即本题答案是D。
13．元素X的单质及X与Y形成的化合物能按下图所示的关系发生转化：
下列说法不正确的是（ ）
A．X可能是金属
B．X可能是非金属
C．n可以等于2或3
D．XYm与XYn的相互转化是可逆反应
答案 D
解析 X元素可以是铁：
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2、2Fe＋3Cl2
2FeCl3，A项正确；X元素可以是碳：
C＋H2O（g）
CO＋H2、2CO＋O2
2CO2、CO2＋C
2CO、C＋O2
CO2，B项正确；n可以等于2或3，C项对；XYm与XYn的相互转化不是可逆反应，D项错。
14．下列实验现象描述不正确的是（ ）
选项
实验
现象
A
加热放在坩埚中的小块钠
钠先熔化成光亮的小球，燃烧时，火焰为黄色，燃烧后，生成淡黄色固体
B
在酒精灯上加热铝箔
铝箔熔化，失去光泽，熔化的铝并不滴落，好像有一层膜兜着
C
在FeCl2溶液中滴入NaOH溶液
先生成白色沉淀，沉淀很快变为灰绿色，最后变为红褐色
D
在空气中久置的铝条放入NaOH溶液中
立刻产生大量无色气泡，铝条逐渐变细，铝条逐渐发热
答案 D
解析 在空气中久置的铝条放入NaOH溶液中，其表面的氧化铝先与氢氧化钠溶液反应，反应进行得较慢且没有气泡，D项错。
15．某溶液中可能含有H＋、Na＋、NH
、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、SO
、CO
等离子。
当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．原溶液中含有的阳离子是H＋、NH
、Mg2＋、Al3＋
B．原溶液中一定含有SO
和Na＋
C．原溶液中含有的Fe3＋和Al3＋的物质的量之比为1：
1
D．反应最后形成的溶液中含有的溶质只有Na2SO4
答案 C
解析 由图像可得原溶液中的阳离子一定有H＋、NH
、Al3＋，由纵坐标与横坐标的比例关系判断还有Fe3＋，没有Mg2＋，A项错误；原溶液中一定含有SO
，不一定含有Na＋，B项错误；反应最后形成的溶液中含有的溶质为Na2SO4和NaAlO2，D项错误。
16.在Fe（NO3）3和Cu（NO3）2的混合液中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的物质的量浓度和加入铁粉的物质的量之间关系如图所示。
则该溶液中Fe（NO3）3与Cu（NO3）2的物质的量浓度之比为（ ）
A．3∶1B．1∶2
C．2∶1D．1∶1
答案 C
解析 由化学方程式：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，结合图像可知，c（Fe2＋）的大小范围在0～3变化快，3是拐点，此前发生2Fe3＋＋Fe===
3Fe2＋，在3～4范围内变化时发生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，由化学方程式2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋及横坐标数据可得，n（Fe3＋）＝4mol再由方程式Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu可得n（Cu2＋）＝2mol，故c（Fe3＋）/c（Cu2＋）＝2/1。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、非选择题（本题包括5小题，共52分）
17．（10分）如图是铁与水蒸气反应的实验装置。
在硬质玻璃管中放入还原性铁粉和石棉绒（石棉绒是耐高温材料，与水、铁不反应）的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。
（1）仪器a的名称是________；烧瓶中所放的固体是________。
（2）某同学为了研究一定时间内铁粉的转化率，设计了如下实验：
准确称量一定质量的铁粉进行反应，测量反应后生成气体的体积，计算铁粉的转化率。
①该同学应该先点燃________（填“A”或“B”，下同）处的酒精灯（或酒精喷灯）；则量气体体积不可以选用上图中的________（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）装置；
②称取1.0g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热反应一段时间。
若测出的气体体积在标准状况下为44.8mL，则铁粉的转化率为________。
（3）为了分析反应后的固体混合物中是否含有＋3价的Fe，该同学将反应后的固体混合物全部取出置于烧杯中，加入足量的盐酸，溶解后过滤，立即向滤液中滴加KSCN溶液，观察溶液的颜色。
请你在下表中将该同学滴加KSCN溶液后观察到的现象补充完整，并写出相应的结论与解释。
现象
结论
解释
（用离子方程式表示）
滴加KSCN溶液后，溶液________（填“变”或“不变”）红色
________（填“能”或“不能”）确定反应后的固体混合物中是否含有＋3价的Fe
①________②________
答案
（1）球形干燥管或干燥管 碎瓷片（沸石或碎玻璃片）
（2）①A 甲 ②8.4%
（3）不变 不能
①Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
②Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
解析
（1）a为干燥管，烧瓶中需要加入碎瓷片防止暴沸。
（2）①先点燃A处的酒精灯（或酒精喷灯），反应后产生水蒸气，再点燃B，发生水蒸气和铁粉的反应。
测量气体的体积不能选用甲装置，因为导管长进短出不能将水压入量筒。
②根据3Fe～4H2，转化的铁粉质量为
×
×56＝0.084（g），转化率为
×100%＝8.4%。
（3）由于铁粉没有完全转化，固体混合物即使与盐酸反应产生Fe3＋，也会被铁粉还原为Fe2＋，此时加入KSCN溶液，溶液不会变为红色，因此不能确定。
18．（10分）有一透明溶液，已知其中可能含有Fe3＋、Mg2＋、Cu2＋、Al3＋、NH
，加入一种淡黄色粉末状固体时，加热有刺激性气味的气体放出，同时生成白色沉淀。
当加入0.4mol淡黄色粉末时，产生气体0.3mol，继续加入淡黄色粉末时，产生无刺激性气味的气体，且加入淡黄色粉末时产生白色沉淀的量如下图所示。
根据题意回答下列问题：
（1）淡黄色粉末为________（填名称）。
（2）溶液中肯定有________离子，肯定没有________离子。
（3）溶液中离子的物质的量之比为________。
（4）写出下列反应方程式：
①淡黄色粉末与水反应的化学方程式：
_________________________。
②刺激性气味的气体产生的离子方程式：
_______________________。
③沉淀部分减少时的离子方程式：
____________________________。
答案
（1）过氧化钠
（2）NH
、Mg2＋、Al3＋ Cu2＋、Fe3＋
（3）c（NH
）：
c（Mg2＋）：
c（Al3＋）＝1：
2：
1
（4）①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
②NH
＋OH－
NH3↑＋H2O
③Al（OH）3＋OH－===[Al（OH）4]－
或Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O
解析 淡黄色粉末一定是Na2O2，产生有刺激性气味的气体和白色沉淀，则一定含有NH
，不含Cu2＋、Fe3＋。
由反应图像知肯定含有Mg2＋和Al3＋。
由产生沉淀的物质的量可知含有Mg2＋0.2mol；含Al3＋0.1mol；因有关系式：
2Na2O2～O2，所以0.4molNa2O2共产生O20.2mol，则产生NH30.1mol。
所以溶液中NH
、Mg2＋、Al3＋的物质的量之比为0.1mol：
0.2mol：
0.1mol＝1：
2：
1。
19．（10分）下图中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。
已知：
①反应C＋G
B＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；
②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：
2E＋I
2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。
回答问题：
（1）①中反应的化学方程式为__________________________________；
（2）化合物Ⅰ的电子式为________，它的空间结构是________；
（3）1.6gG溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量（写出离子方程式和计算过程）：
_________________________________________________________
（4）C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为____________________；
（5）E在Ⅰ中燃烧观察到的现象是____________________________。
答案
（1）2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3
（2）
直线形
（2）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
n（Cu）＝n（Fe2O3）＝
＝0.010mol
m（Cu）＝64g·mol－1×0.010mol＝0.64g
故需铜粉0.64g。
（4）2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑
（5）镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的碳
解析 解答该类问题的关键就是抓住突破口。
B、C是单质，G、H是二元化合物，再结合①中信息可推知C是铝，B是铁，G是氧化铁，H是氧化铝。
D、E是单质，I、F是二元化合物，再结合②中信息可推知E是镁，I是二氧化碳，D是碳，F是氧化镁。
根据上述推断，各个小题即可迎刃而解。
20．（12分）某工厂有废合金（含有铝、铁、铜）粉末，甲同学探索工业废料的利用，用该废合金粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其实验方案如下：
试回答下列问题：
（1）所加试剂①、②分别是________、________。
（2）写出废合金与试剂①反应的离子方程式：
____________________。
（3）由滤液A制AlCl3溶液有途径Ⅰ和途径Ⅱ两种，你认为合理的是________，理由是_______________________________________；
写出A→D反应的离子方程式：
_________________________。
（4）操作③的名称是_______________________。
答案
（1）NaOH溶液或烧碱溶液 稀硫酸
（2）2Al＋2OH－＋6H2O===2Al（OH）
＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O2AlO
＋3H2↑
（3）途径Ⅱ 途径Ⅰ制得的AlCl3溶液中含有大量的NaCl，而途径Ⅱ能制得纯净的AlCl3溶液 Al（OH）
＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO
或AlO
＋2H2O＋CO2===Al（OH）3↓＋HCO
（4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
解析 根据合金的成分及最终产物可以判断，第一步是加碱，使铝溶解，得到偏铝酸盐溶液和铁、铜，铁、铜再加酸，将铁转化为铁盐，使之与铜分离。
21．（10分）向含有0.8mol的稀硝酸中慢慢加入22.4g的铁粉，假设反应分为两个阶段。
第一阶段为：
Fe＋HNO3（稀）===Fe（NO3）3＋NO↑＋H2O
（1）写出这两个阶段发生反应的离子方程式：
第一阶段：
_____________________________________。
第二阶段：
_____________________________________。
（2）正确表达这两个阶段反应中，加入铁粉的物质的量与溶液中铁元素存在的形式的关系。
_________________________________________________
（3）在图中画出溶液中Fe2＋、Fe3＋、NO
的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图像（横坐标为加入铁粉的物质的量，纵坐标是溶液中离子的物质的量）。
答案
（1）Fe＋4H＋＋NO
===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
（2）加入Fe粉为n（Fe）≤0.2mol时，存在形成为Fe3＋；加入铁粉为0.2～0.3mol时，存在形式为Fe2＋和Fe3＋；加Fe粉为n（Fe）≥0.3mol时，存在形式为Fe2＋。
（3）如图
解析 铁与稀硝酸反应：
①Fe＋4HNO3（稀）===
Fe（NO3）3＋NO↑＋2H2O
②3Fe＋8HNO3（稀）===3Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O
当
≤
时，按反应①进行；
当
≥
时，按反应②进行；
当
<
<
时，则①②两反应都发生，且Fe和HNO3均反应完全。
上述反应可以认为先发生反应①，若Fe有剩余则发生2Fe（NO3）3＋Fe===3Fe（NO3）2。
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