高考化学一轮总复习：第四章 非金属及其化合物

高考化学一轮总复习：第四章非金属及其化合物目录第1节无机非金属材料的主角——硅第2节富集在海水中的元素——氯第3节硫及其化合物第4节氮及其化合物第1节无机非金属材料的主角——硅1．近年来科学家制造出大量的新物质，对下列三种物质的相关说法错误的是()石墨烯：从石墨中分离出来，是最薄、最坚硬的纳米材料石墨炔：平面网状结构的全碳分子，具有优良的化学稳定性纳米碳管：具有优良的场发射性能，制作阴极显像管、储氢材料A.石墨烯具有良好的导电性B．上述三种物质与金刚石互为同素异形体C．石墨炔孔径略大于H2分子的直径，可作H2的提纯薄膜D．上述三种物质与浓硫酸都能发生反应，但反应产物不同答案D2．人们的生活、生产与化学息息相关，下列说法正确的是()A．复旦大学研究的能导电、存储的二维材料二硫化钼是一种新型有机功能材料B．中国天眼用到碳化硅、芯片用到高纯硅、石英玻璃用到硅酸盐C．中国歼－20上用到的氮化镓材料是当作金属合金材料使用的D．石墨烯弹性气凝胶制成的碳海绵可用作处理原油泄漏的吸油材料答案D解析A项，二硫化钼属于无机物，不属于新型有机功能材料，故A项错误；B项，石英玻璃成分为二氧化硅，是氧化物，不属于硅酸盐，故B项错误；C项，氮化镓是化合物，不是合金，故C项错误；D项，气凝胶制成的轻质“碳海绵”，具有吸附性，则可用作处理海上原油泄漏的吸油材料，故D项正确。3．坩埚是实验室用于灼烧或熔融固体物质的常用仪器，材质种类很多，实验时应根据物质的性质加以选择。熔融烧碱时，应选用下列哪种材质的坩埚()A．玻璃坩埚 B．石英坩埚C．陶瓷坩埚 D．铁坩埚答案D解析二氧化硅能与氢氧化钠反应，因此熔融烧碱的坩埚中不能含有二氧化硅，A、B、C三项中都含有二氧化硅。4．下列说法中正确的是()A．单质eq\o(→,\s\up7(O2))氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱eq\o(→,\s\up7(NaOH或HCl))盐，硅单质可以按上述关系进行转化B．若a、b、c分别为Si、SiO2、H2SiO3，则可以通过一步反应实现如图所示的转化关系C．二氧化碳和二氧化硅都可溶解在NaOH溶液中D．青花瓷胎体的原料为高岭土[Al2Si2O5(OH)4]，若以氧化物形式可表示为Al2O3·SiO2·H2O答案C解析本题考查硅及其化合物的性质与转化。A项，Si与O2反应生成SiO2，SiO2不与H2O反应，“氧化物eq\o(→,\s\up7(H2O))酸或碱”不能实现，错误；B项，b→c，c→a均不能通过一步反应实现，错误；C项，二氧化碳和二氧化硅都属于酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应生成盐和水，正确；D项，硅酸盐可以用盐的形式或氧化物的形式表示，[Al2Si2O5(OH)4]可表示为Al2O3·2SiO2·2H2O，错误。5．下列离子方程式书写正确的是()A．往澄清石灰水中通入过量的二氧化碳：Ca2＋＋2OH－＋CO2=CaCO3↓＋H2OB．往碳酸钠溶液中加入二氧化硅：CO32－＋SiO2=SiO32－＋CO2↑C．二氧化硅与烧碱溶液反应：SiO2＋2OH－=SiO32－＋H2↑D．硅酸与烧碱溶液中和：H2SiO3＋2OH－=SiO32－＋2H2O答案D解析A项生成Ca(HCO3)2，B项不反应，C项生成H2O而不会生成H2。6．将足量的CO2不断通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为()答案C解析将CO2通入KOH、Ba(OH)2、KAlO2的混合溶液中，依次发生如下反应：①Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2O；②2KOH＋CO2=K2CO3＋H2O；③2KAlO2＋3H2O＋CO2=2Al(OH)3↓＋K2CO3；④K2CO3＋CO2＋H2O=2KHCO3；⑤BaCO3＋H2O＋CO2=Ba(HCO3)2。根据沉淀生成和溶解的情况对照图像可知C项正确。7．下列说法正确的是()①单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料②合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料③盛放NaOH溶液时，使用带磨口玻璃塞的玻璃瓶④Mg2＋、H＋、SiO32－、SO42－在水溶液中能大量共存⑤向含K＋、Na＋、Br－、SiO32－的溶液中通入CO2后仍能大量共存⑥SiO2与酸、碱均不反应⑦SiO2不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器⑧SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应⑨水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂A．①②⑥⑦⑨ B．①⑧⑨C．②③⑧⑨ D．①④⑤⑧答案B解析合成纤维属于有机高分子材料，②错；2NaOH＋SiO2=Na2SiO3＋H2O，Na2SiO3有黏性，可将玻璃瓶塞与瓶颈粘连，③错；2H＋＋SiO32－=H2SiO3↓，④错；CO2＋H2O＋SiO32－=H2SiO3↓＋CO32－，⑤错；SiO2可与HF反应，也能与强碱溶液反应，⑥、⑦错，B项正确。8．用如图装置来分离CO2和CO混合气体并干燥，图中a、c、d为止水夹，b为分液漏斗活塞，通过Y形管和止水夹分别接两个球胆，现装置内空气已排尽，为使实验成功，甲、乙、丙分别盛放的试剂为()甲乙丙A饱和NaHCO3溶液12mol·L－1盐酸18.4mol·L－1H2SO4B饱和Na2CO3溶液2mol·L－1H2SO4饱和NaOH溶液C饱和NaOH溶液2mol·L－1H2SO418.4mol·L－1H2SO4D18.4mol·L－1H2SO4饱和NaOH溶液18.4mol·L－1H2SO4答案C解析分离CO2和CO应该先把CO2吸收，干燥后用一个球胆收集CO，然后再用酸制出CO2，干燥后用另一个球胆收集，故丙装置中盛的一定是浓硫酸(18.4mol·L－1H2SO4)，其中乙中的酸应选用2mol·L－1的硫酸，而不能选用盐酸，因为盐酸易挥发HCl气体而混进CO2中。另外，饱和NaHCO3溶液不能吸收CO2，用饱和Na2CO3溶液吸收CO2，再用酸制CO2时会改变CO2的量，且吸收效果不如饱和NaOH溶液，故选C项。9．金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用，利用铝热反应完成钢轨的焊接非常方便迅速，完成下列填空：(1)在特制漏斗中将铝热剂混合均匀后，引发铝热反应的操作是：______________________________________________________________。(2)硅与铝同周期，地壳里硅铝的含量硅________铝(填＞，＜或＝)，工业上制备金属铝的化学方程式是：_______________________________，工业上制备硅的化学方程式有：a．SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5(电炉))Si(粗)＋2COb．SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5(电炉))SiC＋2CO(副反应)，c．Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高温))SiCl4d．SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(加热))Si＋4HCl，某同学将氧化还原反应、非氧化还原反应及四大基本反应绘制成图，其中属于图“2”区域的反应是________(填序号)。(3)SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)主要成分，Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2，钠长石(NaAlSi3O8)的氧化物形式________，长石是铝硅酸盐，不同类长石其氧原子的物质的量分数相同，由此可推知钙长石的化学式为________。(4)某铝合金由Al、Si、Cu、Mg组成，①称取100g该铝合金样品，分成等质量的A、B两份，向A份加入足量NaOH溶液，B份加入足量的稀盐酸，②待两份反应物都充分反应之后，称得滤渣质量相差1.60g，收集得到的两份气体的体积相差2240mL(标准状况下)，则样品中Si和Mg的物质的量分别是n(Si)__________和n(Mg)__________。答案(1)铺上一层KClO3粉末，点燃插入的镁条(2)＞Al2O3eq\o(=,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑b(3)Na2O·Al2O3·6SiO2CaAl2Si2O8(4)0.4mol0.6mol解析(1)氧化铁和铝在高温下发生铝热反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3，为使反应顺利进行，可加入氯酸钾，为助燃剂，点燃镁时反应放出大量的热，镁为引燃剂，所以引发铝热反应的实验操作是加少量KClO3，插上镁条并将其点燃。(2)、(3)地壳中含量排在前五位的元素分别是：O、Si、Al、Fe、Ca，地壳里硅铝的含量硅大于铝；工业上制备金属铝为电解氧化铝，化学方程式为：Al2O3eq\o(=,\s\up7(电解))4Al＋3O2↑，硅酸盐由盐的书写改写为氧化物的形式即改写的一般方法归纳为：碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物、水(xMO·nSiO2·mH2O)，钠长石(NaAlSi3O8)的碱性氧化物Na2O、两性氧化物Al2O3、酸性氧化物SiO2，因此钠长石的氧化物形式为：Na2O·Al2O3·6SiO2；结合钠长石的化学式可知钙长石就是将钠长石的中钠更换为钙，以及化合物中化合价代数和等于0可得钙长石，其氧化物形式为：CaO·Al2O3·2SiO2，化学式为CaAl2Si2O8，a.SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5(电炉))Si(粗)＋2CO属于置换反应，属于氧化还原反应，b.SiO2＋3Ceq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5(电炉))SiC＋2CO(副反应)，属于氧化还原反应，c.Si(粗)＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(高温))SiCl4属于化合反应，属于氧化还原反应，d.SiCl4＋2H2eq\o(=,\s\up7(加热))Si＋4HCl，属于置换反应，属于氧化还原反应，图“1”区域的反应是复分解反应，属于图“2”区域的反应属于氧化还原反应，图“5、6”“7、8”区域的反应属于化合反应、氧化还原反应，分解反应、氧化还原反应，所以属于图“2”区域的反应是b。(4)A份中Al、Si与氢氧化钠溶液反应，B份中Al、Mg与盐酸反应，A份和B份中Al反应放出的气体相等，因此两份气体差和质量差均来源于Mg、Si，Si、Mg生成氢气的物质的量关系为：Si～2H2、Mg～H2，标准状况下2240mL气体的物质的量为eq\f(2.24L,22.4L/mol)＝0.1mol，设A份中含有的Si的物质的量为xmol，B份中含有Mg的物质的量为ymol，由质量差可得：①24y－28x＝1.6由气体相差0.1mol可得：②2x－y＝0.1，联立求得：x＝0.2，y＝0.3，则样品中Si和Mg的物质的量分别0.4mol、0.6mol。10．氮化硅可用作高温陶瓷复合材料，在航空航天、汽车发动机、机械等领域有着广泛的应用。由石英砂合成氮化硅粉末的路线如下图所示：石英砂eq\o(→,\s\up7(焦炭/高温),\s\do5(①))粗硅eq\o(→,\s\up7(Cl2/723～773K),\s\do5(②))SiCl4(粗)eq\o(→,\s\up7(精馏),\s\do5(③))SiCl4(精)eq\o(→,\s\up7(NH3),\s\do5(④))Si(NH2)4eq\o(→,\s\up7(高温),\s\do5(⑤))氮化硅其中—NH2中各元素的化合价与NH3相同。请回答下列问题：(1)石英砂不能与碱性物质共同存放，以NaOH为例，用化学反应方程式表示其原因：________________________________________________。(2)图示①～⑤的变化中，属于氧化还原反应的是____________________________________________________________。(3)SiCl4在潮湿的空气中剧烈水解，产生白雾，军事工业中用于制造烟雾剂。SiCl4水解的化学反应方程式为________________________________。(4)在反应⑤中，3molSi(NH2)4在高温下加热可得1mol氮化硅粉末和8molA气体，则氮化硅的化学式为________。(5)在高温下将SiCl4在B和C两种气体的气氛中，也能反应生成氮化硅，B和C两种气体在一定条件下化合生成A。写出SiCl4与B和C两种气体反应的化学方程式____________________________________________________。答案(1)SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O(2)①②(3)SiCl4＋3H2O=4HCl↑＋H2SiO3↓(4)Si3N4(5)3SiCl4＋2N2＋6H2eq\o(=,\s\up7(高温))Si3N4＋12HCl解析石英砂不能与碱性物质共同存放的实质是SiO2与碱性物质可以发生反应。反应①是石英砂与焦炭发生氧化还原反应，反应②是硅单质与Cl2反应，也是氧化还原反应。SiCl4水解可以看作Si结合四个OH－生成H4SiO4，H4SiO4不稳定失水生成H2SiO3，Cl－结合H＋生成HCl。氮化硅的化学式可通过题目信息运用质量守恒求得。结合题给信息，SiCl4与N2、H2反应可得到Si3N4和HCl。11．半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。H2、N2、CO、CO2、H2Oeq\o(→,\s\up7(CO变换))H2、N2、CO2eq\o(→,\s\up7(脱除CO2))H2、N2完成下列填空：(1)半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO＋H2Oeq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))CO2＋H2若半水煤气中V(H2)∶V(CO)∶V(N2)＝38∶28∶22，经CO变换后的气体中V(H2)∶V(N2)＝________。(2)碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知：Na2CO3K2CO320℃碱液最高浓度(mol/L)2.08.0碱的价格(元/kg)1.259.80若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是________；缺点是________。如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？__________________________________________________________________________________________________________写出这种方法涉及的化学反应方程式_____________________________。(3)以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。取一定体积(标准状况)的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ方框中。②该实验方案中，步骤Ⅰ、Ⅱ的目的是：____________________________________。③该实验方案中，步骤________(选填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以确定半水煤气中H2的体积分数。答案(1)3∶1(2)价廉吸收CO2能力差碱液循环使用2KHCO3eq\o(=,\s\up7(△))K2CO3＋CO2↑＋H2O(3)①②除去半水煤气中的CO2(包括H2S)和H2O③IV解析(1)若半水煤气中，V(H2)∶V(CO)∶V(N2)＝38∶28∶22，经CO变换后CO转化为氢气，则根据方程式可知所得的气体中：V(H2)∶V(N2)＝(38＋28)∶22＝3∶1。(2)根据表中数据可知若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是价廉，而缺点是吸收CO2能力差。由于生成的碳酸氢钾受热易分产生碳酸钾，所以使碱液循环使用可以降低成本，反应的化学方程式为2KHCO3eq\o(=,\s\up7(△))K2CO3＋CO2↑＋H2O；(3)①由于半水煤气中含有二氧化碳，所以首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数。所以流程为半水煤气→②由于半水煤气中含有二氧化碳，所以首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应。故答案为：除去半水煤气中的CO2(包括H2S)和H2O。③氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，所以该实验方案中，步骤Ⅳ可以确定半水煤气中H2的体积分数。故答案为Ⅳ。第2节富集在海水中的元素——氯1．下列关于卤素的说法正确的是()A．将少量溴水加入KI溶液中，再加入苯，振荡，静置，可观察到下层液体呈紫色B．液溴有强挥发性，保存时应加少量水液封C．Cl2可以从NaBr水溶液中置换出溴，可类推F2可以从NaCl水溶液中置换出氯单质D．氢氟酸具有强酸性，用氢氟酸蚀刻玻璃答案B解析A项，将少量溴水加入KI溶液中，会发生反应生成碘单质，再加入CCl4，振荡，静置，会分层，碘溶解于苯中，苯和水互不相溶，密度小于水，可观察到上层液体呈紫色，故A项错误；B项，液溴有强挥发性，用水液封能很好保存液溴，故B项正确；C项，Cl2可以从NaBr水溶液中置换出溴单质，但是F2和NaCl水溶液的反应先是和其中的水反应置换出氧气，故C项错误；D项，氢氟酸为弱酸，能够与二氧化硅反应生成四氟化硅和水，可以雕刻玻璃，故D项错误；故选B项。2．Cl2是一种重要的工业原料，液氯储存区贴有的说明卡如下：包装钢瓶储运要求远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质；设置氯气检测仪泄漏处理NaOH、NaHSO3溶液吸收下列解释事实的方程式不正确的是()A．电解饱和食盐水制取Cl2：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑B．氯气用于自来水消毒：Cl2＋H2O2H＋＋Cl－＋ClO－C．浓氨水检验泄露的氯气，产生白烟：8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2D．氯气“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用：HSO3－＋Cl2＋H2O=SO42－＋3H＋＋2Cl－答案B解析A项，电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，电解方程式为2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑，故A项正确；B项，HClO为弱酸，不能完全电离，离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，故B项错误；C项，氯气具有强氧化性，可氧化氨气生成氮气，同时生成氯化铵，方程式为8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2，故C项正确；D项，氯气与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸根离子，反应的离子方程式为HSO3－＋Cl2＋H2O=SO42－＋3H＋＋2Cl－，故D项正确。3．海藻中含有丰富的、以离子形式存在的碘元素。下图是实验室从海藻里提取碘的流程中的一部分。下列判断正确的是()A．步骤①③的操作分别是过滤、萃取分液B．可用淀粉溶液检验步骤②的反应是否进行完全C．步骤③中加入的有机溶剂是裂化汽油或乙醇D．步骤④的操作是过滤答案A解析通过过滤除去海藻灰悬浊液中难溶性杂质而得到含有I－的溶液，向该溶液中通入Cl2将I－氧化为I2，经萃取、蒸馏等操作后即得晶体I2，A项正确，D项错误；淀粉只能检验生成了I2，而不能说明I－已反应完全，B项错误；裂化汽油中含有不饱和烃，能与I2发生反应，乙醇能与水互溶，C项错误。4．在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A．氯水的颜色呈浅绿色，说明氯水中含有Cl2B．向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有Cl－C．向氯水中加入NaHCO3粉末，有气泡产生，说明氯水中含有H＋D．向FeCl2溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有HClO答案D解析溶液中存在平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO，A项，只有氯气有颜色，为黄绿色，氯水呈浅黄绿色是由于含有氯气，故A项正确；B项，溶液与硝酸银反应产生白色沉淀，只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀，说明氯水中含有Cl－，故B项正确；C项，溶液呈酸性，能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，故C项正确；D项，溶液中氯气、HClO都有强氧化性，都可以将亚铁离子氧化为铁离子，而使溶液变为棕黄色，不能说明氯水中含有HClO，故D项错误。5．CsICl2常用于化学上的分子筛技术，CaOCl2常用于漂白、消毒。下列判断正确的是()A．CsICl2、CaOCl2中的卤族元素都显－1价B．向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸可能产生黄绿色气体C．CsICl2溶液不能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．向CsICl2、CaOCl2溶液中分别滴加硫酸亚铁溶液，均无明显颜色变化答案B解析CsICl2中碘为＋1价，氯为－1价，可以看成CsCl·ICl，CaOCl2可以看成Ca(ClO)Cl，ClO－中Cl显＋1价，A项错误；向CaOCl2溶液中滴加稀硫酸，反应的离子方程式为ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，B项正确；CsICl2溶液与酸性高锰酸钾溶液可发生反应2MnO4－＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O，溶液褪色，C项错误；向CaOCl2溶液中滴加硫酸亚铁溶液，ClO－与Fe2＋发生氧化还原反应，产生红褐色沉淀，D项错误。6.氯气性质的微型实验装置如图所示，①是浓盐酸，⑥是高锰酸钾，②至⑤是滤纸条，依次滴有石蕊试液、淀粉KI试液、KBr溶液、含KSCN的FeCl2几种溶液，实验时滴几滴浓盐酸，下列说法不正确的是()A．产生氯气的离子方程式为：16H＋＋10Cl－＋2MnO4－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2OB．⑤处变红色，发生反应为：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3C．②处先变红后褪色，能说明氯气溶于水后，溶液有酸性和强氧化性D．③处变蓝，④处变橙色能说明氧化性：Cl2＞Br2＞I2答案D解析A项，高锰酸钾溶液和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，反应的离子方程式为：16H＋＋10Cl－＋2MnO4－=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O，故A项正确；B项，氯气氧化氯化亚铁为氯化铁，铁离子遇到硫氰酸钾溶液显红色，反应为：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－，Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3，故B项正确；C项，氯气遇到水反应生成盐酸和次氯酸，具有酸性和强氧化性，遇到石蕊试液先变红色后褪色，故C项正确；D项，氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝色，氯气和溴化钾反应生成溴单质，溶液呈橙色，是溴单质溶于水的现象，上述反应说明氯气氧化性大于碘单质和溴单质，但不能证明溴单质氧化性大于碘单质，故D项错误。故选D项。7．下列实验操作，现象和结论均正确的是()选项实验操作现象结论A用双氧水滴定KI­淀粉溶液溶液变蓝达到滴定终点B向食用加碘盐中加入食醋和KI溶液，再加入CCl4振荡，静置下层呈紫红色该食用加碘盐中含有KIO3C用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2、溴蒸气试纸变蓝该气体为溴蒸气D最后试管有浅黄色沉淀有机物中含有溴原子答案B8．查阅资料知：Br2的沸点为58.8℃，密度为3.119g·cm－3，微溶于水，有毒。Ⅰ.(1)常温下，单质溴通常呈________态，保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量________。Ⅱ.工业生产中，海水提取溴常用热空气吹出法。其生产流程可用下图表示：淡化海水eq\o(→,\s\up7(通入Cl2))低浓度Br2水eq\o(→,\s\up7(通入热空气吹出Br2),\s\do5(用X吸收))含Br－的溶液eq\o(→,\s\up7(通入Cl2))Br2的浓溶液→液溴某化学实验小组模拟该法设计了如下实验装置(夹持装置略去)，从浓缩的海水中提取液溴。实验步骤如下：①关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；③关闭b，打开a，再通过A向B中通入足量的Cl2；④将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。(2)当观察到A中液面上方出现________(实验现象)即可判断步骤①中反应已经结束。(3)X试剂可以是________(填序号)，尾气处理选用________(填序号)。a．H2O b．饱和食盐水c．氢氧化钠溶液 d．饱和Na2SO3溶液B中X试剂发生反应的离子方程式为____________________________________________。(4)蒸馏时应该选择________，操作中应控制的关键实验条件为________。Ⅲ.该实验小组利用制得的单质溴研究H2与Br2生成HBr的反应，实验装置如下：(5)E装置可用来检验反应产物HBr，则D装置的作用是________________。若要检验E中收集的HBr，图示装置检验HBr时还不够完善，请结合原有实验装置予以改进：_________________________________________________。答案(1)液水(2)黄绿色(3)dcBr2＋SO32－＋H2O=SO42－＋2Br－＋2H＋(4)①③⑤⑥⑦控制温度在59℃(或58.8℃)(5)除去未反应完的溴蒸气在D与E之间增加一盛有CCl4的洗气装置解析Ⅰ.(1)溴在常温下为液态，液溴易挥发，密度大于水，微溶于水，所以保存时通常在盛溴的试剂瓶中加入少量水进行水封。Ⅱ.(2)氯气与溴离子反应生成溴单质，当反应完全时，A中液面上方出现黄绿色。(3)溴能够与亚硫酸钠反应，可以用饱和亚硫酸钠溶液吸收溴；溴、氯气都有毒，可用碱液吸收；溴与亚硫酸钠溶液反应的离子方程式为Br2＋SO32－＋H2O=SO42－＋2Br－＋2H＋。(4)蒸馏操作的主要仪器是：带铁圈的铁架台，酒精灯，石棉网，蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管，牛角管，锥形瓶，所以选择的仪器有：①③⑤⑥⑦；蒸馏实验依据液体的沸点不同进而分离物质，所以实验中应控制的关键实验条件为温度，Br2的沸点为58.8℃，则应控制温度在59℃。Ⅲ.(5)生成的溴化氢中混有溴蒸气，由于装置D无法完全除去溴化氢中的溴单质，所以该方案不严密，应该在D与E之间增加一盛有CCl4的洗气装置，确保将溴化氢中的溴完全除去。9．ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。(1)仪器D的名称是________。安装F中导管时，应选用图2中的________。(2)打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO3＋4HCl=2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。(3)关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是________________________。(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为________________，在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是__________________。(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是______________，原因是_____________________________________。答案(1)锥形瓶b(2)慢(3)吸收Cl2(4)4H＋＋5ClO2－=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O验证是否有ClO2生成(5)稳定剂Ⅱ稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度解析(1)根据仪器特征，仪器D的名称是锥形瓶；根据操作分析，F装置应是Cl2和KI反应，所以应该长管进气，短管出气，选b。(2)为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度要慢。(3)F装置中能发生Cl2＋2KI=2KCl＋I2，碘遇淀粉变蓝，所以F中溶液的颜色若不变，则装置C的作用是吸收Cl2。(4)在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，再根据化合价升降相等和电荷守恒以及原子守恒配平，该反应的离子方程式为4H＋＋5ClO2－=Cl－＋4ClO2↑＋2H2O；在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO2生成。(5)根据图3可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度，所以稳定剂Ⅱ好。10．某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一制取氯酸钾和氯水利用如图所示的实验装置进行实验。(1)制取实验结束后，取出B中试管冷却结晶，过滤，洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有________。(2)若对调B和C装置的位置，________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。实验二氯酸钾与碘化钾反应的研究(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录如下(实验在室温下进行)：试管编号12340.20mol·L－1KI/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0mol·L－1H2SO4/mL03.06.09.0蒸馏水/mL9.06.03.00实验现象①系列a实验的实验目的是__________________________________________________________________________________________________。②设计1号试管实验的作用是_________________________________________________________________________________________________。③若2号试管实验现象为“黄色溶液”，取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色；假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为__________________________________________________________________。实验三测定饱和氯水中氯元素的总量(4)该小组设计的实验方案为：使用如图装置，加热15.0mL饱和氯水试样，测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是______________________________________________________________________________。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)(5)根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节)：___________________________________________________________________________________________________________________________。资料：①次氯酸会破坏酸碱指示剂；②次氯酸或氯气可被SO2、H2O2和FeCl2等物质还原成Cl－。答案(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)(2)能(3)①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响②硫酸浓度为0的对照实验③ClO3－＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)(5)量取一定量的试样，加入足量的H2O2溶液，加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，称量沉淀量(或其他合理答案)解析(1)冷却结晶、过滤、洗涤等操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管等。(2)若对调B和C装置的位置，则可以除去Cl2中的HCl，因此能提高B中氯酸钾的产率。(3)①由表格数据可知，各试管中只有硫酸的浓度不同，因此实验目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响。②1号试管没有加入硫酸，为对照实验。③根据淀粉溶液显蓝色知氧化产物为I2，该反应的离子方程式为ClO3－＋6I－＋6H＋=Cl－＋3I2＋3H2O。(4)题中装置用于测定氯气的体积，但氯气会重新溶解且氯气与水反应生成的HClO分解会产生O2，测得氯气的体积不准确，因此实验方案不可行。(5)量取一定量饱和氯水样品，加入足量的H2O2溶液，将饱和氯水中的Cl2和HClO全部还原为Cl－，加热除去过量的H2O2，冷却，加入足量AgNO3溶液，通过测定所得沉淀的质量计算氯元素的总量。第3节硫及其化合物1．SO2有毒，但葡萄酒里都含有SO2，起保鲜、杀菌和抗氧化作用。下列说法不正确的是()A．葡萄酒中的SO2对人体无害，是因为它的含量很少B．葡萄酒中的SO2具有抗氧化作用，是因为它具有较强的还原性C．从红葡萄酒的颜色判断，其中的SO2没有漂白性D．葡萄酒倒入酒杯摇一摇，可以减少其中SO2的含量答案C2．用下图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与结论相符的是()选项①②预测②中现象实验结论A浓硫酸浓盐酸产生大量气体硫酸的酸性比盐酸强B浓硫酸铜片铜片溶解，产生气泡，底部产生灰白色粉末浓硫酸表现酸性和强氧化性C浓硫酸CuSO4·5H2O固体由蓝色变为白色浓硫酸具有吸水性，发生物理变化D浓硫酸蔗糖固体由白色变为黑色海绵状，并有刺激性气味气体放出浓硫酸具有脱水性、氧化性答案D解析将浓硫酸滴入浓盐酸中，浓硫酸溶解，放出大量的热，促进了氯化氢的逸出，A项错误；浓硫酸与铜反应需在加热条件下进行，B项错误；浓硫酸使胆矾失去结晶水，是浓硫酸的吸水性，该变化为化学变化，C项错误；浓硫酸有脱水性，可使蔗糖炭化，并放出大量的热量，进而与生成的碳反应生成SO2，D项正确。3．将足量SO2通入下列各溶液中，所含离子还能大量共存的是()A．H＋、Br－、Fe3＋、SO42－ B．NH4＋、CO32－、OH－、SiO32－C．Na＋、S2－、NO3－、AlO2－ D．Fe2＋、Cl－、Ba2＋、Al3＋答案D解析SO2会还原Fe3＋，A项错误；SO2通入溶液，则显酸性，与CO32－、SiO32－会反应生成二氧化碳气体或硅酸沉淀，OH－也不能共存，B项错误；SO2通入溶液，则显酸性，与AlO2－发生反应，或二氧化硫与S2－发生氧化还原反应，C项错误；D项正确。4．唐末五代时期丹学著作《真元妙道要略》中有云“以硫磺、雄黄合硝石并蜜烧之，焰起烧手面及烬屋舍者”，描述的是________的制作过程。A．铝热剂 B．黑火药C．木炭 D．丹药(硫化汞)答案B解析黑火药是由木炭粉(C)、硫磺(S)和硝石(KNO3)按一定比例配制而成的，由题意可知，题中描述的是制备黑火药的过程，故B项正确。5．选用如图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置，以验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2，下列说法正确的是()A．按气流从左向右流向，连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→BB．丁中溶液褪色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2C．丙中品红溶液褪色，乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液变浑浊，说明甲中有CO2生成答案A解析检验木炭与热浓硫酸反应的生成物中含有CO2，需排除SO2的干扰，再通入澄清的石灰水中，洗气装置中导管长进短出，A项正确；用酸性KMnO4溶液除去SO2时还应再通入品红溶液检验确认是否除尽SO2，否则结论不可靠，B、C、D三项均不正确。6．下列过程中最终的沉淀不一定是BaSO4的是()A．Fe(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(＋过量盐酸,通SO2))eq\o(→,\s\up7(＋BaCl2溶液))白色沉淀B．Ba(NO3)2溶液eq\o(→,\s\up7(＋过量盐酸))eq\o(→,\s\up7(＋Na2SO3溶液))白色沉淀C．无色溶液eq\o(→,\s\up7(＋稀HNO3))eq\o(→,\s\up7(＋BaCl2溶液))白色沉淀D．无色溶液eq\o(→,\s\up7(＋过量盐酸))无色溶液eq\o(→,\s\up7(＋BaCl2溶液))白色沉淀答案C解析A项中NO3－、H＋能将SO2氧化成SO42－，故能产生BaSO4白色沉淀。B项中H＋、NO3－能将SO32－氧化成SO42－，能产生BaSO4沉淀。D项中加盐酸无现象，可排除Ag＋的存在，再加入BaCl2溶液，产生不溶于盐酸的白色沉淀，故D项中产生的是BaSO4沉淀，C项中不能排除AgCl沉淀的可能。7．将等物质的量的Cl2和SO2通入BaCl2溶液，充分反应后滴入品红溶液，能观察到的现象是：①出现沉淀；②不出现沉淀；③品红溶液褪色；④品红溶液不褪色()A．①④ B．①③C．①② D．②④答案A解析等物质的量的SO2和Cl2混合后的气体溶解于通入BaCl2溶液中，先发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O＝2HCl＋H2SO4，生成盐酸和硫酸都不具有漂白性，所以不能使品红溶液褪色(选④)，硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，H2SO4＋BaCl2＝BaSO4↓＋2HCl，所以会产生白色沉淀(选①)。8．为探究Na2SO3溶液的性质，在白色点滴板的a、b、c、d四个凹槽中滴入Na2SO3溶液，再分别滴加如图所示的试剂。对实验现象的“解释或结论”错误的是()实验现象解释或结论Aa中溴水褪色还原性：SO32－>Br－Bb中加硫酸产生淡黄色沉淀SO32－和S2－在酸性条件下发生反应Cc中滴入酚酞溶液变红，再加BaCl2溶液后产生白色沉淀且红色褪去SO32－＋H2OHSO3－＋OH－，所以滴入酚酞溶液变红；Ba2＋＋SO32－=BaSO3↓，水解平衡向左移动，红色褪去Dd中产生白色沉淀Na2SO3溶液已变质答案D解析溴水与Na2SO3溶液反应的离子方程式为Br2＋SO32－＋H2O=2Br－＋SO42－＋2H＋，还原性SO32－>Br－，A项正确；SO32－和S2－在酸性条件下发生反应SO32－＋2S2－＋6H＋=3S↓＋3H2O产生淡黄色沉淀，B项正确；Na2SO3水解使溶液呈碱性，滴入酚酞溶液变红，加入BaCl2溶液后，Ba2＋与SO32－结合成BaSO3沉淀，使SO32－的水解平衡左移，c(OH－)减小，红色逐渐褪去，C项正确；Na2SO3溶液中加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液后，NO3－在酸性条件下可将BaSO3氧化为不溶于盐酸的BaSO4沉淀，因此无法判断Na2SO3溶液是否变质，D项错误。9．下图是某燃煤发电厂处理废气的装置示意图。下列说法错误的是()A．使用此废气处理装置可减少酸雨的形成B．装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应C．整个过程的反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2=2CaSO4＋2CO2D．可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标答案B解析该示意图为吸收、处理二氧化硫的装置，可减少酸雨的形成，A项正确；发生了碳酸钙的分解反应，二氧化硫和氧化钙、亚硫酸钙和氧气的化合反应等，但没有发生置换反应，B项错误，C项正确；二氧化硫具有还原性，而酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，且其本身为紫色溶液，故可用酸性高锰酸钾溶液来检验废气中二氧化硫的含量，D项正确。10．下图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法正确的是()A．向B溶液中滴加KSCN溶液，溶液不会变为血红色B．溶液B转化为溶液C发生反应的离子方程式为4H＋＋2Fe2＋＋O2=2Fe3＋＋2H2OC．溶液酸性：A>B>CD．加氧化亚铁可以使溶液C转化为溶液A答案A解析尾气中的二氧化硫气体，通入酸性硫酸铁溶液中发生反应：2Fe3＋＋2H2O＋SO2=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋，B溶液中存在二价铁离子，二价铁离子与KSCN溶液不反应，溶液不会变为血红色，A项正确；溶液B转化为溶液C发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，B项错误；反应过程中溶液的体积不变，溶液A中Fe2(SO4)3水解显酸性，溶液B为硫酸亚铁和硫酸溶液，显酸性，溶液C为硫酸铁溶液和硫酸溶液，是发生反应4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O的结果，消耗氢离子，所以溶液酸性：B>C>A，C项错误；溶液C为硫酸铁溶液和硫酸溶液，加氧化亚铁，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁、水，D项错误。11．硫酸是中学化学实验室的常见药品，回答下列问题：Ⅰ.配制一定物质的量浓度的硫酸溶液：(1)某次实验大约需要1mol/L硫酸溶液435mL。同学们发现实验室内没有450mL的容量瓶，某同学提议用1个200mL容量瓶和1个250mL容量瓶来配制，你认为该提议________(填“合理”“不合理”)。(2)实验中要配制0.5mol/LH2SO4溶液250mL，则需量取密度为1.84g/mL、98%的浓硫酸________mL(结果保留小数点后一位)。Ⅱ.蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体，会对环境造成污染。某实验小组利用如下装置对该实验进行改进。回答下列问题：注：硬质玻璃管中①、②、③处分别为滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸，a和b分别为两个小气球。(3)图中盛装浓硫酸的仪器名称为________。(4)实验开始后先关闭活塞K，硬质玻璃管中①号试纸变黄，②号和③号滤纸均褪色，a处气球变大。硬质玻璃管中实验现象说明炭化实验产生的刺激性气味气体是SO2，①、②、③处发生的变化分别说明SO2具有________、________和________(填SO2表现出的性质)。(5)SO2和Cl2均可以使品红溶液褪色，但将两种气体按体积比1∶1混合通入品红溶液中，品红溶液不褪色，其原因是______________________(用化学方程式回答)。(6)打开活塞K，a处气球变小，b处气球变大。使三颈烧瓶内气体缓慢通过B瓶和C瓶，一段时间之后，发现澄清石灰水变浑浊。为证明有CO2生成，可以在④号位罝的滤纸滴加________溶液，该试剂的作用是___________________。答案(1)不合理(2)6.8mL(3)分液漏斗(4)氧化性漂白性还原性(5)Cl2＋SO2＋2H2O=H2SO4＋2HCl(6)品红检验混合气体中的二氧化硫是否除尽解析Ⅰ.(1)选择容量瓶的原则：容量瓶的容量应略大于或等于所要配制的溶液量，需要450mL1.0mol·L－1的硫酸溶液，应选择500mL容量瓶，选用200mL和250mL的容量瓶需要配制2次，误差较大；故答案为：不合理；(2)98%浓硫酸的密度为1.84g·cm－3，其物质的量浓度＝eq\f(1000×1.84×98%,98)＝18.4mol/L，设需要浓硫酸体积为V，则根据溶液稀释前后物质的量不变，V×18.4mol/L＝0.5mol·L－1×250mL，解得V＝6.8mL，故答案为：6.8mL；Ⅱ.(3)图中盛装浓硫酸的仪器名称为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；(4)硬质玻璃管中①、②、③处分别为滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸，实验开始后先关闭活塞K，硬质玻璃管中①号试纸变黄生成硫单质是二氧化硫氧化硫化钠生成的，表现的是二氧化硫的氧化性，②号和③号滤纸均褪色，说明二氧化硫具有漂白性和还原性，a处气球变大说明收集到气体，硬质玻璃管中实验现象说明炭化实验产生的刺激性气味气体是SO2，①、②、③处发生的变化分别说明SO2具有氧化性、漂白性、还原性，故答案为：氧化性、漂白性、还原性；(5)氯气与二氧化硫反应的化学方程式为：Cl2＋SO2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl，故答案为：Cl2＋SO2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl；(6)打开活塞K，a处气球变小，b处气球变大，使三颈烧瓶内气体缓慢通过B瓶和C瓶，一段时间之后，发现澄清石灰水变浑浊，为证明有CO2生成，可以在④号位罝的滤纸滴加品红，检验混合气体中二氧化硫是否除净，避免影响检验二氧化碳的存在，故答案为：品红；检验混合气体中二氧化硫是否除尽。12．以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。实验试剂滴管试管0.2mol·L－1Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液Ⅰ.产生白色沉淀0.2mol·L－1CuSO4溶液Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀0.1mol·L－1Al2(SO4)3溶液Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：___________________________________________________________。(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO42－，含有Cu＋、Cu2＋和SO32－。已知：Cu＋eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4))Cu＋Cu2＋，Cu2＋eq\o(→,\s\up7(I－))CuI↓(白色)＋I2。①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是________________________________________________________________________。②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2＋和SO32－。a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是________。b．证实沉淀中含有Cu2＋和SO32－的理由是___________________________________________________________________________。(3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42－，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。①推测沉淀中含有亚硫酸根和________。②对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：ⅰ.被Al(OH)3所吸附；ⅱ.存在于铝的碱式盐中。对假设ⅱ设计了对比试验，证实了假设ⅱ成立。a．将对比实验方案补充完整。步骤一：步骤二：__________________________________________________________________________________________(按如图形式呈现)。b．假设ⅱ成立的实验证据是_________________________________。(4)根据实验，亚硫酸盐的性质有________。盐溶液间反应的多样性与________有关。答案(1)2Ag＋＋SO32－=Ag2SO3↓(2)①析出红色固体②a.HCl和BaCl2溶液b．在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SO32－转化为SO42－(3)①Al3＋、OH－②a.b．V1明显大于V2(4)亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件解析(1)饱和溶液中的Ag＋与Na2SO3反应会生成更难溶的Ag2SO3。(2)①根据现象Ⅱ和已知信息知，取少量洗涤干净的棕黄色沉淀，滴加稀硫酸，若有红色固体析出，则证明有Cu＋。②a.根据沉淀A是BaSO4，知加入的试剂1含Ba2＋，可以选用盐酸酸化的BaCl2溶液。b.由白色沉淀A为BaSO4。可知原沉淀中的SO32－被氧化为SO42－，则加入KI时反应生成了I2，说明原沉淀中有Cu2＋，即加入KI时Cu2＋与I－反应生成白色沉淀CuI和I2，I2又与SO32－反应生成I－与SO42－，所以加入淀粉无明显现象。(3)①根据题意知，现象Ⅲ的白色沉淀中无SO42－，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色，推测沉淀中含有亚硫酸根、Al3＋和OH－。②与Al(OH)3相比，铝的碱式盐中每个铝离子所对应的氢氧根离子不足3个，因此可设计定量实验，记录数据V1，设计对比实验，记录数据V2，对比V1与V2即可得出结论。(4)I2被还原，酸性KMnO4溶液褪色，均显示了亚硫酸盐的还原性，亚硫酸盐与Al3＋发生双水解反应生成氢氧化铝，证明了亚硫酸盐在水溶液中水解而体现了酸碱性，根据实验流程及现象可知，盐溶液间反应的多样性和盐的性质及反应条件有关。13．某化学兴趣小组以黄铜(主要成分为CuFeS2)为原料进行如下实验探究。为测定黄铜矿中硫元素的质量分数，将m1g该黄铜矿样品放入如图所示装置中，从a处不断缓缓地通入空气，高温灼烧石英管中的黄铜矿样品。(1)锥形瓶A内所盛试剂是________溶液，其作用是______________；装置B中所盛试剂是________，其作用是______________________。(2)锥形瓶D内发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________。(3)反应结束后将锥形瓶D中的溶液进行如下处理：①向锥形瓶D中加入过量H2O2溶液，反应的离子方程式为____________________________________________________________；②操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重，其中洗涤的具体方法________；该黄铜矿中硫元素的质量分数为________(用含m1、m2的代数式表示)。(4)反应后固体经熔炼、煅烧后得到泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO)，要验证熔渣中存在FeO，应选用的最佳试剂是________。A．KSCN溶液、氯水 B．稀盐酸、KMnO4溶液C．稀硫酸、KMnO4溶液 D．NaOH溶液(5)已知：Cu＋在强酸性环境中会发生反应生成Cu和Cu2＋。设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O________________________________。答案(1)NaOH用于吸收空气中的CO2碱石灰(或无水氯化钙等)干燥气体(2)2OH－＋SO2=SO32－＋H2O(3)①SO32－＋H2O2=SO42－＋H2O②用玻璃棒引流，向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀，待滤液自然流下后，重复上述操作2～3次eq\f(32m2,233m1)×100%(4)C(5)取少量泡铜于试管中，加入适量稀硫酸，若溶液呈蓝色，证明泡铜中有Cu2O，否则没有解析(1)黄铜矿在石英管中与空气中的O2反应，生成铁、铜的氧化物和SO2，用D中NaOH溶液吸收SO2，吸收液中加入H2O2和BaCl2溶液，通过测定生成沉淀的质量来测定黄铜矿中硫元素的质量分数，故装置A中盛有NaOH溶液，用于吸收空气中的CO2；装置B中盛有碱石灰(或无水氯化钙等)，用于干燥气体。(2)锥形瓶D内过量NaOH溶液吸收SO2生成Na2SO3和H2O，离子方程式为2OH－＋SO2=SO32－＋H2O。(3)①锥形瓶D中含有Na2SO3，加入过量H2O2溶液，发生氧化还原反应，离子方程式为SO32－＋H2O2=SO42－＋H2O。②操作Ⅱ中洗涤的具体方法是用玻璃棒引流，向过滤器加蒸馏水至浸没沉淀，待滤液自然流下后，重复上述操作2～3次。操作Ⅱ中得到m2gBaSO4沉淀，据S元素守恒得n(S)＝n(BaSO4)＝m2/233mol，则有m(S)＝32m2/233g，该黄铜矿中硫元素的质量分数为eq\f(32m2g,233m1g)×100%＝eq\f(32m2,233m1)×100%。(4)煅烧后的熔渣中含有Fe2O3、FeO，加入稀硫酸(Cl－有还原性，影响Fe2＋的验证，不用稀盐酸溶解)溶解，得含Fe2＋、Fe3＋的溶液，考虑Fe2＋具有较强的还原性，利用酸性KMnO4溶液确定溶液中含有Fe2＋，从而验证熔渣中有FeO。(5)由于“Cu＋在强酸性环境中会发生反应生成Cu和Cu2＋”，泡铜中含有Cu、Cu2O，Cu与稀硫酸不发生反应，可向泡铜中加入稀硫酸，若存在Cu2O，则因生成CuSO4使溶液显蓝色，否则，溶液不变蓝色。第4节氮及其化合物1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A．人工固氮可以得到硝酸盐B．雷电作用可将氮气直接转化为铵盐C．细菌对氮元素的循环有重要作用D．亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中，氮元素被氧化答案B解析A项，人工固氮是把氮气合成氨气，氨气和硝酸反应得到硝酸盐，人工固氮可以得到硝酸盐，故A项正确；B项，放电条件下氮气和氧气反应生成一氧化氮、一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成硝酸，不能直接得到铵盐，故B项错误；C项，豆科类植物的根瘤菌能将空气中氮气转化为植物需要的铵盐，实现生物固氮，细菌对氮元素的循环有重要作用，故C项正确；D项，亚硝酸中氮元素化合价＋3价，生成硝酸中氮元素化合价＋5价，元素化合价升高失电子被氧化发生氧化反应，故D项正确。2．氮的多样性主要体现在含氮化合物及其性质的多样性上，下列说法不正确的是()A．用浓硝酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质B．实验室可采用如图所示装置制取NH3C．实验室可用CCl4检验NO2和溴蒸气D．在常温下，稀硝酸的氧化性强于浓硫酸的答案B解析蛋白质遇浓硝酸显黄色，此反应常用于检验部分蛋白质，A项正确。NH4Cl分解生成的HCl和NH3遇冷又生成NH4Cl(在试管中凝结)，B项错误。NO2不溶于CCl4，Br2易溶于CCl4，根据CCl4层的颜色区分红棕色气体是NO2或是Br2，C项正确。在常温下，稀硝酸能氧化铜，而浓硫酸不能氧化铜，由此可推出稀硝酸的氧化性强于浓硫酸，D项正确。3．N2O俗称“笑气”，医疗上曾用作可吸入性麻醉剂，下列反应能产生N2O：3CO＋2NO2=3CO2＋N2O，下列关于N2O的说法一定正确的是()A．上述反应中，每消耗2molNO2，就会生成22.4LN2O(标况下测定)B．N2O是氧化产物，CO2是还原产物C．当生成3molCO2时，转移电子总数为12NAD．N2O使用必须少量，否则会与人体血红蛋白结合，使人中毒答案A解析A项，上述反应中，每消耗2molNO2，就会生成1molN2O(标况下测定)，标准状况下气体体积22.4LN2O，故A项正确；B项，N2O中N元素化合价为＋1价，是还原产物，CO2是氧化产物，故B项错误；C项，由方程式3CO＋2NO2=3CO2＋N2O可知，3mol的CO被氧化，当生成3molCO2时，则转移6NA个电子，故C项错误；D项，人体血红蛋白结合CO，使人中毒的是CO，故D项错误。4．已知常温常压下在1L水中可溶解40LNO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH＋2NO2=NaNO3＋NaNO2＋H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是()答案B解析由于常温常压下在1L水中NO2可溶解40L，即易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B中不能防止倒吸。5.关于如图进行的实验的说法，正确的是()A．若X为HCl，则烧瓶内可产生白雾B．选择适当的X和Y溶液可产生有色喷泉C．若烧瓶内产生喷泉，则Y溶液一定呈酸性D．若通入气体为Cl2，则烧瓶内一定无喷泉产生答案B解析若X为HCl，则烧瓶内会发生HCl与浓氨水挥发出来的氨气的反应，刚开始时可能会产生白烟，而不是白雾，A项错误；选择适当的X和Y溶液可产生有色喷泉，如硫化氢气体和硫酸铜溶液，B项正确；若烧瓶内产生喷泉，则Y与X发生反应即可，故Y溶液不一定呈酸性，C项错误；若通入气体为Cl2，Y溶液为碱性溶液则烧瓶内可以产生喷泉，D项错误。6．Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如图所示：下列有关判断正确的是()A．若铜片为51.2g，则生成0.2molNaNO3B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应C．标准状况下收集的氮氧化物为20.16LD．反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，也是还原产物答案A7．合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如图：下列说法不正确的是()A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均属于氧化还原反应B．上述转化中包含了氨气、硝酸、硝酸铵、小苏打、纯碱的工业生产方法C．反应Ⅳ和Ⅵ中的部分产物可在上述流程中循环利用D．反应V是先向饱和氯化钠溶液中通CO2至饱和再通NH3答案D解析A项，反应Ⅰ.是工业合成氨，Ⅱ是氨气的催化氧化，Ⅲ是一氧化氮氧化为二氧化氮，Ⅳ是二氧化氮自身发生氧化还原反应生成硝酸和一氧化氮，均属于氧化还原反应，V为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl，为非氧化还原反应，故A项正确；B项，由分析可知上述过程中包含了工业合成氨、工业制备硝酸和硝酸铵、工业制备纯碱和小苏打的生产过程，故B项正确；C项，NO可进一步反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成一氧化氮，可以循环使用，碳酸氢钠受热分解生成纯碱、水和二氧化碳，二氧化碳在上述流程中能被再次利用，故C项正确；D项，二氧化碳溶解度较小，应先通入氨气，否则浓度偏低，故D项错误。8.为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计右图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是()A．关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处B．在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C．通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行D．反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO答案A解析A项，关闭活塞1，将无法加液体到液面a，错误；C项关闭活塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，正确；D项，想证明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色NO2，正确。9．甲、乙两化学小组拟根据氨气还原氧化铜反应的原理测定某铜粉样品(混有CuO粉末)中金属铜的含量。(1)甲小组利用如图所示装置(可以重复选用)，通过测定反应生成水的质量来达到实验目的。①按气流方向连接各仪器接口，顺序为________(填小写字母序号)。②装置B中固体试剂的名称为________。③装置A的作用为_________________________________________。④下列两步操作应该先进行的是________(填序号)：ⅰ.加热反应管ⅱ.向锥形瓶中逐滴滴加浓氨水，原因为_______________________________。(2)乙小组利用上述装置通过测定反应前后装置C中固体的质量变化来达到实验目的。①按气流方向连接各装置，顺序为________(填大写字母序号)。②称取m1g铜粉样品，测得反应前装置C的质量为m2g，充分反应后装置C的质量为m3g。写出样品中金属铜的质量分数表达式________。(3)从稀盐酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，重新设计一个测定样品中金属铜含量的实验方案(写出主要步骤，不必描述操作过程的细节)______________________________________________________________________________。答案(1)①cgfde(或ed)gfba②氢氧化钠(或氧化钙、碱石灰等)③吸收未反应的氨气；防止空气中的水蒸气进入第2个装置D中④ⅱ若先加热反应管，铜粉会被空气中的氧气氧化，造成测定误差(2)①BDCA②eq\f(m1－（m2－m3）×\f(80,16),m1)×100%(3)取一定质量的铜粉样品；加入过量的稀盐酸充分溶解反应；过滤、洗涤、干燥、称量、计算解析本题考查定量实验，涉及实验方案设计、实验原理分析、装置连接设计、操作步骤分析、数据处理等。(1)①该实验通过测定NH3与CuO反应生成水的质量来计算铜粉中CuO的质量，进而计算金属铜的质量分数。尾气中NH3会污染环境，要进行尾气处理。浓H2SO4能与NH3反应，故应选择D装置干燥NH3，选择A装置进行尾气处理。设计思路为制备氨气(装置B)、干燥氨气(装置D)、氨气与样品反应(装置C)、收集水蒸气(装置D)、尾气处理并防止空气中水蒸气的干扰(装置A)，装置连接顺序为B、D、C、D、A。连接仪器接口时，洗气瓶、干燥瓶：长导管进气，短导管出气；干燥管：大口进气，小口出气。故各仪器接口的连接顺序为c→gf→de(或ed)→gf→ba。②装置B中浓氨水与固体反应生成NH3，该固体可以是氢氧化钠、氧化钙、碱石灰等。(2)①该实验通过测定固体净减质量来计算样品中铜的质量分数，不需要测定水的质量，故装置连接顺序为B、D、C、A。②反应前、后装置C净减少质量为氧化铜中氧元素的质量，氧化铜中氧元素质量为m(O)＝(m2－m3)g。设样品中CuO的质量为xg，1molCuO的质量为80g，其中O元素的质量为16g，则eq\f(80,16)＝eq\f(x,m2－m3)，解得x＝(m2－m3)×eq\f(80,16)，故w(Cu)＝eq\f(m1－（m2－m3）×\f(80,16),m1)×100%。(3)铜和稀盐酸不反应，氧化铜与稀盐酸反应，据此设计实验直接测定铜的质量。10．某小组同学欲探究浓硝酸的性质，设计并完成了下列2个实验：实验Ⅰ：将玻璃棒在酒精灯上烧至红热，迅速插入热的浓硝酸中，有红棕色气体产生。实验Ⅱ：将小块木炭在酒精灯上灼烧，木炭红热，迅速将其投入到热的浓硝酸中，发生剧烈反应，有大量红棕色气体产生，液面上方的木炭迅速燃烧发出光亮。(1)木炭与浓硝酸反应生成二氧化碳，其化学方程式为______________________________________________________________。(2)实验Ⅰ中浓硝酸受热分解时，除了产生NO2外还有O2生成，生成O2的原因是(根据氧化还原规律分析)_________________________________________________________。产生的O2与NO2在同温同压下的体积比是________。(3)该小组同学对实验Ⅱ中“木炭在液面上迅速燃烧发出光亮”的原因做出了如下3种猜想：猜想一：甲同学认为是空气中的O2支持木炭燃烧。猜想二：乙同学认为是浓硝酸分解产生的O2支持木炭燃烧。猜想三：丙同学认为是反应中产生的________支持木炭燃烧。①根据木炭在空气中燃烧的现象，甲同学的猜想明显不合理，理由是__________________________________________。②经分析，乙同学的猜想也不合理，理由是_______