高三《元素及其化合物》专题过关检测卷(含答案及解析)
《元素及其化合物》专题过关检测卷
班级姓名得分
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. (2019·湖北武昌调研1月)化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是()
A. 为防止月饼等富脂食品因被氧化而变质,常在包装袋中放入硅胶
B. 氯水和食盐水消毒杀菌的原理相同
C. 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
D. 燃煤中加入生石灰可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
2. (2019·湖南怀化期中)下列说法错误的是()
A. 浓硝酸通常保存在无色玻璃试剂瓶中
B. NH4Cl溶液中加入镁条会产生气泡
C. 单质硅是将太阳能转变成电能的常用材料
D. 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的负极反应相同
3. (2019·河北中原名校联盟)我国古代在材料方面取得了突出的成就。下列材料主要成分不是硅酸盐的是()
A. 陶俑
B. 琉璃瓦
C. 汉白玉
D. 青花瓷
4. (2019·福建三明期末)下列反应的离子方程式正确的是()
A. 将SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+2ClO-+H2O S+2HClO
B. 向明矾溶液中滴加Na2S溶液:2Al3++3S2-Al2S3↓
C. 向KHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性:2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
D. NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应:N+OH-NH3·H2O
5. (2019·河南开封一模)一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如下图所示,反应I中发生的反应为3NaClO3+4SO2+3H2O2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,下列说法中正确的是()
A. 反应Ⅱ中H2O2做还原剂
B. 产品中含有S、Cl-
C. NaClO2的漂白原理与SO2相同
D. 实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行
6. (2019·安徽滁州定远期末)下列实验操作能达到实验目的是()
选项实验目的实验操作
A制备Fe(OH)2向烧碱溶液中滴加少量FeSO4溶液,搅拌
B制备无水MgCl2在空气中蒸干MgCl2 溶液
C 验证新制氯水中含有
Cl2
向新制氯水中滴加淀粉-KI溶液
D除去CO2中的少量SO2将气体依次通过足量的饱和NaHCO3溶液、足量的浓硫酸
7. (2019·福建三明期末)利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的流程如下:
下列说法错误的是()
A. 向大气中排放SO2可能导致酸雨发生
B. 中和器中发生反应的离子方程式为HS+OH-S+H 2O
C. 进入离心机的分散系是悬浊液
D. 检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4,可选用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液
8. 从海带中提取碘单质,部分的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法,不正确的是
()
干海带海带灰悬浊液滤液碘水I2的CCl4溶液
A. 实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
B. 含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
C. 在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
D. 碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
9. 某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO,实验装置如下图所示(夹持装置略)。实验开始前,向装置中通入一段时间的N2,排尽装置内的空气。
已知:在溶液中FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色),该反应可用于检验NO。下列说法不正确的是()
A. 装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B. 若观察到装置H中红色粉末变黑色,则NO与Cu发生了反应
C. 实验结束后,先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞
D. 装置J收集的气体中一定不含NO
10. (2019·河南中原名校四模)SO2属于严重的大气污染物,可用H2与SO2高温反应消除SO2的污染,其反应原理可分为两步,过程如图所示:
下列说法正确的是()
A. SO2排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨
B. 可用CuSO4溶液检验是否有X气体生成
C. 在100~200 ℃温度时发生的是置换反应
D. 工业上可用浓硝酸处理工业尾气中的SO2
二、非选择题(40分)
11. (10分)(2018·广东华师附中)ClO2是一种优良的消毒剂,常将其制成NaClO2固体,以便运输和贮存,过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如下图所示。
已知:①2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O,
2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+O2↑+2H2O;
②ClO2熔点-59 ℃、沸点11 ℃,浓度过高时易发生分解;
③H2O2沸点150 ℃。
(1)仪器B的作用是,仪器A的作用是,冰水浴冷却的目的是(写两条)。
(2)该装置不完善之处是。
(3)空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因:
。
(4) Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步完成,请将其补充完整:①(用离子方程式表示),②H2O2+Cl22Cl-+O2+2H+。
(5) NaClO2纯度测定:①准确称取所得NaClO2样品10.00 g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(Cl的还原产物为Cl-),将所得混合液配
成250 mL待测溶液;②取25.00 mL待测液,用 2.000 mol·L-1Na2S2O3标准液滴定(I2+2S22I-+S4),以淀粉溶液作指示剂,达到滴定终点时的现象
为,重复滴定3次,测得Na2S2O3标准液平均用量为20.00 mL。则该样品中NaClO2的质量分数为。
12. (10分)磷化铝(AlP)是一种常用于粮食仓储的广谱性熏蒸杀虫剂,遇水立即产生高毒性气体PH3(沸点-89.7℃,还原性强)。国家卫计委规定粮食中磷化物(以PH3计)的残留量不超过0.05mg/kg时为质量合格,反之不合格。某化学兴趣小组的同学用下述方法测定某粮食样品中残留磷化物的质量以判断是否合格。
在C中加入100g原粮,E中加入20.00mL2.50×10-4mol·L-1KMnO4溶液(H2SO4酸化),往C 中加入足量水,充分反应后,用亚硫酸钠标准溶液滴定E中过量的KMnO4溶液。回答下列问题:
(1) PH3的电子式为。仪器D的名称是。
(2)通入空气的作用是。
(3)装置B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液,其作用是吸收空气中的O2。若去掉该装置,对实验的影响为。
(4)装置E中PH3被氧化成磷酸,则装置E中发生反应的离子方程式为。收集装置E中的吸收液,加水稀释至250mL,取25.00mL 于锥形瓶中,用4.0×10-5 mol·L-1的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液,消耗Na2SO3标
准溶液20.00mL,Na2SO3与KMnO4溶液反应的离子方程式为S+Mn+H+→
S+Mn2++H2O(未配平),则该原粮样品中磷化物(以PH3计)的质量为mg。该原
粮样品(填“合格”或“不合格”)
13. (10分)(2019·河北中原名校联盟)氮化铬(CrN)是一种良好的耐磨材料,实验室可用无水氯化铬(CrCl3)与氨气在高温下反应制备,反应原理为CrCl3+NH3CrN+3HCl。回答下列问
题:
(1)制备无水氯化铬。氯化铬有很强的吸水性,通常以氯化铬晶体(CrCl3·6H2O)的形式存在。直接加热脱水往往得到Cr2O3,有关反应的化学方程式为,以氯化铬晶体制备无水氯化铬的方法是。
(2)制备氮化铬。某实验小组设计制备氮化铬的装置如下图所示(夹持与加热装置省略):
①装置A中发生反应的化学方程式为。
②实验开始时,要先打开装置A中活塞,后加热装置C,目的是。
③装置B中盛放的试剂是,装置D的作用是。
④有同学认为该装置有一个缺陷,该缺陷是。
(3)氯化铬的纯度测定。制得的CrN中含有Cr2N杂质,取样品14.38 g在空气中充分加热,得固体残渣(Cr2O3)的质量为16.72 g,则样品中CrN的质量分数为(结果保留3位有效数字)。
14. (10分)(2018·广东华师附中)利用硝酸厂尾气中较高浓度NO x气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3,流程如下:
已知:NaOH+NO+NO22NaNO2+H2O
(1)写出Na2CO3溶液和NO、NO2反应的化学方程式。
(2)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3 外,还有少量和(填化学式)。
(3)中和液进行蒸发Ⅰ操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是;蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有
毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的(填操作名称)最合理。
(4)母液Ⅱ需回收利用,下列处理方法合理的是。
a. 转入中和液
b. 转入结晶Ⅰ操作
c. 转入转化液
d. 转入结晶Ⅱ操作
(5) NaNO2能与N2H4反应生成NaN3,该反应中NaNO2(填“被氧化”或“被还原”) N2H4的电子式是,NaN3 中含有的化学键类型是。
(6)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2∶1,则生产 1.38吨NaNO2时,Na2CO3的理论用量为吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。
《元素及其化合物》参考答案及解析：
1. C解析富脂食品易被空气中氧气氧化,为防止其变质,应在包装袋中放入铁粉、硫酸亚铁等还原性物质(抗氧化剂),硅胶是常用的干燥剂,A错误;氯水中的次氯酸有强氧化性,食盐水能使细菌病毒脱水,它们消毒杀菌的原理不同,B错误;镁比铁活泼,易形成原电池负极,可防止电热水器内胆腐蚀,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法,C正确;燃煤中含有少量硫元素,燃烧时生成大量CO2和少量SO2;高温下,生石灰能与SO2、O2反应生成硫酸钙,从而减少酸雨的形成,但不能减少温室气体的排放,D错误。
2. A解析浓硝酸见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中,A错误;NH4Cl溶液中铵根离子水解显示酸性,加入镁条会产生气泡氢气,B正确;硅单质晶体,属于半导体,是太阳能电池的材料,能将太阳能转化为电能,C正确;钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀时,都是铁作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应,所以负极反应相同,D正确。
3. C解析在无机非金属材料中,硅及其化合物是密切联系生产生活的一类重要物质,陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸盐产品;汉白玉主要成分是碳酸钙,它是一种化合物,化学式是CaCO3,主要由CaCO3、MgCO3和SiO2组成,也包含少量Al2O3、Fe2O3等成分。
4. C解析SO2气体通入NaClO溶液中,发生氧化还原反应,离子反应为SO2+ClO-+H2O S+2H++Cl-,A错误;向明矾溶液中滴加Na2S溶液,发生盐的双水解反应,
离子方程式:6H2O+2Al3++3S2-2Al(OH)3↓+3H2S↑,B错误;向KHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性,二者反应的物质的量的比是2∶1,离子方程
式:2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O,C正确;NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应,
产生碳酸钠、一水合氨和水,离子方程式:HC+N+2OH-NH3·H2O+H2O+C,D错
误。
5. A解析反应Ⅰ中发生的反应为3NaClO3+4SO2+3H2O2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,反应产生的ClO2气体进入反应Ⅱ装置,发生反应:2ClO2+2H2O2+2NaOH2NaClO2+O2+2H2O,H2O2中氧元素的化合价由反应前的-1变为反应后中O2中的0价,化合价升高,失去电子,H2O2作还原剂,A正确;反应Ⅱ是在NaOH溶液中进行,操作过程没有经过洗涤步骤,因此得到的NaClO2中可能混有NaOH,引入杂质离
子OH-,不可能含S、Cl-,B错误;NaClO2中Cl元素化合价为+3价,该物质具有强的氧化
性而具有漂白性,NaClO2的漂白是氧化漂白;而SO2能与某些有色物质结合,产生不稳定的无色物质而具有漂白性,因此SO2的漂白是化合漂白,二者的漂白原理不相同,C错误;实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行,坩埚是灼烧使用的仪器,D错误。
6. D解析烧碱溶液中滴加少量FeSO4溶液,生成氢氧化亚铁易被氧化,应隔绝空气制备,A错误;蒸发时促进水解,且生成盐酸挥发,应在HCl气流中蒸发,B错误;氯水中氯气、HClO均可氧化KI,则不能检验氯气,C错误;二氧化硫与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,浓硫酸可干燥二氧化碳,则可除杂,D正确。
7. D解析二氧化硫与水反应生成H2SO3,H2SO3又被空气中的氧气氧化为H2SO4,反应产生的硫酸进入水中形成酸雨,故SO2形成的是硫酸型酸雨,A正确;在中和器中主要是将亚硫
酸氢钠转化为亚硫酸钠,离子方程式为HS+OH-S+H2O,B正确;经过中和器后的物
质既有形成的结晶状的固态物质,也有溶液,在离心机中进行混合物的分离,因为形成的固态颗粒小,因此有胶体存在,进入离心机的分散系是悬浊液,C正确;检验Na2SO3成品中是否含
Na2SO4,若用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液,H+、S、N会发生氧化还原反应,使S转化为S,因此不能检验其中是否含有Na2SO4,要用稀HCl和BaCl2溶液检验,D错误。
8. A解析灼烧固体时应在坩埚中,A错误。
9. D解析稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,能够被氧气氧化,因此实验前需要通入氮气,排除装置中的空气,硝酸具有挥发性,生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气,可以通过水吸收后再干燥,在探究干燥的一氧化氮在加热时与铜的反应,未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。根据上述分析,装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液,A正确;若观察到装置H 中红色粉末变黑色,说明NO与Cu发生了反应,B正确;实验结束后,为了防止倒吸,需要先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞,停止通入NO,C正确;由于FeSO4+NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应,装置J收集的气体中可能含有NO,D错误。
10. B解析因为酸雨的pH<5.6,所以SO2排放到空气中会形成pH≈5.6的酸雨是错误的,A 错误;由已知分析可知X气体为H2S,能与CuSO4反应,生成黑色的不溶于水和酸的硫化铜的沉淀,所以可用CuSO4溶液检验是否有X气体生成,B正确;在100 ℃~200 ℃温度时发生的反应为2H2S+SO23S↓+2H2O,不是置换反应,C错误;若用浓硝酸处理工业尾气中的SO2,会产生含氮元素的大气污染物(即氮的氧化物),D错误。
11. (1)使漏斗内液体可以顺利滴下,通过活塞可控制液体滴加的量和速率防止倒吸降低NaClO2的溶解度、减少H2O2的分解、增加ClO2的溶解度、减少ClO2的挥发(任写两条)
(2)没有尾气处理装置
(3)空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收,导致浪费原料,产率降低
(4) 2Cl+2Cl-+4H+2ClO 2↑+Cl2↑+2H2O
(5)溶液由蓝色变无色,且30 s内不恢复90.5%
解析(5)由反应Cl+4I -+4H+2H 2O+2I2+Cl-、I2+2S22I-+S4,可得关系式Cl2I24S2,n(NaClO2)=n(S2)=×2.000 mol·L-1×20.00×10-3L=0.010 00 mol,因为配制250 mL待测溶液,取25.00 mL进行实验,所以样品中NaClO2的质量为0.010 00 mol×90.5 g·mol-1×=9.050 g,则该样品中NaClO2的质量分数为9.050 g÷10.00 g×100%=90.5%。
12. (1)分液漏斗
(2)排出装置中空气;保证生成的PH3全部被装置E中的酸性KMnO4溶液吸收
(3)造成测定结果偏低(磷化物质量偏低)
(4) 5PH3+8Mn+24H+5H3PO4+8Mn2++12H2O0.038不合格
解析(1)由于P、H两元素通过共价键结合形成化合物,H原子核外只有一个电子,只能形成一对共用电子对;P原子最外层有5个电子,可结合3个H原子形成三对共用电子对,达到
8电子的稳定结构,PH3的电子式是;由示意图可知仪器D是分液漏斗。(2) AlP与水发
生反应产生Al(OH)3和PH3,PH3是气体,会有一部分滞留在三颈烧瓶上部空间内,若通入空气,就可以将三颈烧瓶中空气内的PH3全部赶到E内,被装置E中的酸性KMnO4溶液吸收,以减小实验误差。(3)在装置B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液,可以吸收空气中的O2,若去掉该装置,空气中的氧气就会氧化PH3气体,使实验结果偏低。(4)在装置E中PH3被酸性KMnO4溶液氧化成磷酸,KMnO4被还原为MnSO4,同时产生水,根据电荷守恒、电子守
恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式为5PH3+8Mn+24H+5H3PO4+8Mn2++12H2O;
根据题意可知KMnO4得到电子的物质的量与PH3、Na2SO3失去的电子的物质的量相等,2n(Na2SO3)+8n(PH3)=5n(KMnO4),带入数值:2×10×4.0×10-5mol·L-1×0.02L+8n(PH3)=5×2.50×10-4mol·L-1×0.02L,解得n(PH3)=1.125×10-6mol,m(PH3)=1.125×10-6mol×34g·mol·L-1=3.825×10-5g=0.038mg;则1 000g 该粮食中含有PH3的质量是0.38g大于国家卫计委规定粮食中磷化物(以PH3计)的残留量不超过0.05mg/kg的规定,所以该原粮样品不合格。
13. (1) 2CrCl3·6H2O Cr2O3+9H2O+6HCl↑在HCl的气氛中加热
(2)①CaO+NH3·H2O Ca(OH)2+NH3↑
(或NH3·H2O NH3↑+H2O)
②用生成的氨气排除装置内的空气
③碱石灰防止空气中的水分进入装置C
④没有尾气处理装置(或其他合理答案)
(3) 91.8%
解析(1)加热CrCl3·6H2O晶体时,CrCl3水解,氯化氢受热挥发,使水解平衡右移,CrCl3完全水解得到Cr(OH)3,Cr(OH)3受热分解生成Cr2O3,反应的化学方程式为
2CrCl3·6H2O Cr2O3+9H2O+6HCl↑;为防止CrCl3水解,在HCl的气氛中加热CrCl3·6H2O 晶体,脱水制得无水氯化铬。(2)①装置A中,浓氨水滴入到锥形瓶中,浓氨水中水与CaO反应生成氢氧化钙并放出大量的热,溶液中氢氧根浓度增大,使氨水的电离平衡左移,反应放出的热量升高温度,有利于氨气逸出,反应的化学方程式为CaO+NH3·H2O Ca(OH)2+NH3↑;②实验开始时,先打开装置A中活塞,浓氨水与CaO反应制得氨气,生成的氨气排除装置内的空气,在无氧条件下,无水氯化铬(CrCl3)与氨气在高温下反应生成CrN;③装置B中盛放的试剂是碱石灰,目的是干燥氨气,防止水蒸气进入装置C中,干扰CrN的制备;装置D中的无水氯化钙可以吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入装置C中,干扰CrN的制备;④该装置有一个缺陷,没有氨气的尾气吸收装置,氨气排入到空气中,会污染环境。(3)设14.38 g样品中CrN为x mol,Cr2N为y mol,固体残渣Cr2O3的质量为16.72 g,Cr2O3的物质的量为
=0.11 mol,由Cr原子个数守恒得关系式①x+2y=0.22,由样品质量的关系式②66x+118y=14.38,解关系式得x=0.2 mol,y=0.01 mol,则样品中CrN的质量分数为
×100%≈91.8% 。
14. (1) Na2CO3+NO+NO22NaNO2+CO2
(2) NaHCO3NaNO3
(3)防止NaNO3析出而降低NaNO2纯度溶碱
(4) c
(5)被还原离子键和(非极性)共价键
(6) 1.59
解析(1)碳酸钠溶液显碱性,结合已知NaOH+NO+NO 22NaNO2+H2O可得,Na2CO3溶液和NO、NO2反应生成NaNO2,根据原子守恒,还会有CO2生成,故反应的化学方程式为Na2CO3+NO+NO22NaNO2+CO2。(2)由制备流程可知,碳酸钠溶解后,碱吸收过程可能发生Na2CO3+NO+NO22NaNO2+CO2、3NO2+H2O2HNO3+NO、Na2CO3+2HNO32NaNO3+H2O+CO2↑、Na2CO3+HNO3NaNO3+NaHCO3等反应,所以中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有少量NaHCO3和NaNO3。(3)中和液进行蒸发Ⅰ操作时,若水的蒸发量过大,则溶液浓度过大,可能有NaNO3析出,从而降低NaNO2的纯度;蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的NaNO2等有毒物质,不能直接排放,应循环利用提高利用率,所以将其冷凝后用于流程中的“溶碱”最合理。(4)母液Ⅱ中的溶质主要是NaNO3,将其转入转化液之后再进行蒸发结晶等操作,可以提高利用率,所以合理处理的方法选c。(5) NaNO2中N元素化合价为+3价,N2H4中N元素化合价为-2价,所以NaNO2与N2H4发生氧化还原反应生成NaN3,该反应中NaNO2被还原;N2H4为共价化合物,N元素化合价为-2价,H 元素化合价为+1价,两个N原子间形成一对共用电子,每个N原子分别与2个H原子形成共
用电子对,故电子式为;NaN 3中含有活泼金属,故为离子化合物,Na+与之间形成离
子键,内的N原子间形成(非极性)共价键。(6)因为NaNO2、NaNO3两种产品的物质的
量之比为2∶1,1.38吨NaNO2的物质的量为1.38×106g÷69 g·mol-1=2×104mol,则生成的NaNO3物质的量为1×104mol,根据Na原子守恒,2n(Na2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3),则
Na2CO3的理论用量:m(Na2CO3)=×(2×104+1×104)mol×106 g·mol-1=1.59×106 g=1.59吨。