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

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

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。