专题升级训练十 常见元素及其化合物(2)
(时间：45分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分，每小题只有一个正确答案)
1．下列有关Cl、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是( )
A．漂白粉的成分为次氯酸钙
B．实验室可用浓硫酸干燥氨气
C．实验室可用NaOH溶液处理NO2和HCl废气
D．Al2(SO4)3可除去碱性废水及酸性废水中的悬浮颗粒
2．下图所示的实验或操作中，能达到实验目的的是( )
3．某溶液中只可能含有下列离子中的几种：K＋、NO、SO、NH、CO(不考虑少量的H＋与OH－)，取200 mL该溶液分成两等份，进行以下实验：(1)第一份加入足量的烧碱并加热，产生的气体在标准状况下为224 mL。(2)第二份先加足量的盐酸无现象，再加足量的BaCl2，得到2.33 g固体，则该溶液中( )
A．可能含有K＋
B．肯定含有NO、SO、NH、CO
C．一定不含有NO
D．一定含有K＋且c(K＋)≥0.1 mol·L－1
4．下列化学实验事实及其解释都正确的是( )
A．滴有酚酞的碳酸氢钠溶液呈浅红色，微热后红色加深，是因为碳酸氢钠分解生成了碳酸钠
B．粗锌与稀硫酸反应制氢气比纯锌快，是因为粗锌比纯锌还原性强
C．用洁净的玻璃管向包有Na2O2的脱脂棉吹气，脱脂棉燃烧，说明CO2、H2O与Na2O2反应是放热反应
D．向溴水中滴入植物油，振荡后，油层显无色，说明溴不溶于油脂
5．下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是( )
A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料
B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂
C．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性
D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯
6．下列推断正确的是( )
A．SiO2是酸性氧化物，能与NaOH溶液反应
B．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同
C．CO、NO、NO2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在
D．新制氯水显酸性，向其中滴加少量紫色石蕊试液，充分振荡后溶液呈红色
二、选择题(本题包括2小题，每小题6分，共12分，每小题有两个正确答案)
7．有四种金属A、B、C、D，它们与浓盐酸反应时，只有A不反应，把这四种混合物加入盐酸，其中B、C溶解，过滤后，在滤液中加入过量的NaOH溶液，可得到C离子的沉淀，则这四种金属的活动性强弱的顺序可能是( )
A．BCDA B．ABCD
C．CBDA D．DCBA
8．现有下列试剂：①食盐水 ②稀硫酸 ③氯化铁 ④盐酸 ⑤NaOH溶液 ⑥硝酸银 ⑦硝酸钾，如将Cu转化为CuCl2，可采用的一组试剂是( )
A．④⑤⑥ B．③④⑤
C．①②③ D．④⑤⑦
三、简答题(本题包括4小题，共64分)
9．(16分)氯碱工业是高耗能产业，为了提高原料的利用率，将电解的Y气体作为燃料电池的燃料，为电解池供电；X气体作为钛的冶炼原料，在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中氯碱工业装置中的电极未标出，所用的离子交换膜只允许阳离子通过。
(1)①上图中的节能型氯碱工业部分，X、Y分别是________、________(填化学式)，分析比较图示中NaOH质量分数a%与b%的大小__________；②写出燃料电池B中正极上发生的电极反应：______________；
(2)写出钛铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式______________________________；
(3)TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟，白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3，写出该反应的化学方程式______________________________；
(4)已知：①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s) ΔH＝－641 kJ·mol－1，②1/2Ti(s)＋Cl2(g)===1/2TiCl4(l) ΔH＝－385 kJ·mol－1。则2Mg(s)＋TiCl4(l)===2MgCl2(s)＋Ti(s)的反应热为________。
10．(16分)某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题：
(1)操作②中玻璃棒的作用是____________________________________________；
(2)操作③中灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为________(填化学式)；
(3)操作④中的试管加入③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色固体为________(填化学式)；
(4)该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：
实验目的
操作
实验现象
结论
检验Cl－
取少许滤液于试管中，______
产生白色沉淀
含有Cl－
检验
NH
取少许滤液于试管中，______
________________
含有NH
检验
Zn2＋
取少许滤液于试管中，加入稀氨水
先产生白色沉淀，继续加入氨水，沉淀又溶解
含有Zn2＋
11．(16分)磁材氧化铁的化学名称是氧化铁(Fe2O3)，它是电子、电信工业的磁性材料，工业上采用生产钛白粉的下脚料(含大量FeSO4的废液)为原料来制备磁材氧化铁。
已知煅烧中的化学反应方程式为：FeCO3FeO＋CO2↑，4FeO＋O22Fe2O3
(1)用98%的H2SO4配制500 mL的20%的H2SO4，所需玻璃仪器是________。
A．玻璃棒 B．烧杯
C．漏斗 D．250 mL容量瓶
E．500 mL容量瓶 F．胶头滴管
(2)浓缩结晶后得到的晶体是________________(填化学式)，A中溶质是____________；此溶液中各离子的浓度大小比较为______________________________________。
(3)20% H2SO4和铁皮的作用分别是________________________________________。
(4)检验滤液中含有NH的方法是____________________________________________。
(5)写出步骤“合成”中发生的化学变化(用化学方程式表示)：________________________。
12．(16分)化学兴趣小组同学运用类比学习的思想，探究过氧化钠与二氧化硫的反应。小组同学改进了下图所示的装置进行实验。充分反应，B中固体由淡黄色变为白色(Na2O2完全反应)，将带火星的木条插入试管C中，木条复燃。[来源:Zxxk.Com]
试回答下列问题：
(1)请你完成装置改进的措施和理由：
①措施：在A、B之间加一个干燥管，理由______________________。
②措施：________________，理由____________________。
(2)某同学推断该白色固体为Na2SO3，则其所类比的化学反应是________________(用化学方程式表示)。任何的推论都要经过检验，请完成对白色固体成分的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、药匙、滴管、酒精灯、带单孔胶塞的导管、棉花、试管夹；3 mol·L－1 HCl、6 mol·L－1 HNO3、NaOH稀溶液、蒸馏水、1 mol·L－1 BaCl2溶液、澄清石灰水、品红溶液。[来源:学#科#网Z#X#X#K]
假设反应生成的物质是Na2SO4，如何用实验证明。(步骤、药品、现象、结论)。
参考答案
一、选择题[来源:学科网ZXXK]
1．C 解析：漂白粉的成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2；氨气应用碱石灰干燥，用浓硫酸干燥会发生反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；NO2、HCl等酸性气体可用NaOH溶液来吸收；明矾净水原理是Al3＋水解生成的Al(OH)3胶体吸附悬浮物质，从而达到净水目的，废水呈酸性会抑制Al3＋的水解，呈碱性则将大量Al3＋沉淀掉，所以均不宜用Al2(SO4)3来净化，应该先中和，后用Al2(SO4)3处理。
2．A 解析：B项SO2被NaOH溶液吸收，C项应从右端进气，D项应用向下排空气法。
3．D 解析：由(1)知每份溶液中含n(NH)＝0.01 mol。由(2)知每份溶液中含n(SO)＝0.01 mol且无CO，由此知溶液中一定有NH、SO，一定无CO，而NO无法确定，因NH所带正电荷总数小于SO所带的负电荷数，故一定有K＋，若无NO，由电荷守恒原理可求得n(K＋)＝0.01 mol，c(K＋)＝0.1 mol·L－1，若有NO，则c(K＋)＞0.1 mol·L－1。
4．C 解析：A项，对碳酸氢钠溶液微热，HCO水解程度增大，碱性增强；B项，粗锌中的Zn、杂质与稀硫酸组成原电池，发生原电池反应，速率增大；D项，植物油使溴水褪色，是因为植物油中含有，和Br2发生了加成反应。
5．D 解析：石油的主要成分是烷烃、环烷烃、芳香烃，分馏时不会得到烯烃和二烯烃。
6．A 解析：A项，SiO2是酸性氧化物，对应的酸是硅酸，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O；B项，Na2O与CO2反应生成Na2CO3，Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和氧气；C项，CO、NO、NO2都有毒，都是大气污染物，NO和空气中的O2反应生成NO2，不能稳定存在；D项，新制氯水显酸性，有强氧化性，向其中滴加少量石蕊试液，先变红(因为酸性)后褪色(因为氯水的强氧化性)。
二、选择题
7．AC 解析：活泼性Na＞Mg，NaOH可溶而Mg(OH)2不可溶于过量NaOH，而活泼性Mg＞Al，但A(OH)3可溶于过量NaOH。此处为易错点，会出现答案漏选现象。由A、B、C、D与浓HNO3反应的情况，得出A最不活泼，由它们与盐酸的反应得出D的活泼性强于A而弱于B、C。在含B、C离子的滤液中加入过量的NaOH溶液，可得C离子的沉淀，此信息无法判断B、C的活泼性顺序，其活泼性与其氢氧化物是否沉淀无关。
8．AD 解析：解该题时要注意所给试剂应适当调配顺序，有的试剂则可重复使用。A项Cu可以先和适量⑥AgNO3发生置换反应得到Cu(NO3)2，然后向Cu(NO3)2溶液中加入NaOH溶液，生成Cu(OH)2沉淀，滤出，将沉淀溶于适量盐酸，则得到CuCl2溶液；B项Cu与FeCl3反应生成FeCl2和CuCl2，然后加入NaOH溶液，Cu2＋与Fe2＋(可能还有Fe3＋)同时沉淀下来，过滤，将滤出的沉淀溶于盐酸，CuCl2溶液中混有了FeCl3；D项中可将④HCl与⑦KNO3先混合，相当于稀硝酸加入Cu，得Cu(NO3)2溶液，接下步骤同A选项。其中盐酸则使用了两次。
三、简答题
9．答案：(1)①Cl2 H2 a%小于b%
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
(2)2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋2TiCl4＋6CO
(3)TiCl4＋3H2O===H2TiO3＋4HCl
(4)－512 kJ·mol－1
解析：(1)本题节能型电解槽以氢氧燃料电池为电源电解饱和食盐水，即NaOH做电解质溶液的碱性电池，显然X气体为Cl2，应用于制备金属钛，Y气体为H2，应用于燃料电池，因为燃料电池生成水，所以电池工作一段时间会使氢氧化钠溶液的浓度减小。正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)根据框图知该反应为FeTiO3与焦炭和氯气反应生成FeCl3、TiCl4和CO，反应条件为高温。(3)TiCl4暴露在潮湿空气中冒白烟，为水解反应，生成H2TiO3和HCl，白烟主要为白色的二氧化钛的水合物H2TiO3。(4)根据盖斯定律，①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s) ΔH＝－641 kJ·mol－1，②1/2Ti(s)＋Cl2(g)===1/2TiCl4(l) ΔH＝－385 kJ·mol－1，①×2－②×2，得到总反应2Mg(s)＋TiCl4(l)===2MgCl2(s)＋Ti(s)的热化学方程式的ΔH＝(－641)×2－(－385)×2＝－512 kJ·mol－1。
10．答案：(1)引流
(2)C
(3)MnO2
(4)
实验目的
操作
实验现象
结论
检验Cl－
加入硝酸酸化的硝酸银溶液
[来源:学#科#网Z#X#X#K]
检验
NH
取少许滤液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液并加热，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口附近
石蕊试纸变蓝色
解析：(1)操作②是过滤，玻璃棒的作用是引流。(2)使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2，应该含有碳元素，原来是黑色固体，则可推断是碳单质。(3)能使带火星的木条复燃的气体是O2，H2O2在催化剂作用下分解得到氧气，则黑色固体是MnO2。(4)检验Cl－要用硝酸和硝酸银溶液，或者是硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀；根据NH和OH－在加热条件下生成NH3，利用NH3是碱性气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝色进行检验。
11．答案：(1)ABEF
(2)FeSO4·7H2O (NH4)2SO4 c(NH)＞c(SO)＞c(H＋)＞c(OH－)
(3)硫酸的作用是抑制Fe2＋的水解，铁皮的作用是防止Fe2＋的氧化
(4)用试管取滤液少许，加入足量的NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝色，则证明滤液中含有NH
(5)FeSO4＋2NH4HCO3===FeCO3↓＋(NH4)2SO4＋CO2↑＋H2O
12．答案：(1)①产生的二氧化硫没有干燥，水蒸气会与Na2O2反应 ②在B、C之间加一个装有NaOH溶液的洗气瓶 除去SO2气体，防止污染空气
(2)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
取少量白色固体于试管中，加足量稀盐酸，无气泡产生，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则该白色固体为Na2SO4。[来源:学科网ZXXK]
解析：本题是一道实验探究题。(1)该实验的原理是在试管中反应制得SO2，SO2上升到硬质试管中与Na2O2反应生成O2以备检验。但是SO2未进行干燥处理就与Na2O2接触，其中的水蒸气也能与Na2O2反应生成O2，故需在A、B之间加一个干燥管。同时产生的SO2将Na2O2反应完，有SO2剩余，应在O2检验前将其除去，避免对空气造成污染。(2)某同学推断该白色固体为Na2SO3，该反应和Na2O2与CO2反应相似。
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