专题四　常见元素及其重要化合物 (原卷版)

这是一份专题四　常见元素及其重要化合物 (原卷版)，共27页。学案主要包含了常见无机物的重要性质和应用，常见元素及其化合物的转化关系等内容，欢迎下载使用。
专题四　常见元素及其重要化合物
明课程标准
备关键能力
1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。
2．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯、氮、硫及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。
1．理解和辨析：从物质分类和化合价等角度认识常见元素及其化合物的性质，构建相互转化关系。
2．探究与创新：能设计实验方案，对常见元素及其化合物的性质进行探究，能基于实验现象和实验数据的分析，对探究方案进行评价和优化。


高考真题·导航
GAO KAO ZHEN TI DAO HANG　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　
1．(2020·全国卷Ⅱ·9)二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．海水酸化能引起HCO浓度增大、CO浓度减小
B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少
C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCOH＋＋CO
D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境
2．(2021·全国乙卷T)磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。

该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子
Fe3＋
Al3＋
Mg2＋
Ca2＋
开始沉淀的pH
2．2
3．5
9．5
12．4
沉淀完全(c＝1．0×10－5 mol·L－1)的pH
3．2
4．7
11．1
13．8

回答下列问题：
(1)“焙烧”中，TiO2、SiO2几乎不发生反应，Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐，写出Al2O3转化为NH4Al(SO4)2的化学方程式_______________________________。
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2．0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11．6，依次析出的金属离子是__________________________________________。
(3)“母液①”中Mg2＋浓度为____________________________mol·L－1。
(4)“水浸渣”在160 ℃“酸溶”最适合的酸是______。“酸溶渣”的成分是______、__________。
(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，TiO2＋水解析出TiO2·xH2O沉淀，该反应的离子方程式是________________________________________________。
(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得_________，循环利用。
3．(2021·全国甲卷)碘(紫黑色固体，微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题：
(1)I2的一种制备方法如下图所示：

①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为________________________________，生成的沉淀与硝酸反应，生成________后可循环使用。
②通入Cl2的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为______________________；若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)＝1．5时，氧化产物为___________；当n(Cl2)/n(FeI2)>1．5，单质碘的收率会降低，原因是________________________。
(2)以NaIO3为原料制备I2的方法是：先向NaIO3溶液中加入适量的NaHSO3，生成碘化物；再向混合溶液中加入NaIO3溶液，反应得到I2，上述制备I2的总反应的离子方程式为________________________________________________________。
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2，若生成1 mol I2，消耗的KI至少为________mol。I2在KI溶液中可发生反应I2＋I－I。实验室中使用过量的KI与CuSO4溶液反应后，过滤，滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是____________________________________。
4．(2020·全国卷Ⅰ·26节选)钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
Fe3＋
Fe2＋
Al3＋
Mn2＋
开始沉淀pH
1．9
7．0
3．0
8．1
完全沉淀pH
3．2
9．0
4．7
10．1

回答下列问题：
(1)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·xH2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、Na＋、________，以及部分的__________。
(2)“沉淀转溶”中，V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是__________。
(3)“调pH”中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是_________________________________________________________。
(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，需要加入过量NH4Cl，其原因是________________________________________________________。
5．(2020·全国卷Ⅲ·27节选)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子
Ni2＋
Al3＋
Fe3＋
Fe2＋
开始沉淀时
(c＝0．01 mol· L－1)的pH
沉淀完全时
(c＝1．0×10－5 mol· L－1)的pH
7．2
8．7
3．7
4．7
2．2
3．2
7．5
9．0

回答下列问题：
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是________________________。为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式_________________________________________________________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是________________________________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是____________________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即

“滤液③”中可能含有的杂质离子为_______________________。
6．(2019·全国卷Ⅰ·26)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)“滤渣1”的主要成分有__________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是________________________。
(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)，Ka＝5．81×10－10，可判断H3BO3是______________酸；在“过滤2”前，将溶液pH调节至3．5，目的是______________________________________________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为___________________________________________________________，母液经加热后可返回__________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________________。
　　　　　　
本部分知识是中学化学的核心知识点之一，是历年高考考查的重点和知识载体，预计在未来高考中，元素单质及其化合物的性质、物质推断和物质的转化关系，主要以选择题形式出现，结合离子反应，NA、化学实验现象分析、工农业生产、传统文化等，以文字表述题和图表型题的形式出现，主要考查元素及其化合物的典型性质、用途及应用；在主观题中则以物质的制备或分离提纯以无机工艺流程题，综合实验题为载体综合考查重要的单质、化合物的性质及反应原理、兼顾考查物质的用途及对环境的影响，同时涉及陌生氧化还原反应方程式、离子方程式的书写。

必备知识·整合
BI BEI ZHI SHI ZHENG HE
一、常见无机物的重要性质和应用

物质性质
应用
(1)
浓硫酸具有吸水性
作干燥剂(不能干燥NH3、H2S、HI)
(2)
生石灰、无水氯化钙能吸收水分
可作(食品)干燥剂
(3)
P2O5能与水反应
可作(不可用作食品)干燥剂
(4)
硅胶能吸收水分
可作(袋装食品)干燥剂
(5)
硅是常用的半导体材料
可作太阳能电池板
(6)
SiO2存在光的全反射
可作光导纤维
(7)
4HF＋SiO2===2H2O＋SiF4↑
用氢氟酸雕刻玻璃
(8)
ClO2具有较强的氧化性
用于自来水的杀菌消毒
(9)
次氯酸盐具有强氧化性
可作杀菌消毒剂，还可作漂白剂
(10)
碘酸钾在常温下稳定
食盐中的加碘物质
(11)
NH4HCO3、NH4NO3是可溶的含氮化合物
可用作氮肥
(12)
浓氨水具有挥发性和还原性
用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
(13)
二氧化硫具有漂白性
二氧化硫可以用来漂白纸浆、草帽辫等
(14)
NaHCO3受热分解生成CO2、能与酸反应
可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂
(15)
Na2CO3水解使溶液显碱性
用热的纯碱溶液洗去油污
(16)
Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2
作供氧剂
(17)
硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂
盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
(18)
Al具有良好的延展性和抗腐蚀性
常用铝箔包装物品
(19)
常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化
可盛装、运输浓硫酸、浓硝酸
(20)
铝有还原性，与氧化铁反应放出大量的热
可用于焊接铁轨
(21)
MgO、Al2O3熔点高
作耐高温材料
(22)
Al3＋水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性
明矾作净水剂(混凝剂)
(23)
小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成二氧化碳
可以作泡沫灭火器
(24)
明矾溶液显酸性
利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈
(25)
Al(OH)3有弱碱性
可用于中和胃酸
(26)
Fe具有还原性
防止食品氧化变质
(27)
Fe2O3是红棕色粉末
作红色颜料
(28)
Fe3＋水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性
铁盐可用作净水剂(混凝剂)
(29)
K2FeO4是强氧化剂，还原产物Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体
K2FeO4作新型消毒剂、净水剂
(30)
FeCl3溶液具有较强氧化性
FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
(31)
CuSO4使蛋白质变性
误服CuSO4溶液，喝蛋清或豆浆解毒
(32)
BaSO4不溶于水，不与胃酸反应
在医疗上进行胃部造影前，BaSO4作患者服用的“钡餐”
(33)
干冰升华吸收大量的热
人工降雨
(34)
液氨汽化吸收大量的热
作制冷剂

二、常见元素及其化合物的转化关系
1．直线型转化
(1)转化
①或
NaNa2ONa2O2NaOH
CCOCO2H2CO3
S(或H2S)SO2SO3H2SO4
N2(或NH3)NONO2HNO3
②ABC
a．若X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
b．若X为强酸，如HCl
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
c．若X为强碱，如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
(2)物质不能一步反应进行的转化
①S―→SO3(×)，应转化成SO2；
②N2―→NO2(×)，应转化成NO；
③SiO2―→H2SiO3(×)，需多步转化；
④Cl2―→FeCl2(×)，需多步转化；
⑤CuO(等金属氧化物)―→Cu(OH)2(×)，需多步转化。
2．交叉型转化

3．三角型转化

4．元素化合物的特征反应现象
(1)燃烧：H2＋Cl2(苍白色火焰)，C2H2(C6H6)＋O2(明亮火焰，大量黑烟)，Al＋O2，Mg＋O2(耀眼白光，生成白色固体)，金属焰色反应。
(2)淀粉遇碘变蓝，蛋白质遇浓硝酸变黄。
(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，使品红溶液褪色的气体是Cl2、SO2等。
(4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。
(5)Fe3＋遇OH－生成红褐色沉淀，遇苯酚显紫色，遇SCN－显红色。
(6)Fe2＋遇OH－生成白色沉淀，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；Fe2＋遇SCN－无明显现象，在通入Cl2后溶液显红色。
(7)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH。
(8)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质：Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。
(9)燃烧能生成烟：Na在氯气中燃烧生成白烟，Fe在氯气中燃烧生成棕色烟，Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。

关键能力·突破
GUAN JIAN NENG LI TU PO　　　　　　　　　　　
考点一　元素及其化合物的性质及应用
角度　元素单质及其化合物的性质与应用
典例1下列有关物质性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．FeCl3易发生水解，可用于蚀刻铜制的印制线路板
B．漂白粉具有氧化性，可用于脱除烟气中SO2和NO
C．CaCO3高温下能分解，可用于修复被酸雨侵蚀的土壤
D．活性炭具有还原性，可用于除去水体中Pb2＋等重金属
典例2(2019·天津高考·3)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是(　　)
A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
〔类题通关〕
1．(2021·徐州模拟)氮、磷、砷元素广泛应用于生产生活中，NH3、N2H4、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，下列氮及其化合物的性质与用途的对应关系正确的是(　　)
A．氯化铵溶液显酸性，可用作除锈剂
B．氨气具有还原性，可用作致冷剂
C．氮气的化学性质不活泼，可用于合成氨
D．硝酸铵易分解放出气体和大量热，可用作化肥
2．(2021·玉溪模拟)下列叙述或操作正确的是(　　)
A．由制备Na用电解熔融状态的NaCl推知，制备Al也可用电解熔融状态的AlCl3
B．根据反应①3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O和反应②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O推知，氧化性：稀HNO3>浓HNO3
C．取适量X溶液，向其中通入CO2气体直至过量，有白色沉淀，说明X溶液中一定含有AlO
D．取a g Na2CO3和NaHCO3的混合物充分加热，减重b g，可以测定混合物中Na2CO3的质量分数
角度　结合实验考查元素及其化合物的性质
典例3(2021·武汉模拟)用图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。

主要实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2后，滴入浓硝酸后无明显现象，加热烧瓶，反应开始后停止加热
①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；反应停止后，A中无固体剩余。
②B中溶液变棕色
取少量A中溶液，加几滴氯水，再滴入硫氰化钾溶液
③溶液变为红色
取少量B中溶液，加热
④B中棕色溶液变浅，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色

已知：FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)　ΔHa≈c
ⅱ．若起始不通入NO2，则最终检测不到SO
②
3%氨水
b
③
蒸馏水
c
④
空气
3%氨水
d

由实验得到的下列推论不正确的是(　　)
A．雾霾中硫酸盐的形成与空气中的O2有关
B．反应室②和反应室④中生成SO的同时还生成NH
C．农业生产中大量使用铵态氮肥可能会加重雾霾的形成
D．控制工厂中SO2和氮氧化物向大气的排放可有效治理雾霾
3．(2021·泰安模拟)中学化学常见物质之间，在一定条件下可以发生如图所示的转化关系(部分反应中的H2O没有标明)，其中A、B、C中均含有同一种元素。下列说法错误的是(　　)

A．若A、B、C、D都是中学化学常见气体，则D可能是氧气
B．若A是气体，D是常见金属，则反应①、②、③都是化合反应
C．若B物质具有两性，A、B、C、D都是化合物，则C溶液可能呈酸性，也可能呈碱性
D．若①、②、③反应都是氧化还原反应，则A、B、C中含有的同一种元素一定呈现三种不同化合价
4．(2021·茂名模拟)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛，实验室可用如图所示装置制备ICl3(氯气与碘在稍低于70 ℃反应，夹持装置已省略)。下列说法错误的是(　　)

A．装置①中反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B．装置②的作用是除去氯气中的HCl，同时可监测装置③中是否发生堵塞
C．装置③与装置⑤的作用完全相同
D．三氯化碘溶于水中发生反应的化学方程式为ICl3＋2H2O===HIO2＋3HCl
5．(2021·广州模拟)后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的青铜礼器，形制巨大，雄伟庄严，工艺精巧，足以代表高度发达的商代青铜文化。下列有关说法错误的是(　　)

A．青铜的熔点低于纯铜
B．古代湿法炼铜的原理是置换反应
C．现代电解精炼铜时，粗铜作阳极
D．青铜器表面的铜绿是铜的一种氧化物
6．(2021·衡阳模拟)下列关于某短周期元素的价类二维图的说法错误的是(　　)

A．X一定含有氧元素
B．H一定是I的酸酐
C．过量的I一定能使氢氧化钡溶液先变浑浊后变澄清
D．G可以与E在常温下反应得到F
7．(2019·北京高考·28)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
(1)实验一：用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。

①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是______________________________________。
②试剂a是__________________________________。
(2)对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水)
实验二：验证B的成分

①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：
____________________________________________________________。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是____________________________________________________。
(3)根据沉淀F的存在，推测SO的产生有两个途径：
途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。
途径2：实验二中，SO被氧化为SO进入D。
实验三：探究SO的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有________；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：____________________________________________________________________。
②实验三的结论：_________________________________________________。
(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是________________________________________________________。
(5)根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和SO生成。
(6)根据上述实验所得结论：______________________________________________________。

热点聚焦
RE DIAN JU JIAO　　　　　　　　　　　
化工流程综合题
〔知识储备〕
1．模型分析
工业流程题目在流程上一般分为三个过程：原料处理→分离提纯→获得产品

(1)规律：主线主产品，分支副产品，回头为循环。
(2)核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生成条件的控制等。
2．模型解读
(1)解读一：原料预处理方式
关键词
释义
研磨、雾化
将块状或颗粒状的物质磨成粉末或将液体雾化，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
酸浸
(或碱浸)
在酸性(或碱性)溶液中使某些物质与H＋(或OH－)反应生成可溶性离子而进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
煅烧
使固体在高温下分解或改变结构、使杂质高温氧化、分解等。如煅烧金属硫化物矿石，可将硫元素转化成SO2而除去
灼烧
除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质

(2)解读二：必考的核心反应
核心反应
思考角度
加氧化剂
氧化某物质，生成目标产物或除去某些离子
判断能否加其他物质
要考虑是否引入杂质(或影响产物的纯度)等
控制溶
液的pH
①调节溶液的酸碱性，使金属离子形成氢氧化物沉淀析出(或抑制水解)；
②“酸作用”还可除去氧化物(膜)；
③“碱作用”还可除去油污，除去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅等；
④特定的氧化还原反应需要的酸性条件(或碱性条件)
控制温度
(常用水浴、
冰浴或油浴)
①防止副反应的发生；
②使化学平衡移动；控制化学反应的方向；
③控制固体的溶解与结晶；
④控制反应速率；使催化剂达到最大活性；
⑤升温：促进溶液中的气体逸出；使某物质达到沸点挥发；
⑥加热煮沸：促进水解，聚沉后利于过滤分离；
⑦降温：防止物质高温分解或挥发；降温(或减压)可以减少能源成本，降低对设备的要求
在空气中或在其他气体
中进行的反应或操作
要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应；或能否达到隔绝空气、防氧化、防水解、防潮解等目的
控制压强
改变速率，使平衡向需要的方向移动
使用催化剂
加快反应速率，缩短达到平衡的时间
趁热过滤
防止某物质降温时会大量析出
洗涤晶体
①水洗：通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质；
②冰水洗涤：能洗去晶体表面的杂质离子，且防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗；
③用特定有机试剂清洗晶体：洗去晶体表面的杂质，降低晶体的溶解度、有利于析出，减少损耗等

(3)解读三：分离提纯方法
①提纯方法与目的
提纯方法
目的
水溶法
除去可溶性杂质
酸溶法
除去碱性杂质
碱溶法
除去酸性杂质
氧化剂或还原剂法
除去还原性或氧化性杂质
加热灼烧法
除去受热易分解或易挥发的杂质
调节pH法
如除去酸性铜盐溶液中的Fe3＋等

②分离方法
a．过滤：分离难溶物和易溶物，根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。
b．萃取和分液：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质，如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。
c．蒸发结晶：蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。
d．蒸发浓缩：蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度。
e．冷却结晶：提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。
f．蒸馏或分馏：分离沸点不同且互溶的液体混合物，如分离乙醇和甘油。
〔典例剖析〕
(2021·武汉模拟)Ⅰ．某化工厂以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，工艺流程如图：

ⅰ．常温，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，碱性条件下，能将Cr3＋转化为CrO。
ⅱ．常温时，部分金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH值
金属离子
Fe3＋
Al3＋
Cr3＋
Fe2＋
Bi3＋
开始沉淀的pH
2．7
3．4
5．5
7．5
0．7
沉淀完全的pH
3．7
4．9
5．9
9．7
4．5

(1)步骤①提高酸溶速率的措施__________________________(任填一条即可)。固体A的成分是___________________。
(2)步骤③需加氢氧化钠溶液调节pH，调节pH范围为_______________________，目的是________________________________________________________________。
(3)写出④反应的离子方程式_____________________________________________。
(4)将溶液H经过_______________________________________(操作)即得红矾钠粗晶体。
Ⅱ．经该工厂的工业废水中含1．00×10－3 mol·L－1的Cr2O，其毒性较大。该化工厂的科研人员为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0．5Fe1．5FeO4(Fe的化合价依次为＋3、＋2)，又设计了如下工艺流程：

(5)第①步反应的离子方程式是____________________________________________。
(6)常温时，如忽略步骤①所加FeSO4·7H2O所引起的溶液体积变化，依据上表数据，则步骤②加入NaOH溶液调节溶液的pH至9时，溶液中Cr3＋的浓度为_______mol/L(已知：101/2≈3．2)。
(7)欲使1 L该废水中的Cr2O完全转化为Cr0．5Fe1．5FeO4。理论上需要加入FeSO4·7H2O的质量为_________g(已知FeSO4·7H2O的摩尔质量为278 g/mol)。
〔增分训练〕
1．(2021·南京模拟)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程。

根据上述流程回答下列问题：
(1)混合①中发生反应的化学方程式为______________________________________。
(2)混合①中使用冰水的目的是______________________________________________。
(3)操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是______、______。
(4)混合液②中加入Na2SO3的目的是______________________________。
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)常带有淡淡的黄色。于是甲、乙两同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________，若假设成立可观察的现象为________________________。乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________，其用于证明该假设所用的试剂为_____________。
2．(2021·福州模拟)某化工厂用废铜渣(含少量铁)为原料生产胆矾的流程如下：

(1)本化工厂所需的硝酸是一种重要的化工原料，制备该硝酸主要通过三个过程，则以NH3作为原料的该过程反应化学方程式为__________________________________________。该HNO3的酸酐是______。所需的硫酸在工业上是用浓硫酸吸收SO3，不直接用H2O吸收的原因是________________________________________________________________________。
(2)浸出时稀硝酸和Cu反应的离子方程式为_____________________________________。
(3)将制得的胆矾中加入浓硫酸会变成白色物质，此过程体现了浓硫酸的___________性。
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(　　)
A．考古时利用C测定文物的年代，C的中子数为8
B．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
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(　　)
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
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．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
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(　　)
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
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(　　)
选项
化学性质
实际应用
A
SO2具有还原性
漂白纸浆
B
Na2O2能与CO2和水反应
作供氧剂
C
Na2SiO3的水溶液具有碱性
作矿物胶
D
Al是活泼金属
铝质容器贮运浓硝酸

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(　　)
A．甲有可能是AlO也有可能是Al(OH)3
B．若乙为无色无味气体，则甲可能是CO
C．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
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(　　)

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
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(　　)

A．该过程中可得到化工产品H2SO4
B．该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C．该过程中化合价发生改变的元素只有O和S
D．图中涉及的反应之一为：Fe2(SO4)3＋SO2＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4
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(　　)

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＋4H2O
B．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BaCO3
D．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
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(　　)

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→d
B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应
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______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________(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___________________________________________________。
(3)K2FeO4常用作杀菌消毒剂，从化合价的角度分析是K2FeO4具有________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__________。
(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________________________。
(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______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______________。
(2)实验操作的先后顺序是a→_____________→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HCl
d．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__________。
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是________________________________。
(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____________________________________________。
②若杂质是CuO，则产生的原因是__________________________________________。
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______________________。
②写出反应Ⅲ再生成多孔性活性Fe2O3·H2O的化学方程式：______________________。
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：______________________________(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___________________________________________。
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____________________________________________________________。
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__________________________________________。
(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__________________________________________。
(3)以上流程中应用过滤操作的有_________，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_____________________________________________________________________________。
(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。
_____VO＋H2C2O4＋________===_____VO2＋＋_____CO2↑＋________；
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____________________________________________。
③产品的纯度为_______。(用质量分数表示)已知相对分子质量：V2O5182；H2C2O490。