热点5 常见元素及其化合物的性质与应用- 高考化学专练【热点·重点·难点】

热点5  常见元素及其化合物的性质与应用

【命题规律】

本专题考点为高考热点。主要考查元素及其化合物的性质、转化以及应用。题型主要为选择题，考查形式包括拼盘式性质考查，拼盘式物质转化考查，简单工艺流程等。难度中等。主要考查学生的变化观念和平衡思想。

【备考建议】

2021年高考备考应重点关注物质的转化，简单工艺流程等。

【限时检测】（建议用时：30分钟）

1．（2020浙江7月选考）下列说法正确的是(    )

A．在空气中加热可得固体

B．加入到过量溶液中可得

C．在沸腾炉中与反应主要生成

D．溶液中加入少量粉末生成和

【答案】A

【解析】

A．无水状态下Na2O2比Na2O更稳定，Na2O在空气中加热可以生成更稳定的Na2O2，A正确；

B．Mg加入到FeCl3溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3+反应，生成Mg2+和Fe2+，若Mg过量，Mg与Fe2+继续反应生成Mg2+和Fe，但由于反应中FeCl3过量，Mg已消耗完，所以无Mg和Fe2+反应，所以不会生成Fe，B错误；

C．FeS2在沸腾炉中与O2发生的反应为：4 FeS2+11O22Fe2O3+8SO2，产物主要是SO2而不是SO3，C错误；

D．H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2O和O2，化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑，D错误。

答案选A。

2．（2020江苏卷）下列选项所示的物质间转化均能实现的是

A．(aq)(g)漂白粉(s)

B．(aq)(s)(s)

C．(aq)(aq)(aq)

D．(s)(aq)(s)

【答案】C

【解析】

A．石灰水中Ca(OH)2浓度太小，一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉，故A错误；

B．碳酸的酸性弱于盐酸，所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应，故B错误；

C．氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以氯气可以氧化NaBr得到溴单质，溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质，故C正确；

D．电解氯化镁溶液无法得到镁单质，阳极氯离子放电生成氯气，阴极水电离出的氢离子放电产生氢气，同时产生大量氢氧根，与镁离子产生沉淀，故D错误。

综上所述，答案为C。

3．（2020山东新高考）以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：

已知浸出时产生的废渣中有SO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是

A．浸出镁的反应为

B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行

C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl

D．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同

【答案】B

【解析】

菱镁矿煅烧后得到轻烧粉，MgCO3转化为MgO，加入氯化铵溶液浸取，浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，同时产生氨气，则此时浸出液中主要含有Mg2+，加入氨水得到Mg(OH)2沉淀，煅烧得到高纯镁砂。

A．高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在，MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应，促进铵根的水解，所以得到氯化镁、氨气和水，化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O，故A正确；

B．一水合氨受热易分解，沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解，挥发出氨气，降低利用率，故B错误；

C．浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水，沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中，故C正确；

D．Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp，所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀，而Mg2+不沉淀，从而将其分离，故D正确；

故答案为B。

4．（浙江省金丽衢十二校2021届高三上学期第一次联考）由一种阳离子与两种或两种以上酸根阴离子组成的盐称为混盐。如混盐CaOCl2组成可看作：CaCl2•Ca(ClO)2。下列有关混盐的说法不正确的是(    )

A．混盐CaOCl2水溶液具有漂白、杀菌消毒作用

B．混盐CaOCl2在酸性条件下可以产生氯气

C．混盐Na4S2O3的水溶液显碱性

D．混盐Na4S2O3与足量稀硫酸反应的离子方程式为：2S2-+SO+6H+=3S↓+3H2O

【答案】D

【详解】

A. 混盐CaOCl2组成可看作CaCl2•Ca(ClO)2，CaOCl2水溶液中含有次氯酸根水解产物次氯酸，具有漂白、杀菌消毒作用，A正确；

B. 混盐CaOCl2在酸性条件下，氯离子和次氯酸根离子发生归中反应，可以产生氯气，B正确；

C. 混盐Na4S2O3等价于 Na2S·Na2SO3 ，两者均为强碱弱酸盐，水溶液显碱性，C正确；

D. 混盐Na4S2O3与足量稀硫酸反应的离子方程式为2S2-+2SO+8H+=3S↓+4H2O+SO2↑，D错误。

答案为D。

5．（“皖赣联考”2021届高三上学期第三次考试）LiAlH4和LiH既是金属储氢材料又是有机合成中的常用试剂。它们遇水均能剧烈反应释放出H2，LiAlH4在125℃时分解为LiH、H2和Al。下列说法不正确的是

A．LiH中氢元素的化合价为-1价

B．1 mol LiAlH4在125℃ 完全分解，转移3 mol电子

C．LiAlH4与乙醛作用生成乙醇，LiAlH4作氧化剂

D．LiAlH4溶于适量水得到无色溶液，其反应可表示为：LiAlH4+2H2O=LiAlO2+4H2↑

【答案】C

【详解】

A．LiH中Li元素为+1价，氢元素的化合价为-1价，选项A正确；

B．LiAlH4中的Li、Al都是主族金属元素，H是非金属元素，故Li为+1价，Al为+3价，H为-1价，受热分解时，根据Al元素化合价变化即可得出1mol LiAlH4在125℃完全分解，转移3mol电子，选项B正确；

C．乙醛生成乙醇得到氢，在有机反应中得氢去氧是还原反应，所以LiAlH4与乙醛作用生成乙醇，LiAlH4作还原剂，选项C不正确；

D．LiAlH4中的-1价H和水中的+1价H发生氧化还原反应生成氢气，同时生成的OH-与Al3+反应生成，所以反应方程式为： LiAlH4+2H2O=LiAlO2+4H2↑，选项D正确。

答案选C。

6．（北京一零一中2021届高三上学期第三次统练）X、Y、Z是中学化学中常见的物质，下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图转化关系的是（    ）

【答案】B

【详解】

A． 一氧化氮氧化生成二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸分解生成二氧化氮，稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，各物质之间通过一步反应可以实现，故A正确；

B．氯化钠不能够通过一步反应得到过氧化钠，故B错误；

C．氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸钠与二氧化碳、水反应生成次氯酸，次氯酸与氢氧化钠反应生成次氯酸钠，次氯酸与盐酸反应生成氯气，各物质之间通过一步反应可以实现，故C正确；

D．氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠与碳酸反应生成氢氧化铝，氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，氢氧化铝分解生成氧化铝，个物质之间通过一步反应可以实现，故D正确；

答案选B。

7．（福建省莆田市2021届高三毕业班第一次教学质量检测）为减轻环境污染，提高资源的利用率，可将钛厂、氯碱厂和甲醇厂联合进行生产。生产工艺流程如下：

已知：“氯化”过程在高温下进行，且该过程中元素的化合价没有变化。下列叙述错误的是(    )

A．中为+4价

B．“合成”过程中原子利用率为

C．“氯化”时发生反应的化学方程式为

D．上述流程中生成钛时可用代替

【答案】D

【详解】

A．由题干信息知，Ti元素化合价没有变化，TiCl4中Ti为+4价，则中为+4价，故A正确；

B．“合成”反应中CO与H2反应生成CH3OH，反应方程式为CO+2H2CH3OH，由此可见原子利用率为100%，故B正确；

C．根据流程图知，“氯化”过程中，C转化为CO，FeTiO3转化为FeCl3和TiCl4，反应为2FeTiO3+6C+7Cl2= 2FeCl3+2TiCl4+6CO，故C正确；

D．Ar与Mg不反应，所以Ar可以用作保护气，Mg与反应生成氧化镁和碳，所以不能用代替Ar，故D错误；

故答案选D。

8．（广东省惠州市2021届高三上学期第一次调研考试）下列物质转化关系，在给定条件下都能实现的是

① ②

③④

A．①② B．①③ C．①②③ D．②③④

【答案】A

【详解】

①根据N2 的性质，氮气和氧气在放电条件下生成NO，NO和氧气和水反应生成硝酸，故①能实现；

②钠燃烧生成过氧化钠，过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，故②能实现；

③铜属于不活泼金属，与浓盐酸不反应，故③中铜→氯化铜不能实现；

④铁和氯气生成氯化铁，氯化铁能和氨水反应生成氢氧化铁，故④能实现；

故答案：A。

9．（广东省肇庆市2021届高三毕业班第一次统一检测）侯德榜（如图）是我国近代著名的化学家，他提出的联合制碱法得到世界各国的认可，其工业流程如下：

下列说法错误的是

A．该工艺流程中没有发生氧化还原反应

B．应该向“饱和食盐水”中先通入过量，再通入

C．向滤液中通入，可减少溶液中的，有利于析出

D．最终所得“母液”可循环利用

【答案】B

【分析】

向氨气饱和的食盐水中通入二氧化碳生成碳酸氢钠固体，煅烧碳酸氢钠生成碳酸钠，同时生成的二氧化碳可以循环使用，滤液中加入食盐，通过降温结晶析出氯化铵，据此解答。

【详解】

A. 根据以上分析可知该工艺流程中没有发生氧化还原反应，A项正确；

B. 氨气极易溶于水，二氧化碳在水中的溶解度很小，应该向“饱和食盐水”中先通入，再通入过量，B项错误；

C. 向滤液中通入，增大铵根离子浓度，可减少溶液中的，有利于析出，C项正确；

D. 最终所得“母液”中含有钠离子、氯离子、铵根离子等，可循环利用，D项正确；

答案选B。

10．（广西北海市2021届高三第一次模拟）2019 年诺贝尔化学奖授予英国科学家古德纳夫及另外两位科学家，以表彰他们在锂离子电池研究中的杰出贡献。 LiFePO4是用于制备大功率锂离子电池的正极材料 ，且一种制备流程如下：

下列有关说法不正确的是

A．LiFePO4中Fe的化合价为+2

B．“沉铁”过程中双氧水作氧化剂

C．料液可循环利用

D．“煅烧”中有大量的CO2 、CO生成

【答案】D

【分析】

铁屑中加入稀硫酸进行酸溶，形成FeSO4溶液，向酸浸液中加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，再加入磷酸将Fe3+转化为FePO4沉淀，过滤后得到料液主要含有硫酸，向FePO4沉淀中加入Li2CO3和适量H2C2O4在高温下煅烧得到LiFePO4，据此分析解答。

【详解】

A．LiFePO4中Li元素为+1价，磷酸根离子为-3价，化合物中正负化合价之和为0，则Fe的化合价为+2，故A正确；

B．根据分析，“沉铁”过程中加入双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，则双氧水作氧化剂，故B正确；

C．根据分析，料液中的主要成分为硫酸，则料液可在酸溶步骤中循环利用，故C正确；

D．CO具有较强还原性，高温下可将LiFePO4 中的铁元素还原为铁单质，则“煅烧”中有大量的CO2，但不能有CO生成，故D错误；

答案选D。

11．（湖北省荆州市2021届高三上学期第一次质检）某化工厂生产硝酸的流程如图1所示，其他条件相同时，装置③中催化剂铂网的成分、温度与氧化率的关系如图2所示，下列说法错误的是(    )

A．该流程中，装置①③④中发生了氧化还原反应

B．装置②中利用氨气易液化的性质分离出，既加快了正反应速率又提高了合成氨的产率

C．装置③中最佳反应条件是铂网的成分为含10%铑的铂、温度为900℃

D．装置④中排出的废气含、等，可以用烧碱溶液吸收

【答案】B

【详解】

A．装置①③④涉及氨的合成、催化氧化以及硝酸的生成，存在N元素化合价的变化，都为氧化还原反应，故A正确；

B．氨易液化，易与气体分离，则装置②中利用氨易液化的性质实现反应物和生成物的分离，但由于生成物浓度降低，反应速率减小，故B错误；

C．由图象可知，铂网的成分为含10%铑的铂、温度为900℃时转化率最高，因此装置③中最佳反应条件是铂网的成分为含10%铑的铂、温度为900℃，故C正确；

D．装置④中排出的废气含、等，可以用烧碱溶液吸收使其转化为硝酸盐或亚硝酸盐，防止大气污染，故D正确。

故答案选B。

12．（湖南省永州市2021届高三第一次模拟）工业电解精炼铜的溶液中含有Zn2+、Cu2+等离子，实验室设计分离出Zn2+并制取胆矾的流程如下：

已知：Zn2+与NaOH的反应与Al3+类似。下列说法错误的是

A．滤液1与过量硫酸反应的离子方程式为ZnO＋4H＋=Zn2＋＋2H2O

B．操作①和②中用到的玻璃仪器完全相同

C．系列操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

D．可用酒精洗涤胆矾晶体，除去表面的杂质

【答案】B

【分析】

工业电解精炼铜的溶液中含有Zn2+、Cu2+等离子，加入过量NaOH生成氢氧化铜沉淀，所以滤渣1是氢氧化铜，滤液1中有ZnO；氢氧化铜和过量硫酸反应生成硫酸铜蓝色溶液，经过一系列操作结晶出胆矾。

【详解】

A. 滤液1与过量硫酸反应的离子方程式为ZnO＋4H＋=Zn2＋＋2H2O，故A正确；

B. 操作①是过滤操作，需要的玻璃仪器是漏斗、烧瓶、玻璃棒；操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，需要的玻璃仪器是漏斗、烧瓶、玻璃棒、蒸发皿，故B错误；

C. 硫酸铜蓝色溶液经过操作②结晶出胆矾，操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故C正确；

D. 无水乙醇洗涤晶体最主要的原因是清除晶体上水和水中带的离子，而且对于晶体的溶解能很小，同时易挥发不容易带来污染，可用酒精洗涤胆矾晶体，除去表面的杂质，故D正确；

故选B。

13．（上海市嘉定区2021届高三一模）下列关于自然界中氮循环（如图）的说法不正确的是：

A．氮元素均被氧化

B．工业合成氨属于人工固氮

C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化

D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环

【答案】A

【详解】

A．硝酸盐中氮元素的化合价为+5价，被细菌分解变成大气中氮单质，氮元素由+5→0，属于被还原，故A错误；

B．工业合成氨是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3，属于人工固氮，故B正确；

C．氮循环中铵盐和蛋白质可相互转化，铵盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故C正确；

D．碳、氢、氧三种元素也参加了氮循环，如蛋白质的制造需要碳元素，又如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体，N2+O22NO，氧元素参与，二氧化氮易与水反应生成硝酸（HN03）和一氧化氮，3NO2+H2O=2HNO3+NO，氢元素参加，故D正确；

故选A。

14．（陕西省汉中市2021届高三第一次模拟）将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S，其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法错误的是(    )

A．过程①发生复分解反应，由弱酸反应得到强酸

B．过程②中，发生反应的离子方程式为： S2-＋2Fe3＋=S＋2Fe2＋

C．过程③中，标准状况下11.2L O2参加反应转移2mol电子

D．在②中Fe3＋作氧化剂，在③中Fe3＋是氧化产物

【答案】B

【详解】

A．过程①发生的反应 是复分解反应，由硫化氢生成氯化氢，由弱酸生成强酸，A不选；

B．过程②中，Fe3＋转化为Fe2＋，硫化铜是沉淀，不能拆成离子的形式，正确的离子方程式是 ，故B选；

C．过程③中，标准状况下11.2L O2参加反应其物质的量是 =0.5mol，转移0.5mol×2×2=2mol电子，故C不选；

D．过程②中，Fe3＋转化为Fe2＋，Fe3＋作氧化剂，在③中 ，Fe2＋转化为Fe3＋，Fe3＋是氧化产物，故D不选；

故选：B。

15．（上海市奉贤区2021届高三一模）在某酸性溶液中，天然气脱硫原理如图所示。下列说法正确的是(    )

A．为了增强氧化性，溶液的酸化可以使用硝酸

B．CH4是反应的催化剂

C．过程②使溶液酸性增强

D．过程①与过程②转移电子的物质的量之比为1﹕1

【答案】D

【分析】

由图中可得出，反应①的反应物为Fe2(SO4)3、CH4、H2S，生成物为S、FeSO4、CH4；反应②的反应物为FeSO4、CH4、O2，生成物为Fe2(SO4)3、CH4，在反应中没有体现H2SO4的参与，从而得出反应的化学方程式。反应①：Fe2(SO4)3+H2S==S+2FeSO4+H2SO4；反应②： 4FeSO4+O2+ 2H2SO4==2Fe2(SO4)3+2H2O。

【详解】

A．亚铁离子有还原性，硝酸有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，故溶液的酸化不能使用硝酸，A不正确；

B．从分析中可以看出， CH4没有参与反应，所以CH4不是反应的催化剂，经过反应①②，达到天然气脱硫的目的，B不正确；

C．过程①的反应为Fe2(SO4)3+H2S==S+2FeSO4+H2SO4，使介质溶液酸性增强，过程②的反应为4FeSO4+O2+ 2H2SO4==2Fe2(SO4)3+2H2O，消耗氢离子，C不正确；

D．以FeSO4为基准，调整过程①与过程②的化学计量数，可得出转移电子的物质的量之比为1:1， ，D正确；

答案选D。