2022高考化学一轮专题复习21元素化合物的综合应用含解析

PAGE专练21元素化合物的综合应用一、单项选择题1．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A．NH4HCO3受热易分解，可用作化肥B．稀硫酸具有酸性，可用于除去铁锈C．SO2具有氧化性，可用于纸浆漂白D．Al2O3具有两性，可用于电解冶炼铝2．[2020·天津，1]在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是()A．NaOHB．NaClC．NaClOD．Na2CO33．下列变化中，气体被还原的是()A．二氧化碳使Na2O2固体变白B．氯气使KBr溶液变黄C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀4．[2021·哈尔滨师大附中高三开学考试]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A．明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒B．金属钠具有强还原性，可用于与TiCl4溶液反应制取金属TiC．Al2O3具有很高的熔点，可用于制造熔融烧碱的坩埚D．FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路板5．在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是A．NaHCO3(s)eq\o(→,\s\up7(△))Na2CO3(s)eq\o(→,\s\up7(饱和石灰水))NaOH(aq)B．Al(s)eq\o(→,\s\up7(NaOHaq))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(过量HClaq))Al(OH)3(s)C．AgNO3(aq)eq\o(→,\s\up7(氨水))[Ag(NH3)2]＋(aq)eq\o(→,\s\up7(蔗糖aq))Ag(s)D．Fe2O3(s)eq\o(→,\s\up7(Al),\s\do5(高温))Fe(s)eq\o(→,\s\up7(HClaq))FeCl3(aq)6．[2020·天津，12]已知[Co(H2O)6]2＋呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：[Co(H2O)6]2＋＋4Cl－[CoCl4]2－＋6H2OΔH用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：以下结论和解释正确的是()A．等物质的量的[Co(H2O)6]2＋和[CoCl4]2－中σ键数之比为3：2B．由实验①可推知ΔH<0C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－>[CoCl4]2－7．下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是()A．向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4B．澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2OC．Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2=2Na2O＋O2↑D．向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg(OH)2＋2FeCl3=2Fe(OH)3＋3MgCl28．下图为利用海水制备部分物质的过程。下列有关说法正确的是()A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl的溶解度B．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化D．加热MgCl2溶液制取无水氯化镁9．纯净物X、Y、Z转化关系如图所示，下列判断正确的是()A．X可能是金属铜 B．Y不可能是氢气C．Z可能是三氧化硫 D．Z可能是氯化钠10．有以下六种饱和溶液①CaCl2；②Ca(OH)2；③Na2SiO3；④Na2CO3；⑤NaAlO2；⑥NH3和NaCl，分别持续通入CO2，最终不会得到沉淀或析出晶体的是()A．①②B．③⑤C．①⑥D．④⑥二、不定项选择题11．下列有关物质性质的叙述一定不正确的是()A．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色B．KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体C．NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3D．Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl212．甲、乙、丙、丁、戊的相互转化关系如图所示(反应条件略去，箭头表示一步转化)。下列各组物质中，不满足下图所示转化关系的是()选项甲乙丙戊ANH3Cl2N2H2BCSiO2COCuOCAl(OH)3NaOH溶液NaAlO2溶液CO2D乙酸乙酯NaOH溶液乙醇乙酸13.[2021·河北卷]BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图：下列说法错误的是()A．酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度B．转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3C．水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3＋水解程度D．水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成14．从某些反应看，NH3和H2O、NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋、NHeq\o\al(－,2)和OH－、N3－和O2－两两类似。据此判断下列反应正确的是()①CaO＋2NH4Cl=CaCl2＋2NH3↑＋H2O②2Na＋2NH3=2NaNH2＋H2↑③3Mg(NH2)2=Mg3N2＋4NH3↑④NH4Cl＋NaNH2=NaCl＋2NH3↑A．只有③ B．只有①C．①和② D．都正确15．将0.2molKMnO4在一定温度下加热后生成amolO2；将剩余固体与过量浓盐酸混合加热又生成bmolCl2，此时锰元素均以Mn2＋形式存在。若a＋b＝m，则m的值可能为()A．0.30 B．0.35C．0.40 D．0.45三、非选择题16．硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示：回答下列问题：(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式__________________________。为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有__________________________(写出两条)。(2)利用________的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是________(写化学式)。(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是______________________。然后再调节溶液的pH约为5，目的是____________________。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。(5)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程______________________________。17．含C、N化合物在生产、生活中有着重要的作用。请按要求回答下列问题。N在元素周期表中的位置：________。元素C、N最简单气态氢化物中稳定性更强的是：______。(填化学式)Ⅰ.氨气应用于侯德榜制碱工艺，原理如下图所示：(1)过程ⅰ通入NH3和CO2的顺序是____________。(2)过程ⅱ有利于析出更多NH4Cl(s)的原因是__________________________________。(3)制碱副产品NH4Cl可用于生产NH3和HCl。但直接加热分解NH4Cl,NH3和HCl的产率很低，原因是(用化学方程式表示)__________________________。而采用在N2氛围中，将MgO与NH4Cl混合加热至300℃，可获得高产率的NH3，该反应的化学方程式为__________________________。Ⅱ.电镀工业中含CN－的废水在排放前的处理过程如下：(1)溶液A具有的性质是(填“氧化性”或“还原性”)________。C的化学式为：______________。(2)反应②可将CN－转化为无害物质，其离子方程式为：________________________________。18．资料显示，可用次氯酸钠处理废水中的氨氮(NH3)，使其转化为氮气除去，其主要反应如下：①NH3(aq)＋HClO(aq)=NH2Cl(aq)＋H2O(l)②2NH2Cl(aq)＋HClO(aq)=N2(g)＋H2O(l)＋3HCl(aq)(1)在其他条件不变的情况下，向一定量废水中逐滴滴加次氯酸钠溶液，氨氮去除率随n(NaClO)/n(NH3)的变化曲线如下：Ⅰ.物质NH2Cl中氮元素的化合价是________。Ⅱ.a～b点间，溶液中氨氮去除率迅速提高的原因是__________________________________。(2)Ⅰ.反应①②中HClO的来源用化学用语解释是__________________________________。Ⅱ.实验测得，废水中pH与氨氮去除率如图所示：pH较高时，氨氮去除率下降的原因是______________________________________________。pH较低时，氨氮去除率也下降，可能的原因是________________________________________。(3)运用上述原理去除废水中的氨氮，可结合如图所示的电解法。Ⅰ.a极为________________________________。Ⅱ.d极反应式为____________________________。专练21元素化合物的综合应用1．B本题涉及的考点是常见化合物的性质及其应用，通过性质与应用是否相符的判断，考查了分析和解决化学问题的能力，体现了科学探究与创新意识的学科核心素养；以常见物质的性质推测其应用，体现了关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。A项，NH4HCO3受热易分解与其用作化肥没有关系，错误；B项，铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，H2SO4具有酸性，可以将铁锈溶解，正确；C项，SO2具有漂白性，可用于纸浆漂白，错误；D项，Al2O3是离子化合物，可用于电解冶炼铝，错误。2．CNaClO水解产生的HClO具有强氧化性，可以杀死病毒，故C项正确。3．BNa2O2固体粉末呈淡黄色，二氧化碳使Na2O2固体变白，反应方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，CO2既不作还原剂也不作氧化剂，故A错误；氯气使KBr溶液变黄，是氯气氧化溴离子为Br2，Cl2被还原，B正确；乙烯与溴能够发生加成反应使得Br2的四氯化碳溶液褪色，乙烯中碳元素的化合价升高，被氧化，C错误；氨气通入AlCl3溶液能够产生白色沉淀氢氧化铝，且沉淀不溶解，化合价没有改变，D错误。4．D明矾不能用于杀菌消毒，A错误；钠是活泼金属，具有还原性可以冶炼某些金属，但溶液中钠和水剧烈反应，B错误；高温下，氧化铝能与NaOH反应，C错误；FeCl3溶液能与Cu发生反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，D正确。5．ANaHCO3受热分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH，A正确；Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O，B错误；AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，C错误；Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，D错误。6．DA项，1个[Co(H2O)6]2＋中σ键数为6＋2×6＝18,1个[CoCl4]2－中σ键数为4，错误；B项，置于冰水浴中溶液变成粉红色，说明平衡逆向移动，也说明逆反应是放热反应，则正反应是吸热反应，ΔH>0，错误；C项，H2O是纯液体，平衡移动与c(H2O)没有关系，错误；D项，加少量ZnCl2固体，溶液变成粉红色，说明平衡[Co(H2O)6]2＋＋4Cl－[CoCl4]2－＋6H2O逆向移动，是因为Zn2＋结合Cl－生成了更稳定的配离子[ZnCl4]2－，正确。7．C本题考查了分析和解决化学问题的能力，体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养。C项，Na2O2在空气中与CO2反应生成了Na2CO3与O2，化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，故错误。8．A9．A假设X为Cu，则Z应是含Cu2＋的水溶液，电解后得到两种物质，因此Z可能为CuCl2，Y为Cl2，Cu和Cl2点燃条件下生成CuCl2，CuCl2是可溶于水的物质，故A正确；如果Z为HCl，电解HCl的水溶液，得到H2和Cl2，H2和Cl2点燃条件下生成HCl，HCl极易溶于水，因此Y可能为H2，故B错误；点燃条件下不能由两种纯净物生成SO3，因此Z不能是SO3，故C错误；假设Z为NaCl，则电解NaCl水溶液生成NaOH、H2和Cl2，H2和Cl2点燃条件下生成HCl，不是NaCl，Cl2和NaOH反应不需要点燃，因此Z不可能为NaCl，故D错误。10．A①CaCl2中通入二氧化碳不反应，不生成沉淀；②Ca(OH)2中通入二氧化碳先生成沉淀，继续通入沉淀会溶解；③Na2SiO3通入二氧化碳会生成难溶于水的硅酸；④Na2CO3会和二氧化碳及水反应生成溶解度小的碳酸氢钠晶体；⑤NaAlO2和二氧化碳反应会有氢氧化铝沉淀生成；⑥NH3和NaCl会生成碳酸氢钠晶体，最终不会得到沉淀或析出晶体的是①②。11．AFeCl2溶液中含Fe2＋，NH4SCN用于检验Fe3＋，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，A项错误；KAl(SO4)2·12H2O溶于水电离出的Al3＋水解形成Al(OH)3胶体，B项正确；实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2混合共热制NH3，C项正确；Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2，反应的化学方程式为Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2，D项正确。12．BB中甲是C，乙是SiO2，二者发生以下反应SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Si＋2CO↑，生成的丙和丁是CO和Si，CO和CuO发生反应：CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，不能实现丙到甲的转化，故选B。13．D酸浸工序中分次加入稀HNO3可控制反应物浓度，降低反应剧烈程度，A说法正确；转化工序中加入NaCl可生成BiCl3，Bi3＋会水解生成BiOCl和BiONO3，加入稀HCl可抑制BiONO3的生成，提高BiOCl的产率，B说法正确；水解工序中加入少量CH3COONa(s)可使水解平衡Bi3＋＋Cl－＋H2OBiOCl＋2H＋正向移动，有利于Bi3＋水解生成BiOCl，C说法正确；水解工序中加入少量NH4NO3(s)可使C选项中的水解平衡逆向移动，不利于BiOCl的生成，D说法错误。14．D①H3O＋可以看作H＋，因为NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋相似，因此NH4Cl可以看作是HCl，CaO与HCl发生复分解反应，因此CaO与NH4Cl发生反应的方程式为CaO＋2NH4Cl=CaCl2＋2NH3↑＋H2O，故①正确；②NH3和H2O相似，NHeq\o\al(－,2)与OH－相似，NH3电离方程式为2NH3NHeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)，Na和NH3反应，可以看作是Na和H2O的反应，即反应方程式为2Na＋2NH3=2NaNH2＋H2↑，故②正确；③Mg(NH2)2可以看作是Mg(OH)2，氢氧化镁受热分解成氧化镁和H2O，因此Mg(NH2)2分解的方程式为3Mg(NH2)2=Mg3N2＋4NH3↑，故③正确；④NH4Cl可以看作是HCl，NaNH2可以看作是NaOH，两者发生中和反应，即反应方程式为NH4Cl＋NaNH2=NaCl＋2NH3↑，故④正确；综上所述，选项D正确。15．CDKMnO4固体在一定温度下加热，反应后的残留固体与过量的浓盐酸加热，收集到气体为氯气，根据电子转移守恒，整个过程中，Mn元素获得电子等于O元素、Cl元素失去的电子，则有：0.2×(7－2)＝4a＋2b，整理得a＋b＝0.5－a，当高锰酸钾没有分解时，即a＝0，(a＋b)达极大值，故(a＋b)＜0.5，当高锰酸钾完全分解生成氧气时，生成氧气最多，生成氯气最少，由2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑，可知生成氧气最大的物质的量为0.2mol×eq\f(1,2)＝0.1mol，故a＋b≥0.5－0.1＝0.4，故选CD。16．(1)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2MgSO4＋2H3BO3减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(3)将Fe2＋氧化为Fe3＋使Al3＋与Fe3＋形成氢氧化物而除去(4)(七水)硫酸镁(5)2H3BO3eq\o(=,\s\up7(△))B2O3＋3H2OB2O3＋3Mgeq\o(=,\s\up7(△))3MgO＋2B解析：(1)Mg2B2O5·H2O与硫酸反应，生成硫酸镁和硼酸，根据质量守恒配平方程式如下：Mg2B2O5·H2O＋2H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))2MgSO4＋2H3BO3；提高反应温度、减小铁硼矿粉径、搅拌等都可提高反应速率，以提高浸出速率。(2)Fe3O4有磁性，可将其从“浸渣”中分离；SiO2不溶于硫酸，CaO与硫酸反应生成的CaSO4是微溶物，两者都会留于滤渣中。(3)pH约为5的溶液中，Fe3＋能够沉淀完全，但Fe2＋未沉淀，故需要加入强氧化剂H2O2溶液将Fe2＋氧化为Fe3＋，通过调节pH再将其除去；调节pH约为5的目的是使Fe3＋和Al3＋形成氢氧化物沉淀，然后过滤除去。(4)冷却结晶过程中，硫酸镁也会结晶析出，因此“粗硼酸”中含有杂质(七水)硫酸镁。(5)类比镁与二氧化碳的反应，镁可以与B2O3反应：B2O3＋3Mgeq\o(=,\s\up7(△))3MgO＋2B；要制得B2O3，可以直接将硼酸加热：2H3BO3eq\o(=,\s\up7(△))B2O3＋3H2O。17．第二周期VA族NH3Ⅰ.(1)先通NH3，后通CO2(2)NH4Cl(s)NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋Cl－(aq)，增大c(Cl－)，平衡左移，促进NH4Cl析出(3)NH3＋HCl=NH4ClMgO＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(300℃))2NH3↑＋MgCl2＋H2O↑Ⅱ.(1)还原性CuCN(2)2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O解析：N的原子序数是7，在元素周期表中的位置是第二周期VA族；氮元素非金属性强于碳元素，非金属性越强，氢化物越稳定，则稳定性是CH4<NH3。Ⅰ.(1)氨气极易溶于水，CO2在水中的溶解度很小，因此过程i要首先通入NH3，然后再通入CO2。(2)溶液中存在：NH4Cl(s