资源简介

第六单元　元素及其化合物知识的整合与提升
(满分:100分)
一、选择题:本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1.成语、古诗词、谚语等都是我国传统文化的瑰宝。下列有关解读错误的是 (　　)
A.“水滴石穿”过程中发生了化学变化
B.“雨过天青云破处,这般颜色做将来”所描述的瓷器青色,不是来自氧化铁
C.“三月打雷麦谷堆”是指在雷电作用下,N2最终转化成被作物吸收的化合态氮
D.“日照香炉生紫烟”描述的是碘的升华
2.下列反应的离子方程式正确的是 (　　)
A.向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至沉淀的质量最大:2Al3++3S+6OH-+3Ba2+===3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
B.向漂白粉溶液中通入少量二氧化硫:Ca2++3ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO
C.少量CO2通入CaCl2溶液中:CO2+Ca2++H2O===CaCO3↓+2H+
D.向含FeBr2和FeI2且物质的量各为0.5 mol的溶液中通入1 mol Cl2:4I-+2Fe2++3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-
3.如图是硫元素的价-类二维图。下列说法正确的是 (　　)
A.图中按箭头所示的转化均可一步实现
B.常温下,Cu与浓硫酸反应可生成b
C.可用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液检验e是否变质
D.酸性环境下,f与e的水溶液混合后溶液变浑浊
4.以下物质之间的每步转化中,都能通过一步实现的是 (　　)
①Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
②Na→Na2O→Na2CO3→NaHCO3→NaOH
③Mg→MgCl2→Mg(OH)2
④Al→Al2O3→Al(OH)3
⑤Al→[Al(OH)4]-→Na2CO3
A.②③④ B.①③④⑤
C.①②③⑤ D.①②③④⑤
5.下列实验能达到实验目的的是 (　　)
A.图甲:制取SO2
B.图乙:测定H2C2O4溶液的浓度
C.图丙:验证相同温度下的溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3
D.图丁:检验Na2SO3溶液是否变质
(2024·江苏南京检测)阅读下列材料,完成6~7题:
氧及其化合物具有广泛用途。O2是常用的氧化剂,C2H2的燃烧热为1 299.6 kJ·mol-1,氧炔焰可用于焊接金属。O3可用于水处理,pH约为8时,O3可与CN-反应生成HC、N2和O2。C2OH可用于研究酯化反应的机理。CaO可用于烟气(含N2、O2、CO2、SO2等)脱硫。H2O2是一种绿色氧化剂,电解NH4HSO4饱和溶液产生的(NH4)2S2O8经水解可制得H2O2。
6.下列说法正确的是 (　　)
A.O3是由极性键构成的极性分子
B.C2OH与C2OH互为同素异形体
C.SO2和CO2的中心原子杂化轨道类型均为sp2
D.CaO晶体中Ca2+与O2-的相互作用具有饱和性和方向性
7.下列化学反应表示正确的是 (　　)
A.乙炔的燃烧:C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(g)　ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1
B.CaO吸收SO2的反应:CaO+SO2===CaSO4
C.O3处理含CN-废水的反应:5O3+2CN-+H2O===5O2+N2+2HC
D.水解(NH4)2S2O8制得H2O2的反应:S2+2OH-===2S+H2O2
8.下列有关实验现象、结论与实验操作相互匹配的是 (　　)
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A. 向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉-KI溶液 溶液先变橙色,后变蓝色 氧化性:Cl2>Br2>I2
B. 将铁锈溶于浓盐酸,再滴入KMnO4溶液 溶液紫色褪去 铁锈与浓盐酸反应生成亚铁离子
C. 室温下,用pH试纸分别测定等物质的量浓度的NaCN溶液和CH3COONa溶液的pH NaCN溶液对应的pH更大 酸性: HCN< CH3COOH
D. 两支试管各盛4 mL 0.1 mol·L-1酸性高锰酸钾溶液,分别加入2 mL 0.1 mol·L-1草酸溶液和2 mL 0.2 mol·L-1草酸溶液 加入0.2 mol·L-1草酸溶液的试管中溶液褪色更快 其他条件相同,反应物浓度越大,反应速率越快
9.LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如下,下列说法错误的是 (　　)
A.还原工序逸出的Br2可用NaOH溶液吸收,吸收液可直接返回还原工序
B.除杂工序中产生的滤渣可用二硫化碳进行组分分离
C.中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr===CO2↑+2LiBr+H2O
D.参与反应的Br2、BaS、H2SO4的物质的量之比为1∶1∶1
10.下列有关实验原理或操作正确的是 (　　)
A.用20 mL量筒量取15 mL酒精,加水5 mL,配制质量分数为75%的酒精溶液
B.在200 mL某硫酸盐溶液中,含有1.5NA个硫酸根离子,同时含有NA个金属阳离子,不考虑水解问题,则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L-1
C.实验中需用2.0 mo1·L-1的Na2CO3溶液950 mL,配制时应选用的容量瓶的规格和称取Na2CO3的质量分别为1 000 mL、201.4 g
D.实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸亚铁溶液,其操作是用天平称15.2 g绿矾(FeSO4·7H2O),放入小烧杯中加水溶解,转移到500 mL容量瓶,洗涤、稀释、定容、摇匀
11.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如图所示:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是 (　　)
A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑+H2O
B.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
C.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物溶解度的不同
12.下列装置能达到相应实验目的的是 (　　)
A.利用甲装置可使Fe粉最终消失得到澄清溶液
B.利用乙装置可制备溴苯并验证有HBr生成
C.利用丙装置可制备NH3并测量其体积
D.利用丁装置可制备SO2
13.某化学研究小组,用杂铜(含有较多杂质的铜粉),通过不同的途径制取胆矾,杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物。灼烧后含有少量铜的原因不可能是 (　　)
A.灼烧过程中部分氧化铜被有机物还原
B.灼烧不充分铜未被完全氧化
C.氧化铜在加热过程中分解生成铜
D.灼烧过程中生成了还原性物质将氧化铜还原
14.(2024·吉林长春外国语学校检测改编)某1 L待测溶液中除含有0.2 mol·L-1的Na+外,还可能含有如表所示离子中的一种或多种。现进行如图所示实验操作(每次实验所加试剂均过量)。
阳离子 K+、N、Fe3+、Ba2+
阴离子 Cl-、Br-、C、HC、S、S
下列说法错误的是 (　　)
A.待测液中一定含有的离子是K+、N、C、HC,且c(K+)≥0.1 mol·L-1
B.生成白色沉淀B的离子方程式为Ba2++C===BaCO3↓
C.已知白色沉淀C能溶于浓氨水,发生反应的离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
D.若无色气体D是混合气体,则沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(16分)硫代硫酸钡(BaS2O3)可用于制备柴油的多效复合添加剂,其受热易分解,可被O2氧化,一种实验室制备硫代硫酸钡的方法如图所示:
Ⅰ .Na2S2O3溶液的制备:
(1)(2分)连接好仪器后,检查装置气密性的方法为　　　　　 　　　　　　。
(2)(2分)盛放Na2SO3溶液的仪器的名称为　　　　　　, 装置B的作用为　　　　　 　　　　　　。
(3)(2分)查阅资料可知,装置C中生成Na2S2O3的反应速率很慢,为加快反应速率可补充的实验仪器为　　　　(填标号)。
A.温度计 B.多孔球泡
C.电磁搅拌器 D.冰水浴
(4)(2分)装置C中发生反应的化学方程式为　　　　　 　　　　　　。
Ⅱ .Na2S2O3溶液浓度测定和BaS2O3的制备
取10 mL上述制备的Na2S2O3溶液,滴入1~2滴酚酞,再注入10 mL醋酸-醋酸钠缓冲溶液调节pH呈弱酸性,加入指示剂,用c mol·L-1标准I2溶液滴定,消耗标准I2溶液的体积为V mL(反应的化学方程式为I2+2S2===2I-+S4);另取50 mL Na2S2O3溶液,向其中加入BaCl2溶液即得BaS2O3沉淀,过滤、洗涤、干燥。
(5)(4分)滴定时,应选用的指示剂为　　　　　　,Na2S2O3溶液的浓度为　　　　　　。
(6)(2分)若滴定操作规范,Na2S2O3溶液的测定浓度低于理论计算浓度,可能的原因为　　　　　 　　　　　　。
(7)(2分)洗涤BaS2O3沉淀时,常选择乙醇的原因为　　　　　　。
16.(15分)(2024·山东泰安检测改编)完成下列相关问题。
Ⅰ .某无色废水中可能含有H+、N、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、N、C、S中的几种,为分析其成分,分别取废水样品100 mL,进行3组实验,其操作和有关现象如图所示。
请回答下列问题:
(1)(4分)分析图像,在原溶液中c(N)∶c(Al3+)=　　　　　　。N是否存在 　　　　　　(填“存在”“不存在”或“不确定”)。
(2)(2分)取原溶液少许,向溶液中加入过量Na2O2,充分反应后,忽略原溶液体积的变化,则浓度增大的离子有　　　　　　(填离子符号)。
Ⅱ .常见的氧化性离子有ClO-、Mn、Cr2、Ag+、Fe3+、Cu2+、H+等,常见的还原性离子有S2-、S、I-、Fe2+等。
(3)(3分)向含FeI2和FeBr2各1 mol的混合液中通入氯气2.5 mol,发生的总反应的离子方程式为　　　　　
　　　　　　。
(4)(3分)向Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会儿又变为棕黄色,用离子方程式表示溶液变化的原因:　　　　　 　　　　　　。
(5)(3分)向含三种离子Ag+、Fe3+、Cu2+各1 mol的混合液中加入足量的铁粉,反应后过滤,向滤液中加入足量的氨水,过滤、洗涤、灼烧,可得固体　　　　　　 g。
17.(14分)H2是一种理想的清洁能源,H2的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点,探索绿色化制氢是化学界的一个热门话题。
(1)(6分)氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)可用作太阳能热化学循环分解H2O制取H2的催化剂。
①氧缺位铁酸铜分解水制氢分为两步。已知第一步反应为CuFe2O4-x+xH2O===CuFe2O4+xH2↑,写出第二步反应的化学方程式:　　　　　 　　　　　　。
②如图为电化学方法获得CuFe2O4的原理装置图,写出其阳极的电极反应式:　　　　　 　　　　　　。
(2)(2分)一种利用FeO/Fe3O4之间的相互转化,来裂解水制取H2的工艺流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),相比于水和碳在高温下直接接触反应来制氢,该工艺制氢的最大优点为　　　　　　。
(3)(6分)硼氢化钠(NaBH4)的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取H2,其可能的反应机理如图所示。
已知:常温下,NaB(OH)4在水中的溶解度不大,易以NaBO2形式结晶析出。
①写出图示最后一个步骤的反应机理:　　　　　 　　　　　　。
②用D2O来代替H2O,根据上述反应机理,反应后生成的气体中应含有　　　　　　。
③其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。解释当NaBH4浓度大于0.5 mol·L-1时,放氢速率减小的原因可能是　　　　　 　　　　　　。
18.(13分)工业上用废钯催化剂(主要成分为Pd,还含有少量Al2O3)回收Pd及Al2(SO4)3的流程如图。
已知:“酸浸”和“中和”过程中所得含钯化合物分别为H2PdCl6、(NH4)2PdCl6;其中H2PdCl6为可溶性弱酸,(NH4)2PdCl6为难溶性固体。
回答下列问题:
(1)(3分)“焙烧”时,Al2O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为　　　　　 　　　　　　(2分);
“焙烧”产生的气体可通入　　　　　　(1分)操作中(填操作单元的名称)。
(2)(2分)“酸浸”时发生反应的离子方程式为　　　　　 　　　　　　。
(3)(8分)实验室用如图装置进行Pd的热还原实验并测定滤渣中(NH4)2PdCl6的百分含量(杂质不参与反应)。
ⅰ.将硬质玻璃管(带两端开关K1和K2,设为装置A)称重,记为m1 g。将滤渣装入硬质玻璃管中,再次称重,记为m2 g。
ⅱ.热还原的操作步骤:①打开K1和K2,缓缓通入H2;②点燃酒精喷灯,加热;③充分反应后,熄灭酒精喷灯;④关闭K1和K2,冷却至室温;⑤打开K1和K2,改通空气后称量装置A的质量;⑥重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。操作⑤中改通空气的目的是　　　　　 　　　　　　。
ⅲ.滤渣中(NH4)2PdCl6的质量分数表达式为　　　　。[已知(NH4)2PdCl6的相对分子质量为355]
ⅳ.实验结束后,发现硬质玻璃管右端有少量白色固体,其主要成分为　　　　　　(填化学式),该现象会导致实验结果　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
元素及其化合物知识的整合与提升
1.答案　D
解析　“水滴石穿”过程是水滴在下降过程中与空气中的CO2反应生成碳酸,碳酸在接触石头时与石头的主要成分CaCO3发生反应生成可溶性的碳酸氢钙,该过程中发生了化学变化,A正确;氧化铁为红棕色,瓷器青色不是来自氧化铁,B正确;“三月打雷麦谷堆”是指在雷电作用下氮气跟氧气能直接发生化合反应生成无色的一氧化氮气体,一氧化氮不溶于水,在常温下易与空气中的氧气发生化合反应,生成红棕色的二氧化氮气体,二氧化氮易溶于水,溶于水后生成硝酸和一氧化氮,硝酸进一步转化为可以被植物吸收的硝酸盐,这属于自然固氮的过程,有利于作物生长,C正确;“日照香炉生紫烟”描述的是光在云雾中发生散射形成的光现象,D错误。
2.答案　B
解析　BaSO4的摩尔质量大于Al(OH)3,产生沉淀的质量最大的反应为4S+2Al3++8OH-+4Ba2+===4BaSO4↓+2[Al(OH)4]-,A错误;二氧化硫具有还原性,ClO-具有氧化性,二者发生反应生成硫酸,再与过量的ClO-反应生成HClO,B正确;盐酸的酸性比碳酸强,故CO2与CaCl2溶液不反应,C错误;混合溶液中I-、Fe2+全部参加反应,I-与Fe2+的物质的量之比应为1∶1,D错误。
3.答案　D
解析　由题图可知,a为S,b为SO2,c为SO3,d为Na2SO4,e为Na2SO3,f为Na2S,据此分析解题。S不能一步转化为SO3,A项错误;铜和浓硫酸加热时反应生成CuSO4、SO2和H2O,B项错误;N在酸性条件下能将Na2SO3氧化为Na2SO4,故不能用盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液检验Na2SO3是否变质,C项错误;酸性环境下,Na2S与Na2SO3的水溶液混合后发生反应:2S2-+S+6H+===3S↓+3H2O,溶液变浑浊,D项正确。
4.答案　C
解析　①Fe与盐酸反应生成FeCl2,FeCl2与碱反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧气氧化为Fe(OH)3,每步转化都能一步实现,故①正确;②Na和氧气反应生成氧化钠,Na2O和CO2反应生成Na2CO3,Na2CO3与H2O和CO2反应生成NaHCO3,NaHCO3与足量的Ca(OH)2反应生成NaOH,故②正确;③镁和氯气反应生成MgCl2,MgCl2和NaOH溶液反应生成Mg(OH)2,都能通过一步反应实现,故③正确;④铝与氧气反应生成Al2O3,Al2O3不溶于水,不能一步生成Al(OH)3,故④错误;⑤Al与NaOH反应生成Na[Al(OH)4],Na[Al(OH)4]溶液中通入适量的CO2,得Na2CO3溶液,故⑤正确。
5.答案　A
解析　实验室制备SO2,可用Na2SO3粉末和70%的H2SO4溶液反应制得,A正确;KMnO4溶液具有强氧化性,不能盛装在碱式滴定管中,会氧化橡胶管,B错误;题图中NaOH溶液过量,一定会与FeCl3溶液反应生成Fe(OH)3沉淀,无法证明溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3,C错误;稀HNO3能将Na2SO3氧化为Na2SO4,Na2SO4与BaCl2作用生成难溶于酸的白色沉淀,无法检验Na2SO3溶液是否变质,D错误。
6.答案　A
解析　O3分子中的中心氧原子呈正电性,端位的两个氧原子呈负电性,因此,O3分子中的键有极性,O3分子的结构与水分子相似,均为V形结构,分子中正负电荷中心不重合,故O3为极性分子,A项正确;同素异形体是指由同种元素形成的结构不同的单质,B项错误;SO2中S的价层电子对数为2+=3,故SO2中S原子杂化轨道类型为sp2,CO2分子中碳原子形成2个σ键,无孤电子对,所以CO2中C原子的杂化轨道类型为sp,C项错误;CaO为离子晶体,Ca2+和O2-之间为离子键,离子键没有方向性和饱和性,D项错误。
7.答案　C
解析　C2H2的燃烧热为1 299.6 kJ·mol-1,燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,其中氢元素要变为H2O(l),故1 mol C2H2燃烧生成气态水放出的热量小于1 299.6 kJ,A项错误;CaO吸收SO2生成CaSO3,反应的化学方程式为CaO+SO2===CaSO3,B项错误;由O3可与CN-反应生成HC、N2和O2可知,O3处理含CN-废水的反应为5O3+2CN-+H2O===5O2+N2+2HC,C项正确;(NH4)2S2O8水解制得H2O2的反应为S22H2OH2O2+2H+,D项错误。
8.答案　C
解析　A项,由于氯水过量,所以无法确定生成的I2是由Cl2还是Br2氧化而得到,A错误;B项,浓盐酸中的Cl-也能被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液紫色褪去,B错误;C项,pH越大说明碱性越强,则水解能力:CN->CH3COO-,所以酸性:HCN9.答案　A
解析　还原工序逸出的Br2可用NaOH溶液吸收,吸收液中含有NaBr等物质,若吸收液直接返回还原工序,产品中含有NaBr,产品纯度降低,A错误;除杂工序中产生的滤渣为BaSO4和S,S可溶于CS2可用CS2分离BaSO4和S,B正确;中和工序中HBr和Li2CO3反应生成LiBr的化学反应为Li2CO3+2HBr===CO2↑+2LiBr+H2O,C正确;BaS+Br2===BaBr2+S,BaBr2+H2SO4===BaSO4↓+2HBr,参与反应的Br2、BaS、H2SO4的物质的量之比为1∶1∶1,D正确。
10.答案　B
解析　由于酒精的密度和水的密度不同,ρ酒精<ρ水,故15 mL酒精与5 mL水混合后形成的酒精溶液的质量分数小于75%,A错误;硫酸根离子和阳离子的个数比为3∶2,则该硫酸盐的化学式为R2(SO4)3,物质的量为0.5 mol,故该溶液的浓度为2.5 mol·L-1,B正确;需要称取Na2CO3的质量为106 g·mol-1×1.0 L×2.0 mol·L-1=212.0 g,C错误;需要FeSO4的物质的量为0.1 mol,则需称取的绿矾的质量为0.1 mol×278 g·mol-1=27.8 g,D错误。
11.答案　C
解析　NH4Cl溶液呈酸性,能与MgO反应,A正确;浸出时需要使用NH4Cl溶液,而在沉镁时又生成了NH4Cl,所以NH4Cl可以循环利用,同理可分析出NH3也可以循环使用,B正确;高温下氨水易分解,且氢氧化镁溶解度会增大,所以沉镁操作只能在低温下进行,C错误;可以根据氢氧化物溶解度的不同分离镁离子和铝离子、铁离子,D正确。
12.答案　A
解析　氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,氯化铁与铁粉反应生成氯化亚铁,可使铁粉最终消失,A正确;溴单质有挥发性,也能与硝酸银反应生成AgBr沉淀,因此不能验证HBr的生成,B错误;氨气极易溶于水,不能用装水的量气管测定其体积,C错误;浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,但出气导管不能伸入液面以下,D错误。
13.答案　C
解析　杂铜中含有大量的有机物,灼烧过程中CuO可能被有机物还原生成Cu,A不符合题意;灼烧不充分Cu未被完全氧化,灼烧后也会含有少量Cu,B不符合题意;CuO在加热条件下不能分解生成Cu单质,C符合题意;杂铜中含有大量的有机物,灼烧过程中生成了还原性物质如CO等,将CuO还原,灼烧后也会含有少量Cu,D不符合题意。
14.答案　B
解析　待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A,则原溶液中可能含有C,向沉淀A中加入稀硝酸生成气体,且有部分沉淀不溶解,则原溶液中存在C,可能存在S中的一种或两种,根据离子共存知,原溶液中不存在Ba2+、Fe3+;滤液A中有Ba2+,加入过量的NaOH溶液并加热得到气体B、白色沉淀B,则原溶液中一定含有N,气体B为NH3,白色沉淀B为BaCO3,溶液B中加入硝酸银溶液、硝酸溶液得到白色沉淀C,C为AgCl,说明待测液中不含溴离子、溶液B中含有Cl-,由于一开始加入了氯化钡溶液,不能确定原溶液中是否含有Cl-。根据上述分析,待测液中除含有Na+外,一定还含有N,n(N)=n(NH3)==0.1 mol,则c(N)=0.1 mol·L-1,待测液中c(Na+)=0.2 mol·L-1,c(HC)==0.1 mol·L-1,白色沉淀E为碳酸钙沉淀,n(CaCO3)==0.1 mol,则c(C)=0.1 mol·L-1,白色沉淀D为硫酸钡沉淀,则根据硫元素守恒可知,S=0.05 mol·L-1;根据溶液呈电中性,可知待测液中一定含有K+,当溶液中没有Cl-时,K+的浓度最小,c(K+)≥0.4 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.1 mol·L-1,A正确。根据分析生成白色沉淀B的反应为碳酸氢根离子、氢氧根离子、钡离子生成碳酸钡沉淀和水:Ba2++HC+OH-===BaCO3↓+H2O,B错误。C为AgCl,能溶于浓氨水,离子方程式为AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,C正确。若无色气体D是混合气体,为CO2、NO混合气体,白色沉淀D只能为BaSO4,则原溶液中一定含有S(A中的亚硫酸钡会转化为硫酸钡),不能确定是否含有S,待测液中一定含有的阴离子是C,故沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4,D正确。
15.Ⅰ.(1)关闭分液漏斗的活塞,向装置D中加水至没过长导气管口,用酒精灯微热圆底烧瓶,装置D中长导气管口有气泡产生,撤掉酒精灯,装置D长导气管中形成一段稳定的水柱
(2)圆底烧瓶　储存SO2气体,防止倒吸　(3)BC
(4)Na2CO3+2Na2S+4SO2===3Na2S2O3+CO2
Ⅱ.(5)淀粉溶液　0.2cV mol·L-1
(6)部分Na2S2O3被氧化为Na2SO4
(7)BaS2O3在乙醇中的溶解度低,乙醇易挥发带走水分、便于干燥
解析　Ⅰ.(3)查阅资料可知,装置C中生成Na2S2O3的反应速率很慢,据此推测补充的实验仪器应可以提高反应速率,可选择多孔球泡或电磁搅拌器,以增大接触面积,提高反应速率。
Ⅱ.(5)滴定时,应选用的指示剂为淀粉溶液,根据I2~2S2分析可知,c(Na2S2O3)= mol·L-1=0.2 cV mol·L-1。
16.答案　(1)1∶1　存在　(2)Na+、[Al(OH)4]-、OH-
(3)4I-+4Fe2++2Br-+5Cl2===2I2+4Fe3++Br2+10Cl-
(4)S+2Fe3++H2O===+2Fe2++2H+、3Fe2++4H+===3Fe3++2H2O+NO↑
(5)240
解析　无色废水,则不含有Fe3+。焰色试验为黄色,则含有钠离子。加入足量氯化钡溶液和稀盐酸生成2.33 g白色沉淀,则白色沉淀为硫酸钡,含有硫酸根离子2.33 g÷233 g·mol-1=0.01 mol。加入过量氢氧化钠溶液最终无沉淀生成,则不含有镁离子;开始无沉淀,生成沉淀质量达到最大后一段时间无变化,最后沉淀溶解,则溶液中含有氢离子、铵根离子、铝离子;铝离子和碳酸根离子不共存,则不含有碳酸根离子。(1)分析题图,在原溶液中氢离子、铵根离子、铝离子的物质的量分别为0.014 mol、0.007 mol、0.007 mol,则c(N)∶c(Al3+)=1∶1。根据分析可知,溶液中一定存在氢离子、钠离子、铵根离子、铝离子、硫酸根离子,一定不存在铁离子、镁离子、碳酸根离子,硫酸根离子、氢离子、铵根离子、铝离子的物质的量分别为0.01 mol、0.014 mol、0.007 mol、0.007 mol,则阳离子所带正电荷总数大于阴离子所带负电荷总数,根据溶液呈电中性知,一定存在N。(2)过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠过量,则氢离子、铵根离子完全反应生成水、氨气,铝离子转化为[Al(OH)4]-,故浓度增大的离子有Na+、[Al(OH)4]-、OH-。(3)向含FeI2和FeBr2各1 mol的混合液中通入氯气2.5 mol,还原性I->Fe2+>Br-,则2 mol碘离子、2 mol亚铁离子完全反应,1 mol溴离子参与反应,氯气不足,完全反应,故发生的总反应的离子方程式为4I-+4Fe2++2Br-+5Cl2===2I2+4Fe3++Br2+10Cl-。(4)向Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,发生反应S+2Fe3++H2O===+2Fe2++2H+;过一会儿又变为棕黄色,酸性条件下亚铁离子和硝酸根离子反应生成铁离子和一氧化氮气体,离子方程式为3Fe2++N+4H+===3Fe3++2H2O+NO↑。(5)向含三种离子Ag+、Fe3+、Cu2+各1 mol的混合液中加入足量的铁粉,铁和银离子反应生成银和亚铁离子、铁和铜离子反应生成铜和亚铁离子、铁和铁离子反应生成亚铁离子,反应后过滤,向滤液中加入足量的氨水,反应生成氢氧化亚铁,过滤、洗涤、灼烧,灼烧过程中二价铁被氧气氧化为三价铁,最终得到氧化铁,2Ag+~Fe~Fe2+、2Fe3+~Fe~3Fe2+、Cu2+~Fe~Fe2+,根据反应关系可知,生成氧化铁的物质的量为(0.5 mol+1.5 mol+1 mol)÷2=1.5 mol,质量为240 g。
17.答案　(1)①2CuFe2O4===2CuFe2O4-x+xO2↑
②Cu+2Fe+4O2--8e-===CuFe2O4
(2)CO和H2的生成时间和区域不同,实现了CO与H2的分离
(3)①2B(OH)3+2H2O+2e-===2B(OH+H2↑
②H2、HD、D2
③当NaBH4浓度大于0.5 mol·L-1时,反应生成的NaB(OH)4会不断发生分解,生成NaBO2晶体,覆盖在催化剂表面,使反应物与催化剂的接触面积不断减小,从而使放氢速率减小
解析　(1)①氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)作催化剂,第一步反应是CuFe2O4-x与H2O反应生成CuFe2O4和H2,化学方程式为CuFe2O4-x+xH2O===CuFe2O4+xH2↑,则第二步反应为2CuFe2O4===2CuFe2O4-x+xO2↑。②在阳极,Cu、Fe在熔融Li2O中失电子生成CuFe2O4,电极反应式为Cu+2Fe+4O2--8e-===CuFe2O4。(2)利用FeO/Fe3O4之间的相互转化,发生反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),CO2循环使用,该工艺制氢过程中,H2与CO在不同时间、不同区域生成,不需进行分离操作,所以最大优点是CO和H2的生成时间和区域不同,实现了CO与H2的分离。(3)①从题图中可以看出,最后一个步骤中,B(OH)3与H2O发生还原反应,生成B(OH和H2,则反应机理可描述为2B(OH)3+2H2O+2e-===2B(OH+H2↑。②若用D2O代替H2O,依据反应机理,第一步生成的氢气中的两个氢原子都来自B;第二、三步生成的氢气中的两个氢原子,1个来自B,1个来自D2O,则生成HD;第四步生成的氢气中的两个氢原子,都来自D2O,则生成D2,所以反应后生成的气体中含有H2、HD、D2。③从题图中可以看出,NaBH4浓度从0增大至0.5 mol·L-1时,放氢速率增大,当浓度大于0.5 mol·L-1时,放氢速率减小,其原因可能是NaBH4浓度从0增大至0.5 mol·L-1时,NaBH4与水的有效碰撞次数不断增多,放氢速率增大,当NaBH4浓度大于0.5 mol·L-1时,反应生成的NaB(OH)4会不断发生分解,生成NaBO2晶体,覆盖在催化剂表面,使反应物与催化剂的接触面积不断减小,从而使放氢速率减小。
18.答案　(1)3(NH4)2SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑　中和
(2)3Pd+4N+18Cl-+22H+===3H2PdCl6+4NO↑+8H2O
(3)排出装置中产生的NH3、HCl,减小实验误差　×100%　NH4Cl　偏低
解析　(1)“焙烧”时,Al2O3与(NH4)2SO4反应,生成NH3、Al2(SO4)3、H2O,该反应的化学方程式为3(NH4)3SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑;“焙烧”产生的气体主要是NH3,可将其通入酸浸后的溶液中进行中和反应。(2)滤渣Pd加入浓硝酸和浓盐酸进行酸浸生成NO,发生反应为3Pd+18HCl+4HNO33H2PdCl6+4NO↑+8H2O,该反应的离子方程式为3Pd+4N+18Cl-+22H+===3H2PdCl6+4NO↑+8H2O。(3)通入H2加热时发生反应(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl。操作⑤中改通空气的目的是排出装置中产生的NH3、HCl,减小实验误差。样品质量为(m2-m1) g,反应后减少的质量为(m2-m3) g,应该为(NH4)2PdCl6、Pd质量之差,可知生成的Pd的物质的量为 mol,参加反应的(NH4)2PdCl6的质量为 g,则(NH4)2PdCl6的含量为×100%;实验结束时,若发现硬质玻璃管右端有少量白色固体,其主要成分为NH3与HCl在较低温下反应产生的NH4Cl,这种情况会造成较大的实验误差,会使得测量的m3偏大,从而(m2-m3)偏小,可导致实验结果偏低。

展开更多......

收起↑