元素及其化合物大题集锦

1.某探究小组在实验室中用铝土矿(主要成分为A12OB,含有Fe2CB,SiO2)提取氧化铝，流程如图,流ip①M群第流ip①M群第②加过后

N⑷H诲

液.加热许洞由速g气体.并搜过渡、洗潦.“I制一定的l过渡、洗潦MaHC(h袍液I反应条件MaHC(hTOC\o"1-5"\h\z(1)画出A1的原子结构示意图^(2)写出反应①中主要成分发生反应的化学方程式方程式：、.(3)沉淀X的化学式.沉淀X与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：.(4)实验室中甲同学用如图装置(图1)制备CC2气体并通入滤液B中制备Al(OH3,实验时结果没有产生预期现象.乙同学分析以为：甲同学通入的CC2气体中含有HC1气体是导致实验失败的原因，解决的方案是在装置(图1)中I和II之间增加(图2).则装置中的试剂x应为溶液.图2图2(5)工业上通常以铝土矿提取得到的Al2O为原料制备无水氯化铝：2A12Q+3C+6C12===4A1C1b+3COT,该反应中的还原剂是，氧化剂是.制得5.6L(标准状况)CQ气体，有mo1电子发生转移.(2)A12O3+6HCL2A1C13+3H2O,Fe2O3+6HCL2FeC13+3H2O;(3)SiO2；2OH-+SiO2=SiO32-+H2O;(4)饱和NaHCO3；2.由短周期元素组成的化合物X是某抗酸药的有效成分.甲同学欲探究X的组成.查阅资料：①由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝.②A13+在pH=5.0时沉淀完全；Mg2+在pH=8.8时开始沉淀，在pH=11.4时沉淀完全.实验过程：I.向化合物X粉末中加入过量盐酸，产生气体A,得到无色溶液.n.用钳丝蘸取少量I中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰.m.向I中所得的溶液中滴加氨水，调节pH至5〜6,产生白色沉淀B,过滤.W.向沉淀B中加过量NaOH溶液，沉淀全部溶解.V.向山中得到的滤液中滴加NaOH溶液，调节pH至12,得到白色沉淀C.(1)1中气全A可使澄清石灰水变浑浊，A的化学式是_(2)由I、n判断X一定不含有的元素是磷、m中生成B的离子方程式是IV中B溶解的离子方程式是(5)沉淀C的化学式是(6)若上述n(A):n(B):n(C)=1：1:3,则X的化学式是.【答案】(1)CO2；(2)钠、硅；Al3++3NH37H2O-Al(OH)3J+3NH4+;Al(OH)3+OH-—AlO2-+2H2O;(5)Mg(OH)2；(6)Mg3Al(OH)7CO3.3.FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：(1)FeCl3净水的原理是.FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H+作用外，另一主要原因是(用离子方程式表示).(2)为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3.①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0x-20nol?L-1,c(Fe3+)=1.0x-30nol?L-1,c(Cl-)=5.3x-20nol?L-1,则该溶液的PH约为.②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：ClO-3+Fe2++=Cl-+Fe3++.⑶FeCl3在溶液中分三步水K1:Fe3++H2O?Fe(OH)2++H+;Fe(OH)2++H2O?Fe(OH)+2+H+K2Fe(OH)++H2O?Fe(OH)3+H+K3通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe3++yH2O?Fex(OH)(3x-y)+y+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)—.a.降温b.加水稀释c.加入NH4Cld.加入NaHCO3.【答案】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，可起到净水的作用；钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子，离子方程式是：2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案为：Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质;2Fe3++Fe=3Fe2+；(2)①根据电荷守恒：c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-浓度很小，在这里可以忽略不计)，则c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0X10-2mol?L-1,则溶液pH=-lg1.0X2=2,故答案为：2;②氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁，则反应物中有氢离子参加，则生成物中有水生成，Cl元素的化合价从+5价降低到-1价，得到6个电子，而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1个电子，根据得失电子守恒，则氯酸根离子的系数为1,Fe2+的系数为6,则铁离子的系数也是6,氯离子的系数是1,根据电荷守恒，则氢离子的系数是6,水的系数是3,配平后离子方程式为：ClO-3+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,故答案为：1;6;6H+;1;6;3H2O;(3)控制条件使平衡正向移动，使平衡正向移动，因为水解为吸热反应，所以降温，平衡逆向移动；加水稀释，则水解平衡也正向移动；加入氯化俊，氯化钱溶液为酸性，氢离子浓度增大，平衡逆向移动；加入碳酸氢钠，则消耗氢离子，所以氢离子浓度降低，平衡正向移动，故选bd；故答案为：bd.4.某小组在验证反应Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol?L-1硝酸银溶液（pH=2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。⑴检验产物①取少量黑色固体,洗涤后，—（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag.②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有—.（2）针对溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是—州离子方程式表示）.针对两种观点继续实验：①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：序号取样时间/min现象i3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ii30产生白色沉淀；较3min时量小；溶液红色较3min时加深iii120产生白色沉淀；较30min时量小；溶液红色较30min时变浅（资料：Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）②对Fe3+产生的原因作出如下假设：假设a:可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；假设b:空气中存在O2,由于（用离子方程式表示，可产生Fe3+；假设c:酸性溶液中NO-3具有氧化性，可产生Fe3+；假设d:根据—现象，判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+.③下列实验I可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验n可证实假设d成立。实验I：向硝酸酸化的__>?（pH=2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。实验n：装置如图。其中甲溶液是__,操作现象是—.(3)根据实验现象，结合方程式推测实验i7ii中Fe3+浓度变化的原因:【答案】(1)①黑色固体中含有过量铁，如果同时含有银，则可以加入HCl或H2SO4溶解Fe,而银不能溶解，故答案为：加入足量加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化，固体未完全溶解；②K3[Fe(CN)3]是检验Fe2+的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+,故答案为：Fe2+；(2)过量铁粉与Fe3+反应生成Fe2+,即Fe+2Fe3+=3Fe2+,故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；②O2氧化Fe2+反应为4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O,白色沉淀是AgSCN,所以实验可以说明含有Ag+,Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+,故答案为：4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O；白色沉淀；③证明假设abc错误，就是排除Ag+时实验比较，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用NaNO3,原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2、FeCl3混合溶液，按图连接好装置，如电流表指针发生偏转，可说明d正确，故答案为：NaNO3;FeCl2/FeCl3；按图连接好装置，电流表指针发生偏转；(3)i-iii中Fe3+变化的原因：i-iiAg++Fe2+=Ag+Fe3+,反应生成Fe3+的使Fe3+浓度增加，ii-iii溶液红色较30min时变浅，说明空气中氧气氧化SCN-,使平衡向生成Fe3+的方向移动，Fe(SCN)3浓度减小，则溶液的颜色变浅，故答案为：i-iiAg++Fe2+=Ag+Fe3+,反应生成Fe3+的使Fe3+增加，红色变深，ii-iii空气中氧气氧化SCN-,红色变浅。5.工业上，向500-600C的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。回答下列问题：(1)制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为,装置B中加入的试剂是,D中反应的离子方程式为.(2)制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取―尾气的成分是―若仍用D的装置进行尾气处理,存在的|可题是、O(3)若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3,欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先,再.【答案】(1)制取无水氯化铁的实验中，A装置制取的是氯气，实验室常用浓盐酸与二氧化镒加热制取，化学反应方程式为：MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2f+2h2O,装置B的作用是干燥氯气，常用浓硫酸；氯气有毒，需要用强碱溶液吸收，所以D中发生反应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2T+2H2O;浓硫酸；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;(2)制取无水氯化亚铁，需要HCl气体，故A装置制取的是HCl,反应方程式为：Fe+2HClFeCl2+H2,故尾气的成分为未反应的HCl和生成的氢气，由于HCl极易溶于水，故若仍然采用D装置进行尾气处理，很容易造成倒吸，且氢气不溶于水，不利于氢气的吸收，氢气易燃，造成安全隐患，故答案为：HCl;HCl和H2；发生倒吸；可燃性气体H2不能被吸收；(3)若要制取纯净的FeCl2,需先排净装置中的空气，故先点燃A处的酒精灯，再点燃C处的酒精灯，故答案为：点燃A处的酒精灯；点燃C处的酒精灯..氯化亚铜是一种重要的化工原料，广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。一种利用低品位铜矿(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)为原料制取CuCl的工艺流程如下：(MKiJAKS(MKiJAKS落桎一但皂匚工口一匚工口一|四％YdO酣衰一旦建回答下列问题:⑴步骤I浸取”前需将铜矿粉碎的目的是—；浸取”时，被氧化的元素有一煤元素符号)(2)已知Cu2+、Mn2+、Fe3+开始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表，则步骤n中和”时，pH应控制的范围为物质Cu(OH)2Mn(OH)2Fe(OH)3开始沉淀pH4.78.31.2完全沉淀pH6.79.83.2(3)步骤IV加热蒸氨”时发生反应的化学方程式为(4)步骤VI反应的离子方程式为2其中盐酸需过量2其原因是⑸步骤口获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥。洗涤时，常有无水乙醇代替蒸储水做洗涤剂的优点是—(写一点).【答案】(1)将铜矿粉碎的目的是提高浸取反应速率和原料的浸取率；“浸取”时，Cu2S、CuS及FeO发生氧化还原反应生成硫单质、硫酸铁、硫酸铜，Cu、S和Fe化合价升高，被氧化；故答案为：提高浸取反应速率和原料的浸取率；Cu、S和Fe；(2)步骤H中和”时，沉淀铁离子，不沉淀Cu2+、Mn2+,由表可知，pH应控制的范围为3.2WpH<4.7;故答案为：3.2WpH<4.7;(3)根据流程，步骤IV加热蒸氨”日^[Cu(NH3)4]CO3溶液生成氧化铜粉末、氨气，则还有二氧化碳，反应为：Cu(NH3)4CO3===CuO+4NH3f+CC2T;(4)步骤VI反应为氧化铁铜粉末与水、盐酸、氯化钠、铜反应得到Na[CuCl2],离子方程式为：CuO+4Cl-+2H++Cu=2[CuCl2]-+H2O;防止Cu2+和Cu+水解，提高CuCl产率，故盐酸应过量；故答案为：CuO+4Cl-+2H++Cu=2[CuCl2]-+H2O;防止Cu2+和Cu+水解,提高CuCl产率；(5)避免CuCl溶于水而损失(或防止被氧化，或缩短干燥时间降低能耗)，故常用无水乙醇代替蒸储水做洗涤剂；故答案为：避免CuCl溶于水而损失(或防止被氧化，或缩短干燥时间降低能耗)..中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司为中国航空事业做出了巨大贡献，先后研制了歼5、

歼教5、歼7、歼教7、歼10、枭龙等歼击机和教练机.银铜合金广泛应用于航空工业.从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下：争叵回仲H声。川争叵回仲H声。川JSOJjF_4潘钟»aOH1楂椎■生(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450C和80C)(1)电解精炼银时，阴极电极反应式为HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，将红棕色气体溶于水的化学方程式为(2)固体混合物B的组成为•在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为(3)配平煨烧过程中一个反应的化学方程式：CuO+A2O3=CuAlO2+T(4)CuSO4溶液也可用于制备胆矶，其基本操作是过滤、洗涤和干燥.(5)若银铜合金中铜的质量分数为64.0%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO2,至少需要1.0mol?L-1的Al2(SO4)3溶液L【答案】(1)电镀法精炼银时，粗银为阳极，精银为阴极，阳极上失电子变成离子进入溶液了:Ag-e-=Ag+,阴极银离子得到电子形成单质银：Ag++e-=Ag;无色的NO在常温下与空气中的O2迅速化合生成红棕色N02：2NO+O2=2NO2,红棕色气体溶于水生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO;故答案为：Ag++e-=Ag;3NO2+H2O=2HNO3+NO;(2)未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3,Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450C和80C,煮沸后Cu(OH)2分解产生氧化铜，可知B为Al(OH)3和CuO;氢氧化铝显两性能与碱反应：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;故答案为：Al(OH)3和CuO;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;(3)反应前Cu为+2价，反应后为+1,化合价降低1,Al化合价没有变化，所以氧元素的化合价升高，生成氧气，反应前氧为-2价，反应后为0,化合价升高2,两者的最小公倍数是2,再根据原子守恒得：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2T,故答案为：4;2;4;O2;(4)由CuSO4溶液获得CuSO4?5H2O晶体，需要经过蒸发浓缩，冷却结晶(或结晶)，过滤等操作，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶；(5)由关系式：Cu〜CuAlO2得n(CuAlO2)==50.0mol,则CuAlO2为50.0mol,由关系式：Al2(SO4)3〜2CuAlO2得Al2(SO4)3=n(CuAlO2)X故答案为：25.0.8.研究CO在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。(1)溶于海水的COi要以4种无机碳形式存在，其中HCO占95%写出CO溶于水产生HCO的方程式;(2)在海洋碳循环中，通过如图所示的途径固碳。CaCO3(叫外①写出钙化作用的离子方程式：;②同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：+讦经体(CHQ)*+x18Q+xHO(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%^±,其准确测量是研究海洋碳循环的基础.测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO.用N从酸化后的海水中吹出CO并用碱?^吸收(装置示意图如下).将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂.②滴定.将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO再用xmol?L-1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液.海水中溶解无机碳的浓度=mol?L-1.(5)利用如图所示装置从海水中提取CO,有利于减少环境温室气体含量.

卬悠「网卬悠「网①结合方程式简述提取CO的原理:②用该装置产生的物质处理室排出的海水，合格后排回大海.处理至合格的方法是【答案】(1)故答案为：CO2+H2O?H2CO3,H2CO3?H++HCO-3;(2)①2HCO-3+Ca2+=CaCO3JQO2T4H2O;②故答案为：CO2;H182O;⑶①HfO』⑶①HfO』溶海(4)a室：2H2O-4e=4H++O2T氢离子通过阳离子交换膜进入b室，发生反应:H++HCO-3=CO2/2O；②c室：2H2O+2e-=2OH-+H2T,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH.9.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明氯气的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题。干爆的溜洞的4小电布曲布事用色布条门口，溶谑*BCEFI⑴下列方法中，可制得氯气的正确组合是—.(B知酸性条件下，K2Cr207、KCIO3的氧化性均强于CI2；酒精灯可以不用)①MnO2和浓盐酸混合共热；②次氯酸钠和浓盐酸混合；③K2Cr207和浓盐酸混合；④KCIO3和浓盐酸混合共热；⑤KMn04和浓盐酸混合；A.只有①B.只有①⑤C.只有①③④⑤D.全部可以(2)若用含有0.2molHCI的浓盐酸与足量的MnO2反应制CI2,制得的CI2体积(标准状况下)总是小于1.12L的原因是—.⑶装置B的作用—2现象是—.(4)装置C和D出现的不同现象说明的问题是—装置E的作用是—.(5)写出装置F中发生反应的离子方程式—.(6)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在—与―之间(填装置字母序号)，装置中应放入—.【答案】(1)①MnO2、次氯酸钠、K2Cr207、KCIO3、KMn04氧化性都强于盐酸，都能够氧化盐酸中的氯离子生成氯气，都是实验室常用制备氯气的方法；故选：D;(2)浓盐酸与足量MnO2反应制取CI2,反应需要加热，氯化氢易挥发，反应消耗氯化氢，随反应的不断进行浓盐酸的浓度逐渐变稀，稀盐酸不反应不与MnO2反应，所以生成氯气的量小于理论产量；故答案为：浓盐酸的浓度随着反应的进行变稀以后，将不再反应；加热时浓盐酸因挥发而损失；⑶白色的硫酸铜吸水生成蓝色硫酸铜晶体，通常用来检验是否含有水蒸气；故答案为：证明有水蒸气产生；白色变蓝色；(4)干燥的有色布条不褪色，说明氯气不具有漂白性；湿润的有色布条褪色，氯气与水反应生成盐酸与次氯酸，盐酸不具有漂白性，所以使有色布条褪色的物质是次氯酸，故次氯酸漂白性；氯气通入硝酸银溶液中，也会产生白色沉淀，对氯化氢检验造成干扰，氯气易溶于四氯化碳，用四氯化碳吸收氯气，防止干扰F中氯化氢的检验；故答案为：干燥氯气无漂白性，次氯酸有漂白性；吸收氯气；(5)氯化氢与硝酸银反应生成氯化银和硝酸，反应离子方程式为Ag++Cl-=AgCl故答案为：A