2021届+高三+化学+高考二轮复习+专题六 元素及其化合物

专题六  元素及其化合物

(建议用时：40分钟)

一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。

1．下列反应中，同一种气态反应物既被氧化又被还原的是（    ）

A．二氧化硫通入高锰酸钾溶液使之褪色

B．将二氧化氮通入氢氧化钠溶液中

C．将氯气与过量氨气混合，产生大量白烟

D．过氧化钠固体露置在空气中变白

解析：选B。A. 二氧化硫与酸性高锰酸钾反应中二氧化硫是还原剂，高锰酸钾是氧化剂，则不是同一种气态反应物既被氧化又被还原，故A错误；

B. 将二氧化氮(N为+4价)通入氢氧化钠溶液中生成亚硝酸钠(N为+3价)和硝酸钠(N为+5价)，所以该反应中N元素既被氧化又被还原，故B正确；

C. 将氯气与过量氨气混合，产生大量白烟氯化铵，氯气是氧化剂，部分氨气是还原剂，则不是同一种气态反应物既被氧化又被还原，故C错误；

D. 过氧化钠与空气中的水、二氧化碳反应，是过氧化钠自身的氧化还原反应，气体既未被氧化也未被还原，故D错误；

故选：B。

2．化学与社会、生活密切相关，对下列现象或事实的解释不正确的是(　　)

解析：选B。浓硫酸具有强氧化性，常温下能够使铁钝化，形成致密氧化膜阻止反应进行，所以可以用铁制容器盛装浓硫酸，故A正确；二氧化硫漂白纸浆，是因其具有漂白性，故B错误；液氨汽化吸收大量的热，具有制冷作用，可用作制冷剂，故C正确；84消毒液的主要成分是NaClO，具有强氧化性，能够杀菌消毒，所以可以用于环境消毒，故D正确。

3．A、B、C是中学阶段所学的三种单质，A、B、C及其他物质之间的转化关系如图所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D＋C―→E＋F且常温下只有B为气态，则A、B、C分别为(　　)

A．Fe、Cl2、Cu  B．Fe、Cl2、H2

C．Cu、Cl2、Fe  D．Fe、Cl2、Mg

解析：选A。 B单质水溶液呈酸性，且常温下为气态，则B为Cl2，结合转化关系可推出，A、B、C、D、E、F分别为Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2，A项正确。

4．下列关于C、N、S三种非金属元素及其化合物的说法中，错误的是(　　)

A．金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质，属于碳的同素异形体

B．氮氧化物、二氧化硫是形成酸雨的主要物质

C．C、N、S原子半径依次增大，氢化物稳定性逐渐增强

D．加热条件下，碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应

解析：选C。同种元素形成的性质不同的单质互称为同素异形体，金刚石、石墨、C60都是碳元素组成的单质，属于碳的同素异形体，A正确；氮氧化物、二氧化硫是形成酸雨的主要物质，B正确；根据元素周期律判断：N、C、S原子半径依次增大，氢化物稳定性：CH4<H2S<NH3，C错误；加热条件下，碳、硫单质都能与强氧化性酸浓硝酸、浓硫酸发生反应，D正确。

5．（江苏省七市2020届高三二调）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是

A．H2SiO3 SiO2 SiCl4

B．Cu Cu(NO3)2(aq) Cu(NO3)2(s)

C．ClCH2-CH2Cl HOCH2CH2OH HOOC-COOH

D．Al Al2O3NaAlO2(aq)

解析：选D。A.盐酸不能直接和二氧化硅反应得到四氯化硅，故A错误；

B.硝酸铜溶液加热蒸发由于水解不能得到硝酸铜固体，故B错误；

C.不能将醇通过新制氢氧化铜悬浊液一步氧化成酸，故C错误；

D. Al Al2O3NaAlO2(aq)，均可实现，故D正确；

故答案选：D。

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。

6．为测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量，某同学设计如下实验：取一定质量的混合物，通过测量反应前后②和③装置质量的变化，测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是(　　)

A．①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰

B．硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止

C．若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则测得的NaCl含量偏高

D．实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气

解析：选C。根据实验目的和装置的连接顺序可知，①装置用于吸收空气中的CO2和水蒸气，可以使用碱石灰；②装置吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气，可以使用无水CaCl2；③装置吸收NaHCO3分解生成的CO2，可以使用碱石灰，A项正确。实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶尽，避免影响测定结果，硬质玻璃管加热前，应关闭b，打开a，缓缓通入空气，直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止，B项正确。若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶，则会增加水蒸气的质量，使测得的Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高，NaCl的含量偏低，C项错误。实验过程中一直通入空气，停止加热后继续通入空气，使残留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收，D项正确。

7．实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法错误的是(　　)

A．装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色，体现了二氧化硫的氧化性

B．实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液检验是否含有Fe2＋

C．装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性

D．实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸

解析：选AB。该实验探究铁与浓硫酸在加热条件下的反应，并验证SO2的性质，装置A即为铁与浓硫酸的反应装置，产生SO2；装置B、C、D分别用来验证SO2的性质，装置E为尾气吸收装置。装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色，说明MnO被还原，即体现了二氧化硫的还原性，故A错误；KSCN溶液是用来检验Fe3＋的，故B错误；品红溶液用来检验SO2的漂白性，故装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性，故C正确；实验时将导管a插入浓硫酸中，可以使A中试管内压强与外界压强相等，即可防止装置B中的溶液倒吸，故D正确。

三、非选择题

8．Cl2O为国际公认的高效安全灭菌消毒剂之一，实验室可利用氯气和空气(氯气与空气体积比为1∶3，空气不参与反应)的混合气与含水8%的碳酸钠反应制备，所用实验装置和Cl2O的性质如下：

回答下列问题：

(1)仪器a的名称为________，所盛放的药品是________。

(2)写出装置A中发生反应的离子方程式：____________________________________

________________________________________________________________________。

(3)装置C的主要作用是____________________________________________________。

(4)装置D、E中都用到多孔球泡，其作用是___________________________________

________________________________________________________________________。

(5)写出装置D中生成Cl2O的化学方程式：___________________________________

________________________________________________________________________。

(6)Cl2O是一种更为理想的饮用水消毒剂，ClO2和Cl2O在消毒时自身均被还原为Cl－，ClO2的消毒能力是等质量Cl2O的______(结果保留两位小数)倍。

(7)装置E中所得溶液呈黄绿色，可能的原因是D中的氯气过量而进入E中，设计实验证明：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(8)制备Cl2O装置中存在缺陷，请提出改进措施：_____________________________

________________________________________________________________________。

答案：(1)球形干燥管　碱石灰　(2)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　(3)控制氯气和空气的体积比　(4)增大反应物接触面积，使反应充分进行　(5)2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaCl＋Cl2O＋2NaHCO3　(6)1.61　(7)取少量E中溶液，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则说明是氯气过量所致　(8)将装置D放在冰水浴中，以控制三颈烧瓶内的温度不超过42 ℃

9．(2019·泰安高三一模)无水三氯化铬(CrCl3)为紫色晶体，熔点为83 ℃，易潮解，易升华，不易水解，高温下易被氧气氧化，在工业上主要用作媒染剂和催化剂。某小组同学用Cr2O3和CCl4(沸点76.8 ℃)在高温下制备无水三氯化铬，部分实验装置如图所示(夹持装置略)。

请回答下列问题：

(1)通入N2的作用是_______________________________________________________

________________________________________________________________(写出三点)。

(2)装置A和装置C的烧杯中分别盛放________、________。　

(3)装置B中反应一段时间后，除产生CrCl3外，还有副产物光气(COCl2)生成，该反应的化学方程式是_________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)该实验装置的设计存在不合理的地方，请指出并说明改进方法：________________________________________________________________________。

(5)样品中三氯化铬质量分数的测定

i．称取样品0.300 0 g，加水溶解并于250 mL容量瓶中定容。

ii.移取25.00 mL样品溶液于带塞的锥形瓶中，加热至沸腾后加入稍过量的Na2O2，稀释并加热煮沸，再加入过量H2SO4酸化，将Cr3＋氧化为Cr2O；再加入过量的KI固体，加塞摇匀，使铬完全以Cr3＋的形式存在。

iii.加入1 mL指示剂，用0.025 0 mol·L－1标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准Na2S2O3溶液21.00 mL(已知：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)。

①ii中加入Na2O2后要加热煮沸，其主要原因是______________________________；加入KI时发生反应的离子方程式为________________________________________________；

②滴定实验可选用的指示剂为________；若滴定时振荡不充分，刚看到局部变色就停止滴定，则会使样品无水三氯化铬的质量分数的测量结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)；

③样品中无水三氯化铬的质量分数为________%(结果保留三位有效数字)。

解析：(1)反应前通入氮气是为了排尽装置内的空气，以免CrCl3被氧气氧化；反应中通入氮气，是为了吹出CCl4蒸气使其进入硬质玻璃管中参加反应；反应后通入氮气，是为了将硬质玻璃管中的产物吹出以提高产率，并将残留尾气吹出进行处理，避免污染空气。(2)装置A的烧杯中盛放热水使CCl4汽化，装置C的烧杯中盛放冷水使生成的CrCl3凝华为固体。(3)根据题干可知装置B中反应产生CrCl3和COCl2，即Cr2O3＋3CCl4(g)2CrCl3＋3COCl2。(4)装置B与装置C之间的导管可能因CrCl3凝固而堵塞，应该换为较粗的导管。(5)①在ii中加入过量Na2O2除了氧化Cr3＋外还生成O2，溶解于溶液中的O2也可以氧化I－，故加入Na2O2后要加热煮沸，赶走溶液中的O2；向Cr2O的酸性溶液中加入KI生成Cr3＋、I2和H2O，故离子方程式是Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O。②滴定反应是2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI，可选用淀粉溶液做指示剂。滴定时，若局部变色就停止滴定，则I2未反应完全，消耗的Na2S2O3标准液比实际少，测出的结果偏低。③根据关系式2Cr3＋～Cr2O～3I2～6Na2S2O3，得n(Cr3＋)＝n(Na2S2O3)＝×21.00×10－3L×0.025 0 mol·L－1＝1.75×10－4 mol，故样品中无水三氯化铬的质量分数为×100%≈92.5%。

答案：(1)排出空气、吹出CCl4蒸气、吹出产物及尾气　(2)热水　冷水　(3)Cr2O3＋3CCl4(g)2CrCl3＋3COCl2　(4)装置B与装置C之间的导管可能因CrCl3凝固而堵塞，应换为较粗的导管

(5)①除去其中溶解的氧气，防止氧气将I－氧化　Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O　②淀粉溶液　偏低　③92.5

10．电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图：

(1)氯金酸(HAuCl4)中Au的化合价为________。

(2)铜阳极泥氧化时，采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是________________________________________________________________________。

(3)“焙烧渣”在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。

(4)“②浸金”反应中，H2SO4的作用为____________，该步骤的分离操作中，需要对所得的AgCl进行水洗。简述如何判断AgCl已经洗涤干净：__________________________

________________________________________________________________________。

(5)氯金酸(HAuCl4)在pH为2～3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为_____________________________________________________。

(6)甲醛还原法沉积银，通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行，甲醛被氧化为碳酸氢根离子，则该反应的离子方程式为_____________________________________________。

解析：(2)阳极泥中有金属银、金等，高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2或2Ag2O4Ag＋O2↑。(3)“焙烧渣”中的主要成分为氧化银、金等；所以加入酸后，氧化银与酸反应，金不反应；在“①酸浸”时发生反应的离子方程式为Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O。(4)“②浸金”反应中，H2SO4的作用为提供氢离子，增强NaClO3的氧化性；主要检验AgCl的洗涤液中是否含有硫酸根离子，具体操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则说明已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤。(5)氯金酸(HAuCl4)在pH为2～3的条件下被草酸还原为Au，同时放出二氧化碳气体，则该反应的化学方程式为2HAuCl4＋3H2C2O4===2Au↓＋8HCl＋6CO2↑。(6)根据流程可知Ag(SO3)被甲醛还原为银，而甲醛被氧化为碳酸氢根离子，该反应的离子方程式为4Ag(SO3)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SO＋3H2O＋HCO。

答案：(1)＋3价　(2)高温焙烧时，生成的Ag2O又分解为Ag和O2(或2Ag2O4Ag＋O2↑)　(3)Ag2O＋2H＋＋2Cl－===2AgCl＋H2O　(4)提供H＋，增强NaClO3的氧化性　取最后一次洗涤液少许于试管中，滴入Ba(NO3)2溶液，若没有白色沉淀产生，则说明已经洗涤干净，反之，则需要继续洗涤

(5)2HAuCl4＋3H2C2O4===2Au↓＋8HCl＋6CO2↑

(6)4Ag(SO3)＋HCHO＋5OH－===4Ag↓＋8SO＋3H2O＋HCO

11．工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备TiCl4的主要工艺流程如下：

请回答下列问题：

(1)已知酸浸反应为FeTiO3(s)＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O，则FeTiO3中钛元素的化合价为________。

(2)试剂A为________，加入A的目的是__________(填字母)。

A．防止Fe2＋被氧化 B．与Fe3＋反应　

C．防止Fe2＋水解

“溶液Ⅱ”经“操作Ⅱ”可得副产品FeSO4·7H2O，则“操作Ⅱ”包括浓缩、冷却、__________。

(3)钛酸煅烧得中间产物的化学方程式为H2TiO3(s)TiO2(s)＋H2O(g)，上述工艺流程中生成TiCl4的化学方程式为_______________________________________________。

已知TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝＋151 kJ·mol－1，该反应极难进行，当向反应体系中加入焦炭后，则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)TiCl4极易水解，利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O，该反应的化学方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(2)“溶液Ⅰ”为FeSO4和TiOSO4的混合溶液，通过后续流程中的物质可以判断，加入试剂A后并没有引入新元素，又因为经过“操作Ⅱ”得到了FeSO4·7H2O，而亚铁离子容易被氧化，所以试剂A为铁粉(或Fe)。加入Fe的目的是防止Fe2＋被氧化。“操作Ⅱ”从溶液得到FeSO4·7H2O晶体，所以“操作Ⅱ”包括浓缩、冷却、结晶、过滤。

(3)钛酸煅烧得中间产物的化学方程式为H2TiO3(s)TiO2(s)＋H2O(g)，题述工艺流程中钛酸煅烧得到的中间产物与Cl2和焦炭在900 ℃时反应生成TiCl4，所以生成TiCl4的化学方程式为2Cl2＋TiO2＋CTiCl4＋CO2或2Cl2＋TiO2＋2CTiCl4＋2CO。若要TiO2(s)与Cl2(g)在高温条件下直接反应生成TiCl4(l)和O2(g)，该反应极难进行，当向反应体系中加入焦炭后，根据化学平衡移动原理：C与 O2反应，O2的浓度减小使平衡向右移动；C与O2反应放热，温度升高使平衡向右移动，促使反应顺利进行。

答案：(1)＋4价　(2)铁粉(或Fe)　A　结晶、过滤

(3)2Cl2＋TiO2＋CTiCl4＋CO2(或2Cl2＋TiO2＋2CTiCl4＋2CO)　C与O2反应，O2的浓度减小使平衡向右移动；C与O2反应放热，温度升高使平衡向右移动，促使反应顺利进行

(4)TiCl4＋(x＋2)H2O===TiO2·xH2O＋4HCl