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專題04 常見無機物的性質、用途及轉化--2023—2025年新課標全國卷高考化學分類匯編(含解析)

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專題04 常見無機物的性質、用途及轉化--2023—2025年新課標全國卷高考化學分類匯編(含解析)

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專題04 常見無機物的性質、用途及轉化
考點1 物質的用途
1.(2025·重慶·高考真題)下列化學科普實驗所涉及物質的性質或應用描述正確的是
選項 科普試驗 性質或應用
A 焰色試驗 Na和K的焰色均為紫色
B 漂白實驗 和均可使品紅溶液永久褪色
C 蛋清變性 醋酸鉛溶液和甲醛溶液均可使蛋白質變性
D 銅板刻蝕 氯化鐵溶液和濃硫酸均可在常溫下刻蝕銅板
2.(2025·山東·高考真題)化學應用體現在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明礬凈化黃河水 B.用漂白粉漂白蠶絲制品
C.用食醋去除水壺中水垢 D.用小蘇打作烘焙糕點膨松劑
3.(2025·云南·高考真題)畫中有“化”,多彩中華。下列敘述正確的是
A.巖彩壁畫顏料所用貝殼粉,主要成分屬于硅酸鹽
B.油畫顏料調和劑所用核桃油,屬于有機高分子
C.竹胎漆畫顏料赭石的主要成分氧化鐵,耐酸、堿
D.水墨畫墨汁的主要成分碳,常溫不易被氧化
4.(2025·甘肅·高考真題)物質的性質決定用途,下列物質的性質與用途對應關系不成立的是
選項 物質的性質 用途
A 具有熱分解性 餐具洗滌劑
B 酚醛樹脂具有耐高溫、隔熱性 飛船外層燒蝕材料
C 離子液體具有導電性 原電池電解質
D 水凝膠具有親水性 隱形眼鏡材料
5.(2024·甘肅·高考真題)化學與生活息息相關,下列對應關系錯誤的是
物質 性質 用途
A 次氯酸鈉 氧化性 衣物漂白
B 氫氣 可燃性 制作燃料電池
C 聚乳酸 生物可降解性 制作一次性餐具
D 活性炭 吸附性 分解室內甲醛
考點二 物質的制備
1.(2024·廣東·高考真題)1810年,化學家戴維首次確認“氯氣”是一種新元素組成的單質。興趣小組利用以下裝置進行實驗。其中,難以達到預期目的的是
A B
制備 凈化、干燥
C D
收集 驗證的氧化性
2.(2024·河北·高考真題)圖示裝置不能完成相應氣體的發生和收集實驗的是(加熱、除雜和尾氣處理裝置任選)
選項 氣體 試劑
A 飽和溶液+濃硫酸
B 濃鹽酸
C 固體熟石灰
D 石灰石+稀鹽酸
3.(2023·天津·高考真題)實驗室制備和收集相應氣體可使用下圖裝置的是
A.Fe與稀硝酸反應制NO
B.MnO2與濃鹽酸共熱制備Cl2
C.NaOH與濃氨水制備NH3
D.Na2SO3與濃硫酸制備SO2
4.(2023·廣東·高考真題)1827年,英國科學家法拉第進行了噴泉實驗。在此啟發下,興趣小組利用以下裝置,進行如下實驗。其中,難以達到預期目的的是

A.圖1:噴泉實驗 B.圖2:干燥 C.圖3:收集 D.圖4:制備
5.(2023·北京·高考真題)完成下述實驗,裝置或試劑不正確的是
A.實驗室制 B.實驗室收集
C.驗證易溶于水且溶液呈堿性 D.除去中混有的少量
考點三 物質的性質
1.(2025·湖南·高考真題)化學實驗充滿著五顏六色的變化。下列描述錯誤的是
A.溶液褪色 B.產生紅色沉淀 C.溶液呈紫色 D.試紙變為藍色
2.(2025·河北·高考真題)化學研究應當注重宏觀與微觀相結合。下列宏觀現象與微觀解釋不符的是
選項 宏觀現象 微觀解釋
A 氮氣穩定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三鍵,斷開該共價鍵需要較多的能量
B 苯不能使溴的溶液褪色 苯分子中碳原子形成了穩定的大鍵
C 天然水晶呈現多面體外形 原子在三維空間里呈周期性有序排列
D 氯化鈉晶體熔點高于氯化鋁晶體 離子晶體中離子所帶電荷數越少,離子半徑越大,離子晶體熔點越低
3.(2025·黑吉遼蒙卷·高考真題)微粒邂逅時的色彩變化是化學饋贈的視覺浪漫。下列對顏色變化的解釋錯誤的是
選項 顏色變化 解釋
A 空氣中灼燒過的銅絲伸入乙醇中,黑色銅絲恢復光亮的紫紅色 =
B 懸濁液中加入溶液,固體由白色變為紅褐色 =
C 溶液中加入,淺綠色溶液出現藍色渾濁 =
D 溶液中加入NaOH溶液,溶液由橙色變為黃色
4.(2025·廣東·高考真題)按如圖組裝裝置并進行實驗:將銅絲插入溶液中,當c中紅色褪去時,將銅絲拔離液面。下列敘述錯誤的是
A.a中有化合反應發生,并有顏色變化
B.b中氣體變紅棕色時,所含氮氧化物至少有兩種
C.c中溶液紅色剛好褪去時,恰好完全反應
D.若將a中稀硝酸換為濃硫酸并加熱,則c中溶液顏色會褪去
5.(2024·廣西·高考真題)某小組對和的性質進行探究:
Ⅰ.向少量蒸餾水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸餾水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列說法正確的是
A.實驗Ⅰ中繼續加入少量固體,溶液顏色變淺
B.實驗Ⅱ中溶液呈紅色
C.KSCN能區分和
D.焰色試驗不能區分和
考點四 物質的轉化
1.(2025·湖北·高考真題)如圖所示的物質轉化關系中,固體A與固體B研細后混合,常溫下攪拌產生氣體C和固體D,溫度迅速下降。氣體C能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。G是一種強酸。H是白色固體,常用作鋇餐。下列敘述錯誤的是
A.在C的水溶液中加入少量固體A,溶液升高
B.D為可溶于水的有毒物質
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常溫下可用鐵制容器來盛裝G的濃溶液
2.(2025·云南·高考真題)稻殼制備納米Si的流程圖如下。下列說法錯誤的是
A.可與NaOH溶液反應
B.鹽酸在該工藝中體現了還原性
C.高純Si可用于制造硅太陽能電池
D.制備納米Si:
3.(2025·黑吉遼蒙卷·高考真題)鈉及其化合物的部分轉化關系如圖。設為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A.反應①生成的氣體,每11.2L(標準狀況)含原子的數目為
B.反應②中2.3gNa完全反應生成的產物中含非極性鍵的數目為
C.反應③中與足量反應轉移電子的數目為
D.溶液中,的數目為
4.(2025·河南·高考真題)X是自然界中一種常見礦物的主要成分,可以通過如圖所示的四步反應轉化為Q(略去部分參與反應的物質和反應條件)。已知X和Q的組成元素相同。
下列說法錯誤的是
A.Y常用作油漆、涂料等的紅色顏料 B.溶液Z加熱煮沸后顏色會發生變化
C.反應需要在強酸性條件下進行 D.Q可以通過單質間化合反應制備
5.(2025·廣東·高考真題)能滿足下列物質間直接轉化關系,且推理成立的是
單質X氧化物1氧化物2酸(或堿)鹽
A.X可為鋁,鹽的水溶液一定顯酸性
B.X可為硫,氧化物1可使品紅溶液褪色
C.X可為鈉,氧化物2可與水反應生成
D.X可為碳,鹽的熱穩定性:
考點五 物質的綜合應用
1.(2025·河北·高考真題)氫碘酸常用于合成碘化物。某化學興趣小組用如圖裝置(夾持裝置等略)制備氫碘酸。
步驟如下:
ⅰ.在A中加入和,快速攪拌,打開通入,反應完成后,關閉,靜置、過濾得濾液;
ⅱ.將濾液轉移至B中,打開通入,接通冷凝水,加熱保持微沸,直至除盡;
ⅲ.繼續加熱蒸餾,C中收集沸點為間的餾分,得到117mL氫碘酸(密度為,HI質量分數為57%)。
回答下列問題:
(1)儀器A的名稱: ,通入發生反應的化學方程式: 。
(2)步驟ⅰ中快速攪拌的目的: (填序號)
a.便于產物分離 b.防止暴沸 c.防止固體產物包覆碘
(3)步驟ⅰ中隨著反應的進行,促進碘溶解的原因 (用離子方程式表示)。
(4)步驟ⅱ中的尾氣常用 (填化學式)溶液吸收。
(5)步驟ⅱ實驗開始時的操作順序:先通入,再加熱;步驟ⅲ實驗結束時相對應的操作順序: 。
(6)列出本實驗產率的計算表達式: 。
(7)氫碘酸見光易分解,易被空氣氧化,應保存在 。
2.(2025·安徽·高考真題)侯氏制堿法以、和為反應物制備純堿。某實驗小組在侯氏制堿法基礎上,以和為反應物,在實驗室制備純堿,步驟如下:
①配制飽和食鹽水;
②在水浴加熱下,將一定量研細的,加入飽和食鹽水中,攪拌,使,溶解,靜置,析出晶體;
③將晶體減壓過濾、煅燒,得到固體。
回答下列問題:
(1)步驟①中配制飽和食鹽水,下列儀器中需要使用的有 (填名稱)。
(2)步驟②中需研細后加入,目的是 。
(3)在實驗室使用代替和制備純堿,優點是 。
(4)實驗小組使用滴定法測定了產品的成分。滴定過程中溶液的隨滴加鹽酸體積變化的曲線如下圖所示。
i.到達第一個滴定終點B時消耗鹽酸,到達第二個滴定終點C時又消耗鹽酸。,所得產品的成分為 (填標號)。
a. b. c.和 d.和
ii.到達第一個滴定終點前,某同學滴定速度過快,搖動錐形瓶不均勻,致使滴入鹽酸局部過濃。該同學所記錄的 (填“>”“<”或“=”)。
(5)已知常溫下和的溶解度分別為和。向飽和溶液中持續通入氣體會產生晶體。實驗小組進行相應探究:
實驗 操作 現象
a 將勻速通入置于燒杯中的飽和溶液,持續,消耗 無明顯現象
b 將飽和溶液注入充滿的礦泉水瓶中,密閉,劇烈搖動礦泉水瓶,靜置 礦泉水瓶變癟,后開始有白色晶體析出
i.實驗a無明顯現象的原因是 。
ii.析出的白色晶體可能同時含有和。稱取晾干后的白色晶體,加熱至恒重,將產生的氣體依次通過足量的無水和溶液,溶液增重,則白色晶體中的質量分數為 。
3.(2024·重慶·高考真題)可用作鋰電池和超級電容器的電極材料。制備的一種實驗裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。
(1)的制備
保護下,將溶有S的熱二苯醚溶液注射到熱油胺溶液中(S過量),繼續加熱回流,冷卻至室溫,離心分離,經洗滌得產品。
①儀器a的名稱為 ;保護的目的是 。
②生成的化學方程式為 。
③為除去產品中殘留的S,洗滌選用的試劑是 (填“”或“”)。
(2)的含量測定
產品先用王水溶解,再經系列處理后,在熱鹽酸條件下,以甲基橙為指示劑,用溶液將還原至,終點為無色:用冰水迅速冷卻,再以二苯胺磺酸鈉為指示劑,用標準溶液滴定至終點。已知甲基橙的還原反應:氧化態(紅色)+ne-=還原態(無色)
①比易水解,且易被氧化。配制和保存溶液需加入的試劑是 。
②甲基橙指示終點的過程及作用原理是 。
③若稱取的產品為,標準溶液濃度為,用量為,的摩爾質量為,則產品中質量分數為 (寫最簡表達式)。
④下列操作可能導致測定結果偏高的是 。
A.還原時溶液滴加過量
B.熱的溶液在空氣中緩慢冷卻
C.滴定開始時滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失
D.滴定前仰視讀數,滴定后俯視讀數
4.(2025·河北·高考真題)鉻鹽產品廣泛應用于化工、醫藥、印染等領域。通過閉環生產工藝將鉻鐵礦轉化為重鉻酸鉀同時回收利用鉀資源,可實現綠色化學的目標。過程如下:
已知:鉻鐵礦主要成分是。
回答下列問題:
(1)基態鉻原子的價層電子排布式: 。
(2)煅燒工序中反應生成的化學方程式: 。
(3)浸取工序中濾渣Ⅰ的主要成分:、 、 (填化學式)。
(4)酸化工序中需加壓的原因: 。
(5)濾液Ⅱ的主要成分: (填化學式)。
(6)補全還原、分離工序中發生反應的化學方程式 。
(7)濾渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名稱)
5.(2024·貴州·高考真題)煤氣化渣屬于大宗固廢,主要成分為及少量MgO等。一種利用“酸浸—堿沉—充鈉”工藝,制備鈉基正極材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃時,;
②。
回答下列問題:
(1)“濾渣”的主要成分為 (填化學式)。
(2)25℃時,“堿沉”控制溶液pH至3.0,此時溶液中 。
(3)“除雜”時需加入的試劑X是 。
(4)“水熱合成”中,作為磷源,“濾液2”的作用是 ,水熱合成的離子方程式為 。
(5)“煅燒”得到的物質也能合成鈉基正極材料,其工藝如下:
①該工藝經碳熱還原得到,“焙燒”生成的化學方程式為 。
②的晶胞結構示意圖如甲所示。每個晶胞中含有的單元數有 個。
③若“焙燒”溫度為時,生成純相,則 ,其可能的結構示意圖為 (選填“乙”或“丙”)。
考點一 物質的用途
1.(2025·河北滄州·三模)化學科學與技術在宇宙探索、改進生活、改善環境與促進發展方面均發揮著關鍵性的作用。下列說法不正確的是
A.中國天眼用到的是新型無機非金屬材料
B.醫學上用液氮作制冷劑在冷凍麻醉條件下做手術是利用氮氣沸點低的物理性質
C.電車出行促環保,電車中的鋰離子電池屬于一次電池
D.“凡白土曰堊土,為陶家精美啟用”,其中“陶”是傳統硅酸鹽材料
2.(2025·河北衡水·三模)材料結構決定性質,性質決定用途,下列說法錯誤的是
A.聚乳酸含有酯基,可用于生產可降解塑料
B.二氧化硅是化學性質穩定的共價晶體,可用作光導纖維
C.聚四氟乙烯耐化學腐蝕,可用于制作酸堿通用滴定管的旋塞
D.石墨烯是只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨,電阻率低,可用于動力電池
3.(2025·貴州畢節·二模)勞動有利于“知行合一”。下列相關解釋錯誤的是
A.將切好的茄子浸泡在涼水中:可防止茄子被氧氣氧化變黑
B.工人對鐵制品進行發藍處理:在鐵制品表面形成表面鈍化膜
C.利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術品:氫氟酸可與二氧化硅反應
D.將白糖熬制成焦糖汁:利用蔗糖高溫下充分炭化為食物增色
4.(2025·天津·二模)下列物質性質與用途對應關系、錯誤的是
A.氧化鋁熔點高,可以用來做耐火材料
B.硅的導電性介于導體和絕緣體之間,可用于制造光導纖維
C.氧化鈣能與二氧化硫反應,可作為工業廢氣處理時的脫硫劑
D.飽和氯水既有酸性又有漂白性,加入適量小蘇打,其漂白性增強
5.(2025·遼寧撫順·二模)化學品在食品工業中有著重要的應用,下列說法錯誤的是
A.豆漿中加入熟石膏得到豆腐腦
B.鐵粉可用作食品干燥劑
C.SO2能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保質作用
D.苯甲酸及其鈉鹽可用作食品防腐劑
考點二 物質的制備
1.(2025·江蘇·二模)第ⅢA族元素形成的化合物應用廣泛。硼酸(H3BO3) 是一種一元弱酸。硼酸三甲酯與氯氣反應可制取BCl3:,B(OCH3)3和BCl3均易水解,沸點分別為68℃和12.5℃。氮化鎵是具有優異光電性能的第三代半導體材料,熔點約為1500℃,可通過Ga(CH3)3與 NH3高溫反應制得。下列制取 BCl3 的部分實驗裝置能達到實驗目的的是
A.用裝置甲干燥Cl2 B.用裝置乙制取BCl3
C.用裝置丙收集BCl3 D.用裝置丁吸收所有尾氣
2.(2025·山西晉中·二模)實驗室制取的裝置如圖所示(制備時先通入調節溶液),下列說法錯誤的是
A.試劑a是飽和溶液
B.裝置C可以換成敞口容器
C.調節的目的是防止生成鐵的氫氧化物
D.溶液的濃度可用酸性標準溶液滴定
3.(2025·江蘇連云港·一模)實驗室用SO2和MgO懸濁液制取MgSO3,下列實驗原理與裝置不能達到實驗目的的是
A.用裝置甲制取SO2 B.用裝置乙收集SO2
C.用裝置丙制取MgSO3 D.用裝置丁吸收尾氣SO2
4.(2025·福建龍巖·二模)利用市售的氯化鋅制備無水氯化鋅的實驗裝置如圖。已知無水氯化鋅遇水易水解。
下列說法錯誤的是
A.盛裝濃硫酸的儀器名稱為恒壓滴液漏斗
B.鹽酸的沸點比硫酸的低
C.為提高除水速率,應加快HCl和的氣體流速
D.管式爐Ⅰ采取階段式升溫,實驗結束時先撤去管式爐Ⅰ、再撤去管式爐Ⅱ
5.(2025·江西九江·三模)工業上可用[Fe(NO)(H2O)5]SO4制備人造絲漂白劑、丙烯和二甲醚的安定劑等,用NO氣體和FeSO4溶液制備[Fe(NO)(H2O)5]SO4的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。下列說法不正確的是
A.可用K3[Fe(CN)6]溶液來檢驗FeSO4溶液是否變質
B.實驗開始前需先通入一段時間的N2
C.長頸漏斗的作用為平衡氣壓,防止堵塞
D.圓底燒瓶中生成NO和,該反應的離子方程式為
考點三 物質的性質
1.(2025·湖北黃岡·模擬預測)關于CO2和SO2的下列說法中,正確的是
A.由推知,可發生反應:
B.澄清石灰水和酸性KMnO4溶液均可以區分CO2和SO2
C.可用飽和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2
D.分子的球棍模型:
2.(2025·湖北武漢·二模)實驗小組設計下圖所示裝置,驗證SO2性質,下列說法正確的是
A.實驗室用98%的濃硫酸和亞硫酸鈉固體制備SO2
B.一段時間后試管內有白色沉淀,說明SO2與BaCl2反應生成BaSO3
C.試管中的紅色花瓣褪色,滴有酚酞的NaOH溶液紅色變淺,均說明SO2具有漂白性
D.試管內Br2的CCl4溶液褪色,說明SO2具有還原性
3.(2025·山西晉中·二模)根據下列實驗操作和現象所得出的結論正確的是
選項 實驗操作和現象 結論
A 向某溶液中加入溶液,產生白色沉淀,再加足量鹽酸,白色沉淀不消失 原溶液中一定含有
B 向濃硝酸中加入紅熱的碳,產生紅棕色氣體 碳能還原濃硝酸生成
C 向、的混合稀溶液中滴入少量稀溶液,有黃色沉淀生成
D 向某黃色溶液中加入淀粉溶液,溶液呈藍色 不能說明溶液中是否含
4.(2025·陜西寶雞·二模)下列實驗設計、現象、實驗結論均正確的是
選項 實驗設計 現象 實驗結論
A 向含有Na2S與ZnS的懸濁液中加入CuSO4溶液 產生黑色沉淀 Ksp(CuS)B 向雞蛋清溶液中滴入幾滴硫酸銅溶液 產生白色沉淀,加水后沉淀不溶解 蛋白質發生了變性
C 用玻璃棒蘸取次氯酸鈉溶液點在pH試紙上 試紙變白 次氯酸鈉溶液呈中性
D 在燒瓶中加入木炭顆粒與濃硝酸,然后加熱 燒瓶中有紅棕色氣體產生 木炭具有還原性,能還原HNO3
5.(2025·山東·二模)某學習小組對通入溶液出現白色沉淀的原因進行了探究,實驗如下:
實驗裝置
實驗①:燒杯中加入煮沸的溶液,再加入適量食用油,冷卻至室溫。 實驗②:燒杯中加入未煮沸的溶液。
實驗現象 燒杯 出現白色沉淀 出現白色沉淀
傳感器
下列說法錯誤的是
A.制備體現硫酸的酸性
B.實驗①中的食用油可用苯代替
C.實驗①中,左右突然下降的主要原因為二氧化硫溶解
D.實驗②中,溶解的氧化降低了體系,促使進一步氧化
考點四 物質的轉化
1.(2025·云南大理·二模)在給定條件下,下列制備過程涉及的物質轉化均可實現的是
A.HCl制備:
B.工業制鎂:
C.制純堿:
D.漂白粉制備:
2.(2025·陜西商洛·二模)甲、乙、丙、丁、戊、己為短周期元素組成的常見物質,其中甲、乙、丙、戊在常溫下均為氣體,甲和丁為原子總數不大于4的分子,乙為單質。它們之間的轉化關系如圖。下列說法正確的是
A.甲易溶于水,溶液顯堿性 B.丙與乙反應時無明顯現象
C.氣體戊可通過排水法收集 D.戊與丁生成己的反應為化合反應
3.(2025·廣東深圳·一模)部分含Na或Cu物質的分類與相應化合價關系如圖。下列推斷不合理的是
A.存在a→e→g→f→b的轉化
B.a與單質硫混合加熱,生成物一定是d
C.b→c→d轉化的每步反應一定是非氧化還原反應
D.g的氯化物溶液蒸干并灼燒可得固體e
4.(2025·北京朝陽·二模)催化與反應的物質轉化關系如下。下列對該過程的分析不正確的是
A.a、c分別是、
B.改變了與的反應歷程
C.NO既體現了還原性,又體現了氧化性
D.與分子中硫原子雜化軌道類型相同
5.(2025·江蘇常州·二模)CuCl難溶于水和乙醇,在潮濕空氣中易被氧化。以堿性蝕刻廢液中的為原料制備CuCl的部分流程如下。下列說法正確的是
A.溶于水所得溶液中
B.“酸溶”時不用稀硝酸的主要原因是硝酸易揮發
C.“還原”后溶液的pH增大
D.“洗滌”時先用水再用乙醇會降低產品的純度
考點五 物質的綜合應用
1.(2025·山東濱州·二模)過硫酸銨[]在工業上有廣泛用途,某興趣小組根據反應制備粗品。回答下列問題:
(1)中硫元素的化合價為 。
(2)制備時,從下列裝置中根據需要選擇組裝。儀器的連接順序為c→ →尾氣處理,D裝置的作用為 ,儀器M的名稱為 。
(3)充分反應后,將A中的混合液經一系列操作得到晶體。烘干晶體時,采用減壓、低溫的原因是 。
(4)采用碘量法測定粗品的純度。
稱取1.500 g制得的粗品,配成100.00 mL溶液。移取25.00 mL溶液于錐形瓶中,加入過量KI溶液,用標準濃度的溶液滴定(發生反應:),當溶液顏色變淺時加入幾滴淀粉溶液,滴定至終點。重復上述滴定操作三次,平均消耗的溶液12.50 mL。
①滴定終點的現象為 。
②粗品的純度為 %。若開始滴定前加入淀粉溶液,則所測的純度 (填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
2.(2025·廣東汕頭·三模)性質活潑,可以和許多物質發生反應。
Ⅰ.實驗室用和反應制備(黃綠色粉末,易與水反應產生)。
已知:(反應劇烈,溫度高時會產生副產物)
(1)上述裝置正確的連接順序是: 。
A→___________→___________→___________→B→C(必要時可重復使用)
(2)裝置A中裝溶液的儀器名稱為 。飽和溶液的作用 。
Ⅱ.常溫下和水反應緩慢,反應時,條表面緩慢產生少量氣泡,數分鐘后反應停止,未收集到氣體,鎂條表面失去光澤。
查閱資料:與水反應時,表面覆蓋了致密的導致反應緩慢;和可以加快Mg與水反應。
同學們為了驗證和對與水反應的促進作用,用與水反應后的條與4種鹽溶液進行對比實驗,結果如下。
實驗序號 a b c d
鹽溶液(均為) NaCl
溶液起始 5.1 8.3 7.0 7.8
30min時產生氣體體積/mL 1.5 0.7 <0.1 1.4
氣體的主要成分
30min時鎂條表面情況 大量固體附著(固體可溶于鹽酸)
(3)根據的沉淀溶解平衡可解釋和的作用。在水中存在的沉淀溶解平衡可用離子方程式表示為 。
(4)經檢驗,a中還生成少量其他氣體,可進一步證明促進與水反應,檢驗該氣體的方法是 。
(5)上表中能夠說明對與水反應起促進作用的證據是 。
(6)b、d所得固體中還檢驗出堿式碳酸鎂[用表示],寫出生成該固體的離子方程式 。
(7)綜合實驗a-d可以得到的結論是:和都能與作用加快與水反應, ; (補充兩點)。
3.(2025·湖南·三模)二氯化二硫()是一種黃色至略微紅的液體,有劇毒。向熔融的硫中通入限量的氯氣即可生成,進一步氯化則會得到。
已知:Ⅰ.、、S的部分性質如下:
物質 水溶性 密度/() 熔點/℃ 沸點/℃
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℃時分解
S —— —— 112.8 444.6
Ⅱ.、,為磚紅色沉淀。
下列是某興趣小組制備并分析其純度的實驗,回答下列問題:
(1)所有原子滿足最外層8電子穩定結構,其電子式為 。
(2)寫出溶于水發生反應的化學方程式: 。
(3)興趣小組利用如下裝置制備。
①A、B、C裝置中均用到的玻璃容器的名稱是 。
②C裝置中發生反應的離子方程式為 。
③裝置的正確連接順序是e→j→k→h→i→ →f(按氣流流出方向)。
④D裝置中堿石灰的作用是 。
(4)(所含雜質為)純度的測定:準確稱取1.35g所得產品溶于水,加入溶液調節pH至9.0左右,過濾后將濾液配成250.00mL溶液,用移液管量取25.00mL溶液放入錐形瓶中,加入幾滴溶液,用0.10的溶液滴定,平行滴定三次,平均消耗溶液的體積為20.40mL。
①加入溶液調節pH至9.0左右的目的是 。
②滴定終點的判斷依據是 。
③的純度為 (保留三位有效數字)。
4.(2025·湖北武漢·二模)利用鎂泥(主要成分為、和等)為主要原料制取碳酸鎂的工業流程如下:
(1)酸溶。某工廠用1.78噸發煙硫酸(化學式:)配制質量分數為溶液,配制時需要水的質量為 噸。
(2)除鐵。已知濾渣2的成分與溫度、的關系如圖所示。
①若控制溫度80℃、,可得到黃鐵礬鈉(上圖中陰影部分),寫出“除鐵”過程總反應的離子方程式: 。
②工業生產不選擇以形式除鐵的可能原因: (寫出兩點)。
(3)沉淀。寫出“沉淀”過程的離子方程式: 。
(4)控制“沉淀”溫度50℃,可制得堿式碳酸鎂,堿式碳酸鎂常用作塑料阻燃劑。現稱取一定質量堿式碳酸鎂樣品經高溫完全分解后得固體,放出(標準狀況),計算該堿式碳酸鎂樣品中的= 。
(5)某鈣鎂礦的晶胞結構如圖所示。若將全部換為,所得晶體中每個晶胞含有的原子數為 。
5.(2025·遼寧撫順·三模)某鎢錳礦渣(主要成分為、MnO、、及鐵的氧化物)綜合利用的流程如圖:
已知:①P204的萃取機理:。
②當溶液中離子濃度小于或等于mol·L-1時,認為該離子沉淀完全。
③常溫下,一些常見物質的溶度積常數如下表:
物質
④、。
回答下列問題:
(1)“沉淀1”的主要成分是 (填化學式)。
(2)使“有機相2”中的P204萃取劑再生,需選擇的試劑為 (填名稱)。
(3)“沉鈧”工序中發生沉鈧反應的化學方程式為 。
(4)“氧化”工序中加入活性,其優點是 ;該工序中發生反應的離子方程式為 。
(5)若“除雜”時溶液中的濃度為0.01mol·L-1.則加入NaOH控制pH的范圍是 ~ (溶液體積變化忽略不計,保留3位有效數字);出現沉淀后要加熱煮沸一段時間的目的是 。
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專題04 常見無機物的性質、用途及轉化
考點1 物質的用途
1.(2025·重慶·高考真題)下列化學科普實驗所涉及物質的性質或應用描述正確的是
選項 科普試驗 性質或應用
A 焰色試驗 Na和K的焰色均為紫色
B 漂白實驗 和均可使品紅溶液永久褪色
C 蛋清變性 醋酸鉛溶液和甲醛溶液均可使蛋白質變性
D 銅板刻蝕 氯化鐵溶液和濃硫酸均可在常溫下刻蝕銅板
C【詳解】A.鈉的焰色反應為黃色,鉀需透過藍色鈷玻璃觀察呈紫色,現象描述錯誤,A錯誤;
B.的漂白是暫時性,需生成HClO才有漂白性且為永久性,但本身不直接漂白,B錯誤;
C.醋酸鉛(重金屬鹽)和甲醛均能使蛋白質不可逆變性,性質與現象正確,C正確;
D.銅在常溫濃硫酸中表現出惰性,加熱才能反應,故濃硫酸無法腐蝕銅電路板,而溶液可以,D錯誤;
故選C。
2.(2025·山東·高考真題)化學應用體現在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A.用明礬凈化黃河水 B.用漂白粉漂白蠶絲制品
C.用食醋去除水壺中水垢 D.用小蘇打作烘焙糕點膨松劑
B【詳解】A.明礬水解生成氫氧化鋁膠體可吸附水中懸浮雜質,可用于凈水,用法合理,A正確;
B.漂白粉含次氯酸鈣,其強氧化性會破壞蠶絲(蛋白質)結構,導致絲制品損壞,用法不合理,B不正確;
C.食醋中的醋酸與水垢(碳酸鈣、氫氧化鎂)反應生成可溶物,可用于除水垢,用法合理,C正確;
D.小蘇打(碳酸氫鈉)受熱分解產生CO2使糕點疏松,可用于烘焙糕點,用法合理,D正確;
故選B。
3.(2025·云南·高考真題)畫中有“化”,多彩中華。下列敘述正確的是
A.巖彩壁畫顏料所用貝殼粉,主要成分屬于硅酸鹽
B.油畫顏料調和劑所用核桃油,屬于有機高分子
C.竹胎漆畫顏料赭石的主要成分氧化鐵,耐酸、堿
D.水墨畫墨汁的主要成分碳,常溫不易被氧化
D【詳解】A.貝殼粉的主要成分是碳酸鈣,屬于碳酸鹽,A錯誤;
B.核桃油屬于油脂,分子量較小,不屬于有機高分子,B錯誤;
C.氧化鐵(Fe2O3)能與酸反應,不耐酸,C錯誤;
D.碳在常溫下化學性質穩定,不易被氧化,D正確;
故選D。
4.(2025·甘肅·高考真題)物質的性質決定用途,下列物質的性質與用途對應關系不成立的是
選項 物質的性質 用途
A 具有熱分解性 餐具洗滌劑
B 酚醛樹脂具有耐高溫、隔熱性 飛船外層燒蝕材料
C 離子液體具有導電性 原電池電解質
D 水凝膠具有親水性 隱形眼鏡材料
A【詳解】A.NaHCO3用作餐具洗滌劑是因為水解顯堿性可與油脂反應,而非熱分解性,對應關系不成立,A錯誤;
B.酚醛樹脂耐高溫、隔熱性符合燒蝕材料保護飛船的需求,對應正確,B正確;
C.離子液體的導電性使其適合作為原電池電解質,對應正確,C正確;
D.水凝膠的親水性可保持隱形眼鏡濕潤,對應正確,D正確;
故選A。
5.(2024·甘肅·高考真題)化學與生活息息相關,下列對應關系錯誤的是
物質 性質 用途
A 次氯酸鈉 氧化性 衣物漂白
B 氫氣 可燃性 制作燃料電池
C 聚乳酸 生物可降解性 制作一次性餐具
D 活性炭 吸附性 分解室內甲醛
D【詳解】A.次氯酸鈉有強氧化性,從而可以做漂白劑,用于衣物漂白,A正確;
B.氫氣是可燃氣體,具有可燃性,能被氧氣氧化,可以制作燃料電池,B正確;
C.聚乳酸具有生物可降解性,無毒,是高分子化合物,可以制作一次性餐具,C正確;
D.活性炭有吸附性,能夠有效吸附空氣中的有害氣體、去除異味,但無法分解甲醛,D錯誤;
故本題選D。
考點二 物質的制備
1.(2024·廣東·高考真題)1810年,化學家戴維首次確認“氯氣”是一種新元素組成的單質。興趣小組利用以下裝置進行實驗。其中,難以達到預期目的的是
A B
制備 凈化、干燥
C D
收集 驗證的氧化性
A【詳解】A.利用濃鹽酸和二氧化錳反應制氯氣需要加熱,圖中缺少加熱裝置,且分液漏斗內應盛裝濃鹽酸,不能達到預期目的,A符合題意;
B.實驗室制得的氯氣中有HCl雜質,可以通過飽和食鹽水洗氣除雜,再通過無水氯化鈣干燥,可以達到凈化、干燥Cl2的目的,B不符合題意;
C.氯氣密度大于空氣,可以用向上排空氣法收集,可以達到預期目的,C不符合題意;
D.H2可以在氯氣中安靜地燃燒,產生蒼白色火焰,氯氣將氫氣氧化,驗證了氯氣的氧化性,D不符合題意;
故選A。
2.(2024·河北·高考真題)圖示裝置不能完成相應氣體的發生和收集實驗的是(加熱、除雜和尾氣處理裝置任選)
選項 氣體 試劑
A 飽和溶液+濃硫酸
B 濃鹽酸
C 固體熟石灰
D 石灰石+稀鹽酸
C【分析】如圖所示的氣體發生裝置可以為固液加熱型反應,也可以是固液不加熱型;右側氣體收集裝置,長進短出為向上排空氣法,短進長出為向下排空氣法,裝滿水后短進長出為排水法;
【詳解】A.飽和溶液和濃硫酸反應可以制,使用固液不加熱制氣裝置,密度比空氣大,用向上排空氣法收集,可以完成相應氣體的發生和收集實驗,A不符合題意;
B.和濃鹽酸加熱反應可以制,使用固液加熱制氣裝置,密度比空氣大,用向上排空氣法收集,可以完成相應氣體的發生和收集實驗,B不符合題意;
C.固體與熟石灰加熱可以制需要使用固固加熱制氣裝置,圖中裝置不合理,不能完成相應氣體的發生和收集實驗,C符合題意;
D.石灰石(主要成分為)和稀鹽酸反應可以制,使用固液不加熱制氣裝置,密度比空氣大,用向上排空氣法收集,可以完成相應氣體的發生和收集實驗,D不符合題意;
本題選C。
3.(2023·天津·高考真題)實驗室制備和收集相應氣體可使用下圖裝置的是
A.Fe與稀硝酸反應制NO
B.MnO2與濃鹽酸共熱制備Cl2
C.NaOH與濃氨水制備NH3
D.Na2SO3與濃硫酸制備SO2
D【詳解】A.NO與O2反應生成NO2,不能用排空氣法收集NO,故不選A;
B.二氧化錳與濃鹽酸共熱制備Cl2,反應需要吸熱,缺少加熱裝置,故不選B;
C.氨氣的密度比空氣小,需要用向下排空氣法收集NH3,故不選C;
D.Na2SO3與濃硫酸反應生成SO2,SO2密度比空氣大,用向上排空氣法收集SO2,故選D;
選D。
4.(2023·廣東·高考真題)1827年,英國科學家法拉第進行了噴泉實驗。在此啟發下,興趣小組利用以下裝置,進行如下實驗。其中,難以達到預期目的的是

A.圖1:噴泉實驗 B.圖2:干燥 C.圖3:收集 D.圖4:制備
B【詳解】A.極易溶于水,溶于水后圓底燒瓶內壓強減小,從而產生噴泉,故A可以達到預期;
B.P2O5為酸性氧化物,具有堿性,兩者可以發生反應,故不可以用P2O5干燥,故B不可以達到預期;
C.的密度比空氣小,可采用向下排空氣法收集,故C可以達到預期;
D.CaO與濃氨水混合后與水反應并放出大量的熱,促使揮發,可用此裝置制備,故D可以達到預期;
故選B。
5.(2023·北京·高考真題)完成下述實驗,裝置或試劑不正確的是
A.實驗室制 B.實驗室收集
C.驗證易溶于水且溶液呈堿性 D.除去中混有的少量
D【詳解】A.MnO2固體加熱條件下將HCl氧化為Cl2,固液加熱的反應該裝置可用于制備Cl2,A項正確;
B.C2H4不溶于水,可選擇排水收集,B項正確;
C.擠壓膠頭滴管,水進入燒瓶將NH3溶解,燒瓶中氣體大量減少壓強急劇降低打開活塞水迅速被壓入燒瓶中形成紅色噴泉,紅色噴泉證明NH3與水形成堿性物質,C項正確;
D.Na2CO3與HCl、CO2發生反應,不能達到除雜的目的,應該選用飽和NaHCO3溶液,D項錯誤;
故選D。
考點三 物質的性質
1.(2025·湖南·高考真題)化學實驗充滿著五顏六色的變化。下列描述錯誤的是
A.溶液褪色 B.產生紅色沉淀 C.溶液呈紫色 D.試紙變為藍色
B【詳解】A.乙烯中含有碳碳雙鍵,能被酸性高錳酸鉀氧化,從而使其褪色,A正確;
B.溶液與溶液發生復分解反應,生成藍色沉淀,B錯誤;
C.苯酚與發生顯色反應,溶液呈紫色,C正確;
D.濃氨水揮發出的氨氣遇到濕潤的紅色石蕊試紙,發生反應:,試紙變為藍色,D正確;
故選B。
2.(2025·河北·高考真題)化學研究應當注重宏觀與微觀相結合。下列宏觀現象與微觀解釋不符的是
選項 宏觀現象 微觀解釋
A 氮氣穩定存在于自然界中 氮分子中存在氮氮三鍵,斷開該共價鍵需要較多的能量
B 苯不能使溴的溶液褪色 苯分子中碳原子形成了穩定的大鍵
C 天然水晶呈現多面體外形 原子在三維空間里呈周期性有序排列
D 氯化鈉晶體熔點高于氯化鋁晶體 離子晶體中離子所帶電荷數越少,離子半徑越大,離子晶體熔點越低
D【詳解】A.氮氣的穩定性源于氮分子中的三鍵,鍵能高難以斷裂,A正確;
B.苯因大π鍵結構穩定,難以與溴發生加成或取代,B正確;
C.水晶的規則外形由原子三維有序排列(晶體結構)導致,C正確;
D.氯化鈉熔點高于氯化鋁的真實原因是氯化鋁為分子晶體而非離子晶體,選項中將二者均視為離子晶體并用離子電荷和半徑解釋,不符合實際,D錯誤;
故選D。
3.(2025·黑吉遼蒙卷·高考真題)微粒邂逅時的色彩變化是化學饋贈的視覺浪漫。下列對顏色變化的解釋錯誤的是
選項 顏色變化 解釋
A 空氣中灼燒過的銅絲伸入乙醇中,黑色銅絲恢復光亮的紫紅色 =
B 懸濁液中加入溶液,固體由白色變為紅褐色 =
C 溶液中加入,淺綠色溶液出現藍色渾濁 =
D 溶液中加入NaOH溶液,溶液由橙色變為黃色
A【詳解】A.醇的催化氧化反應中,銅作催化劑,先發生2Cu+O22CuO,然后乙醇與CuO在加熱條件下,A錯誤;
B.因為溶度積常數Ksp()大于Ksp(),所以Fe3+與Mg(OH)2發生沉淀轉化生成Fe(OH)3,符合溶度積規則,B正確;
C.Fe2+與K3[Fe(CN)6]反應生成KFe[Fe(CN)6]沉淀,化學方程式為=,電荷和配平正確,藍色渾濁現象合理,C正確;
D.Cr2O在堿性條件下轉化為CrO42-,化學方程式為,顏色由橙變黃,D正確;
故選A。
4.(2025·廣東·高考真題)按如圖組裝裝置并進行實驗:將銅絲插入溶液中,當c中紅色褪去時,將銅絲拔離液面。下列敘述錯誤的是
A.a中有化合反應發生,并有顏色變化
B.b中氣體變紅棕色時,所含氮氧化物至少有兩種
C.c中溶液紅色剛好褪去時,恰好完全反應
D.若將a中稀硝酸換為濃硫酸并加熱,則c中溶液顏色會褪去
C【詳解】A.銅和稀硝酸反應,會生成一氧化氮,一氧化氮為無色氣體,液面上方有氧氣存在,一氧化氮與氧氣反應,生成紅棕色的二氧化氮,屬于化合反應,生成為藍色,有顏色變化,A正確;
B.b中氣體變紅棕色時,說明有二氧化氮存在,存在的反應,所以所含氮氧化物至少有兩種,B正確;
C.酚酞的變色范圍是8.2~10,c中溶液紅色剛好褪去時,此時溶液可能呈弱堿性,所以不能判斷是否恰好完全反應,C錯誤;
D.若將a中稀硝酸換為濃硫酸并加熱,會生成二氧化硫,二氧化硫通入碳酸氫鈉溶液中,可生成亞硫酸氫鈉,溶液顯酸性,c中溶液顏色會褪去,D正確;
故選C。
5.(2024·廣西·高考真題)某小組對和的性質進行探究:
Ⅰ.向少量蒸餾水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸餾水里滴加2滴溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列說法正確的是
A.實驗Ⅰ中繼續加入少量固體,溶液顏色變淺
B.實驗Ⅱ中溶液呈紅色
C.KSCN能區分和
D.焰色試驗不能區分和
C【詳解】A.實驗Ⅰ中,溶液與KSCN溶液反應的實質是:,硫酸鉀固體溶于水產生鉀離子和硫酸根,并不影響該平衡的移動,因此溶液的顏色不發生變化,故A錯誤;
B.實驗Ⅱ中,溶液中存在有K+、,并不能電離出Fe3+,因此溶液與KSCN溶液并不能發生反應,溶液顏色無明顯變化,故B錯誤;
C.實驗Ⅰ中,KSCN溶液與溶液反應產生,溶液變為紅色,但溶液與KSCN溶液并不能發生反應,是一種深紅色晶體,水溶液呈黃色,帶有黃綠色熒光,因此加入KSCN可以區分兩者,故C正確;
D.焰色反應是金屬單質或離子的電子在吸收能量后,躍遷到較高能量級,然后從較高能量級躍遷到低能量級,這次躍遷會放出光子,光子的頻率若在可見光頻率范圍內,則金屬表現為有焰色反應。鐵燃燒火焰為無色,是因為放出的光子頻率不在可見光頻率范圍內,而中含有鉀元素,焰色試驗時透過藍色鈷玻璃可以看到紫色,因此焰色試驗可以區分和,故D錯誤;
故答案選C。
考點四 物質的轉化
1.(2025·湖北·高考真題)如圖所示的物質轉化關系中,固體A與固體B研細后混合,常溫下攪拌產生氣體C和固體D,溫度迅速下降。氣體C能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。G是一種強酸。H是白色固體,常用作鋇餐。下列敘述錯誤的是
A.在C的水溶液中加入少量固體A,溶液升高
B.D為可溶于水的有毒物質
C.F溶于雨水可形成酸雨
D.常溫下可用鐵制容器來盛裝G的濃溶液
A【分析】固體A與固體B研細后混合,常溫下攪拌產生氣體C和固體D,溫度迅速下降。氣體C能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍,則C為NH3,G是強酸,則E是NO,F是NO2,G是HNO3;H是白色固體,常用作鋇餐,H是BaSO4,D是BaCl2,A和B反應是NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反應,C(NH3)和HCl可轉化為NH4Cl,則A是NH4Cl,B是Ba(OH)2·8H2O。
【詳解】A.在C(NH3)的水溶液(氨水)中加入少量固體A(NH4Cl),銨根濃度增大,抑制了NH3·H2O的電離,OH-濃度減小,溶液pH減小,A錯誤;
B.D(BaCl2)易溶于水,溶于水電離出Ba2+,鋇是重金屬,有毒,B正確;
C.F(NO2)與水反應生成強酸硝酸,故NO2溶于雨水可形成硝酸型酸雨,C正確;
D.G是HNO3,常溫下濃HNO3將Fe鈍化,故常溫下可用鐵制容器來盛裝濃硝酸,D正確;
答案選A。
2.(2025·云南·高考真題)稻殼制備納米Si的流程圖如下。下列說法錯誤的是
A.可與NaOH溶液反應
B.鹽酸在該工藝中體現了還原性
C.高純Si可用于制造硅太陽能電池
D.制備納米Si:
B【分析】稻殼在一定條件下制備納米SiO2,納米SiO2和Mg在650℃發生置換反應生成MgO和納米Si,加鹽酸將MgO轉化為MgCl2,過濾、洗滌、干燥得到納米Si。
【詳解】A.SiO2是酸性氧化物,與NaOH反應生成Na2SiO3和H2O,A正確;
B.鹽酸參與的反應為:MgO+2HCl=MgCl2+H2O,該反應是非氧化還原反應,鹽酸體現酸性,沒有體現還原性,B錯誤;
C.高純硅可以將太陽能轉化為電能,故可用于制硅太陽能電池,C正確;
D.SiO2和Mg在650℃條件下發生置換反應得到MgO和納米Si,反應的化學方程式為,D正確;
答案選B。
3.(2025·黑吉遼蒙卷·高考真題)鈉及其化合物的部分轉化關系如圖。設為阿伏加德羅常數的值,下列說法正確的是
A.反應①生成的氣體,每11.2L(標準狀況)含原子的數目為
B.反應②中2.3gNa完全反應生成的產物中含非極性鍵的數目為
C.反應③中與足量反應轉移電子的數目為
D.溶液中,的數目為
A【詳解】A.反應①電解熔融NaCl生成,標準狀況下11.2L為0.5mol,含0.5×2=1mol原子,即,A正確;
B.2.3g Na(0.1mol)與氧氣加熱反應生成0.05mol,每個含1個O-O非極性鍵,所以非極性鍵數目為,B錯誤;
C.與水反應生成氫氧化鈉和氧氣,化學方程式為,1mol與水反應轉移1mol電子,數目為,C錯誤;
D.ClO 在水中會水解,故數目小于,D錯誤;
故選A。
4.(2025·河南·高考真題)X是自然界中一種常見礦物的主要成分,可以通過如圖所示的四步反應轉化為Q(略去部分參與反應的物質和反應條件)。已知X和Q的組成元素相同。
下列說法錯誤的是
A.Y常用作油漆、涂料等的紅色顏料 B.溶液Z加熱煮沸后顏色會發生變化
C.反應需要在強酸性條件下進行 D.Q可以通過單質間化合反應制備
C【分析】X是自然界中一種常見礦物的主要成分,根據溶液Z、R、Q的顏色可知X中含有鐵元素,根據固體顏色可知X是FeS2,Y是Fe2O3,溶液中Z含有Fe3+、溶液R中含有Fe2+,Q是FeS。
【詳解】A.Fe2O3可用作油漆、涂料等的紅色顏料,A正確;
B.含有Fe3+的溶液加熱轉化為Fe(OH)3膠體,溶液顏色發生變化,B正確;
C.FeS可溶于酸,所以R→Q反應不能在酸性溶液中進行,C錯誤;
D.在加熱條件下Fe和S化合生成FeS,D正確;
答案選C。
5.(2025·廣東·高考真題)能滿足下列物質間直接轉化關系,且推理成立的是
單質X氧化物1氧化物2酸(或堿)鹽
A.X可為鋁,鹽的水溶液一定顯酸性
B.X可為硫,氧化物1可使品紅溶液褪色
C.X可為鈉,氧化物2可與水反應生成
D.X可為碳,鹽的熱穩定性:
B【詳解】A.鋁單質與O2生成Al2O3后無法再被O2氧化,無法形成氧化物2,且Al2O3與水反應需強酸/堿才能溶解,A錯誤;
B.硫燃燒生成SO2(氧化物1,使品紅褪色),SO2氧化為SO3(氧化物2),SO3與水生成H2SO4,再與NaOH生成鹽,轉化關系成立,B正確;
C.鈉與氧氣常溫反應生成Na2O(氧化物1),進一步氧化為Na2O2(氧化物2);Na2O2與水反應生成NaOH和O2,不會生成H2,C錯誤;
D.碳與氧氣反應先生成CO,最終生成CO2,與水反應生成碳酸,與堿反應可生成鹽,但Na2CO3熱穩定性強于NaHCO3,D結論錯誤,D錯誤;
故選B。
考點五 物質的綜合應用
1.(2025·河北·高考真題)氫碘酸常用于合成碘化物。某化學興趣小組用如圖裝置(夾持裝置等略)制備氫碘酸。
步驟如下:
ⅰ.在A中加入和,快速攪拌,打開通入,反應完成后,關閉,靜置、過濾得濾液;
ⅱ.將濾液轉移至B中,打開通入,接通冷凝水,加熱保持微沸,直至除盡;
ⅲ.繼續加熱蒸餾,C中收集沸點為間的餾分,得到117mL氫碘酸(密度為,HI質量分數為57%)。
回答下列問題:
(1)儀器A的名稱: ,通入發生反應的化學方程式: 。
(2)步驟ⅰ中快速攪拌的目的: (填序號)
a.便于產物分離 b.防止暴沸 c.防止固體產物包覆碘
(3)步驟ⅰ中隨著反應的進行,促進碘溶解的原因 (用離子方程式表示)。
(4)步驟ⅱ中的尾氣常用 (填化學式)溶液吸收。
(5)步驟ⅱ實驗開始時的操作順序:先通入,再加熱;步驟ⅲ實驗結束時相對應的操作順序: 。
(6)列出本實驗產率的計算表達式: 。
(7)氫碘酸見光易分解,易被空氣氧化,應保存在 。
【答案】(1) 圓底燒瓶 I2+H2S=S+2HI
(2)c
(3)
(4)NaOH
(5)先停止加熱,再通一段時間的N2后關閉K2
(6)
(7)密封的棕色細口瓶中,并放在避光低溫處
【分析】I2的氧化性比S強,A中發生I2+H2S=S↓+2HI,過濾除去S,得到含H2S的HI濾液;將濾液轉移到B中,先通氮氣、加熱保持微沸除去H2S,升高溫度,收集沸點為125℃~127℃間的餾分,得到117mL密度為1.7g/mL,質量分數為57%的HI溶液。
【詳解】(1)儀器A的名稱為圓底燒瓶;I2的氧化性比S強,通入發生反應的化學方程式為I2+H2S=S↓+2HI;
(2)I2在水中的溶解度較小,生成的S可能包裹在其表面阻止反應的繼續進行,故步驟ⅰ中快速攪拌的目的是防止固體產物包覆碘,選c;
(3)I2和I-會發生反應:,步驟ⅰ中隨著反應的進行,生成的HI電離出的I-與I2反應促進I2的溶解,本空答案為;
(4)步驟ⅱ中的尾氣為,有毒,是酸性氣體,常用NaOH溶液吸收;
(5)為確保蒸餾裝置內的HI全部進入C中,步驟ⅲ實驗結束時相對應的操作順序為:先停止加熱,再通一段時間的N2后關閉K2;
(6)127gI2的物質的量為0.5mol,n理論(HI)=2×0.5mol=1mol,m理論(HI)=1mol×128g/mol=128g、m實際(HI)=,故HI的產率= =;
(7)氫碘酸見光易分解,易被空氣氧化,應保存在密封的棕色細口瓶中,并放在避光低溫處。
2.(2025·安徽·高考真題)侯氏制堿法以、和為反應物制備純堿。某實驗小組在侯氏制堿法基礎上,以和為反應物,在實驗室制備純堿,步驟如下:
①配制飽和食鹽水;
②在水浴加熱下,將一定量研細的,加入飽和食鹽水中,攪拌,使,溶解,靜置,析出晶體;
③將晶體減壓過濾、煅燒,得到固體。
回答下列問題:
(1)步驟①中配制飽和食鹽水,下列儀器中需要使用的有 (填名稱)。
(2)步驟②中需研細后加入,目的是 。
(3)在實驗室使用代替和制備純堿,優點是 。
(4)實驗小組使用滴定法測定了產品的成分。滴定過程中溶液的隨滴加鹽酸體積變化的曲線如下圖所示。
i.到達第一個滴定終點B時消耗鹽酸,到達第二個滴定終點C時又消耗鹽酸。,所得產品的成分為 (填標號)。
a. b. c.和 d.和
ii.到達第一個滴定終點前,某同學滴定速度過快,搖動錐形瓶不均勻,致使滴入鹽酸局部過濃。該同學所記錄的 (填“>”“<”或“=”)。
(5)已知常溫下和的溶解度分別為和。向飽和溶液中持續通入氣體會產生晶體。實驗小組進行相應探究:
實驗 操作 現象
a 將勻速通入置于燒杯中的飽和溶液,持續,消耗 無明顯現象
b 將飽和溶液注入充滿的礦泉水瓶中,密閉,劇烈搖動礦泉水瓶,靜置 礦泉水瓶變癟,后開始有白色晶體析出
i.實驗a無明顯現象的原因是 。
ii.析出的白色晶體可能同時含有和。稱取晾干后的白色晶體,加熱至恒重,將產生的氣體依次通過足量的無水和溶液,溶液增重,則白色晶體中的質量分數為 。
【答案】(1)燒杯、玻璃棒
(2)加快溶解、加快與反應
(3)工藝簡單、綠色環保、制備產品的效率較高、原料利用率較高
(4) a >
(5) 在飽和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且兩者發生反應的速率也較小,生成的的量較少,在該溶液中沒有達到過飽和狀態,故不能析出晶體
【分析】本題以和為反應物,在實驗室制備純堿。考查了配制飽和溶液的方法及所用的試劑;用代替和,使工藝變得簡單易行,原料利用率較高,且環保、制備效率較高;滴定分析中利用了碳酸鈉與鹽酸反應分步進行,根據兩個滴定終點所消耗的鹽酸用量分析產品的成分;通過對比實驗可以發現的充分溶解對的生成有利。
【詳解】(1)步驟①中配制飽和食鹽水,要在燒杯中放入一定量的食鹽,然后向其中加入適量的水并用玻璃棒攪拌使其恰好溶解,因此需要使用的有燒杯和玻璃棒。
(2)固體的顆粒越小,其溶解速率越大,且其與其他物質反應的速率越大,因此,步驟②中需研細后加入,目的是加快溶解、加快與反應。
(3)和在水中可以發生反應生成,但是存在氣體不能完全溶解、氣體的利用率低且對環境會產生不好的影響,因此,在實驗室使用代替和制備純堿,其優點是工藝簡單、綠色環保、制備產品的效率較高、原料利用率較高。
(4)i.根據圖中的曲線變化可知,到達第一個滴定終點B時,發生的反應為,消耗鹽酸;到達第二個滴定終點C時, 發生的反應為,又消耗鹽酸,因為,說明產品中不含和,因此,所得產品的成分為,故選a。
ⅱ.到達第一個滴定終點前,某同學滴定速度過快,搖動錐形瓶不均勻,致使滴入鹽酸局部過濃,其必然會使一部分與鹽酸反應生成,從而使得偏大、偏小,因此,該同學所記錄的>。
(5)i.實驗a無明顯現象的原因是:在飽和溶液中的溶解速率小、溶解量小,且兩者發生反應的速率也較小,生成的的量較少,在該溶液中沒有達到過飽和狀態,故不能析出晶體。
ii.析出的白色晶體可能同時含有和。稱取晾干后的白色晶體,加熱至恒重,將產生的氣體依次通過足量的無水和溶液。受熱分解生成的氣體中有和,而分解產生的氣體中只有,無水可以吸收分解產生的,溶液可以吸收分解產生的;溶液增重,則分解產生的的質量為,其物質的量為,由分解反應可知,的物質的量為,則白色晶體中的質量為,故其質量分數為。
3.(2024·重慶·高考真題)可用作鋰電池和超級電容器的電極材料。制備的一種實驗裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。
(1)的制備
保護下,將溶有S的熱二苯醚溶液注射到熱油胺溶液中(S過量),繼續加熱回流,冷卻至室溫,離心分離,經洗滌得產品。
①儀器a的名稱為 ;保護的目的是 。
②生成的化學方程式為 。
③為除去產品中殘留的S,洗滌選用的試劑是 (填“”或“”)。
(2)的含量測定
產品先用王水溶解,再經系列處理后,在熱鹽酸條件下,以甲基橙為指示劑,用溶液將還原至,終點為無色:用冰水迅速冷卻,再以二苯胺磺酸鈉為指示劑,用標準溶液滴定至終點。已知甲基橙的還原反應:氧化態(紅色)+ne-=還原態(無色)
①比易水解,且易被氧化。配制和保存溶液需加入的試劑是 。
②甲基橙指示終點的過程及作用原理是 。
③若稱取的產品為,標準溶液濃度為,用量為,的摩爾質量為,則產品中質量分數為 (寫最簡表達式)。
④下列操作可能導致測定結果偏高的是 。
A.還原時溶液滴加過量
B.熱的溶液在空氣中緩慢冷卻
C.滴定開始時滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失
D.滴定前仰視讀數,滴定后俯視讀數
【答案】(1) 三頸燒瓶 防止Fe2+被氧氣氧化 FeS+SFeS2 CS2
(2) 濃鹽酸、錫粒 當加入還原劑SnCl2后,甲基橙得電子,由氧化態變為還原態,顏色由紅色變為無色且半分鐘內不恢復原來的顏色 % AC
【詳解】(1)①儀器a的名稱為三頸燒瓶;N2和FeS不反應,能防止Fe2+被氧氣氧化,故答案為:三頸燒瓶;防止Fe2+被氧氣氧化;
②反應物是S、FeS,反應條件是加熱,生成物是FeS2,反應方程式為FeS+SFeS2;
③S難溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,所以洗滌選用的試劑是CS2,故答案為:CS2;
(2)①SnCl2比FeCl3易水解,且易被氧化,配制和保存SnCl2溶液時需要抑制水解,SnCl2水解生成HCl,需要將SnCl2溶于濃鹽酸中,以抑制其水解,再加水稀釋到需要的濃度,同時向溶液中加入錫粒防止其被氧化,故答案為:濃鹽酸、錫粒;
②甲基橙的還原反應:氧化態(紅色)+ne-=還原態(無色),產品先用王水溶解,再經系列處理后,在熱鹽酸條件下,以甲基橙為指示劑,用SnCl2溶液將Fe3+還原至Fe2+終點為無色,溶液呈酸性,則甲基橙顯紅色,則甲基橙為氧化態;加入SnCl2后,SnCl2溶液將Fe3+還原至Fe2+,溶液呈無色,則甲基橙變為還原態,故答案為:當加入還原劑SnCl2后,甲基橙得電子,由氧化態變為還原態,顏色由紅色變為無色且半分鐘內不恢復原來的顏色;
③Fe2+被K2Cr2O7氧化為Fe3+,被還原為Cr3+,關系式為6Fe2+~,n(FeS2)=n(Fe2+)=6n(K2Cr2O7)=6×cmol/L×10-3VL=6×10-3cVmol,產品中FeS2質量分數為;
④A.還原Fe3+時SnCl2溶液滴加過量,消耗的V(K2Cr2O7)偏大,測定值偏高,故A正確;
B.熱的Fe2+溶液在空氣中緩慢冷卻,導致部分Fe2+被氧化Fe3+,消耗的V(K2Cr2O7)偏小,測定值偏低,故B錯誤;
C.滴定開始時滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失,消耗的V(K2Cr2O7)偏大,測定值偏高,故C正確;
D.滴定前仰視讀數,滴定后俯視讀數,消耗的V(K2Cr2O7)偏小,測定值偏低,故D錯誤;
故答案為:AC。
4.(2025·河北·高考真題)鉻鹽產品廣泛應用于化工、醫藥、印染等領域。通過閉環生產工藝將鉻鐵礦轉化為重鉻酸鉀同時回收利用鉀資源,可實現綠色化學的目標。過程如下:
已知:鉻鐵礦主要成分是。
回答下列問題:
(1)基態鉻原子的價層電子排布式: 。
(2)煅燒工序中反應生成的化學方程式: 。
(3)浸取工序中濾渣Ⅰ的主要成分:、 、 (填化學式)。
(4)酸化工序中需加壓的原因: 。
(5)濾液Ⅱ的主要成分: (填化學式)。
(6)補全還原、分離工序中發生反應的化學方程式 。
(7)濾渣Ⅱ可返回 工序。(填工序名稱)
【答案】(1)
(2)
(3) MgO
(4)增大CO2的溶解度,保證酸化反應充分進行
(5)
(6)
(7)煅燒
【分析】鉻鐵礦主要成分是,與過量KOH在空氣中煅燒,生成、Fe2O3、MgO,;通入/CO2浸取,生成,、MgO不反應,故濾渣Ⅰ為:,、MgO,通過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾分離出固體,濾液Ⅰ中含有;將中加水溶解,并通入過量CO2酸化,將轉化為,同時副產物生成,將與分離,濾液Ⅱ的主要溶質為;做還原劑,將濾液Ⅰ中剩余的還原為,自身轉化為進入濾渣Ⅱ,KOH進一步處理得,循環使用,據此分析;
【詳解】(1)Cr為24號元素,基態鉻原子的價層電子排布式:;
(2)煅燒工序中與過量KOH、空氣中氧氣反應生成、Fe2O3、,根據得失電子守恒,原子守恒,化學方程式:;
(3)根據分析可知,濾渣Ⅰ的主要成分:、MgO;
(4)向中加水溶解,并通入過量CO2酸化,將轉化為,加大壓強,可以增大CO2的溶解度,使液體中CO2濃度增大,保證酸化反應充分進行;
(5)根據分析可知,濾液Ⅱ的主要溶質為;
(6)做還原劑,將濾液Ⅰ中剩余的還原為,自身轉化為,鐵元素由0價升高到+3價,Cr由+6價降低到+3價,根據得失電子守恒,原子守恒,化學方程式:;
(7)濾渣Ⅱ含有和可返回煅燒工序。
5.(2024·貴州·高考真題)煤氣化渣屬于大宗固廢,主要成分為及少量MgO等。一種利用“酸浸—堿沉—充鈉”工藝,制備鈉基正極材料和回收的流程如下:
已知:
①25℃時,;
②。
回答下列問題:
(1)“濾渣”的主要成分為 (填化學式)。
(2)25℃時,“堿沉”控制溶液pH至3.0,此時溶液中 。
(3)“除雜”時需加入的試劑X是 。
(4)“水熱合成”中,作為磷源,“濾液2”的作用是 ,水熱合成的離子方程式為 。
(5)“煅燒”得到的物質也能合成鈉基正極材料,其工藝如下:
①該工藝經碳熱還原得到,“焙燒”生成的化學方程式為 。
②的晶胞結構示意圖如甲所示。每個晶胞中含有的單元數有 個。
③若“焙燒”溫度為時,生成純相,則 ,其可能的結構示意圖為 (選填“乙”或“丙”)。
【答案】(1)SiO2
(2)2.8×10-6
(3)NaOH溶液
(4) 提供Na+和反應所需要的堿性環境
(5) 3 0.25 乙
【分析】煤氣化渣(主要成分為及少量MgO等)中加濃硫酸酸浸,SiO2不反應、也不溶解成為濾渣,及少量MgO轉化為硫酸鐵、硫酸鋁和硫酸鎂,往其中加氫氧化鈉溶液進行堿浸,將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀;過濾,濾液1中含硫酸鋁和硫酸鎂,加過量的氫氧化鈉溶液使鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀除去,過濾,濾液主要含和NaOH,往其中加氫氧化鋁晶種,過濾得Al2O3 3H2O和NaOH溶液,焙燒Al2O3 3H2O得Al2O3;在煅燒氫氧化鐵所獲得的產物中加稀硫酸酸浸、足量的鐵還原,然后加NH4H2PO4、穩定劑和濾液2水熱合成得NaFePO4。
【詳解】(1)煤氣化渣(主要成分為及少量MgO等)中加濃硫酸酸浸,SiO2不反應、也不溶解成為濾渣,即“濾渣”的主要成分為SiO2;
(2)25℃時,“堿沉”控制溶液pH至3.0,即c(H+)=10-3mol/L,則c(OH-)=10-11mol/L,此時溶液中;
(3)“除雜”時需要沉淀鎂離子、得,所以加入的試劑X是NaOH溶液;
(4)“水熱合成”中,作為磷源,“濾液2”為NaOH溶液,其既可以提供合成所需要的Na+,又可以提供反應所需要的堿性環境,水熱合成的離子方程式為;
(5)①該工藝經碳熱還原得到,“焙燒”時、Na2CO3和O2反應生成,其化學方程式為;
②由的晶胞圖如甲可知,每個晶胞中含有Fe:4×+2=3,Na:8×+2=3,O:8×+4=6,即每個晶胞中的單元數有3個;
③若“焙燒”溫度為時,,生成純相,則,解得0.25;丙圖中Na:1+6×=1.75,,乙圖中Na:2+2×=2.25,,則其可能的結構示意圖為乙。
考點一 物質的用途
1.(2025·河北滄州·三模)化學科學與技術在宇宙探索、改進生活、改善環境與促進發展方面均發揮著關鍵性的作用。下列說法不正確的是
A.中國天眼用到的是新型無機非金屬材料
B.醫學上用液氮作制冷劑在冷凍麻醉條件下做手術是利用氮氣沸點低的物理性質
C.電車出行促環保,電車中的鋰離子電池屬于一次電池
D.“凡白土曰堊土,為陶家精美啟用”,其中“陶”是傳統硅酸鹽材料
C【詳解】A.新型無機非金屬材料包括高溫結構陶瓷(如、等),A正確;
B.液氮作制冷劑利用液氮沸點低,汽化吸熱,是物理性質,B正確;
C.鋰離子電池可充電,屬于二次電池,C錯誤;
D.“陶”為陶瓷,屬于傳統硅酸鹽材料,D正確;
故選C。
2.(2025·河北衡水·三模)材料結構決定性質,性質決定用途,下列說法錯誤的是
A.聚乳酸含有酯基,可用于生產可降解塑料
B.二氧化硅是化學性質穩定的共價晶體,可用作光導纖維
C.聚四氟乙烯耐化學腐蝕,可用于制作酸堿通用滴定管的旋塞
D.石墨烯是只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨,電阻率低,可用于動力電池
B【詳解】A.聚乳酸含酯基,可發生水解等反應,能生產可降解塑料,A正確;
B.二氧化硅是共價晶體,化學性質穩定,但其用作光導纖維是由于對光有良好全反射等性能,與化學性質穩定無關,B錯誤;
C.聚四氟乙烯有“塑料王”之稱,耐化學腐蝕,但它的摩擦系數小,可用于制作酸堿通用滴定管的旋塞,C正確;
D.石墨烯是只有一個碳原子直徑厚度的單層石墨,電阻率低,石墨烯是良好的導體,可用于動力電池,D正確;
故答案為:B。
3.(2025·貴州畢節·二模)勞動有利于“知行合一”。下列相關解釋錯誤的是
A.將切好的茄子浸泡在涼水中:可防止茄子被氧氣氧化變黑
B.工人對鐵制品進行發藍處理:在鐵制品表面形成表面鈍化膜
C.利用氫氟酸刻蝕石英制作藝術品:氫氟酸可與二氧化硅反應
D.將白糖熬制成焦糖汁:利用蔗糖高溫下充分炭化為食物增色
D【詳解】A.將切好的茄子浸泡在涼水中,防止茄子與氧氣接觸而氧氣氧化變黑,故A正確;
B.發藍處理是一種化學表面處理技術,通過在高溫堿性溶液中發生氧化反應,生成四氧化三鐵等氧化物,這些氧化物形成的膜層結構致密,能夠有效隔絕氧氣和水分,從而防止鐵制品進一步氧化和銹蝕 ,故B正確;
C.氫氟酸可腐蝕玻璃(二氧化硅)而制作藝術品,故C正確;
D.焦糖的主要成分仍是糖類,同時還含有一些醛類、酮類等物質,蔗糖在高溫下增色并不是炭化,故D錯誤;
故答案為D。
4.(2025·天津·二模)下列物質性質與用途對應關系、錯誤的是
A.氧化鋁熔點高,可以用來做耐火材料
B.硅的導電性介于導體和絕緣體之間,可用于制造光導纖維
C.氧化鈣能與二氧化硫反應,可作為工業廢氣處理時的脫硫劑
D.飽和氯水既有酸性又有漂白性,加入適量小蘇打,其漂白性增強
B【詳解】A.氧化鋁晶體內作用力為離子鍵,鍵能較大,熔點較高,所以氧化鋁耐高溫,可做耐火材料,A正確;
B.光導纖維的主要成分為二氧化硅,B錯誤:
C.堿性氧化物CaO能與酸性氧化物反應生成固態的鹽,因而可作為工業廢氣處理時的脫硫劑,減少對大氣的污染,C正確;
D.與水反應產生HCl、HClO,溶液中含有HCl使溶液顯酸性,而HClO具有強氧化性,能夠將有色物質氧化變為無色,因此飽和氯水既有酸性又有漂白性。氯氣與水的反應是可逆反應,加入適量固體,反應消耗HCl,使化學平衡正向移動,導致溶液中增大,因而其漂白性增強,D正確;
故答案選B。
5.(2025·遼寧撫順·二模)化學品在食品工業中有著重要的應用,下列說法錯誤的是
A.豆漿中加入熟石膏得到豆腐腦
B.鐵粉可用作食品干燥劑
C.SO2能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保質作用
D.苯甲酸及其鈉鹽可用作食品防腐劑
B【詳解】A.豆漿是膠體,向豆漿中加入熟石膏會使膠體發生聚沉而得到豆腐腦,故A正確;
B.鐵粉不能吸收水,所以不能用作食品干燥劑,故B錯誤;
C.二氧化硫具有還原性,向葡萄酒中添加適量的二氧化硫可以起到抗氧化的作用,從而防止葡萄酒中的一些成分被氧化,起到保質作用,故C正確;
D.苯甲酸及其鈉鹽具有抑制微生物生長的作用,常用作食品防腐劑,故D正確;
故選B。
考點二 物質的制備
1.(2025·江蘇·二模)第ⅢA族元素形成的化合物應用廣泛。硼酸(H3BO3) 是一種一元弱酸。硼酸三甲酯與氯氣反應可制取BCl3:,B(OCH3)3和BCl3均易水解,沸點分別為68℃和12.5℃。氮化鎵是具有優異光電性能的第三代半導體材料,熔點約為1500℃,可通過Ga(CH3)3與 NH3高溫反應制得。下列制取 BCl3 的部分實驗裝置能達到實驗目的的是
A.用裝置甲干燥Cl2 B.用裝置乙制取BCl3
C.用裝置丙收集BCl3 D.用裝置丁吸收所有尾氣
C【詳解】A.飽和食鹽水不能干燥氣體,應該用濃硫酸干燥氯氣,A錯誤;
B.根據題給信息可知,制取 BCl3 的時候,應該控制溫度為65℃,B錯誤;
C.BCl3 的沸點為12.5℃,且密度大于空氣,則應該用向上排空氣的方法收集,且用冰水冷卻,C正確;
D.尾氣中的一氧化碳與氫氧化鈉溶液不反應,不能用氫氧化鈉溶液吸收,D錯誤;
故選C。
2.(2025·山西晉中·二模)實驗室制取的裝置如圖所示(制備時先通入調節溶液),下列說法錯誤的是
A.試劑a是飽和溶液
B.裝置C可以換成敞口容器
C.調節的目的是防止生成鐵的氫氧化物
D.溶液的濃度可用酸性標準溶液滴定
B【分析】碳酸鈣固體與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳,二氧化碳通過飽和NaHCO3溶液除去雜質氯化氫氣體,在二氧化碳存在的條件下硫酸亞鐵和碳酸鈉反應生成碳酸亞鐵。
【詳解】A.試劑a的作用是除二氧化碳中的氯化氫,a是飽和溶液,故A正確;
B.Fe2+易被氧化,所以裝置C不能換成敞口容器,故B錯誤;
C.碳酸鈉溶液的堿性較強,調節的目的是降低氫氧根離子濃度,防止生成鐵的氫氧化物,故C正確;
D.能還原酸性高錳酸鉀,即兩者發生氧化還原反應:,所以溶液的濃度可用酸性標準溶液滴定,故D正確;
選B。
3.(2025·江蘇連云港·一模)實驗室用SO2和MgO懸濁液制取MgSO3,下列實驗原理與裝置不能達到實驗目的的是
A.用裝置甲制取SO2 B.用裝置乙收集SO2
C.用裝置丙制取MgSO3 D.用裝置丁吸收尾氣SO2
D【詳解】A.NaHSO3與70%硫酸反應可生成SO2,反應方程式為NaHSO3+H2SO4=NaHSO4+SO2↑+H2O,裝置甲可制取SO2,A正確;
B.SO2密度比空氣大,裝置乙(向上排空氣法 )可收集SO2,B正確;
C.SO2與MgO懸濁液反應可生成MgSO3,裝置丙可制取,C正確;
D.NaHSO3溶液與SO2不反應,不能吸收尾氣,應選NaOH溶液等,D錯誤;
故選D。
4.(2025·福建龍巖·二模)利用市售的氯化鋅制備無水氯化鋅的實驗裝置如圖。已知無水氯化鋅遇水易水解。
下列說法錯誤的是
A.盛裝濃硫酸的儀器名稱為恒壓滴液漏斗
B.鹽酸的沸點比硫酸的低
C.為提高除水速率,應加快HCl和的氣體流速
D.管式爐Ⅰ采取階段式升溫,實驗結束時先撤去管式爐Ⅰ、再撤去管式爐Ⅱ
D【分析】濃硫酸與固體NaCl加熱得到HCl,經過濃硫酸干燥,通入管式爐,在管式爐中HCl氣流作用下加熱市售氯化鋅得的無水氯化鋅。
【詳解】A.恒壓分液漏斗可以保證內部壓強不變,保持恒壓分液漏斗與三頸瓶內壓強相等,使濃硫酸順利滴下,盛裝濃硫酸的儀器名稱為恒壓滴液漏斗,A正確;
B.鹽酸易揮發,硫酸是高沸點酸,B正確;
C.應加快HCl和的氣體流速,可以快速帶走水蒸氣,C正確;
D.氯化鋅升華進入管式爐II,凝華得到高純度無水氯化鋅,所以實驗時應先撤去管式爐Ⅱ的加熱,再撤去管式爐Ⅰ,D錯誤;
答案選D。
5.(2025·江西九江·三模)工業上可用[Fe(NO)(H2O)5]SO4制備人造絲漂白劑、丙烯和二甲醚的安定劑等,用NO氣體和FeSO4溶液制備[Fe(NO)(H2O)5]SO4的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。下列說法不正確的是
A.可用K3[Fe(CN)6]溶液來檢驗FeSO4溶液是否變質
B.實驗開始前需先通入一段時間的N2
C.長頸漏斗的作用為平衡氣壓,防止堵塞
D.圓底燒瓶中生成NO和,該反應的離子方程式為
A【分析】稀硫酸與NaNO2反應生成硝酸鈉、NO和水,NO進入三頸燒瓶中與硫酸亞鐵反應生成[Fe(NO)(H2O)5]SO4,尾氣有毒,使用含氧化劑的堿性溶液吸收多余的NO;
【詳解】A.亞鐵離子和K3[Fe(CN)6]溶液會生成藍色沉淀,其是檢驗亞鐵離子的,而非檢驗鐵離子,A錯誤;
B.實驗開始前鼓入N2,可以除去裝置內的空氣,防止生成的NO被氧氣氧化,同時也能防止Fe2+被氧氣氧化,B正確;
C.長頸漏斗和大氣相通,作用為平衡氣壓,防止堵塞,C正確;
D.圓底燒瓶中生成NO和,則酸性條件下,亞硝酸根離子發生歧化反應生成NO和硝酸根離子,結合電子守恒,反應的離子方程式為,D正確;
故選A。
考點三 物質的性質
1.(2025·湖北黃岡·模擬預測)關于CO2和SO2的下列說法中,正確的是
A.由推知,可發生反應:
B.澄清石灰水和酸性KMnO4溶液均可以區分CO2和SO2
C.可用飽和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2
D.分子的球棍模型:
A【詳解】A.由可知碳酸的酸性比亞硫酸氫根強,因此亞硫酸根離子可以與碳酸發生反應生成碳酸氫根離子和亞硫酸氫根離子,A正確;
B.澄清石灰水與二氧化碳和二氧化硫反應均生成白色沉淀,無法區分,酸性高錳酸鉀溶液能被二氧化硫還原而褪色,而二氧化碳不能和酸性高錳酸鉀溶液反應,因此可以區分兩者,B錯誤;
C.Na2CO3與CO2和SO2都反應生,不可用飽和Na2CO3溶液除去CO2中少量的SO2,C錯誤;
D.CO2空間構型為直線型,D錯誤;
故選A。
2.(2025·湖北武漢·二模)實驗小組設計下圖所示裝置,驗證SO2性質,下列說法正確的是
A.實驗室用98%的濃硫酸和亞硫酸鈉固體制備SO2
B.一段時間后試管內有白色沉淀,說明SO2與BaCl2反應生成BaSO3
C.試管中的紅色花瓣褪色,滴有酚酞的NaOH溶液紅色變淺,均說明SO2具有漂白性
D.試管內Br2的CCl4溶液褪色,說明SO2具有還原性
D【分析】硫酸和Na2SO3發生復分解反應產生SO2,SO2與溴、水在BaCl2溶液和溴的四氯化碳分界處發生氧化還原反應生成硫酸、HBr,一段時間后溴的四氯化碳溶液褪色,證明SO2有還原性,H2SO4與BaCl2產生BaSO4沉淀,濕潤的SO2使紅色花瓣褪色,說明SO2有漂白性,SO2與NaOH溶液反應消耗NaOH,滴有酚酞的NaOH溶液褪色。
【詳解】A.實驗室一般用70%的濃硫酸和亞硫酸鈉固體制備SO2,硫酸濃度過大,H+濃度小,反應速率慢,A錯誤;
B.由分析可知沉淀為BaSO4,B錯誤;
C.由分析可知,SO2使紅色花瓣褪色,說明SO2有漂白性,SO2與NaOH溶液反應消耗NaOH,滴有酚酞的NaOH溶液褪色,C錯誤;
D.SO2與Br2反應,2H2O+SO2+Br2=H2SO4+2HBr,證明SO2有還原性,D正確;
故選D。
3.(2025·山西晉中·二模)根據下列實驗操作和現象所得出的結論正確的是
選項 實驗操作和現象 結論
A 向某溶液中加入溶液,產生白色沉淀,再加足量鹽酸,白色沉淀不消失 原溶液中一定含有
B 向濃硝酸中加入紅熱的碳,產生紅棕色氣體 碳能還原濃硝酸生成
C 向、的混合稀溶液中滴入少量稀溶液,有黃色沉淀生成
D 向某黃色溶液中加入淀粉溶液,溶液呈藍色 不能說明溶液中是否含
D【詳解】A.若原溶液中存在,加入溶液,產生白色沉淀,再加足量鹽酸,轉化為白色沉淀,白色沉淀不消失,所以原溶液中不一定含有,A錯誤;
B.C與濃硝酸反應可生成二氧化氮,濃硝酸受熱分解也能生成二氧化氮,結論不合理,B錯誤;
C.氯離子和碘離子的濃度大小未知,若碘離子濃度遠遠大于氯離子濃度,溶液中會有AgI黃色沉淀生成,所以不能以此確定溶度積大小,C錯誤;
D.溶液呈藍色,說明溶液中有物質和發生了氧化還原反應生成碘單質,淀粉遇碘變藍,該物質不一定是,也可能是,D正確;
故選D。
4.(2025·陜西寶雞·二模)下列實驗設計、現象、實驗結論均正確的是
選項 實驗設計 現象 實驗結論
A 向含有Na2S與ZnS的懸濁液中加入CuSO4溶液 產生黑色沉淀 Ksp(CuS)B 向雞蛋清溶液中滴入幾滴硫酸銅溶液 產生白色沉淀,加水后沉淀不溶解 蛋白質發生了變性
C 用玻璃棒蘸取次氯酸鈉溶液點在pH試紙上 試紙變白 次氯酸鈉溶液呈中性
D 在燒瓶中加入木炭顆粒與濃硝酸,然后加熱 燒瓶中有紅棕色氣體產生 木炭具有還原性,能還原HNO3
B【詳解】A.向含有硫化鋅和硫化鈉的白色懸濁液中加入硫酸銅溶液,懸濁液中的硫化鈉能與硫酸銅溶液反應生成黑色硫化銅沉淀,加入硫酸銅溶液時可能只存在沉淀的生成過程,不存在沉淀的轉化過程,所以無法比較硫化銅和硫化鋅的溶度積大小,故A錯誤;
B.向雞蛋清溶液中滴入幾滴硫酸銅溶液,產生白色沉淀,加水后沉淀不溶解說明蛋白質發生了變性,故B正確;
C.次氯酸鈉是強堿弱酸鹽,在溶液中水解使溶液呈堿性,能使試紙變白,是因為次氯酸鈉溶液具有漂白性,故C錯誤;
D.濃硝酸遇熱易分解生成紅棕色的二氧化氮、氧氣和水,則將熾熱的木炭與濃硝酸混合,產生紅棕色氣體不能說明濃硝酸被木炭還原成二氧化氮,故D錯誤;
故選B。
5.(2025·山東·二模)某學習小組對通入溶液出現白色沉淀的原因進行了探究,實驗如下:
實驗裝置
實驗①:燒杯中加入煮沸的溶液,再加入適量食用油,冷卻至室溫。 實驗②:燒杯中加入未煮沸的溶液。
實驗現象 燒杯 出現白色沉淀 出現白色沉淀
傳感器
下列說法錯誤的是
A.制備體現硫酸的酸性
B.實驗①中的食用油可用苯代替
C.實驗①中,左右突然下降的主要原因為二氧化硫溶解
D.實驗②中,溶解的氧化降低了體系,促使進一步氧化
C【分析】將70%H2SO4滴入Na2SO3中,發生反應Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,生成的SO2經過緩沖瓶進入右側的燒杯中與待測溶液混合,燒杯中的食用油可以隔絕空氣,pH傳感器可以實時獲取溶液的pH數據通過控制變量法來探究與溶液的反應;A燒杯中加入煮沸的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀說明二氧化硫通入水中可生成亞硫酸,硝酸根離子(酸性環境)具有氧化性,能將二氧化硫氧化為硫酸根離子,硫酸根離子與Ba2+形成硫酸鋇沉淀,離子方程式為,B燒杯中加入未煮沸的Ba(NO3)2溶液出現白色沉淀,結合pH的變化,其原因是SO2被氧氣、硝酸根氧化為,與鋇離子反應產生白色沉淀,同時氧氣氧化為主,據此分析;
【詳解】A.制備發生反應Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,反應原理是強酸制弱酸,體現硫酸的酸性,A正確;
B.食用油密度比水小,在上層,可以隔絕氧氣,防止氧氣干擾試驗,苯的密度也比水小,也能達到此目的,B正確;
C.SO2溶于水生成亞硫酸,亞硫酸電離產生氫離子,若是二氧化硫溶解導致pH下降,其不會出現突變;出現突變的原因是,當亞硫酸電離產生氫離子濃度足夠大時,氧化性增強,發生反應,使得溶液pH突然下降,C錯誤;
D.結合實驗①和②的pH-t圖像,有O2參加的反應中pH變化比無氧參加的大,且用時短,說明溶解的氧化降低了體系,氧化性增強,進一步氧化SO2,D正確;
故選C。
考點四 物質的轉化
1.(2025·云南大理·二模)在給定條件下,下列制備過程涉及的物質轉化均可實現的是
A.HCl制備:
B.工業制鎂:
C.制純堿:
D.漂白粉制備:
A【詳解】A.電解NaCl溶液的化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑,氫氣和氯氣點燃發生反應H2+Cl22HCl,該轉化均可實現,A符合題意;
B.工業上從海水中提取鎂,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受熱分解生成MgO,MgO熔點很高,工業上是電解熔融MgCl2制取Mg,而不是電解MgO,B不合題意;
C.向NaCl溶液中通入CO2,不符合強酸制弱酸的原理,不會發生反應生成NaHCO3,工業上是向飽和NaCl溶液中先通入NH3,再通入CO2制取NaHCO3,C不合題意;
D.實驗室用濃鹽酸和MnO2在加熱條件下制取Cl2,化學方程式為MnO2+ 4HCl(濃) MnCl2+ Cl2↑+ 2H2O,常溫下不反應,D不合題意;
故答案為:A。
2.(2025·陜西商洛·二模)甲、乙、丙、丁、戊、己為短周期元素組成的常見物質,其中甲、乙、丙、戊在常溫下均為氣體,甲和丁為原子總數不大于4的分子,乙為單質。它們之間的轉化關系如圖。下列說法正確的是
A.甲易溶于水,溶液顯堿性 B.丙與乙反應時無明顯現象
C.氣體戊可通過排水法收集 D.戊與丁生成己的反應為化合反應
A【分析】甲、乙、丙、丁、戊、己為短周期元素組成的常見物質,其中甲、乙、丙、戊在常溫下均為氣體,甲和丁為原子總數不大于4的10e-分子,乙為單質,結合轉化關系分析可知,甲為NH3,乙為O2,丁為H2O,丙為NO,戊為NO2,己為HNO3,據此分析判斷。
【詳解】A.甲為NH3易溶于水,形成的一水合氨溶液顯堿性,故A正確;
B.丙與乙反應時生成紅棕色氣體二氧化氮,有明顯現象,故B錯誤;
C.氣體戊為NO2,二氧化氮和水反應,不能通過排水法收集,故C錯誤;
D.戊與丁生成己的反應為:3NO2+H2O=2HNO3+NO,不是化合反應,故D錯誤;
故選:A。
3.(2025·廣東深圳·一模)部分含Na或Cu物質的分類與相應化合價關系如圖。下列推斷不合理的是
A.存在a→e→g→f→b的轉化
B.a與單質硫混合加熱,生成物一定是d
C.b→c→d轉化的每步反應一定是非氧化還原反應
D.g的氯化物溶液蒸干并灼燒可得固體e
C【分析】由題給信息可知,a為Na單質或Cu單質,b為+1價氧化物,即b是Na2O或Cu2O,e為+2價氧化物,e為CuO;c為+1價堿,即c是NaOH;f為+2價的堿,則f是Cu(OH)2。d為+1價的鹽,d可能是鈉鹽,g為+2價的鹽,g是銅鹽。據此分析。
【詳解】A.Cu與O2反應生成CuO,CuO與酸反應,可生成+2價的銅鹽;銅鹽與可溶性堿反應,生成Cu(OH)2,新制Cu(OH)2與乙醛反應生成Cu2O,可以實現a→e→g→f→b的轉化,A項正確;
B.Na與S反應生成Na2S,Cu與S反應生成Cu2S,都是+1價的鹽,B項正確;
C.Na2O與H2O反應生成NaOH和O2,該反應為氧化還原反應,NaOH和酸反應生成鈉鹽屬于非氧化還原反應,故b→c→d轉化的每步反應一定是非氧化還原反應的說法錯誤,C項錯誤;
D.g為+2價銅鹽,可以是CuCl2,CuCl2水解得到Cu(OH)2和HCl,HCl揮發,得到Cu(OH)2,Cu(OH)2加熱分解得到CuO,說明g的氯化物溶液蒸干并灼燒的確可得固體e,D項正確;
答案選C。
4.(2025·北京朝陽·二模)催化與反應的物質轉化關系如下。下列對該過程的分析不正確的是
A.a、c分別是、
B.改變了與的反應歷程
C.NO既體現了還原性,又體現了氧化性
D.與分子中硫原子雜化軌道類型相同
C【分析】根據反應過程分析,SO2與O2反應生成SO3,NO參與催化過程,a參與反應生成NO2(b),所以a是O2,SO2與NO2反應生成SO3和NO, 所以d是SO2,c是SO3。
【詳解】A.根據分析可知,A正確;
B.根據催化劑的作用原理,NO作為催化劑, 改變了反應的途徑,降低了反應的活化能,從而改變了SO2與O2的反應歷程,B正確;
C.根據氧化還原反應原理,NO與O2反應時NO被氧化,體現還原性,NO2與SO2反應生成NO,并未體現NO的氧化性,C錯誤;
D.根據雜化軌道理論,SO2中S原子價層電子對數是:,是雜化;SO3中S原子價層電子對數是:,也是雜化,D正確;
故選C。
5.(2025·江蘇常州·二模)CuCl難溶于水和乙醇,在潮濕空氣中易被氧化。以堿性蝕刻廢液中的為原料制備CuCl的部分流程如下。下列說法正確的是
A.溶于水所得溶液中
B.“酸溶”時不用稀硝酸的主要原因是硝酸易揮發
C.“還原”后溶液的pH增大
D.“洗滌”時先用水再用乙醇會降低產品的純度
D【分析】由題給流程可知,二氯化四氨合銅經多步轉化得到氧化銅,向氧化銅中加入稍過量的稀硫酸酸溶,將氧化銅轉化為硫酸銅,向反應得到的硫酸銅溶液加入氯化鈉和亞硫酸鈉固體,將硫酸銅轉化為氯化亞銅沉淀,反應的離子方程式為2Cu2++SO+2Cl—+H2O=2CuCl↓+SO+2H+,過濾、用乙醇洗滌得到氯化亞銅。
【詳解】A.配合物中四氨合銅離子為內界、氯離子為外界,配合物在溶液中電離出四氨合銅離子和氯離子,不能電離出氨分子,故A錯誤;
B.“酸溶”時不用稀硝酸的主要原因是稀硝酸具有強氧化性,會將亞硫酸根離子氧化為硫酸根離子,導致亞硫酸根離子無法將溶液中的銅離子還原為氯化亞銅沉淀,故B錯誤;
C.由分析可知,“還原”發生的反應為2Cu2++SO+2Cl—+H2O=2CuCl↓+SO+2H+,反應生成的氫離子會使溶液pH減小,故C錯誤;
D.由題意可知,氯化亞銅在潮濕空氣中易被氧化,所以“洗滌”時先用水再用乙醇會使氯化亞銅被氧化,降低產品的純度,故D正確;
故選D。
考點五 物質的綜合應用
1.(2025·山東濱州·二模)過硫酸銨[]在工業上有廣泛用途,某興趣小組根據反應制備粗品。回答下列問題:
(1)中硫元素的化合價為 。
(2)制備時,從下列裝置中根據需要選擇組裝。儀器的連接順序為c→ →尾氣處理,D裝置的作用為 ,儀器M的名稱為 。
(3)充分反應后,將A中的混合液經一系列操作得到晶體。烘干晶體時,采用減壓、低溫的原因是 。
(4)采用碘量法測定粗品的純度。
稱取1.500 g制得的粗品,配成100.00 mL溶液。移取25.00 mL溶液于錐形瓶中,加入過量KI溶液,用標準濃度的溶液滴定(發生反應:),當溶液顏色變淺時加入幾滴淀粉溶液,滴定至終點。重復上述滴定操作三次,平均消耗的溶液12.50 mL。
①滴定終點的現象為 。
②粗品的純度為 %。若開始滴定前加入淀粉溶液,則所測的純度 (填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
【答案】(1)+6
(2) g→f→b→a 防止裝置A中液體倒吸入裝置B中 恒壓滴液漏斗
(3)降低烘干溫度,防止分解
(4) 當滴入最后半滴標準液時,溶液由藍色變為無色,且半分鐘不恢復原色 76 偏低
【分析】裝置B用于制取氨氣,制取氨氣的原料為氫氧化鈣固體和氯化銨固體,A裝置為過二硫酸銨的生成裝置,考慮氨氣極易溶于水,需要在A、B之間放置安全瓶D以防止倒吸,最后用盛放堿石灰的干燥管C進行尾氣處理,以此解答。
【詳解】(1)
過硫酸銨的結構簡式為,其中過氧鍵(-O-O-)中O原子化合價為-1價,其它O原子化合價為-2價,銨根離子中N為-3價,H為+1價,根據化合價代數和為零可知硫元素的化合價為+6;
(2)由分析可知,制備氨氣后無需干燥,但需要防止倒吸,所以儀器的連接順序為c→g→f→b→a→尾氣處理;氨氣極易溶于水,A、B之間放置安全瓶D以防止倒吸,則D裝置的作用為防止裝置A中液體倒吸入裝置B中;由儀器構造可知,儀器M的名稱為恒壓滴液漏斗;
(3)受熱會分解,則烘干產品時,采用減壓、低溫的原因是:降低烘干溫度,防止受熱分解;
(4)①移取25.00 mL(NH4)2S2O8溶液于錐形瓶中,加入過量KI溶液,兩者反應生成I2,再用標準濃度的溶液滴定生成的I2,當溶液顏色變淺時加入幾滴淀粉溶液,此時溶液呈藍色,用溶液滴定時發生反應:,溶液的藍色逐漸變淺,最終褪色,則滴定終點的現象為:當滴入最后半滴標準液時,溶液由藍色變為無色,且半分鐘不恢復原色;
②移取25.00 mL(NH4)2S2O8溶液于錐形瓶中,加入過量KI溶液,兩者反應生成I2,再用標準濃度的溶液滴定生成的I2,根據得失電子守恒可得關系式:~I2~,平均消耗的溶液12.50 mL,則粗品的純度為=76%。若開始滴定前加入淀粉溶液,會導致淀粉與I2結合生成性質穩定的藍色絡合物,這種絡合物不易與反應,導致消耗標準溶液的體積偏小,則所測的純度偏低。
2.(2025·廣東汕頭·三模)性質活潑,可以和許多物質發生反應。
Ⅰ.實驗室用和反應制備(黃綠色粉末,易與水反應產生)。
已知:(反應劇烈,溫度高時會產生副產物)
(1)上述裝置正確的連接順序是: 。
A→___________→___________→___________→B→C(必要時可重復使用)
(2)裝置A中裝溶液的儀器名稱為 。飽和溶液的作用 。
Ⅱ.常溫下和水反應緩慢,反應時,條表面緩慢產生少量氣泡,數分鐘后反應停止,未收集到氣體,鎂條表面失去光澤。
查閱資料:與水反應時,表面覆蓋了致密的導致反應緩慢;和可以加快Mg與水反應。
同學們為了驗證和對與水反應的促進作用,用與水反應后的條與4種鹽溶液進行對比實驗,結果如下。
實驗序號 a b c d
鹽溶液(均為) NaCl
溶液起始 5.1 8.3 7.0 7.8
30min時產生氣體體積/mL 1.5 0.7 <0.1 1.4
氣體的主要成分
30min時鎂條表面情況 大量固體附著(固體可溶于鹽酸)
(3)根據的沉淀溶解平衡可解釋和的作用。在水中存在的沉淀溶解平衡可用離子方程式表示為 。
(4)經檢驗,a中還生成少量其他氣體,可進一步證明促進與水反應,檢驗該氣體的方法是 。
(5)上表中能夠說明對與水反應起促進作用的證據是 。
(6)b、d所得固體中還檢驗出堿式碳酸鎂[用表示],寫出生成該固體的離子方程式 。
(7)綜合實驗a-d可以得到的結論是:和都能與作用加快與水反應, ; (補充兩點)。
【答案】(1)DEC
(2) 分液漏斗 除去氧氣
(3)
(4)用濕潤的紅色石蕊試紙接觸氣體,試紙變藍則有產生
(5)時實驗產生的氣體體積遠大于實驗
(6)
(7) 同濃度時,的作用大于 和共同存在時促進作用并未疊加
【分析】由實驗裝置圖可知,裝置A中亞硝酸鈉飽和溶液與硫酸銨飽和溶液共熱反應制備氮氣,裝置D為空載儀器,做安全瓶,起防倒吸的作用,裝置E中盛有的硫酸亞鐵飽和溶液用于吸收氧氣,防止氧氣干擾實驗,裝置C中盛有的濃硫酸用于干燥氮氣,裝置B中氮氣與鎂共熱反應制備氮化鎂,裝置C中盛有的濃硫酸吸收水蒸氣,防止水蒸氣進入裝置B中導致氮化鎂水解,則裝置的連接順序為A→D→E→C→B→C。
【詳解】(1)由分析可知,裝置的連接順序為A→D→E→C→B→C,故答案為:DEC;
(2)由實驗裝置圖可知,裝置A中裝亞硝酸鈉溶液的儀器為分液漏斗;由分析可知,裝置E中盛有的硫酸亞鐵飽和溶液用于吸收氧氣,防止氧氣干擾實驗,故答案為:分液漏斗;除去氧氣;
(3)氫氧化鎂難溶于水,在溶液中存在如下溶解平衡:,故答案為:;
(4)氯化銨在溶液中水解生成一水合氨和鹽酸,水解生成的鹽酸與鎂反應生成氯化鎂和氫氣,鹽酸濃度減小,導致水解平衡右移,反應生成的一水合氨濃度過大會發生分解生成氨氣,反應生成的氨氣能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍色,則檢驗氨氣的方法為用濕潤的紅色石蕊試紙接觸氣體,試紙變藍則有氨氣產生,故答案為:用濕潤的紅色石蕊試紙接觸氣體,試紙變藍則有產生;
(5)由表格數據可知,實驗b用到的鹽溶液為碳酸氫鈉溶液,實驗c中用的鹽溶液為氯化鈉溶液,兩溶液中陽離子相同,30分鐘內,實驗b產生的氣體體積遠大于實驗c,說明碳酸氫根離子對鎂與水反應起促進作用,故答案為:30min時實驗b產生的氣體體積遠大于實驗c;
(6)b、d所得固體中還檢驗出堿式碳酸鎂是因為溶液中的碳酸氫根離子與氫氧化鎂反應生成堿式碳酸鎂、碳酸根離子和水所致,反應的離子方程式為,故答案為:;
(7)綜合實驗a-d可以得到的結論是溶液中銨根離子、碳酸氫根離子都能與氫氧化鎂反應使氯化銨的水解平衡右移,增大溶液中的氫離子濃度,加快鎂與水反應;實驗a、實驗b與實驗c對比得到的結論是溶液中同濃度的銨根離子作用大于碳酸氫根離子;實驗a和實驗d對比得到的結論是銨根離子和碳酸氫根離子同時存在時促進作用并未疊加,故答案為:同濃度時,的作用大于;和共同存在時促進作用并未疊加。
3.(2025·湖南·三模)二氯化二硫()是一種黃色至略微紅的液體,有劇毒。向熔融的硫中通入限量的氯氣即可生成,進一步氯化則會得到。
已知:Ⅰ.、、S的部分性質如下:
物質 水溶性 密度/() 熔點/℃ 沸點/℃
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℃時分解
S —— —— 112.8 444.6
Ⅱ.、,為磚紅色沉淀。
下列是某興趣小組制備并分析其純度的實驗,回答下列問題:
(1)所有原子滿足最外層8電子穩定結構,其電子式為 。
(2)寫出溶于水發生反應的化學方程式: 。
(3)興趣小組利用如下裝置制備。
①A、B、C裝置中均用到的玻璃容器的名稱是 。
②C裝置中發生反應的離子方程式為 。
③裝置的正確連接順序是e→j→k→h→i→ →f(按氣流流出方向)。
④D裝置中堿石灰的作用是 。
(4)(所含雜質為)純度的測定:準確稱取1.35g所得產品溶于水,加入溶液調節pH至9.0左右,過濾后將濾液配成250.00mL溶液,用移液管量取25.00mL溶液放入錐形瓶中,加入幾滴溶液,用0.10的溶液滴定,平行滴定三次,平均消耗溶液的體積為20.40mL。
①加入溶液調節pH至9.0左右的目的是 。
②滴定終點的判斷依據是 。
③的純度為 (保留三位有效數字)。
【答案】(1)
(2)
(3) 圓底燒瓶 c→d→a→b 除去過量的氯氣,防止環境污染;防止空氣中的水蒸氣進入裝置A與反應
(4) 防止pH過低,會轉化為;防止pH過高,會與滴入的反應生成AgOH,均會干擾滴定 當滴入最后半滴溶液時,白色沉淀中出現磚紅色,且半分鐘內磚紅色未消失 93.6%
【分析】本題為實驗探究題,裝置C利用高錳酸鉀固體與濃鹽酸制備氯氣,同時生成氯化錳、氯化鉀與水,先F中飽和食鹽水除去氯氣中混有的氯化氫氣體,再E用濃硫酸干燥氯氣,氯氣與硫單質在B的反應,A冷凝收集產物,D中堿石灰吸收空氣中水蒸氣,防止進入A中導致S2Cl2水解,同時吸收未反應的氯氣,防止污染空氣,(4)(所含雜質為)純度的測定。該題是應用沉淀滴定法進行測定,使用該方法時,首先將和中的Cl元素轉化為,以為指示劑,用標準的溶液進行滴定的過程。在實驗過程中,同時要保證溶液的pH,當溶液酸性較強時,會轉化為,使指示劑失效,當溶液堿性較強時,會產生AgOH干擾滴定結果,據此分析解題。
【詳解】(1)所有原子符合最外層8電子穩定結構,根據S和Cl原子結構可知,S要形成2個共價鍵,Cl只需形成1個共價鍵,故其電子式為,故答案為:;
(2)根據題干中信息,溶于水生成HCl、、S,則其發生反應的化學方程式為,故答案為:;
(3)①A、B、C裝置中均用到的玻璃容器是圓底燒瓶,故答案為:圓底燒瓶;
②C裝置是與濃鹽酸反應制的裝置,發生反應的離子方程式為,故答案為:;
③根據題意,制備實驗的順序是:制備→除HCl→干燥→制→收集→防水→尾氣處理,故裝置連接順序是e→j→k→h→i→c→d→a→b→f(→g)(按氣流流出方向),故答案為:c→d→a→b;
④該實驗中堿石灰既要除去氯氣,防止環境污染,也要防止空氣中的水蒸氣進入收集裝置,使之與反應,故其作用是除去過量的氯氣,防止環境污染;防止空氣中的水蒸氣進入裝置A與反應,故答案為:除去過量的氯氣,防止環境污染,防止空氣中的水蒸氣進入裝置A與反應;
(4)①加入溶液調節pH至9.0左右的作用是若pH過低,會轉化為,pH過高,會與滴入的反應生成AgOH,均會干擾滴定,故答案為:防止pH過低,會轉化為,防止pH過高,會與滴入的反應生成AgOH,均會干擾滴定;
②實驗中,當達到滴定終點后,再滴入溶液,即生成磚紅色的沉淀,故滴定終點的判斷依據是當滴入最后半滴溶液時,產生磚紅色沉淀,且半分鐘內磚紅色未消失,故答案為:當滴入最后半滴溶液時,白色沉淀中出現磚紅色,且半分鐘內磚紅色未消失;
③及均會與水反應產生,故該題計算時可利用Cl原子守恒進行計算。設原1.35g產品中為xmol,為ymol,結合題意可得:135x+103y=1.35,,解得x=0.00936mol,最終得到其純度約為×100%=93.6%,故答案為:93.6%。
4.(2025·湖北武漢·二模)利用鎂泥(主要成分為、和等)為主要原料制取碳酸鎂的工業流程如下:
(1)酸溶。某工廠用1.78噸發煙硫酸(化學式:)配制質量分數為溶液,配制時需要水的質量為 噸。
(2)除鐵。已知濾渣2的成分與溫度、的關系如圖所示。
①若控制溫度80℃、,可得到黃鐵礬鈉(上圖中陰影部分),寫出“除鐵”過程總反應的離子方程式: 。
②工業生產不選擇以形式除鐵的可能原因: (寫出兩點)。
(3)沉淀。寫出“沉淀”過程的離子方程式: 。
(4)控制“沉淀”溫度50℃,可制得堿式碳酸鎂,堿式碳酸鎂常用作塑料阻燃劑。現稱取一定質量堿式碳酸鎂樣品經高溫完全分解后得固體,放出(標準狀況),計算該堿式碳酸鎂樣品中的= 。
(5)某鈣鎂礦的晶胞結構如圖所示。若將全部換為,所得晶體中每個晶胞含有的原子數為 。
【答案】(1)2.14
(2) 濃度小,的氧化性弱;溫度低,反應速率慢
(3)
(4)
(5)4
【分析】由制備流程可知,鎂泥的主要成分為MgCO3、和SiO2,加硫酸時SiO2不溶解,過濾得到濾渣1為二氧化硅,NaClO具有氧化性,能將Fe2+氧化為Fe3+,調節pH生成沉淀除去,濾液通入二氧化碳、加入氫氧化鈉溶液反應后得到沉淀,經過濾得到碳酸鎂。
【詳解】(1)1.78噸發煙硫酸(化學式:)的物質的量為,配制過程中,生成硫酸為,配制質量分數為溶液,配制時需要水的質量為。
(2)①“除鐵”時,若控制溫度80℃、,可得到黃鐵礬鈉沉淀,則總反應的離子方程式:。
②由圖可知,pH在4附近溫度略低于40°C時產生的氫氧化鐵最多,溫度繼續升高時鐵轉化為其它含鐵的不溶性物質,結合分析可知,鐵工業生產不選擇以形式除鐵的可能原因:濃度小,的氧化性弱;溫度低,反應速率慢。
(3)①結合分析可知,“沉淀”過程的離子方程式:。
(4)現稱取一定質量堿式碳酸鎂樣品經高溫完全分解后得固體,根據鎂元素守恒,鎂離子為,放出(標準狀況),其物質的量為,則碳酸根為0.15mol,則根據電荷守恒可知氫氧根的物質的量為0.1mol,則堿式碳酸鎂樣品中的=3:2。
(5)某鈣鎂礦的晶胞中若將全部換為,若Ca換為Mg,則該圖變為兩個立方晶胞,則Mg位于晶胞的8個頂點和6個面心,所得晶體中每個晶胞含有的原子數為。
5.(2025·遼寧撫順·三模)某鎢錳礦渣(主要成分為、MnO、、及鐵的氧化物)綜合利用的流程如圖:
已知:①P204的萃取機理:。
②當溶液中離子濃度小于或等于mol·L-1時,認為該離子沉淀完全。
③常溫下,一些常見物質的溶度積常數如下表:
物質
④、。
回答下列問題:
(1)“沉淀1”的主要成分是 (填化學式)。
(2)使“有機相2”中的P204萃取劑再生,需選擇的試劑為 (填名稱)。
(3)“沉鈧”工序中發生沉鈧反應的化學方程式為 。
(4)“氧化”工序中加入活性,其優點是 ;該工序中發生反應的離子方程式為 。
(5)若“除雜”時溶液中的濃度為0.01mol·L-1.則加入NaOH控制pH的范圍是 ~ (溶液體積變化忽略不計,保留3位有效數字);出現沉淀后要加熱煮沸一段時間的目的是 。
【答案】(1)、
(2)鹽酸
(3)
(4) 提高了的產量且不引入新的金屬離子
(5) 2.82 8.60 促進膠體聚沉
【分析】首先用鹽酸對原料進行酸浸,其中WO3、SiO2和鹽酸不反應,成為沉淀1的主要成分,同時濾液1中含有二價錳離子、三價鈧離子,同時可能含有二價和三價鐵離子,濾液用P2O4萃取分液,有機相加入氫氧化鈉沉鈧得到沉淀3,加熱得到,水相加入二氧化錳氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氫氧化鈉將鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀得到沉淀4,,過濾濾液加入碳酸氫銨得到碳酸錳沉淀;沉淀1加入氫氧化鈉堿浸、過濾,濾液加入鹽酸得到鎢酸沉淀2,過濾分離出鎢酸沉淀加入氨水溶解得到鎢酸銨;
【詳解】(1)由分析,“沉淀1”的主要成分是SiO2、WO3;
(2)P204的萃取機理:,則使“有機相2”中的P204萃取劑再生,可以加入鹽酸,氫離子濃度增大,使得平衡逆向移動,使得P204萃取劑再生,故需選擇的試劑為鹽酸;
(3)“沉鈧”工序中反應為有機相中和氫氧化鈉反應生成氫氧化鈧沉淀、RNa,反應為:;
(4)二氧化錳具有氧化性,能氧化亞鐵離子為鐵離子:,便于后續鐵離子去除,且“氧化”工序中加入活性,反應生成錳離子,提高了的產量且不引入新的雜質金屬離子;
(5)常溫下,由已知表格數據可知,當鐵離子完全沉淀時,,pOH=11.18,pH=2.82;該過程中錳離子不能沉淀,且溶液中的濃度為0.01mol·L-1,則,pOH=5.40,pH=8.60,故控制pH的范圍是2.82~8.60;加熱可以促進膠體聚沉,則出現沉淀后要加熱煮沸一段時間的目的是促進膠體聚沉。
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