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物质的分类、转化与化学计量(B卷)　
(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.《天工开物》中蕴含着丰富的化学史料,以下为其中记载海盐性质及制盐过程的片段:“凡盐见水即化,见(湿)风即卤,见火(冷却后)愈坚。”“凡煎卤未即凝结,将皂角椎碎,和粟米糠二味,卤沸之时投入其中搅和,盐即顷刻结成。”据上述记载,推断下列说法正确的是 (　　)
A.“见(湿)风即卤”是说海盐易风化
B.“见水”“见火”时,海盐中的氯化钠均发生了化学变化
C.“煎卤”的操作类似于蒸发浓缩
D.“皂角结盐”的原理是发生了胶体聚沉
2.设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (　　)
A.10 g O与O的混合物中所含中子数目为5NA
B.物质的量相同的CH4和P4的共价键数之比为1∶1
C.标准状况下,1 mol H2和1 mol F2混合后,所含气体的体积约为44.8 L
D.常温常压下,0.5 mol Fe和足量浓硝酸混合,转移电子数为1.5NA
3.劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 (　　)
选项 劳动项目 化学知识
A. 帮厨活动:帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性
B. 环保行动:宣传使用聚乳酸制造的包装材料 聚乳酸在自然界可生物降解
C. 家务劳动:擦干已洗净的铁锅,以防生锈 铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4
D. 学农活动:利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气 沼气中含有的CH4可作燃料
4.下列物质的应用不涉及氧化还原反应的是 (　　)
A.NH4Cl和ZnCl2混合液可用于除铁锈
B.FeCl3溶液可用于制作铜印刷电路板
C.K2FeO4可用于天然水的杀菌消毒和净化
D.Na2O2可用于呼吸面具和潜水艇中的供氧剂
5.某溶液中含有五种离子,且阳离子浓度均为0.5 mol·L-1,阴离子浓度均为1 mol·L-1,有关该溶液的离子组合正确的是 (　　)
A.Al3+、Fe3+、Cl-、N、I-
B.Na+、K+、Cl-、S、OH-
C.Na+、Mg2+、N、Cl-、N
D.Na+、N、H+、K+、C
6.下列离子方程式的书写正确的是 (　　)
A.将2 mol Cl2通入含1 mol FeI2的溶液中:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++4Cl-+I2
B.Ba(HCO3)2溶液与足量的NaOH溶液反应:Ba2++HC+OH-===BaCO3↓+H2O
C.少量SO2通入NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-===Cl-+S+2H+
D.1 mol·L-1的Na[Al(OH)4]溶液和2.5 mol·L-1的HCl溶液等体积混合:2[Al(OH)4]-+5H+===Al3++Al(OH)3↓+5H2O
7.关于反应2KMnO4+2KF+10HF+3H2O2===2K2MnF6+8H2O+3O2↑,下列说法正确的是 (　　)
A.H2O2既是氧化剂又是还原剂
B.每消耗2 mol KF,转移3 mol电子
C.每转移2 mol电子,产生22.4 L O2
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
8.下列古诗或古文中的描述与化学方程式对应关系不正确的是 (　　)
A.丹砂烧之成水银:HgSHg+S
B.爆竹声中一岁除:S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑
C.炉火照天地,红星乱紫烟:Cu2(OH)2CO3+2H22Cu+CO2+3H2O
D.曾青得铁化为铜:CuSO4+Fe===FeSO4+Cu
9.过氧乙酸()能有效灭活病毒,在一定条件下可通过反应CH3COOH+H2O2===CH3COOOH+H2O制备。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 (　　)
A.60 g CH3COOH中含有的σ键数目为7NA
B.该反应中消耗1 mol H2O2时转移2 mol电子
C.3.4 g O2中含有的中子数为2NA
D.100 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中含有的CH3COO-数目为0.01NA
10.“84”消毒液常用于杀菌、消毒、漂白等,有效成分是NaClO。欲用NaClO固体准确配制480 mL密度为1.19 g·cm-3、NaClO的质量分数为25%的消毒液。下列说法正确的是 (　　)
A.所配得的NaClO消毒液在空气中光照久置后,溶液的漂白性不变
B.应称取142.80 g NaClO固体配制该溶液
C.定容时仰视刻度线导致所配溶液浓度偏高
D.该消毒液的物质的量浓度约为4.0 mol·L-1
11.汽车尾气常用三元催化剂处理,其表面物质转化关系如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.该过程的催化剂是Ba(NO3)2
B.转化过程中,氮元素均被还原
C.还原过程中每生成0.1 mol N2,转移2 mol电子
D.三元催化剂使汽车尾气中污染物转化为无毒物质
12.m g铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全反应而溶解(假定硝酸的还原产物只有NO),向反应后的混合溶液中滴加a mol·L-1 NaOH溶液,当滴加到V mL时,得到沉淀质量恰好为最大值n g,再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到固体p g,则下列有关该实验的说法中正确的有 (　　)
①沉淀中OH-的质量为(n-m) g
②恰好溶解后溶液中的N的物质的量为aV mol
③反应过程中转移电子的物质的量为 mol
④生成NO气体的体积在室温下为 L
⑤与合金反应的硝酸的物质的量为(+) mol
⑥用m表示p的范围:mA.2项 B.3项 C.4项 D.5项
13.已知:还原性:HS>I-,氧化性:I>I2。在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液。加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.0~a段发生反应:3HS+I===3S+I-+3H+
B.a~b段共消耗NaHSO3的物质的量为1.8 mol
C.b~c段反应的氧化产物为I2
D.当溶液中I-与I2的物质的量之比为5∶1时,加入KIO3的物质的量为1.1 mol
14.测定某溶液中甲醇含量的部分过程如下:
①KMnO4溶液处理:CH3OH+Mn+XC+Mn+H2O(未配平,下同)
②酸化处理:Mn+H+MnO2↓+Mn+H2O
下列说法错误的是 (　　)
A.“反应①”中X为OH-,配平后化学计量数为8
B.“反应①”中氧化性:Mn>C
C.“反应②”中,可用盐酸进行酸化
D.“反应②”消耗119 g Mn时,反应中转移 mol电子
15.每年夏天是菠萝上市的季节,有不少消费者因为菠萝“扎嘴”的口感而放弃这一酸酸甜甜独具风味的水果。菠萝“扎嘴”的原因之一是菠萝中含有一种难溶于水的草酸钙针晶。隔绝空气条件下,16.4 g草酸钙晶体(CaC2O4·2H2O)受热分解过程的热重曲线(剩余固体质量随温度变化的曲线)如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.草酸钙晶体中碳元素的化合价为+3
B.物质M的化学式为CaC2O4·H2O
C.温度在200~520 ℃阶段,反应的化学方程式为CaC2O4CaCO3+CO↑
D.温度高于940 ℃,所得物质X的俗名为生石灰
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(18分)物质集合M中含有常见物质Na2O2、NaHCO3、Al、SO2、Fe、NH3、Na,这些物质按照以下方法进行分类后如图所示,请按照要求回答问题。
(1)(4分)B组物质中属于非电解质的物质为　　　　　　,
其中一种物质的水溶液显碱性的原因用方程式表示为　　　　　　。
(2)(2分)C组中某物质能与冷水反应生成还原性气体,该反应的化学方程式为　　　　　 　　　　　　。
(3)(2分)D组物质的共同点是常温下在　　　　　　中会发生钝化。
(4)(2分)请写出F组中的酸性氧化物与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式　　　　　 　　　　　　。
(5)(4分)F组中的酸性氧化物与硝酸钡溶液反应的实验现象为　　　　　　;反应的化学方程式为　　　　　　
　　　　　　。
(6)(4分)将E组中的两种物质混合,混合物中金属原子与氧原子的物质的量之比为1∶2,将此混合物置于干燥密闭容器中加热,充分反应后排出气体,剩余固体的成分为　　　　　　(填化学式);反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　。
17.(10分)某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4(高铁酸钠)等产品,过程如下:
Ⅰ .向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,充分反应后过滤;
Ⅱ .向 Ⅰ 所得固体中加入过量稀H2SO4,充分反应后过滤;
Ⅲ .向 Ⅱ 所得固体中继续加入热的稀H2SO4,同时不断鼓入空气,固体溶解得CuSO4溶液;
Ⅳ.……
(1)(2分)步骤 Ⅰ中发生反应的化学方程式为　　　　　 　　　　　　。
(2)(2分)步骤 Ⅱ 所得的滤液中一定含有的阳离子为　　　　　　。
(3)(2分)步骤Ⅲ获得CuSO4溶液的反应的离子方程式为　　　　　　。
(4)(4分)步骤 Ⅱ 所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4,流程如图:
滤液Fe(OH)3固体含Na2FeO4的溶液
①测得滤液中c(Fe2+)为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要消耗25%的H2O2溶液　　　　　
(用含a的代数式表示) kg。
②写出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的反应的化学方程式　　　　　 　　　　　　。
18.(14分)元素及其化合物的性质是学习化学的基础。根据要求回答下列问题:
(1)(2分)取300 mL 0.2 mol·L-1 KI溶液与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应(Mn→Mn2+),生成等物质的量的I2和KIO3,则消耗KMnO4的物质的量是　　　　　　。
(2)(2分)向100 mL FeBr2溶液中通入标准状况下3.36 L Cl2,溶液中有的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为　　　　　　。
(3)(4分)Al、Al2O3和Al(OH)3的混合物与NaOH溶液恰好完全反应,反应后溶液中溶质的化学式为　　　　　
　　　　　　。
向反应后的溶液中通入过量CO2,反应的离子方程式为　　　　　　。
(4)(6分)三氟化氮(NF3)是一种无色、无味的气体,是微电子工业技术的关键原料之一,NF3在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,该反应的产物有HF、NO和HNO3。
①写出该反应的化学方程式　　　　　 　　　　　　。
反应中生成0.2 mol HNO3,转移电子的数目为　　　　　　(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
②NF3无色、无臭,可一旦在空气中泄漏,却易于发现,判断该气体泄漏的现象是　　　　　 　　　　　
　　　　　 　　　　　　。
19.(13分)Ⅰ .下列是某研究性学习小组对某无色水样成分的检测过程,已知该水样中可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、C、S、Cl-中的若干种,该小组同学取100 mL水样进行实验:向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1 HNO3溶液,实验过程中沉淀质量的变化如图所示。
(1)(1分)仅凭观察可知该水样中一定不含有的阳离子是　　　　　　。
(2)(1分)由B点到C点过程中消耗HNO3溶液的体积为　　　　　　mL。
(3)(3分)试根据实验结果推测K+是否存在:　　　　(1分)(填“是”或“否”);若存在,其物质的量浓度的范围是　　　　(2分)mol·L-1(若不存在,则不必回答)。
(4)(2分)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:　　　　　 　　　　　　(写出实验步骤、现象和结论)。
Ⅱ .湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)是以次氯酸钠和氯化铁为原料,在碱性溶液中反应生成高铁酸钠,然后加入氢氧化钾,将其转化成高铁酸钾。
(5)(2分)写出并配平生成高铁酸钠反应的离子方程式:　　　　　　。
(6)(2分)若反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物的物质的量为　　　　　　mol。
(7)(2分)低温下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4),原因是　　　　　 　　　　　 　　　　　　。
物质的分类、转化与化学计量(B卷)
1.答案　C
解析　“见(湿)风即卤”是说海盐易析出,溶解度较小,而不是易风化,A错误;“见水”为溶解,“见火”为熔化,海盐中的氯化钠均未发生化学变化,B错误;“煎卤”即加热蒸发,析出晶体,该操作类似于蒸发浓缩,C正确;卤水不是胶体,则“皂角结盐”的原理不是发生了胶体聚沉,D错误。
2.答案　A
解析　10 g O中含有的中子数为5NA,10 g O中含有的中子数也为5NA,故10 g O组成的混合物中含有的中子数为5NA,A正确;物质的量相同的CH4与P4含有的共价键的个数比为4∶6=2∶3,B错误;H2与F2的混合气体在冷暗的环境下能剧烈反应生成HF,而HF在标准状况下不是气态的,故无法准确计算出气体的体积,C错误;常温下Fe遇浓硝酸钝化,D错误。
3.答案　C
解析　加热能使蛋白质失去生理活性,发生变性,A不符合题意;聚乳酸由乳酸发生缩聚反应制得,在自然界可生物降解,B不符合题意;铁锅生锈是因为发生了吸氧腐蚀,擦干已洗净的铁锅,去除了电解质溶液,不能形成原电池,可以防止生锈,与铁丝在氧气中的燃烧无关,C符合题意;利用秸秆、厨余垃圾等进行发酵可以生产沼气,沼气的主要成分为甲烷,甲烷可作为燃料,D不符合题意。
4.答案　A
解析　NH4Cl与ZnCl2混合液可用于除铁锈,和盐的水解有关,水解生成的H+与铁锈发生复分解反应,A符合题意;FeCl3溶液可用于制作铜印刷电路板,原因是FeCl3能与铜发生氧化还原反应:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,B不符合题意;K2FeO4具有氧化性,所以能杀菌,高铁酸钾被还原为Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具有净水作用,C不符合题意;Na2O2与人体呼出的二氧化碳和水发生氧化还原反应,生成氧气,涉及氧化还原反应,D不符合题意。
5.答案　C
解析　溶液中的离子既要符合离子共存要求,又要符合电中性原则。
选项 是否共存 是否符合电中性原则 判断
A Fe3+与I-能够发生氧化还原反应,不能大量共存 - 错误
B 所有离子能大量共存 正电荷之和∶负电荷之和=1∶4,不符合 错误
C 所有离子能大量共存 正电荷之和∶负电荷之和=1∶1,符合 正确
D H+和C会发生反应,生成水和二氧化碳,不能大量共存 - 错误
]
6.答案　D
解析　2 mol Cl2能将1 mol FeI2完全氧化,生成氯化铁和碘单质,所以参加反应的Fe2+、I-的物质的量之比为1∶2,A错误;碳酸氢钡与足量氢氧化钠溶液反应,生成碳酸钡、碳酸钠和水,B错误;次氯酸钠过量时,产物中应写成HClO,而不是H+,C错误;四羟基合铝酸钠与氯化氢按照物质的量之比为1∶2.5反应时生成氯化铝、氢氧化铝和水,其中氯化铝与氢氧化铝的物质的量之比为1∶1,D正确。
7.答案　D
解析　该反应中H2O2中的氧元素化合价升高,是还原剂,A错误;每消耗2 mol KF,则消耗2 mol KMnO4,转移6 mol电子,B错误;该反应中每转移2 mol电子,产生1 mol O2,其在标准状况下的体积为22.4 L,题中缺少“标准状况”作为前提条件,则1 mol O2的体积未必是22.4 L,C错误;K2MnF6为还原产物,O2为氧化产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2,D正确。
8.答案　C
解析　丹砂的主要成分为硫化汞,受热分解得到单质汞和硫,A正确;黑火药的主要成分为“一硫二硝三木炭”,燃烧时发生氧化还原反应生成硫化钾、二氧化碳和氮气,B正确;“炉火照天地,红星乱紫烟”,描述的是古代冶炼场景,化学方程式错误,C错误;“曾青得铁化为铜”指湿法炼铜,金属铁与硫酸铜溶液反应生成单质铜,D正确。
9.答案　A
解析　已知1个CH3COOH分子中含有7个σ键,故60 g CH3COOH中含有的σ键数目为×7×NA mol-1=7NA,A正确;H2O2中O为-1价,CH3COOOH中有2个O为-1价,故该反应为非氧化还原反应,不存在电子的转移,B错误;3.4 g ×2×(18-8)×NA mol-1≈1.8NA,C错误;CH3COOH为弱酸,其在水溶液中部分电离,故100 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中含有的CH3COO-数目小于0.01NA,D错误。
10.答案　D
解析　NaClO消毒液在空气中光照久置会发生反应NaClO+H2O+CO2===NaHCO3+HClO,HClO光照条件下易分解,溶液的漂白性减弱,A错误;要准确配制溶液,应用容量瓶,本题选用500 mL容量瓶,所需NaClO的质量为500 mL×1.19 g·cm-3×25%=148.75 g,B错误;定容时仰视刻度线导致浓度偏低,C错误;由c=1 000 ρw/M可知该消毒液的物质的量浓度为 mol·L-1≈4.0 mol·L-1,D正确。
11.答案　D
解析　根据题图可知,催化剂是BaO,而Ba(NO3)2是中间产物,故A错误;转化过程中,NOx中的N元素可能为+2、+3、+4、+5价,则NOx转化为Ba(NO3)2时,氮元素可能被氧化或既不被氧化也不被还原,故B错误;还原过程中,Ba(NO3)2转化为N2,氮元素的化合价由+5变为0,故每生成0.1 mol N2,转移1 mol电子,故C错误;根据题图中循环反应进入的物质和出来的物质判断,三元催化剂使汽车尾气中污染物转化为无毒物质氮气、二氧化碳和水,故D正确。
12.答案　C
解析　①沉淀为Mg(OH)2、Al(OH)3,沉淀质量等于铝镁合金质量与OH-质量之和,故沉淀中OH-的质量为(n-m) g,正确。②恰好溶解后溶液中的N的物质的量,当沉淀质量最大时,溶液中的溶质只有NaNO3,则n(N)=n(Na+)=n(NaOH)=aV×10-3 mol,错误。③在沉淀中,OH-的物质的量等于Mg2+、Al3+所带电荷的物质的量,也等于合金失去电子的物质的量,即为反应过程中转移电子的物质的量,n(e-)=n(OH-)= mol,正确。④由得失电子守恒可知,生成NO时,HNO3中N由+5价降为+2价,则生成n(NO)= mol,则生成NO气体的体积在标准状况下为 L,错误。⑤整个过程消耗的HNO3的物质的量为溶液中的N的物质的量与生成的NO的物质的量之和,即为aV×10-3 mol+ mol,正确。⑥MgO和Al2O3的质量可以按照极值方法计算,若m g全是Mg,得到的固体是MgO,根据镁元素守恒,p=m;若m g全是Al,得到的固体是Al2O3,根据铝元素守恒,p=m,则用m表示p的范围为m,正确。综上所述,C正确。
13.答案　D
解析　根据题意I+I-+3H+,A正确;a~b段共消耗0.6 mol I,则消耗NaHSO3的物质的量为1.8 mol,B正确;b~c段反应的离子方程式为5I-+I+6H+===3I2↓+3H2O,氧化产物和还原产物均为I2,C正确;根据图像信息可知,开始有沉淀析出时,共消耗1 mol KIO3,说明此时溶液中共有1 mol I-,再加入KIO3溶液,发生反应5I-+I+6H+===3I2↓+3H2O,假设与I-发生反应的KIO3的物质的量为x mol,则有,x=0.05 mol,则加入KIO3的物质的量为1 mol+0.05 mol=1.05 mol,D错误。
14.答案　C
解析　根据氧化还原反应中得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,将“反应①”配平为CH3OH+6Mn+6H2O,A正确;“反应①”中Mn为氧化剂,C是氧化产物,根据反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Mn,B正确;由于Cl-在酸性条件下可与Mn发生氧化还原反应,因此“反应②”中,不能用盐酸进行酸化,C错误;根据三个守恒配平“反应②”,并用双线桥标出转移电子的方向和数目,其为,119 g Mn的物质的量为1 mol,则消耗119 g Mn时,反应中转移 mol电子,D正确。
15.答案　B
解析　草酸钙晶体中Ca为+2价,O为-2价,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零可知,C为+3价,A正确;16.4 g草酸钙晶体的物质的量为0.1 mol,生成M时,固体质量减少(16.4-12.8) g=3.6 g,即减少了0.2 mol水,则物质M的化学式为CaC2O4,B错误;在200~520 ℃阶段,固体质量减少(12.8-10.0) g=2.8 g,即0.1 mol CO,则反应的化学方程式为CaC2O4CaCO3+CO↑,C正确;在520~940 ℃阶段,质量减少(10.0-5.6) g=4.4 g,即0.1 mol CO2,则发生的反应为碳酸钙煅烧得到氧化钙和二氧化碳,物质X是氧化钙,俗称生石灰,D正确。
16.答案　(1)SO2、NH3　NH3+H2ONH3·H2ON+OH-
(2)2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(3)浓硝酸或浓硫酸
(4)5SO2+2Mn+2Mn2++4H+
(5)产生白色沉淀　3SO2+3Ba(NO3)2+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4HNO3　(6)Na2CO3　1∶1
解析　(1)电解质、非电解质均为化合物,故A组为单质,B组为化合物,其中属于非电解质的为SO2、NH3,其中氨的水溶液显碱性的原因是NH3+H2ONH3·H2ON+OH-。(2)能与冷水反应的物质为Na,Na能与冷水反应产生还原性气体,反应的化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。(3)D组物质为Al与Fe,Al、Fe在常温下遇浓硝酸或浓硫酸会发生钝化。(4)F组物质为SO2、NH3,其中酸性氧化物SO2能与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,其反应的离子方程式为5SO2+2Mn+2Mn2++4H+。(5)F组中酸性氧化物为SO2,SO2水溶液呈酸性,酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性,能将SO2氧化为S,故SO2与硝酸钡溶液反应产生白色沉淀BaSO4,发生反应的化学方程式为3SO2+3Ba(NO3)2+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4HNO3。(6)E组物质为NaHCO3和Na2O2,设NaHCO3的物质的量为x mol,Na2O2的物质的量为y mol,根据钠元素、氧元素质量守恒,可得,则x∶y=2∶1,二者加热时发生反应2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑。由于过氧化钠与水反应生成的NaOH会继续与CO2反应,可认为过氧化钠先与CO2反应再与水反应,设NaHCO3的物质的量为2 mol,则Na2O2的物质的量为1 mol,2 mol NaHCO3加热分解生成1 mol Na2CO3、1 mol CO2和1 mol H2O,1 mol Na2O2只能与1 mol CO2反应生成1 mol Na2CO3,气体排出后剩余的固体为2 mol Na2CO3;反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,且氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1。
17.答案　(1)2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑、
Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4]　(2)H+、Fe2+
(3)2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O
(4)①68a　②2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH===2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
解析　(1)步骤Ⅰ向废金属屑中加入过量的NaOH溶液,铝、氧化铝转化为四羟基合铝酸钠,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑、Al2O3+2NaOH+3H2O===2Na[Al(OH)4];(2)步骤Ⅰ过滤得到的固体为铜、铁、氧化铁,步骤Ⅱ加入过量稀硫酸,铁、氧化铁转化为盐溶液,铁能和铁离子反应生成亚铁离子,故所得的滤液中一定含有的阳离子为氢离子、亚铁离子;(3)步骤Ⅱ过滤得到的固体为铜,步骤Ⅲ加入稀硫酸、鼓入空气并加热,反应生成硫酸铜和水,反应的离子方程式为2Cu+O2+4H+2Cu2++2H2O;(4)①过氧化氢和亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和水,根据得失电子守恒可知H2O2~2Fe2+,测得滤液中c(Fe2+)为a mol·L-1,若要处理1 m3滤液,理论上需要×103 L×a mol·L-1=500a mol H2O2,则消耗的25%的H2O2溶液的质量为=68a kg;②反应中铁元素化合价由+3升高到+6,氯元素化合价由+1降低到-1,根据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH===2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。
18.答案　(1)0.032 mol　(2)2 mol·L-1　(3)Na[Al(OH)4]
[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC
(4)①3NF3+5H2O===9HF+2NO+HNO3　0.4NA
②出现红棕色有刺激性气味的气体
解析　(1)根据题给信息可知n(KI)=300×10-3 L×0.2 mol·L-1=0.06 mol,与一定量的酸性KMnO4溶液恰好反应,生成等物质的量的I2和KIO3,则n(I2)=n(KIO3)=0.02 mol,KI失去电子的物质的量为2×0.02 mol+6×0.02 mol=0.16 mol,1 mol Mn得到5 mol电子生成Mn2+,根据得失电子守恒,消耗KMnO4的物质的量是0.032 mol。(2)n(Cl2)==0.15 mol,还原性Fe2+>Br-,Cl2先氧化Fe2+,与Fe2+反应完毕,再氧化Br-,溶液中有的Br-被氧化成单质Br2,发生反应的离子方程式为4Fe2++2Br-+3Cl2===4Fe3++Br2+6Cl-,则n(FeBr2)=n(Fe2+)=n(Cl2)=×0.15 mol=0.2 mol,c(FeBr2)==2 mol·L-1。(3)Al、Al2O3、Al(OH)3都能和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],Na[Al(OH)4]溶液能和过量的CO2反应生成Al(OH)3和碳酸氢钠,反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC。(4)①由题意知,NF3在潮湿的空气中与水蒸气能发生氧化还原反应,生成HF、NO和HNO3,在该反应中NF3中的N的化合价一部分由+3升高到+5,失去2个电子,一部分由+3降低到+2,得到1个电子,根据得失电子守恒和原子守恒配平该反应的化学方程式为3NF3+5H2O===9HF+2NO+HNO3。根据反应的化学方程式,在反应过程中,被氧化的N与被还原的N的物质的量之比为1∶2,则每产生1 mol HNO3,转移2 mol电子,因此若反应中生成0.2 mol HNO3,转移电子的数目为0.2×2NA=0.4NA。②NF3是一种无色、无臭的气体,但一旦在空气中泄漏,就会发生反应3NF3+5H2O===9HF+2NO+HNO3,2NO+O2===2NO2,NO2是红棕色有刺激性气味的气体,所以判断该气体泄漏的现象是出现红棕色有刺激性气味的气体。
19.答案　Ⅰ.(1)Fe3+、Cu2+　(2)40　(3)是　≥0.6　(4)取少量水样于试管中,加入过量的硝酸钡溶液,待沉淀完全后,向上层清液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液(或过滤,向滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液),若产生白色沉淀,则原水样中含有Cl-
Ⅱ.(5)2Fe3++3ClO-+10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O
(6)0.15　(7)该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小
解析　Ⅰ.水样为无色,说明水样中一定不含有Fe3+、Cu2+;向100 mL水样中先滴加硝酸钡溶液,产生沉淀,再滴加1 mol·L-1 HNO3溶液,沉淀部分溶解,说明水样中含有C;根据离子共存原则,水样中没有Mg2+、Al3+、Ag+、Ca2+。根据题图知硫酸钡沉淀为2.33 g,即S为0.01 mol,碳酸钡沉淀的质量为6.27 g-2.33 g=3.94 g,碳酸钡的物质的量为=0.02 mol,即C为0.02 mol,根据溶液呈电中性可知,K+一定存在,不能确定Cl-是否存在。(1)水样为无色,所以仅凭观察可知该水样中一定不含有的阳离子是Fe3+、Cu2+。(2)由上述分析知,B点到C点有0.02 mol BaCO3溶解,消耗HNO3的物质的量为0.04 mol,硝酸的体积为=0.04 L=40 mL。(3)根据以上分析可知K+一定存在,假设水样中不存在Cl-,根据溶液呈电中性可知,n(K+)=(0.02×2+0.01×2) mol=0.06 mol,其物质的量浓度为0.6 mol·L-1。由于水样中还可能含有Cl-,所以K+的物质的量浓度≥0.6 mol·L-1。(4)原水样中可能有Cl-,检验Cl-需要用硝酸酸化的硝酸银溶液,S会对其检验产生干扰,所以必须先除去这两种离子,实验步骤为取少量水样于试管中,加入过量的硝酸钡溶液,待沉淀完全后,向上层清液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液(或过滤,向滤液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液),若产生白色沉淀,则原水样中含有Cl-。Ⅱ.(5)根据元素化合价分析,铁元素化合价升高,则ClO-作氧化剂,再根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式:2Fe3++3ClO-+10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O。(6)根据(5)中的离子方程式可知,反应中转移6 mol电子时生成3 mol Cl-,所以当转移0.3 mol电子时,还原产物即Cl-的物质的量为0.15 mol。(7)低温下向高铁酸钠溶液中加入氢氧化钾至饱和可析出高铁酸钾,说明在该温度下K2FeO4比Na2FeO4的溶解度小。

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