2020届二轮复习 元素及其无机化合物 作业（全国通用） 练习

元素及其无机化合物
1、下列各组物质相互混合反应后，既有气体生成，最终又有沉淀生成的是(　　)
①金属钠投入到FeCl3溶液中　②Na2O2投入FeCl2溶液中　③过量NaOH溶液和明矾溶液混合　④NaAlO2溶液和NaHCO3溶液混合
A．只有①②　　　　　　　 B．只有④
C．只有③④ D．只有①②④
A　[①金属钠投入到FeCl3溶液中，反应生成Fe(OH)3沉淀和H2、NaCl，所以既有沉淀又有气体生成，故选；②Na2O2投入FeCl2溶液中，反应生成Fe(OH)3沉淀和O2、NaCl，所以既有沉淀又有气体生成，故选；③过量NaOH溶液和明矾溶液混合，反应生成NaAlO2、K2SO4和H2O，不会产生沉淀和气体，故不选；④NaAlO2溶液和NaHCO3溶液混合，离子方程式为AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，无气体，故不选。]
2、甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物，它们之间的转化关系如图所示(部分产物已略去)，下列各组物质不能按图示关系转化的是(　　)
选项
甲
乙
丙
丁
A
NaOH
NaHSO3
Na2SO3
SO2
B
AlCl3
NaAlO2
Al(OH)3
NaOH
C
Fe
Fe(NO3)3
Fe(NO3)2
HNO3
D
C
CO
CO2
O2
D　[NaOH与过量的SO2反应生成NaHSO3，NaOH与少量的SO2反应生成Na2SO3，故不选A；AlCl3与少量的NaOH生成Al(OH)3，与过量的NaOH生成NaAlO2，NaAlO2与AlCl3发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3，故不选B；铁与过量的硝酸反应生成Fe(NO3)3，铁与少量的硝酸反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO3)3与铁粉反应生成Fe(NO3)2，Fe(NO3)2与硝酸反应生成Fe(NO3)3，故不选C；C与少量的O2反应生成CO，C与足量的O2生成CO2，丙应是CO，故选D。]
3．某同学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)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：

下列说法不正确的是(　　)
A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉
B．固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3进入固体2
C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
D　[A项，由题意知，要制得的产物是FeSO4·7H2O(硫酸盐)，故溶解烧渣应选用硫酸，以防引入其他的杂质离子，溶液1中含有Fe3＋，需加入Fe使之转化为Fe2＋，正确；B项，根据烧渣的成分，加入硫酸后只有SiO2不能溶于硫酸，固体1中一定有SiO2，同时，根据溶液2及最终产物可以判断，控制pH是为了使Al3＋沉淀为Al(OH)3，正确；C项，从溶液2得到FeSO4·7H2O，要防止Fe2＋在空气中被O2氧化，同时防止FeSO4·7H2O分解失水，正确；D项，改变方案，在溶液1中加入过量NaOH可以将Al3＋转化为AlO，Fe3＋沉淀为Fe(OH)3，但是加硫酸溶解后生成的是Fe2(SO4)3，不是FeSO4，错误。]
4．下列实验中，实验操作能达到实验目的的是(　　)
选项
实验操作
实验目的
A
将炽热的木炭与浓硝酸混合所得气体通入澄清石灰水中
验证碳的氧化产物为CO2
B
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2
探究Na2CO3和NaHCO3溶解度相对大小
C
向某溶液中滴加BaCl2溶液和稀硝酸
检验原溶液中是否含SO
D
向FeCl2溶液通入足量Cl2，充分反应
除去FeCl2溶液中少量的FeCl3
B　[A项，4HNO3(浓)＋C4NO2↑＋CO2↑＋2H2O，NO2溶于水生成硝酸和NO，硝酸与CaCO3反应，故在NO2存在的情况下不能检验CO2，错误。B项，Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓，正确。C项，稀硝酸有强氧化性，不能排除溶液中有SO、HSO，也不能排除溶液中有Ag＋，错误。D项，最后得到的是FeCl3溶液，错误。]
5．下列各物质中，A、B、C、D、E均含有同一种短周期元素，其中A是单质，B在常温下是气态的氢化物，C、D是氧化物，E是D和水反应的产物。则各物质之间通过一步反应就能实现表中所示转化的是(　　)
物质编号
物质转化关系
A
D
E
①

Si
SiO2
H2SiO3
②
S
SO3
H2SO4
③
C
CO2
H2CO3
④
N2
NO2
HNO3
A.②③ B．②③④
C．①③④ D．①②③④
B　[SiO2与H2O不反应，即D→E不能直接转化，编号①不正确。]
6．利用下图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是(　　)
选项
①
②
③
实验结论

A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4溶液褪色
SO2有漂白性
B
浓盐酸
KMnO4
FeBr2溶液变为黄色
氧化性：Cl2＞Br2
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液无明显变化
CO2不与CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具有脱水性、吸水性
C　[A项，结论应是SO2有还原性不是漂白性，错误；B项，Fe2＋、Br－均可以被Cl2氧化，且氧化产物Fe3＋、Br2的溶液均可呈现黄色，错误；D项，结论应是浓H2SO4具有氧化性，不能证明吸水性，错误。]
7．用下列装置不能达到实验目的的是(　　)

A．用甲图装置可证明ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水)
B．用乙图装置制备Fe(OH)2
C．用丙图装置制取金属锰
D．用丁图装置制取氯气
D　[甲图装置，通过钠块在煤油层与水层界面上与水反应，可以证明ρ(煤油)＜ρ(钠)＜ρ(水)，A项能达到实验目的；用乙图装置可以制备Fe(OH)2，B项能达到实验目的；丙图装置，利用铝热反应可以制备金属锰，C项能达到实验目的；丁图装置，1 mol·L－1盐酸为稀盐酸，用该装置制备氯气时应该用浓盐酸和MnO2，D项不能达到实验目的。]
8．(1)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：

已知：Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得
①pH＝4.1时，Ⅰ中为____________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是____________。
(2)①KIO3的化学名称是________。
②利用“KClO3氧化法”制备KIO3工艺流程如图所示：

“酸化反应”所得产物有KH(IO3)2、Cl2和KCl。“逐Cl2”采用的方法是____________。“滤液”中的溶质主要是________。“调pH”中发生反应的化学方程式为______________________________________________
__________________________________________________________。
【解析】　(1)①向Na2CO3饱和溶液中通入SO2，可能生成Na2SO3、NaHSO3，因Na2SO3溶液呈碱性，Ⅰ中溶液呈弱酸性，所以生成的是NaHSO3。②审题时抓住“生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得”，则工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。(2)②Cl2是一种易挥发且溶解度不大的气体，可通过加热法去除溶液中溶解的Cl2。加入KOH溶液“调pH”使KH(IO3)2转化为KIO3：KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O。
【答案】　(1)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液　(2)①碘酸钾　②加热　KCl　KH(IO3)2＋KOH===2KIO3＋H2O(或HIO3＋KOH===KIO3＋H2O)
9．某研究性学习小组的同学为了制取NO并探究其性质，进行了如下实验。

图甲　　　　　　　图乙
试回答下列问题：
(1)某同学用图甲装置进行实验，收集到无色气体，由此确定铜和稀硝酸反应生成NO气体。该同学的推断不合理的理由是__________________________________________________(用化学方程式表示)。
(2)另一名同学设计了图乙装置进行实验，步骤如下：①在大试管中放入适量石灰石，加入过量稀硝酸；②待石灰石反应完全，将铜丝浸入过量的稀硝酸中；③一段时间后，观察到大试管中气体始终为无色，收集反应产生的气体。其中步骤①的作用是_____________________________________。
(3)当过量的铜与稀硝酸完全反应后，再加入20%的稀硫酸，铜片上又有气泡产生，稀硫酸的作用是________(填选项编号)，反应的离子方程式为_______________________________________________________________
__________________________________________________________。
a．还原剂 b．氧化剂
c．提供氢离子 d．提供热能
(4)某些资料认为NO不能与Na2O2反应。有同学提出质疑，他认为NO易与O2发生反应，应该更容易被Na2O2氧化。
查阅资料：a.2NO＋Na2O2===2NaNO2
b．6NaNO2＋3H2SO4(稀)===3Na2SO4＋2HNO3＋4NO↑＋2H2O
c．酸性条件下，NO能被MnO氧化生成NO
该同学利用图丙中装置来探究NO与Na2O2的反应(装置可重复使用)。

A　 　B　 　C　　　　　D　　　　E
①装置连接的顺序为：A→_______________________________，
装置E的作用是_____________________________________________。
②证明D中生成Na2NO2的实验方法是__________________________。
【解析】　(1)由于NO2能与水发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，生成NO，所以图甲装置中即使有NO2生成，集气瓶中收集到的也是无色的NO，故该同学的推断不合理。(2)由于2NO＋O2===2NO2，石灰石与稀硝酸反应生成的CO2能将装置中的空气排出，从而防止对实验造成干扰。(3)铜过量时，溶液中HNO3完全反应，生成Cu(NO3)2，在溶液中加入稀硫酸，提供H＋，NO继续氧化Cu。(4)①根据实验目的，装置的连接顺序为：NO发生装置(A)→气体净化装置[包括除去CO2的装置(B)、检验CO2是否除尽的装置(C)、干燥装置(B)]→NO与Na2O2的反应装置(D)→尾气处理装置(E)。②欲检验装置D中是否生成了NaNO2，可利用查阅资料b中的反应进行检验。
【答案】　(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(2)石灰石与稀硝酸反应生成的CO2可将装置中的空气排出，防止对实验造成干扰
(3)c　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(4)①B→C→B→D→E　吸收NO防止污染　②取装置D中反应后的少量固体于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体，且该无色气体在试管口上方变为红棕色，则证明生成了NaNO2
10．纳米磁性流体材料应用于减震、医疗器械等高科技领域。如图是制备纳米Fe3O4磁流体的两种流程：

(1)分析流程图中的两种流程，其中________(填“流程1”或“流程2”)所有反应不涉及氧化还原反应。
(2)步骤①反应的离子方程式为__________________________________。
(3)步骤②中，若要保持50 ℃的温度，操作方法是________________________
__________________________________________________________。
(4)步骤③制备Fe3O4磁流体的化学方程式为__________________________
____________________________________________________________。
(5)流程2中FeCl3和FeCl2制备Fe3O4磁流体，理论上FeCl3和FeCl2物体的量之比为________。
(6)用K2Cr2O7可测定Fe3O4磁流体中的Fe2＋含量。若Fe3O4磁流体与K2Cr2O7充分反应消耗了0.01 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液100 mL，K2Cr2O7被还原成Cr3＋，则磁流体中含Fe2＋的物质的量为________mol。若K2Cr2O7标准溶液装在酸式滴定管中，滴定前平视刻度线，滴定后仰视刻度线，则测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【解析】　(1)由题给流程图知，流程2中不涉及氧化还原反应。(2)步骤①反应的离子方程式为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(3)步骤②中，要保持50 ℃的温度应用水浴加热。(4)由流程图知，步骤③中反应物是FeCl2、NaOH和H2O2，其中H2O2是氧化剂，根据得失电子守恒、元素守恒，反应的化学方程式为3FeCl2＋H2O2＋6NaOH===Fe3O4↓＋6NaCl＋4H2O。(5)Fe3O4可看成FeO·Fe2O3，则理论上FeCl3和FeCl2物质的量之比为2∶1。(6)根据得失电子守恒，存在关系式：Cr2O～6Fe2＋，故Fe3O4磁流体中含Fe2＋的物质的量为0.01 mol·L－1×0.1 L×6＝0.006 mol；滴定前平视刻度线，滴定后仰视刻度线，所用标准液偏多，测定结果偏大。
【答案】　(1)流程2　(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(3)水浴加热
(4)3FeCl2＋H2O2＋6NaOH===Fe3O4↓＋6NaCl＋4H2O
(5)2∶1　(6)0.006　偏大
11、某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应，所用装置如图所示(夹持仪器已略去)。

A　　　 B
(1)实验前，应先检查装置的________；实验中产生的尾气应通入________溶液。
(2)实验过程中需要配制100 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液，所需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、______________。
(3)该小组同学向5 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中通入足量的SO2，溶液最终呈浅绿色，再打开分液漏斗活塞，逐滴加入NaOH稀溶液，则试管B中产生的实验现象是_________________________________________________。
(4)该小组同学在(3)中实验时，发现溶液变为浅绿色需要较长时间，在此期间同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察到丁达尔现象，最终溶液呈浅绿色。
查阅资料：Fe(HSO3)2＋在溶液中呈红棕色且具有较强的还原性，能被Fe3＋氧化为SO。SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2＋的原因是
____________________________________________________________；
Fe(HSO3)2＋与Fe3＋在溶液中反应的离子方程式是
____________________________________________________________。
(5)若实验中用5 mL一定浓度的浓H2SO4与适量Cu片充分反应，实验结束后，测得产生SO2的体积在标准状况下为672 mL，向已冷却的A试管溶液中加入4 mol·L－1的NaOH溶液30 mL时，恰好使Cu2＋完全沉淀。则所用浓H2SO4的浓度为________。(忽略过程中溶液的体积变化)
【解析】　(5)Cu2＋恰好完全沉淀时得到Na2SO4溶液，根据钠原子守恒，n(Na2SO4)＝n(NaOH)＝×4 mol·L－1×0.03 L＝0.06 mol，根据硫原子守恒，有n(H2SO4)＝n(SO2)＋n(Na2SO4)＝＋0.06 mol＝0.03 mol＋0.06 mol＝0.09 mol，c(H2SO4)＝＝18 mol·L－1。
【答案】　(1)气密性　NaOH
(2)100 mL容量瓶、胶头滴管
(3)先无现象，后生成白色沉淀
(4)Fe3＋与亚硫酸电离出的HSO结合生成Fe(HSO3)2＋
Fe3＋＋H2O＋Fe(HSO3)2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋
(5)18 mol·L－1
12．湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的工艺流程如图所示：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀时的pH按金属离子的浓度为0.1 mol/L计算)：
氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cd(OH)2
开始沉淀时的pH
1.5
6.5
7.2
沉淀完全时的pH
3.3
9.9
9.5
(1)“浸出”过程中，不采用通入空气进行搅拌的方法，原因是防止Cu被氧化浸出，其离子方程式是______________________________________
_____________________________________________________。
(2)“除钴”过程中，锌粉会与As2O3形成微电池产生AsH3气体。该微电池的正极反应式为_____________________________________________
__________________________________________________________。
(3)“除铁”时先加入适量KMnO4，再加入ZnO调节pH。
①“除铁”过程中，理论上参加反应的n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝________。
②“除铁”时加入ZnO控制反应液pH的范围为________。
(4)若上述流程中投入的KMnO4不足，则待电解溶液中有残余的Fe元素。请设计实验方案加以验证：___________________________________________
__________________________________________________________。
(5)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。“电解废液”中可循环利用的溶质是________(写化学式)。
【解析】　(1)通入空气时Cu易被氧化，考虑到溶液呈酸性，则离子方程式为2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O。(2)金属Zn失电子，是负极，得电子的As2O3在正极参加反应，因前一步处理后溶液仍为酸性，故正极反应式为As2O3＋12H＋＋12e－===2AsH3↑＋3H2O。(3)①因反应生成MnO2，则1 mol KMnO4参与反应得电子3 mol，故该氧化还原反应中参与反应的n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝1∶3。②除铁时，Fe3＋完全沉淀时的pH＝3.3，同时为保证Cd2＋不沉淀，则pH＜7.2。(4)流程中投入的KMnO4不足时，Fe2＋氧化不充分，3.3≤pH＜7.2时不能使Fe2＋完全沉淀，待电解溶液中有残余Fe2＋，验证的方案即为检验Fe2＋的方案。(5)净化后的溶液用惰性电极电解时，阴极反应为Cd2＋＋2e－===Cd，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，总反应为2CdSO4＋2H2O===2Cd＋O2↑＋2H2SO4，电解废液中含有硫酸，可以循环利用。
【答案】　(1)2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O
(2)As2O3＋12H＋＋12e－===2AsH3↑＋3H2O
(3)①1∶3　②3.3≤pH＜7.2　(4)取样加入H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液变红，则待电解溶液中含Fe元素　(5)H2SO4