資源簡介 單元檢測三 元素及其化合物的性質應用一、選擇題(本題包括15小題,每小題3分,共45分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.(2025·重慶榮昌高三模擬)近年來我國航空航天事業取得了很多令世界矚目的成就。下列說法錯誤的是( )A.火箭采用的高強度新型鈦合金構件屬于金屬材料B.航天器使用的太陽能電池帆板的主要成分是硅C.被譽為“百變金剛”的太空機械臂主要成分為鋁合金D.“天和”核心艙其腔體使用的氮化硼陶瓷屬于傳統無機非金屬材料答案 D解析 鈦合金屬于金屬材料,故A正確;硅單質是良好的半導體材料,常用于制作太陽能電池板,故B正確;太空機械臂主要成分為性能優良的鋁合金,其強度大于純鋁,故C正確;氮化硼陶瓷屬于新型無機非金屬材料,故D錯誤。2.下列工業生產或處理過程涉及的物質轉化關系不正確的是( )A.消除污染物:SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4B.去除難溶物:CaCO3CaSO4CaCl2C.合成聚合物:CH≡CHCH2==CHClD.制備配合物:CuSO4溶液[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]SO4·H2O答案 B解析 消除二氧化硫污染物的反應為二氧化硫與氨水反應生成亞硫酸銨,亞硫酸銨與空氣中的氧氣反應生成硫酸銨,則物質轉化關系能實現,故A正確;難溶碳酸鈣的溶解度小于微溶的硫酸鈣,所以用硫酸鈉溶液難以將碳酸鈣轉化為硫酸鈣,硫酸鈣與鹽酸不反應,故B錯誤;一定條件下乙炔與氯化氫發生加成反應生成氯乙烯,一定條件下氯乙烯發生加聚反應生成聚氯乙烯,則物質轉化關系能實現,故C正確;硫酸銅溶液能與過量氨水反應生成硫酸四氨合銅,向反應后的溶液中加入乙醇降低硫酸四氨合銅的溶解度,過濾、洗滌、干燥能達到制備一水硫酸四氨合銅的實驗目的,故D正確。3.(2024·石家莊二中實驗學校調研)“類推”的思維方法在化學學習與研究中有時會產生錯誤結論,因此類推的結論最終要經過實踐的檢驗,才能決定其正確與否,下列幾種類推結論中錯誤的是( )①鈉與水反應生成NaOH和H2,常溫下,所有金屬與水反應都生成堿和H2 ②鐵露置在空氣中一段時間后就會生銹,性質更活潑的鋁不能穩定存在于空氣中 ③Al(OH)3、Cu(OH)2受熱易分解,Fe(OH)3受熱也易分解 ④不能用電解熔融的AlCl3來制取金屬鋁,也不能用電解熔融的MgCl2來制取金屬鎂A.①④ B.②④C.①②④ D.①②③④答案 C解析 常溫下金屬活動性在金屬鎂以后的金屬均和水不反應,故①錯誤;金屬鋁和氧氣反應生成致密氧化膜,可以穩定存在于空氣中,故②錯誤;AlCl3是共價化合物,在熔融狀態下不導電,故不能用電解熔融的AlCl3來制取金屬鋁,MgCl2是離子化合物,在熔融狀態下導電,能用電解熔融的MgCl2來制取金屬鎂,故④錯誤。4.(2025·安徽蕪湖高三模擬)世界衛生組織(WHO)和中國衛健委公認二氧化氯(ClO2)為新時代綠色消毒劑。常溫下,ClO2是具有與Cl2相似顏色和氣味的氣體,易溶于水,在水中的溶解度是Cl2的5~8倍;ClO2幾乎不與冷水反應,遇熱水則會分解;沸點為11 ℃。工業上ClO2可采用甲醇(CH3OH)在酸性介質中與氯酸鈉反應來制取。反應原理如下:CH3OH+NaClO3+H2SO4―→CO2↑+ClO2↑+NaHSO4+H2O(未配平),下列有關上述工業制取ClO2的說法正確的是( )A.CH3OH發生還原反應B.ClO2為氧化產物C.氧化劑與還原劑的物質的量之比為6∶1D.生成0.1 mol CO2時,轉移0.4 mol電子答案 C解析 甲醇被氧化、氯酸根離子被還原,根據得失電子守恒配平該反應:CH3OH+6NaClO3+6H2SO4=== CO2↑+6ClO2↑+6NaHSO4+5H2O。該反應中CH3OH→CO2,碳元素的化合價由-2價升高到+4價,發生氧化反應,A錯誤;ClO2是還原產物,B錯誤;由分析可知氧化劑為氯酸鈉,還原劑為甲醇,參加反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為6∶1,C正確;該反應中CH3OH→CO2,碳元素的化合價由-2價升高到+4價,因此每生成0.1 mol CO2時,轉移0.6 mol電子,D錯誤。5.(2025·河南高三模擬)一種利用廢銅渣(主要成分為CuO,及少量Fe2O3、SiO2等雜質)制備超細銅粉的流程如圖:下列說法中錯誤的是( )A.“酸浸”所得濾渣a的主要成分為SiO2B.“沉鐵”生成濾渣b反應的離子方程式為Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NC.“沉銅”發生的反應為復分解反應D.“轉化”后所得濾液b中含有的主要陽離子:N、H+、Cu2+答案 C解析 “酸浸”時CuO、Fe2O3與H2SO4反應生成硫酸銅、硫酸鐵,SiO2不與H2SO4反應,所以濾渣a的主要成分是SiO2,故A正確;NH3·H2O是弱堿,“沉鐵”時,生成氫氧化鐵沉淀,反應的離子方程式為Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3N,故B正確;濾液中加過量氨水沉鐵除去Fe3+,Cu2+轉化為[Cu(NH3)4]2+,“沉銅”時向含有[Cu(NH3)4]2+和過量氨水的混合溶液中通入SO2生成CuNH4SO3沉淀,銅元素化合價由+2價降低為+1價,發生氧化還原反應, 故C錯誤;“轉化”時,CuNH4SO3在稀硫酸中發生歧化反應,得到Cu2+和Cu,結合元素守恒可知,“轉化”后所得濾液b中含有的主要陽離子為N、H+、Cu2+,故D正確。6.(2024·山西大學附屬中學模擬)下列實驗中,對應的現象以及結論都正確且兩者具有因果關系的是( )選項 實驗 現象 結論A 將稀硝酸加入過量鐵粉中,充分反應后滴加KSCN溶液 有氣體生成,溶液呈紅色 稀硝酸將Fe氧化為Fe3+B 將銅粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中 溶液變藍、有黑色固體出現 金屬鐵比銅活潑C 用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱 熔化后的液態鋁滴落下來 金屬鋁的熔點較低D 將0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液 先有白色沉淀生成,后變為淺藍色沉淀 Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小答案 D解析 因為加入過量的鐵粉,反應生成Fe(NO3)2,加入KSCN溶液,溶液不變紅,A錯誤;Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+,溶液變藍,但沒有黑色固體出現,B錯誤;鋁表面產生氧化鋁,因為氧化鋁的熔點比鋁的高,因此鋁箔熔化而不滴落,C錯誤;MgSO4溶液加入NaOH溶液中,生成Mg(OH)2白色沉淀,再加入CuSO4溶液,出現藍色沉淀,即Mg(OH)2(s)+Cu2+Cu(OH)2(s)+Mg2+,化學反應向生成更難溶物質的方向進行,即Cu(OH)2的溶度積小于Mg(OH)2,D正確。7.(2024·江蘇決勝新高考部分學校大聯考)實驗室制備少量SO2并探究其性質,下列實驗原理與裝置能達到實驗目的的是( )A.制取SO2 B.收集SO2 C.驗證SO2還原性 D.吸收SO2尾氣答案 C解析 Cu與稀硫酸不反應,應使用Cu與濃硫酸加熱反應制取SO2,A不正確;SO2的密度比空氣大,收集SO2時,氣體應長進短出,B不正確;SO2能被酸性KMnO4溶液氧化,從而使酸性KMnO4溶液褪色,由此可驗證SO2的還原性,C正確;水吸收SO2的效果比較差,實驗室通常使用NaOH溶液吸收SO2尾氣,D不正確。8.A、B、C、D四種物質之間的轉化關系如圖所示(部分產物略去),下列說法正確的是( )A.若A為AlCl3溶液,B可能為氨水,反應①的離子方程式為Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NB.若A為Fe,B可能為稀HNO3,反應②的離子方程式為3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2OC.若A為NaOH溶液,B可能為CO2,可用Ca(OH)2溶液鑒定C、D溶液中的陰離子D.若A為Cl2,B可能為NH3,實驗室可用加熱固體C的方法制取NH3答案 B解析 Al(OH)3沉淀不能溶于過量氨水中,A項錯誤;若A為Fe,B為稀HNO3,則C為Fe(NO3)3,D為Fe(NO3)2,Fe與少量稀HNO3反應的離子方程式為3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2O,B項正確;若A為NaOH溶液,B為CO2,則C為NaHCO3溶液,D為Na2CO3溶液,NaHCO3、Na2CO3溶液都能與Ca(OH)2溶液反應生成白色沉淀,故不能用Ca(OH)2溶液鑒別碳酸根離子和碳酸氫根離子,C項錯誤;若A為Cl2,B為NH3,則C為NH4Cl,氯化銨受熱分解產生氨氣和氯化氫,逸出的氨氣與氯化氫反應重新生成氯化銨,實驗室加熱固體NH4Cl不能得到NH3,D項錯誤。9.(2024·北京交通大學附屬中學模擬)由下列實驗操作及現象不能推出相應結論的是( )選項 實驗操作及現象 結論A 向待測液中滴入新制氯水,再滴入KSCN溶液,溶液變為紅色 待測液中一定含有Fe2+B 將水滴入盛有Na2O2固體的試管中,有氣泡產生,把帶火星的木條放在試管口,木條復燃 Na2O2遇水產生O2C 將金屬鈉在燃燒匙中點燃,迅速伸入集滿CO2的集氣瓶,集氣瓶中產生大量白煙,瓶內有黑色顆粒產生 還原性:Na>CD 向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去 證明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)答案 A解析 向待測液中滴入新制氯水,再滴入KSCN溶液,溶液變為紅色,待測液中可能含有Fe2+,也可能含有Fe3+,或者兩種離子都有,A符合題意;將水滴入盛有Na2O2固體的試管中,有氣泡產生,把帶火星的木條放在試管口,木條復燃,說明有氧氣生成,即Na2O2遇水生成O2,反應為2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,B不符合題意;將金屬鈉在燃燒匙中點燃,迅速伸入集滿CO2的集氣瓶,集氣瓶中產生大量白煙,瓶內有黑色顆粒產生,說明生成了Na2CO3固體小顆粒形成白煙和黑色顆粒C,反應為4Na+3CO2=== 2Na2CO3+C,故還原性:Na>C,C不符合題意;由于Fe3+不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,Fe2+可以使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,證明Fe3O4中含Fe(Ⅱ),D不符合題意。10.氯化亞銅(CuCl)是白色粉末,微溶于水,能與稀硫酸反應,廣泛應用于化工和印染等行業。某研究性學習小組模擬熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl,并進行相關探究(已知酸性條件下Cu+不穩定)。下列說法正確的是( )A.X氣體可以是N2,目的是作保護氣,抑制CuCl2·2H2O加熱過程可能的水解B.CuCl與稀硫酸反應的離子方程式為2Cu++4H++S===2Cu2++SO2↑+2H2OC.途徑1中產生的Cl2可以回收循環利用,也可以通入飽和CaCl2溶液中除去D.途徑2中200 ℃下反應的化學方程式為Cu2(OH)2Cl22CuO + 2HCl↑答案 D解析 氯化銅溶液能夠水解,生成的氯化氫容易揮發,因此X氣體應該是氯化氫,故A錯誤;CuCl與稀硫酸發生歧化反應,生成銅單質和銅離子,且CuCl微溶于水不能寫成離子,故B錯誤;Cl2與CaCl2不能反應,故C錯誤。11.(2025·安徽蕪湖高三模擬)某興趣小組用K2Cr2O7和濃鹽酸制取氯氣并探究氯、溴、碘的相關性質,設計裝置圖如下所示(夾持裝置已略去)。下列說法錯誤的是( )A.裝置A中發生反應的離子方程式:Cr2+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2OB.若裝置C發生堵塞,B中長頸漏斗內液面會上升C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處分別放置干燥的有色布條、無水氯化鈣、濕潤的有色布條,為驗證氯氣是否具有漂白性,B、C間可以加一個盛有濃硫酸的洗氣瓶D.通入足量的氯氣,打開E的活塞,將溶液滴入D中,錐形瓶下層液體呈紫色即證明氧化性:Br2>I2答案 D解析 常溫下K2Cr2O7和濃鹽酸在A中反應生成氯氣,濃鹽酸具有揮發性,導致生成的氯氣中含有HCl,用飽和食鹽水除去氯氣中HCl,氯氣沒有漂白性但次氯酸有漂白性,氯氣和溴化鈉反應生成溴,溴能和KI反應生成碘單質,氯氣有毒不能排放到空氣中,應該用NaOH溶液處理尾氣,據此解答。裝置A發生反應生成氯氣,根據得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,得到反應的離子方程式為Cr2+6Cl-+14H+=== 2Cr3++3Cl2↑+7H2O,A正確;若裝置C發生堵塞,則裝置B中壓強增大,因此長頸漏斗內液面會上升,B正確;要驗證氯氣沒有漂白性,應該用干燥劑干燥氯氣然后用干燥的紅色布條檢驗,則為了驗證氯氣是否具有漂白性,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處應分別放置干燥的有色布條、無水氯化鈣、濕潤的有色布條,B、C間可以加一個盛有濃硫酸的洗氣瓶,C正確;將足量氯氣通入溴化鈉溶液中,導致溶液中含有氯氣,氯氣也能氧化碘離子生成碘,所以若觀察到錐形瓶下層液體呈紫紅色,不能證明氧化性:Br2>I2,D錯誤。12.實驗室制備FeCO3的流程如圖所示,下列敘述不正確的是( )A.可用KSCN溶液檢驗FeSO4溶液是否變質B.沉淀時可用冷水浴降溫以防止NH4HCO3分解C.沉淀時的離子方程式:Fe2++===FeCO3↓+H+D.為了使FeCO3快速干燥,洗滌操作時可用無水乙醇答案 C解析 亞鐵離子變質會生成鐵離子,可利用KSCN溶液檢驗硫酸亞鐵溶液是否變質,若溶液變紅,則證明硫酸亞鐵溶液已變質,故A正確;NH4HCO3受熱易分解,所以加NH4HCO3溶液生成FeCO3沉淀時,可用冷水浴降溫以防止NH4HCO3分解,故B正確;硫酸亞鐵與NH4HCO3發生反應的離子方程式為Fe2++2HC===FeCO3↓+H2O+CO2↑,故C錯誤。13.(2025·西安高三模擬)鈦鐵礦(FeTiO3)制取金屬鈦的流程如圖所示。已知:TiCl4為無色液體,極易水解;r(Mg)=160 pm,r(Ti)=146 pm。下列說法正確的是( )A.熔點:Mg>TiB.鎂與TiCl4置換時可以用氮氣作保護氣C.氯化過程中反應的化學方程式為2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+2TiCl4D.TiCl4水解可生成TiO2·nH2O,離子方程式為TiCl4+(n+2)H2O===TiO2·nH2O↓+4Cl-答案 C解析 由于r(Mg)>r(Ti),則金屬鎂的金屬鍵比鈦的金屬鍵弱,因此熔點:Mg14.(2024·廣東實驗中學模擬)以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備 Cu 粉的工藝流程如圖:已知:①高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉末。②可能用到的數據見下表:Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2開始沉淀pH 1.9 4.2 6.2沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2下列說法正確的是( )A.“浸取”時增大O2壓強可促進金屬離子浸出B.“中和調pH”的范圍為1.9~4.2C.固體X主要成分是 Fe(OH)2和SD.金屬M是Cu答案 A解析 CuS精礦(含有Zn、Fe元素的雜質)在高壓O2作用下,用硫酸浸取,CuS反應生成CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化為Fe3+,然后加入NH3調節溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中,過濾得到的濾渣中含有S、Fe(OH)3;然后向濾液中通入高壓H2,Cu2+被還原為Cu單質,通過過濾分離出來,而Zn2+仍然以離子形式存在于溶液中,再經一系列處理可得到Zn單質。經過上述分析可知,“浸取”時增大O2壓強,可加快反應速率,促進金屬離子浸出,故A正確;根據流程圖可知:用NH3調節溶液pH時,要使Fe3+轉化為沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中,結合離子沉淀的pH范圍,可知中和時應該調節溶液pH范圍為3.2~4.2,故B錯誤;固體X主要成分是S、Fe(OH)3,故C錯誤;金屬M是Zn,故D錯誤。15.(2025·山東高三模擬)已知FeSO4在高溫下分解可制備Fe2O3。用如圖所示裝置,檢驗FeSO4在高溫下分解的氣態產物,并測定該FeSO4樣品(雜質不參與反應)的純度。當裝置C中不再產生沉淀時,停止加熱,將裝置C中溶液經過濾、洗滌、干燥,準確稱量所得沉淀的質量。下列說法錯誤的是( )A.按氣流方向連接各儀器,順序為a→bc→de→fgB.裝置B中導氣管改造后可防止溶液倒吸C.裝置C中的白色沉淀只有硫酸鋇D.該方法能準確測量該FeSO4樣品的純度答案 A解析 FeSO4在高溫下分解,發生反應:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,可制備Fe2O3,將裝置A中生成的氣態產物通入盛有BaCl2溶液的裝置C中并進行冰水浴,SO3能與BaCl2溶液反應:SO3+BaCl2+H2O ===BaSO4↓+2HCl,由于亞硫酸的酸性弱于鹽酸,故SO2與BaCl2溶液不發生反應,將SO2繼續通入盛有NaOH溶液的裝置B中,SO2與NaOH溶液反應生成亞硫酸鈉和水,最后連接裝置D進行尾氣處理,據此回答。由分析知,按氣流方向連接各儀器,順序為a→de→bc→fg,A錯誤;由于SO2與NaOH溶液反應時會發生倒吸,故裝置B中導氣管改造后可防止溶液倒吸,B正確;由分析知,亞硫酸的酸性弱于鹽酸,故SO2與BaCl2溶液不發生反應,裝置C中的白色沉淀只有硫酸鋇,C正確;裝置C中不再產生沉淀時,停止加熱,將裝置C中溶液經過濾、洗滌、干燥,準確稱量所得BaSO4沉淀的質量,由BaSO4的質量即可算出SO3的質量,由SO3的質量即可算出FeSO4樣品的質量,即可算出FeSO4樣品的質量分數,D正確。二、非選擇題(本題包括4小題,共55分)16.(11分)白色固體碘化亞銅(CuI)可用作樹脂改性劑,不溶于水,能被O2氧化,見光易分解。實驗室制備CuI的方法是向CuSO4和KI混合溶液中通入足量SO2,實驗裝置如圖所示(部分裝置已省略)。請回答下列問題:(1)裝置B中發生反應的離子方程式是 。(2)盛放CuSO4溶液的儀器是 ,C裝置的作用是 。(3)實驗結束后,裝置B中物質經 、洗滌、干燥,得到CuI固體,洗滌時用溶有少量SO2的水溶液洗滌CuI的目的是 ,再用無水乙醇洗滌。(4)碘化亞銅能用于檢測空氣中的汞蒸氣,其反應為4CuI+Hg===Cu2HgI4(玫瑰紅)+2Cu。產物Cu2HgI4中,Cu元素顯 價。當有2 mol CuI參與反應時,轉移電子 mol。答案 (1)2Cu2++SO2+2I-+2H2O===2CuI↓+S+4H+ (2)恒壓滴液漏斗 吸收剩余的SO2,防止其污染空氣,并防止倒吸 (3)過濾 防止CuI被空氣中的氧氣氧化 (4)+1 1解析 A裝置用70%硫酸與亞硫酸鈉制備SO2,將SO2通入B裝置KI溶液中,滴加硫酸銅溶液反應生成CuI,多余的SO2用C裝置的NaOH溶液吸收。(1)裝置B中SO2與CuSO4和KI混合溶液發生反應生成CuI,SO2被氧化為硫酸根離子,離子方程式是2Cu2++SO2+2I-+2H2O===2CuI↓+S+4H+。(3)CuI難溶于水,將生成的混合物過濾、洗滌、干燥,得到CuI固體,用溶有少量SO2的水溶液洗滌CuI的目的是防止CuI被空氣中的氧氣氧化,再用無水乙醇洗滌,減少其溶解損失,便于干燥。(4)Cu2HgI4中Cu元素顯+1價,Hg顯+2價,4CuI+Hg===Cu2HgI4(玫瑰紅)+2Cu中,CuI中兩個+1價銅降低為0價,Hg從0價變為+2價,反應轉移2個電子,當有2 mol CuI參與反應時,轉移電子1 mol。17.(14分)某學習小組在實驗室進行了模擬侯氏制堿法制備純堿及產品含量的測定實驗,部分實驗裝置如圖所示。已知:各物質的溶解度如下表。溫度 溶解度/g 鹽 0 ℃ 10 ℃ 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃ 80 ℃ 90 ℃ 100 ℃NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 37.0 37.0 37.3 37.8 38.4 39.0 39.8NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 — — — — — — —NaHCO3 6.9 8.15 9.6 11.1 12.7 14.45 16.4 — — — —NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 45.8 50.4 55.2 60.2 65.6 71.3 77.3Ⅰ.制備NaHCO3(1)侯氏制堿法中制得NaHCO3和Na2CO3的化學方程式分別為 、 。(2)實驗開始前,需要配制飽和食鹽水備用。配制過程中不需要用到的實驗儀器有 (填字母)。A.燒杯 B.量筒 C.容量瓶 D.蒸發皿(3)實驗開始時,先打開彈簧夾 (填“a”或“b”),然后打開分液漏斗的活塞將產生的氣體通入D的燒瓶中。D中導管下端接一粗的硬質玻璃管,目的是 。(4)實驗時,為了析出NaHCO3,需控制D的水浴溫度在30~35 ℃,原因是 。Ⅱ.制備Na2CO3(5)實驗結束后,取出圓底燒瓶,抽濾,將所得固體轉入 (填儀器名稱,下同)中,小火烘干。再將固體移入 中,用玻璃棒輕輕攪拌,加熱一段時間后,冷卻至室溫,稱重。Ⅲ.測定產品中Na2CO3的含量(6)稱量1.000 g樣品,加水溶解,滴加2滴指示劑,用0.200 0 mol·L-1的鹽酸進行滴定,達到滴定終點時溶質為等物質的量的NaCl和NaHCO3,消耗V mL的鹽酸。進行三次平行實驗,測定數據如下表所示。實驗序號 消耗鹽酸的體積V/mL① 19.90② 19.80③ 20.00通過計算,樣品中Na2CO3的質量分數為 (保留四位有效數字)。答案 (1)NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ (2)CD (3)b 防倒吸 (4)溫度過低,NH4HCO3溶解度降低也一起析出,不利于NaHCO3的生成;溫度過高,NH3揮發損失(其他合理答案也可) (5)蒸發皿 坩堝 (6)42.19%解析 如圖所示,A中稀鹽酸和碳酸鈣反應制備二氧化碳,B中用飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中混有的HCl,C中濃氨水和氫氧化鈉反應制備氨氣,氨氣和二氧化碳通入裝置D的燒瓶中進行反應得到碳酸氫鈉,由于碳酸氫鈉溶解度較小,因此以晶體析出,過濾后將碳酸氫鈉加熱分解即可得到純堿。(6)滴定時,發生反應:Na2CO3+HCl===NaCl+NaHCO3,三次實驗消耗鹽酸的體積的平均值為19.90 mL,由化學方程式得:n(Na2CO3)=n(HCl),m(Na2CO3)=0.200 0×19.90×10-3×106 g≈0.421 9 g,樣品中Na2CO3的質量分數為×100%=42.19%。18.(15分)Mn2O3是一種重要的化工產品。以菱錳礦(主要成分為MnCO3,還含有少量Fe2O3、FeO、CoO、Al2O3)為原料制備Mn2O3的工藝流程如圖。已知:①氫氧化氧錳(MnOOH)難溶于水和堿性溶液。②濾渣2為CoS。(1)MnOOH中Mn的化合價為 價。加快酸浸速率的措施: (至少兩種)。(2)“酸浸池”中Fe2O3發生反應的化學方程式為 。(3)向“沉淀池Ⅰ”中加入MnO2的作用是 ;“濾渣1”的主要成分是 (填化學式)。(4)MnSO4轉化為MnOOH的離子方程式為 。(5)MnSO4轉化為MnOOH中“Ⅲ.實驗操作”包含過濾、洗滌、干燥。檢驗MnOOH是否洗滌干凈,具體操作為 。(6)菱錳礦中Mn的質量分數為40%,假設沉淀池Ⅰ中加入MnO2的質量為菱錳礦質量的1.74%,且生產過程中Mn元素均完全轉化,則100 kg該菱錳礦可以制備Mn2O3的質量為 kg。(結果保留3位有效數字)答案 (1)+3 適當提高硫酸濃度、將菱錳礦粉碎(或適當升高溫度或攪拌等)(2)Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O(3)將Fe2+氧化為Fe3+,便于后續除雜 Fe(OH)3、Al(OH)3(4)2Mn2++H2O2+4NH3·H2O===2MnOOH↓+4N+2H2O(5)取少量最后一次洗滌液于潔凈試管中,向其中滴加 BaCl2溶液,若不出現白色沉淀,說明 MnOOH 已洗滌干凈,反之則未洗滌干凈(6)59.0解析 菱錳礦(主要成分為MnCO3,還含有少量Fe2O3、FeO、CoO、Al2O3)用稀硫酸浸取過濾后得到含硫酸錳、硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鋁、硫酸鈷等的溶液,向其中加入二氧化錳將亞鐵離子氧化為鐵離子,再加入氨水將鐵離子和鋁離子轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,過濾除去,“濾渣1”的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3,濾液中加入含S2-沉淀劑除去鈷離子,過濾所得濾渣2為CoS,濾液為含硫酸錳的溶液,向濾液中依次加入3%H2O2溶液、0.2 mol·L-1氨水即可得到MnOOH,通過過濾、洗滌、干燥得到高純度的MnOOH,再將MnOOH在250 ℃時充分加熱72 h即可得Mn2O3,據此分析解題。(1)根據化合物MnOOH中化合價代數和為零,設Mn的化合價為x,x+(-2)+(-1)=0,解得x=+3。(4)MnSO4溶液加入3%雙氧水、0.2 mol·L-1氨水將其轉化為MnOOH,Mn元素的化合價由+2價升高為+3價,O元素的化合價由-1價降低為-2價,根據得失電子守恒、電荷守恒、元素守恒可得,反應的離子方程式為2Mn2++H2O2+4NH3·H2O===2MnOOH↓+4N+2H2O。(5)檢驗MnOOH是否洗滌干凈就是檢驗是否含有硫酸根離子,具體操作為取少量最后一次洗滌液于潔凈試管中,向其中滴加 BaCl2溶液,若不出現白色沉淀,說明 MnOOH 已洗滌干凈,反之則未洗滌干凈。(6)菱錳礦中Mn的質量分數為40%,則100 kg該菱錳礦中n(Mn)= ≈727 mol,假設沉淀池Ⅰ中加入MnO2的質量為菱錳礦質量的1.74%,n(MnO2)==20 mol,且生產過程中Mn元素均完全轉化,可以制備Mn2O3的質量為 mol×158 g·mol-1≈59.0 kg。19.(15分)(2024·河南名校聯考)三氯氧釩(VOCl3,M=173.5 g·mol-1)是一種重要的無機試劑,主要用作溶劑、烯烴聚合的催化劑,還可用于釩有機化合物的合成。已知三氯氧釩為黃色液體,密度為1.84 g·cm-3,熔點為-77 ℃,沸點為126 ℃,遇水會迅速水解生成HCl和一種氧化物。某小組同學利用如圖裝置以氯氣、V2O5和碳粉為原料制備三氯氧釩。回答下列問題:(1)儀器X的名稱為 。(2)從A~E中選擇必要的儀器制備VOCl3,正確的連接順序是 (按氣流方向,用小寫字母表示,裝置可重復使用)。(3)裝置A中發生反應的離子方程式為 。(4)管式爐中發生反應生成CO的化學方程式為 。(5)裝置D的作用為 。(6)裝置E的作用為 。(7)實驗過程中正確的加熱順序為 (填序號)。①先點燃A處酒精燈,再加熱管式爐②先加熱管式爐,再點燃A處酒精燈(8)若管式爐中加入9.1 g V2O5和2.5 g的碳粉,通入足量氯氣充分反應后,在裝置B的燒瓶中最終收集到6.0 mL黃色的三氯氧釩液體,則該實驗中三氯氧釩的產率為 (保留3位有效數字)。答案 (1)球形冷凝管 (2)agfdebcdeh (3)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (4)V2O5+3C+3Cl22VOCl3+3CO (5)除去氯氣中混有的HCl雜質 (6)吸收未反應完的氯氣 (7)① (8)63.6%解析 由題干實驗裝置圖可知,裝置A為實驗室制備Cl2的裝置,反應原理為MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O,裝置B為制備三氯氧釩的發生裝置,反應原理為3Cl2+3C+V2O52VOCl3+3CO,裝置C用于干燥Cl2,裝置D用于除去Cl2中的HCl,裝置E為尾氣處理裝置,據此分析解題。(2)制備VOCl3,首先要制備氯氣,然后除雜和干燥,將氯氣通入管式爐中制備VOCl3,然后再一次使用濃硫酸防止NaOH溶液中的水蒸氣進入收集裝置,因此正確的連接順序是agfdebcdeh。(8)m(VOCl3)=6.0 mL×1.84 g·mL-1=11.04 g,理論上9.1 g V2O5和2.5 g的碳粉與足量氯氣充分反應能夠得到0.1 mol VOCl3,VOCl3的摩爾質量為173.5 g·mol-1,則理論上能夠生成17.35 g VOCl3,因此三氯氧釩的產率為×100%≈63.6%。單元檢測三 元素及其化合物的性質應用一、選擇題(本題包括15小題,每小題3分,共45分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.(2025·重慶榮昌高三模擬)近年來我國航空航天事業取得了很多令世界矚目的成就。下列說法錯誤的是( )A.火箭采用的高強度新型鈦合金構件屬于金屬材料B.航天器使用的太陽能電池帆板的主要成分是硅C.被譽為“百變金剛”的太空機械臂主要成分為鋁合金D.“天和”核心艙其腔體使用的氮化硼陶瓷屬于傳統無機非金屬材料2.下列工業生產或處理過程涉及的物質轉化關系不正確的是( )A.消除污染物:SO2(NH4)2SO3(NH4)2SO4B.去除難溶物:CaCO3CaSO4CaCl2C.合成聚合物:CH≡CHCH2==CHClD.制備配合物:CuSO4溶液[Cu(NH3)4]SO4[Cu(NH3)4]SO4·H2O3.(2024·石家莊二中實驗學校調研)“類推”的思維方法在化學學習與研究中有時會產生錯誤結論,因此類推的結論最終要經過實踐的檢驗,才能決定其正確與否,下列幾種類推結論中錯誤的是( )①鈉與水反應生成NaOH和H2,常溫下,所有金屬與水反應都生成堿和H2 ②鐵露置在空氣中一段時間后就會生銹,性質更活潑的鋁不能穩定存在于空氣中 ③Al(OH)3、Cu(OH)2受熱易分解,Fe(OH)3受熱也易分解 ④不能用電解熔融的AlCl3來制取金屬鋁,也不能用電解熔融的MgCl2來制取金屬鎂A.①④ B.②④C.①②④ D.①②③④4.(2025·安徽蕪湖高三模擬)世界衛生組織(WHO)和中國衛健委公認二氧化氯(ClO2)為新時代綠色消毒劑。常溫下,ClO2是具有與Cl2相似顏色和氣味的氣體,易溶于水,在水中的溶解度是Cl2的5~8倍;ClO2幾乎不與冷水反應,遇熱水則會分解;沸點為11 ℃。工業上ClO2可采用甲醇(CH3OH)在酸性介質中與氯酸鈉反應來制取。反應原理如下:CH3OH+NaClO3+H2SO4―→CO2↑+ClO2↑+NaHSO4+H2O(未配平),下列有關上述工業制取ClO2的說法正確的是( )A.CH3OH發生還原反應B.ClO2為氧化產物C.氧化劑與還原劑的物質的量之比為6∶1D.生成0.1 mol CO2時,轉移0.4 mol電子5.(2025·河南高三模擬)一種利用廢銅渣(主要成分為CuO,及少量Fe2O3、SiO2等雜質)制備超細銅粉的流程如圖:下列說法中錯誤的是( )A.“酸浸”所得濾渣a的主要成分為SiO2B.“沉鐵”生成濾渣b反應的離子方程式為Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NC.“沉銅”發生的反應為復分解反應D.“轉化”后所得濾液b中含有的主要陽離子:N、H+、Cu2+6.(2024·山西大學附屬中學模擬)下列實驗中,對應的現象以及結論都正確且兩者具有因果關系的是( )選項 實驗 現象 結論A 將稀硝酸加入過量鐵粉中,充分反應后滴加KSCN溶液 有氣體生成,溶液呈紅色 稀硝酸將Fe氧化為Fe3+B 將銅粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中 溶液變藍、有黑色固體出現 金屬鐵比銅活潑C 用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱 熔化后的液態鋁滴落下來 金屬鋁的熔點較低D 將0.1 mol·L-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產生,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液 先有白色沉淀生成,后變為淺藍色沉淀 Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小7.(2024·江蘇決勝新高考部分學校大聯考)實驗室制備少量SO2并探究其性質,下列實驗原理與裝置能達到實驗目的的是( )A.制取SO2 B.收集SO2 C.驗證SO2還原性 D.吸收SO2尾氣8.A、B、C、D四種物質之間的轉化關系如圖所示(部分產物略去),下列說法正確的是( )A.若A為AlCl3溶液,B可能為氨水,反應①的離子方程式為Al3++4NH3·H2O===[Al(OH)4]-+4NB.若A為Fe,B可能為稀HNO3,反應②的離子方程式為3Fe+8H++2N===3Fe2++2NO↑+4H2OC.若A為NaOH溶液,B可能為CO2,可用Ca(OH)2溶液鑒定C、D溶液中的陰離子D.若A為Cl2,B可能為NH3,實驗室可用加熱固體C的方法制取NH39.(2024·北京交通大學附屬中學模擬)由下列實驗操作及現象不能推出相應結論的是( )選項 實驗操作及現象 結論A 向待測液中滴入新制氯水,再滴入KSCN溶液,溶液變為紅色 待測液中一定含有Fe2+B 將水滴入盛有Na2O2固體的試管中,有氣泡產生,把帶火星的木條放在試管口,木條復燃 Na2O2遇水產生O2C 將金屬鈉在燃燒匙中點燃,迅速伸入集滿CO2的集氣瓶,集氣瓶中產生大量白煙,瓶內有黑色顆粒產生 還原性:Na>CD 向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去 證明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)10.氯化亞銅(CuCl)是白色粉末,微溶于水,能與稀硫酸反應,廣泛應用于化工和印染等行業。某研究性學習小組模擬熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl,并進行相關探究(已知酸性條件下Cu+不穩定)。下列說法正確的是( )A.X氣體可以是N2,目的是作保護氣,抑制CuCl2·2H2O加熱過程可能的水解B.CuCl與稀硫酸反應的離子方程式為2Cu++4H++S===2Cu2++SO2↑+2H2OC.途徑1中產生的Cl2可以回收循環利用,也可以通入飽和CaCl2溶液中除去D.途徑2中200 ℃下反應的化學方程式為Cu2(OH)2Cl22CuO + 2HCl↑11.(2025·安徽蕪湖高三模擬)某興趣小組用K2Cr2O7和濃鹽酸制取氯氣并探究氯、溴、碘的相關性質,設計裝置圖如下所示(夾持裝置已略去)。下列說法錯誤的是( )A.裝置A中發生反應的離子方程式:Cr2+6Cl-+14H+===2Cr3++3Cl2↑+7H2OB.若裝置C發生堵塞,B中長頸漏斗內液面會上升C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處分別放置干燥的有色布條、無水氯化鈣、濕潤的有色布條,為驗證氯氣是否具有漂白性,B、C間可以加一個盛有濃硫酸的洗氣瓶D.通入足量的氯氣,打開E的活塞,將溶液滴入D中,錐形瓶下層液體呈紫色即證明氧化性:Br2>I212.實驗室制備FeCO3的流程如圖所示,下列敘述不正確的是( )A.可用KSCN溶液檢驗FeSO4溶液是否變質B.沉淀時可用冷水浴降溫以防止NH4HCO3分解C.沉淀時的離子方程式:Fe2++===FeCO3↓+H+D.為了使FeCO3快速干燥,洗滌操作時可用無水乙醇13.(2025·西安高三模擬)鈦鐵礦(FeTiO3)制取金屬鈦的流程如圖所示。已知:TiCl4為無色液體,極易水解;r(Mg)=160 pm,r(Ti)=146 pm。下列說法正確的是( )A.熔點:Mg>TiB.鎂與TiCl4置換時可以用氮氣作保護氣C.氯化過程中反應的化學方程式為2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+2TiCl4D.TiCl4水解可生成TiO2·nH2O,離子方程式為TiCl4+(n+2)H2O===TiO2·nH2O↓+4Cl-14.(2024·廣東實驗中學模擬)以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備 Cu 粉的工藝流程如圖:已知:①高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉末。②可能用到的數據見下表:Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2開始沉淀pH 1.9 4.2 6.2沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2下列說法正確的是( )A.“浸取”時增大O2壓強可促進金屬離子浸出B.“中和調pH”的范圍為1.9~4.2C.固體X主要成分是 Fe(OH)2和SD.金屬M是Cu15.(2025·山東高三模擬)已知FeSO4在高溫下分解可制備Fe2O3。用如圖所示裝置,檢驗FeSO4在高溫下分解的氣態產物,并測定該FeSO4樣品(雜質不參與反應)的純度。當裝置C中不再產生沉淀時,停止加熱,將裝置C中溶液經過濾、洗滌、干燥,準確稱量所得沉淀的質量。下列說法錯誤的是( )A.按氣流方向連接各儀器,順序為a→bc→de→fgB.裝置B中導氣管改造后可防止溶液倒吸C.裝置C中的白色沉淀只有硫酸鋇D.該方法能準確測量該FeSO4樣品的純度二、非選擇題(本題包括4小題,共55分)16.(11分)白色固體碘化亞銅(CuI)可用作樹脂改性劑,不溶于水,能被O2氧化,見光易分解。實驗室制備CuI的方法是向CuSO4和KI混合溶液中通入足量SO2,實驗裝置如圖所示(部分裝置已省略)。請回答下列問題:(1)裝置B中發生反應的離子方程式是 。(2)盛放CuSO4溶液的儀器是 ,C裝置的作用是 。(3)實驗結束后,裝置B中物質經 、洗滌、干燥,得到CuI固體,洗滌時用溶有少量SO2的水溶液洗滌CuI的目的是 ,再用無水乙醇洗滌。(4)碘化亞銅能用于檢測空氣中的汞蒸氣,其反應為4CuI+Hg===Cu2HgI4(玫瑰紅)+2Cu。產物Cu2HgI4中,Cu元素顯 價。當有2 mol CuI參與反應時,轉移電子 mol。17.(14分)某學習小組在實驗室進行了模擬侯氏制堿法制備純堿及產品含量的測定實驗,部分實驗裝置如圖所示。已知:各物質的溶解度如下表。溫度 溶解度/g 鹽 0 ℃ 10 ℃ 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃ 80 ℃ 90 ℃ 100 ℃NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 37.0 37.0 37.3 37.8 38.4 39.0 39.8NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 — — — — — — —NaHCO3 6.9 8.15 9.6 11.1 12.7 14.45 16.4 — — — —NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.1 45.8 50.4 55.2 60.2 65.6 71.3 77.3Ⅰ.制備NaHCO3(1)侯氏制堿法中制得NaHCO3和Na2CO3的化學方程式分別為 、 。(2)實驗開始前,需要配制飽和食鹽水備用。配制過程中不需要用到的實驗儀器有 (填字母)。A.燒杯 B.量筒 C.容量瓶 D.蒸發皿(3)實驗開始時,先打開彈簧夾 (填“a”或“b”),然后打開分液漏斗的活塞將產生的氣體通入D的燒瓶中。D中導管下端接一粗的硬質玻璃管,目的是 。(4)實驗時,為了析出NaHCO3,需控制D的水浴溫度在30~35 ℃,原因是 。Ⅱ.制備Na2CO3(5)實驗結束后,取出圓底燒瓶,抽濾,將所得固體轉入 (填儀器名稱,下同)中,小火烘干。再將固體移入 中,用玻璃棒輕輕攪拌,加熱一段時間后,冷卻至室溫,稱重。Ⅲ.測定產品中Na2CO3的含量(6)稱量1.000 g樣品,加水溶解,滴加2滴指示劑,用0.200 0 mol·L-1的鹽酸進行滴定,達到滴定終點時溶質為等物質的量的NaCl和NaHCO3,消耗V mL的鹽酸。進行三次平行實驗,測定數據如下表所示。實驗序號 消耗鹽酸的體積V/mL① 19.90② 19.80③ 20.00通過計算,樣品中Na2CO3的質量分數為 (保留四位有效數字)。18.(15分)Mn2O3是一種重要的化工產品。以菱錳礦(主要成分為MnCO3,還含有少量Fe2O3、FeO、CoO、Al2O3)為原料制備Mn2O3的工藝流程如圖。已知:①氫氧化氧錳(MnOOH)難溶于水和堿性溶液。②濾渣2為CoS。(1)MnOOH中Mn的化合價為 價。加快酸浸速率的措施: (至少兩種)。(2)“酸浸池”中Fe2O3發生反應的化學方程式為 。(3)向“沉淀池Ⅰ”中加入MnO2的作用是 ;“濾渣1”的主要成分是 (填化學式)。(4)MnSO4轉化為MnOOH的離子方程式為 。(5)MnSO4轉化為MnOOH中“Ⅲ.實驗操作”包含過濾、洗滌、干燥。檢驗MnOOH是否洗滌干凈,具體操作為 。(6)菱錳礦中Mn的質量分數為40%,假設沉淀池Ⅰ中加入MnO2的質量為菱錳礦質量的1.74%,且生產過程中Mn元素均完全轉化,則100 kg該菱錳礦可以制備Mn2O3的質量為 kg。(結果保留3位有效數字)19.(15分)(2024·河南名校聯考)三氯氧釩(VOCl3,M=173.5 g·mol-1)是一種重要的無機試劑,主要用作溶劑、烯烴聚合的催化劑,還可用于釩有機化合物的合成。已知三氯氧釩為黃色液體,密度為1.84 g·cm-3,熔點為-77 ℃,沸點為126 ℃,遇水會迅速水解生成HCl和一種氧化物。某小組同學利用如圖裝置以氯氣、V2O5和碳粉為原料制備三氯氧釩。回答下列問題:(1)儀器X的名稱為 。(2)從A~E中選擇必要的儀器制備VOCl3,正確的連接順序是 (按氣流方向,用小寫字母表示,裝置可重復使用)。(3)裝置A中發生反應的離子方程式為 。(4)管式爐中發生反應生成CO的化學方程式為 。(5)裝置D的作用為 。(6)裝置E的作用為 。(7)實驗過程中正確的加熱順序為 (填序號)。①先點燃A處酒精燈,再加熱管式爐②先加熱管式爐,再點燃A處酒精燈(8)若管式爐中加入9.1 g V2O5和2.5 g的碳粉,通入足量氯氣充分反應后,在裝置B的燒瓶中最終收集到6.0 mL黃色的三氯氧釩液體,則該實驗中三氯氧釩的產率為 (保留3位有效數字)。 展開更多...... 收起↑ 資源列表 單元檢測三 元素及其化合物的性質應用 無答案 .docx 單元檢測三 元素及其化合物的性質應用.docx 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫