2021高考化学热点选择题通关训练 专题十六 典型的元素及其化合物 专题训练

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高考选择选择题专题十六——典型的元素及其化合物

1．(2019·天津，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
答案　C
解析　将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2，发生反应2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2，A项正确；铝中添加适量锂，制得的铝合金密度小、硬度大，可用于航空工业，B项正确；盐碱地中施加熟石灰，发生反应Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3＋2NaOH，生成的NaOH为强碱，不利于作物生长，C项错误；无水CoCl2吸水后会发生颜色变化，可用于判断变色硅胶是否吸水，D项正确。
2．(2016·全国卷Ⅱ，12)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为(　　)
A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4
答案　C
解析　A项，NaHCO3、Al(OH)3 中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终无固体存在，错误；B项，AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，错误；C项，Na2SO3、BaCO3中加入足量水时，碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶解，再将样品加入足量稀硫酸中，稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水，正确；D项，Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，错误。
3．(2016·全国卷Ⅲ，7)化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是(　　)

化学性质
实际应用
A
Al2(SO4)3和小苏打反应
泡沫灭火器灭火
B
铁比铜金属性强
FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
C
次氯酸盐具有氧化性
漂白粉漂白织物
D
HF与SiO2反应
氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记

答案　B
解析　A项，Al2(SO4)3和小苏打发生相互促进的水解反应，生成Al(OH)3、Na2SO4和CO2，可以用于泡沫灭火器灭火，正确；B项，FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCl2，只能说明Cu的还原性比Fe2＋强，并不能说明铁比铜金属性强，错误；C项，次氯酸盐可以转化为氧化性更强且具有漂白性的HClO，故漂白粉可以漂白织物，正确；D项，氢氟酸中的HF可与玻璃中的SiO2反应生成SiF4气体，所以可用于在玻璃器皿上刻蚀标记，正确。
角度二　“化工流程”的微设计
4．(2018·全国卷Ⅰ，7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：

下列叙述错误的是(　　)
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
答案　D
解析　Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀，D项错误；合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A项正确；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后沉淀，C项正确。
5．(2015·全国卷Ⅱ，12)海水开发利用的部分过程如下图所示。下列说法错误的是(　　)

A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C．工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收
答案　C
解析　A项，向苦卤中通入Cl2 时发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，故其目的是为了提取溴，正确；B项，可将粗盐溶解、过滤除去难溶性杂质，然后向滤液中加入沉淀剂，过滤后调节滤液pH以除去可溶性杂质，最后重结晶可得精盐，正确；C项，工业生产常选用廉价的Ca(OH)2作为沉淀剂，错误；D项，由于通入Cl2后所得溶液中Br2的浓度很小，因此利用Br2的挥发性，可先用空气和水蒸气吹出Br2，再用SO2将其还原为HBr进行富集，正确。

1．碱式氯化铜[CuaClb(OH)c·xH2O]是一种重要的无机杀虫剂，它可以通过以下步骤制备。
步骤1：将铜粉加入稀盐酸中，并持续通入空气发生反应生成CuCl2。已知Fe3＋对该反应有催化作用，其催化原理如下图所示。
步骤2：在制得的CuCl2溶液中，加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜。

下列有关说法正确的是(　　)
A．a、b、c 之间的关系式为：a＝b＋c
B．图中M、N分别为Fe2＋、Fe3＋
C．步骤1充分反应后，加入少量CuO是为了除去Fe3＋
D．若制备1 mol的CuCl2，理论上消耗11.2 L O2
答案　C
解析　A项，根据化合物中正负化合价的代数和等于0，可知：2a＝b＋c，错误；B项，根据题干叙述可知反应的方程式2Cu＋O2＋4HCl===2CuCl2＋2H2O，M是Fe3＋，N是Fe2＋，错误；C项，Fe3＋水解使溶液显酸性，CuO与H＋反应产生Cu2＋和水，当溶液的pH增大到一定程度，Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀而除去，从而达到除去Fe3＋的目的，正确；D项，制备1 mol的CuCl2，转移2 mol电子，根据得失电子守恒，需要消耗0.5 mol O2，由于不清楚氧气所处的条件，所以不能确定气体的体积，错误。
2．(2019·四川省教考联盟高三第三次诊断性考试)处理锂离子二次电池正极废料铝钴膜(含有LiCoO2、Al等)的一种工艺如下：

下列有关说法不正确的是(　　)
A．碱浸的目的是溶解铝
B．酸溶时H2O2被还原
C．H2SO4/H2O2可改用浓盐酸
D．铝、钴产物可再利用
答案　B
解析　A项，根据铝钴膜的成分以及工艺流程，Al能与NaOH反应，生成可溶的NaAlO2，LiCoO2不溶于NaOH，然后过滤得到LiCoO2，因此碱浸的目的是溶解铝，正确；B项，LiCoO2中Co显＋3价，产品中CoC2O4，Co显＋2价，化合价降低，LiCoO2为氧化剂，H2O2为还原剂，被氧化，错误；C项，H2SO4提供H＋，H2O2作还原剂，盐酸也能提供H＋，＋3价Co也能氧化Cl－转化成＋2价Co，正确；D项，根据上述分析，铝、钴产物可以再利用，正确。


3．硫酸亚铁是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是(　　)

A．碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体，可用作净水剂，该过程仅发生物理变化
B．该温度下，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小
C．可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行
答案　A
解析　A项，碱式硫酸铁电离产生Fe3＋，Fe3＋能发生水解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，可用作净水剂，在此过程中，既发生物理变化，又发生化学变化，错误；B项，(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小，所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2，正确；C项，KSCN溶液遇Fe2＋溶液无现象，(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3＋，KSCN溶液遇Fe3＋溶液变红，正确；D项，NH4HCO3不稳定，受热易分解，所以为防止NH4HCO3分解，生产FeCO3需在较低温度下进行，正确。

1．(2019·佛山市南海区七校联合体模拟)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3，还含有少量FeS2)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下，下列叙述不正确的是(　　)

A．加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
B．向滤液中通入过量NH3·H2O、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
C．隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶2
D．烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
答案　B
解析　A项，FeS2煅烧时会生成SO2，加入CaO会与SO2反应，减少SO2的排放，而且CaSO3最后也会转化为CaSO4，不符合题意；B项，滤液为NaAlO2溶液，应通入CO2，生成Al(OH)3，过滤、洗涤、煅烧可以得到Al2O3，符合题意；C项，隔绝空气焙烧时，发生的反应为FeS2＋16Fe2O3===2SO2↑＋11Fe3O4，理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16，而不是1∶5，不符合题意；D项，Fe3O4具有磁性，能够被磁铁吸引，不符合题意。
2．(2019·临沂市普通高考模拟)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矾的过程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)

A．合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用
B．从易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用NaHSO4代替NaHCO3
答案　D
解析　易拉罐作为可再生资源，其回收再生利用对经济效益、社会效益的提高、环境的保护有着巨大的促进作用，故不选A；易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe)，因此可从易拉罐中回收的金属元素有Al、Fe，故不选B；“沉淀”反应是铁离子生成氢氧化铁的反应，故不选C；铝离子与碳酸氢根离子相互促进水解生成氢氧化铝沉淀和CO2，硫酸氢根是强酸的酸式酸根，不水解，不与铝离子反应，故选D。
3．(2019·济南市高三5月模拟)Na2S2O5是常用的防腐剂和漂白剂。可利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5，其流程如下：

下列说法正确的是(　　)
A．上述制备过程所涉及的物质中有两种酸性氧化物
B．Na2S2O5作防腐剂和SO2作漂白剂时，均表现还原性
C．上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换
D．实验室模拟“结晶脱水”时用到的仪器只有蒸发皿、玻璃棒、烧杯、漏斗
答案　A
解析　饱和碳酸钠溶液中通入二氧化硫，使溶液pH变为4.1，说明溶液显酸性，Na2CO3显碱性，Na2SO3显碱性，NaHCO3显碱性，而NaHSO3显酸性，说明反应产生了NaHSO3，同时放出二氧化碳，Ⅰ中的溶液应为NaHSO3溶液；再加入Na2CO3固体，将NaHSO3转化为Na2SO3，再次充入SO2，将Na2SO3转化为NaHSO3，得到过饱和的NaHSO3溶液，由NaHSO3过饱和溶液结晶脱水制得Na2S2O5，发生2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O，据此分析解答。上述制备过程所涉及的物质中有2种酸性氧化物——二氧化硫和二氧化碳，故A正确；SO2作漂白剂时，未发生氧化还原反应，没有表现还原性，故B错误；根据上述分析，上述流程中的Na2CO3饱和溶液和Na2CO3固体不可互换，否则得不到过饱和的NaHSO3溶液，故C不正确；“结晶脱水”是加热固体分解，应该在坩埚中进行，故D错误。
4．(2019·德州市高三第二次模拟)一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示，反应Ⅰ中的反应为：3NaClO3＋4SO2＋3H2O===2ClO2＋Na2SO4＋3H2SO4＋NaCl。下列说法正确的是(　　)

A．产品中可能含有NaCl
B．反应Ⅱ中H2O2作还原剂
C．NaClO2的漂白原理与SO2相同
D．实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行
答案　AB
解析　在蒸发浓缩NaClO2溶液时，由于NaClO2不稳定，受热易分解，产品中可能含有NaCl，故A正确；反应Ⅱ：2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2，H2O2作还原剂，故B正确；NaClO2的漂白性是利用其强氧化性，SO2的漂白性是其易与有色物质结合生成不稳定无色物质，故两者漂白原理不同，C错误；实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行，故D错误。
5．(2019·福州市高三第三次质量检测)氢氧化铈[Ce(OH)4]是一种重要的稀土氢氧化物。平板电视显示屏生产过程中会产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2)，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

下列说法错误的是(　　)
A．滤渣A中主要含有SiO2、CeO2
B．过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C．过程②中发生反应的离子方程式为CeO2＋H2O2＋3H＋===Ce3＋＋2H2O＋O2↑
D．过程④中消耗 11.2 L O2(已折合成标准状况)，转移电子数为2×6.02×1023
答案　C
解析　向CeO2、SiO2、Fe2O3中加入稀盐酸，Fe2O3转化为FeCl3存在于滤液中，滤渣为CeO2和SiO2，故A正确；结合过滤操作要点，实验中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故B正确；稀硫酸、H2O2、CeO2三者反应生成Ce2(SO4)3、O2和H2O，反应的离子方程式为：6H＋＋H2O2＋2CeO2===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O，故C错误；过程④中消耗 11.2 L O2的物质的量为0.5 mol，转移电子数为4×0.5 mol×NA＝2×6.02×1023，故D正确。
6．(2019·深圳市高三4月调研)NiSO4·6H2O易溶于水，其溶解度随温度升高明显增大。以电镀废渣(主要成分是NiO，还有CuO、FeO等少量杂质)为原料制备该晶体的流程如下，下列说法错误的是(　　)

A．溶解废渣时不能用稀盐酸代替稀H2SO4
B．除去Cu2＋可采用FeS
C．流程中a～b的目的是富集NiSO4
D．“操作Ⅰ”为蒸发浓缩、冷却结晶
答案　A
解析　溶液中的Ni2＋，在除去Cu2＋和Fe2＋后加入Na2CO3溶液生成NiCO3沉淀，所以溶解废渣时若用稀盐酸代替稀H2SO4对制备不会有影响，故A错误；CuS比FeS更难溶，向含有Cu2＋的溶液中加入FeS发生沉淀的转化生成CuS，故B正确；NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀，而后过滤，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这样可提高NiSO4的浓度，所以流程中a～b的目的是富集NiSO4，故C正确；该晶体为结晶水合物，从溶液中得到该溶质晶体的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶，故D正确。
7．(2019·哈尔滨市第六中学高三冲刺押题)用废铁屑制备磁性胶体粒子，制取过程如下：

下列说法不正确的是(　　)
A．用Na2CO3溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油脂
B．通入N2是防止空气中的O2氧化二价铁元素
C．加适量的H2O2是为了将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，涉及反应：H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
D．溶液A中Fe2＋和Fe3＋的浓度比为2∶1
答案　D
解析　矿物油不是油脂，不能在碱性溶液中水解，故A说法错误；Fe2＋容易被氧气氧化，因此通入N2的目的是防止空气中的氧气氧化Fe2＋，故B说法正确；利用H2O2的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，涉及反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，故C说法正确；Fe3O4中Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为1∶2，故D说法错误。
8．钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属，广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒，其工艺流程图如下：

已知：钒有多种价态，其中＋5价最稳定。钒在溶液中主要以VO和VO的形式存在，且存在平衡VO＋H2OVO＋2H＋。下列说法正确的是(　　)
A．工业生产中，碱浸步骤可选用较为廉价的氨水
B．可以推测VO2Cl的溶解度大于NH4VO3
C．焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时，应加入过量盐酸使其溶解完全
D．将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，则磁性产品中一定不含铁元素
答案　B
解析　氨水不能溶解氧化铝，故A错误；用盐酸溶解后的溶液中含有VO、VO、Cl－，加入氯化铵会生成NH4VO3沉淀，反应向生成更难溶的物质进行，可以推测VO2Cl的溶解度大于NH4VO3，故B正确；溶液中存在平衡VO＋H2OVO＋2H＋，盐酸过量平衡逆向移动，会抑制NH4VO3的生成，不能加入过量的盐酸，故C错误；加入的稀硝酸不足，Fe元素被稀硝酸氧化可能生成亚铁离子，亚铁离子遇KSCN溶液无明显现象，故D错误。
角度一　无机材料
1．(2019·北京，6)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是(　　)




A.4.03米大口径碳化硅反射镜
B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服
C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线
D.“玉兔二号”钛合金筛网轮

答案　A
解析　SiC中的C、Si分别为第二周期和第三周期的第ⅣA族元素，二者均为非金属元素，形成的SiC为无机非金属材料，A项正确；聚氨酯中含有C、H、N、O等元素，四种元素不属于同主族元素，且聚氨酯为有机材料，B项错误；碳包覆银纳米线由C、Ag元素组成，但两种元素不是同主族元素，C项错误；钛合金是金属材料，D项错误。
角度二　与“环境”有关的转化关系
2．(2018·全国卷Ⅱ，8)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　)

A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
答案　C
解析　NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。
角度三　“实验探究”微设计
3．(2017·全国卷Ⅰ，10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是(　　)

A．①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度
C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热
D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
答案　B
解析　A项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在③中，错误；B项，先通H2以排除空气，加热前应先检验H2的纯度，正确；C项，若先停止通H2，空气有可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；D项，MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。

1．三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．在转化过程中，氮元素均被还原
B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C．还原过程中生成0.1 mol N2，转移电子数为0.1 NA
D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
答案　D
解析　A项，根据图中信息可知，NOx被氧气氧化得到硝酸盐，氮元素被氧化，硝酸盐被还原产生氮气，氮元素被还原，错误；B项，催化剂参与储存和还原过程，但反应前后质量和化学性质不变，错误；C项，还原过程中氮元素从＋5价降为0价，生成0.1 mol N2，转移电子数为NA，不正确；D项，三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化，转化为无污染的气体再排放，正确。

2．酸雨的形成是一种复杂的大气化学和光学化学过程，在清洁空气、污染空气中形成硫酸型酸雨的过程如下：

下列有关说法不正确的是(　　)
A．所涉及的变化均为氧化还原反应
B．光照是酸雨形成的必要条件之一
C．污染指数越高形成酸雨的速率越快
D．优化能源结构能有效遏制酸雨污染
答案　A
解析　A项，SO2变为激发态SO2，化合价没有变化，不是氧化还原反应，错误；B项，结合图中信息知产生激发态SO2和·OH自由基需要光照条件，正确；C项，途径Ⅱ的速率大于途径Ⅰ，正确；D项，使用化石燃料将产生SO2进而产生酸雨， 如果对化石燃料优化处理能有效遏制酸雨污染，正确。
3．(2019·厦门高三质量检测)实验室制备NaClO2的装置如下图，其中C装置内生成ClO2，下列说法正确的是(　　)

A．实验开始时，应打开分液漏斗的活塞及弹簧夹乙，关闭弹簧夹甲
B．可用98.3%硫酸代替75%硫酸
C．H2O2是制备 NaClO2反应的还原剂
D．F中的试剂可用饱和Ca(OH)2溶液
答案　C
解析　A项，C装置中的竖直玻璃管用于平衡系统的气压并可防止堵塞。实验开始时，应打开弹簧夹甲，错误；B项，98.3%硫酸中硫酸大多以分子的形式存在，不能电离出氢离子，其与亚硫酸钠反应较慢，不能用其代替75%的硫酸，错误；C项，C中产生ClO2通入D中后与H2O2反应生成NaClO2时，氯元素的化合价降低，被还原，故H2O2作还原剂，正确；D项，饱和Ca(OH)2溶液的浓度较低，无法充分吸收尾气中的二氧化硫和二氧化氯，错误。
4．(2019·宣城二模)某研究小组利用下图装置探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应原理。下列说法错误的是(　　)

A．装置B中若产生白色沉淀，说明Fe3＋能将SO2氧化成SO
B．实验室中配制70%的硫酸需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、容量瓶
C．三颈烧瓶中通入N2的操作应在滴加浓硫酸之前，目的是排尽装置内的空气
D．装置C可能发生倒吸，同时还不能完全吸收反应产生的尾气
答案　AB
解析　A项，装置A中70%的硫酸与亚硫酸钠反应放出二氧化硫，二氧化硫的水溶液显酸性，在酸性条件下，NO能够氧化二氧化硫生成SO，从而在B中产生硫酸钡白色沉淀，不能说明Fe3＋能将SO2氧化成SO，错误；B项，实验室中配制70%的硫酸，需要用量筒量取适当体积的浓硫酸，然后慢慢倒入一定量水中，边倒边搅拌，需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒，不需要容量瓶，错误；C项，二氧化硫能够被氧化，为了排除空气中氧气的干扰，在滴加浓硫酸之前，三颈烧瓶中需要通入N2以排尽装置内的空气，正确；D项，二氧化硫在水中的溶解度较大，装置C可能发生倒吸，且气体与液体的反应接触不充分，会导致产生的尾气不能完全吸收，正确。
题型专训(三)　物质的转化与推断

(一)物质的转化关系
1．直线型转化
ABC
(1)X为O2
Na―→Na2O―→Na2O2
N2―→NO―→NO2或NH3―→NO―→NO2
S―→SO2―→SO3或H2S―→SO2―→SO3
C―→CO―→CO2或CH4―→CO―→CO2
醇―→醛―→羧酸
(2)X为CO2
NaOHNa2CO3NaHCO3
(3)X为强酸，如HCl
NaAlO2Al(OH)3AlCl3
Na2CO3NaHCO3CO2
(4)X为强碱，如NaOH
AlCl3Al(OH)3NaAlO2
2．交叉型转化


3．三角型转化



4．注意反应形式与物质的关系，特别是置换反应
(1)金属―→金属：金属＋盐―→盐＋金属，铝热反应。
(2)金属―→非金属：活泼金属＋H2O(或H＋)―→H2,2Mg＋CO22MgO＋C。
(3)非金属―→非金属：2F2＋2H2O===4HF＋O2,2C＋SiO2Si＋2CO↑，C＋H2O(g)CO＋H2，X2＋H2S===2HX＋S↓(X＝Cl、Br、I)。
(4)非金属―→金属：用H2、C冶炼金属。
(二)物质的推断特征
1．化学反应与反应条件
多数化学反应需要一定条件，条件不同化学反应也不同。
(1)“催化剂”：无机化学反应需要的催化剂不同，但是根据“催化剂”这一条件，可把氯酸钾分解、双氧水分解、工业合成氨、SO2催化氧化、氨催化氧化联系起来，形成知识链。
(2)“通电”或“电解”：可以锁定在电解水、氯化钠、氯化镁、氯化铜、硫酸铜、硝酸盐等溶液，熔融氯化钠和氧化铝范围内。
(3)“高温”：常见的有碳酸钙分解、SiO2和C的置换反应、制造普通玻璃的反应、铝热反应等。
2．物质特征颜色和特殊状态
(1)(淡)黄(棕)色固体：Na2O2、S、FeCl3；黑色固体：MnO2、C、CuO、FeO、Fe3O4；紫(黑)色固体：KMnO4、I2；红色固体：Cu；绿色固体：Cu2(OH)2CO3。
(2)有色气体：NO2(红棕色)、F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)；无色刺激性气味气体：SO2、NH3、HX(X为F、Cl、Br、I)；无色无味气体：H2、N2、O2、CO2、CO、CH4、NO。
(3)常温下呈液态的特殊物质：Br2(非金属单质)、Hg(金属单质)、H2O、H2O2等。
(4)易升华的物质：I2。
(5)溶液中的有色离子：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、MnO[紫(红)色]。
(6)Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在有机溶剂中显紫(红)色。
(7)有色沉淀：①白色沉淀：H2SiO3、AgCl、BaSO4、BaSO3、Mg(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等；②(淡)黄色沉淀：AgBr、AgI、S；③红褐色沉淀：Fe(OH)3；④蓝色沉淀：Cu(OH)2；⑤红色沉淀：Cu2O。
3．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，有白色固体生成)，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－显血红色。
(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后溶液显血红色。
(7)与碱反应加热产生气体的溶液一般含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在氯气中燃烧生成红棕色烟，Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。

1．(2019·江苏，9)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．NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)
B．MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)
C．S(s)SO3(g)H2SO4(aq)
D．N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)
答案　B
解析　A项，Cl2与Fe发生反应生成FeCl3，错误；B项，MgCl2与Ca(OH)2发生反应生成Mg(OH)2沉淀，煅烧Mg(OH)2生成MgO固体，正确；C项，S在O2中燃烧只能生成SO2，错误；D项，NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3，反应的化学方程式为NH3＋CO2＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，错误。
2．(2018·江苏，9)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．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)
B．Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
C．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]＋(aq)Ag(s)
D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
答案　A
解析　B错：NaAlO2(aq)与过量HCl(aq)反应，生成AlCl3；C错：蔗糖(aq)中无醛基，不能与[Ag(NH3)2]＋(aq)反应生成Ag(s)；D错：Fe(s)与HCl(aq)反应生成FeCl2(aq)。

1．下列各组物质中，满足表中图示物质在通常条件下能一步转化的组合只有(　　)



序号
X
Y
Z
W

①
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
CuO
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2

A.①②③ B．①③④ C．②③ D．①②④
答案　A
解析　①中铜和浓硫酸反应生成硫酸铜，硫酸铜和碱反应生成氢氧化铜，氢氧化铜分解生成氧化铜，氧化铜被还原得到铜，转化关系符合；②中钠与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液吸收CO2生成碳酸钠，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠，电解熔融的氯化钠得到金属钠，转化关系符合；③中氯气和氢氧化钙反应生成次氯酸钙，次氯酸钙和酸反应生成次氯酸，次氯酸分解生成氯化氢和氧气，氯化氢被氧化生成氯气，转化关系符合；④中铁在氯气中燃烧生成氯化铁，氯化铁和铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁和碱反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁不能直接转化为铁，不符合。
2．已知A、B、C、D之间的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．若A为Fe，D为氢气，则B一定为酸
B．若A、D为化合物，B为水，则C一定是气体单质
C．若A、B、C、D均为化合物，该反应一定属于复分解反应
D．若A、B、C、D均为10电子微粒，且C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则D常温下一定呈液态
答案　D
解析　铁与水蒸气在高温条件下能生成氢气，故A错误；若A、D为化合物，B为水，则C不一定是气体单质，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故B错误；若A、B、C、D均为化合物，该反应不一定属于复分解反应，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故C错误；C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则C是氨气，若A、B、C、D均为10电子微粒，且生成氨气，该反应为：NH＋OH－===NH3↑＋H2O，水在常温下呈液态，故D正确。
3．单质到盐的一种转化关系如图所示，

完全符合图示转化关系正确的是(　　)
A．C、Ca、Na B．S、Cu、Si
C．Cl、Fe、Cu D．Na、S、N
答案　A
解析　C燃烧生成二氧化碳，二氧化碳属于酸性氧化物，与水反应生成碳酸，碳酸与碱性氧化物生成碳酸盐。Ca和Na与氧气反应生成碱性氧化物氧化钙或氧化钠，与水反应生成氢氧化钙或氢氧化钠，能够与酸性氧化物反应生成钙盐或钠盐，符合转化关系，故A正确；Cu和Si与氧气反应生成的氧化物不能与水反应生成碱或酸，不符合转化关系，故B错误；Fe和Cu与氧气反应生成的氧化物不能与水反应生成碱，不符合转化关系，故C错误；氮气与氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮不溶于水，也不与水反应，不符合转化关系，故D错误。
4．下列物质间的转化在给定条件下能实现的是(　　)
①NH3NO2HNO3
②SiO2Na2SiO3H2SiO3
③Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg
④NaNa2O2Na2CO3
A．②④ B．③④ C．①④ D．①②③
答案　A
解析　氨气被催化氧化生成NO，不能直接生成NO2，故①错误；SiO2与氢氧化钠反应生成Na2SiO3和水，Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3和氯化钠，转化能由一步反应实现，故②正确；电解氯化镁溶液得到的是氢气、氯气和氢氧化镁，不能得到镁，故③错误；钠和氧气在加热条件下生成淡黄色的过氧化钠，过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，故④正确。
5．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)
A．SiO2SiCl4Si
B．FeS2SO2H2SO4
C．N2NH3NH4Cl(aq)
D．MgCO3MgCl2(aq)Mg
答案　C
解析　二氧化硅属于酸性氧化物和盐酸不反应，不能一步实现反应，故A错误；二氧化硫和水反应生成亚硫酸，亚硫酸被氧化生成硫酸，二氧化硫和水不能一步转化，故B错误；氮气和氢气在催化剂、高温高压条件下反应生成氨气，氨气是碱性气体和盐酸反应生成氯化铵，反应能一步实现，故C正确；碳酸镁溶于盐酸生成氯化镁溶液，氯化镁溶液电解得到氢氧化镁、氢气和氯气，不能直接得到金属镁，应是电解熔融状态的氯化镁得到金属镁，故D错误。

6．已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如下图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是(　　)

A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应
C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到白色沉淀产生
D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂
答案　D
解析　X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑，则X是硫酸，D和水反应生成硫酸，则D是三氧化硫，B和氧气反应生成三氧化硫，则B是二氧化硫。X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的脱水性，故A错误；若A是铁，常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，故B错误；若A是碳，浓硫酸和碳反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，二氧化碳和少量氢氧化钙反应生成可溶性的碳酸氢钙，故C错误；工业上，二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件为450 ℃、常压、使用催化剂，故D正确。
7．A、B、C三种不同的物质中均含有同一种元素，它们之间存在如图所示的转化关系(部分反应物及生成物已略去)。请回答下列问题：

(1)若常温时B为红棕色气体，C为无色气体，则B生成C的化学方程式：_______________
_______________________________。
(2)若常温时A为气态氢化物，B为淡黄色固体，C为气体，则CO2中混有少量气体C杂质可以用____________来除(写一种即可)。
(3)若A为金属氧化物，B为工业制玻璃的主要原料之一，常温时0.1 mol·L－1的C溶液的pH为13，则检验A、B、C中共有的金属离子的方法是_________________________________；
现象为________________________________________________________________________。
(4)若常温时A为气体单质，①②③④均为化合反应，C的相对分子质量大于B，则C的电子式为：________。
(5)若A是第3周期某金属的氧化物，B、C均为正盐且B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性。请写出反应③的离子方程式：_____________________________________。
(6)若反应②③④均为化合反应，反应①为置换反应。当A为一种金属单质时，B中阳离子的检验方法为__________________________________________________(写出具体操作过程)。
答案　(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
(2)饱和NaHCO3溶液[或酸性KMnO4溶液(合理答案均可)]
(3)焰色反应　焰色为黄色
(4)
(5)AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O
(6)取少量B溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量新制氯水，若出现血红色则B中含Fe2＋(用氢氧化钠沉淀法或K3[Fe(CN)6]沉淀法等合理均可，用酸性高锰酸钾不可)
解析　(1)常温时B为红棕色气体，C为无色气体，说明B为NO2，C为NO，A为HNO3，B生成C的化学方程式是：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。(2)常温时A为气态氢化物，B为淡黄色固体，说明B为S，A为H2S，C为SO2，则CO2中混有少量气体SO2杂质时，可以选用饱和的NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液除去SO2。(3)常温时0.1 mol·L－1C溶液的pH为13，则C溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，说明C是一元强碱，结合B为工业制玻璃的主要原料之一，说明B是碳酸钠，C为氢氧化钠，A为氧化钠或过氧化钠，则三种物质中含有的相同金属元素是钠元素，检验钠元素常用焰色反应，现象是焰色为黄色。(4)若常温时A为气体单质，①②③④均为化合反应，C的相对分子质量大于B，符合题意的是A为氧气，B为CO，C为CO2，①②③④对应的化学方程式分别为：2C＋O22CO、2CO＋O22CO2、CO2＋C2CO、C＋O2CO2，故C的电子式为：。(5)若A是第3周期某金属的氧化物，B、C均为正盐且B的水溶液呈酸性，C的水溶液呈碱性，说明该金属是铝，A为氧化铝，B溶液含有铝离子、C溶液含有偏铝酸根离子，偏铝酸根离子反应生成铝离子的离子方程式是：AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。(6)若反应②③④均为化合反应，反应①为置换反应。当A为一种金属单质时，说明A为单质铁，B为Fe2＋、C为Fe3＋，①②③④对应的化学方程式可以是：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2、2Fe＋3Cl22FeCl3，则检验Fe2＋的方法是：取少量B溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，无明显现象，再滴加少量新制氯水，若出现血红色则B中含Fe2＋，也可以用氢氧化钠沉淀法或K3[Fe(CN)6]沉淀法等，但不能用酸性高锰酸钾。
8．A、B、C均为中学化学常见的单质，其中一种是常见金属，通常状况下，A为固体，B为深红棕色液体，C为气体，其余均为化合物，X是一种具有挥发性的无氧强酸，E为黑色晶体，H为无色液体，它们之间的转化关系如图(其中某些反应条件和产物已略去)。

(1)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(2)G溶液与氯气按物质的量1∶1反应的离子方程式：______________________。
(3)反应⑦的化学方程式为_________________________________________。
答案　(1)③⑥　(2)2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－　(3)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2
解析　根据转化关系的特征和物质性质分析判断，单质A和C反应生成黑色晶体E，E和X反应生成D、G、H，其中D、G之间可以实现相互转化，说明A为变价金属Fe，铁和C在点燃条件下生成黑色晶体E为Fe3O4，C为O2，根据D＋A―→G说明D为含三价铁离子的化合物，F为含硫氰酸根离子的化合物，G为含Fe2＋的化合物，H为H2O；根据G＋B―→D分析判断B是强氧化剂，常温下为液体的氧化剂单质判断B为Br2，所以推断D为FeBr3，得到G为FeBr2，X为HBr，据以上分析解答。
(1)通过以上分析知：反应③、⑥中各元素的化合价不变，所以不属于氧化还原反应。
(2)G溶液为FeBr2，还原性：Fe2＋>Br－，1 mol Fe2＋完全被氧化转移电子1 mol,1 mol Br－全完被氧化转移电子1 mol；因此Fe2＋、Br－、Cl2按1∶1∶1发生氧化还原反应，反应的离子方程式为：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－。
(3)铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。

1．(2019·无锡高三期末)在给定条件下，下列选项所示的转化关系均能实现的是(　　)
A．SiO2SiCl4Si
B．SO2BaSO3BaSO4
C．CuOCu(OH)2Cu2O
D．AlNaAlO2(aq)NaAlO2(s)
答案　D
解析　A项，SiO2不与盐酸反应，错误；B项，SO2不能与BaCl2反应，错误；C项，CuO与H2O不能反应，错误。
2. 在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)
A．NaNa2O2Na2CO3
B．FeS2SO3H2SO4
C．NaCl(aq)Cl2FeCl2(s)
D．SiO2H2SiO3Na2SiO3
答案　A
解析　B项，FeS2与O2反应生成SO2，错误；C项，Fe与Cl2反应生成FeCl3，错误；D项，SiO2不与H2O反应，错误。
3．(2019·泰州高三期末)下列物质的转化在给定条件下不能实现的是(　　)
A．NH3NOHNO3
B．浓盐酸Cl2漂白粉
C．Al2O3AlCl3(aq)无水AlCl3
D．葡萄糖C2H5OHCH3CHO
答案　C
解析　C项，AlCl3溶液加热会水解生成Al(OH)3和HCl，HCl挥发，则会促进AlCl3水解，最终生成Al(OH)3，得不到无水AlCl3，错误。
4．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．NaCl(熔融)NaOHNaAlO2
B．CuOCu(OH)2Cu2O
C．Cl2HClNH4Cl
D．CaCl2(aq)CaCO3CaSiO3
答案　C
解析　A项，熔融NaCl电解得到Na和Cl2，得不到NaOH，错误；B项，CuO不能与水反应得到Cu(OH)2，错误；C项，H2在Cl2中燃烧生成HCl，HCl与NH3生成NH4Cl，正确；D项，CaCl2溶液与CO2不能发生反应，错误。
5．(2019·宿迁高三期末)在给定条件下，下列选项所示物质间转化均能实现的是(　　)
A．C(焦炭)CO2CaCO3
B．MgO(s) MgCl2(aq)Mg(s)
C．FeS2(s) Fe2O3(s)Fe(s)
D．CH3CH2BrCH2==CH2
答案　C
解析　B项，电解熔融MgCl2会生成Mg，电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀，错误；D项，CH3CH2Br与NaOH水溶液发生取代反应生成CH3CH2OH，卤代烃应该在NaOH醇溶液中发生消去反应生成乙烯，错误。
6.(2019·淮安、徐州、连云港三市高三期末)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. CuCuOCuSO4(aq)
B．SiO2Na2SiO3(aq)Na2SO3(aq)
C．N2NOHNO3(aq)
D．FeOFeCl3(aq)无水FeCl3
答案　A
解析　B项，过量的SO2，应生成NaHSO3，错误；C项，NO与H2O不反应，错误；D项，FeO与盐酸反应生成FeCl2，且FeCl3溶液应在HCl气氛中蒸干才能得无水FeCl3，错误。
7．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．AlAl(OH)3Al2O3
B．FeCl3FeCl2Fe(OH)2
C．NaCl(aq)Cl2漂白粉
D．N2NH3NO
答案　D
解析　A项，Al不能被氨水溶解，错误；C项，生成漂白粉应为Cl2与石灰乳反应，错误。
8．(2019·南通、扬州、泰州、徐州、淮安、宿迁、连云港七市高三三模)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．Na2SiO3(aq)H2SiO3Si
B．FeFeCl2Fe2O3
C．NO2HNO3NH4NO3
D．CH2==CH2C2H5OHC2H5OC2H5
答案　C
解析　A项，H2SiO3加热分解得SiO2，错误；B项，Fe与Cl2反应生成FeCl3，错误；D项，乙烯与H2O要在催化剂作用下才能生成乙醇，错误。
9．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．Cu2S(s)Cu(s)CuCl2(s)
B．SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq)
C．Fe(s)Fe2O3(s)Fe2(SO4)3(aq)
D．NaCl(aq)Na2CO3(s)NaOH(aq)
答案　A
解析　A项，Cu2S灼烧生成Cu和SO2，正确；B项，SiO2不能与H2O反应，错误；C项，Fe与H2O在高温下反应生成Fe3O4，错误；D项，NaCl溶液中通入NH3和CO2生成NaHCO3，错误。
10．(2019·苏锡常镇四市高三二调)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是(　　)
A．SSO3H2SO4
B．CuCuSO4Cu(NO3)2
C．Cu2(OH)2CO3CuCl2(aq)Cu(s)
D．饱和NaCl溶液NaHCO3(s)Na2CO3(s)
答案　D
解析　A项，S与O2反应只能生成SO2，错误；C项，Na与CuCl2溶液反应时，Na先与水反应生成NaOH，而不是钠置换出Cu，错误；D项，为侯氏制碱法，正确。

1．实验室检验SO2 中混有CO2 的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．①②③中可依次盛放饱和NaHCO3 溶液、品红溶液、澄清石灰水
B．②的主要作用是检验SO2是否除尽
C．③中观察到的现象是先有白色沉淀，当沉淀最多后再不断溶解
D．该装置也可用于检验NO2 中混有NO
答案　BC
解析　SO2＋NaHCO3===NaHSO3＋CO2，①中盛放饱和NaHCO3 溶液不正确，故A错误；
②的主要作用是检验SO2是否除尽，故B正确；③澄清石灰水中观察到的现象是先有白色沉淀，当沉淀最多后再不断溶解，先生成碳酸钙，再生成碳酸氢钙，故C正确；该装置不可用于检验NO2中混有NO，因为NO2通过水溶液后生成NO，故D错误。
2．利用下图装置检验FeSO4受热分解产生的气体(已知2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑)，供选试剂为H2O2、BaCl2的混合溶液及盐酸酸化的BaCl2溶液(以上试剂均为足量)，下列说法中不正确的是(　　)

A．开始实验时，先通入N2，后加热装置a
B．b检验的是SO3，加入的是盐酸酸化的BaCl2溶液
C．b、c中均有沉淀，且沉淀的成分不相同
D．实验中不断通入N2，可以防止b、c装置中溶液倒吸
答案　C
解析　装置中含有空气，会干扰二氧化硫的检验，因此开始实验时，先通入N2，后加热装置a，A正确；三氧化硫会干扰二氧化硫的检验，所以b检验的是SO3，加入的是盐酸酸化的BaCl2溶液，B正确；双氧水具有氧化性，能把二氧化硫氧化为硫酸，因此b、c中均有沉淀，且沉淀的成分相同，均是硫酸钡，C错误；由于气体易溶于水，因此实验中不断通入N2，可以防止b、c装置中溶液倒吸，D正确。
3．(2018·东莞市高三第二次综合测试)实验室用下列装置制备无水AlCl3(183 ℃升华)，无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾。下列说法错误的是(　　)

A．b、c、f中依次盛装饱和食盐水、浓硫酸、浓硫酸
B．g中发生的反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
C．e装置的收集器必须保持干燥
D．实验时，a和d处酒精灯应同时点燃
答案　D
解析　b、c、f中依次盛装饱和食盐水、浓硫酸、浓硫酸，作用分别为除去氯气中的氯化氢气体、干燥氯气和防止水蒸气进入e，选项A正确；g中未反应的氯气被氢氧化钠溶液吸收，发生的反应为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，选项B正确；e装置的收集器必须保持干燥，否则无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾，选项C正确；实验时，必须先点燃a处酒精灯，氯气通入一段时间后再点燃d处酒精灯，选项D错误。
4．(2019·唐山市第一中学高三下学期模拟)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种淡黄色粉末，某课外小组利用下列装置检验草酸亚铁晶体受热分解的部分产物。

下列说法正确的是(　　)
A．若③和⑤中分别盛放足量NaOH溶液和CuO，可检验生成的CO
B．实验开始前，须先通入N2
C．若将④中的无水CaCl2换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气
D．实验结束后，①中淡黄色粉末完全变成黑色，则产物一定为铁
答案　AB
解析　利用②③除去CO2，④中的无水氯化钙将气体干燥后，如果⑤中CuO固体转变成红色，则反应一定生成CO，因此A正确；实验开始后，装置中的空气对分解及检验都有干扰，所以必须先通入N2除去装置中的空气，B错误；由于从②③溶液中导出的气体会带出水蒸气，因此④中放置无水硫酸铜无法检验分解生成的水蒸气，C错误；生成FeO也为黑色，D错误。
5．(2019·河南省八市重点高中联盟“领军考试”)某化学小组同学用如图所示装置模拟工业制取SO3的过程，下列相关说法错误的(　　)

A．装置c后应增加尾气处理装置
B．装置a只有干燥气体的作用
C．实验室制取SO2或O2可使用同样的气体发生装置
D．V2O5是催化剂并且也会参与反应
答案　B
解析　SO2不可能完全反应，因此要对尾气进行处理，选项A正确；装置a的作用有干燥气体、使气体充分混合、通过观察气泡快慢调节气体流速，选项B错误；实验时制取SO2 (Na2SO3固体与浓硫酸)或O2 (MnO2与H2O2)都可使用固液混合不加热制气体的发生装置，选项C正确；催化剂加快反应速率的原理就是改变反应路径从而降低活化能，选项D正确。
6．某学习小组拟用如图装置制备氮化钙(化学式为Ca3N2，极易与H2O反应)，下列说法不正确的是(　　)

A．打开活塞K通入N2，试管a内有气泡产生，说明装置气密性良好
B．将产物Ca3N2放入盐酸中，能得到CaCl2和NH4Cl两种盐，发生氧化还原反应
C．U形管中盛放的干燥剂可以是碱石灰，但不能用浓硫酸
D．反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温后再关闭活塞K
答案　AB
解析　打开活塞K通入N2，即使装置漏气，试管a内也可能有气泡产生，故A不正确；将产物Ca3N2放入盐酸中，N3－与H＋反应生成NH，得到CaCl2和NH4Cl两种盐，该反应不是氧化还原反应，故B错误；U形管中盛放的干燥剂若用浓硫酸，气体将不能通过U形管，会发生危险，故C正确；若先关闭活塞K，在反应管冷却至室温的过程中容易引起试管中水倒吸，故D正确。
7．用如图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是(　　)

选项
①中试剂
①中现象
解释
A
品红溶液
溶液褪色
SO2具有漂白性
B
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性：H2SO3>H2SiO3
C
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
SO2具有还原性
D
Ba(NO3)2溶液
生成白色沉淀
SO与Ba2＋生成白色BaSO3沉淀

答案　D
解析　Cu和浓硫酸发生反应：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，故A正确；通入SO2后产生胶状沉淀，说明生成了H2SiO3，即 H2SO3酸性强于H2SiO3，故B正确；酸性高锰酸钾溶液具有氧化性，紫色褪去，说明SO2具有还原性，故C正确；SO2溶于水，溶液显酸性，NO在酸性条件下具有强氧化性，能把H2SO3或SO氧化成SO，因此沉淀是BaSO4，故D错误。
8．某化学学习小组利用如图装置来制备无水AlCl3或NaH(已知：AlCl3、NaH遇水都能迅速发生反应)。下列说法错误的是(　　)

A．制备无水AlCl3：装置①中的试剂可能是高锰酸钾
B．点燃④处酒精灯之前需排尽装置中的空气
C．装置③中的试剂为浓硫酸
D．制备无水AlCl3和NaH时球形干燥管中碱石灰的作用完全相同
答案　D
解析　浓盐酸可与高锰酸钾常温下发生氧化还原反应制备氯气，故A正确；因为金属铝或金属钠均能与氧气反应，所以点燃④处酒精灯之前需排尽装置中的空气，故B正确；装置③中的试剂为浓硫酸，目的是干燥氯气或氢气，故C正确；制备无水AlCl3时，碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入⑤中，吸收过量的氯气防止污染环境，制备无水NaH时，碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入⑤中，故D错误。
题型专训(四)　化学工艺流程题

1．解题要领必备
解答工艺流程综合题的关键是分析流程图，对于比较陌生且复杂的流程图，需要宏观把握整个流程，可针对问题分析细节，不必把每个环节的原理都弄清。总体方法：关注箭头的指向(聚焦局部，箭头指入——反应物，箭头指出——生成物)、前后追溯物质(放大局部)、考虑反应实际(物质性质、试剂用量)。
2．识记化工术语
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分散成微小液滴，增大反应物接触面积，以加快反应速率或使反应更充分
灼烧(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。如煅烧石灰石、高岭土、硫铁矿
浸取
向固体中加入适当溶剂或溶液，使其中可溶性的物质溶解，包括水浸取、酸溶、碱溶、醇溶等
浸出率
固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少
酸浸
在酸性溶液中使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的过程
水浸
与水接触反应或溶解
过滤
固体与液体的分离
滴定
定量测定，可用于某种未知浓度物质的物质的量浓度的测定
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
蒸发浓缩
蒸发除去部分溶剂，提高溶液的浓度
水洗
用水洗去可溶性杂质，类似的还有酸洗、醇洗等
酸作用
溶解、去氧化物(膜)、抑制某些金属离子的水解、除去杂质离子等
碱作用
去油污、去铝片氧化膜，溶解铝、二氧化硅，调节pH、促进水解(沉淀)

3.常见操作的答题考虑角度
常见的操作
答题要考虑的角度
分离、提纯
过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等常规操作；
从溶液中得到晶体的方法：蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—(洗涤、干燥)
提高原子利用率
绿色化学(物质的循环利用、废物处理、原子利用率、能量的充分利用)
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、水解、潮解等目的
判断沉淀是否洗涤干净
取最后洗涤液少量，检验其中是否还有某种离子存在等
控制溶液的pH
①调节溶液的酸碱性，抑制水解(或使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀)
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趁热过滤：减少因降温而析出的溶质的量
⑧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
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用特定的有机试剂清洗晶体：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
④洗涤沉淀方法：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次
表面处理
用水洗除去表面可溶性杂质，金属晶体可用机械法(打磨)或化学法除去表面氧化物、提高光洁度等


1．(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调节到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_______。
答案　(1)NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3　KSCN
(3)一元弱　转化为H3BO3，促进析出
(4)2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑]　溶浸　高温焙烧
解析　(1)硫酸铵溶液中存在平衡：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，硼酸镁能与水解出的H＋反应，促进平衡向右移动，生成的一水合氨浓度增大，因溶液中存在平衡NH3·H2ONH3＋H2O，一水合氨浓度增大，促进NH3·H2O分解产生NH3。用NH4HCO3溶液吸收氨气，发生的反应为NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3。(2)二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液，滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3＋的试剂可选用KSCN。(3)由题给硼酸的解离反应方程式知，硼酸是一元弱酸。“过滤2”之前，调节pH≈3.5的目的是将硼元素转化为硼酸，促进硼酸析出。(4)“沉镁”中，碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生水解相互促进反应生成碱式碳酸镁：2Mg2＋＋2CO＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑，或者反应生成碱式碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁，也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水和二氧化碳，可知采用的方法是高温焙烧法，化学方程式为Mg(OH)2·MgCO32MgO＋H2O＋CO2↑。
2．(2019·全国卷Ⅱ，26)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：
(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为________(填标号)。
A．黄色 B．红色 C．紫色 D．绿色
(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：

①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为____________。
回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为__________________________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的____________________(填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为______________________________________________。
(3)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.100 0 mol·L－1的I2­KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O===2I－＋S4O。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为________________，样品中S2－的含量为__________________(写出表达式)。
答案　(1)D　(2)①BaSO4＋4CBaS＋4CO↑　CO＋H2O(g)===CO2＋H2　②BaCO3　③S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO===ZnS·BaSO4↓
(3)浅蓝色至无色　×100%
解析　(1)灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色。(2)①由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知，在回转炉中BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS和CO；生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体CO，即CO与H2O反应生成CO2和H2。②所得“还原料”的主要成分是BaS，BaS在潮湿空气中长期放置能与空气中的H2O反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体，“还原料”的水溶性变差，表明其表面生成了难溶性的BaCO3。③结合立德粉的成分可写出沉淀器中S2－、Ba2＋、Zn2＋、SO反应生成ZnS·BaSO4的离子方程式。(3)达到滴定终点时I2完全反应，可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色，且半分钟内颜色不再发生变化；根据滴定过量的I2消耗Na2S2O3溶液的体积和关系式I2～2S2O，可得n(I2)过量＝×0.100 0V×10－3mol，再根据关系式S2－～I2可知，n(S2－)＝0.100 0×25.00×10－3 mol－×0.100 0V×10－3mol＝(25.00－)×0.100 0×10－3mol，则样品中S2－的含量为×100%。
3．(2019·全国卷Ⅲ，26)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如图所示。回答下列问题：

相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子
Mn2＋
Fe2＋
Fe3＋
Al3＋
Mg2＋
Zn2＋
Ni2＋
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9

(1)“滤渣1”含有S和________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：________________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是_____________________________。
(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为________～6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原因是___________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式：____________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为＋2、＋3、＋4。当x＝y＝时，z＝________。
答案　(1)SiO2(或不溶性硅酸盐)　MnO2＋MnS＋2H2SO4===2MnSO4＋S＋2H2O　(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋　(3)4.7　(4)NiS和ZnS　(5)F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2(s)Mg2＋(aq)＋2F－(aq)平衡向右移动　(6)Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
(7)
解析　(1)硫化锰矿中硅元素主要以SiO2或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣1”的主要成分为S和SiO2(或不溶性硅酸盐)。结合“滤渣1”中含S，可知“溶浸”时MnO2与MnS在酸性条件下发生氧化还原反应生成MnSO4和S，根据化合价升降法可配平该反应的化学方程式。(2)“溶浸”后溶液中含Fe2＋，“氧化”中加入的适量MnO2能将Fe2＋氧化为Fe3＋。(3)“调pH”除去Fe3＋和Al3＋时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的pH在4.7～6之间。(4)“除杂1”中加入Na2S能将Zn2＋和Ni2＋分别转化为沉淀除去，故“滤渣3”的主要成分为NiS和ZnS。(5)“除杂2”中F－与Mg2＋反应生成MgF2沉淀，若溶液酸度过高，则F－与H＋结合生成弱电解质HF，导致MgF2(s)Mg2＋(aq)＋2F－(aq)平衡向右移动，Mg2＋不能完全除去。(6)“沉锰”时Mn2＋与HCO反应生成MnCO3并放出CO2，由此可写出离子方程式。(7)化合物LiNixCoyMnzO2中，当x＝y＝时，根据化合物中正负化合价代数和为0知1＋2×＋3×＋4z－2×2＝0，解得z＝。
4．[2018·全国卷Ⅰ，27(1)(2)(4)]焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：
(1)生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：

①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是____________________________。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00 mL葡萄酒样品，用0.010 00 mol·L－1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为__________________________，该样品中Na2S2O5的残留量为________g·L－1(以SO2计)。
答案　(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液
(4)S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋
0．128
解析　(1)根据题给信息，将NaHSO3过饱和溶液结晶脱水可得到Na2S2O5，则化学方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
(2)①酸性条件下，SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3。②工艺中加入Na2CO3固体并再次通入SO2，其目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
(4)根据电子、电荷及质量守恒，可写出反应的离子方程式为S2O＋2I2＋3H2O===2SO＋4I－＋6H＋，n(S2O)＝×n(I2)＝×0.010 00 mol·L－1×10.00×10－3 L＝5×10－5 mol，该样品中S2O的残留量(以SO2计)为＝0.128 g·L－1。

1．磷酸铁锂电池是新型的绿色能源电池，其简化的生产工艺流程如下。

(1)反应釜中反应的化学方程式为____________________________________________，该反应体现出非金属性关系：P________(填“>”或“
(2)①H2PO在溶液中既存在电离平衡，也存在水解平衡。电离作用产生H＋使溶液显酸性，水解产生OH－使溶液显碱性，由于H2PO的电离程度大于水解程度，所以溶液显酸性，故pHH2CO3，所以在反应釜中发生复分解反应：2H3PO4＋Li2CO3===2LiH2PO4＋H2O＋CO2↑；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，由于酸性：H3PO4>H2CO3，所以元素的非金属性：P>C。
(2)②若用浓度大于1 mol·L－1的H3PO4溶液溶解Li2CO3，当pH达到4.66时，根据图2知δ＝＝0.994，根据图1知c初始(H2PO)接近1 mol·L－1，则H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4。故要使H3PO4几乎全部转化成LiH2PO4，溶液的pH控制在pH＝4.66。
(4)①实验中加入HgCl2饱和溶液，可以发生反应：4Cl－＋Sn2＋＋2HgCl2===SnCl＋Hg2Cl2，这样就可以使溶液中过量的Sn2＋转化为稳定的SnCl络离子，从而防止用重铬酸钾溶液滴定溶液中的Fe2＋时干扰实验结果的测定，造成实验误差。
②根据6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O可知，n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)＝
6×0.030 mol·L－1×0.050 0 L＝9×10－3 mol，m(Fe)＝n·M＝9×10－3 mol×56 g·mol－1＝0.504 g，所以铁的百分含量＝×100%＝×100%＝31.5%。
2．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)广泛用于化工、造纸、纺织、食品等行业，一种以芒硝(Na2SO4·10H2O)、H2O2等为原料制备过碳酸钠的工艺流程如下：

已知2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O , pH小于5时几乎均以Cr2O形式存在，pH大于8.5时几乎均以CrO形式存在。
回答下列问题：
(1)Na2CrO4中Cr元素的化合价为________。
(2)Ksp(CaCrO4)________(填“＞”或“＜”)Ksp(CaSO4)。
(3)流程中循环物质X为________(填化学式)。
(4)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为________________________________________。
(5)步骤Ⅰ～Ⅲ是为了制得纯碱，从环境保护的角度看，可能的不足之处是______________。
(6)步骤Ⅴ合成时，加入95%的乙醇的目的是____________________________________。
(7)测定产品活性氧的实验步骤如下：准确称取m g产品，用硫酸溶解后，用c mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液V mL。
①滴定到终点时，溶液呈__________(填“无色”或“浅红色”)。
②过氧化物的活性氧是指过氧化物单独用催化剂催化分解时放出氧气的质量与样品的质量之比。该实验测得的产品中活性氧为________(列出计算表达式)。
答案　(1)＋6　(2)>　(3)Na2Cr2O7
(4)2Na2CrO4＋2CO2＋H2O===Na2Cr2O7＋2NaHCO3
(5)六价铬有毒，易造成环境污染
(6)减小过碳酸钠的溶解度，提高产率
(7)①浅红色　②%
解析　(2)分析过程可知步骤Ⅰ加入Na2CrO4生成CaSO4，说明反应向更难溶的方向进行，证明Ksp(CaCrO4)＞Ksp(CaSO4)。
(3)已知2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，pH小于5时几乎均以Cr2O形式存在，pH大于8.5时几乎均以CrO形式存在，酸溶液中平衡向正方向移动，流程中循环物质X为Na2Cr2O7。
(7)②准确称取m g产品，用硫酸溶解后，用c mol·L－1的KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗KMnO4标准溶液V mL，反应为：
5H2O2＋3H2SO4＋2KMnO4===K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋5O2↑，n(H2O2)＝ mol＝2.5×10－3cV mol,2H2O2===2H2O＋O2↑，分解生成氧气质量为2.5×10－3cV mol×32 g·mol－1×＝ 0.04cV g，过氧化物的活性氧是指过氧化物单独用催化剂催化分解时放出氧气的质量与样品的质量之比＝×100%＝%。

1．某矿渣的成分为Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：

已知：①Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物
Cu(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
5.4
4.0
2.7
5.8
沉淀完全pH
6.7
5.2
3.7
8.8

请回答下列问题：操作1主要包括：__________、____________、_______。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是_____________________________________。
答案　蒸发浓缩　冷却结晶　过滤　冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失
解析　从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作1主要包括： 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。洗涤CuSO4·5H2O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是CuSO4晶体溶解于水，而且温度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少晶体的损失。
2．软锰矿中含MnO2约70%，SiO2约20%，Al2O3约4%，其余为水分；闪锌矿中含ZnS约80%，FeS、CuS、SiO2共约7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，制取Zn、MnO2和Na2SO4。其工艺流程如下：

Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100 g水)如图，则Ⅳ中得到Na2SO4固体的操作是：将分离出MnCO3和ZnCO3后的滤液升温结晶、___________、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是____________________________________________________。

答案　趁热过滤　防止形成Na2SO4·10H2O
解析　读图，硫酸钠的溶解度随温度的降低逐渐增大，而十水硫酸钠的溶解度随温度的降低明显减小，由此说明从Ⅳ溶液中制取硫酸钠固体的方法是蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥；用乙醇洗涤硫酸钠固体时，不会析出十水硫酸钠，用水洗涤硫酸钠固体时，随着温度的降低，硫酸钠溶解度增大，容易析出十水硫酸钠固体。
3．绿矾(FeSO4·7H2O)可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法：

已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时溶液的pH为5.5。
(1)操作Ⅳ的顺序依次为：________________、冷却结晶、__________________。
(2)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②________________________。
答案　(1)蒸发浓缩　过滤　 (2)降低绿矾的溶解度，减少绿矾的损失
解析　FeSO4溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O晶体。
4．二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}制备流程如下：

(已知：H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O)
制备CuO：CuSO4溶液中滴入NaOH溶液，加热煮沸、冷却、双层滤纸过滤、洗涤。
(1)用双层滤纸过滤的原因是______________________________________________。
(2)用蒸馏水洗涤氧化铜时，如何证明氧化铜已洗涤干净？____________________________。
答案　(1)防止CuO颗粒穿过滤纸或防止滤纸破损
(2)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，说明洗涤干净
解析　(1)过滤的目的是为了除尽不溶的固体，从过滤时滤纸易破损，用双层滤纸的可能原因是防止滤纸破损、防止CuO颗粒穿过滤纸。(2)可以检验是否存在硫酸根离子来检验是否洗涤干净，具体方法是：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明已洗涤干净。
5．工业上利用铬铁矿(FeO·Cr2O3)冶炼铬的工艺流程如下：

(1)操作Ⅰ包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：____________________________。
(2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物，写出Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液的离子方程式：_______________________________________________________________________。
答案　(1)将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作2～3次
(2)Cr(OH)3 ＋ OH－ ===CrO＋2H2O
解析　(1)过滤后得到的沉淀进行洗涤必须在过滤器中完成，所以实验室中洗涤沉淀的操作为：将蒸馏水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水流尽后，再重复操作2～3次。
(2)Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物。氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，因此Cr(OH)3溶于浓氢氧化钠溶液反应生成的是NaCrO2和水，反应的离子方程式为Cr(OH)3 ＋ OH－===CrO＋2H2O。
6．某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：

据此回答下列问题：
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是______________________________；
获得沉淀后，要对沉淀进行洗涤，请简述洗涤沉淀的操作是_____________________________。
答案　过滤　(沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水，至浸没沉淀后，待水自然流下，重复操作2～3次
解析　由流程可知，Al2O3和Fe2O3不溶于水，则沉淀C为Al2O3和Fe2O3，氧化铁与碱不反应，则沉淀D为Fe2O3，反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3，氢氧化铝受热分解生成氧化铝，则B为Al2O3，反应②为KAl(SO4)2与氨水的反应，则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4和NH3·H2O。根据以上分析可知Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是过滤；获得沉淀后，要对沉淀进行洗涤，洗涤在过滤器中进行，则洗涤沉淀的操作是(沿玻璃棒)向漏斗中注入蒸馏水，至浸没沉淀后，待水自然流下，重复操作2～3次。
7．某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀pH
2.3
7.6
4.4
沉淀完全pH
3.2
9.7
6.4

过滤后的沉淀表面通常附着有一些杂质离子，为得到纯净产物，需要进行洗涤，确定沉淀洗涤干净的操作及现象是__________________________________。
答案　取少量最后一次洗涤液于试管中，加入BaCl2溶液，若出现白色沉淀，则未洗涤干净，反之则洗涤干净

1．KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为_______________。

答案　蒸发浓缩，降温结晶
解析　由溶解度曲线可知KIO3在常温下的溶解度较小，故由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为蒸发浓缩，降温结晶。
2．硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到MnSO4·7H2O、MnSO4·5H2O和MnSO4·H2O。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如下图所示。

从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4·H2O的操作是：控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶，__________，使固体MnSO4·H2O与溶液分离，_________________________、真空干燥。
答案　趁热过滤　用80～90 ℃的蒸馏水洗涤2～3次
解析　据溶解度曲线图，要从过滤所得MnSO4溶液中获得较高纯度的MnSO4·H2O晶体，应在80～90 ℃之间进行蒸发结晶、趁热过滤，再用80～90 ℃的蒸馏水洗涤MnSO4·H2O晶体2～3次，最后真空干燥。
3．以废旧铅蓄电池的含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)和稀H2SO4为原料制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其主要流程如下：

PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)＋NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。结合图示溶解度曲线，简述由粗品PbO得到高纯PbO的操作_____________。

答案　在35%NaOH溶液中，加热至110 ℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体
解析　根据图像可知35% NaOH溶液的溶解度受温度影响较大，超过110 ℃随温度升高而降低，因此由粗品PbO得到高纯PbO的操作为将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110 ℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。
4．由工业级碳酸锂(含有少量碳酸镁等杂质)制备高纯碳酸锂。实验过程如下：

已知在不同温度下蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系如图：

90 ℃以下，随温度升高，碳酸锂产率升高的原因可能是_______________________。
答案　碳酸氢锂随温度的升高分解产率增大，碳酸锂的溶解度随温度升高而减小
解析　由蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系可知随温度升高碳酸锂的溶解度下降，而温度升高碳酸氢锂也易分解生成碳酸锂，两个因素共同促进了随温度升高，碳酸锂产率的升高。
5．Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等，下图为制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的方法：


已知：①卤块的主要成分为MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②几种化合物的溶解度(S)随温度(T)的变化曲线如上图。
(1)加入BaCl2的目的是除________，如何判断该离子已除尽：___________________________。
(2)加入NaClO3饱和溶液会发生反应：MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓，请利用该反应，结合溶解度图，制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为：
①取样，加入NaClO3饱和溶液充分反应；②蒸发浓缩；③______；④冷却结晶；⑤过滤、洗涤，获得Mg(ClO3)2·6H2O晶体。
答案　(1)SO　静置，取上层清液加入BaCl2，若无白色沉淀，则SO已沉淀完全
(2)趁热过滤
解析　(1)加入BaCl2的目的是除去SO，钡离子与硫酸根离子结合生成硫酸钡沉淀，过滤除去；检验SO是否除尽的方法是静置，取上层清液加入BaCl2，若无白色沉淀，则SO已沉淀完全。
(2)Mg(ClO3)2的溶解度受温度变化影响大，温度高时溶解度较大，温度低时溶解度较小，所以需要趁热过滤除去氯化钠。
6．工业上制取氯酸钾的主要步骤为：
Ⅰ.将Cl2通入石灰浆，在75 ℃左右充分反应，然后过滤；
Ⅱ.向滤液中加入稍过量的KCl固体，进行适当操作可析出KClO3固体。
下图是有关物质的溶解度曲线。

步骤Ⅱ中，若溶液中KClO3的含量为147 g·L－1，则KClO3的物质的量浓度为_________。从该溶液中尽可能多地析出KClO3 固体的方法是______________________________。
答案　1.2 mol·L－1　蒸发浓缩、冷却结晶
解析　若溶液中KClO3的含量为147 g·L－1，则1 L溶液中含有KClO3的物质的量是147 g÷122.5 g·mol－1＝1.2 mol，因此物质的量浓度为1.2 mol·L－1。由于氯酸钾的溶解度随温度的升高而增大，所以从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶。
7．以高氯冶炼烟灰(主要成分为铜锌的氯化物、氧化物、硫酸盐，少量铁元素和砷元素)为原料，可回收制备Cu和ZnSO4·H2O，其主要实验流程如下：

ZnSO4的溶解度曲线如下图所示。

“电解”后，从溶液中回收ZnSO4·H2O的实验操作为__________________________。
答案　在330 K以上(330～380 K)蒸发结晶，趁热过滤，热水洗涤干燥
解析　根据ZnSO4的溶解度曲线，“电解”后，从溶液中回收ZnSO4·H2O的实验操作为：在330 K以上(330～380 K)蒸发结晶，趁热过滤，热水洗涤干燥。
题型专训(五)　以气体流程为载体的定性考查

1．装置的连接
(1)装置连接顺序：制气装置→净化装置→干燥装置→反应或收集装置→尾气处理装置。
(2)组装顺序：由下向上，由左及右，先塞后定。
(3)操作顺序：装配仪器→检查气密性→加入药品。
2．气体的净化
(1)判断气体中杂质的方法
①看反应介质。若反应在溶液中进行，则制取的气体中一定含有水蒸气；若反应物中有气体，由于气体不能充分反应，则制取的气体中一定含有原来的气体，如用CO2与Na2O2反应制取的O2中一定含有CO2杂质。②看反应物的性质。如用浓盐酸制取的气体中含有挥发出的HCl气体。③看生成物的成分。如用氯化铵和消石灰反应制取的氨气中含有水蒸气。
(2)气体干燥剂的选择

酸性
碱性
中性
干燥剂
浓硫酸、P2O5
碱石灰、CaO
CaCl2
气体
CO2、SO2、Cl2、NO2
NH3
H2、CO、N2、NO、CH4

注意：选取干燥剂时，除了常规地从酸碱性角度考虑外，还要考虑特殊反应，如浓硫酸不能干燥还原性气体(H2S、HI等)，可用P2O5干燥；中性干燥剂CaCl2不能干燥NH3，因为二者会发生络合反应(这些知识可能会成为高考的设题点)。
3．气体的收集
(1)密度比空气大且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集，导气管应“长进短出”；密度比空气小且不与空气中的成分反应的气体则用向下排空气法收集，导气管应“短进长出”。
(2)易溶于水或能与水反应的气体，如NH3、HCl、NO2等，需用排空气法或排其他溶剂法收集。
(3)常温下能与空气中的成分反应的气体(如NO)，密度与空气接近的气体(如N2、CO、C2H4等)，都不能用排空气法收集。
(4)能溶于水但溶解度不大的气体，可以用排饱和溶液的方法收集，如CO2——排饱和NaHCO3溶液；SO2——排饱和NaHSO3溶液；H2S——排饱和NaHS溶液；Cl2——排饱和NaCl溶液。
4．尾气的处理
尾气处理装置：

(1)装置甲适用于溶解度较小的有毒气体，如Cl2、NO2、H2S等。
(2)装置乙适用于溶解度较大的气体，如HCl、NH3等。
(3)装置丙适用于某些可燃性气体，如CO、H2等。
(4)装置丁采用收集法处理尾气，适用于NO、CO等的尾气处理。

1．[2018·全国卷Ⅱ，28(1)(2)]K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：
(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。

①通入氮气的目的是_________________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_______________________________________。
④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是______________________________________________________________。
答案　(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2↓＋3K2C2O4　(2)①隔绝空气，使反应产生的气体全部进入后续装置　②CO2　CO　③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气　④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3
解析　(1)Fe2＋的检验方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀。
(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。
②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COCu＋CO2，所以分解产物中一定含有CO。
③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。
④检验Fe2O3的方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。
2．(2016·全国卷Ⅰ，26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：
(1)氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为____________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→_________________
(按气流方向，用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中_______________
②反应的化学方程式_______
___________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③______________________
④_______________________

答案　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑(或B　NH3·H2ONH3↑＋H2O)
②d→c→f→e→i
(2)①红棕色气体颜色慢慢变浅　②6NO2＋8NH37N2＋12H2O　③Z中NaOH溶液发生倒吸现象　④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外界压强
解析　(1)①在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气，应选用发生装置A，其反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑，或选用发生装置B，直接加热浓氨水生成氨气：NH3·H2ONH3↑＋H2O；②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，密度小于空气，应短管进长管出进行收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序：发生装置→d→c→f→e→i。
(2)打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO2＋8NH37N2＋12H2O，随着反应的发生，Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。

1．Na2S2O4俗称保险粉，常用作纺织工业的漂白剂、脱色剂等。某科研小组制备并探究其性质。
资料：Na2S2O4易溶于水，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。
Ⅰ.制备Na2S2O4 (部分加热等辅助仪器略去)

(1)仪器①的名称是____________。
(2)B装置用于制备Na2S2O4。第一步反应：Zn＋2SO2ZnS2O4；第二步，加入NaOH溶液，于28～35 ℃下反应生成Na2S2O4，该步反应的化学方程式为_______________________。
(3)实验时，先向B中通入SO2的原因，除产生ZnS2O4之外，另一原因是___________________
____________________________________。
(4)反应后除去B中的沉淀，在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌，有Na2S2O4晶体析出。加入NaCl固体的作用是________________________________________。
Ⅱ.探究Na2S2O4的性质
(5)隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na2SO4。请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。实验方案是__________________________________________________________。
(可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液)
(6)制备纳米级银粉用NaOH溶液溶解Na2S2O4，加入一定量的AgNO3溶液，生成纳米级的银粉。在制备银粉的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，且生成的含硫物质只有一种，写出该反应的离子方程式：___________________________________________。
答案　(1)圆底烧瓶
(2)ZnS2O4＋2NaOHNa2S2O4＋Zn(OH)2↓
(3)排出装置中残留的O2或空气(或防止生成物Na2S2O4被氧化)
(4)加入氯化钠，增大了Na＋的浓度，促进Na2S2O4结晶析出(用沉淀溶解平衡可以解释)
(5)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4
(6)2Ag＋＋S2O＋4OH－===2Ag↓＋2SO＋2H2O
解析　(3)由于Na2S2O4具有极强的还原性，易被空气氧化，所以B装置反应前应排尽装置中的空气，防止氧气干扰实验。
(5)固体中含有的Na2SO3、Na2S2O3会干扰Na2SO4的检验，应先加入足量的稀盐酸，排除Na2SO3、Na2S2O3的干扰，再加入BaCl2溶液，检验是否存在Na2SO4。
(6)由题意可知，AgNO3溶液和碱性Na2S2O4溶液反应生成纳米级的银粉，反应中Ag的化合价降低，作氧化剂，Na2S2O4作还原剂被氧化，因氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，由得失电子守恒可知S2O被氧化为SO，反应的离子方程式：2Ag＋＋S2O＋4OH－===2Ag↓＋2SO＋2H2O。
2．汽车尾气中的有害气体主要有NO、碳氢化合物及CO，某校同学设计实验将模拟汽车尾气转化为无害气体。回答下列问题：

(1)为了配制模拟尾气，甲组同学用上图所示装置分别制备NO、乙烯及CO三袋气体。
①用装置A制取NO，分液漏斗中盛放的是__________(填试剂名称)。
②用 (乙烯利)与NaOH溶液及装置B制取乙烯，反应生成乙烯的化学方程式为______________________________________________________(磷转化为Na3PO4)。
③用H2C2 O4与浓硫酸制取CO(化学方程式为H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O)并提纯，选用上图装置欲制一袋干燥纯净的CO，各接口连接的顺序为____________→g(气流从左至右)，其中装置D中盛放的药品是____________。
(2)乙组同学将甲组制得的气体与空气按适当比例混合形成模拟尾气(NO、CO、C2H4及空气)，按如图所示装置进行尾气转化并检验。

①为检验催化反应后的气体中是否有CO2生成和乙烯的残留，G、H中盛放的试剂依次是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．酸性KMnO4溶液
c．澄清石灰水 d．Br2/CCl4溶液
②通“模拟尾气”前，需先将催化剂加热到反应所需的温度，其目的是___________________；
写出其中CO与NO完全转化为无害气体的化学方程式：
_____________________________________________。
答案　(1)①稀硝酸
②＋4NaOH―→CH2===CH2↑＋NaCl＋Na3PO4＋3H2O
③a→f→e→c→d　NaOH浓溶液
(2)①cb(或cd或dc)　②使催化剂活性达到最大，利于CO2和C2H4的检验并减少模拟烟气的浪费　2CO＋2NON2＋2CO2
解析　(1)②用 (乙烯利)与NaOH溶液及装置B制取乙烯，磷转化为Na3PO4，同时生成氯化钠和水，反应的化学方程式：＋4NaOH―→CH2===CH2↑＋NaCl＋Na3PO4＋3H2O。③用H2C2O4与浓硫酸制取CO(化学方程式为H2C2O4CO↑＋CO2↑＋H2O)并提纯，选用题图装置欲制一袋干燥纯净的CO，利用装置A加热草酸，通过装置D中的氢氧化钠溶液除去二氧化碳，通过装置C中无水氯化钙吸收水蒸气，得到干燥的CO，在装置E中收集一袋CO气体，D中是浓的氢氧化钠溶液，用来吸收混合气体中的二氧化碳，各接口连接的顺序为：a→f→e→c→d→g。
(2)①乙组同学将甲组制得的气体与空气按适当比例混合形成模拟尾气(NO、CO、C2H4及空气)，NO和CO通过催化剂反应生成氮气和二氧化碳，为检验催化反应后的气体中是否有CO2生成和乙烯的残留，可以利用澄清石灰水检验二氧化碳，用溴水或高锰酸钾溶液检验乙烯，G、H中盛放的试剂依次是cb或dc或cd。②通“模拟尾气”前，需先将催化剂加热到反应所需的温度，其目的是：使催化剂活性达到最大，利于CO2和C2H4的检验并减少模拟烟气的浪费，其中CO与NO完全转化为无害气体的化学方程式：2CO＋2NON2＋2CO2。

1．三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。实验室制备BCl3的原理：B2O3＋3C＋3Cl2 ===2BCl3＋3CO，某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。(已知：BCl3的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃；硝基苯的密度比水大)请回答下列问题：


(1)该实验装置中合理的连接顺序为G→______→______→______→______→F→D→I；其中装置E的作用是_______________________________________。
(2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾，请写出该反应的化学方程式：_____________。
(3)能证明反应中有CO生成的现象是______________________________。
答案　(1)E　H　J　 H　将BCl3冷凝为液态分离出来
(2)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl
(3)F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊
解析　(1)干燥的氯气、B2O3、C反应生成BCl3和CO，BCl3的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃，收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气用氢氧化钠溶液吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中的水进入装置E，在E和J之间添加H装置，用于吸水，生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水检验，可以证明原反应中有CO生成，多余的CO不能排放到空气中，用排水法收集。则该实验装置中合理的连接顺序为G→E→H→J→H→F→D→I；其中装置E的作用是将BCl3冷凝为液态分离出来。
(2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾，是三氯化硼水解生成HCl，HCl溶于空气中的水形成盐酸小液滴，则三氯化硼水解的化学方程式为BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl。
(3)CO能还原氧化铜，使黑色的氧化铜还原成红色的铜单质，CO自身被氧化成二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，则能证明反应中有CO生成的现象是F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊。
2．氯化氨基汞[Hg(NH2)Cl]是祛斑霜中常用的添加剂，可由反应：Hg＋2NH3＋Cl2===Hg(NH2)Cl↓＋NH4Cl制备，某学习小组在实验室中利用下列装置制备氯化氨基汞，回答下列问题。


(1)A中发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(2)F中发生反应的化学方程式为__________________________________________________。
(3)盛装碱石灰的仪器名称为________，其作用为___________________________________。
(4)整个装置的仪器连接顺序为A→________________________________(装置不能重复使用)。该实验的不足之处是_______________________________________________。
(5)E中短导管a通入的气体是____________，导管ab采用长短不同的原因是______________。
答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑
(2)NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca(OH)2
(3)U形管　干燥氨气
(4)D→B→E←C←F　无尾气处理装置
(5)氯气　氯气的密度大于空气，氨气的密度小于空气，采用逆流原理，使氯气、氨气、汞充分混合
解析　(4)整个装置分成两部分，一部分是由A装置中的氯气经除杂并干燥后得到干燥的氯气，一部分是由F装置生成的氨气经干燥后得到干燥的氨气，最后将干燥的氯气和氨气一起通入E中制得Hg(NH2)Cl，则整个装置的仪器连接顺序为A→D→B→E←C←F，该实验的不足之处是没有尾气处理装置。
3．探究草酸的不稳定性。已知：草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，易溶于水，熔点为101 ℃，受热易脱水、升华，170 ℃以上分解产生H2O、CO和CO2。草酸的酸性比碳酸强，其钙盐难溶于水。


(1)请选取以上的装置证明草酸晶体分解的产物(可重复使用，加热装置和连接装置已略去)。仪器装置连接顺序为：A→______→_______→_______→_______→E→B→G→_______。
(2)若实验结束后测得B管质量减轻4.8 g，则至少需分解草酸晶体的质量为________g(已知草酸晶体的M＝126 g·mol－1)。
答案　(1)C　D　G　F　J　(2)37.8
解析　(1)为证明草酸受热分解的产物中含有H2O、CO2和CO，首先将混合气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管检验水蒸气，如果变蓝说明有水蒸气产生；再通入盛有冷水的洗气瓶除去草酸蒸气，防止草酸干扰二氧化碳的检验；接着通入盛有澄清石灰水的洗气瓶检验二氧化碳，如果澄清石灰水变浑浊，则证明含有二氧化碳气体；再用盛有足量氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化碳，防止二氧化碳干扰一氧化碳的检验；然后再将洗气后的气体进行干燥，再将气体通入黑色的氧化铜装置，一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳，再用澄清石灰水检验二氧化碳是否存在，如果澄清石灰水变浑浊，则证明该混合气体中含有一氧化碳；为防止有毒的一氧化碳污染环境，用排水集气法收集一氧化碳，连接顺序为A→C→D→G→F→E→B→G→J。
(2)由化学方程式CuO＋COCu＋CO2可知A管减轻的质量为氧原子的质量，则n(CO)∶m(O)＝1∶16＝n(CO)∶4.8 g，解得n(CO)为0.3 mol，H2C2O4·2H2O受热分解的方程式为H2C2O4·2H2O3H2O＋CO↑＋CO2↑，由方程式可知分解的草酸晶体为0.3 mol，所以质量为0.3 mol×126 g·mol－1＝37.8 g。
4．制备无水氯化铁。


(1)仪器X的名称为________。
(2)装置的连接顺序为a→________→j，k→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(3)实验结束后，取少量F中的固体加水溶解，经检测发现溶液中含有Fe2＋，其原因为____________________________________。
答案　(1)圆底烧瓶　(2)h，i→d，e　g，f→b，c
(3)未升华出来的FeCl3与未反应的铁粉在水溶液中反应生成Fe2＋
解析　(2)首先制取氯气，然后除杂、干燥，导管应长进短出，所以a连接h，i接d；在F中与铁粉反应，为防止FeCl3堵塞导管，出气导管应用粗导管，则e接j，冷凝法收集升华出的FeCl3，所以k接g；最后连接盛有碱石灰的干燥管，吸收未反应的氯气，所以f接b，则装置的连接顺序为a→h，i→d，e→j，k→g，f→b。
5．硫是一种自然界分布较广的元素，在很多化合物中都含有该元素，回答下列问题：


(1)装置A中反应的化学方程式为___________________________________________。
(2)使分液漏斗中液体顺利流下的操作是_____________________________________。
(3)选用上面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱：
①甲同学认为按照A→C→F的顺序连接装置即可证明，乙同学认为该方案不合理，其理由是________________________________________________________。
②丙同学设计的合理实验方案为：A→C→________→________→D→F，其中装置C的作用是__________________________________________________，
证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的实验现象是____________________________________。
答案　(1)CaSO3＋2HCl===CaCl2＋SO2↑＋H2O
(2)拔下分液漏斗顶部的塞子(或使分液漏斗瓶塞上的凹槽对准瓶颈的小孔)，然后再旋转下部活塞　(3)①SO2通入次氯酸钙溶液发生氧化还原反应，不能证明强酸制备弱酸的原理　②B　E　除去HCl气体　D中品红不褪色，F中出现白色沉淀
解析　(3)①次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，两者可发生氧化还原反应；②A装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有HCl，用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸的酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入F中，则：装置连接顺序为A→C→B→E→D→F，其中装置C的作用是除去HCl气体，D中品红不褪色，F中出现白色沉淀，可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
6．某化学兴趣小组的同学进行三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解的实验探究。经小组讨论，他们设计了如下装置进行实验。烧瓶B中盛有饱和NH4Cl和饱和NaNO2混合液(常用于实验室制N2)，干燥管C1中装有碱石灰。

(1)B中发生反应的化学方程式为______________________________________________。
(2)C2的作用是____________________________________，C3中盛装的试剂是____________。
(3)若实验中观察到E1、E4中的澄清石灰水均变浑浊，则E3中的现象是__________________
___________________________________，证明气体产物是____________________________。
(4)实验装置中有2个酒精灯，先点燃A1，一段时间后，熄灭A1，关闭止水夹a，再点燃A2，待D中的样品充分反应后，再次打开止水夹a，点燃A1，则第二次点燃A1的理由是_____________________________________________。
答案　(1)NH4Cl＋NaNO2===N2↑＋NaCl＋2H2O　(2)检验水蒸气　P2O5或CaCl2　(3)溶液褪色(或变浅)
CO2和 CO　(4)第二次点燃A1，是利用生成的氮气将装置中残余的气体吹到后续装置，使其充分吸收
7．如图装置，经过一系列操作完成抽滤和洗涤。请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次)：

开抽气泵→a→b→d→______→c→关抽气泵。
a．转移固液混合物；b.关活塞A；c.开活塞A；d.确认抽干；e.加洗涤剂洗涤
抽滤和普通过滤相比，优点是____________________________________。
答案　c→e→b→d　加快过滤速度(其他合理答案也可)
8．为探究(NH4)2Cr2O7(摩尔质量为252 g·mol－1)的分解产物，按下图连接好装置，在A中加入5.040 g样品进行实验。

(1)仪器C的名称是________。
(2)连接好装置，点燃酒精灯之前，需进行的必要操作是________________________________
________________________________。
(3)反应结束后，依然要通一段时间的氮气的原因是___________________________________。
(4)加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，同时测得A中残留物为Cr2O3、B中质量的变化为1.44 g，写出重铬酸铵加热分解反应的化学方程式：________________________________
______________________。
答案　(1)(球形)干燥管　(2)检查装置的气密性后通入氮气一段时间将装置内空气排尽　
(3)将A中分解产生的气体全部赶入B中，防止产生实验误差
(4)(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O
解析　(4)根据产物和水的质量计算，(NH4)2Cr2O7 (摩尔质量为252 g·mol－1)，5.040 g样品的物质的量为＝0.02 mol，分解产生的水的物质的量为：＝0.08 mol，观察到D中溶液不变色，则可得出反应生成了氮气，同时测得A中残留物为Cr2O3，故反应方程式为(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O。
9．氮化钙(Ca3N2)是一种重要的化学试剂，通常条件下为棕色易水解的固体。某小组在实验室制备氮化钙，设计了如下实验(夹持装置略去)：
(1)按气流由左到右的方向，下列装置合理的连接顺序为____________(填仪器接口字母，装置不能重复使用)。

(2)装置C的硬质玻璃管中的现象为_________________________________。
(3)用离子方程式和必要的文字说明装置A的作用__________________________________。
(4)若用如图装置替代上述流程中A的作用，请补充以下实验步骤：

①检查装置气密性后，装入药品；
②打开分液漏斗活塞，先点燃装置________处酒精灯，再点燃装置________处酒精灯，反应一段时间；
③先熄灭装置________处酒精灯，再熄灭装置________处酒精灯，最后关闭分液漏斗活塞。
(5)请用化学方法确定氮化钙中含有未反应的钙，写出实验操作及现象：____________。
答案　(1)i－ab－gh－ef(或fe)－dc　(2)固体逐渐变成棕色　(3)除去空气中的氧气，4Fe2＋ ＋O2 ＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，避免氧气与金属钙反应，使产品不纯
(4)②A　C　③C　A　(5)取少量反应后的物质于试管中，加入适量水，用排水法收集到无色气体，则证明产物中含有未反应的钙
1．认识喷泉实验的原理。

(1)使图中装置Ⅱ产生喷泉的实验操作是__________________________________________。
(2)喷泉实验结束后，发现三颈烧瓶中未充满水(假如装置的气密性良好)，原因是___________
________________________________。
答案　(1)在三颈烧瓶中收集满氨气，关闭止水夹a，打开止水夹b，用热毛巾敷在三颈烧瓶底部
(2)氨气中混有空气(或其他合理答案)
2．通过Fe3＋和C2O在溶液中的反应比较Fe2＋和C2O的还原性强弱。
资料：Ⅰ.草酸(H2C2O4)为二元弱酸。
Ⅱ.三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3·3H2O]为翠绿色晶体，光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3－Fe3＋＋3C2O　K＝6.3×10－21
Ⅲ.FeC2O4·2H2O为黄色固体，溶于水，可溶于强酸。
操作
现象
在避光处，向10 mL 0.5 mol·L－1FeCl3溶液中缓慢加入0.5 mol·L－1K2C2O4溶液至过量，搅拌，充分反应后，冰水浴冷却，过滤
得到翠绿色溶液和翠绿色晶体

(1)取实验中少量晶体洗浄，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有＋3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是_______________________。
(2)经检验，翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3·3H2O。设计实验，确认实验中没有发生氧化还原反应的操作和现象是__________________________________________________________。
答案　(1) 溶液中存在平衡：[Fe(C2O4)3]3－Fe3＋＋3C2O，加入硫酸后，H＋与C2O结合可使平衡正向移动，c(Fe3＋)增大，遇KSCN溶液变红　(2)取少量实验中的翠绿色溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不出现蓝色沉淀
3．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)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_______________。
(2)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_______________________________________。
答案　(1)先变红，后褪色
(2)①加热时间不足或温度偏低　②通入HCl的量不足
解析　(1)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中石蕊试纸先变红色，后褪色。
(2)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。
4．如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。

(1)装置C用于验证氯气是否具有漂白性，因此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入：________(填字母)。


a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条

(2)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性强弱。当向D中缓缓通入足量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，说明氯的非金属性强于溴的。打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是_________________________________。
但该现象不能说明溴的非金属性强于碘，原因是____________________________________。
答案　(1)d　(2)E中液体分为两层，上层(苯层)为紫红色　过量的Cl2也可将I－氧化为I2
解析　(1)装置C用于验证氯气是否有漂白性，Cl2从B装置到C中，并没有经过干燥，Cl2中还有水蒸气存在，所以首先Cl2接触的应该是湿润的有色布条。再经过干燥剂干燥，干燥剂可以选择无水氯化钙、硅胶、五氧化二磷等，不能选择碱石灰，Cl2会与碱石灰反应，不能选择浓硫酸，否则Cl2无法通过U形管，之后再与干燥的布条作用，形成对比，验证氯气是否具有漂白性。所以应该选d。
(2)D的溶液中含有溴单质，还有溶解在溶液中的过量的氯气，均可以与KI反应，生成I2，苯萃取碘单质，上层呈现紫红色。由于通入了过量的氯气，D的溶液中还有溶解的过量的氯气，氯气的氧化性比Br2的氧化性强，会先与KI反应，所以置换出碘单质的不一定是Br2，所以不能比较Br2和I2的氧化性强弱，进而不能比较出其元素的非金属性强弱。
5．土法酿造葡萄酒(只加糖的纯天然酿酒法)容易出问题，有报道说，喝了自制葡萄酒差点失明。主要原因是发酵过程产生的菌种难以控制，多达百种，且产生对神经有毒的甲醇等物质。科学酿酒加SO2等辅料，我国国家标准(GB2760－2014)规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25 g·L－1。
(1)用如图实验装置探究二氧化硫的氧化性。

充入气体前的操作为________________，关闭旋塞1和2；按上图充入气体，连接装置。打开旋塞1，可观察到的主要现象是________________________；若A瓶和B瓶的体积相等，恢复到常温，打开旋塞2，可观察到的现象是__________________，此时A瓶中可能发生反应的化学方程式为__________________________________________________________。
(2)从环保角度，利用上图装置设计探究二氧化硫既有氧化性又有还原性的最佳方案。

实验方案
预期现象
将烧杯中的氢氧化钠溶液换成________溶液，操作如(1)
说明SO2具有还原性的现象为______________，对应的离子方程式为_________________________

答案　(1)检査装置气密性　B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成　NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中　SO2＋NaOH===NaHSO3或SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
(2)KMnO4　A、B瓶中酸性KMnO4溶液褪色　2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋(或溴水　A、B瓶中溴水褪色　Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋SO＋4H＋)
解析　(1)该反应装置内有气体参与反应，因此充入气体前的操作为检査装置气密性；由于A中SO2气体压强大于B中H2S气体的压强，打开旋塞1，A中SO2向B中扩散，在B中发生反应：SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O，所以在B中可观察到的主要现象是：B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成；若A瓶和B瓶的体积相等，由于SO2的气体压强是H2S的1.5倍，说明SO2的物质的量是H2S的1.5倍，根据SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O可知，SO2过量，最后A、B中都充满了SO2气体，恢复到常温，打开旋塞2，SO2易溶于NaOH，并与之发生反应：SO2＋NaOH===NaHSO3或SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O，使装置内气体压强减小，因此可观察到的现象是NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中。
(2)要证明SO2具有还原性，可以选用具有氧化性的物质，只要反应现象明显，而且环保、无污染即可。可以将NaOH溶液改为酸性KMnO4溶液或溴水，若为酸性KMnO4溶液时，酸性KMnO4将SO2氧化为硫酸，KMnO4被还原为MnSO4无色溶液，因此观察到的实验现象为红色溶液褪色，反应的离子方程式为：2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋；若溶液为溴水时，会发生反应：Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋SO＋4H＋，观察到溴水褪色。
6．为证明卤族元素的非金属性强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检查)。

实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是_________________________________________。
(2)B中溶液发生反应的离子方程式是_____________________________________________。
(3)为验证溴的氧化性强于碘，过程 Ⅳ 的操作和现象是_____________________________。
答案　(1)湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝　(2)2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－　(3)打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡，静止后四氯化碳层变为紫红色
解析　(1)高锰酸钾氧化浓盐酸生成氯气，氯气把碘化钾氧化为单质碘，则验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是淀粉碘化钾试纸变蓝。
(2)生成的氯气通入B装置中把溴化钠氧化为单质溴，则B中溶液发生反应的离子方程式是2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。
(3)由于要排除氯气对溴置换碘的实验干扰，则为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下D振荡。静止后四氯化碳层变为紫红色。
7．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂，在隔绝空气加热至500 ℃时能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。某化学小组选用下图所示装置进行实验(夹持装置略)，探究此反应产物。


甲同学根据可能生成的气体产物，设计下列实验：
操作步骤
实验现象
结论或解释
①按________________的顺序组装仪器并进行实验
②__________________
气体产物中既有H2O ，也有NH3
③按A、C、D、E的顺序组装仪器并进行实验，其中装置C的作用是______________
C中无明显现象，D中生成白色沉淀
④D中发生反应的离子方程式为________________

答案　①A、F、E、B　②F中无水硫酸铜变蓝，B中溶液变红　③吸收NH3，验证是否含有SO3　④SO2＋H2O2＋Ba2＋ ===BaSO4↓＋2H＋
解析　硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]在隔绝空气加热至500 ℃时能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。在A中先通入氮气排净装置中的空气，然后加热分解硫酸亚铁铵。根据装置图中的药品可知，装置B可以检验氨气；装置C可以检验生成的产物中是否含有三氧化硫，装置D可以将二氧化硫氧化生成三氧化硫，装置E浓氢氧化钠溶液可以吸收硫的氧化物，装置F中无水硫酸铜可以检验生成的水。
要验证气体产物中既有H2O，也有NH3，可以按照装置顺序A、F、E、B连接，F中无水硫酸铜变蓝色证明生成水，B中溶液变红说明生成氨气；按A、C、D、E的顺序组装仪器并进行实验，通过装置C中的足量盐酸和氯化钡溶液，C中无明显现象说明无三氧化硫，D中生成白色沉淀，D中过氧化氢氧化二氧化硫生成硫酸，硫酸和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，反应的离子方程式为：SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋。
8．某小组以亚硝酸钠(NaNO2)溶液为研究对象，探究NO的性质。
实验
试剂
编号及现象
滴管
试管

2 mL
1 %酚酞溶液
1 mol·L－1 NaNO2溶液
实验Ⅰ：溶液变为浅红色，微热后红色加深
1 mol·L－1NaNO2溶液
0.1 mol·L－1
KMnO4 溶液
实验Ⅱ：开始无明显变化，向溶液中滴加稀硫酸后紫色褪去
KSCN溶液
1 mol·L－1 FeSO4
溶液(pH＝3)
实验Ⅲ：无明显变化
1 mol·L－1NaNO2溶液
1 mol·L－1FeSO4
溶液(pH＝3)
实验Ⅳ：溶液先变黄，后迅速变为棕色，滴加KSCN溶液变红

资料：[Fe(NO)]2＋在溶液中呈棕色。
(1)结合化学用语解释实验Ⅰ“微热后红色加深”的原因_________________________。
(2)实验Ⅱ证明NO具有________性， 从原子结构角度分析原因_________________________
_______________________________。
(3)探究实验Ⅳ中的棕色溶液
①为确定棕色物质是NO与Fe2＋而非与Fe3＋发生络合反应的产物，设计如下实验，请补齐实验方案。
实验
溶液a
编号及现象

1 mol·L－1FeSO4溶液(pH＝3)
Ⅰ.溶液由________色迅速变为________色

Ⅱ.无明显变化
②加热实验Ⅳ中的棕色溶液，有气体逸出，该气体在接近试管口处变为红棕色，溶液中有红褐色沉淀生成。解释上述现象产生的原因__________________________________________。
答案　(1)NO发生水解反应NO＋H2OHNO2＋OH－，温度升高水解平衡正向移动，碱性增强，溶液红色加深
(2)还原　N原子最外层5个电子(可用原子结构示意图表示)，＋3价不稳定，易失电子，体现还原性　(3)①浅绿　棕　0.5 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液(pH＝3)　②棕色溶液中的[Fe(NO)]2＋受热生成NO和Fe2＋，NO被空气氧化为NO2，加热有利于Fe2＋被氧化为Fe3＋，促进Fe3＋水解，产生Fe(OH)3沉淀
专题强化练
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)
A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼
答案　B
解析　合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物理性质略有不同，A项正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B项错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C项正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D项正确。
2．下列有关物质性质及应用的说法正确的是(　　)
A．过量的铜与浓硝酸反应可生成NO
B．Fe在O2中的燃烧产物可用于制红色涂料
C．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到
D．Fe2＋、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者表现出还原性，后者表现出漂白性
答案　A
解析　铜与浓硝酸反应生成NO2，过量的铜与浓硝酸反应会使硝酸变稀，可生成NO，A正确；制红色涂料的主要成分是三氧化二铁，Fe在O2中的燃烧产物是四氧化三铁，故B错误；Al是活泼性较强的金属，用电解冶炼法得到，故C错误；Fe2＋、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，都表现出还原性，故D错误。
3．下列有关SO2的说法不正确的是(　　)
A．属于酸性氧化物
B．属于“城市空气质量日报”的物质
C．水溶液能使紫色石蕊溶液变红
D．因为具有强氧化性，所以能漂白品红
答案　D
解析　二氧化硫属于酸性氧化物，A正确；SO2是大气污染物，所以属于“城市空气质量日报”的物质，B正确；SO2可与水化合生成亚硫酸，故其水溶液能使紫色石蕊溶液变红，C正确；SO2能漂白品红不是因为其具有强氧化性，而是因为其可以与某些有色物质化合成无色物质，D不正确。
4．下列由相关实验现象所推出的结论正确的是(　　)
A．NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl和NH4HCO3固体的方法制氨气
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定有SO
C．NH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体
D．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
答案　C
解析　A项，氯化铵受热分解生成氯化氢和氨气，但是氯化氢和氨气又会重新化合生成氯化铵，所以不能用来制取氨气，故错误；B项，硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性，可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，故向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，不能说明原溶液中一定有硫酸根离子，也可能含有亚硫酸根离子，故错误；C项，氨气和浓盐酸挥发出来的氯化氢反应生成氯化铵白色固体，故正确；D项，铁和硝酸反应不是置换反应，故错误。
5．(2019·宝鸡市高考模拟)汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家研究发现TiO2的混凝土或沥青可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是(　　)

A．部分光能转变为化学能
B．消除总反应为：4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O4HNO3
C．使用纳米TiO2，产生的光生电子和空穴更多，NOx消除效率更高
D．1 mol O比1 mol羟基(·OH)多9NA个电子(NA为阿伏加德罗常数)
答案　D
解析　由图可知，在TiO2的催化作用下，紫外线提供能量，发生反应：4NOx＋(5－2x)O2＋2H2O4HNO3，即有部分光能转化为化学能，A、B正确；C项，纳米TiO2与紫外线接触面积更大，将产生更多的光生电子和空穴，从而消除更多的NOx，正确；D项，1 mol O含有17 mol电子，1 mol羟基(·OH)含有9 mol电子，即1 mol O比1 mol羟基(·OH)多8NA个电子，错误。

二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
6．(2018·河南省八市重点高中联盟“领军考试”高三第三次测评)下列实验操作能达到预期实验目的的是(　　)
选项
目的
操作
A
比较S与Cl元素非金属性强弱
测定等浓度Na2S、NaCl溶液的pH
B
制取硅酸胶体
向饱和硅酸钠溶液中加入浓盐酸
C
检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2
取少量溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液
D
除去Na2CO3溶液中的NaHCO3
向溶液中通入足量CO2

答案　C
解析　A项，测定相同浓度的NaCl溶液和Na2S溶液的pH，可比较盐酸、氢硫酸的酸性，但不能利用氢化物的酸性比较元素的非金属性的强弱，需要比较硫酸和高氯酸的酸性强弱，错误；B项，制备硅酸胶体，需要稀盐酸，浓溶液会反应生成硅酸沉淀，错误；C项，取少量该溶液滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，如果产生特征蓝色沉淀，说明含有二价铁离子，反应的离子方程式：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓，正确；D项，除去Na2CO3溶液中的NaHCO3应该加入适量NaOH溶液，错误。
7．按如图装置进行实验，下列推断正确的是(　　)

选项
Ⅰ中试剂
Ⅱ中试剂及现象
推断
A
氯化铵
酚酞溶液不变红色
氯化铵稳定
B
硫酸亚铁
品红溶液褪色
FeSO4分解生成FeO和SO2
C
涂有石蜡油的碎瓷片
酸性高锰酸钾溶液褪色
石蜡油发生了化学变化
D
铁粉与水蒸气
肥皂水冒泡
铁粉与水蒸气发生了反应

答案　C
解析　A项，氯化铵受热易分解生成氨气和氯化氢，离开热源，氨气和氯化氢又会重新化合生成氯化铵，生成的氯化铵附着在试管口附近，所以酚酞溶液不变红色，错误；B项，品红溶液褪色说明有二氧化硫生成，硫元素的化合价由＋6价降低到＋4价，则铁元素的化合价需由＋2价升高到＋3价，即硫酸亚铁受热分解生成氧化铁和二氧化硫，错误；C项，酸性高锰酸钾溶液褪色说明有还原性物质生成，所以加热石蜡油生成了具有还原性的物质，发生了化学变化，正确；D项，气体具有热胀冷缩的性质，若加热试管Ⅰ中的空气，肥皂水也会冒泡，错误。
8．(2019·安阳市高三二模)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是(　　)

A．X可以是稀硫酸或稀盐酸
B．实验开始时应先关闭止水夹a、打开止水夹b，再向烧瓶中加入X
C．反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀
D．反应结束后若关闭止水夹b及分液漏斗活塞，则Fe(OH)2可较长时间存在
答案　AD
解析　A项，Fe与稀H2SO4、稀盐酸均生成Fe2＋，正确；B项，实验开始时，应先打开a、b，利用生成的氢气将装置中空气排出，然后关闭a，利用压强差将烧瓶中生成的亚铁离子压入锥形瓶中反应生成Fe(OH)2，错误；C项，反应一段时间后可在锥形瓶中观察到白色沉淀，错误；D项，由于装置中的空气及溶液中氧气已经被除去，故Fe(OH)2可较长时间存在，正确。
9．(2019·济南市高三模拟)下图所示为工业合成氨的流程图。有关说法错误的是(　　)

A．步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B．步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率，又可以加快反应速率
C．步骤③④⑤均有利于提高原料的转化率
D．产品液氨除可生产化肥外，还可用作制冷剂
答案　C
解析　A项，合成氨使用含铁催化剂，为防止催化剂中毒，须将原料“净化”处理，正确；B项，步骤②中“加压”，可增大氮气、氢气浓度，加快合成氨的反应速率又能使平衡右移，提高原料转化率，正确；C项，合成氨反应放热，步骤③使用较高温度不利于提高原料转化率，同时使用催化剂也不能使平衡移动，步骤④⑤有利于提高原料的转化率，错误；D项，产品液氨可用酸吸收生成铵态氮肥。液氨汽化时会吸收大量热，可用作制冷剂，正确。
10．(2019·淄博市高三一模)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下：

下列说法正确的是(　　)
A．“灼烧”可在铁坩埚中进行
B．母液中的溶质是K2CO3、KHCO3、KCl
C．“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法
D．“转化”反应中，生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1
答案　AD
解析　B项，结晶后的母液中有K2MnO4、KMnO4和K2CO3等溶质，若二氧化碳过量还可能存在碳酸氢钾，错误；C项，“结晶”环节采用加热蒸发浓缩、冷却结晶的方法，错误；D项，由3K2MnO4＋2CO2===2KMnO4＋MnO2↓＋2K2CO3，氧化产物为KMnO4，还原产物为MnO2，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1，正确。
三、非选择题
11．(2019·淄博市高三一模)二氧化氯是高效、低毒的消毒剂。已知：ClO2是极易溶于水的气体，实验室制备及性质探究装置如下图所示。回答下列问题：

(1)装置B用于制备ClO2，同时还生成一种酸式盐，该反应的化学方程式为_________________
________________________________________。
装置C中滴有几滴淀粉溶液，反应时有蓝色岀现。淀粉的作用是_________________________。
(2)C装置的导管靠近而不接触液面，其目的是___________________________________。
(3)用ClO2消毒自来水，其效果是同质量氯气的________倍(保留一位小数)。
(4)装置D用于吸收尾气，若反应的氧化产物是一种单质，且氧化剂与氧化产物的物质的量之比是2∶1，则还原产物的化学式是________。
(5)若将C装置中的溶液改为Na2S溶液，通入ClO2后溶液无明显现象。由此可以产生两种假设：
假设a：ClO2与Na2S不反应。
假设b：ClO2与Na2S反应。
①你认为哪种假设正确，阐述原因：________________________________________。
②请设计实验证明你的假设(仅用离子方程式表示)：___________________________。
答案　(1)SO2＋H2SO4＋2KClO3===2KHSO4＋2ClO2
通过检验I2的存在，证明ClO2有强氧化性
(2)使ClO2尽可能多的与溶液反应，并防止倒吸
(3)2.6
(4)NaClO2
(5)①假设b正确， S2－的还原性强于I－，所以ClO2也能氧化S2－(或假设b正确，ClO2是强氧化剂，S2－具有强还原性，所以ClO2也能氧化S2－)　②SO＋Ba2＋===BaSO4↓
解析　(3)71 g氯气的物质的量是1 mol，在反应中得到2 mol电子。而71 g二氧化氯的物质的量是≈1.05 mol。由于氯元素的化合价是＋4价，所以在反应中得到5个电子，所以其消毒的效率(以单位质量得到电子数表示)是Cl2的≈2.6倍。
(4)装置D用于吸收尾气，生成的单质为氧气，并生成NaClO2，反应方程式为H2O2＋2ClO2＋2NaOH===2NaClO2＋O2＋2H2O，该反应中二氧化氯是氧化剂、双氧水是还原剂，则该反应中氧化剂与氧化产物的物质的量之比是2∶1，氧化产物是氧气，还原产物为NaClO2。
(5)若将C裝置中的溶液改为Na2S溶液，通入ClO2后溶液无明显现象。
①假设b 正确， ClO2与Na2S反应，因为S2－的还原性强于I－或ClO2是强氧化剂，S2－具有强还原性，所以ClO2也能氧化S2－。
②因发生反应SO＋Ba2＋===BaSO4↓，故可证明假设b正确。
12．(2019·萍乡市高三一模)以方铅矿(PbS)为原料制备铅蓄电池的电极材料的工艺流程如图所示：

部分化合物的Ksp如下表所示：
物质
PbCl2
PbS
PbCrO4
Ksp
1.2×10－5
9.0×10－29
1.8×10－14

请回答下列问题：
(1)“焙烧”生成的气体可用于工业制备________。
(2)写出“高温还原”的主要化学方程式：____________________________________。
(3)“粗铅”的杂质主要有锌、铁、铜、银等，电解精炼时阴极反应式为_________________。
阳极泥的主要成分为________。
(4)铅与稀盐酸反应产生少量气泡后反应终止，原因是_________________________________。
写出制备PbO2的离子方程式：__________________________________。
(5)Pb(NO3)2是强酸弱碱盐，氢硫酸(H2S)是弱酸，向Pb(NO3)2溶液中通入H2S气体是否能产生黑色PbS沉淀？_______________________________________________________。
(列式计算说明，Ka1(H2S)＝1.3×10－7，Ka2(H2S)＝7.1×10－15)。
(6)将PbCrO4加入足量硝酸中，部分振荡，观察到主要现象是___________________，反应的离子方程式为________________________________。
答案　(1)硫酸
(2)PbO＋CPb＋CO↑
(3)Pb2＋＋2e－===Pb　Cu、Ag
(4)PbCl2难溶于水，覆盖在铅表面，阻止反应进一步进行　ClO－＋PbO===PbO2＋Cl－
(5)假设能发生如下反应：Pb2＋＋H2S===PbS↓＋2H＋，该反应的平衡常数K＝≈1.0×107＞105，反应进行完全，故有黑色沉淀　
(6)沉淀溶解，溶液变为橙色　2PbCrO4＋2H＋===2Pb2＋＋Cr2O＋H2O
解析　(4)根据PbCl2的Ksp，得出PbCl2为难溶于水的物质，当Pb与稀盐酸反应时生成难溶于水的PbCl2，PbCl2附着在Pb的表面阻碍反应的进行；PbO中Pb的化合价由＋2价→＋4价，化合价升高，即NaClO作氧化剂，ClO－被还原成Cl－，制备PbO2的离子方程式为PbO＋ClO－===PbO2＋Cl－。
(5)向Pb(NO3)2溶液中通入H2S气体生成PbS沉淀，发生反应的离子方程式是Pb2＋＋H2S===PbS↓＋2H＋，该反应的平衡常数K＝＝＝＝≈1.0×107＞105，反应进行完全，因此有黑色沉淀。
(6)CrO溶液中存在：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，加入硝酸，c(H＋)增加，平衡向正反应方向移动，将PbCrO4加入足量的硝酸中发生离子反应：2PbCrO4＋2H＋===2Pb2＋＋Cr2O＋H2O，沉淀溶解，溶液的颜色变为橙色。
13．(2019·安阳市高三二模)氨基锂(LiNH2)是一种白色有光泽的结晶或粉末，熔点是390 ℃，沸点是430 ℃，溶于冷水，遇热水则强烈水解。在380～400 ℃时锂与氨气直接反应可制得LiNH2，下面是实验室制备LiNH2时可能用到的装置图，回答下列问题。

(1)仅从试剂性质角度分析，下列各组试剂不宜用于实验室制备NH3的是________(填字母)。
A．浓氨水、CaO
B．NH4Cl固体、Ca(OH)2固体
C．浓氨水
D．NH4NO3固体、NaOH固体
(2)用(1)中合适的试剂制取的NH3按气流方向自左向右，则图中装置的连接顺序为________________(填接口处字母)，装置A的作用是_______________________________。
(3)装置C中仪器的名称是__________，盛装的试剂是__________。实验开始后，向X中通入NH3与加热仪器X的先后顺序为__________________。
(4)实验室还可用浓氨水与固体NaOH混合制备氨气，但多次实验表明，此方法收集到的NH3量总是比理论值低许多，其最可能的原因是______________________________________。
(5)氨基锂能与热水反应生成LiOH与一种气体，请推测该气体的成分并用实验验证你的结论：_____________________________________________________________。
答案　(1)D
(2)e→f→c→d→h(或g)→g(或h)→a　用于吸收氨气，及防止空气中的水蒸气进入B中
(3)干燥管　碱石灰　先通氨气再加热
(4)氨气属于易溶于水的气体，故它在溶液中生成时，溶液中会溶解有相当多的氨气，从而导致进入B中的氨气量比理论值小许多
(5)该气体为氨气，取少量试样放入试管中并加入适量热水，再将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝
解析　(2)因LiNH2能与水反应，故进入B中的氨气应该是干燥的，又因为氨气无法在B中消耗完且空气中水蒸气也可以逆向进入B，又因氨气溶解时可能会产生倒吸现象，故相应的连接顺序为e→f→c→d→h(或g)→g(或h)→a；装置A中盛放浓硫酸，用于吸收氨气，及防止空气中的水蒸气进入B中。
(3)装置C用于干燥氨气，可以使用碱性干燥剂；由于Li能与空气中氧气反应，故要先通入一段时间的氨气，排尽装置内的空气。
(4)因氨气属于易溶于水的气体，故它在溶液中生成时，溶液中会溶解有相当多的氨气，从而导致进入B中的氨气量比理论值小许多。
(5)由LiNH2＋H2O===LiOH＋NH3推测，气体产物是氨气，可用红色石蕊试纸检测该气体。