2020高考化学二轮复习能力提升训练10无机元素及其化合物的性质及相互转化（含解析）

能力提升训练(10)1．能实现下列转化的非金属单质为(　C　)A．Si　　　　B．N2  C．S　　　　D．Cl2解析：SiO2与H2O不能直接化合，A项错误；N2与O2在放电条件下生成NO，NO不能与H2O化合，B项错误；S→SO2→H2SO3→Na2SO3，C项正确；Cl2与O2不能直接化合，D项错误。2．下列实验操作中能达到预期目的的是(　C　)选项实验操作目的A向Na2SO3溶液中先加Ba(NO3)2溶液，然后加足量稀盐酸，观察最终有无沉淀生成判断Na2SO3是否完全变质B用铝片和铜片作为电极，插入浓硝酸中比较铝与铜的金属性强弱C将两种油分别滴入几滴到热的NaOH溶液中，观察最后是否存在分层现象区别植物油与矿物油D将混合气体缓慢通过盛有无水CaCl2的干燥管除去NH3中的水蒸气解析：NO、H＋可将BaSO3氧化为BaSO4，故无论Na2SO3是否变质及变质多少，最终均可得到BaSO4沉淀，A项错误；常温下，铝可被浓硝酸钝化导致铜作负极，B项错误；植物油在NaOH溶液中水解生成可溶于水的物质而矿物油不能，C项正确；氨气也能被无水CaCl2吸收，D项错误。3．下列有关钠及其化合物的说法中正确的是(　D　)A．金属钠具有强的还原性，可从TiCl4溶液中置换出TiB．Na2O2能与水反应，所以Na2O2可以作气体的干燥剂C．相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，产生的气体质量相同D．除去Na2O2粉末中混有的少量Na2O，可将混合物在氧气中加热解析：金属钠与TiCl4水溶液反应时，先与水反应，A错误；Na2O2能与水反应，但生成氧气，引入杂质，Na2O2不能作气体的干燥剂，B错误；相同质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸作用时，NaHCO3产生的气体质量大，C错误；Na2O与O2反应生成Na2O2，D正确。4．由SO2和O2制备SO3(熔点16.8 ℃，沸点44.8 ℃)的模拟装置如下图所示(加热和夹持装置省略)：下列说法正确的是(　C　)A．装置①中的试剂为饱和NaHSO3溶液B．实验室可用铜与稀硫酸在加热条件下制取SO2C．装置③反应管中的铂石棉用作反应的催化剂D．从装置⑤逸出的气体有SO2和O2解析：A项，进入高温反应管的气体必须干燥，①应是浓硫酸，错误；B项，铜与稀硫酸不反应，错误；C项，通常情况下，SO2和O2反应很慢，需用催化剂催化，正确；D项，该反应是可逆反应，④中逸出的气体主要是SO2和O2及少量的SO3气体，则⑤中应盛放碱石灰，可除去SO2、SO3，错误。5．下列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是(　B　)选项XYZRAAlAlCl3Al(OH)3NaAlO2BNaNa2ONa2O2NaOHCH2SSSO2SO3DN2NH3NONO2解析：A项，铝不能经一步反应生成氢氧化铝。B项，钠可以经一步反应分别生成氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠，氧化钠在氧气中加热生成过氧化钠，过氧化钠与水反应可生成氢氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠。C项，H2S不能经一步反应生成SO3，S不能经一步反应生成SO3。D项，N2不能经一步反应生成NO2，NH3不能经一步反应生成NO2。6．一定条件下，中学化学常见物质甲、乙之间存在如下转化关系，乙是(　D　)A．HCl   B．FeCl2C．KOH   D．NaHCO3解析：由甲→乙发生复分解反应可知，甲、乙均为化合物。由转化关系可知，甲为化合物，不会通过化合反应生成HCl，A不选；若乙为FeCl2，甲→乙的化合反应应属于氧化还原反应，但不满足甲→乙发生复分解反应，B不选；甲为化合物，不会通过化合反应生成KOH，C不选；若甲为碳酸钠，与少量盐酸发生复分解反应生成乙(碳酸氢钠)，碳酸钠、水、二氧化碳发生化合反应生成乙(碳酸氢钠)。7．A～G各物质间的关系如图所示，其中B、D为气体单质。则下列说法错误的是(　A　)A．已知C的浓溶液在催化剂存在的条件下加热，能与B反应生成D，由此可以推断B的氧化性比MnO2强B．反应②的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Cl2↑＋Mn2＋＋2H2OC．新配制的F溶液一般需要加入铁屑和稀盐酸，前者用于防止Fe2＋被空气氧化成Fe3＋，后者可抑制Fe2＋的水解D．若反应①在常温下进行，则1 mol A在反应中能转移1 mol电子解析：根据题图分析知，反应②为浓盐酸与MnO2在加热的条件下反应产生Cl2，反应①为双氧水分解产生O2，则B为O2，D为Cl2。A项，浓盐酸与O2在催化剂存在的条件下加热，反应产生Cl2，而浓盐酸与MnO2在加热条件下(不需催化剂)，反应生成Cl2，证明氧化性MnO2>O2，错误；B项，反应②的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑，正确；C项，FeCl2是强酸弱碱盐，在溶液中Fe2＋容易发生水解反应而使溶液显浑浊，为了抑制盐的水解，要加入少量的盐酸，同时Fe2＋有还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，为了防止其氧化，要加入还原剂Fe粉，正确；D项，若反应①在常温下进行，则A是H2O2，B是O2,1 mol A在反应中能转移1 mol电子，正确。8．(2019·湖北宜昌联考)某第ⅡA族元素是该族元素中在自然界中存在最广泛的元素，常以化合物F的形式存在，其单质A可发生一系列如图所示的化学反应。下列说法正确的是(　C　)A．D与H溶液反应只有一种碳酸盐生成B．电解F与盐酸反应后的溶液以制取单质AC．反应①、③中消耗等量H2O时转移的电子数相同D．工业上常用F的悬浊液与Cl2反应制取漂白粉解析：本题综合考查元素及其化合物的转化与推理能力。第ⅡA族元素中在自然界中存在最广泛的是Ca，其单质与水反应生成Ca(OH)2和H2，由题图中物质的转化关系可知B是H2，C是Ca(OH)2，E是NaH，H是NaOH，F是CaCO3，CaCO3受热分解生成CO2和CaO，而CO2恰好与Ca(OH)2反应生成CaCO3和H2O，所以D和G分别是CO2和CaO。A项，CO2与NaOH溶液反应可能会生成两种碳酸盐：Na2CO3和NaHCO3，错误。B项，Ca为活泼金属，一般只能通过电解法来制备，可用电解熔融的CaCl2的方法制备，但不能通过电解CaCl2溶液制备，因Ca为活泼金属，可与水反应，错误。C项，反应①为Ca＋2H2O===Ca(OH)2＋H2↑，H2O是氧化剂，反应消耗1 mol H2O时转移1 mol电子，反应③为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，H2O是氧化剂，反应消耗1 mol H2O时，转移了1 mol电子，反应①、③消耗等量H2O时转移的电子数相同，正确。D项，工业上常用Ca(OH)2的悬浊液与Cl2反应制取漂白粉，错误。9．(2019·湖南十三校联考)研究发现，硝酸越稀，还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取适量的铁铝合金与足量很稀的硝酸充分反应，没有气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 mol·L－1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列说法不正确的是(　A　)A．O点处溶液中的阳离子为H＋、Fe2＋、Fe3＋、Al3＋B．DE段反应的离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2OC．合金中n(Al)＝0.008 molD．欲测定F点沉淀的质量，实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量解析：铁铝合金与足量很稀的HNO3充分反应，被氧化为Al3＋和Fe3＋，反应过程中没有气体放出，则没有氮的氧化物生成，由于HNO3的浓度越稀，对应还原产物中N元素的化合价越低，可推出＋5价N元素被还原生成了NH，故O点处溶液中的阳离子有Al3＋、Fe3＋、NH和H＋，A错误。DE段沉淀的物质的量保持不变，说明该过程中NH与OH－发生反应生成NH3·H2O，离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O，B正确。由题图可知，EF段Al(OH)3逐渐溶解，沉淀的物质的量减小，消耗2 mL 4 mol/L NaOH溶液，据Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O可得，n(Al)＝n[Al(OH)3]＝4 mol/L×2×10－3 L＝0.008 mol，C正确。F点形成的沉淀为Fe(OH)3，欲测定沉淀的质量，应将固体和液体分离，故实验步骤为过滤、洗涤、干燥、称量，D正确。10．(2019·山东淄博摸底考试)Ⅰ.(1)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝b kJ·mol－12CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1则反应CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝(a＋2b－2c) kJ·mol－1。Ⅱ.NH3与NO2是常见的氮的化合物，研究它们的综合利用有重要意义。(2)NO2产生的环境问题有光化学烟雾污染(或酸雨、臭氧空洞等)(填一种)。(3)热电厂通常用NH3消除燃煤烟气中的NO2，写出该反应的化学方程式：8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O。(4)氨气与氯化氢气体混合的现象是产生白烟，该反应可用于验满或检漏[或答检验NH3(或HCl)是否泄漏、用于气体的验满等]。(5)若将少量氨气与过量氯气混合，则生成一种酸性气体和另一种化合物A，A中所有原子均满足8电子稳定结构，试写出A的电子式，A在一定条件下能与水反应，可用于饮用水的消毒，试写出此反应的化学方程式NCl3＋3H2O===3HClO＋NH3(或NCl3＋4H2O===3HClO＋NH3·H2O)。Ⅲ.向SO2的饱和溶液中加入BaCl2溶液无明显现象，得混合溶液M。(6)若将下列各组物质分别加入溶液M中，均可产生沉淀。其中原理相同、沉淀相同的是ab(填字母)。a．氨水、NaOH溶液   b．氯水、FeCl3溶液c．H2S溶液、氯水   d．硫酸、溴水(7)若向溶液M中加入CaCO3粉末，则产生亚硫酸钡沉淀，请用化学反应原理予以解释(用离子方程式结合必要的文字)SO2溶于水生成H2SO3：SO2＋H2OH2SO3，H2SO3在水溶液中发生电离：H2SO3H＋＋HSO、HSOSO＋H＋，加入的CaCO3与H＋反应，使溶液中c(H＋)降低，上述平衡向右移动，c(SO)增大，SO与Ba2＋反应产生BaSO3沉淀。解析：本题考查盖斯定律的应用、元素化合物知识的综合应用、平衡移动原理的应用等。Ⅰ.(1)根据盖斯定律，由第一个反应＋第二个反应×2－第三个反应×2，可得CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝(a＋2b－2c) kJ·mol－1。Ⅱ.(2)NO2产生的环境问题有光化学烟雾污染、酸雨、臭氧空洞等。(3)NH3与NO2发生氧化还原反应生成N2和H2O。(4)NH3与HCl反应生成NH4Cl固体，可观察到产生白烟。该反应可以用于检验NH3、HCl是否泄漏，可以用于气体的验满等。(5)A中所有原子均满足8电子稳定结构，则只能是N和Cl形成的化合物，根据N、Cl的原子结构，可以推断出A为NCl3，电子式为。根据题中信息可写出NCl3与H2O反应的化学方程式：NCl3＋3H2O===3HClO＋NH3。Ⅲ.(6)a项，氨水、NaOH溶液均可将SO2转化为SO，最终生成BaSO3沉淀，原理相同，a项符合题意；b项，加入氯水、FeCl3溶液，Cl2、Fe3＋均可将SO2氧化为SO，最终生成BaSO4沉淀，原理相同，b项符合题意；c项，加入H2S溶液，发生反应2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，生成的沉淀为S，加入氯水，Cl2将SO2氧化为SO，最终生成BaSO4沉淀，原理不同，沉淀也不相同，故c项不符合题意；加入硫酸，SO与Ba2＋反应生成BaSO4沉淀，加入溴水，Br2将SO2氧化为SO，最终生成BaSO4沉淀，原理不同，d项不符合题意。11．某实验小组为探究CO与CuO的反应，设计了如下实验方案。Ⅰ.CO的制备：甲同学设计了利用如下装置制备纯净的CO，并将其收集到储气罐中备用。(1)各装置接口的连接顺序为abc(或cb)fgde，D装置的作用为除去CO中混有的CO2气体。(2)乙同学认为甲同学设计的装置过于复杂，他提出可以在A装置的试管中放入一定质量比的MgCO3和锌粉的混合物，加热后即可得到纯净的CO，则MgCO3与Zn粉的质量比最好为84∶65。Ⅱ.CO还原CuO反应产物的探究：丙同学设计的实验装置如下图所示。(3)实验开始时应先打开开关K，立即点燃H处(填“E处”或“H处”)的酒精灯，发现G处倒置于水中的漏斗轻轻向上弹起，过一小会儿又会落下，产生该实验现象的原因为漏斗内刚开始收集到的是CO和空气的混合物，点燃后会产生轻微爆炸，使漏斗向上弹起，当收集到的是纯净的CO时，漏斗又会落下。(4)F处的试剂X为澄清石灰水，反应开始一段时间后F处的实验现象为溶液变浑浊。(5)CO在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，但本实验却看到从H处玻璃管尖嘴处点燃的CO的火焰颜色呈黄色，火焰呈黄色的原因是玻璃的成分中含有Na2SiO3，钠元素发生焰色反应使火焰呈黄色。(6)反应结束后，E处硬质玻璃管中的CuO粉末全部变红，丁同学认为该红色物质全部为Cu，乙同学认为其中还可能含有Cu2O，因为Cu2O也是红色物质。请设计实验探究该红色粉末中是否含有Cu2O：取少量E处硬质玻璃管中反应后的固体少量于小试管中，加入过量稀硫酸，如溶液变蓝，则证明红色粉末中含有Cu2O(已知：Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O)。解析：(1)A装置中的MgCO3受热分解生成MgO和CO2，B装置中的锌粉再将CO2还原成CO，D装置中的NaOH再除去CO中混有的CO2气体，C装置中的浓硫酸再除去CO中混有的水蒸气即可得到纯净的CO，所以装置接口的连接顺序为abc(或cb)fgde。(2)反应的化学方程式为MgCO3＋ZnZnO＋MgO＋CO↑，MgCO3过量则会产生CO2杂质，Zn过量则会造成浪费，所以MgCO3与Zn粉的物质的量之比最好为1∶1，质量比为84∶65。(3)实验开始前应先打开开关K通一小会的CO，目的是赶出实验装置内的空气，为防止CO污染空气，应立即点燃H处酒精灯。由于开始时倒置漏斗内收集到的为CO和空气的混合物，点燃后会产生轻微爆炸，G处倒置于水中的漏斗会轻轻向上弹起，过一小会儿当收集到的是纯净的CO，漏斗又会落下。(4)本实验为CO还原CuO反应产物的探究，应选择澄清石灰水证实CO2的存在，F处的试剂X应为澄清石灰水。(5)玻璃的成分中含有Na2SiO3，钠元素发生焰色反应使火焰呈黄色，掩盖了CO燃烧时的淡蓝色火焰。(6)由题给已知条件可知，Cu与稀硫酸不反应，但Cu2O与稀硫酸反应可以生成Cu2＋使溶液变蓝，利用此原理可检验红色粉末中是否含有Cu2O。12．某校合作学习小组的同学设计实验验证Na2SO4与焦炭高温加热后的产物。回答下列问题：(1)Na2SO4与焦炭反应的实验装置如图1所示：①先通入N2，然后加热，直至反应结束，整个过程中N2的作用是排出装置中空气并将生成的气体吹出。②装置B的作用是安全瓶。(2)该同学认为气体产物中可能含有CO2、CO及SO2，并进行验证，选用上述实验中的装置A、B和如图2所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。①实验装置连接的合理顺序为A、B、F、E、C、D、G、H、C。装置H中黑色粉末是CuO。②能证明产物中有CO的现象是H中黑色粉末变为红色，其后连接的C中澄清石灰水变浑浊。③若含有SO2，E装置的作用是5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4(用化学方程式说明)。(3)某同学利用如图3中的装置验证固态产物，能证明固态产物中含有Na2S的现象是试管中有黑色沉淀。若实验中发现固态产物完全反应后，锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，说明固体产物中除含Na2S还含有少量的Na2SO3(或Na2S2O3等其他合理答案)(填一种可能的物质)。解析：(1)①碳能够与空气中的氧气反应生成碳的氧化物，为了防止氧气对实验的干扰，先通入N2，然后加热，直至反应结束，可以排出装置中空气并将生成的气体吹出；②Na2SO4与焦炭高温加热后的产物中可能含有二氧化硫等易溶于水的气体，装置B可以防止因二氧化硫等气体的吸收造成的倒吸。(2)①气体中可能含有CO2、CO及SO2，由于二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水变浑浊，需要首先检验二氧化硫，然后除去二氧化硫后再检验二氧化碳，最后除去二氧化碳后检验一氧化碳，实验装置连接的合理顺序为A、B、F、E、C、D、G、H、C；一氧化碳具有还原性，可以与金属氧化物发生氧化还原反应，装置H中黑色粉末可以是氧化铜。②H中黑色粉末变为红色，其后连接的C中澄清石灰水变浑浊，即可证明产物中有CO。③二氧化硫能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，KMnO4可用于除去SO2，反应的化学方程式为5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。(3)Na2S能够与硫酸反应生成硫化氢气体，硫化氢与硫酸铜溶液反应生成黑色的硫化铜沉淀；实验中发现固态产物完全反应后，锥形瓶底部还产生少量黄色沉淀，该黄色沉淀可能是亚硫酸钠与硫化钠反应生成的硫，说明固体产物中除含有Na2S外，还可能含有少量的Na2SO3。