专题四　常见元素及其重要化合物 专题强化提升训练4

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专题强化提升训练(四) 1．(2021·咸阳模拟)我国四川广汉的三星堆遗址距今已有3000～5000年历史，2021年3月20日，三星堆遗址新出土了多达500多件重要文物，如黄金面具、丝绸“黑炭”、青铜神树、陶瓷碎片等。下列有关叙述错误的是(　B　)A．考古时利用C测定文物的年代，C的中子数为8B．黄金面具、青铜神树的成分均为纯金属C．丝绸转化为“黑炭”的过程涉及化学变化D．三星堆中含有大量的陶瓷碎片，属于无机非金属材料【解析】　C的质子数为6、质量数为14，中子数为(14－6)＝8，故A正确；青铜神树的成分为铜合金，故B错误；丝绸转化为“黑炭”的过程中有新物质生成，属于化学变化，故C正确；陶瓷碎片的主要成分是硅酸盐，硅酸盐属于无机非金属材料，故D正确。2．(2021·南京模拟)在各种防疫防控措施中，化学知识起了重要作用。下列说法正确的是(　C　)A．过氧化氢、乙醇、过氧乙酸等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒目的B．“84”消毒液是以NaClO为有效成分的消毒液，与盐酸混合可以提升消毒效果C．用药皂洗手能有效防止病毒传染，药皂中的苯酚能杀菌消毒D．医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜，其单体四氟乙烯属于烯烃【解析】　过氧化氢、过氧乙酸等消毒液可以将病毒氧化而达到消毒目的，乙醇能让蛋白质变性而消毒，故A错误；“84”消毒液是以NaClO为有效成分的消毒液，NaClO与盐酸混合生成氯气，故B错误；药皂中的苯酚能杀菌消毒，所以用药皂洗手能有效防止病毒传染，故C正确；只含C、H两种元素的有机物是烃，四氟乙烯含有F元素，不属于烃，故D错误。3．(2021·南京模拟)下列铁及其化合物性质与用途具有对应关系的是(　A　)A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂B．Fe2O3粉末呈红棕色，可用于制取铁盐C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂D．FeCl3溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板【解析】　Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂，A正确；Fe2O3粉末呈红棕色，可用于染料，B错误；Fe3＋水解，生成氢氧化铁胶体，可用作净水剂，C错误；FeCl3溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错误。4．(2021·锦州模拟)2020年11月“嫦娥五号”成功着陆月球，展示了以芳纶为主制成的五星红旗，用SiC增强铝基材料钻杆“挖土”，实现了中国首次月球无人采样返回。研究表明月球表面的“土壤”主要含有氧、硅、铝、铁、镁、钙和钠等元素。下列有关说法正确的是(　C　)A．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能B．制作五星红旗用的芳纶为合成纤维，具有烧焦羽毛的气味C．制作钻杆用的SiC又称金刚砂，具有硬度大、耐磨性好的优点D．月球表面的“土壤”所含元素均可以利用焰色反应进行判断【解析】　“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵，是将太阳能转化为电能，锂离子电池组，是将化学能转变成电能，故A错误；蛋白质燃烧会闻到烧焦羽毛气味，芳纶纤维属于合成纤维，不是蛋白质，故B错误；SiC俗称金刚砂，为原子晶体，硬度大，熔点高，耐磨性好，可用于制作高强度、耐高温、耐磨的产品，如高温结构陶瓷和轴承等，故C正确；焰色反应是一些金属元素的性质，不是所有元素都具有的性质，利用焰色反应不能判断月球表面的“土壤”所含的全部元素，故D错误。5．(2021·沧州模拟)下列物质的用途与其化学性质对应关系正确的是(　B　)选项化学性质实际应用ASO2具有还原性漂白纸浆BNa2O2能与CO2和水反应作供氧剂CNa2SiO3的水溶液具有碱性作矿物胶DAl是活泼金属铝质容器贮运浓硝酸 【解析】　漂白纸浆利用的是SO2的漂白性而不是还原性，A错误；Na2O2能与CO2和水反应产生氧气，故Na2O2可作供氧剂，B正确；作矿物胶是利用水玻璃的黏性，C错误；铝质容器贮运浓硝酸是利用铝在常温下遇浓硝酸钝化，D错误。6．(2021·南昌模拟)甲、乙是由短周期元素组成的常见物质或微粒，在中学化学中有许多物质或微粒能满足下列相互转化关系：甲乙甲。下列说法不正确的是(　D　)A．甲有可能是AlO也有可能是Al(OH)3B．若乙为无色无味气体，则甲可能是COC．若甲是具有刺激性气味的气体，则甲、乙具有相同的电子数D．若甲、乙均为离子，甲、乙两种离子在同一溶液中一定不能大量共存【解析】　甲有可能是AlO也有可能是Al(OH)3，反应涉及到的方程式有：H2O＋AlO＋H＋===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，A正确；乙是无色无味气体，乙应是酸性气体CO2，CO2和碱反应的方程式有：CO2＋OH－===HCO，CO2＋2OH－===CO＋H2O，所以甲可能是HCO或CO，B正确；若甲是具有刺激性气味的气体，甲能与酸反应，甲应为碱性气体NH3，NH3与酸反应NH3＋H＋===NH，H＋无电子，所以NH3与NH具有相同的电子数，C正确；若甲、乙均为离子，甲能和酸反应，乙能和碱反应，那么甲应是弱酸根离子，乙是弱酸酸式酸根离子或一些阳离子，两种离子都能发生水解，所以甲、乙两种离子可能共存也可能不能共存，如CO与HCO可共存，AlO与Al3＋不可共存，D错误。7．(2021·鞍山模拟)如图是M元素高中常见物质的价类二维图。其中A到D、D到E的转化都可以加同—种物质实现，且E的相对分子质量比D的相对分子质量大16，下列说法正确的是(　C　)A．汽油燃料中主要含有M元素，所以汽车尾气中通常含有大量D而导致环境问题B．检验Ⅰ中阳离子的方法：向其样品中加强碱，产生的气体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红C．物质F的浓溶液可以用铁制容器盛放D．物质B可用作火箭燃料，其电子式为【解析】　汽油燃烧时，吸入的空气中含有氮气，在放电的条件下生成NO，导致环境污染，A错误；Ⅰ为含硝酸根离子的正盐，其阳离子不一定含有铵根离子，B错误；物质F为硝酸，硝酸的浓溶液与铁发生钝化，可以用铁制容器盛放，C正确；物质B为联氨(H2N—NH2)可用作火箭燃料，其电子式为，D错误。8．(2021·济南模拟)含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示，下列叙述不正确的是(　C　)A．该过程中可得到化工产品H2SO4B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2C．该过程中化合价发生改变的元素只有O和SD．图中涉及的反应之一为：Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4【解析】　根据图中右下角，硫酸铁和二氧化硫反应生成硫酸，因此该过程中可得到化工产品H2SO4，故A正确；整个流程图中得出该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2，故B正确；该过程中化合价发生改变的元素不仅有O和S，还有Fe化合价变化，故C错误；根据图中右下角，硫酸铁和二氧化硫反应，其反应为：Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，故D正确。9．(2021·成都模拟)某化工厂利用钡泥(主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2)制取Ba(NO3)2，其工艺流程如下，下列说法不正确的是(　B　)A．酸溶时，Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为：Ba(FeO2)2＋8HNO3===Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2OB．酸溶时为了加快反应速率，使用浓HNO3代替稀HNO3并加热煮沸C．X试剂可以是BaCO3D．上述流程中洗涤的主要目的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染【解析】　Ba(FeO2)2中Fe元素是＋3价，钡元素为＋2价，故Ba(FeO2)2与硝酸不发生氧化还原反应，其反应方程式为：Ba(FeO2)2＋8HNO3===Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O，故A正确；酸溶时为加快反应速率不能用浓硝酸代替稀硝酸并加热煮沸，原因是浓硝酸具有挥发性和不稳定性，产生大量污染性气体，且温度越高，挥发和分解速率越快，酸溶时加快反应速率可用搅拌等方法，故B错误；加入X调节溶液的pH＝4～5，则X应能消耗H＋，且不引入新杂质，可选用BaCO3，故C正确；母液中含有硝酸钡，废渣上吸附钡离子，洗涤可减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染，故D正确。10．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是(　D　)已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→dB．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应【解析】　根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，所以首先应制备纯净的干燥的NO，利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气，则先通过装置D除去挥发出的HNO3，然后再通过F干燥，得到纯净干燥的NO进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，又因为NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A项正确；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2，B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3和产生的NO2，C项正确；装置B盛放的是浓硝酸，依题意可知浓硝酸可以氧化NO，便于氢氧化钠溶液吸收，D项错误。11．(2021·石家庄模拟)利用“价类二维图”可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系，图中甲～己均含铁元素。回答下列问题：(1)甲在高温下与水蒸气反应，若生成的H2在标准状况下的体积为22．4 L，则参加反应的甲的质量为__42__g。检验某黑色氧化物固体是否含有乙时，先取少量固体溶于适量的盐酸，滴加__KSCN__(填化学式)溶液，溶液不变红色，再滴加几滴氯水，溶液变红色，则可初步判断含有乙。(2)戊与烧碱溶液反应生成丙，在空气中放置一段时间后丙转化为丁，丙转化为丁的化学方程式为__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__。(3)K2FeO4常用作杀菌消毒剂，从化合价的角度分析是K2FeO4具有__氧化__性。用己(FeCl3)与KClO在强碱性条件下制取K2FeO4时，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__3∶2__。(4)一个完整的氧化还原反应方程式可以拆开写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋的拆写结果是：氧化反应为：Cu－2e－===Cu2＋；还原反应为：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。请据此将上图中甲与盐酸反应的离子方程式拆写成两个“半反应式”，其中还原反应为__2H＋＋2e－===H2↑__。(5)若己和戊分别是硫酸亚铁和硫酸铁，取一定量己和戊的混合物样品溶于水，配成100 mL溶液，所得溶液分成两份，在第一份溶液中加入0．5 mol/L的氯化钡溶液220 mL恰好完全反应。在第二份溶液中通入标准状况下的氯气0．896 L，可以使Fe2＋全部转化成Fe3＋，若在第一份溶液中完全反应后过滤所得的滤液中再加入足量的NaOH溶液，所得的沉淀经洗涤、空气中充分灼烧，最后残渣的质量是__8__g。【解析】　(1)标准状况下22．4 L H2的物质的量为1 mol，甲是0价的铁，即为铁单质，根据反应3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2↑，参加反应铁的物质的量＝n(H2)＝×1 mol＝0．75 mol，质量为：0．75×56＝42 g，乙是FeO，取少量样品溶于适量的盐酸，滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加几滴氯水，溶液变血红色，说明含有Fe2＋，即含有FeO；(2)戊为＋2价铁盐，Fe2＋与NaOH反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化，放在空气中会发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；(3)K2FeO4中的铁为＋6价，具有强氧化性，FeCl3与KClO在强碱性条件下反应生成K2FeO4的方程式为：2FeCl3＋3KClO＋10KOH===2K2FeO4＋9KCl＋5H2O，KClO得到电子是氧化剂，FeCl3失去电子是还原剂，故氧化剂和还原剂物质的量之比为3∶2；(4)甲为铁，与盐酸反应的方程式为：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，Fe的化合价从0价上升至＋2价，发生氧化反应，HCl中的氢化合价从＋1价降低至0价，发生还原反应，所以其中还原反应的“半反应式”为2H＋＋2e－===H2↑；(5)在第一份溶液中加入氯化钡溶液发生反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，溶液中n(SO)＝n(Ba2＋)＝0．5 mol/L×0．220 L＝0．11 mol，在第二份溶液中通入氯气发生反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，n(Fe2＋)＝2n(Cl2)＝×2＝0．08 mol，根据电荷守恒可得原溶液中n(Fe3＋)＝(0．11 mol－0．08 mol)×＝0．02 mol，在第一份溶液完全反应后所得的溶液中加入氢氧化钠溶液，得到沉淀洗涤灼烧，最终得到的残渣固体为Fe2O3，根据铁原子守恒可知：n(Fe2O3)＝×(0．02 mol＋0．08 mol)＝0．05 mol，质量为0．05×160＝8 g。12．CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解结晶水合物CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】(实验探究)该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。请回答下列问题：(1)仪器X的名称是__球形干燥管__。(2)实验操作的先后顺序是a→__c、d、b__→e(填操作的编号)。a．检查装置的气密性后加入药品b．熄灭酒精灯，冷却c．在“气体入口”处通入干燥HCld．点燃酒精灯，加热e．停止通入HCl，然后通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是__先逐渐变为红色，后褪色__。(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是__Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O__。(探究反思)(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：①若杂质是CuCl2，则产生的原因是__加热温度不够或加热时间不足__。②若杂质是CuO，则产生的原因是__没有在HCl的氛围中加热__。【解析】　(1)根据仪器X的构造特点知其名称为球形干燥管。(2)加热CuCl2·2H2O制备CuCl，为防止生成的CuCl被空气中的氧气氧化和Cu＋水解，必须要先通入干燥的HCl气体赶走装置中的空气再加热，且要在HCl气流中加热制备，反应结束后先熄灭酒精灯，继续通入氮气直至装置冷却，所以操作顺序为：a－c－d－b－e，故答案为cdb。(3)B中物质由白色变为蓝色，说明有水生成，产物中还有Cl2，所以C中石蕊试纸先逐渐变为红色，后褪色。(4)D中是Cl2和NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(5)①根据题给信息知若杂质是CuCl2，说明CuCl2没有反应完全，原因为加热时间不足或温度偏低；②若杂质是氧化铜，说明CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2，进一步分解生成CuO，原因是通入HCl的量不足。13．(2021·南京师大附中模拟)H2S和NO等是自然环境的重要污染物。下列方法可以实现对H2S和NO等污染物处理。(1)利用多孔性活性Fe2O3·H2O颗粒物脱除烟气中的硫化氢。活性Fe2O3·H2O颗粒脱除H2S过程如图，图中省略了部分物质。①在烟气进入净化设备前，必须经过除尘预处理，其目的是__防止吸附颗粒孔径被烟气中颗粒物堵塞__。②写出反应Ⅲ再生成多孔性活性Fe2O3·H2O的化学方程式：__2Fe2S3＋2H2O＋3O2===2Fe2O3·H2O＋6S__。③脱除H2S过程中应防止产生FeS，以免影响活性Fe2O3·H2O颗粒的再生，写出反应Ⅳ中可能产生的铁的化合物的化学式：__Fe2O3或Fe3O4、Fe2(SO4)3或FeSO4__(至少写出两种物质)。(2)石墨烯负载纳米铁能迅速有效地还原污水中的NO，纳米铁还原废水中NO的可能反应机理如图表示。①纳米铁还原NO的过程可描述为__纳米Fe失去电子生成Fe2＋；吸附在纳米铁表面上的NO得到电子还原生成NO；NO在纳米铁表面上进一步得电子还原生成N2和NH__。②经检测，污水中NO浓度很小，但污水中总氮浓度下降不明显，原因是__NO在纳米铁表面上被还原生成NH的速率大于生成N2的速率__。【解析】　(1)①烟气中含有灰尘等固体颗粒物，会堵塞吸附颗粒的孔径；②反应Ⅲ是硫化铁和空气中的氧气和水蒸气反应生成Fe2O3·H2O，化学方程式为：2Fe2S3＋2H2O＋3O2===2Fe2O3·H2O＋6S；③反应Ⅳ中硫化亚铁可能会被氧化成氧化铁或四氧化三铁，硫离子也可能被氧化，生成硫酸铁或硫酸亚铁；(2)①由图得，纳米Fe失去电子生成Fe2＋；吸附在纳米铁表面上的NO得到电子被还原为NO；NO在纳米铁表面上进一步得电子发生还原反应生成N2和NH；②污水中NO浓度很小，但污水中总氮浓度下降不明显，表明NO更多是转化成铵根离子，仍然存在溶液中。14．(2021·海淀区模拟)在钢中加入一定量的钒，就能使钢的硬度、耐腐蚀性大增。工业上以富钒炉渣(主要成分为V2O5、Fe2O3和SiO2等)为原料提取五氧化二钒的工艺流程如下：(1)在第—步操作焙烧过程中V2O5转化为可溶性NaVO3，该反应的化学方程式为__2V2O5＋O2＋4NaCl4NaVO3＋2Cl2__。(2)焙烧炉中可用Na2CO3代替NaCl与富钒炉渣焙烧制得偏钒酸钠。用Na2CO3代替NaCl的优点是__不会产生污染环境的氯气__。(3)以上流程中应用过滤操作的有__③和④__，在第三步操作后加入氯化铵得到偏钒酸铵(NH4VO3)，为使钒元素的沉降率达到98%，要加入较多的NH4Cl，从平衡角度分析原因__铵根和偏钒酸跟水解方程式为：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋、VO＋H2OHVO3＋OH－，增加铵根的浓度促进偏钒酸根水解__。(4)产品纯度测定：将m g产品溶于足量稀硫酸配成100 mL(VO2)2SO4溶液。取20．00 mL该溶液于锥形瓶中，用a mol·L－1 H2C2O4标准溶液进行滴定，经过三次滴定，达到滴定终点时平均消耗标准溶液的体积为20．00 mL。资料：钒的盐类的颜色五光十色，有绿的、红的、黑的、黄的，绿的碧如翡翠，黑的犹如浓墨。这些色彩缤纷的钒的化合物，常被制成鲜艳的颜料。如：VO溶液为黄色，VO2＋溶液为蓝色，而五氧化二钒则是红色的。①完成下列滴定过程的离子方程式。__2__VO＋H2C2O4＋__2H＋__===__2__VO2＋＋__2__CO2↑＋__2H2O__；②该滴定实验不需要另外加入指示剂，达到滴定终点的现象是__当滴入最后一滴标准液后，溶液由黄色变为蓝色，且半分钟内不恢复到原来的颜色__。③产品的纯度为__%__。(用质量分数表示)已知相对分子质量：V2O5182；H2C2O490。【解析】　(1)第一步焙烧将五氧化二钒转化为偏钒酸钠，根据氧化还原反应的规律可得反应为2V2O5＋O2＋4NaCl4NaNO3＋2Cl2；(2)用碳酸钠代替氯化钠时不会产生污染环境的氯气；(3)根据流程可知，水浸后偏钒酸钠溶于水，氧化铁和二氧化硅不溶于水，需过滤除去；在滤液中加入氯化铵和硫酸后有偏钒酸铵析出，需过滤得到偏钒酸铵；铵根和偏钒酸根水解方程式为NH＋H2ONH3·H2O＋H＋、VO＋H2OHVO3＋OH－，增加铵根的浓度促进偏钒酸根水解；(4)①根据氧化还原反应的规律可得2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O；②VO溶液为黄色，VO2＋溶液为蓝色，所以终点的现象为当滴入最后一滴标准液后，溶液由黄色变为蓝色，且半分钟内不恢复到原来的颜色；③根据反应可得关系式2VO～H2C2O4，可得c(VO)＝，带入数据可得c(VO)＝2a mol/L，n(VO)＝c·V＝2a×0．1＝0．2a mol，又2VO～V2O5，故n(V2O5)＝＝0．1a mol，m(V2O5)＝n·M＝0．1a×182＝18．2a g，样品的质量分数为×100%＝×100%＝%。