高考化学试题分类汇编化学元素及其化合物.docx
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高考化学试题分类汇编化学元素及其化合物
2011年高考化学试题分类汇编——化学元素及其化合物
1.（2011江苏高考3）下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是
A.常温下浓硫酸能是铝发生钝化，可在常温下用铝制贮藏贮运浓硫酸
B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器
C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
D.铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀
解析：
本题属于元素及其化合物知识的考查范畴，这些内容都来源于必修一、选修四和必修二等课本内容。
看来高三一轮复习一定注意要抓课本、抓基础，不能急功近利。
二氧化硅不与任何酸反应，但可与氢氟酸反应。
二氧化氯中氯的化合价为＋4价，不稳定，易转变为－1价，从而体现氧化性。
铜的金属活泼性比铁差，在原电池中作正极，海轮外壳上装铜块会加快海轮外壳腐蚀的进程。
答案：
A
2.（2011江苏高考9）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图4）。
下列说法正确的是
A.25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应
D.图4所示转化反应都是氧化还原反应
解析：
本题考查元素化合物知识综合内容，拓展延伸至电解饱和食盐水、电解熔融氯化钠、侯氏制碱等内容，但落点很低，仅考查NaHCO3、Na2CO3的溶解度、工业制漂白粉、干燥的Cl2贮存和基本反应类型。
重基础、重生产实际应该是我们高三复习也应牢记的内容。
25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的要小；石灰乳与Cl2的反应中氯发生歧化反应，Cl2既是氧化剂，又是还原剂；常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存仅代表常温Cl2不与铁反应，加热、高温时可以反应；在侯氏制碱法中不涉及氧化还原反应。
答案：
B
3.（2011山东高考10）某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素
A.在自然界中只以化合态的形式存在
B.单质常用作半导体材料和光导纤维
C.最高价氧化物不与酸反应
D.气态氢化物比甲烷稳定
解析：
依据原子核外电子的排布规律可知，在短周期元素中原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半的元素可以是Li或Si元素，但Li属于金属不符合题意，因此该元素是Si元素。
硅是一种亲氧元素，在自然界它总是与氧相化合的，因此在自然界中硅主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，选项A正确；硅位于金属和非金属的分界线附件常用作半导体材料，二氧化硅才用作光导纤维，选项B不正确；硅的最高价氧化物是二氧化硅，SiO2与酸不反应但氢氟酸例外，与氢氟酸反应生成SiF4和水，因此氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，选项C不正确；硅和碳都属于ⅣA，但硅位于碳的下一周期，非金属性比碳的弱，因此其气态氢化物的稳定性比甲烷弱，选项D也不正确。
答案：
A
4.（2011海南）“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。
如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如下图所示（部分条件及物质未标出）。
下列有关该方法的叙述中正确的是
A.能耗大是该方法的一大缺点
B.整个过程中，只有一种物质可以循环利用
C.“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
D.该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
[答案]AD
解析：
由题可知基本过程中有两个反应：
①二氧化碳与氢氧化钠反应，②碳酸钙的高温分解。
A选项正确，循环利用的应该有CaO和NaOH两种物质，B选项错误；“反应分离”过程中分离物质的操作应该是过滤，C选项错误；D选项中甲醇工业上可用CO2制备。
【技巧点拨】根据题中信息可知，捕捉室中反应为二氧化碳与氢氧化钠反应，得到的Na2CO3和CaO在溶液中反应得到NaOH和CaCO3，由此可分析出各选项正误。
5．（2011上海6）浓硫酸有许多重要的性质，在与含有水分的蔗糖作用过程中不能显示的性质是
A．酸性B．脱水性C．强氧化性D．吸水性
解析：
浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性。
在与含有水分的蔗糖作用过程中不会显示酸性。
答案：
A
6．（2011上海7）下列溶液中通入SO2一定不会产生沉淀的是
A．Ba（OH）2B．Ba（NO3）2C．Na2SD．BaCl2
解析：
A生成BaSO3沉淀；SO2溶于水显酸性，被Ba（NO3）2氧化生成硫酸，进而生成BaSO4沉淀；SO2通入Na2S溶液中会生成单质S沉淀。
答案：
D
7．（201上海17）120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸，不管将前者滴加入后者，还是将后者滴加入前者，都有气体产生，但最终生成的气体体积不同，则盐酸的浓度合理的是
A．2.0mol/LB．1.5mol/LC．0.18mol/LD．0.24mol/L
解析：
若碳酸钠恰好与盐酸反应生成碳酸氢钠，则盐酸的浓度是1.0mol/L；若碳酸钠恰好与盐酸反应生成二氧化碳，则盐酸的浓度是2.0mol/L。
由于最终生成的气体体积不同，所以只能是介于二者之间。
答案：
B
8.（2011江苏高考16）（12分）以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为SO2＋O2
SO3，该反应的平衡常数表达式为K＝；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为。
（2）酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是、。
（3）通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为（写化学式）。
解析：
本题让元素化合物知识与生产工艺、化学平衡原理结合起来，引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。
本题考查学生在“工艺流程阅读、相关反应化学方程式书写、化学反应条件控制的原理、生产流程的作用”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力。
【备考提示】元素化合物知识教学要与基本实验实验、化工生产工艺、日常生活等结合起来，做到学以致用，而不是简单的来回重复和死记硬背。
答案：
（1）k＝c2（SO3）/c（O2）·c2（SO2）SO2＋NaOH＝NaHSO3
（2）提高铁元素的浸出率抑制Fe3＋水解
（3）Cl2＋Fe2＋＝2Cl－＋Fe3＋Cl2HCl
9．（2011浙高考26，15分）食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。
已知：
氧化性：
＞Fe3＋＞I2；还原性：
＞I－；
3I2＋6OH－
＋5I－＋3H2O；
KI＋I2
KI3
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：
取一定量某加碘盐（可能含有KIO3、KI、Mg2＋、Fe3＋），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份。
第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液显红色，该红色物质是_________（用化学式表示）；CCl4中显紫红色的物质是___________________（用电子式表示）。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为___________________________、______________________________________。
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。
写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：
_____________________________。
将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3·H2O。
该物质作为食盐加碘剂是否合适？
______（填“是”或“否”），并说明理由________________________________________。
（3）为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。
下列物质中有可能作为稳定剂的是___________________。
A．Na2S2O3B．AlCl3C．Na2CO3D．NaNO2
（4）对含Fe2＋较多的食盐（假设不含Fe3＋），可选用KI作为加碘剂。
请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe2＋：
__________________________________________________________________________。
解析：
（1）①Fe3＋与SCN－的配合产物有多种，如
、
等；I2的CCl4溶液显紫红色。
②应用信息：
“氧化性：
＞Fe3＋＞I2”，说明
和Fe3＋均能氧化I－生成I2。
（2）KI被潮湿空气氧化，不能写成I－＋O2＋H＋→，要联系金属吸氧腐蚀，产物I2＋KOH似乎不合理（会反应），应考虑缓慢反应，微量产物I2会升华和KOH与空气中CO2反应。
KI3·H2O作加碘剂问题，比较难分析，因为KI3很陌生。
从题中：
“低温条件下可制得”或生活中并无这一使用实例来去确定。
再根据信息：
“KI＋I2
KI3”解析其不稳定性。
（3）根据信息“还原性：
＞I－”可判断A；C比较难分析，应考虑食盐潮解主要是Mg2＋、Fe3＋引起，加Na2CO3能使之转化为难溶物；D中NaNO2能氧化I―。
（4）实验方案简答要注意规范性，“如取…加入…现象…结论…”，本实验I―对Fe2＋的检验有干扰，用过量氯水又可能氧化SCN－，当然实际操作能判断，不过对程度好的同学来说，用普鲁士蓝沉淀法确定性强。
答案：
（1）①Fe（SCN）3
②IO3－＋5I－＋6H＋=3I2＋3H2O2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2
（2）O2＋4I－＋2H2O=2I2＋4KOH
否KI3在受热（或潮湿）条件下产生I2和KI，KI被氧气氧化，I2易升华。
（3）AC
（4）取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氧化剂（如：
氯水、过氧化氢等），再滴加KSCN溶于，若显血红色，则该加碘盐中存在Fe2+。
10.（2011福建高考23，15分）
I、磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
（1）磷元素的原子结构示意图是____________。
（2）磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：
2Ca3（PO4）2＋6SiO2===6CaSiO3＋P4O10 10C＋P4O10===P4＋10CO
每生成1molP4时，就有________mol电子发生转移。
（3）硫代硫酸钠（Na2S2O3）是常用的还原剂。
在维生素C（化学式C6H8O6）的水溶液中加入过量I2溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。
发生的反应为：
C6H8O6＋I2===C6H6O6＋2H＋＋2I－ 2S2O32－＋I2===S4O62－＋2I－
在一定体积的某维生素C溶液中加入amol·L－1I2溶液V1mL，充分反应后，用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2，消耗bmol·L－1Na2S2O3溶液V2mL。
该溶液中维生素C的物质的量是__________mol。
（4）在酸性溶液中，碘酸钾（KIO3）和亚硫酸钠可发生如下反应：
2IO3－＋5SO32－＋2H＋===I2＋5SO42－＋H2O
生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
某同学设计实验如下表所示：
0.01mol·L－1KIO3酸性溶液（含淀粉）的体积/mL
0.01mol·L－1Na2SO3溶液的体积/mL
H2O的体积/mL
实验温度
/℃
溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1
5
V1
35
25
实验2
5
5
40
25
实验3
5
5
V2
0
该实验的目的是_____________________；表中V2=___________mL
II、稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位。
（5）铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素。
在加热条件下CeCl3易发生水解，无水CeCl3可用加热CeCl3·6H2O和NH4Cl固体混合物的方法来制备。
其中NH4Cl的作用是______________。
（6）在某强酸性混合稀土溶液中加入H2O2，调节pH≈3，Ce3＋通过下列反应形成Ce（OH）4沉淀得以分离。
完成反应的离子方程式：
□Ce3＋＋□H2O2＋□H2O===□Ce（OH）4↓＋□_______
解析：
（1）P属于第15号元素，其原子的结构示意图为：
；
（2）每生成1molP4时，P由+5价变成0价，电子转移为5×4＝20或C化合价由0价变成为+2价，电子转移为2×10＝20；
（3）n（Na2S2O3）＝bV1/1000mol；与其反应的I2为bV1/2000mol，与维生素C反应的I2为
mol，即维生素C的物质的量是
mol（或其它合理答案）；
（4）由实验2可以看出混合液的总体积为50mL，V1为10mL，V2为40mL，实验1和实验2可知实验目的是探究该反应速率与亚硫酸钠溶液浓度的关系；实验2和实验3可知实验目的是探究该反应速率与温度的关系。
（5）题目中给出：
“加热条件下CeCl3易发生水解”，可知NH4Cl的作用是肯定是抑制水解的，CeCl3水解会生成HCl，可以完整答出：
NH4Cl的作用是分解出HCl气体，抑制CeCl3水解。
（6）根据题意：
“强酸性”或观察方程式可知缺项是H＋，利用电子得失守恒或观察法就可以配平方程式。
2Ce3＋＋H2O2＋6H2O===2Ce（OH）4↓＋6H＋
此题考查原子结构示意图，氧化还原反应的配平与电子转移计算，滴定中的简单计算，水解知识，实验探究变量的控制等，上述皆高中化学中的主干知识。
题设中的情景都是陌生的，其中还涉及到稀土知识，其中第（4）小问是该题亮点，设问巧妙，有点类似于2010全国新课标一题，但题目设计更清晰，不拖泥带水。
第6小问的缺项配平有点超过要求，但题中给出提示，降低了难度。
这题拼凑痕迹比较明显，每小问前后联系不强，或者说没有联系。
答案：
（1）
；
（2）20；
（3）
；
（4）探究该反应的速率与温度、亚硫酸钠溶液浓度的关系（或其他合理答案）；
（5）分解出HCl气体，抑制CeCl3的水解（或其他合理答案）；
（6）2Ce3＋＋H2O2＋6H2O===2Ce（OH）4↓＋6H＋。
11.（2011山东高考28，14分）研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为。
利用反应6NO2＋8NH3
7N5＋12H2O也可处理NO2。
当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是L。
（2）已知：
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）ΔH=-196.6kJ·mol-1
2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）ΔH=-113.0kJ·mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）
SO3（g）+NO（g）的ΔH=kJ·mol-1。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:
2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡
状态的是。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:
6，则平衡常数K＝。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。
该反应ΔH0（填“>”或“<”）。
实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是。
解析：
（1）NO2溶于水生成NO和硝酸，反应的方程式是3NO2＋H2O=NO＋2HNO3；在反应6NO
＋8NH3
7N5＋12H2O中NO2作氧化剂，化合价由反应前的+4价降低到反应后0价，因此当反应中转移1.2mol电子时，消耗NO2的物质的量为
，所以标准状况下的体积是
。
（2）本题考察盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断以及平衡常数的计算。
①2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）ΔH1=-196.6kJ·mol-1②2NO（g）+O2（g）
2NO2（g）ΔH2=-113.0kJ·mol-1。
②－①即得出2NO2（g）+2SO2（g）
2SO3（g）+2NO（g）ΔH=ΔH2－ΔH1=-113.0kJ·mol-1+196.6kJ·mol-1＝+83.6kJ·mol-1。
所以本题的正确答案是41.8；反应NO2（g）+SO2（g）
SO3（g）+NO（g）的特点体积不变的、吸热的可逆反应，因此a不能说明。
颜色的深浅与气体的浓度大小有关，而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体，所以混合气体颜色保持不变时即说明NO2的浓度不再发生变化，因此b可以说明；SO3和NO是生成物，因此在任何情况下二者的体积比总是满足1：
1，c不能说明；SO3和NO2一个作为生成物，一个作为反应物，因此在任何情况下每消耗1molSO3的同时必然会生成1molNO2，因此d也不能说明；设NO2的物质的量为1mol，则SO2的物质的量为2mol，参加反应的NO2的物质的量为xmol。
（3）由图像可知在相同的压强下，温度越高CO平衡转化率越低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应；实际生产条件的选择既要考虑反应的特点、反应的速率和转化率，还要考虑生产设备和生产成本。
由图像可知在1.3×104kPa左右时，CO的转化率已经很高，如果继续增加压强CO的转化率增加不大，但对生产设备和生产成本的要求却增加，所以选择该生产条件。
答案：
（1）3NO2＋H2O=NO＋2HNO3；6.72
（2）－41.8；b；8/3；
（3）<在1.3×104kPa下，CO的转化率已经很高，如果增加压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失。
12．（2011山东高考29，14分）科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
（1）实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为。
要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是。
（2）下图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na+
S＝Na2
，正极的电极反应式为。
M（由Na2O和Al2O3制得）的两个作用是。
与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的倍。
（3）Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液PH
（填“增大”“减小”或“不变”），Na2S溶液长期放置有硫析出，原因为（用离子方程式表示）。
解析：
（1）乙醇中还有羟基可以与金属钠反应放出氢气，化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑；单质硫不溶于水，微溶于酒精，易溶液CS2，在加热时可与热的氢氧化钠溶液反应，因此要清洗附着在试管壁上的硫，可选用CS2或热的氢氧化钠溶液；
（2）由电池反应可与看出金属钠失去电子作为负极，单质硫得电子被还原成
，所以正极的电极反应式为XS+2e－＝
；由于原电池内部要靠离子得定向运动而导电，同时钠和硫极易化合，所以也必需把二者隔离开，因此其作用是离子导电（导电或电解质）和隔离钠与硫；在铅蓄电池中铅作负极，反应式为Pb（s）＋SO42－（aq）－2e－＝PbSO4（s），因此当消耗1mol即207g铅时转移2mol电子，而207g钠可与失去的电子数为
，所以钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的9/2=4.5倍。
（3）Na2S属于强碱弱酸盐S2－水解显碱性，所以c（H＋）最小。
但由于水解程度很小，大部分S2－还在溶液中。
因为氢硫酸属于二元弱酸，所以S2－水解时分两步进行且以第一步水解为主，方程式为S2－＋H2O=HS－＋OH－、HS－＋H2O=H2S＋OH－，因此Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）＞c（H＋）；由于S2－极易与Cu2＋结合形成CuS沉淀而抑制S2－水解，因此溶液但碱性会降低，酸性会增强，方程式为S2－＋Cu2＋=CuS↓。
S2－处于最低化合价－2价，极易失去电子而被氧化，空气中含有氧气可氧化S2－而生成单质硫，方程式为2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－。
答案：
（1）2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑；CS2或热的氢氧化钠溶液；
（2）XS+2e－＝
；离子导电（导电或电解质）和隔离钠与硫；4.5；
（3）（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）＞c（H＋）；减小；2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－。
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