推断和元素周期律.docx
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推断和元素周期律
1．某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），设计了如下流程：
下列说法不正确的是
A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉
B．固体1中一定含有SiO2；控制pH是为了使Al3+转化为Al（OH）3，进入固体2
C．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O
D．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
2．高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂。
如图是以铁屑为原料制备K2FeO4的工艺流程图：
请回答下列问题：
（1）氯气与铁屑反应生成FeCl3的条件是，其生成物氯化铁也可作净水剂，其净水原理为。
（2）流程图中的吸收剂X为（选填字母代号）。
a．NaOH溶液b．Fe粉
c．FeSO4溶液d．FeCl2溶液
（3）氯气与NaOH溶液反应生成氧化剂Y的离子方程式为。
（4）反应④的化学方程式为，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
（5）K2FeO4的净水原理是
，该反应生成具有吸附性的Fe（OH）3。
用上述方法制备的粗K2FeO4需要提纯，可采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，洗涤剂可选用稀KOH溶液，原因是。
（6）测定制备的粗K2FeO4的纯度可用滴定法，滴定时有关反应的离子方程式为：
现称取1．98g粗K2FeO4样品溶于适量KOH溶液中，加入稍过量的KCrO2，充分反应后过滤，滤液在250mL容量瓶中定容。
每次取25．00mL加入稀硫酸酸化，用0．1000mol·L-1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18．93mL。
则上述样品中K2FeO4的质量分数为。
3．为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：
FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考虑其他反应。
请回答下列问题：
（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。
（2）检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原，应选择（填字母编号）。
A．KMnO4溶液B．淀粉-KI溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2+不沉淀，滤液中铝、硅杂质除尽。
通入空气引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料。
该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正极反应式是。
（5）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃，101kPa时：
4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）
=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）=CO2（g）
=-392kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）=2FeCO3（s）
=-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是。
（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为p。
将bkg质量分数为c的硫酸加入到akg烧渣中浸取，铁的浸取率为q，其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。
按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3kg。
4．（7分）A、B、C、D四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A与C，B与D分别是同主族元素，已知B、D两元素间可形成DB2和DB3两种化合物，两者相对分子质量相差16；又如A、C两元素原子序数之和是B、D两元素原子序数之和的
。
请回答下列问题
（1）写出由B、C两种元素形
成的原子个数比为1:
1的化合物的电子式：
________，其晶体中所含化学键的类型有________。
（2）A2B与A2D的沸点：
A2B________A2D（填“高于”或“低于”），
其原因是___________。
（3）由A、B、C、D四种元素形成的物质X，与盐酸反应能够生成具有刺激性气味的气体，写出X与盐酸反应的离子方程式：
___________。
（4）碳元素的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是______。
H2O2的化合物类型是_______（填“共价化合物”或“离子化合物”）。
5．（12分）有关元素X、Y、Z、D、E的信息如下
元素
有关信息
X
元素主要化合价为—2，原子半径为0.074nm
Y
所在主族序数与所在周期序数之差为4
Z
原子半径为0.102nm，核外最外层电子数是其电子层数的2倍，其单质在X的单质中燃烧，产生的气体通入品红中，品红褪色。
D
最高价氧化物对应的水化物，是强电解质，能电离出电子数相等的阴、阳离子
E
单质是生活中常见金属，其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏
请回答下列问题：
（1）X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质，其反应的化学方程式为。
（2）E元素与Y元素可形成EY2和EY3两种化合物，下列说法正确的是（填序号）。
①保存EY2溶液时，需向溶液加入少量E单质
②通常实验室配制EY3溶液时，直接用水溶解EY3固体即可
③EY2只能通过置换反应生成，EY3只能通过化合反应生成
④铜片、碳棒和EY3溶液组成原电池，电子由铜片沿导线流向碳棒
（3）用电子式表示D2Z的形成过程：
，D2Z水溶液显性用离子方程式表示其原因。
（4）2009年3月，墨西哥、美国等多国连接暴发甲型H1N1型流感，防控专家表示，含Y消毒剂和过氧化物可防甲型H1N1流感。
YO2是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，它可由KYO3在H2ZO4存在下与D2ZO3反应制得。
请写出反应的离子方程式：
。
（5）将一定量的Y单质通入一定浓度的苛性钾溶液中，两者恰好完全反应（已知反应过程放热），生成物中有三种含Y元素的离子，其中两种离子的物质的量（n）与反应时间（t）的变化示意图如图所示。
该苛性钾溶液中KOH的质量是g，该反应中转移电子的物质的量是mol。
6．（10分）有A、B、C、D、E、F六种主族元素，已知：
（a）A原子有四个电子层，其K、L层电子数分别与N、M层电子数相等
（b）B、C原子核外电子层比A原子少一层，B的最高正价和负价的代数和等于零．C的气态氢化物化学式是H2C．
（c）D、E的阴离子都带一个单位的负电荷，D的阴离子电子层结构与氩原子相同．E元素没有对应的含氧酸．
（d）F与A属同一周期且是上述六种元素中原子半径最大元素。
（1）它们的元素中文名称为：
A：
_______B：
________C：
_______D：
_________E：
________F：
____
（2）A、C、D、F四种元素的离子半径由大到小的顺序为。
（3）B、C、D元素的气态氢化物的稳定性有强到弱的顺序为。
7．（12分）锶（38Sr）元素广泛存在于矿泉水中，是一种人体必需的微量元素，在元素周期表中与20Ca和56Ba同属于第ⅡA族。
（1）碱性：
Sr（OH）2Ba（OH）2（填“＞”或“＜”）；锶的化学性质与钙和钡类似，
用原子结构的观点解释其原因是。
（2）碳酸锶是最重要的锶化合物。
用含SrSO4和少量BaSO4、BaCO3、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2的天青石制备SrCO3，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．将天青石矿粉和Na2CO3溶液充分混合，过滤；
Ⅱ．将滤渣溶于盐酸，过滤；
Ⅲ．向Ⅱ所得滤液中加入浓硫酸，过滤；
Ⅳ．向Ⅲ所得滤液中先加入次氯酸，充分反应后再用氨水调pH约为7，过滤；
Ⅴ．向Ⅳ所得滤液中加入稍过量NH4HCO3，充分反应后，过滤，将沉淀洗净，烘干，得到SrCO3。
已知：
ⅰ．相同温度时的溶解度：
BaSO4＜SrCO3＜SrSO4＜CaSO4
ⅱ．生成氢氧化物沉淀的pH
物质
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Al（OH）3
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.4
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
①Ⅰ中，反应的化学方程式是。
②Ⅱ中，能与盐酸反应溶解的物质有。
③Ⅳ的目的是。
④下列关于该工艺流程的说法正确的是。
a．该工艺产生的废液含较多的NH4+、Na+、Cl-、SO42-
b．Ⅴ中反应时，升高温度一定可以提高SrCO3的生成速率
c．Ⅴ中反应时，加入NaOH溶液一定可以提高NH4HCO3的利用率
8．（8分）A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A、D及C、F分别是同一主族元素，A元素的一种核素无中子，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍，B元素的的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素的最外层电子数等于其电子层数。
请回答：
（1）A、D、F形成化合物的电子式为_______。
（2）工业上在高温的条件下，可以用A2C和BC反应制取单质A2。
在2L密闭容器中分别充入1molA2C和1molBC，一定条件下，2min达平衡时生成0.4molA2，则用BC表示的反应速率为_____________。
下列关于该反应的说法中正确的是________。
A．增加BC2的浓度始终不能提高正反应速率
B．若混合气体的密度不再发生变化，则反应达到最大限度
C．A2是一种高效优质新能源
D．若生成1molA2，转移2mol电子
（3）用A元素的单质与C元素的单质及由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液构成燃料电池，写出该电池的电极反应式：
负极____________，正极__________________。
9．（9分）X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
（1）R在自然界中有质量数为35和37两种核素，它们之间的关系互为__________，R在元素周期表中的位置是________。
（2）Z的单质与水反应的离子方程式是______________。
（3）Y与R相比，非金属性较强的是_______（用元素符号表示），下列事实能证明这一结论的是______（选填字母序号）。
a．常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
b．稳定性XR＞YX4
c．Y与R形成的化合物中Y呈正价
（4）根据表中数据推测，Y的原子半径的最小范围是________。
10．（7分）A、B、C、D四种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A与C，B与D分别是同主族元素，已知B、D两元素间可形成DB2和DB3两种化合物，两者相对分子质量相差16；又如A、C两元素原子序数之和是B、D两元素原子序数之和的
。
请回答下列问题
（1）写出由B、C两种元素形成的原子个数比为1:
1的化合物的电子式：
_______，其晶体中所含化学键的类型有________。
（2）A2B与A2D的沸点：
A2B________A2D（填“高于”或“低于”），其原因是_________________。
（3）由A、B、C、D四种元素形成的物质X，与盐酸反应能够生成具有刺激性气味的气体，写出X与盐酸反应的离子方程式：
________________。
（4）碳元素的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_______。
H2O2的化合物类型是_____（填“共价化合物”或“离子化合物”）。
11．（16）为了探究过氧化钠的强氧化性，某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。
实验步骤及现象如下：
①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器。
②缓慢通入一定量的N2后，将装置D连接好（导管末端未伸入集气瓶中），再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓
盐酸，剧烈反应，有气体产生。
③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体。
装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。
④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2，至装置中气体无色。
回答下列问题：
（1）装置B中湿润的红色纸条退色，证明A中反应有（填化学式）生成。
若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因。
（2）装置C的作用是。
（3）甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。
乙同学认为此结论不正确，他可能的理由为①；②。
（4）实验证明，Na2O2与干燥的HCl能反应，完成并配平该化学方程式。
Na2O2＋HCl===Cl2＋NaCl＋H2O
该反应（填“能”或“不能”）用于实验室快速制取纯净的Cl2，理由是（要求答出两点）。
12．某课外活动小组设计了以下实验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。
其实验流程图如下：
（1）测定硝酸的物质的量反应结束后，从如图装置B中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。
在B容器中生成硝酸的物质的量为______mol，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为___________mL。
（2）测定NO的体积
①从如图所示的装置中，你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是_______。
②选用如图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是__________（填各导管口编号）。
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置_______（填“下降”或“升高”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
（3）气体成分分析
若实验测得NO的体积为112.0mL（已折算到标准状况），则Ag与浓硝酸反应的过程中______（填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是_________。
13．为验证氧化性Cl2>Fe3＋>SO2，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验）。
实验过程：
I.打开弹簧夹K1~K4，通入一段时间N2，再将T型导管插入B中，继续通入N2，然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K3。
Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）过程Ⅰ的目的是。
（2）棉花中浸润的溶液为。
（3）A中发生反应的化学方程式为。
（4）用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是。
（5）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示。
他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3＋>SO2的是（填“甲”“乙”“丙”）。
过程ⅣB溶液中含有的离子
过程ⅥB溶液中含有的离子
甲
有Fe3＋无Fe2＋
有SO42－
乙
既有Fe3＋又有Fe2＋
有SO42－
丙
有Fe3＋无Fe2＋
有Fe2＋
（6）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：
Fe2＋（aq）＋SO32－（aq）
FeSO3（s）（墨绿色）[来源:
学。
科。
网Z。
X。
X。
K]
提出假设：
FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3（墨绿色）与FeCl3（黄色）的混合色。
某同学设计如下实验，证实该假设成立：
①溶液E和F分别为、。
②请用化学平衡原理解释步骤3中溶液由红棕色变为浅绿色的原因。
14．A、B、C、D、E、F为中学化学中的常见物质，且物质A由1～2种短周期元素组成，在一定条件下有如图转化关系，请完成下列问题：
（1）若常温下A为有色气体。
①当F是一种金属单质时，请写出一定浓度的B溶液和适量F反应生成C与气体E的离子方程式：
_________________。
②当C为直线形分子时，E具有漂白性，物质F焰色反应呈黄色，则C的电子式为________________；D中所含化学键的类型为____________________。
（2）若A为淡黄色固体，D为白色难溶于水的物质，且A和D的相对分子质量相等，请用离子方程式表示F的水溶液呈酸性的原因：
_________________。
（3）若A中一种元素原子的最外层电子数为内层电子总数的
，将B和D分别溶于水，所得溶液按恰当比例混合，可得一种不含金属元素的盐溶液，请写出A与H2O反应的化学方程式：
____________；B转化为C的化学方程式为______________。
15．（13分）下图为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，回答下列问题
（1）表中某元素最高正价氧化物的水化物与其氢化物之间能相互反应生成离子化合物，则该离子化合物的名称是______，由元素④、⑥、⑦、⑧形成的简单离子的半径由大到小的顺序是_______（用离子符号表示，下同）。
②、④、⑤元素的氢化物的沸点由高到低的顺序是____________。
（2）分别由上述两种元素组成、均为10e-的阴、阳离子，在加热条件下反应生成两种10e-的分子，写出该离子反应方程是________________。
（3）由表中四种元素形成X、Y、Z、M、N等常见物质，X、Y含有一种相同元素，其中X焰色反应呈黄色，可发生以下反应：
①X、Y与水混合后反应的离子方程式为________________。
②N→⑦的单质反应的化学方程式为_________________。
③若将Y溶液加热蒸干、灼烧后得到的物质的化学式是________________。
参考答案
1．C
【解析】
试题分析：
A.流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3，转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用铁粉还原Fe3+得到硫酸亚铁，A正确；B.固体1为SiO2，分离FeSO4和Al2（SO4）3采用的是调控pH的方法，使Al3+转化为Al（OH）3沉淀从而与FeSO4分离，B正确；C.溶液1为硫酸铁和硫酸铝的混合溶液，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀是Fe（OH）3，再用硫酸溶解生成硫酸铁，硫酸铁溶液结晶分离得到的是硫酸铁晶体，得不到FeSO4·7H2O，C错误；D.Fe2+容易被氧化，所以在得到FeSO4·7H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，D正确；答案选C。
【考点定位】考查离子反应、物质分离、试剂的选择、溶液pH控制、硫酸亚铁性质、实验条件选择和控制等知识。
【名师点睛】本题以流程图的形式考查离子反应、物质分离、实验流程、实验评价、实验条件控制等。
涉及试剂的选择、溶液pH控制、硫酸亚铁性质、实验条件选择和控制等。
化学工艺流程题近几年是高考的热点，所占的分值也相当大，但由于此类试题陌生度高，对我们的能力要求也大，加上有的试题文字量大，容易产生畏惧感，所以这类题的得分不是很理想。
流程图解题的基本步骤：
（1）审题：
①从题干中获取有用信息，了解生产的产品，并在流程框图上，标出原料中的成分，找出原料中的杂质。
②审流程图：
看箭头，进入的是投料（即反应物）、出去的是生成物（包括主产物和副产物）；找三线，物料进出线、操作流程线、循环线。
（2）析题：
分析流程中的每一步骤，知道“四个什么”：
①反应物是什么；②发生了什么反应；③该反应造成了什么后果；④对制造产品有什么作用。
抓住一个关键点：
一切反应或操作都是为获得产品而服务。
（3）技巧：
从问题中获取信息，帮助解题，流程下题目中所提的问题，有时对我们分析流程中某一步的作用有很大帮助，所以我们做题时，不仅要把题中所给信息及流程图审一遍，还要把题中所提问题浏览一遍。
2．
（1）点燃；Fe3+水解生成的Fe（OH）3胶体具有吸附性
（2）d
（3）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
（4）2FeCl3+3NaClO+10NaOH=2Na2FeO4+9NaCl+5H2O3：
2
（5）碱性溶液中，上述反应向逆反应方向进行，可减少洗涤时K2FeO4的损失
（6）63．1%
【解析】
试题分析：
（1）铁在氯气中燃烧生成FeCl3，所以条件为点燃；氯化铁可用于净水是因为Fe3+水解生成的Fe（OH）3胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物质。
（2）尾气为Cl2，与吸收剂FeCl2溶液反应生成FeCl3，以备后续操作使用，所以选择d。
（3）NaOH溶液与Cl2反应生成NaCl、NaClO、H2O，氧化剂Y为NaClO，离子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
（4）根据流程图可知，反应④的化学方程式为2FeCl3+3NaClO+10NaOH＝2Na2FeO4+9NaCl+5H2O，其中氧化剂为NaClO，还原剂为FeCl3，二者的物质的量之比为3∶2。
（5）由题给的可逆反应可知，OH-为生成物，故在碱性溶液中，该反应向逆反应方向进行，可减少洗涤时K2FeO4的损失。
（6）根据反应①②③，可得关系式2FeO42-～2CrO42-～Cr2O72-～6Fe2+，FeO42-～Fe2+，则样品中K2FeO4的质量分数为0．1000mol/L×0．01893L×1/3×250mL/25mL×198g/mol/1．98g×100%=63．1%。
考点：
考查对制备K2FeO4的工艺流程的分析及实验操作
3．（12分）（每空2分）
（1）Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O
（2）BC
（3）Fe2+被氧化为Fe3+，
Fe3+水解产生H+。
（4）4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）
=－256kJ/mol。
（5）FeS2+4e－=Fe+2S2－
（6）58bc/49-377apq/280kg
【解析】
试题分析：
硫铁矿烧渣用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁和未反应的硫酸，用活化硫铁矿还原铁离子后过滤，向滤液中加入碳酸亚铁调节溶液pH，过滤后再通入空气，调节溶液的pH，除去溶液中杂质离子，过滤浓缩结晶得到硫酸亚铁晶体。
（1）硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，离子方程式为：
Fe2O3+6H+＝2Fe3++3H2O。
（2）淀粉碘化钾可以和铁离子反应生成碘单质显蓝色，硫氰化钾可以检验铁离子，显红色，所以选BC。
（3）氧气可以将Fe2+被氧化为Fe3+，
Fe3+水解产生H+，使溶液的pH降低。
（4）根据盖斯定律，①-③×2+②×4即可，4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）
=-1648-2×（-1480）+4×（-393）=－256kJ/mol。
（5）电池放电时的总反应为4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正极发生还原反应，所以是二硫化亚铁得到电子生成铁和硫离子，电极反应式为：
FeS2+4e－=Fe+2S2－。
（6）氧化铁含量为p，akg烧渣中氧化铁的质量为ap×103g，铁的浸取率为q，则参见反应的氧化铁的质量为ap×103×q，其物质的量为ap×103×q/160mol。
硫酸的物质的
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