C单元金属及其化合物
C1 钠及其化合物
10.D4 C3 C1 D1 C5 D5
[2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
NH4Cl为强酸弱碱盐
用加热法除去 NaCl中的NH4Cl
B
Fe3＋具有氧化性
用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋
C
溶解度：CaCO3NaHCO3，陈述Ⅰ正确，陈述Ⅱ错误，C项错误；HF是唯一能与SiO2反应的酸，玻璃的主要成分是SiO2，则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，陈述Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系，D项正确。
7．C1 D5 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 化学无处不在，下列与化学有关的说法不正确的是( )
A．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B．可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C．碘是人体必需的微量元素，所以要多吃富含高碘酸的食物
D．黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
7．C [解析] 侯氏制碱法的基本原理是先利用NH3将食盐水饱和，然后通入CO2，溶解度较小的NaHCO3析出，NH3＋NaCl＋H2O＋CO2===NH4Cl＋NaHCO3↓，煅烧NaHCO3得到Na2CO3，2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，利用低温时NH4Cl比NaCl溶解度小的原理，向母液中加入NaCl粉末，则NH4Cl析出，得到化肥NH4Cl，A项正确；氨气可以与浓盐酸反应生成白烟状的NH4Cl固体颗粒，可检验输氨管道是否漏气，B项正确；微量元素不宜多吃，补充碘可在食盐中添加碘酸钾，C项错误；黑火药由C、S、KNO3三物质按一定比例混合而成，D项正确。
C2 镁、铝及其化合物
23.E1 C2 G4 G2 G3 G1 C3 F4
[2013·福建卷] 利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S 废气制取氢气，既价廉又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为________。
②常温下，不能与M单质发生反应的是____________(填序号)。
a．CuSO4溶液 b．Fe2O3 c．浓硫酸
d．NaOH溶液 e．Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法
已知：H2S(g)H2(g)＋S2(g)
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L－1测定H2S的转化率，结果见图0。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算 985 ℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K＝________；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：________________________________________________________________________。
图0
②电化学法
该法制氢过程的示意图如图0。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是________________________________________________________________________；
反应池中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________。
图0
23．[答案] (1)①
②b、e
(2)① 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)
②增大反应物接触面积，使反应更充分
H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl
2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑
[解析] (1)①无机材料K2O·M2O3·2RO2·nH2O中钾元素显＋1价，氧元素显－2价，氢元素显＋1价，则M显＋3价，R显＋4价；第3周期主族元素质子数之和为27，则M、R原子的质子数分别为13、14，M、R分别是铝、硅，由此可以画出硅的原子结构示意图；由金属活动性顺序可得，铝比铜活泼，则铝与硫酸铜溶液可以发生置换反应，即2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu，a项错误；虽然铝比铁活泼，但是铝与氧化铁在高温下才能发生铝热反应，即2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，而常温下则不能反应，b项正确；浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铝钝化，铝表面生成一层致密的保护膜，钝化是化学变化，c项错误；氢氧化钠是强碱，铝元素位于元素周期表中金属和非金属交界线附近，其单质与NaOH溶液容易反应，放出气体，即2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，d项错误；铝不如钠活泼，常温下铝不能与碳酸钠固体反应，e项正确；(2)①H2S的起始浓度为c mol·L－1，985 ℃时H2S的平衡转化率为40%，则H2S的变化浓度为0.4c mol·L－1，则：
H2S(g)H2 (g)＋S2 (g)
c 0 0
0.4c 0.4c 0.2c
0.6c 0.4c 0.2c
K＝＝＝；
读图可得，未达平衡时H2S的转化率逐渐增大，原因是温度逐渐升高，H2S分解的反应速率逐渐增大，消耗的H2S逐渐增多；已达平衡后H2S的平衡转化率逐渐增大的原因是H2S分解是吸热反应，升高温度时平衡右移，消耗的H2S增多；
②读图可得，H2S气体从反应池底部通入，FeCl3溶液从反应池顶部喷下，这种采用气液逆流方式加入反应物的主要目的是增大反应物接触面积，使反应更充分；读图可得，H2S中S被氧化，该反应中降价元素一定是铁元素，由＋3价降为相邻的＋2价，则FeCl3被还原为FeCl2，配平可得：H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl；反应池中反应后溶液中主要成分是FeCl2、HCl，电解池中含有的Fe2＋被氧化为Fe3＋，H＋被还原为H2，电解总反应的离子方程式：2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑。
32．F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2
[2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
图0
[注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]
(1)电解精炼银时，阴极反应式为________________________________________________________________________；
滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)固体混合物B的组成为________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
CuO＋____Al2O3____CuAlO2＋________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________________________________________________________________________
____________、过滤、洗涤和干燥。
32．[答案] (1)Ag＋＋e－===Ag 2NO＋O2===2NO2
(2)Al(OH)3和CuO Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑
(4)50 25
(5)蒸发浓缩，冷却结晶
[解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似，纯银作阴极，粗银作阳极，硝酸银溶液作电解液，阳极主要反应式为Ag－e－===Ag＋，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag；银是金属活动顺序表中氢后金属，不溶于稀硫酸，因为稀硫酸是非氧化性酸，则滤渣A的主要成分是Ag，稀硝酸是氧化性酸，能溶解银，即3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，产生的无色气体一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体，即2NO＋O2===2NO2；(2)CuAlO2中氧为－2价，铝为＋3价，则铜为＋1价，其化学式也可以写为Cu2O·Al2O3，相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为1∶1熔合在一起，由此逆推，固体B的主要成分是物质的量之比为1∶1的Al(OH)3和CuO，因为Cu(OH)2开始分解的温度为80 ℃，水的沸点大于80 ℃，则煮沸前后发生的反应为Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓、Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2CuO＋H2O，Al(OH)3开始分解的温度为450 ℃，在惰性气体中锻烧时发生的反应为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O、4CuO2Cu2O＋O2↑；氢氧化铝是两性氢氧化物，NaOH是强碱，过量的NaOH能溶解部分或全部氢氧化铝，其离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，这必将导致目标产物产量的减少；(3)根据氧化还原反应的特征推断，铜元素由＋2价降为＋1价，铝元素化合价不变，由此推断反应前后升价元素一定是氧，且化合价由－2价升为相邻的0价，即缺少的生成物为氧气；根据化合价升降法配平可得：4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑；(4)5.0 kg＝5.0×103 g，银铜合金废料中铜的质量为5.0×103 g×63.5%，由＝n可知n(Cu)为5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol＝50 mol，根据铜守恒则有关系式：Cu～CuAlO2，则铜完全转化可以变为50 mol CuAlO2；根据铝守恒则有关系式：Al2(SO4)3～2CuAlO2，则至少需要25 mol Al2(SO4)3；由V＝可求至少需要V[Al2(SO4)3]＝25 mol÷1.0 mol/L＝25 L；(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物CuSO4·5H2O，从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
29．C2 D1 F4 (15分)[2013·全国卷] 铝是一种应用广泛的金属，工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下：
图0
②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下：
图0
回答下列问题：
(1)写出反应1的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是________，反应2的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)E可作为建筑材料，化合物C是____________，写出由D制备冰晶石的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)电解制铝的化学方程式是________________________________________________________________________，
以石墨为电极，阳极产生的混合气体的成分是________________。
29．[答案] (1)2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O
2NaOH＋Al2O3===2NaAlO2＋H2O
(2)CaSiO3 2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO
(3)浓H2SO4
12HF＋3Na2CO3＋2Al(OH)3===2Na3AlF6＋3CO2＋9H2O
(4)2Al2O34Al＋3O2↑ O2、CO2(CO)
[解析] (1)反应1为铝土矿中的Al2O3、SiO2与NaOH反应；(2)滤液Ⅰ含SiO、AlO，加入CaO后，与水反应生成Ca(OH)2，Ca2＋与SiO反应生成CaSiO3。滤液Ⅱ为AlO，能与CO2、H2O反应生成Al(OH)3。(3)E为建筑材料硫酸钙，结合转化关系可确定C为浓硫酸。气体D为HF，再结合转化关系，可完成化学方程式。(4)电解氧化铝制备铝，以石墨为阳极，阳极2O2－－4e－===O2↑，高温条件下，石墨可能被O2氧化生成CO2或CO，故混合气体为O2、CO2或CO。
9．C2 [2013·山东卷] 足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( )
A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸
C．盐酸 D．稀硝酸
9．A [解析] 相同质量的铝与足量的NaOH溶液、稀硫酸、盐酸反应，放出氢气的物质的量相等，但消耗相应溶液中溶质的物质的量之比为2∶3∶6；稀硝酸与Al反应不能产生氢气，故正确答案为A。
27．B3 C2 C3 J2
[2013·北京卷] 用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将MnO氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
MnO＋ＫFe2＋＋Ｋ________＝Mn2＋＋ＫFe3＋＋Ｋ________
(3)已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：一定条件下，MnO可与Mn2＋反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓盐酸并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是________________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是________________________________________________________________________。
27．[答案] (1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)5 8H＋ 5 4H2O
(3)pH约为3时，Fe2＋和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2＋氧化为Fe3＋，可使铁完全沉淀
(4)①生成黄绿色气体
②除去过量的MnO
[解析] (2)首先根据化合价升降总数可知Fe2＋、Fe3＋的化学计量数均为5；然后根据电荷守恒可知反应物中的缺项为8H＋；最后根据原子守恒可知生成物中的缺项为4H2O。
(3)向滤液中加入过量KMnO4溶液是为了将Fe2＋氧化为Fe3＋，因为pH约为3时，Fe3＋已经完全沉淀，而Al3＋还未沉淀，从而达到使铁元素完全沉淀的目的。
(4)①加热MnO2和浓盐酸的混合物可产生黄绿色的氯气。②根据题给已知条件可知，Ⅳ中加入MnSO4是为了将过量MnO沉淀为MnO2，从而达到除去过量MnO的目的。
7．B3 C2 C3 D4
[2013·四川卷] 1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( )
A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L
C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%
D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL
7．D [解析] c(HNO3)＝＝14.0 mol/L，B项正确；1 mol Cu(或Mg)失去2 mol e－后形成的Cu2＋(或Mg2＋)需结合2 mol OH－完全转化为沉淀，即镁铜合金失去电子的物质的量等于形成沉淀时结合OH－的物质的量，最后生成沉淀2.54 g，增加的质量即是m(OH－)＝2.54 g－1.52 g＝1.02 g，即n(OH－)＝＝0.06 mol，结合氧化还原反应电子转移守恒关系得：n(NO2)＋n(N2O4)×2＝0.06 mol、n(NO2)＋n(N2O4)＝＝0.05 mol；二式联立可解得：n(NO2)＝0.04 mol，n(N2O4)＝0.01 mol，C项正确；利用合金质量和失去电子的物质的量可得：n(Cu)×64 g·mol－1＋n(Mg)×24 g·mol－1＝1.52 g和n(Cu)×2＋n(Mg)×2＝0.06 mol；二式联立可解得：n(Cu)＝0.02 mol，n(Mg)＝0.01 mol，A项正确；利用氮守恒可知溶解合金后溶液中含有c(NO)＝0.05 L×14 mol/L－0.04 mol－0.01 mol×2＝0.64 mol，加入NaOH当离子恰好全部沉淀时，溶液为NaNO3溶液，利用原子守恒加入n(NaOH)＝n(NO)，故加入V(NaOH)＝0.64 mol÷1.0 mol·L－1＝640 mL, D项错误。
28. C2 F2 F3
[2013·新课标全国卷Ⅰ] 二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(Ⅰ)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH (g)
ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1
(Ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1
水煤气变换反应：
(Ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1
二甲醚合成反应：
(Ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH4＝－24.5 kJ·mol－1
回答下列问题：
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(Ⅳ)对于CO转化率的影响________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________________________________________________________________。
根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)有研究者在催化剂(含Cu－Zn－Al－O和Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下，由H2和CO直接制备二甲醚，结果如图0所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是________________________________________________________________________。
图0
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW·h·kg－1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生________个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E＝________________________________________________________________________
(列式计算。能量密度＝，1 kW·h＝3.6×106 J)。
28．[答案] (1)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
(2)消耗甲醇，促进甲醇合成反应(Ⅰ)平衡右移，CO转化率增大；生成的H2O，通过水煤气变换反应(Ⅲ)消耗部分CO
(3)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ·mol－1 该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2转化率增大，CH3OCH3产率增加。压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
(4)反应放热，温度升高，平衡左移
(5)CH3OCH3＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋ 12 ÷
(3.6×106 J·kW－1·h－1)＝8.39 kW·h·kg－1
[解析] (2)反应(Ⅰ)、(Ⅲ)与CO有关。反应(Ⅰ)中的CH3OH是反应(Ⅳ)的反应物，反应(Ⅳ)生成的H2O是反应(Ⅲ)的反应物，从影响平衡的因素分析知两者均使CO转化率变大。
(3)由盖斯定律(Ⅰ)×2＋(Ⅳ)得：4H2(g)＋2CO(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ·mol－1。
(4)该反应为放热反应，其他条件不变的情况下，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低。
(5)正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O；负极反应必有H＋生成，由电荷守恒、元素守恒得3H2O＋CH3OCH3－12e－===2CO2＋12H＋；1个CH3OCH3分子失去12e－；假定燃料质量为1 kg，由能量密度计算方法列式计算即可。
C3 铁、铜及其化合物
16.B1 C3 J5
[2013·江苏卷] 氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：
图0
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4＋C2MgO＋2SO2↑＋CO2↑；
MgSO4＋CMgO＋SO2↑＋CO↑；
MgSO4＋3CMgO＋S↑＋3CO↑。
利用如图0装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
图0
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a．NaOH溶液 b．Na2CO3溶液
c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________________。
16．[答案] (1)MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O
(2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO
②d
③3S＋6OH－2S2－＋SO＋3H2O
[解析] (1)MgCO3为难溶性物质，写离子方程式不能拆分成离子。(2)根据菱镁矿的成分，可知滤液中含有Fe2＋，H2O2的作用是将Fe2＋氧化成Fe3＋。加入稀硫酸则溶液显酸性，所以离子方程式为2FeSO4＋H2SO4＋H2O2===Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)要提取镁元素，必须除去不溶性杂质和铁元素。根据流程图可知滤渣1是不溶性杂质，滤渣2中含的是铁元素。结合加入一水合氨和H2O2，可知滤渣2是Fe(OH)3。(4)根据反应原理，可知气体中含有SO2、CO2、CO和硫蒸气。①D采用排水集气法，气体必然不溶于水，所以是CO。②SO2和CO2均属于酸性氧化物，均能与NaOH、Na2CO3溶液反应，达不到分离的目的，a、b错误。SO2与稀HNO3反应同时得到NO，产生新杂质，干扰后续操作，c错误。SO2能被酸性KMnO4溶液氧化，而且没有新气体生成，d正确。③根据“淡黄色固体”，可知A中是硫单质。产物中有＋4价硫，说明是Na2SO3，进而可知发生氧化还原反应，必然有部分硫化合价降低转化成Na2S。根据化合价升降总数相等，所以有3S＋6OH－SO＋2S2－＋3H2O。
6．C3 D5
[2013·江苏卷] 甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有如下转化关系：甲乙丙。下列有关物质的推断不正确的是( )
A．若甲为焦炭，则丁可能是O2
B．若甲为SO2，则丁可能是氨水
C．若甲为Fe，则丁可能是盐酸
D．若甲为NaOH溶液，则丁可能是CO2
6．C [解析] C在O2中不完全燃烧生成CO，CO继续与O2燃烧后生成CO2，CO2与C在高温条件下能生成CO，A项正确；根据反应SO2＋NH3·H2O===NH4HSO3、NH4HSO3＋NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O、(NH4)2SO3＋SO2＋H2O===2NH4HSO3，B项正确；铁与盐酸反应只能生成FeCl2，无法实现上述转化关系，C项错误；根据反应CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O、Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3、NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O，D项正确。
23．E1 C2 G4 G2 G3 G1 C3 F4
[2013·福建卷] 利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S 废气制取氢气，既价廉又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为________。
②常温下，不能与M单质发生反应的是____________(填序号)。
a．CuSO4溶液 b．Fe2O3 c．浓硫酸
d．NaOH溶液 e．Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法
已知：H2S(g)H2(g)＋S2(g)
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol·L－1测定H2S的转化率，结果见图0。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线，b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。据图计算 985 ℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K＝________；说明随温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因：________________________________________________________________________。
图0
②电化学法
该法制氢过程的示意图如图0。反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是________________________________________________________________________；
反应池中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程式为________________________________________________________________________________。
图0
23．[答案] (1)①
②b、e
(2)① 温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短(或其他合理答案)
②增大反应物接触面积，使反应更充分
H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl
2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑
[解析] (1)①无机材料K2O·M2O3·2RO2·nH2O中钾元素显＋1价，氧元素显－2价，氢元素显＋1价，则M显＋3价，R显＋4价；第3周期主族元素质子数之和为27，则M、R原子的质子数分别为13、14，M、R分别是铝、硅，由此可以画出硅的原子结构示意图；由金属活动性顺序可得，铝比铜活泼，则铝与硫酸铜溶液可以发生置换反应，即2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu，a项错误；虽然铝比铁活泼，但是铝与氧化铁在高温下才能发生铝热反应，即2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，而常温下则不能反应，b项正确；浓硫酸具有强氧化性，常温下能使铝钝化，铝表面生成一层致密的保护膜，钝化是化学变化，c项错误；氢氧化钠是强碱，铝元素位于元素周期表中金属和非金属交界线附近，其单质与NaOH溶液容易反应，放出气体，即2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，d项错误；铝不如钠活泼，常温下铝不能与碳酸钠固体反应，e项正确；(2)①H2S的起始浓度为c mol·L－1，985 ℃时H2S的平衡转化率为40%，则H2S的变化浓度为0.4c mol·L－1，则：
H2S(g)H2 (g)＋S2 (g)
c 0 0
0.4c 0.4c 0.2c
0.6c 0.4c 0.2c
K＝＝＝；
读图可得，未达平衡时H2S的转化率逐渐增大，原因是温度逐渐升高，H2S分解的反应速率逐渐增大，消耗的H2S逐渐增多；已达平衡后H2S的平衡转化率逐渐增大的原因是H2S分解是吸热反应，升高温度时平衡右移，消耗的H2S增多；
②读图可得，H2S气体从反应池底部通入，FeCl3溶液从反应池顶部喷下，这种采用气液逆流方式加入反应物的主要目的是增大反应物接触面积，使反应更充分；读图可得，H2S中S被氧化，该反应中降价元素一定是铁元素，由＋3价降为相邻的＋2价，则FeCl3被还原为FeCl2，配平可得：H2S＋2FeCl3===2FeCl2＋S↓＋2HCl；反应池中反应后溶液中主要成分是FeCl2、HCl，电解池中含有的Fe2＋被氧化为Fe3＋，H＋被还原为H2，电解总反应的离子方程式：2Fe2＋＋2H＋2Fe3＋＋H2↑。
32．F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2
[2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
图0
[注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]
(1)电解精炼银时，阴极反应式为________________________________________________________________________；
滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)固体混合物B的组成为________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
CuO＋____Al2O3____CuAlO2＋________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________________________________________________________________________
____________、过滤、洗涤和干燥。
32．[答案] (1)Ag＋＋e－===Ag 2NO＋O2===2NO2
(2)Al(OH)3和CuO Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑
(4)50 25
(5)蒸发浓缩，冷却结晶
[解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似，纯银作阴极，粗银作阳极，硝酸银溶液作电解液，阳极主要反应式为Ag－e－===Ag＋，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag；银是金属活动顺序表中氢后金属，不溶于稀硫酸，因为稀硫酸是非氧化性酸，则滤渣A的主要成分是Ag，稀硝酸是氧化性酸，能溶解银，即3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，产生的无色气体一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体，即2NO＋O2===2NO2；(2)CuAlO2中氧为－2价，铝为＋3价，则铜为＋1价，其化学式也可以写为Cu2O·Al2O3，相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为1∶1熔合在一起，由此逆推，固体B的主要成分是物质的量之比为1∶1的Al(OH)3和CuO，因为Cu(OH)2开始分解的温度为80 ℃，水的沸点大于80 ℃，则煮沸前后发生的反应为Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓、Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2CuO＋H2O，Al(OH)3开始分解的温度为450 ℃，在惰性气体中锻烧时发生的反应为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O、4CuO2Cu2O＋O2↑；氢氧化铝是两性氢氧化物，NaOH是强碱，过量的NaOH能溶解部分或全部氢氧化铝，其离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，这必将导致目标产物产量的减少；(3)根据氧化还原反应的特征推断，铜元素由＋2价降为＋1价，铝元素化合价不变，由此推断反应前后升价元素一定是氧，且化合价由－2价升为相邻的0价，即缺少的生成物为氧气；根据化合价升降法配平可得：4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑；(4)5.0 kg＝5.0×103 g，银铜合金废料中铜的质量为5.0×103 g×63.5%，由＝n可知n(Cu)为5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol＝50 mol，根据铜守恒则有关系式：Cu～CuAlO2，则铜完全转化可以变为50 mol CuAlO2；根据铝守恒则有关系式：Al2(SO4)3～2CuAlO2，则至少需要25 mol Al2(SO4)3；由V＝可求至少需要V[Al2(SO4)3]＝25 mol÷1.0 mol/L＝25 L；(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物CuSO4·5H2O，从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
31．F2 G4 G1 C3 G2 G3 G5
[2013·广东卷] 大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I－(aq)＋O3(g)===IO－(aq)＋O2(g) ΔH1；
②IO－(aq)＋H＋(aq)HOI(aq) ΔH2；
③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l) ΔH3。
总反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，其反应热ΔH＝________。
(2)在溶液中存在化学平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)，其平衡常数表达式为______________。
(3)为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响(反应体系如图0)，某研究小组测定两组实验中I浓度和体系pH，结果见图1和下表。
图0
图1
编号
反应物
反应前pH
反应后pH
第1组
O3＋I－
5.2
11.0
第2组
O3＋I－＋Fe2＋
5.2
4.1
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②图0中的A为________。由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③第2组实验进行18 s后，I浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。
A．c(H＋)减小 B．c(I－)减小
C．I2(g)不断生成 D．c(Fe3＋)增加
(4)据图1，计算3～18 s内第2组实验中生成I的平均反应速率(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
31．[答案] (1)2NaI＋O3＋H2SO4Na2SO4＋I2＋O2＋H2O或2NaI＋O3＋H2SO4===Na2SO4＋I2＋O2＋H2O等 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
(2)K＝
(3)①反应既消耗了氢离子又生成水，导致溶液中c(H＋)降低，pH升高
②Fe2＋ Fe3＋将I－直接氧化成I2，使溶液中c(I2)增大，促使I2(aq)＋I－I(aq)的平衡右移，消耗的c(H＋)增多
③BC
(4)v(I)＝＝≈5.5×10－4 mol/(L·s)
[解析] (1)臭氧在酸性条件下将碘离子氧化成碘单质的过程由3步反应组成，观察已知3个热化学方程式中的反应物和生成物，发现①＋②＋③可以得出总反应的热化学方程式为2 I－(aq)＋O3(g)＋2H＋(aq)I2(aq) ＋O2(g)＋H2O(l)，根据盖斯定律可得其焓变ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3；氢离子表示强酸如硫酸等，将臭氧持续通入NaI溶液中，总反应的化学方程式是2NaI＋O3＋H2SO4Na2SO4＋I2＋O2＋H2O或2NaI＋O3＋H2SO4===Na2SO4＋I2＋O2＋H2O等；(2)由化学平衡常数定义式可得，I2(aq)＋ I－(aq)I(aq)的平衡常数表达式为；(3)①导致前者反应后pH升高的原因是臭氧将碘离子氧化为I2的总反应的离子方程式为2I－＋O3＋2H＋I2＋O2(g)＋H2O(或者第②③步反应的反应物中都有氢离子，第③步反应的生成物中有水)，既消耗氢离子又生成水，导致溶液的酸性减弱、pH升高；②第一组实验无催化剂，O3将I－氧化成I2分3步进行，第②③步反应都是可逆反应，因此I－的转化率很小；第二组实验有催化剂，能加快反应速率，改变反应的路径，使发生反应所需活化能降低，催化剂的加入将总反应的离子方程式(2I－＋O3＋2H＋I2＋O2＋H2O)一分为二，先后反应的离子方程式为2Fe2＋＋O3＋2H＋===2Fe3＋＋O2＋H2O、2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，且催化剂在反应前后的总质量保持不变，因此图中A为Fe2＋；虽然催化剂(或Fe2＋)不能使总反应2 I－(aq)＋ O3(g)＋2H＋(aq)I2(aq) ＋O2(g)＋H2O(l)所达平衡移动，但是它改变反应的路径，由铁离子生成亚铁离子的过程能显著提高碘离子的转化率的原因是Fe3＋可以将I－直接氧化成I2或2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，使溶液中c(I2)增大，进而使I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的平衡右移，消耗的c(I－)增多；③对比表格中第1、2组实验前后pH可得，第1组pH增大，c(H＋)减小，图中第1组实验所得I浓度曲线先略为增大后几乎不变，第2组pH减小，c(H＋)增大，图中第2组实验所得I浓度曲线先显著增大后逐渐减小至无，根据上述分析可得，若c(H＋)减小，I浓度不会下降，A项错误；若c(I－)减小，则反应③HOI(aq)＋I－(aq)＋H＋(aq)I2(aq)＋H2O(l)的平衡左移，c(I2)也减小，导致I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的平衡左移，所以I浓度下降，B项正确；若I2(g)不断生成，导致I2(aq)I2(g)的溶解平衡右移，既使溶液中c(I2)减小，又使 I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的平衡左移，则I浓度下降，C项正确；若c(Fe3＋)增加，Fe3＋将I－直接氧化成I2或发生反应2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，则溶液中c(I2)增大，而海水中c(I－)略为减小或忽略不计，导致I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的平衡右移，I浓度增大，D项错误；(4)读图，3～18 s内第2组实验中I浓度由3.5×10－3 mol/L增加到11.8×10－3 mol/L，则生成I的平均反应速率v(I)＝＝≈5.5×10－4 mol/(L·s)，此问需要注意纵坐标中 “c(I)/10－3 mol·L－1” 隐含的信息，计算时需要图中所得数据乘以“×10－3 mol·L－1”。
23．J4 D3 D4 I2 C3
[2013·广东卷] 下列实验的现象与对应结论均正确的是( )
选项
操作
现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性和强氧化性
B
常温下将Al片放入浓硝酸中
无明显现象
Al与浓硝酸不反应
C
将一小块Na放入无水乙醇中
产生气泡
Na能置换出醇羟基中的氢
D
将水蒸气通过灼热的铁粉
粉末变红
铁与水在高温下发生反应
23.AC [解析] 浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖脱水炭化而变黑，生成单质碳和水，浓硫酸和水混合时放出大量的热量，单质碳与浓硫酸发生氧化还原反应，生成二氧化碳和二氧化硫气体，使黑色固体体积膨胀，说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性，A项正确；常温下浓硝酸能使铝钝化，表面生成一层致密的保护膜，阻止内层金属与酸的反应，钝化是化学变化， B项错误；金属钠置换了乙醇羟基中的氢，生成氢气和乙醇钠，C项正确；黑色的铁粉高温下与水蒸气发生置换反应，生成黑色四氧化三铁固体和氢气，D项错误。
10．D4 C3 C1 D1 C5 D5
[2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
NH4Cl为强酸弱碱盐
用加热法除去 NaCl中的NH4Cl
B
Fe3＋具有氧化性
用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋
C
溶解度：CaCO3NaHCO3，陈述Ⅰ正确，陈述Ⅱ错误，C项错误；HF是唯一能与SiO2反应的酸，玻璃的主要成分是SiO2，则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，陈述Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系，D项正确。
9．C3 F4 J1 J4
[2013·天津卷] FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
图0
①检验装置的气密性；
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。
请回答下列问题：
(1)装置A中反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是________________________________________________________________________。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)________。
(4)装置B中冷水浴的作用为________________________________________________________________________；
装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：________。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。
(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：
①H2S的原子利用率为100%；②________________________________________________________________________。
9．[答案] (1)2Fe＋ 3Cl2△,Ｆ2FeCl3
(2)在沉积的FeCl3固体下方加热
(3)②⑤
(4)冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品 干燥管
K3[Fe(CN)6]溶液
(5)
(6)2Fe3＋＋ H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
(7)Fe2＋－e－===Fe3＋
(8)FeCl3得到循环利用
[解析] (1)Cl2与铁屑加热发生反应2Fe＋3Cl22FeCl3。
(2)根据FeCl3加热易升华，可在沉积FeCl3固体的下方用酒精灯加热，使FeCl3全部进入收集器。
(3)第②步通入干燥的Cl2和第⑤步通入干燥的N2，都是防止FeCl3潮解所采取的措施。
(4)装置B中冷水浴的作用是冷却FeCl3，便于产品收集；Fe2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液变蓝，故可用K3[Fe(CN)6]溶液检验FeCl2是否完全反应。
(5)用NaOH溶液吸收含Cl2的尾气。
(6)FeCl3溶液吸收H2S有单质硫生成，故该反应的离子方程式为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
(7)惰性电极电解FeCl2和HCl的混合溶液，由于还原性Fe2＋＞Cl－，所以Fe2＋优先在阳极上失去电子被氧化成Fe3＋。
(8)实验Ⅱ中FeCl3溶液吸收H2S后变成FeCl2和HCl的混合溶液，通过电解又变成FeCl3溶液，所以FeCl3溶液的循环利用是该实验的又一个优点。
27．B3 C2 C3 J2
[2013·北京卷] 用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤；
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将MnO氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：
MnO＋ＫFe2＋＋Ｋ________＝Mn2＋＋ＫFe3＋＋Ｋ________
(3)已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：一定条件下，MnO可与Mn2＋反应生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入浓盐酸并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是________________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是________________________________________________________________________。
27．[答案] (1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)5 8H＋ 5 4H2O
(3)pH约为3时，Fe2＋和Al3＋不能形成沉淀，将Fe2＋氧化为Fe3＋，可使铁完全沉淀
(4)①生成黄绿色气体
②除去过量的MnO
[解析] (2)首先根据化合价升降总数可知Fe2＋、Fe3＋的化学计量数均为5；然后根据电荷守恒可知反应物中的缺项为8H＋；最后根据原子守恒可知生成物中的缺项为4H2O。
(3)向滤液中加入过量KMnO4溶液是为了将Fe2＋氧化为Fe3＋，因为pH约为3时，Fe3＋已经完全沉淀，而Al3＋还未沉淀，从而达到使铁元素完全沉淀的目的。
(4)①加热MnO2和浓盐酸的混合物可产生黄绿色的氯气。②根据题给已知条件可知，Ⅳ中加入MnSO4是为了将过量MnO沉淀为MnO2，从而达到除去过量MnO的目的。
7．B3 C2 C3 D4
[2013·四川卷] 1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( )
A．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L
C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%
D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL
7．D [解析] c(HNO3)＝＝14.0 mol/L，B项正确；1 mol Cu(或Mg)失去2 mol e－后形成的Cu2＋(或Mg2＋)需结合2 mol OH－完全转化为沉淀，即镁铜合金失去电子的物质的量等于形成沉淀时结合OH－的物质的量，最后生成沉淀2.54 g，增加的质量即是m(OH－)＝2.54 g－1.52 g＝1.02 g，即n(OH－)＝＝0.06 mol，结合氧化还原反应电子转移守恒关系得：n(NO2)＋n(N2O4)×2＝0.06 mol、n(NO2)＋n(N2O4)＝＝0.05 mol；二式联立可解得：n(NO2)＝0.04 mol，n(N2O4)＝0.01 mol，C项正确；利用合金质量和失去电子的物质的量可得：n(Cu)×64 g·mol－1＋n(Mg)×24 g·mol－1＝1.52 g和n(Cu)×2＋n(Mg)×2＝0.06 mol；二式联立可解得：n(Cu)＝0.02 mol，n(Mg)＝0.01 mol，A项正确；利用氮守恒可知溶解合金后溶液中含有c(NO)＝0.05 L×14 mol/L－0.04 mol－0.01 mol×2＝0.64 mol，加入NaOH当离子恰好全部沉淀时，溶液为NaNO3溶液，利用原子守恒加入n(NaOH)＝n(NO)，故加入V(NaOH)＝0.64 mol÷1.0 mol·L－1＝640 mL, D项错误。
26．C3 D4 J4
[2013·浙江卷] 氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25 g·L－1。请回答下列问题：
(1)甲的化学式是________；乙的电子式是________。
(2)甲与水反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。
(4)乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。
有人提出产物Cu中可能还混有Cu2O，请设计实验方案验证之________________________________________________________________________
____________。
(已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O)
(5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生H2，判断理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
26．[答案] (1)AlH3 HN,H H
(2)AlH3＋3H2O===Al(OH)3＋3H2↑
(3)Mg3N2
(4)2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
取样后加稀H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O。反之则无Cu2O
(5)可能 AlH3中的氢化合价为－1价，NH3中的氢为＋1价，因而有可能发生氧化还原反应生成氢气
[解析] (1)甲加热只得到一种金属单质和H2，则甲只含有两种元素，又甲与水反应生成H2和一种能溶于碱的白色沉淀，由此可推断甲中含有铝和氢两种元素，其中H为－1价，故甲的化学式为AlH3。乙分解得H2和另一气体丙，故乙也仅含有两种元素，丙的相对分子质量为1.25×22.4＝28，则应为N2，由题(4)知，乙能还原CuO生成Cu，由此推知乙为NH3。(2)AlH3中H为－1价，H2O中H为＋1价，两者发生氧化还原反应生成H2，铝元素转化为Al(OH)3沉淀。(3)N2与Mg反应生成Mg3N2。(4)NH3还原CuO，根据氧化还原反应得失电子守恒可配平。由题中信息知，Cu2O能溶于H＋，生成蓝色的Cu2＋。由Cu不能溶于非氧化性酸，故可用稀H2SO4来检验Cu2O的存在。(5)AlH3中的H为－1价，而NH3中的H为＋1价，两者可发生氧化还原反应，生成0价的H2。
C4 金属的通性及金属材料
32.F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2
[2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
图0
[注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]
(1)电解精炼银时，阴极反应式为________________________________________________________________________；
滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)固体混合物B的组成为________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
CuO＋____Al2O3____CuAlO2＋________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________________________________________________________________________
____________、过滤、洗涤和干燥。
32．[答案] (1)Ag＋＋e－===Ag 2NO＋O2===2NO2
(2)Al(OH)3和CuO Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑
(4)50 25
(5)蒸发浓缩，冷却结晶
[解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似，纯银作阴极，粗银作阳极，硝酸银溶液作电解液，阳极主要反应式为Ag－e－===Ag＋，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag；银是金属活动顺序表中氢后金属，不溶于稀硫酸，因为稀硫酸是非氧化性酸，则滤渣A的主要成分是Ag，稀硝酸是氧化性酸，能溶解银，即3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，产生的无色气体一氧化氮在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体，即2NO＋O2===2NO2；(2)CuAlO2中氧为－2价，铝为＋3价，则铜为＋1价，其化学式也可以写为Cu2O·Al2O3，相当于氧化亚铜和氧化铝按物质的量之比为1∶1熔合在一起，由此逆推，固体B的主要成分是物质的量之比为1∶1的Al(OH)3和CuO，因为Cu(OH)2开始分解的温度为80 ℃，水的沸点大于80 ℃，则煮沸前后发生的反应为Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓、Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2CuO＋H2O，Al(OH)3开始分解的温度为450 ℃，在惰性气体中锻烧时发生的反应为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O、4CuO2Cu2O＋O2↑；氢氧化铝是两性氢氧化物，NaOH是强碱，过量的NaOH能溶解部分或全部氢氧化铝，其离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，这必将导致目标产物产量的减少；(3)根据氧化还原反应的特征推断，铜元素由＋2价降为＋1价，铝元素化合价不变，由此推断反应前后升价元素一定是氧，且化合价由－2价升为相邻的0价，即缺少的生成物为氧气；根据化合价升降法配平可得：4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑；(4)5.0 kg＝5.0×103 g，银铜合金废料中铜的质量为5.0×103 g×63.5%，由＝n可知n(Cu)为5.0×103 g×63.5%÷63.5 g/mol＝50 mol，根据铜守恒则有关系式：Cu～CuAlO2，则铜完全转化可以变为50 mol CuAlO2；根据铝守恒则有关系式：Al2(SO4)3～2CuAlO2，则至少需要25 mol Al2(SO4)3；由V＝可求至少需要V[Al2(SO4)3]＝25 mol÷1.0 mol/L＝25 L；(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结晶水合物CuSO4·5H2O，从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
C5 金属及其化合物综合
12.C5 H3 [2013·安徽卷] 我省盛产矿盐(主要成分是NaCl，还含有SO等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是( )
A．由矿盐生产食盐，除去SO最合适的试剂是Ba(NO3)2
B．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
C．室温下，AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度
D．用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液
12．D [解析] 用Ba(NO3)2除去实验中混有的SO，会引入新的杂质离子NO，A项错误；工业上制取金属钠是通过电解熔融NaCl，B项错误；在食盐水中因存在Cl－，降低AgCl的溶解度，即室温下，AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度，C项错误；饱和纯碱中因CO水解溶液呈碱性，可使酚酞试液变红，食盐水溶液为中性溶液，不能使酚酞试液变色，D项正确。
33．J3 J1 D2 J4 J5 F3 F5 C5
[2013·广东卷] 化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。
(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①下列收集Cl2的正确装置是________。
A B C D
图0
②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见图0)，并作相应标注。
图0
要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极________________________________________________________________________________。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________。
(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选________作阳极。
33．[答案] (1)①C
②HClO、Cl2、ClO－
③向试管中滴加NaBr溶液，振荡、静置。试管中液体分层，上层接近无色，下层为橙红色
(2)①
②电极逐渐溶解
③甲 可以避免Zn与Cu2＋的接触，提高电池效率，提供稳定电流
(3)Zn
[解析] (1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞，则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等，A项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导气管中进，从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞，氯气从长导管中进，空气从短导管排出，排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH溶液吸收处理，既防止倒吸又防止排出氯气污染空气，C项正确；氯气与NaOH溶液反应Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O，因此不能用排NaOH溶液的方法收集氯气，D项错误；②氯气与水发生可逆反应Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，所得氯水中含H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－等离子，其中具有强氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO、ClO－；(2)①带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或铁铜原电池、锌铁原电池)，由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液)；②金属活动性Zn>Fe>Cu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后，负极金属锌或铁被氧化，质量减轻，溶液中蓝色变浅；③甲、乙两种原电池都能将化学能转化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部转化为电能；(3)铁片作正极(阴极)时被保护，而铁作负极(阳极)时被腐蚀，为了减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选择比铁活泼的锌片作负极(阳极)，使铁片作正极(阴极)，从而牺牲锌片保护铁片；不能选择铜片，因为铜作正极(阴极)，而铁片作负极(阳极)，此时铁片的腐蚀速率加快，而不是延缓。
10．D4 C3 C1 D1 C5 D5
[2013·广东卷] 下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是( )
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
NH4Cl为强酸弱碱盐
用加热法除去 NaCl中的NH4Cl
B
Fe3＋具有氧化性
用KSCN溶液可以鉴别Fe3＋
C
溶解度：CaCO3NaHCO3，陈述Ⅰ正确，陈述Ⅱ错误，C项错误；HF是唯一能与SiO2反应的酸，玻璃的主要成分是SiO2，则氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，陈述Ⅰ、Ⅱ正确且有因果关系，D项正确。
30．C5 J4
[2013·山东卷] TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2 (s)＋CCl4(g)△,ＦTiCl4 (g) ＋CO2 (g) ，在无水无氧条件下制备TiCl4，实验装置示意图如下：
图0
有关物质性质如下表：
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
CCl4
－23
76
与TiCl4互溶
TiCl4
－25
136
遇潮湿空气产生白雾
仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________________________________________________________________________。
反应开始前依次进行如下操作：
组装仪器、________________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括：①停止通N2；②熄灭酒精灯；③冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是________。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括：
酸溶
FeTiO3(s) ＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l)
水解
TiOSO4(aq)＋2H2O(l)90 ℃,ＦH2TiO3(s)＋H2SO4(aq)
简要工艺流程如下：
图0
①试剂A为________。钛液Ⅰ需冷却至70 ℃左右，若温度过高会导致产品TiO2收率降低，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②取少量酸洗后的H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加KSCN溶液后无明显现象，再加H2O2后出现微红色，说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3 即使用水充分洗涤，煅烧后获得的TiO2 也会发黄，发黄的杂质是________(填化学式)。
30．[答案] (1)干燥管 浓H2SO4 检查气密性 ②③① 分馏(或蒸馏)
(2)①Fe 温度过高会导致TiOSO4提前水解，产生H2TiO3沉淀
②Fe2＋ Fe2O3
[解析] (1)利用有关物质的性质和实验目的，可知在装置D中冷却得到液态TiCl4，则E中需盛装浓硫酸试剂，目的是为防止空气中水蒸气进入D与TiCl4发生水解反应；该反应流程中有气体参与和生成，因此在组装好仪器，添加药品前需要检查装置的气密性；实验结束时，为防止D中液体产物倒吸入装置C中，应熄灭酒精灯，然后让产品在氮气流中冷却到室温，最后再停止通入氮气；D中为互溶的CCl4与TiCl4液体，二者沸点相差较大，因此可采用蒸馏或分馏的方法对该混合物进行分离提纯。(2)① 利用题中信息可知铁钛矿采用硫酸酸溶后的钛液Ⅰ中含有FeSO4、TiOSO4以及铁钛矿中杂质Fe2O3与H2SO4作用生成Fe2(SO4)3，利用流程知加入试剂A的目的是将Fe3＋还原为Fe2＋，遵循除杂不引入新杂质的原则可知试剂A是铁；利用题中TiOSO4发生水解的信息知，若得到钛液Ⅰ温度过高，TiOSO4提前发生水解生成H2TiO3沉淀，与硫酸亚铁晶体一起被过滤去，会造成Ti损失。② 利用题中叙述的实验现象可知溶液中含有Fe2＋；H2TiO3中含有的杂质Fe2＋在加热过程中发生氧化反应，转化为Fe2O3导致获得的TiO2发黄。
7．B1 E5 C5 H3
[2013·天津卷] X、Y、Z、Q、R是五种短周期元素，原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价之和均为0；Q与X同主族；Z、R分别是地壳中含量最高的非金属元素和金属元素。
请回答下列问题：
(1)五种元素原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)________________。
(2)X与Y能形成多种化合物，其中既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的物质是(写分子式)________________________________________________________________________。
(3)由以上某些元素组成的化合物A、B、C、D有如下转化关系：
AB(在水溶液中进行)
其中，C是溶于水显酸性的气体；D是淡黄色固体。
写出C的结构式：________________________；D的电子式：________________。
①如果A、B均由三种元素组成，B为两性不溶物，则A的化学式为________；由A转化为B的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②如果A由三种元素组成，B由四种元素组成，A、B溶液均显碱性。用离子方程式表示A溶液显碱性的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
A、B浓度均为0.1 mol·L－1的混合溶液中，离子浓度由大到小的顺序是________________；常温下，在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶质的主要成分有________。
7．[答案] (1)Na>Al>C>O>H
(2)C2H2
(3)O===C===O Na＋[O,O, ]2－Na＋
①NaAlO2 AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO(或2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO)
②CO＋H2OHCO＋OH－ c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋) NaCl、NaHCO3、CO2(或H2CO3)
[解析] 地壳中含量最多的非金属元素Z是O，含量最多的金属元素R是Al；短周期元素中只有H、C、Si的最高正价与最低负价之和为0，又因X的原子序数小于Y且都小于O的原子序数，故X、Y分别是H、C，与H同主族且原子序数大于O的短周期元素Q为Na。
(1)同周期元素随原子序数的递增元素原子半径逐渐减小，同主族元素随原子序数的递增元素原子半径逐渐增大，且氢元素的原子半径最小，据以上分析可知五种元素的原子半径由大到小的顺序为Na＞Al＞C＞O＞H。
(2)H与C形成的化合物中，既含极性键又含非极性键，且相对分子质量最小的是CH≡CH。
(3)C是溶于水显酸性的气体，C是CO2，其结构式为O===C===O；D是淡黄色固体，D是Na2O2，其电子式为Na＋[O,O, ]2－Na＋。
①A、B分别是NaAlO2、Al(OH)3，向NaAlO2溶液中通入CO2的离子方程式为AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO或2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO。
②A、B分别是Na2CO3、NaHCO3，Na2CO3溶液因CO的水解而显碱性，CO水解的离子方程式为CO＋H2OHCO＋OH－；等物质的量浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中，CO的水解程度大于HCO的水解程度，故混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(OH－)>c(H＋)；当滴加盐酸至恰好反应时，溶液因溶有CO2而显酸性，所以当溶液呈中性时，溶液中溶质除含CO2和NaCl外，还应含有未完全反应的NaHCO3。
8．C5 E2 F3 N1
[2013·重庆卷] 合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为____________。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。
②Al－Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为________________________________________________________________________。
焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。
(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。
①80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为________________________________________________________________________。
②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合图中信息推断该合金中除铜外一定含有________。
图0
8．[答案] (1)①第三周期第ⅢA族 CO2
②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar(其他合理答案均可)
(2)①吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO
(3)①83.1% ②Al、Ni
[解析] 从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝通常有两种工艺，其流程图示如下：
无论是流程甲或乙，都有一道工序是通入过量CO2，目的是将AlO全部转化为Al(OH)3；Al－Mg合金焊接前，为防止高温下金属与空气中的O2、N2、CO2等发生反应，应使用稀有气体作保护气；炼铁过程中，需加入生石灰或石灰石，跟原料中的SiO2等物质发生反应，将其转化为炉渣而除去；Cu－Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，因Cu(OH)2可溶于氨水，所得白色沉淀必为Al(OH)3，其物质的量为0.5 mol，则原合金中Al的质量为13.5 g；当pH＝3.4时开始沉淀，说明该合金中含Al，在pH为7.0、8.0时过滤沉淀，说明含Ni。
27．C5 J1 J2
[2013·新课标全国卷Ⅱ] 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下：
工业ZnO浸出液滤液过滤,Ｆ滤液过滤,Ｆ滤饼ZnO
提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。
回答下列问题：
(1)反应②中除掉的杂质离子是________ ，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________；
在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应③的反应类型为________ ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。
(3)反应④形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g，煅烧后可得到产品8.1 g，则x等于________。
27．[答案] (1)Fe2＋和Mn2＋ MnO＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnO＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质
(2)置换反应 镍
(3)取少量水洗液于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净
(4)1
[解析] (1)反应②加入强氧化剂，能将还原剂离子氧化至高价态，信息明确Ni2＋不被氧化，即是Fe2＋和Mn2＋被氧化除去；结合信息，欲除去该离子，被氧化后的高价离子应生成对应的沉淀物，据氧化还原反应方程式的配平原理配平即可；若酸性较强，生成的沉淀将会发生溶解。(2)反应③是Zn将Ni2＋置换出来，那么滤渣成分是过量锌与产物镍。(3)分析流程图可知反应④沉淀上吸附有杂质SO，因此，检验沉淀是否洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液，滴加硝酸酸化，再加入Ba(NO3)2溶液看是否有沉淀生成。(4)生成ZnO的质量为8.1 g，n(ZnO)＝＝0.1 mol，则n(Zn)＝0.1 mol，据Zn守恒，有(1＋x)＝0.1 mol，解得x＝1。
1．[2013·衡水一中一模]相同条件下，相同浓度的盐酸分别与镁、铝、铁3种金属恰好完全反应，产生相同体积的氢气(相同状况下)，则下列说法正确的是( )
A．开始时，产生氢气的速率相同
B．所得溶液的pH相同
C．所得溶液的质量相等
D．参加反应的金属的质量比为12∶9∶28
1．D [解析]镁比铝、铁活泼，故产生氢气速率最快的是镁，A项错误；金属性Mg>Al>Fe，故Mg2＋、Al3＋、Fe2＋水解程度不同，溶液的pH不同，B项错误；Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，则产生等体积的氢气，消耗镁、铝、铁的质量之比为12∶9∶28，故C项错误，D项正确。
2．[2013·济南模拟]下列叙述中，正确的是( )
A．氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
B．在加入铝粉能放出氢气的溶液中，K＋、NH、CO、Cl－一定能够大量共存
C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液
D．依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgO3Mg＋Al2O3
2．A [解析]Al(OH)3不能溶解于氨水、碳酸等弱碱和弱酸中，A项正确；能够使铝粉产生氢气的溶液可能呈强酸性，则CO不能存在，也可能是强碱性溶液，NH不能大量存在，B项错误；镁和铝都属于活泼金属，故都能够与盐酸反应，但是镁不能与碱反应，C项错误；铝热反应的实质是利用铝的还原性，但是金属性铝比镁弱，故不能用铝热法制取镁，D项错误。
3．[2013·山东省实验中学一模]下列叙述错误的是( )
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
3．C [解析]生铁含有碳，遇到合适的电解质溶液能构成原电池，A项正确；焊接处的铁和锡遇到合适的电解质溶液能构成原电池，所以易生锈，B项正确；电镀时，镀件为阴极，C项错误；锌比铁活泼，与铁构成原电池，铁作正极，铁管不易被腐蚀，D项正确。
4．[2013·临沂一模]工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下：
图K12－2
已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
(1)实验操作Ⅰ的名称为____________；在空气中灼烧固体混合物D时，用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有____________(填仪器名称)。
(2)滤液A中铁元素的存在形式为__________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
检验滤液A中存在该离子的试剂为______________(填试剂名称)。
(3)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)常温下，等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中，由水电离出的c(OH－)前者为后者的108倍，则两种溶液的pH＝__________。
(5)①利用电解法进行粗铜精炼时，下列叙述正确的是________(填代号)。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．精铜作阴极，电解后电解液中Cu2＋浓度减小
d．粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数，涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→____________________________→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节)
4．(1)过滤 坩埚
(2)Fe2＋ 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ 硫氰化钾溶液和新制氯水 (3)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe
(4)11 (5)①bc ②将浓硫酸用蒸馏水稀释，将样品与足量稀硫酸充分反应
[解析]本题的关键点是固体混合物B的成分，根据溶解性可知，SiO2不溶于酸，也不溶于水，故固体混合物中有SiO2，结合信息可知Cu2O与稀硫酸反应可以产生铜，因Fe3＋的氧化性能够氧化铜：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，则滤液成分为Al3＋、Fe2＋、Cu2＋。
(4)假设二者的pH为a，NaAlO2溶液呈碱性是因AlO水解导致的，故该溶液中水电离的OH－浓度为10a－14mol/L，NaOH抑制水的电离，水电离的OH－浓度为10－amol/L。＝108，则2a－14＝8，a＝11。
(5)①电解过程中电能除转化为化学能外，还转化为热能，a项错误；电解精炼粗铜应为阳极，故与电源正极相连，发生氧化反应，b项正确；电解时，粗铜中的活泼金属铁也放电，而阴极只有Cu2＋得电子，故溶液中的Cu2＋浓度略有降低，c项正确；根据电子守恒，阴极析出的铜物质的量是转移电子数的。②粗铜是铁和铜的混合物，因浓硫酸不能完全溶解铁、浓硝酸和稀硝酸能够与铜反应，故应利用蒸馏水将浓硫酸稀释，然后利用稀硫酸溶解铁。
5．[2013·黄冈模拟]中学常见物质A、B、C、D、E、X，存在图G3－1转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列推断不正确的是( )
图G3－1
A．若D是一种白色沉淀，在空气中最终变为红褐色，则A可能是铁
B．若D是一种强碱，则A、B、C均可与X反应生成D
C．若D为NaCl，且A可与C反应生成B，则E可能是CO2
D．若D是一种强酸，则A既可以是单质，也可以是化合物，且D可与铜反应生成B或C
5．A [解析]根据D是一种白色沉淀，在空气中最终变为红褐色，可确定D为Fe(OH)2，若A为铁时，图中转化关系不成立，若E为铁则此转化关系成立，A项错误；若D是一种强碱，则A可能是Na，B可能是Na2O，C可能是Na2O2，三者均可与H2O(X)反应生成强碱NaOH，符合题意，B项正确；若D为NaCl，E是CO2，则A为NaOH，B为Na2CO3，C为NaHCO3，NaOH可以和NaHCO3反应生成Na2CO3，C项正确；若D是一种强酸，则A可以是单质S或N2，也可以是化合物H2S或NH3，D为浓硫酸或硝酸，转化关系成立，D项正确。
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