B.元素
非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,由于元素的非金属性O>S,则简单氢化物的沸点:
A>C,B正确;
C.Al与S单质直接加热可发生化合反应生成Al2S3,C错误;
D.B、D形成的化合物为AlCl3,AlCl3为共价化合物,由分子构成,在熔融状态不导电,工业上通过电解熔融Al2O3的方法获得金属Al,D错误;
故合理选项是B。
【点睛】本题考查原子结构与元素周期律,根据元素的原子序数及原子结构特点推断元素为解答关键,注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质,试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。
6.多硫化钠Na2Sx(x≥2)在结构上与Na2O2、FeS2等有相似之处。
Na2Sx在碱性溶液中与NaClO反应可生成Na2SO4,下列说法错误的是()
A.NaClO是氧化剂
B.Na2SO4 是氧化产物
C.若反应中Na2Sx与NaClO的物质的量之比为1:
13,则x为5
D.若x=3,则反应的离子方程式为:
S32-+10ClO-+4OH-=3SO42-+10Cl-+2H2O
『答案』C
【详解】A.NaClO中+1价的Cl元素化合价降低被还原生成NaCl,则NaClO是氧化剂,A正确;
B.Na2Sx中S元素化合价升高被氧化生成Na2SO4,则Na2SO4是氧化产物,B正确;
C.设Na2Sx的物质的量是1mol,则次氯酸钠的物质的量是13mol,由电子守恒可知:
1mol×[6-(-
)]x=13mol×[1-(-1)],解得:
x=4,C错误;
D.若x=3,1molS32-参与反应被氧化为3molSO42-,化合价升高20mol,NaClO中+1价的Cl元素被还原为-1价,化合价降低2,则被还原的NaClO的物质的量n(NaClO)=
mol=10mol,据此结合质量守恒配平该反应的离子方程式为:
S32-+10ClO-+4OH-=3SO42-+10Cl-+2H2O,D正确;
故合理选项是C。
7.实验室用浓氨水和生石灰制取氨气,并探究氨气的性质,其装置如图所示,下列说法错误的是()
A.一段时间后,Ⅱ中干燥红色石蕊试纸变蓝色
B.Ⅲ干燥管中盛放的试剂可以是无水氯化钙
C.Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色说明氨气具有还原性
D.实验结束后,应先将导气管从水槽中拿出再熄灭酒精灯
『答案』B
【详解】A.用浓氨水和生石灰制取的氨气中混有水蒸气,二者反应形成的氨水显碱性,能能够使干燥红色石蕊试纸变蓝色,A正确;
B.在氨气和CuO反应前应先干燥,常用碱式灰,由于氯化钙能与氨气反应生成Ca(NH3)8Cl2,所以不能用无水氯化钙干燥氨气,B错误;
C.氨气与氧化铜反应生成Cu单质,Cu元素的化合价降低,得到电子,发生还原反应,氨气发生氧化反应,说明氨气具有还原性,C正确;
D.熄灭酒精灯后,装置内压强降低,水槽中水会发生倒流,为防止水槽中的水倒流,实验结束后,应先将导气管从水槽中拿出再熄灭酒精灯,D正确;
故合理选项是B。
第Ⅱ卷非选择题(58分)
8.某溶液A中可能含有NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、NH4+、Fe2+、Al3+、Fe3+中的几种离子,且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1mol/L。
现取100mL该溶液A进行如下实验:
实验1:
向该溶液中逐滴滴入过量
(NH4)2CO3溶液,产生白色沉淀B,并有无色气泡产生。
实验2:
静置后,再向溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,加热,仍然存在白色沉淀C,并有无色气泡产生。
实验3:
静置后,继续向溶液中加入Cu片和过量的盐酸,仍然存在白色沉淀D,溶液变蓝色,并有气泡E产生。
(1)白色沉淀C的成分为_________________(填化学式);气体E的成分为_______________(写名称)。
(2)实验1中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
(3)实验3中发生所有反应的离子方程式为________________________________________。
(4)溶液A中__________(填“一定”“可能”或“一定不”)存在NH4+,理由是_______________
_________________________________________________________。
『答案』
(1).BaSO4、BaCO3
(2).一氧化氮、二氧化碳(3).2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑(4).BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O(5).3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(6).一定不;由实验过程可确定溶液A中一定不存在CO32-、SO32-、Fe2+、Fe3+,一定存在Al3+、NO3-、SO42-,因Al3+、NO3-、SO42-三种离子已经满足电荷守恒,所以一定不存在NH4+。
【分析】某溶液A中可能含有NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、NH4+、Fe2+、Al3+、Fe3+中的几种离子,且溶液中各离子的物质的量浓度均为0.1mol/L。
实验1:
向该溶液中逐滴滴入过量的(NH4)2CO3溶液,生成的无色气体为CO2,生成的白色沉淀B是CO32-和溶液中的弱碱阳离子相互促进水解生成的,由于生成的沉淀为白色,故此弱碱阳离子为Al3+,溶液中一定存在Al3+,不存在CO32-、SO32-,还能说明溶液中不含有生成带颜色沉淀的离子Fe2+、Fe3+;
实验2:
静置后,再向溶液中加入过量Ba(OH)2溶液,加热,生成的无色气体为NH3,由于实验1加入的过量的(NH4)2CO3溶液能引入NH4+,故不能确定原溶液中是否含有NH4+;实验1加入的过量(NH4)2CO3溶液引入CO32-,故生成的白色沉淀C一定含BaCO3,可能含有BaSO4;
实验3:
静置后,继续向溶液中加入Cu片和过量的盐酸,溶液变蓝色,说明生成了Cu2+,则溶液中存在NO3-,此时,BaCO3溶解生成气体CO2,白色沉淀D为BaSO4,气体E为NO和CO2,然后进行分析解答。
【详解】综上分析可知,溶液中一定不存在CO32-、SO32-、Fe2+、Fe3+,一定存在0.1mol/LAl3+、0.1mol/LNO3-,由于溶液必须显电中性,故溶液中一定含0.1mol/LSO42-。
(1)由上分析,白色沉淀C的成分为BaSO4、BaCO3;气体E为一氧化氮、二氧化碳;
(2)CO32-和Al3+相互促进水解,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,反应的离子方程式为2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)实验3中白色沉淀C的成分BaCO3与盐酸发生复分解反应:
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;在酸性条件下Cu与溶液中的NO3-、H+会发生氧化还原反应:
3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(4)由实验过程可确定溶液A中一定不存在CO32-、SO32-、Fe2+、Fe3+,一定存在Al3+、NO3-、SO42-,因Al3+、NO3-、SO42-三种离子已经满足电荷守恒,所以一定不存在NH4+。
【点睛】本题考查了无机推断及常见离子的检验方法,明确常见离子的颜色、常见离子的性质为解答关键,注意掌握常见离子的检验方法。
9.物质之间的变化体现了化学之美。
(1)一定条件下,含氮元素的物质可发生如图所示的循环转化。
Ⅰ.图中属于“氮的固定”的是_______(填序号,下同);转化过程中发生非氧化还原反应的是_________________________________。
Ⅱ.反应④是在酸性条件下由NO3-与镁作用实现,则该反应的离子方程式为_____________。
(2)H2S气体与CuCl2、FeCl3溶液发生一系列反应如图所示:
转化图中化合价不变的元素是__________(写名称)。
②转化图中生成S单质的离子方程式为____________________________________。
(3)A、B、C、D、E、F、X是中学常见的无机物,存在如图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。
若A为常见的金属单质,焰色反应呈黄色,B常温下为液态,X能使品红溶液褪色,则C和E反应的离子方程式为___________________________________。
②若D为两性氢氧化物,F为非金属单质,则X成分可能为__________(写化学式,下同)。
③若A为红棕色气体,X为金属单质,溶液D中加入KSCN溶液变红。
则E为_________,F为____________。
『答案』
(1).⑥和⑪
(2).①和⑦(3).4Mg+2NO3-+10H+=4Mg2++N2O↑+5H2O(4).铜、氢、氯(5).CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S↓(6).OH-+HSO3-=SO32-+H2O(7).HCl或NaOH(8).Fe(NO3)2(9).NO
【详解】
(1)I.将游离态的氮(即氮气)转化为化合态的氮(即氮的化合物)的过程,叫做氮的固定,图中属于“氮的固定”的是⑥和⑪;非氧化还原反应是指变化过程中元素化合价不变的反应,转化过程中发生非氧化还原反应的是:
①和⑦;
Ⅱ.反应④是在酸性条件下由NO3-与镁作用实现,反应生成Mg2+、N2O、H2O,离子方程式为:
4Mg+2NO3-+10H+=4Mg2++N2O↑+5H2O;
(2)①H2S与Cu2+反应得到CuS与H+,Fe3+将CuS氧化得到S、Cu2+,Fe3+被还原变为Fe2+,O2将Fe2+氧化铁为Fe3+,图中O、Fe、S化合价发生变化,而Cu、H、Cl的化合价不变,所以转化关系图中未发生价态变化的元素为铜、氢、氯;
②转化图中,Fe3+将CuS氧化得到S、Cu2+,Fe3+被还原变为Fe2+,反应的离子方程式为:
CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S↓;
(3)①若A为常见的金属单质,焰色反应呈黄色,则A为Na,B为H2O,X能使品红溶液褪色,且能与C连续反应,C为NaOH、X为SO2、D为Na2SO3、E为NaHSO3,F为H2,C和E反应的离子方程式为:
OH-+HSO3-=SO32-+H2O;
②若D为两性氢氧化物,F为非金属单质,A与B
反应可以是Al与盐酸反应或Al与NaOH溶液反应等,故F为H2,C为铝盐,X为碱,D为Al(OH)3,E为偏铝酸盐,或者F为H2,C为偏铝酸盐、X为酸、D为Al(OH)3、E为铝盐,X成分可能为HCl或NaOH等;
③若A为红棕色气体,X为金属单质,溶液D中加入KSCN溶液变红,则D中含有Fe3+,C具有强氧化性,所以A为NO2、B为水、C为HNO3、F为NO、D为Fe(NO3)3、E为Fe(NO3)2。
【点睛】本题考查综合了无机物的推断、氮的固定、氧化还原反应的判断等,注意识记中学常见的连续反应、三角锥形、特殊置换反应、特殊现象反应、有水参与的反应的性质,了解常见的两性化合物,熟练掌握基本概念、元素化合物知识,再分析判断加以运用。
10.四氯化钛常温下为无色液体,熔点-23.2℃,沸点136.4℃,极易水解。
在900℃时,将氯气通过钛铁矿(主要成分是FeTiO3)和炭粉的混合物可反应生成四氯化钛和氯化铁(熔点306℃,沸点315℃),同时产生一种有毒气体。
现制取并收集四氯化钛的装置如图所示(夹持装置略去)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________。
组装好仪器,没加试剂反应前,应该进行的操作是____________________________________________。
(2)反应开始前,先将钛铁矿粉碎,并与稍过量的炭粉混合均匀,制成多孔状固体混合物,目的是_____________________________________________________。
(3)实验中需通入N2两次,第二次通N2的作用是_________________________________。
(4)900℃时,A装置中发生反应的化学方程式为__________________________________。
(5)B装置中控温箱温度在150~200℃,目的是___________________________________。
(6)装置b处存在的缺点是__________________________________。
(7)产物TiCl4在热潮湿空气中“发烟”生成TiO2•xH2O,反应方程式为__________________。
『答案』
(1).球形冷凝管
(2).检查装置的气密性(3).增大接触面积,使反应更充分,炭粉稍过量,提高钛铁矿利用率(4).将生成的TiCl4气体完全排入C装置中(5).2FeTiO3+7Cl2+6C
2TiCl4+2FeCl3+6CO(6).冷凝或凝结FeCl3固体,除去FeCl3(7).缺少吸收CO防止污染大气的装置(8).TiCl4+(2+x)H2O
TiO2•xH2O+4HCl
【分析】浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,制取得到的Cl2中含有杂质HCl及水蒸气,用饱和NaCl溶液除去HCl,然后经浓硫酸干燥得到纯净Cl2,在A中与钛铁矿及焦炭在加热时发生反应产生TiCl4、FeCl3及水,在B装置中控制温度在150~200℃,将FeCl3冷凝分离除去,C收集产品,D装置用碱石灰吸收反应中剩余的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入C装置,但该装置缺少对CO处理的装置。
【详解】
(1)仪器a为球形冷凝管;装置组装好以后,加入试剂之前须进行的操作是检查装置的气密性;
(2)实验中先将钛铁矿粉碎,并与稍过量的炭粉混合均匀,制成多孔状固体混合物,可增大反应物接触面,炭粉稍过量,可以提高钛铁矿利用率;
(3)实验中两次通入N2,第一次通入是排出装置中的空气,防止其干扰实验,第二次通入N2的作用是将生成的TiCl4气体完全排入冷凝管冷却;
(4)干燥纯净的氯气在A中与FeTiO3和炭粉的混合物反应生成四氯化钛和氯化铁,其化学反应方程式为:
2FeTiO3+7Cl2+6C
2TiCl4+2FeCl3+6CO;
(5)因为反应生成四氯化钛和氯化铁,而四氯化钛常温下为液体,沸点136.4℃,氯化铁的熔点306℃,沸点315℃,装置B的控温箱温度在150~200℃,就可以使氯化铁凝结为固体,从而可以让将生成的TiCl4气体完全排入冷凝管冷却,并且与氯化铁分离;
(6)D装置用碱石灰吸收反应中剩余的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入C装置,但该装置缺少对CO处理的装置;
(7)产物TiCl4在热潮湿空气中“发烟”生成TiO2•xH2O,反应的化学方程式为TiCl4+(x+2)H2O
TiO2•xH2O↓+4HCl。
【点睛】本题考查了物质制备方案设计,涉及化学方程式的书写、实验方案评价、环境保护等,明确实验原理及实验基本操作方法、知道各个装置作用是解本题关键,注意相关基础知识的学习与积累,题目侧重考查学生的分析问题和解决问题的能力。
11.某化学小组在实验室模拟从铜银合金废料中回收银,并制备化工产品CuAlO2,此过程的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)在___________(填仪器名称)中锻烧固体C生成CuAlO2,操作1中系列操作名称
_________________。
(2)稀硫酸不能换成稀硝酸的原因是_____________________________________________(用必要的文字和离子方程式表示)。
(3)在生成固体C的步骤中,需控制加入的NaOH不能过量,原因是__________________________________________(用离子方程式表示)。
(4)将固体C在稀有气体中锻烧,固体的质量在加热的过程中随温度变化的曲线如图所示:
则在T1时发生反应物质的质量为_______g;在T2时发生反应的物质为_______(填化学式);在T3时发生反应的化学方程式为________________________________________。
『答案』
(1).坩埚
(2).过滤、洗涤、干燥(3).稀硝酸能与Ag发生反应,反应的离子方程式为3Ag+4H++NO3-(稀)=3Ag++NO↑+2H2O(4).Al(OH)3+OH-=[Al(OH)]4-(5).4.9(6).Al(OH)3(7).4CuO+2Al2O3
4CuAlO2+O2↑
【分析】由工艺流程图可知,废料在空气中熔炼时,Cu被氧化,滤渣中含有CuO及少量Ag,向滤渣中加入硫酸进行酸浸,CuO与硫酸反应,过滤得到硫酸铜溶液(含有硫酸),滤渣B为Ag;在硫酸铜溶液中加入硫酸铝、氢氧化钠,煮沸、过滤得到Al(OH)3和Cu(OH)2,灼烧中会得到CuO、Al2O3,二者煅烧可得到CuAlO2,以此解答该题。
【详解】
(1)在坩埚中锻烧固体C生成CuAlO2,操作1中系列操作名称为过滤、洗涤、干燥,以得到纯净的Al(OH)3和CuO;
(2)硝酸具有强氧化性,稀硫酸不能换成稀硝酸,原因是稀硝酸能与Ag发生反应;反应的离子方程式为3Ag+4H++NO3-(稀)=3Ag++NO↑+2H2O;
(3)在生成固体C的步骤中,需控制加入的NaOH不能过量,防止发生Al(OH)3+OH-=[Al(OH)]4-而使氢氧化铝溶解;
(4)T1时涉及反应Cu(OH)2
CuO+H2O,T2时涉及2Al(OH)3
Al2O3+3H2O,T1时固体减少质量为0.9g,为水的质量,其物质的量为0.05mol,则反应物质的质量为0.05mol×98g/mol=4.9g,T3时为CuO和Al2O3的反应,方程式为4CuO+2Al2O3
4CuAlO2+O2↑。
【点睛】本题考查了物质分离提纯基本操作和综合应用,注意把握常见物质或离子的分离提纯方法,特别注意题中所给信息的灵活处理,侧重考查学生的分析能力和应用能力。