓＋2HNO3，故可循环利用的物质为HNO3，由Ksp(PbSO4)＝c(Pb2＋)·c(SO)可知c(SO)＝＝＝1×10－3 mol·L－1。(5)由三盐的化学式(3PbO·PbSO4·H2O)可知“合成”三盐的化学方程式为4PbSO4＋6NaOH3PbO·PbSO4·H2O＋3Na2SO4＋2H2O。(6)49.5 t三盐中含铅元素的质量为49.5 t×≈41.4 t，铅泥中含铅元素的质量为41.4 t÷75%＝55.2 t，故铅泥中铅元素的质量分数为×100%＝55.2%。
答案　(1)PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)
(2)升温结晶　趁热过滤
(3)适当升温　(适当增加硝酸浓度、减小滤渣颗粒大小等合理答案均可)
(4)HNO3　1×10－3
(5)4PbSO4＋6NaOH3PbO·PbSO4·H2O＋3Na2SO4＋2H2O
(6)55.20%
14.(2019·山东德州二模)铍铜合金是综合性能良好的合金材料，广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含BeO约25%、CuS约71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程：

已知：①铍、铝元素处于元素周期表中的对角线位置，化学性质相似；
②常温下：Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20　Ksp[Fe(OH)3]＝2.8×10－38　Ksp[Mn(OH)2]＝2.1×10－13。
(1)①中BeO发生反应的化学方程式_____________________________
___________________________________________________________；
固体D的化学式为________。
(2)将BeCl2溶液蒸干得到BeCl2固体，应在HCl气流中进行，其原因是___________________________________________________________
___________________________________________________________(用离子方程式表示)。
溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，为提纯BeCl2溶液，选择最佳步骤依次为________。
a.通入过量的CO2 b.加入适量的HCl
c.加入过量的NaOH d.加入过量的氨水
e.过滤 f.洗涤
(3)溶液E中含c(Cu2＋)＝2.2 mol·L－1、c(Mn2＋)＝0.21 mol·L－1、c(Fe3＋)＝0.002 8 mol·L－1，逐滴加入稀氨水调节pH，产生沉淀的先后顺序是________，为使铜离子开始沉淀，常温下应调节溶液的pH大于________。
(4)取铍铜元件1 kg，最终获得Be的质量为76.5 g，则产率约为________。
解析　(1)由对角线规则可知BeO溶于NaOH溶液，反应的化学方程式为BeO＋2NaOH===Na2BeO2＋H2O(或BeO＋2NaOH＋H2O===Na2[Be(OH)4])，滤液A的成分为Na2BeO2(Na2[Be(OH)4])、Na2SiO3、NaOH，故固体D的成分为H2SiO3(或H4SiO4)。(2)BeCl2为强酸弱碱盐，溶液中存在BeCl2＋2H2OBe(OH)2＋2HCl，为防水解，故应在HCl气流中蒸发。为提纯溶液中的BeCl2，应先使BeCl2转化为Be(OH)2沉淀，然后再溶解，故最佳步骤为d、e、f、b。(3)c(Cu2＋)＝2.2 mol·L－1时，生成Cu(OH)2对应c(OH－)1＝＝＝1×10－10 mol·L－1，c(Mn2＋)＝0.21 mol·L－1时，生成Mn(OH)2对应c(OH－)2＝＝＝1×10－6mol·L－1，c(Fe3＋)＝0.002 8 mol·L－1时，生成Fe(OH)3对应c(OH－)3＝＝＝1×10－mol·L－1，c(OH－)2＞c(OH－)1＞c(OH－)3，故沉淀的先后顺序为Fe3＋、Cu2＋、Mn2＋。(4)1 kg铍铜元件中含Be元素的质量为1 000 g×25%×＝90 g，故产率为×100%＝85%。
答案　(1)BeO＋2NaOH===Na2BeO2＋H2O或BeO＋2NaOH＋H2O===Na2[Be(OH)4]　H2SiO3(或H4SiO4)
(2)Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2H＋　defb
(3)Fe(OH)3、Cu(OH)2、Mn(OH)2　4
(4)85%