高考化学二轮专题限时集训11《元素及其化合物的性质》（含详解）

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专题限时集训(十一)　元素及其化合物的性质(对应学生用书第133页) (限时：40分钟)1．(2017·山东、湖北重点中学冲刺模拟二)下列有关说法或对有关现象的解释正确的是(　　)A．SiO2既可与NaOH溶液反应也可与HF溶液反应且均生成盐和水，所以   SiO2属于两性氧化物B．SO2和NH3分别通入水中其水溶液均可以导电，所以SO2和NH3均属于   电解质C．“水滴石穿”不仅包含着“量变到质变”的哲学思想，同时也包含了物   理和化学变化D．14CO2和12CO2具有相同的元素组成，所以14CO2、12CO2属于同素异形体C　[A项，SiO2属于酸性氧化物，具有亲氟性，能与HF溶液反应，而与其他的酸一般不反应，故错误；B项，SO2和NH3均与水反应生成了电解质，而不是SO2和NH3自身电离出离子，SO2和NH3均为非电解质，故错误；C项正确；D项，同素异形体指单质，错误。]2．(2017·湖南郴州第三次质检)下列装置和试剂(尾气处理略去)能达到实验目的的是(　　)         【97184151】选项AB装置和试剂实验目的检验NO2中混有溴蒸气分离潮湿的NaOH和I2选项CD装置和试剂实验目的验证NH4NO3溶解吸热制备和收集SO2C　[二氧化氮和溴都能氧化碘化钾生成碘单质，故A错误；氢氧化钠能够与碘反应，不能通过升华分离，故B错误；NH4NO3溶解吸热，温度降低，烧瓶中气体的压强减小，只要看到瘪气球鼓起，即可证明NH4NO3溶解吸热，故C正确；浓硫酸与铜的反应需要加热，故D错误。]3．(2017·四川成都一模)下列关于Fe3＋、Fe2＋性质实验的说法错误的是(　　) 【97184152】A．用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所   需要的浓度C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此   现象不能确定溶液中含有Fe2＋D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化C　[反应开始时生成的氢气进入B中，可排出空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中FeSO4溶液被压入B中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2，故A正确；FeCl3易水解，配制FeCl3溶液时应防止Fe3＋因水解而生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，故B正确；滴加氯水前溶液不变色，则溶液中不含Fe3＋，滴加氯水后KSCN溶液变色，则溶液中含Fe3＋，即Cl2将Fe2＋氧化得到Fe3＋，故C错误；Fe3＋与Fe反应可生成Fe2＋，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2＋被氧化，故D正确。]4．(2017·湖南长沙长郡中学一模)下列关于元素及其化合物的说法不正确的是(　　) 【97184153】A．Fe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应B．Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解D．金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱D　[Fe在常温下可被浓硝酸钝化，但加热时能反应，A项正确；Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，但Al只作还原剂，而Cl2与NaOH溶液反应时既作还原剂又作氧化剂，B项正确；酸性条件下NO有强氧化性，能氧化Cu，C项正确；Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe3O4，D项错误。]5．根据SO2通入不同溶液中的实验现象，所得结论不正确的是(　　) 【97184154】选项溶液现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液产生白色沉淀SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性：H2SO3＞H2SiO3C　[SO2通入含HCl、BaCl2的FeCl3溶液中，Fe3＋将SO2氧化为SO，Ba2＋与SO生成BaSO4沉淀：2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO＋4H＋，说明SO2具有还原性，A正确；SO2与H2S反应生成S单质：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，SO2中硫元素化合价降低，体现了SO2的氧化性，B正确；SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，是因为SO2将MnO还原为Mn2＋：5SO2＋2MnO＋2H2O===5SO＋2Mn2＋＋4H＋，体现了SO2的还原性，C错误；SO2通入Na2SiO3溶液中：SO2＋H2O＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2SO3，根据“强酸制弱酸”的原理可知酸性：H2SO3＞H2SiO3，D正确。]6．(2017·四川绵阳二诊)采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制取绿矾(FeSO4·7H2O)，某学习小组设计了如下流程：下列说法错误的是(　　)          【97184155】A．酸浸时选用足量硫酸，试剂X为铁粉B．滤渣a主要含SiO2，滤渣b主要含Al(OH)3C．从滤液B得到绿矾产品的过程中，必须控制条件防止其氧化和分解D．试剂X若为过量NaOH溶液，得到的沉淀用硫酸溶解，再结晶分离也可   得绿矾D　[硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)中加入足量硫酸，Fe2O3、Al2O3与酸反应生成硫酸铁、硫酸铝，二氧化硅不反应，过滤，滤渣a为二氧化硅；在滤液A中加入铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋，调节pH使Al3＋完全生成氢氧化铝沉淀，过滤，滤渣b为氢氧化铝，滤液B为硫酸亚铁，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到硫酸亚铁晶体。由流程分析可知，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X为铁粉，A正确；根据以上分析可知滤渣a主要含SiO2，滤渣b主要含Al(OH)3，B正确；Fe2＋易被空气中的氧气氧化，而且绿矾受热易失去结晶水，所以从滤液B得到FeSO4·7H2O产品的过程中，必须控制条件防止其氧化和分解，C正确；试剂X若为过量NaOH溶液，得到的沉淀是氢氧化铁，用硫酸溶解得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁，D错误。]7．(2017·山东实验中学第二次诊断)足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24 L(标准状况)，这些气体与一定体积O2(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是50 mL，下列说法正确的是(　　)     【97184156】A．参加反应的硝酸是0.4 molB．混合气体中含NO2 1.12 LC．此反应过程中转移的电子为0.3 molD．消耗氧气的体积为1.68 LB　[标准状况下2.24 L混合气体的物质的量为0.1 mol；50 mL 4 mol·L－1的NaOH溶液中NaOH的物质的量为：4 mol·L－1×0.05 L＝0.2 mol。Cu2＋恰好沉淀时，反应后的溶质为NaNO3，根据Na＋守恒可知NaNO3中NO的物质的量为0.2 mol，根据氮原子守恒可得HNO3的物质的量为：0.1 mol＋0.2 mol＝0.3 mol，A错误；设NO的物质的量为x、NO2的物质的量为y，则x＋y＝0.1，根据电子守恒可得：3x＋y＝0.2，解得：x＝0.05 mol、y＝0.05 mol，所以混合气体中NO2的体积为1.12 L，B正确；根据分析可知，反应转移的电子为0.2 mol，C错误；生成Cu(OH)2的物质的量为：0.2 mol×＝0.1 mol，反应消耗的铜的物质的量为0.1 mol，0.1 mol铜完全反应失去0.2 mol电子，根据电子守恒，O2得到的电子与铜失去的电子一定相等，则消耗O2的物质的量为：＝0.05 mol，消耗标准状况下V(O2)＝22.4 L·mol－1×0.05 mol＝1.12 L，D错误。]8．(1)取300 mL 0.2 mol/L的KI溶液与一定量的酸性 KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则消耗KMnO4的物质的量为________mol。(2)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是___________________，又变为棕黄色的原因用离子方程式解释______________________________________________________________________________________________。(3)在1 L FeBr2溶液中通入标准状况下2.24 L Cl2，溶液中有的 Br－被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为________。(4)将Al、Al2O3和Al(OH)3的混合物恰好与NaOH溶液反应，反应后溶液中含有的相同溶质的化学式为________。向反应后的溶液中通入过量CO2，反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________。(5)三氟化氮(NF3)是一种无色、无臭的气体，它是微电子工业技术的关键原料之一，三氟化氮在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应，其反应的产物有：HF、NO和HNO3，请根据要求回答下列问题：①写出该反应的化学方程式_________________________________________________，反应中生成0.2 mol HNO3，转移的电子数目为______________。②NF3是一种无色、无臭的气体，但一旦在空气中泄漏，还是易于发现，判断该气体泄漏时的现象是__________________________________________。【解析】　(1)根据题给信息可知n(KI)＝0.06 mol，与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应，生成等物质的量的I2和KIO3，则n(I2)＝n(KIO3)＝0.02 mol，失电子的物质的量为2×0.02 mol＋6×0.02 mol＝0.16 mol,1 mol MnO得电子5 mol，根据得失电子数目相等，则消耗KMnO4的物质的量是0.032 mol。(2)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，原因是Fe3＋与SO发生氧化还原反应生成Fe2＋和SO，根据电荷守恒和原子守恒配平，则反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋，反应后溶液呈酸性，则在酸性条件下，NO把Fe2＋氧化成Fe3＋，过一会又变为棕黄色，根据电荷守恒和原子守恒配平，则反应的离子方程式为3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(3)标准状况下2.24 L氯气的物质的量为2.24 L÷22.4 L/mol＝0.1 mol，还原性Fe2＋＞Br－，氯气先氧化亚铁离子，亚铁离子反应完毕，再氧化溴离子，令原溶液中FeBr2的物质的量为a mol，根据电子转移守恒，则：a mol×(3－2)＋×2×a mol×[0－(－1)]＝0.1 mol×2，解得a＝，原FeBr2溶液的物质的量浓度 mol÷1 L＝ mol/L。(4)Al、Al2O3、Al(OH)3都能和NaOH溶液反应生成NaAlO2，偏铝酸钠溶液能和过量的CO2反应生成Al(OH)3和碳酸氢钠，反应的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(5)①根据题意可知，反应物为NF3和H2O，生成物为NO、HNO3 和HF，在该反应中NF3中的N元素的化合价一部分由＋3升高到＋5，失去2个电子，一部分由＋3降低到＋2，得到1个电子，根据得失电子守恒和原子守恒配平，该反应的化学方程式为3NF3＋5H2O===9HF＋2NO＋HNO3；根据化学方程式，在反应过程中，每产生1 mol HNO3，转移电子2 mol，因此若反应中生成0.2 mol HNO3，转移的电子数目为0.2×2NA＝0.4NA；②NF3是一种无色、无臭的气体，但一旦NF3在空气中泄漏，就会发生反应3NF3＋5H2O===9HF＋2NO＋HNO3,2NO＋O2===2NO2；NO2是红棕色有刺激性气味的气体，所以判断该气体泄漏时的现象是出现红棕色气体。【答案】　(1)0.032 (2)2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O(3) mol/L(4)NaAlO2　AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO(5)①3NF3＋5H2O===9HF＋2NO＋HNO3　0.4NA　②出现红棕色气体9．(2017·安徽皖北协作区3月联考)某化学课外活动小组通过实验探究NO能否与Na2O2反应以及反应后的产物，该小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器、连接用的乳胶管均已省略)。经查阅资料知：①NO是不成盐氧化物；②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。回答下列问题：           【97184157】(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________________。(2)为了完成实验，选择上图中的装置，其连接顺序为a→______________(按气流方向，用小写字母表示)；有同学认为该装置存在缺陷，则该缺陷是________________________。(3)连接好仪器，________，装入药品后，要通入一段时间的氮气，再滴入浓硝酸，点燃酒精灯，通入氮气的主要目的是________________________________________________________________________________________。(4)装置E的作用是________________________________________________；能说明NO与Na2O2发生反应的实验现象是___________________________________________________________________________________________。(5)探究NO与Na2O2反应的产物。假设1：产物只有NaNO3；假设2：________________________________________________________；假设3：产物为NaNO3和NaNO2的混合物。为验证反应产物，该小组同学准确称取反应后的固体3.50 g，用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00 mL溶液，取10.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L－1 KMnO4溶液(硫酸酸化)滴定，共消耗KMnO4溶液20 mL。滴定过程中发生反应的离子方程式为________________________________，反应产物中NaNO2的质量分数为____________(保留四位有效数字)。【解析】　(1)木炭与浓硝酸反应必须加热。(2)木炭与浓硝酸反应生成的CO2、NO2进入E中，NO2和水反应生成HNO3和NO，Cu和稀硝酸反应也生成NO，然后经过NaOH溶液，将其中的CO2吸收，再经过B中的氯化钙干燥，最后在D中检验NO和Na2O2是否反应；含有氮氧化物的尾气对环境有污染，应有尾气处理装置。(3)要先通入一段时间的氮气，以防空气中O2的干扰。(4)Na2O2为淡黄色固体，NaNO3和NaNO2均为白色固体。(5)根据关系式，设NO的物质的量为n，        2MnO　　～　　5NO        2 mol            5 mol        0.002 mol        n求得n＝0.005 mol则NaNO2的质量分数为×100%≈98.57%。【答案】　(1)C＋4HNO3(浓)△,CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(2)h→i→d→e→b→c→f或g　缺少尾气处理装置(3)检验装置的气密性　排出装置中的空气，防止生成的NO被空气中的O2氧化为NO2(4)制备NO　D中固体由淡黄色变为白色(5)产物只有NaNO2　2MnO＋5NO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O　98.57% 10．(2017·江西南昌一模)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用于外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒，与水接触易水解，沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下，HCl与硅在250～260 ℃下反应可以制得SiH2Cl2。 【97184158】(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料，选用A装置制取HCl，利用了浓硫酸的________性。(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为__________________________________________________________________________________________。(3)按照气体从左到右的方向，制取SiH2Cl2的装置(h处用止水夹夹好)连接次序为a→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)(填仪器接口的字母，其中装置C用到2次)。(4)按从左到右的顺序，前面装置C中装的药品为________，后面装置C的作用为____________________________________________________________________________________________________________________________。(5)新的制取SiH2Cl2的方法是：往硅粉中先通入Cl2，在300～350 ℃下反应生成SiCl4，然后再与HCl在250～260 ℃下反应，可以大大提高产率。如果通入气体次序相反，结果会_______________________________________________________________________________________(用化学方程式表示)。【解析】　(1)浓硫酸有吸水性，使浓盐酸更易挥发出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A装置制取HCl，连接C装置干燥，从f进入D中反应，SiH2Cl2从g处挥发出来，在B装置中收集，SiH2Cl2的密度比空气大，导气管应长进短出，为防止空气中的水进入B中，则应在B后接干燥管。(4)前面的装置C是用来干燥氯化氢气体的，应选用P2O5或CaCl2，后面装置C的作用为尾气处理和防止空气中的水进入B中，应选碱石灰。(5)如果通入气体次序相反，SiH2Cl2会与Cl2继续反应，生成SiCl4、SiHCl3。【答案】　(1)吸水　(2)Si＋2HClSiH2Cl2　(3)d　e　f　g　b　c　d　(4)P2O5或CaCl2　尾气处理和防止空气中的水进入B中　(5)SiH2Cl2＋2Cl2SiCl4＋2HCl(或SiH2Cl2＋Cl2SiHCl3＋HCl)