資源簡介

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第一章 物質及其變化
時間：75分鐘 分值：100分
可能用到的相對原子質量：H-1 C-12 O-16 Mg-24 Cl-35.5 V-51
一、選擇題(每小題只有一個正確選項，每題3分，共45分)
1．生活即化學，要在生活中學化學、做化學。下列有關生活中物質的轉化關系錯誤的是( )
A．生石灰熟石灰 B．鐵鍋四氧化三鐵
C．蛋白質氨基酸 D．含鈣硬水碳酸鈣
2．《中國詩詞大會》不僅弘揚了中國傳統文化，還蘊含著許多化學知識，下列詩詞分析不正確的是(　　)
A．李白詩句“日照香爐生紫煙，遙看瀑布掛前川”，“紫煙”指“香爐”中碘升華的現象
B．劉禹錫詩句“千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，金性質穩定，可通過物理方法得到
C．王安石詩句“爆竹聲中一歲除，春風送暖入屠蘇”，爆竹的燃放涉及氧化還原反應
D．曹植詩句“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，這里的能量變化主要是化學能轉化為熱能
3．空氣濕度增大，水汽凝結就易形成霧，灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等顆粒物的濃度增大就易形成霾。下列說法不正確的是( )
A．防霧霾口罩的原理與過濾類似，防霧霾效果好的口罩往往呼吸阻力較大
B．PM2.5是直徑小于或等于2.5微米的污染物顆粒，屬于膠體粒子的直徑范圍
C．汽車車燈在霧霾天照出“通路”的現象屬于丁達爾效應
D．可通過在燃煤煙囪上加裝高壓靜電裝置除去煤灰中的固體顆粒物
4．下列離子方程式與所述事實相符且正確的是( )
A．向次氯酸鈉溶液中通入足量SO2氣體：ClO－＋SO2＋H2O===HClO＋HSO3－
B．向碳酸氫銨溶液中加入過量的NaOH溶液：NH4＋＋OH－===NH3·H2O
C．向明礬溶液中加入Ba(OH)2溶液至生成沉淀的物質的量最多：
Al3+＋2SO42－＋2Ba2+＋4OH－===AlO2－＋2BaSO4↓+2H2O
D．等體積、等物質的量濃度的NaHCO3溶液與Ba(OH)2溶液混合：HCO3－＋Ba2++OH－===BaCO3↓＋H2O
5．硫元素約占地球總質量的1.9%，廣泛分布并循環于地球內部各圈層。硫有32S、34S、33S和36S四種同位素。硫元素主要以氫化物、硫化物、含氧酸和含氧酸鹽等形式存在。硫的單質有S2、S4、S8等多種分子形態；硫的氫化物(H2S、H2S2)均有弱酸性；低價硫易被氧氣氧化。硫在生物圈的演化中扮演了重要角色，在細菌作用下硫元素可發生氧化或還原反應，促進了硫元素在地球各圈層中的循環。下列化學反應的表示正確的是( )
A．二硫化氫與足量燒堿溶液反應：H2S2＋2OH-=S＋2H2O
B．黃鐵礦在細菌作用下轉化為強酸：2FeS2＋2H2O＋7O22Fe2＋＋4H＋＋4SO
C．用Na2S2O3除去廢水中的氯氣：S2O＋4Cl2＋10OH-=2SO＋8Cl-＋5H2O
D．硫化亞鐵除廢水中汞離子：S2-＋Hg2＋=HgS↓
6．黃銅用溶液浸泡后生成單質硫，所得CuSO4溶液可用于制取納米Cu2O，Cu2O能與酸發生反應。Co3+具有強氧化性，可與濃鹽酸反應生成氯氣。由、、和反應制備的配合物可應用于的鑒定。下列化學反應方程式表示錯誤的是( )
A．Cu2O與稀硫酸反應：
B．溶液和反應：
C．與足量濃鹽酸反應：
D．制備的反應：
7．稀有氣體化合物的合成更新了對“惰性”的認知。已知：，設為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是( )
A．1 mol 中心原子的孤電子對數目為
B．18 g中所含質子數目為
C．生成1 mol ，轉移電子數目為
D．3.36 L HF(標準狀況)所含的分子數為
8．便攜式消毒除菌卡主要活性成分為亞氯酸鈉(NaClO2)；一種制備NaClO2粗產品的工藝流程如圖。已知純ClO2易分解爆炸，一般用空氣稀釋到10%以下。
下列說法正確的是( )
A．溶解過程中可以用鹽酸代替稀硫酸
B．流程中H2O2做氧化劑
C．發生器中鼓入空氣的主要目的是提供氧化劑
D．吸收塔中溫度不宜過高，否則會導致NaClO2產率下降
9．某反應體系只有六種粒子：（無色）、和。隨著反應進行，其中兩種離子濃度與時間關系如圖所示。下列敘述錯誤的是( )
A．圖中乙代表，甲代表
B．若溶液由無色變為紫紅色，則反應已發生
C．每消耗乙時轉移電子
D．該反應為
10．鎵()與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業制備鎵的流程如圖所示。下列推斷不合理的是( )
A．向溶液中逐滴加入足量稀氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解
B．向和溶液中通入適量二氧化碳后得到氫氧化鋁沉淀，可知酸性：
C．金屬鎵可以與溶液反應生成和
D．步驟二中不能通入過量的的理由是
11．乙苯脫氫的反應歷程如下圖(Ph-為苯基)，下列說法正確的是( )
A．物質Ⅰ為催化劑
B．此反應過程中是氧化劑
C．只有過程②有電子轉移
D．每脫去1mol氫原子，轉移2mol電子
12．已知過氧化鉻的結構式如圖所示，溶于稀硫酸的化學方程式為：，有關該反應說法不正確的是
A．在元素周期表中的位置為第四周期第VIB族
B．既作氧化劑，又作還原劑
C．氧化產物與還原產物的物質的量之比為
D．若有發生該反應，則反應中共轉移個電子
13．黃鐵礦()在酸性條件下發生催化氧化的反應歷程如圖所示。下列說法錯誤的是
A．反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均發生氧化還原反應
B．反應Ⅰ中氧化劑與還原劑的物質的量之比為
C．反應Ⅱ的離子方程式為
D．該過程的總反應為
14．下列根據實驗操作及現象不能達到相應實驗目的的是( )
選項 實驗操作及現象 實驗目的
A 向滴有幾滴的溶液中加入，緩緩通入少量并振蕩、靜置，水層顯紅色，有機層顯無色 驗證還原性：
B 相同溫度下，同時進行與和的反應，觀察產生的快慢 探究鍵的極性對反應速率的影響
C 將膽礬晶體投入濃硫酸中，固體由藍色變為白色 驗證濃硫酸具有脫水性
D 分別測定和與鹽酸反應的反應熱 確定的
15．亞氯酸鈉（）具有強氧化性、受熱易分解，可用作漂白劑、食品消毒劑等，以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如圖所示。已知高濃度的易爆炸。下列說法錯誤的是( )
A．“反應1”中是還原產物，母液中主要成分是
B．“反應1”需要通入稀釋，以防發生爆炸
C．“反應2”中，氧化劑和還原劑的物質的量之比為
D．若還原產物均為時，的氧化能力是等質量的2.5倍
二、非選擇題(共4小題，共55分)
16．（10分）化合物X由兩種元素組成，某學習小組按如下流程進行實驗：
已知：X可與水反應生成一種二元含氧酸，流程中X與NaOH(物質的量之比1：1)發生化合反應得到溶液A(含4種元素)。B和D為純凈物。
請回答：
（1）X的組成元素是 ，X的化學式是 。
（2）寫出X→A的化學方程式 。
（3）寫出C→D的離子方程式 。
（4）實驗室制得的黃綠氣體單質B含有HCl，設計實驗驗證 。
17．（16分）零價鐵還原性強、活性高，對很多重金屬離子及含磷、砷離子都有較好的去除和富集作用。
Ⅰ.零價鐵的制備。
（1）富鐵礦石經破碎、篩分到微米級后，在氫氣氛圍下高溫還原可以制備微米級零價鐵。請寫出磁鐵礦與氫氣反應制備零價鐵的化學方程式 。
（2）采用還原鐵鹽，可以制備出納米級的零價鐵。
已知：的電負性是2.0，的電負性是2.1
①請寫出的電子式 。
②請寫出與硫酸反應的離子方程式 。
③補充完整下列化學方程式 。
每生成零價鐵，轉移電子的物質的量是 。
Ⅱ.零價鐵的結構和作用機理。
研究發現，納米級和微米級的零價鐵，均具有“核-殼”結構。
已知：①殼層可以導電；
②當時，鐵的氧化物質子化，殼層表面帶正電；當時，鐵的氧化物去質子化，殼層表面帶負電；
③磷酸鹽溶解度一般較小。
（3）去離子水中加入零價鐵，從6上升到9.5左右。檢測殼層物質，發現有、、、等。導致產生殼層微粒的氧化劑是、 。
（4）部分金屬陽離子去除機理如圖所示。納米零鐵去除污水中、主要機理不同，請簡述兩者的區別并解釋原因 。
（5）去除含磷()微粒：
①控制 8，原因是 。
②通過形成 (填化學式)進一步去除。
（6）綜上所述，零價鐵去除重金屬離子及含磷微粒的主要機理有 。
18.（16分）以廢釩電池負極電解液(主要化學成分是V3+、V2+、H2SO4) 為原料，回收其中的釩制備V2O5的工藝流程如圖所示：
已知：氯酸濃度較高或受熱時易發生分解。
回答下列問題：
（1）在“氧化”中低價態釩都轉化為，其中V3+轉化反應的離子方程式為 ，實際生產中的氧化劑不選擇HClO3的原因是 。
（2）“濃縮”至釩溶液質量濃度(折合V2O5質量濃度)為27.3 g·L-1'時，則溶液中c()= mol·L-1。(結果保留1位小數)
（3）pH對沉釩率(η)的影響如圖所示，則沉釩時控制釩液合適的pH范圍是 ，沉淀產物為2NH4V3O8·H2O，則加(NH4)2SO4沉釩的化學方程式是 。
（4）“過濾”后對沉淀進行洗滌，采用稀(NH4)2SO4作洗滌液的目的是 。檢驗沉淀已洗滌干凈的操作是 。
（5）“煅燒”需要在通風或氧化氣氛下進行，其目的是 。
19．（13分）某學習小組為探究Mg與酸、堿、鹽溶液的反應。完成如下實驗：
編號 操作 現象
Ⅰ 將鎂條放入稀硫酸中 迅速放出大量氣體，試管壁發熱
Ⅱ 將鎂條放入pH為的溶液中 無明顯現象
Ⅲ 將鎂條放入pH為的溶液中 放出氣體，溶液中有白色沉淀生成
回答下列問題：
（1）實驗前除去鎂表面氧化物的方法是 。
（2）實驗Ⅰ的離子方程式為 。
（3）經實驗分析，實驗Ⅲ中產生的氣體為和混合氣體。產生氣體的原因是
。
（4）該組同學們比較實驗Ⅱ、Ⅲ后，分析認為：實驗Ⅲ能快速反應的原因，與溶液中白色沉淀有關。為探究其成分，設計了如下實驗。
取出鎂條，將沉淀過濾、洗滌、低溫烘干，得到純凈固體。將一半固體放入錐形瓶中，按如圖連接好裝置。滴加稀硫酸到無氣體放出為止，在處通入足量空氣。最后稱量形管增重。將另一半固體高溫灼燒，最后剩余固體氧化物為。
①最后通入空氣的目的是 。
②固體充分高溫灼燒后，需要放在 （填儀器名稱）中冷卻后才能稱量。稱量時 （選填“是”“不是”）采用托盤天平稱量。
（5）依據以上分析，實驗Ⅲ中發生反應的方程式為 。通過以上實驗得出結論：置換氫氣與、溫度、與溶液接觸面積有關，在溶液中，生成的沉淀能破壞表面覆蓋的，從而較快進行。
答案及解析
1.【答案】B
【解析】A．食品包裝袋中生石灰(CaO)可以用作干燥劑，是由于CaO能夠與水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣俗稱熟石灰，A正確；
B．鐵鍋主要成分是Fe單質，鐵鍋生銹是鐵與水及氧氣反應生成鐵銹，鐵銹的主要成分是Fe2O3，不是Fe3O4，B錯誤；
C．蛋白質是高分子化合物，在人體內水解最終變成小分子化合物氨基酸，C正確；
D．硬水中的Ca(HCO3)2不穩定，在加熱煮沸條件下，分解生成難溶性CaCO3以及H2O、CO2，CaCO3附著在容器內壁，就形成了水垢，D正確；
故合理選項是B。
2.．A。解析：“日照香爐生紫煙，遙看瀑布掛前川”出自李白的《望廬山瀑布》，里面的紫煙應為水蒸氣在陽光下照射的情景，并非碘升華。
3.【答案】D
【解析】A．防霧霾口罩的原理與過濾、滲析類似，防霧霾效果好的口罩間隙更小，透氣性更差，往往呼吸阻力較大，A正確；B．可通過在燃煤煙囪上加裝高壓靜電裝置除去煤灰中的固體顆粒物，利用的是膠體的電泳，B正確；C．霧霾天，汽車車燈照出“通路”的現象是空氣中的氣溶膠對光線發生的散射作用，屬于膠體的丁達爾效應，C正確；D．膠粒直徑在1~100 nm之間，PM5是直徑小于等于2.5微米的污染物顆粒(1微米=1000納米)，不屬于膠體粒子的直徑范圍，D錯誤；故選D。
D
5.【解析】A．二硫化氫為弱酸，與足量燒堿溶液反應：H2S2＋2OH-=＋2H2O，A正確；B．Fe2+能被O2氧化為Fe3+，離子方程式：，B錯誤；C．Na2S2O3還原性較強，在溶液中易被氯氣氧化成，Cl2被還原為Cl－，則根據電子守恒、原子守恒和電荷守恒，離子方程式：S2O＋4Cl2＋5H2O =2SO＋8Cl-＋10H+，C錯誤；D．FeS難溶于水，離子方程式：FeS＋Hg2＋=HgS+Fe2+，D錯誤；故選A。
6.【答案】C
【解析】A．Cu2O與稀硫酸反應生成銅、硫酸銅和水，反應的離子方程式為：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，A正確；B．CuFeS2和Fe2(SO4)3溶液反應生成硫酸銅、硫酸亞鐵和硫單質，反應的離子方程式為：CuFeS2+4Fe3+=Cu2++2S+5Fe2+，B正確；C．已知Co3+具有強氧化性，可與濃鹽酸反應生成氯氣，Co(OH)3與足量鹽酸反應：2Co(OH)3+2Cl-+6H+=2Co2++Cl2↑+6H2O，C錯誤；D．CH3COOH不能拆，制備Na3[Co(NO2)6]的反應的離子離子反應為應：12+2Co2++H2O2+2CH3COOH=2[Co(NO2)6]3-+2CH3COO-+2H2O，D正確；故答案為：C。
7.【解析】A．最外層有8個電子，提供4個電子分別與4個F形成共用電子，則1 mol 中心原子的孤電子對數目為，A正確；B．18 g是1mol，1個中有10個質子，則18 g中所含質子數目為，B正確；C．，該反應中是氧化產物，是還原產物，是氧化產物，生成1 mol 時生成2 mol ，轉移電子數目為，C正確；D．標準狀況時HF不是氣體，則3.36 L HF(標準狀況)不是0.15 mol，所含的分子數不是，D錯誤；
故選D。
8.【答案】D
【分析】NaClO3在稀硫酸中溶解，通入SO2在發生器中發生氧化還原反應，生成ClO2和Na2SO4，通過鼓入空氣，防止ClO2濃度過高，還可以將其吹進吸收塔，根據氧化還原反應規律可知，在吸收塔中ClO2與雙氧水、氫氧化鈉反應生成NaClO2和氧氣，再經過一系列操作得到NaClO2粗產品。
【解析】A．NaClO3具有強氧化性，可以氧化HCl，則溶解過程中不可以用鹽酸代替稀硫酸，A錯誤；B．ClO2與雙氧水、氫氧化鈉反應生成NaClO2和氧氣，流程中H2O2做還原劑，B錯誤；C．發生器中鼓入空氣的主要目的是防止ClO2濃度過高，因為純ClO2易分解爆炸，C錯誤；D．H2O2不穩定，溫度過高，H2O2容易分解，如果吸收塔中溫度過高，會導致H2O2分解，從而導致NaClO2產率下降，D正確；故選D。
9.【答案】C
【分析】根據反應體系中的粒子可以判斷發生氧化還原反應，錳元素的價態為+7和+2價，中含過氧鍵，根據圖像可知，乙為反應物，甲為生成物，相同時間反應的物質的量之比為5:2，由此推知，甲為高錳酸根離子，乙為。
【解析】A．由分析可知，甲為高錳酸根離子，乙為，A正確；B．高錳酸根離子為紫紅色，為無色，若溶液由無色變為紫紅色，則反應已發生，B正確；C．根據價態變化可知，每消耗乙時轉移電子，C錯誤；D．根據元素守恒和電子守恒，可以得到反應的離子方程式為，D正確；答案選C。
10.【答案】A
【分析】鎵(Ga)與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業制備鎵的流程如圖，分析可知氧化鋁和氧化鎵都可以與氫氧化鈉溶液反應生成鹽，并且二氧化碳可以制取氫氧化鋁，卻無法與偏鎵酸鈉反應，可實現鋁和鎵的分離。
【解析】A．鎵()與鋁同主族，曾被稱為“類鋁”，則其氫氧化物不會溶與弱堿氨水，向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水，有Ga(OH)3沉淀生成，沉淀不溶解，A錯誤；B．適量二氧化碳可以制取氫氧化鋁，卻無法與Na[Ga(OH)4]反應，說明酸性氫氧化鋁比氫氧化鎵弱，，B正確；C．鋁能與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，所以金屬鎵也可以與NaOH溶液反應生成和氫氣，C正確；D．碳酸溶液為酸性，所以步驟二中不能通入過量的是因為會發生反應生成Ga(OH)3沉淀， ，D正確；故選A。
11.【答案】B
【解析】A．乙苯在物質Ⅳ的作用下生成苯乙烯，Ⅳ為催化劑，A錯誤；B．在反應中生成，作氧化劑，B正確；C．過程②④都有電子轉移，C錯誤；D．H元素化合價變為為1，每脫去氫原子，轉移電子，D錯誤；答案選B。
12.【答案】C
【解析】A．Cr在元素周期表中位置為第四周期第ⅥB族，故A正確；B．中Cr元素化合價下降，O元素化合價上升，H2SO4中O元素化合價未發生變化，則既作氧化劑，又作還原劑，故B正確；C．中4個氧原子與鉻形成的是Cr-O鍵，每個氧原子的化合價為-1價，1個氧原子與鉻形成的是Cr=O鍵，這種氧原子的化合價為-2價，Cr為+6價，Cr元素由+6價下降到+3價，O元素由-1價下降到-2價，有由-1價上升到0價，和2個H2O是還原產物，O2是氧化產物，氧化產物與還原產物的物質的量之比為，故C錯誤；D．中4個氧原子與鉻形成的是Cr-O鍵，每個氧原子的化合價為-1價，1個氧原子與鉻形成的是Cr=O鍵，這種氧原子的化合價為-2價，Cr為+6價，Cr元素由+6價下降到+3價，O元素由-1價下降到-2價，有由-1價上升到0價，若有發生該反應，生成molO2，則反應中共轉移個電子，故D正確；故選C。
13.【答案】A
【分析】反應I的離子方程式為4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O，反應Ⅲ的離子方程式為Fe2++NO=Fe(NO)2+，反應Ⅱ的離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2+16H+；
【解析】A．反應I、Ⅱ是氧化還原反應；反應Ⅲ，無元素化合價變化，為非氧化還原反應，A錯誤；B．反應I的離子方程式為4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O，氧化劑與還原劑的物質的量之比為，B正確；C．反應Ⅱ的離子方程式為，C正確；D．該過程的總反應為，D正確；故選A。
14.【答案】C
【解析】本題以實驗操作、現象與實驗目的為情境，考查還原性強弱、鍵的極性比較及反應熱的測定等知識，意在考查探究與創新能力，科學探究與創新意識的核心素養。
A．中和均可與反應，產生和，其中遇顯紅色，進入中使有機層顯橙紅色，故根據現象可知，先與反應，故還原性：，A項不符合題意；B．與和的反應中均發生了氫氧鍵的斷裂，氫氧鍵的極性越強，越容易斷裂，反應速率越快，所以可以通過觀察產生的快慢，探究鍵的極性對反應速率的影響，B項不符合題意；C．將膽礬晶體投入濃硫酸中，固體由藍色變為白色，體現的是濃硫酸的吸水性，C項符合題意；D．分別測定和與鹽酸反應的反應熱，根據蓋斯定律可確定的，D項不符合題意；故選C。
15.【答案】D
【分析】由題給流程可知，反應1為二氧化硫與稀硫酸、氯酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化氯和水，反應2為二氧化氯與過氧化氫、氫氧化鈉混合溶液反應生成亞氯酸鈉、氧氣和水，反應得到的亞氯酸鈉在55℃條件下減壓蒸發、冷卻結晶、過濾得到亞氯酸鈉粗產品。
【解析】A．反應1中二氧化硫與稀硫酸、氯酸鈉反應生成硫酸鈉、二氧化氯和水，Cl元素化合價由+5價下降到+4價，是還原產物，母液中主要成分是，A正確；B．已知高濃度的易爆炸，反應1”需要通入稀釋，以防發生爆炸，B正確；C．“反應2”中發生反應的化學方程式為，H2O2是還原劑，NaClO2是氧化劑，氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1，C正確；D．1 molCl2完全反應轉化2 mole-，1 mol完全反應轉化5 mole-，所以等物質的量的氧化能力是的2.5倍，D錯誤；故選D。
二、非選擇題(共4小題，共55分)
16.【答案】（1）Fe、O（2分） FeO2（2分）
（2）FeO2+NaOH= NaHFeO3（2分）
（3）Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓（2分）
（4）用四氯化碳除去氯氣后，再通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊只變紅不褪色，說明Cl2含有HCl（2分）
【分析】C與氫氧化鈉反應生成紅褐色沉淀D，D灼燒生成8g紅色固體E，則E是Fe2O3，n(Fe2O3)=0.05mol；C中含有0.1molFe3+，1.12L標準狀況下的黃綠色氣體單質為氯氣，n(Cl2)=0.05mol，溶液A和鹽酸發生氧化還原反應生成氯氣和Fe3+，根據得失電子守恒，A中Fe元素為+4價，流程中X與NaOH(物質的量之比1：1)發生化合反應得到溶液A(含4種元素)，X中含有Fe、O兩種元素，X為FeO2，A的化學式為NaHFeO3。
【解析】（1）根據以上分析，X的化學式是FeO2，X的組成元素是Fe、O；
（2）FeO2與NaOH(物質的量之比1：1)發生化合反應得到NaHFeO3，反應的化學方程式為FeO2+NaOH= NaHFeO3；
（3）C→D是氯化鐵和氫氧化鈉反應生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓；
（4）氯氣易溶于四氯化碳，用四氯化碳除去氯氣后，再通入紫色石蕊溶液中，紫色石蕊只變紅不褪色，說明Cl2含有HCl。
17.【答案】（1）（1分）
（2）（1分） （2分） （2分） （1分）
（3）（1分）
（4）零價鐵的還原性大于，小于，因此，被鐵還原為而除去，而無法還原，主要通過吸附作用除去（2分）
（5）（1分）時零價鐵殼層表面帶正電，能更好地吸附帶負電的（2分） 、沉淀（1分）
（6）還原、吸附、共沉淀（2分）
【解析】（1）磁鐵礦與氫氣反應生成零價鐵和水的反應方程式為。
（2）①是離子化合物，故電子式為。②由于B的電負性是2.0，H的電負性是2.1，故H是-1價，有強還原性，故與硫酸發生氧化還原反應。③根據得失電子守恒，可得，反應中Fe和水中的H的化合價共降低24價，中H的化合價共升高24價，故每生成零價鐵，轉移電子的物質的量是12mol。
（3）去離子水中加入零價鐵，pH從6上升到9.5左右，說明H2O作氧化劑。
（4）零價鐵的還原性大于，小于，因此，被鐵還原為而除去，而無法還原，主要通過吸附作用除去。
（5）①根據已知，當pH<8時，鐵的氧化物質子化，殼層表面帶正電，能更好地吸附帶負電的。②、都是沉淀，故能進一步去除。
（6）綜上所述，（3）中利用還原法去除重金屬離子，（4）中利用吸附法去除金屬離子，（5）利用沉淀法沉淀含磷微粒。
18.【答案】（1）3V3++ +3H2O=3 +Cl-+6H+（2分） HClO3易分解，不及NaClO3穩定；HClO3 會提高體系酸度，從而增加后續NaOH的用量（2分）
（2）0.3（2分）
（3）2.0~2.5（2分） (NH4)2SO4+ 3(VO2)2SO4+ 5H2O = 2NH4V3O8·H2O↓+4H2SO4（2分）
（4）降低2NH4V3O8·H2O的溶解度，減少洗滌時的損耗（2分） 取少量最后一次的洗滌液于試管中，加過量Ba(NO3)2溶液，充分反應后靜置，向上層清液中繼續加AgNO3溶液，不出現渾濁，則證明沉淀已洗滌干凈（2分）
（5）防止NH3將V2O5還原，導致產品純度降低（2分）
【分析】廢釩電池負極電解液(主要化學成分是V3+、V2+、H2SO4)，加入NaClO3氧化，生成，再加入硫酸銨得到沉淀2NH4V3O8·H2O，過濾后煅燒得到五氧化二釩。據此作答。
【解析】（1）酸性條件下，V3+轉化為的離子方程式為：3V3++ +3H2O=3 +Cl-+6H+；由于H氯酸濃度較高或受熱時易發生分解，不及NaClO3穩定，不利于儲存運輸，同時HClO3 是酸，會增大溶液的酸性，，從而增加后續NaOH的用量，所以實際生產中的氧化劑不選擇HClO3；
（2）“濃縮”至釩溶液質量濃度(折合V2O5質量濃度)為27.3 g·L-1時，即c(V2O5)= 27.3 g·L-1÷182g/mol=0.15mol/L，根據釩元素守恒，則溶液中c()=2c(V2O5)=0.15mol/L×2=0.3mol/L；
（3）根據圖示， pH范圍是2.0-2.5時，沉釩率(η)最高；沉釩時的反應物是(NH4)2SO4和(VO2)2SO4，沉淀產物為2NH4V3O8·H2O，則反應的化學方程式為(NH4)2SO4+ 3(VO2)2SO4+ 5H2O = 2NH4V3O8·H2O↓+4H2SO4；
（4）用稀(NH4)2SO4作洗滌液的目的是為了降低2NH4V3O8·H2O的溶解度，減少洗滌時的損耗；檢驗沉淀已洗滌干凈即檢驗是否含有Cl-，操作是取少量最后一次的洗滌液于試管中，加過量Ba(NO3)2溶液，充分反應后靜置，向上層清液中繼續加AgNO3溶液，不出現渾濁，則證明沉淀已洗滌干凈；
（5）煅燒時受熱分解產生NH3，氨氣具有較強的還原性，容易將V2O5還原，導致產品純度降低，所以需要在通風或氧化氣氛下進行，目的是防止NH3將V2O5還原，導致產品純度降低。
19.【答案】（1）用砂紙打磨。（或者：浸入稀硫酸中至表面有均勻氣泡，取出，洗凈。）（2分）
（2）（2分）
（3）與水反應放熱使分解放出（2分）
（4）將系統內生成的完全排入到U形管中被吸收（2分） 干燥器（1分）不是（1分）
（5）（3分）
【解析】（1）實驗前除去鎂表面氧化物的方法是：用砂紙打磨。（或者：浸入稀硫酸中至表面有均勻氣泡，取出，洗凈。）；
（2）實驗Ⅰ，鎂與硫酸反應的離子方程式為
（3）實驗Ⅲ中產生的氣體為和混合氣體。產生的是鎂與水反應產生的，產生氣體只能由分解產生，故原因是與水反應放熱使分解放出
（4）①最后通入空氣的目的是：將系統內生成的完全排入到U形管中被吸收；
②固體充分高溫灼燒后，需要放在干燥器中冷卻后才能稱量，防止高溫下與水反應。托盤天平稱量時精確到小數點后一位，題中是后兩位，所以不是采用托盤天平稱量。
（5）高溫灼燒，最后剩余固體氧化物為MgO,則n(MgO)=，n(Mg)，形管增重為的質量，由此可得的物質的量為，的物質的量為0.01mol，含鎂化合物總質量為0.01×58g/mol+0.03×84g/mol=3.1g，則結晶水的物質的量為，白色沉淀為，實驗Ⅲ中發生反應的方程式為：；
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