1、专题11元素化合物综合应用一、选择题(每小题5分，共50分)1(2011重庆，7)下列叙述正确的是()AFe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同BK、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性CLi、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大DC、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强解析：Fe与氯气生成FeCl3，而Fe与稀盐酸反应生成FeCl2，故A错；K与不足量的稀硫酸反应时，能发生2K2H2O=2KOHH2，H2SO4不足，KOH过量使溶液呈碱性，故B错；Na的密度比K大，故C错；P、S、Cl是同周期元素，非金属性依次增强，故最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，H2
2、CO3是弱酸，而H3PO4是中强酸，故酸性H3PO4H2CO3，则D选项正确。答案：D2(2011海南，9)“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中正确的是()A能耗大是该方法的一大缺点B整个过程中，只有一种物质可以循环利用C“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤D该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品解析：这是一道新题型，对题意的理解是解题的关键。用烧碱来吸收二氧化碳发生在捕捉室，生成碳酸钠，与氧化钙作用发生在分离室，同时
3、又生成烧碱，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳发生在高温炉，有两种物质循环：CaO、NaOH循环，B项排除。D项中的CO2制甲醇，没有见过，想将4价降低到2价也比较困难；C项应该是先过滤，滤液不需要浓缩结晶，直接循环使用就可以。答案：A3(2011江苏扬州一模，3)能实现下列物质间直接转化的元素是()单质氧化物酸或碱盐A硅B硫C铜D铁解析：S与O2生成SO2，SO2再与H2O生成H2SO3，H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3，B项正确。SiO2、CuO、Fe3O4均不与H2O反应，A、C、D错误。答案：B4已知A是一种单质，在一定条件下可发生如图所示的转化关系，则下列叙述中正确的是()A
4、BH2 CO2D(白色固体)C(白色胶状沉淀)A可能是铝或硅D一定是一种两性物质D晶体的熔点很高ABCD解析：可以与强碱溶液反应的单质是铝或硅。AlNaAlO2H2电解CO2Al2O3Al(OH)3SiNa2SiO3H2高温C CO2SiO2H2SiO3由此可知，当A为Si时，SiO2不是两性物质；D不论是Al2O3还是SiO2，均具有很高的熔点。答案：B5(2011北京崇文模拟，4)在某无色溶液中缓慢地滴入NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入的NaOH溶液体积的关系如图所示，由此确定原溶液中含有的阳离子是()AMg、Al3、Fe2BH、Mg2、Al3CH、Ba2、Al3 D只有Mg2、
5、Al3解析：分析图像可知，开始时加入NaOH溶液无沉淀产生，说明溶液中有大量H，随后开始出现沉淀，后随着NaOH溶液的加入，沉淀部分溶解至不变，结合选项知选B。答案：B6(2011山东烟台高三一模，10)X、Y、Z、W是中学化学常见的四种物质，它们之间具有如图所示转化关系，则下列组合不可能的是()XYZWACCOCO2O2BNaNa2ONa2O2O2CAlCl3Al(OH)3NaAlO2NaOHDFeFeCl2FeCl3Cl2解析：验证法处理该题。Fe与Cl2不能直接生成FeCl2，这是由于Cl2为强氧化性物质，直接把Fe氧化成3价，2Fe3Cl22FeCl3。答案：D7(2011山东泰安模拟
6、，7)今有一混合物溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K、NH、Cl、Mg2、Ba2、CO、SO，现取三份100 mL溶液进行如下实验：(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。(2)第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04 mol。(3)第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g。根据上述实验以下推测正确的是()AK一定存在B100 mL溶液中含0.01 mol COCCl一定存在DBa2一定不存在，Mg2可能存在解析：据(2)知NH有0.04 mol。据(3)知：BaSO4有2.33 g(即0.01 mol)，即有0.01
7、 mol SO；BaCO3为3.94 g(即0.02 mol)，即CO有0.02 mol；Ba2、Mg2不会存在，Cl可能存在。由于n(NH)2n(CO)2n(SO)，由电荷守恒可知，必有K。答案：A8某无色混合气体可能含有CO2、CO、H2O(g)、H2中的一种或几种。现依次进行如下处理(假设每次处理均反应完全)：通过碱石灰时，气体体积变小；通过赤热的CuO时，固体变为红色；通过白色的CuSO4粉末时，粉末变蓝；通入澄清石灰水时，溶液变浑浊。由此可以确定原混合气体中()A一定含有CO2、H2O，至少含H2、CO中的一种B一定含有H2O、CO，至少含CO2、H2中的一种C一定含有CO、CO2，
8、至少含H2O、H2中的一种D一定含有CO、H2，至少含有CO2、H2O中的一种解析：通过碱石灰时气体体积变小，说明有能与碱石灰反应或者有能被碱石灰吸收的气体，因此至少有二氧化碳或者水蒸气中的一种。通过赤热的氧化铜时，固体变为红色，说明有还原性气体存在，因此可能含一氧化碳或者氢气。通过白色CuSO4粉末时，粉末变为蓝色，白色硫酸铜粉末遇水才会变蓝，说明步骤中产生水蒸气，而水蒸气是由氧化铜和氢气反应得到的，由此证明原混合气体中一定含氢气。通过澄清石灰水时，溶液变得浑浊，说明有二氧化碳，而通过碱石灰后的气体中不可能有二氧化碳，由此证明二氧化碳是后面反应产生的，即由反应产生的，证明原混合气体中一定含一
9、氧化碳。综上，一定含氢气和一氧化碳，含水和二氧化碳中的一种，所以D正确。答案：D9由短周期元素组成的中学常见无机物A、B、C、D、E、X存在如图所示转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列推断不正确的是()AA若X是Na2CO3，C为含极性键的直线形分子，则A一定是氯气，且D和E不反应B若A是单质，B和D的反应是OHHCO=H2OCO，则E一定能还原Fe2O3C若D为CO，C能和E反应，则A一定为Na2O2D若D为白色沉淀，与A的摩尔质量相等，则X一定是铝盐解析：选项A，X是Na2CO3，C为CO2，若A为NO2，B为HNO3，D为NaHCO3也符合转化关系。选项B，根据B、D反应的离子方程
10、式，可推测A为活泼金属Na(或K等)，B为NaOH，E为H2，X为CO2，C为Na2CO3，D为NaHCO3，H2在加热时能还原Fe2O3。选项C，A为Na2O2，B为O2，E为NaOH，X为C，C为CO2，D为CO，符合转化关系，正确。选项D，D为摩尔质量为78 gmol1的Al(OH)3，A为摩尔质量为78 gmol1的Na2O2，X为铝盐，C为四羟基合铝酸盐，铝盐和四羟基合铝酸盐在溶液中发生双水解反应生成Al(OH)3，符合转化关系，正确。答案：A10某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行的实验如下图。操作过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是
11、()A原溶液中一定含有SOB原溶液中一定含有NHC原溶液中一定含有Cl D原溶液中一定含有Fe3解析：若原溶液含有SO、Fe2，加入酸化的Ba(NO3)2，相当于溶液中含有HNO3，可氧化SO、Fe2，仍会出现图示中的现象，选项A、D错误。因实验的第一步中加入了Cl，再加入AgNO3溶液，仍会出现白色沉淀，C错误。过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明该气体为NH3，则原溶液中一定含有NH，B正确。答案：B二、非选择题(共50分)11(15分)(2011广东佛山一检，30)A、B、C、X均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。ABC试回答：(1)若X是强氧化性单
12、质，则A不可能是_。aSbN2cNadMgeAl(2)若X是金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO3溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，则B的化学式为_；C溶液在储存时应加入少量X，理由是(用必要的文字和离子方程式表示)_。(3)若A、B、C为含金属元素的无机化合物，X为强电解质溶液，A溶液与C溶液反应生成B，则B的化学式为_，X的化学式可能为(写出不同类物质)_或_，反应的离子方程式为_或_。解析：此转化关系与我们熟悉的连续氧化非常相似。(1)当X是强氧化性单质(如：O2)时，S、N2、Na均可被连续氧化，而Mg、Al只能被氧化一次。因此A不可能是Mg、Al。(2)由于C溶液中滴加AgNO3溶液
13、生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，所以C中含有Cl，X应为变价金属，我们常见的有铁、铜等，经验证，X为Fe，A为Cl2。Cl2FeCl3FeCl2，B为FeCl3，C为FeCl2，由于Fe2易被氧化，储存FeCl2溶液时常加入少量铁粉。(3)A、B、C均含同一种金属元素，结合题意可推出，应是含铝化合物与酸或碱的反应。如：NaAlO2Al(OH)3AlCl3或AlCl3Al(OH)3NaAlO2答案：(1)de(2)FeCl3Fe2Fe3=3Fe2，防止Fe2被氧化成Fe3(3)Al(OH)3HClNaOHAlOHH2O=Al(OH)3Al33OH=Al(OH)312(15分)(2011天津，7)图中
14、X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。回答下列问题：(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是_；M中存在的化学键类型为_；R的化学式是_。(2)一定条件下，Z与H2反应生成ZH4，ZH4的电子式为_。(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体)，放出a kJ热量。写出该反应的热化学方程式：_。(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：_。(5)向含4mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2)随n(X)变化的示意图，
15、并标出n(X2)的最大值。解析：磁性氧化铁的化学成分是Fe3O4，即A为Fe3O4，据此即可依次确定X为铁，Y为O2，D为HNO3；能与氢氟酸反应且不溶于水的酸性氧化物是SiO2，即E为SiO2，故Z为Si，M为Na2SiO3，R为H2SiO3或H4SiO4。根据上述推断即可回答有关题设问题了，具体见答案。答案：(1)第二周期第 A族离子键、共价键H2SiO3(或H4SiO4)(2) (3)8Al(s)3Fe3O4(s)=9Fe(s)4Al2O3(s)H8 a kJ/mol(4)3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O(5)13(20分)某矿样的主要成分为Al2O3和SiO2。现以该矿样
16、为原料制备氧化铝和高纯硅的流程如下：请回答下列问题：(1)试剂a的最佳选择为_(填代号)。a稀盐酸b氨水c纯碱溶液d醋酸(2)由沉淀获得Al2O3，用到的实验仪器除了酒精灯、泥三角、玻璃棒和三脚架外，还需要_、_(填写仪器名称)。该过程中玻璃棒的主要作用是_。(3)滤液A中通入NH3发生反应的离子方程式为_。(4)NH4Cl是一种常用化肥的主要成分。现有一包肥料可能是NH4Cl或(NH4)2SO4中的一种，请设计实验进行鉴别(简述操作过程)_。(5)如图所示实验装置，在实验室中制取氨气可选用装置_，氨气的干燥应选用装置_(选填代号)。 (6)假设每一轮次制取过程中硅元素没有损失，反应中HCl(
17、g)的利用率为75%，反应中H2的利用率为80%，则在下一轮次生产中需要补充通入H2和HCl的体积之比为_(相同状况下)。解析：(1)矿样与试剂a反应得到铝盐和SiO2，可知试剂a为酸液；再由流程图中最终得到NH4Cl晶体，判断试剂a应为稀盐酸。(2)由Al(OH)3焙烧生成Al2O3，应使用坩埚进行灼烧，夹持坩埚应使用坩埚钳。在灼烧过程中，应使用玻璃棒不断搅拌使固体受热均匀而防止固体迸溅。灼烧完毕，可使用玻璃棒将固体进行转移。(4)检验NH4Cl或(NH4)2SO4，实质是通过检验Cl或SO是否存在来实现。(5)实验室制取NH3，可通过以下方法：Ca(OH)22NH4ClCaCl22NH32
18、H2O，可选装置B来实现；NH3H2O(浓)NH3H2O，可选装置A来实现。可选用碱性干燥剂(如碱石灰、生石灰)来干燥NH3。(6)设第一轮次生成1 mol Si，则有：Si3HClSiHCl3H21 mol3 mol1 mol 1 molSiHCl3H2Si3HCl1 mol1 mol1 mol3 mol故第一轮次应通入：n(H2)1.25 mol，n(HCl)4 mol；同时两步反应分别生成1 mol H2、3 mol HCl。故下一轮次再补充通入n(H2)1.25 mol1 mol0.25 mol，n(HCl)4 mol3 mol1 mol，其体积比为V(H2):V(HCl)0.25 mol:1 mol1:4。答案：(1)a(2)坩埚坩埚钳焙烧固体时搅拌使固体均匀受热，防止发生迸溅；转移固体(3)Al33NH33H2O=Al(OH)33NH(4)取适量样品于试管中配成溶液，滴加适量BaCl2溶液，再滴加稀硝酸，若产生白色沉定，则证明是(NH4)2SO4，反之为NH4Cl(5)ABCE(6)1:4