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  • 2021-07-08 发布

高考化学高考真题+模拟新题-常用化学计量+金属及其化合物+非金属及其化合物

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高考化学高考真题+模拟新题 常用化学计量+金属及其化合物+非金属及其化合物 A 单元常用化学计量(附参考答案) A1 阿伏伽德罗常数和物质的量 18.A1 D4 [2013·江苏卷] 硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测 定硫酸镍铵的组成,进行如下实验: ①准确称取 2.335 0 g 样品,配制成 100.00 mL 溶液 A; ②准确量取 25.00 mL 溶液 A,用 0.040 00 mol·L-1 的 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中 的 Ni2+(离子方程式为 Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),消耗 EDTA 标准溶液 31.25 mL; ③另取 25.00 mL 溶液 A,加足量的 NaOH 溶液并充分加热,生成 NH3 56.00 mL(标准状 况)。 (1)若滴定管在使用前未用 EDTA 标准溶液润洗,测得的 Ni2+含量将________(填“偏 高”“偏低”或“不变”)。 (2)氨气常用____________________检验, 现象是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。 18.[答案] (1)偏高 (2)湿润的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝 (3)n(Ni2+)=0.040 00 mol·L-1×31.25 mL×10-3 L·mL-1=1.250×10-3 mol n(NH+ 4 )=56.00 mL×10-3 L·mL-1 22.4 L·mol-1 =2.500×10-3 mol n(SO2- 4 )=2n(Ni2+)+n(NH+ 4 ) 2 = 2×1.250×10-3 mol+2.500×10-3 mol 2 = 2.500×10-3 mol m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol=0.073 75 g m(NH+ 4 )=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.045 00 g m(SO2- 4 )=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.240 0 g n(H2O)= 2.335 0 g× 25.00 mL 100.00 mL -0.073 75 g-0.045 00 g-0.240 0 g 18 g·mol-1 =1.250×10-2 mol x∶y∶m∶n=n(NH+ 4 )∶n(Ni2+)∶n(SO2- 4 )∶n(H2O)=2∶1∶2∶10 硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O [解析] (1)滴定管未润洗,则标准溶液 EDTA 的物质的量将增多,故测得的 Ni2+含量偏高。 (2)NH3 为碱性气体,遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)根据滴定反应计算出 Ni2+的量,根据生 成 NH3 的量计算出 NH + 4 的量。根据电荷守恒计算出 SO 2- 4 的量,最后由质量守恒计算出 H2O 的量,由四者的物质的量比值,可确定出硫酸镍铵的化学式。 7.A1 [2013·江苏卷] 设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( ) A.1 L 1 mol·L-1 的 NaClO 溶液中含有 ClO-的数目为 NA B.78 g 苯含有 C=C 双键的数目为 3NA C.常温常压下,14 g 由 N2 与 CO 组成的混合气体含有的原子数目为 NA D.标准状况下,6.72 L NO2 与水充分反应转移的电子数目为 0.1NA 7.C [解析] 在溶液中,ClO-水解,故 ClO-数目小于 NA,A 项错误;苯分子中没有碳 碳双键,B 项错误; N2 和 CO 的相对分子质量都是 28,且每个分子中都含有两个原子,C 项正确;NO2 与水反应的方程式为 3NO2+H2O===2HNO3+NO,故标准状况下 6.72 L NO2 与水 反应时转移 0.2NA 电子,D 项错误。 9.A1 A2 A3 A4 B3 [2013·广东卷] 设 nA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( ) A.常温常压下,8 g O2 含有 4nA 个电子 B.1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中有 nA 个 NH+ 4 C.标准状况下,22.4 L 盐酸含有 nA 个 HCl 分子 D.1 mol Na 被完全氧化生成 Na2O2,失去 2nA 个电子 9.A [解析] 8 g O2 的物质的量为 n(O2)=8 g÷32 g/mol=1 4 mol,氧的核电荷数为 8,则 8 g O2 中 n(电子)=16n(O2)=16×1 4 mol=4 mol,N(e-)=n(e-)·NA=4 mol×nA mol-1=4nA,A 项正确;1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中 n(NH3·H2O)=c·V=0.1 mol/L×1 L=0.1 mol,由于 NH3·H2O 是弱碱,不能完全电离出铵根离子,则 N(NH+ 4 )远远小于 0.1nA,B 项错误;标准状况下的盐 酸是混合物,不能用 V÷22.4 L/mol 计算出其物质的量,盐酸中不存在 HCl 分子,C 项错误; 由 2Na+O2===== △ Na2O2 可知,Na→Na+失去 1 个电子,则 1 mol Na 被完全氧化成 Na2O2 时失 去 nA 个电子,D 项错误。 9.A1 A4 [2013·新课标全国卷Ⅱ] N0 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( ) A.1.0 L 1.0 mol·L-1 的 NaAlO2 水溶液中含有的氧原子数为 2N0 B.12 g 石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为 0.5N0 C.25 ℃时 pH =13 的 NaOH 溶液中含有 OH-的数目为 0.1N0 D.1 mol 的羟基与 1 mol 的氢氧根离子所含电子数均为 9N0 9.B [解析] 1.0 L 1.0 mol·L-1 NaAlO2 溶液中含 1 mol NaAlO2,其中含有氧原子数为 2N0, 但溶液中水分子也含有氧原子,故 A 项错误;石墨烯中每个碳原子为三个六元环所共有, 因此,每个六元环含碳原子数为 6×1 3 =2 个,故 1 mol 石墨中含有六元环数为 0.5N0,B 项 正确;25 ℃时 pH=13 的 NaOH 溶液中 c(OH-)=0.1 mol·L-1,但题目中未给出溶液的体积, 无法求出 n(OH-),C 项错误;OH-中含 10 个电子,故 1 mol OH-含有电子数为 10N0,D 项错 误。 A2 气体摩尔体积和阿伏加德罗定律 9.A1 A2 A3 A4 B3 [2013·广东卷] 设 nA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( ) A.常温常压下,8 g O2 含有 4nA 个电子 B.1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中有 nA 个 NH+ 4 C.标准状况下,22.4 L 盐酸含有 nA 个 HCl 分子 D.1 mol Na 被完全氧化生成 Na2O2,失去 2nA 个电子 9.A [解析] 8 g O2 的物质的量为 n(O2)=8 g÷32 g/mol=1 4 mol,氧的核电荷数为 8,则 8 g O2 中 n(电子)=16n(O2)=16×1 4 mol=4 mol,N(e-)=n(e-)·NA=4 mol×nA mol-1=4nA,A 项正确;1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中 n(NH3·H2O)=c·V=0.1 mol/L×1 L=0.1 mol,由于 NH3·H2O 是弱碱,不能完全电离出铵根离子,则 N(NH+ 4 )远远小于 0.1nA,B 项错误;标准状况下的盐 酸是混合物,不能用 V÷22.4 L/mol 计算出其物质的量,盐酸中不存在 HCl 分子,C 项错误; 由 2Na+O2===== △ Na2O2 可知,Na→Na+失去 1 个电子,则 1 mol Na 被完全氧化成 Na2O2 时失 去 nA 个电子,D 项错误。 8.A2 E1 [2013·全国卷] 下列关于同温同压下的两种气体 12C18O 和 14N2 的判断正确 的是( ) A.体积相等时密度相等 B.原子数相等时具有的中子数相等 C.体积相等时具有的电子数相等 D.质量相等时具有的质子数相等 8.C [解析] 同温、同压下,气体的体积与其物质的量成正比,气体的体积相等,故 其物质的量相等,但 12C18O 和 14N2 的摩尔质量不相等,由 m=M·n 可知其质量不相等,由ρ =m V 可知,其密度不相等,A 项错误;12C18O 和 14N2 都是双原子分子,原子数相等时,分子 数相等,12C18O 的中子数为 16,14N2 的中子数为 14,故其具有的中子数不相等,B 项错误; 12C18O 和 14N2 的摩尔质量不相等,相同物质的量的 12C18O 与 14N2 质子数相等,质量相等的二 者物质的量不相等,含有的质子数也不相等,D 项错误。 A3 物质的量浓度及溶液的配制 5.A3 [2013·江苏卷] 用固体样品配制一定物质的量浓度的溶液,需经过称量、溶解、 转移溶液、定容等操作。下列图示对应的操作规范的是( ) 图 0 5.B [解析] 称量固体时,应遵循“左物右码”的原则,A 项错误;用玻璃棒搅拌可以 加快溶解速率,B 项正确;向容量瓶中转移溶液时用玻璃棒引流,C 项错误;定容时胶头滴 管不能插入到容量瓶中,D 项错误。 9.A1 A2 A3 A4 B3 [2013·广东卷] 设 nA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( ) A.常温常压下,8 g O2 含有 4nA 个电子 B.1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中有 nA 个 NH+ 4 C.标准状况下,22.4 L 盐酸含有 nA 个 HCl 分子 D.1 mol Na 被完全氧化生成 Na2O2,失去 2nA 个电子 9.A [解析] 8 g O2 的物质的量为 n(O2)=8 g÷32 g/mol=1 4 mol,氧的核电荷数为 8,则 8 g O2 中 n(电子)=16n(O2)=16×1 4 mol=4 mol,N(e-)=n(e-)·NA=4 mol×nA mol-1=4nA,A 项正确;1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中 n(NH3·H2O)=c·V=0.1 mol/L×1 L=0.1 mol,由于 NH3·H2O 是弱碱,不能完全电离出铵根离子,则 N(NH+ 4 )远远小于 0.1nA,B 项错误;标准状况下的盐 酸是混合物,不能用 V÷22.4 L/mol 计算出其物质的量,盐酸中不存在 HCl 分子,C 项错误; 由 2Na+O2===== △ Na2O2 可知,Na→Na+失去 1 个电子,则 1 mol Na 被完全氧化成 Na2O2 时失 去 nA 个电子,D 项错误。 A4 常用化学计量综合 32.F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2 [2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的 工艺如下: 图 0 [注:Al(OH)3 和 Cu(OH)2 开始分解的温度分别为 450 ℃和 80 ℃] (1) 电 解 精 炼 银 时 , 阴 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________; 滤渣 A 与稀 HNO3 反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)固体混合物 B 的组成为________;在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量, 若 NaOH 过 量 , 则 因 过 量 引 起 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式: CuO+____Al2O3===== 高温 ____CuAlO2+________↑。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 ________mol CuAlO2,至少需要 1.0 mol·L-1 的 Al2(SO4)3 溶液________L。 (5)CuSO4 溶 液 也 可 用 于 制 备 胆 矾 , 其 基 本 操 作 是 ________________________________________________________________________ ____________、过滤、洗涤和干燥。 32.[答案] (1)Ag++e-===Ag 2NO+O2===2NO2 (2)Al(OH)3 和 CuO Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O (3)4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑ (4)50 25 (5)蒸发浓缩,冷却结晶 [解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似,纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电解 液,阳极主要反应式为 Ag-e-===Ag+,阴极反应式为 Ag++e-===Ag;银是金属活动顺序表 中氢后金属,不溶于稀硫酸,因为稀硫酸是非氧化性酸,则滤渣 A 的主要成分是 Ag,稀硝 酸是氧化性酸,能溶解银,即 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,产生的无色气体 一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即 2NO+O2===2NO2;(2)CuAlO2 中 氧为-2 价,铝为+3 价,则铜为+1 价,其化学式也可以写为 Cu2O·Al2O3,相当于氧化亚 铜和氧化铝按物质的量之比为 1∶1 熔合在一起,由此逆推,固体 B 的主要成分是物质的量 之比为 1∶1 的 Al(OH)3 和 CuO,因为 Cu(OH)2 开始分解的温度为 80 ℃,水的沸点大于 80 ℃, 则 煮 沸 前 后 发 生 的 反 应 为 Al3 + + 3OH - === Al(OH)3 ↓ 、 Cu2 + + 2OH - ===Cu(OH)2 ↓ 、 Cu(OH)2=====80 ℃ CuO+H2O,Al(OH)3 开始分解的温度为 450 ℃,在惰性气体中锻烧时发生的反应 为 2Al(OH)3=====450 ℃ Al2O3+3H2O、4CuO=====450 ℃ 2Cu2O+O2↑;氢氧化铝是两性氢氧化物,NaOH 是 强碱,过量的 NaOH 能溶解部分或全部氢氧化铝,其离子方程式为 Al(OH)3+OH-===AlO- 2 + 2H2O,这必将导致目标产物产量的减少;(3)根据氧化还原反应的特征推断,铜元素由+2 价降为+1 价,铝元素化合价不变,由此推断反应前后升价元素一定是氧,且化合价由-2 价升为相邻的 0 价,即缺少的生成物为氧气;根据化合价升降法配平可得:4CuO+ 2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑;(4)5.0 kg=5.0×103 g,银铜合金废料中铜的质量为 5.0×103 g× 63.5%,由m M =n 可知 n(Cu)为 5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol=50 mol,根据铜守恒则有关系 式:Cu~CuAlO2,则铜完全转化可以变为 50 mol CuAlO2;根据铝守恒则有关系式:Al2(SO4)3~ 2CuAlO2,则至少需要 25 mol Al2(SO4)3;由 V=n V 可求至少需要 V[Al2(SO4)3]=25 mol÷1.0 mol/L =25 L;(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物 CuSO4·5H2O,从硫酸铜溶液中得到胆 矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。 9.A1 A2 A3 A4 B3 [2013·广东卷] 设 nA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( ) A.常温常压下,8 g O2 含有 4nA 个电子 B.1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中有 nA 个 NH+ 4 C.标准状况下,22.4 L 盐酸含有 nA 个 HCl 分子 D.1 mol Na 被完全氧化生成 Na2O2,失去 2nA 个电子 9.A [解析] 8 g O2 的物质的量为 n(O2)=8 g÷32 g/mol=1 4 mol,氧的核电荷数为 8,则 8 g O2 中 n(电子)=16n(O2)=16×1 4 mol=4 mol,N(e-)=n(e-)·NA=4 mol×nA mol-1=4nA,A 项正确;1 L 0.1 mol·L-1 的氨水中 n(NH3·H2O)=c·V=0.1 mol/L×1 L=0.1 mol,由于 NH3·H2O 是弱碱,不能完全电离出铵根离子,则 N(NH+ 4 )远远小于 0.1nA,B 项错误;标准状况下的盐 酸是混合物,不能用 V÷22.4 L/mol 计算出其物质的量,盐酸中不存在 HCl 分子,C 项错误; 由 2Na+O2===== △ Na2O2 可知,Na→Na+失去 1 个电子,则 1 mol Na 被完全氧化成 Na2O2 时失 去 nA 个电子,D 项错误。 9.A1 A4 [2013·新课标全国卷Ⅱ] N0 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( ) A.1.0 L 1.0 mol·L-1 的 NaAlO2 水溶液中含有的氧原子数为 2N0 B.12 g 石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为 0.5N0 C.25 ℃时 pH =13 的 NaOH 溶液中含有 OH-的数目为 0.1N0 D.1 mol 的羟基与 1 mol 的氢氧根离子所含电子数均为 9N0 9.B [解析] 1.0 L 1.0 mol·L-1 NaAlO2 溶液中含 1 mol NaAlO2,其中含有氧原子数为 2N0, 但溶液中水分子也含有氧原子,故 A 项错误;石墨烯中每个碳原子为三个六元环所共有, 因此,每个六元环含碳原子数为 6×1 3 =2 个,故 1 mol 石墨中含有六元环数为 0.5N0,B 项 正确;25 ℃时 pH=13 的 NaOH 溶液中 c(OH-)=0.1 mol·L-1,但题目中未给出溶液的体积, 无法求出 n(OH-),C 项错误;OH-中含 10 个电子,故 1 mol OH-含有电子数为 10N0,D 项错 误。 1.[2013·海淀模拟]用 NA 表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是( ) A.46g 乙醇中含有的化学键数为 7NA B.1mol 氯气和足量 NaOH 溶液反应转移电子数为 2NA C.1molOH-和 1mol—OH(羟基)中含有的质子数均为 9NA D.10L0.1mol·L-1 的 Na2CO3 溶液中,Na+、CO 2- 3 总数为 3NA 1.C [解析]46g 乙醇物质的量为 1mol,其中含有的化学键数为 8NA,A 项错误;由 Cl2 +2OH-===Cl-+ClO-+H2O 可知,Cl2 发生自身氧化还原反应,1molCl2 参加反应,转移电子 数为 NA,B 项错误;1 个 OH-含有 10 电子,1 个—OH 含有 9 个电子,H、O 的质子数分别 为 1 和 8,故 1molOH-和 1mol—OH(羟基)中含有的质子数均为 9NA,C 项正确;CO 2- 3 是弱酸 根离子,能水解,含 1molNa2CO3 的溶液中 CO 2- 3 数目小于 NA,Na+、CO 2- 3 总数小于 3NA,D 项错误。 2.[2013·重庆九校联考]阿伏加德罗常数为 NA,下列说法中正确的是( ) A.62gNa2O 溶于水后所得溶液中含有的 O2-数为 NA B.在含 Al3+总数为 NA 的 AlCl3 溶液中,Cl-总数大于 3NA C.常温常压下,16g 甲基(—13CH3)所含的中子数为 10NA D.0.5molCu 和足量浓硝酸反应可以生成 22.4LNO2 2.B [解析]Na2O 溶于水发生反应:Na2O+H2O===2NaOH,故溶液中不存在 O2-,A 项 错误;由于发生反应:Al3++3H2O===Al(OH)3(胶体)+3H+,若溶液中含 Al3+总数为 NA,则投 入的 n(AlCl3)>1mol,溶液中 N(Cl-)>3NA,B 项正确;一个—13CH3 中所含中子数是 7,而 16g 甲基(—13CH3)其物质的量为 1mol,故含有的中子数为 7NA,C 项错误;0.5molCu 和足量浓硝 酸反应生成 1molNO2,题中未指明 NO2 所处的温度和压强,且 NO2 与 N2O4 存在平衡: 2NO2 N2O4,气体体积不确定,D 项错误。 3.[2013·无锡模拟]设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A.1L0.1mol·L-1 的氨水中含有的 NH3 分子数为 0.1NA B.标准状况下,2.24L 的 CCl4 中含有的 C—Cl 键数为 0.4NA C.常温常压下,3.0g 葡萄糖和冰醋酸的混合物中含有的原子总数为 0.4NA D.标准状况下,Na2O2 与足量 CO2 反应生成 2.24LO2,转移电子数为 0.4NA 3.C [解析]氨水中存在平衡:NH3+H2O NH3·H2O NH+ 4 +OH-,故 1L0.1mol·L-1 的氨水中含有的 NH3 分子数小于 0.1NA,A 项错误;CCl4 为液体,标准状况下 2.24L 的 CCl4 的物质的量不是 1mol,B 项错误;葡萄糖和冰醋酸的最简式均为 CH2O,故 3.0g 葡萄糖和冰 醋酸的混合物中 n(C)= 3g 30g·mol-1 =0.1mol,n(H)=2×0.1mol=0.2mol,n(O)=0.1mol,即共 含有 0.4NA 个原子,C 项正确;标准状况下,Na2O2 与足量 CO2 反应生成 2.24LO2,转移电子 数为 0.2NA,D 项错误。 4.[2013·长春市模拟]下列实验操作过程能引起结果偏高的是( ) ①用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的 NaOH 溶液时,酸式滴定管未用标准液润洗 ②用量筒量取 5.0mL 溶液时,俯视读数 ③配制一定物质的量浓度的硫酸溶液,定容时仰视容量瓶的刻度线 ④质量分数为 10%和 90%的两种硫酸等体积混合配制 50%的硫酸溶液 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 4.B [解析]NaOH 溶液的浓度计算公式为 c(NaOH)=c(HCl)·V(HCl) V(NaOH) ,酸式滴定管未 用标准液润洗,导致消耗盐酸的体积偏大,所求的 NaOH 溶液浓度偏高,①符合题意;量取 溶液时,视线以 5mL 刻度线为标准,确定液面位置,若俯视刻度线,导致所量取的溶液体 积偏小,②不符合题意;定容时,仰视刻度线,溶液体积偏大,浓度偏低,③不符合题意; 因硫酸的密度随质量分数的增大而增大,故质量分数为 10%和 90%的两种硫酸等体积混合配 制的硫酸溶液的质量分数高于 50%,④符合题意。综上所述,①、④正确,选 B。 5.[2013·江西重点中学联考]把 500mLNH4HCO3 和 Na2CO3 的混合溶液分成五等份,取一 份加入含 amol 氢氧化钠的溶液加热,恰好使 NH + 4 完全转化为 NH3 逸出,另取一份加入含 bmolHCl 的盐酸恰好反应完全,则该混合溶液中 c(Na+)为( ) A. b 10 - a 20 mol/L B.(2b-a)mol/L C. 5b-5a 2 mol/L D.(10b-5a)mol/L 5.D [解析]NH4HCO3+2NaOH===== △ Na2CO3+NH3↑+2H2O,则HCO - 3 的物质的量为a 2 mol; 盐酸与混合物发生反应:HCO- 3 +H+===CO2↑+H2O,CO2- 3 +2H+===CO2↑+H2O,则 CO 2- 3 的 物质的量为1 2 (b-a 2 ) mol,碳酸钠结合的 Na+物质的量为(b-a 2 )mol,混合溶液分为 5 等份,故 每份溶液体积为 0.1L,故 Na+浓度为(10b-5a)mol·L-1。 C 单元金属及其化合物 C1 钠及其化合物(附参考答案) 10.D4 C3 C1 D1 C5 D5 [2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( ) 选 项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A NH4Cl 为强酸弱碱盐 用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用 KSCN 溶液可以鉴别 Fe3+ C 溶解度:CaCO3NaHCO3,陈述Ⅰ正确,陈述Ⅱ错误,C 项错误;HF 是唯一能与 SiO2 反应的酸,玻璃的主要成分是 SiO2,则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,陈述 Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系,D 项正确。 7.C1 D5 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是 ( ) A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 C.碘是人体必需的微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物 D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成 7.C [解析] 侯氏制碱法的基本原理是先利用 NH3 将食盐水饱和,然后通入 CO2,溶 解度较小的 NaHCO3 析出,NH3+NaCl+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,煅烧 NaHCO3 得到 Na2CO3,2NaHCO3===== △ Na2CO3+CO2↑+H2O,利用低温时 NH4Cl 比 NaCl 溶解度小 的原理,向母液中加入 NaCl 粉末,则 NH4Cl 析出,得到化肥 NH4Cl,A 项正确;氨气可以 与浓盐酸反应生成白烟状的 NH4Cl 固体颗粒,可检验输氨管道是否漏气,B 项正确;微量 元素不宜多吃,补充碘可在食盐中添加碘酸钾,C 项错误;黑火药由 C、S、KNO3 三物质按 一定比例混合而成,D 项正确。 C2 镁、铝及其化合物 23.E1 C2 G4 G2 G3 G1 C3 F4 [2013·福建卷] 利用化石燃料开采、加工过程产生的 H2S 废气制取氢气,既价廉又环保。 (1)工业上可用组成为 K2O·M2O3·2RO2·nH2O 的无机材料纯化制取的氢气。 ①已知元素 M、R 均位于元素周期表中第 3 周期,两种元素原子的质子数之和为 27, 则 R 的原子结构示意图为________。 ②常温下,不能与 M 单质发生反应的是____________(填序号)。 a.CuSO4 溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH 溶液 e.Na2CO3 固体 (2)利用 H2S 废气制取氢气的方法有多种。 ①高温热分解法 已知:H2S(g) H2(g)+1 2S2(g) 在恒容密闭容器中,控制不同温度进行 H2S 分解实验。以 H2S 起始浓度均为 c mol·L- 1 测定 H2S 的转化率,结果见图 0。图中 a 为 H2S 的平衡转化率与温度关系曲线,b 曲线表 示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时 H2S 的转化率。据图计算 985 ℃时 H2S 按上述反应分解的平衡常数 K=________;说明随温度的升高,曲线 b 向曲线 a 逼近的原因: ________________________________________________________________________。 图 0 ②电化学法 该法制氢过程的示意图如图 0。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是 ________________________________________________________________________; 反 应 池 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 反 应 后 的 溶 液 进 入 电 解 池 , 电 解 总 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________________________________________________ _。 图 0 23.[答案] (1)① ②b、e (2)①2 3 0.2c 温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案) ②增大反应物接触面积,使反应更充分 H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl 2Fe2++2H+===== 通电 2Fe3++H2↑ [解析] (1)①无机材料 K2O·M2O3·2RO2·nH2O 中钾元素显+1 价,氧元素显-2 价, 氢元素显+1 价,则 M 显+3 价,R 显+4 价;第 3 周期主族元素质子数之和为 27,则 M、 R 原子的质子数分别为 13、14,M、R 分别是铝、硅,由此可以画出硅的原子结构示意图; 由金属活动性顺序可得,铝比铜活泼,则铝与硫酸铜溶液可以发生置换反应,即 2Al+ 3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu,a 项错误;虽然铝比铁活泼,但是铝与氧化铁在高温下才能发 生铝热反应,即 2Al+Fe2O3===== 高温 Al2O3+2Fe,而常温下则不能反应,b 项正确;浓硫酸具 有强氧化性,常温下能使铝钝化,铝表面生成一层致密的保护膜,钝化是化学变化,c 项错 误;氢氧化钠是强碱,铝元素位于元素周期表中金属和非金属交界线附近,其单质与 NaOH 溶液容易反应,放出气体,即 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,d 项错误;铝不如 钠活泼,常温下铝不能与碳酸钠固体反应,e 项正确;(2)①H2S 的起始浓度为 c mol·L-1, 985 ℃时 H2S 的平衡转化率为 40%,则 H2S 的变化浓度为 0.4c mol·L-1,则: H2S(g) H2 (g)+1 2S2 (g) 各组分的起始 浓度/mol·L-1 c 0 0 各组分的变化 浓度/mol·L-1 0.4c 0.4c 0.2c 各组分的平衡 浓度/mol·L-1 0.6c 0.4c 0.2c K=c(H2)·c 1 2(S2) c(H2S) =0.4c× 0.2c 0.6c =2 3 0.2c; 读图可得,未达平衡时 H2S 的转化率逐渐增大,原因是温度逐渐升高,H2S 分解的反应 速率逐渐增大,消耗的 H2S 逐渐增多;已达平衡后 H2S 的平衡转化率逐渐增大的原因是 H2S 分解是吸热反应,升高温度时平衡右移,消耗的 H2S 增多; ②读图可得,H2S 气体从反应池底部通入,FeCl3 溶液从反应池顶部喷下,这种采用气 液逆流方式加入反应物的主要目的是增大反应物接触面积,使反应更充分;读图可得,H2S 中 S 被氧化,该反应中降价元素一定是铁元素,由+3 价降为相邻的+2 价,则 FeCl3 被还 原为 FeCl2,配平可得:H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl;反应池中反应后溶液中主要成 分是 FeCl2、HCl,电解池中含有的 Fe2+被氧化为 Fe3+,H+被还原为 H2,电解总反应的离子 方程式:2Fe2++2H+===== 电解 2Fe3++H2↑。 32.F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2 [2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的 工艺如下: 图 0 [注:Al(OH)3 和 Cu(OH)2 开始分解的温度分别为 450 ℃和 80 ℃] (1) 电 解 精 炼 银 时 , 阴 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________; 滤渣 A 与稀 HNO3 反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)固体混合物 B 的组成为________;在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量, 若 NaOH 过 量 , 则 因 过 量 引 起 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式: CuO+____Al2O3===== 高温 ____CuAlO2+________↑。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 ________mol CuAlO2,至少需要 1.0 mol·L-1 的 Al2(SO4)3 溶液________L。 (5)CuSO4 溶 液 也 可 用 于 制 备 胆 矾 , 其 基 本 操 作 是 ________________________________________________________________________ ____________、过滤、洗涤和干燥。 32.[答案] (1)Ag++e-===Ag 2NO+O2===2NO2 (2)Al(OH)3 和 CuO Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O (3)4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑ (4)50 25 (5)蒸发浓缩,冷却结晶 [解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似,纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电 解液,阳极主要反应式为 Ag-e-===Ag+,阴极反应式为 Ag++e-===Ag;银是金属活动顺 序表中氢后金属,不溶于稀硫酸,因为稀硫酸是非氧化性酸,则滤渣 A 的主要成分是 Ag, 稀硝酸是氧化性酸,能溶解银,即 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,产生的无 色气体一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即 2NO+O2===2NO2; (2)CuAlO2 中氧为-2 价,铝为+3 价,则铜为+1 价,其化学式也可以写为 Cu2O·Al2O3, 相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为 1∶1 熔合在一起,由此逆推,固体 B 的主要成 分是物质的量之比为 1∶1 的 Al(OH)3 和 CuO,因为 Cu(OH)2 开始分解的温度为 80 ℃,水的 沸点大于 80 ℃,则煮沸前后发生的反应为 Al3 + +3OH - === Al(OH)3↓、Cu2 + +2OH - ===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2=====80 ℃ CuO+H2O,Al(OH)3 开始分解的温度为 450 ℃,在惰性气体 中锻烧时发生的反应为 2Al(OH)3=====450 ℃ Al2O3+3H2O、4CuO=====450 ℃ 2Cu2O+O2↑;氢氧化铝是 两性氢氧化物,NaOH 是强碱,过量的 NaOH 能溶解部分或全部氢氧化铝,其离子方程式为 Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O,这必将导致目标产物产量的减少;(3)根据氧化还原反应的 特征推断,铜元素由+2 价降为+1 价,铝元素化合价不变,由此推断反应前后升价元素一 定是氧,且化合价由-2 价升为相邻的 0 价,即缺少的生成物为氧气;根据化合价升降法配 平可得:4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑;(4)5.0 kg=5.0×103 g,银铜合金废料中铜的 质量为 5.0×103 g×63.5%,由m M =n 可知 n(Cu)为 5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol=50 mol, 根据铜守恒则有关系式:Cu~CuAlO2,则铜完全转化可以变为 50 mol CuAlO2;根据铝守恒 则有关系式:Al2(SO4)3~2CuAlO2,则至少需要 25 mol Al2(SO4)3;由 V= n V 可求至少需要 V[Al2(SO4)3]=25 mol÷1.0 mol/L=25 L;(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物 CuSO4·5H2O,从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和 干燥。 29.C2 D1 F4 (15 分)[2013·全国卷] 铝是一种应用广泛的金属,工业上用 Al2O3 和冰 晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。 ①铝土矿的主要成分是 Al2O3 和 SiO2 等。从铝土矿中提炼 Al2O3 的流程如下: 图 0 ②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下: 图 0 回答下列问题: (1) 写 出 反 应 1 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2) 滤 液 Ⅰ 中 加 入 CaO 生 成 的 沉 淀 是 ________ , 反 应 2 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)E 可作为建筑材料,化合物 C 是____________,写出由 D 制备冰晶石的化学方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 电 解 制 铝 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________, 以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是________________。 29.[答案] (1)2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O 2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O (2)CaSiO3 2AlO- 2 +CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2- 3 (3)浓 H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3===2Na3AlF6+3CO2+9H2O (4)2Al2O3 ===== 高温 通电,Na3AlF6 4Al+3O2↑ O2、CO2(CO) [解析] (1)反应 1 为铝土矿中的 Al2O3、SiO2 与 NaOH 反应;(2)滤液Ⅰ含 SiO2- 3 、AlO- 2 , 加入 CaO 后,与水反应生成 Ca(OH)2,Ca2+与 SiO 2- 3 反应生成 CaSiO3。滤液Ⅱ为 AlO- 2 ,能 与 CO2、H2O 反应生成 Al(OH)3。(3)E 为建筑材料硫酸钙,结合转化关系可确定 C 为浓硫酸。 气体 D 为 HF,再结合转化关系,可完成化学方程式。(4)电解氧化铝制备铝,以石墨为阳极, 阳极 2O2--4e-===O2↑,高温条件下,石墨可能被 O2 氧化生成 CO2 或 CO,故混合气体为 O2、CO2 或 CO。 9.C2 [2013·山东卷] 足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质 的量最少的是( ) A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.稀硝酸 9.A [解析] 相同质量的铝与足量的 NaOH 溶液、稀硫酸、盐酸反应,放出氢气的物 质的量相等,但消耗相应溶液中溶质的物质的量之比为 2∶3∶6;稀硝酸与 Al 反应不能产 生氢气,故正确答案为 A。 27.B3 C2 C3 J2 [2013·北京卷] 用含有 Al2O3、SiO2 和少量 FeO·xFe2O3 的铝灰制备 Al2(SO4)3·18H2O, 工艺流程如下(部分操作和条件略): Ⅰ.向铝灰中加入过量稀 H2SO4,过滤; Ⅱ.向滤液中加入过量 KMnO4 溶液,调节溶液的 pH 约为 3; Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色; Ⅳ.加入 MnSO4 至紫红色消失,过滤; Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。 (1)H2SO4 溶 解 Al2O3 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)将 MnO - 4 氧化 Fe2+的离子方程式补充完整: 1 MnO- 4 +KFe2++K________= 1 Mn2++KFe3++K________ (3)已知: 生成氢氧化物沉淀的 pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉 淀时 3.4 6.3 1.5 完全沉 淀时 4.7 8.3 2.8 注:金属离子的起始浓度为 0.1 mol·L-1 根 据 表 中 数 据 解 释 步 骤 Ⅱ 的 目 的 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知:一定条件下,MnO - 4 可与 Mn2+反应生成 MnO2。 ① 向 Ⅲ 的 沉 淀 中 加 入 浓 盐 酸 并 加 热 , 能 说 明 沉 淀 中 存 在 MnO2 的 现 象 是 ________________________________________________________________________。 ② Ⅳ 中 加 入 MnSO4 的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 27.[答案] (1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O (2)5 8H+ 5 4H2O (3)pH 约为 3 时,Fe2+和 Al3+不能形成沉淀,将 Fe2+氧化为 Fe3+,可使铁完全沉淀 (4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的 MnO- 4 [解析] (2)首先根据化合价升降总数可知 Fe2+、Fe3+的化学计量数均为 5;然后根据电荷 守恒可知反应物中的缺项为 8H+;最后根据原子守恒可知生成物中的缺项为 4H2O。 (3)向滤液中加入过量 KMnO4 溶液是为了将 Fe2+氧化为 Fe3+,因为 pH 约为 3 时,Fe3+ 已经完全沉淀,而 Al3+还未沉淀,从而达到使铁元素完全沉淀的目的。 (4)①加热 MnO2 和浓盐酸的混合物可产生黄绿色的氯气。②根据题给已知条件可知,Ⅳ 中加入 MnSO4 是为了将过量 MnO - 4 沉淀为 MnO2,从而达到除去过量 MnO - 4 的目的。 7.B3 C2 C3 D4 [2013·四川卷] 1.52 g 铜镁合金完全溶解于 50 mL 密度为 1.40 g/mL、质量分数为 63%的 浓硝酸中,得到 NO2 和 N2O4 的混合气体 1120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入 1.0 mol/L NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到 2.54 g 沉淀。下列说法不正确的是( ) A.该合金中铜与镁的物质的量之比是 2∶1 B.该浓硝酸中 HNO3 的物质的量浓度是 14.0 mol/L C.NO2 和 N2O4 的混合气体中,NO2 的体积分数是 80% D.得到 2.54 g 沉淀时,加入 NaOH 溶液的体积是 600 mL 7.D [解析] c(HNO3)= 50 mL×1.40 g/mL×63% 63 g·mol-1 50×10-3 L =14.0 mol/L,B 项正确;1 mol Cu(或 Mg)失去 2 mol e-后形成的 Cu2+(或 Mg2+)需结合 2 mol OH-完全转化为沉淀,即镁铜合金失 去电子的物质的量等于形成沉淀时结合 OH-的物质的量,最后生成沉淀 2.54 g,增加的质量 即是 m(OH-)=2.54 g-1.52 g=1.02 g,即 n(OH-)= 1.02 g 17 g·mol-1 =0.06 mol,结合氧化还原反 应电子转移守恒关系得:n(NO2)+n(N2O4)×2=0.06 mol、n(NO2)+n(N2O4)= 1120×10-3 L 22.4 L·mol-1 = 0.05 mol;二式联立可解得:n(NO2)=0.04 mol,n(N2O4)=0.01 mol,C 项正确;利用合金质 量和失去电子的物质的量可得:n(Cu)×64 g·mol-1+n(Mg)×24 g·mol-1=1.52 g 和 n(Cu)×2 +n(Mg)×2=0.06 mol;二式联立可解得:n(Cu)=0.02 mol,n(Mg)=0.01 mol,A 项正确; 利用氮守恒可知溶解合金后溶液中含有 c(NO- 3 )=0.05 L×14 mol/L-0.04 mol-0.01 mol×2 =0.64 mol,加入 NaOH 当离子恰好全部沉淀时,溶液为 NaNO3 溶液,利用原子守恒加入 n(NaOH)=n(NO- 3 ),故加入 V(NaOH)=0.64 mol÷1.0 mol·L-1=640 mL, D 项错误。 28. C2 F2 F3 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成 气(组成为 H2、CO 和少量的 CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应: 甲醇合成反应: (Ⅰ)CO(g)+2H2(g)===CH3OH (g) ΔH1=-90.1 kJ·mol-1 (Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ·mol-1 水煤气变换反应: (Ⅲ)CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1 kJ·mol-1 二甲醚合成反应: (Ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5 kJ·mol-1 回答下列问题: (1)Al2O3 是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较 高 纯 度 Al2O3 的 主 要 工 艺 流 程 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (以化学方程式表示)。 (2) 分 析 二 甲 醚 合 成 反 应 (Ⅳ) 对 于 CO 转 化 率 的 影 响 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3) 由 H2 和 CO 直 接 制 备 二 甲 醚 ( 另 一 产 物 为 水 蒸 气 ) 的 热 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 根 据 化 学 反 应 原 理 , 分 析 增 加 压 强 对 直 接 制 备 二 甲 醚 反 应 的 影 响 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)有研究者在催化剂(含 Cu-Zn-Al-O 和 Al2O3)、压强为 5.0 MPa 的条件下,由 H2 和 CO 直接制备二甲醚,结果如图 0 所示。其中 CO 转化率随温度升高而降低的原因是 ________________________________________________________________________。 图 0 (5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电 池 (5.93 kW·h·kg - 1) 。 若 电 解 质 为 酸 性 , 二 甲 醚 直 接 燃 料 电 池 的 负 极 反 应 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________个电子的电量;该电池的理论输出 电 压 为 1.20 V , 能 量 密 度 E = ________________________________________________________________________ (列式计算。能量密度=电池输出电能 燃料质量 ,1 kW·h=3.6×106 J)。 28.[答案] (1)Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+ NaHCO3 2Al(OH)3===== △ Al2O3+3H2O (2)消耗甲醇,促进甲醇合成反应(Ⅰ)平衡右移,CO 转化率增大;生成的 H2O,通过水 煤气变换反应(Ⅲ)消耗部分 CO (3)2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1 该反应分子数减 少,压强升高使平衡右移,CO 和 H2 转化率增大,CH3OCH3 产率增加。压强升高使 CO 和 H2 浓度增加,反应速率增大 (4)反应放热,温度升高,平衡左移 (5)CH3OCH3 + 3H2O - 12e - ===2CO2 + 12H + 12 1.20 V× 1000 g 46 g·mol-1 ×12×96 500 C·mol-1 1 kg ÷ (3.6×106 J·kW-1·h-1)=8.39 kW·h·kg-1 [解析] (2)反应(Ⅰ)、(Ⅲ)与 CO 有关。反应(Ⅰ)中的 CH3OH 是反应(Ⅳ)的反应物,反应(Ⅳ) 生成的 H2O 是反应(Ⅲ)的反应物,从影响平衡的因素分析知两者均使 CO 转化率变大。 (3)由盖斯定律(Ⅰ)×2+(Ⅳ)得:4H2(g)+2CO(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=- 204.7 kJ·mol-1。 (4)该反应为放热反应,其他条件不变的情况下,温度升高,平衡逆向移动,转化率降 低。 (5)正极反应为 O2+4e-+4H+===2H2O;负极反应必有 H+生成,由电荷守恒、元素守恒 得 3H2O+CH3OCH3-12e-===2CO2+12H+;1 个 CH3OCH3 分子失去 12e-;假定燃料质量 为 1 kg,由能量密度计算方法列式计算即可。 C3 铁、铜及其化合物 16.B1 C3 J5 [2013·江苏卷] 氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁 是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为 MgCO3,含少量 FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实 验流程如下: 图 0 (1)MgCO3 与 稀 硫 酸 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2) 加 入 H2O2 氧 化 时 , 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)滤渣 2 的成分是________(填化学式)。 (4)煅烧过程存在以下反应: 2MgSO4+C=====800 ℃ 2MgO+2SO2↑+CO2↑; MgSO4+C=====800 ℃ MgO+SO2↑+CO↑; MgSO4+3C=====800 ℃ MgO+S↑+3CO↑。 利用如图 0 装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。 图 0 ①D 中收集的气体是________(填化学式)。 ②B 中盛放的溶液可以是________(填字母)。 a.NaOH 溶液 b.Na2CO3 溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4 溶液 ③A 中得到的淡黄色固体能与热的 NaOH 溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写 出 该 反 应 的 离 子 方 程 式 : _______________________________________________________________________________ _。 16.[答案] (1)MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O (2)2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O (3)Fe(OH)3 (4)①CO ②d ③3S+6OH-===== △ 2S2-+SO2- 3 +3H2O [解析] (1)MgCO3 为难溶性物质,写离子方程式不能拆分成离子。(2)根据菱镁矿的成分, 可知滤液中含有 Fe2+,H2O2 的作用是将 Fe2+氧化成 Fe3+。加入稀硫酸则溶液显酸性,所以 离子方程式为 2FeSO4+H2SO4+H2O2===Fe2(SO4)3+2H2O。(3)要提取镁元素,必须除去不溶 性杂质和铁元素。根据流程图可知滤渣 1 是不溶性杂质,滤渣 2 中含的是铁元素。结合加入 一水合氨和 H2O2,可知滤渣 2 是 Fe(OH)3。(4)根据反应原理,可知气体中含有 SO2、CO2、 CO 和硫蒸气。①D 采用排水集气法,气体必然不溶于水,所以是 CO。②SO2 和 CO2 均属 于酸性氧化物,均能与 NaOH、Na2CO3 溶液反应,达不到分离的目的,a、b 错误。SO2 与 稀 HNO3 反应同时得到 NO,产生新杂质,干扰后续操作,c 错误。SO2 能被酸性 KMnO4 溶 液氧化,而且没有新气体生成,d 正确。③根据“淡黄色固体”,可知 A 中是硫单质。产物 中有+4 价硫,说明是 Na2SO3,进而可知发生氧化还原反应,必然有部分硫化合价降低转 化成 Na2S。根据化合价升降总数相等,所以有 3S+6OH-===== △ SO2- 3 +2S2-+3H2O。 6.C3 D5 [2013·江苏卷] 甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们 之间具有如下转化关系:甲――→丁 乙KN* 丁 甲 丙。下列有关物质的推断不正确的是( ) A.若甲为焦炭,则丁可能是 O2 B.若甲为 SO2,则丁可能是氨水 C.若甲为 Fe,则丁可能是盐酸 D.若甲为 NaOH 溶液,则丁可能是 CO2 6.C [解析] C 在 O2 中不完全燃烧生成 CO,CO 继续与 O2 燃烧后生成 CO2,CO2 与 C 在高温条件下能生成 CO,A 项正确;根据反应 SO2+NH3·H2O===NH4HSO3、NH4HSO3 +NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2O、(NH4)2SO3+SO2+H2O===2NH4HSO3,B 项正确;铁与盐 酸反应只能生成 FeCl2,无法实现上述转化关系,C 项错误;根据反应 CO2+2NaOH===Na2CO3 +H2O、Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3、NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,D 项正确。 23.E1 C2 G4 G2 G3 G1 C3 F4 [2013·福建卷] 利用化石燃料开采、加工过程产生的 H2S 废气制取氢气,既价廉又环保。 (1)工业上可用组成为 K2O·M2O3·2RO2·nH2O 的无机材料纯化制取的氢气。 ①已知元素 M、R 均位于元素周期表中第 3 周期,两种元素原子的质子数之和为 27, 则 R 的原子结构示意图为________。 ②常温下,不能与 M 单质发生反应的是____________(填序号)。 a.CuSO4 溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH 溶液 e.Na2CO3 固体 (2)利用 H2S 废气制取氢气的方法有多种。 ①高温热分解法 已知:H2S(g) H2(g)+1 2S2(g) 在恒容密闭容器中,控制不同温度进行 H2S 分解实验。以 H2S 起始浓度均为 c mol·L- 1 测定 H2S 的转化率,结果见图 0。图中 a 为 H2S 的平衡转化率与温度关系曲线,b 曲线表 示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时 H2S 的转化率。据图计算 985 ℃时 H2S 按上述反应分解的平衡常数 K=________;说明随温度的升高,曲线 b 向曲线 a 逼近的原因: ________________________________________________________________________。 图 0 ②电化学法 该法制氢过程的示意图如图 0。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是 ________________________________________________________________________; 反 应 池 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 反 应 后 的 溶 液 进 入 电 解 池 , 电 解 总 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________________________________________________ _。 图 0 23.[答案] (1)① ②b、e (2)①2 3 0.2c 温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案) ②增大反应物接触面积,使反应更充分 H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl 2Fe2++2H+===== 通电 2Fe3++H2↑ [解析] (1)①无机材料 K2O·M2O3·2RO2·nH2O 中钾元素显+1 价,氧元素显-2 价, 氢元素显+1 价,则 M 显+3 价,R 显+4 价;第 3 周期主族元素质子数之和为 27,则 M、 R 原子的质子数分别为 13、14,M、R 分别是铝、硅,由此可以画出硅的原子结构示意图; 由金属活动性顺序可得,铝比铜活泼,则铝与硫酸铜溶液可以发生置换反应,即 2Al+ 3CuSO4===Al2(SO4)3+3Cu,a 项错误;虽然铝比铁活泼,但是铝与氧化铁在高温下才能发 生铝热反应,即 2Al+Fe2O3===== 高温 Al2O3+2Fe,而常温下则不能反应,b 项正确;浓硫酸具 有强氧化性,常温下能使铝钝化,铝表面生成一层致密的保护膜,钝化是化学变化,c 项错 误;氢氧化钠是强碱,铝元素位于元素周期表中金属和非金属交界线附近,其单质与 NaOH 溶液容易反应,放出气体,即 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,d 项错误;铝不如 钠活泼,常温下铝不能与碳酸钠固体反应,e 项正确;(2)①H2S 的起始浓度为 c mol·L-1, 985 ℃时 H2S 的平衡转化率为 40%,则 H2S 的变化浓度为 0.4c mol·L-1,则: H2S(g) H2 (g)+1 2S2 (g) 各组分的起始 浓度/mol·L-1 c 0 0 各组分的变化 浓度/mol·L-1 0.4c 0.4c 0.2c 各组分的平衡 浓度/mol·L-1 0.6c 0.4c 0.2c K=c(H2)·c 1 2(S2) c(H2S) =0.4c× 0.2c 0.6c =2 3 0.2c; 读图可得,未达平衡时 H2S 的转化率逐渐增大,原因是温度逐渐升高,H2S 分解的反应 速率逐渐增大,消耗的 H2S 逐渐增多;已达平衡后 H2S 的平衡转化率逐渐增大的原因是 H2S 分解是吸热反应,升高温度时平衡右移,消耗的 H2S 增多; ②读图可得,H2S 气体从反应池底部通入,FeCl3 溶液从反应池顶部喷下,这种采用气 液逆流方式加入反应物的主要目的是增大反应物接触面积,使反应更充分;读图可得,H2S 中 S 被氧化,该反应中降价元素一定是铁元素,由+3 价降为相邻的+2 价,则 FeCl3 被还 原为 FeCl2,配平可得:H2S+2FeCl3===2FeCl2+S↓+2HCl;反应池中反应后溶液中主要成 分是 FeCl2、HCl,电解池中含有的 Fe2+被氧化为 Fe3+,H+被还原为 H2,电解总反应的离子 方程式:2Fe2++2H+===== 电解 2Fe3++H2↑。 32.F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2 [2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的 工艺如下: 图 0 [注:Al(OH)3 和 Cu(OH)2 开始分解的温度分别为 450 ℃和 80 ℃] (1) 电 解 精 炼 银 时 , 阴 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________; 滤渣 A 与稀 HNO3 反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)固体混合物 B 的组成为________;在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量, 若 NaOH 过 量 , 则 因 过 量 引 起 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式: CuO+____Al2O3===== 高温 ____CuAlO2+________↑。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 ________mol CuAlO2,至少需要 1.0 mol·L-1 的 Al2(SO4)3 溶液________L。 (5)CuSO4 溶 液 也 可 用 于 制 备 胆 矾 , 其 基 本 操 作 是 ________________________________________________________________________ ____________、过滤、洗涤和干燥。 32.[答案] (1)Ag++e-===Ag 2NO+O2===2NO2 (2)Al(OH)3 和 CuO Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O (3)4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑ (4)50 25 (5)蒸发浓缩,冷却结晶 [解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似,纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电 解液,阳极主要反应式为 Ag-e-===Ag+,阴极反应式为 Ag++e-===Ag;银是金属活动顺 序表中氢后金属,不溶于稀硫酸,因为稀硫酸是非氧化性酸,则滤渣 A 的主要成分是 Ag, 稀硝酸是氧化性酸,能溶解银,即 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,产生的无 色气体一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即 2NO+O2===2NO2; (2)CuAlO2 中氧为-2 价,铝为+3 价,则铜为+1 价,其化学式也可以写为 Cu2O·Al2O3, 相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为 1∶1 熔合在一起,由此逆推,固体 B 的主要成 分是物质的量之比为 1∶1 的 Al(OH)3 和 CuO,因为 Cu(OH)2 开始分解的温度为 80 ℃,水的 沸点大于 80 ℃,则煮沸前后发生的反应为 Al3 + +3OH - === Al(OH)3↓、Cu2 + +2OH - ===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2=====80 ℃ CuO+H2O,Al(OH)3 开始分解的温度为 450 ℃,在惰性气体 中锻烧时发生的反应为 2Al(OH)3=====450 ℃ Al2O3+3H2O、4CuO=====450 ℃ 2Cu2O+O2↑;氢氧化铝是 两性氢氧化物,NaOH 是强碱,过量的 NaOH 能溶解部分或全部氢氧化铝,其离子方程式为 Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O,这必将导致目标产物产量的减少;(3)根据氧化还原反应的 特征推断,铜元素由+2 价降为+1 价,铝元素化合价不变,由此推断反应前后升价元素一 定是氧,且化合价由-2 价升为相邻的 0 价,即缺少的生成物为氧气;根据化合价升降法配 平可得:4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑;(4)5.0 kg=5.0×103 g,银铜合金废料中铜的 质量为 5.0×103 g×63.5%,由m M =n 可知 n(Cu)为 5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol=50 mol, 根据铜守恒则有关系式:Cu~CuAlO2,则铜完全转化可以变为 50 mol CuAlO2;根据铝守恒 则有关系式:Al2(SO4)3~2CuAlO2,则至少需要 25 mol Al2(SO4)3;由 V= n V 可求至少需要 V[Al2(SO4)3]=25 mol÷1.0 mol/L=25 L;(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物 CuSO4·5H2O,从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和 干燥。 31.F2 G4 G1 C3 G2 G3 G5 [2013·广东卷] 大气中的部分碘源于 O3 对海水中 I-的氧化。将 O3 持续通入 NaI 溶液中 进行模拟研究。 (1)O3 将 I-氧化成 I2 的过程由 3 步反应组成: ①I-(aq)+O3(g)===IO-(aq)+O2(g) ΔH1; ②IO-(aq)+H+(aq) HOI(aq) ΔH2; ③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq) I2(aq)+H2O(l) ΔH3。 总 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________,其 反应热ΔH=________。 (2) 在 溶 液 中 存 在 化 学 平 衡 : I2(aq) + I - (aq) I - 3 (aq) , 其 平 衡 常 数 表 达 式 为 ______________。 (3)为探究 Fe2+对 O3 氧化 I-反应的影响(反应体系如图 0),某研究小组测定两组实验中 I - 3 浓度和体系 pH,结果见图 1 和下表。 图 0 图 1 编 号 反应物 反应前 pH 反应后 pH 第 1 组 O3+I- 5.2 11.0 第 2 组 O3+I-+ Fe2+ 5.2 4.1 ① 第 1 组 实 验 中 , 导 致 反 应 后 pH 升 高 的 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②图 0 中的 A 为________。由 Fe3+生成 A 的过程能显著提高 I-的转化率,原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③第 2 组实验进行 18 s 后,I - 3 浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。 A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加 (4)据图 1,计算 3~18 s 内第 2 组实验中生成 I - 3 的平均反应速率(写出计算过程,结果 保留两位有效数字)。 31 . [ 答 案 ] (1)2NaI + O3 + H2SO4 Na2SO4 + I2 + O2 + H2O 或 2NaI + O3 + H2SO4===Na2SO4+I2+O2+H2O 等 ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2)K= c(I- 3 ) c(I2)·c(I-) (3)①反应既消耗了氢离子又生成水,导致溶液中 c(H+)降低,pH 升高 ②Fe2+ Fe3+将 I-直接氧化成 I2,使溶液中 c(I2)增大,促使 I2(aq)+I- I- 3 (aq)的平衡 右移,消耗的 c(H+)增多 ③BC (4)v(I- 3 )=Δc(I- 3 ) Δt =(11.8-3.5)×10-3 mol·L-1 18 s-3 s ≈5.5×10-4 mol/(L·s) [解析] (1)臭氧在酸性条件下将碘离子氧化成碘单质的过程由 3 步反应组成,观察已知 3 个热化学方程式中的反应物和生成物,发现①+②+③可以得出总反应的热化学方程式为 2 I-(aq)+O3(g)+2H+(aq) I2(aq) +O2(g)+H2O(l),根据盖斯定律可得其焓变ΔH=ΔH1+ ΔH2+ΔH3;氢离子表示强酸如硫酸等,将臭氧持续通入 NaI 溶液中,总反应的化学方程式 是 2NaI+O3+H2SO4 Na2SO4+I2+O2+H2O 或 2NaI+O3+H2SO4===Na2SO4+I2+O2+ H2O 等;(2)由化学平衡常数定义式可得,I2(aq)+ I-(aq) I- 3 (aq)的平衡常数表达式为 c(I- 3 ) c(I2)·c(I-) ;(3)①导致前者反应后 pH 升高的原因是臭氧将碘离子氧化为 I2 的总反应的 离子方程式为 2I-+O3+2H+ I2+O2(g)+H2O(或者第②③步反应的反应物中都有氢离 子,第③步反应的生成物中有水),既消耗氢离子又生成水,导致溶液的酸性减弱、pH 升高; ②第一组实验无催化剂,O3 将 I-氧化成 I2 分 3 步进行,第②③步反应都是可逆反应,因此 I-的转化率很小;第二组实验有催化剂,能加快反应速率,改变反应的路径,使发生反应所 需活化能降低,催化剂的加入将总反应的离子方程式(2I-+O3+2H+ I2+O2+H2O)一分 为二,先后反应的离子方程式为 2Fe2++O3+2H+===2Fe3++O2+H2O、2Fe3++2I-===2Fe2+ +I2,且催化剂在反应前后的总质量保持不变,因此图中 A 为 Fe2+;虽然催化剂(或 Fe2+)不 能使总反应 2 I-(aq)+ O3(g)+2H+(aq) I2(aq) +O2(g)+H2O(l)所达平衡移动,但是它改 变反应的路径,由铁离子生成亚铁离子的过程能显著提高碘离子的转化率的原因是 Fe3+可 以将 I-直接氧化成 I2 或 2Fe3++2I-===2Fe2++I2,使溶液中 c(I2)增大,进而使 I2(aq)+I-(aq) I- 3 (aq)的平衡右移,消耗的 c(I-)增多;③对比表格中第 1、2 组实验前后 pH 可得,第 1 组 pH 增大,c(H+)减小,图中第 1 组实验所得 I - 3 浓度曲线先略为增大后几乎不变,第 2 组 pH 减小,c(H+)增大,图中第 2 组实验所得 I - 3 浓度曲线先显著增大后逐渐减小至无,根据 上述分析可得,若 c(H+)减小,I - 3 浓度不会下降,A 项错误;若 c(I-)减小,则反应③HOI(aq) +I-(aq)+H+(aq) I2(aq)+H2O(l)的平衡左移,c(I2)也减小,导致 I2(aq)+I-(aq) I- 3 (aq) 的平衡左移,所以 I - 3 浓度下降,B 项正确;若 I2(g)不断生成,导致 I2(aq) I2(g)的溶解平 衡右移,既使溶液中 c(I2)减小,又使 I2(aq)+I-(aq) I- 3 (aq)的平衡左移,则 I - 3 浓度下降, C 项正确;若 c(Fe3+)增加,Fe3+将 I-直接氧化成 I2 或发生反应 2Fe3++2I-===2Fe2++I2,则 溶液中 c(I2)增大,而海水中 c(I-)略为减小或忽略不计,导致 I2(aq)+I-(aq) I- 3 (aq)的平衡 右移,I - 3 浓度增大,D 项错误;(4)读图,3~18 s 内第 2 组实验中 I - 3 浓度由 3.5×10-3 mol/L 增 加 到 11.8×10 - 3 mol/L , 则 生 成 I - 3 的 平 均 反 应 速 率 v(I - 3 ) = Δc(I- 3 ) Δt = (11.8-3.5)×10-3 mol·L-1 18 s-3 s ≈5.5×10-4 mol/(L·s),此问需要注意纵坐标中 “c(I- 3 )/10-3 mol·L-1” 隐含的信息,计算时需要图中所得数据乘以“×10-3 mol·L-1”。 23.J4 D3 D4 I2 C3 [2013·广东卷] 下列实验的现象与对应结论均正确的是( ) 选 项 操作 现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑 膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧 化性 B 常温下将 Al 片放入浓硝酸 中 无明显现 象 Al 与浓硝酸不反应 C 将一小块 Na 放入无水乙醇 中 产生气泡 Na 能置换出醇羟基中的 氢 D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反 应 23.AC [解析] 浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖脱水炭化而变黑,生成单质碳和水,浓硫 酸和水混合时放出大量的热量,单质碳与浓硫酸发生氧化还原反应,生成二氧化碳和二氧化 硫气体,使黑色固体体积膨胀,说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,A 项正确;常温下浓硝 酸能使铝钝化,表面生成一层致密的保护膜,阻止内层金属与酸的反应,钝化是化学变化, B 项错误;金属钠置换了乙醇羟基中的氢,生成氢气和乙醇钠,C 项正确;黑色的铁粉高温 下与水蒸气发生置换反应,生成黑色四氧化三铁固体和氢气,D 项错误。 10.D4 C3 C1 D1 C5 D5 [2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( ) 选 项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A NH4Cl 为强酸弱碱盐 用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用 KSCN 溶液可以鉴别 Fe3+ C 溶解度:CaCO3NaHCO3,陈述Ⅰ正确,陈述Ⅱ错误,C 项错误;HF 是唯一能与 SiO2 反应的酸,玻璃的主要成分是 SiO2,则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,陈述 Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系,D 项正确。 9.C3 F4 J1 J4 [2013·天津卷] FeCl3 在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程 制备无水 FeCl3,再用副产品 FeCl3 溶液吸收有毒的 H2S。 Ⅰ.经查阅资料得知:无水 FeCl3 在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3 的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下: 图 0 ①检验装置的气密性; ②通入干燥的 Cl2,赶尽装置中的空气; ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成; ④…… ⑤体系冷却后,停止通入 Cl2,并用干燥的 N2 赶尽 Cl2,将收集器密封。 请回答下列问题: (1) 装 置 A 中 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)第③步加热后,生成的烟状 FeCl3 大部分进入收集器,少量沉积在反应管 A 右端。 要 使 沉 积 的 FeCl3 进 入 收 集 器 , 第 ④ 步 操 作 是 ________________________________________________________________________。 (3)操作步骤中,为防止 FeCl3 潮解所采取的措施有(填步骤序号)________。 (4) 装 置 B 中 冷 水 浴 的 作 用 为 ________________________________________________________________________; 装置 C 的名称为________;装置 D 中 FeCl2 全部反应后,因失去吸收 Cl2 的作用而失效, 写出检验 FeCl2 是否失效的试剂:________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置 E 并注明试剂。 Ⅱ.该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3 溶液吸收 H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨 为电极,在一定条件下电解滤液。 (6)FeCl3 与 H2S 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (7) 电 解 池 中 H + 在 阴 极 放 电 产 生 H2 , 阳 极 的 电 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________。 (8)综合分析实验Ⅱ的两个反应,可知该实验有两个显著优点: ① H2S 的 原 子 利 用 率 为 100% ; ②________________________________________________________________________。 9.[答案] (1)2Fe+ 3Cl2△,F2FeCl3 (2)在沉积的 FeCl3 固体下方加热 (3)②⑤ (4)冷却,使 FeCl3 沉积,便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液 (5) (6)2Fe3++ H2S===2Fe2++S↓+2H+ (7)Fe2+-e-===Fe3+ (8)FeCl3 得到循环利用 [解析] (1)Cl2 与铁屑加热发生反应 2Fe+3Cl2===== △ 2FeCl3。 (2)根据 FeCl3 加热易升华,可在沉积 FeCl3 固体的下方用酒精灯加热,使 FeCl3 全部进 入收集器。 (3)第②步通入干燥的 Cl2 和第⑤步通入干燥的 N2,都是防止 FeCl3 潮解所采取的措施。 (4)装置 B 中冷水浴的作用是冷却 FeCl3,便于产品收集;Fe2+遇 K3[Fe(CN)6]溶液变蓝, 故可用 K3[Fe(CN)6]溶液检验 FeCl2 是否完全反应。 (5)用 NaOH 溶液吸收含 Cl2 的尾气。 (6)FeCl3 溶液吸收 H2S 有单质硫生成,故该反应的离子方程式为 2Fe3++H2S===2Fe2++ S↓+2H+。 (7)惰性电极电解 FeCl2 和 HCl 的混合溶液,由于还原性 Fe2+>Cl-,所以 Fe2+优先在阳 极上失去电子被氧化成 Fe3+。 (8)实验Ⅱ中 FeCl3 溶液吸收 H2S 后变成 FeCl2 和 HCl 的混合溶液,通过电解又变成 FeCl3 溶液,所以 FeCl3 溶液的循环利用是该实验的又一个优点。 27.B3 C2 C3 J2 [2013·北京卷] 用含有 Al2O3、SiO2 和少量 FeO·xFe2O3 的铝灰制备 Al2(SO4)3·18H2O, 工艺流程如下(部分操作和条件略): Ⅰ.向铝灰中加入过量稀 H2SO4,过滤; Ⅱ.向滤液中加入过量 KMnO4 溶液,调节溶液的 pH 约为 3; Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色; Ⅳ.加入 MnSO4 至紫红色消失,过滤; Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。 (1)H2SO4 溶 解 Al2O3 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)将 MnO - 4 氧化 Fe2+的离子方程式补充完整: 1 MnO- 4 +KFe2++K________= 1 Mn2++KFe3++K________ (3)已知: 生成氢氧化物沉淀的 pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉 淀时 3.4 6.3 1.5 完全沉 淀时 4.7 8.3 2.8 注:金属离子的起始浓度为 0.1 mol·L-1 根 据 表 中 数 据 解 释 步 骤 Ⅱ 的 目 的 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知:一定条件下,MnO - 4 可与 Mn2+反应生成 MnO2。 ① 向 Ⅲ 的 沉 淀 中 加 入 浓 盐 酸 并 加 热 , 能 说 明 沉 淀 中 存 在 MnO2 的 现 象 是 ________________________________________________________________________。 ② Ⅳ 中 加 入 MnSO4 的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 27.[答案] (1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O (2)5 8H+ 5 4H2O (3)pH 约为 3 时,Fe2+和 Al3+不能形成沉淀,将 Fe2+氧化为 Fe3+,可使铁完全沉淀 (4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的 MnO- 4 [解析] (2)首先根据化合价升降总数可知 Fe2+、Fe3+的化学计量数均为 5;然后根据电荷 守恒可知反应物中的缺项为 8H+;最后根据原子守恒可知生成物中的缺项为 4H2O。 (3)向滤液中加入过量 KMnO4 溶液是为了将 Fe2+氧化为 Fe3+,因为 pH 约为 3 时,Fe3+ 已经完全沉淀,而 Al3+还未沉淀,从而达到使铁元素完全沉淀的目的。 (4)①加热 MnO2 和浓盐酸的混合物可产生黄绿色的氯气。②根据题给已知条件可知,Ⅳ 中加入 MnSO4 是为了将过量 MnO - 4 沉淀为 MnO2,从而达到除去过量 MnO - 4 的目的。 7.B3 C2 C3 D4 [2013·四川卷] 1.52 g 铜镁合金完全溶解于 50 mL 密度为 1.40 g/mL、质量分数为 63%的 浓硝酸中,得到 NO2 和 N2O4 的混合气体 1120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入 1.0 mol/L NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到 2.54 g 沉淀。下列说法不正确的是( ) A.该合金中铜与镁的物质的量之比是 2∶1 B.该浓硝酸中 HNO3 的物质的量浓度是 14.0 mol/L C.NO2 和 N2O4 的混合气体中,NO2 的体积分数是 80% D.得到 2.54 g 沉淀时,加入 NaOH 溶液的体积是 600 mL 7.D [解析] c(HNO3)= 50 mL×1.40 g/mL×63% 63 g·mol-1 50×10-3 L =14.0 mol/L,B 项正确;1 mol Cu(或 Mg)失去 2 mol e-后形成的 Cu2+(或 Mg2+)需结合 2 mol OH-完全转化为沉淀,即镁铜合金失 去电子的物质的量等于形成沉淀时结合 OH-的物质的量,最后生成沉淀 2.54 g,增加的质量 即是 m(OH-)=2.54 g-1.52 g=1.02 g,即 n(OH-)= 1.02 g 17 g·mol-1 =0.06 mol,结合氧化还原反 应电子转移守恒关系得:n(NO2)+n(N2O4)×2=0.06 mol、n(NO2)+n(N2O4)= 1120×10-3 L 22.4 L·mol-1 = 0.05 mol;二式联立可解得:n(NO2)=0.04 mol,n(N2O4)=0.01 mol,C 项正确;利用合金质 量和失去电子的物质的量可得:n(Cu)×64 g·mol-1+n(Mg)×24 g·mol-1=1.52 g 和 n(Cu)×2 +n(Mg)×2=0.06 mol;二式联立可解得:n(Cu)=0.02 mol,n(Mg)=0.01 mol,A 项正确; 利用氮守恒可知溶解合金后溶液中含有 c(NO- 3 )=0.05 L×14 mol/L-0.04 mol-0.01 mol×2 =0.64 mol,加入 NaOH 当离子恰好全部沉淀时,溶液为 NaNO3 溶液,利用原子守恒加入 n(NaOH)=n(NO- 3 ),故加入 V(NaOH)=0.64 mol÷1.0 mol·L-1=640 mL, D 项错误。 26.C3 D4 J4 [2013·浙江卷] 氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生 H2 的化合物甲和乙。将 6.00 g 甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和 6.72 L 的 H2(已折算成标准 状况)。甲与水反应也能放出 H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于 NaOH 溶 液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到 H2 和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度 为 1.25 g·L-1。请回答下列问题: (1)甲的化学式是________;乙的电子式是________。 (2) 甲 与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。 (4)乙在加热条件下与 CuO 反应可生成 Cu 和气体丙,写出该反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 有 人 提 出 产 物 Cu 中 可 能 还 混 有 Cu2O , 请 设 计 实 验 方 案 验 证 之 ________________________________________________________________________ ____________。 (已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O) (5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生 H2,判断理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 26.[答案] (1)AlH3 H N , H H (2)AlH3+3H2O===Al(OH)3+3H2↑ (3)Mg3N2 (4)2NH3+3CuO===== △ 3Cu+N2+3H2O 取样后加稀 H2SO4,如果溶液变蓝,说明产物中含有 Cu2O。反之则无 Cu2O (5)可能 AlH3 中的氢化合价为-1 价,NH3 中的氢为+1 价,因而有可能发生氧化还原 反应生成氢气 [解析] (1)甲加热只得到一种金属单质和 H2,则甲只含有两种元素,又甲与水反应生成 H2 和一种能溶于碱的白色沉淀,由此可推断甲中含有铝和氢两种元素,其中 H 为-1 价, 故甲的化学式为 AlH3。乙分解得 H2 和另一气体丙,故乙也仅含有两种元素,丙的相对分子 质量为 1.25×22.4=28,则应为 N2,由题(4)知,乙能还原 CuO 生成 Cu,由此推知乙为 NH3。 (2)AlH3 中 H 为-1 价,H2O 中 H 为+1 价,两者发生氧化还原反应生成 H2,铝元素转化为 Al(OH)3 沉淀。(3)N2 与 Mg 反应生成 Mg3N2。(4)NH3 还原 CuO,根据氧化还原反应得失电 子守恒可配平。由题中信息知,Cu2O 能溶于 H+,生成蓝色的 Cu2+。由 Cu 不能溶于非氧化 性酸,故可用稀 H2SO4 来检验 Cu2O 的存在。(5)AlH3 中的 H 为-1 价,而 NH3 中的 H 为+1 价,两者可发生氧化还原反应,生成 0 价的 H2。 C4 金属的通性及金属材料 32.F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2 [2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的 工艺如下: 图 0 [注:Al(OH)3 和 Cu(OH)2 开始分解的温度分别为 450 ℃和 80 ℃] (1) 电 解 精 炼 银 时 , 阴 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________; 滤渣 A 与稀 HNO3 反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)固体混合物 B 的组成为________;在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量, 若 NaOH 过 量 , 则 因 过 量 引 起 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式: CuO+____Al2O3===== 高温 ____CuAlO2+________↑。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 ________mol CuAlO2,至少需要 1.0 mol·L-1 的 Al2(SO4)3 溶液________L。 (5)CuSO4 溶 液 也 可 用 于 制 备 胆 矾 , 其 基 本 操 作 是 ________________________________________________________________________ ____________、过滤、洗涤和干燥。 32.[答案] (1)Ag++e-===Ag 2NO+O2===2NO2 (2)Al(OH)3 和 CuO Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O (3)4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑ (4)50 25 (5)蒸发浓缩,冷却结晶 [解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似,纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电 解液,阳极主要反应式为 Ag-e-===Ag+,阴极反应式为 Ag++e-===Ag;银是金属活动顺 序表中氢后金属,不溶于稀硫酸,因为稀硫酸是非氧化性酸,则滤渣 A 的主要成分是 Ag, 稀硝酸是氧化性酸,能溶解银,即 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,产生的无 色气体一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即 2NO+O2===2NO2; (2)CuAlO2 中氧为-2 价,铝为+3 价,则铜为+1 价,其化学式也可以写为 Cu2O·Al2O3, 相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为 1∶1 熔合在一起,由此逆推,固体 B 的主要成 分是物质的量之比为 1∶1 的 Al(OH)3 和 CuO,因为 Cu(OH)2 开始分解的温度为 80 ℃,水的 沸点大于 80 ℃,则煮沸前后发生的反应为 Al3 + +3OH - === Al(OH)3↓、Cu2 + +2OH - ===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2=====80 ℃ CuO+H2O,Al(OH)3 开始分解的温度为 450 ℃,在惰性气体 中锻烧时发生的反应为 2Al(OH)3=====450 ℃ Al2O3+3H2O、4CuO=====450 ℃ 2Cu2O+O2↑;氢氧化铝是 两性氢氧化物,NaOH 是强碱,过量的 NaOH 能溶解部分或全部氢氧化铝,其离子方程式为 Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O,这必将导致目标产物产量的减少;(3)根据氧化还原反应的 特征推断,铜元素由+2 价降为+1 价,铝元素化合价不变,由此推断反应前后升价元素一 定是氧,且化合价由-2 价升为相邻的 0 价,即缺少的生成物为氧气;根据化合价升降法配 平可得:4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑;(4)5.0 kg=5.0×103 g,银铜合金废料中铜的 质量为 5.0×103 g×63.5%,由m M =n 可知 n(Cu)为 5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol=50 mol, 根据铜守恒则有关系式:Cu~CuAlO2,则铜完全转化可以变为 50 mol CuAlO2;根据铝守恒 则有关系式:Al2(SO4)3~2CuAlO2,则至少需要 25 mol Al2(SO4)3;由 V=n V 可求至少需要 V[Al2(SO4)3]=25 mol÷1.0 mol/L=25 L;(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物 CuSO4·5H2O,从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和 干燥。 C5 金属及其化合物综合 12.C5 H3 [2013·安徽卷] 我省盛产矿盐(主要成分是 NaCl,还含有 SO 2- 4 等其他可溶性 杂质的离子)。下列有关说法正确的是( ) A.由矿盐生产食盐,除去 SO 2- 4 最合适的试剂是 Ba(NO3)2 B.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 C.室温下,AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 D.用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液 12.D [解析] 用 Ba(NO3)2 除去实验中混有的 SO2- 4 ,会引入新的杂质离子 NO- 3 ,A 项 错误;工业上制取金属钠是通过电解熔融 NaCl,B 项错误;在食盐水中因存在 Cl-,降低 AgCl 的溶解度,即室温下,AgCl 在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度,C 项错误;饱 和纯碱中因 CO 2- 3 水解溶液呈碱性,可使酚酞试液变红,食盐水溶液为中性溶液,不能使酚 酞试液变色,D 项正确。 33.J3 J1 D2 J4 J5 F3 F5 C5 [2013·广东卷] 化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力, 提升科学素养。 (1)在实验室中用浓盐酸与 MnO2 共热制取 Cl2 并进行相关实验。 ①下列收集 Cl2 的正确装置是________。 A B C D 图 0 ②将 Cl2 通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。 ③设计实验比较 Cl2 和 Br2 的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和 CCl4 于试管中, ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)能量之间可以相互转化:电解食盐水制备 Cl2 是将电能转化为化学能,而原电池可将 化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。 限选材料:ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq);铜片、铁片、锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见图 0),并作相应标注。 图 0 要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作 一 段 时 间 后 , 可 观 察 到 负 极 _______________________________________________________________________________ _。 ③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________,其原因是 ________________________________________________________________________。 (3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中 应选________作阳极。 33.[答案] (1)①C ②HClO、Cl2、ClO- ③向试管中滴加 NaBr 溶液,振荡、静置。试管中液体分层,上层接近无色,下层为橙 红色 (2)① ②电极逐渐溶解 ③甲 可以避免 Zn 与 Cu2+的接触,提高电池效率,提供稳定电流 (3)Zn [解析] (1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞,则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等, A 项错误;倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞,由于氯气的密度比空气大,氯气从长导气管中进, 从短导气管中逸出,因此不能排出空气收集氯气,B 项错误;正立的集气瓶中有双孔橡胶塞, 氯气从长导管中进,空气从短导管排出,排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH 溶液吸收处理, 既 防 止 倒 吸 又 防 止 排 出 氯 气 污 染 空 气 , C 项 正 确 ; 氯 气 与 NaOH 溶 液 反 应 Cl2 + 2NaOH===NaClO+NaCl+H2O,因此不能用排 NaOH 溶液的方法收集氯气,D 项错误;② 氯气与水发生可逆反应 Cl2+H2O H++Cl-+HClO,所得氯水中含 H2O、Cl2、H+、Cl-、 HClO、ClO-、OH-等离子,其中具有强氧化性的含氯粒子是 Cl2、HClO、ClO-;(2)①带盐 桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或铁铜原电池、锌铁原电池),由于外电路中电子从左移 向右,说明左边烧杯中电极的金属性较强,则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以 为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液, 锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液);②金属活动性 Zn>Fe>Cu,则原电池乙中铜片作 正极,锌片或铁片作负极,工作一段时间后,负极金属锌或铁被氧化,质量减轻,溶液中蓝 色变浅;③甲、乙两种原电池都能将化学能转化为电能,其中带有盐桥的原电池甲中的负极 金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触,二者不会直接发生置换反应,化学能不会转化为热能, 几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应, 部分化学能会转化为热能,化学能不能全部转化为电能;(3)铁片作正极(阴极)时被保护,而 铁作负极(阳极)时被腐蚀,为了减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选择比铁活 泼的锌片作负极(阳极),使铁片作正极(阴极),从而牺牲锌片保护铁片;不能选择铜片,因 为铜作正极(阴极),而铁片作负极(阳极),此时铁片的腐蚀速率加快,而不是延缓。 10.D4 C3 C1 D1 C5 D5 [2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( ) 选 项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A NH4Cl 为强酸弱碱盐 用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用 KSCN 溶液可以鉴别 Fe3+ C 溶解度:CaCO3NaHCO3,陈述Ⅰ正确,陈述Ⅱ错误,C 项错误;HF 是唯一能与 SiO2 反应的酸,玻璃的主要成分是 SiO2,则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,陈述 Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系,D 项正确。 30.C5 J4 [2013·山东卷] TiO2 既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。 (1)实验室利用反应 TiO2 (s)+CCl4(g)△,FTiCl4 (g) +CO2 (g) ,在无水无氧条件下制备 TiCl4,实验装置示意图如下: 图 0 有关物质性质如下表: 物 质 熔点 /℃ 沸点 /℃ 其他 C Cl4 -23 76 与 TiCl4 互溶 Ti Cl4 -25 136 遇潮湿空气产生 白雾 仪 器 A 的 名 称 是 ________ 。 装 置 E 中 的 试 剂 是 ________________________________________________________________________。 反应开始前依次进行如下操作: 组装仪器、________________、加装药品、通 N2 一段时间后点燃酒精灯。反应结束后 的操作包括:①停止通 N2;②熄灭酒精灯;③冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。 欲分离 D 中的液态混合物,所采用操作的名称是________。 (2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含 Fe2O3、SiO2 等杂质)制备 TiO2 的有关反应包括: 酸溶 FeTiO3(s) +2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l) 水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)90 ℃,FH2TiO3(s)+H2SO4(aq) 简要工艺流程如下: 图 0 ①试剂 A 为________。钛液Ⅰ需冷却至 70 ℃左右,若温度过高会导致产品 TiO2 收率降 低 , 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②取少量酸洗后的 H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加 KSCN 溶液后无明显现象,再加 H2O2 后出现微红色,说明 H2TiO3 中存在的杂质离子是________。这种 H2TiO3 即使用水充分洗涤, 煅烧后获得的 TiO2 也会发黄,发黄的杂质是________(填化学式)。 30.[答案] (1)干燥管 浓 H2SO4 检查气密性 ②③① 分馏(或蒸馏) (2)①Fe 温度过高会导致 TiOSO4 提前水解,产生 H2TiO3 沉淀 ②Fe2+ Fe2O3 [解析] (1)利用有关物质的性质和实验目的,可知在装置 D 中冷却得到液态 TiCl4,则 E 中需盛装浓硫酸试剂,目的是为防止空气中水蒸气进入 D 与 TiCl4 发生水解反应;该反应流 程中有气体参与和生成,因此在组装好仪器,添加药品前需要检查装置的气密性;实验结束 时,为防止 D 中液体产物倒吸入装置 C 中,应熄灭酒精灯,然后让产品在氮气流中冷却到 室温,最后再停止通入氮气;D 中为互溶的 CCl4 与 TiCl4 液体,二者沸点相差较大,因此可 采用蒸馏或分馏的方法对该混合物进行分离提纯。(2)① 利用题中信息可知铁钛矿采用硫酸 酸溶后的钛液Ⅰ中含有FeSO4、TiOSO4以及铁钛矿中杂质Fe2O3与H2SO4作用生成Fe2(SO4)3, 利用流程知加入试剂 A 的目的是将 Fe3+还原为 Fe2+,遵循除杂不引入新杂质的原则可知试 剂 A 是铁;利用题中 TiOSO4 发生水解的信息知,若得到钛液Ⅰ温度过高,TiOSO4 提前发 生水解生成 H2TiO3 沉淀,与硫酸亚铁晶体一起被过滤去,会造成 Ti 损失。② 利用题中叙 述的实验现象可知溶液中含有 Fe2+;H2TiO3 中含有的杂质 Fe2+在加热过程中发生氧化反应, 转化为 Fe2O3 导致获得的 TiO2 发黄。 7.B1 E5 C5 H3 [2013·天津卷] X、Y、Z、Q、R 是五种短周期元素,原子序数依次增大。X、Y 两元素 最高正价与最低负价之和均为 0;Q 与 X 同主族;Z、R 分别是地壳中含量最高的非金属元 素和金属元素。 请回答下列问题: (1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)________________。 (2)X 与 Y 能形成多种化合物,其中既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的 物 质 是 ( 写 分 子 式)________________________________________________________________________。 (3)由以上某些元素组成的化合物 A、B、C、D 有如下转化关系: A C D B(在水溶液中进行) 其中,C 是溶于水显酸性的气体;D 是淡黄色固体。 写出 C 的结构式:________________________;D 的电子式:________________。 ①如果 A、B 均由三种元素组成,B 为两性不溶物,则 A 的化学式为________;由 A 转 化 为 B 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②如果 A 由三种元素组成,B 由四种元素组成,A、B 溶液均显碱性。用离子方程式表 示 A 溶 液 显 碱 性 的 原 因 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 A 、 B 浓 度 均 为 0.1 mol·L - 1 的 混 合 溶 液 中 , 离 子 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 是 ________________;常温下,在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶质的主要成分有________。 7.[答案] (1)Na>Al>C>O>H (2)C2H2 (3)O===C===O Na+[ O , O , ]2-Na+ ① NaAlO2 AlO - 2 + 2H2O + CO2===Al(OH)3 ↓ + HCO - 3 ( 或 2AlO - 2 + 3H2O + CO2===2Al(OH)3↓+CO2- 3 ) ②CO2- 3 +H2O HCO- 3 +OH- c(Na+)>c(HCO - 3 )>c(CO2- 3 )>c(OH-)>c(H+) NaCl、 NaHCO3、CO2(或 H2CO3) [解析] 地壳中含量最多的非金属元素 Z 是 O,含量最多的金属元素 R 是 Al;短周期元 素中只有 H、C、Si 的最高正价与最低负价之和为 0,又因 X 的原子序数小于 Y 且都小于 O 的原子序数,故 X、Y 分别是 H、C,与 H 同主族且原子序数大于 O 的短周期元素 Q 为 Na。 (1)同周期元素随原子序数的递增元素原子半径逐渐减小,同主族元素随原子序数的递 增元素原子半径逐渐增大,且氢元素的原子半径最小,据以上分析可知五种元素的原子半径 由大到小的顺序为 Na>Al>C>O>H。 (2)H 与 C 形成的化合物中,既含极性键又含非极性键,且相对分子质量最小的是 CH≡CH。 (3)C 是溶于水显酸性的气体,C 是 CO2,其结构式为 O===C===O;D 是淡黄色固体, D 是 Na2O2,其电子式为 Na+[ O , O , ]2-Na+。 ①A、B 分别是 NaAlO2、Al(OH)3,向 NaAlO2 溶液中通入 CO2 的离子方程式为 AlO- 2 + 2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO - 3 或 2AlO- 2 +3H2O+CO2===2Al(OH)3↓+CO2- 3 。 ②A、B 分别是 Na2CO3、NaHCO3,Na2CO3 溶液因 CO 2- 3 的水解而显碱性,CO 2- 3 水解 的离子方程式为 CO2- 3 +H2O HCO- 3 +OH-;等物质的量浓度的 Na2CO3 和 NaHCO3 的混 合溶液中,CO 2- 3 的水解程度大于 HCO - 3 的水解程度,故混合溶液中离子浓度由大到小的顺 序为 c(Na+)>c(HCO- 3 )>c(CO2- 3 )>c(OH-)>c(H+);当滴加盐酸至恰好反应时,溶液因溶有 CO2 而显酸性,所以当溶液呈中性时,溶液中溶质除含 CO2 和 NaCl 外,还应含有未完全反应的 NaHCO3。 8.C5 E2 F3 N1 [2013·重庆卷] 合金是建造航空母舰的主体材料。 (1)航母升降机可由铝合金制造。 ①铝元素在周期表中的位置为____________。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取 过程中通入的气体为________。 ② Al - Mg 合 金 焊 接 前 用 NaOH 溶 液 处 理 Al2O3 膜 , 其 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。 (2)航母舰体材料为合金钢。 ①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。 ②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 ________。 (3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。 ①80.0 g Cu Al 合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀 39.0 g,则合金 中 Cu 的 质 量 分 数 为 ________________________________________________________________________。 ②为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用 NaOH 溶液调节 pH,当 pH=3.4 时开始出现沉淀,分别在 pH 为 7.0、8.0 时过滤沉淀。结合图中信息推断该合金中除铜外一 定含有________。 图 0 8.[答案] (1)①第三周期第ⅢA 族 CO2 ②Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O Ar(其他合理答案均可) (2)①吸氧腐蚀 ②CaCO3 或 CaO (3)①83.1% ②Al、Ni [解析] 从铝土矿(主要成分是 Al2O3,含 SiO2、Fe2O3、MgO 等杂质)中提取氧化铝通常 有两种工艺,其流程图示如下: 无论是流程甲或乙,都有一道工序是通入过量 CO2,目的是将 AlO - 2 全部转化为 Al(OH)3; Al-Mg 合金焊接前,为防止高温下金属与空气中的 O2、N2、CO2 等发生反应,应使用稀有 气体作保护气;炼铁过程中,需加入生石灰或石灰石,跟原料中的 SiO2 等物质发生反应, 将其转化为炉渣而除去;Cu-Al 合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,因 Cu(OH)2 可溶于 氨水,所得白色沉淀必为 Al(OH)3,其物质的量为 0.5 mol,则原合金中 Al 的质量为 13.5 g; 当 pH=3.4 时开始沉淀,说明该合金中含 Al,在 pH 为 7.0、8.0 时过滤沉淀,说明含 Ni。 27.C5 J1 J2 [2013·新课标全国卷Ⅱ] 氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工 业级氧化锌[含有 Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下: 工业 ZnO ――→稀硫酸 ① 浸出液 ――→调 pH 约为 5适量高锰酸钾溶液 ② ――→过滤 滤液――→Zn ③ 过滤,F滤液――→Na2CO3 ④ 过滤,F滤饼 ――→煅烧 ⑤ ZnO 提示:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是 MnO2。 回答下列问题: (1) 反 应 ② 中 除 掉 的 杂 质 离 子 是 ________ , 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________; 在 加 高 锰 酸 钾 溶 液 前 , 若 pH 较 低 , 对 除 杂 的 影 响 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)反应③的反应类型为________ ,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有________。 (3) 反 应 ④ 形 成 的 沉 淀 要 用 水 洗 , 检 验 沉 淀 是 否 洗 涤 干 净 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)反应④中产物的成分可能是 ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼 11.2 g,煅烧后可得 到产品 8.1 g,则 x 等于________。 27.[答案] (1)Fe2+和 Mn2+ MnO- 4 +3Fe2++7H2O===3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+, 2MnO- 4 +3Mn2++2H2O===5MnO2↓+4H+ 铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去 铁和锰杂质 (2)置换反应 镍 (3)取少量水洗液于试管中,滴入 1~2 滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生 成,则说明沉淀已经洗涤干净 (4)1 [解析] (1)反应②加入强氧化剂,能将还原剂离子氧化至高价态,信息明确 Ni2+不被氧 化,即是 Fe2+和 Mn2+被氧化除去;结合信息,欲除去该离子,被氧化后的高价离子应生成 对应的沉淀物,据氧化还原反应方程式的配平原理配平即可;若酸性较强,生成的沉淀将会 发生溶解。(2)反应③是 Zn 将 Ni2+置换出来,那么滤渣成分是过量锌与产物镍。(3)分析流程 图可知反应④沉淀上吸附有杂质 SO2- 4 ,因此,检验沉淀是否洗涤干净的方法是:取最后一 次洗涤液,滴加硝酸酸化,再加入 Ba(NO3)2 溶液看是否有沉淀生成。(4)生成 ZnO 的质量为 8.1 g , n(ZnO) = 8.1 g 81 g·mol-1 = 0.1 mol , 则 n(Zn) = 0.1 mol , 据 Zn 守 恒 , 有 11.2 g 125 g·mol-1+99 g·mol-1·x (1+x)=0.1 mol,解得 x=1。 1.[2013·衡水一中一模]相同条件下,相同浓度的盐酸分别与镁、铝、铁 3 种金属恰好 完全反应,产生相同体积的氢气(相同状况下),则下列说法正确的是( ) A.开始时,产生氢气的速率相同 B.所得溶液的 pH 相同 C.所得溶液的质量相等 D.参加反应的金属的质量比为 12∶9∶28 1.D [解析]镁比铝、铁活泼,故产生氢气速率最快的是镁,A 项错误;金属性 Mg>Al>Fe, 故 Mg2+、Al3+、Fe2+水解程度不同,溶液的 pH 不同,B 项错误;Mg+2HCl===MgCl2+H2↑、 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,则产生等体积的氢气,消耗镁、 铝、铁的质量之比为 12∶9∶28,故 C 项错误,D 项正确。 2.[2013·济南模拟]下列叙述中,正确的是( ) A.氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质: Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+ 4 B.在加入铝粉能放出氢气的溶液中,K+、NH+ 4 、CO2- 3 、Cl-一定能够大量共存 C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量 NaOH 溶液 D.依据铝热反应原理,能发生反应 2Al+3MgO===== 高温 3Mg+Al2O3 2.A [解析]Al(OH)3 不能溶解于氨水、碳酸等弱碱和弱酸中,A 项正确;能够使铝粉 产生氢气的溶液可能呈强酸性,则 CO 2- 3 不能存在,也可能是强碱性溶液,NH + 4 不能大量存 在,B 项错误;镁和铝都属于活泼金属,故都能够与盐酸反应,但是镁不能与碱反应,C 项 错误;铝热反应的实质是利用铝的还原性,但是金属性铝比镁弱,故不能用铝热法制取镁, D 项错误。 3.[2013·山东省实验中学一模]下列叙述错误的是( ) A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱 B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈 C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液 D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀 3.C [解析]生铁含有碳,遇到合适的电解质溶液能构成原电池,A 项正确;焊接处的 铁和锡遇到合适的电解质溶液能构成原电池,所以易生锈,B 项正确;电镀时,镀件为阴极, C 项错误;锌比铁活泼,与铁构成原电池,铁作正极,铁管不易被腐蚀,D 项正确。 4.[2013·临沂一模]工业上用某矿渣(含有 Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流 程如下: 图 K12-2 已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。 (1)实验操作Ⅰ的名称为____________;在空气中灼烧固体混合物 D 时,用到多种硅酸 盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有____________(填仪器名称)。 (2)滤液 A 中铁元素的存在形式为__________(填离子符号),生成该离子的离子方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________, 检验滤液 A 中存在该离子的试剂为______________(填试剂名称)。 (3)金属 E 与固体 F 发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)常温下,等 pH 的 NaAlO2 和 NaOH 两份溶液中,由水电离出的 c(OH-)前者为后者的 108 倍,则两种溶液的 pH=__________。 (5)①利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是________(填代号)。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应 c.精铜作阴极,电解后电解液中 Cu2+浓度减小 d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系 ②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数, 涉及的主要步骤:称取一定质量的样品→____________________________→过滤、洗涤、干 燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤,不必描述操作过程的细节) 4.(1)过滤 坩埚 (2)Fe2 + 2Fe3 + + Cu===2Fe2 + + Cu2 + 硫 氰 化 钾 溶 液 和 新 制 氯 水 (3)2Al + Fe2O3===== 高温 Al2O3+2Fe (4)11 (5)①bc ②将浓硫酸用蒸馏水稀释,将样品与足量稀硫酸充分反应 [解析]本题的关键点是固体混合物 B 的成分,根据溶解性可知,SiO2 不溶于酸,也不溶 于水,故固体混合物中有 SiO2,结合信息可知 Cu2O 与稀硫酸反应可以产生铜,因 Fe3+的氧 化性能够氧化铜:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,则滤液成分为 Al3+、Fe2+、Cu2+。 (4)假设二者的 pH 为 a,NaAlO2 溶液呈碱性是因 AlO - 2 水解导致的,故该溶液中水电离 的 OH-浓度为 10a-14mol/L,NaOH 抑制水的电离,水电离的 OH-浓度为 10-amol/L。10a-14 10-a = 108,则 2a-14=8,a=11。 (5)①电解过程中电能除转化为化学能外,还转化为热能,a 项错误;电解精炼粗铜应为 阳极,故与电源正极相连,发生氧化反应,b 项正确;电解时,粗铜中的活泼金属铁也放电, 而阴极只有 Cu2+得电子,故溶液中的 Cu2+浓度略有降低,c 项正确;根据电子守恒,阴极 析出的铜物质的量是转移电子数的1 2 。②粗铜是铁和铜的混合物,因浓硫酸不能完全溶解铁、 浓硝酸和稀硝酸能够与铜反应,故应利用蒸馏水将浓硫酸稀释,然后利用稀硫酸溶解铁。 5.[2013·黄冈模拟]中学常见物质 A、B、C、D、E、X,存在图 G3-1 转化关系(部分 生成物和反应条件略去)。下列推断不正确的是( ) A ――→E B ――→E C ――→X D 图 G3-1 A.若 D 是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色,则 A 可能是铁 B.若 D 是一种强碱,则 A、B、C 均可与 X 反应生成 D C.若 D 为 NaCl,且 A 可与 C 反应生成 B,则 E 可能是 CO2 D.若 D 是一种强酸,则 A 既可以是单质,也可以是化合物,且 D 可与铜反应生成 B 或 C 5.A [解析]根据 D 是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色,可确定 D 为 Fe(OH)2, 若 A 为铁时,图中转化关系不成立,若 E 为铁则此转化关系成立,A 项错误;若 D 是一种 强碱,则 A 可能是 Na,B 可能是 Na2O,C 可能是 Na2O2,三者均可与 H2O(X)反应生成强 碱 NaOH,符合题意,B 项正确;若 D 为 NaCl,E 是 CO2,则 A 为 NaOH,B 为 Na2CO3, C 为 NaHCO3,NaOH 可以和 NaHCO3 反应生成 Na2CO3,C 项正确;若 D 是一种强酸,则 A 可以是单质 S 或 N2,也可以是化合物 H2S 或 NH3,D 为浓硫酸或硝酸,转化关系成立, D 项正确。 D 单元非金属及其化合物 (附参考答案) D1 无机非金属材料的主角--硅(碳族元素) 4.D1 D2 D4 F4 [2013·江苏卷] 下列有关物质性质的应用正确的是( ) A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂 B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸 C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气 D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝 4.A [解析] NH3 易液化,汽化时吸收大量的热,可作制冷剂,A 项正确;二氧化硅能 与氢氟酸反应生成 SiF4 和 H2O,B 项错误;生石灰吸水后生成 Ca(OH)2,能吸收氯气,C 项 错误;氯化铝是共价化合物,工业上用电解熔融的 Al2O3 制铝,D 项错误。 6.D1 O2 I3 [2013·福建卷] 化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是( ) A.石英只能用于生产光导纤维 B.从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现 C.为了增加食物的营养成分,可以大量使用食品添加剂 D.“地沟油”禁止食用,但可以用来制肥皂 6.D [解析] 石英的主要成分是二氧化硅,纯净的二氧化硅用于生产光导纤维,结晶 的二氧化硅(如水晶、玛瑙等)用作饰物和工艺品,石英砂可用于制备硅单质等,A 项错误; 从海水中提取蒸馏水和盐时,通过蒸馏、蒸发等物理变化就能实现,提取溴、碘、镁等物质 时,必须通过化学反应才能实现,B 项错误;大量使用食品添加剂对人体有害,C 项错误; “地沟油”禁止食用,但其主要成分是油脂,在碱性溶液中发生水解反应,又称皂化反应, 可用于制取肥皂,D 项正确。 11.D3 D1 H5 [2013·广东卷] 下列措施不合理的是( ) A.用 SO2 漂白纸浆和草帽辫 B.用硫酸清洗锅炉中的水垢 C.高温下用焦炭还原 SiO2 制取粗硅 D.用 Na2S 作沉淀剂,除去废水中的 Cu2+和 Hg2+ 11.B [解析] 二氧化硫具有漂白性,可以用于漂白纸浆和草帽辫,A 项合理;锅炉中 的水垢主要成分是 CaCO3,用硫酸除水垢会发生反应:CaCO3+2H++SO2- 4 ===CaSO4+CO2 ↑+H2O,生成的硫酸钙微溶于水而覆盖在水垢表面阻止了反应的进一步进行,不会彻底清 除水垢,B 项不合理;制取粗硅的主反应为 SiO2+2C===== 高温 Si+2CO↑,C 项合理;硫化铜、 硫化汞难溶于水,Na2S 易溶于水,加入硫化钠作沉淀剂,S2-与废水中 Cu2+和 Hg2+结合生 成 CuS 沉淀、HgS 沉淀,D 项合理。 10.D4 C3 C1 D1 C5 D5 [2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( ) 选 项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A NH4Cl 为强酸弱碱盐 用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用 KSCN 溶液可以鉴别 Fe3+ C 溶解度:CaCO3NaHCO3,陈述Ⅰ正确,陈述Ⅱ错误,C 项错误;HF 是唯一能与 SiO2 反应的酸,玻璃的主要成分是 SiO2,则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,陈述 Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系,D 项正确。 29.C2 D1 F4 (15 分)[2013·全国卷] 铝是一种应用广泛的金属,工业上用 Al2O3 和冰 晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。 ①铝土矿的主要成分是 Al2O3 和 SiO2 等。从铝土矿中提炼 Al2O3 的流程如下: 图 0 ②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下: 图 0 回答下列问题: (1) 写 出 反 应 1 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2) 滤 液 Ⅰ 中 加 入 CaO 生 成 的 沉 淀 是 ________ , 反 应 2 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)E 可作为建筑材料,化合物 C 是____________,写出由 D 制备冰晶石的化学方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 电 解 制 铝 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________, 以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是________________。 29.[答案] (1)2NaOH+SiO2===Na2SiO3+H2O 2NaOH+Al2O3===2NaAlO2+H2O (2)CaSiO3 2AlO- 2 +CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO2- 3 (3)浓 H2SO4 12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3===2Na3AlF6+3CO2+9H2O (4)2Al2O3 ===== 高温 通电,Na3AlF6 4Al+3O2↑ O2、CO2(CO) [解析] (1)反应 1 为铝土矿中的 Al2O3、SiO2 与 NaOH 反应;(2)滤液Ⅰ含 SiO2- 3 、AlO- 2 , 加入 CaO 后,与水反应生成 Ca(OH)2,Ca2+与 SiO 2- 3 反应生成 CaSiO3。滤液Ⅱ为 AlO- 2 ,能 与 CO2、H2O 反应生成 Al(OH)3。(3)E 为建筑材料硫酸钙,结合转化关系可确定 C 为浓硫酸。 气体 D 为 HF,再结合转化关系,可完成化学方程式。(4)电解氧化铝制备铝,以石墨为阳极, 阳极 2O2--4e-===O2↑,高温条件下,石墨可能被 O2 氧化生成 CO2 或 CO,故混合气体为 O2、CO2 或 CO。 2.B4 D1 D3 [2013·四川卷] 下列物质分类正确的是( ) A.SO2、SiO2、CO 均为酸性氧化物 B.稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体 C.烧碱、冰醋酸、四氯化碳均为电解质 D.福尔马林、水玻璃、氨水均为混合物 2.D [解析] CO 是不成盐氧化物,不是酸性氧化物,A 项错误;氯化铁溶液不是胶体, B 项错误;四氯化碳是共价化合物,与水互不相溶,其在液态或水溶液条件下均不导电,属 于非电解质,C 项错误;福尔马林是质量分数为 35%~40%的水溶液、水玻璃是指硅酸钠溶 液、氨水是氨气的水溶液,均为混合物,D 项正确。 D2 富集在海水中的元素--氯(卤素) 4.D1 D2 D4 F4 [2013·江苏卷] 下列有关物质性质的应用正确的是( ) A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂 B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸 C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气 D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝 4.A [解析] NH3 易液化,汽化时吸收大量的热,可作制冷剂,A 项正确;二氧化硅能 与氢氟酸反应生成 SiF4 和 H2O,B 项错误;生石灰吸水后生成 Ca(OH)2,能吸收氯气,C 项 错误;氯化铝是共价化合物,工业上用电解熔融的 Al2O3 制铝,D 项错误。 24.J2 H5 D2 B3 B4 [2013·福建卷] 二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。 (1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产 ClO2 方法。 ①用于电解的食盐水需先除去其中的 Ca2+、Mg2+、SO 2- 4 等杂质。某次除杂操作时,往 粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的 Na2CO3 和 NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的 SO2- 4 ,其原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ [已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。 ②该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠 (NaClO3)与盐酸反应生成 ClO2。工艺中可以利用的单质有________(填化学式),发生器中生 成 ClO2 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 图 0 (2)纤维素还原法制 ClO2 是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物 D 与 NaClO3 反应生成 ClO2。完成反应的化学方程式:K(D)+24NaClO3+12H2SO4===KClO2↑ +KCO2↑+18H2O+K________ (3)ClO2 和 Cl2 均能将电镀废水中的 CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为 Cl-。处理含 CN-相同量的电镀废水,所需 Cl2 的物质的量是 ClO2 的________倍。 24.[答案] (1)①BaCl2 BaSO4 和 BaCO3 的 Ksp 相差不大,当溶液中存在大量 CO 2- 3 时, BaSO4(s)会部分转化为 BaCO3(s)(或其他合理答案) ②H2、Cl2 2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O (2) 1 C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4=== 24 ClO2↑+ 6 CO2↑+18H2O+ 12 Na2SO4 (3)2.5 [解析] (1)①根据后加入的除杂试剂逆推,加入过量 Na2CO3 的目的是除去粗盐溶液中的 Ca2+,加入过量 NaOH 的目的是除去粗盐溶液中的 Mg2+,加入除杂试剂的目的是除去粗盐 溶液中的 SO2- 4 ,除杂质时引入的新杂质需要后续步骤除去,因此应先加入过量的 BaCl2; BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO 2- 3 时,使BaSO4(s)+CO2- 3 BaCO3(s) +SO 2- 4 的平衡右移,BaSO4(s)会部分转化为 BaCO3(s),所以滤液中仍含有 SO2- 4 ;②由图中 补充 Cl2 推断,氯化氢合成塔中反应为 H2+Cl2===== 点燃 2HCl,则该工艺流程中可以利用的单质 是 H2、Cl2;二氧化氯发生器中反应物为氯化钠、电解池中得到的 NaClO3 和氯化氢合成塔 中得到的 HCl,生成物为 ClO2,可通入氯化氢合成塔中循环利用的 Cl2,可通入氯化钠电解 槽中循环利用的 NaCl 和 H2O,根据氯元素优先变为相邻价态可得,氯酸钠被还原为二氧化 氯,氯化氢被氧化为氯气,配平可得:2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O; (2)纤维素是多糖,其水解的最终产物是葡萄糖(C6H12O6),所含氢为+1 价、氧为-2 价,由 葡萄糖中各元素化合价代数和为零可得碳的平均化合价为 0 价,配平可得:C6H12O6+ 24NaClO3+12H2SO4===24ClO2↑+6CO2↑+18H2O+12Na2SO4;(3)设处理含 CN-相同量的 电镀废水时转移电子的物质的量均为 x mol,根据化合价降低总数等于转移电子数可得关系 式:①ClO2→Cl-~5e-,②Cl2→2Cl-~2e-,①②式中氧化剂与转移电子数的物质的量之比 等于化学计量数之比,则 n(ClO2)=x mol×1 5 =0.2x mol,n(Cl2)=x mol×1 2 =0.5x mol,所以 n(Cl2) n(ClO2) =0.5 0.2 =2.5。 33.J3 J1 D2 J4 J5 F3 F5 C5 [2013·广东卷] 化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力, 提升科学素养。 (1)在实验室中用浓盐酸与 MnO2 共热制取 Cl2 并进行相关实验。 ①下列收集 Cl2 的正确装置是________。 A B C D 图 0 ②将 Cl2 通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。 ③设计实验比较 Cl2 和 Br2 的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和 CCl4 于试管中, ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)能量之间可以相互转化:电解食盐水制备 Cl2 是将电能转化为化学能,而原电池可将 化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。 限选材料:ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq);铜片、铁片、锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见图 0),并作相应标注。 图 0 要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作 一 段 时 间 后 , 可 观 察 到 负 极 _______________________________________________________________________________ _。 ③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________,其原因是 ________________________________________________________________________。 (3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中 应选________作阳极。 33.[答案] (1)①C ②HClO、Cl2、ClO- ③向试管中滴加 NaBr 溶液,振荡、静置。试管中液体分层,上层接近无色,下层为橙 红色 (2)① ②电极逐渐溶解 ③甲 可以避免 Zn 与 Cu2+的接触,提高电池效率,提供稳定电流 (3)Zn [解析] (1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞,则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等, A 项错误;倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞,由于氯气的密度比空气大,氯气从长导气管中进, 从短导气管中逸出,因此不能排出空气收集氯气,B 项错误;正立的集气瓶中有双孔橡胶塞, 氯气从长导管中进,空气从短导管排出,排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH 溶液吸收处理, 既 防 止 倒 吸 又 防 止 排 出 氯 气 污 染 空 气 , C 项 正 确 ; 氯 气 与 NaOH 溶 液 反 应 Cl2 + 2NaOH===NaClO+NaCl+H2O,因此不能用排 NaOH 溶液的方法收集氯气,D 项错误;② 氯气与水发生可逆反应 Cl2+H2O H++Cl-+HClO,所得氯水中含 H2O、Cl2、H+、Cl-、 HClO、ClO-、OH-等离子,其中具有强氧化性的含氯粒子是 Cl2、HClO、ClO-;(2)①带盐 桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或铁铜原电池、锌铁原电池),由于外电路中电子从左移 向右,说明左边烧杯中电极的金属性较强,则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以 为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液, 锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液);②金属活动性 Zn>Fe>Cu,则原电池乙中铜片作 正极,锌片或铁片作负极,工作一段时间后,负极金属锌或铁被氧化,质量减轻,溶液中蓝 色变浅;③甲、乙两种原电池都能将化学能转化为电能,其中带有盐桥的原电池甲中的负极 金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触,二者不会直接发生置换反应,化学能不会转化为热能, 几乎全部转化为电能;而原电池乙中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应, 部分化学能会转化为热能,化学能不能全部转化为电能;(3)铁片作正极(阴极)时被保护,而 铁作负极(阳极)时被腐蚀,为了减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选择比铁活 泼的锌片作负极(阳极),使铁片作正极(阴极),从而牺牲锌片保护铁片;不能选择铜片,因 为铜作正极(阴极),而铁片作负极(阳极),此时铁片的腐蚀速率加快,而不是延缓。 28.D2 D3 J4 [2013·北京卷] 某学生对 SO2 与漂粉精的反应进行实验探究: 操作 现象 取 4 g 漂粉精固体,加入 100 mL 水 部分固体溶解,溶液略有颜色 过滤,测漂粉精溶液的 pH pH 试纸先变蓝(约为 12),后褪色 A ⅰ.液面上方出现白雾 ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色 ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪 去 (1)Cl2 和 Ca(OH)2 制 取 漂 粉 精 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)pH 试 纸 颜 色 的 变 化 说 明 漂 粉 精 溶 液 具 有 的 性 质 是 _______________________________________________________________________________ _。 (3)向水中持续通入 SO2,未观察到白雾。推测现象 i 的白雾由盐酸小液滴形成,进行如 下实验: a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化; b.用酸化的 AgNO3 溶液检验白雾,产生白色沉淀。 ① 实 验 a 的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 ② 由 实 验 a 、 b 不 能 判 断 白 雾 中 含 有 HCl , 理 由 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和 Cl - 发 生 反 应 。 通 过 进 一 步 实 验 确 认 了 这 种 可 能 性 , 其 实 验 方 案 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)将 A 瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀 X。 ①向沉淀 X 中加入稀盐酸,无明显变化。取上层清液,加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀。 则沉淀 X 中含有的物质是________。 ② 用 离 子 方 程 式 解 释 现 象 ⅲ 中 黄 绿 色 褪 去 的 原 因 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28.[答案] (1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (2)碱性、漂白性 (3)①检验白雾中是否含有 Cl2,排除 Cl2 干扰 ②白雾中混有 SO2,SO2 可与酸化的 AgNO3 反应产生白色沉淀 (4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色 (5)①CaSO4 ②SO2+Cl2+2H2O===SO2- 4 +2Cl-+4H+ [解析] (2)pH 试纸先变蓝,说明漂粉精溶液显碱性,后褪色,说明具有漂白性。 (3)实验 a 说明白雾中无 Cl2,从而排除了 Cl2 的干扰;在酸性溶液中 SO2 可被 NO - 3 氧化 成 SO2- 4 ,SO 2- 4 也能与 Ag+反应生成白色沉淀,故不能判断白雾中含有盐酸。 (4)可根据反应 Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O 来设计实验验证这种可能性。 (5)①向沉淀 X 中加入稀盐酸,无明显变化,说明沉淀 X 中不含 SO2- 3 ;向上层清液中加 入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,说明 X 中含 SO2- 4 ,故沉淀 X 为微溶物 CaSO4。②黄绿色溶 液中含有 Cl2,向该溶液中通入 SO2 可发生反应 SO2+Cl2+2H2O===SO2- 4 +2Cl-+4H+。 1.D3 M1 D2 [2013·四川卷] 化学与生活密切相关,下列说法不正确的是( ) A.二氧化硫可广泛用于食品的增白 B.葡萄糖可用于补钙药物的合成 C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装 D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌 1.A [解析] 食用二氧化硫增白的食品,对人体的肝、肾脏等有严重损害,并有致癌 作用,因此二氧化硫不能用于食品增白,A 项错误;用葡萄糖制备的葡萄糖酸钙常作为补钙 药物,B 项正确;聚乙烯塑料无毒无害,可用于食品包装、餐具等,C 项正确;次氯酸盐水 解可得到强氧化性酸 HClO,用于杀菌消毒,D 项正确。 D3 硫及其化合物(涉及绿色化学) 25.J2 J1 J4 D3 D4 [2013·福建卷] 固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 Mg (NO3)2 为研究 对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下 4 种猜想: 甲:Mg(NO2)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2 丙:Mg3N2、O2 丁:MgO、NO2、N2 (1) 实 验 前 , 小 组 成 员 经 讨 论 认 定 猜 想 丁 不 成 立 , 理 由 是 _______________________________________________________________________________ _。 查阅资料得知:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 针对甲、乙、丙猜想,设计如图 0 所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略): 图 0 (2)实验过程 ①仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭 k,微热硬质玻璃管(A),观察到 E 中有气泡 连 续 放 出 , 表 明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②称取 Mg(NO3)2 固体 3.7 g 置于 A 中,加热前通入 N2 以驱尽装置内的空气,其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 关闭 k,用酒精灯加热时,正确操作是先____________,然后固定在管中固体部位下加 热。 ③观察到 A 中有红棕色气体出现,C、D 中未见明显变化。 ④待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为 1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论 ①根据实验现象和剩余固体的质量,经分析可初步确认猜想________是正确的。 ②根据 D 中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有 O2,因为若有 O2,D 中 将 发 生 氧 化 还 原 反 应 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (填写化学方程式),溶液颜色会褪去;小组讨论认定分解产物中有 O2 存在,未检测到 的 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。 25.[答案] (1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案) (2)①装置气密性良好 ②避免对产物 O2 的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②2Na2SO3+O2===2Na2SO4 O2 在通过装置 B 时已参与反应(或其他合理答案) [解析] (1)若 Mg(NO3)2 热分解产物为 MgO、NO2、N2,氮元素化合价部分由+5 价降为 +4 价,另一部分由+5 价降为 0 价,元素的化合价只降不升,不符合氧化还原反应原理, 故猜想丁不成立;(2)①整套装置所含仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭 k,微热硬质玻 璃试管(A),观察到 E 中有气泡连续放出,表明装置气密性良好;②猜想甲、乙、丙中均有 O2,通常条件下氮气的性质很稳定,则加热前通入 N2 驱尽装置内空气的目的是避免空气对 产物 O2 的检验产生干扰;加热试管中固体时要预热,正确的操作方法是移动酒精灯预热硬 质玻璃管,然后固定在有固体部位下加热;(3)①A 中有红棕色气体,说明硝酸镁热分解产 物中含有 NO2;剩余固体中加入适量水,未见明显现象,说明硝酸镁热分解产物中不含亚硝 酸镁,也不含氮化镁,因为 Mg(NO2)2 可溶于水,Mg3N2 与水发生双水解反应,生成白色沉 淀和刺激性气味的气体,由此推断猜想乙成立;②氧气具有氧化性,亚硫酸钠具有还原性, 二者发生氧化还原反应,生成硫酸钠,配平可得:2Na2SO3+O2===2Na2SO4;实验时二氧化 氮与氢氧化钠溶液反应可能存在过量问题,若氢氧化钠不足,则 B 中不仅发生了反应 2NO2 +2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,而且可能发生如下反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO、 2NO+O2===2NO2,即 O2 在通过装置 B 时已经参与反应,导致硝酸镁热分解产生的氧气在 D 之前已经被消耗完全。 23.J4 D3 D4 I2 C3 [2013·广东卷] 下列实验的现象与对应结论均正确的是( ) 选 项 操作 现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑 膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧 化性 B 常温下将 Al 片放入浓硝酸 中 无明显现 象 Al 与浓硝酸不反应 C 将一小块 Na 放入无水乙醇 中 产生气泡 Na 能置换出醇羟基中的 氢 D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反 应 23.AC [解析] 浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖脱水炭化而变黑,生成单质碳和水,浓硫 酸和水混合时放出大量的热量,单质碳与浓硫酸发生氧化还原反应,生成二氧化碳和二氧化 硫气体,使黑色固体体积膨胀,说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,A 项正确;常温下浓硝 酸能使铝钝化,表面生成一层致密的保护膜,阻止内层金属与酸的反应,钝化是化学变化, B 项错误;金属钠置换了乙醇羟基中的氢,生成氢气和乙醇钠,C 项正确;黑色的铁粉高温 下与水蒸气发生置换反应,生成黑色四氧化三铁固体和氢气,D 项错误。 11.D3 D1 H5 [2013·广东卷] 下列措施不合理的是( ) A.用 SO2 漂白纸浆和草帽辫 B.用硫酸清洗锅炉中的水垢 C.高温下用焦炭还原 SiO2 制取粗硅 D.用 Na2S 作沉淀剂,除去废水中的 Cu2+和 Hg2+ 11.B [解析] 二氧化硫具有漂白性,可以用于漂白纸浆和草帽辫,A 项合理;锅炉中 的水垢主要成分是 CaCO3,用硫酸除水垢会发生反应:CaCO3+2H++SO2- 4 ===CaSO4+CO2 ↑+H2O,生成的硫酸钙微溶于水而覆盖在水垢表面阻止了反应的进一步进行,不会彻底清 除水垢,B 项不合理;制取粗硅的主反应为 SiO2+2C===== 高温 Si+2CO↑,C 项合理;硫化铜、 硫化汞难溶于水,Na2S 易溶于水,加入硫化钠作沉淀剂,S2-与废水中 Cu2+和 Hg2+结合生 成 CuS 沉淀、HgS 沉淀,D 项合理。 28.D2 D3 J4 [2013·北京卷] 某学生对 SO2 与漂粉精的反应进行实验探究: 操作 现象 取 4 g 漂粉精固体,加入 100 mL 水 部分固体溶解,溶液略有颜色 过滤,测漂粉精溶液的 pH pH 试纸先变蓝(约为 12),后褪色 A ⅰ.液面上方出现白雾 ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色 ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪 去 (1)Cl2 和 Ca(OH)2 制 取 漂 粉 精 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)pH 试 纸 颜 色 的 变 化 说 明 漂 粉 精 溶 液 具 有 的 性 质 是 _______________________________________________________________________________ _。 (3)向水中持续通入 SO2,未观察到白雾。推测现象 i 的白雾由盐酸小液滴形成,进行如 下实验: a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化; b.用酸化的 AgNO3 溶液检验白雾,产生白色沉淀。 ① 实 验 a 的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 ② 由 实 验 a 、 b 不 能 判 断 白 雾 中 含 有 HCl , 理 由 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和 Cl - 发 生 反 应 。 通 过 进 一 步 实 验 确 认 了 这 种 可 能 性 , 其 实 验 方 案 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)将 A 瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀 X。 ①向沉淀 X 中加入稀盐酸,无明显变化。取上层清液,加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀。 则沉淀 X 中含有的物质是________。 ② 用 离 子 方 程 式 解 释 现 象 ⅲ 中 黄 绿 色 褪 去 的 原 因 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28.[答案] (1)2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (2)碱性、漂白性 (3)①检验白雾中是否含有 Cl2,排除 Cl2 干扰 ②白雾中混有 SO2,SO2 可与酸化的 AgNO3 反应产生白色沉淀 (4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色 (5)①CaSO4 ②SO2+Cl2+2H2O===SO2- 4 +2Cl-+4H+ [解析] (2)pH 试纸先变蓝,说明漂粉精溶液显碱性,后褪色,说明具有漂白性。 (3)实验 a 说明白雾中无 Cl2,从而排除了 Cl2 的干扰;在酸性溶液中 SO2 可被 NO - 3 氧化 成 SO2- 4 ,SO 2- 4 也能与 Ag+反应生成白色沉淀,故不能判断白雾中含有盐酸。 (4)可根据反应 Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O 来设计实验验证这种可能性。 (5)①向沉淀 X 中加入稀盐酸,无明显变化,说明沉淀 X 中不含 SO2- 3 ;向上层清液中加 入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,说明 X 中含 SO2- 4 ,故沉淀 X 为微溶物 CaSO4。②黄绿色溶 液中含有 Cl2,向该溶液中通入 SO2 可发生反应 SO2+Cl2+2H2O===SO2- 4 +2Cl-+4H+。 2.B4 D1 D3 [2013·四川卷] 下列物质分类正确的是( ) A.SO2、SiO2、CO 均为酸性氧化物 B.稀豆浆、硅酸、氯化铁溶液均为胶体 C.烧碱、冰醋酸、四氯化碳均为电解质 D.福尔马林、水玻璃、氨水均为混合物 2.D [解析] CO 是不成盐氧化物,不是酸性氧化物,A 项错误;氯化铁溶液不是胶体, B 项错误;四氯化碳是共价化合物,与水互不相溶,其在液态或水溶液条件下均不导电,属 于非电解质,C 项错误;福尔马林是质量分数为 35%~40%的水溶液、水玻璃是指硅酸钠溶 液、氨水是氨气的水溶液,均为混合物,D 项正确。 1.D3 M1 D2 [2013·四川卷] 化学与生活密切相关,下列说法不正确的是( ) A.二氧化硫可广泛用于食品的增白 B.葡萄糖可用于补钙药物的合成 C.聚乙烯塑料制品可用于食品的包装 D.次氯酸钠溶液可用于环境的消毒杀菌 1.A [解析] 食用二氧化硫增白的食品,对人体的肝、肾脏等有严重损害,并有致癌 作用,因此二氧化硫不能用于食品增白,A 项错误;用葡萄糖制备的葡萄糖酸钙常作为补钙 药物,B 项正确;聚乙烯塑料无毒无害,可用于食品包装、餐具等,C 项正确;次氯酸盐水 解可得到强氧化性酸 HClO,用于杀菌消毒,D 项正确。 7.D3 M2 [2013·浙江卷] 下列说法不正确的是( ) A.多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料 B.pH 计不能用于酸碱中和滴定终点的判断 C.科学家发现一种新细菌的 DNA 链中有砷(As)元素,该 As 元素最有可能取代了普通 DNA 链中的 P 元素 D. CCH3HCH2O 和 CO2 反应生成可降解聚合物 CHCH2 OCH3OCO ,该反应符合 绿色化学的原则 7.B [解析] 燃料电池的电极一般用多孔石墨或多孔铂作电极,A 项正确;pH 计可精 确测量溶液的 pH,也可用于控制滴定终点,B 项错误;砷与磷同主族,两者有相似的结构 与性质,C 项正确;合成 O—CHCH2—O—CO CH3 的反应,理论上原子的转化率为 100%, 符合绿色化学要求,D 项正确。 D4 氮及其化合物(氮、磷及其化合物) 18.A1 D4 [2013·江苏卷] 硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为 测定硫酸镍铵的组成,进行如下实验: ①准确称取 2.335 0 g 样品,配制成 100.00 mL 溶液 A; ②准确量取 25.00 mL 溶液 A,用 0.040 00 mol·L-1 的 EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中 的 Ni2+(离子方程式为 Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),消耗 EDTA 标准溶液 31.25 mL; ③另取 25.00 mL 溶液 A,加足量的 NaOH 溶液并充分加热,生成 NH3 56.00 mL(标准状 况)。 (1)若滴定管在使用前未用 EDTA 标准溶液润洗,测得的 Ni2+含量将________(填“偏 高”“偏低”或“不变”)。 (2) 氨 气 常 用 ________________________________________________________________________检验, 现 象 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。 18.[答案] (1)偏高 (2)湿润的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝 (3)n(Ni2+)=0.040 00 mol·L-1×31.25 mL×10-3 L·mL-1=1.250×10-3 mol n(NH+ 4 )=56.00 mL×10-3 L·mL-1 22.4 L·mol-1 =2.500×10-3 mol n(SO2- 4 )=2n(Ni2+)+n(NH+ 4 ) 2 = 2×1.250×10-3 mol+2.500×10-3 mol 2 = 2.500×10-3 mol m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol=0.073 75 g m(NH+ 4 )=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.045 00 g m(SO2- 4 )=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.240 0 g n(H2O)= 2.335 0 g× 25.00 mL 100.00 mL -0.073 75 g-0.045 00 g-0.240 0 g 18 g·mol-1 =1.250×10-2 mol x∶y∶m∶n=n(NH+ 4 )∶n(Ni2+)∶n(SO2- 4 )∶n(H2O)=2∶1∶2∶10 硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O [解析] (1)滴定管未润洗,则标准溶液 EDTA 的物质的量将增多,故测得的 Ni2+含量偏 高。(2)NH3 为碱性气体,遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)根据滴定反应计算出 Ni2+的量, 根据生成 NH3 的量计算出 NH + 4 的量。根据电荷守恒计算出 SO 2- 4 的量,最后由质量守恒计 算出 H2O 的量,由四者的物质的量比值,可确定出硫酸镍铵的化学式。 4.D1 D2 D4 F4 [2013·江苏卷] 下列有关物质性质的应用正确的是( ) A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂 B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸 C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气 D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝 4.A [解析] NH3 易液化,汽化时吸收大量的热,可作制冷剂,A 项正确;二氧化硅能 与氢氟酸反应生成 SiF4 和 H2O,B 项错误;生石灰吸水后生成 Ca(OH)2,能吸收氯气,C 项 错误;氯化铝是共价化合物,工业上用电解熔融的 Al2O3 制铝,D 项错误。 25.J2 J1 J4 D3 D4 [2013·福建卷] 固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 Mg (NO3)2 为研究 对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下 4 种猜想: 甲:Mg(NO2)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2 丙:Mg3N2、O2 丁:MgO、NO2、N2 (1) 实 验 前 , 小 组 成 员 经 讨 论 认 定 猜 想 丁 不 成 立 , 理 由 是 _______________________________________________________________________________ _。 查阅资料得知:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。 针对甲、乙、丙猜想,设计如图 0 所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略): 图 0 (2)实验过程 ①仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭 k,微热硬质玻璃管(A),观察到 E 中有气泡 连 续 放 出 , 表 明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②称取 Mg(NO3)2 固体 3.7 g 置于 A 中,加热前通入 N2 以驱尽装置内的空气,其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 关闭 k,用酒精灯加热时,正确操作是先____________,然后固定在管中固体部位下加 热。 ③观察到 A 中有红棕色气体出现,C、D 中未见明显变化。 ④待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为 1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论 ①根据实验现象和剩余固体的质量,经分析可初步确认猜想________是正确的。 ②根据 D 中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有 O2,因为若有 O2,D 中 将 发 生 氧 化 还 原 反 应 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (填写化学方程式),溶液颜色会褪去;小组讨论认定分解产物中有 O2 存在,未检测到 的 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。 25.[答案] (1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案) (2)①装置气密性良好 ②避免对产物 O2 的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②2Na2SO3+O2===2Na2SO4 O2 在通过装置 B 时已参与反应(或其他合理答案) [解析] (1)若 Mg(NO3)2 热分解产物为 MgO、NO2、N2,氮元素化合价部分由+5 价降为 +4 价,另一部分由+5 价降为 0 价,元素的化合价只降不升,不符合氧化还原反应原理, 故猜想丁不成立;(2)①整套装置所含仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭 k,微热硬质玻 璃试管(A),观察到 E 中有气泡连续放出,表明装置气密性良好;②猜想甲、乙、丙中均有 O2,通常条件下氮气的性质很稳定,则加热前通入 N2 驱尽装置内空气的目的是避免空气对 产物 O2 的检验产生干扰;加热试管中固体时要预热,正确的操作方法是移动酒精灯预热硬 质玻璃管,然后固定在有固体部位下加热;(3)①A 中有红棕色气体,说明硝酸镁热分解产 物中含有 NO2;剩余固体中加入适量水,未见明显现象,说明硝酸镁热分解产物中不含亚硝 酸镁,也不含氮化镁,因为 Mg(NO2)2 可溶于水,Mg3N2 与水发生双水解反应,生成白色沉 淀和刺激性气味的气体,由此推断猜想乙成立;②氧气具有氧化性,亚硫酸钠具有还原性, 二者发生氧化还原反应,生成硫酸钠,配平可得:2Na2SO3+O2===2Na2SO4;实验时二氧化 氮与氢氧化钠溶液反应可能存在过量问题,若氢氧化钠不足,则 B 中不仅发生了反应 2NO2 +2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,而且可能发生如下反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO、 2NO+O2===2NO2,即 O2 在通过装置 B 时已经参与反应,导致硝酸镁热分解产生的氧气在 D 之前已经被消耗完全。 32.F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2 [2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的 工艺如下: 图 0 [注:Al(OH)3 和 Cu(OH)2 开始分解的温度分别为 450 ℃和 80 ℃] (1) 电 解 精 炼 银 时 , 阴 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________; 滤渣 A 与稀 HNO3 反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反 应 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)固体混合物 B 的组成为________;在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量, 若 NaOH 过 量 , 则 因 过 量 引 起 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式: CuO+____Al2O3===== 高温 ____CuAlO2+________↑。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 ________mol CuAlO2,至少需要 1.0 mol·L-1 的 Al2(SO4)3 溶液________L。 (5)CuSO4 溶 液 也 可 用 于 制 备 胆 矾 , 其 基 本 操 作 是 ________________________________________________________________________ ____________、过滤、洗涤和干燥。 32.[答案] (1)Ag++e-===Ag 2NO+O2===2NO2 (2)Al(OH)3 和 CuO Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O (3)4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑ (4)50 25 (5)蒸发浓缩,冷却结晶 [解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似,纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电 解液,阳极主要反应式为 Ag-e-===Ag+,阴极反应式为 Ag++e-===Ag;银是金属活动顺 序表中氢后金属,不溶于稀硫酸,因为稀硫酸是非氧化性酸,则滤渣 A 的主要成分是 Ag, 稀硝酸是氧化性酸,能溶解银,即 3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O,产生的无 色气体一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即 2NO+O2===2NO2; (2)CuAlO2 中氧为-2 价,铝为+3 价,则铜为+1 价,其化学式也可以写为 Cu2O·Al2O3, 相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为 1∶1 熔合在一起,由此逆推,固体 B 的主要成 分是物质的量之比为 1∶1 的 Al(OH)3 和 CuO,因为 Cu(OH)2 开始分解的温度为 80 ℃,水的 沸点大于 80 ℃,则煮沸前后发生的反应为 Al3 + +3OH - === Al(OH)3↓、Cu2 + +2OH - ===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2=====80 ℃ CuO+H2O,Al(OH)3 开始分解的温度为 450 ℃,在惰性气体 中锻烧时发生的反应为 2Al(OH)3=====450 ℃ Al2O3+3H2O、4CuO=====450 ℃ 2Cu2O+O2↑;氢氧化铝是 两性氢氧化物,NaOH 是强碱,过量的 NaOH 能溶解部分或全部氢氧化铝,其离子方程式为 Al(OH)3+OH-===AlO- 2 +2H2O,这必将导致目标产物产量的减少;(3)根据氧化还原反应的 特征推断,铜元素由+2 价降为+1 价,铝元素化合价不变,由此推断反应前后升价元素一 定是氧,且化合价由-2 价升为相邻的 0 价,即缺少的生成物为氧气;根据化合价升降法配 平可得:4CuO+2Al2O3===== 高温 4CuAlO2+O2↑;(4)5.0 kg=5.0×103 g,银铜合金废料中铜的 质量为 5.0×103 g×63.5%,由m M =n 可知 n(Cu)为 5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol=50 mol, 根据铜守恒则有关系式:Cu~CuAlO2,则铜完全转化可以变为 50 mol CuAlO2;根据铝守恒 则有关系式:Al2(SO4)3~2CuAlO2,则至少需要 25 mol Al2(SO4)3;由 V= n V 可求至少需要 V[Al2(SO4)3]=25 mol÷1.0 mol/L=25 L;(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物 CuSO4·5H2O,从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和 干燥。 23.J4 D3 D4 I2 C3 [2013·广东卷] 下列实验的现象与对应结论均正确的是( ) 选 项 操作 现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑 膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧 化性 B 常温下将 Al 片放入浓硝酸 中 无明显现 象 Al 与浓硝酸不反应 C 将一小块 Na 放入无水乙醇 中 产生气泡 Na 能置换出醇羟基中的 氢 D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反 应 23.AC [解析] 浓硫酸具有脱水性,能使蔗糖脱水炭化而变黑,生成单质碳和水,浓硫 酸和水混合时放出大量的热量,单质碳与浓硫酸发生氧化还原反应,生成二氧化碳和二氧化 硫气体,使黑色固体体积膨胀,说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,A 项正确;常温下浓硝 酸能使铝钝化,表面生成一层致密的保护膜,阻止内层金属与酸的反应,钝化是化学变化, B 项错误;金属钠置换了乙醇羟基中的氢,生成氢气和乙醇钠,C 项正确;黑色的铁粉高温 下与水蒸气发生置换反应,生成黑色四氧化三铁固体和氢气,D 项错误。 10.D4 C3 C1 D1 C5 D5 [2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( ) 选 项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A NH4Cl 为强酸弱碱盐 用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用 KSCN 溶液可以鉴别 Fe3+ C 溶解度:CaCO3NaHCO3,陈述Ⅰ正确,陈述Ⅱ错误,C 项错误;HF 是唯一能与 SiO2 反应的酸,玻璃的主要成分是 SiO2,则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,陈述 Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系,D 项正确。 26.D4 F2 G2 F3 [2013·北京卷] NOx 是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1)NOx 能 形 成 酸 雨 , 写 出 NO2 转 化 为 HNO3 的 化 学 方 程 式 : ________________________________________________________________________。 (2)汽车发动机工作时会引发 N2 和 O2 反应,其能量变化示意图如下: ――→2×(-630) kJ·mol-1 2NO(g)N2(g) ――→945 kJ·mol-1 2N(g)O2(g) ――→498 kJ·mol-1 2O(g) ① 写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 : ________________________________________________________________________。 ② 随 温 度 升 高 , 该 反 应 化 学 平 衡 常 数 的 变 化 趋 势 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低 NOx 的排放。 ①当尾气中空气不足时,NOx 在催化转化器中被还原成 N2 排出。写出 NO 被 CO 还原 的 化 学 方 程 式 : ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收 NOx 生成盐。其吸收能力顺 序 如 下 : 12MgO<20CaO<38SrO<56BaO 。 原 因 是 ________________________________________________________________________, 元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对 NOx 的吸收能力逐渐增强。 (4)通过 NOx 传感器可监测 NOx 的含量,其工作原理示意图如下: 图 0 ①Pt 电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)。 ② 写 出 NiO 电 极 的 电 极 反 应 式 : ________________________________________________________________________。 26.[答案] (1)3NO2+H2O===2HNO3+NO (2)①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+183 kJ·mol-1 ②增大 (3)①2CO+2NO===== 催化剂 N2+2CO2 ②根据 Mg、Ca、Sr 和 Ba 的质子数,得知它们均为ⅡA 族元素。同一主族的元素,从 上到下,原子半径逐渐增大 (4)①还原 ②NO+O2--2e-===NO2 [解析] (1)NO2 与水反应的化学方程式为 3NO2+H2O===2HNO3+NO。 (2)①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=945 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×630 kJ·mol-1=+ 183 kJ·mol-1。②该反应为吸热反应,随温度升高,化学平衡常数增大。 (3)根据题意 NO 被还原为 N2,则 CO 被氧化为 CO2。 (4)Pt 电极上 O2 得电子发生还原反应,电极反应式为 O2+4e-===2O2-,电池总反应式为 2NO+O2===2NO2,用电池总反应式减去 Pt 电极的电极反应式并化简得 NiO 电极的电极反 应式:NO+O2--2e-===NO2。 7.B3 C2 C3 D4 [2013·四川卷] 1.52 g 铜镁合金完全溶解于 50 mL 密度为 1.40 g/mL、质量分数为 63%的 浓硝酸中,得到 NO2 和 N2O4 的混合气体 1120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入 1.0 mol/L NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀时,得到 2.54 g 沉淀。下列说法不正确的是( ) A.该合金中铜与镁的物质的量之比是 2∶1 B.该浓硝酸中 HNO3 的物质的量浓度是 14.0 mol/L C.NO2 和 N2O4 的混合气体中,NO2 的体积分数是 80% D.得到 2.54 g 沉淀时,加入 NaOH 溶液的体积是 600 mL 7.D [解析] c(HNO3)= 50 mL×1.40 g/mL×63% 63 g·mol-1 50×10-3 L =14.0 mol/L,B 项正确;1 mol Cu(或 Mg)失去 2 mol e-后形成的 Cu2+(或 Mg2+)需结合 2 mol OH-完全转化为沉淀,即镁铜合金失 去电子的物质的量等于形成沉淀时结合 OH-的物质的量,最后生成沉淀 2.54 g,增加的质量 即是 m(OH-)=2.54 g-1.52 g=1.02 g,即 n(OH-)= 1.02 g 17 g·mol-1 =0.06 mol,结合氧化还原反 应电子转移守恒关系得:n(NO2)+n(N2O4)×2=0.06 mol、n(NO2)+n(N2O4)= 1120×10-3 L 22.4 L·mol-1 = 0.05 mol;二式联立可解得:n(NO2)=0.04 mol,n(N2O4)=0.01 mol,C 项正确;利用合金质 量和失去电子的物质的量可得:n(Cu)×64 g·mol-1+n(Mg)×24 g·mol-1=1.52 g 和 n(Cu)×2 +n(Mg)×2=0.06 mol;二式联立可解得:n(Cu)=0.02 mol,n(Mg)=0.01 mol,A 项正确; 利用氮守恒可知溶解合金后溶液中含有 c(NO- 3 )=0.05 L×14 mol/L-0.04 mol-0.01 mol×2 =0.64 mol,加入 NaOH 当离子恰好全部沉淀时,溶液为 NaNO3 溶液,利用原子守恒加入 n(NaOH)=n(NO- 3 ),故加入 V(NaOH)=0.64 mol÷1.0 mol·L-1=640 mL, D 项错误。 26.C3 D4 J4 [2013·浙江卷] 氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生 H2 的化合物甲和乙。将 6.00 g 甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和 6.72 L 的 H2(已折算成标准 状况)。甲与水反应也能放出 H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于 NaOH 溶 液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到 H2 和另一种单质气体丙,丙在标准状况下的密度 为 1.25 g·L-1。请回答下列问题: (1)甲的化学式是________;乙的电子式是________。 (2) 甲 与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。 (4)乙在加热条件下与 CuO 反应可生成 Cu 和气体丙,写出该反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 有 人 提 出 产 物 Cu 中 可 能 还 混 有 Cu2O , 请 设 计 实 验 方 案 验 证 之 ________________________________________________________________________ ____________。 (已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O) (5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生 H2,判断理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 26.[答案] (1)AlH3 H N , H H (2)AlH3+3H2O===Al(OH)3+3H2↑ (3)Mg3N2 (4)2NH3+3CuO===== △ 3Cu+N2+3H2O 取样后加稀 H2SO4,如果溶液变蓝,说明产物中含有 Cu2O。反之则无 Cu2O (5)可能 AlH3 中的氢化合价为-1 价,NH3 中的氢为+1 价,因而有可能发生氧化还原 反应生成氢气 [解析] (1)甲加热只得到一种金属单质和 H2,则甲只含有两种元素,又甲与水反应生成 H2 和一种能溶于碱的白色沉淀,由此可推断甲中含有铝和氢两种元素,其中 H 为-1 价, 故甲的化学式为 AlH3。乙分解得 H2 和另一气体丙,故乙也仅含有两种元素,丙的相对分子 质量为 1.25×22.4=28,则应为 N2,由题(4)知,乙能还原 CuO 生成 Cu,由此推知乙为 NH3。 (2)AlH3 中 H 为-1 价,H2O 中 H 为+1 价,两者发生氧化还原反应生成 H2,铝元素转化为 Al(OH)3 沉淀。(3)N2 与 Mg 反应生成 Mg3N2。(4)NH3 还原 CuO,根据氧化还原反应得失电 子守恒可配平。由题中信息知,Cu2O 能溶于 H+,生成蓝色的 Cu2+。由 Cu 不能溶于非氧化 性酸,故可用稀 H2SO4 来检验 Cu2O 的存在。(5)AlH3 中的 H 为-1 价,而 NH3 中的 H 为+1 价,两者可发生氧化还原反应,生成 0 价的 H2。 D5 非金属及其化合物综合 6.C3 D5 [2013·江苏卷] 甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们 之间具有如下转化关系:甲――→丁 乙KN* 丁 甲 丙。下列有关物质的推断不正确的是( ) A.若甲为焦炭,则丁可能是 O2 B.若甲为 SO2,则丁可能是氨水 C.若甲为 Fe,则丁可能是盐酸 D.若甲为 NaOH 溶液,则丁可能是 CO2 6.C [解析] C 在 O2 中不完全燃烧生成 CO,CO 继续与 O2 燃烧后生成 CO2,CO2 与 C 在高温条件下能生成 CO,A 项正确;根据反应 SO2+NH3·H2O===NH4HSO3、NH4HSO3 +NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2O、(NH4)2SO3+SO2+H2O===2NH4HSO3,B 项正确;铁与盐 酸反应只能生成 FeCl2,无法实现上述转化关系,C 项错误;根据反应 CO2+2NaOH===Na2CO3 +H2O、Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3、NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O,D 项正确。 10.D4 C3 C1 D1 C5 D5 [2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( ) 选 项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A NH4Cl 为强酸弱碱盐 用加热法除去 NaCl 中的 NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用 KSCN 溶液可以鉴别 Fe3+ C 溶解度:CaCO3NaHCO3,陈述Ⅰ正确,陈述Ⅱ错误,C 项错误;HF 是唯一能与 SiO2 反应的酸,玻璃的主要成分是 SiO2,则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中,陈述 Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系,D 项正确。 7.C1 D5 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是 ( ) A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异 B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气 C.碘是人体必需的微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物 D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成 7.C [解析] 侯氏制碱法的基本原理是先利用 NH3 将食盐水饱和,然后通入 CO2,溶 解度较小的 NaHCO3 析出,NH3+NaCl+H2O+CO2===NH4Cl+NaHCO3↓,煅烧 NaHCO3 得到 Na2CO3,2NaHCO3===== △ Na2CO3+CO2↑+H2O,利用低温时 NH4Cl 比 NaCl 溶解度小 的原理,向母液中加入 NaCl 粉末,则 NH4Cl 析出,得到化肥 NH4Cl,A 项正确;氨气可以 与浓盐酸反应生成白烟状的 NH4Cl 固体颗粒,可检验输氨管道是否漏气,B 项正确;微量 元素不宜多吃,补充碘可在食盐中添加碘酸钾,C 项错误;黑火药由 C、S、KNO3 三物质按 一定比例混合而成,D 项正确。 1.[2013·扬州模拟]下列物质转化在给定条件下不能实现的是( ) ①Si――→O2 △ SiO2――→H2O H2SiO3 ②S――→O2 点燃 SO3――→H2O H2SO4 ③C――→SiO2 点燃 CO2――→NaOH Na2CO3 ④MgCl2 溶液 ――→△ MgCl2·6H2O――→通电 熔化 Mg ⑤Na――→O2 Na2O2――→H2O NaOH A.①②③ B.①②④ C.①②③④ D.①②③④⑤ 1.D [解析]①SiO2 既不溶于水,也不能与水反应,错误;硫燃烧只能生成 SO2,不能 生成 SO3,②错误;碳与 SiO2 在高温下才能发生反应,③错误;镁的制取是电解熔融的无 水氯化镁,若电解熔融氯化镁晶体,在熔融过程中会产生高熔点的 MgO,④错误;常温下 钠与氧气反应生成的是 Na2O,加热条件下反应生成 Na2O2,⑤错误。综上所述,D 项正确。 2.[2013·太原模拟]下列实验现象与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是 ( ) A.将 NaHCO3 固体加入新制氯水,有无色气泡(H+) B.使红色布条褪色(HClO) C.滴加 AgNO3 溶液生成白色沉淀(Cl-) D.向 FeCl2 溶液中滴加氯水,再滴加 KSCN 溶液,发现呈红色(HCl) 2.D [解析]氯水的成分中含有三种分子:Cl2、H2O、HClO;四种离子:H+、Cl-、 ClO-和极少量的 OH-。H+可以与 HCO - 3 反应产生 CO2 气体,A 项正确;HClO 有漂白性, 可以使红色布条褪色,B 项正确;氯水中的 Cl-可以与 Ag+反应生成 AgCl 白色沉淀,C 项 正确;将新制氯水加入 FeCl2 溶液中,Cl2 将 Fe2+氧化为 Fe3+,使 KSCN 溶液变红,与 HCl 无关,D 项错误。 3.[2013·成都诊断]从淡化海水中提取溴的流程如下: 淡化 海水 ――→通入 Cl2 Ⅰ 低浓度 Br2 ――→通入空气吹出 Br2 用 X 吸收 Ⅱ 含 Br-等 的溶液 ――→通入 Cl2 Ⅲ Br2 的 浓溶液 —…→ 液溴 Ⅳ 下列有关说法不正确的是( ) A.X 试剂可用 Na2SO3 饱和溶液 B.步骤Ⅲ的离子反应:2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 C.工业上每获得 1molBr2,需要消耗 Cl244.8L D.步骤Ⅳ包含萃取、分液和蒸馏 3.C [解析]Na2SO3+Br2+H2O===Na2SO4+2HBr,A 项正确;步骤Ⅲ利用氯的非金属 性比溴强,可以利用置换反应制取 Br2,B 项正确;反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到 Cl2,故制取 1molBr2 消耗 2mol 氯气,因未标明氯气所处的温度和压强,C 项错误;从浓溴水提取溴,可 利用有机溶剂(如苯)萃取溴,然后分液得到溴的有机溶液,再经蒸馏可得到纯净的溴,D 项 正确。 4.[2013·黄冈模拟]氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可用石英与焦炭在高温的氮气 流中反应制得:SiO2+C+N2―→Si3N4+CO。根据题意完成下列各题。 (1)配平上述化学反应方程式。 (2)为了保证石英和焦炭尽可能的转化,氮气要适当过量。某次反应用了 20mol 氮气, 反应生成了 5mol 一氧化碳,此时混合气体的平均相对分子质量是________。 (3)分析反应可推测碳、氮气的氧化性:C________N2(填“>”“<”或“=”)。 (4)氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于刚玉(Al2O3),热稳定性好,化学性质稳定。 以下用途正确的是_____________。 A.可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备 B.在电子工业上制成耐高温的电的良导体 C.研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机 D.氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制,没有发展前景 4.(1)3SiO2+6C+4N2===== 高温 Si3N4+6CO (2)28 (3)< (4)AC [解析] (1)首先分析元素化合价的变化,C 元素由 0 价升高到+2 价,N 元素由 0 价降到 -3 价,根据得失电子守恒可以确定 N2 的化学计量数为 2,C 的化学计量数为 6,然后再利 用观察法配平得 3SiO2+6C+4N2===== 高温 Si3N4+6CO。(2)由于 N2 的相对分子质量是 28,CO 的相对分子质量也是 28,故反应前后气体的相对分子质量不发生变化,混合气体的平均相 对分子质量也是 28。(3)根据化学方程式可以判断 N2 在反应中作氧化剂,C 作还原剂,说明 N2 的氧化性强。(4)根据“性质决定用途”可知 A、C 项都是利用了氮化硅陶瓷的机械强度 高,硬度大,热稳定性好的性质,故 A、C 项正确;氮化硅耐高温,但不是电的良导体,B 项错误;生成氮化硅陶瓷的原料来源丰富,其开发很有发展前景,D 项错误。 15.[2013·宁德质检]某研究性学习小组设计如下实验装置进行探究。 图 G4-3 (1)装置 A 中反应的化学方程式为_____________________________________________。 (2)实验结束后,欲验证反应生成气体的还原性,小组同学取装置 B 中溶液少量于一洁 净的试管中,应向试管中加入的试剂是________(填序号)。 a.品红溶液 b.稀盐酸 c.BaCl2 溶液 d.稀硝酸 (3)实验结束,小组同学立即熄灭酒精灯,可能导致的后果是 ________________________________________________________________________。 (4)实验结束,发现在铜片表面附着黑色固体。查阅资料得知:此黑色固体可能含有 CuO、 CuS、Cu2S。常温下 CuS 和 Cu2S 都不溶于稀盐酸,在空气中煅烧都转化为 Cu2O 和 SO2。 该小组同学收集一定量黑色固体,按如下实验方案探究其成分: 图 G4-4 ①步骤Ⅱ中检验滤渣洗涤干净的实验方法是____________________________________。 ②黑色固体的成分是________________。 5.(1)Cu+2H2SO4(浓)===== △ CuSO4+SO2↑+2H2O (2)bc (3)装置 B 中的溶液会倒吸,可能引起烧瓶破裂 (4)①取最后一次洗涤液少许,滴加少量 AgNO3 溶液,无明显现象 ②CuO、CuS、Cu2S [解析] (2)通过检验 SO2- 4 ,说明 SO2 被氧化。品红溶液能够验证 SO2 的漂白性,不能证 明 SO2 的还原性;用 BaCl2 和盐酸,通过生成难溶于水、难溶于酸的白色沉淀,证明 SO2 的还原性。HNO3 具有强氧化性,能够将 BaSO3 氧化为难溶于酸的 BaSO4,会对验证气体的 还原性产生干扰。 (3)SO2 易溶于水,实验结束立即熄灭酒精灯,会导致倒吸。 (4)①滤渣表面会吸附溶液中的 Cl-,可通过检测洗涤液中是否存在 Cl-,以确定滤渣是 否洗涤干净。 ②固体溶于盐酸滤液为蓝色说明生成了 Cu2+,因 CuS、Cu2S 不溶于盐酸,故固体中必 含有 CuO。 因 CuS、Cu2S 在加热条件下,均能够转化为 Cu2O。可采取极端假设法,通过计算作出 正确的判断: 2CuS ~ Cu2O 192144 2.00gm1 m1=1.50g Cu2S ~ Cu2O 160144 2.00gm2 m2=1.80g 故不溶性固体中含有 CuS、Cu2S。故黑色固体是 CuO、CuS、Cu2S 的混合物。

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