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第四单元　金属及其化合物
(满分:100分)
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1.近年来,我国的航天技术发展迅速,天宫、天和、天问、神舟等体现了中国的强大科技力量,下列成果所涉及的材料为金属材料的是 (　　)
A.“天宫二号”航天器使用的材料——钛合金
B.“天和号”使用的柔性太阳电池阵的材料——砷化镓
C.“天问一号”火星车使用的热控材料——纳米气凝胶
D.“神舟十三号”飞船返回舱使用的耐高温材料——酚醛树脂基低密度材料
2.化学与生活联系密切,生活中处处有化学。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.呼吸面具中用Na2O2吸收CO2并供氧
B.“84”消毒液的有效成分是NaClO,与医用酒精混合使用可增强消毒效果
C.海水经过一系列处理得到MgCl2溶液,电解MgCl2溶液得到的金属镁可用于电热水器,防止内胆腐蚀,延长电热水器的寿命
D.碳酸氢钠和碳酸钠均能与酸反应调节面团酸度,都可用作膨松剂
3.中国古代涉及的“铜”文化丰富多彩。下列说法错误的是 (　　)
A.“石胆化铁为铜”中涉及金属键的断裂
B.铸造“铜钱儿”用的材料黄铜是单质铜
C.诗句“庐山山南刷铜绿”中的“铜绿”借指的是Cu2(OH)2CO3的颜色
D.“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁稳定
4.下列说法不正确的是 (　　)
A.钠是一种强还原剂,可以将钛等金属从其熔融的氯化物中置换出来
B.可以用黄铁矿制备硫酸,而不能用黄铜矿制备硫酸
C.二氧化硅是共价晶体,可直接用于制造光导纤维而不能直接作芯片
D.镁燃烧发出耀眼的白光,常用于制造信号弹和焰火,镁还能在CO2或SO2或NO2中剧烈燃烧
5.纯碱(Na2CO3)是一种重要的化工原料,其中我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法的反应原理主要是NaCl+H2O+CO2+NH3===NaHCO3↓+NH4Cl,下列说法正确的是 (　　)
A.第一电离能:NaB.反应物与产物均属于电解质
C.制备过程中必须先通入CO2后通入NH3
D.在实验室中制备少量CO2与NH3的装置可以相同
6.(2024·山东枣庄检测)根据下列实验的操作和现象,可以得到相应结论的是 (　　)
选项 操作 现象 结论
A. 将体积大小相同的镁片和铝片用导线连接好,同时插入盛有浓NaOH溶液的烧杯中 镁片表面有大量气泡,铝片逐渐溶解 金属性: Al>Mg
B. 将某铁的氧化物用稀盐酸溶解,再滴入2滴酸性KMnO4溶液 酸性KMnO4溶液褪色 该氧化物中一定含有Fe2+
C. 向某溶液中加入少量铜粉并振荡,铜粉不溶解,再滴入2滴稀硫酸 铜粉溶解,产生红棕色气体 原溶液中含有N
D. 向2 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液中滴入2滴0.1 mol·L-1 NaOH溶液,再滴加2滴0.1 mol·L-1 Na2S溶液 先产生蓝色沉淀,再产生黑色沉淀 Ksp[Cu(OH)2]>Ksp(CuS)
7.部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 (　　)
A.可通过观察单质a、氧化物b的颜色判断a、b为何种物质
B.能与H2O反应生成c的物质只有b
C.新制的d悬浊液可用于检验葡萄糖中的醛基
D.在加热条件下,e能将乙醇氧化为乙醛
8.(2024·河北保定检测)X、Y、Z、W四种物质存在如图所示的转化关系,下列说法错误的是 (　　)
A.若X为镁,Z为氧化镁,则Y可能为二氧化碳
B.若X为硫酸铜溶液,Z为红色固体物质,则Y可能为K
C.若X、Z均为非金属单质,则Y可能为二氧化硅
D.若X、Z均为金属单质,则Y可能为二氧化锰
9.(2024·辽宁大连检测)某同学为探究Al和N反应的情况,做如下实验:
溶液无色,试管上部呈浅红棕色 产生大量气泡,气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 有白色沉淀生成,产生气泡,气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
下列说法不正确的是 (　　)
A.实验Ⅰ中发生反应的离子方程式:Al+N+4H+===Al3++NO↑+2H2O
B.实验Ⅱ、Ⅲ可说明N只有在碱性或中性时才被还原为最低价
C.实验Ⅲ中白色沉淀为Al(OH)3
D.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明N在酸性、碱性及中性溶液中都能被还原
10.(2024·陕西宝鸡模拟改编)Fe2+遇K3[Fe(CN)6]会生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀,因此K3[Fe(CN)6]常用于Fe2+的检验。
文献显示:K3[Fe(CN)6]具有氧化性,可以氧化S2-;还原性:Fe大于S2-。
某科研小组探究Fe与K3[Fe(CN)6]能否直接反应的实验如下。
实验1:取加热至沸腾并快速冷却的3 mL 0.1 mol·L-1 K3[Fe(CN)6]溶液(加热、冷却过程中溶液颜色无变化)于试管中,并加入1 mL的苯,再加入铁粉,长时间无蓝色沉淀出现。
实验2:在实验1中,若使用砂纸打磨过的铁粉,一会儿就出现蓝色沉淀。
实验3:在实验1中,若加少量NaCl,立即出现蓝色沉淀;若换成加入Na2SO4或NaNO3,则不出现蓝色沉淀。
下列说法错误的是 (　　)
A.实验1中长时间无蓝色沉淀出现,可能是因为铁粉表面有氧化膜
B.Cl-可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用
C.Fe与K3[Fe(CN)6]可以直接反应
D.在Fe、C、NaCl溶液组成的原电池中,通过直接滴加K3[Fe(CN)6]溶液至电解质溶液中的方法,可以检验是否发生原电池反应
11.(2024·山东泰安质检)对某溶液中部分离子的定性检测流程如图所示,相关分析正确的是 (　　)
A.步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液
B.步骤①发生反应:Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)+4N
C.不可以用湿润的红色石蕊试纸检验生成的无色气体
D.步骤②发生反应:Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑
12.用废铁屑制备磁性氧化铁(Fe3O4),制取过程如下:
废铁屑溶液A磁性氧化铁(Fe3O4)
下列说法不正确的是 (　　)
A.浸泡过程中适当加热并搅拌效果更好
B.检验A中的Fe3+可以用KSCN溶液
C.加H2O2时发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O
D.制备Fe3O4的反应Fe2++2Fe3++8OH-Fe3O4+4H2O是氧化还原反应
13.铼高温合金可用于制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴。工业上用冶炼钼的烟道灰(Re2O7、ReO3,含SiO2、CuO、Fe3O4等杂质)制备铼单质的流程如图所示:
已知:过铼酸铵(NH4ReO4)是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水。
下列说法错误的是 (　　)
A.“滤渣Ⅰ”主要成分是Cu(OH)2和Fe(OH)3
B.“滤液”经电解后产生的CO2和NaOH可循环使用
C.先加热NaReO4溶液再加入NH4Cl,经冰水冷却、过滤得NH4ReO4晶体
D.实验室模拟“操作Ⅱ”所需主要仪器有坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架等
14.利用废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)制备明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的一种工艺流程如图:
下列说法不正确的是 (　　)
A.①中生成了H2:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
B.操作a是过滤,以除去难溶于NaOH溶液的杂质
C.②③中加入稀硫酸的作用均是除去杂质
D.由④可知,室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度
15.(2024·陕西西安中学检测)某无色溶液中可能含有Mg2+、N、K+、Al3+、S、C、Cl-中的若干种。现进行如下实验:
①向10 mL该溶液中加Ba(NO3)2溶液至过量,加稀硝酸酸化后过滤得到6.99 g白色沉淀;
②另取10 mL该溶液,滴加NaOH溶液,随NaOH溶液的加入,沉淀和气体的物质的量的变化如图所示。
下列说法不符合事实的是 (　　)
A.根据图中数据计算实验中使用的NaOH溶液的浓度为1 mol·L-1
B.该溶液中存在焰色呈紫色的离子
C.bc段发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-
D.另取一定量该溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液,能使Al3+和S同时完全沉淀
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(12分)(2024·黑龙江牡丹江检测)金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
(1)(2分)NaCl的熔点为800.8 ℃。工业上,采用电解熔融的NaCl和CaCl2混合盐制备金属Na,电解的化学方程式为2NaCl(l)2Na(l)+Cl2(g),加入CaCl2的目的是　　　　　　。
(2)(2分)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2。空气与熔融的金属Na反应前需依次通过的试剂为　　　　　　、　　　　　　(填标号)。
A.浓硫酸 B.饱和食盐水
C.NaOH溶液 D.KMnO4溶液
(3)(2分)Na2O2的电子式为　　　　　　。
(4)(4分)向酸性KMnO4溶液中加入Na2O2粉末,观察到溶液褪色,发生如下反应:2Mn+16H++5Na2O2===2Mn2++10Na++5O2↑+8H2O。该反应说明Na2O2具有　　　　　　(填“氧化性”“还原性”或“漂白性”),氧化性:KMnO4　　　　　　(填“>”“<”或“=”)O2。
(5)(2分)在密闭容器中,将a mol Na2O2和b mol NaHCO3固体混合物加热至250 ℃,充分反应后,若剩余固体为Na2CO3和NaOH,排出的气体为氧气和水蒸气,则a∶b的取值范围为　　　　　　。
17.(10分)锌和铝都是活泼金属,其氢氧化物均既能溶于强酸溶液,又能溶于强碱溶液,但是Al(OH)3不溶于氨水,而Zn(OH)2能溶于氨水,生成[Zn(NH3)4]2+。
回答下列问题:
(1)(2分)单质铝溶于NaOH溶液后,溶液中铝元素的存在形式为　　　　　　(用化学式表示)。
(2)(2分)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式:　　　　　　。
(3)(2分)下列各组中的两种溶液,用相互滴加的实验方法可以鉴别的是　　　　　　(填序号)。
①Al2(SO4)3和NaOH　②Al2(SO4)3和氨水
③ZnSO4和NaOH　④ZnSO4和氨水
(4)(4分)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式:　　　　　　。
试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因:　　　　　 　　　　　　。
18.(16分)(2024·北京西城区模拟改编)某小组欲探究反应2Fe2++I22Fe3++2I-,完成如下实验:
资料:AgI是黄色固体,不溶于稀硝酸;新制的AgI见光会少量分解。
ⅰ.经检验,Ⅰ、Ⅱ 中均无Fe3+,Ⅲ中含Fe3+。
(1)(2分)Ⅱ 中未检出Fe3+的实验操作及现象是:取少量Ⅱ中溶液,　　　　　　。
(2)(1分)Ⅲ中黄色浑浊是　　　　　　(填化学式)。
(3)(7分)研究Ⅲ中产生Fe3+的原因。
①甲同学对此做出如下假设:
假设a:空气中存在O2,由于　　　　　　(2分) (用离子方程式表示),可产生Fe3+。
假设b:酸性溶液中　　　　　　(1分)(填离子符号)具有氧化性,可产生Fe3+。
假设c:溶液中Ag+具有氧化性,可产生Fe3+。
通过实验证实a、b、c都不是产生Fe3+的主要原因,实验方案和现象是 　　　　　 　　　　　　(2分)。
②进一步实验表明,产生Fe3+时的氧化剂是I2,从物质性质的角度分析AgNO3溶液的作用是　　　　　
　　　　　　(2分)。
ⅱ.继续研究Ⅲ→Ⅳ过程中出现灰黑色浑浊的原因。
(4)(6分)完成如下实验:
实验1:检验出Ⅳ中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是:取洗净后的灰黑色固体,　　　　　　。
实验2:向1 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中加入1 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,开始时,溶液无明显变化,几分钟后,出现大量灰黑色浑浊,反应过程中温度几乎无变化,测定溶液中Ag+浓度随反应时间的变化如图所示。
实验3:实验开始时,先向试管中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,重复实验2,实验结果与实验2相同。
①实验2中发生反应的离子方程式是　　　　　 　　　　　　。
②Ⅳ中迅速出现灰黑色浑浊的可能原因是　　　　　 　　　　　　。
19.(17分)(2024·北京西城区检测)实验室研究不同价态铜元素——之间的转化。
Ⅰ .研究→、→的转化
(1)(1分)下列试剂能实现→转化的是　　　　(填标号)。
A.浓硝酸 　B.硫黄 C.氯气
(2)(2分)两种转化所需试剂在性质上具有的共性和差异性是　　　　　　。
Ⅱ .研究→的转化
已知:2Cu+Cu2++Cu　K=1.2×106
[Cu(NH3)2]+为无色,在空气中极易被氧化为[Cu(NH3)4]2+
物质 CuCl(白色) CuI(白色) Cu2S(黑色) CuS(黑色)
Ksp 1.02×10-6 5.06×10-12 2×10-47 8.5×10-45
实验如下:
实验a 实验b
(3)(2分)实验a中反应难以发生的原因是　　　　　 　　　　　　。
(4)(2分)实验b中反应的离子方程式为　　　　　 　　　　　　。
(5)(6分)通过对上述实验的分析,甲预测CuSO4溶液与KI溶液混合也能实现→的转化
①甲预测的理由是　　　　　　(2分)。
②为了验证猜测,甲进行实验c:向CuSO4溶液中加入KI溶液,观察到溶液变为棕色,并伴有浑浊产生。
甲认为仅依据溶液变为棕色这一现象,无法证明实现了→转化,理由是　　　　　 　　　　　　(2分)。
③甲将实验c中反应所得浊液过滤,　　　　　　(1分),观察到　　　　　　(1分),证明实验c中实现了→转化。
(6)(4分)基于实验c,乙认为CuSO4与Na2S也能反应得到Cu2S,但将两溶液混合后只得到了CuS。
①从速率角度分析Cu2+与S2-反应没有生成Cu2S的原因是　　　　　 　　　　　　。
②乙利用上述实验中的试剂,改进实验方案,证明S2-在一定条件下可以将Cu2+转化为+1价Cu,并进一步得到了Cu2S,实验方案是　　　　　 　　　　　　。
金属及其化合物
1.答案　A
解析　金属材料包含纯金属和合金,因此钛合金是金属材料,A正确;砷化镓不属于金属材料,B错误;纳米气凝胶属于纳米材料,C错误;酚醛树脂基低密度材料属于合成材料,D错误。
2.答案　A
解析　Na2O2吸收CO2生成碳酸钠和氧气,可在呼吸面具中用作供氧剂,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,A正确;酒精有还原性,而“84”消毒液的有效成分NaClO有氧化性,二者可以发生氧化还原反应,因此,医用酒精和“84”消毒液混合使用会减弱消毒效果,B错误;电解MgCl2溶液得到氢氧化镁,得不到金属镁,C错误;碳酸氢钠受热后分解产生二氧化碳气体.可作膨松剂,碳酸钠不行,D错误。
3.答案　B
解析　“石胆化铁为铜”发生的反应为铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜,涉及化学变化,有金属键的断裂,A正确;黄铜是一种铜锌合金材料,不是单质铜,B错误;诗句“庐山山南刷铜绿”中的“铜绿”借指的是Cu2(OH)2CO3的颜色,C正确;“青铜器时期”早于“铁器时期”的原因之一是铜比铁稳定,更易于冶炼,D正确。
4.答案　B
解析　黄铜矿主要成分为CuFeS2,可以与氧气在高温下反应生成SO2,也可进一步制备硫酸,B错误。
5.答案　D
解析　同周期主族元素,从左至右,第一电离能整体呈增大的趋势,但N的2p轨道为半充满状态,较稳定,第一电离能较大;同主族元素,从上到下,第一电离能逐渐减小,第一电离能:Na6.答案　C
解析　Al能与NaOH溶液反应,Mg不能与NaOH溶液反应,故Al作负极,Mg作正极,不能得出金属性:Al>Mg,A错误;酸性条件下,高锰酸钾也可以被Cl-还原,溶液紫色褪去,不能证明氧化物中含Fe2+,B错误;酸性条件下N具有强氧化性,可将Cu氧化为Cu2+,则铜粉溶解,生成的NO与液面上方空气中的氧气反应生成红棕色的NO2,C正确;向2 mL 1 mol·L-1硫酸铜溶液中先滴加2滴0.1 mol·L-1 NaOH溶液,生成氢氧化铜蓝色沉淀,此时CuSO4过量,再滴加2滴0.1 mol·L-1 Na2S溶液,直接生成CuS黑色沉淀,不能比较Ksp[Cu(OH)2]、Ksp[CuS]的大小,D错误。
7.答案　B
解析　单质a可能为金属铜或钠,铜为紫红色,钠为银白色,两种物质颜色不同,可以区分;氧化物b可能为Na2O或Na2O2或Cu2O,三种物质颜色均不同,可以区分,A不符合题意;Na与H2O反应也可以生成NaOH,B符合题意;醛基具有还原性,新制的Cu(OH)2悬浊液可用于检验葡萄糖中的醛基,C不符合题意;在加热条件下,CuO能将乙醇氧化为乙醛,D不符合题意。
8.答案　B
解析　镁具有较强的金属性,能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,若X为镁,Z为氧化镁,则Y可能为二氧化碳,A正确;K与硫酸铜溶液反应时,K先与水反应生成氢氧化钾和氢气,反应生成的氢氧化钾与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钾,不能置换出铜,B错误;二氧化硅和碳在高温下发生置换反应生成硅单质和一氧化碳,则若X、Z均为非金属单质,则Y可能为二氧化硅,C正确;二氧化锰和铝在高温下能发生铝热反应生成氧化铝和锰,则若X、Z均为金属单质,则Y可能为二氧化锰,D正确。
9.答案　B
解析　Al与稀HNO3反应产生Al(NO3)3,产生的无色气体是NO,NO在试管上部遇空气被氧化生成红棕色的NO2,反应的离子方程式为Al+N+4H+===Al3++NO↑+2H2O,A正确;实验Ⅱ为碱性条件,生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则该气体为NH3;实验Ⅲ为中性条件,生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则该气体也为NH3,实验Ⅱ、Ⅲ只能说明在碱性或中性时N被还原为最低价,但不能说明只有在碱性或中性时N才被还原为最低价,B错误;结合上述分析可知,实验Ⅲ中产生的气体为NH3,Al被氧化为Al3+,NH3溶于水生成NH3·H2O,Al3+与NH3·H2O反应产生Al(OH)3白色沉淀,C正确;实验Ⅰ中,N在酸性条件下被还原为NO;实验Ⅱ中,N在碱性条件下被还原为NH3;实验Ⅲ中,N在中性条件下被还原为NH3,D正确。
10.答案　D
解析　实验2说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应,实验1中长时间无蓝色沉淀出现,说明铁粉表面的氧化膜阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应,实验3说明氯离子能破坏铁粉表面的氧化膜,有利于铁与铁氰化钾溶液的反应,A、B、C正确;铁、碳、氯化钠溶液组成的原电池中,氯离子会破坏铁表面的氧化膜,若直接向原电池中滴加铁氰化钾溶液,铁与铁氰化钾溶液能直接反应,无法检验原电池电解液中是否存在亚铁离子,不能检验是否发生原电池反应,D错误。
11.答案　A
解析　步骤①加入过量的某种试剂并加热后生成无色气体(NH3)、红褐色沉淀[Fe(OH)3],则加入的试剂应为过量的强碱溶液,X溶液中含[Al(OH)4]-,[Al(OH)4]-和HC反应可以得到氢氧化铝沉淀。根据上述分析可知,步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液,A正确;步骤①加入的是强碱溶液,Al3+发生反应:Al3++4OH-===[Al(OH)4]-,B错误;无色气体为氨气,氨气可用湿润的红色石蕊试纸检验,C错误;步骤②发生反应的离子方程式为HC+[Al(OH)4]-===C+Al(OH)3↓+H2O,D错误。
12.答案　D
解析　适当加热并搅拌,能加快浸泡速率,A正确;可用KSCN溶液检验Fe3+,B正确;在酸性条件下双氧水可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为H2O2+2H++2Fe2+===2Fe3++2H2O,C正确;制备四氧化三铁的反应没有化合价的变化,不属于氧化还原反应,D错误。
13.答案　A
解析　流程分析:
CuO、Fe3O4与NaOH溶液不反应,“滤渣Ⅰ”主要成分是CuO和Fe3O4,A错误;由分析可知,“滤液”中含有较多的Cl-、Na+和C(或HC),经电解后产生的CO2和NaOH可循环利用,B正确;过铼酸铵微溶于冷水而溶于热水,故先加热NaReO4溶液再加入NH4Cl,经冰水冷却、过滤得NH4ReO4晶体,C正确;“操作Ⅱ”为灼烧,需要用到坩埚、酒精灯、玻璃棒、泥三角、三脚架等仪器,D正确。
14.答案　C
解析　A项,铝与氢氧化钠发生反应:2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,正确;B项,操作a是过滤,以除去难溶于NaOH溶液的杂质,正确;C项,②中加入稀硫酸的作用是除去杂质,③中加入稀硫酸的作用是将氢氧化铝转化为硫酸铝,故二者加入稀硫酸的作用不同,错误;D项,加入K2SO4饱和溶液使明矾析出,可说明室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度,正确。
15.答案　D
解析　加入过量稀硝酸酸化的硝酸钡溶液生成的6.99 g白色沉淀是硫酸钡(0.03 mol),说明溶液中有0.03 mol S,根据题图可知,0~a过程消耗30 mL氢氧化钠溶液,生成0.01 mol沉淀,最后沉淀消耗10 mL氢氧化钠溶液完全溶解,则可知该沉淀是Al(OH)3,说明溶液中有0.01 mol Al3+,没有C、Mg2+,产生的气体是氨气(0.02 mol),说明该溶液中有0.02 mol N,消耗0.02 mol OH-,则NaOH溶液的浓度是1 mol·L-1,根据溶液呈电中性,该溶液中至少还应含有0.01 mol K+。经过上述分析可知,A正确,B正确;bc段发生反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-,C正确;Al3+和S的物质的量分别是0.01 mol和0.03 mol,Al3+完全沉淀需要0.03 mol OH-,S完全沉淀需要0.03 mol Ba2+,加入氢氧化钡溶液,当S完全沉淀时,已经加入了0.06 mol OH-,此时Al(OH)3沉淀早已完全溶解,两种离子不能同时完全沉淀,D错误。
16.答案　(1)降低NaCl的熔融温度,减少能耗　(2)C　A
(3)Na+[︰︰]2-Na+　(4)还原性　>
(5)解析　(1)NaCl熔点为800.8 ℃,工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na,加入CaCl2时,580 ℃ NaCl熔融,所以加入CaCl2能降低NaCl的熔融温度,减少能耗。(2)采用空气和Na为原料可直接制备Na2O2,空气中的CO2、水蒸气也能与熔融金属Na反应,所以在反应前需要将空气中的CO2、水蒸气除去,CO2属于酸性氧化物,能和碱反应,浓硫酸具有吸水性,所以空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸。(3)Na2O2的电子式为Na+[︰︰]2-Na+。(4)酸性高锰酸钾溶液能与过氧化钠发生氧化还原反应而褪色,体现了过氧化钠的还原性。KMnO4是氧化剂,O2是氧化产物,则氧化性:KMnO4>O2。(5)NaHCO3固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,若剩余固体为Na2CO3和NaOH,排出气体为氧气和水蒸气,则NaHCO3分解生成的二氧化碳全部反应完,水蒸气部分反应,相关反应方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2,则2 mol NaHCO3~1 mol H2O和1 mol CO2、1 mol CO2~1 mol Na2O2、1 mol H2O~1 mol Na2O2。假设b=2,若2 mol NaHCO3生成的1 mol CO2完全反应,则需要消耗1 mol Na2O2;若2 mol NaHCO3生成的1 mol水蒸气、1 mol CO2完全反应,则需要消耗2 mol Na2O2,则17.答案　(1)[Al(OH)4]-
(2)Zn+2OH-+2H2O===[Zn(OH)4]2-+H2↑
(3)①③④　(4)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3N
可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中,生成[Zn(NH3)4]2+,氨水的用量不易控制
18.答案　(1)滴加几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红　(2)AgI
(3)①4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O　N　取Ⅲ中溶液少许于试管中,加入四氯化碳,振荡,溶液分层,有机层溶液呈无色　②Ag+与I-反应生成AgI沉淀,I-浓度减小,2Fe2++I22Fe3++2I-平衡正向移动,促使I2氧化Fe2+
(4)加入足量稀硝酸,振荡,固体部分溶解,产生无色气泡,遇空气变为红棕色,静置,取上层清液加入稀盐酸,有白色沉淀生成
①Fe2++Ag+===Fe3++Ag　②AgI分解产生的Ag催化了Fe2+与Ag+的反应
解析　该实验的目的是探究反应2Fe2++I22Fe3++2I-,由加入的碘水中的碘,空气中的氧气,以及加入的硝酸银溶液中的N和Ag+具有氧化性提出假设,并通过实验验证,经实验验证可知,反应生成的Fe3+是因为碘单质具有氧化性,而非空气中的氧气、N、Ag+具有氧化性。(1)Fe3+能与SCN-反应生成红色的Fe(SCN)3,则检验Ⅱ中不存在Fe3+的操作为取少量Ⅱ中溶液,滴加几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红,说明溶液中不存在Fe3+。(2)由题给信息可知,碘化银是不溶于稀硝酸的黄色固体,则Ⅲ中出现的黄色浑浊为碘化银沉淀。(3)①由分析可知,空气中的氧气具有氧化性,酸性条件下能与Fe2+发生反应4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,酸性溶液中N具有氧化性,也可以将Fe2+氧化为Fe3+。若要验证假设a、b、c都不是产生Fe3+的主要原因,而碘单质的氧化性是产生Fe3+的主要原因,应设计实验验证Ⅲ中溶液中不存在碘单质,检验溶液中是否存在碘单质的实验操作为取Ⅲ中溶液少许于试管中,加入四氯化碳,振荡,溶液分层,有机层溶液呈无色,说明溶液中不存在碘单质,则溶液中产生Fe3+与碘单质的氧化性有关。②加入硝酸银溶液,Ag+与溶液中I-反应生成AgI沉淀,使溶液中I-浓度减小,2Fe2++I22Fe3++2I-平衡正向移动,促使I2将Fe2+氧化为Fe3+。(4)银能与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,而碘化银不与稀硝酸反应,所以验证灰黑色浑浊中含有银的实验操作为取洗净后的灰黑色固体,加入足量稀硝酸,振荡,固体部分溶解,产生无色气泡,遇空气变为红棕色,静置,取上层清液加入稀盐酸,有白色沉淀生成。①由题意可知,实验2中发生反应Fe2++Ag+===Fe3++Ag。②由题意可知,Ⅳ迅速出现灰黑色浑浊的原因是碘化银遇光分解生成的银是溶液中的Ag+与Fe2+反应的催化剂,加快了反应速率,导致Fe2+与Ag+迅速反应生成银单质,而迅速出现灰黑色浑浊。
19.答案　Ⅰ.(1)B　(2)都具有氧化性,但氧化性强弱不同
Ⅱ.(3)反应限度太小或溶液中Cu+不稳定极易转化为Cu和Cu2+　(4)Cu2++Cu+2Cl-===2CuCl↓　(5)①I-具有还原性且CuI是难溶于水的沉淀　②可能存在O2氧化I-的干扰,同时无法判断Cu2+是否转化为Cu　③洗涤沉淀物,向其中加入氨水　沉淀溶解,溶液变为蓝色　(6)①Cu2+与S2-生成CuS的反应速率比氧化还原反应速率快,导致Cu2+与S2-的浓度降低,使得Cu2+的氧化性和S2-的还原性降低,从而无法发生氧化还原反应　②见解析
解析　Ⅰ.(1)实现转化,需加入氧化性较弱的氧化剂,浓硝酸和氯气均是强氧化剂,把Cu直接氧化到+2价,硫黄氧化性较弱,能实现的转化。(2)的转化均是化合价升高的反应,故所需试剂都具有氧化性,但需要强氧化剂,需要弱氧化剂,故差异性是氧化性强弱不同。Ⅱ.(3)根据已知反应2Cu+Cu2++Cu　K=1.2×106可知,K值较大,即溶液中Cu+不稳定,极易转化为Cu和Cu2+,或者由于Cu与Cu2+反应限度太小,故实验a中反应难以发生。(4)实验b中加入KCl溶液,使Cu+转化为CuCl白色沉淀,2Cu+Cu2++Cu平衡逆向移动,导致Cu单质溶解,发生反应的离子方程式为Cu2++Cu+2Cl-===2CuCl↓。(5)①实现转化需加入还原剂,且使生成的Cu+脱离反应体系,故甲预测的理由是I-具有还原性且CuI是难溶于水的沉淀。②向CuSO4溶液中加入KI溶液,观察到溶液变为棕色,说明有I2生成,由于可能存在O2氧化I-的干扰,同时无法判断Cu2+是否转化为Cu,故无法证明实现了转化,需证明的存在,故将实验c中反应所得浊液过滤,洗涤沉淀物,向其中加入氨水,由已知信息可知,CuI转化为无色的[Cu(NH3)2]+,随即在空气中被氧化为[Cu(NH3)4]2+,观察到沉淀溶解,溶液变为蓝色,即可得证。(6)①CuSO4与Na2S溶液混合后只得到了CuS,是由于Cu2+与S2-反应生成CuS的反应速率比氧化还原反应速率大,导致Cu2+与S2-的浓度降低,使得Cu2+的氧化性和S2-的还原性降低,从而无法发生氧化还原反应。②因Cu2+与S2-生成CuS的反应速率比氧化还原反应速率快,导致生成CuS而得不到Cu2S,故可将Cu2+与S2-分开使其不直接接触,通过导线、盐桥等实现电子的移动从而得到,再用Cu2S的溶度积较小,将转化为Cu2S。实验方案是:按照下图所示的装置进行实验,一段时间后,U形管的左侧产生白色沉淀CuCl,取该沉淀,洗涤后,向其中加入Na2S溶液,白色沉淀转化为黑色沉淀,即2CuCl(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2Cl-(aq)。

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