高中化学专题四 常见无机物及其应用.docx
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高中化学专题四常见无机物及其应用
专题四常见无机物及其应用
1.[2018·山东省适应性练习]下列关于生活、生产中用品材料的说法不正确的是()
A.不锈钢属于合金材料B.青花瓷属于硅酸盐材料
C.羊毛绒属于复合材料D.橡胶属于有机高分子材料
2.[2018·浙江省温州市二模]下列说法不正确的是()
A.臭氧可用于杀菌消毒
B.氯化钠是一种常见的食品调味剂
C.晶体硅常用于制造光导纤维
D.镁常用于制造信号弹和焰火
3.[2018·北京市石景山区一模]有关氯及其化合物的说法,正确的是()
A.以氯气和石灰乳为原料制取漂白粉
B.氯碱工业中,阳极得到烧碱
C.可在“84”消毒液中加入洁厕灵(主要成为HCl)以增强漂白性
D.Cl2能使湿润的有色布条褪色,所以Cl2具有漂白性
4.[2018·全国卷Ⅱ]研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。
下列叙述错误的是()
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关
5.[2018·江苏省盐城市模拟]下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()
A.Na2S具有还原性,可用于去除水体中Hg2+
B.O3具有氧化性,可用于自来水的消毒杀菌
C.葡萄糖易溶于水,可用作制镜工业的原料
D.Al2O3具有两性,可用作耐高温材料
6.[2018·南通市调研]下列有关硫酸的实验装置和原理能达到实验目的的是()
7.[2018·上海市静安区质量检测]关于C、N、S等非金属元素及其化合物的说法错误的是()
A.它们都能以游离态存在于自然界中
B.二氧化硫、氮氧化物的任意排放会形成酸雨
C.浓硫酸可干燥CO2、SO2、H2S等气体,但不能干燥NH3
D.加热条件下,碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应
8.[2018·齐齐哈尔市五校联谊联考]铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝:
下列说法中错误的是()
A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作
B.a、b中铝元素的化合价相同
C.③中需要通入过量的氨气
D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝
9.[2018·海淀区模拟]下列说法正确的是()
A.在加热条件下Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解反应
B.Fe(OH)3胶体透明、稳定,能发生丁达尔现象
C.H2、SO2、NH3三种气体都可用浓硫酸干燥
D.SiO2既能和氢氧化钠溶液反应又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
10.[2018·北京通州区二模]向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。
其反应过程如图所示。
下列说法不正确的是()
A.Fe3+对该反应有催化作用
B.该过程中的Fe3+可由Fe(NO3)3提供
C.可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3+与Fe2+
D.制备CuCl2的总反应为2Cu+O2+4HCl===2CuCl2+2H2O
11.[2018·河北定州中学月考]山西博物院是太原市地标性建筑之一,下列相关说法正确的是()
A.展柜使用的钢化玻璃,其主要成分只有SiO2
B.墙体使用的砖瓦、水泥,是硅酸盐材料
C.陈列的元青花瓷的原料有高岭土[Al2Si2O5(OH)4],也可以表示为Al2O3·SiO2·H2O
D.展示的青铜器上有一层绿色物质可能是碱式碳酸铜,此绿色物质不溶于盐酸
12.[2018·安徽省蚌埠市质量检查]为探究Na2SO3溶液的性质,在白色点滴板的a、b、c、d四个凹槽中滴入Na2SO3溶液,再分别滴加下图所示的试剂:
对实验现象的“解释或结论”正确的是()
选项
实验现象
解释或结论
A
a中溶液褪色
氧化性:
SO
B
b中无现象,加硫酸后产生淡黄色沉淀
硫酸将S2-氧化为硫单质
C
c中滴入酚酞溶液变红,再加BaCl2溶液后产生白色沉淀且红色褪去
亚硫酸钠溶液中存在水解平衡
D
d中产生白色沉淀
Na2SO3溶液已变质
13.[2018·浙江省金华市十校联考]以下是A~F物质间的相互转化关系图。
已知A~F中均含有一种相同的元素,B是一种工业产品,应用广泛,D在常温下是气体。
C是单质,是一种很脆的淡黄色晶体。
C与F按照物质的量之比1:
1反应生成A。
请回答:
(1)A的化学式______________。
(2)反应①的离子方程式__________________。
(3)将C与过量浓NaOH溶液混合加热,有F生成。
写出反应的化学方程式__________________。
14.[2018·江西师范大学附属中学月考]亚硝酰氯(ClNO)常用作催化剂和合成洗涤剂,其沸点为-5.5℃,易水解生成HNO2和HCl。
某学习小组在实验室中用下图所示装置制备ClNO。
已知:
HNO2既有氧化性又有还原性;AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3===AgNO3+HNO2。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________,a在装置C中的作用是__________________。
(2)装置B的作用是__________________。
(3)实验开始时,先打开K1、K2,关闭K3,再打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸,当观察到C中________时关闭K1、K2。
向装置D三颈瓶中通入干燥纯净Cl2,当瓶中充满黄绿色气体时,再打开K1、K3,制备ClNO。
(4)装置D中干燥管的作用是______________________________________________。
(5)实验过程中,若学习小组同学用酒精灯大火加热制取NO,对本实验造成的不利影响除了有反应速率过快,使NO来不及反应即大量逸出外,还可能有____________________________________。
(6)①要验证ClNO与H2O反应后的溶液中存在Cl-和HNO2,合理的操作步骤及正确的顺序是________(填序号)。
a.向烧杯中滴加过量KI淀粉溶液,溶液变蓝色
b.取1.0mL三颈瓶中产品于烧杯中,加入10.0mLH2O充分反应
c.向烧杯中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去
d.向烧杯中滴加足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,加入稀硝酸,搅拌,仍有白色沉淀
②配制王水(HNO3:
HCl=1:
3)的过程中会发生反应产生ClNO,请写出该反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
______________________________________________。
15.[2018·齐齐哈尔市五校联谊联考]还原铁粉是化工生产及实验室中常用的还原剂。
工业上以绿矾为原料制备还原铁粉的工艺如下:
回答下列问题:
(1)酸溶过程中硫酸的作用是____________________。
(2)转化的目的是制得FeCO3,加液时应将碳酸氨溶液加入到FeSO4中,原因是__________________。
(3)转化过程中温度不超过35℃,原因是________________。
(4)生成的FeCO3沉淀需充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是________________________________________________________________________。
(5)将FeCO3浊液暴露在空气中,固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,写出该反应的化学方程式__________________。
(6)在焙烧过程中需加入CaCO3进行脱硫处理。
下图为加CaCO3和不加CaCO3对还原铁粉产率的影响,据图分析CaCO3的另一作用为________________。
16.[2018·南通市调研]某研究小组利用BaS的还原性提纯HBr溶液,并制取溴化镁的方案如下:
(1)“还原”步骤中BaS不宜过量太多的原因是____________________。
(2)滤渣的成分是________。
(3)结晶获得的MgBr2·6H2O用乙醇洗涤,从洗涤液中回收乙醇的实验方法是________________。
(4)利用如图装置将MgBr2·6H2O脱水得到MgBr2。
①通入HBr的目的是____________________________________________________。
②图中框内装置的作用是________________________________________________。
(5)已知:
BaS+H2O2=Ba(OH)2+S↓。
请补充完整实验室由BaS制取高纯BaSO3的实验方案:
取BaS加水浸出,边搅拌边在浸出液中加入过量H2O2,过滤,________________________________________________________________________________________________________________________________,(实验中须使用的试剂有:
SO2气体,溶有SO2的水,除常用仪器外须使用的仪器有:
真空干燥箱、pH计)。
专题四常见无机物及其应用
1.C不锈钢是铁和镍等元素的合金,A项正确;青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸盐产品的特点,是硅酸盐产品,B项正确;由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料叫复合材料,羊毛绒主要由蛋白质组成,不是复合材料,C项错误;橡胶属于有机高分子材料,D项正确。
2.C臭氧具有强氧化性,臭氧可用于杀菌消毒,A项正确;氯化钠有咸味,是一种常见的食品调味剂,B项正确;二氧化硅常用于制造光导纤维,C项错误;镁燃烧时发出耀眼的强光,镁常用于制造信号弹和焰火,D项正确。
3.A工业上,氯气和石灰乳反应生成氯化钙和次氯酸钙,即漂白粉,A项正确;电解饱和食盐水,阳极上产生氯气,阴极上生成氢气,并得到氢氧化钠,B项错误;“84”消毒液主要成分为次氯酸钠,具有强氧化性,能把HCl氧化为氯气,在“84”消毒液中加入洁厕灵不是增加次氯酸钠的漂白性,C项错误;Cl2与水反应生成次氯酸,具有强氧化性,能够起到漂白作用;而氯气没有漂白作用,D项错误。
4.C雾的分散剂是空气,分散质是水。
霾的分散剂是空气,分散质是固体颗粒。
因此雾和霾的分散剂相同,A正确;由于氮化物和二氧化硫转化为铵盐形成无机颗粒物,因此雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵,B正确;NH3作为反应物参加反应转化为铵盐,因此氨气不是形成无机颗粒物的催化剂,C错误;氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,由于氮肥会释放出氨气,因此雾霾的形成与过度施用氮肥有关,D正确。
答案选C。
5.B用Na2S除去废水中的Hg2+,是因为HgS难溶于水,而不是利用Na2S的还原性,A项错误;O3具有氧化性,可用于自来水的消毒杀菌,B项正确;葡萄糖可用作制镜工业的原料是利用其含有醛基具有还原性,能与银氨溶液发生反应生成银镜,而不是利用其易溶于水,C项错误;Al2O3可用作耐高温材料是利用其熔点高,而不是利用其具有两性,D项错误。
6.C配制稀硫酸不能在容量瓶中溶解和稀释,应该在烧杯中稀释后再转移到容量瓶中,A项错误;氨气能够与硫酸反应生成盐,不能用浓硫酸干燥氨气,B项错误;硝基苯不溶于水,与稀硫酸分层后,可以用分液漏斗分液分离,C项正确;稀硫酸与铜不反应,D项错误。
7.CC、N、S都能以游离态存在于自然界中,如木炭、氮气、硫磺,A项正确;二氧化硫、氮氧化物的任意排放会形成酸雨,B项正确;浓硫酸能将H2S氧化,不能用于干燥H2S,浓硫酸能与碱性气体反应而不能干燥NH3,C项错误;加热条件下,碳、硫单质都能与浓硝酸、浓硫酸发生反应,被氧化生成二氧化碳、二氧化硫,D项正确。
8.C铝土矿中的二氧化硅不溶于盐酸,需要过滤除去,a中的氯化铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,需要过滤除去,A项正确;a中氧化铝中铝元素的化合价为+3,b中偏铝酸根离子中铝元素的化合价为+3,B项正确;③中是将偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀,需要通入二氧化碳,C项错误;④进行的操作是加热,是氢氧化铝分解生成氧化铝,故d一定是氧化铝,D项正确。
9.B在加热条件下Na2CO3难分解,A项错误;Fe(OH)3胶体是液溶胶,透明,胶体具有介稳性,能发生丁达尔现象,B项正确;NH3能与浓H2SO4反应,不能用浓硫酸干燥,C项错误;SiO2是酸性氧化物,D项错误。
10.B根据流程可知发生反应为Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+、O2+4H++4Fe2+===4Fe3++2H2O,由此可知,Fe3+对该反应有催化作用,A项正确;若过程中的Fe3+可由Fe(NO3)3提供,由于酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性,能氧化亚铁离子,且在CuCl2中混入Cu(NO3)2,B项不正确;可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3+与Fe2+,产生蓝色沉淀则含有Fe2+,C项正确;由流程分析可知,制备CuCl2的总反应为2Cu+O2+4HCl===2CuCl2+2H2O,D项正确。
11.B钢化玻璃与普通玻璃的成分相同(只是制造的工艺不同),主要是硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,A项错误;砖瓦和水泥都是硅酸盐工业的产品,B项正确;高岭土[Al2Si2O5(OH)4],应该表示为Al2O3·2SiO2·2H2O,C项错误;铜绿是碱式碳酸铜,该物质可以与盐酸反应生成氯化铜而溶解,D项错误。
12.C亚硫酸钠具有还原性,可以和碘单质反应生成硫酸钠、碘化钠,亚硫酸钠做还原剂,碘化钠是还原产物,所以还原性:
SO
>I-,A项错误;Na2SO3溶液中硫元素是+4价,硫化钠中硫元素是-2价,二者可以和硫酸溶液发生氧化还原反应,硫元素归中到0价,即生成淡黄色硫单质沉淀,B项错误;Na2SO3溶液中亚硫酸根离子水解显碱性,该溶液会使酚酞变红,加入氯化钡会结合亚硫酸根离子形成亚硫酸钡沉淀,水解平衡逆向进行,氢氧根离子浓度减小,碱性逐渐消失,所以红色褪去,C项正确;亚硫酸钠具有还原性,加入盐酸酸化的硝酸钡,即相当于加入了硝酸,亚硫酸根离子能被硝酸氧化为硫酸根,硫酸根离子可以和钡离子反应生成硫酸钡沉淀,该沉淀不溶于硝酸。
该实验证明的是亚硫酸根离子的还原性,是被硝酸氧化的缘故,不能证明Na2SO3溶液已变质,D项错误。
13.答案:
(1)Na2S2O3
(2)S2O
+2H+===S↓+SO2↑+H2O
(3)3S+6NaOH
Na2SO3+2Na2S+3H2O
解析:
由题可知C为单质,很脆的淡黄色晶体,即C为S,S与氧气反应生成SO2,即D为SO2。
因为NaOH是足量,因此SO2与NaOH反应生成Na2SO3,Na2SO3容易被氧气氧化成Na2SO4,即E为Na2SO4。
SO2和Na2SO3按照物质的量之比为1:
1进行反应,即A为Na2S2O3。
因为A到F含有一种相同的元素,即B为H2SO4。
(1)根据上述分析,得出A为Na2S2O3;
(2)反应①的离子方程式为S2O
+2H+===S↓+SO2↑+H2O;(3)S能与热的NaOH溶液发生反应,化学反应方程式为3S+6NaOH===Na2SO3+2Na2S+3H2O。
14.答案:
(1)长颈漏斗平衡气压,避免C中压强过大
(2)除去NO中的HNO3、NO2气体
(3)红棕色完全消失
(4)防止水蒸气进入三颈瓶中与ClNO反应
(5)温度过高造成HNO3分解(或挥发)
(6)①bdc②HNO3+3HCl===2H2O+Cl2+ClNO
解析:
(1)仪器a为长颈漏斗;若关闭K1,随着反应的进行,C中压强增加,长颈漏斗的作用为平衡系统内外压强,避免C中压强过大。
(2)NO不溶于水,而可能存在的杂质HNO3、NO2均易溶于水,故B的作用为除去NO中的HNO3、NO2等杂质。
(3)当C中红棕色完全消失时,不再存在NO2气体,可得到比较纯净的NO。
(4)因为亚硝酰氯(ClNO)易与水反应水解,所以必须防止有水蒸气进入三颈烧瓶中与ClNO反应,装置D中干燥管可以防止水蒸气进入三颈瓶中与ClNO反应。
(5)对蒸馏烧瓶大火加热,会使得反应迅速,产生大量的NO气体,会使较多的NO气体未参加反应便逸出至空气中;同时,较高的温度可能使硝酸分解或挥发,产生较多杂质气体。
(6)①首先要使ClNO与H2O反应,选择b;因为碘化银为沉淀,而酸性高锰酸钾能将氯离子氧化,所以需要先验证氯离子的存在,选择d;由于引入了足量银离子,所以仅能使用酸性高锰酸钾验证亚硝酸,选择c,故选bdc。
②配制王水的过程中会反应产生ClNO,是硝酸与盐酸反应生成了ClNO,ClNO中Cl元素为-1价,N元素为+3价,根据化合价升降守恒,有氯气生成,反应的化学方程式为HNO3+3HCl===2H2O+Cl2+ClNO,故答案为:
HNO3+3HCl===2H2O+Cl2+ClNO。
15.答案:
(1)抑制Fe2+水解
(2)防止生成氢氧化亚铁
(3)防止碳酸铵受热分解
(4)取少量最后一次洗涤液于试管,滴入盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,表明沉淀已洗涤干净
(5)4FeCO3+6H2O+O2===4Fe(OH)3+4CO2
(6)分解产生CO2与C反应生成还原剂CO
解析:
(1)绿矾溶于水得到的硫酸亚铁溶液,Fe2+易水解,酸溶过程中硫酸的作用是抑制Fe2+水解;
(2)转化的目的是制得FeCO3,加液时应将(NH4)2CO3溶液加入到FeSO4中,防止生成氢氧化亚铁;(3)(NH4)2CO3受热易分解,为了减少(NH4)2CO3溶液的减少,转化过程中应控制温度在35℃以下,防止(NH4)2CO3受热分解;(4)生成的FeCO3沉淀需充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是取最后一次洗涤滤液1~2mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净;(5)红褐色固体是Fe(OH)3,FeCO3、H2O和O2反应生成Fe(OH)3和CO2,反应的化学方程式为:
4FeCO3+6H2O+O2===4Fe(OH)3+4CO2;(6)高温下,碳酸钙分解生成二氧化碳,二氧化碳能被碳还原生成一氧化碳,所以加入碳酸钙能增加一氧化碳的含量,则还原铁粉的产率增大。
16.答案:
(1)后续反应会使用更多的H2SO4、实验过程中会产生有毒的H2S气体
(2)S、BaSO4(3)蒸馏
(4)①带走水蒸气,抑制MgBr2的水解②防止倒吸
(5)将滤液加热煮沸,向冷却后的溶液中缓慢通入SO2气体至反应液的pH约为7(用pH计测得),过滤,用溶有SO2的水洗涤滤渣,在真空干燥箱中干燥
解析:
(1)“还原”步骤中BaS与溴反应生成硫酸钡沉淀或硫沉淀,过量的BaS会与氢溴酸和硫酸反应放出硫化氢气体,因此BaS不宜过量太多。
(2)根据
(1)的分析,沉淀中含有硫酸钡沉淀或硫沉淀和过量的BaS,加入硫酸,将沉淀中的BaS溶解,得到的滤渣中主要含有S、BaSO4。
(3)结晶获得的MgBr2·6H2O用乙醇洗涤,乙醇的沸点降低,可以通过蒸馏的方法从洗涤液中回收乙醇。
(4)①MgBr2水解会放出溴化氢气体,通入HBr,可以带走水蒸气,抑制MgBr2的水解;②图中框内装置是安全瓶,可以防止倒吸。
(5)由BaS制取高纯BaSO3。
取BaS加水浸出,边搅拌边在浸出液中加入过量H2O2,BaS+H2O2===Ba(OH)2+S↓,过滤除去硫,得到氢氧化钡溶液,其中含有少量过量的过氧化氢溶液,加热,使过氧化氢分解,然后在氢氧化钡溶液中通入二氧化硫气体,恰好完全反应后溶液中含有水,用pH计测得pH约为7,过滤出BaSO3沉淀,用溶有SO2的水洗涤,在隔绝空气的环境中(真空干燥箱中)干燥即可。