元素及其化合物大題集錦

1.某探究小組在實驗室中用鋁土礦(主要成分為A12OB,含有Fe2CB,SiO2)提取氧化鋁，流程如圖,流ip①M群第流ip①M群第②加過后

N⑷H誨

液.加熱許洞由速g氣體.并搜過渡、洗潦.“I制一定的l過渡、洗潦MaHC(h袍液I反應條件MaHC(hTOC\o"1-5"\h\z(1)畫出A1的原子結構示意圖^(2)寫出反應①中主要成分發(fā)生反應的化學方程式方程式：、.(3)沉淀X的化學式.沉淀X與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式：.(4)實驗室中甲同學用如圖裝置(圖1)制備CC2氣體并通入濾液B中制備Al(OH3,實驗時結果沒有產(chǎn)生預期現(xiàn)象.乙同學分析以為：甲同學通入的CC2氣體中含有HC1氣體是導致實驗失敗的原因，解決的方案是在裝置(圖1)中I和II之間增加(圖2).則裝置中的試劑x應為溶液.圖2圖2(5)工業(yè)上通常以鋁土礦提取得到的Al2O為原料制備無水氯化鋁：2A12Q+3C+6C12===4A1C1b+3COT,該反應中的還原劑是，氧化劑是.制得5.6L(標準狀況)CQ氣體，有mo1電子發(fā)生轉移.(2)A12O3+6HCL2A1C13+3H2O,Fe2O3+6HCL2FeC13+3H2O;(3)SiO2；2OH-+SiO2=SiO32-+H2O;(4)飽和NaHCO3；2.由短周期元素組成的化合物X是某抗酸藥的有效成分.甲同學欲探究X的組成.查閱資料：①由短周期元素組成的抗酸藥的有效成分有碳酸氫鈉、碳酸鎂、氫氧化鋁、硅酸鎂鋁、磷酸鋁、堿式碳酸鎂鋁.②A13+在pH=5.0時沉淀完全；Mg2+在pH=8.8時開始沉淀，在pH=11.4時沉淀完全.實驗過程：I.向化合物X粉末中加入過量鹽酸，產(chǎn)生氣體A,得到無色溶液.n.用鉗絲蘸取少量I中所得的溶液，在火焰上灼燒，無黃色火焰.m.向I中所得的溶液中滴加氨水，調節(jié)pH至5?6,產(chǎn)生白色沉淀B,過濾.W.向沉淀B中加過量NaOH溶液，沉淀全部溶解.V.向山中得到的濾液中滴加NaOH溶液，調節(jié)pH至12,得到白色沉淀C.(1)1中氣全A可使澄清石灰水變渾濁，A的化學式是_(2)由I、n判斷X一定不含有的元素是磷、m中生成B的離子方程式是IV中B溶解的離子方程式是(5)沉淀C的化學式是(6)若上述n(A):n(B):n(C)=1：1:3,則X的化學式是.【答案】(1)CO2；(2)鈉、硅；Al3++3NH37H2O-Al(OH)3J+3NH4+;Al(OH)3+OH-—AlO2-+2H2O;(5)Mg(OH)2；(6)Mg3Al(OH)7CO3.3.FeCl3具有凈水作用，但腐蝕設備，而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑，處理污水比FeCl3高效，且腐蝕性小。請回答下列問題：(1)FeCl3凈水的原理是.FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設備，除H+作用外，另一主要原因是(用離子方程式表示).(2)為節(jié)約成本，工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3.①若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.0x-20nol?L-1,c(Fe3+)=1.0x-30nol?L-1,c(Cl-)=5.3x-20nol?L-1,則該溶液的PH約為.②完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式：ClO-3+Fe2++=Cl-+Fe3++.⑶FeCl3在溶液中分三步水K1:Fe3++H2O?Fe(OH)2++H+;Fe(OH)2++H2O?Fe(OH)+2+H+K2Fe(OH)++H2O?Fe(OH)3+H+K3通過控制條件，以上水解產(chǎn)物聚合，生成聚合氧化鐵，離子方程式為：xFe3++yH2O?Fex(OH)(3x-y)+y+yH+,欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)—.a.降溫b.加水稀釋c.加入NH4Cld.加入NaHCO3.【答案】(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質，可起到凈水的作用；鋼鐵設備中的Fe會與鐵離子反應生成亞鐵離子，離子方程式是：2Fe3++Fe=3Fe2+,故答案為：Fe3+水解生成的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中的懸浮雜質;2Fe3++Fe=3Fe2+；(2)①根據(jù)電荷守恒：c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-濃度很小，在這里可以忽略不計)，則c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=1.0X10-2mol?L-1,則溶液pH=-lg1.0X2=2,故答案為：2;②氯酸鈉氧化酸性的氯化亞鐵，則反應物中有氫離子參加，則生成物中有水生成，Cl元素的化合價從+5價降低到-1價，得到6個電子，而Fe元素的化合價從+2價升高到+3價，失去1個電子，根據(jù)得失電子守恒，則氯酸根離子的系數(shù)為1,Fe2+的系數(shù)為6,則鐵離子的系數(shù)也是6,氯離子的系數(shù)是1,根據(jù)電荷守恒，則氫離子的系數(shù)是6,水的系數(shù)是3,配平后離子方程式為：ClO-3+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,故答案為：1;6;6H+;1;6;3H2O;(3)控制條件使平衡正向移動，使平衡正向移動，因為水解為吸熱反應，所以降溫，平衡逆向移動；加水稀釋，則水解平衡也正向移動；加入氯化俊，氯化錢溶液為酸性，氫離子濃度增大，平衡逆向移動；加入碳酸氫鈉，則消耗氫離子，所以氫離子濃度降低，平衡正向移動，故選bd；故答案為：bd.4.某小組在驗證反應Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05mol?L-1硝酸銀溶液（pH=2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。⑴檢驗產(chǎn)物①取少量黑色固體,洗滌后，—（填操作和現(xiàn)象），證明黑色固體中含有Ag.②取上層清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有—.（2）針對溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3+,乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是—州離子方程式表示）.針對兩種觀點繼續(xù)實驗：①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色變淺、沉淀量多少與取樣時間有關，對比實驗記錄如下：序號取樣時間/min現(xiàn)象i3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色ii30產(chǎn)生白色沉淀；較3min時量??；溶液紅色較3min時加深iii120產(chǎn)生白色沉淀；較30min時量?。蝗芤杭t色較30min時變淺（資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN）②對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設：假設a:可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+；假設b:空氣中存在O2,由于（用離子方程式表示，可產(chǎn)生Fe3+；假設c:酸性溶液中NO-3具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+；假設d:根據(jù)—現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+.③下列實驗I可證實假設a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗n可證實假設d成立。實驗I：向硝酸酸化的__>?（pH=2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3min時溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色。實驗n：裝置如圖。其中甲溶液是__,操作現(xiàn)象是—.(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象，結合方程式推測實驗i7ii中Fe3+濃度變化的原因:【答案】(1)①黑色固體中含有過量鐵，如果同時含有銀，則可以加入HCl或H2SO4溶解Fe,而銀不能溶解，故答案為：加入足量加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化，固體未完全溶解；②K3[Fe(CN)3]是檢驗Fe2+的試劑，所以產(chǎn)生藍色沉淀說明含有Fe2+,故答案為：Fe2+；(2)過量鐵粉與Fe3+反應生成Fe2+,即Fe+2Fe3+=3Fe2+,故答案為：Fe+2Fe3+=3Fe2+；②O2氧化Fe2+反應為4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O,白色沉淀是AgSCN,所以實驗可以說明含有Ag+,Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+,故答案為：4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O；白色沉淀；③證明假設abc錯誤，就是排除Ag+時實驗比較，相當于沒有Ag+存在的空白實驗，考慮其他條件不要變化，可以選用NaNO3,原電池實驗需要證明的是假設d的反應Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能夠實現(xiàn)，所以甲池應當注入FeCl2、FeCl3混合溶液，按圖連接好裝置，如電流表指針發(fā)生偏轉，可說明d正確，故答案為：NaNO3;FeCl2/FeCl3；按圖連接好裝置，電流表指針發(fā)生偏轉；(3)i-iii中Fe3+變化的原因：i-iiAg++Fe2+=Ag+Fe3+,反應生成Fe3+的使Fe3+濃度增加，ii-iii溶液紅色較30min時變淺，說明空氣中氧氣氧化SCN-,使平衡向生成Fe3+的方向移動，F(xiàn)e(SCN)3濃度減小，則溶液的顏色變淺，故答案為：i-iiAg++Fe2+=Ag+Fe3+,反應生成Fe3+的使Fe3+增加，紅色變深，ii-iii空氣中氧氣氧化SCN-,紅色變淺。5.工業(yè)上，向500-600C的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無水氯化鐵；向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無水氯化亞鐵?，F(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過程進行試驗?；卮鹣铝袉栴}：(1)制取無水氯化鐵的實驗中，A中反應的化學方程式為,裝置B中加入的試劑是,D中反應的離子方程式為.(2)制取無水氯化亞鐵的實驗中，裝置A用來制取―尾氣的成分是―若仍用D的裝置進行尾氣處理,存在的|可題是、O(3)若操作不當，制得的FeCl2會含有少量FeCl3,欲制得純凈的FeCl2,在實驗操作中應先,再.【答案】(1)制取無水氯化鐵的實驗中，A裝置制取的是氯氣，實驗室常用濃鹽酸與二氧化鎰加熱制取，化學反應方程式為：MnO2+4HCl(濃)====MnCl2+Cl2f+2h2O,裝置B的作用是干燥氯氣，常用濃硫酸；氯氣有毒，需要用強堿溶液吸收，所以D中發(fā)生反應的離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案為：MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2T+2H2O;濃硫酸；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;(2)制取無水氯化亞鐵，需要HCl氣體，故A裝置制取的是HCl,反應方程式為：Fe+2HClFeCl2+H2,故尾氣的成分為未反應的HCl和生成的氫氣，由于HCl極易溶于水，故若仍然采用D裝置進行尾氣處理，很容易造成倒吸，且氫氣不溶于水，不利于氫氣的吸收，氫氣易燃，造成安全隱患，故答案為：HCl;HCl和H2；發(fā)生倒吸；可燃性氣體H2不能被吸收；(3)若要制取純凈的FeCl2,需先排凈裝置中的空氣，故先點燃A處的酒精燈，再點燃C處的酒精燈，故答案為：點燃A處的酒精燈；點燃C處的酒精燈..氯化亞銅是一種重要的化工原料，廣泛應用于有機合成、石油、油脂、染料等工業(yè)。一種利用低品位銅礦(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)為原料制取CuCl的工藝流程如下：(MKiJAKS(MKiJAKS落桎一但皂匚工口一匚工口一|四％YdO酣衰一旦建回答下列問題:⑴步驟I浸取”前需將銅礦粉碎的目的是—；浸取”時，被氧化的元素有一煤元素符號)(2)已知Cu2+、Mn2+、Fe3+開始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表，則步驟n中和”時，pH應控制的范圍為物質Cu(OH)2Mn(OH)2Fe(OH)3開始沉淀pH4.78.31.2完全沉淀pH6.79.83.2(3)步驟IV加熱蒸氨”時發(fā)生反應的化學方程式為(4)步驟VI反應的離子方程式為2其中鹽酸需過量2其原因是⑸步驟口獲得CuCl晶體需經(jīng)過濾、洗滌、干燥。洗滌時，常有無水乙醇代替蒸儲水做洗滌劑的優(yōu)點是—(寫一點).【答案】(1)將銅礦粉碎的目的是提高浸取反應速率和原料的浸取率；“浸取”時，Cu2S、CuS及FeO發(fā)生氧化還原反應生成硫單質、硫酸鐵、硫酸銅，Cu、S和Fe化合價升高，被氧化；故答案為：提高浸取反應速率和原料的浸取率；Cu、S和Fe；(2)步驟H中和”時，沉淀鐵離子，不沉淀Cu2+、Mn2+,由表可知，pH應控制的范圍為3.2WpH<4.7;故答案為：3.2WpH<4.7;(3)根據(jù)流程，步驟IV加熱蒸氨”日^[Cu(NH3)4]CO3溶液生成氧化銅粉末、氨氣，則還有二氧化碳，反應為：Cu(NH3)4CO3===CuO+4NH3f+CC2T;(4)步驟VI反應為氧化鐵銅粉末與水、鹽酸、氯化鈉、銅反應得到Na[CuCl2],離子方程式為：CuO+4Cl-+2H++Cu=2[CuCl2]-+H2O;防止Cu2+和Cu+水解，提高CuCl產(chǎn)率，故鹽酸應過量；故答案為：CuO+4Cl-+2H++Cu=2[CuCl2]-+H2O;防止Cu2+和Cu+水解,提高CuCl產(chǎn)率；(5)避免CuCl溶于水而損失(或防止被氧化，或縮短干燥時間降低能耗)，故常用無水乙醇代替蒸儲水做洗滌劑；故答案為：避免CuCl溶于水而損失(或防止被氧化，或縮短干燥時間降低能耗)..中航工業(yè)成都飛機工業(yè)(集團)有限責任公司為中國航空事業(yè)做出了巨大貢獻，先后研制了殲5、

殲教5、殲7、殲教7、殲10、梟龍等殲擊機和教練機.銀銅合金廣泛應用于航空工業(yè).從切割廢料中回收銀并制備銅的化工產(chǎn)品工藝如下：爭叵回仲H聲。川爭叵回仲H聲。川JSOJjF_4潘鐘?aOH1楂椎■生(注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450C和80C)(1)電解精煉銀時，陰極電極反應式為HNO3反應，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，將紅棕色氣體溶于水的化學方程式為(2)固體混合物B的組成為?在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應的離子方程式為(3)配平煨燒過程中一個反應的化學方程式：CuO+A2O3=CuAlO2+T(4)CuSO4溶液也可用于制備膽磯，其基本操作是過濾、洗滌和干燥.(5)若銀銅合金中銅的質量分數(shù)為64.0%,理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉化為CuAlO2,至少需要1.0mol?L-1的Al2(SO4)3溶液L【答案】(1)電鍍法精煉銀時，粗銀為陽極，精銀為陰極，陽極上失電子變成離子進入溶液了:Ag-e-=Ag+,陰極銀離子得到電子形成單質銀：Ag++e-=Ag;無色的NO在常溫下與空氣中的O2迅速化合生成紅棕色N02：2NO+O2=2NO2,紅棕色氣體溶于水生成硝酸和一氧化氮，反應的化學方程式為：3NO2+H2O=2HNO3+NO;故答案為：Ag++e-=Ag;3NO2+H2O=2HNO3+NO;(2)未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3,Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450C和80C,煮沸后Cu(OH)2分解產(chǎn)生氧化銅，可知B為Al(OH)3和CuO;氫氧化鋁顯兩性能與堿反應：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;故答案為：Al(OH)3和CuO;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;(3)反應前Cu為+2價，反應后為+1,化合價降低1,Al化合價沒有變化，所以氧元素的化合價升高，生成氧氣，反應前氧為-2價，反應后為0,化合價升高2,兩者的最小公倍數(shù)是2,再根據(jù)原子守恒得：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2T,故答案為：4;2;4;O2;(4)由CuSO4溶液獲得CuSO4?5H2O晶體，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶(或結晶)，過濾等操作，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶；(5)由關系式：Cu?CuAlO2得n(CuAlO2)==50.0mol,則CuAlO2為50.0mol,由關系式：Al2(SO4)3?2CuAlO2得Al2(SO4)3=n(CuAlO2)X故答案為：25.0.8.研究CO在海洋中的轉移和歸宿，是當今海洋科學研究的前沿領域。(1)溶于海水的COi要以4種無機碳形式存在，其中HCO占95%寫出CO溶于水產(chǎn)生HCO的方程式;(2)在海洋碳循環(huán)中，通過如圖所示的途徑固碳。CaCO3(叫外①寫出鈣化作用的離子方程式：;②同位素示蹤法證實光合作用的化學方程式如下，將其補充完整：+訐經(jīng)體(CHQ)*+x18Q+xHO(3)海水中溶解無機碳占海水總碳的95%^±,其準確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎.測量溶解無機碳，可采用如下方法：①氣提、吸收CO.用N從酸化后的海水中吹出CO并用堿?^吸收(裝置示意圖如下).將虛線框中的裝置補充完整并標出所用試劑.②滴定.將吸收液吸收的無機碳轉化為NaHCO再用xmol?L-1HCl溶液滴定，消耗ymLHCl溶液.海水中溶解無機碳的濃度=mol?L-1.(5)利用如圖所示裝置從海水中提取CO,有利于減少環(huán)境溫室氣體含量.

卬悠「網(wǎng)卬悠「網(wǎng)①結合方程式簡述提取CO的原理:②用該裝置產(chǎn)生的物質處理室排出的海水，合格后排回大海.處理至合格的方法是【答案】(1)故答案為：CO2+H2O?H2CO3,H2CO3?H++HCO-3;(2)①2HCO-3+Ca2+=CaCO3JQO2T4H2O;②故答案為：CO2;H182O;⑶①HfO』⑶①HfO』溶海(4)a室：2H2O-4e=4H++O2T氫離子通過陽離子交換膜進入b室，發(fā)生反應:H++HCO-3=CO2/2O；②c室：2H2O+2e-=2OH-+H2T,用c室排出的堿液將從b室排出的酸性海水調節(jié)至裝置入口海水的pH.9.某?；瘜W實驗興趣小組為了探究在實驗室制備Cl2的過程中有水蒸氣和HCl揮發(fā)出來，同時證明氯氣的某些性質，甲同學設計了如圖所示的實驗裝置(支撐用的鐵架臺省略)，按要求回答問題。干爆的溜洞的4小電布曲布事用色布條門口，溶謔*BCEFI⑴下列方法中，可制得氯氣的正確組合是—.(B知酸性條件下，K2Cr207、KCIO3的氧化性均強于CI2；酒精燈可以不用)①MnO2和濃鹽酸混合共熱；②次氯酸鈉和濃鹽酸混合；③K2Cr207和濃鹽酸混合；④KCIO3和濃鹽酸混合共熱；⑤KMn04和濃鹽酸混合；A.只有①B.只有①⑤C.只有①③④⑤D.全部可以(2)若用含有0.2molHCI的濃鹽酸與足量的MnO2反應制CI2,制得的CI2體積(標準狀況下)總是小于1.12L的原因是—.⑶裝置B的作用—2現(xiàn)象是—.(4)裝置C和D出現(xiàn)的不同現(xiàn)象說明的問題是—裝置E的作用是—.(5)寫出裝置F中發(fā)生反應的離子方程式—.(6)乙同學認為甲同學的實驗有缺陷，不能確保最終通入AgNO3溶液中的氣體只有一種。為了確保實驗結論的可靠性，證明最終通入AgNO3溶液的氣體只有一種，乙同學提出在某兩個裝置之間再加一個裝置。你認為該裝置應加在—與―之間(填裝置字母序號)，裝置中應放入—.【答案】(1)①MnO2、次氯酸鈉、K2Cr207、KCIO3、KMn04氧化性都強于鹽酸，都能夠氧化鹽酸中的氯離子生成氯氣，都是實驗室常用制備氯氣的方法；故選：D;(2)濃鹽酸與足量MnO2反應制取CI2,反應需要加熱，氯化氫易揮發(fā)，反應消耗氯化氫，隨反應的不斷進行濃鹽酸的濃度逐漸變稀，稀鹽酸不反應不與MnO2反應，所以生成氯氣的量小于理論產(chǎn)量；故答案為：濃鹽酸的濃度隨著反應的進行變稀以后，將不再反應；加熱時濃鹽酸因揮發(fā)而損失；⑶白色的硫酸銅吸水生成藍色硫酸銅晶體，通常用來檢驗是否含有水蒸氣；故答案為：證明有水蒸氣產(chǎn)生；白色變藍色；(4)干燥的有色布條不褪色，說明氯氣不具有漂白性；濕潤的有色布條褪色，氯氣與水反應生成鹽酸與次氯酸，鹽酸不具有漂白性，所以使有色布條褪色的物質是次氯酸，故次氯酸漂白性；氯氣通入硝酸銀溶液中，也會產(chǎn)生白色沉淀，對氯化氫檢驗造成干擾，氯氣易溶于四氯化碳，用四氯化碳吸收氯氣，防止干擾F中氯化氫的檢驗；故答案為：干燥氯氣無漂白性，次氯酸有漂白性；吸收氯氣；(5)氯化氫與硝酸銀反應生成氯化銀和硝酸，反應離子方程式為Ag++Cl-=AgCl故答案為：A