1、专题限时集训(九)元素及其化合物(限时：45分钟)(对应学生用书第149页)1(2019长沙模拟)已知：金属铈(稀土元素)在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应(注：铈常见的化合价为3和4，氧化性：Ce4Fe3)。下列说法正确的是()A铈有四种核素，它们互为同素异形体B在一定条件下，电解熔融状态的CeO2制Ce，在阴极获得铈C铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为Ce4HI=CeI42H2D用Ce(SO4)2溶液滴定硫酸亚铁溶液，其离子方程式为Ce42Fe2=Ce32Fe3B同一元素的不同核素互为同位素，A项错误；在一定条件下，电解熔融CeO2，阳离子在阴极得电子得到Ce单质，B项正确；由Ce
2、4的氧化性强于Fe3可知，Ce4可和I发生氧化还原反应，C项错误；根据得失电子守恒和电荷守恒，可知用Ce(SO4)2溶液滴定FeSO4溶液的离子方程式为Ce4Fe2=Ce3Fe3，D项错误。2(2019福州模拟)水泥的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如下图所示：以下判断不正确的是()A沉淀A的主要成分是SiO2B沉淀B的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3CKMnO4法测定的离子方程式为2MnO6H5H2C2O4=2Mn210CO28H2OD草酸钙沉淀生成后必须过滤、洗涤，因为附在沉淀上的草酸铵溶液会导致测定结果偏低D附在沉淀
3、上的草酸铵溶液会导致消耗的KMnO4溶液的体积偏大，使测定结果偏高，D项错误。3(2019郑州模拟)某学习小组以废催化剂(主要成分为SiO2、ZnO、ZnS和CuS)为原料，制备锌和铜的硫酸盐晶体。设计的实验方案如下：下列说法不正确的是()A步骤中能溶于稀硫酸的是ZnO、ZnSB步骤、中发生的反应均为氧化还原反应C步骤涉及的离子反应可能为CuSH2O22HCu2S2H2OD步骤和，采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后均可获取粗晶体B向废催化剂中加入0.5 molL1 H2SO4，由于SiO2和CuS均不与H2SO4反应，故步骤中主要发生反应：ZnOH2SO4=ZnSO4H2O、ZnSH2SO4=Zn
4、SO4H2S，过滤后滤液1中含有ZnSO4，将滤液1蒸发浓缩、冷却结晶、过滤即可得到粗ZnSO47H2O；滤渣1中含有SiO2、CuS，向滤渣1中加入H2SO4和H2O2，CuS与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫，过滤后滤渣2中含有硫和二氧化硅，滤液2中含有硫酸铜，滤液2经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤即可得到粗晶体。4用如图装置制取并收集气体，对应的装置和试剂均正确的是()中收集气体中试剂a、b中试剂c中试剂dASO2稀硫酸与铜片浓硫酸NaOH溶液BCl2浓盐酸与二氧化锰饱和氯化钠溶液NaOH溶液CHBr浓硫酸与溴化钠浓硫酸水DCO甲酸与浓硫酸浓硫酸酸性KMnO4溶液BA项，稀
5、硫酸与Cu不反应；C项，浓硫酸氧化HBr，浓硫酸不能干燥HBr；D项，CO不能用向上排空气法，不能被酸性KMnO4吸收。5(2019潍坊模拟)某化学学习小组用如图所示装置制备、收集Cl2，并进行性质验证实验(夹持装置略去)。下列说法正确的是()A用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，只选B用于Cl2收集时，a为进气口C中加入NaBr溶液和CCl4，通入Cl2反应后振荡、静置，下层溶液呈橙红色D中通入Cl2使品红溶液褪色后，取出溶液加热可恢复红色CKMnO4为粉状且易溶于水，不能用，A错误；收集Cl2，应从b口进，B错误；Cl2使品红溶液褪色后，加热不能恢复红色，D错误。6某同学设计如下实验装置，测
6、定葡萄糖还原新制氢氧化铜所得红色物质的组成。下列说法中正确的是()A将装置a中的Zn换成CaCO3可制备CO2气体B若撤去装置b，会导致该物质含氧量测定结果偏低C只需称量装置d反应前后的质量就可确定该物质的组成D装置e的作用是防止空气中的H2O、CO2进入装置d中DCaSO4微溶于水，不能用CaCO3和稀硫酸反应制备CO2气体，故A项错误；若撤去装置b，则会导致装置d中吸收水的质量偏大，故该物质含氧量测定结果偏高，故B项错误；需称量装置d反应前后的质量和装置c中反应前后固体的质量，即可确定该物质的组成，故C项错误；装置e可防止空气中的H2O、CO2进入装置d中，故D项正确。7(2019青岛一模
7、)ClO2又称百毒净，可用于水的净化和纸张、纺织品的漂白。用如图所示装置(夹持装置和加热装置省略)制备ClO2并探究ClO2的某些性质。已知：高氯酸：沸点90 ，浓度低于60%比较稳定，浓度高于60%遇含碳化合物易爆炸。饱和NaClO2溶液随温度变化情况：回答下列问题： (1)仪器a的名称为_。实验开始前，胶塞及导管接口必须包锡箔纸，其原因是_。(2)写出装置A制备ClO2同时生成高氯酸的化学方程式：_。(3)关闭止水夹，打开止水夹，通空气一段时间，装置C中生成NaClO2，离子方程式为_。若关闭止水夹，打开止水夹，B中可观察到的现象为_。(4)从装置C反应后的溶液中获得NaClO2晶体，需控
8、温在_范围内进行减压蒸发结晶，采用减压蒸发的原因_。(5)城市饮用水处理新技术用NaClO2、高铁酸钠替代Cl2。如果以单位质量的氧化剂得到的电子数来表示消毒效率，那么，NaClO2、Na2FeO4、Cl2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是_。解析(4)根据已知，温度低于38 ，得到的晶体含有结晶水，温度高于60 NaClO2会分解，故从装置C反应后的溶液中获得晶体；需要控制温度在38 60 进行减压蒸发结晶，采用检验蒸发的原因是减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解。(5)NaClO2中氯元素由3价降低为1价，则1 mol NaClO2转移电子4 mol，消毒效率为，1 mo
9、l Na2FeO4转移电子为3 mol，消毒效率为，1 mol Cl2转移电子为2 mol，消毒效率为，三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序为NaClO2Cl2Na2FeO4。答案(1)三颈烧瓶(或三颈瓶)橡胶是含碳化合物，若生成的高氯酸浓度高时遇胶塞及导管易发生爆炸(2)3NaClO33H2SO4(浓)=HClO42ClO23NaHSO4H2O(3)2ClO22OHH2O2=2ClO2H2OO2红色布条褪色(4)38 60 减压可降低沸点，较低温度下蒸发，避免晶体高温分解(5)NaClO2Cl2Na2FeO48(2019北京高考)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。(1)实验一：
10、用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无色溶液A和白色沉淀B。浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是_。试剂a是_。(2)对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水)实验二：验证B的成分写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：_。加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是_。(3)根据沉淀F的存在，推测SO的产生有两个途径：途径
11、1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。途径2：实验二中，SO被氧化为SO进入D。实验三：探究SO的产生途径向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，证明溶液中含有_；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白色沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：_。实验三的结论：_。(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是_。(5)根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和SO生成。(6)根据上述实验所得结论：_。解析(1)由沉淀B的成分可知，反应时混合气体中O2的存在能干扰沉淀的成
12、分，故将SO2通入AgNO3溶液前应除去混在其中的O2，但又不能吸收SO2，故选择饱和NaHSO3溶液。(2)若沉淀D中含有BaSO3，则BaSO32HCl=BaCl2H2OSO2，因为SO2在水中溶解度较大，故滤液E中存在一定量的SO2，滴加H2O2溶液，发生反应SO2Ba2H2O2=BaSO42H，溶液中会出现白色沉淀。(3)向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，说明溶液中含有Ag；取上层清液继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀出现，可判断B中不含Ag2SO4，因为Ag2SO4微溶于水，BaSO4难溶于水，若B中含有Ag2SO4，向上层清液中滴加BaCl2溶液，一定会出现白色沉淀。由以上分析
13、可推断，途径1不产生SO，途径2产生SO。(4)由上述分析可知，SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3沉淀，结合质量守恒定律可写出反应的离子方程式。(6)实验条件下：SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率，碱性溶液中SO更易被氧化为SO。答案(1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O饱和NaHSO3溶液(2)Ag2SO34NH3H2O=2Ag(NH3)2SO4H2OH2O2溶液，产生白色沉淀(3)AgAg2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4途径1不产生SO，途径2产生SO(4)2AgSO2H2O=Ag2SO32H(
14、6)实验条件下：SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率，碱性溶液中SO更易被氧化为SO9(2019衡阳第一次联考)金属是重要但又匮乏的战略资源。从废旧锂电池的电极材料(主要为附在铝箔上的LiCoO2，还有少量铁的氧化物)中回收钴的一种工艺流程如下请回答下列问题：(1)在焰色反应实验中，可用钴玻璃观察钾元素的焰色，该钴玻璃的颜色为_。(2)溶液A中溶质除NaOH外，还有_。“钴渣”中LiCoO2溶解时的离子方程式为_。(3)在“滤液”中加入20% Na2CO3溶液，目的是_；检验“滤液1”中Fe2是否完全被氧化、不能用酸性KMnO4溶液，原因是_。(4)如将硫酸改为
15、盐酸浸取“钴渣”，也可得到Co2。浸取时，为提高“钴渣”中浸取率，可采取的措施有_(任写一条)。工业生产中一般不用盐酸浸取“钴渣”，其原因是_。(5)“钴沉淀”的化学式可表示为CoCO3yCo(OH)2。称取5.17 g该样品置于硬质玻璃管中，在氮气中加热，使样品完全分解为CoO，生成的气体依次导入足量的浓硫酸和碱石灰中，二者分别增重0.54 g和0.88 g。则“钴沉淀”的化学式为_。答案(1)蓝色(2)NaAlO28LiCoO2S2O22H=8Li8Co22SO11H2O(3)调节溶液pH，使Fe3转换为Fe(OH)3沉淀Co2、S2O也能使KMnO4溶液褪色(4)粉碎或搅拌或升高温度Li
16、CoO2可氧化盐酸，产生的Cl2会污染环境(5)2CoCO33Co(OH)210(2019江苏高考)实验室以工业废渣(主要含CaSO42H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体，其实验流程如下：(1)室温下，反应CaSO4(s)CO(aq)CaCO3(s)SO(aq)达到平衡，则溶液中_Ksp(CaSO4)4.8105，Ksp(CaCO3)3109。(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为 _；浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是_。(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。
17、控制反应温度在6070 ，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是_；保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有_。(4)滤渣水洗后，经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料，制取CaCl2溶液的实验方案：_已知pH5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全；pH8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂：盐酸和Ca(OH)2。解析(1)室温下，反应CaSO4(s)CO(aq)CaCO3(s)SO(aq)达到平衡，则溶液中：1.6104。(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH
18、4)2CO3溶液，其离子方程式为HCONH3H2O=NHCOH2O或HCONH3H2ONHCOH2O；浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是增加溶液中CO的浓度，使CaSO4(s)CO(aq)CaCO3(s)SO(aq)平衡向正反应方向移动，促进CaSO4的转化。(3)铵盐的热稳定性差，温度过高，(NH4)2CO3会分解生成CO2逸出体系，使溶液中CO的浓度降低，会导致CaSO4的转化率下降；根据平衡移动原理，实验中保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，提高转化率的操作是加快搅拌速率。(4)根据题意知，水洗后的滤渣中有CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2，用盐酸溶解滤渣，除去不溶物SiO2，得到CaCl2、FeCl3、AlCl3溶液，通过滴加Ca(OH)2溶液调节溶液的pH将FeCl3、AlCl3转化为Fe(OH)3、Al(OH)3除去，得到纯净的CaCl2溶液。答案(1)1.6104(2)HCONH3H2O=NHCOH2O(或HCONH3H2ONHCOH2O)增加溶液中CO的浓度，促进CaSO4的转化(3)温度过高，(NH4)2CO3分解加快搅拌速率(4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣，待观察不到气泡产生后，过滤，向滤液中分批加入少量Ca(OH)2，用pH试纸测量溶液pH，当pH介于58.5时，过滤
