高考化学 元素及其化合物 专题07 物质性质实验探究对点练习.docx
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高考化学元素及其化合物专题07物质性质实验探究对点练习
【2019最新】精选高考化学元素及其化合物专题07物质性质实验探究对点练习
1．用如下图所示的装置进行实验（夹持仪器略去，必要时可加热），其中a、b、c中分别盛有试剂1、2、3，能达到相应实验目的的是
选项
试剂1
试剂2
试剂3
实验目的
装置
A
浓盐酸
MnO2
饱和NaCl溶液
除去Cl2中的HC1
B
浓HNO3
Cu片
KI—淀粉溶液
验证NO2的氧化性
C
稀硫酸
溶液X
澄淸石灰水
验证X中是否有CO32-
D
70%硫酸
Na2SO3
酸性KMnO4溶液
验证SO2具有漂白性
【答案】B
2．利用下图实验装置进行有关实验，下列对结论的叙述正确的是
选项
①中试剂
②中试剂
结论
A
镁条、蒸馏水
肥皂水
②中开始出现气泡，说明①中生成了氢气
B
铜片、硝酸溶液
蒸馏水
②中试管口出现红棕色气体，说明①中生成了NO2
C
二氧化锰、浓盐酸
淀粉KI溶液
该装置可以用来检验①中是否产生了氯气
D
乙醇、乙酸、浓硫酸
饱和NaOH溶液
该装置可以用来制备乙酸乙酯
【答案】C
3．某实验小组将SO2通入Na2S和Na2SO3的混合溶液中制备硫代硫酸钠（Na2S2O3）。
其装置如下图所示（省略夹持装置），下列说法错误的是
A.装置②的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体可以是饱和NaHSO3溶液
B.为提高产品纯度，使烧瓶中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则
C.装置④的作用是吸收尾气，同时防止倒吸
D.装置①也可用于高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气
【答案】B
【解析】装置②中气泡产生的速率越快，说明SO2的生成速率越快；SO2难溶于NaHSO3溶液，故A正确；根据反应方程式2Na2S＋Na2SO3＋3SO2＝3Na2S2O3，所以，故B错误；装置④中盛放适当的试剂可以吸收SO2气体，倒置的漏斗同时防止倒吸，故C正确；高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气，属于固体与液体常温下反应制备气体，故D正确。
4．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
【答案】B
5．下列装置或操作能达到实验目的的是
A.甲装置构成铜锌原电池
B.用图乙所示装量加热AlCl3饱和溶液然后利用余热蒸干制备AlCl3固体
C.丙装置里图I烧瓶中充满氨气，烧杯中盛装水，在图II的锥形瓶中，加入足量的Cu与稀硝酸，图I和图II都产生喷泉现象且原理相同
D.利用丁装置制取SO2，并检验其还原性，小试管中的试剂可为酸性KMnO4溶液
【答案】D
【解析】A.构成原电池的条件是使自发的氧化还原反应分别在两极上发生，此装置氧化反应与还原反应都在左侧烧杯发生，右侧烧杯不发生反应，不能构成原电池，应该将两溶液对调，A错误；B.加热AlCl3饱和溶液，促进AlCl3水解生成氢氧化铝沉淀，不能制备AlCl3，B错误；C.图I产生喷泉是利用氨气极易溶于水，使烧瓶内压强迅速较小，液体迅速上升产生喷泉，图II是锥形瓶内发生反应产生的气体，将液体压入烧瓶，产生了喷泉，原理不相同，C错误；D.酸性KMnO4溶液紫色变浅或褪色，证明SO2具有还原性，D正确；因此，本题答案为D。
6．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，易被氧气氧化。
利用如图装置，在锥形瓶中加入HCOONa、NaOH、CH3OH和水形成的混合液，通入SO2时发生反应生成保险粉和一种常见气体，下列说法错误的是
A.制备保险粉的离子方程式为HCOO－＋OH－＋2SO2===S2O42－＋CO2↑＋H2O
B.NaOH溶液的主要作用是吸收逸出的CO2
C.多孔玻璃球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积，使SO2能被充分吸收
D.为避免产生的Na2S2O4被O2氧化，使硫酸与亚硫酸钠先反应，产生的SO2排出装置中残留的O2
【答案】B
7．用下图装置进行①中实验，对应②中现象正确，且能达成相应实验目的的是（）
选项
①中实验
②中现象
实验目的
A
将浸透石蜡油的石棉加热
Br2的CCl4溶液褪色
石蜡裂解产物中含有烯烃
B
加热NH4Cl固体
酚酞溶液变红
制备氨气并检验氨气性质
C
加热NaHCO3与Na2CO3混合粉末
澄清石灰水变浑浊
验证 NaHCO3具有热不稳定性
D
加热铁粉及湿棉花
肥皂水中有气泡冒出
Fe 与H2O发生了置换反应
【答案】A
8．铬铁矿主要成分为FeO、Cr2O3，含有SiO2、Al2O3等杂质。
工业上用铬铁矿制备红矾钠晶体（Na2Cr2O7）的流程如图所示:
（1）步骤①的主要反应为FeO·Cr2O3+O2+NaOHNa2CrO4 +NaFeO2 + H2O，该反应配平后FeO·Cr2O3与O2 的系数比为___________。
该步骤是在坩埚中进行煅烧，可用此坩埚材料的是______________（填标号）。
A.铁B.氧化铝C.石英D.陶瓷
（2）步聚①煅烧反应极慢，需要升温至NaOH 呈熔融状态，反应速率才加快，其原因是____________________________________________________。
（3）步骤②中NaFeO2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为________________。
（4）将五份滤液1分别在130℃蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据如下表。
根据数据分析，步骤③的最佳结晶温度为___________℃。
结晶温度/℃
Na2CrO4粗晶中各物质含量/%
Na2CrO4•4H2O
NaOH
NaAlO2
Na2SiO3
30
52.45
29.79
8.69
12.21
40
68.81
20.49
8.46
10.84
50
60.26
27.96
10.36
9.32
60
50.74
29.66
10.40
12.25
70
46.77
33.06
8.10
6.48
（5）步骤④中滤渣3的成分是_____________（写化学式）。
（6）若该流程中铬元素完全转化为红矾钠晶体，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为____________（用含m1、m2的代数式表示）。
【答案】4:
7A熔融后增大了反应物的接触面积NaFeO2+2H2O==Fe（OH）3↓+NaOH40AI（OH）3、H2SiO3（或H4SiO4）[52m2/131m1]×100%
9．一种磁性材料的磨削废料，主要成分是铁镍合金（含镍质量分数约21%），还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。
由该废料制备氢氧化镍，工艺流程如下：
回答下列问题:
（1）“酸溶”时，溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成，废渣的主要成分是______；金属镍溶解的离子方程式为______________________。
（2）“除铁”时H2O2的作用是_____________，加入碳酸钠的目的是____________________。
（3）“除铜”时，反应的离子方程式为________________，若用Na2S代替H2S除铜，优点是__________________________。
（4）已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量不能过多的理由为______________。
（5）已知常温下Ksp[Ni（OH）2]=2. 0×10-15 ，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液pH约为______时，Ni2+才刚好沉淀完全（离子沉淀完全的依度≤1.0×10-5mol/L；lg2=0.30）。
【答案】SiO25Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O将亚铁离子氧化为铁离子调节溶液的pH，使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 无易挥发的有毒气体H2S 逸出，可保护环境过量的F-生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器9.15
10．实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂（LiMn2O4）的一种流程如下：
（1）废旧电池可能残留有单质锂，拆解不当易爆炸、着火，为了安全，对拆解环境的要求是_________。
（2）“酸浸”时采用HNO3和H2O2的混合液体，可将难溶的LiMn2O4转化为Mn（NO3）2、LiNO3等产物。
请写出该反应离子方程式_________。
如果采用盐酸溶解，从反应产物的角度分析，以盐酸代替HNO3和H2O2混合物的缺点是_________。
（3）“过滤2”时，洗涤Li2CO3沉淀的操作是_________。
（4）把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末，按物质的量1：
4混合均匀加热可重新生成LiMn2O4，升温到515℃时，开始有CO2产生，同时生成固体A，比预计碳酸锂的分解温度（723℃）低很多，可能的原因是________。
（5）制备高纯MnCO3固体：
已知MnCO3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn（OH）2开始沉淀的pH=7.7。
请补充由上述过程中，制得的Mn（OH）2制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂：
H2SO4、Na2CO3、C2H5OH]：
向Mn（OH）2中边搅拌边加入_________。
【答案】隔绝空气和水分2LiMn2O4+10H++3H2O2=2Li++4Mn2++3O2↑+8H2O反应生成Cl2，污染环境沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出，重复操作2~3次MnO2作为催化剂，降低了碳酸锂的分解温度Na2CO3
11．Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
（1）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式_______。
（2）Li2Ti5O15中过氧键的数目为4，其中Ti的化合价为______。
（3）若“滤液②”中c（Mg2+）=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe2+恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3+）=1×10-5mol/L，此时_____（填“有”或“无”）Mg3（PO4）2沉淀生成。
FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10-2、1.0×10-2。
（4）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_________。
（5）TiO2·xH2O加热制得的粗TiO2是电解法生产金属钛的一种较先进的方法，电解液为某种可传导02-离子的熔融盐，原理如图所示，则其阴极电极反应为:
_______，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有____________。
【答案】FeTiO3+4H++4Cl−=Fe2++TiOCl42−+2H2O+4无2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑TiO2+4e-=Ti+2O2-O2、CO、CO2
【解析】
（1）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，相应反应的离子方程式为12．三氯乙醛是基本有机合成原料之一，是生产农药、医药的重要中间体。
某化学兴趣小组设计如图所示装置（夹持、加热仪器略），模拟工业生产进行制备三氯乙醛（CCl3CHO）的实验。
查阅资料，有关信息如下：
①制备反应原理：
C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应：
C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH（三氯乙酸）+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质：
C2H5OH
CCl3CHO
CCl3COOH
C2H5Cl
相对分子质量
46
147.5
163.5
64.5
熔点/℃
-114.1
-57.5
58
-138.7
沸点/℃
78.3
97.8
198
12.3
溶解性
与水互溶
可溶于水、乙醇
可溶于水、乙醇、三氯乙醛
微溶于水，可溶于乙醇
（1）仪器E的名称是____________，冷凝水的流向是________进_______出（填“a”或“b”）。
（2）该设计流程中存在一处缺陷，该缺陷是__________， 引起的后果是_________________。
（3）仪器A中发生反应的离子方程式为____________________。
（4）该装置C可采用_______________，加热的方法以控制反应温度在70 ℃左右。
（5）装置D干燥管的作用为_______________， 装置 D烧杯中的试剂是_______________。
（6）反应结束后，从C中的混合物中分离出Cl3CCOOH的方法是____________（填名称）。
（7）已知：
常温下Ka（CCl3COOH）=1.0×10-1 mol·L-1，Ka（CH3COOH）=1.7×10-5mol·L-1，请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱：
____________________________。
【答案】球形冷凝管ab缺少干燥氯气的装置导致装置C中副产物CCl3COOH、C2H5Cl增多2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O水浴防止液体倒吸氢氧化钠溶液蒸馏分别测定0.1 mol·L-1两种酸溶液的pH，三氯乙酸的pH较小，说明三氯乙酸酸性比乙酸的强
13．铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁（FeCO3）可作为补血剂，铁红（Fe2O3）可作为颜料。
利用某硫酸厂产生的烧渣（主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2）制备碳酸亚铁的流程如下：
（1）“酸溶”时加快反应速率的方法有___________________（写出一种）。
（2）①“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过两个反应被还原，其中一个反应如下：
FeS2+14Fe3++8H2O＝15Fe2++2SO42－+16H+，则另一个反应的离子方程式为：
___________；
②FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的方法是___________。
（3）①“沉淀”时，需控制pH不宜过高，否则生成的FeCO3中可能混有___杂质；
②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式：
___________________；
③所得FeCO3需充分洗涤，检验沉淀已洗涤干净的方法是_________________。
（4）FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，同时释放出CO2，则与FeCO3反应的物质为_________（填化学式）。
（5）FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时，也会生成FeO。
现煅烧34.8g的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物23.76g。
则Fe2O3的质量为______g。
【答案】适度加热、适量增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S取少量溶液，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变为血红色，说明其中含有Fe3+，反之，未反应完全；Fe（OH）2FeSO4+2NH4HCO3=（NH4）2SO4＋FeCO3↓＋H2O＋CO2↑取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稍过量稀盐酸，无明显现象，再滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净O2、H2O21.6
14．含硫化合物在生产生活中应用广泛，科学使用对人体健康及环境保护意义重大。
⑴红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化，这应用了SO2的___性。
⑵某水体中硫元素主要以S2O32-形式存在，在酸性条件下，该离子会导致水体中有黄色浑浊并可能有刺激性气味产生，原因是_________________________________________________。
（用离子方程式说明）
⑶实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量：
滴定时，KIO3和KI在盐酸作用下析出I2：
5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O
生成的I2再和水样中的亚硫酸盐反应：
I2+SO32-+H2O=2H++2I-+SO42-
①滴定到终点时的现象是:
____________________________________________
②若滴定前盛标准液的滴定管没有用标准液润洗，则测定结果将_________（填偏大、偏小、不变）。
③滴定终点时，100mL的水样共消耗xmL标准溶液。
若消耗1mL标准溶液相当于SO32-的质量1g，则该水样中SO32－的含量为___g/L
⑷已知非金属单质硫（S）是淡黄色固体粉末，难溶于水．为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验，请回答下列问题：
①、若装置A的圆底烧瓶中盛装二氧化锰，则分液漏斗中盛装的试剂是__________
②、装置B中实验现象为___________________________，证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强
③、装置C中反应的作用是：
_____________________________
【答案】还原2H++S2O32-=SO2+S↓+H2O溶液由蓝色变为无色且30秒内不变色偏大10x浓盐酸淡黄色沉淀生成吸收氯气，避免空气污染
15．NiCl2是化工合成中最重要的镍源。
实验室常用下列装置（夹持装置已略去）制备无水NiCl2。
实验步骤如下 :
I.按图示连接好装置，检查装置气密性后，先向装置中通入干燥的CO2。
II.约20 min后，停止通入CO2，改为通儒Cl2 并使装置中充满Cl2。
III.将电炉升温至750℃，在氯气流中加热约lh。
IV.在氯气流中冷却至室温后，再继续通入CO 2约10 min。
回答下列问题:
（1）仪器A的名称为_____________________________。
（2）步骤I中通入CO2 的目的是___________________________。
（3）A中生成Cl2 的离子方程式为______________________________________。
（4）判断步骤II中氧气已充满装置的现象是______________________________________。
（5）步骤IV中通入CO 2的目的是______________，水槽中NaOH 溶液的作用是_____________________。
（6）反应前石英管及瓷舟的总质量为m1、放入镍粉后石英管及瓷舟的总质量为m2，氧化反应后石英管及瓷舟的总质量为m3，则产品中n（Ni）/n（Cl）=________（填计算表达式）。
（7）实验室也可用NiCl2·6H2O 与液态SOCl2 混合加热制取无水NiCl2，其反应的化学方程式为______________________。
【答案】蒸馏烧瓶排尽装置内的空气（或防止空气中的氧气与镍反应等合理答案）2MnO4- +16H+ +10C1-==2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O漏斗液面上方的气体呈黄绿色排尽装置中的Cl2吸收未反应的Cl2，以免污染环境35.5（m2-m1）/59（m3-m2）NiCl2·6H2O+6SOCl2NiCl2+6SO2↑+12HCl↑
16．一种用软锰矿（主要成分MnO2）和黄铁矿（主要成分FeS2）制取MnSO4·H2O并回收单质硫的工艺流程如下：
已知：
本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。
回答下列问题：
（1）步骤①混合研磨成细粉的主要目的是_____________________________________________；步骤②浸取时若生成S、MnSO4及Fe2（SO4）3的化学方程式为_____________________________________。
（2）步骤③所得酸性滤液可能含有Fe2+，为了除去Fe2+可先加入______________________；步骤④需将溶液加热至沸然后在不断搅拌下加入碱调节pH为4~5，再继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的目的是_____________________________________。
步骤⑤所得滤渣为__________________（填化学式）。
（3）步骤⑦需在90~100℃下进行，该反应的化学方程式为_________________________________。
（4）测定产品MnSO4·H2O的方法之一是：
准确称取ag产品于锥形瓶中，加入适量ZnO及H2O煮沸，然后用cmol·L-1KMnO4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液VmL，产品中Mn2+的质量分数为w（Mn2+）=________________。
【答案】增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取速率和浸取率3MnO2+2FeS2+6H2SO4=3MnSO4+Fe（SO4）3+4S↓+6H2O软锰矿粉或H2O2溶液破坏Fe（OH）3胶体并使沉淀颗粒长大，便于过滤分离Fe（OH）3（NH4）2Sx+12NH3↑+H2S↑+xS↓（8.25cV/a）%或（8.25cV×10-2）/a或0.0825cV/a或0.0825cV/a×100%
17．三盐基硫酸铅（3PbO·PbSO4·H2O）（相对分子质量为990）简称“三盐”，白色或微黄色粉末，热稳定性能优良，主要用作聚氯乙烯的热稳定剂。
“三盐”是由可溶性铅盐中加入硫酸生成硫酸铅，再加氢氧化钠而制得。
以100.0吨铅泥（主要成分为PbO、Pb及PbSO4等）为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。
已知:
（1）Ksp（PbSO4）=1.82×10-8，Ksp（PbCO3）=1.46×10-13；
（2）铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用。
请回答下列问题:
（1）写出步骤①“转化”的化学方程式______________________________________。
（2）步骤③“酸溶”，最适合选用的酸为______________，为提高酸溶速率，可采取的措施是__________（任意写出一条）。
（3）若步骤④沉铅”后的滤液中c（Pb2+）=1.82×10-5mol/L，则此时c（SO42-）=______mol/L。
（4）从原子利用率的角度分析该流程的优点为_______________________。
（5）步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为____________________________。
若得到纯净干燥的三盐49.5t，假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为__%（结果保留一位小数）
【答案】PbSO4+Na2CO3=PbCO3↓+Na2SO4硝酸（或HNO3）适当升温（适当增加硝酸浓度、减小滤渣颗粒大小等合理答案均可）1×10-3滤液2（HNO3溶液）可以循环利用4PbSO4+6NaOH
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