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第六單元　元素及其化合物知識的整合與提升
(滿分:100分)
一、選擇題:本題包括14小題,每小題3分,共42分。每小題只有一個選項符合題意。
1.成語、古詩詞、諺語等都是我國傳統文化的瑰寶。下列有關解讀錯誤的是 (　　)
A.“水滴石穿”過程中發生了化學變化
B.“雨過天青云破處,這般顏色做將來”所描述的瓷器青色,不是來自氧化鐵
C.“三月打雷麥谷堆”是指在雷電作用下,N2最終轉化成被作物吸收的化合態氮
D.“日照香爐生紫煙”描述的是碘的升華
2.下列反應的離子方程式正確的是 (　　)
A.向明礬溶液中滴加Ba(OH)2溶液至沉淀的質量最大: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且物質的量各為0.5 mol的溶液中通入1 mol Cl2:4I-+2Fe2++3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-
3.如圖是硫元素的價-類二維圖。下列說法正確的是 (　　)
A.圖中按箭頭所示的轉化均可一步實現
B.常溫下,Cu與濃硫酸反應可生成b
C.可用鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液檢驗e是否變質
D.酸性環境下,f與e的水溶液混合后溶液變渾濁
4.以下物質之間的每步轉化中,都能通過一步實現的是 (　　)
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.下列實驗能達到實驗目的的是 (　　)
A.圖甲:制取SO2
B.圖乙:測定H2C2O4溶液的濃度
C.圖丙:驗證相同溫度下的溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3
D.圖丁:檢驗Na2SO3溶液是否變質
(2024·江蘇南京檢測)閱讀下列材料,完成6~7題:
氧及其化合物具有廣泛用途。O2是常用的氧化劑,C2H2的燃燒熱為1 299.6 kJ·mol-1,氧炔焰可用于焊接金屬。O3可用于水處理,pH約為8時,O3可與CN-反應生成HC、N2和O2。C2OH可用于研究酯化反應的機理。CaO可用于煙氣(含N2、O2、CO2、SO2等)脫硫。H2O2是一種綠色氧化劑,電解NH4HSO4飽和溶液產生的(NH4)2S2O8經水解可制得H2O2。
6.下列說法正確的是 (　　)
A.O3是由極性鍵構成的極性分子
B.C2OH與C2OH互為同素異形體
C.SO2和CO2的中心原子雜化軌道類型均為sp2
D.CaO晶體中Ca2+與O2-的相互作用具有飽和性和方向性
7.下列化學反應表示正確的是 (　　)
A.乙炔的燃燒:C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(g)　ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1
B.CaO吸收SO2的反應:CaO+SO2===CaSO4
C.O3處理含CN-廢水的反應:5O3+2CN-+H2O===5O2+N2+2HC
D.水解(NH4)2S2O8制得H2O2的反應:S2+2OH-===2S+H2O2
8.下列有關實驗現象、結論與實驗操作相互匹配的是 (　　)
選項 實驗操作 實驗現象 實驗結論
A. 向NaBr溶液中滴加過量氯水,再加入淀粉-KI溶液 溶液先變橙色,后變藍色 氧化性:Cl2>Br2>I2
B. 將鐵銹溶于濃鹽酸,再滴入KMnO4溶液 溶液紫色褪去 鐵銹與濃鹽酸反應生成亞鐵離子
C. 室溫下,用pH試紙分別測定等物質的量濃度的NaCN溶液和CH3COONa溶液的pH NaCN溶液對應的pH更大 酸性: HCN< CH3COOH
D. 兩支試管各盛4 mL 0.1 mol·L-1酸性高錳酸鉀溶液,分別加入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草酸溶液的試管中溶液褪色更快 其他條件相同,反應物濃度越大,反應速率越快
9.LiBr溶液可作為替代氟利昂的綠色制冷劑。合成LiBr工藝流程如下,下列說法錯誤的是 (　　)
A.還原工序逸出的Br2可用NaOH溶液吸收,吸收液可直接返回還原工序
B.除雜工序中產生的濾渣可用二硫化碳進行組分分離
C.中和工序中的化學反應為Li2CO3+2HBr===CO2↑+2LiBr+H2O
D.參與反應的Br2、BaS、H2SO4的物質的量之比為1∶1∶1
10.下列有關實驗原理或操作正確的是 (　　)
A.用20 mL量筒量取15 mL酒精,加水5 mL,配制質量分數為75%的酒精溶液
B.在200 mL某硫酸鹽溶液中,含有1.5NA個硫酸根離子,同時含有NA個金屬陽離子,不考慮水解問題,則該硫酸鹽的物質的量濃度為2.5 mol·L-1
C.實驗中需用2.0 mo1·L-1的Na2CO3溶液950 mL,配制時應選用的容量瓶的規格和稱取Na2CO3的質量分別為1 000 mL、201.4 g
D.實驗室配制500 mL 0.2 mol·L-1的硫酸亞鐵溶液,其操作是用天平稱15.2 g綠礬(FeSO4·7H2O),放入小燒杯中加水溶解,轉移到500 mL容量瓶,洗滌、稀釋、定容、搖勻
11.以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如圖所示:
已知浸出時產生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯誤的是 (　　)
A.浸出鎂的反應為MgO+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑+H2O
B.流程中可循環使用的物質有NH3、NH4Cl
C.浸出和沉鎂的操作均應在較高溫度下進行
D.分離Mg2+與Al3+、Fe3+是利用了它們氫氧化物溶解度的不同
12.下列裝置能達到相應實驗目的的是 (　　)
A.利用甲裝置可使Fe粉最終消失得到澄清溶液
B.利用乙裝置可制備溴苯并驗證有HBr生成
C.利用丙裝置可制備NH3并測量其體積
D.利用丁裝置可制備SO2
13.某化學研究小組,用雜銅(含有較多雜質的銅粉),通過不同的途徑制取膽礬,雜銅中含有大量的有機物,可采用灼燒的方法除去有機物,雜銅經灼燒后得到的產物是氧化銅及少量銅的混合物。灼燒后含有少量銅的原因不可能是 (　　)
A.灼燒過程中部分氧化銅被有機物還原
B.灼燒不充分銅未被完全氧化
C.氧化銅在加熱過程中分解生成銅
D.灼燒過程中生成了還原性物質將氧化銅還原
14.(2024·吉林長春外國語學校檢測改編)某1 L待測溶液中除含有0.2 mol·L-1的Na+外,還可能含有如表所示離子中的一種或多種。現進行如圖所示實驗操作(每次實驗所加試劑均過量)。
陽離子 K+、N、Fe3+、Ba2+
陰離子 Cl-、Br-、C、HC、S、S
下列說法錯誤的是 (　　)
A.待測液中一定含有的離子是K+、N、C、HC,且c(K+)≥0.1 mol·L-1
B.生成白色沉淀B的離子方程式為Ba2++C===BaCO3↓
C.已知白色沉淀C能溶于濃氨水,發生反應的離子方程式為AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
D.若無色氣體D是混合氣體,則沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4
二、非選擇題:本題共4小題,共58分。
15.(16分)硫代硫酸鋇(BaS2O3)可用于制備柴油的多效復合添加劑,其受熱易分解,可被O2氧化,一種實驗室制備硫代硫酸鋇的方法如圖所示:
Ⅰ .Na2S2O3溶液的制備:
(1)(2分)連接好儀器后,檢查裝置氣密性的方法為　　　　　 　　　　　　。
(2)(2分)盛放Na2SO3溶液的儀器的名稱為　　　　　　, 裝置B的作用為　　　　　 　　　　　　。
(3)(2分)查閱資料可知,裝置C中生成Na2S2O3的反應速率很慢,為加快反應速率可補充的實驗儀器為　　　　(填標號)。
A.溫度計 B.多孔球泡
C.電磁攪拌器 D.冰水浴
(4)(2分)裝置C中發生反應的化學方程式為　　　　　 　　　　　　。
Ⅱ .Na2S2O3溶液濃度測定和BaS2O3的制備
取10 mL上述制備的Na2S2O3溶液,滴入1~2滴酚酞,再注入10 mL醋酸-醋酸鈉緩沖溶液調節pH呈弱酸性,加入指示劑,用c mol·L-1標準I2溶液滴定,消耗標準I2溶液的體積為V mL(反應的化學方程式為I2+2S2===2I-+S4);另取50 mL Na2S2O3溶液,向其中加入BaCl2溶液即得BaS2O3沉淀,過濾、洗滌、干燥。
(5)(4分)滴定時,應選用的指示劑為　　　　　　,Na2S2O3溶液的濃度為　　　　　　。
(6)(2分)若滴定操作規范,Na2S2O3溶液的測定濃度低于理論計算濃度,可能的原因為　　　　　 　　　　　　。
(7)(2分)洗滌BaS2O3沉淀時,常選擇乙醇的原因為　　　　　　。
16.(15分)(2024·山東泰安檢測改編)完成下列相關問題。
Ⅰ .某無色廢水中可能含有H+、N、Fe3+、Al3+、Mg2+、Na+、N、C、S中的幾種,為分析其成分,分別取廢水樣品100 mL,進行3組實驗,其操作和有關現象如圖所示。
請回答下列問題:
(1)(4分)分析圖像,在原溶液中c(N)∶c(Al3+)=　　　　　　。N是否存在 　　　　　　(填“存在”“不存在”或“不確定”)。
(2)(2分)取原溶液少許,向溶液中加入過量Na2O2,充分反應后,忽略原溶液體積的變化,則濃度增大的離子有　　　　　　(填離子符號)。
Ⅱ .常見的氧化性離子有ClO-、Mn、Cr2、Ag+、Fe3+、Cu2+、H+等,常見的還原性離子有S2-、S、I-、Fe2+等。
(3)(3分)向含FeI2和FeBr2各1 mol的混合液中通入氯氣2.5 mol,發生的總反應的離子方程式為　　　　　
　　　　　　。
(4)(3分)向Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黃色變為淺綠色,過一會兒又變為棕黃色,用離子方程式表示溶液變化的原因:　　　　　 　　　　　　。
(5)(3分)向含三種離子Ag+、Fe3+、Cu2+各1 mol的混合液中加入足量的鐵粉,反應后過濾,向濾液中加入足量的氨水,過濾、洗滌、灼燒,可得固體　　　　　　 g。
17.(14分)H2是一種理想的清潔能源,H2的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點,探索綠色化制氫是化學界的一個熱門話題。
(1)(6分)氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4-x)可用作太陽能熱化學循環分解H2O制取H2的催化劑。
①氧缺位鐵酸銅分解水制氫分為兩步。已知第一步反應為CuFe2O4-x+xH2O===CuFe2O4+xH2↑,寫出第二步反應的化學方程式:　　　　　 　　　　　　。
②如圖為電化學方法獲得CuFe2O4的原理裝置圖,寫出其陽極的電極反應式:　　　　　 　　　　　　。
(2)(2分)一種利用FeO/Fe3O4之間的相互轉化,來裂解水制取H2的工藝流程如圖所示。該工藝制氫的總反應為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),相比于水和碳在高溫下直接接觸反應來制氫,該工藝制氫的最大優點為　　　　　　。
(3)(6分)硼氫化鈉(NaBH4)的強堿溶液在催化劑作用下與水反應可獲取H2,其可能的反應機理如圖所示。
已知:常溫下,NaB(OH)4在水中的溶解度不大,易以NaBO2形式結晶析出。
①寫出圖示最后一個步驟的反應機理:　　　　　 　　　　　　。
②用D2O來代替H2O,根據上述反應機理,反應后生成的氣體中應含有　　　　　　。
③其他條件相同時,測得平均每克催化劑使用量下,NaBH4的濃度和放氫速率的變化關系如圖所示。解釋當NaBH4濃度大于0.5 mol·L-1時,放氫速率減小的原因可能是　　　　　 　　　　　　。
18.(13分)工業上用廢鈀催化劑(主要成分為Pd,還含有少量Al2O3)回收Pd及Al2(SO4)3的流程如圖。
已知:“酸浸”和“中和”過程中所得含鈀化合物分別為H2PdCl6、(NH4)2PdCl6;其中H2PdCl6為可溶性弱酸,(NH4)2PdCl6為難溶性固體。
回答下列問題:
(1)(3分)“焙燒”時,Al2O3與(NH4)2SO4反應的化學方程式為　　　　　 　　　　　　(2分);
“焙燒”產生的氣體可通入　　　　　　(1分)操作中(填操作單元的名稱)。
(2)(2分)“酸浸”時發生反應的離子方程式為　　　　　 　　　　　　。
(3)(8分)實驗室用如圖裝置進行Pd的熱還原實驗并測定濾渣中(NH4)2PdCl6的百分含量(雜質不參與反應)。
ⅰ.將硬質玻璃管(帶兩端開關K1和K2,設為裝置A)稱重,記為m1 g。將濾渣裝入硬質玻璃管中,再次稱重,記為m2 g。
ⅱ.熱還原的操作步驟:①打開K1和K2,緩緩通入H2;②點燃酒精噴燈,加熱;③充分反應后,熄滅酒精噴燈;④關閉K1和K2,冷卻至室溫;⑤打開K1和K2,改通空氣后稱量裝置A的質量;⑥重復上述操作步驟,直至A恒重,記為m3 g。操作⑤中改通空氣的目的是　　　　　 　　　　　　。
ⅲ.濾渣中(NH4)2PdCl6的質量分數表達式為　　　　。[已知(NH4)2PdCl6的相對分子質量為355]
ⅳ.實驗結束后,發現硬質玻璃管右端有少量白色固體,其主要成分為　　　　　　(填化學式),該現象會導致實驗結果　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
元素及其化合物知識的整合與提升
1.答案　D
解析　“水滴石穿”過程是水滴在下降過程中與空氣中的CO2反應生成碳酸,碳酸在接觸石頭時與石頭的主要成分CaCO3發生反應生成可溶性的碳酸氫鈣,該過程中發生了化學變化,A正確;氧化鐵為紅棕色,瓷器青色不是來自氧化鐵,B正確;“三月打雷麥谷堆”是指在雷電作用下氮氣跟氧氣能直接發生化合反應生成無色的一氧化氮氣體,一氧化氮不溶于水,在常溫下易與空氣中的氧氣發生化合反應,生成紅棕色的二氧化氮氣體,二氧化氮易溶于水,溶于水后生成硝酸和一氧化氮,硝酸進一步轉化為可以被植物吸收的硝酸鹽,這屬于自然固氮的過程,有利于作物生長,C正確;“日照香爐生紫煙”描述的是光在云霧中發生散射形成的光現象,D錯誤。
2.答案　B
解析　BaSO4的摩爾質量大于Al(OH)3,產生沉淀的質量最大的反應為4S+2Al3++8OH-+4Ba2+===4BaSO4↓+2[Al(OH)4]-,A錯誤;二氧化硫具有還原性,ClO-具有氧化性,二者發生反應生成硫酸,再與過量的ClO-反應生成HClO,B正確;鹽酸的酸性比碳酸強,故CO2與CaCl2溶液不反應,C錯誤;混合溶液中I-、Fe2+全部參加反應,I-與Fe2+的物質的量之比應為1∶1,D錯誤。
3.答案　D
解析　由題圖可知,a為S,b為SO2,c為SO3,d為Na2SO4,e為Na2SO3,f為Na2S,據此分析解題。S不能一步轉化為SO3,A項錯誤;銅和濃硫酸加熱時反應生成CuSO4、SO2和H2O,B項錯誤;N在酸性條件下能將Na2SO3氧化為Na2SO4,故不能用鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液檢驗Na2SO3是否變質,C項錯誤;酸性環境下,Na2S與Na2SO3的水溶液混合后發生反應:2S2-+S+6H+===3S↓+3H2O,溶液變渾濁,D項正確。
4.答案　C
解析　①Fe與鹽酸反應生成FeCl2,FeCl2與堿反應生成Fe(OH)2,Fe(OH)2被氧氣氧化為Fe(OH)3,每步轉化都能一步實現,故①正確;②Na和氧氣反應生成氧化鈉,Na2O和CO2反應生成Na2CO3,Na2CO3與H2O和CO2反應生成NaHCO3,NaHCO3與足量的Ca(OH)2反應生成NaOH,故②正確;③鎂和氯氣反應生成MgCl2,MgCl2和NaOH溶液反應生成Mg(OH)2,都能通過一步反應實現,故③正確;④鋁與氧氣反應生成Al2O3,Al2O3不溶于水,不能一步生成Al(OH)3,故④錯誤;⑤Al與NaOH反應生成Na[Al(OH)4],Na[Al(OH)4]溶液中通入適量的CO2,得Na2CO3溶液,故⑤正確。
5.答案　A
解析　實驗室制備SO2,可用Na2SO3粉末和70%的H2SO4溶液反應制得,A正確;KMnO4溶液具有強氧化性,不能盛裝在堿式滴定管中,會氧化橡膠管,B錯誤;題圖中NaOH溶液過量,一定會與FeCl3溶液反應生成Fe(OH)3沉淀,無法證明溶解度:Mg(OH)2>Fe(OH)3,C錯誤;稀HNO3能將Na2SO3氧化為Na2SO4,Na2SO4與BaCl2作用生成難溶于酸的白色沉淀,無法檢驗Na2SO3溶液是否變質,D錯誤。
6.答案　A
解析　O3分子中的中心氧原子呈正電性,端位的兩個氧原子呈負電性,因此,O3分子中的鍵有極性,O3分子的結構與水分子相似,均為V形結構,分子中正負電荷中心不重合,故O3為極性分子,A項正確;同素異形體是指由同種元素形成的結構不同的單質,B項錯誤;SO2中S的價層電子對數為2+=3,故SO2中S原子雜化軌道類型為sp2,CO2分子中碳原子形成2個σ鍵,無孤電子對,所以CO2中C原子的雜化軌道類型為sp,C項錯誤;CaO為離子晶體,Ca2+和O2-之間為離子鍵,離子鍵沒有方向性和飽和性,D項錯誤。
7.答案　C
解析　C2H2的燃燒熱為1 299.6 kJ·mol-1,燃燒熱是指1 mol物質完全燃燒生成指定產物時放出的熱量,其中氫元素要變為H2O(l),故1 mol C2H2燃燒生成氣態水放出的熱量小于1 299.6 kJ,A項錯誤;CaO吸收SO2生成CaSO3,反應的化學方程式為CaO+SO2===CaSO3,B項錯誤;由O3可與CN-反應生成HC、N2和O2可知,O3處理含CN-廢水的反應為5O3+2CN-+H2O===5O2+N2+2HC,C項正確;(NH4)2S2O8水解制得H2O2的反應為S22H2OH2O2+2H+,D項錯誤。
8.答案　C
解析　A項,由于氯水過量,所以無法確定生成的I2是由Cl2還是Br2氧化而得到,A錯誤;B項,濃鹽酸中的Cl-也能被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液紫色褪去,B錯誤;C項,pH越大說明堿性越強,則水解能力:CN->CH3COO-,所以酸性:HCN9.答案　A
解析　還原工序逸出的Br2可用NaOH溶液吸收,吸收液中含有NaBr等物質,若吸收液直接返回還原工序,產品中含有NaBr,產品純度降低,A錯誤;除雜工序中產生的濾渣為BaSO4和S,S可溶于CS2可用CS2分離BaSO4和S,B正確;中和工序中HBr和Li2CO3反應生成LiBr的化學反應為Li2CO3+2HBr===CO2↑+2LiBr+H2O,C正確;BaS+Br2===BaBr2+S,BaBr2+H2SO4===BaSO4↓+2HBr,參與反應的Br2、BaS、H2SO4的物質的量之比為1∶1∶1,D正確。
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酒精與5 mL水混合后形成的酒精溶液的質量分數小于75%,A錯誤;硫酸根離子和陽離子的個數比為3∶2,則該硫酸鹽的化學式為R2(SO4)3,物質的量為0.5 mol,故該溶液的濃度為2.5 mol·L-1,B正確;需要稱取Na2CO3的質量為106 g·mol-1×1.0 L×2.0 mol·L-1=212.0 g,C錯誤;需要FeSO4的物質的量為0.1 mol,則需稱取的綠礬的質量為0.1 mol×278 g·mol-1=27.8 g,D錯誤。
11.答案　C
解析　NH4Cl溶液呈酸性,能與MgO反應,A正確;浸出時需要使用NH4Cl溶液,而在沉鎂時又生成了NH4Cl,所以NH4Cl可以循環利用,同理可分析出NH3也可以循環使用,B正確;高溫下氨水易分解,且氫氧化鎂溶解度會增大,所以沉鎂操作只能在低溫下進行,C錯誤;可以根據氫氧化物溶解度的不同分離鎂離子和鋁離子、鐵離子,D正確。
12.答案　A
解析　氯氣與氯化亞鐵反應生成氯化鐵,氯化鐵與鐵粉反應生成氯化亞鐵,可使鐵粉最終消失,A正確;溴單質有揮發性,也能與硝酸銀反應生成AgBr沉淀,因此不能驗證HBr的生成,B錯誤;氨氣極易溶于水,不能用裝水的量氣管測定其體積,C錯誤;濃硫酸與亞硫酸鈉反應生成二氧化硫,但出氣導管不能伸入液面以下,D錯誤。
13.答案　C
解析　雜銅中含有大量的有機物,灼燒過程中CuO可能被有機物還原生成Cu,A不符合題意;灼燒不充分Cu未被完全氧化,灼燒后也會含有少量Cu,B不符合題意;CuO在加熱條件下不能分解生成Cu單質,C符合題意;雜銅中含有大量的有機物,灼燒過程中生成了還原性物質如CO等,將CuO還原,灼燒后也會含有少量Cu,D不符合題意。
14.答案　B
解析　待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀A,則原溶液中可能含有C,向沉淀A中加入稀硝酸生成氣體,且有部分沉淀不溶解,則原溶液中存在C,可能存在S中的一種或兩種,根據離子共存知,原溶液中不存在Ba2+、Fe3+;濾液A中有Ba2+,加入過量的NaOH溶液并加熱得到氣體B、白色沉淀B,則原溶液中一定含有N,氣體B為NH3,白色沉淀B為BaCO3,溶液B中加入硝酸銀溶液、硝酸溶液得到白色沉淀C,C為AgCl,說明待測液中不含溴離子、溶液B中含有Cl-,由于一開始加入了氯化鋇溶液,不能確定原溶液中是否含有Cl-。根據上述分析,待測液中除含有Na+外,一定還含有N,n(N)=n(NH3)==0.1 mol,則c(N)=0.1 mol·L-1,待測液中c(Na+)=0.2 mol·L-1,c(HC)==0.1 mol·L-1,白色沉淀E為碳酸鈣沉淀,n(CaCO3)==0.1 mol,則c(C)=0.1 mol·L-1,白色沉淀D為硫酸鋇沉淀,則根據硫元素守恒可知,S=0.05 mol·L-1;根據溶液呈電中性,可知待測液中一定含有K+,當溶液中沒有Cl-時,K+的濃度最小,c(K+)≥0.4 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.1 mol·L-1,A正確。根據分析生成白色沉淀B的反應為碳酸氫根離子、氫氧根離子、鋇離子生成碳酸鋇沉淀和水:Ba2++HC+OH-===BaCO3↓+H2O,B錯誤。C為AgCl,能溶于濃氨水,離子方程式為AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O,C正確。若無色氣體D是混合氣體,為CO2、NO混合氣體,白色沉淀D只能為BaSO4,則原溶液中一定含有S(A中的亞硫酸鋇會轉化為硫酸鋇),不能確定是否含有S,待測液中一定含有的陰離子是C,故沉淀A的成分可能是BaCO3、BaSO3、BaSO4,D正確。
15.Ⅰ.(1)關閉分液漏斗的活塞,向裝置D中加水至沒過長導氣管口,用酒精燈微熱圓底燒瓶,裝置D中長導氣管口有氣泡產生,撤掉酒精燈,裝置D長導氣管中形成一段穩定的水柱
(2)圓底燒瓶　儲存SO2氣體,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被氧化為Na2SO4
(7)BaS2O3在乙醇中的溶解度低,乙醇易揮發帶走水分、便于干燥
解析　Ⅰ.(3)查閱資料可知,裝置C中生成Na2S2O3的反應速率很慢,據此推測補充的實驗儀器應可以提高反應速率,可選擇多孔球泡或電磁攪拌器,以增大接觸面積,提高反應速率。
Ⅱ.(5)滴定時,應選用的指示劑為淀粉溶液,根據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　無色廢水,則不含有Fe3+。焰色試驗為黃色,則含有鈉離子。加入足量氯化鋇溶液和稀鹽酸生成2.33 g白色沉淀,則白色沉淀為硫酸鋇,含有硫酸根離子2.33 g÷233 g·mol-1=0.01 mol。加入過量氫氧化鈉溶液最終無沉淀生成,則不含有鎂離子;開始無沉淀,生成沉淀質量達到最大后一段時間無變化,最后沉淀溶解,則溶液中含有氫離子、銨根離子、鋁離子;鋁離子和碳酸根離子不共存,則不含有碳酸根離子。(1)分析題圖,在原溶液中氫離子、銨根離子、鋁離子的物質的量分別為0.014 mol、0.007 mol、0.007 mol,則c(N)∶c(Al3+)=1∶1。根據分析可知,溶液中一定存在氫離子、鈉離子、銨根離子、鋁離子、硫酸根離子,一定不存在鐵離子、鎂離子、碳酸根離子,硫酸根離子、氫離子、銨根離子、鋁離子的物質的量分別為0.01 mol、0.014 mol、0.007 mol、0.007 mol,則陽離子所帶正電荷總數大于陰離子所帶負電荷總數,根據溶液呈電中性知,一定存在N。(2)過氧化鈉和水反應生成氫氧化鈉和氧氣,氫氧化鈉過量,則氫離子、銨根離子完全反應生成水、氨氣,鋁離子轉化為[Al(OH)4]-,故濃度增大的離子有Na+、[Al(OH)4]-、OH-。(3)向含FeI2和FeBr2各1 mol的混合液中通入氯氣2.5 mol,還原性I->Fe2+>Br-,則2 mol碘離子、2 mol亞鐵離子完全反應,1 mol溴離子參與反應,氯氣不足,完全反應,故發生的總反應的離子方程式為4I-+4Fe2++2Br-+5Cl2===2I2+4Fe3++Br2+10Cl-。(4)向Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黃色變為淺綠色,發生反應S+2Fe3++H2O===+2Fe2++2H+;過一會兒又變為棕黃色,酸性條件下亞鐵離子和硝酸根離子反應生成鐵離子和一氧化氮氣體,離子方程式為3Fe2++N+4H+===3Fe3++2H2O+NO↑。(5)向含三種離子Ag+、Fe3+、Cu2+各1 mol的混合液中加入足量的鐵粉,鐵和銀離子反應生成銀和亞鐵離子、鐵和銅離子反應生成銅和亞鐵離子、鐵和鐵離子反應生成亞鐵離子,反應后過濾,向濾液中加入足量的氨水,反應生成氫氧化亞鐵,過濾、洗滌、灼燒,灼燒過程中二價鐵被氧氣氧化為三價鐵,最終得到氧化鐵,2Ag+~Fe~Fe2+、2Fe3+~Fe~3Fe2+、Cu2+~Fe~Fe2+,根據反應關系可知,生成氧化鐵的物質的量為(0.5 mol+1.5 mol+1 mol)÷2=1.5 mol,質量為240 g。
17.答案　(1)①2CuFe2O4===2CuFe2O4-x+xO2↑
②Cu+2Fe+4O2--8e-===CuFe2O4
(2)CO和H2的生成時間和區域不同,實現了CO與H2的分離
(3)①2B(OH)3+2H2O+2e-===2B(OH+H2↑
②H2、HD、D2
③當NaBH4濃度大于0.5 mol·L-1時,反應生成的NaB(OH)4會不斷發生分解,生成NaBO2晶體,覆蓋在催化劑表面,使反應物與催化劑的接觸面積不斷減小,從而使放氫速率減小
解析　(1)①氧缺位鐵酸銅(CuFe2O4-x)作催化劑,第一步反應是CuFe2O4-x與H2O反應生成CuFe2O4和H2,化學方程式為CuFe2O4-x+xH2O===CuFe2O4+xH2↑,則第二步反應為2CuFe2O4===2CuFe2O4-x+xO2↑。②在陽極,Cu、Fe在熔融Li2O中失電子生成CuFe2O4,電極反應式為Cu+2Fe+4O2--8e-===CuFe2O4。(2)利用FeO/Fe3O4之間的相互轉化,發生反應C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),CO2循環使用,該工藝制氫過程中,H2與CO在不同時間、不同區域生成,不需進行分離操作,所以最大優點是CO和H2的生成時間和區域不同,實現了CO與H2的分離。(3)①從題圖中可以看出,最后一個步驟中,B(OH)3與H2O發生還原反應,生成B(OH和H2,則反應機理可描述為2B(OH)3+2H2O+2e-===2B(OH+H2↑。②若用D2O代替H2O,依據反應機理,第一步生成的氫氣中的兩個氫原子都來自B;第二、三步生成的氫氣中的兩個氫原子,1個來自B,1個來自D2O,則生成HD;第四步生成的氫氣中的兩個氫原子,都來自D2O,則生成D2,所以反應后生成的氣體中含有H2、HD、D2。③從題圖中可以看出,NaBH4濃度從0增大至0.5 mol·L-1時,放氫速率增大,當濃度大于0.5 mol·L-1時,放氫速率減小,其原因可能是NaBH4濃度從0增大至0.5 mol·L-1時,NaBH4與水的有效碰撞次數不斷增多,放氫速率增大,當NaBH4濃度大于0.5 mol·L-1時,反應生成的NaB(OH)4會不斷發生分解,生成NaBO2晶體,覆蓋在催化劑表面,使反應物與催化劑的接觸面積不斷減小,從而使放氫速率減小。
18.答案　(1)3(NH4)2SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑　中和
(2)3Pd+4N+18Cl-+22H+===3H2PdCl6+4NO↑+8H2O
(3)排出裝置中產生的NH3、HCl,減小實驗誤差　×100%　NH4Cl　偏低
解析　(1)“焙燒”時,Al2O3與(NH4)2SO4反應,生成NH3、Al2(SO4)3、H2O,該反應的化學方程式為3(NH4)3SO4+Al2O3Al2(SO4)3+6NH3↑+3H2O↑;“焙燒”產生的氣體主要是NH3,可將其通入酸浸后的溶液中進行中和反應。(2)濾渣Pd加入濃硝酸和濃鹽酸進行酸浸生成NO,發生反應為3Pd+18HCl+4HNO33H2PdCl6+4NO↑+8H2O,該反應的離子方程式為3Pd+4N+18Cl-+22H+===3H2PdCl6+4NO↑+8H2O。(3)通入H2加熱時發生反應(NH4)2PdCl6+2H2Pd+2NH3+6HCl。操作⑤中改通空氣的目的是排出裝置中產生的NH3、HCl,減小實驗誤差。樣品質量為(m2-m1) g,反應后減少的質量為(m2-m3) g,應該為(NH4)2PdCl6、Pd質量之差,可知生成的Pd的物質的量為 mol,參加反應的(NH4)2PdCl6的質量為 g,則(NH4)2PdCl6的含量為×100%;實驗結束時,若發現硬質玻璃管右端有少量白色固體,其主要成分為NH3與HCl在較低溫下反應產生的NH4Cl,這種情況會造成較大的實驗誤差,會使得測量的m3偏大,從而(m2-m3)偏小,可導致實驗結果偏低。

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