专题04 常见无机物的性质、用途及转化--2023—2025年新课标全国卷高考化学分类汇编(含解析)

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专题04 常见无机物的性质、用途及转化--2023—2025年新课标全国卷高考化学分类汇编(含解析)

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专题04 常见无机物的性质、用途及转化
考点1 物质的用途
1.(2025·重庆·高考真题)下列化学科普实验所涉及物质的性质或应用描述正确的是
选项 科普试验 性质或应用
A 焰色试验 Na和K的焰色均为紫色
B 漂白实验 和均可使品红溶液永久褪色
C 蛋清变性 醋酸铅溶液和甲醛溶液均可使蛋白质变性
D 铜板刻蚀 氯化铁溶液和浓硫酸均可在常温下刻蚀铜板
2.(2025·山东·高考真题)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矾净化黄河水 B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢 D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
3.(2025·云南·高考真题)画中有“化”,多彩中华。下列叙述正确的是
A.岩彩壁画颜料所用贝壳粉,主要成分属于硅酸盐
B.油画颜料调和剂所用核桃油,属于有机高分子
C.竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁,耐酸、碱
D.水墨画墨汁的主要成分碳,常温不易被氧化
4.(2025·甘肃·高考真题)物质的性质决定用途,下列物质的性质与用途对应关系不成立的是
选项 物质的性质 用途
A 具有热分解性 餐具洗涤剂
B 酚醛树脂具有耐高温、隔热性 飞船外层烧蚀材料
C 离子液体具有导电性 原电池电解质
D 水凝胶具有亲水性 隐形眼镜材料
5.(2024·甘肃·高考真题)化学与生活息息相关,下列对应关系错误的是
物质 性质 用途
A 次氯酸钠 氧化性 衣物漂白
B 氢气 可燃性 制作燃料电池
C 聚乳酸 生物可降解性 制作一次性餐具
D 活性炭 吸附性 分解室内甲醛
考点二 物质的制备
1.(2024·广东·高考真题)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A B
制备 净化、干燥
C D
收集 验证的氧化性
2.(2024·河北·高考真题)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项 气体 试剂
A 饱和溶液+浓硫酸
B 浓盐酸
C 固体熟石灰
D 石灰石+稀盐酸
3.(2023·天津·高考真题)实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A.Fe与稀硝酸反应制NO
B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2
C.NaOH与浓氨水制备NH3
D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2
4.(2023·广东·高考真题)1827年,英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是

A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥 C.图3:收集 D.图4:制备
5.(2023·北京·高考真题)完成下述实验,装置或试剂不正确的是
A.实验室制 B.实验室收集
C.验证易溶于水且溶液呈碱性 D.除去中混有的少量
考点三 物质的性质
1.(2025·湖南·高考真题)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是
A.溶液褪色 B.产生红色沉淀 C.溶液呈紫色 D.试纸变为蓝色
2.(2025·河北·高考真题)化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是
选项 宏观现象 微观解释
A 氮气稳定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B 苯不能使溴的溶液褪色 苯分子中碳原子形成了稳定的大键
C 天然水晶呈现多面体外形 原子在三维空间里呈周期性有序排列
D 氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体 离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
3.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是
选项 颜色变化 解释
A 空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中,黑色铜丝恢复光亮的紫红色 =
B 悬浊液中加入溶液,固体由白色变为红褐色 =
C 溶液中加入,浅绿色溶液出现蓝色浑浊 =
D 溶液中加入NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
4.(2025·广东·高考真题)按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当c中红色褪去时,将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是
A.a中有化合反应发生,并有颜色变化
B.b中气体变红棕色时,所含氮氧化物至少有两种
C.c中溶液红色刚好褪去时,恰好完全反应
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,则c中溶液颜色会褪去
5.(2024·广西·高考真题)某小组对和的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ中继续加入少量固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分和
D.焰色试验不能区分和
考点四 物质的转化
1.(2025·湖北·高考真题)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
2.(2025·云南·高考真题)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是
A.可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:
3.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
4.(2025·河南·高考真题)X是自然界中一种常见矿物的主要成分,可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。
下列说法错误的是
A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B.溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化
C.反应需要在强酸性条件下进行 D.Q可以通过单质间化合反应制备
5.(2025·广东·高考真题)能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A.X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B.X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C.X可为钠,氧化物2可与水反应生成
D.X可为碳,盐的热稳定性:
考点五 物质的综合应用
1.(2025·河北·高考真题)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入和,快速搅拌,打开通入,反应完成后,关闭,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开通入,接通冷凝水,加热保持微沸,直至除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为间的馏分,得到117mL氢碘酸(密度为,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称: ,通入发生反应的化学方程式: 。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的: (填序号)
a.便于产物分离 b.防止暴沸 c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因 (用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用 (填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序: 。
(6)列出本实验产率的计算表达式: 。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在 。
2.(2025·安徽·高考真题)侯氏制碱法以、和为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上,以和为反应物,在实验室制备纯碱,步骤如下:
①配制饱和食盐水;
②在水浴加热下,将一定量研细的,加入饱和食盐水中,搅拌,使,溶解,静置,析出晶体;
③将晶体减压过滤、煅烧,得到固体。
回答下列问题:
(1)步骤①中配制饱和食盐水,下列仪器中需要使用的有 (填名称)。
(2)步骤②中需研细后加入,目的是 。
(3)在实验室使用代替和制备纯碱,优点是 。
(4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的随滴加盐酸体积变化的曲线如下图所示。
i.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸,到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸。,所得产品的成分为 (填标号)。
a. b. c.和 d.和
ii.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的 (填“>”“<”或“=”)。
(5)已知常温下和的溶解度分别为和。向饱和溶液中持续通入气体会产生晶体。实验小组进行相应探究:
实验 操作 现象
a 将匀速通入置于烧杯中的饱和溶液,持续,消耗 无明显现象
b 将饱和溶液注入充满的矿泉水瓶中,密闭,剧烈摇动矿泉水瓶,静置 矿泉水瓶变瘪,后开始有白色晶体析出
i.实验a无明显现象的原因是 。
ii.析出的白色晶体可能同时含有和。称取晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水和溶液,溶液增重,则白色晶体中的质量分数为 。
3.(2024·重庆·高考真题)可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。
(1)的制备
保护下,将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量),继续加热回流,冷却至室温,离心分离,经洗涤得产品。
①仪器a的名称为 ;保护的目的是 。
②生成的化学方程式为 。
③为除去产品中残留的S,洗涤选用的试剂是 (填“”或“”)。
(2)的含量测定
产品先用王水溶解,再经系列处理后,在热盐酸条件下,以甲基橙为指示剂,用溶液将还原至,终点为无色:用冰水迅速冷却,再以二苯胺磺酸钠为指示剂,用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应:氧化态(红色)+ne-=还原态(无色)
①比易水解,且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是 。
②甲基橙指示终点的过程及作用原理是 。
③若称取的产品为,标准溶液浓度为,用量为,的摩尔质量为,则产品中质量分数为 (写最简表达式)。
④下列操作可能导致测定结果偏高的是 。
A.还原时溶液滴加过量
B.热的溶液在空气中缓慢冷却
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
4.(2025·河北·高考真题)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:铬铁矿主要成分是。
回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式: 。
(2)煅烧工序中反应生成的化学方程式: 。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分:、 、 (填化学式)。
(4)酸化工序中需加压的原因: 。
(5)滤液Ⅱ的主要成分: (填化学式)。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
(7)滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称)
5.(2024·贵州·高考真题)煤气化渣属于大宗固废,主要成分为及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺,制备钠基正极材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃时,;
②。
回答下列问题:
(1)“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)25℃时,“碱沉”控制溶液pH至3.0,此时溶液中 。
(3)“除杂”时需加入的试剂X是 。
(4)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”的作用是 ,水热合成的离子方程式为 。
(5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料,其工艺如下:
①该工艺经碳热还原得到,“焙烧”生成的化学方程式为 。
②的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有的单元数有 个。
③若“焙烧”温度为时,生成纯相,则 ,其可能的结构示意图为 (选填“乙”或“丙”)。
考点一 物质的用途
1.(2025·河北沧州·三模)化学科学与技术在宇宙探索、改进生活、改善环境与促进发展方面均发挥着关键性的作用。下列说法不正确的是
A.中国天眼用到的是新型无机非金属材料
B.医学上用液氮作制冷剂在冷冻麻醉条件下做手术是利用氮气沸点低的物理性质
C.电车出行促环保,电车中的锂离子电池属于一次电池
D.“凡白土曰垩土,为陶家精美启用”,其中“陶”是传统硅酸盐材料
2.(2025·河北衡水·三模)材料结构决定性质,性质决定用途,下列说法错误的是
A.聚乳酸含有酯基,可用于生产可降解塑料
B.二氧化硅是化学性质稳定的共价晶体,可用作光导纤维
C.聚四氟乙烯耐化学腐蚀,可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞
D.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,电阻率低,可用于动力电池
3.(2025·贵州毕节·二模)劳动有利于“知行合一”。下列相关解释错误的是
A.将切好的茄子浸泡在凉水中:可防止茄子被氧气氧化变黑
B.工人对铁制品进行发蓝处理:在铁制品表面形成表面钝化膜
C.利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品:氢氟酸可与二氧化硅反应
D.将白糖熬制成焦糖汁:利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
4.(2025·天津·二模)下列物质性质与用途对应关系、错误的是
A.氧化铝熔点高,可以用来做耐火材料
B.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,可用于制造光导纤维
C.氧化钙能与二氧化硫反应,可作为工业废气处理时的脱硫剂
D.饱和氯水既有酸性又有漂白性,加入适量小苏打,其漂白性增强
5.(2025·辽宁抚顺·二模)化学品在食品工业中有着重要的应用,下列说法错误的是
A.豆浆中加入熟石膏得到豆腐脑
B.铁粉可用作食品干燥剂
C.SO2能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用
D.苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
考点二 物质的制备
1.(2025·江苏·二模)第ⅢA族元素形成的化合物应用广泛。硼酸(H3BO3) 是一种一元弱酸。硼酸三甲酯与氯气反应可制取BCl3:,B(OCH3)3和BCl3均易水解,沸点分别为68℃和12.5℃。氮化镓是具有优异光电性能的第三代半导体材料,熔点约为1500℃,可通过Ga(CH3)3与 NH3高温反应制得。下列制取 BCl3 的部分实验装置能达到实验目的的是
A.用装置甲干燥Cl2 B.用装置乙制取BCl3
C.用装置丙收集BCl3 D.用装置丁吸收所有尾气
2.(2025·山西晋中·二模)实验室制取的装置如图所示(制备时先通入调节溶液),下列说法错误的是
A.试剂a是饱和溶液
B.装置C可以换成敞口容器
C.调节的目的是防止生成铁的氢氧化物
D.溶液的浓度可用酸性标准溶液滴定
3.(2025·江苏连云港·一模)实验室用SO2和MgO悬浊液制取MgSO3,下列实验原理与装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取SO2 B.用装置乙收集SO2
C.用装置丙制取MgSO3 D.用装置丁吸收尾气SO2
4.(2025·福建龙岩·二模)利用市售的氯化锌制备无水氯化锌的实验装置如图。已知无水氯化锌遇水易水解。
下列说法错误的是
A.盛装浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗
B.盐酸的沸点比硫酸的低
C.为提高除水速率,应加快HCl和的气体流速
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温,实验结束时先撤去管式炉Ⅰ、再撤去管式炉Ⅱ
5.(2025·江西九江·三模)工业上可用[Fe(NO)(H2O)5]SO4制备人造丝漂白剂、丙烯和二甲醚的安定剂等,用NO气体和FeSO4溶液制备[Fe(NO)(H2O)5]SO4的装置如图所示(加热及夹持装置略)。下列说法不正确的是
A.可用K3[Fe(CN)6]溶液来检验FeSO4溶液是否变质
B.实验开始前需先通入一段时间的N2
C.长颈漏斗的作用为平衡气压,防止堵塞
D.圆底烧瓶中生成NO和,该反应的离子方程式为
考点三 物质的性质
1.(2025·湖北黄冈·模拟预测)关于CO2和SO2的下列说法中,正确的是
A.由推知,可发生反应:
B.澄清石灰水和酸性KMnO4溶液均可以区分CO2和SO2
C.可用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2
D.分子的球棍模型:
2.(2025·湖北武汉·二模)实验小组设计下图所示装置,验证SO2性质,下列说法正确的是
A.实验室用98%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制备SO2
B.一段时间后试管内有白色沉淀,说明SO2与BaCl2反应生成BaSO3
C.试管中的红色花瓣褪色,滴有酚酞的NaOH溶液红色变浅,均说明SO2具有漂白性
D.试管内Br2的CCl4溶液褪色,说明SO2具有还原性
3.(2025·山西晋中·二模)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,再加足量盐酸,白色沉淀不消失 原溶液中一定含有
B 向浓硝酸中加入红热的碳,产生红棕色气体 碳能还原浓硝酸生成
C 向、的混合稀溶液中滴入少量稀溶液,有黄色沉淀生成
D 向某黄色溶液中加入淀粉溶液,溶液呈蓝色 不能说明溶液中是否含
4.(2025·陕西宝鸡·二模)下列实验设计、现象、实验结论均正确的是
选项 实验设计 现象 实验结论
A 向含有Na2S与ZnS的悬浊液中加入CuSO4溶液 产生黑色沉淀 Ksp(CuS)B 向鸡蛋清溶液中滴入几滴硫酸铜溶液 产生白色沉淀,加水后沉淀不溶解 蛋白质发生了变性
C 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
D 在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸,然后加热 烧瓶中有红棕色气体产生 木炭具有还原性,能还原HNO3
5.(2025·山东·二模)某学习小组对通入溶液出现白色沉淀的原因进行了探究,实验如下:
实验装置
实验①:烧杯中加入煮沸的溶液,再加入适量食用油,冷却至室温。 实验②:烧杯中加入未煮沸的溶液。
实验现象 烧杯 出现白色沉淀 出现白色沉淀
传感器
下列说法错误的是
A.制备体现硫酸的酸性
B.实验①中的食用油可用苯代替
C.实验①中,左右突然下降的主要原因为二氧化硫溶解
D.实验②中,溶解的氧化降低了体系,促使进一步氧化
考点四 物质的转化
1.(2025·云南大理·二模)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:
B.工业制镁:
C.制纯碱:
D.漂白粉制备:
2.(2025·陕西商洛·二模)甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质,其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体,甲和丁为原子总数不大于4的分子,乙为单质。它们之间的转化关系如图。下列说法正确的是
A.甲易溶于水,溶液显碱性 B.丙与乙反应时无明显现象
C.气体戊可通过排水法收集 D.戊与丁生成己的反应为化合反应
3.(2025·广东深圳·一模)部分含Na或Cu物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断不合理的是
A.存在a→e→g→f→b的转化
B.a与单质硫混合加热,生成物一定是d
C.b→c→d转化的每步反应一定是非氧化还原反应
D.g的氯化物溶液蒸干并灼烧可得固体e
4.(2025·北京朝阳·二模)催化与反应的物质转化关系如下。下列对该过程的分析不正确的是
A.a、c分别是、
B.改变了与的反应历程
C.NO既体现了还原性,又体现了氧化性
D.与分子中硫原子杂化轨道类型相同
5.(2025·江苏常州·二模)CuCl难溶于水和乙醇,在潮湿空气中易被氧化。以碱性蚀刻废液中的为原料制备CuCl的部分流程如下。下列说法正确的是
A.溶于水所得溶液中
B.“酸溶”时不用稀硝酸的主要原因是硝酸易挥发
C.“还原”后溶液的pH增大
D.“洗涤”时先用水再用乙醇会降低产品的纯度
考点五 物质的综合应用
1.(2025·山东滨州·二模)过硫酸铵[]在工业上有广泛用途,某兴趣小组根据反应制备粗品。回答下列问题:
(1)中硫元素的化合价为 。
(2)制备时,从下列装置中根据需要选择组装。仪器的连接顺序为c→ →尾气处理,D装置的作用为 ,仪器M的名称为 。
(3)充分反应后,将A中的混合液经一系列操作得到晶体。烘干晶体时,采用减压、低温的原因是 。
(4)采用碘量法测定粗品的纯度。
称取1.500 g制得的粗品,配成100.00 mL溶液。移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入过量KI溶液,用标准浓度的溶液滴定(发生反应:),当溶液颜色变浅时加入几滴淀粉溶液,滴定至终点。重复上述滴定操作三次,平均消耗的溶液12.50 mL。
①滴定终点的现象为 。
②粗品的纯度为 %。若开始滴定前加入淀粉溶液,则所测的纯度 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
2.(2025·广东汕头·三模)性质活泼,可以和许多物质发生反应。
Ⅰ.实验室用和反应制备(黄绿色粉末,易与水反应产生)。
已知:(反应剧烈,温度高时会产生副产物)
(1)上述装置正确的连接顺序是: 。
A→___________→___________→___________→B→C(必要时可重复使用)
(2)装置A中装溶液的仪器名称为 。饱和溶液的作用 。
Ⅱ.常温下和水反应缓慢,反应时,条表面缓慢产生少量气泡,数分钟后反应停止,未收集到气体,镁条表面失去光泽。
查阅资料:与水反应时,表面覆盖了致密的导致反应缓慢;和可以加快Mg与水反应。
同学们为了验证和对与水反应的促进作用,用与水反应后的条与4种盐溶液进行对比实验,结果如下。
实验序号 a b c d
盐溶液(均为) NaCl
溶液起始 5.1 8.3 7.0 7.8
30min时产生气体体积/mL 1.5 0.7 <0.1 1.4
气体的主要成分
30min时镁条表面情况 大量固体附着(固体可溶于盐酸)
(3)根据的沉淀溶解平衡可解释和的作用。在水中存在的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为 。
(4)经检验,a中还生成少量其他气体,可进一步证明促进与水反应,检验该气体的方法是 。
(5)上表中能够说明对与水反应起促进作用的证据是 。
(6)b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁[用表示],写出生成该固体的离子方程式 。
(7)综合实验a-d可以得到的结论是:和都能与作用加快与水反应, ; (补充两点)。
3.(2025·湖南·三模)二氯化二硫()是一种黄色至略微红的液体,有剧毒。向熔融的硫中通入限量的氯气即可生成,进一步氯化则会得到。
已知:Ⅰ.、、S的部分性质如下:
物质 水溶性 密度/() 熔点/℃ 沸点/℃
遇水即水解生成HCl、、S 1.687 -80 135.6
遇水即水解生成HCl、、S 1.621 -78 59℃时分解
S —— —— 112.8 444.6
Ⅱ.、,为砖红色沉淀。
下列是某兴趣小组制备并分析其纯度的实验,回答下列问题:
(1)所有原子满足最外层8电子稳定结构,其电子式为 。
(2)写出溶于水发生反应的化学方程式: 。
(3)兴趣小组利用如下装置制备。
①A、B、C装置中均用到的玻璃容器的名称是 。
②C装置中发生反应的离子方程式为 。
③装置的正确连接顺序是e→j→k→h→i→ →f(按气流流出方向)。
④D装置中碱石灰的作用是 。
(4)(所含杂质为)纯度的测定:准确称取1.35g所得产品溶于水,加入溶液调节pH至9.0左右,过滤后将滤液配成250.00mL溶液,用移液管量取25.00mL溶液放入锥形瓶中,加入几滴溶液,用0.10的溶液滴定,平行滴定三次,平均消耗溶液的体积为20.40mL。
①加入溶液调节pH至9.0左右的目的是 。
②滴定终点的判断依据是 。
③的纯度为 (保留三位有效数字)。
4.(2025·湖北武汉·二模)利用镁泥(主要成分为、和等)为主要原料制取碳酸镁的工业流程如下:
(1)酸溶。某工厂用1.78吨发烟硫酸(化学式:)配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为 吨。
(2)除铁。已知滤渣2的成分与温度、的关系如图所示。
①若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠(上图中阴影部分),写出“除铁”过程总反应的离子方程式: 。
②工业生产不选择以形式除铁的可能原因: (写出两点)。
(3)沉淀。写出“沉淀”过程的离子方程式: 。
(4)控制“沉淀”温度50℃,可制得碱式碳酸镁,碱式碳酸镁常用作塑料阻燃剂。现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,放出(标准状况),计算该碱式碳酸镁样品中的= 。
(5)某钙镁矿的晶胞结构如图所示。若将全部换为,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为 。
5.(2025·辽宁抚顺·三模)某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)综合利用的流程如图:
已知:①P204的萃取机理:。
②当溶液中离子浓度小于或等于mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
③常温下,一些常见物质的溶度积常数如下表:
物质
④、。
回答下列问题:
(1)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。
(2)使“有机相2”中的P204萃取剂再生,需选择的试剂为 (填名称)。
(3)“沉钪”工序中发生沉钪反应的化学方程式为 。
(4)“氧化”工序中加入活性,其优点是 ;该工序中发生反应的离子方程式为 。
(5)若“除杂”时溶液中的浓度为0.01mol·L-1.则加入NaOH控制pH的范围是 ~ (溶液体积变化忽略不计,保留3位有效数字);出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是 。
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专题04 常见无机物的性质、用途及转化
考点1 物质的用途
1.(2025·重庆·高考真题)下列化学科普实验所涉及物质的性质或应用描述正确的是
选项 科普试验 性质或应用
A 焰色试验 Na和K的焰色均为紫色
B 漂白实验 和均可使品红溶液永久褪色
C 蛋清变性 醋酸铅溶液和甲醛溶液均可使蛋白质变性
D 铜板刻蚀 氯化铁溶液和浓硫酸均可在常温下刻蚀铜板
C【详解】A.钠的焰色反应为黄色,钾需透过蓝色钴玻璃观察呈紫色,现象描述错误,A错误;
B.的漂白是暂时性,需生成HClO才有漂白性且为永久性,但本身不直接漂白,B错误;
C.醋酸铅(重金属盐)和甲醛均能使蛋白质不可逆变性,性质与现象正确,C正确;
D.铜在常温浓硫酸中表现出惰性,加热才能反应,故浓硫酸无法腐蚀铜电路板,而溶液可以,D错误;
故选C。
2.(2025·山东·高考真题)化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明矾净化黄河水 B.用漂白粉漂白蚕丝制品
C.用食醋去除水壶中水垢 D.用小苏打作烘焙糕点膨松剂
B【详解】A.明矾水解生成氢氧化铝胶体可吸附水中悬浮杂质,可用于净水,用法合理,A正确;
B.漂白粉含次氯酸钙,其强氧化性会破坏蚕丝(蛋白质)结构,导致丝制品损坏,用法不合理,B不正确;
C.食醋中的醋酸与水垢(碳酸钙、氢氧化镁)反应生成可溶物,可用于除水垢,用法合理,C正确;
D.小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生CO2使糕点疏松,可用于烘焙糕点,用法合理,D正确;
故选B。
3.(2025·云南·高考真题)画中有“化”,多彩中华。下列叙述正确的是
A.岩彩壁画颜料所用贝壳粉,主要成分属于硅酸盐
B.油画颜料调和剂所用核桃油,属于有机高分子
C.竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁,耐酸、碱
D.水墨画墨汁的主要成分碳,常温不易被氧化
D【详解】A.贝壳粉的主要成分是碳酸钙,属于碳酸盐,A错误;
B.核桃油属于油脂,分子量较小,不属于有机高分子,B错误;
C.氧化铁(Fe2O3)能与酸反应,不耐酸,C错误;
D.碳在常温下化学性质稳定,不易被氧化,D正确;
故选D。
4.(2025·甘肃·高考真题)物质的性质决定用途,下列物质的性质与用途对应关系不成立的是
选项 物质的性质 用途
A 具有热分解性 餐具洗涤剂
B 酚醛树脂具有耐高温、隔热性 飞船外层烧蚀材料
C 离子液体具有导电性 原电池电解质
D 水凝胶具有亲水性 隐形眼镜材料
A【详解】A.NaHCO3用作餐具洗涤剂是因为水解显碱性可与油脂反应,而非热分解性,对应关系不成立,A错误;
B.酚醛树脂耐高温、隔热性符合烧蚀材料保护飞船的需求,对应正确,B正确;
C.离子液体的导电性使其适合作为原电池电解质,对应正确,C正确;
D.水凝胶的亲水性可保持隐形眼镜湿润,对应正确,D正确;
故选A。
5.(2024·甘肃·高考真题)化学与生活息息相关,下列对应关系错误的是
物质 性质 用途
A 次氯酸钠 氧化性 衣物漂白
B 氢气 可燃性 制作燃料电池
C 聚乳酸 生物可降解性 制作一次性餐具
D 活性炭 吸附性 分解室内甲醛
D【详解】A.次氯酸钠有强氧化性,从而可以做漂白剂,用于衣物漂白,A正确;
B.氢气是可燃气体,具有可燃性,能被氧气氧化,可以制作燃料电池,B正确;
C.聚乳酸具有生物可降解性,无毒,是高分子化合物,可以制作一次性餐具,C正确;
D.活性炭有吸附性,能够有效吸附空气中的有害气体、去除异味,但无法分解甲醛,D错误;
故本题选D。
考点二 物质的制备
1.(2024·广东·高考真题)1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A B
制备 净化、干燥
C D
收集 验证的氧化性
A【详解】A.利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐酸,不能达到预期目的,A符合题意;
B.实验室制得的氯气中有HCl杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到净化、干燥Cl2的目的,B不符合题意;
C.氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C不符合题意;
D.H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D不符合题意;
故选A。
2.(2024·河北·高考真题)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置任选)
选项 气体 试剂
A 饱和溶液+浓硫酸
B 浓盐酸
C 固体熟石灰
D 石灰石+稀盐酸
C【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应,也可以是固液不加热型;右侧气体收集装置,长进短出为向上排空气法,短进长出为向下排空气法,装满水后短进长出为排水法;
【详解】A.饱和溶液和浓硫酸反应可以制,使用固液不加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A不符合题意;
B.和浓盐酸加热反应可以制,使用固液加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,B不符合题意;
C.固体与熟石灰加热可以制需要使用固固加热制气装置,图中装置不合理,不能完成相应气体的发生和收集实验,C符合题意;
D.石灰石(主要成分为)和稀盐酸反应可以制,使用固液不加热制气装置,密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,D不符合题意;
本题选C。
3.(2023·天津·高考真题)实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A.Fe与稀硝酸反应制NO
B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2
C.NaOH与浓氨水制备NH3
D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2
D【详解】A.NO与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,故不选A;
B.二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2,反应需要吸热,缺少加热装置,故不选B;
C.氨气的密度比空气小,需要用向下排空气法收集NH3,故不选C;
D.Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2,SO2密度比空气大,用向上排空气法收集SO2,故选D;
选D。
4.(2023·广东·高考真题)1827年,英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是

A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥 C.图3:收集 D.图4:制备
B【详解】A.极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期;
B.P2O5为酸性氧化物,具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥,故B不可以达到预期;
C.的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期;
D.CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使挥发,可用此装置制备,故D可以达到预期;
故选B。
5.(2023·北京·高考真题)完成下述实验,装置或试剂不正确的是
A.实验室制 B.实验室收集
C.验证易溶于水且溶液呈碱性 D.除去中混有的少量
D【详解】A.MnO2固体加热条件下将HCl氧化为Cl2,固液加热的反应该装置可用于制备Cl2,A项正确;
B.C2H4不溶于水,可选择排水收集,B项正确;
C.挤压胶头滴管,水进入烧瓶将NH3溶解,烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶中形成红色喷泉,红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质,C项正确;
D.Na2CO3与HCl、CO2发生反应,不能达到除杂的目的,应该选用饱和NaHCO3溶液,D项错误;
故选D。
考点三 物质的性质
1.(2025·湖南·高考真题)化学实验充满着五颜六色的变化。下列描述错误的是
A.溶液褪色 B.产生红色沉淀 C.溶液呈紫色 D.试纸变为蓝色
B【详解】A.乙烯中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾氧化,从而使其褪色,A正确;
B.溶液与溶液发生复分解反应,生成蓝色沉淀,B错误;
C.苯酚与发生显色反应,溶液呈紫色,C正确;
D.浓氨水挥发出的氨气遇到湿润的红色石蕊试纸,发生反应:,试纸变为蓝色,D正确;
故选B。
2.(2025·河北·高考真题)化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是
选项 宏观现象 微观解释
A 氮气稳定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B 苯不能使溴的溶液褪色 苯分子中碳原子形成了稳定的大键
C 天然水晶呈现多面体外形 原子在三维空间里呈周期性有序排列
D 氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体 离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
D【详解】A.氮气的稳定性源于氮分子中的三键,键能高难以断裂,A正确;
B.苯因大π键结构稳定,难以与溴发生加成或取代,B正确;
C.水晶的规则外形由原子三维有序排列(晶体结构)导致,C正确;
D.氯化钠熔点高于氯化铝的真实原因是氯化铝为分子晶体而非离子晶体,选项中将二者均视为离子晶体并用离子电荷和半径解释,不符合实际,D错误;
故选D。
3.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是
选项 颜色变化 解释
A 空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中,黑色铜丝恢复光亮的紫红色 =
B 悬浊液中加入溶液,固体由白色变为红褐色 =
C 溶液中加入,浅绿色溶液出现蓝色浑浊 =
D 溶液中加入NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色
A【详解】A.醇的催化氧化反应中,铜作催化剂,先发生2Cu+O22CuO,然后乙醇与CuO在加热条件下,A错误;
B.因为溶度积常数Ksp()大于Ksp(),所以Fe3+与Mg(OH)2发生沉淀转化生成Fe(OH)3,符合溶度积规则,B正确;
C.Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀,化学方程式为=,电荷和配平正确,蓝色浑浊现象合理,C正确;
D.Cr2O在碱性条件下转化为CrO42-,化学方程式为,颜色由橙变黄,D正确;
故选A。
4.(2025·广东·高考真题)按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当c中红色褪去时,将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是
A.a中有化合反应发生,并有颜色变化
B.b中气体变红棕色时,所含氮氧化物至少有两种
C.c中溶液红色刚好褪去时,恰好完全反应
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,则c中溶液颜色会褪去
C【详解】A.铜和稀硝酸反应,会生成一氧化氮,一氧化氮为无色气体,液面上方有氧气存在,一氧化氮与氧气反应,生成红棕色的二氧化氮,属于化合反应,生成为蓝色,有颜色变化,A正确;
B.b中气体变红棕色时,说明有二氧化氮存在,存在的反应,所以所含氮氧化物至少有两种,B正确;
C.酚酞的变色范围是8.2~10,c中溶液红色刚好褪去时,此时溶液可能呈弱碱性,所以不能判断是否恰好完全反应,C错误;
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,会生成二氧化硫,二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中,可生成亚硫酸氢钠,溶液显酸性,c中溶液颜色会褪去,D正确;
故选C。
5.(2024·广西·高考真题)某小组对和的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ中继续加入少量固体,溶液颜色变浅
B.实验Ⅱ中溶液呈红色
C.KSCN能区分和
D.焰色试验不能区分和
C【详解】A.实验Ⅰ中,溶液与KSCN溶液反应的实质是:,硫酸钾固体溶于水产生钾离子和硫酸根,并不影响该平衡的移动,因此溶液的颜色不发生变化,故A错误;
B.实验Ⅱ中,溶液中存在有K+、,并不能电离出Fe3+,因此溶液与KSCN溶液并不能发生反应,溶液颜色无明显变化,故B错误;
C.实验Ⅰ中,KSCN溶液与溶液反应产生,溶液变为红色,但溶液与KSCN溶液并不能发生反应,是一种深红色晶体,水溶液呈黄色,带有黄绿色荧光,因此加入KSCN可以区分两者,故C正确;
D.焰色反应是金属单质或离子的电子在吸收能量后,跃迁到较高能量级,然后从较高能量级跃迁到低能量级,这次跃迁会放出光子,光子的频率若在可见光频率范围内,则金属表现为有焰色反应。铁燃烧火焰为无色,是因为放出的光子频率不在可见光频率范围内,而中含有钾元素,焰色试验时透过蓝色钴玻璃可以看到紫色,因此焰色试验可以区分和,故D错误;
故答案选C。
考点四 物质的转化
1.(2025·湖北·高考真题)如图所示的物质转化关系中,固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。G是一种强酸。H是白色固体,常用作钡餐。下列叙述错误的是
A.在C的水溶液中加入少量固体A,溶液升高
B.D为可溶于水的有毒物质
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常温下可用铁制容器来盛装G的浓溶液
A【分析】固体A与固体B研细后混合,常温下搅拌产生气体C和固体D,温度迅速下降。气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则C为NH3,G是强酸,则E是NO,F是NO2,G是HNO3;H是白色固体,常用作钡餐,H是BaSO4,D是BaCl2,A和B反应是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应,C(NH3)和HCl可转化为NH4Cl,则A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O。
【详解】A.在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固体A(NH4Cl),铵根浓度增大,抑制了NH3·H2O的电离,OH-浓度减小,溶液pH减小,A错误;
B.D(BaCl2)易溶于水,溶于水电离出Ba2+,钡是重金属,有毒,B正确;
C.F(NO2)与水反应生成强酸硝酸,故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正确;
D.G是HNO3,常温下浓HNO3将Fe钝化,故常温下可用铁制容器来盛装浓硝酸,D正确;
答案选A。
2.(2025·云南·高考真题)稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是
A.可与NaOH溶液反应
B.盐酸在该工艺中体现了还原性
C.高纯Si可用于制造硅太阳能电池
D.制备纳米Si:
B【分析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO2,纳米SiO2和Mg在650℃发生置换反应生成MgO和纳米Si,加盐酸将MgO转化为MgCl2,过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。
【详解】A.SiO2是酸性氧化物,与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O,A正确;
B.盐酸参与的反应为:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,该反应是非氧化还原反应,盐酸体现酸性,没有体现还原性,B错误;
C.高纯硅可以将太阳能转化为电能,故可用于制硅太阳能电池,C正确;
D.SiO2和Mg在650℃条件下发生置换反应得到MgO和纳米Si,反应的化学方程式为,D正确;
答案选B。
3.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)钠及其化合物的部分转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为
B.反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为
C.反应③中与足量反应转移电子的数目为
D.溶液中,的数目为
A【详解】A.反应①电解熔融NaCl生成,标准状况下11.2L为0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即,A正确;
B.2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05mol,每个含1个O-O非极性键,所以非极性键数目为,B错误;
C.与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为,1mol与水反应转移1mol电子,数目为,C错误;
D.ClO 在水中会水解,故数目小于,D错误;
故选A。
4.(2025·河南·高考真题)X是自然界中一种常见矿物的主要成分,可以通过如图所示的四步反应转化为Q(略去部分参与反应的物质和反应条件)。已知X和Q的组成元素相同。
下列说法错误的是
A.Y常用作油漆、涂料等的红色颜料 B.溶液Z加热煮沸后颜色会发生变化
C.反应需要在强酸性条件下进行 D.Q可以通过单质间化合反应制备
C【分析】X是自然界中一种常见矿物的主要成分,根据溶液Z、R、Q的颜色可知X中含有铁元素,根据固体颜色可知X是FeS2,Y是Fe2O3,溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+,Q是FeS。
【详解】A.Fe2O3可用作油漆、涂料等的红色颜料,A正确;
B.含有Fe3+的溶液加热转化为Fe(OH)3胶体,溶液颜色发生变化,B正确;
C.FeS可溶于酸,所以R→Q反应不能在酸性溶液中进行,C错误;
D.在加热条件下Fe和S化合生成FeS,D正确;
答案选C。
5.(2025·广东·高考真题)能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A.X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B.X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C.X可为钠,氧化物2可与水反应生成
D.X可为碳,盐的热稳定性:
B【详解】A.铝单质与O2生成Al2O3后无法再被O2氧化,无法形成氧化物2,且Al2O3与水反应需强酸/碱才能溶解,A错误;
B.硫燃烧生成SO2(氧化物1,使品红褪色),SO2氧化为SO3(氧化物2),SO3与水生成H2SO4,再与NaOH生成盐,转化关系成立,B正确;
C.钠与氧气常温反应生成Na2O(氧化物1),进一步氧化为Na2O2(氧化物2);Na2O2与水反应生成NaOH和O2,不会生成H2,C错误;
D.碳与氧气反应先生成CO,最终生成CO2,与水反应生成碳酸,与碱反应可生成盐,但Na2CO3热稳定性强于NaHCO3,D结论错误,D错误;
故选B。
考点五 物质的综合应用
1.(2025·河北·高考真题)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下:
ⅰ.在A中加入和,快速搅拌,打开通入,反应完成后,关闭,静置、过滤得滤液;
ⅱ.将滤液转移至B中,打开通入,接通冷凝水,加热保持微沸,直至除尽;
ⅲ.继续加热蒸馏,C中收集沸点为间的馏分,得到117mL氢碘酸(密度为,HI质量分数为57%)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称: ,通入发生反应的化学方程式: 。
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的: (填序号)
a.便于产物分离 b.防止暴沸 c.防止固体产物包覆碘
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行,促进碘溶解的原因 (用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用 (填化学式)溶液吸收。
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序:先通入,再加热;步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序: 。
(6)列出本实验产率的计算表达式: 。
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在 。
【答案】(1) 圆底烧瓶 I2+H2S=S+2HI
(2)c
(3)
(4)NaOH
(5)先停止加热,再通一段时间的N2后关闭K2
(6)
(7)密封的棕色细口瓶中,并放在避光低温处
【分析】I2的氧化性比S强,A中发生I2+H2S=S↓+2HI,过滤除去S,得到含H2S的HI滤液;将滤液转移到B中,先通氮气、加热保持微沸除去H2S,升高温度,收集沸点为125℃~127℃间的馏分,得到117mL密度为1.7g/mL,质量分数为57%的HI溶液。
【详解】(1)仪器A的名称为圆底烧瓶;I2的氧化性比S强,通入发生反应的化学方程式为I2+H2S=S↓+2HI;
(2)I2在水中的溶解度较小,生成的S可能包裹在其表面阻止反应的继续进行,故步骤ⅰ中快速搅拌的目的是防止固体产物包覆碘,选c;
(3)I2和I-会发生反应:,步骤ⅰ中随着反应的进行,生成的HI电离出的I-与I2反应促进I2的溶解,本空答案为;
(4)步骤ⅱ中的尾气为,有毒,是酸性气体,常用NaOH溶液吸收;
(5)为确保蒸馏装置内的HI全部进入C中,步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序为:先停止加热,再通一段时间的N2后关闭K2;
(6)127gI2的物质的量为0.5mol,n理论(HI)=2×0.5mol=1mol,m理论(HI)=1mol×128g/mol=128g、m实际(HI)=,故HI的产率= =;
(7)氢碘酸见光易分解,易被空气氧化,应保存在密封的棕色细口瓶中,并放在避光低温处。
2.(2025·安徽·高考真题)侯氏制碱法以、和为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上,以和为反应物,在实验室制备纯碱,步骤如下:
①配制饱和食盐水;
②在水浴加热下,将一定量研细的,加入饱和食盐水中,搅拌,使,溶解,静置,析出晶体;
③将晶体减压过滤、煅烧,得到固体。
回答下列问题:
(1)步骤①中配制饱和食盐水,下列仪器中需要使用的有 (填名称)。
(2)步骤②中需研细后加入,目的是 。
(3)在实验室使用代替和制备纯碱,优点是 。
(4)实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的随滴加盐酸体积变化的曲线如下图所示。
i.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸,到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸。,所得产品的成分为 (填标号)。
a. b. c.和 d.和
ii.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的 (填“>”“<”或“=”)。
(5)已知常温下和的溶解度分别为和。向饱和溶液中持续通入气体会产生晶体。实验小组进行相应探究:
实验 操作 现象
a 将匀速通入置于烧杯中的饱和溶液,持续,消耗 无明显现象
b 将饱和溶液注入充满的矿泉水瓶中,密闭,剧烈摇动矿泉水瓶,静置 矿泉水瓶变瘪,后开始有白色晶体析出
i.实验a无明显现象的原因是 。
ii.析出的白色晶体可能同时含有和。称取晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水和溶液,溶液增重,则白色晶体中的质量分数为 。
【答案】(1)烧杯、玻璃棒
(2)加快溶解、加快与反应
(3)工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高
(4) a >
(5) 在饱和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且两者发生反应的速率也较小,生成的的量较少,在该溶液中没有达到过饱和状态,故不能析出晶体
【分析】本题以和为反应物,在实验室制备纯碱。考查了配制饱和溶液的方法及所用的试剂;用代替和,使工艺变得简单易行,原料利用率较高,且环保、制备效率较高;滴定分析中利用了碳酸钠与盐酸反应分步进行,根据两个滴定终点所消耗的盐酸用量分析产品的成分;通过对比实验可以发现的充分溶解对的生成有利。
【详解】(1)步骤①中配制饱和食盐水,要在烧杯中放入一定量的食盐,然后向其中加入适量的水并用玻璃棒搅拌使其恰好溶解,因此需要使用的有烧杯和玻璃棒。
(2)固体的颗粒越小,其溶解速率越大,且其与其他物质反应的速率越大,因此,步骤②中需研细后加入,目的是加快溶解、加快与反应。
(3)和在水中可以发生反应生成,但是存在气体不能完全溶解、气体的利用率低且对环境会产生不好的影响,因此,在实验室使用代替和制备纯碱,其优点是工艺简单、绿色环保、制备产品的效率较高、原料利用率较高。
(4)i.根据图中的曲线变化可知,到达第一个滴定终点B时,发生的反应为,消耗盐酸;到达第二个滴定终点C时, 发生的反应为,又消耗盐酸,因为,说明产品中不含和,因此,所得产品的成分为,故选a。
ⅱ.到达第一个滴定终点前,某同学滴定速度过快,摇动锥形瓶不均匀,致使滴入盐酸局部过浓,其必然会使一部分与盐酸反应生成,从而使得偏大、偏小,因此,该同学所记录的>。
(5)i.实验a无明显现象的原因是:在饱和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且两者发生反应的速率也较小,生成的的量较少,在该溶液中没有达到过饱和状态,故不能析出晶体。
ii.析出的白色晶体可能同时含有和。称取晾干后的白色晶体,加热至恒重,将产生的气体依次通过足量的无水和溶液。受热分解生成的气体中有和,而分解产生的气体中只有,无水可以吸收分解产生的,溶液可以吸收分解产生的;溶液增重,则分解产生的的质量为,其物质的量为,由分解反应可知,的物质的量为,则白色晶体中的质量为,故其质量分数为。
3.(2024·重庆·高考真题)可用作锂电池和超级电容器的电极材料。制备的一种实验装置如图所示(加热及夹持装置略)。
(1)的制备
保护下,将溶有S的热二苯醚溶液注射到热油胺溶液中(S过量),继续加热回流,冷却至室温,离心分离,经洗涤得产品。
①仪器a的名称为 ;保护的目的是 。
②生成的化学方程式为 。
③为除去产品中残留的S,洗涤选用的试剂是 (填“”或“”)。
(2)的含量测定
产品先用王水溶解,再经系列处理后,在热盐酸条件下,以甲基橙为指示剂,用溶液将还原至,终点为无色:用冰水迅速冷却,再以二苯胺磺酸钠为指示剂,用标准溶液滴定至终点。已知甲基橙的还原反应:氧化态(红色)+ne-=还原态(无色)
①比易水解,且易被氧化。配制和保存溶液需加入的试剂是 。
②甲基橙指示终点的过程及作用原理是 。
③若称取的产品为,标准溶液浓度为,用量为,的摩尔质量为,则产品中质量分数为 (写最简表达式)。
④下列操作可能导致测定结果偏高的是 。
A.还原时溶液滴加过量
B.热的溶液在空气中缓慢冷却
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
【答案】(1) 三颈烧瓶 防止Fe2+被氧气氧化 FeS+SFeS2 CS2
(2) 浓盐酸、锡粒 当加入还原剂SnCl2后,甲基橙得电子,由氧化态变为还原态,颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色 % AC
【详解】(1)①仪器a的名称为三颈烧瓶;N2和FeS不反应,能防止Fe2+被氧气氧化,故答案为:三颈烧瓶;防止Fe2+被氧气氧化;
②反应物是S、FeS,反应条件是加热,生成物是FeS2,反应方程式为FeS+SFeS2;
③S难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,所以洗涤选用的试剂是CS2,故答案为:CS2;
(2)①SnCl2比FeCl3易水解,且易被氧化,配制和保存SnCl2溶液时需要抑制水解,SnCl2水解生成HCl,需要将SnCl2溶于浓盐酸中,以抑制其水解,再加水稀释到需要的浓度,同时向溶液中加入锡粒防止其被氧化,故答案为:浓盐酸、锡粒;
②甲基橙的还原反应:氧化态(红色)+ne-=还原态(无色),产品先用王水溶解,再经系列处理后,在热盐酸条件下,以甲基橙为指示剂,用SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+终点为无色,溶液呈酸性,则甲基橙显红色,则甲基橙为氧化态;加入SnCl2后,SnCl2溶液将Fe3+还原至Fe2+,溶液呈无色,则甲基橙变为还原态,故答案为:当加入还原剂SnCl2后,甲基橙得电子,由氧化态变为还原态,颜色由红色变为无色且半分钟内不恢复原来的颜色;
③Fe2+被K2Cr2O7氧化为Fe3+,被还原为Cr3+,关系式为6Fe2+~,n(FeS2)=n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=6×cmol/L×10-3VL=6×10-3cVmol,产品中FeS2质量分数为;
④A.还原Fe3+时SnCl2溶液滴加过量,消耗的V(K2Cr2O7)偏大,测定值偏高,故A正确;
B.热的Fe2+溶液在空气中缓慢冷却,导致部分Fe2+被氧化Fe3+,消耗的V(K2Cr2O7)偏小,测定值偏低,故B错误;
C.滴定开始时滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,消耗的V(K2Cr2O7)偏大,测定值偏高,故C正确;
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,消耗的V(K2Cr2O7)偏小,测定值偏低,故D错误;
故答案为:AC。
4.(2025·河北·高考真题)铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾同时回收利用钾资源,可实现绿色化学的目标。过程如下:
已知:铬铁矿主要成分是。
回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式: 。
(2)煅烧工序中反应生成的化学方程式: 。
(3)浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分:、 、 (填化学式)。
(4)酸化工序中需加压的原因: 。
(5)滤液Ⅱ的主要成分: (填化学式)。
(6)补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式 。
(7)滤渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名称)
【答案】(1)
(2)
(3) MgO
(4)增大CO2的溶解度,保证酸化反应充分进行
(5)
(6)
(7)煅烧
【分析】铬铁矿主要成分是,与过量KOH在空气中煅烧,生成、Fe2O3、MgO,;通入/CO2浸取,生成,、MgO不反应,故滤渣Ⅰ为:,、MgO,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出固体,滤液Ⅰ中含有;将中加水溶解,并通入过量CO2酸化,将转化为,同时副产物生成,将与分离,滤液Ⅱ的主要溶质为;做还原剂,将滤液Ⅰ中剩余的还原为,自身转化为进入滤渣Ⅱ,KOH进一步处理得,循环使用,据此分析;
【详解】(1)Cr为24号元素,基态铬原子的价层电子排布式:;
(2)煅烧工序中与过量KOH、空气中氧气反应生成、Fe2O3、,根据得失电子守恒,原子守恒,化学方程式:;
(3)根据分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分:、MgO;
(4)向中加水溶解,并通入过量CO2酸化,将转化为,加大压强,可以增大CO2的溶解度,使液体中CO2浓度增大,保证酸化反应充分进行;
(5)根据分析可知,滤液Ⅱ的主要溶质为;
(6)做还原剂,将滤液Ⅰ中剩余的还原为,自身转化为,铁元素由0价升高到+3价,Cr由+6价降低到+3价,根据得失电子守恒,原子守恒,化学方程式:;
(7)滤渣Ⅱ含有和可返回煅烧工序。
5.(2024·贵州·高考真题)煤气化渣属于大宗固废,主要成分为及少量MgO等。一种利用“酸浸—碱沉—充钠”工艺,制备钠基正极材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃时,;
②。
回答下列问题:
(1)“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)25℃时,“碱沉”控制溶液pH至3.0,此时溶液中 。
(3)“除杂”时需加入的试剂X是 。
(4)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”的作用是 ,水热合成的离子方程式为 。
(5)“煅烧”得到的物质也能合成钠基正极材料,其工艺如下:
①该工艺经碳热还原得到,“焙烧”生成的化学方程式为 。
②的晶胞结构示意图如甲所示。每个晶胞中含有的单元数有 个。
③若“焙烧”温度为时,生成纯相,则 ,其可能的结构示意图为 (选填“乙”或“丙”)。
【答案】(1)SiO2
(2)2.8×10-6
(3)NaOH溶液
(4) 提供Na+和反应所需要的碱性环境
(5) 3 0.25 乙
【分析】煤气化渣(主要成分为及少量MgO等)中加浓硫酸酸浸,SiO2不反应、也不溶解成为滤渣,及少量MgO转化为硫酸铁、硫酸铝和硫酸镁,往其中加氢氧化钠溶液进行碱浸,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀;过滤,滤液1中含硫酸铝和硫酸镁,加过量的氢氧化钠溶液使镁离子转化为氢氧化镁沉淀除去,过滤,滤液主要含和NaOH,往其中加氢氧化铝晶种,过滤得Al2O3 3H2O和NaOH溶液,焙烧Al2O3 3H2O得Al2O3;在煅烧氢氧化铁所获得的产物中加稀硫酸酸浸、足量的铁还原,然后加NH4H2PO4、稳定剂和滤液2水热合成得NaFePO4。
【详解】(1)煤气化渣(主要成分为及少量MgO等)中加浓硫酸酸浸,SiO2不反应、也不溶解成为滤渣,即“滤渣”的主要成分为SiO2;
(2)25℃时,“碱沉”控制溶液pH至3.0,即c(H+)=10-3mol/L,则c(OH-)=10-11mol/L,此时溶液中;
(3)“除杂”时需要沉淀镁离子、得,所以加入的试剂X是NaOH溶液;
(4)“水热合成”中,作为磷源,“滤液2”为NaOH溶液,其既可以提供合成所需要的Na+,又可以提供反应所需要的碱性环境,水热合成的离子方程式为;
(5)①该工艺经碳热还原得到,“焙烧”时、Na2CO3和O2反应生成,其化学方程式为;
②由的晶胞图如甲可知,每个晶胞中含有Fe:4×+2=3,Na:8×+2=3,O:8×+4=6,即每个晶胞中的单元数有3个;
③若“焙烧”温度为时,,生成纯相,则,解得0.25;丙图中Na:1+6×=1.75,,乙图中Na:2+2×=2.25,,则其可能的结构示意图为乙。
考点一 物质的用途
1.(2025·河北沧州·三模)化学科学与技术在宇宙探索、改进生活、改善环境与促进发展方面均发挥着关键性的作用。下列说法不正确的是
A.中国天眼用到的是新型无机非金属材料
B.医学上用液氮作制冷剂在冷冻麻醉条件下做手术是利用氮气沸点低的物理性质
C.电车出行促环保,电车中的锂离子电池属于一次电池
D.“凡白土曰垩土,为陶家精美启用”,其中“陶”是传统硅酸盐材料
C【详解】A.新型无机非金属材料包括高温结构陶瓷(如、等),A正确;
B.液氮作制冷剂利用液氮沸点低,汽化吸热,是物理性质,B正确;
C.锂离子电池可充电,属于二次电池,C错误;
D.“陶”为陶瓷,属于传统硅酸盐材料,D正确;
故选C。
2.(2025·河北衡水·三模)材料结构决定性质,性质决定用途,下列说法错误的是
A.聚乳酸含有酯基,可用于生产可降解塑料
B.二氧化硅是化学性质稳定的共价晶体,可用作光导纤维
C.聚四氟乙烯耐化学腐蚀,可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞
D.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,电阻率低,可用于动力电池
B【详解】A.聚乳酸含酯基,可发生水解等反应,能生产可降解塑料,A正确;
B.二氧化硅是共价晶体,化学性质稳定,但其用作光导纤维是由于对光有良好全反射等性能,与化学性质稳定无关,B错误;
C.聚四氟乙烯有“塑料王”之称,耐化学腐蚀,但它的摩擦系数小,可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞,C正确;
D.石墨烯是只有一个碳原子直径厚度的单层石墨,电阻率低,石墨烯是良好的导体,可用于动力电池,D正确;
故答案为:B。
3.(2025·贵州毕节·二模)劳动有利于“知行合一”。下列相关解释错误的是
A.将切好的茄子浸泡在凉水中:可防止茄子被氧气氧化变黑
B.工人对铁制品进行发蓝处理:在铁制品表面形成表面钝化膜
C.利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品:氢氟酸可与二氧化硅反应
D.将白糖熬制成焦糖汁:利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D【详解】A.将切好的茄子浸泡在凉水中,防止茄子与氧气接触而氧气氧化变黑,故A正确;
B.发蓝处理是一种化学表面处理技术,通过在高温碱性溶液中发生氧化反应,生成四氧化三铁等氧化物,这些氧化物形成的膜层结构致密,能够有效隔绝氧气和水分,从而防止铁制品进一步氧化和锈蚀 ,故B正确;
C.氢氟酸可腐蚀玻璃(二氧化硅)而制作艺术品,故C正确;
D.焦糖的主要成分仍是糖类,同时还含有一些醛类、酮类等物质,蔗糖在高温下增色并不是炭化,故D错误;
故答案为D。
4.(2025·天津·二模)下列物质性质与用途对应关系、错误的是
A.氧化铝熔点高,可以用来做耐火材料
B.硅的导电性介于导体和绝缘体之间,可用于制造光导纤维
C.氧化钙能与二氧化硫反应,可作为工业废气处理时的脱硫剂
D.饱和氯水既有酸性又有漂白性,加入适量小苏打,其漂白性增强
B【详解】A.氧化铝晶体内作用力为离子键,键能较大,熔点较高,所以氧化铝耐高温,可做耐火材料,A正确;
B.光导纤维的主要成分为二氧化硅,B错误:
C.碱性氧化物CaO能与酸性氧化物反应生成固态的盐,因而可作为工业废气处理时的脱硫剂,减少对大气的污染,C正确;
D.与水反应产生HCl、HClO,溶液中含有HCl使溶液显酸性,而HClO具有强氧化性,能够将有色物质氧化变为无色,因此饱和氯水既有酸性又有漂白性。氯气与水的反应是可逆反应,加入适量固体,反应消耗HCl,使化学平衡正向移动,导致溶液中增大,因而其漂白性增强,D正确;
故答案选B。
5.(2025·辽宁抚顺·二模)化学品在食品工业中有着重要的应用,下列说法错误的是
A.豆浆中加入熟石膏得到豆腐脑
B.铁粉可用作食品干燥剂
C.SO2能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用
D.苯甲酸及其钠盐可用作食品防腐剂
B【详解】A.豆浆是胶体,向豆浆中加入熟石膏会使胶体发生聚沉而得到豆腐脑,故A正确;
B.铁粉不能吸收水,所以不能用作食品干燥剂,故B错误;
C.二氧化硫具有还原性,向葡萄酒中添加适量的二氧化硫可以起到抗氧化的作用,从而防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保质作用,故C正确;
D.苯甲酸及其钠盐具有抑制微生物生长的作用,常用作食品防腐剂,故D正确;
故选B。
考点二 物质的制备
1.(2025·江苏·二模)第ⅢA族元素形成的化合物应用广泛。硼酸(H3BO3) 是一种一元弱酸。硼酸三甲酯与氯气反应可制取BCl3:,B(OCH3)3和BCl3均易水解,沸点分别为68℃和12.5℃。氮化镓是具有优异光电性能的第三代半导体材料,熔点约为1500℃,可通过Ga(CH3)3与 NH3高温反应制得。下列制取 BCl3 的部分实验装置能达到实验目的的是
A.用装置甲干燥Cl2 B.用装置乙制取BCl3
C.用装置丙收集BCl3 D.用装置丁吸收所有尾气
C【详解】A.饱和食盐水不能干燥气体,应该用浓硫酸干燥氯气,A错误;
B.根据题给信息可知,制取 BCl3 的时候,应该控制温度为65℃,B错误;
C.BCl3 的沸点为12.5℃,且密度大于空气,则应该用向上排空气的方法收集,且用冰水冷却,C正确;
D.尾气中的一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应,不能用氢氧化钠溶液吸收,D错误;
故选C。
2.(2025·山西晋中·二模)实验室制取的装置如图所示(制备时先通入调节溶液),下列说法错误的是
A.试剂a是饱和溶液
B.装置C可以换成敞口容器
C.调节的目的是防止生成铁的氢氧化物
D.溶液的浓度可用酸性标准溶液滴定
B【分析】碳酸钙固体与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,二氧化碳通过饱和NaHCO3溶液除去杂质氯化氢气体,在二氧化碳存在的条件下硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁。
【详解】A.试剂a的作用是除二氧化碳中的氯化氢,a是饱和溶液,故A正确;
B.Fe2+易被氧化,所以装置C不能换成敞口容器,故B错误;
C.碳酸钠溶液的碱性较强,调节的目的是降低氢氧根离子浓度,防止生成铁的氢氧化物,故C正确;
D.能还原酸性高锰酸钾,即两者发生氧化还原反应:,所以溶液的浓度可用酸性标准溶液滴定,故D正确;
选B。
3.(2025·江苏连云港·一模)实验室用SO2和MgO悬浊液制取MgSO3,下列实验原理与装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制取SO2 B.用装置乙收集SO2
C.用装置丙制取MgSO3 D.用装置丁吸收尾气SO2
D【详解】A.NaHSO3与70%硫酸反应可生成SO2,反应方程式为NaHSO3+H2SO4=NaHSO4+SO2↑+H2O,装置甲可制取SO2,A正确;
B.SO2密度比空气大,装置乙(向上排空气法 )可收集SO2,B正确;
C.SO2与MgO悬浊液反应可生成MgSO3,装置丙可制取,C正确;
D.NaHSO3溶液与SO2不反应,不能吸收尾气,应选NaOH溶液等,D错误;
故选D。
4.(2025·福建龙岩·二模)利用市售的氯化锌制备无水氯化锌的实验装置如图。已知无水氯化锌遇水易水解。
下列说法错误的是
A.盛装浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗
B.盐酸的沸点比硫酸的低
C.为提高除水速率,应加快HCl和的气体流速
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温,实验结束时先撤去管式炉Ⅰ、再撤去管式炉Ⅱ
D【分析】浓硫酸与固体NaCl加热得到HCl,经过浓硫酸干燥,通入管式炉,在管式炉中HCl气流作用下加热市售氯化锌得的无水氯化锌。
【详解】A.恒压分液漏斗可以保证内部压强不变,保持恒压分液漏斗与三颈瓶内压强相等,使浓硫酸顺利滴下,盛装浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗,A正确;
B.盐酸易挥发,硫酸是高沸点酸,B正确;
C.应加快HCl和的气体流速,可以快速带走水蒸气,C正确;
D.氯化锌升华进入管式炉II,凝华得到高纯度无水氯化锌,所以实验时应先撤去管式炉Ⅱ的加热,再撤去管式炉Ⅰ,D错误;
答案选D。
5.(2025·江西九江·三模)工业上可用[Fe(NO)(H2O)5]SO4制备人造丝漂白剂、丙烯和二甲醚的安定剂等,用NO气体和FeSO4溶液制备[Fe(NO)(H2O)5]SO4的装置如图所示(加热及夹持装置略)。下列说法不正确的是
A.可用K3[Fe(CN)6]溶液来检验FeSO4溶液是否变质
B.实验开始前需先通入一段时间的N2
C.长颈漏斗的作用为平衡气压,防止堵塞
D.圆底烧瓶中生成NO和,该反应的离子方程式为
A【分析】稀硫酸与NaNO2反应生成硝酸钠、NO和水,NO进入三颈烧瓶中与硫酸亚铁反应生成[Fe(NO)(H2O)5]SO4,尾气有毒,使用含氧化剂的碱性溶液吸收多余的NO;
【详解】A.亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀,其是检验亚铁离子的,而非检验铁离子,A错误;
B.实验开始前鼓入N2,可以除去装置内的空气,防止生成的NO被氧气氧化,同时也能防止Fe2+被氧气氧化,B正确;
C.长颈漏斗和大气相通,作用为平衡气压,防止堵塞,C正确;
D.圆底烧瓶中生成NO和,则酸性条件下,亚硝酸根离子发生歧化反应生成NO和硝酸根离子,结合电子守恒,反应的离子方程式为,D正确;
故选A。
考点三 物质的性质
1.(2025·湖北黄冈·模拟预测)关于CO2和SO2的下列说法中,正确的是
A.由推知,可发生反应:
B.澄清石灰水和酸性KMnO4溶液均可以区分CO2和SO2
C.可用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2
D.分子的球棍模型:
A【详解】A.由可知碳酸的酸性比亚硫酸氢根强,因此亚硫酸根离子可以与碳酸发生反应生成碳酸氢根离子和亚硫酸氢根离子,A正确;
B.澄清石灰水与二氧化碳和二氧化硫反应均生成白色沉淀,无法区分,酸性高锰酸钾溶液能被二氧化硫还原而褪色,而二氧化碳不能和酸性高锰酸钾溶液反应,因此可以区分两者,B错误;
C.Na2CO3与CO2和SO2都反应生,不可用饱和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2,C错误;
D.CO2空间构型为直线型,D错误;
故选A。
2.(2025·湖北武汉·二模)实验小组设计下图所示装置,验证SO2性质,下列说法正确的是
A.实验室用98%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制备SO2
B.一段时间后试管内有白色沉淀,说明SO2与BaCl2反应生成BaSO3
C.试管中的红色花瓣褪色,滴有酚酞的NaOH溶液红色变浅,均说明SO2具有漂白性
D.试管内Br2的CCl4溶液褪色,说明SO2具有还原性
D【分析】硫酸和Na2SO3发生复分解反应产生SO2,SO2与溴、水在BaCl2溶液和溴的四氯化碳分界处发生氧化还原反应生成硫酸、HBr,一段时间后溴的四氯化碳溶液褪色,证明SO2有还原性,H2SO4与BaCl2产生BaSO4沉淀,湿润的SO2使红色花瓣褪色,说明SO2有漂白性,SO2与NaOH溶液反应消耗NaOH,滴有酚酞的NaOH溶液褪色。
【详解】A.实验室一般用70%的浓硫酸和亚硫酸钠固体制备SO2,硫酸浓度过大,H+浓度小,反应速率慢,A错误;
B.由分析可知沉淀为BaSO4,B错误;
C.由分析可知,SO2使红色花瓣褪色,说明SO2有漂白性,SO2与NaOH溶液反应消耗NaOH,滴有酚酞的NaOH溶液褪色,C错误;
D.SO2与Br2反应,2H2O+SO2+Br2=H2SO4+2HBr,证明SO2有还原性,D正确;
故选D。
3.(2025·山西晋中·二模)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,再加足量盐酸,白色沉淀不消失 原溶液中一定含有
B 向浓硝酸中加入红热的碳,产生红棕色气体 碳能还原浓硝酸生成
C 向、的混合稀溶液中滴入少量稀溶液,有黄色沉淀生成
D 向某黄色溶液中加入淀粉溶液,溶液呈蓝色 不能说明溶液中是否含
D【详解】A.若原溶液中存在,加入溶液,产生白色沉淀,再加足量盐酸,转化为白色沉淀,白色沉淀不消失,所以原溶液中不一定含有,A错误;
B.C与浓硝酸反应可生成二氧化氮,浓硝酸受热分解也能生成二氧化氮,结论不合理,B错误;
C.氯离子和碘离子的浓度大小未知,若碘离子浓度远远大于氯离子浓度,溶液中会有AgI黄色沉淀生成,所以不能以此确定溶度积大小,C错误;
D.溶液呈蓝色,说明溶液中有物质和发生了氧化还原反应生成碘单质,淀粉遇碘变蓝,该物质不一定是,也可能是,D正确;
故选D。
4.(2025·陕西宝鸡·二模)下列实验设计、现象、实验结论均正确的是
选项 实验设计 现象 实验结论
A 向含有Na2S与ZnS的悬浊液中加入CuSO4溶液 产生黑色沉淀 Ksp(CuS)B 向鸡蛋清溶液中滴入几滴硫酸铜溶液 产生白色沉淀,加水后沉淀不溶解 蛋白质发生了变性
C 用玻璃棒蘸取次氯酸钠溶液点在pH试纸上 试纸变白 次氯酸钠溶液呈中性
D 在烧瓶中加入木炭颗粒与浓硝酸,然后加热 烧瓶中有红棕色气体产生 木炭具有还原性,能还原HNO3
B【详解】A.向含有硫化锌和硫化钠的白色悬浊液中加入硫酸铜溶液,悬浊液中的硫化钠能与硫酸铜溶液反应生成黑色硫化铜沉淀,加入硫酸铜溶液时可能只存在沉淀的生成过程,不存在沉淀的转化过程,所以无法比较硫化铜和硫化锌的溶度积大小,故A错误;
B.向鸡蛋清溶液中滴入几滴硫酸铜溶液,产生白色沉淀,加水后沉淀不溶解说明蛋白质发生了变性,故B正确;
C.次氯酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,能使试纸变白,是因为次氯酸钠溶液具有漂白性,故C错误;
D.浓硝酸遇热易分解生成红棕色的二氧化氮、氧气和水,则将炽热的木炭与浓硝酸混合,产生红棕色气体不能说明浓硝酸被木炭还原成二氧化氮,故D错误;
故选B。
5.(2025·山东·二模)某学习小组对通入溶液出现白色沉淀的原因进行了探究,实验如下:
实验装置
实验①:烧杯中加入煮沸的溶液,再加入适量食用油,冷却至室温。 实验②:烧杯中加入未煮沸的溶液。
实验现象 烧杯 出现白色沉淀 出现白色沉淀
传感器
下列说法错误的是
A.制备体现硫酸的酸性
B.实验①中的食用油可用苯代替
C.实验①中,左右突然下降的主要原因为二氧化硫溶解
D.实验②中,溶解的氧化降低了体系,促使进一步氧化
C【分析】将70%H2SO4滴入Na2SO3中,发生反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,生成的SO2经过缓冲瓶进入右侧的烧杯中与待测溶液混合,烧杯中的食用油可以隔绝空气,pH传感器可以实时获取溶液的pH数据通过控制变量法来探究与溶液的反应;A烧杯中加入煮沸的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀说明二氧化硫通入水中可生成亚硫酸,硝酸根离子(酸性环境)具有氧化性,能将二氧化硫氧化为硫酸根离子,硫酸根离子与Ba2+形成硫酸钡沉淀,离子方程式为,B烧杯中加入未煮沸的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,结合pH的变化,其原因是SO2被氧气、硝酸根氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀,同时氧气氧化为主,据此分析;
【详解】A.制备发生反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,反应原理是强酸制弱酸,体现硫酸的酸性,A正确;
B.食用油密度比水小,在上层,可以隔绝氧气,防止氧气干扰试验,苯的密度也比水小,也能达到此目的,B正确;
C.SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸电离产生氢离子,若是二氧化硫溶解导致pH下降,其不会出现突变;出现突变的原因是,当亚硫酸电离产生氢离子浓度足够大时,氧化性增强,发生反应,使得溶液pH突然下降,C错误;
D.结合实验①和②的pH-t图像,有O2参加的反应中pH变化比无氧参加的大,且用时短,说明溶解的氧化降低了体系,氧化性增强,进一步氧化SO2,D正确;
故选C。
考点四 物质的转化
1.(2025·云南大理·二模)在给定条件下,下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是
A.HCl制备:
B.工业制镁:
C.制纯碱:
D.漂白粉制备:
A【详解】A.电解NaCl溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑,氢气和氯气点燃发生反应H2+Cl22HCl,该转化均可实现,A符合题意;
B.工业上从海水中提取镁,是向海水中加入石灰乳Ca(OH)2得到Mg(OH)2沉淀,而不是NaOH;并且Mg(OH)2受热分解生成MgO,MgO熔点很高,工业上是电解熔融MgCl2制取Mg,而不是电解MgO,B不合题意;
C.向NaCl溶液中通入CO2,不符合强酸制弱酸的原理,不会发生反应生成NaHCO3,工业上是向饱和NaCl溶液中先通入NH3,再通入CO2制取NaHCO3,C不合题意;
D.实验室用浓盐酸和MnO2在加热条件下制取Cl2,化学方程式为MnO2+ 4HCl(浓) MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O,常温下不反应,D不合题意;
故答案为:A。
2.(2025·陕西商洛·二模)甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质,其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体,甲和丁为原子总数不大于4的分子,乙为单质。它们之间的转化关系如图。下列说法正确的是
A.甲易溶于水,溶液显碱性 B.丙与乙反应时无明显现象
C.气体戊可通过排水法收集 D.戊与丁生成己的反应为化合反应
A【分析】甲、乙、丙、丁、戊、己为短周期元素组成的常见物质,其中甲、乙、丙、戊在常温下均为气体,甲和丁为原子总数不大于4的10e-分子,乙为单质,结合转化关系分析可知,甲为NH3,乙为O2,丁为H2O,丙为NO,戊为NO2,己为HNO3,据此分析判断。
【详解】A.甲为NH3易溶于水,形成的一水合氨溶液显碱性,故A正确;
B.丙与乙反应时生成红棕色气体二氧化氮,有明显现象,故B错误;
C.气体戊为NO2,二氧化氮和水反应,不能通过排水法收集,故C错误;
D.戊与丁生成己的反应为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,不是化合反应,故D错误;
故选:A。
3.(2025·广东深圳·一模)部分含Na或Cu物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断不合理的是
A.存在a→e→g→f→b的转化
B.a与单质硫混合加热,生成物一定是d
C.b→c→d转化的每步反应一定是非氧化还原反应
D.g的氯化物溶液蒸干并灼烧可得固体e
C【分析】由题给信息可知,a为Na单质或Cu单质,b为+1价氧化物,即b是Na2O或Cu2O,e为+2价氧化物,e为CuO;c为+1价碱,即c是NaOH;f为+2价的碱,则f是Cu(OH)2。d为+1价的盐,d可能是钠盐,g为+2价的盐,g是铜盐。据此分析。
【详解】A.Cu与O2反应生成CuO,CuO与酸反应,可生成+2价的铜盐;铜盐与可溶性碱反应,生成Cu(OH)2,新制Cu(OH)2与乙醛反应生成Cu2O,可以实现a→e→g→f→b的转化,A项正确;
B.Na与S反应生成Na2S,Cu与S反应生成Cu2S,都是+1价的盐,B项正确;
C.Na2O与H2O反应生成NaOH和O2,该反应为氧化还原反应,NaOH和酸反应生成钠盐属于非氧化还原反应,故b→c→d转化的每步反应一定是非氧化还原反应的说法错误,C项错误;
D.g为+2价铜盐,可以是CuCl2,CuCl2水解得到Cu(OH)2和HCl,HCl挥发,得到Cu(OH)2,Cu(OH)2加热分解得到CuO,说明g的氯化物溶液蒸干并灼烧的确可得固体e,D项正确;
答案选C。
4.(2025·北京朝阳·二模)催化与反应的物质转化关系如下。下列对该过程的分析不正确的是
A.a、c分别是、
B.改变了与的反应历程
C.NO既体现了还原性,又体现了氧化性
D.与分子中硫原子杂化轨道类型相同
C【分析】根据反应过程分析,SO2与O2反应生成SO3,NO参与催化过程,a参与反应生成NO2(b),所以a是O2,SO2与NO2反应生成SO3和NO, 所以d是SO2,c是SO3。
【详解】A.根据分析可知,A正确;
B.根据催化剂的作用原理,NO作为催化剂, 改变了反应的途径,降低了反应的活化能,从而改变了SO2与O2的反应历程,B正确;
C.根据氧化还原反应原理,NO与O2反应时NO被氧化,体现还原性,NO2与SO2反应生成NO,并未体现NO的氧化性,C错误;
D.根据杂化轨道理论,SO2中S原子价层电子对数是:,是杂化;SO3中S原子价层电子对数是:,也是杂化,D正确;
故选C。
5.(2025·江苏常州·二模)CuCl难溶于水和乙醇,在潮湿空气中易被氧化。以碱性蚀刻废液中的为原料制备CuCl的部分流程如下。下列说法正确的是
A.溶于水所得溶液中
B.“酸溶”时不用稀硝酸的主要原因是硝酸易挥发
C.“还原”后溶液的pH增大
D.“洗涤”时先用水再用乙醇会降低产品的纯度
D【分析】由题给流程可知,二氯化四氨合铜经多步转化得到氧化铜,向氧化铜中加入稍过量的稀硫酸酸溶,将氧化铜转化为硫酸铜,向反应得到的硫酸铜溶液加入氯化钠和亚硫酸钠固体,将硫酸铜转化为氯化亚铜沉淀,反应的离子方程式为2Cu2++SO+2Cl—+H2O=2CuCl↓+SO+2H+,过滤、用乙醇洗涤得到氯化亚铜。
【详解】A.配合物中四氨合铜离子为内界、氯离子为外界,配合物在溶液中电离出四氨合铜离子和氯离子,不能电离出氨分子,故A错误;
B.“酸溶”时不用稀硝酸的主要原因是稀硝酸具有强氧化性,会将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,导致亚硫酸根离子无法将溶液中的铜离子还原为氯化亚铜沉淀,故B错误;
C.由分析可知,“还原”发生的反应为2Cu2++SO+2Cl—+H2O=2CuCl↓+SO+2H+,反应生成的氢离子会使溶液pH减小,故C错误;
D.由题意可知,氯化亚铜在潮湿空气中易被氧化,所以“洗涤”时先用水再用乙醇会使氯化亚铜被氧化,降低产品的纯度,故D正确;
故选D。
考点五 物质的综合应用
1.(2025·山东滨州·二模)过硫酸铵[]在工业上有广泛用途,某兴趣小组根据反应制备粗品。回答下列问题:
(1)中硫元素的化合价为 。
(2)制备时,从下列装置中根据需要选择组装。仪器的连接顺序为c→ →尾气处理,D装置的作用为 ,仪器M的名称为 。
(3)充分反应后,将A中的混合液经一系列操作得到晶体。烘干晶体时,采用减压、低温的原因是 。
(4)采用碘量法测定粗品的纯度。
称取1.500 g制得的粗品,配成100.00 mL溶液。移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加入过量KI溶液,用标准浓度的溶液滴定(发生反应:),当溶液颜色变浅时加入几滴淀粉溶液,滴定至终点。重复上述滴定操作三次,平均消耗的溶液12.50 mL。
①滴定终点的现象为 。
②粗品的纯度为 %。若开始滴定前加入淀粉溶液,则所测的纯度 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)+6
(2) g→f→b→a 防止装置A中液体倒吸入装置B中 恒压滴液漏斗
(3)降低烘干温度,防止分解
(4) 当滴入最后半滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟不恢复原色 76 偏低
【分析】装置B用于制取氨气,制取氨气的原料为氢氧化钙固体和氯化铵固体,A装置为过二硫酸铵的生成装置,考虑氨气极易溶于水,需要在A、B之间放置安全瓶D以防止倒吸,最后用盛放碱石灰的干燥管C进行尾气处理,以此解答。
【详解】(1)
过硫酸铵的结构简式为,其中过氧键(-O-O-)中O原子化合价为-1价,其它O原子化合价为-2价,铵根离子中N为-3价,H为+1价,根据化合价代数和为零可知硫元素的化合价为+6;
(2)由分析可知,制备氨气后无需干燥,但需要防止倒吸,所以仪器的连接顺序为c→g→f→b→a→尾气处理;氨气极易溶于水,A、B之间放置安全瓶D以防止倒吸,则D装置的作用为防止装置A中液体倒吸入装置B中;由仪器构造可知,仪器M的名称为恒压滴液漏斗;
(3)受热会分解,则烘干产品时,采用减压、低温的原因是:降低烘干温度,防止受热分解;
(4)①移取25.00 mL(NH4)2S2O8溶液于锥形瓶中,加入过量KI溶液,两者反应生成I2,再用标准浓度的溶液滴定生成的I2,当溶液颜色变浅时加入几滴淀粉溶液,此时溶液呈蓝色,用溶液滴定时发生反应:,溶液的蓝色逐渐变浅,最终褪色,则滴定终点的现象为:当滴入最后半滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟不恢复原色;
②移取25.00 mL(NH4)2S2O8溶液于锥形瓶中,加入过量KI溶液,两者反应生成I2,再用标准浓度的溶液滴定生成的I2,根据得失电子守恒可得关系式:~I2~,平均消耗的溶液12.50 mL,则粗品的纯度为=76%。若开始滴定前加入淀粉溶液,会导致淀粉与I2结合生成性质稳定的蓝色络合物,这种络合物不易与反应,导致消耗标准溶液的体积偏小,则所测的纯度偏低。
2.(2025·广东汕头·三模)性质活泼,可以和许多物质发生反应。
Ⅰ.实验室用和反应制备(黄绿色粉末,易与水反应产生)。
已知:(反应剧烈,温度高时会产生副产物)
(1)上述装置正确的连接顺序是: 。
A→___________→___________→___________→B→C(必要时可重复使用)
(2)装置A中装溶液的仪器名称为 。饱和溶液的作用 。
Ⅱ.常温下和水反应缓慢,反应时,条表面缓慢产生少量气泡,数分钟后反应停止,未收集到气体,镁条表面失去光泽。
查阅资料:与水反应时,表面覆盖了致密的导致反应缓慢;和可以加快Mg与水反应。
同学们为了验证和对与水反应的促进作用,用与水反应后的条与4种盐溶液进行对比实验,结果如下。
实验序号 a b c d
盐溶液(均为) NaCl
溶液起始 5.1 8.3 7.0 7.8
30min时产生气体体积/mL 1.5 0.7 <0.1 1.4
气体的主要成分
30min时镁条表面情况 大量固体附着(固体可溶于盐酸)
(3)根据的沉淀溶解平衡可解释和的作用。在水中存在的沉淀溶解平衡可用离子方程式表示为 。
(4)经检验,a中还生成少量其他气体,可进一步证明促进与水反应,检验该气体的方法是 。
(5)上表中能够说明对与水反应起促进作用的证据是 。
(6)b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁[用表示],写出生成该固体的离子方程式 。
(7)综合实验a-d可以得到的结论是:和都能与作用加快与水反应, ; (补充两点)。
【答案】(1)DEC
(2) 分液漏斗 除去氧气
(3)
(4)用湿润的红色石蕊试纸接触气体,试纸变蓝则有产生
(5)时实验产生的气体体积远大于实验
(6)
(7) 同浓度时,的作用大于 和共同存在时促进作用并未叠加
【分析】由实验装置图可知,装置A中亚硝酸钠饱和溶液与硫酸铵饱和溶液共热反应制备氮气,装置D为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置E中盛有的硫酸亚铁饱和溶液用于吸收氧气,防止氧气干扰实验,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氮气,装置B中氮气与镁共热反应制备氮化镁,装置C中盛有的浓硫酸吸收水蒸气,防止水蒸气进入装置B中导致氮化镁水解,则装置的连接顺序为A→D→E→C→B→C。
【详解】(1)由分析可知,装置的连接顺序为A→D→E→C→B→C,故答案为:DEC;
(2)由实验装置图可知,装置A中装亚硝酸钠溶液的仪器为分液漏斗;由分析可知,装置E中盛有的硫酸亚铁饱和溶液用于吸收氧气,防止氧气干扰实验,故答案为:分液漏斗;除去氧气;
(3)氢氧化镁难溶于水,在溶液中存在如下溶解平衡:,故答案为:;
(4)氯化铵在溶液中水解生成一水合氨和盐酸,水解生成的盐酸与镁反应生成氯化镁和氢气,盐酸浓度减小,导致水解平衡右移,反应生成的一水合氨浓度过大会发生分解生成氨气,反应生成的氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则检验氨气的方法为用湿润的红色石蕊试纸接触气体,试纸变蓝则有氨气产生,故答案为:用湿润的红色石蕊试纸接触气体,试纸变蓝则有产生;
(5)由表格数据可知,实验b用到的盐溶液为碳酸氢钠溶液,实验c中用的盐溶液为氯化钠溶液,两溶液中阳离子相同,30分钟内,实验b产生的气体体积远大于实验c,说明碳酸氢根离子对镁与水反应起促进作用,故答案为:30min时实验b产生的气体体积远大于实验c;
(6)b、d所得固体中还检验出碱式碳酸镁是因为溶液中的碳酸氢根离子与氢氧化镁反应生成碱式碳酸镁、碳酸根离子和水所致,反应的离子方程式为,故答案为:;
(7)综合实验a-d可以得到的结论是溶液中铵根离子、碳酸氢根离子都能与氢氧化镁反应使氯化铵的水解平衡右移,增大溶液中的氢离子浓度,加快镁与水反应;实验a、实验b与实验c对比得到的结论是溶液中同浓度的铵根离子作用大于碳酸氢根离子;实验a和实验d对比得到的结论是铵根离子和碳酸氢根离子同时存在时促进作用并未叠加,故答案为:同浓度时,的作用大于;和共同存在时促进作用并未叠加。
3.(2025·湖南·三模)二氯化二硫()是一种黄色至略微红的液体,有剧毒。向熔融的硫中通入限量的氯气即可生成,进一步氯化则会得到。
已知:Ⅰ.、、S的部分性质如下:
物质 水溶性 密度/() 熔点/℃ 沸点/℃
遇水即水解生成HCl、、S 1.687 -80 135.6
遇水即水解生成HCl、、S 1.621 -78 59℃时分解
S —— —— 112.8 444.6
Ⅱ.、,为砖红色沉淀。
下列是某兴趣小组制备并分析其纯度的实验,回答下列问题:
(1)所有原子满足最外层8电子稳定结构,其电子式为 。
(2)写出溶于水发生反应的化学方程式: 。
(3)兴趣小组利用如下装置制备。
①A、B、C装置中均用到的玻璃容器的名称是 。
②C装置中发生反应的离子方程式为 。
③装置的正确连接顺序是e→j→k→h→i→ →f(按气流流出方向)。
④D装置中碱石灰的作用是 。
(4)(所含杂质为)纯度的测定:准确称取1.35g所得产品溶于水,加入溶液调节pH至9.0左右,过滤后将滤液配成250.00mL溶液,用移液管量取25.00mL溶液放入锥形瓶中,加入几滴溶液,用0.10的溶液滴定,平行滴定三次,平均消耗溶液的体积为20.40mL。
①加入溶液调节pH至9.0左右的目的是 。
②滴定终点的判断依据是 。
③的纯度为 (保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
(3) 圆底烧瓶 c→d→a→b 除去过量的氯气,防止环境污染;防止空气中的水蒸气进入装置A与反应
(4) 防止pH过低,会转化为;防止pH过高,会与滴入的反应生成AgOH,均会干扰滴定 当滴入最后半滴溶液时,白色沉淀中出现砖红色,且半分钟内砖红色未消失 93.6%
【分析】本题为实验探究题,装置C利用高锰酸钾固体与浓盐酸制备氯气,同时生成氯化锰、氯化钾与水,先F中饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体,再E用浓硫酸干燥氯气,氯气与硫单质在B的反应,A冷凝收集产物,D中碱石灰吸收空气中水蒸气,防止进入A中导致S2Cl2水解,同时吸收未反应的氯气,防止污染空气,(4)(所含杂质为)纯度的测定。该题是应用沉淀滴定法进行测定,使用该方法时,首先将和中的Cl元素转化为,以为指示剂,用标准的溶液进行滴定的过程。在实验过程中,同时要保证溶液的pH,当溶液酸性较强时,会转化为,使指示剂失效,当溶液碱性较强时,会产生AgOH干扰滴定结果,据此分析解题。
【详解】(1)所有原子符合最外层8电子稳定结构,根据S和Cl原子结构可知,S要形成2个共价键,Cl只需形成1个共价键,故其电子式为,故答案为:;
(2)根据题干中信息,溶于水生成HCl、、S,则其发生反应的化学方程式为,故答案为:;
(3)①A、B、C装置中均用到的玻璃容器是圆底烧瓶,故答案为:圆底烧瓶;
②C装置是与浓盐酸反应制的装置,发生反应的离子方程式为,故答案为:;
③根据题意,制备实验的顺序是:制备→除HCl→干燥→制→收集→防水→尾气处理,故装置连接顺序是e→j→k→h→i→c→d→a→b→f(→g)(按气流流出方向),故答案为:c→d→a→b;
④该实验中碱石灰既要除去氯气,防止环境污染,也要防止空气中的水蒸气进入收集装置,使之与反应,故其作用是除去过量的氯气,防止环境污染;防止空气中的水蒸气进入装置A与反应,故答案为:除去过量的氯气,防止环境污染,防止空气中的水蒸气进入装置A与反应;
(4)①加入溶液调节pH至9.0左右的作用是若pH过低,会转化为,pH过高,会与滴入的反应生成AgOH,均会干扰滴定,故答案为:防止pH过低,会转化为,防止pH过高,会与滴入的反应生成AgOH,均会干扰滴定;
②实验中,当达到滴定终点后,再滴入溶液,即生成砖红色的沉淀,故滴定终点的判断依据是当滴入最后半滴溶液时,产生砖红色沉淀,且半分钟内砖红色未消失,故答案为:当滴入最后半滴溶液时,白色沉淀中出现砖红色,且半分钟内砖红色未消失;
③及均会与水反应产生,故该题计算时可利用Cl原子守恒进行计算。设原1.35g产品中为xmol,为ymol,结合题意可得:135x+103y=1.35,,解得x=0.00936mol,最终得到其纯度约为×100%=93.6%,故答案为:93.6%。
4.(2025·湖北武汉·二模)利用镁泥(主要成分为、和等)为主要原料制取碳酸镁的工业流程如下:
(1)酸溶。某工厂用1.78吨发烟硫酸(化学式:)配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为 吨。
(2)除铁。已知滤渣2的成分与温度、的关系如图所示。
①若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠(上图中阴影部分),写出“除铁”过程总反应的离子方程式: 。
②工业生产不选择以形式除铁的可能原因: (写出两点)。
(3)沉淀。写出“沉淀”过程的离子方程式: 。
(4)控制“沉淀”温度50℃,可制得碱式碳酸镁,碱式碳酸镁常用作塑料阻燃剂。现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,放出(标准状况),计算该碱式碳酸镁样品中的= 。
(5)某钙镁矿的晶胞结构如图所示。若将全部换为,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为 。
【答案】(1)2.14
(2) 浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢
(3)
(4)
(5)4
【分析】由制备流程可知,镁泥的主要成分为MgCO3、和SiO2,加硫酸时SiO2不溶解,过滤得到滤渣1为二氧化硅,NaClO具有氧化性,能将Fe2+氧化为Fe3+,调节pH生成沉淀除去,滤液通入二氧化碳、加入氢氧化钠溶液反应后得到沉淀,经过滤得到碳酸镁。
【详解】(1)1.78吨发烟硫酸(化学式:)的物质的量为,配制过程中,生成硫酸为,配制质量分数为溶液,配制时需要水的质量为。
(2)①“除铁”时,若控制温度80℃、,可得到黄铁矾钠沉淀,则总反应的离子方程式:。
②由图可知,pH在4附近温度略低于40°C时产生的氢氧化铁最多,温度继续升高时铁转化为其它含铁的不溶性物质,结合分析可知,铁工业生产不选择以形式除铁的可能原因:浓度小,的氧化性弱;温度低,反应速率慢。
(3)①结合分析可知,“沉淀”过程的离子方程式:。
(4)现称取一定质量碱式碳酸镁样品经高温完全分解后得固体,根据镁元素守恒,镁离子为,放出(标准状况),其物质的量为,则碳酸根为0.15mol,则根据电荷守恒可知氢氧根的物质的量为0.1mol,则碱式碳酸镁样品中的=3:2。
(5)某钙镁矿的晶胞中若将全部换为,若Ca换为Mg,则该图变为两个立方晶胞,则Mg位于晶胞的8个顶点和6个面心,所得晶体中每个晶胞含有的原子数为。
5.(2025·辽宁抚顺·三模)某钨锰矿渣(主要成分为、MnO、、及铁的氧化物)综合利用的流程如图:
已知:①P204的萃取机理:。
②当溶液中离子浓度小于或等于mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
③常温下,一些常见物质的溶度积常数如下表:
物质
④、。
回答下列问题:
(1)“沉淀1”的主要成分是 (填化学式)。
(2)使“有机相2”中的P204萃取剂再生,需选择的试剂为 (填名称)。
(3)“沉钪”工序中发生沉钪反应的化学方程式为 。
(4)“氧化”工序中加入活性,其优点是 ;该工序中发生反应的离子方程式为 。
(5)若“除杂”时溶液中的浓度为0.01mol·L-1.则加入NaOH控制pH的范围是 ~ (溶液体积变化忽略不计,保留3位有效数字);出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是 。
【答案】(1)、
(2)盐酸
(3)
(4) 提高了的产量且不引入新的金属离子
(5) 2.82 8.60 促进胶体聚沉
【分析】首先用盐酸对原料进行酸浸,其中WO3、SiO2和盐酸不反应,成为沉淀1的主要成分,同时滤液1中含有二价锰离子、三价钪离子,同时可能含有二价和三价铁离子,滤液用P2O4萃取分液,有机相加入氢氧化钠沉钪得到沉淀3,加热得到,水相加入二氧化锰氧化亚铁离子为铁离子,加入氢氧化钠将铁离子转化为氢氧化铁沉淀得到沉淀4,,过滤滤液加入碳酸氢铵得到碳酸锰沉淀;沉淀1加入氢氧化钠碱浸、过滤,滤液加入盐酸得到钨酸沉淀2,过滤分离出钨酸沉淀加入氨水溶解得到钨酸铵;
【详解】(1)由分析,“沉淀1”的主要成分是SiO2、WO3;
(2)P204的萃取机理:,则使“有机相2”中的P204萃取剂再生,可以加入盐酸,氢离子浓度增大,使得平衡逆向移动,使得P204萃取剂再生,故需选择的试剂为盐酸;
(3)“沉钪”工序中反应为有机相中和氢氧化钠反应生成氢氧化钪沉淀、RNa,反应为:;
(4)二氧化锰具有氧化性,能氧化亚铁离子为铁离子:,便于后续铁离子去除,且“氧化”工序中加入活性,反应生成锰离子,提高了的产量且不引入新的杂质金属离子;
(5)常温下,由已知表格数据可知,当铁离子完全沉淀时,,pOH=11.18,pH=2.82;该过程中锰离子不能沉淀,且溶液中的浓度为0.01mol·L-1,则,pOH=5.40,pH=8.60,故控制pH的范围是2.82~8.60;加热可以促进胶体聚沉,则出现沉淀后要加热煮沸一段时间的目的是促进胶体聚沉。
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