还剩10页未读，
继续阅读
2022 高考化学二轮专题练习 专题突破练四 元素及其化合物
展开
这是一份2022 高考化学二轮专题练习 专题突破练四 元素及其化合物，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专题突破练四 元素及其化合物
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2021广东广州高三一模)“努力打造青山常在、绿水长流、空气常新的美丽中国”。下列水处理方法错误的是( )
A.用臭氧进行自来水消毒
B.用硫酸铁除去水中的悬浮物
C.用Na2SO4除去硬水中的Mg2+和Ca2+
D.用Na2S除去工业废水中的Cu2+和Hg2+
2.(2021湖北仙桃质检)2020年11月24日“嫦娥五号”发射升空,“嫦娥五号”在月球上采样成功并于2020年12月17日顺利返回。下列“嫦娥五号”所用的材料中不属于新型无机非金属材料的是( )
A.挖土铲——氮化碳特种钻头
B.国旗——复合纤维织物
C.降落伞——氮化硼纤维
D.望远镜——碳化硅特种陶瓷
3.(2021顺德郑裕彤中学高三月考)“人世间一切幸福都需要靠辛勤的劳动来创造”。下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是( )
选项
劳动项目
化学知识
A
使用草木灰对蔬菜施肥
草木灰属于钾肥
B
使用“84”消毒液对衣物消毒
NaClO具有漂白性
C
实验结束后,清洗仪器、处理废液、打扫卫生
废液随意排放会造成污染
D
将浓硫酸放入分类储存、专人保管的安全柜中
浓硫酸具有强腐蚀性
4.(2021浙江宁波调研)赤泥是铝土矿生产Al2O3过程中产生的一种固体废弃物,现设计从赤泥(含Fe2O3、Al2O3、Ga2O3)中提取镓(Ga)的工艺如下,下列说法错误的是( )
已知:Ga2O3与Al2O3的性质相似,能与NaOH溶液反应生成可溶性盐NaGaO2。
A.溶液B中含有金属元素的离子有Na+、Al3+
B.浸渣A的主要成分是Fe2O3
C.通过萃取、反萃取的操作可实现Ga元素的富集
D.电解过程中阴极发生的电极反应式为GaO2-+2H2O+3e-4OH-+Ga
5.(2021湖南卷,8)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3-的存在
6.(2021陕西西安调研)去除下列物质中的杂质所选试剂和反应方程式均正确的是( )
选
项
物质(杂质)
除杂试剂
反应方程式
A
Cu(OH)2[Al(OH)3]
足量NaOH溶液
Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O
B
MgCl2(FeCl3)
过量MgO
2Fe3++MgO+3H2O2Fe(OH)3+Mg2+
C
CO2(SO2)
足量NaOH溶液
SO2+2OH-SO32-+H2O
D
CH3CH3
(CH2CH2)
足量溴水
CH2CH2+4Br2CBr2CBr2+4HBr
7.(2021福建龙岩一模)某种含二价铜微粒的催化剂[CuⅡ(OH)(NH3)]+可用于汽车尾气脱硝,催化机理如图1,反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是( )
A.总反应焓变ΔH>0
B.由状态②到状态③是铜元素被氧化的过程
C.状态③到状态④的变化过程中有O—H键的形成
D.该脱硝过程总反应的化学方程式为4NH3+2NO+2O26H2O+3N2
8.(2021广东新高考适应卷)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a可经催化氧化生成b
B.b为红棕色,可转化为c
C.密闭体系中,c存在2NO2N2O4
D.d的溶液与Cu反应可生成b或c
9.(2021湖南岳阳质检)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,得到的新生产流程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.在沉淀池中应先通入氨气,再通入二氧化碳气体
B.该反应原理:NH3+CO2+H2OHCO3-+NH4+
C.循环Ⅱ中X是二氧化碳
D.在过滤后的母液中加入氯化钠粉末、通入氨气并搅拌,经冷却结晶后可得氯化铵晶体
10.(2021广东汕头质检)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是( )
A.Ca(OH)2Ca(ClO)2HClO
B.SiO2Na2SiO3H2SiO3
C.FeS2SO2(NH4)2SO4
D.饱和NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
11.(2021广西南宁一模)下列实验方案能实现实验目的的是( )
选项
实验方案
实验目的
A
向含白色ZnS的悬浊液中滴入几滴CuSO4溶液,产生黑色沉淀
证明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
B
将含有少量SO2杂质的CH2CH2气体缓慢通过足量的酸性KMnO4溶液
除去CH2CH2中的SO2
C
向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水,然后过滤、洗涤沉淀,再灼烧沉淀
制取Al(OH)3
D
将FeCl3饱和溶液置于蒸发皿中加热蒸干
制取无水FeCl3
12.(2021中山一中等高三五校联考)下列实验过程以及所得出的相应结论或解释原因都正确的是( )
序号
实验过程描述
实验结论或原因
①
铁在纯氧中能燃烧,铁在高温下也能和水蒸气反应
都能得到Fe3O4
续 表
序号
实验过程描述
实验结论或原因
②
将CO2通入到饱和的Na2CO3溶液中产生白色浑浊
室温下溶解度:Na2CO3>NaHCO3
③
向溶液中滴入KSCN溶液和新制氯水,出现血红色现象
样品中一定有Fe2+
④
将一块除去保护膜的铝箔在酒精灯上加热,未见液态铝滴落下来
铝的熔点很高,未熔化
⑤
用洁净的玻璃棒蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色
该溶液中一定含有Na+,可能有K+
A.只有①②⑤ B.只有①②
C.只有①②④ D.只有②⑤
13.(2021东莞东华高级中学高三月考)类推时要注意物质的相似性和特殊性,下列类推结论正确的是( )
选项
化学事实
类推结论
A
钠与水反应生成NaOH和H2
高温下铁与水蒸气反应也能生成碱和H2
B
溶解度:CaCO3<
Ca(HCO3)2
溶解度:Na2CO3
Al(OH)3受热分解为Al2O3和H2O
Fe(OH)3也能受热分解生成相应价态的金属氧化物和H2O
D
Na2CO3、NaHCO3溶液均显碱性
钠盐溶液均能使酚酞溶液变红
14.(2021顺德郑裕彤中学高三月考)在酸性环境中,纳米Fe/Ni复合材料去除污染水体的NO3-的反应过程(Ni不参与反应)如图所示:
下列表达反应过程或现象的方程式错误的是( )
A.反应步骤ⅰ:NO3-+Fe+2H+NO2-+Fe2++H2O
B.反应步骤ⅱ:NO2-+3Fe+8H+3Fe2++NH4++2H2O
C.反应进行一段时间,过滤出水体中出现的白色絮状物,白色絮状物在空气中最终变成红褐色:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
D.硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸发现溶液变黄:2Fe2++SO42-+4H+2Fe3++SO2↑+2H2O
15.(2021茂名一中高三月考)我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的H2S和Hg的协同脱除,部分反应机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是( )
A.产生清洁燃料H2
B.H2S脱除率为100%
C.H2S既被氧化又被还原
D.脱Hg反应为Hg+SHgS
16.(2021东莞中学松山湖学校高三月考)推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞,进行如图所示的探究实验,对实验现象的预测及分析错误的是( )
A.试管内CCl4层溶液褪色,说明Br2具有氧化性
B.试管中的红色花瓣褪色,说明SO2具有漂白性
C.试管中产生大量气泡,说明Na2SO3被氧化产生SO3
D.一段时间后试管内有白色沉淀,说明有SO42-生成
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.(14分)(2021全国甲卷,27)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:
(1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有 (填标号)。
A.烧杯 B.容量瓶
C.蒸发皿 D.移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为 ,与直接用废铜和浓硫酸反应相比,该方法的优点是 。
(3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H2O2,冷却后用NH3·H2O调pH为3.5~4,再煮沸10 min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、 、乙醇洗涤、 ,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是 ,煮沸10 min的作用是 。
(4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。
(5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏大的是 (填标号)。
①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少量胆矾迸溅出来
18.(14分)(2021贵州贵阳调研)氯化亚铜(CuCl)在化工、印染、电镀等行业应用广泛。CuCl微溶于水,不溶于醇和稀酸,可溶于Cl-浓度较大的溶液,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如图。回答下列问题:
(1)步骤①中N元素被还原为最低价,写出此反应的离子方程式: 。
(2)步骤②中,亚硫酸铵要略保持过量,原因是
,
滤液中可循环利用的物质是 。
(3)步骤⑤中,用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水,防止滤渣被空气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl的化学方程式为 。
(4)用K2Cr2O7溶液测定氯化亚铜样品纯度(假设杂质不参与反应)的步骤如下:准确称取所制备的氯化亚铜样品10.00 g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸配成100 mL溶液,取溶液10.00 mL用0.100 0 mol·L-1 的K2Cr2O7溶液进行滴定,反应中Cr2O72-被还原成Cr3+,相关数据记录如表所示。则该样品中CuCl的质量分数为 。
实验编号
1
2
3
消耗K2Cr2O7溶液的体积/mL
14.98
16.03
15.02
(5)制造印刷电路板产生的废液中含大量[Cu(NH3)4]2+等离子,利用膜电解技术对此废液进行电解,电解装置如图所示。电解后的阴极溶液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl,电解时阴极的电极反应式为
,
生成CuCl的离子方程式为 。
19.(14分)(2021湖北重点中学联考)“臭苏打”是硫化钠的俗名,又称臭碱,黄碱,硫化碱,具有臭味,硫化钠能溶解于冷水,极易溶于热水,微溶于醇,是重要的化工产品。
(1)硫化钠水溶液具有臭味是S2-水解产生的H2S造成的,该反应过程的离子方程式为
。
(2)Na2S具有较强的还原性,溶液中的Na2S在空气中会被缓慢地氧化成硫代硫酸钠,写出反应的化学方程式: 。
(3)某学习小组设计实验探究金属硫化物的性质。
Ⅰ.探究Na2S的还原性
甲同学取少量硫化钠溶液置于试管,滴加2滴酚酞溶液,再滴加溴水,观察到溶液颜色变浅。
①酚酞的作用是
;写出该实验中发生反应的离子方程式: 。
②乙同学认为甲方案不严密。他设计方案:取少量硫化钠溶液置于试管,滴加适量苯,再用长滴管加入溴水。加入“苯”的目的是
。
Ⅱ.探究氧化还原反应和沉淀反应的竞争
丙同学设计以下两组实验:
实验1.①在10 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液中滴加2 mL 1 mol·L-1的 Na2S 溶液,观察到有浅黄色沉淀生成,溶液黄色变浅。
②在10 mL 2 mol·L-1的Na2S溶液中滴加2 mL 1 mol·L-1的FeCl3 溶液。观察到先产生浅黄色固体,随后生成黑色固体,溶液黄色变无色。
实验2.在2 mol·L-1的Na2S溶液中滴加少量AgNO3溶液,立即产生大量黑色沉淀,没有浅黄色沉淀。
实验1中产生的浅黄色固体是 (填化学式)。写出实验1的②中产生黑色沉淀的离子方程式: ;已知氧化性:Ag+>Fe3+,实验2中,发生复分解反应,未发生氧化还原反应。
实验结论:若某一溶液中同时存在氧化还原反应和沉淀反应,则 (填“氧化还原”或“生成更难溶物质”)反应将优先进行。
20.(14分)(2021东莞中学松山湖学校高三适应性考试)钠是很活泼的金属,在空气中燃烧的产物是Na2O2。Na2O的制取可以通过钠与硝酸钠共热反应完成:Na+NaNO3Na2O+N2↑(未配平)。请回答下列问题:
(1)上述反应的氧化剂是 (写化学式)。制取Na2O时,若金属钠与NaNO3按质量比23∶17投料,充分反应后收集到的气体体积为1.12 m3(标准状况下),则制得的Na2O的质量为 kg。
(2)制取Na2O时由于设备密封性不好而进入了少量空气,导致制得的Na2O产品中含有Na2O2杂质。现有Na2O产品m g(假设只含有Na2O2杂质),请从下面选用合适的仪器和试剂,设计一种可选用的实验仪器组合,以完成样品中Na2O含量的测定。
可选用的试剂:a.浓硫酸 b.水 c.盐酸标准溶液 d.NaOH标准溶液 e.酚酞 f.碱石灰 g.稀盐酸
实验过程中发生反应的化学方程式
实验所需仪器(用字母表示)
实验所需试剂(用字母表示)
实验需直接测定的有关物理量(用文字说明)
(3)某学生设计了以下实验方案来测定该试样中Na2O的质量分数,其操作流程和实验数据如下,该Na2O产品中Na2O的质量分数为 。
7.75 g Na2O产品固体称量得固体9.35 g
专题突破练四 元素及其化合物
1.C 解析:用臭氧进行自来水消毒,臭氧氧化性强、杀菌消毒程度高且无污染,故A正确;由于硫酸铁中电离出的铁离子发生水解生成的胶体粒子可吸附水中的悬浮物,故B正确;硫酸镁溶于水,硫酸钙微溶于水,不能用Na2SO4除去硬水中的Mg2+和Ca2+,故C错误;用Na2S除去工业废水中的Cu2+和Hg2+,生成CuS、HgS沉淀,故D正确。
2.B 解析:氮化碳属于无机物,则氮化碳属于新型无机非金属材料,故A不符合题意;复合纤维织物中的纤维含有有机化合物成分,则复合纤维织物不属于新型无机非金属材料,故B符合题意;氮化硼属于无机物,则氮化硼纤维属于新型无机非金属材料,故C不符合题意;碳化硅属于无机物,则碳化硅属于新型无机非金属材料,故D不符合题意。
3.B 解析:草木灰主要成分为K2CO3,属于钾肥,A与题意不符;“84”消毒液有效成分为NaClO,具有强氧化性,能杀菌消毒,与漂白性无关,B符合题意;废液随意排放会造成污染,则实验结束后,需清洗仪器、处理废液、打扫卫生,C与题意不符;浓硫酸具有强腐蚀性,使用不当易造成事故,应将浓硫酸放入分类储存、专人保管的安全柜中,D与题意不符。
4.A 解析:利用树脂萃取了GaO2-,因此溶液B中含有金属元素的离子有Na+、AlO2-,A选项错误;Ga2O3与Al2O3都能与NaOH反应分别生成可溶性盐NaAlO2、NaGaO2,因此浸渣A的主要成分是Fe2O3,B选项正确;通过萃取和反萃取,去除了含铝元素的杂质,可以实现Ga元素的富集,C选项正确;加入NaOH后溶液C中含有GaO2-,由GaO2-电解制备Ga,Ga元素化合价降低,所以是在阴极上发生反应,D选项正确。
5.A 解析:本题考查了氧化还原反应原理的分析与物质的检验、用途等知识。反应中的电子转移情况为:
。据此可知,生成1 mol Cl2时,反应中转移20 mol e-,A项错误;根据电子转移情况,可判断反应中碘单质作还原剂,氯酸钾作氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比是11∶6,B项正确;工业上常将氯气通入石灰乳中制得漂白粉,C项正确;酸化的碘化钾溶液可与食盐中的碘酸根发生归中反应生成碘单质(IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O),淀粉遇碘单质变蓝,D项正确。
6.A 解析:Al(OH)3是两性氢氧化物,能和氢氧化钠反应生成溶于水的偏铝酸钠,而Cu(OH)2不能,除杂试剂和离子方程式均正确,故A符合题意;FeCl3溶液因水解显酸性,铁离子在一定的酸性条件下就可以沉淀完全,因此加入过量氧化镁可除去FeCl3,除杂试剂选取正确,但离子方程式电荷不守恒,故B不符合题意;CO2和SO2都能和NaOH溶液反应,除杂试剂选取不正确,故C不符合题意;溴水能和乙烯发生加成反应,CH3CH3不可以,除杂试剂选取正确,但反应的化学方程式书写不正确,正确的化学方程式为CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br,故D不符合题意。
7.C 解析:根据图2可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,题给反应为放热反应,则总反应焓变ΔH<0,A说法错误;由状态②到状态③,发生[CuⅡ(OH)(NH3)3]++NO[CuⅠ(H2NNO)(NH3)2]++H2O,Cu元素的化合价降低,是铜元素被还原的过程,B说法错误;状态③到状态④的变化过程为[CuⅠ(H2NNO)(NH3)2]+[CuⅠ(NH3)2]++N2+H2O,有O—H键的形成,C说法正确;根据图1,加入2NH3、2NO、12O2,生成2N2、3H2O,则脱硝过程总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O26H2O+4N2,D说法错误。
8.B 解析:根据图像可知,a为NH3,b为NO,NH3可经催化氧化生成NO,A说法正确;b为NO,NO为无色气体,NO与氧气反应可转化为c(NO2),B说法错误;+4价的含氮氧化物有NO2、N2O4,密闭体系中,c(NO2)存在反应2NO2N2O4,C说法正确;d为硝酸,Cu与稀硝酸反应生成NO,Cu与浓硝酸反应可生成NO2,D说法正确。
9.B 解析:氨气极易溶于水,而二氧化碳微溶于水,先通入氨气,溶液呈碱性,再通入二氧化碳气体可更多地转化为HCO3-,故A正确;该反应原理是:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故B错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和水,可将CO2通入沉淀池中循环利用,故X为CO2,故C正确;在过滤后的母液中加入氯化钠粉末、通入氨气并搅拌,增大了铵根离子的浓度,使氯化铵更多地析出,经冷却结晶后可得氯化铵晶体,故D正确。
10.B 解析:氯气和氢氧化钙反应生成次氯酸钙,但是二氧化硫具有还原性,次氯酸钙具有氧化性,二者在溶液中发生氧化还原反应,不能生成次氯酸,A项错误;二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,硅酸钠和二氧化碳反应生成白色的硅酸沉淀,B项正确;二硫化亚铁与氧气发生反应生成氧化铁和二氧化硫,二氧化硫和氨水反应生成(NH4)2SO3,不能生成硫酸铵,C项错误;侯氏制碱法的原理是将二氧化碳和氨气通入氯化钠的饱和溶液中生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠,D项错误。
11.A 解析:向ZnS悬浊液中滴入几滴CuSO4溶液,发生沉淀转化:ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq),说明CuS比ZnS更难溶,故Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),A符合题意;SO2、CH2CH2均能使KMnO4溶液褪色,故通过足量的KMnO4溶液CH2CH2也会被氧化除去,B不符合题意;Al2(SO4)3与氨水反应生成Al(OH)3沉淀,灼烧Al(OH)3转化为Al2O3,不能达到实验目的,C不符合题意;加热时,促进FeCl3水解平衡正向移动生成Fe(OH)3和HCl,由于HCl易挥发,故蒸干后得到的固体为Fe(OH)3,D不符合题意。
12.B 解析:①铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁,铁在高温下也能和水蒸气反应生成四氧化三铁,故①正确;②将CO2通入饱和的Na2CO3溶液中反应生成NaHCO3,室温下,因NaHCO3溶解度小于Na2CO3,故饱和的Na2CO3溶液通入CO2后会变浑浊,故②正确;③题目没说明KSCN溶液和新制氯水的滴加顺序,故无法确定溶液中是否含有Fe2+,故③错误;④除去保护膜的铝箔在酒精灯上加热时又会重新在其表面生成一层致密的氧化膜,则未见铝滴落,并不能说明铝的熔点高,未熔化,故④错误;⑤因玻璃棒的成分中含有Na+,则用玻璃棒蘸取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,并不能说明溶液中一定含有Na+,可能含有K+,故⑤错误。综上所述,只有①②是正确的,答案选B。
13.C 解析:钠与水反应生成NaOH和H2,而高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,类推错误,故A错误;碳酸钙不溶于水,碳酸氢钙能溶于水,因此溶解度:CaCO3NaHCO3,类推错误,故B错误;难溶性的碱受热易分解,生成对应的氧化物和水,所以Fe(OH)3也能受热分解生成相应的金属氧化物和H2O,类推正确,故C正确;Na2CO3、NaHCO3都是强碱弱酸盐,水解后溶液均显碱性,而NaCl、Na2SO4等强碱强酸盐在溶液中不水解,溶液呈中性,所以并不是所有的钠盐溶液均能使酚酞溶液变红,类推错误,故D错误。
14.D 解析:根据图示可知,在酸性环境中,纳米Fe/Ni去除NO3-分两步,反应ⅰ中NO3-在吸附处被Fe还原为NO2-,离子方程式为NO3-+Fe+2H+NO2-+Fe2++H2O;反应ⅱ中NO2-在另外的吸附处被Fe还原为NH4+,离子方程式为NO2-+3Fe+8H+3Fe2++NH4++2H2O。由以上分析可知,A、B项正确;随着反应进行,H+浓度减小,溶液碱性增强,反应一段时间后出现白色絮状物Fe(OH)2,在空气中放置发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,变成红褐色,C项正确;溶液变黄是因为酸性条件下NO3-将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O,D项错误。
15.B 解析:H2S被吸附在催化剂活性炭表面形成H原子,H原子与H原子之间成键生成H2,A正确;由图可知,H2S分解产生的H2和S单质会再次生成H2S,脱除率小于100%,B错误;由图可知,H2S转化为S、SO2是被氧化,转化为H2是被还原,C正确;该过程是H2S和Hg的协同脱除,故生成的S单质与Hg反应生成HgS,可以脱Hg,D正确。
16.C 解析:锥形瓶内发生的反应为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2进入到试管中,CCl4层溶液褪色,证明Br2发生反应,SO2具有还原性,可以被Br2氧化,证明Br2具有氧化性,A项正确;试管中花瓣褪色,说明SO2可以漂白花瓣中的有色物质,证明SO2具有漂白性,B项正确;试管中产生大量气泡是锥形瓶中产生的SO2进入到试管中引起的,Na2SO3没有发生氧化还原反应,发生的是“强酸制弱酸”的复分解反应,C项错误;试管中Br2可将SO2氧化,生成硫酸和HBr,SO42-可以和Ba2+结合成不溶于酸的白色沉淀,D项正确。
17.答案 (1)AC (2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O 不产生SO2(硫酸利用率高)
(3)过滤 干燥 除尽Fe3+和抑制CuSO4水解
破坏Fe(OH)3胶体易于过滤
(4)80×(m2-m3)9×(m3-m1) (5)①③
解析:(1)原料与稀硫酸反应在烧杯中进行,其中稀硫酸用量筒量取,充分反应后需过滤除去不溶性杂质,用到烧杯、漏斗、玻璃棒,胆矾从溶液中析出需要蒸发滤液,蒸发滤液需要用到蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,故选AC。
(2)CuO(杂质为氧化铁及泥沙)与稀硫酸在加热时主要反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O;铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸利用率低且产生的SO2会污染大气。
(3)从滤液中获得胆矾的实验操作包括:加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥。由于焙烧废铜得到的CuO中含有氧化铁,用硫酸溶解时产生硫酸铁杂质,为从CuSO4溶液中除去Fe2(SO4)3,应控制溶液pH为3.5~4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,同时还可抑制CuSO4水解,防止生成Cu(OH)2沉淀;煮沸10 min的作用是破坏Fe(OH)3胶体,促进Fe(OH)3沉淀的生成。
(4)设胆矾的化学式为CuSO4·xH2O
则CuSO4·xH2OCuSO4+xH2O
160+18x 160 18x
m2-m1 m3-m1 m2-m3
160m3-m1=18xm2-m3
x=160(m2-m3)18(m3-m1)=80(m2-m3)9(m3-m1)
(5)胆矾不干燥会使m2偏大,则导致所求x偏大;坩埚未置于干燥器中冷却,CuSO4吸收空气中的水蒸气导致m3偏大,使所求x偏小;加热时有胆矾迸溅出来,会使m3偏小,导致x偏大。故选①③。
18.答案 (1)4Cu+NO3-+10H+4Cu2++NH4++3H2O
(2)使Cu2+完全反应,阻止生成的CuCl被氧化 硫酸
(3)4CuCl+O2+4H2O2Cu2(OH)3Cl+2HCl
(4)89.55%
(5)[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O[Cu(NH3)2]++2NH3·H2O
[Cu(NH3)2]++2H++Cl-CuCl+2NH4+
解析:在硫酸存在条件下NO3-具有氧化性,可氧化海绵铜(主要成分是Cu和少量的CuO)生成CuSO4,过滤后在滤液中加入亚硫酸铵和氯化铵发生氧化还原反应生成CuCl,该反应的离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+,过滤得到的CuCl经水洗、乙醇洗涤,可快速除去固体表面的水分,防止水解、氧化,烘干得到CuCl产品。
(1)①NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能与Cu发生反应,N元素被还原为NH4+,反应的离子方程式为4Cu+NO3-+10H+4Cu2++NH4++3H2O。
(2)根据流程的目的是制备CuCl,则反应②得到CuCl,发生反应2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+,由于CuCl在潮湿空气中易水解氧化,因此亚硫酸铵要保持过量的目的是使Cu2+完全反应,阻止生成的CuCl被氧化;滤液中可循环利用的物质是硫酸。
(3)CuCl在潮湿空气中易水解氧化,因此该反应的化学方程式为4CuCl+O2+4H2O2Cu2(OH)3Cl+2HCl。
(4)氯化亚铜与氯化铁反应:Fe3++CuClFe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,发生反应6Fe2++Cr2O72-+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O,反应的关系式为6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-。题中第二次实验误差较大,可舍去,平均消耗K2Cr2O7溶液的体积为15 mL,
6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-
6 1
n(CuCl) 15×10-3 L×0.1 mol·L-1×100 mL10 mL
n(CuCl)=9×10-2 mol,则m(CuCl)=9×10-2 mol×99.5 g· mol-1=8.955 g,则CuCl的质量分数=8.955 g10.00 g×100%=89.55%.
(5)阴极上发生还原反应,[Cu(NH3)4]2+得电子生成[Cu(NH3)2]+,阴极反应式为[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O[Cu(NH3)2]++2NH3·H2O;生成CuCl的离子方程式为[Cu(NH3)2]++2H++Cl-CuCl+2NH4+。
19.答案 (1)S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-
(2)2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH
(3)Ⅰ.①便于观察实验现象和了解反应进行的程度(合理即可)
S2-+Br22Br-+S↓ ②避免空气中的氧气氧化S2-
Ⅱ.S Fe2++S2-FeS↓ 生成更难溶物质
解析:(1)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子两步水解生成H2S使溶液有臭味,水解的离子方程式为S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-。
(2)硫化钠在空气中会缓慢地被氧化成硫代硫酸钠,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH。
(3)Ⅰ.①在硫化钠溶液中加入酚酞,溶液变红色,说明硫化钠溶液呈碱性,故酚酞的作用是便于观察实验现象和了解反应进行的程度,硫离子具有还原性,能与溴发生置换反应:S2-+Br22Br-+S↓;②硫离子在空气中能被氧气氧化成硫单质:2S2-+O2+2H2O2S↓+4OH-,苯难溶于水、密度比水小,故苯的作用是隔绝空气,避免硫化钠被氧化。
Ⅱ.实验1的①中发生的反应为2Fe3++S2-S↓+2Fe2+,产生的浅黄色固体是S单质,实验1的②中先产生浅黄色固体,先发生反应2Fe3++S2-S↓+2Fe2+,由于硫化钠过量,则产生黑色沉淀的离子方程式为Fe2++S2-FeS↓。银离子的氧化性强于Fe3+,硫离子具有强还原性,在硫化钠溶液中加入硝酸银溶液可能发生两个反应:2Ag++S2-Ag2S↓,2Ag++S2-S↓+2Ag↓,但是在硫化钠溶液中滴加硝酸银溶液只产生黑色沉淀,没有浅黄色沉淀,说明若某一溶液中同时存在氧化还原反应和沉淀反应时,优先生成更难溶物质。
20.答案 (1)NaNO3 18.6
(2)(以下三种方法任选一种,其他合理方法亦可)
Ⅰ
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH
A、D
b
①反应前锥形瓶、样品和水的总质量
②反应后锥形瓶和溶液的总质量
Ⅱ
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH
G、C
b
量筒中收集到的气体的体积
Ⅲ
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH,NaOH+HClNaCl+H2O
D、H
b、c、
e
中和锥形瓶中样品与水反应后所得溶液所使用的盐酸标准溶液的体积
(3)80%
解析:(1)由N元素的化合价降低可知,NaNO3是氧化剂。配平化学方程式为10Na+2NaNO36Na2O+N2↑,收集到1.12 m3(标准状况下)N2,n(N2)=50 mol,那么n(Na2O)=300 mol,故m(Na2O)=300 mol×62 g· mol-1=18.6 kg。(2)要测定样品中Na2O的含量有多种方法,可通过测Na2O2与水反应生成O2的体积来计算Na2O2的量;也可测与水反应后锥形瓶和溶液的总质量与反应前锥形瓶、样品和水的总质量之差;还可以通过滴定法测锥形瓶中Na2O产品与水反应生成NaOH的量来计算。(3)设试样中Na2O的物质的量为x mol,Na2O2的物质的量为y mol,则有:62x+78y=7.75,78(x+y)=9.35,解得:x=0.1,那么Na2O的质量分数为:0.1mol×62 g·mol-17.75 g×100%=80%。
专题突破练四 元素及其化合物
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2021广东广州高三一模)“努力打造青山常在、绿水长流、空气常新的美丽中国”。下列水处理方法错误的是( )
A.用臭氧进行自来水消毒
B.用硫酸铁除去水中的悬浮物
C.用Na2SO4除去硬水中的Mg2+和Ca2+
D.用Na2S除去工业废水中的Cu2+和Hg2+
2.(2021湖北仙桃质检)2020年11月24日“嫦娥五号”发射升空,“嫦娥五号”在月球上采样成功并于2020年12月17日顺利返回。下列“嫦娥五号”所用的材料中不属于新型无机非金属材料的是( )
A.挖土铲——氮化碳特种钻头
B.国旗——复合纤维织物
C.降落伞——氮化硼纤维
D.望远镜——碳化硅特种陶瓷
3.(2021顺德郑裕彤中学高三月考)“人世间一切幸福都需要靠辛勤的劳动来创造”。下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是( )
选项
劳动项目
化学知识
A
使用草木灰对蔬菜施肥
草木灰属于钾肥
B
使用“84”消毒液对衣物消毒
NaClO具有漂白性
C
实验结束后,清洗仪器、处理废液、打扫卫生
废液随意排放会造成污染
D
将浓硫酸放入分类储存、专人保管的安全柜中
浓硫酸具有强腐蚀性
4.(2021浙江宁波调研)赤泥是铝土矿生产Al2O3过程中产生的一种固体废弃物,现设计从赤泥(含Fe2O3、Al2O3、Ga2O3)中提取镓(Ga)的工艺如下,下列说法错误的是( )
已知:Ga2O3与Al2O3的性质相似,能与NaOH溶液反应生成可溶性盐NaGaO2。
A.溶液B中含有金属元素的离子有Na+、Al3+
B.浸渣A的主要成分是Fe2O3
C.通过萃取、反萃取的操作可实现Ga元素的富集
D.电解过程中阴极发生的电极反应式为GaO2-+2H2O+3e-4OH-+Ga
5.(2021湖南卷,8)KIO3常用作食盐中的补碘剂,可用“氯酸钾氧化法”制备,该方法的第一步反应为6I2+11KClO3+3H2O6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2↑。下列说法错误的是( )
A.产生22.4 L(标准状况)Cl2时,反应中转移10 mol e-
B.反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为11∶6
C.可用石灰乳吸收反应产生的Cl2制备漂白粉
D.可用酸化的淀粉碘化钾溶液检验食盐中IO3-的存在
6.(2021陕西西安调研)去除下列物质中的杂质所选试剂和反应方程式均正确的是( )
选
项
物质(杂质)
除杂试剂
反应方程式
A
Cu(OH)2[Al(OH)3]
足量NaOH溶液
Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O
B
MgCl2(FeCl3)
过量MgO
2Fe3++MgO+3H2O2Fe(OH)3+Mg2+
C
CO2(SO2)
足量NaOH溶液
SO2+2OH-SO32-+H2O
D
CH3CH3
(CH2CH2)
足量溴水
CH2CH2+4Br2CBr2CBr2+4HBr
7.(2021福建龙岩一模)某种含二价铜微粒的催化剂[CuⅡ(OH)(NH3)]+可用于汽车尾气脱硝,催化机理如图1,反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是( )
A.总反应焓变ΔH>0
B.由状态②到状态③是铜元素被氧化的过程
C.状态③到状态④的变化过程中有O—H键的形成
D.该脱硝过程总反应的化学方程式为4NH3+2NO+2O26H2O+3N2
8.(2021广东新高考适应卷)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a可经催化氧化生成b
B.b为红棕色,可转化为c
C.密闭体系中,c存在2NO2N2O4
D.d的溶液与Cu反应可生成b或c
9.(2021湖南岳阳质检)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,得到的新生产流程如图所示,下列说法不正确的是( )
A.在沉淀池中应先通入氨气,再通入二氧化碳气体
B.该反应原理:NH3+CO2+H2OHCO3-+NH4+
C.循环Ⅱ中X是二氧化碳
D.在过滤后的母液中加入氯化钠粉末、通入氨气并搅拌,经冷却结晶后可得氯化铵晶体
10.(2021广东汕头质检)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能实现的是( )
A.Ca(OH)2Ca(ClO)2HClO
B.SiO2Na2SiO3H2SiO3
C.FeS2SO2(NH4)2SO4
D.饱和NaCl溶液NaHCO3Na2CO3
11.(2021广西南宁一模)下列实验方案能实现实验目的的是( )
选项
实验方案
实验目的
A
向含白色ZnS的悬浊液中滴入几滴CuSO4溶液,产生黑色沉淀
证明Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)
B
将含有少量SO2杂质的CH2CH2气体缓慢通过足量的酸性KMnO4溶液
除去CH2CH2中的SO2
C
向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水,然后过滤、洗涤沉淀,再灼烧沉淀
制取Al(OH)3
D
将FeCl3饱和溶液置于蒸发皿中加热蒸干
制取无水FeCl3
12.(2021中山一中等高三五校联考)下列实验过程以及所得出的相应结论或解释原因都正确的是( )
序号
实验过程描述
实验结论或原因
①
铁在纯氧中能燃烧,铁在高温下也能和水蒸气反应
都能得到Fe3O4
续 表
序号
实验过程描述
实验结论或原因
②
将CO2通入到饱和的Na2CO3溶液中产生白色浑浊
室温下溶解度:Na2CO3>NaHCO3
③
向溶液中滴入KSCN溶液和新制氯水,出现血红色现象
样品中一定有Fe2+
④
将一块除去保护膜的铝箔在酒精灯上加热,未见液态铝滴落下来
铝的熔点很高,未熔化
⑤
用洁净的玻璃棒蘸取某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色
该溶液中一定含有Na+,可能有K+
A.只有①②⑤ B.只有①②
C.只有①②④ D.只有②⑤
13.(2021东莞东华高级中学高三月考)类推时要注意物质的相似性和特殊性,下列类推结论正确的是( )
选项
化学事实
类推结论
A
钠与水反应生成NaOH和H2
高温下铁与水蒸气反应也能生成碱和H2
B
溶解度:CaCO3<
Ca(HCO3)2
溶解度:Na2CO3
Al(OH)3受热分解为Al2O3和H2O
Fe(OH)3也能受热分解生成相应价态的金属氧化物和H2O
D
Na2CO3、NaHCO3溶液均显碱性
钠盐溶液均能使酚酞溶液变红
14.(2021顺德郑裕彤中学高三月考)在酸性环境中,纳米Fe/Ni复合材料去除污染水体的NO3-的反应过程(Ni不参与反应)如图所示:
下列表达反应过程或现象的方程式错误的是( )
A.反应步骤ⅰ:NO3-+Fe+2H+NO2-+Fe2++H2O
B.反应步骤ⅱ:NO2-+3Fe+8H+3Fe2++NH4++2H2O
C.反应进行一段时间,过滤出水体中出现的白色絮状物,白色絮状物在空气中最终变成红褐色:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
D.硝酸亚铁溶液中滴加稀硫酸发现溶液变黄:2Fe2++SO42-+4H+2Fe3++SO2↑+2H2O
15.(2021茂名一中高三月考)我国科学家研究了活性炭催化条件下煤气中的H2S和Hg的协同脱除,部分反应机理如图(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。有关该过程的叙述错误的是( )
A.产生清洁燃料H2
B.H2S脱除率为100%
C.H2S既被氧化又被还原
D.脱Hg反应为Hg+SHgS
16.(2021东莞中学松山湖学校高三月考)推理是一种重要的能力。打开分液漏斗活塞,进行如图所示的探究实验,对实验现象的预测及分析错误的是( )
A.试管内CCl4层溶液褪色,说明Br2具有氧化性
B.试管中的红色花瓣褪色,说明SO2具有漂白性
C.试管中产生大量气泡,说明Na2SO3被氧化产生SO3
D.一段时间后试管内有白色沉淀,说明有SO42-生成
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.(14分)(2021全国甲卷,27)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:
(1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有 (填标号)。
A.烧杯 B.容量瓶
C.蒸发皿 D.移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为 ,与直接用废铜和浓硫酸反应相比,该方法的优点是 。
(3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H2O2,冷却后用NH3·H2O调pH为3.5~4,再煮沸10 min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、 、乙醇洗涤、 ,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是 ,煮沸10 min的作用是 。
(4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。
(5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏大的是 (填标号)。
①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少量胆矾迸溅出来
18.(14分)(2021贵州贵阳调研)氯化亚铜(CuCl)在化工、印染、电镀等行业应用广泛。CuCl微溶于水,不溶于醇和稀酸,可溶于Cl-浓度较大的溶液,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如图。回答下列问题:
(1)步骤①中N元素被还原为最低价,写出此反应的离子方程式: 。
(2)步骤②中,亚硫酸铵要略保持过量,原因是
,
滤液中可循环利用的物质是 。
(3)步骤⑤中,用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水,防止滤渣被空气氧化为Cu2(OH)3Cl。CuCl被氧化为Cu2(OH)3Cl的化学方程式为 。
(4)用K2Cr2O7溶液测定氯化亚铜样品纯度(假设杂质不参与反应)的步骤如下:准确称取所制备的氯化亚铜样品10.00 g,将其置于过量的FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸配成100 mL溶液,取溶液10.00 mL用0.100 0 mol·L-1 的K2Cr2O7溶液进行滴定,反应中Cr2O72-被还原成Cr3+,相关数据记录如表所示。则该样品中CuCl的质量分数为 。
实验编号
1
2
3
消耗K2Cr2O7溶液的体积/mL
14.98
16.03
15.02
(5)制造印刷电路板产生的废液中含大量[Cu(NH3)4]2+等离子,利用膜电解技术对此废液进行电解,电解装置如图所示。电解后的阴极溶液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl,电解时阴极的电极反应式为
,
生成CuCl的离子方程式为 。
19.(14分)(2021湖北重点中学联考)“臭苏打”是硫化钠的俗名,又称臭碱,黄碱,硫化碱,具有臭味,硫化钠能溶解于冷水,极易溶于热水,微溶于醇,是重要的化工产品。
(1)硫化钠水溶液具有臭味是S2-水解产生的H2S造成的,该反应过程的离子方程式为
。
(2)Na2S具有较强的还原性,溶液中的Na2S在空气中会被缓慢地氧化成硫代硫酸钠,写出反应的化学方程式: 。
(3)某学习小组设计实验探究金属硫化物的性质。
Ⅰ.探究Na2S的还原性
甲同学取少量硫化钠溶液置于试管,滴加2滴酚酞溶液,再滴加溴水,观察到溶液颜色变浅。
①酚酞的作用是
;写出该实验中发生反应的离子方程式: 。
②乙同学认为甲方案不严密。他设计方案:取少量硫化钠溶液置于试管,滴加适量苯,再用长滴管加入溴水。加入“苯”的目的是
。
Ⅱ.探究氧化还原反应和沉淀反应的竞争
丙同学设计以下两组实验:
实验1.①在10 mL 2 mol·L-1的FeCl3溶液中滴加2 mL 1 mol·L-1的 Na2S 溶液,观察到有浅黄色沉淀生成,溶液黄色变浅。
②在10 mL 2 mol·L-1的Na2S溶液中滴加2 mL 1 mol·L-1的FeCl3 溶液。观察到先产生浅黄色固体,随后生成黑色固体,溶液黄色变无色。
实验2.在2 mol·L-1的Na2S溶液中滴加少量AgNO3溶液,立即产生大量黑色沉淀,没有浅黄色沉淀。
实验1中产生的浅黄色固体是 (填化学式)。写出实验1的②中产生黑色沉淀的离子方程式: ;已知氧化性:Ag+>Fe3+,实验2中,发生复分解反应,未发生氧化还原反应。
实验结论:若某一溶液中同时存在氧化还原反应和沉淀反应,则 (填“氧化还原”或“生成更难溶物质”)反应将优先进行。
20.(14分)(2021东莞中学松山湖学校高三适应性考试)钠是很活泼的金属,在空气中燃烧的产物是Na2O2。Na2O的制取可以通过钠与硝酸钠共热反应完成:Na+NaNO3Na2O+N2↑(未配平)。请回答下列问题:
(1)上述反应的氧化剂是 (写化学式)。制取Na2O时,若金属钠与NaNO3按质量比23∶17投料,充分反应后收集到的气体体积为1.12 m3(标准状况下),则制得的Na2O的质量为 kg。
(2)制取Na2O时由于设备密封性不好而进入了少量空气,导致制得的Na2O产品中含有Na2O2杂质。现有Na2O产品m g(假设只含有Na2O2杂质),请从下面选用合适的仪器和试剂,设计一种可选用的实验仪器组合,以完成样品中Na2O含量的测定。
可选用的试剂:a.浓硫酸 b.水 c.盐酸标准溶液 d.NaOH标准溶液 e.酚酞 f.碱石灰 g.稀盐酸
实验过程中发生反应的化学方程式
实验所需仪器(用字母表示)
实验所需试剂(用字母表示)
实验需直接测定的有关物理量(用文字说明)
(3)某学生设计了以下实验方案来测定该试样中Na2O的质量分数,其操作流程和实验数据如下,该Na2O产品中Na2O的质量分数为 。
7.75 g Na2O产品固体称量得固体9.35 g
专题突破练四 元素及其化合物
1.C 解析:用臭氧进行自来水消毒,臭氧氧化性强、杀菌消毒程度高且无污染,故A正确;由于硫酸铁中电离出的铁离子发生水解生成的胶体粒子可吸附水中的悬浮物,故B正确;硫酸镁溶于水,硫酸钙微溶于水,不能用Na2SO4除去硬水中的Mg2+和Ca2+,故C错误;用Na2S除去工业废水中的Cu2+和Hg2+,生成CuS、HgS沉淀,故D正确。
2.B 解析:氮化碳属于无机物,则氮化碳属于新型无机非金属材料,故A不符合题意;复合纤维织物中的纤维含有有机化合物成分,则复合纤维织物不属于新型无机非金属材料,故B符合题意;氮化硼属于无机物,则氮化硼纤维属于新型无机非金属材料,故C不符合题意;碳化硅属于无机物,则碳化硅属于新型无机非金属材料,故D不符合题意。
3.B 解析:草木灰主要成分为K2CO3,属于钾肥,A与题意不符;“84”消毒液有效成分为NaClO,具有强氧化性,能杀菌消毒,与漂白性无关,B符合题意;废液随意排放会造成污染,则实验结束后,需清洗仪器、处理废液、打扫卫生,C与题意不符;浓硫酸具有强腐蚀性,使用不当易造成事故,应将浓硫酸放入分类储存、专人保管的安全柜中,D与题意不符。
4.A 解析:利用树脂萃取了GaO2-,因此溶液B中含有金属元素的离子有Na+、AlO2-,A选项错误;Ga2O3与Al2O3都能与NaOH反应分别生成可溶性盐NaAlO2、NaGaO2,因此浸渣A的主要成分是Fe2O3,B选项正确;通过萃取和反萃取,去除了含铝元素的杂质,可以实现Ga元素的富集,C选项正确;加入NaOH后溶液C中含有GaO2-,由GaO2-电解制备Ga,Ga元素化合价降低,所以是在阴极上发生反应,D选项正确。
5.A 解析:本题考查了氧化还原反应原理的分析与物质的检验、用途等知识。反应中的电子转移情况为:
。据此可知,生成1 mol Cl2时,反应中转移20 mol e-,A项错误;根据电子转移情况,可判断反应中碘单质作还原剂,氯酸钾作氧化剂,故氧化剂与还原剂的物质的量之比是11∶6,B项正确;工业上常将氯气通入石灰乳中制得漂白粉,C项正确;酸化的碘化钾溶液可与食盐中的碘酸根发生归中反应生成碘单质(IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O),淀粉遇碘单质变蓝,D项正确。
6.A 解析:Al(OH)3是两性氢氧化物,能和氢氧化钠反应生成溶于水的偏铝酸钠,而Cu(OH)2不能,除杂试剂和离子方程式均正确,故A符合题意;FeCl3溶液因水解显酸性,铁离子在一定的酸性条件下就可以沉淀完全,因此加入过量氧化镁可除去FeCl3,除杂试剂选取正确,但离子方程式电荷不守恒,故B不符合题意;CO2和SO2都能和NaOH溶液反应,除杂试剂选取不正确,故C不符合题意;溴水能和乙烯发生加成反应,CH3CH3不可以,除杂试剂选取正确,但反应的化学方程式书写不正确,正确的化学方程式为CH2CH2+Br2CH2Br—CH2Br,故D不符合题意。
7.C 解析:根据图2可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,题给反应为放热反应,则总反应焓变ΔH<0,A说法错误;由状态②到状态③,发生[CuⅡ(OH)(NH3)3]++NO[CuⅠ(H2NNO)(NH3)2]++H2O,Cu元素的化合价降低,是铜元素被还原的过程,B说法错误;状态③到状态④的变化过程为[CuⅠ(H2NNO)(NH3)2]+[CuⅠ(NH3)2]++N2+H2O,有O—H键的形成,C说法正确;根据图1,加入2NH3、2NO、12O2,生成2N2、3H2O,则脱硝过程总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O26H2O+4N2,D说法错误。
8.B 解析:根据图像可知,a为NH3,b为NO,NH3可经催化氧化生成NO,A说法正确;b为NO,NO为无色气体,NO与氧气反应可转化为c(NO2),B说法错误;+4价的含氮氧化物有NO2、N2O4,密闭体系中,c(NO2)存在反应2NO2N2O4,C说法正确;d为硝酸,Cu与稀硝酸反应生成NO,Cu与浓硝酸反应可生成NO2,D说法正确。
9.B 解析:氨气极易溶于水,而二氧化碳微溶于水,先通入氨气,溶液呈碱性,再通入二氧化碳气体可更多地转化为HCO3-,故A正确;该反应原理是:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故B错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和水,可将CO2通入沉淀池中循环利用,故X为CO2,故C正确;在过滤后的母液中加入氯化钠粉末、通入氨气并搅拌,增大了铵根离子的浓度,使氯化铵更多地析出,经冷却结晶后可得氯化铵晶体,故D正确。
10.B 解析:氯气和氢氧化钙反应生成次氯酸钙,但是二氧化硫具有还原性,次氯酸钙具有氧化性,二者在溶液中发生氧化还原反应,不能生成次氯酸,A项错误;二氧化硅和氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠,硅酸钠和二氧化碳反应生成白色的硅酸沉淀,B项正确;二硫化亚铁与氧气发生反应生成氧化铁和二氧化硫,二氧化硫和氨水反应生成(NH4)2SO3,不能生成硫酸铵,C项错误;侯氏制碱法的原理是将二氧化碳和氨气通入氯化钠的饱和溶液中生成碳酸氢钠,碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠,D项错误。
11.A 解析:向ZnS悬浊液中滴入几滴CuSO4溶液,发生沉淀转化:ZnS(s)+Cu2+(aq)CuS(s)+Zn2+(aq),说明CuS比ZnS更难溶,故Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),A符合题意;SO2、CH2CH2均能使KMnO4溶液褪色,故通过足量的KMnO4溶液CH2CH2也会被氧化除去,B不符合题意;Al2(SO4)3与氨水反应生成Al(OH)3沉淀,灼烧Al(OH)3转化为Al2O3,不能达到实验目的,C不符合题意;加热时,促进FeCl3水解平衡正向移动生成Fe(OH)3和HCl,由于HCl易挥发,故蒸干后得到的固体为Fe(OH)3,D不符合题意。
12.B 解析:①铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁,铁在高温下也能和水蒸气反应生成四氧化三铁,故①正确;②将CO2通入饱和的Na2CO3溶液中反应生成NaHCO3,室温下,因NaHCO3溶解度小于Na2CO3,故饱和的Na2CO3溶液通入CO2后会变浑浊,故②正确;③题目没说明KSCN溶液和新制氯水的滴加顺序,故无法确定溶液中是否含有Fe2+,故③错误;④除去保护膜的铝箔在酒精灯上加热时又会重新在其表面生成一层致密的氧化膜,则未见铝滴落,并不能说明铝的熔点高,未熔化,故④错误;⑤因玻璃棒的成分中含有Na+,则用玻璃棒蘸取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,并不能说明溶液中一定含有Na+,可能含有K+,故⑤错误。综上所述,只有①②是正确的,答案选B。
13.C 解析:钠与水反应生成NaOH和H2,而高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,类推错误,故A错误;碳酸钙不溶于水,碳酸氢钙能溶于水,因此溶解度:CaCO3
14.D 解析:根据图示可知,在酸性环境中,纳米Fe/Ni去除NO3-分两步,反应ⅰ中NO3-在吸附处被Fe还原为NO2-,离子方程式为NO3-+Fe+2H+NO2-+Fe2++H2O;反应ⅱ中NO2-在另外的吸附处被Fe还原为NH4+,离子方程式为NO2-+3Fe+8H+3Fe2++NH4++2H2O。由以上分析可知,A、B项正确;随着反应进行,H+浓度减小,溶液碱性增强,反应一段时间后出现白色絮状物Fe(OH)2,在空气中放置发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,变成红褐色,C项正确;溶液变黄是因为酸性条件下NO3-将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O,D项错误。
15.B 解析:H2S被吸附在催化剂活性炭表面形成H原子,H原子与H原子之间成键生成H2,A正确;由图可知,H2S分解产生的H2和S单质会再次生成H2S,脱除率小于100%,B错误;由图可知,H2S转化为S、SO2是被氧化,转化为H2是被还原,C正确;该过程是H2S和Hg的协同脱除,故生成的S单质与Hg反应生成HgS,可以脱Hg,D正确。
16.C 解析:锥形瓶内发生的反应为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O,产生的SO2进入到试管中,CCl4层溶液褪色,证明Br2发生反应,SO2具有还原性,可以被Br2氧化,证明Br2具有氧化性,A项正确;试管中花瓣褪色,说明SO2可以漂白花瓣中的有色物质,证明SO2具有漂白性,B项正确;试管中产生大量气泡是锥形瓶中产生的SO2进入到试管中引起的,Na2SO3没有发生氧化还原反应,发生的是“强酸制弱酸”的复分解反应,C项错误;试管中Br2可将SO2氧化,生成硫酸和HBr,SO42-可以和Ba2+结合成不溶于酸的白色沉淀,D项正确。
17.答案 (1)AC (2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O 不产生SO2(硫酸利用率高)
(3)过滤 干燥 除尽Fe3+和抑制CuSO4水解
破坏Fe(OH)3胶体易于过滤
(4)80×(m2-m3)9×(m3-m1) (5)①③
解析:(1)原料与稀硫酸反应在烧杯中进行,其中稀硫酸用量筒量取,充分反应后需过滤除去不溶性杂质,用到烧杯、漏斗、玻璃棒,胆矾从溶液中析出需要蒸发滤液,蒸发滤液需要用到蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,故选AC。
(2)CuO(杂质为氧化铁及泥沙)与稀硫酸在加热时主要反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O;铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸利用率低且产生的SO2会污染大气。
(3)从滤液中获得胆矾的实验操作包括:加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥。由于焙烧废铜得到的CuO中含有氧化铁,用硫酸溶解时产生硫酸铁杂质,为从CuSO4溶液中除去Fe2(SO4)3,应控制溶液pH为3.5~4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,同时还可抑制CuSO4水解,防止生成Cu(OH)2沉淀;煮沸10 min的作用是破坏Fe(OH)3胶体,促进Fe(OH)3沉淀的生成。
(4)设胆矾的化学式为CuSO4·xH2O
则CuSO4·xH2OCuSO4+xH2O
160+18x 160 18x
m2-m1 m3-m1 m2-m3
160m3-m1=18xm2-m3
x=160(m2-m3)18(m3-m1)=80(m2-m3)9(m3-m1)
(5)胆矾不干燥会使m2偏大,则导致所求x偏大;坩埚未置于干燥器中冷却,CuSO4吸收空气中的水蒸气导致m3偏大,使所求x偏小;加热时有胆矾迸溅出来,会使m3偏小,导致x偏大。故选①③。
18.答案 (1)4Cu+NO3-+10H+4Cu2++NH4++3H2O
(2)使Cu2+完全反应,阻止生成的CuCl被氧化 硫酸
(3)4CuCl+O2+4H2O2Cu2(OH)3Cl+2HCl
(4)89.55%
(5)[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O[Cu(NH3)2]++2NH3·H2O
[Cu(NH3)2]++2H++Cl-CuCl+2NH4+
解析:在硫酸存在条件下NO3-具有氧化性,可氧化海绵铜(主要成分是Cu和少量的CuO)生成CuSO4,过滤后在滤液中加入亚硫酸铵和氯化铵发生氧化还原反应生成CuCl,该反应的离子方程式为2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+,过滤得到的CuCl经水洗、乙醇洗涤,可快速除去固体表面的水分,防止水解、氧化,烘干得到CuCl产品。
(1)①NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能与Cu发生反应,N元素被还原为NH4+,反应的离子方程式为4Cu+NO3-+10H+4Cu2++NH4++3H2O。
(2)根据流程的目的是制备CuCl,则反应②得到CuCl,发生反应2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+,由于CuCl在潮湿空气中易水解氧化,因此亚硫酸铵要保持过量的目的是使Cu2+完全反应,阻止生成的CuCl被氧化;滤液中可循环利用的物质是硫酸。
(3)CuCl在潮湿空气中易水解氧化,因此该反应的化学方程式为4CuCl+O2+4H2O2Cu2(OH)3Cl+2HCl。
(4)氯化亚铜与氯化铁反应:Fe3++CuClFe2++Cu2++Cl-,加入K2Cr2O7溶液,发生反应6Fe2++Cr2O72-+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O,反应的关系式为6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-。题中第二次实验误差较大,可舍去,平均消耗K2Cr2O7溶液的体积为15 mL,
6CuCl~6Fe2+~Cr2O72-
6 1
n(CuCl) 15×10-3 L×0.1 mol·L-1×100 mL10 mL
n(CuCl)=9×10-2 mol,则m(CuCl)=9×10-2 mol×99.5 g· mol-1=8.955 g,则CuCl的质量分数=8.955 g10.00 g×100%=89.55%.
(5)阴极上发生还原反应,[Cu(NH3)4]2+得电子生成[Cu(NH3)2]+,阴极反应式为[Cu(NH3)4]2++e-+2H2O[Cu(NH3)2]++2NH3·H2O;生成CuCl的离子方程式为[Cu(NH3)2]++2H++Cl-CuCl+2NH4+。
19.答案 (1)S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-
(2)2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH
(3)Ⅰ.①便于观察实验现象和了解反应进行的程度(合理即可)
S2-+Br22Br-+S↓ ②避免空气中的氧气氧化S2-
Ⅱ.S Fe2++S2-FeS↓ 生成更难溶物质
解析:(1)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子两步水解生成H2S使溶液有臭味,水解的离子方程式为S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-。
(2)硫化钠在空气中会缓慢地被氧化成硫代硫酸钠,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH。
(3)Ⅰ.①在硫化钠溶液中加入酚酞,溶液变红色,说明硫化钠溶液呈碱性,故酚酞的作用是便于观察实验现象和了解反应进行的程度,硫离子具有还原性,能与溴发生置换反应:S2-+Br22Br-+S↓;②硫离子在空气中能被氧气氧化成硫单质:2S2-+O2+2H2O2S↓+4OH-,苯难溶于水、密度比水小,故苯的作用是隔绝空气,避免硫化钠被氧化。
Ⅱ.实验1的①中发生的反应为2Fe3++S2-S↓+2Fe2+,产生的浅黄色固体是S单质,实验1的②中先产生浅黄色固体,先发生反应2Fe3++S2-S↓+2Fe2+,由于硫化钠过量,则产生黑色沉淀的离子方程式为Fe2++S2-FeS↓。银离子的氧化性强于Fe3+,硫离子具有强还原性,在硫化钠溶液中加入硝酸银溶液可能发生两个反应:2Ag++S2-Ag2S↓,2Ag++S2-S↓+2Ag↓,但是在硫化钠溶液中滴加硝酸银溶液只产生黑色沉淀,没有浅黄色沉淀,说明若某一溶液中同时存在氧化还原反应和沉淀反应时,优先生成更难溶物质。
20.答案 (1)NaNO3 18.6
(2)(以下三种方法任选一种,其他合理方法亦可)
Ⅰ
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH
A、D
b
①反应前锥形瓶、样品和水的总质量
②反应后锥形瓶和溶液的总质量
Ⅱ
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH
G、C
b
量筒中收集到的气体的体积
Ⅲ
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,Na2O+H2O2NaOH,NaOH+HClNaCl+H2O
D、H
b、c、
e
中和锥形瓶中样品与水反应后所得溶液所使用的盐酸标准溶液的体积
(3)80%
解析:(1)由N元素的化合价降低可知,NaNO3是氧化剂。配平化学方程式为10Na+2NaNO36Na2O+N2↑,收集到1.12 m3(标准状况下)N2,n(N2)=50 mol,那么n(Na2O)=300 mol,故m(Na2O)=300 mol×62 g· mol-1=18.6 kg。(2)要测定样品中Na2O的含量有多种方法,可通过测Na2O2与水反应生成O2的体积来计算Na2O2的量;也可测与水反应后锥形瓶和溶液的总质量与反应前锥形瓶、样品和水的总质量之差;还可以通过滴定法测锥形瓶中Na2O产品与水反应生成NaOH的量来计算。(3)设试样中Na2O的物质的量为x mol,Na2O2的物质的量为y mol,则有:62x+78y=7.75,78(x+y)=9.35,解得:x=0.1,那么Na2O的质量分数为:0.1mol×62 g·mol-17.75 g×100%=80%。
相关试卷
2023二轮复习专项练习（化学）专题突破练六 元素及其化合物(A)： 这是一份2023二轮复习专项练习（化学）专题突破练六 元素及其化合物(A)，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2023二轮复习专项练习（化学）专题突破练六 元素及其化合物(B)： 这是一份2023二轮复习专项练习（化学）专题突破练六 元素及其化合物(B)，共7页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2023 高考化学二轮专题复习 专题4 元素及其化合物 专项训练： 这是一份2023 高考化学二轮专题复习 专题4 元素及其化合物 专项训练，文件包含2023高考化学二轮专题复习专题4元素及其化合物专项训练教师版docx、2023高考化学二轮专题复习专题4元素及其化合物专项训练学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
