1、第2章 化学物质及其变化1(2019全国卷)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是()A冰表面第一层中，HCl以分子形式存在B冰表面第二层中，H浓度为5103 molL1(设冰的密度为0.9 gcm3)C冰表面第三层中，冰的氢键网络结构保持不变D冰表面各层之间，均存在可逆反应HClHCl答案D解析由图示可知，第一层中，HCl以分子形式存在，A正确；第二层中，已知ClH2O1041，HCl=HCl，H和Cl的物质的量是相同的，设H2O的物质的量为1 mol，则n(H)104
2、 mol，V(H2O)20 cm30.02 L，故c(H)5103 molL1，B正确；第三层中，只有H2O分子存在，所以冰的氢键网络结构保持不变，C正确；由A项、C项分析可知，第一层和第三层中的物质均以分子形式存在，故均不存在可逆反应HClHCl，D错误。2(2019全国卷)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是()A经过阳离子交换树脂后，水中阳离子的总数不变B水中的NO、SO、Cl通过阴离子树脂后被除去C通过净化处理后，水的导电性降低D阴离子树脂填充段存在反应HOH=H2O答案A解析由题图可知，经过阳离子交换树脂后，Ca2、Na、Mg2交换为H，由电荷守恒知，阳离子总数会增加，A
3、错误；由题图可知，通过阴离子交换树脂后，NO、Cl、SO被除去，B正确；通过净化处理后，水中的导电离子种类与浓度降低，水的导电性降低，C正确；阴离子树脂填充段存在反应HOH=H2O，D正确。3(2019北京高考)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是()物质(括号内为杂质)除杂试剂AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(MgCl2)NaOH溶液、稀HClCCl2(HCl)H2O、浓H2SO4DNO(NO2)H2O、无水CaCl2答案B解析除杂时发生的反应为Fe2FeCl3=3FeCl2，该反应属于氧化还原反应，A错误；除杂时发生的反应为MgCl22NaOH=Mg(OH
4、)22NaCl、NaOHHCl=NaClH2O，上述两个反应均不属于氧化还原反应，B正确；Cl2能溶于水且发生反应Cl2H2OHClHClO，除杂试剂选用错误，C错误；除杂时发生的反应为3NO2H2O=2HNO3NO，该反应为氧化还原反应，D错误。4(2019天津高考)化学在人类社会发展中发挥着重要作用，下列事实不涉及化学反应的是()A利用废弃的秸秆生产生物质燃料乙醇B利用石油生产塑料、化纤等高分子材料C利用基本的化学原料生产化学合成药物D利用反渗透膜从海水中分离出淡水答案D解析A、B、C三项均有新物质生成，所以属于化学变化，而D中利用反渗透膜从海水中分离出淡水只是物质分离过程，没有新物质生成
5、。5(2019北京高考)探究草酸(H2C2O4)性质，进行如下实验。(已知：室温下，0.1 molL1H2C2O4的pH1.3)实验装置试剂a现象Ca(OH)2溶液(含酚酞)溶液褪色，产生白色沉淀少量NaHCO3溶液产生气泡酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色C2H5OH和浓硫酸加热后产生有香味物质由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是()AH2C2O4有酸性，Ca(OH)2H2C2O4=CaC2O42H2OB酸性：H2C2O4H2CO3，NaHCO3H2C2O4=NaHC2O4CO2H2OCH2C2O4有还原性，2MnO5C2O16H=2Mn210CO28H2ODH2C2O4可发生酯化反应
6、，HOOCCOOH2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H52H2O答案C解析草酸具有酸性，与Ca(OH)2溶液发生中和反应Ca(OH)2H2C2O4=CaC2O42H2O，A正确；草酸的酸性大于H2CO3的酸性，草酸加入少量NaHCO3溶液中发生反应NaHCO3H2C2O4=NaHC2O4CO2H2O，B正确；草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了草酸的还原性，根据题中已知条件可知草酸是弱酸，正确的离子方程式为5H2C2O42MnO6H=2Mn210CO28H2O，C错误；草酸与乙醇可在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应，化学方程式为HOOCCOOH2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H52H2O
7、，D正确。6(2018北京高考)下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的不是化学变化的是()A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料D.开采可燃冰，将其作为能源使用答案B解析A项，甲醇低温制氢气有新物质生成，属于化学变化；B项，氘、氚用作核聚变燃料，是核反应，不属于化学变化；C项，偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O，放出大量的热，反应的化学方程式为C2H8N22N2O43N22CO24H2O，属于化学变化；D项，可燃冰是甲烷的结晶水合物，CH4燃烧生成CO2和H2O，放出大量的热，反应的化学方程式为CH42O
8、2CO22H2O，属于化学变化。7(2017北京高考)古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于无机物的是()A.瓷器B.丝绸C.茶叶D.中草药答案A解析A对：瓷器是由黏土等经高温烧制而成的，其主要成分属于传统无机非金属材料。B错：丝绸是用蚕丝织造的纺织品，其主要成分是蛋白质，属于有机物。C错：茶叶是由茶树的叶子和芽制成的，其主要成分是纤维素，属于有机物。D错：中草药是由植物的根、茎、叶及动物的骨骼等制成的，其主要成分是纤维素、蛋白质等，属于有机物。8(2017天津高考)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()A硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B锂离子电池放电时，化学能转化成电能C电解质溶液
9、导电时，电能转化成化学能D葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能答案A解析A对：硅太阳能电池发电的主要原理是半导体的光电效应，将太阳能转化为电能，与氧化还原反应无关。B错：该能量转化过程利用的是原电池原理，在负极发生氧化反应，正极发生还原反应，与氧化还原反应有关。C错：该能量转化过程利用的是电解池原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，与氧化还原反应有关。D错：葡萄糖为生命活动提供能量时，能量转化的同时葡萄糖被氧化为CO2和水，与氧化还原反应有关。9(2017北京高考)下列变化中，气体被还原的是()A二氧化碳使Na2O2固体变白B氯气使KBr溶液变黄C乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色
10、D氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀答案B解析A错：CO2使Na2O2固体变白的原因是发生了反应：2CO22Na2O2=2Na2CO3O2，该反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，CO2既不是氧化剂也不是还原剂。B对：Cl2使KBr溶液变黄的原因是发生了反应：Cl22KBr=2KClBr2，该反应中Cl元素由0价降低到1价，故Cl2发生了还原反应，被还原生成KCl。C错：乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色是由于CH2=CH2与Br2发生加成反应生成了BrCH2CH2Br。D错：NH3使AlCl3溶液产生白色沉淀是由于发生了反应：AlCl33NH33H2O=Al(OH)33NH4Cl，该反应为非氧化
11、还原反应。10(2017海南高考)在酸性条件下，可发生如下反应：ClO2M34H2O=M2OCl8H，M2O中M的化合价是()A4 B5 C6 D7答案C解析根据离子反应方程式中，反应前后所带电荷数相等，即618n1，解得n2，从而得出M2O中M的化合价为6价，故C正确。11(2019全国卷)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Mg2B2O5H2O、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
12、分有_。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3，可选用的化学试剂是_。(3)根据H3BO3的解离反应：H3BO3H2OHB(OH)，Ka5.811010，可判断H3BO3是_；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)2MgCO3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)NH4HCO3NH3=(NH4)2CO3(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN(3)一元弱酸转化为H3BO3，促进析出(4)2Mg23CO2H2O=Mg(OH)2MgCO32HCO或2Mg22COH2O=Mg(OH
13、)2MgCO3CO2溶浸高温焙烧解析(1)硼镁矿粉中加入(NH4)2SO4溶液反应生成NH3，氨气与碳酸氢铵溶液反应的化学方程式为NH4HCO3NH3=(NH4)2CO3。(2)硼镁矿中的SiO2、Fe2O3、Al2O3与(NH4)2SO4溶液不反应，也不溶解，过滤后形成滤渣1。因为KSCN溶液遇Fe3变为红色，所以KSCN溶液常用于Fe3的检验。(3)根据题目信息中H3BO3的电离方程式和Ka的数值可知H3BO3为一元弱酸。在“过滤2”前，将溶液pH调节至3.5，目的是将溶液中的硼酸根转化为H3BO3沉淀析出。(4)根据工艺流程中的原料进入情况及生成物情况可知，“沉镁”时加入的原料为(NH4
14、)2CO3溶液、MgSO4溶液，产物为Mg(OH)2MgCO3，因此反应的离子方程式为2Mg23CO2H2O=Mg(OH)2MgCO32HCO或2Mg22COH2O=Mg(OH)2MgCO3CO2。母液的主要成分为硫酸铵，可以返回到“溶浸”工序循环使用。碱式碳酸镁热稳定性差，可以在高温焙烧的条件下制取氧化镁，化学方程式为Mg(OH)2MgCO32MgOCO2H2O。12(2019全国卷)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，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢
15、氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2Fe2Fe3Al3Mg2Zn2Ni2开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(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
16、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xy时，z_。答案(1)SiO2(不溶性硅酸盐)MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O(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，MgF2Mg22F平衡向右移动(6)Mn22HCO=MnCO3CO2H2O(7)解析(1)硫化锰矿及二氧化锰粉末中加入硫酸后，发生氧化还原反应：MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O，故滤渣1的主要成分为S和SiO2(不溶性硅酸盐)。(2)Fe2沉淀完全时，Mn2已经开始沉淀，故加入
17、MnO2是为了将溶液中的Fe2氧化为Fe3，便于除去。(3)除去Fe3及Al3，应使二者沉淀完全，故pH应大于4.7。(4)锌和镍的硫化物都难溶于水，故“滤渣3”的主要成分为ZnS、NiS。(5)“除杂1”步骤结束后，杂质金属阳离子只有Mg2，加入MnF2形成MgF2沉淀而除去Mg2，若溶液酸度过高，H浓度偏大，则F与H结合形成HF，使MgF2沉淀溶解平衡正向移动而重新溶解。(6)“沉锰”时加入NH4HCO3发生反应：Mn22HCO=MnCO3CO2H2O。(7)根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则，求得z。13写出下列反应的方程式(1)(2017全国卷)工业上常将含砷废渣(主要成分为As
18、2S3)制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式：_。(2)(2017江苏高考)4550 时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl23H2O，该反应的化学方程式为_。NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_。答案(1)2As2S35O26H2O=4H3AsO46S(2)4CuClO28H2O2Cu2(OH)2Cl23H2O4Ag4NaClO2H2O=4AgCl4NaOHO214(2016全国卷节选)(1)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H)的变化如图所示。用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_。(2)6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3，该反应的离子方程式为_。答案(1)2CrO2HCr2OH2O(2)Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O解析(1)由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(Cr2O)逐渐增大，说明CrO逐渐转化为Cr2O，其反应的离子方程式为2CrO2HCr2OH2O。(2)根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出NaHSO3将废液中的Cr2O还原成Cr3反应的离子方程式：Cr2O3HSO5H=2Cr33SO4H2O。
