安徽省全国示范高中名校2020届高三10月联考化学试题 19页

化学 本试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分，共 6 页，满分 100 分。考试用时 90 分钟。 考试范围：必修 1。 注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在 本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.可能用到的相对原子质量：H1 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Fe56 Cu64 Br80 一、选择题：本题共 16 小题，每小题 3 分，共 48 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。 1.2019 年 4 月 25 日，习总书记宣布北京大兴国际机场正式投运！该机场在建设过程中使用了 当今世界机场多项尖端科技，被英国《卫报》评为“新世界七大奇迹”之首。化工行业在这 座宏伟的超级工程中发挥了巨大作用，下列有关说法错误的是 A. 青铜剑科技制造的第三代半导体芯片，其主要成分是 SiO2 B. 支撑航站楼的 C 形柱柱顶的多面体玻璃，属于硅酸盐材料 C. 机场中的虚拟人像机器人“小兴”表面的塑料属于高分子聚合物 D. 耦合式地源热泵系统，光伏发电系统及新能源汽车的使用，可以减轻温室效应及环境污染 【答案】A 【解析】 【详解】A. 第三代半导体芯片的主要成分不是 SiO2，而是 GaN，A 项错误，符合题意； B. 普通玻璃属于硅酸盐材料，B 项正确，不符合题意； C. 塑料属于高分子聚合物，C 项正确，不符合题意； D. 大兴国际机场是全国可再生能源使用比例最高的机场，耦合式地源热泵系统，可实现年节 约 1.81 万吨标准煤，光伏发电系统每年可向电网提供 600 万千瓦时的绿色电力，相当于每年 减排 966 吨 CO2，并同步减少各类大气污染物排放，D 项正确，不符合题意； 答案选 A。 【点睛】解答本题时需了解：第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗元素（Ge）半导体材料。 第二代半导体材料主要是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；三元化 合物半导体，如 GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如 Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体 （又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚 丙烯腈等。第三代半导体材料主要以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、 氮化铝（AlN）为代表的宽禁带半导体材料。 2.德国著名行业杂志《应用化学》上刊登文章介绍：某中德联合研究小组设计制造了一种“水 瓶”，用富勒烯（C60）的球形笼子作“瓶体”，一种磷酸盐作“瓶盖”，恰好可将一个水分子关 在里面。下列说法正确的是 A. 水、双氧水、水玻璃都是纯净物 B. 石墨和 C60 互为同分异构体 C. 一定条件下石墨转化为 C60 是化学变化 D. 磷酸溶于水可完全电离 【答案】C 【解析】 【详解】A. 水和双氧水是纯净物，水玻璃是硅酸钠的水溶液，属于混合物，A 项错误； B. 石墨和 C60 都是碳的单质，属于同素异形体，B 项错误； C. 石墨转化为 C60，产生了新物质，属于化学变化，C 项正确； D. 磷酸属于中强酸，分步电离，属于弱电解质，D 项错误； 答案选 C。 3.炭循环(如图)对人类生存、发展有着重要 意义，下列说法错误的是 A. 碳是组成有机物的主要元素 B. 光合作用是将太阳能转化为化学能的过程 C. 动物呼吸产生 CO2 的过程中，葡萄糖被氧化 D. 碳元素在地壳中含量丰富，因此其形成的化合物数量众多 【答案】D 【解析】 【详解】A. 一般含碳的化合物为有机物，碳是构成有机物的主要元素，A 项正确，不符合题 意； B. 光合作用过程中，绿色植物吸收太阳光把二氧化碳和水合成葡萄糖，同时放出氧气，将太 的 阳能转化为化学能，储存在糖类中，B 项正确，不符合题意； C. 动物有氧呼吸过程中，有机物葡萄糖被氧化，最终生成二氧化碳和水，C 项正确，不符合 题意； D. 碳元素在地壳中含量不高，但其形成的化合物数量众多，D 项错误，符合题意； 答案选 D。 4.下列关于化学实验的说法正确的是 A. 测任何液体 pH 时都可使用广泛 pH 试纸或精密 pH 试纸 B. 无水氯化钙可干燥 CO2、Cl2、NH3、CO 等常见气体 C. 用酒精灯加热烧瓶、烧杯、试管时都需要垫石棉网 D. 萃取、过滤都是利用物质的物理性质进行分离 【答案】D 【解析】 【详解】A. 具有漂白性的液体不能用 pH 试纸测量 pH，A 项错误； B. 无水氯化钙可与 NH3 发生反应，因此不能用无水氯化钙干燥氨气，B 项错误； C. 烧瓶和烧杯是间接加热的仪器，加热时需要垫石棉网，试管是直接加热的仪器，不需垫石 棉网加热，C 项错误； D. 萃取是利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度的不同，使溶质物质从一种溶 剂内转移到另外一种溶剂中的方法；过滤是利用物质不用于某种溶剂进行分离，都是利用物 质的物理性质进行分离的，D 项正确； 答案选 D。 5.某学习实验需要用 240 ml 0.1 mol·L－1 FeSO4 溶液。下列有关配置该溶液的说法错误的是 A. 需要选用 250ml 容量瓶 B. 可用 KSCN 溶液检验 FeSO4 是否被完全氧化 C. 引流时玻璃棒要紧靠容量瓶刻度线之下 D. 若容量瓶未干燥，对所配制的溶液浓度无影响 【答案】B 【解析】 【详解】A. 实验室不存在 240ml 的容量瓶，因此配制 240ml 溶液，选择 250ml 容量瓶，A 项 正确，不符合题意； B. KSCN 可用来检验 Fe3+的存在，当 FeSO4 被氧化后，滴加 KSCN，溶液会立即出现血红色，但 无法判断是否被完全氧化，B 项错误，符合题意； C. 引流时玻璃棒要紧靠容量瓶刻度线之下，操作正确，C 项正确，不符合题意； D. 若容量瓶未干燥，对所配制的溶液浓度无影响，D 项正确，不符合题意； 答案选 B。 6.下列说法正确的是 A. 铝在空气中燃烧时发出耀眼的白光，可用于制造信号弹 B. 铜的金属活动性比铁弱，可用铜罐代替铁罐储运浓硝酸 C. 明矾可用于除去酸性废水中的悬浮颗粒 D. 用高纯度的二氧化硅制作的光导纤维遇强碱会“断路” 【答案】D 【解析】 【详解】A. 镁在空气中燃烧时发出耀眼的白光，可用于制造信号弹，A 项错误； B. 浓硝酸与铜常温下发生氧化还原反应，不能用于储运浓硝酸，B 项错误； C. 明矾溶于水，Al3+水解，形成氢氧化铝胶体，该胶体在酸性条件下与 H+发生反应，不能再 吸附废水中的悬浮颗粒，C 项错误； D. 二氧化硅可以和氢氧化钠发生反应，生成硅酸钠和水，因此用高纯度的二氧化硅制作的光 导纤维遇强碱会“断路”，D 项正确； 答案选 D。 【点睛】铜的金属活动性比铁弱，但铜在常温下可以和浓硝酸发生氧化还原反应，而铁在浓 硝酸中钝化，因此可用铁罐储运浓硝酸，这是解答本题的易错点。 7.下列关于各实验装置的叙述正确的是（ ） A. 装置①常用于分离互不相溶的液体混合物 B. 装置②用于吸收 NH3 或 HCl 气体时，易形成倒吸 C. 装置③可用于收集 H2、CO2、Cl2、NH3、C2H4 等气体 D. 装置④可用于干燥、收集氯化氢，并吸收多余的氯化氢 【答案】B 【解析】 【详解】A. 图为蒸馏装置，分离互溶但沸点不同的混合物，A 项错误； B. 苯不能隔绝 NH3 或 HCl 与水的接触，因此不能防止倒吸，说法正确，B 项正确； C. C2H4 的密度与空气相近，不溶于水，不能用排空气法收集，而应用排水法收集，C 项错误； D. 氯化氢为酸性气体，不能用碱石灰干燥，且氯化氢密度比空气的大，收集气体的方式应 为长管进短管出，D 项错误； 答案选 B。 8.室温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. 与铝反应放出氢气的溶液中：Mg2＋、Cu2＋、SO42－、NO2－ B. 含有大量 Fe3＋的溶液中：SCN－、I－、K＋、Br－ C. 通入大量 CO2 的溶液中：Na＋、ClO－、HCO3－ D. 滴加石蕊试液显红色的溶液中：Fe3＋、NH4＋、Cl－、NO3－ 【答案】D 【解析】 【详解】A.与铝反应放出氢气的溶液可以是酸溶液，也可以是碱溶液；若为碱性溶液，Mg2＋、 Cu2＋均可与 OH-生成沉淀而不能共存，A 项错误； B. Fe3＋可以和 SCN－发生络合反应，不能共存，且 Fe3＋具有氧化性，I－具有还原性，可以发 生氧化还原反应而不能共存，B 项错误； C.通入大量 CO2 的溶液中存在 H2CO3，可以与 ClO－反应，生成弱电解质 HClO，不能共存，C 项 错误； D. 滴加石蕊试液显红色 溶液为酸性溶液，H+与 Fe3＋、NH4＋、Cl－、NO3－均可以大量共存，D 项正确； 答案选 D。 【点睛】判断多种离子能否大量共存于同一溶液中，归纳起来就是：一色（有色离子在无色 溶液中不能大量共存）、二性（①在强酸性溶液中，OH－及弱酸根阴离子不能大量存在；②在 强碱性溶液中，H＋及弱碱阳离子不能大量存在）、三特殊（①AlO 与 HCO 不能大量共存：②“NO ＋H＋”组合具有强氧化性，与 S2－、Fe2＋、I－、SO 等还原性的离子因发生氧化还原反应而 不能大量共存；③NH 与 CH3COO－、CO ，Mg2＋与 HCO 等组合中，虽然两种离子都能水解且水 解相互促进，但总的水解程度仍很小，它们在溶液中仍能大量共存）、四反应（离子不能大量 的 共存的常见类型有复分解反应型、氧化还原反应型、水解相互促进型和络合反应型 4 种）。 9.下列指定反应的离子方程式正确的是 A. 铝溶于 NaOH 溶液中：2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ B. 铜丝插入 Fe2(SO4)3 溶液中：Cu＋Fe3＋＝Cu2＋＋Fe2＋ C. 向 FeBr2 溶液中通入过量 Cl2：2Br－＋Cl2＝Br2＋2Cl－ D. 用浓盐酸与 MnO2 反应制 Cl2：MnO2＋4H＋＋2Cl－=Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑ 【答案】A 【解析】 【详解】A. 铝和 NaOH 溶液反应，生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：2Al＋2OH－＋2H2O＝ 2AlO2－＋3H2↑，A 项正确； B. 铜丝与 Fe2(SO4)3 溶液反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，离子方程式为：Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋ 2Fe2＋，B 项错误； C. 向 FeBr2 溶液中通入过量 Cl2，反应生成 FeCl3 和 Br2，离子方程式为：2Fe2++4Br－＋3Cl2＝ 2Br2＋6Cl－+2Fe3+，C 项错误； D. 浓盐酸与 MnO2 反应生成 Cl2、MnCl2 和 H2O，离子方程式为：MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋2H2O ＋Cl2↑，D 项错误； 答案选 A。 【点睛】解答本题时明确反应的意义以及书写方法是关键，离子方程式中，化学式拆与不拆 易出错。①易溶于水、易电离的强电解质必须拆分；②非电解质、弱电解质(弱酸、弱碱、水 等)、难溶物、气体、氧化物、单质均不能“拆分”，用化学式表示。 10.以下物质间的每步转化都能通过一步反应就能实现的是 A. MgCl2→Mg(OH)2→MgO B. Cl2→FeCl3→Fe C. S→SO3→H2SO4 D. N2→NH3→NO2 【答案】A 【解析】 【详解】A. MgCl2 与氢氧化钠反应生成 Mg(OH)2，Mg(OH)2 受热分解生成 MgO，各步都可一步完 成，A 项正确； B. Cl2 和铁反应生成 FeCl3，FeCl3 与铁粉反应生成 FeCl2，加入锌能生成 Fe，FeCl3→Fe 不能 一步完成，B 项错误； C. S 与 O2 反应生成 SO2，SO2 与 O2 在催化剂存在的条件下反应生成 SO3，SO3 溶于水生成 H2SO4， S→SO3 不能一步完成，C 项错误； D.N2 和 H2 反应生成 NH3，NH3 催化氧化可以生成 NO，NO 与 O2 反应生成 NO2，NH3→NO2 不能一步 完成，D 项错误； 答案选 A。 11.设 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 过氧化钠与水反应时，生成 0.1 mol 氧气转移的电子效为 0.2NA B. 标准状况下，22.4 L NO 和 11.2 L O2 充分反应，产物的分子数为 NA C. 将 100mL 0.1 mol·L－1 FeCl3 溶液滴入沸水中可制得 Fe(OH)3 胶粒 0.01 NA D. 浓硫酸(含 1 mol H2SO4)与足量 Cu 加热发生反应生成 0.5 NA 个 SO2 分子 【答案】A 【解析】 【详解】A. 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，生成 1mol 氧气，电子转移 2mol，那么 生成 0.1mol 氧气电子转移 0.2mol，A 项正确； B. 标准状况下，22.4 L (即 1mol)NO 和 11.2 L(即 0.5mol) O2 充分反应，可生成 1molNO2，但存 在反应 2NO2 N2O4，因此产物的分子数不是 NA，B 项错误； C.氢氧化铁胶体微粒是氢氧化铁的聚合体，将 0.1molFeCl3 溶液滴入沸水制得的 Fe(OH)3 胶粒 小于 0.01 NA，C 项错误； D. 含 1molH2SO4 的浓硫酸和足量的 Cu 在加热的条件下反应，若硫酸完全反应生成 0.5molSO2， 但随着反应的进行，浓硫酸浓度降低，变为稀硫酸后反应停止，因此生成的 SO2 分子少于 0.5 NA 个，D 项错误； 答案选 A。 12.利用如图所示装置进行下列实验，将 X 溶液逐滴加入固体 Y 中，下列关于试管中的现象描 述错误的是 选项 X 溶液 固体 Y Z 溶液 现象 A 稀硫酸 Na2O2 氢硫酸 产生淡黄色沉淀 B 浓氨水 碱石灰 氯化铝溶液 产生白色沉淀 C 浓硝酸 Cu 硅酸钠溶液 产生白色沉淀 D 稀盐酸 CaCO3 氯化钡溶液 产生白色沉淀  A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，氧气与 H2S 反应生成单质 S，在 Z 中生成 淡黄色沉淀，A 项正确，不符合题意； B. 氢氧化铝只能溶于强碱，不能溶于弱碱，氨气通入氯化铝溶液中发生反应生成氢氧化铝沉 淀，B 项正确，不符合题意； C. 浓硝酸与铜反应生成 NO2，NO2 溶于水生成 HNO3，可与硅酸钠反应反应生成难溶性的硅酸， C 项正确，不符合题意； D. 盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙和 CO2，CO2 与氯化钡不反应，在 Z 中没有白色沉淀生成，D 项错误，符合题意； 答案选 D。 【点睛】本题的难点是利用强酸制弱酸的原理判断硝酸能制取硅酸，碳酸的酸性弱于盐酸， 因此 CO2 与氯化钙不反应。 13.(NH4)2S2O8 具有强氧化性，在酸性溶液中，可将 Mn2＋氧化为 MnO4－，但一般情况下，该反 应进行地非常缓慢，而加入 AgNO3 溶液后，混合液迅速变为紫红色。下列说法错误的是 A. AgNO3 为该反应的催化剂 B. 该反应中的还原产物为 SO42－ C. 反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 2：5 D. S2O82－中－1 价 O 与－2 价 O 的个数比为 1：3 【答案】C 【解析】 【详解】A. AgNO3 不参与反应，可增大反应速率，在反应中作催化剂，A 项正确，不符合题意； B. (NH4)2S2O8 具有强氧化性，将 Mn2＋氧化为 MnO4－，Mn 元素化合价升高，O 元素化合价降低， 1 个 S2O82-被还原为 2 个 SO42－，因此还原产物为 SO42－，B 项正确，不符合题意； C. 1 个 S2O82-得到 2 个电子，1 个 Mn2＋失去 5 个电子，因此氧化剂与还原剂的物质的量之比为 5:2，C 项错误，符合题意； D.化合物中 S 为+6 价，一共有 8 个 O 原子，若均为-2 价，则负价共-16，而实际上是-14，说 明有 2 个-1 价的 O 原子，6 个-2 价的 O 原子，比例为 1：3，D 项正确，不符合题意； 答案选 C。 14.在某溶液 M 中滴加溶液 x(或通入气体 x)，物理量 y 与 x 体积的关系如图所示。下列有关 溶液 M、x 和物理量 y 符合图像交化的是 选项 M x y A 含 Mg2＋、Al3＋、NH4＋的溶液 KOH 溶液 沉淀的物质的量 B 含 CO32－、HCO3－的溶液 盐酸 二氧化碳的体积 C 含 OH－、AlO2－、SiO32－、CO32－的溶液 NaHSO4 溶液 沉淀的质量 D 含 Ba(OH)2、NaOH、NaAlO2 的溶液 CO2 沉淀 物质的量 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A. 向溶液中滴入 KOH 溶液，立刻生成 Mg(OH)2 和 Al(OH)3 沉淀，与图象不符，A 项错 误； B. 向溶液中滴入盐酸，一段时间后产生的 CO2 的量不减少，与图象不符，B 项错误； C. 向溶液中滴入硫酸氢钠溶液，H+先与 OH-发生反应 H++OH-=H2O，再与 AlO2-和 SiO32-反应， AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓、SiO32-+2H+=H2SiO3↓，沉淀完全后继续滴加，2H++CO32-=CO2↑+H2O，3H++ Al(OH)3= Al3++3H2O，开始时生成水，没有沉淀生成，随着硫酸氢钠的滴入，沉淀逐渐生成， 一段时间内保持不变，过量后 Al(OH)3 逐渐溶解，图象与提给图象相符，C 项正确； D. 向溶液中通入 CO2，立刻生成沉淀，与图象不符，D 项错误； 答案选 C。 15.根据如下框图分析，下列说法正确的是 的 A. E2＋的氧化性比 M2＋的氧化性强 B. 在反应③中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀 C. 反应⑤的离子方程式可表示为 E2＋＋3OH－＝E(OH)3↓ D. 在反应①中只能用浓硫酸，既表现酸性，又表现了氧化性 【答案】B 【解析】 【分析】 M 为红色金属，即 Cu，与硫酸反应生成硫酸铜，与金属 E 反应能置换出 Cu，说明 E 的活泼项 性强于 Cu，得到的溶液 X 可被 H2O2 氧化，生成的 Y 遇到 KSCN 能出现红色，说明 Y 中含有 Fe3+，那么 X 中存在 Fe2+，则金属 E 为 Fe，红褐色固体 Z 为 Fe(OH)3，据此进行分析判断。 【详解】A. 铁的还原性强于铜，那么 Cu2+的氧化氢强于 Fe2+，A 项错误； B. 在反应③中若不加稀硫酸，反应为：6Fe2++3H2O2= Fe(OH)3↓+4Fe3+，可以看到红褐色沉淀， B 项正确； C. 反应⑤的离子方程式可表示为 Fe3+＋3NH3•H2O＝Fe (OH)3↓+3NH4+，C 项错误； D. 在反应①中表现氧化性的是 H2O2，硫酸只提供了酸性环境，D 项错误； 答案选 B。 16.向含有 0.01 mol Cu，a mol Cu2O、b mol CuO 的混合物中滴加 6 mol·L－1 的稀硝酸溶液至 10ml 时，固体恰好完全溶解，得到标准状况下 224mL 气体(纯净物)。下列说法正确的是 A. 反应过程中转移 0.01 mol 电子 B. a：b＝1：1 C. 被还原的硝酸为 0.06 mol D. 将少量铁粉投入该稀硝酸中能生成 Fe(NO3)2 【答案】B 【解析】 【详解】A.NO 是 Cu 与硝酸反应生成的，HNO3 中 N，化合价从+5 降低到+2，生成 1molNO,转移 3mol 电子，因此生成 0.01molNO 时，电子转移 0.03mol，A 项错误； B. Cu 的化合价从 0 升高到+2，Cu2O 中的 Cu 的化合价从+1 升高到+2，转移的电子的物质的量 为 0.03mol,根据得失电子守恒有 a= =0.005mol，由 Cu 原子守恒有 b= -0.01mol-0.005mol×2=0.005mol，则 a:b=1:1，B 项正确； C. 被还原的硝酸为生成 NO 的硝酸，物质的量为 0.01mol，C 项错误； D. 少量铁与硝酸反应生成硝酸铁，只有当铁粉过量后才能生成硝酸亚铁，D 项错误； 答案选 B。 二、非选择题：共 52 分。 17.已知 A～H 均为中学化学常见的物质，A、B、C、E 的焰色反应均为黄色。其中 B 常做食品 的膨化剂；A 与 C 按任意比例混合，溶于足量的水中，得到的溶质也只含有一种，并有无色无 味的气体 D 地放出；X 为一种黑色固体单质，有多种同素异形体，其氧化性参与大气循环，为 温室气体；G 为冶炼铁的原料，G 溶于盐酸中得到两种化合物。A～H 之间有如下的转化关系(部 分物质未写出)： (1)写出该物质的化学式：C：_______；E：_____。 (2)B＋C→D 的反应中，每生成标准状况下 11.2 L D，转移电子的物质的量为_____mol。 (3)已知 F 与高温水蒸汽也能反应生成 G，该反应中，还原剂与还原产物 物质的量之比为 _____。 (4)写出 G 与足量稀硝酸反应的离子方程式_______________。 (5)G 在高温下与铝反应的化学方程式为：___________。 【答案】 (1). Na2O2 (2). Na2CO3 (3). 1 (4). 3:4 (5). 3Fe3O4+28H++NO3-= 9Fe3++NO↑+14H2O (6). 3Fe3O4+8Al 4Al2O3+9Fe 【解析】 【分析】 A、B、C、E 的焰色反应均为黄色说明四种物质中均含有钠元素，B 常做食品的膨化剂，说明 B 为 NaHCO3，A 与 B 按 1：1 混合可得只含 E 的溶液，可知 A 为 NaOH，E 为 Na2CO3，A 与 C 按任 的 0.01 3 0.01 2 2 × − × 6.0mol / L 0.01L 0.01mol 2 × − 意比例混合，溶于足量的水中，得到的溶质也只含有一种，并有无色无味的气体 D 地放出， 可知 D 为 O2，C 为 Na2O2，X 为一种黑色固体单质，有多种同素异形体，其氧化性参与大气循 环，为温室气体，说明 X 为 C，G 为冶炼铁的原料，G 溶于盐酸中得到两种化合物，可知 G 为 Fe3O4， 那么 F 为 Fe，据此分析。 【详解】（1）根据分析可知：C 为 Na2O2，E 为 Na2CO3； （2）NaHCO3 与 Na2O2 发生反应时，NaHCO3 先受热分解生成 CO2 和 H2O，生成的 CO2 和 H2O 再与 Na2O2 发生反应生成 O2，生成 2molO2 时，电子转移 4mol，因此生成 11.2 L(即 0.5mol)O2 时， 电子转移 1mol； （3）铁和水蒸气反应的方程式为：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2，因此还原剂与还原产物的 物质的量之比为 3:4； （4）G 为 Fe3O4，与硝酸反应生成硝酸铁，NO 和水，离子反应方程式为：3Fe3O4+28H++NO3-= 9Fe3++NO↑+14H2O； （5）G 为 Fe3O4，与金属铝发生铝热反应，方程式为： 3Fe3O4+8Al 4Al2O3+9Fe。 18.某工业废水中仅含有下表离子中的 5 种(不考虑水的电离及离子的水解)，且各种离子的物 质的量浓度相等，均为 0.1 mol·L－1。 阳离子 K+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+ 阴离子 Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32- 某同学欲探究废水的利用，进行了如下实验： ①用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)观察。 ②取少量溶液，加入 KSCN 溶液无明显变化。 ③另取溶液加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体与空气变成红棕色，此时溶液依然 澄清，且溶液中阴离子种类不变。 ④向③中所得的溶液中加入 BaCl2 溶液，有白色沉淀生成。 (1)由①、②、③判断，溶液中一定不含有的离子是_______(写离子符号)。 (2)③中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是__________。 ④中生成白色沉淀的离子方程式是_________。 (3)将③中所的红棕色气体通入水中，气体变无色，所发生反应的化学方程式为___。 (4)该同学最终确定原溶液中所含离子是_____ (写离子符号)。 【答案】 (1). K+，Fe3+，CO32-，SiO32- (2). 3Fe2++4H++NO3-= 3Fe3++NO↑+2H2O (3). SO42-+ Ba2+= BaSO4↓ (4). 3NO2+H2O=2HNO3+NO (5). Cl-，NO3-，SO42-，Fe2+和 Mg2+ 【解析】 【分析】 用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰，说明溶液中不含 K+，取少量溶液，加入 KSCN 溶液无明显变化，说明更容易中不含 Fe3+，溶液中加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气 体与空气变成红棕色说明溶液中存在 Fe2+和 NO3-，加入少量盐酸溶液依然澄清，且溶液中阴离 子种类不变，说明溶液中含有 Cl-，不存在 CO32-、SiO32-，溶液中加入 BaCl2 溶液，有白色沉 淀生成，说明该溶液中含有 SO42-，据此分析回答问题。 【详解】（1）由①知溶液中不含 K+，由②知，溶液中不含 Fe3+，由③知溶液中含有 Cl-，不含 CO32-，SiO32-，因此溶液中一定不含有的离子是 K+，Fe3+，CO32-，SiO32-； （2）③中加入盐酸后，H+、NO3-和 Fe2+发生氧化还原反应，离子方程式为：3Fe2++4H++NO3-= 3Fe3++NO↑+2H2O； ④中 SO42-与 Ba2+结合生成白色沉淀，离子方程式为：SO42-+ Ba2+= BaSO4↓； （3）③中发生反应生成的红棕色气体为 NO2，溶于水生成硝酸和 NO，方程式为： 3NO2+H2O=2HNO3+NO； （4）根据分析可知溶液中的阴离子为 Cl-，NO3-，SO42-，且各为 0.1mol/L，肯定含有的阳离 子为 Fe2+，浓度为 0.1mol/L，根据电荷守恒可知溶液中还存在一种+2 价的阳离子，即 Mg2+， 所以，原溶液中含有的离子为：Cl-，NO3-，SO42-，Fe2+和 Mg2+。 19.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，比 Cl2、O2、ClO3、KMnO4 氧化 性更强，无二次污染，工业上是先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入 KOH 至饱和，使高铁酸钾析出。 (1)干法制备高铁酸钾的主要反应为：2FeSO4＋6Na2O2 2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑ ①该反应的还原剂是___，每生成 1 mol Na2FeO4，氧化剂得到____mol 电子。 ②简要说明 K2FeO4 作为水处理剂时所起的作用：____________。 (2)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4) 反应体系中有六种微粒：Fe(OH)3、ClO－、OH－、FeO42－、Cl －、H2O。 ①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式：____________。 ②低温下，在高铁酸钾溶液中加入 KOH 至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，说明_________。 的 ===熔融 【答案】 (1). FeSO4 和 Na2O2 (2). 5 (3). 高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒， 消毒过程中自身被还原为 Fe3+ ，Fe3+ 水解生成 Fe(OH)3 胶体，能吸附水中悬浮杂质而沉降 (4). 2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－=2FeO42－+3Cl－+5H2O (5). 低温下，K2FeO4 比 Na2FeO4 的溶解度 小 【解析】 【分析】 （1）①根据方程式可知，铁元素化合价从+2 价升高到+6 价，失去电子，氧元素化合价从-1 价升高到 0 价，失去电子，降低到-2 价，得到电子； ②高铁酸钾中铁处于高价态，具有很强的氧化性； （2）①根据氧化还原反应的规律书写方程式； ②从 K2FeO4 溶解度的角度进行判断； 【详解】（1）①反应中 FeSO4 中铁元素失电子，作还原剂，Na2O2 中氧元素既失去电子又得到 电子既作氧化剂又作还原剂，由方程式可知生成 2mol Na2FeO4 电子转移 10mol，那么每生成 1 mol Na2FeO4，氧化剂得到 5mol 电子； ②高铁酸钾中铁处于高价态，具有很强的氧化性，其还原产物为 Fe3+，水解后能生成氢氧化铁 胶体，能吸附除去水中的悬浮杂质； （2）①根据氧化还原反应的规律可知，反应中有化合价的升高和降低，因此反应物为 Fe(OH)3、ClO－、OH－，生成物为 FeO42－、Cl－、H2O，离子方程式为：2Fe(OH)3+3ClO－+4OH－=2FeO42 －+3Cl－+5H2O； ②低温下，Na2FeO4 的溶解度大于 K2FeO4 的溶解度。 20.光气是一种重要的有机中间体，在农药、医药、工程塑料、聚氨酯材料以及军事上都有许 多用途。光气很容易水解，熔点为－118°C，沸点为 8.2°C。某科研小组模拟工业生产由一 氧化碳和氯气的混合物在活性炭作催化剂的条件下制取光气，其反应原理为：Cl2＋CO＝ COCl2。装置如图所示(丙处的加油装置已省略，D 中仪器用于收集光气)。 (1)仪器 C 的名称为___，其中碱石灰的作用为________________，D 中仪器应浸在_____(填“冰 水浴”或“热水浴”)中。 (2)仪器组装完成后，检验甲装置气密性的方法是_________。 (3)戊装置主要用于制取氯气，用酸性 KMnO4 和盐酸制取氯气时的离子方程式为__________。 (4)光气极易水解，遇水后易产生一种氢化物和一种氧化物，其反应的化学方程式为______。 【答案】 (1). 球形干燥管 (2). 吸收 Cl 2 和 HCl，防止大气污染 (3). 冰水浴 (4). 塞好恒压漏斗上面的塞子，将蒸馏烧瓶的导气管进入水中，酒精灯微热烧瓶，若导管口 有气泡生成，停止加热时，导管口有一端稳定的液柱，则表明气密性良好 (5). 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O (6). COCl2+H2O=CO2+2HCl 【解析】 【分析】 （1）根据装置图判断仪器名称及装置的作用； （2）利用微热法减压装置的气密性； （3）酸性 KMnO4 和盐酸在常温下可制取氯气，并且不用担心盐酸浓度降低反应停止的问题； （4）光气极易水解，与水生成 HCl 和 CO2。 【详解】（1）根据装置图可知仪器 C 为球形干燥管；碱石灰可吸收反应产生的 Cl2 和 HCl，防 止大气污染；装置 D 应浸在冰水浴中，防止空气中水蒸气进入 D 中使光气水解； （2）塞好恒压漏斗上面的塞子，将蒸馏烧瓶的导气管进入水中，酒精灯微热烧瓶，若导管口 有气泡生成，停止加热时，导管口有一端稳定的液柱，则表明气密性良好； （3）酸性 KMnO4 和盐酸在常温下可制取氯气，反应方程式为： 2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O，离子方程式为： 2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O； （4）光气极易水解，与水生成 HCl 和 CO2，反应方程式为 COCl2+H2O=CO2+2HCl 【点睛】本题的难点是气密性检查的方法，一般来说，检查装置的气密性有以下三种方法： 方法 微热法 液差法 气压法 原理 升高装置中气体的温度，使 气体体积膨胀 缩小装置中气体的体积，增 大压强 封闭气体压强增大，使液滴 不能滴下 图示 具体 操作 塞紧橡胶塞，将导气管末端 伸入盛水的烧杯中，用手捂 热(或用酒精灯微热)烧瓶 塞紧橡胶塞，用止水夹夹住 导气管的橡胶管部分，从长 颈漏斗向试管中注水 塞紧橡胶塞，关闭止水夹， 打开分液漏斗活塞，向烧瓶 中加水 现象 说明 烧杯中有气泡产生，停止微 热，冷却后导气管末端形成 一段水柱，且保持一段时间 不下降 停止加水后，长颈漏斗中的 液面高于试管中的液面，且 一段时间内液面差不变 一段时间后，液滴不能滴下 21.黄铜灰渣（含有 Cu、Zn、CuO、ZnO 及少量的 FeO、Fe2O3）生产硝酸铜溶液的流程如下： （1）写出酸浸时 Fe2O3 和稀硫酸反应的离子方程式：_________________。 （2）反应 I 中所加 Zn 不能过量的原因是________________。 （3）滤液 II 中含有的金属阳离子主要有_____________。 （4）写出反应 II 的离子方程式：______________。反应 II 应控制温度不能过高也不能过低 的原因是___________________。 （5）已知 Cu(NO3)2·6H2O 和 Cu(NO3)2·3H2O 的溶解度随温度的变化如图所示。则由 A 点对应 的溶液获取 Cu(NO3)2·3H2O 的方法是_______________。 【答案】 (1). Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O (2). 加入过量的 Zn 会使最终所得的 Cu(NO3)2 溶 液中含有杂质 (3). Zn2+、Fe2+ (4). 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O (5). 温度过 高硝酸会挥发及分解，温度过低则反应速率较慢 (6). 向溶液 A 中加入适量硝酸，将溶液 A 蒸发浓缩，冷却到 30℃以上，过滤。 【解析】 【详解】黄铜灰中加入稀硫酸，稀硫酸可 Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe2O3 反应，滤渣 1 为铜和少 量的 SiO2，滤液 1 主要含有 Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+，加入适量锌粉，锌粉可与 Cu2+、H+反应生成 铜和氢气，滤渣 2 主要为铜，将滤渣 1 和滤渣 2 用稀硝酸溶解并过滤除去 SiO2 后，即可得到 Cu(NO3)2 溶液，再将溶液蒸发、浓缩并结晶，即可得到 Cu(NO3)2·3H2O； （1）浸取时，Fe2O3 与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O； （2）滤液 1 主要含有 Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+，加入锌粉是为了置换出铜，如果 Zn 粉过量，则 Cu 中混合 Fe 和 Zn，制得的 Cu(NO3)2 溶液不纯； （3）滤液 1 主要含有 Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+，加入适量锌粉，锌粉可与 Cu2+、H+还原生成铜和 氢气，过虑后滤渣 2 主要为铜，滤液 II 中含有的金属阳离子主要有 Cu2+、Fe2+； （4）反应 II 是稀硝酸溶解 Cu，生成 Cu(NO3)2 和 NO，发生反应的离子方程式为 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；反应 II 加热是为了提高反应速率，但温度过高 硝酸会挥发及分解，温度过低则反应速率较慢； （5）A 点对应的溶液为高温度下 Cu(NO3)2 的稀溶液，需要向溶液 A 中加入适量硝酸抑制 Cu2+ 的水解，同时将溶液 A 蒸发浓缩，冷却到 30℃以上，待析出晶体后再过滤，即可获取 Cu(NO3)2·3H2O。 【点睛】无机工艺流程题，重点探究的是反应原理并能熟练化学用语解答，这就要求对整个 流程进行认识分析，对流程中每一个反应池或操作中出现的箭头要理解清楚，通常箭头指向 反应池或容器的代表参加反应的物质，箭头背离的为生成物，再结合包括酸碱性、有无空气 中氧气参与反应的环境，并借助于质量守恒及氧化还原反应的理论知识判断反应原理，写出 反应方程式或离子反应式。