2023届高考化学二轮复习元素及其化合物作业含答案

这是一份2023届高考化学二轮复习元素及其化合物作业含答案，共18页。试卷主要包含了氮在自然界中的循环如图所示等内容，欢迎下载使用。

元素及其化合物专项训练

A组　基础巩固练
1.(2022福建漳州一模)关于化学在生产、生活中的应用,下列说法正确的是(　　)
A.家用电器起火时,用泡沫灭火器进行灭火
B.H2O2溶液、二氧化氯、过氧乙酸等均具有强氧化性,用于杀菌消毒
C.二氧化硫是有毒物质,严禁将其添加到任何食品和饮料中
D.包装食品里常有硅胶、生石灰、还原铁粉三类小包,其作用相同
2.(2022河北邯郸一模)在给定条件下,下列物质间的转化均能一步实现的是(　　)
A.HClO(aq)Cl2(g)FeCl3(aq)
B.Fe2O3(s)Fe(s)Fe3O4(s)
C.NH3(g)N2(g)NO2(g)
D.SO2(s)CaSO3(s)CaSO4(s)
3.(2022陕西西安五区县联考二)对于下列实验,不能达到实验目的的是(　　)

A.用甲装置验证二氧化硫的氧化性
B.用乙装置验证氧化性:Cl2>Fe3+>I2
C.用丙装置验证稀硝酸的还原产物为NO
D.用丁装置检验SO2中是否混有CO2
4.(2022福建龙岩一模)科研人员发现,在-50 ℃环境中,用水可制得直径在800 nm~10 μm的光纤,其性能与石英光纤相似。下列说法正确的是(　　)
A.石英光纤的主要成分是硅
B.冰的密度比液态水小,是由于前者含有更多的氢键
C.冰光纤是一种胶体,具有丁达尔现象
D.冰光纤和石英光纤都是分子晶体
5.(2022河南六市调研)能用下图所示装置完成气体制备、尾气处理(加热和夹持等装置略去)的是(　　)

选项
气体
制备试剂
烧杯中试剂
A
NO2
铜与浓硝酸
NaOH溶液
B
NH3
浓氨水与碱石灰
水
C
C2H2
电石与水
水
D
Cl2
MnO2与浓盐酸
饱和NaCl溶液
6.(2022四川绵阳第三次诊断)氮在自然界中的循环如图所示。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(　　)

A.图示循环过程中N2→NH4+属于氮的固定
B.硝化过程和反硝化过程均为氧化还原反应
C.氨氧化过程氧化产物和还原产物的质量比为1∶1
D.Fe2+除去硝态氮生成5.6 L N2时,转移电子数为2.5NA
7.(2022广东江门一模)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.从氮元素的化合价角度考虑:a有还原性
B.b、c都是大气污染物,可引起光化学烟雾
C.d的溶液与金属银反应可生成b、c
D.a与d形成的化合物对水的电离没有影响
8.(2022江西上饶六校第二次联考)H2S、SO2、SO3、H2SO4、Na2SO3、NaHSO3、NaHSO4等是硫元素的重要化合物,下列有关说法正确的是(　　)
A.标准状况下,1 mol H2S、1 mol SO2、1 mol SO3所占体积都约为22.4 L
B.硫在氧气中燃烧时,氧气少量时生成SO2,氧气过量时生成SO3
C.SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,故不可用作葡萄酒的添加剂
D.向NaHSO3溶液中分别滴加稀硫酸和NaHSO4溶液,发生反应的离子方程式相同
9.(2022河北名校联盟联考)某兴趣小组利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的简易流程如图。下列叙述错误的是(　　)

A.“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分
B.“过滤1”所得的滤液中的溶质主要为硫酸铜
C.“滤渣”的主要成分为氢氧化铁
D.“溶解”时发生了氧化还原反应
10.(2022辽宁抚顺一模)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MnO2
B.仪器的接口顺序为:a→e→d→h→i→c→b→g
C.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
11.(2022贵州贵阳一模)铁及其化合物在日常生产、生活中用途广泛,利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如图:

实验室中可用FeSO4(由铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3用如图装置模拟上述流程中的“转化”环节。

回答下列问题:
(1)配制溶液所用的蒸馏水须先除去其中溶解的氧气,具体方法是　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)装置A用于制备FeSO4,实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液与装置B中的NH4HCO3溶液混合,操作方法是关闭　　　　　　(填“K1”“K2”或“K3”,下同),打开　　　　;装置B中生成FeCO3的离子方程式为　　　　　　　　　　　。 
(3)转化过程中温度不超过35 ℃,主要原因是　　　　　　　　　　　; 
“过滤”环节,不需要使用下列仪器中的　　　　　　　　　　　(填仪器名称)。 

(4)干燥过程的主要目的是脱去游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;检验产品中是否含Fe3+需要的试剂有稀硫酸和　　　　　　　　　　　(填化学式)。 
(5)取干燥后的FeCO3样品(含少量FeOOH)37.47 g ,与炭混合后焙烧,最终得到还原铁粉18.48 g ,计算样品中FeCO3的质量分数为　　　　%(计算结果取整数)。 
12.(2022江西重点中学盟校第二次联考)碲(Te)广泛用于太阳能、电子、医药等领域,对碲的综合回收利用尤为重要。工业上,从含碲化亚铜的废渣(主要成分为Cu2Te,还有少量的Ag、Cu)中提取碲的流程如图:

回答下列问题:
(1)写出碲元素在元素周期表中的位置　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)“酸浸”过程中生成TeOSO4的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)已知:Ksp(Ag2SO4)=7.7×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。向含Ag2SO4的滤渣中加入浓盐酸,Ag2SO4能否充分转化为AgCl?通过计算说明 　　　　　　　　　　　。 
(4)“电解除铜”时,铜、碲沉淀的关系如表。
电解时间(min)
铜沉淀率
碲沉淀率
10
25%
0.1%
20
40%
0.2%
30
62%
0.4%
40
65%
2.0%
①电解初始阶段阴极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
②最佳电解时间为30 min,原因是  　　　　　　　　　　　。 
(5)向“滤液Ⅱ”中通入SO2反应一段时间后,Te(Ⅳ)的浓度从5.0 g·L-1下降到0.2 g·L-1,写出TeOSO4生成Te的化学方程式:　　　　　　　　　　　, 
其中Te元素的回收率为　　　　(忽略溶液体积的变化,结果用百分数表示,保留两位有效数字)。 
(6)整个过程中可循环利用的物质为　　　　(填化学式)。 

B组　能力提升练
1.(2022广东广州一模)中国空间站天和核心舱的主要能量来源是砷化镓(GaAs)太阳电池阵,其中Ga与Al同主族,化学性质相似。下列说法错误的是(　　)
A.砷化镓属于金属材料
B.GaAs中As的化合价是-3价
C.镓既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D.砷化镓电池能将光能转化为电能
2.(2022广东深圳一模)化学改善人类的生活,创造美好的世界。下列生产生活情境中涉及的化学原理不正确的是(　　)
选项
生产生活情境
化学原理
A
国庆节天安门广场燃放烟花,色彩绚丽
利用了某些金属元素的焰色反应
B
用氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板
铜与FeCl3发生置换反应
C
汽车尾气催化转化器处理NO和CO
NO和CO发生反应生成无毒气体
D
秸秆、餐厨垃圾等进行密闭发酵提供燃料
发酵过程中产生CH4
3.(2022河北唐山二模)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),下列组合不能实现该转化关系的是(　　)

选项
甲
乙
丙
A
CO2
NaHCO3
Na2CO3
B
Fe
FeCl2
FeCl3
C
H2S
S
SO2
D
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
4.(2022新疆二模)某工厂拟综合处理含NH4+的废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:

下列说法正确的是(　　)
A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO3
B.X可以是空气,且需过量
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含NH4+的废水时,发生的反应为NH4++5NO2-+4H+6NO↑+4H2O
5.(2022广东韶关一模)硫及其化合物的“价—类”二维图体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是(　　)

A.硫单质在氧气中燃烧可直接生成c
B.b能使酸性KMnO4溶液褪色,体现其漂白性
C.可存在a→d的转化关系
D.Al与d的浓溶液不反应,可用铝制容器盛装d的浓溶液
6.(2022广东深圳二模)部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示,由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需的试剂。下列推断不合理的是(　　)

A.M一定为FeO
B.若R为单质,则常温下浓硫酸可使R钝化
C.若Q为金属阳离子,则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
D.Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO42-
7.(2022甘肃兰州一诊)“侯氏制碱法”是我国化学家侯德榜为世界制纯碱工业做出的突出贡献。某实验小组模拟制纯碱的工艺流程及实验装置(部分夹持装置省略)如图所示,下列叙述正确的是(　　)


A.装置①中的试管中应盛放氯化铵固体
B.装置②的球形干燥管中应盛放碱石灰
C.装置②和装置③之间应该增加盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
D.装置①可以用装置③代替,但不可用装置④代替
8.(2022内蒙古包头第二次模拟)锂离子电池是新能源汽车的核心部件,综合利用好含锂资源对新能源汽车可持续发展至关重要。科学家用含锂废渣(主要金属元素的含量: Li 3.50%、Ni 6.55%、Ca 6.41%、Mg 13.24%)制备 Li2CO3,并制备锂离子电池的正极材料 LiFePO4。部分工艺流程如下:

资料:①滤液1、滤液2中部分离子浓度( g·L-1)
离子
Li+
Ni2+
Ca2+
Mg2+
滤液1
22.72
20.68
0.36
60.18
滤液2
21.94
7.7×10-3
0.08
0.78×10-3
②EDTA能和某些二价金属离子形成稳定的水溶性络合物
③某些物质的溶解度(S)
T/℃
20
40
60
80
100
S(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
0.72
S(Li2SO4)/g
34.7
33.6
32.7
31.7
30.9
Ⅰ.制备Li2CO3粗品
(1)上述流程中为加快化学反应速率采取的措施是　　　　　　　。 
(2)滤渣2的主要成分有　　　　　　　　　(填化学式)。 
(3)向滤液2中先加入EDTA,再加入饱和Na2CO3溶液,控制温度在95 ℃充分反应后,分离出固体Li2CO3粗品的操作是　　　　　　　　　　　。 
Ⅱ.纯化Li2CO3粗品
(4)将Li2CO3粗品溶于盐酸中作电解槽的阳极液,LiOH稀溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极进行电解。电解后,向得到的LiOH浓溶液中加入适量NH4HCO3溶液共热,然后过滤、洗涤、干燥得高纯Li2CO3。
①电解池中阳极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　　,宜选用　　　　(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 
②生成高纯Li2CO3反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　。 
Ⅲ.制备LiFePO4
(5)LiFePO4需要在高温下成型后才能作为电极,高温成型时要加入少量石墨,则石墨的作用是 　　　　　。 
(6)某公司生产了LiFePO4“刀片电池”,其放电时的总反应为LixC6+Li1-xFePO46C+LiFePO4,则放电时正极反应式为 　　　　　　　　　　　。 
9.(2022新疆二模)新冠肺炎疫情期间,含氯消毒剂在环境杀菌消毒方面发挥了重要的作用。其中ClO2可用于自来水消毒和果蔬保鲜等方面,其为易溶于水的绿色气体。
(1)某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。

①安装F中导管时,应选用图2中的 　　　　　　　　　　(填字母)。
②打开B的活塞,A中制得ClO2和Cl2,写出反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　　。 
关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是　　　　　　　　　　　。 
③已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,写出反应的离子方程式　　　　　　　　　　　。 
④已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是　　　　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

图3
(2)为测定某存储罐中所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL ,稀释成100 mL 试样。
步骤2:量取V1 mL 试样加入锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。(已知:2ClO2+10I-+8H+5I2+2Cl-+4H2O)
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知:I2+2S2O32-2I-+S4O62-)
①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是　　　　　　　　　　　。 
②若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则实验结果　　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 
③根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为　　　　　　　　　　　 mol·L-1(用含字母的代数式表示)。 


参考答案
A组　基础巩固练
1.B　解析家用电器起火时,不能用泡沫灭火器进行灭火,否则容易发生触电事故,A错误;H2O2溶液、二氧化氯、过氧乙酸等均具有强氧化性,都能使蛋白质发生变性而起到杀菌消毒的作用,B正确;二氧化硫是有毒物质,但二氧化硫具有较强的还原性,常用作葡萄酒的抗氧化剂,C错误;包装食品里放置硅胶和生石灰的小包主要是用于吸水,起防潮的作用,放置还原铁粉的小包主要起抗氧化的作用,其作用有所不同,D错误。
2.B　解析HClO不稳定,光照下会分解为O2和HCl,A错误;Fe2O3被CO还原为铁单质,铁和水蒸气在高温时反应生成Fe3O4,B正确;N2(g)与O2(g)在放电条件下只能生成NO,不能生成NO2,C错误;由于酸性:HCl>H2SO3,则SO2不能与CaCl2溶液反应,D错误。
3.B　解析二氧化硫通入硫化钠溶液反应生成硫单质,二氧化硫表现氧化性,A正确;乙中右侧试管中四氯化碳层呈现紫红色,说明有碘单质生成,但是可能是氯气和碘化钾反应生成的碘单质,B错误;稀硝酸与碳酸钙反应生成硝酸钙、二氧化碳和水,二氧化碳可以排出装置中的氧气,再将铜丝伸入,即可验证稀硝酸的还原产物为一氧化氮,C正确;首先用高锰酸钾除掉二氧化硫,之后用品红溶液检验二氧化硫是否除净,最后用澄清石灰水检验二氧化硫中是否混有二氧化碳,D正确。
4.B　解析石英光纤的主要成分是二氧化硅,A错误;水分子间存在氢键,冰中水分子空间排列有规则,分子间存在较多的氢键,增大了水分子之间的距离,因此冰的密度比液态水小,B正确;冰光纤的构成微粒只有水分子一种,属于纯净物,不属于分散系,因此不属于胶体,也不具有丁达尔现象,C错误;冰光纤构成微粒是水分子,属于分子晶体,而石英光纤则属于共价晶体,故二者的晶体类型不相同,D错误。
5.A　解析铜与浓硝酸在不加热的条件下能反应制得二氧化氮气体,烧杯中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化氮气体,防止污染空气,A正确;浓氨水与碱石灰在不加热的条件下能反应制得氨气,但氨气极易溶于水,直接通入水中会发生倒吸,B错误;电石与水在不加热的条件下能反应制得乙炔气体,乙炔微溶于水,不能与水反应,不能用水吸收乙炔气体,C错误;二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气时需要加热,常温下不反应,且氯气难溶于饱和氯化钠溶液,不能用饱和氯化钠溶液吸收氯气,D错误。
6.D　解析氮的固定是游离态氮转化成化合态氮的过程,根据图示循环,N2转化成NH4+属于氮的固定,A说法正确;根据图示,硝化过程NH4+→NO2-→NO3-,氮元素的化合价由-3→+3→+5,存在化合价的变化,硝化过程属于氧化还原反应,同理反硝化过程中也存在化合价的变化,反硝化过程也属于氧化还原反应,B说法正确;氨氧化过程中,NO2-→12N2,氮元素的化合价由+3价降低为0价,发生还原反应,NH4+→12N2,氮元素的化合价由-3价升高为0价,发生氧化反应,因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1,C说法正确;题中没有指明是否处于标准状况,因此无法判断转移的电子数,D说法错误。
7.D　解析由题图可知,a为NH3、b为NO,c为NO2或N2O4,d为HNO3。a为NH3,NH3中N元素的化合价为-3价,处于最低价,故从氮元素的化合价角度考虑,a有还原性,A正确;NO、N2O4、NO2都是大气污染物,可引起光化学烟雾,B正确;d为HNO3,则Ag与浓硝酸反应生成NO2,Ag与稀硝酸反应生成NO,故d的溶液与金属银反应可生成b、c,C正确;a为NH3,d为HNO3,a与d形成的化合物NH4NO3为强酸弱碱盐,NH4+能够发生水解,故对水的电离起促进作用,D错误。
8.D　解析标准状况下SO3是固体,1molSO3所占体积不是22.4L,A错误;硫在氧气中燃烧时,无论氧气是否过量,产物只有SO2,B错误;二氧化硫具有还原性,少量SO2可用作抗氧化剂添加到葡萄酒中,C错误;向NaHSO3溶液中分别滴加稀硫酸和NaHSO4溶液,发生反应的离子方程式均为HSO3-+H+SO2↑+H2O,D正确。
9.A　解析向废弃的铁铜合金中加入稀硫酸和H2O2溶液进行反应,得到硫酸铁、硫酸铜的混合溶液,之后加入CuO调节pH除去Fe3+,过滤掉Fe(OH)3沉淀,向滤液中加入碳酸钠溶液沉降得到碱式碳酸铜,过滤得到产品。“沉降”反应中溶液是CuSO4溶液,与Na2CO3的混合方式应该是将Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中,若将CuSO4溶液加入Na2CO3溶液中,将会生成更多的氢氧化铜沉淀,影响碱式碳酸铜的生成,A错误;根据分析可知,加入CuO调节pH可以除去Fe3+,滤液中的溶质主要为硫酸铜,B正确;加入CuO调节pH可以Fe(OH)3沉淀的形式除去Fe3+,C正确;溶解过程中H2O2在酸性环境中可以将Fe、Cu氧化,D正确。
10.C　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。
11.答案(1)加热煮沸
(2)K3　K2　Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O
(3)碳酸氢铵不稳定,受热容易分解　bc
(4)4FeCO3+O2+2H2O4FeOOH+4CO2　KSCN
(5)93
解析碳酸氢铵和硫酸亚铁反应生成FeCO3沉淀和二氧化碳气体,过滤分离出沉淀,洗涤、干燥后得到FeCO3,FeCO3与炭粉在焙烧时反应得到还原铁粉。
(1)可用加热煮沸的方法除去水中溶解的氧气。
(2)K2处左侧导管进入液面以下,K3处左侧与装置A中上侧相通,装置A中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁,欲将生成的FeSO4溶液与装置B中的NH4HCO3溶液混合,操作方法是关闭K3,打开K2,装置中气体增多压强变大,液体被压入装置B中;进入装置B中的亚铁离子与碳酸氢根离子相互促进水解反应生成FeCO3、二氧化碳和水,离子方程式为Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(3)碳酸氢铵不稳定,受热容易分解,故转化过程中温度不超过35℃;“过滤”环节需要使用玻璃棒、漏斗、烧杯,不需要使用长颈漏斗和锥形瓶。
(4)空气中的氧气具有氧化性,FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,根据质量守恒可知,还会生成二氧化碳气体,该反应的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O4FeOOH+4CO2;Fe3+与KSCN溶液反应使溶液变为红色,故检验产品中是否含Fe3+需要的试剂有稀硫酸和KSCN溶液。
(5)设FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y,则116g·mol-1x+89g·mol-1y=37.47g,根据质量守恒可知,(x+y)×56g·mol-1=18.48g,解得x=0.3mol、y=0.03mol,故样品中FeCO3的质量分数为0.3mol×116g·mol-137.47g×100%≈93%。
12.答案(1)第五周期第ⅥA族
(2)Cu2Te+2O2+6H+2Cu2++TeO2++3H2O
(3)Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+SO42-(aq)　K=2.38×1015>105,故反应能充分进行
(4)①Cu2++2e-Cu　②电解时间小于30 min,铜元素的沉淀率太低,去除率不够;大于30 min,铜元素的沉淀率提升不明显,反而使碲元素有所损失
(5)TeOSO4+2SO2+3H2OTe+3H2SO4　96%
(6)H2SO4
解析含碲化亚铜的废渣(主要成分为Cu2Te,还有少量的Ag、Cu),第一步通入氧气、加入硫酸后铜转化为铜离子,银转化为硫酸银,Te转化为TeO2+,根据第一次过滤除去了硫酸银等沉淀后得到含碲元素的溶液,通过电解该溶液除去铜,然后向第二次过滤后的滤液中加入二氧化硫将TeO2+还原为碲单质。
(1)碲元素在元素周期表中的位置是第五周期第ⅥA族。
(2)加入O2、H2SO4“酸浸”时反应的离子方程式为Cu2Te+2O2+6H+2Cu2++TeO2++3H2O。
(3)根据沉淀转化反应Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+SO42-(aq)的平衡常数
K=c(SO42-)c2(Cl-)=c(SO42-)·c2(Ag+)c2(Cl-)·c2(Ag+)=7.7×10-5(1.8×10-10)2≈2.38×1015>105,故向含Ag2SO4滤渣中加入浓盐酸,反应能充分进行。
(4)电解初始阶段阴极的电极反应为Cu2++2e-Cu。
(5)通入二氧化硫将TeOSO4转化为Te,根据化合价升降守恒、原子守恒可得反应的化学方程式为TeOSO4+2SO2+3H2OTe+3H2SO4;假设溶液体积为1L,则Te(Ⅳ)的质量为5.0g·L-1×1L=5.0g,根据浓度下降为5.0g·L-1-0.2g·L-1=4.8g·L-1说明反应的Te(Ⅳ)的质量为4.8g·L-1×1L=4.8g,故回收率为4.85.0×100%=96%。
(6)根据流程中在通入二氧化硫后又产生了硫酸可知,整个过程中可循环利用的物质为硫酸。
B组　能力提升练
1.A　解析砷化镓是一种半导体材料,不是金属材料,A错误;Ga与Al同主族,GaAs中Ga为+3价,As的化合价是-3价,B正确;Ga与Al同主族,化学性质相似,因为铝既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,故镓既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应,C正确;砷化镓电池能将光能转化为电能,D正确。
2.B　解析燃放烟花时出现的色彩即体现了金属元素的焰色反应,A正确;用氯化铁溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板发生的反应为2Fe3++CuCu2++2Fe2+,该反应不属于置换反应,B错误;汽车尾气催化转化器处理NO和CO,可将二者转化为无毒的N2、CO2,C正确;秸秆、餐厨垃圾中含有大量的有机化合物,发酵过程中产生CH4,CH4是一种燃料,D正确。
3.B　解析过量CO2和氢氧化钠反应生成NaHCO3,NaHCO3和氢氧化钠反应生成Na2CO3,Na2CO3和CO2及H2O反应生成NaHCO3,A不符合题意。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符合题意。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不符合题意。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和AlCl3反应生成Al(OH)3,D不符合题意。
4.C　解析固体1还包含过量的Ca(OH)2,A项错误;通入空气不能过量,不然会生成NO3-,B项错误;气体2为CO和N2的混合气体,N2无污染,所以捕获的气体为CO,C项正确;NH4+和NO2-发生氧化还原反应生成无污染的气体N2,该反应的离子方程式为NH4++NO2-↑+2H2O,D项错误。
5.C　解析根据硫及其化合物的“价—类”二维图可知,a为H2S、b为SO2、c为SO3、d为H2SO4、e为硫酸盐。硫单质在氧气中燃烧只能生成SO2,不能直接生成SO3,A错误;b为SO2,SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,体现其还原性,B错误;-2价的硫在强氧化剂作用下,可直接氧化为硫酸,可存在a→d的转化关系,C正确;Al遇冷的浓硫酸发生钝化,发生氧化还原反应,在铝表面生成致密的氧化膜,阻止内部金属继续反应,可用铝制容器盛装d的浓溶液,D错误。
6.A　解析M中含有+2价铁,且所含电荷数为0,可能是FeO或Fe(OH)2等,A错误;R应为Fe单质,常温下浓硫酸可以使Fe钝化,B正确;若Q为金属阳离子,化合价为+2价,则Q为Fe2+,Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀,可用
K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+,C正确;FeO42-中Fe元素为+6价,据题图可知FeO42-在碱性环境中稳定存在,则Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO42-,D正确。
7.D　解析装置①用于制备氨气,装置③用于制备二氧化碳,氨气、二氧化碳和饱和食盐水在装置②中反应生成碳酸氢钠沉淀。装置①用于制备氨气,装置①中的试管中可盛放氯化铵和氢氧化钙固体,A错误;装置②的球形干燥管的作用是导气、吸收多余氨气,碱石灰只能干燥氨气,不能吸收氨气,氯化钙可以吸收氨气,可盛放无水氯化钙等试剂,B错误;装置②和装置③之间应该增加盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去二氧化碳中的氯化氢气体,C错误;若用氧化钙和浓氨水混合制备氨气,可用装置③代替装置①,由于反应生成的氢氧化钙会堵塞启普发生器且反应放热,因此不可用装置④代替装置①,D正确。
8.答案(1)研磨、70 ℃加热
(2)Mg(OH)2、Ni(OH)2、Ca(OH)2
(3)趁热过滤
(4)①2Cl--2e-Cl2↑　阳　②2Li++2OH-+NH4++HCO3-Li2CO3+NH3↑+2H2O或2Li++2OH-+2HCO3-Li2CO3+CO32-+2H2O
(5)增强电极的导电能力或改善成型后电极的导电作用
(6)Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4
解析根据流程分析,将含锂废渣研磨后,在70℃条件下用稀硫酸酸浸其中的金属离子,得到含有Li+、Ni2+、Ca2+、Mg2+的酸性溶液,其中部分Ca2+与硫酸根离子生成CaSO4沉淀,过滤,滤渣1主要是CaSO4,向滤液1中加入NaOH调节pH=12沉淀Ni2+、Ca2+、Mg2+,滤渣2主要为Ni(OH)2、Mg(OH)2及少量的Ca(OH)2,滤液2含有Li+,向滤液2中先加入EDTA,再加入饱和Na2CO3溶液,90℃充分反应后,得到沉淀,趁热过滤得到粗品Li2CO3。
(1)为加快化学反应速率采取的措施是研磨、70℃加热。
(2)向滤液1中加入NaOH调节pH=12沉淀Ni2+、Ca2+、Mg2+,故滤渣2的主要成分为Ni(OH)2、Mg(OH)2及少量的Ca(OH)2。
(3)根据题给信息可知Li2CO3在高温时溶解度小,故95℃充分反应后,通过趁热过滤分离出固体Li2CO3粗品。
(4)氯离子在阳极发生氧化反应生成氯气,阳极的电极反应式是2Cl--2e-Cl2↑,溶液中阴离子不断放电使阳离子浓度增大,为维持溶液电中性,宜选用阳离子交换膜。生成高纯Li2CO3反应的离子方程式为2Li++2OH-+NH4++HCO3-Li2CO3+NH3↑+2H2O或2Li++2OH-+2HCO3-Li2CO3+CO32-+2H2O。
(5)LiFePO4在高温成型时要加入少量石墨,可改善成型后电极的导电作用。
(6)根据放电时的总反应,放电时正极发生还原反应,正极得电子生成LiFePO4,电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-LiFePO4。
9.答案(1)①b
②2NaClO3+4HCl2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O　吸收ClO2中的Cl2
③5ClO2-+4H+Cl-+4ClO2↑+2H2O
④稳定剂Ⅱ　稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,较长时间维持保鲜所需的浓度
(2)①酸式滴定管　②偏高　③2cV2V1
解析装置A中盛放NaClO3溶液,装置B盛放稀盐酸,两者混合发生反应2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,装置C的作用是除去ClO2中的Cl2,ClO2在装置D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,在酸性条件下NaClO2可发生反应4H++5ClO2-Cl-+4ClO2↑+2H2O,生成NaCl并释放出ClO2,装置F用于检验是否有ClO2生成。
(1)①装置F为气体性质的检验装置,应该长管进气,短管接尾气处理装置,故选b;②A中为盐酸和氯酸钠反应制得氯气和二氧化氯,其化学方程式为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O;若进入装置F的气体中有Cl2,则发生反应Cl2+2KI2KCl+I2,碘单质可使淀粉溶液变蓝,关闭B活塞后,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,说明生成的Cl2在进入装置F前已经被吸收完全,因此装置C的作用是吸收ClO2中的Cl2;③在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,根据元素化合价升降规律及电荷守恒可得该反应的离子方程式为4H++5ClO2-Cl-+4ClO2↑+2H2O;④根据图示信息可知效果较好的稳定剂是稳定剂Ⅱ,原因是稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2,较长时间维持保鲜所需的浓度。
(2)①ClO2溶液显酸性,所以准确量取10.00mLClO2溶液的玻璃仪器是酸式滴定管。②Na2S2O3标准溶液因部分被氧气氧化而变质,则消耗的Na2S2O3标准溶液体积偏大,根据I2+2S2O32-2I-+S4O62-和2ClO2+10I-+8H+2Cl-+5I2+4H2O可知,测得ClO2的量偏多,导致测定结果偏高。③由方程式2ClO2+10I-+8H+2Cl-+5I2+4H2O、I2+2S2O32-2I-+S4O62-得关系式ClO2~5S2O32-,n(S2O32-)=cV2×10-3mol,所以V1mLClO2的溶液中含有的ClO2的物质的量为2cV2×10-4mol,则10.00mL的原溶液含有ClO2的物质的量为2cV2×10-4mol×100mLV1mL=2cV2V1×10-2mol,所以原ClO2溶液的物质的量浓度为2cV2V1×10-2mol0.01L=2cV2V1mol·L-1。