1、 - 1 - 元素及其化合物元素及其化合物（二）（二） 一、选择题(本题包括 8 小题,每题 7 分,共 56 分) 1.(2020 山东德州高三期末)创建美好生态环境是实现“中国梦”的重要一环。下列做法正确的是 ( ) A.Na2O 能与 SO2反应,用 Na2O 作工业废气脱硫剂 B.纯碱可用于去除餐具上的油污 C.将“84”消毒液与洁厕灵混合使用可增强去污效果 D.将废旧电池进行深埋防止废旧电池对环境的污染 2.(双选)(2020 安徽合肥质检改编)混合物 M 中可能含有 Al2O3、Fe2O3、Al、Cu,为确定其组成, 某同学设计如图所示分析方案。下列分析正确的是( ) A.已知 m
2、1m2,则混合物 M 中一定含有 Al2O3 B.生成蓝绿色溶液的离子方程式为 Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+ C.固体 P 既可能是纯净物,又可能是混合物 D.要确定混合物 M 中是否含有 Al,可取 M 加入过量 NaOH 溶液 3.(双选)(2020 湖南株洲调研)化学与社会、生活密切相关。下列事实和解释均正确的是( ) 选 项 事实 解释 A 单晶硅用于制造光导纤维 单晶硅可使光发生全反射 B 铜在潮湿的空气中久置表面生成铜绿 铜在常温下能和空气中的 O2、CO2、水蒸气缓 慢反应 C 利用铝热剂(Al 和 Fe2O3)焊接钢轨 铝置换出铁,吸收能量使铁凝固 D 泡沫灭火器是利用A
3、l2(SO4)3溶液与饱和NaHCO3溶液混 合产生气体 Al3+与 HC - 的水解相互促进,生成气体 CO2, 可隔绝空气 4.为研究废旧电池的再利用,实验室利用旧电池的铜帽(主要成分为 Zn 和 Cu)回收 Cu 并制备 ZnO 的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是( ) A.“溶解”操作中溶液温度不宜过高 B.铜帽溶解后,将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或 H2O2 C.与锌粉反应的离子可能为 Cu2+、H+ - 2 - D.“过滤”后,将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后高温灼烧可得纯净的 ZnO 5.(2020 山东青岛高三期末)下列实验操作、现象和结论都正确的是( ) 选
4、 项 实验操作 现象 结论 A 向盛有硝酸的烧杯中加入铜粉 溶液上方产生红棕色气体 证明该硝酸为浓 硝酸 B 取 10 mL 0.1 mol L-1 FeCl3溶液,滴加 10 滴 0.1 mol L-1 KI 溶液,继续加入 2 mL 苯,振荡静置,取下层溶液,滴入 AgNO3 溶液 上层呈紫红色,下层溶液滴入 AgNO3溶液生成白色沉淀 FeCl3与 KI 反应 有一定的限度 C 向紫色石蕊溶液中通入 SO2 溶液褪色 SO2具有漂白性 D 在一块除去铁锈的铁片上面滴 1 滴含有酚酞的食盐水,静 置 23 min 溶液边缘出现红色 铁片上发生了吸 氧腐蚀 6.(2020 浙江宁波效实中学质
5、检)酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光化学过程,在清洁空气、 污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下: 下列有关说法不正确的是( ) A.光照是酸雨形成的必要条件之一 B.两种形成过程所涉及的变化均为氧化还原反应 C.污染指数越高形成酸雨的速率越快 D.优化能源结构能有效遏制酸雨污染 7.(2020 辽宁锦州高三期末)用下列两种途径制取 H2SO4,某些反应条件和产物已省略,下列有关 说法不正确的是( ) 途径SH2SO4, 途径SSO2SO3H2SO4 A.途径反应中体现了浓硝酸的强氧化性和酸性 B.途径的第二步反应在实际生产中可以通过增大 O2的浓度来降低成本 C.由途径和分别制取 1 mol
6、 H2SO4,理论上各消耗 1 mol S,各转移 6 mol 电子 D.途径与途径相比更能体现“绿色化学”的理念 8.(双选)(2020 江苏南京质检改编)在给定条件下,下列物质间的转化均能实现的有( ) A.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s) B.MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s) C.Na(s)Na2O2(s)Na2CO3(s) - 3 - D.FeFeCl2FeCl3Fe(OH)3 二、非选择题(本题包括 3 小题,共 44 分) 9.(2020 山东济宁高三期末质检)(14 分)“臭苏打”是硫化钠的俗名,又称臭碱、 黄碱、 硫化碱,硫化 钠具有臭味,可
7、溶解于冷水,极易溶于热水,微溶于醇,是重要的化工产品。 (1)硫化钠水溶液具有臭味是 S2-水解产生 H2S 造成的,用离子方程式解 释 。 (2)Na2S 具有较强的还原性,其水溶液在空气中会缓慢地氧化成硫代硫酸钠,写出化学方程 式 。 (3)某学习小组设计实验探究金属硫化物的性质。 .探究 Na2S 的还原性 甲同学取少量硫化钠溶液置于试管,滴加 2 滴酚酞溶液,再滴加溴水,观察到溶液颜色变浅。 酚酞的作用是 ;写出该实验中涉及氧化还原反应的离子方 程式 。 乙同学认为甲方案不严密。 他重新设计方案:取少量硫化钠溶液置于试管,滴加适量苯,再用长 滴管加入溴水。加入苯的目的是 。 .探究氧化
8、还原反应和沉淀反应的竞争 丙同学设计了以下两组实验: 实验 1:在 10 mL 2 mol L-1FeCl3溶液中滴加 2 mL 1 mol L-1Na2S 溶液,观察到有浅黄色沉淀生 成,溶液黄色变浅。 在 10 mL 2 mol L-1Na2S 溶液中滴加 2 mL 1 mol L-1FeCl3溶液。观察到先产生浅黄色固体,随 后生成黑色固体,溶液黄色变无色。 实验2:在2 mol L-1Na2S溶液中滴加少量AgNO3溶液,立即产生大量黑色沉淀,没有浅黄色沉淀。 实验 1 中产生的浅黄色固体是 (填化学式)。写出实验 1中产生黑色沉淀的离子方程 式 ;已知氧化性:Ag+Fe3+,实验 2
9、 中,发生复分解反应,未发生氧化还原 反应。 实验结论:若某一溶液中同时存在氧化还原反应和沉淀反应,则 (填“氧化还 原”或“生成更难溶物质”)反应将优先进行。 10.(2020 湖北荆州中学、宜昌一中、龙泉中学三校联考)(15 分)次氯酸溶液是常用的消毒剂和 漂白剂。某学习小组根据需要欲制备浓度不小于 0.8 mol L-1的次氯酸溶液。 资料 1:常温常压下,Cl2O 为棕黄色气体,沸点为 3.8 ,42 以上会分解生成 Cl2和 O2,Cl2O 易 溶于水并与水立即反应生成 HClO。 资料 2:将氯气和空气(不参与反应)按体积比 13 混合通入潮湿的碳酸钠中发生反应 2Cl2+2Na2
10、CO3+H2OCl2O+2NaCl+2NaHCO3,用水吸收 Cl2O(不含 Cl2)制得次氯酸溶液。 用以下装置制备次氯酸溶液。 - 4 - 回答下列问题: (1)各装置的连接顺序为 E。 (2)装置 A 中反应的离子方程式为 。 (3)实验中控制氯气与空气体积比的方法 是 。 (4)反应过程中,装置 B 需放在冷水中,其目的 是 。 (5)装置 E 采用棕色圆底烧瓶是因为 。 (6)若装置 B 中生成的 Cl2O 气体有 20%滞留在 E 前各装置中,其余均溶于装置 E 的水中,装置 E 所得 500 mL 次氯酸溶液的浓度为 0.8 mol L-1,则至少需要含水 8%的碳酸钠的质量为
11、g。 (7)已知次氯酸可被 H2O2、FeCl2等物质还原成 Cl-。测定 E 中次氯酸溶液的物质的量浓度的实 验方案为:用 准确量取 20.00 mL 次氯酸溶液,加入足量的 溶液,再 加入足量的 溶液,过滤、洗涤、真空干燥,再称量沉淀的质量。(可选用的试剂:H2O2 溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液) 11.(2020 山东烟台栖霞线上检测)(15 分)辉铜矿的主要成分是 Cu2S,含较多的 Fe2O3、SiO2杂质; 软锰矿的主要成分是 MnO2,含有较多的 SiO2杂质。关于辉铜矿的湿法冶炼,目前国内外都处于 探索之中。自氧化还原氨分离法是一种较为理想的湿法冶炼方法,工艺流程如下:
12、 回答下列问题: (1)“浸出”时,为提高矿石的浸出率,下列措施可采取的是 。(填标号) A 适当提高浸出温度 B 适当延长浸出时间 C 增大矿石颗粒 (2)将 100 g 辉铜矿和 40 g 98%的浓硫酸混合,在 8090 条件下浸出 2.5 h,铜的浸出率随软锰 矿用量的变化如下: 软锰矿 用量/g 15 20 25 30 35 铜浸出 率/% 84.0 86.5 89.9 89.9 89.9 - 5 - 则使 100 g 辉铜矿浸出,软锰矿的最适宜用量为 g。 (3)“浸出”后的浸出液中含有 CuSO4、MnSO4、Fe2(SO4)3等溶质,“滤渣”中含有淡黄色固体单 质,则“浸出”时
13、产生淡黄色固体的化学方程式为 。 (4)研究表明矿物中 Fe2O3在“浸出”反应中起着重要的媒介作用,可促进 Cu2S 与 MnO2的溶解, 其反应过程如下: Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O; Cu2S+2Fe2(SO4)32CuSO4+4FeSO4+S; (写出反应的化学方程式)。 (5)“滤渣”的主要成分是 ;“沉锰”后,得到的深蓝色溶液中除 N 、H+外,还 含有的阳离子为 (写化学式)。 (6)“滤液”经结晶可得到(NH4)2SO4晶体。结晶时,当 时,即可停止加热。 参考答案 1.B 解析 Na2O 是碱性氧化物,能与 SO2反应,但 Na2O 在空气中容易变质
14、,不容易保 存,因此不能用 Na2O 作工业废气的脱硫剂,A 错误;纯碱溶液中碳酸根离子水解使溶 液呈碱性,可促进油脂水解,所以可用于去除餐具上的油污,B 正确;“84”消毒液主要 成分是 NaClO,洁厕灵的主要成分是盐酸,将“84”消毒液与洁厕灵混合,会产生有毒 的 Cl2,所以不能混合使用,C 错误;废旧电池中含有重金属离子,将废旧电池进行深埋 会导致土壤污染和水污染,D 错误。 2.BD 解析若 m1m2,则混合物 M 中可能含有 Al2O3或 Al 或者是两者均有,不一定 含有 Al2O3,A 错误;根据题意分析可知,固体 N 的成分是 Fe2O3和 Cu,加入过量盐 酸,Fe2O3
15、和盐酸反应生成 FeCl3,FeCl3能和 Cu 反应生成 FeCl2、 CuCl2,得到蓝绿色溶 液,故B正确;由于加了过量的盐酸,因此固体P只能是铜,不可能是混合物,故C错误; 要确定混合物M中是否含有Al,可取M加入过量NaOH溶液,若产生气体,则一定含 铝,否则不含铝,故 D 正确。 3.BD 解析制造光导纤维的材料是 SiO2,不是单晶硅,故 A 错误;铜在常温下能和空 气中的 O2、CO2、水蒸气缓慢反应,生成铜绿,故 B 正确;铝热反应是放热反应,故 C 错误;利用 Al3+与 HC - 的水解反应相互促进,生成气体 CO2可隔绝空气达到灭火的 作用,故 D 正确。 4.D 解析
16、由流程图可知,溶解时加入了 30%H2O2溶液,H2O2受热易分解,故“溶解” 操作中溶液温度不宜过高,A 正确;过氧化氢受热易分解,所以可以用加热的方法除 去过量的过氧化氢,氧气是气体,在水中的溶解度随温度升高而降低,所以用加热的 方法也可以除去氧气,B 正确;调节 pH 后的溶液中含有的阳离子是 Zn2+、Cu2+、 H+,Cu2+、H+都能与锌粉反应,C 正确;滤液中含有硫酸锌和硫酸钠,所以将滤液蒸干、 高温灼烧得到的是氧化锌和硫酸钠,不能得到纯净的氧化锌,D 错误。 5.D 解析向盛有硝酸的烧杯中加入铜粉,溶液上方产生红棕色气体,可能是产生的 NO 在上方被氧化成 NO2,故 A 错误
17、;下层溶液滴入硝酸银有白色沉淀,应是氯化银, 不能说明溶液中含有碘离子,无法说明 FeCl3与 KI 的反应有一定的限度,故 B 错误; - 6 - 二氧化硫通入紫色石蕊溶液中溶液呈红色,故 C 错误;铁作为负极(金属)发生反应 2Fe-4e-2Fe2+,正极反应为 2H2O+O2+4e-4OH-,故 D 正确。 6.B 解析由图示可知,酸雨形成的两个途径中都使用了光照的条件,故 A 正确;三氧 化硫与水反应生成硫酸,没有化合价变化,不属于氧化还原反应,故 B 错误;污染指数 越高则二氧化硫含量越高,所以形成酸雨的速率越快,故 C 正确;优化能源结构能减 少化石燃料的使用,所以排放的二氧化硫含
18、量少,能有效遏制酸雨污染,故 D 正确。 7.A 解析途径发生反应的化学方程式可表示为 S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2+2H2O,浓硝酸只体现了强氧化性,没有体现出酸性, 故 A 错误;氧气来源于空气,成本较低,增大氧气的浓度可提高二氧化硫的转化率,从 而降低成本,故 B 正确;途径和其中的硫元素的价态都是从 0 升高到+6,故 C 正 确;途径中会产生有害的NO2气体,则有途径与途径相比更能体现“绿色化学” 的理念,故 D 正确。 8.BC 解析 Al 与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2和 H2,NaAlO2与过量盐酸反应生成 NaCl、AlCl3和 H2O,第二步反应不能实
19、现,故 A 错误。氯化镁与石灰乳转化为更难 溶的氢氧化镁,Mg(OH)2不稳定,加热分解为 MgO,故两步都可以实现,故 B 正确。 Na 在氧气中燃烧生成 Na2O2,Na2O2与 CO2反应生成 Na2CO3,能实现转化,故 C 正确;氯 气具有强氧化性,铁与氯气反应生成氯化铁,故 D 错误。 9.答案(1)S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH- (2)2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH (3).便于观察实验现象和了解反应进行的程度(合理即可) S2-+Br22Br-+S 避免空气中氧气氧化 S2- .S Fe2+S2-FeS 生成更难溶物质 解析(1
20、)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解导致溶液呈碱性,S2-水解的方程式为 S2-+H2OHS-+OH-、HS-+H2OH2S+OH-。 (2)硫化钠在空气中会缓慢地氧化成硫代硫酸钠,根据得失电子守恒和原子守恒, 该反应的化学方程式为 2Na2S+2O2+H2ONa2S2O3+2NaOH。 (3).在硫化钠溶液中加入酚酞溶液,溶液变红色,说明硫化钠溶液呈碱性,故 酚酞的作用是便于观察实验现象和了解反应进行的程度,硫离子具有还原性,能与 溴发生置换反应 S2-+Br22Br-+S;硫离子在空气中能被氧气氧化成硫单 质:2S2-+O2+2H2O2S+4OH-,苯难溶于水、密度比水小,故苯的作用是隔绝空气
21、, 避免硫化钠被氧化。 .实验 1 的中发生的反应为 2Fe3+S2-S+2Fe2+,产生的浅 黄色固体是 S,实验的中先产生浅黄色固体,先发生反应 2Fe3+S2-S+2Fe2+, 由于硫化钠过量,则产生黑色沉淀的离子方程式为 Fe2+S2-FeS。银离子的氧化 性强于 Fe3+,硫离子具有强还原性,在硫化钠溶液中加入硝酸银溶液可能发生两个反 应:2Ag+S2-Ag2S,2Ag+S2-S+2Ag,但是在硫化钠溶液中滴加硝酸银溶液后 产生了黑色沉淀,而不是浅黄色沉淀,说明若某一溶液中同时存在氧化还原反应和 沉淀反应时优先生成更难溶物质。 10.答案(1)A D B C (2)MnO2+4H+2
22、Cl-Mn2+Cl2+2H2O (3)通过观察 B 中产生气泡的速率调节流速 (4)防止反应放热后温度过高导致 Cl2O 分解 (5)HClO 见光易分解 (6)57.6 (7)酸式滴定管 H2O2 AgNO3 - 7 - 解析(1)利用A装置制备氯气,利用D装置吸收氯气中混有的氯化氢气体,将Cl2与空 气按体积比13混合通入B装置,与含水8%的碳酸钠充分反应制备Cl2O,C装置可 吸收除去Cl2O中的Cl2,E装置中用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液,所以各装置的连接 顺序为 ADBCE。 (2)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,反应的化学方程式为 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+C
23、l2+2H2O,对应的离子方程式为 MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。 (3)将氯气和空气(不参与反应)以体积比约 13 混合通入含水 8%的碳酸钠中 制备 Cl2O,可通过观察 B 中产生气泡的速率调节流速,从而控制氯气与空气的体积 比。 (4)由题意可知,Cl2O42以上会分解生成Cl2和O2,故为防止反应放热后温度过 高导致 Cl2O 分解,装置 B 需放在冷水中。 (5)装置 E 中使用棕色圆底烧瓶可以避光,防止反应生成的 HClO 见光分解。 (6)装置 E 所得 500mL 次氯酸溶液浓度为 0.8mol L-1,则 n(HClO)=0.5L 0.8mol L-1=
24、0.4mol,根据反应 Cl2O+H2O2HClO 可知,参与反应的 Cl2O 为 0.2mol,装置 B 中生成的 Cl2O 气体有 20%滞留在 E 前各装置中,则制得的二 氧化氯的物质的量为 . - =0.25mol,根据反应 2Cl2+2Na2CO3+H2OCl2O+2NaCl+2NaHCO3可知,需碳酸钠的物质的量为 0.5mol, 碳酸钠的质量为 0.5mol 106g mol-1=53g,则至少需要含水 8%的碳酸钠的质量为 - 57.6g。 (7)次氯酸具有酸性和强氧化性,需要选用酸式滴定管盛放;FeCl2溶液中含有氯 离子,本实验中需要用硝酸银溶液测定氯离子,因为 FeCl2
25、会干扰检验结果,故应该选 用 H2O2溶液。具体实验操作方法是:用酸性滴定管准确量取 20.00mL 次氯酸溶液, 加入足量的 H2O2溶液,再加入足量的 AgNO3溶液,过滤、 洗涤沉淀,在真空干燥箱中 干燥,再用电子天平称量沉淀质量。 11.答案(1)AB (2)25 (3)2MnO2+Cu2S+4H2SO4S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O (4)2FeSO4+MnO2+2H2SO4MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O (5)Fe(OH)3 Cu(NH3)42+ (6)溶液表面出现晶膜(或溶液出现晶体) 解析(1)适当提高浸出温度,反应速率加快,浸出率提高,A 符合题意;适当延
26、长浸出时 间,使矿粉充分与酸接触,提高浸出率,B 符合题意;增大矿石颗粒,接触面积减少,浸出 率降低,C 与题意不符。 (2)根据表中数据,加入25g软锰矿时,铜的浸出率即为89.9%,再增加软锰矿浸出 率不再提高,则选用 25g 为宜。 (3)硫化亚铜与二氧化锰在酸性条件下生成硫酸锰、硫酸铜、淡黄色的沉淀硫 和水,该反应的化学方程式为 2MnO2+Cu2S+4H2SO4S+2CuSO4+2MnSO4+4H2O。 (4)硫酸亚铁与二氧化锰、硫酸作用生成硫酸铁、硫酸锰和水,该反应的化学 方程式为 2FeSO4+MnO2+2H2SO4MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O。 (5)分析可知,“滤渣”的主要成分是氢氧化铁;“沉锰”后,得到的深蓝色溶液中 除 N 、H+外,溶液中的铜离子以 的形式存在。 - 8 - (6)“滤液”经结晶可得到(NH4)2SO4晶体。 由于硫酸铵受热易分解,则在溶液中 出现晶体时即可停止加热。
