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第三单元元素化合物及其运用第12讲常见金属元素及其化合物【知能整合】1．钠及其化合物间的转化关系2．铝及其化合物间的转化关系3．铁及其化合物间的转化关系4．铜及其化合物间的转化关系5．五彩缤纷的铜世界【典型例析】例1：把一瓶不饱和的烧碱溶液分成4等份。保持温度不变，向4份溶液中分别加入一定量的NaOH、Na2O2、Na2O和Na，使溶液均恰好饱和，下列说法中正确的是A．加入的NaOH的质量一定最大B．加入的Na2O2和Na2O的质量比为1:1C．加入的NaOH、Na2O2、Na2O、Na的物质的量之比为2:1:1:2D．制成饱和溶液后，4份溶液中所含NaOH质量相同变式训练：将NaHCO3和Na2O2固体混合物置于密闭容器中加热至250℃，使其充分反应后，最后得到残余固体由两种物质组成，分别为amol，bmol，且a>b。试通过计算：(1)求原固体混合物中NaHCO3和Na2O2的物质的量。(2)求最后气态生成物中各物质的量。例2：向X的溶液中，加入Y试剂，产生的沉淀示意图如下图所示情形的是(注意线段的斜率)A．向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2B．向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOHC．向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOHD．向NH4Cl和MgCl2的混合液中滴加NaOH变式训练：将mgAl2O3和Fe2O3的混合物溶于100mL盐酸中，然后逐滴加入1mol/LNaOH溶液，其结果如图所示：(1)最初加入V1mLNaOH溶液的作用是____________；(2)盐酸的物质的量浓度是___________________；(3)若mg混合物中Al2O3和Fe2O3按不同比例进行上述实验(其他条件不变)，则V2的值会不会改变__________(填“会”或“不会”)，(V2—V1)的取值范围是____________。例3：现有Fe、Cu组成的合金，其中Fe、Cu的总物质的量为amol、Cu的物质的量分数为x；研成粉末后，全部投入含bmolHNO3稀溶液中，微热使其充分反应，且硝酸的还原产物只有NO，试回答下列问题：(1)用微粒的符号填写下列空白(列举全部可能出现的情况)①②③④⑤⑥残留固体成分溶液中的金属离子(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时，则b的取值范围是（用a、x表示）_____________。(3)当x=0.5时，溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量相等时，在标准状况下共产生672mL气体，求a、b的值。变式训练：取一定量的Fe、Cu的混合物粉末，平均分成五等份，分别向每一份中加入一定量的稀硝酸，实验中收集到的NO气体(惟一还原产物)的体积及所得剩余物的质量记录如下(所有体积均在标准状况下测定)：实验序号12345硝酸溶液体积(mL)100200300400500剩余固体的质量(g)17.28000气体体积(L)2.244.486.727.847.84(1)该实验中所用硝酸的物质的量浓度为___________。(2)第1次实验后剩余固体为___________，第2次实验后剩余固体为___________。（均填写化学式）。(3)求实验中每次所取混合物中铜的质量【当堂反馈】1．节日的焰火在寂静的夜空燃放出绚丽多姿的画面，这是利用了一些金属元素在燃烧时产生不同的颜色的原理，如含有钙、钾、铜元素的化合物能产生砖红色、紫色、绿色的火焰。结合我们学过的知识，下列关于钙、钾、铜的冶炼方法正确是A．电解法热分解法热还原法

B．电解法电解法

热还原法C．热还原法热分解法电解法D．电解法电解法

热分解法2．向硫酸铜溶液中加入氨水，首先形成难溶物，继续加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法中正确的是 A．Cu(OH)2先生成后又溶解，说明Cu(OH)2和Al(OH)3的性质相似B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+C．向反应后的溶液中加入乙醇有晶体析出，因为[Cu(NH3)4]2+与乙醇发生反应D．在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+提供空轨道，NH3提供孤对电子3．有一钠块放置于潮湿空气中，表面氧化变质，且仍为白色块状固体，称其质量为25g，将其全部投入足量水中反应，得到溶液1000mL，并收集到气体2.24L（标准状况下的纯净物），再取此溶液100mL，用1mol/L的盐酸滴定至中性，用去70mL，并将滴定过程中产生的气体通入到足量的澄清石灰水中，得到干燥的沉淀1g，则金属钠的氧化率为A．71.4%B．81.6%C．18.4%D．28.6%4．将amL0.1mol/L硫酸铝溶液与bmL0.5mol/L氢氧化钠溶液混合，得到cmol氢氧化铝沉淀，若已知a、b、c中任意两个值，求另一个值，所求的值不止一个解的是(各选项中，单位均已略去)A．a＝100b＝90c＝?B．a＝100c＝0.015b＝?C．b＝90c＝0.015a＝?D．a＝75c＝0.015b＝?5．回答下列有关金属铜的问题：(1)在使用电烙铁时，其头部是一铜制的烙铁头，长期使用，表面被氧化，但脱落下来的氧化膜却是红色的，试说明原因。(2)许多金属导体在导电过程中易冒电火花；铜的导电性仅次于银，但价格较低。试分析在航空仪表中为什么不采用铜，而是用价格较为昂贵的Au、Pt、Pd的合金作为触点？(3)CuS既可溶于稀HNO3,又可溶于KCN，这两种溶解过程明显不同，前一反应中CuS生成S单质，后一反应中CuS生成〔Cu(CN)4〕3－。写出化学方程式。6．如下图所示：是用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制取硫酸铝和硫酸钾的操作步骤流程图(图中略去了沉淀物的洗涤操作），请在图中圆括号内填入适当的试剂名称，在方括号内填入适当的分离方法，并回答有关问题。(1)试剂a是，b是，c是。分离方法①是，②是，③是。(2)按上述操作，不考虑损耗，在理论上，158g明矾最多可以制得Al2(SO4)3·18H2O____g，至少可以制得K2SO4______g。7．将一块铜板浸泡在一定浓度的FeCl3溶液中一段时间后取出，得到一混合溶液，某校化学兴趣小组的同学为分析该混合溶液的组成，进行了如下实验：Ⅰ、取50.0mL混合溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色沉淀，过滤、干燥、称量，沉淀质量为86.1g；Ⅱ、另取50.0mL混合溶液，向其中加入1.40g铁粉，结果铁粉全部溶解但未见固体析出；

Ⅲ、再取50.0mL混合溶液，向其中加入20.0mL稀硝酸，到一种无色气体，其体积换算成标准状况时为0.448L；请根据以上实验中得到的数据分析计算：⑴

原FeCl3溶液物质的量浓度(反应过程中过程中溶液体积的变化忽略不计)；⑵

所得混合溶液中c(Cu2+)的取值范围。【课后巩固】1．试管中装有煤油和水的混合物，静置后放入一小块碱金属，可观察到金属块在煤油和水的界面附近上下往复运动。下列说法不正确的是A．此碱金属可能为钾或钠B．上下运动是由于该金属与水反应产生气体C．反应一段时间煤油会燃烧D．若是金属铷，则上下运动的幅度比钠大2．①氧化钠、②氢氧化钠、③过氧化钠、④亚硫酸钠。各1摩尔上述固体物质,长期放置于空气中，最后质量增加情况是(不考虑潮解因素)A．①=②>③>④B．①>③>④>②C．②>①=③>④D．④>②>③>①3．实现Al3＋＋3A1O2－＋6H2O＝4Al(OH)3↓，正确的做法是A．向铝盐溶液中不断加入纯碱溶液B．向铝盐溶液中不断加入小苏打溶液C．向烧碱溶液中不断滴入铝盐溶液D．向铝盐溶液中不断滴入烧碱溶液4．下列各组物质中的两种物质相互反应时，无论哪种物质过量，均可用一个离子方程式表示的是A．硫酸与偏铝酸钠溶液B．氯化铜溶液与氨水C．苯酚钠溶液与二氧化碳D．硝酸银溶液与烧碱5．向含有amolAlCl3溶液中加入含有bmolKOH溶液，生成沉淀的物质的量可能是①amol②bmol③a/3mol④b/3mol⑤0mol⑥(4a－b)molA．①③④⑤⑥B．①②③④⑤C．①④⑤⑥D．①④⑤6．由H2SO4、Al2O3、NaOH、Mg、Cl2两两之间进行反应，可制得的正盐有A．5种B．6种C．7种D．8种7．0.001mol金属放入10mL0.1mol/L某酸溶液中，产生22.4mL氢气(标准状况)，下列情况中一定不可能的是A．一价金属和一元酸B．二价金属和二元酸C．三价金属和二元酸D．二价金属和一元酸8．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜；现代有(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁，对它们的冶炼方法的分析不正确的是A．(Ⅰ)用①B．(Ⅱ)用②C．(Ⅲ)用③D．(Ⅳ)用④9．将含O2和CH4的混合气体充入装有23.4gNa2O2的密闭容器中点燃，反应结束后，容器温度为150℃，压强为0pa，将残留物溶于水无气体逸出。下列叙述正确的是A．原混合气体中O2和CH4的体积比为2:1B．原混合气体中O2和CH4的体积比为1:2C．残留固体中有Na2CO3和NaOHD．残留固体中只有Na2CO310．将5.6gFe投入浓硝酸溶液，产生红棕色气体A，把所得溶液减压蒸干，得到20gFe(NO3)2和Fe(NO3)3的混合物，将该固体在高温下加热，得到红褐色的Fe2O3和气体B，A、B气体混合通入足量水中，在标准状况下剩余气体的物质的量为A．2240mLB．4480mLC．3360mLD．1120mL11．将一定量的NaOH和NaHCO3的混合物A，放在密闭容器中加热，充分反应后生成气体V1L(V1≠0)。将反应后的固体残渣B与过量盐酸反应，又生成CO2V2L。(气体体积在标准状况下测定)(1)B的成分是______________。A．Na2CO3与NaOHB．Na2CO3与NaHCO3C．Na2CO3D．NaOH(2)A中NaOH与NaHCO3共_____________mol；NaOH与NaHCO3物质的量之比为_____________。12．把一支表面被氧化成10.2g氧化铝的铝条A，放入1L1.5mol/L热氢氧化钠溶液中，过一段时间后取出铝条，溶液质量增加了12.6g，此时的溶液称为甲溶液，体积仍为1L。再把另一支表面也被氧化的一定量的铝条B，放入1L0.9mol/L硫酸溶液中，过一会儿取出，其质量减小了25.8g，溶液的质量增加了25.2g，此时的溶液称为乙溶液，体积仍为1L。回答下列问题：(1)甲溶液的溶质是________________（写化学式），其物质的量_____________________。(2)乙溶液的溶质是_______________________（写化学式），其物质的量是__________。(3)将甲、乙两溶液反应，若使滴加的量最少，而产生的沉淀最多，应将________溶液______L滴加到_________溶液（用“甲”或“乙”填写），产生的沉淀最多是_______g。13．按下图要求写出下列两个反应的化学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。(1)B→C+D________________________________；(2)E→F___________________________________。14．将等质量混合的铜、锌、铁三种金属组成的混合物Wg加入到FeCl3和盐酸组成的混合液中，充分反应后：(1)若无固体剩余，则溶液中一定有的金属离子是_____________________，可能有的金属离子是______。(2)若剩余固体W/3g，则溶液中金属离子一定有_____________________，一定没有________________。15．有Ba(OH)2、NaHSO4、NaHCO3三种溶液，已知其中两种溶液的物质的量浓度相同，且分别为另一种溶液的物质的量浓度的2倍；若先将NaHSO4和NaHCO3溶液各100mL混合反应后，再加入Ba(OH)2溶液100mL，充分反应后，将生成的白色沉淀滤出，测得滤液中只含一种NaOH溶质，其物质的量的浓度为0.9mol/L（不考虑溶液混和时引起溶液体积的变化），试回答：(1)通过分析，判断原Ba(OH)2、NaHSO4、NaHCO3三种溶液中哪两种溶液的物质的量的浓度不可能相同？，原因是。(2)Ba(OH)2、NaHSO4、NaHCO3三种溶液可能的物质的量的浓度分别为__________、_________、_________。16．已知甲、乙、丙分别代表中学化学中的常见物质，请根据题目要求完成下列问题：(1)甲的化学式为RCl3，其溶液在加热蒸干并灼烧时可发生反应：a.甲+H2O乙+丙b.乙氧化物+H2O①若甲为某用途广泛的金属元素的氯化物，其溶液在上述变化中生成的氧化物为红棕色粉末，则该金属在周期表里的位置是：____________________。②若甲为某短周期金属元素的氯化物，则甲发生a反应的化学方程式为：________________。③将以上两种金属单质用导线连接，插入NaOH溶液构成原电池，则负极发生的电极反应为：_______________。(2)若甲、乙、丙均是短周期中同一周期元素形成的单质或化合物，常温下乙为固体单质，甲和丙均为气态化合物，且可发生反应：甲+乙丙。则：①甲的结构式为______________________。②写出上述反应的化学方程式：___________________。③写出向200mL2mol·L-1的NaOH溶液中通入6.72L(标准状况)的气体甲发生完全反应的总离子方程式______________________。17．A、B、C都是由两种元素组成的无机物，它们和单质甲、乙、丙存在如下图所示的转化关系(转化过程都不需要使用催化剂)。完成下列问题：(1)若甲是常见金属，乙是常见非金属固体单质，A、C在常温下均为无色气体，且A、B、C、甲、乙、丙都由短周期元素组成，则B的电子式是__________。A与甲反应的化学方程式是__________________________。(2)若上图所示的反应在水溶液中进行，甲在常温下为有色气体，乙在常温下为液体，丙是生活中常见的金属，则：①丙在周期表中所处的位置是____________。②丙与C反应的离子方程式为____________________。③往A溶液中逐滴加入NaOH溶液时可能出现的现象是________________________。18．在化工实验中，要除去某些杂质离子，往往采用在一定条件下使杂质离子以MxAy(DE4)z(OH)12的形式析出浅黄色晶体。M、A、D、E代表四种元素。已知：①x+y+z=12(x、y、z均为正整数)；②取9.7克该化合物溶于水中，滴加用稀硝酸酸化的硝酸钡溶液，D、E两元素完全转化成白色沉淀。将沉淀过滤、洗涤、干燥称量其质量为9.32克；③滤液中A、M以阳离子形式存在(未被硝酸氧化)，用胶头滴管取滤液2～3滴于白色点滴板上，再加1～2滴硫氰化钾溶液，滤液变成红色；④往滤液中通入足量的H2S气体，使A离子完全被还原后，得到0.96克浅黄色沉淀。试分析：(1)D是__________，E是__________，理由_______________。(2)A是__________，理由是______________________。(3)通过计算和推理确定x=______、y=______、z=_______。该盐的化学式为__________。19．某工厂以精辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料冶炼金属铜，在炼铜炉内发生如下反应(在高温条件下进行)：2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2，2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2⑴若生产38.4t金属铜，需要含杂质20％的精辉铜矿多少吨(设杂质不参加反应)?⑵若⑴中产生的二氧化硫用于制硫酸，可生产98％的硫酸多少吨(二氧化硫转化成三氧化硫的转化率为92％，三氧化硫的吸收率为98％)?⑶今将amolCu2S与bmol空气(氧气约占空气体积的20％)在密闭容器中高温加热，设反应前容器内的压强为P1，反应结束后冷却到原来温度，容器内的压强为P2，请完成下列表格。反应后固体的成分CuCu2S、CuCu2O、Cub的取值范围(用a表示)P1与P2的关系(填>、<或=)P1P2P1P2P1P2第13讲常见非金属元素及其化合物【知能整合】1．氯气及其化合物相互转化关系2．硫及其化合物相互转化关系3．氮及其化合物相互转化关系4．硅及其化合物之间的相互转化关系5．次氯酸及漂白性物质次氯酸是一种强氧化剂,能杀死水里的病菌，所以自来水常用氯气来杀菌消毒。次氯酸能使染料和有机色素褪色，故可用作漂白剂。具有漂白性的物质，归纳起来有：氯水、Ca(ClO)2、Na2O2、H2O2、SO2、活性炭、硅藻土等，其漂白原理大致可分为以下3类。(1)氧化漂白。氯水、次氯酸盐、Na2O2和H2O2在一定条件下分解放出原子氧，原子氧(可表示为［O］)的活性很强，有较强的氧化能力，能将许多有色物质氧化成无色物质，从而达到漂白的目的。被漂白的物质不变色，此类漂白剂能漂白酸碱指示剂。(2)化合漂白。如SO2的漂白，其原理是SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸与有色物质化合，形成不稳定的无色化合物，无色化合物在一定条件下(如加热)分解恢复原色。SO2不能漂白酸碱指示剂。(3)吸附漂白。活性炭、硅藻土的漂白原理是由于有许多小孔隙，总表面积大，有较强的吸附作用，通过吸附溶液中的一些有色物质或有色离子或有色气体使之褪色，属于物理变化。4．能使溴水褪色的物质(1)因萃取作用而使溴水褪色的物质：苯、CCl4、直馏汽油等有机溶剂。⑵能与溴发生氧化还原反应的还原性无机化合物：H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。⑶能与溴水发生反应的金属，如Na、Mg、Al、Zn等。⑷能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物，如烯烃、炔烃等。⑸能被溴水氧化的有机化合物，如含有醛基的化合物。⑹能与溴水发生反应的碱性物质，如NaOH、Na2CO3等。【典型例析】例1：(1)现有一瓶饱和氯水倒扣于水槽中，当日光照射到盛有氯水的装置时，可观察到平底烧瓶内有气泡产生，放置一段时间后，溶液颜色变浅，产生上述现象的原因是(请用相关的反应方程式和简要文字说明)。(2)在氯水中存在多种分子和离子，也可以通过实验的方法加以确定。下列说法错误的是A．加入含有NaOH的酚酞试液，红色褪去，说明有H＋离子存在B．加入有色布条后，有色布条褪色，说明有HClO分子存在C．氯水呈浅黄绿色，且有刺激性气味，说明有C12分子存在D．加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀，说明有Cl—离子存在变式训练：浓H2SO4和KClO3反应生成具有爆炸性的黄绿色气体ClO2，反应的方程式如下：KClO3+H2SO4==KHSO4+HClO3，3HClO3==HClO4+H2O+2ClO2，2ClO2==Cl2+2O2(1)ClO2也能像Cl2一样在强碱(如NaOH)溶液中发生反应，其化学方程式是___________________________。(2)设计一个实验确定ClO2分解产物中O2与Cl2的体积比为2∶1：___________________________________。例2：不论以何种比例混合，将甲和乙两种混合气体同时通入过量的丙溶液中，一定能产生沉淀的组合是序号甲乙丙①CO2SO2石灰水②HClCO2石灰水③CO2SO2Ba(NO3)2④NO2SO2BaCl2⑤CO2NH3CaCl2A．②③④B．②③④⑤C．①②④D．①②③④变式训练：在①H2S②SO2③CO④Cl2⑤HI⑥CO2六种气体中，属于酸酐的是_______；能使品红溶液褪色的是_______；通入石蕊试液先变红后褪色的是_______，只变红不褪色的是_______；能使碘化钾淀粉试纸变蓝的是_______；能与溴水反应的是_______。（填序号）例3：有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂，对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。化学试剂：①NH4Cl固体②浓氨水③固体NaOH(1)甲同学想方便快速制取少量氨气，应选择的装置是_________(填序号)。选用试剂是_________(填序号)，选用上述试剂制氨气的理由是________________________。(2)乙同学建议，把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气，并确保不污染环境，若用这种排气法收集氨气，请在图Ⅱ的方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置，标出所用试剂(自选)名称。变式训练：某同学为研究硝酸与镁的反应，进行图示实验，实验现象及相关数据如下：(a)A中为一定浓度的硝酸与Mg片发生反应，生成的气体通过B后，在B中只生成一种盐，剩余气体遇空气不变色，其体积为原体积的一半。(b)从C进入D中的气体有两种，且体积比为1∶1。(c)将D加热一段时间后，E中干燥的红色石蕊试纸逐渐变蓝。(设实验前，装置中的空气已排尽；气体的体积均在同温同压下测定)已知反应中水蒸气的体积忽略不计，实验中的液体药品均过量。请回答：(1)硝酸与Mg片反应生成的气体成分是______________________________________________(用化学式表示)。(2)硝酸在装置A的反应中所表现的性质有__________。(3)写出D中发生反应的化学方程式_______________________________________________________________。(4)若向反应后的A中加入足量的NaOH固体，使产生的气体全部逸出，其体积为硝酸与Mg片反应生成的气体体积的1/4(同温同压)，写出符合上述实验事实的硝酸与Mg片反应的离子方程式_______________________________________________________________________。【当堂反馈】1．下列说法正确的是A．硅材料广泛应用于光纤通讯B．工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C．水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D．粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应2．臭氧是氧气吸收了太阳的波长小于242nm的紫外线形成的，不过当波长在220nm～320nm的紫外线照射臭氧时，又会使其分解。下列说法中不正确的是A．打雷时也能产生臭氧，臭氧分子是折线型分子B．臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均须吸收能量C．臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定D．向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解3．常温下，向20升真空容器中通入a摩尔H2S和b摩尔Cl2(a和b都是正整数,且均小于或等于5),反应完全后,容器内气体可能达到的最大密度是A．19.45克/升B．18.25克/升C．17.85克/升D．35.5克/升4．SCN－与Cl－、Br－、I－性质相似，能与AgNO3反应生成白色沉淀，且SCN－与Ag+的反应比SCN－与Fe3+的反应更易发生。利用该性质，可以测定NaBr和NaCl所组成混合物的成分。现称取NaCl和NaBr的混合物样品0.3675g溶于水，先加过量0.mol·L－1的AgNO3溶液30.00mL，再滴加2～3滴Fe3+作指示剂，然后用0.1000mol·L－1的NH4SCN溶液去滴定过量的Ag+，当滴至最后一滴使溶液呈红色时为滴定终点，这时用去NH4SCN溶液20.00mL。(1)写出滴定时SCN－分别与Ag+、Fe3+反应的离子方程式：__________________________________________________________________________________________。(2)计算样品中NaCl和NaBr的物质的量之比：_______。【课后巩固】1．下图是年世界环境日主题宣传画《啊！地球出汗了》，这幅宣传画所揭示的全球主要环境问题是A．酸雨B．臭氧层空洞C．温室效应D．光化学烟雾2．为了探索月球上是否存在生命的痕迹，首先要分析月球岩中是否包藏有碳氢化合物。科学家用氘盐酸即DCl的D2O溶液处理岩石样品，收集放出的气体加以分析，结果只发现有一些气态碳氘化合物。试推断该碳氘化合物是A．岩石中的碳酸盐与氘盐酸反应的产物B．岩石中的碳酸氢盐与氘盐酸反应的产物C．岩石中的碳化物与氘盐酸反应的产物D．岩石中的碳氢化合物与氘盐酸反应的产物3．下面对氯气的叙述正确的是A．氯气可使湿的红布条褪色，所以氯气具有漂白性B．氯气没有漂白性，但通入品红溶液中，品红褪色C．过量的铁在氯气中燃烧可生成氯化亚铁D．闻其气味时要小心，将集气瓶放在鼻孔下直接闻4．烧瓶中放入铜片和稀硝酸，用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮，反应开始后发现烧瓶中充满棕红色气体，这时的操作应是A．立即接上收集容器，用向上排空气法收集B．待烧瓶中红棕色消失后，用向上排空气法收集C．立即用排水法收集D．待烧瓶中红棕色气体消失后，用排水法收集5．下列说法中不正确的是A．普通玻璃呈淡绿色是由于含Fe2+B．坩埚、蒸发皿都属于陶瓷制品C．唐“三彩”是一种玻璃制品D．高温下硅酸钙比碳酸钙稳定6．含FeS2A%的黄铁矿W吨，在用接触法硫酸的过程中，损失硫C%，可制得浓度为B%的硫酸为A．吨B．吨C．吨D．吨7．下列对溴化钠的描述中，正确的是A．是一种可溶于水的晶体，熔点较高B．跟AgNO3溶液反应将生成白色沉淀C．跟浓硫酸反应是制取溴化氢气体的常用方法D．其工业制法之一是将金属钠跟单质溴反应8．下列各组物质中，每一种物质都能使溴水褪色的是A．AgNO3溶液、CCl4、碘水B．Na2SO3溶液、FeCl3溶液、H2S溶液C．FeCl2溶液、KOH溶液、镁粉D．NaOH溶液、CO气体、氯水9．O2-由于离子半径较小，且带2个负电荷，在水中会强烈地吸引并结合水中的H+而生成OH-，下列反应中不包含此步变化的是A．Na2O+H2O=2NaOHB．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑C．12Fe2++3O2+6H2O=8Fe3++4Fe(OH)3↓D．Ag2O+4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]++2OH-+3H2O10．向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成可能是A．NaClNa2SO4B．NaClNaBrNa2SO4C．NaClNa2SO4I2D．NaClNaINa2SO411．次氯酸盐最大的用途是漂白和消毒。这类漂白剂氧化能力是以“有效氯”的含量来标志。“有效氯”的含量定义为：从HI中氧化出相同量的I2所需Cl2的质量与指定化合物的质量之比，常以百分数表示。请问纯LiClO的“有效氯”为A．121%B．100%C．89%D．21%12．用浓硫酸吸收SO3可以得到H2SO4•SO3。用mg98%的H2SO4充分吸收SO3后再进行稀释，可得到98%的硫酸的质量为A．2.42mgB．2.22mgC．2.02mgD．1.98mg13．下列离子方程式不正确的是A．银氨溶液中加入足量盐酸产生沉淀：[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋3H＋＋Cl－＝AgCl↓＋2NH4＋＋H2OB．在亚硫酸钡沉淀中加入稀硝酸后，沉淀不溶解：3BaSO3＋2H＋＋2NO3－＝3BaSO4↓＋2NO↑＋H2OC．碳酸钠溶液中通入少量SO2：2CO32－＋SO2+H2O＝2HCO3-＋SO32-D．氧化铁可溶于氢碘酸：Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O14．NH3和O2混合气体100mL通过红热的铂丝，充分反应后的混合气体再通过足量水最终收集到10mL残留气体，则原混合气体中O2体积不可能是(气体体积在相同条件下测定)A．12.5mLB．21.5mLC．64.2mLD．70.0mL15．(1)少量的Mn2+可以催化分解H2O2，其反应的机理可简单解释为：试写出上述2步反应的离子方程式________________________________________________________________。(2)对于CO中毒、心肌梗塞、冠心病或小儿肺炎等危重患者都要采用吸氧治疗。普通医务室中没有氧气瓶，但一般都有消毒用的30%的H2O2溶液。同时还有可选用的试剂为：KMnO4、HCl、H2SO4、MnO2、Mg、CuSO4、NaCl、葡萄糖。请写出一种使H2O2中氧完全释放出来的理想反应方程式______________________________。16．氰(CN)2的结构式为N≡C—C≡N，其化学性质与卤素（X2）很相似，化学上称之为拟卤素。(CN)2和水反应可生成HCN和HCNO；(CN)2的氧化性比Br2弱，比I2强。(1)下列有关反应的化学方程式不正确的是(填选项标号)。A．(CN)2和NaOH溶液反应：(CN)2+2NaOH==NaCN+NaCNO+H2OB．MnO2和HCN反应：MnO2+4HCNMn(CN)2+(CN)2↑+2H2OC．向KCN溶液中加入碘水：I2+2KCN==2KI+(CN)2D．在NaBr和KCN混合溶液中通入少量Cl2：Cl2+2NaBr==2NaCl+Br2(2)HCN的电子式为，按电子云重叠方式分类分子内化学键类型为_________________，碳原子的杂化类型为____________。(3)处理含CN－(其中C为+2价)的工业废水常用ClO－氧化，生成的CNO－（其中C为+4价）元素，反应的离子方程式如下：aCN－+bClO－+cOH－=dCNO－+eN2↑+fCO32－+bCl－+cH2O上述化学方程式可能的配平系数有多组，请回答：①方程式中e:f的值为（填选项标号）。A．1B．1/2C．2D．不能确定②若d=e=1,则b=。17．试依据下列事实，作出有关的结论。(1)硅的非金属性特征大于金属特征，而锗的金属特征大于非金属特征，________________________________。(2)金刚石是电的绝缘体，石墨可以导电，而C60可作为制超导体材料，________________________________。(3)在常温下硅的化学性质不活泼，但自然界中却没有单质硅存在，_____________________________________。(4)硅酸钠溶液中通入CO2气体时，可生成难溶于水的酸—硅酸，_______________________________________。(3)碳单质的三种同素异形体：骨架型的金刚石、层型的石墨及球形的球碳分子，试确定那一种物质易在火山喷发口附近发现，_________________________________。18．已知A、B、C、D、E为中学化学常见物质，A、B、C、D、E中均含有同一种元素，A、C均为气体，E为液体，下图中箭头上的反应物和反应条件均已略去。(1)当A与E反应生成B和C时，则A、E共同含有乙元素。生成的C气体易液化。常温常压下D是气体，冰水冷却D时变成无色晶体，此无色晶体的化学式是。根据所学的氧化还原反应知识判断：在A~E各物质中，在一定条件下能与D发生氧化还原反应的物质有(填字母)。D溶于纯净的E时，能按物质的量比1:1化合，生成物的化学式可表示为(写成化合物、复合物或氧化物形式均可)。试描述气体C的物理性质________________________________。(2)当A与E发生化合反应时，能观察到空气中形成大量的白烟，则A、E共同含有甲元素。通过上述描述可知：A的化学式为，E的化学式为。当小心加热A与E化合时的生成物F时，可得到一种无色无味的气体G(G和CO2具有相同的原子数目和电子数目)和一种无色无味的液体H，写出F分解生成的G+H的化学方程式。19．某课外小组欲通过实验证明方铅矿分解所得白色粉末中含有氧元素，设计以下的实验装置：在实验或改进实验中，可能发生的化学反应如下：PbO+CPb+CO↑，2PbO+C2Pb+CO2↑，Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O[Cu(NH3)2]Ac+CO+2NH3[Cu(NH3)4]Ac·CO△H<0。请回答以下问题：(1)在装置A中不断鼓入氮气的作用是，能否用空气代替氮气？，其理由是。(2)在实验过程中，未见B装置中有白色沉淀生成，说明在装置A中发生反应的化学方程式是，证明氧化铅里含有氧元素的实验事实是。(3)若使实验更具有说服力，通过增添设备和药品，设计一个更加严密的改进实验方案是。(4)若没有木炭粉和氮气，改用氢气行吗？，实验的装置和药品又将做怎样的调整？____________。20．将23.9g表面已锈蚀成铜绿〔Cu2(OH)2CO3〕的铜片投入120mL一定浓度的硝酸中，充分反应后，硝酸被还原成NO2和NO，反应后溶液中H+为0.160mol。往反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，洗涤，干燥后得到29.4g蓝色固体。求：(1)铜片中单质铜的质量分数；(2)铜片与硝酸充分反应后，溶液中NO3-的物质的量浓度(假设反应前后溶液的体积不变)。第14讲环境、材料以及自然资源的综合利用【知能整合】1．环境保护与环境污染(1)环境污染：主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等，还包括固体废弃物、放射性、噪声等污染。(2)工业三废：废水、废气、废渣。(3)常见的环境问题及它们对应的污染物。环境问题污染物酸雨SO2(主要)及NOx光化学烟雾NOx及碳氢化合物臭氧空洞氟氯烃及NOx水体富营养化含氮、磷的化合物废旧电池污染废旧电池中的汞、镉、铅等重金属离子温室效应主要是CO2，但CO2不算是大气污染物白色污染有机物如塑料等①酸雨：pH小于5.6的降水称为酸雨。二氧化硫是导致酸雨的主要污染物：SO2+H2OH2SO3，2H2SO3+O2==2H2SO4(主要因素)，2SO2+O22SO3(催化剂指的是空气中的漂尘)，SO3+H2O==H2SO4(次要因素)。②臭氧层的破坏：一般氮氧化物和氯氟烃在破坏臭氧层的过程中起到催化剂的作用。③温室效应：CO2、O3、CH4等气体能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，这就像给地球罩上了一层保温膜，CO2等气体的过度排放，使地球表面的气温增加，产生温室效应。(4)中学常见污染环境的气体及其防治①SO2：工业上用浓氨水吸收，实验室用NaOH溶液吸收。②NOx：用NaOH溶液吸收，也可以用催化还原法。③H2S：用NaOH溶液吸收。④Cl2、Br2、HCl：实验室中常用NaOH溶液吸收，Cl2、Br2还可用Na2SO3吸收。工业上常用石灰乳吸收。⑤CO：用燃烧的方法除去。2．材料(1)新型无机材料：新型无机材料按其在使用中的作用和要求可分为结构材料和功能材料。结构材料主要是应用于具有耐高温、耐化学腐蚀的坚固耐用材料；功能材料是利用其所具有的特殊的力学、热学、光学、磁学及化学性质来完成特定功能的材料。如新型超导材料、纳米材料等。(2)新型有机材料：新型有机材料是近年来大量合成的一类新型化学材料。它具有密度较小，强度较高，弹性、可塑性、绝缘性和耐腐蚀性好等优点。新型有机材料主要有塑料、合成纤维和合成橡胶等。合成新型有机材料的方法通常有加聚反应和缩聚反应。通过加聚反应合成的其单体一般含有不饱和碳原子(含C==C等)。通过缩聚反应合成的其单体一般含有—OH、—COOH、—NH2等官能团，且在合成过程中会脱去小分子物质(H2O、HCl等)。(3)建议在复习过程中关注以下话题：金属；非金属；合金；半导体；超导材料；光导纤维；人造宝石；玻璃；水泥；纳米材料；航天材料；化学纤维；化学塑料；可降解塑料；陶瓷；高温结构陶瓷；半导体陶瓷；高分子导电材料；光功能高分子材料；橡胶；导电橡胶；环境材料；有机玻璃；玻璃钢；碳纤维；建筑材料；耐火材料；高强度材料；耐高温耐腐蚀材料；防弹玻璃；涂料；防水材料；建筑胶粘剂；复合材料；高吸水性树脂；离子交换树脂。3．自然资源的综合利用(1)工业上从海水中提取溴的过程如下：2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+2CO25NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O(2)以海水为原料制备金属镁：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2，Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，MgCl2Mg+Cl2↑(3)从铝土矿中提炼金属铝：2Al2O34Al+3O2↑(4)工业制氯气及烧碱：原理：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑原料：纯净的饱和食盐水；设备：离子交换膜电解槽；其他：食盐水的精制；离子交换膜的作用及特点。(5)硫酸的工业制法4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2(沸腾炉内进行)2SO2＋O22SO3(接触室中进行)SO3＋H2O=H2SO4(在吸收塔内用98.3%的浓H2SO4吸收)(6)硝酸的工业制法：氨催化氧化成NO(氧化炉)：4NH3＋5O24NO＋6H2OHNO3的生成(吸收塔)2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO↑(放出的NO被氧化再被吸收)得到50%的HNO3，经Mg(NO3)2或浓H2SO4处理再蒸馏浓缩，可得96%以上的浓HNO3。(7)玻璃工业Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑【典型例析】例1：下列有关环境问题的说法正确的是A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康C．pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染变式训练：六价铬对人体有毒，含铬废水要经过化学处理后才能排放。方法是用绿矾(FeSO4·7H2O)把废水中的六价铬还原成三价铬离子，再加入过量石灰水后，使铬离子转化为氢氧化铬〔Cr(OH)3〕沉淀，其主要反应的化学方程式如下：H2Cr2O7+6FeSO4+6H2SO4==3Fe2（SO4）3+Cr2（SO4）3+7H2O。现用上法处理1×104L含铬(+6价)78mg·L－1的废水(Cr的相对原子质量为52)，试回答：(1)处理后沉淀除Cr(OH)3外，还有__（用化学式来表示）。(2)需要用绿矾多少千克？例2：已知某一硅酸盐可表示为Mga(Si4O10)(OH)b(其中a、b为正整数)。试问：(1)a与b应满足的关系____________(填写表达式)；(2)a能否等于2？________(填“能”“不能”“无法确定”)；(3)分别写出a=4和b=6时硅酸盐的表达式_______(以氧化物的形式表示)。变式训练：下列有关新型高分子材料的说法不正确的是A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等B．复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D．合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生理相容的程度例3：下图是从铝土矿X中提取其主要成分的两种相互结合的方案，已知A为红褐色沉淀，D、F为白色沉淀，F经两次失水转化为G，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是相同的操作。(1)操作Ⅰ的名称是__________，(2)X的主要成分是________、_______、(用氧化物的化学式表示)。(3)写出下列转化的离子方程式：B＋C→D___________________________；NAUTOTEXT=>→F___________________________。(4)要使X的利用率最高，则方案一与方案二所取矿石的质量比为__________。(5)两方案结合的优点是。变式训练：工业上从海水中提取溴采用下列方法：(1)向海水中通入Cl2，将海水中的溴化物氧化，其离子方程式为：。(2)向上述混合液中吹入热空气，将生成的溴吹出并用纯碱溶液吸收使其生成NaBr、NaBrO3，其化学方程式为。(3)将(2)所得溶液用H2SO4酸化，使NaBr、NaBrO3中的溴转化为单质溴，再用有机溶剂提取溴后还可得到副产品Na2SO4，写出这一过程的化学方程式。(4)这样得到的溴中还混有少量Cl2，怎样除去？【当堂反馈】1．下列说法摘自一些科普杂志或广告用语，你认为没有科学性错误的是A．化学家采用玛瑙研砵磨擦固体反应物进行无溶剂合成，玛瑙的主要成分是硅酸盐B．夏天到了，游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛C．“白雪牌”漂粉精，令所有化学物质黯然失“色”，没有最白，只有更白D．硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说“硅是信息技术革命的催化剂”2．在NH3、HNO3、H2SO4的工业生产中，具有的共同点是A．使用吸收塔设备B．使用尾气吸收装置C．使用H2作原料D．使用催化剂3．摄影工艺中废定影液的pH＜7，其中含有银的化合物，为了回收银进行如下操作：向盛有废定影液的烧杯中，加入少量稀NaOH溶液，再加入硫化钠溶液生成黑色沉淀，过滤，将固体移入坩埚中，加碳酸钠和硼砂(催化剂)混合加热，放出二氧化碳和氧气。将残留的固体用水洗涤，即得到固体银，而洗涤液中主要含有硫化钠，试回答下列问题：(1)开始时为何要向废液中加入少量NaOH溶液？(2)操作中产生的黑色沉淀物质是什么？(3)写出加热时坩埚内发生反应的化学方程式。【课后巩固】1．下列有关说法不正确的是A．可以利用电解的方法，从海水中获取淡水资源B．以海水为原料，制备金属镁的过程中，一定发生了氧化还原反应C．由铝土矿提取铝的过程中，不涉及置换反应D．人类探月工程的目的之一是获取月球上的He-3资源2．年3月，温家宝指出“抓好资源节约，建设环境友好型社会”，这是我国社会和经济长期发展的重要保证。年4月22日是第39个“世界地球日”，中国邮政已发行的世界地球邮票(如右图)号召人们关爱地球。下列行为中不利于地球保护的是A．大量开采煤、石油及天然气以满足工业发展的需要B．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源C．研制开发以水代替有机溶剂的化工涂料D．研发可降解塑料或替代用品，控制白色污染3．呋喃妥因是一种广谱抗生素，但有致畸等副作用，最近上海从“多宝鱼”中检出了超标的该药物。呋喃妥因的结构简式如下图，以下关于呋喃妥因的叙述错误的是 A．其分子式为C9H8N4O3B．它是一种含有硝基的有机物C．它是一种芳香族化合物D．它能发生加成反应4．滥用食品添加剂已成为影响食品安全的主要问题。国家质检总局明确确定，吊白块、苏丹红、工业明胶、瘦肉精、工业滑石粉、甲醛、孔雀石绿、硼砂等18种原料，不得在食品生产加工中使用。去年一款在山东生产的龙口粉丝被验出含俗称「吊白块」的工业用漂白剂，加热后会释出致癌物甲醛，已勒令全面退市。吊白块（Sodiulnformaldelwesuifoxyfate）是一种常见的漂白剂，其化学式为NaHSO2·CH2O·2H2O。则下列说法正确的是A．从化学反应看，吊白块的漂白原理和漂白粉相同B．吊白块有毒，加热后释放出来的HCHO能使人体蛋白质变性C．人造象牙的主要成分是聚甲醛，它是由甲醛通过缩聚反应生成的D．工业滑石粉的主要成分是硅酸盐5．不同品牌的牙膏中均含有一定量的甘油和二甘醇（HOCH2CH2OCH2CH2OH），现已禁止使用二甘醇。下列说法中错误的是A．甘油和二甘醇二者互称为同系物B．甘油和二甘醇二者均可以氧化为羧酸C．甘油和二甘醇均可以使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D．甘油的作用主要是利用其吸湿功能6．化学与生活是紧密相联的，下列关于生活化学的说法正确的是A．随着人们生活节奏的加快，方便的小包装食品已被广泛接受，为了防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，延长食品的保质期，在包装袋中常放入生石灰B．现在用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气，另一类为液化石油气，它们属于碳氢化合物C．福尔马林是一种良好的杀毒剂，也可用来消毒自来水D．保护加酶洗衣粉的洗涤效果，应用沸水溶解洗衣粉7．如图是某研究小组采用电解法处理石油炼制过程中产生的大量H2S废气的工艺流程。该方法对H2S的吸收率达99%以上，并可制取H2和S。下列说法正确的是A．吸收H2S的离子方程式为：2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+B．电解过程中的阳极反应主要为：2Cl——2e-═Cl2↑C．该工艺流程体现绿色化学思想D．实验室可用点燃充分燃烧的方法消除H2S污染CuSO4A．制取CuSOCuSO4A．制取CuSO4：Cu浓H2SO4、△Al(OH)3C．制取Al(OH)3：AlNaOHH2SO4Na2CO3

O2CO2D．制取Na2CO3：NaCu(NO3)2B．制取Cu(NO3)2：CuO2、△HNO39．世界上60％的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：①把贝壳制成石灰乳；②在海水中加入石灰乳，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤；④在氯化氢热气流中干燥晶体；⑤电解上述晶体的熔融物。下列说法正确的是A．镁元素在元素周期表中位于第三周期、ⅡA族B．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净C．在氯化氢热气流中干燥晶体的目的是加快干燥速度D．步骤⑤也可以采用电解该晶体水溶液的方法10．聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入“合成金属”和塑料电子学时代，当聚乙炔分子带上药物、氨基酸、糖基等分子片后，就具有一定的生物活性。以下是我国化学家近年来合成的一些聚乙炔衍生物分子的结构式：(Me指甲基)下列关于上述高分子的说法不正确的是A．A和B均能在一定条件下水解，且水解形成相同的高分子B．A中药物小分子羧酸的分子式为C16H18O4C．B中氨基酸是一种α—氨基酸D．A和B各1mol与热碱液反应，均最多消耗2nmolNaOH11．在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：(1)步骤③加Fe粉的目的是。(2)写出步骤④中反应的离子方程式。(3)上述生产流程中，可以循环利用的副产物是。(4)操作⑤的名称是，选用的试剂是。12．下图是一些常见元素的单质或化合物之间的转化关系。溶液中的水以及部分反应物或生成物未标出。A、E是空气中的两种主要成分，C是由两种元素组成的新型材料，且和SiC具有相同的价电子数和原子数，J是一种能引起温室效应的气体，K是两性化合物。反应③、④、⑤用于工业中生产H。回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：F，I；(2)写出反应③的化学方程式：；(3)写出反应⑥的离子方程式：；(4)B和SiC的纳米级复合粉末是新一代大规模集成电路理想的散热材料。反应①是科学家研究开发制备该纳米级复合粉末的最新途径。已知B由Si及另外两种元素组成，且Si与另外两种元素的物质的量之比均为1∶4，写出反应①的化学方程式：_______________________。13．年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德·埃特尔，以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献。(1)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的体积、浓度均相同）。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是。(2)在汽车的排气管上安装“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂)，它的作用是使CO、NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧。①写出CO与NO反应的化学方程式：，该反应作氧化剂的物质是_________。②用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g)ΔH1＝－574kJ·mol－1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)ΔH2若1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则ΔH2＝。(3)①有人认为：该研究可以使氨的合成反应，在铁催化剂表面进行时的效率大大提高，从而使原料的转化率大大提高。请你应用化学基本理论对此观点进行评价：。②合成氨工业生产中所用的α—Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3，当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1：2时，其催化活性最高，以Fe2O3为原料制备上述催化剂，可向其中加入适量炭粉，发生如下反应：2Fe2O3十C4FeO十CO2↑。为制得这种活性最高的催化剂，应向480gFe2O3粉末中加入炭粉的质量为g。14．我国中医药已有数千年历史，其独特的疗效使得经深加工的中药产品正逐步进入国际市场，但国外在进口中药时对中药的重金属元素和有毒元素的含量等各项指标检查是非常严格的，因此把好出口中药的质量关是非常重要的。以下介绍了分析实验室对中草药中可能的残余有毒元素砷的检验方法和步骤（As在中草药中主要以As2O3的形式存在）：①取1000g中草药样品进行前期处理制得待测溶液，此时样品中可能含有的砷元素将转化为H3AsO3；②将待测溶液转移入250mL锥形瓶中，并加入2~3滴0.2%的淀粉溶液；③用标准碘溶液滴定待测溶液至终点，消耗20.25mL标准I2溶液，其中发生反应：H3AsO3＋I2＋H2O→H3AsO4＋I－＋H＋(未配平)。试回答下列问题：(1)简述如何对少量的中草药样品进行前期处理制得待测溶液？(2)配平离子反应方程式：____H3AsO3＋____I2＋____H2O—____H3AsO4＋____I－＋____H＋(3)0.2%的淀粉溶液的作用是，如何判断滴定到达终点？____________________________。(4)题中所用标准碘溶液并非将碘单质直接溶解于蒸馏水中制得，而是由0.1070g纯KIO3、过量的KI以及酸混合，并将其准确稀释到1000mL而制得，请用一个离子反应方程式说明标准碘溶液的形成过程。(5)我国《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》中限定：绿色中药的砷含量不超过2.000mg/kg，试计算说明该中草药样品是否合格？(不需计算过程)计算可知该样品砷含量约为mg/kg，故该草药样品(填“合格”或“不合格”)。第15讲无机框图与流程图试题的解题方法【知能整合】一、寻求解题“突破口”的途径1．从物质的组成、结构方面寻找例如，具有正四面体结构的物质可能为甲烷或白磷或NH4+；不含金属元素的离子化合物为铵盐；组成为A2B2型的物质可能为Na2O2、H2O2、C2H2等。2．从反应类型寻找例如，同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素的单质和水，则该元素可能为S或N；两种溶液混合生成沉淀和气体，则反应可能为Ba(OH)2与(NH4)2SO4，或可溶性铝盐、可溶性铁盐与可溶性金属硫化物(如Na2S、NaHS)、可溶性碳酸盐、可溶性亚硫酸盐之间的双水解反应；遇水能分解成气体和难溶性物质的可能为Al2S3或Mg3N2；能“三合一”的反应有：NH3+H2O+CO2=NH4HCO3；4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3；4NO2+O2+2H2O=4HNO3。常见的一种物质能分解生成三种物质的反应，该物质可能为硝酸盐或NH4HCO3。电解某种盐溶液，能生成一种金属，放出一种气体及另一种物质，则该盐为不活泼金属的含氧酸盐，可为CuSO4、AgNO3等；如有物质发生下列转化关系：ABC，则必须对所学基础知识进行全面的总结与梳理，做到胸中有知识网络。如A为无机物单质，则可为C、S、N、Na等；如A为有机物，则可为乙烯或醇类，等等。3．从典型性质寻找(1)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应，生成该元素的单质和水，元素可能是硫或氮。(2)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物化合，生成盐的元素一定是氮。(3)两溶液混合生成沉淀和气体，这两种溶液的溶质可能分别是a.Ba(OH)2与(NH4)2SO4，b.可溶性铝盐与可溶性金属硫化物或可溶性碳酸盐或碳酸氢盐，c.可溶性铁盐与可溶性碳酸盐或碳酸氢盐，d.硫代硫酸盐与强酸(如盐酸、稀H2SO4等)。(4)既能与酸反应，又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、氨基酸，弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等。(5)既能与强酸反应放出气体又能与强碱反应放出气体，常见的物质有：Al，弱酸的铵盐〔(NH4）2CO3、NH4HCO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S、NH4HS等〕。(6)在水中分解生成气体和难溶物或微溶物的物质可能是Al2S3、Mg3N2、CaC2等。(7)与水接触放出气体的常见物质有：Li、Na、K、Na2O2、F2等。(8)A物质加到B物质中，先生成沉淀，后沉淀又溶解，A、B可能分别是CO2与Ca(OH)2、NaOH与铝盐、NH3与AgNO3、HCl与NaAlO2、稀盐酸与Fe(OH)3胶体等。(9)使溴水褪色的物质有H2S、SO2、不饱和烃类、活泼金属、碱类等。4．从数据中去寻找根据计算或题给信息，可获取某些数据，这些数据也可使我们找到突破口。如物质的熔点较低，说明为分子晶体；反之，则可为离子晶体或原子晶体。二、中学化学中常见的一些规律性转化关系1．由2．由3．常能发生歧化反应和归中反应的元素有：Cl、Br、I、N、S、Fe、Cu等。【典型例析】例1：以下一些氧化物和单质之间可以发生如下图所示的反应：其中，氧化物（I）是红棕色固体，氧化物（II）、（III）、（IV）在反应条件下都是气体。(1)氧化物（I）的化学式(分子式)是。氧化物（II）的化学式(分子式)是。(2)反应①的化学方程式是。反应②的化学方程式是_________________________。反应③的化学方程式是_________________________。变式训练：A、B、C、D、E、F六种中学化学中常见的物质，有转化关系(见右图)：(1)若A、C、E皆为氧化物，且E为有毒气体，B、D、F皆为非金属单质，且D为气体。则A的结构简式为，单质F的晶体类型为，1molC中含有个共价键。(2)若A、C、E皆为氢化物，三者皆为极性分子，其中C的相对分子质量最小；D、E、F皆为氧化物，其中D、F为有毒气体。则：①A、C、E沸点由高到低的顺序为，（填化学式）；A、C、E三种气态氢化物稳定性最强的是（填化学式）。②B跟C反应生成E和F的化学方程式为。③A跟D常温下反应可生成一种单质，化学方程式为。例2：A、B、C、D分别代表硝酸银、偏铝酸钠、稀盐酸、浓氨水四种无色溶液中的一种。甲、乙两同学分别用两两混合的方法进行了如下图所示的实验，现象有的相同，有的不同，不同部分已标出。(1)试写出A、B、C、D所代表物质的化学式：A：________、B：________、C：_______、D：________。(2)写出B和C按物质的量之比为1：3时反应的化学方程式_____________________。(3)写出A和D按物质的量之比为3：1时反应的离子方程式_____________________。变式训练：化合物A、D、F是中学化学中常见的物质，化合物B、C、E中含有两种相同的元素，这些化合物之间存在如下关系。其中A和B的反应是一种重要化工生产中的主要反应。据此推断：(1)在化合物A、C、F中含有相同的元素是；(2)化合物C的化学式为、化合物A的水溶液显性。(3)C的水溶液和D能否发生反应？，其理由是。例3：下图中各物质均由常见元素(原子序数≤20)组成。已知A、B、K为单质，且在常温下A和K为气体，B为固体。D为常见的无色液体。I是一种常用的化肥，在其水溶液中滴加AgNO3，有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。J是一种实验室常用的干燥剂。它们的相互转化关系如下图所示（图中反应条件未列出）。请回答下列问题：(1)I的化学式为；J的电子式为。(2)反应①的化学方程式为。(3)F的水溶液与氯气反应的离子方程式为。变式训练：下图表示各物质之间的转化关系。已知：A、B、I都是XY2型化合物，且阳离子相同，A、B晶体中阴、阳离子个数比都是1∶1，但I晶体中阴、阳离子个数比是2∶1，I常用作干燥剂。请按要求填空：(1)I的电子式是_______________；(2)反应⑥的化学方程式是_______________________，反应③在工业上的一个重要用途是是______________；(3)已知C的燃烧热是1300kJ·mol－1，表示C的燃烧热的热化学方程式是____________________________。(4)根据上图中物质之间的转化关系及题中所给信息判断，B的化学式是_________。【当堂反馈】1．X、Y、Z分别是三种单质，它们都是常见的金属或非金属．M、N、R是常见的三种氧化物．其中一种具有高熔点，而且有如下反应(条件未标出，方程未配平)：(1)X+Z→N；(2)M+X→N；(3)M+Y→R+X。若X是非金属，则组成Y单质的元素在周期表中的位置是A．第二周期ⅣA族B．第二周期ⅥA族C．第三周期ⅡA族D．第三周期ⅣA族2．下图是中学化学中常见的一些单质或化合物之间的转化关系图，其中部分反应中涉及到的水未列出。已知A、B、F是人类生存或日常生活中必不可少的物质，I、J均具有漂白性，但两者混合后的产物均不具有漂白性。M为红色固体，L中两种元素的质量之比约为1:4。请回答下列问题：(1)写出化合物E的电子式______________；反应③在工业上的用途是______________；(2)写出反应①的离子方程式________________；(3)写出反应②的化学方程式________________。【课后巩固】1．A是一种常见的单质，B、C为中学常见的化合物，A、B、C均含有元素X。它们有如下的转化关系(部分产物及反应条件已略去)：AABCOH－H+②①A下列判断正确的是A．X元素可能为AlB．X元素一定为非金属元素C．反应①和②互为可逆反应D．反应①和②一定为氧化还原反应2．现有H2SO4、BaCl2、K2CO3、FeSO4和氯水五种溶液，有如图所示的相互反应，图中每条连线两端的物质可以发生反应。下列判断不合理的是A．Y一定是K2CO3B．X一定是H2SO4C．Z可能是氯水D．M、N必定各为BaCl2、FeSO4中的一种3．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其它产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟C12反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。下列说法中不正确的是A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3C．B和Cl2的反应是氧化还原反应D．当X是强酸时，C在常温下是气态单质4．某学生设计了如图的方法对A盐进行鉴定：由此分析，下列结论中，正确的是 A．A中一定有Fe3+B．C中一定有Fe3+C．B为AgI沉淀 D．A一定为FeBr2溶液5．元素X的单质及X与Y形成的化合物能按如下图所示的关系发生转化：mmnA．X可以是金属B．X可以是非金属C．n可以等于1或3D．XYm与XYn的相互转化是可逆反应6．化合物A、B、C、D各由两种元素组成，甲、乙、丙是三种单质。这些常见的化合物与单质之间存在如下关系（已知化合物C是一种有机物），以下结论不正确的是A．上图所示的五个转化关系中，有三个是化合反应B．上述转化关系所涉及的化合物中有一种是电解质C．甲、乙、丙三种单质的晶体均是分子晶体D．上图所示的五个转化关系中，均为放热反应7．X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下可发生如下变化：一个B分子中含有的Z原子个数比C分子中少一个，B、C两种分子中的电子数均为10。下列说法中不正确的是A．X元素位于ⅥAB．B的沸点大于C的沸点C．A能溶解于B中D．A和C在一定条件下能发生氧化还原反应8．已知A、B、C、D、E是常见的气体，F是固体，同温同压下等体积D的质量比E的质量的2倍略大，它们之间存在如下的转化关系，下列说法中不正确的是A．以上字母所代表的物质中只含有共价键B．上述5种气体中的某一种气体是自然界中密度最小的气体C．D和E两种气体都极易溶于水D．F通过加热法可以用来制备E9．120℃1013Kpa下，有由2L水蒸气，2L一氧化碳，1L二氧化碳，