届高三备考化学专题能力提升练 元素化合物的性质与应用附答案.docx
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届高三备考化学专题能力提升练元素化合物的性质与应用附答案
2020届高三备考化学专题能力提升练-元素化合物的性质与应用
A组
一、选择题(本题包括4小题,每小题6分,共24分)
1.用4种物质进行实验,下表中“操作”与“现象”均正确的是( )
选项
物质
操作
现象
A
FeSO4溶液
加入铁氰化钾溶液
溶液变蓝,无沉淀析出
B
品红溶液
通入体积比为1∶1的SO2和Cl2混合气体
溶液褪色,加热后红色恢复
C
Ba(NO3)2溶液
通入SO2
溶液变浑浊,无任何气体生成
D
Ca(OH)2溶液
通入(NH4)2CO3
受热分解产生的气体
变浑浊,继续通入,浑浊不消失
【解析】选D。
铁氰化亚铁是蓝色沉淀,A项错误;体积比为1∶1的SO2和Cl2混合气体与水反应,Cl2+2H2O+SO2
2HCl+H2SO4,产物无漂白性,B项错误;SO2通入Ba(NO3)2溶液中会释放出NO气体,C项错误;(NH4)2CO3
2NH3↑+H2O+CO2↑,该混合气体通入水中又形成碳酸铵,与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氨水,不会出现浑浊消失的现象,D项正确。
【方法规律】鉴别Fe2+、Fe3+的常用的几种方法
(1)观察法:
显黄色的是Fe3+的溶液,显浅绿色的是Fe2+的溶液。
(2)KSCN法:
能使KSCN溶液变红色的是Fe3+的溶液,刚开始不变红色但通入氯气或加入过氧化氢后变红色的是Fe2+的溶液。
(3)加碱法:
加入碱液(如氨水、氢氧化钠、氢氧化钾溶液),生成红褐色沉淀的是Fe3+的溶液。
生成白色沉淀并立即转变为灰绿色,最后变为红褐色的是Fe2+的溶液。
(4)赤血盐法:
滴入K3Fe(CN)6(赤血盐)溶液,出现蓝色沉淀的是Fe2+的溶液, 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-
Fe3[Fe(CN)6]2↓。
(5)KI-淀粉试纸法:
能使KI-淀粉试纸变蓝的是Fe3+的溶液,不能使碘化钾淀粉试纸变蓝的是Fe2+的溶液。
(6)高锰酸钾法:
能使酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去的是Fe2+的溶液,10Fe2++
2Mn
+16H+
10Fe3++2Mn2++8H2O,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是Fe3+的溶液。
2.关于相同物质的量浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液,下列说法正确的是
( )
A.滴加酚酞后溶液均变红
B.滴加饱和澄清石灰水均产生白色沉淀
C.滴加氯水均产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
D.所含阳离子的总浓度相等
【解析】选B。
A项,NaHSO3溶液电离程度大于水解程度,所以溶液呈酸性,所以NaHSO3滴加酚酞后溶液不变红,故A错误;B项,NaHCO3溶液与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,NaHSO3溶液与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀,所以滴加饱和澄清石灰水均产生白色沉淀,故B正确;C项,NaHSO3溶液滴加氯水发生氧化还原反应生成硫酸钠,而无气体产生,故C错误;D项,阳离子为钠离子与氢离子,相同物质的量浓度的NaHCO3溶液和NaHSO3溶液,钠离子浓度相等,而亚硫酸氢钠电离程度大于水解程度,碳酸氢钠水解程度大于电离程度,所以亚硫酸氢钠中氢离子浓度大,所以两者所含阳离子的总浓度不相等,故D错误。
3.已知X为单质,Y为化合物。
且有如下转化关系:
X+Cl2
Y
X+Cl2
①若Y溶于水后得到强酸溶液,则X可能是H2
②若Y溶于水后得到中性溶液,则X可能是Na
③若向Y溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成,则X可能是Cu
④若向Y溶液中逐滴滴加NaOH溶液,先生成沉淀后又溶解,则X可能为Al
能实现上述转化关系的是( )
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
【解析】选C。
若X是H2,则Y是HCl,溶于水后得到盐酸,电解盐酸又重新得到H2和Cl2,①正确;若X是Na,则Y是NaCl,溶于水溶液呈中性,电解NaCl溶液得到NaOH、H2和Cl2,②错误;若X是Cu,则Y是CuCl2,滴加NaOH溶液后有蓝色沉淀Cu(OH)2生成;电解CuCl2溶液得到Cu和Cl2,③正确;若X是Al,则Y是AlCl3,逐滴滴加NaOH溶液后先生成Al(OH)3沉淀,后沉淀又溶解,电解AlCl3溶液得到Al(OH)3、H2和Cl2,④错误。
故选C。
【加固训练】
已知A、B、C为中学化学中常见的单质。
室温下,A为固体,B和C均为气体。
在适宜的条件下,它们可以按如图进行反应。
下列说法中正确的是( )
A.A、B、C中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别可能是氧化物
B.A、B、C中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别一定不是碱
C.如果E溶液是一种强酸,则E溶液为硫酸
D.A、B、C中有一种金属且为B
【解析】选B。
当A为Mg、B为Cl2、C为H2时,符合题给信息和框图转化,A、B、C中没有氧元素,A项错误;碱至少由三种元素组成,B项正确;常温下,B、C均为气体单质,E溶液不可能为硫酸,C项错误;金属在常温下不为气体,D项错误。
4.Ca3N2是重要的化学试剂,容易潮解、被氧化,实验室用N2和金属钙制备Ca3N2的装置如图所示(钙能在CO2中燃烧)。
下列说法正确的是
( )
A.Ca3N2潮解的化学方程式为Ca3N2+3H2O
3CaO+2NH3↑
B.①、④中可分别盛装CaCl2和浓硫酸
C.实验开始时,应先点燃②处酒精灯再通空气
D.①、④的作用相同
【解析】选C。
由信息可知,Ca3N2潮解时与水反应生成Ca(OH)2和NH3,化学方程式为Ca3N2+6H2O
3Ca(OH)2+2NH3↑,A项错误;①的作用是除去空气中的CO2和水蒸气,应盛放碱石灰,B项错误;实验开始时,先点燃②处酒精灯再通空气可充分除去空气中的氧气,避免氧气与钙反应,C项正确;④的作用是阻止外界空气进入,与①的作用不同,D项错误。
【易错提醒】金属钙易与空气中的水蒸气、氧气、二氧化碳反应,故①的作用是除去空气中的CO2和水蒸气,而④的作用是防止外界空气中的CO2和水蒸气、氧气进入③,一个是除,一个是防,作用不同。
二、非选择题(本题包括2小题,共26分)
5.(12分)一定条件下,物质A~E转化关系如图所示,其中A为单质,常温下E为无色液体。
(1)若A、C、D均含氯元素,C为氯碱工业的原料,D溶液具有漂白性,则A与B反应的化学方程式是______________________________;D溶液可使淀粉KI溶液显蓝色,则D与KI在溶液中反应的离子方程式是__________________________;
检验C中所含阴离子的实验方法是___________________________________。
(2)若A为红色金属,B为某酸的浓溶液,D为可形成酸雨的无色气体。
A与B反应的化学方程式是______________________________。
amolA与足量的B充分反应后,将产生的D通入NaOH溶液中,恰好完全反应,则所需NaOH的物质的量的范围是_________________________________________________________。
【解析】常温下无色液体一般为H2O。
(1)A是单质且含氯元素,A为Cl2,C为氯碱工业的原料,应是NaCl,根据框图分析D应是NaClO,反应方程式为Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2O。
NaClO具有强氧化性,可将I-氧化生成I2,离子方程式为ClO-+
2I-+H2O
I2+Cl-+2OH-。
物质C中含有Cl-,其检验方法为取适量待测液于试管中,滴入少量稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明含有Cl-。
(2)A为红色金属,推知A为Cu,D为可形成酸雨的无色气体,应为SO2,则B为浓硫酸,反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
amol的Cu与足量浓硫酸反应生成amolSO2,SO2与NaOH反应的产物可能是Na2SO3、NaHSO3,也可能是Na2SO3与NaHSO3的混合物,故所需NaOH的物质的量的范围是amol≤n(NaOH)≤2amol。
答案:
(1)Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2OClO-+2I-+H2O
I2+Cl-+2OH-
取适量待测液于试管中,滴入少量稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明含有Cl-
(2)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
amol≤n(NaOH)≤2amol
6.(14分)亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的化工原料,某学习小组通过下述实验制备亚硝酸钠,并测定所制备亚硝酸钠的纯度。
7.
(一)利用下列装置制备NaNO2
已知:
①2NO+Na2O2
2NaNO2;②NO和N
均能被酸性高锰酸钾氧化为N
。
(1)选择上述仪器完成实验,其连接顺序为__________________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)装置A中m管的作用为________________________________________。
(3)装置B中发生反应的离子方程式为______________________________。
(二)测定上述实验所制备的NaNO2样品(含NaNO3和Na2CO3杂质)的纯度。
准确称量D中所得样品ag溶解后配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,用
bmol·L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定到终点;重复上述滴定操作两次,测得数据
如下表:
第一次
第二次
第三次
酸性高锰酸钾溶液体积
19.95
19.05
20.05
(4)滴定到终点的实验现象为________________________________________。
(5)最终所得样品中NaNO2的质量分数为_____________________(用含a、b的关系式表示)。
【解析】
(1)装置A中只能制备NO2,所以制备完毕后需通过水将其转化为NO,进行干燥,然后实验,最后需要尾气处理。
因此连接顺序为a→h→i→d→e→f→g→c。
(2)m管就是为了平衡压强,从而使分液漏斗和蒸馏烧瓶中压强一致,使浓硝酸顺利滴下。
(3)通过对产物的分析,以及根据电子守恒、电荷守恒和元素守恒可得出离子方程式为5NO+3Mn
+4H+
5N
+3Mn2++2H2O。
(4)滴定到终点时,溶液中出现KMnO4,溶液由无色变为紫色(或红色),且需保持半分钟不褪色。
(5)根据电子守恒可得 2Mn
~ 5N
2 5
bmol·L-1×0.020L x
x=0.05bmol,则样品中NaNO2的纯度为
×100%=
×100%。
答案:
(1)a→h→i→d→e→f→g→c
(2)保持上下压强一致,使浓硝酸顺利滴下
(3)5NO+3Mn
+4H+
5N
+3Mn2++2H2O
(4)溶液由无色变为紫色(或红色),且半分钟不褪色
(5)
×100%
B组
一、选择题(本题包括3小题,每小题7分,共21分)
1.下列实验方案能达到实验目的的是( )
【解析】选B。
氯气中有氯化氢、水蒸气,没有净化、干燥装置,A项错误;锌为负极,铜为正极,锌被氧化,由电流计指针偏移方向判断,锌比铜活泼,B项正确;氯化亚铁在空气中易被氧化、易发生水解反应,最终生成氧化铁,C项错误;氨气做红色喷泉实验,只证明氨水呈碱性,一水合氨是一种碱,不能证明它是一元碱,D项错误。
【加固训练】
某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是
( )
已知:
①浓硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置E中发生反应的化学方程式为2NO+2Fe
2FeO+N2
C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置B的作用是干燥,防止水蒸气进入E中干扰反应
【解析】选D。
根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,所以首先应制备纯净的干燥的NO,利用铜与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气,则先通过装置D除去挥发出的HNO3,然后再通过F干燥,得到纯净干燥的NO进入E中与铁粉反应,最后处理多余的NO,又因为NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可氧化NO生成NO2,所以最终先通过B氧化NO,再通过C吸收,故上述装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A项正确;装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,反应的化学方程式为2NO+2Fe
2FeO+N2,B项正确;装置D盛放的是水,其作用是除去挥发出的HNO3和产生的NO2,C项正确;装置B盛放的是浓硝酸,依题意可知浓硝酸可以氧化NO,便于氢氧化钠溶液吸收,D项错误。
2.下列实验中,对应的现象以及结论均正确且具有因果关系的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
将一小块用滤纸吸去表面的煤油的钠投入CuSO4溶液
有紫红色的单质铜生成
金属性:
Na>Cu
B
用湿润的KI-淀粉试纸鉴别某红棕色气体是NO2还是溴蒸气
湿润的KI-淀粉试纸变蓝
该气体为NO2气体
C
向某溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液
有白色沉淀生成
该溶液中一定存在S
D
常温时向含有等浓度Fe3+和Al3+的溶液中逐滴加入NaOH溶液
先生成红褐色沉淀
常温下Ksp:
Fe(OH)3<
Al(OH)3
【解析】选D。
将钠投入CuSO4溶液会生成Cu(OH)2和H2,不生成单质铜,A项错误;NO2和Br2均具有强氧化性,均能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝,B项错误;无法排除Ag+和S
的干扰,C项错误;Ksp:
Fe(OH)3 【方法规律】NO2和溴蒸气均是红棕色气体,且均具有强氧化性,不能用湿润的KI-淀粉试纸鉴别二者,可以用水或AgNO3溶液进行鉴别。 3.向偏铝酸钠溶液中逐滴加入盐酸,溶液的pH随着加入盐酸体积的变化曲线如图所示,则下列说法正确的是( ) A.a~b段的主要离子方程式为Al +4H+ Al3++2H2O B.向c点溶液中滴加氨水,发生的离子方程式为Al3++3OH- Al(OH)3↓ C.c~d段的主要离子方程式为Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O D.向c点溶液中加入碳酸钠,发生的离子方程式为2Al3++3C +3H2O 2Al(OH)3↓+3CO2↑ 【解析】选C。 a~b段发生的主要离子方程式为Al +H++H2O Al(OH)3↓,A项错误;向c点溶液中滴加氨水,发生的反应为NH3·H2O+H+ N +H2O,B项错误;c~d段主要为Al(OH)3溶解反应,C项正确;c点的溶液中铝元素主要以Al(OH)3的形式存在,D项错误。 【易错提醒】在滴定过程中存在溶液pH的突变,即b~c段。 部分同学错把b~c段判断为Al(OH)3溶解反应。 二、非选择题(本题共29分) 4.某实验小组为探究CO与CuO的反应,设计了如下实验方案。 Ⅰ.CO的制备: 甲同学设计了利用如下装置制备纯净的CO,并将其收集到储气罐中备用。 (1)各装置接口的连接顺序为__________,D装置的作用为____________。 (2)乙同学认为甲同学设计的装置过于复杂,他提出可以在A装置的试管中放入一定质量比的MgCO3和锌粉的混合物,加热后即可得到纯净的CO,则MgCO3与Zn粉的质量比最好为__________。 Ⅱ.CO还原CuO反应产物的探究: 丙同学设计的实验装置如下图所示。 (3)实验开始时应先打开开关K,立即点燃________(填“E处”或“H处”)的酒精灯,发现G处倒置于水中的漏斗轻轻向上弹起,过一小会儿又会落下,产生该实验现象的原因为________________________。 (4)F处的试剂X为________,反应开始一段时间后F处的实验现象为_________ _______________________。 (5)CO在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,但本实验却看到从H处玻璃管尖嘴处点燃的CO的火焰颜色呈黄色,火焰呈黄色的原因是______________________。 (6)反应结束后,E处硬质玻璃管中的CuO粉末全部变红,丁同学认为该红色物质全部为Cu,乙同学认为其中还可能含有Cu2O,因为Cu2O也是红色物质。 请设计实验探究该红色粉末中是否含有Cu2O: ____________(已知: Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+ H2O)。 【解析】 (1)A装置中的MgCO3受热分解生成MgO和CO2,B装置中的锌粉再将CO2还原成CO,D装置中的NaOH再除去CO中混有的CO2气体,C装置中的浓硫酸再除去CO中混有的水蒸气即可得到纯净的CO,所以装置接口的连接顺序为abc(或cb)fgde。 (2)反应的化学方程式为MgCO3+Zn ZnO+MgO+CO↑,MgCO3过量则会产生CO2杂质,Zn过量则会造成浪费,所以MgCO3与Zn粉的物质的量之比最好为1∶1,质量比为84∶65。 (3)实验开始前应先打开开关K通一小会的CO,目的是赶出实验装置内的空气,为防止CO污染空气,应立即点燃H处酒精灯。 由于开始时倒置漏斗内收集到的为CO和空气的混合物,点燃后会产生轻微爆炸,G处倒置于水中的漏斗会轻轻向上弹起,过一小会儿当收集到的是纯净的CO,漏斗又会落下。 (4)本实验为CO还原CuO反应产物的探究,应选择澄清石灰水证实CO2的存在,F处的试剂X应为澄清石灰水。 (5)玻璃的成分中含有Na2SiO3,钠元素发生焰色反应使火焰呈黄色,掩盖了CO燃烧时的淡蓝色火焰。 (6)由题给已知条件可知,Cu与稀硫酸不反应,但Cu2O与稀硫酸反应可以生成Cu2+使溶液变蓝,利用此原理可检验红色粉末中是否含有Cu2O。 答案: (1)abc(或cb)fgde 除去CO中混有的CO2气体 (2)84∶65 (3)H处 漏斗内刚开始收集到的是CO和空气的混合物,点燃后会产生轻微爆炸,使漏斗向上弹起,当收集到的是纯净的CO时,漏斗又会落下 (4)澄清石灰水 溶液变浑浊 (5)玻璃的成分中含有Na2SiO3,钠元素发生焰色反应使火焰呈黄色 (6)取少量E处硬质玻璃管中反应后的固体少量于小试管中,加入过量稀硫酸,如溶液变蓝,则证明红色粉末中含有Cu2O 【加固训练】 氯气是一种重要的化工原料,某实验小组利用如图所示装置制取氯气并探究其与金属反应的性质、氯水的性质。 (1)按图组装好实验装置后,检查装置气密性的方法为___________________。 (2)装好药品后打开止水夹,将浓盐酸缓缓压入U形管中,U形管中发生反应的化学方程式为______________________________________________________。 (3)盛装碱石灰的玻璃仪器的名称为__________________________________, 碱石灰的作用为__________________________________________________。 (4)待U形管内充满黄绿色气体时,关闭止水夹,抽动右边注射器活塞吸入气体至刻度20mL处。 取下该注射器并用小橡皮塞堵住针孔,振荡注射器。 充分振荡注射器后,活塞处在________(填“>”“<”或“=”)20mL刻度的位置,将少量上述注射器中的氯水滴在pH试纸上,实验现象为_________________________, 该现象说明氯水具有_____________________________性质。 (5)闭合开关1,铜丝在5~7s后剧烈燃烧并从电路中脱落,脱落产物部分落到下面润湿的滤纸片上,可观察到滤纸片上有________色斑点,可推测产物为CuCl2。 (6)闭合开关2,铁丝在3~5s后剧烈燃烧,润湿的滤纸片上有部分固体物质附着,将润湿的滤纸片取出后在水中浸泡,请写出检验产物为FeCl3的实验方案______ _________________________________________________________________。 【解析】 (1)关闭止水夹,用其中1个注射器向U形管内注入空气,U形管内压强增大,气球鼓起时能说明装置气密性良好。 (2)KMnO4与浓盐酸反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+ 5Cl2↑+8H2O。 (3)盛装碱石灰的玻璃仪器的名称为球形干燥管,碱石灰的作用为吸收氯气,防止其逸出污染空气。 (4)振荡注射器后部分氯气溶于挥发出的水蒸气中成为氯水,所以活塞应处在小于20mL刻度的位置。 氯水具有酸性和漂白性,能使pH试纸先变红后变白色。 (5)铜在氯气中燃烧生成了棕黄色的CuCl2,落在润湿的滤纸片上后会形成蓝色的氯化铜溶液。 (6)检验产物为FeCl3的实验方案为取浸泡后的溶液少量于小试管中,加入几滴KSCN溶液,若呈红色,则证明产物为FeCl3。 答案: (1)关闭止水夹,用其中1个注射器向U形管内注入空气,看到气球鼓起说明装置气密性良好(其他合理答案亦可) (2)2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (3)球形干燥管 吸收氯气,防止其逸出污染空气 (4)< pH试纸先变红后变白色 酸性和漂白性 (5)蓝 (6)取浸泡后的溶液少量于小试管中,加入几滴KSCN溶液,若呈红色,则证明产物为FeCl3
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