1、阶段过关检测(二)元素化合物综合(时间:90分钟满分:100分)测控导航表知识点题号金属及其化合物3,5,7,13非金属及其化合物1,4,6,10,11元素化合物综合2,8,9,12,14,15,16,18工艺流程17,20元素化合物实验探究19,21一、选择题(共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)1.2019年为“国际元素周期表年”,中国学者姜雪峰当选为“全球青年化学家元素周期表”硫元素代言人。下列关于硫元素的说法不正确的是(B)A.S2、S4和S8互为同素异形体B.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”过程中涉及的反应为可逆反应C.可运用“无机硫向有机硫转化”理念,探
2、索消除硫污染的有效途径D.我国古代四大发明之一“黑火药”的主要成分中含有硫单质解析:S2、S4和S8都是由S组成的单质,互为同素异形体,故A正确;丹砂烧之成水银,为HgS在加热条件下发生的分解反应;积变又还成丹砂,为Hg和S的化合反应,反应条件不同,不是可逆反应,故B不正确;可运用“无机硫向有机硫转化”理念,探索消除硫污染的有效途径,转化为无污染性的物质,降低对环境的危害,故C正确;黑火药的主要成分为C、KNO3、S,故D正确。2.下列物质与其用途相符合的是(D)NH3工业上制HNO3SiO2太阳能电池碘元素预防甲状腺肿大Al2O3耐火材料A.仅 B.仅C.仅 D.解析:NH3NONO2HNO
3、3,故正确;二氧化硅作光导纤维,故错误;碘有极其重要的生理作用,人体内的碘主要存在于甲状腺中,人体内如果缺碘,甲状腺得不到足够的碘会形成甲状腺肿大,所以适当地补充碘,能预防甲状腺肿大,故正确;氧化铝是一种白色难熔的物质,是一种很好的耐火材料,故正确。3.化学在生产和日常生活中有着重要的应用,下列说法不正确的是(C)A.氧化镁用作耐火材料B.明矾溶于水形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化C.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火D.FeCl3溶液可用于刻蚀印刷铜电路板解析:氧化镁的熔点很高且化学性质稳定,可用作耐火材料,故A正确;明矾溶于水形成的Al(OH)3胶体能吸附
4、水中悬浮物,可用于水的净化,故B正确;泡沫灭火器中喷出的二氧化碳气体泡沫中含有水,具有一定的导电能力,用于电器起火可能导致触电,故C不正确;氯化铁与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用于刻蚀印刷铜电路板,故D正确。4.实验室制备下列气体时,所用方法错误的是(B)A.制氨气时,用向下排空气法收集气体B.制二氧化氮时,用水吸收尾气C.制氯气时,用饱和食盐水和浓硫酸净化气体D.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置解析:A.氨气的密度比空气的密度小,且不和空气中的成分发生化学反应,可用向下排空气法收集,正确;B.NO2与水反应生成HNO3和NO,NO难溶于水造成污染,错误;C.
5、实验室常用二氧化锰和浓盐酸制取Cl2,Cl2中含有HCl和H2O杂质,用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥Cl2,正确;D.用Na2O2和H2O反应制备O2与用H2O2和MnO2制备O2的反应物都是固体和液体,不需要加热,正确。5.下列物质不能通过化合反应直接得到的是(A)A.CuS B.NaHCO3C.FeCl2D.Fe(OH)3解析:Cu与S发生化合反应生成Cu2S,不能生成CuS,故A符合题意;Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,能通过化合反应制得,故B不符合题意;Fe+2FeCl33FeCl2,能通过化合反应制得,故C不符合题意;4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
6、,能通过化合反应制得,故D不符合题意。6.下列叙述和均正确并且有因果关系的是(B)选项叙述叙述ASO2具有漂白性SO2可用于食品的漂白B胶体具有丁达尔效应用可见光束照射可区别胶体和溶液C浓硫酸具有脱水性浓硫酸可用于CO2、Cl2的干燥DSiO2具有导电性SiO2可用于生产光导纤维解析:二氧化硫是有刺激性气味的有毒气体,不能漂白食品,故A错误;用可见光束照射胶体和溶液,胶体发生丁达尔效应,可以区别溶液和胶体,故B正确;浓硫酸具有吸水性,可用于CO2、Cl2的干燥,故C错误;SiO2可用于生产光导纤维,利用的是SiO2对光的全反射,故D错误。7.对实验的实验操作现象判断正确的是(C)A.实验:产生
7、红褐色沉淀B.实验:溶液颜色变为血红色C.实验:放出大量气体D.实验:先出现白色沉淀,后溶解解析:实验,向沸水中滴加少量的氯化铁饱和溶液,可以产生红褐色的氢氧化铁胶体,A错误;实验,KSCN溶液滴加到氯化亚铁溶液中,溶液不变色,B错误;实验,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,C正确;实验,氨水滴入氯化铝溶液中后,生成白色沉淀氢氧化铝,氨水碱性较弱,不能溶解氢氧化铝,D错误。8.物理小识中记载:“青矾厂气熏人,衣服当之易烂,栽木不茂,惟乌桕树不畏其气。”“青矾”即绿矾,强热“青矾”可得红色固体,“气”冷凝即得“矾油”。下列推断正确的是(B)选项“青矾”“厂气熏人”中的“气”红色固体“矾油”
8、ACuSO45H2OSO3Cu2OH2SO4BFeSO47H2OSO2、SO3Fe2O3H2SO4CFeSO47H2OSO2Fe2O3H2SO3、H2SO4DKAl(SO4)212H2OSO3、SO2KAlO2H2SO3、H2SO4解析:绿矾的化学式为FeSO47H2O,其受热分解的化学方程式为2FeSO47H2OFe2O3+SO2+SO3+14H2O,故红色固体为Fe2O3,“厂气熏人”中的“气”为SO2、SO3,SO2与H2O的反应为可逆反应,SO3与H2O发生反应:SO3+H2OH2SO4,放出大量的热;使H2SO3分解,故“矾油”为H2SO4,故B正确。9.甲、乙、丙、丁四种物质中,均
9、含有相同的某种元素。在一定条件下它们之间存在如下转化关系:甲乙丙丁。下列说法中错误的是(D)A.甲可能是单质,也可能是化合物B.丁可能是酸,也可能是碱C.反应一定是氧化还原反应D.反应一定是化合反应解析:甲可以是化合物,如NH3NONO2HNO3,也可以是单质,如N2NONO2HNO3,故A正确;若甲为硫、氮等非金属元素,则丁为酸,例如A中的分析,若甲为钠,则有NaNa2ONa2O2NaOH,丁为碱,故B正确;反应都是与氧气反应,所以一定是氧化还原反应,故C正确;若甲为氮气或氨气或钠,结合A、B的分析可知,反应都不是化合反应,故D错误。10.“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点,观察下
10、面四个“封管实验”(夹持装置未画出),下列说法正确的是(C)A.加热时,封管上部汇集了固体NH4Cl,说明NH4Cl的热稳定性比较好B.加热时,、溶液均变红,冷却后又都变为无色C.中,浸泡在热水中的容器内气体颜色变深,浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅D.四个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应解析:NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,NH3和HCl在试管顶部又生成NH4Cl,所以在上部可以看到固体NH4Cl,A项错误;加热含NH3的酚酞溶液,NH3逸出,酚酞变为无色,B项错误;2NO2(g)N2O4(g)HCu2+Fe2+D.向Y溶液中滴入K3Fe(CN)6溶液,生成特征蓝色沉淀解析:
11、根据转化关系知:M为Cu,根据Z为红褐色固体倒推E为Fe,据此可推出其余物质。金属M、E分别是铜和铁,故A正确;反应为亚铁离子被双氧水氧化为铁离子,其离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O,故B正确;根据转化关系可知,氧化性:H2O2Cu2+Fe2+,故C正确;Y溶液中含Fe3+,应用KSCN检验,滴加K3Fe(CN)6不会出现蓝色沉淀,故D不正确。14.已知氮化钠与水反应的化学方程式为Na3N+3H2O3NaOH+NH3。某研究性小组设计如图所示装置(夹持装置略去),用氮化钠制备氨气,并验证氨气的性质,下列有关说法正确的是(A)A.将装置A中的水换为饱和食盐水可以减缓反应速
12、率B.单质M为氮气,则装置C中红色粉末变为黑色粉末C.Z为苯,目的是防止硫酸吸收氨气时发生倒吸D.装置B中盛的是无水氯化钙,目的是干燥氨气解析:将装置A中的水换为饱和食盐水可以减缓反应速率,故A正确;单质M为氮气,则装置C中黑色粉末变为红色粉末,故B错误;苯的密度比硫酸小,在硫酸下层的应该是CCl4,目的是防止硫酸吸收氨气时发生倒吸,故C错误;装置B中盛的是碱石灰,目的是干燥氨气,不能是无水氯化钙,无水氯化钙与氨气会形成络合物,故D错误。15.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份,向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g(已知硝酸只能被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加
13、入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果错误的是(D)A.原混合液中N的物质的量为0.4 molB.OA段产生的是NO,AB段反应为2Fe3+Fe3Fe2+,BC段产生氢气C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4D.c(H2SO4)为5 molL-1解析:A.第一份混合溶液中,硝酸全部起氧化剂作用,Cu与HNO3反应的离子方程式为3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O,得n(N)=n(Cu)=0.2 mol,所以原混合液中N的物质的量为0.4 mol,正确;B.由图像可知,OA段Fe与N反应,消耗Fe 11.2 g,n(Fe)=0.2 mol,所以n(Fe)n(N)=
14、11,反应的离子方程式为Fe+N+4H+Fe3+NO+2H2O,AB段发生反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,BC段发生反应为 Fe+2H+Fe2+H2,正确;C.硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,正确;D.反应消耗22.4 g铁,物质的量为=0.4 mol,所有的铁都在硫酸亚铁中,根据硫酸根守恒,所以每份含硫酸0.4 mol,所以硫酸的浓度是=4 molL-1,错误。16.一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体V L(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和S)加入足量NaOH,产生
15、蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到CuO 12.0 g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为11,则V L可能为(A)A.9.0 L B.13.5 L C.15.7 L D.16.8 L解析:若混合物全是CuS,其物质的量n(CuS)=n(CuO)=0.15 mol,转移电子物质的量=0.15(6+2)=1.2 mol NO和NO2的体积相等,设NO的物质的量为x mol,NO2的物质的量为x mol,则3x+x=1.2,计算得出x=0.3,故气体体积V=0.6 mol22.4 Lmol-1=13.44 L;若混合物全是Cu2S,其物质的量n(Cu2S)=n(CuO)=0.15 mol=
16、0.075 mol,转移电子物质的量0.07510 mol=0.75 mol,设NO为y mol,NO2为y mol,3y+y=0.75,计算得y=0.187 5,气体体积为0.187 5 mol222.4 Lmol-1=8.4 L,所以A选项是正确。二、非选择题(共52分)17.(10分)综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质,其流程如图所示(1)粗盐中含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙等可溶性杂质,为除去这些杂质而得精盐,进行如下操作:溶解;加过量的BaCl2溶液;加过量的NaOH溶液;加过量的Na2CO3溶液;加适量的盐酸;蒸发结晶。(2)碳酸氢钠固体受热分解的化学方程式是 。(3)M
17、g(OH)2沉淀中因混有Ca(OH)2,可选用溶液进行洗涤以除之。(4)高温灼烧六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)所得固体是氧化镁,试写出该反应的化学方程式: 。(5)若在母液中通入氯气可提取海水中的溴,反应的离子方程式为 。解析:(1)将生成的硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀从溶液中除去用过滤的方法。(2)碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。(3)Mg(OH)2和Ca(OH)2两种沉淀中氢氧化镁溶解度更小,可以加入MgCl2使Ca(OH)2转化为Mg(OH)2沉淀。(4)从题意看出,高温灼烧六水合氯化镁晶体(MgCl2
18、6H2O)所得固体只有氧化镁,氯元素、氢元素和氧元素要成为氯化氢和水蒸气释放出去,反应方程式为 MgCl26H2OMgO+2HCl+5H2O。(5)通入氯气可提取海水中的溴,发生的是置换反应,Cl2和Br-反应生成Cl-和Br2,反应的离子方程式为Cl2+2Br-2Cl-+Br2。答案:(1)过滤(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O(3)MgCl2(4)MgCl26H2OMgO+2HCl+5H2O(5)Cl2+2Br-2Cl-+Br218.(10分)A、B、C、W均为中学常见的纯净物,它们之间有如下转化关系(其他产物及反应条件已略去)。ABC(1)若单质A为黄色固体,B为无色有刺激
19、性气味的气体,C能与水反应生成一种二元强酸。BC的化学方程式: 。向NaOH溶液中通入过量的气体B的离子方程式: 。(2)若A是一种黄绿色的气体,B的饱和溶液滴入沸水中能生成红褐色胶体。检验B溶液中阳离子的常用试剂是 。B与W转化为C的离子反应方程式: 。一定条件下W与水反应的化学方程式: 。解析:(1)若单质A为黄色固体,B为无色有刺激性气味的气体,C能与水反应生成一种二元强酸,则A是S、W是O2、B是SO2、C是SO3,SO3和H2O反应生成H2SO4。BC的反应为二氧化硫氧化为三氧化硫,反应的方程式为2SO2+O22SO3。向NaOH溶液中通入过量的SO2气体,生成亚硫酸氢钠,反应的离子
20、方程式为SO2+OH-HS。(2)若A是一种黄绿色的气体,B的饱和溶液滴入沸水中能生成红褐色胶体,则A是Cl2,W是Fe,B是FeCl3,C是FeCl2。B为FeCl3,检验Fe3+的常用试剂是KSCN溶液(氢氧化钠溶液),若用KSCN溶液,溶液变为血红色,若用氢氧化钠溶液,出现红褐色的沉淀。W是Fe、B是FeCl3,Fe与FeCl3反应生成FeCl2,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。答案:(1)2SO2+O22SO3SO2+OH-HS(2)KSCN溶液(氢氧化钠溶液)Fe+2Fe3+3Fe2+3
21、Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H219.(10分)某化学学习小组采用如图装置,对浓硝酸与木炭的反应进行探究。请回答下列问题:(1)检验装置气密性后,将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,伸入三颈烧瓶中,并塞紧瓶塞,滴加浓硝酸。可以观察到三颈烧瓶中气体的颜色为,产生该气体的化学方程式是 。(2)装置C中盛有足量的浓Ba(OH)2溶液,反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀,该白色沉淀为(写化学式)。(3)装置B的作用是 。(4)装置D中收集到了无色气体,部分同学认为是NO,但有同学认为是O2。下列对该气体的检验方法合适的是(填字母)。A.敞口观察装置D中集气瓶内气体的颜色变化B.将湿润的
22、蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内,观察石蕊试纸是否变红C.带火星的木条伸入集气瓶内,观察木条是否复燃解析:(1)炽热的木炭和浓硝酸反应生成二氧化碳和红棕色的二氧化氮,所以可观察到三颈烧瓶中气体的颜色为红棕色,反应方程式为C+4HNO3(浓)4NO2+CO2+2H2O。(2)装置C中盛有足量的浓Ba(OH)2溶液,二氧化碳通入其中,产生白色的碳酸钡沉淀。(3)根据装置图可以知道,装置B的作用为作安全瓶,防止溶液倒吸。(4)如果集气瓶内的气体是NO,NO容易被氧化为NO2,通过敞口观察可以看到红棕色,故A合适;NO和O2都不具有酸性,不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,故B不合适;将带火星的木条伸入集气瓶内,观
23、察木条是否复燃,可以判断集气瓶中是否是氧气,故C合适。答案:(1)红棕色4HNO3(浓)+CCO2+4NO2+2H2O(2)BaCO3(3)防倒吸(4)AC20.(11分)某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质。现用含镍废催化剂制备NiSO47H2O,其流程图如下:部分金属化合物的Ksp近似值如表所示:化学式Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Ni(OH)2NiCO3Ksp近似值1.010-171.010-381.010-341.010-151.010-5回答下列问题:(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为 , 。(2)“酸浸”所使用的
24、酸为 。(3)“净化除杂”时需加入H2O2溶液,其作用是 ,然后调节pH使溶液中铁元素恰好完全沉淀(铁元素对应离子浓度为1.010-5 molL-1),此时溶液的pH为(填计算所得数值)。(4)“操作A”为、过滤、洗涤、干燥,即得产品。(5)析出NiSO47H2O后的溶液中含有一定浓度的Ni2+,为避免镍的损失及其对环境造成的影响,可向析出NiSO47H2O后的溶液中加入Na2CO3固体将Ni2+转化为NiCO3沉淀。若c(Ni2+)=1.0 molL-1,欲使 1 L 溶液中的Ni2+沉淀完全,则需要加入Na2CO3固体的质量最少为 g(忽略溶液体积变化)。(6)保持其他条件不变,在不同温度
25、下对含镍废催化剂进行酸浸,镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度和时间分别为 、 min。解析:(1)因含镍废催化剂中含有Ni、Al、Fe、Al2O3及其他不溶于酸、碱的杂质,故“碱浸”时,Al、Al2O3与OH-发生反应。(2)因目标产物为硫酸盐,故“酸浸”时使用的酸是硫酸。(3)过氧化氢具有氧化性,结合Fe(OH)2、Fe(OH)3、Ni(OH)2的Ksp近似值可知,加H2O2溶液的目的是氧化溶液中的Fe2+,使其转化为Fe3+,便于后续除杂。结合题表中数据可知,Fe3+恰好沉淀完全,即 c(Fe3+)=1.010-5 molL-1时,c(OH-)=1.010-11 molL-1,则此时溶
26、液的pH为3。(4)由流程图可知,经“操作A”可获得硫酸镍晶体,故操作A为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)1 L该溶液中n(Ni2+)=1 mol,生成NiCO3沉淀需1 mol Na2CO3,欲使溶液中的Ni2+沉淀完全,则需溶液中c(Ni2+)10-5 molL-1,故加入碳酸钠固体后溶液中的c(C)Ksp(NiCO3)/c(Ni2+)= molL-1=1 molL-1,故1 L溶液中的Ni2+沉淀完全时,至少需要加入2 mol Na2CO3固体,其质量为212 g。(6)由题图可知,120 min后,镍浸出率随时间变化不显著,故最佳时间为120 min,120 min时,70 与90
27、的镍浸出率几乎相同,故采用温度较低的70 。答案:(1)Al2O3+2OH-2Al+H2O2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2(2)硫酸(或H2SO4)(3)将Fe2+氧化为Fe3+3(4)冷却结晶(5)212(6)7012021.(11分)实验室研究不同价态元素的转化,对于物质的制备和应用至关重要。(1)实验室可以用如图所示装置研究S(+6)S(+4)。装置C的作用是 。B、D盛放的试剂分别应为 、 (填字母)。a.BaCl2溶液 b.KI淀粉溶液c.FeSO4溶液 d.NaOH溶液e.品红溶液实验结束后,发现A中溶液几乎为无色,且试管中有较多的白色固体。试管中溶液显无色,体现了浓硫酸的
28、性质。实验结束后,若要证明A中白色固体为CuSO4,需要采取的操作是 。(2)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是用途广泛的化工产品。某同学欲探究其能否用作脱氯剂(除去游离氯),设计如图所示的实验。已知:S2+2H+S+SO2+H2O烧瓶中发生反应的化学方程式为;若要判断Na2S2O3能否作脱氯剂,该同学还需要进行的实验是 ;I2标准溶液是测定硫代硫酸钠纯度的重要试剂,其浓度可以通过基准物质As2O3来标定:称取a g As2O3置于锥形瓶中,加入适量NaOH溶液恰好将As2O3转化成Na3AsO3,加入淀粉溶液作指示剂,再用I2溶液进行滴定,消耗I2标准溶液体积为V mL。.滴定反应(产物之一是A
29、s)的离子方程式为 ;.I2标准溶液的物质的量浓度为(用含a、V的代数式表示)。解析:(1)因为二氧化硫易溶于水,所以C装置为安全瓶,防倒吸。B装置验证二氧化硫的漂白性;D装置为尾气吸收装置,二氧化硫为酸性氧化物,可用碱液吸收法吸收。由于浓硫酸的吸水性,所以试管中有较多的白色固体为硫酸铜固体。将白色固体溶于水通过观察溶液颜色的变化,确定硫酸铜的存在。(2)烧瓶中发生反应的化学方程式为CaCl2+Ca(ClO)2+2H2SO42CaSO4+2Cl2+2H2O。若要判断Na2S2O3能否作脱氯剂,该同学还需要进行的实验是证明硫代硫酸根离子被氧化为硫酸根离子。.滴定反应(产物之一是As)的离子方程式
30、为H2O+I2+As2I-+As+2H+(或2OH-+I2+As2I-+As+H2O)。.关系式法进行计算。As2O32As2I21 2 mol cV10-3 mol得c= molL-1答案:(1)防倒吸ed吸水性将冷却后的A中白色固体缓缓加到适量水中,并搅拌(或将A中的剩余溶液倒出后,往A中缓缓加入适量水)(2)CaCl2+Ca(ClO)2+2H2SO42CaSO4+2Cl2+2H2O取反应后F中溶液适量,加入足量盐酸并静置,再取上层清液加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成,证明氯气可被硫代硫酸钠还原脱除H2O+I2+As2I-+As+2H+(或2OH-+I2+As2I-+As+H2O) molL-1
