高考化学二轮复习 第10讲 金属元素及其化合物课时达标自测（含解析）

【成才之路】届高考化学二轮复习第10讲金属元素及其化合物课时达标自测（含解析）A卷(全员必做卷)1．(·威海模拟)下列有关说法，错误的是()A．氮氧化物、二氧化硫都是形成酸雨的主要物质B．工业合成氨及用NH3制化肥(NH4)2SO4都属于氮的固定C．一定条件下，镁能与一些非金属氧化物反应，铝能与一些金属氧化物反应D．玻璃中含有硅酸钠和二氧化硅解析：选B氮的单质生成氮的化合物的反应，才是氮的固定，用NH3制化肥(NH4)2SO4不属于氮的固定。2．(·江苏高考)下列有关物质性质的应用正确的是()A．液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂B．二氧化硅不与强酸反应，可用石英器皿盛放氢氟酸C．生石灰能与水反应，可用来干燥氯气D．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝解析：选A本题考查物质的性质和用途，意在考查考生的识记能力。二氧化硅能溶于氢氟酸，B错误。生石灰与水反应生成氢氧化钙，氯气能与氢氧化钙反应，C错误。氯化铝是共价化合物，熔融状态下不导电，无法电解，若电解其水溶液则得到氢氧化铝，故D错误。3．（双选）下列推断正确的是()A．Na2O、Na2O2组成元素相同，但与CO2反应的产物不同B．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在D．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应解析：选ADNa2O与CO2反应的产物为Na2CO3，而Na2O2与CO2反应的产物为Na2CO3和O2，A项正确；向足量氯水中加入少量紫色石蕊试液，溶液先变红后褪色，B项错误；NO易与空气中的O2反应，NO2易与空气中的水蒸气反应，二者在空气中都不能稳定存在，C项错误。4．（双选）氮、氧、硫、氯是四种重要的非金属元素，下列有关说法中正确的是()A．NO在常温下能与空气中的氧气反应B．氮、硫的最高价氧化物对应水化物的溶液均具有很强的氧化性C．用石墨作电极电解物质的量浓度相等的硫化钠、氯化钠混合溶液，阳极上析出的物质依次为Cl2、S、O2D．四种元素的单质中化学性质最稳定的是N2，其次是硫解析：选ADNO在常温下即可与空气中的O2反应，A正确；稀H2SO4的氧化性较弱，B错误；S2－的还原性强于Cl－，电解时阳极上先析出单质硫，C错误。5．用如图所示实验装置进行物质性质的探究实验。下列说法不合理的是()A．若品红溶液①褪色，则说明产物中含有SO2B．若溴水褪色，则说明SO2具有还原性C．若烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3只作氧化剂D．若品红溶液②不褪色、Na2SiO3溶液中出现白色浑浊，则说明亚硫酸比碳酸的酸性强解析：选CA项，SO2能使品红溶液褪色；B项，SO2使溴水褪色表现还原性；C项烧瓶中产生黄色浑浊和无色气泡，则说明Na2S2O3既作氧化剂又作还原剂；D项品红溶液②不褪色说明没有SO2，Na2SiO3溶液中出现白色浑浊说明有CO2，依据强酸制弱酸原理说明亚硫酸比碳酸的酸性强。6.(·江西重点中学联考)X、Y、Z、W有如图所示的转化关系，则X、Y可能是()①C、CO②AlCl3、Al(OH)3③N2、NO④S、SO2⑤NaOH、Na2CO3A．①②⑤ B．②③⑤C．③④ D．①②④解析：选A①转化关系为C→CO→CO2，C→CO2，故①正确；②转化关系为AlCl3→Al(OH)3→NaAlO2，AlCl3→NaAlO2，故②正确；③N2与O2反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，N2不能一步反应生成NO2，故③错误；④二氧化硫在催化剂条件下生成三氧化硫，单质硫不能一步反应生成三氧化硫，故④错误；⑤转化关系为NaOH→Na2CO3→NaHCO3，NaOH→NaHCO3，故⑤正确。7．(·太原模拟)SiO2是一种化工原料，可以制备一系列物质。下列说法正确的是()A．图中所有反应都不属于氧化还原反应B．硅酸盐的化学性质稳定，常用于制造光导纤维C．可用盐酸除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙D．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高解析：选C图中SiO2与CaO、CaCO3、Na2CO3反应不属于氧化还原反应，SiO2与C、Si与Cl2、SiCl4与H2的反应属于氧化还原反应，A错误；光导纤维的主要成分是SiO2而不是硅酸盐，B错误；玻璃没有固定的熔点，D错误。8．(·广东高考)下列实验的现象与对应结论均不正确的是()选项操作现象结论A将浓硫酸滴到蔗糖表面固体变黑膨胀浓硫酸有脱水性和强氧化性B常温下将Al片放入浓硝酸中无明显现象Al与浓硝酸发生钝化C将一小块Na放入无水乙醇中产生气泡Na能置换出醇羟基中的氢D将水蒸气通过灼热的铁粉粉末变红铁与水在高温下发生反应解析：选D铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4和H2，而不是红色的Fe2O3，D项错误。9．(·郑州质量预测)物质间纷繁复杂的转化关系是化学的魅力所在，下列选项中物质的转化在一定条件下不能实现的是()选项转化关系ASieq\o(→,\s\up7(O2))SiO2eq\o(→,\s\up7(C))SiBNO2eq\o(→,\s\up7(H2O))HNO3eq\o(→,\s\up7(Cu))NO2CFeeq\o(→,\s\up7(Cl2))FeCl3eq\o(→,\s\up7(Cu))FeDSeq\o(→,\s\up7(O2))SO2eq\o(解析：选C不管氯气是否过量，铁与氯气反应只能生成FeCl3，Cu和Fe3＋反应只能生成Cu2＋和Fe2＋，不能生成Fe，C项符合题意。10．（双选）(·郑州质量预测)下列化学实验事实及其结论都正确的是()选项实验事实结论A将SO2通入含HClO的溶液中生成H2SO4HClO的酸性比H2SO4强B铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落铝箔表面氧化铝熔点高于铝CSiO2可以和NaOH溶液及HF溶液反应SiO2属于两性氧化物D将SO2通入溴水中，溴水褪色SO2具有还原性解析：选BDSO2与HClO反应生成H2SO4，是HClO的强氧化性所致，不是酸性所致，所以不能得出HClO的酸性比H2SO4强的结论，A项错误；氧化铝的熔点高于铝，故熔融的铝能被固体氧化铝膜包住，B项正确；SiO2是酸性氧化物，C项错误；SO2通入溴水中发生的是氧化还原反应，SO2显示还原性，D项正确。11．某化学小组进行Na2SO3的性质实验探究。在白色点滴板的a、b、c三个凹槽中滴有Na2SO3溶液，再分别滴加下图所示的试剂：实验现象如下表：编号实验现象a溴水褪色b产生淡黄色沉淀c滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去根据实验现象进行分析：(1)a中实验现象证明Na2SO3具有________性。(2)b中发生反应的离子方程式是_____________________________________________(3)应用化学平衡原理解释c中现象(用化学用语及简单文字表述)_______________________________________________________________________________________。解析：(1)a中发生反应的化学方程式为：Na2SO3＋Br2＋H2O=Na2SO4＋2HBr，证明Na2SO3具有还原性。(2)b中产生淡黄色沉淀，发生反应的离子方程式是SOeq\o\al(2－,3)＋2S2－＋6H＋=3S↓＋3H2O。(3)滴入酚酞溶液变红是因为SOeq\o\al(2－,3)发生了水解反应而使溶液显碱性：SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－，再加入BaCl2溶液后，Ba2＋与SOeq\o\al(2－,3)反应产生BaSO3沉淀，反应消耗了SOeq\o\al(2－,3)使其浓度减小，水解平衡向左移动，OH－浓度减小，红色褪去。答案：(1)还原性(2)SOeq\o\al(2－,3)＋2S2－＋6H＋=3S↓＋3H2O(3)在Na2SO3溶液中，SOeq\o\al(2－,3)水解显碱性：SOeq\o\al(2－,3)＋H2OHSOeq\o\al(－,3)＋OH－，所以滴入酚酞后溶液变红；在该溶液中加入BaCl2后，Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,3)=BaSO3↓(白色)，由于c(SOeq\o\al(2－,3))减小，SOeq\o\al(2－,3)水解平衡左移，c(OH－)减小，红色褪去。12．(·宁夏一中高三第四次考试)大气中硫、氮的氧化物是形成酸雨的主要物质。某地酸雨中可能含有下列离子：Na＋、Ba2＋、NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、NOeq\o\al(－,3)等。某研究小组取该地一定量的酸雨，浓缩后将所得澄清试液分成三份，进行如下实验：试样所加试剂实验现象第一份试液滴加适量的淀粉­KI溶液溶液呈蓝色第二份试液滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生第三份试液滴加NaOH溶液，加热，加入的NaOH溶液体积(V)与生成的沉淀、产生的气体的物质的量(n)的关系如右图请回答下列问题：(1)根据实验结果判断该酸雨中肯定不存在的离子是______________，不能确定的离子有________________。(2)写出第一份试液滴加淀粉­KI溶液时发生反应的离子方程式：__________________。(3)第三份试液滴加NaOH溶液，加热，整个过程中发生了多个反应，写出其中两个反应的离子方程式：__________________________________、__________________________。(4)设计实验方案，检验该酸雨中是否存在Cl－：_________________________________________________________________。(5)该小组为了探究NO参与硫酸型酸雨的形成过程，在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体，再慢慢通入O2，发生化学反应后，再喷洒适量蒸馏水即得硫酸型酸雨，则NO在上述反应中的作用是________________________________________________________。解析：(1)由第一份试液产生的现象知该酸雨中含有NOeq\o\al(－,3)，因酸性条件下SOeq\o\al(2－,3)不能与NOeq\o\al(－,3)共存，故试液中没有SOeq\o\al(2－,3)；由第二份试液产生的现象知该酸雨中含有SOeq\o\al(2－,4)，没有Ba2＋；由第三份试液产生的现象知该酸雨中含有Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)。故该酸雨中肯定不存在的离子是SOeq\o\al(2－,3)、Ba2＋，不能确定的离子有Na＋、Cl－。(2)滴加淀粉­KI溶液时，I－被氧化为I2、NOeq\o\al(－,3)被还原为NO。(3)第三份试液中OH－分别与H＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Al(OH)3发生反应。(4)检验Cl－时，需要先用足量的Ba(NO3)2溶液将SOeq\o\al(2－,4)除去以排除干扰，然后用HNO3酸化的AgNO3溶液进行检验。(5)NO能被氧化成NO2，NO2遇水可转化为HNO3，稀HNO3氧化SOeq\o\al(2－,3)最终得到的是硫酸型酸雨，因此NO在酸雨形成过程中作催化剂。答案：(1)SOeq\o\al(2－,3)、Ba2＋Na＋、Cl－(2)6I－＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=2NO↑＋3I2＋4H2O(3)H＋＋OH－=H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2OAl3＋＋3OH－=Al(OH)3↓Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(任写两个)(4)取少量试液滴加足量的Ba(NO3)2溶液，静置取上层澄清液，加HNO3酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀生成，则证明存在Cl－(5)催化剂13．(·北京高考)某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究：操作现象取4g漂粉精固体，加入100mL水部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12)，后褪色i.液面上方出现白雾；ii.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色；iii.稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是________________________________。(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是__________________________。(3)向水中持续通入SO2，未观察到白雾。推测现象i的白雾由HCl小液滴形成。进行如下实验：a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；b．用酸化的AgNO3溶液检验白雾，产生白色沉淀。①实验a的目的是______________________________________________________。②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl，理由是________________________________。(4)现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl－发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是_____________________。(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因：______________________________________________________________________________________________________。解析：本题主要考查SO2与漂粉精反应的实验探究，意在考查考生的信息挖掘能力、实验分析能力和实验探究能力。(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(2)由pH试纸先变蓝后褪色可知，漂粉精溶液具有碱性和漂白性。(3)向水中通入过量SO2不能形成白雾，说明二氧化硫不能形成白雾；用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化，说明白雾中不含氯气；根据实验a、b不能判断白雾中含有HCl，因为白雾中混有SO2时也能满足实验a、b的现象，最终生成硫酸银白色沉淀。(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色，说明有氯气生成，即发生反应：Cl－＋ClO－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，为确认这种可能性，可向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色。(5)①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明上层清液中含有SOeq\o\al(2－,4)，则沉淀X中含有CaSO4。答案：(1)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(2)碱性、漂白性(3)①检验白雾中是否含有Cl2，排除Cl2干扰②白雾中混有SO2，SO2可与酸化的AgNO3反应生成白色沉淀(4)向漂粉精溶液中逐滴加入稀硫酸，观察溶液是否变为黄绿色(5)①CaSO4②SO2＋Cl2＋2H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2Cl－＋4H＋B卷(强化选做卷)1．(·大连模拟)化学与人类的衣食住行以及能源、信息、材料、环境、医药、资源密切相关。下列说法不正确的是()A．用食醋可除去热水壶内壁的水垢B．钢铁制品生锈主要是电化学腐蚀所致C．酸雨是pH小于7的雨水D．服用铬含量超标的药用胶囊会对人体健康造成危害解析：选C选项A，食醋中含有乙酸，而乙酸的酸性比碳酸强，可以与水垢(主要成分为CaCO3)反应，使之溶解，A正确；选项B，电化学腐蚀比化学腐蚀快，钢铁制品生锈主要是电化学腐蚀所致，B正确；选项C，正常雨水中由于溶解有CO2，所以pH＜7，而酸雨是指pH＜5.6的雨水，C错误；选项D，铬为重金属，服用铬含量超标的药用胶囊会使人中毒，D正确。2．下列各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是()选项XYZANaNaOHNaHCO3BCuCuSO4Cu(OH)2CCCOCO2DSiSiO2H2SiO3解析:选C碳与氧气不完全燃烧可以生成CO，CO继续燃烧就得CO2，镁在CO2中燃烧又可以得碳，符合题意，C项正确；A项，NaHCO3不能一步转化为Na；B项，Cu(OH)2不能一步转化为Cu；D项，SiO2不能一步转化为H2SiO3。3．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，它们有如图所示的转化关系(部分产物及反应条件已略去)。下列判断正确的是()A．X元素可能为AlB．X元素可能为SiC．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解析：选D从框图可以看出元素X应该有变价，反应①和②都属于氧化还原反应，Al和Si均无变价，反应①和②分别在碱性和酸性条件下进行，不是可逆反应，元素X可能为氯、溴、碘等元素。4．（双选）仅用下表提供的实验操作或玻璃仪器(非玻璃仪器任选)就能够达到相应实验目的的是()选项实验操作或玻璃仪器实验目的A酸式滴定管、碱式滴定管、烧杯、锥形瓶用0.01mol/L的稀盐酸标定未知NaOH溶液的浓度B分液漏斗、锥形瓶、干燥管、导管、集气瓶用碱石灰和浓氨水制备少量NH3C将浓硫酸和碳混合加热，直接将生成的气体通入足量的石灰水中，石灰水变浑浊检验气体产物中CO2的存在D向某溶液中加入BaCl2溶液，产生白色沉淀检验SOeq\o\al(2－,4)的存在解析：选ABC项中SO2有干扰，D项中Ag＋有干扰。5．（双选）(·安徽模拟)二氧化氯(ClO2)是一种广谱、高效的消毒剂，易溶于水，尤其在水处理等方面有广泛应用。以下是某校化学研究小组设计实验室制取ClO2的工艺流程图。下列有关说法正确的是()A．电解时发生反应的化学方程式为2HCleq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())Cl2↑＋H2↑B．由NaClO2溶液制取0.6molClO2时，至少消耗0.1molNCl3C．将产生的混合气体通过盛有碱石灰的干燥器以除去ClO2中的NH3D．溶液X的主要成分为NaCl和NaOH解析：选BD根据流程图可知，电解时的反应物为NH4Cl和HCl、产物为H2和NCl3，正确的化学方程式为NH4Cl＋2HCleq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())NCl3＋3H2↑，A错；碱石灰无法除去NH3，C错；根据氧化还原反应规律和元素守恒可知，溶液X的主要成分为NaCl和NaOH。6.已知X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如下图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，则下列有关说法正确的是()A．X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性B．若A为铁，则足量A与X在室温下即可完全反应C．若A为碳单质，则将C通入少量的澄清石灰水，一定可以观察到白色沉淀产生D．工业上，B转化为D的反应条件为高温、常压、使用催化剂解析：选D由“X为一种常见酸的浓溶液，能使蔗糖粉末变黑”可推知X为浓硫酸，结合框图分析可推知B为SO2，D为SO3。使蔗糖变黑的现象主要体现浓硫酸的脱水性，A不正确；铁在室温下遇浓硫酸发生钝化，需加热才能发生反应，B不正确；A为碳单质，则C为CO2，CO2气体过量时，生成碳酸氢钙溶液，观察不到白色沉淀产生，C不正确。7．（双选）下列叙述正确的是()A．Fe分别与氯气和稀盐酸反应得到不同的氯化物B．某无色溶液中通入Cl2，溶液变为淡黄色，再加入淀粉溶液，溶液变为蓝色，说明原溶液中存在I－C．CO2、NO2、SO2都能与H2O反应，其反应原理相同D．C、N、S三种单质直接与O2反应都能生成两种氧化物解析：选ABA项，铁和氯气反应生成氯化铁，铁和盐酸反应生成氯化亚铁，正确；B项，淀粉遇碘变蓝色，淀粉溶液变蓝色，说明含有碘单质，碘溶于水呈黄色，原溶液呈无色，说明原溶液中不含碘单质，所以碘单质只能是氯气和碘离子反应生成的，则原溶液中含有碘离子，正确；C项，二氧化碳、二氧化硫与水反应是化合反应且不是氧化还原反应，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，属于氧化还原反应，反应原理不同，错误；D项，碳单质直接和氧气反应能生成一氧化碳和二氧化碳，氮气直接和氧气反应只生成一氧化氮，硫和氧气直接反应只生成二氧化硫，错误。8．(·甘肃甘谷月考)碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置)，下列有关说法正确的是()A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳C．洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡和碳酸钡D．在Z导管的出口处会有红棕色气体出现解析：选D根据题意可知，X是CO2和SO2的混合气体，Y是NO2气体。NO2溶于水生成NO和硝酸，硝酸具有氧化性，能把SO2氧化生成硫酸，进而生成硫酸钡白色沉淀。由于在酸性溶液中CO2的溶解度很小，所以Z气体中含有CO2和NO。但由于NO极易被空气氧化生成NO2，所以正确的答案为D。9．(·南昌模拟)某混合气体X，可能由H2、CO、CO2和水蒸气中的一种或几种组成，现将混合气体通入灼热的CuO，完全反应后，固体CuO质量减少1.6g；再将反应后的混合气体全部导入足量的澄清石灰水中，生成白色沉淀10g。根据以上信息，分析下列有关X的组成推断正确的是()A．X一定只由CO组成B．X一定只由H2和CO2组成C．X可能由0.1gH2和4.4gCO2组成D．X可能由0.1gH2、1.4gCO、2.2gCO2组成解析：选D由反应后混合气体全部导入足量澄清石灰水中生成白色沉淀10g可知，原混合气体中碳元素的物质的量n(C)＝n(CaCO3)＝10g÷100g·mol－1＝0.1mol，即混合气体中存在CO、CO2中的一种或两种，且这两种含碳混合气体的物质的量或一种含碳气体的物质的量为0.1mol，由此判断A项和B项错；假设混合气体中含碳气体只有CO2，则一定含有氢气，由混合气体通入灼热的CuO后，CuO质量减少1.6g可知，氢气的物质的量n(H2)＝1.6g÷16g·mol－1＝0.1mol，即其质量为0.2g，C项错；选项D中氢气和CO均能还原CuO，二者“夺取”的CuO中的O为0.1g÷2g·mol－1＋1.4g÷28g·mol－1＝0.1mol，与CuO减少的1.6g氧原子相符，同时n(C)＝1.4g÷28g·mol－1＋2.2g÷44g·mol－1＝0.1mol，D项正确。10．(·衡水模拟)向一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120mL4mol·L－1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出1.344LNO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的氢气在加热下还原相同质量的混合物，能得到铁的物质的量为()A．0.24mol B．0.16molC．0.21mol D．0.14mol解析：选C硝酸和混合物反应后溶液中的溶质是硝酸亚铁，其物质的量是(0.12L×4mol·L－1－1.344L÷22.4L·mol－1)÷2＝0.21mol，硝酸亚铁的物质的量和铁的物质的量相等，所以用加热法还原可得到铁的物质的量是0.21mol。11．(·南昌模拟)硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献，请回答下列有关问题：(1)硅原子的结构示意图：________。(2)下列物品或设备所用的材料属于硅酸盐的是________。①长江三峡水泥大坝②石英光导纤维③陶瓷坩埚④普通玻璃⑤硅太阳能电池A．①②③ B．③④⑤C．②③④ D．①③④(3)常温下，SiCl4为液态，沸点为57.6℃，在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质，若要得到高纯度SiCl4，应采用的方法是________；用化学方程式及必要文字解释SiCl4在空气中冒白雾的原因：_______________________________________。(4)工业上可用SiCl4(g)制备高温结构陶瓷氮化硅，其反应方程式为3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH＝akJ/mol(a＜0)①该反应的平衡常数表达式K＝______________.②在密闭恒容容器中，能表示上述反应达到平衡状态的是________。A．3v逆(N2)＝v正(H2)B．v正(HCl＝4v正＝4v正(SiCl4)C．混合气体密度保持不变D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6③在某条件下达到平衡时，H2与HCl物质的量之比为m∶n；保持其他条件不变，降低温度达到平衡时，H2与HCl物质的量之比________m∶n(填“>”、“＝”或“＜”)。解析：(1)硅原子的原子核内含14个质子，原子核外有3个电子层，每个电子层上的电子数分别为2个、8个和4个，所以其原子结构示意图为。(2)长江三峡大坝的水泥中含有硅酸盐，石英光导纤维的主要成分是SiO2，不是硅酸盐，陶瓷坩埚中含有硅酸盐，玻璃中含有硅酸盐，硅太阳能电池中含有单质硅的成分，不含硅酸盐。(3)由SiCl4的沸点低的性质可以选择蒸馏的方法纯化，但因为SiCl4能够水解，所以必须选择无水(无水蒸气)的环境进行该操作；SiCl4在空气中与水蒸气反应生成H2SiO3和HCl，其中HCl在空气中遇到水蒸气产生白雾。(4)①因氮化硅是固体，所以该反应的平衡常数为K＝eq\f(c12HCl,c3SiCl4·c2N2·c6H2)。②同一个化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率大小与其计量系数成正比，选项A给出了正反应速率与逆反应速率的关系，A项正确；选项B给出的是不同种物质的正反应速率的关系，其关系在没有达到平衡的时候也存在，B项错；选项C，密闭容器的容积不变，而根据化学方程式可知，在达到平衡前，由于生成固体氮化硅，故容器内混合气体的质量减小，所以密度减小，当达到平衡时，各物质的生成与消耗相等，混合气体的质量不再变化，密度恒定，C项正确；可逆反应进行的限度与化学方程式中的计量系数之间没有联系，D项错。③由给出的反应方程式中的ΔH＝akJ/mol(a<0)可知，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，所以H2与HCl的物质的量之比变小。答案：(1)(2)D(3)干燥条件下蒸馏SiCl4＋3H2O=H2SiO3＋4HCl，HCl遇水蒸气产生白雾(4)①K＝eq\f(c12HCl,c3SiCl4·c2N2·c6H2)②AC③<12．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了下图所示装置进行有关实验：(1)先关闭活塞a，将6.4g铜片和10mL18mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成，发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失。①写出上述过程中圆底烧瓶内发生反应的化学方程式：打开活塞a之前___________________________________________________；打开活塞a之后___________________________________________________。②B是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请直接在图上把导管补充完整。(2)实际上，在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量，甲、乙两学生进行了如下设计：①甲学生设计的方案是：先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量，再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D，从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况下)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中的试剂为______________________(填化学式)。②乙学生设计的方案是：将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释，并按正确操作配制100mL溶液，再取20mL于锥形瓶中，用________作指示剂，用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知：Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5]，选择该指示剂的理由为__________________________________________________；再求出余酸的物质的量，若耗去amol/L氢氧化钠溶液bmL，则原余酸的物质的量为________mol(用含a、b的表达式来表示)。解析：(1)①浓硫酸具有强氧化性，加热条件下与Cu反应：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；有O2存在时，Cu与稀硫酸发生反应：2Cu＋2H2SO4＋O2=2CuSO4＋2H2O。②SO2的密度大于空气的密度，用向上排空气法收集，所以B装置中导管应长进短出。(2)①用排液体法测气体体积，为了减小误差，气体的溶解度应尽可能的小，选择饱和NaHSO3溶液。②由于Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5，应选择变色范围接近的指示剂，以减小滴定误差，故选择甲基橙作指示剂。设余酸的物质的量为n，消耗NaOH的物质的量为：amol/L×b×10－3L＝ab×10－3H2SO4＋2NaOH=N