内容正文:
章末测试卷(2) 元素与物质世界
一、选择题:本题共6小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.我国古籍中记载:“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者,炒为黄丹。”涉及物质转化如下:Pb(CH3COO)2Pb2Pb(OH)2·PbCO3PbO。下列说法错误的是( )
A.Pb属于电解质
B.2Pb(OH)2·PbCO3属于碱式盐
C.反应 ⅰ 中(CH3COO)2Pb为氧化产物
D.反应 ⅲ 为分解反应
A 解析:Pb为单质,既不是电解质也不是非电解质,A错误;2Pb(OH)2·PbCO3中含有两种阴离子,其中一种阴离子为氢氧根离子,故为碱式盐,B正确;反应ⅰ中Pb元素化合价升高生成(CH3COO)2Pb,则(CH3COO)2Pb为氧化产物,C正确;反应ⅲ的化学方程式应为2Pb(OH)2·PbCO33PbO+CO2↑+2H2O,属于分解反应,D正确。
2.(2024·山东泰安期末)我国科学家研制的“纳米药物分子运输车”,其结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.该“运输”车中Fe3O4可由Fe2O3被氢气还原制得
B.该“运输车”的外壳一定含有碳元素
C.该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体
D.SiO2属于酸性氧化物
C 解析:因氢气具有还原性,Fe2O3可被氢气还原制得Fe3O4,A正确;该“运输车”为有机物外壳,有机物中含有碳,B正确;该“纳米药物分子车”的直径为200 nm,而胶体分散质粒子直径为1~100 nm,所以该“纳米药物分子车”分散于水中所得的分散系不属于胶体,C错误;二氧化硅能与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,D正确。
3.化学反应可用微观示意图形象化地表示。如图为处理汽车尾气中的有毒气体的微观示意图(未配平),其中不同颜色的球代表不同种原子。
下列说法正确的是( )
A.甲和丙中同种元素化合价不可能相等
B.该反应属于置换反应
C.物质丁一定是非金属单质
D.物质乙被还原
C 解析:题目中提供的微观示意图表示NO+COCO2+N2,甲、丙中同种元素为O,化合价相同,A错误;该反应不是置换反应,B错误;丁为N2,C正确;乙为CO,在反应中被氧化,D错误。
4.在电解质溶液的导电性实验(装置如图所示)中,若向某一电解质溶液中逐滴加入另一溶液时,则灯泡由亮变暗至熄灭后,又逐渐变亮的是( )
A.盐酸中逐滴加入NaOH溶液
B.CuSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液
C.硫酸中逐滴加入BaCl2溶液
D.盐酸中逐滴加入AgNO3溶液
答案:B
5.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的有( )
①0.1 mol/L Na[Al(OH)4]溶液:Na+、Cl-、HCO、SO
②水电离的H+浓度为10-12 mol/L的溶液中:Cl-、CO、SO、NO
③加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+、SO、NO、Cl-、NH、K+
④使甲基橙变黄的溶液中:SO、NO、Fe2+、MnO、Na+
⑤中性溶液中:Fe3+、Al3+、NO、Cl-、S2-
A.零组 B.一组 C.两组 D.三组
A 解析:Na[Al(OH)4]与HCO发生反应,在溶液中不能大量共存,①错误;水电离的H+浓度为10-12 mol/L的溶液呈酸性或碱性,CO、SO与氢离子反应,在酸性溶液中不能大量共存,②错误;加入Mg能放出H2的溶液中存在大量氢离子,NO在酸性条件下具有强氧化性,与Mg反应不会生成氢气,③错误;使甲基橙变黄的溶液呈酸性或碱性,Fe2+、MnO在酸性条件下发生氧化还原反应,Fe2+在碱性条件下与氢氧根离子反应,在溶液中不能大量共存,④错误;Fe3+只能存在于酸性溶液,在中性溶液中不能大量共存,且Fe3+、Al3+、S2-能发生双水解反应,不能共存,⑤错误;综上所述,五组离子均不能共存,故选A。
6.NaClO2/尿素复合吸收剂是一种良好的NO吸收剂,吸收原理为①3NaClO2+4NO+2H2O===4HNO3+3NaCl;②6NO+2CO(NH2)2===5N2+2CO2+4H2O。下列推断正确的是( )
A.物质的氧化性:HNO3>NaClO2>NO
B.复合吸收剂中NaClO2与尿素会发生氧化还原反应
C.反应②中碳元素被NO氧化
D.反应②中若14 mol NO被完全吸收,则此过程转移电子为28 mol
D 解析:反应①中NaClO2是氧化剂,HNO3是氧化产物,则氧化性:HNO3<NaClO2,A错误;NaClO2与尿素不反应,否则复合吸收剂吸收NO的效果很差,B错误;反应②中尿素中的碳元素化合价没有发生变化、氮元素化合价升高,故氮元素被 NO 氧化,C错误;反应②中1 mol NO参与反应转移2 mol电子,若 14 mol NO 被完全吸收,则此过程转移电子为 28 mol,D正确。
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
7.高铜酸钾是一种难溶于水的黑色粉末状固体,与高铁酸钾性质相似。可以由四羟基合铜酸钾和次溴酸在冰水浴中合成:
①K2[Cu(OH)4]+HBrO―→KCuO2+KBr+KBrO+H2O(未配平)。高铜酸钾在酸性条件下不稳定:②KCuO2+H2SO4―→O2+CuSO4+H2O+K2SO4(未配平)。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
B.②中若有标准状况下5.6 L O2生成,转移电子0.2NA
C.②中KCuO2既表现氧化性,又表现还原性
D.由①②可知氧化性强弱顺序为HBrO>KCuO2>O2
AB 解析:反应①中HBrO→KBr中Br元素化合价降低,HBrO是氧化剂,K2[Cu(OH)4]→KCuO2中Cu元素化合价升高,K2[Cu(OH)4]是还原剂,根据得失电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2,A错误;反应②化学方程式为4KCuO2+6H2SO4===O2↑+4CuSO4+6H2O+2K2SO4,生成1 mol O2转移4 mol电子,标准状况下生成5.6 L O2即物质的量为n===0.25 mol,转移电子数为0.25 mol×4×NA mol-1=NA,B错误;反应②中Cu元素化合价降低,O元素化合价升高,KCuO2既表现氧化性,又表现还原性,C正确;氧化剂的氧化性强于氧化产物,由①可得氧化性HBrO>KCuO2,由②可得氧化性:KCuO2>O2,则氧化性强弱顺序:HBrO>KCuO2>O2,D正确。
8.(2024·辽宁大连模拟)碲被誉为“现代工业的维生素”,它在地壳中的丰度值很低。某科研小组从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的工艺流程如图所示。下列说法不正确的是( )
已知:①“焙烧”后,碲主要以TeO2形式存在;②TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱。
A.“焙烧”时Cu2Te发生反应:Cu2Te+2O22CuO+TeO2
B.“碱浸”后所得的滤渣中含有Au、Ag,可用稀盐酸将其分离
C.“碱浸”时,反应的离子方程式为TeO2+2OH-===TeO+H2O
D.“还原”时,Na2SO3作还原剂
B 解析:“焙烧”时Cu2Te被O2氧化生成TeO2和CuO,A正确;Au、Ag均为不活泼金属,不溶于稀盐酸,无法用稀盐酸将其分离,应选择强氧化性酸如稀硝酸,B错误;“碱浸”时TeO2与氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为TeO2+2OH-===TeO+H2O,C正确;根据流程图可知,加入Na2SO3后,Te4+被还原生成Te,D正确。
9.某强酸性X溶液中,除H+外,还可能存在Al3+、Fe2+、NH、Ba2+、Cl-、CO、SO、NO中的若干种,现取适量X溶液进行如下一系列实验:
下列判断不正确的是( )
A.生成气体A的离子方程式为3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O
B.生成沉淀H的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCO
C.溶液X中一定没有的离子为CO、Ba2+
D.溶液X中一定含有的离子是H+、Fe2+、SO、NH、Al3+
C 解析:X溶液呈强酸性,则溶液中不存在CO;X溶液和Ba(NO3)2溶液反应生成沉淀C,则溶液中存在SO,不存在和SO反应的Ba2+,沉淀C是BaSO4;酸性条件下NO具有强氧化性,加入Ba(NO3)2溶液产生气体A,则溶液X中存在Fe2+,不存在NO,气体A是NO;溶液B中加入过量NaOH溶液时产生了气体D,则溶液中含有NH,气体D是NH3,沉淀F是Fe(OH)3;溶液E中通入过量CO2时产生沉淀H和溶液G,则溶液X中存在Al3+,沉淀H是Al(OH)3。溶液X中含有Fe2+,酸性条件下与NO反应生成NO,反应的离子方程式为3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O,A正确;溶液X中一定没有的离子为CO、Ba2+、NO,C错误;溶液X中一定含有的离子是H+、Fe2+、SO、NH、Al3+,D正确。
三、非选择题:本题共3小题。
10.氮元素的常见化合价及其化合价对应的常见物质的化学式如下表所示,回答下列问题:
化合价
-3
+1
+2
+3
+4
+5
化学式
NH3
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5
(1)从化合价上看,N2O5具有____________(填“氧化”或“还原”)性。
(2)下列试剂不能用于干燥NH3的是____________(填标号)。
A.浓硫酸 B.碱石灰
C.NaOH固体 D.CaCl2固体
(3)NO与NO2中氮元素的价态均处于中间价态,则NO与NO2均既有氧化性又有还原性。
①NO极易与氧气反应,NO表现____________性;在一定条件下NO与氨气发生归中反应生成N2,其化学方程式为______________________________;
②NO2可与H2O发生自身歧化反应,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为____________;NO2与NaOH溶液反应可生成两种盐,其中一种是NaNO2,写出NO2与NaOH溶液反应的化学方程式:________________________________________;
③汽车排气管上装有催化转化器,可减少尾气对环境的污染,将汽车尾气中的有害气体CO和NO转化为无害气体排放,写出相关反应的化学方程式:__________________;
④工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2,原理如图所示:
写出NO2被吸收过程中的离子方程式:____________________________________。
答案:(1)氧化 (2)AD
(3)①还原 4NH3+6NO5N2+6H2O
②1∶2 2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
③2NO+2CON2+2CO2 ④2NO2+4SO===N2+4SO
11.用零价铁(Fe)去除含氮废水中的硝酸盐(NO)是环境修复的重要方法。一种去除NO的过程如下。
(1)Ⅱ 中充分反应后,分离混合物的方法是____________。
(2)Ⅱ 中反应的离子方程式是____________________________________。
(3)实验发现,在 Ⅱ 中补充一定量的Fe2+可以明显提高NO的去除率。向两份含氮废水[n(NO)=8.1×10-5mol]中均加入足量Fe粉,做对比研究。
实验序号
ⅰ
ⅱ
所加试剂
Fe粉
Fe粉、FeCl2 (3.6×10-5mol)
NO的去除率
≈50%
≈100%
研究发现:Fe3O4 (导电)覆盖在铁粉表面;随着反应的进行,产生FeO(OH)(不导电),它覆盖在Fe3O4表面,形成钝化层,阻碍电子传输。
ⅰ、ⅱ 中均能发生Fe+2H+===Fe2++H2↑。该反应明显有助于 ⅱ 中NO的去除,结合方程式解释原因:_______________________________________。
(4)测定NO含量
步骤1.取V mL含氮(NO)水样,加入催化剂、V1 mL c1 mol/L FeSO4标准溶液(过量),再加入稀硫酸;
步骤2.用c2 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+ ( Cr2O被还原为Cr3+),终点时消耗V2 mL。
已知:3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O。
①水样中NO的含量为____________ mol/L;
②溶液中O2影响测定。向步骤1中加入适量NaHCO3,产生CO2驱赶O2,否则会使测定结果________(填“偏大”或“偏小”)。
答案:(1)过滤
(2)3Fe+NO+2H++H2O===Fe3O4+NH
(3)Fe2++2FeO(OH)===Fe3O4+2H+,Fe2+破坏了钝化层
(4)① ②偏大
解析:(4)①步骤1取V mL含氮(NO)水样,加入催化剂、V1 mL c1 mol/L FeSO4标准溶液(过量),再加入稀硫酸,发生反应3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O,步骤2用c2 mol/L K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+ (Cr2O被还原为Cr3+),终点时消耗V2 mL,发生反应6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O,根据K2Cr2O7标准溶液的用量求得剩余的FeSO4的物质的量为6c2V2×10-3mol,则参与步骤1反应的FeSO4的物质的量为(c1V1-6c2V2)×10-3mol,根据反应3Fe2++NO+4H+===3Fe2++NO↑+2H2O可得反应消耗n(NO)=mol,故原水样中NO的含量为c(NO)= mol/L= mol/L。
②溶液中O2存在,也会消耗FeSO4,则K2Cr2O7用量偏小,由于FeSO4总量一定,参与步骤1反应的FeSO4物质的量会偏大(计算造成的误差),计算出来的水样中NO的含量偏大。
12.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成黄绿色的易爆气体二氧化氯,反应的化学方程式为2KClO3+4HCl(浓)===2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值。
(1)浓盐酸在该反应中表现出来的性质为________。
(2)将氯气通入某含氧酸盐的溶液中,能发生反应RO+Cl2+H2O===RO+2Cl-+2H+,则反应物RO中R元素的化合价是________;当反应消耗0.25 mol氯气时,转移电子的数目为__________。
(3)根据世界环保联盟的要求,ClO2将逐渐取代Cl2成为自来水的消毒剂。工业上常用NaClO3溶液和Na2SO3溶液混合并加入H2SO4酸化制得ClO2,且产物中有Na2SO3,则在该反应中,NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为________。
答案:(1)还原性和酸性 (2)+4 0.5NA (3)2∶1
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