第3章 物质的性质与转化 章末达标检测（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（鲁科版）

(满分100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。) 1．化学与生产、生活息息相关。下列说法正确的是(　　) A．活性炭具有除异味和杀菌作用 B．“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色，来自氧化铁 C．用充氮包装技术保鲜水果等食品 D．食品包装袋中常有生石灰，其作用是防止食品氧化变质 解析　活性炭具有吸附性，可以除异味，但不能杀菌，A错误；氧化铁是红棕色固体，瓷器的青色不是来自氧化铁，B错误；氮气的化学性质稳定，可以用于食品保鲜，C正确；生石灰可以吸收水分，用于食品包装袋中可以防止食品受潮，D错误。 答案　C 2．下列鉴别或检验不能达到实验目的的是(　　) A．用氧气鉴别CO、NO两种无色气体 B．用稀硫酸鉴别Fe、CuO、C三种黑色粉末 C．用Ba(OH)2溶液鉴别(NH4)2SO4与NH4NO3 D．用硝酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化 解析　NO能与O2生成红棕色的NO2，CO与O2在常温下不反应，故现象不同，能鉴别，A正确；Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，有气体产生，CuO与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，溶液成蓝色，C与稀硫酸不发生反应，故现象不同，能鉴别，B正确；(NH4)2SO4与Ba(OH)2生成硫酸钡白色沉淀和一水合氨，NH4NO3与Ba(OH)2反应生成一水合氨和硝酸钡，无沉淀生成，故现象不同，能鉴别，C正确；硝酸能将Na2SO3氧化，再加入BaCl2，有白色沉淀生成，不能证明Na2SO3是否被氧化，D错误。 答案　D 3．下列有关说法正确的是(　　) A．FeCl2与Cu2S均可通过化合反应得到 B．室温下，Fe与浓HNO3反应产生大量NO2 C．蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，有白烟产生 D．饱和FeCl3溶液与NaOH溶液反应制备氢氧化铁胶体 解析　FeCl3与Fe反应产生FeCl2，反应方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2，反应类型是化合反应；S与Cu混合加热反应产生Cu2S，反应方程式为2Cu＋SCu2S，反应类型也是化合反应。可见FeCl2与Cu2S均可通过化合反应得到，A正确；浓硝酸具有强氧化性，在室温下，Fe遇浓HNO3时，会在金属Fe表面氧化产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属进一步发生氧化还原反应，因此反应不能产生大量NO2，B错误；浓硫酸没有挥发性，因此蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近，没有白烟产生，C错误；饱和FeCl3溶液与NaOH溶液混合，会发生复分解反应产生Fe(OH)3沉淀，而不能制备得到氢氧化铁胶体，D错误。 答案　A 4．对于硫酸和硝酸的比较中，下列叙述不正确的是(　　) A．冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 B．稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性 C．浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性 D．硫酸和硝酸都是重要的化工原料 解析　铝、铁与冷的浓硫酸和浓硝酸发生钝化，因此冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装，故A正确；稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性，稀硫酸和金属反应生成氢气，表现氧化性，稀硝酸和金属反应生成硝酸盐和一氧化氮表现氧化性，故B正确；浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性，浓硫酸具有脱水性，浓硝酸不具有，故C错误；化工生产中用硝酸、硫酸生产化肥、农药、炸药、燃料，金属加工前的酸洗等，故D正确。 答案　C 5．下列实验装置不能达到实验目的的是(　　) 解析　在加热条件下，浓盐酸和MnO2反应生成Cl2，图中装置能制取氯气，A正确；NO难溶于水，所以可以采用排水法收集，B正确；打开活塞，将胶头滴管中的水挤入烧瓶中，氨气溶于水导致烧瓶内压强急剧减小，外界大气压不变，大气压将水通过导管进入烧瓶中而形成喷泉，氨气和水反应生成的一水合氨电离出OH－而使其水溶液呈碱性，酚酞遇碱溶液变红色，所以该装置能验证NH3易溶于水且溶液呈碱性，C正确；CO2、HCl都能和Na2CO3溶液反应，应该用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl，D错误。 答案　D 6．下列除去杂质的方法正确的是(　　) 选项 物质(括号内为杂质) 除去杂质的方法 A Cl2(HCl) 饱和食盐水、洗气 B Na2SO3(NaHSO3) 空气中加热 C CO2(SO2) 品红溶液、洗气 D NO2(NO) 水、洗气 解析　氯气在饱和食盐水中的溶解度小，HCl在饱和食盐水中的溶解度较大，可用饱和食盐水洗气的方式除去氯气中的HCl，A正确；亚硫酸钠在空气中加热容易被氧气氧化成硫酸钠，B错误；品红溶液通常用于检验二氧化硫的存在，无法除去二氧化硫，C错误；NO2能与水反应生成NO，不能用水、洗气的方法除去NO2中的NO，D错误。 答案　A 7．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是(　　) A．FeFe2O3Fe2(SO4)3 B．CaCl2(aq)CaCO3(s)CaO(s) C．NH3NO2HNO3 D．SSO2H2SO4 解析　铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，A错误；氯化钙与二氧化碳不反应，B错误；氨气与氧气在催化剂加热的条件下生成一氧化氮，4NH3＋5O24NO＋6H2O，C错误；硫与氧气反应生成二氧化硫，二氧化硫被过氧化氢氧化生成硫酸，SO2＋H2O2(g)===H2SO4，D正确。 答案　D 8．SO2通入足量Fe(NO3)3稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，但立即又变为棕黄色，这时若滴入BaCl2溶液，会产生白色沉淀。针对上述一系列变化过程，下列说法不正确的是(　　) A．上述过程中，最终被还原的是NO B．从上述过程中可以得出氧化性：稀硝酸>稀硫酸>Fe3＋ C．上述过程中，会产生一种无色的难溶于水的气体 D．若通入的SO2完全反应，则同温同压下，SO2和逸出气体的体积比为3∶2 解析　SO2通入硝酸铁稀溶液中，溶液由棕黄色变为浅绿色，是因为Fe3＋与SO2发生氧化还原反应生成SO、Fe2＋；溶液立即又变为棕黄色，是因为Fe2＋与NO、H＋发生氧化还原反应生成Fe3＋，所以最终被还原的是NO，故A正确；SO2能够被Fe3＋氧化成H2SO4，Fe2＋能够被稀硝酸氧化成Fe3＋，则氧化性：稀硝酸>Fe3＋>稀硫酸，故B错误；稀溶液中，NO在酸性环境中被还原为NO，NO是无色的难溶于水的气体，故C正确；上述过程中，最终被还原的是NO，故整个过程相当于SO2和NO之间发生了氧化还原反应，由关系式3SO2～2NO可知，SO2与NO的体积比为3∶2，故D正确。 答案　B 9．工业上用黄铁矿(FeS2)为原料制备硫酸的流程如下。下列说法错误的是(　　) 黄铁矿SO2气体B硫酸 A．步骤①每1 mol FeS2参加反应转移电子数目为11NA B．若气体A过量则煅烧黄铁矿可直接得到气体B C．气体B经步骤③吸收后，可返回步骤②循环利用 D．步骤③用98.3%浓硫酸吸收气体B比用水效果好 解析　FeS2和氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，SO2发生催化氧化被氧气氧化生成SO3，SO3被浓硫酸吸收生成硫酸。FeS2和氧气反应生成氧化铁和二氧化硫，发生反应的化学方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，FeS2的两种元素的化合价都升高了，O元素化合价降低转移44个电子，所以每1 mol FeS2参加反应转移 mol＝11 mol电子，转移电子数目为11NA，A正确； 若氧气过量，煅烧黄铁矿过程中硫元素也被氧化为二氧化硫，而不是三氧化硫，B错误；气体B经步骤③吸收后，过量的氧气、二氧化硫可返回步骤②循环利用，C正确；用水吸收三氧化硫过程中放出大量的热导致形成酸雾，不利于三氧化硫的吸收，用98.3%的硫酸可以减少吸收过程中酸雾的形成，用98.3%浓硫酸吸收气体B比用水效果好，D正确。 答案　B 10．已知X为一种常见酸的浓溶液，转化关系如图所示，其中反应条件及部分产物均已略去，下列有关说法正确的是(　　) A．若X见光分解，则体现了X的强氧化性 B．若A为铁，则足量A与X在常温下即可完全反应 C．若A为碳单质，C在常温下为气体，则将C通入足量的澄清石灰水中，一定能观察到有白色沉淀产生 D．D一定是红棕色气体 解析　见光易分解的酸有HClO和HNO3，硝酸满足图示转化流程，但硝酸见光分解体现其不稳定性，A错误；若A为铁，满足图示转化条件的X为硝酸或硫酸，常温下铁遇到浓硫酸和浓硝酸都会发生钝化，B错误；A为碳单质，X为硝酸或者硫酸，生成的C为CO2，二氧化碳通入足量澄清石灰水中，两者反应生成碳酸钙沉淀，一定能观察到有白色沉淀生成，C正确；若X为浓硫酸，A为Cu，则生成的B为SO2，D为SO3，SO3不是红棕色气体，D错误。 答案　C 二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。) 11．发蓝工艺是将钢铁浸入热的NaNO2碱性溶液中，在其表面最终形成一层四氧化三铁薄膜，其中铁经历了如下转化。下列说法错误的是(　　) A．四氧化三铁是一种常用的磁性材料 B．NaNO2在上述两步转化中均只作氧化剂 C．①和②生成③的反应，不属于氧化还原反应 D．上述转化中涉及到的物质，能导电的只有2种 解析　由流程可知，生成①反应为3Fe＋NaNO2＋5NaOH===3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑，生成②反应6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O===3Na2Fe2O4＋NH3↑＋7NaOH，生成③反应为Na2FeO2＋Na2Fe2O4＋2H2O===Fe3O4＋4NaOH，从而制得Fe3O4；四氧化三铁俗称磁铁，是一种常用的磁性材料，A正确； NaNO2在上述两步转化中氮元素化合价降低，发生还原反应，作氧化剂，B正确；①和②生成③的反应中不存在元素化合价的改变，不属于氧化还原反应，C正确；电解质溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子，金属导电的原因是存在自由移动的电子；铁、NaNO2溶液、四氧化三铁均为导电物质，Na2FeO2、Na2Fe2O4在水溶液或熔融状态下能导电，D错误。 答案　D 12．下图为氮及其化合物的“价—类”二维图，下列说法正确的是(　　) A．a转化为f的过程属于氮的固定 B．从化合价角度预测，g可能通过分解反应转化为b C．工业上以a为原料制取e需要经历四步氧化还原反应 D．排放到大气中的c、d是形成光化学烟雾、雾霾及酸雨的重要原因 解析　由题干“价—类”二维图可知，a为NH3、b为N2，c为NO，d为NO2或N2O4，e为HNO3，f为氮化物的盐，g为亚硝酸盐，据此分析解题。氮的固定是氮气转化为化合物的过程，A错误；由得失电子守恒可知，亚硝酸盐可以分解制得氮气和硝酸盐，B正确；氨气可以和氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，需要经历三步氧化还原反应，C错误；NO、NO2是形成光化学烟雾、雾霾及酸雨的重要原因，D正确。 答案　BD 13．如图是一种综合处理SO2废气的工艺流程。下列说法错误的是(　　) A．操作Ⅱ发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O B．处理100 L含SO2的体积分数为0.336%的尾气，“吸收”步骤中转移0.03 mol电子 C．溶液a转化为溶液b的反应中，SO2被氧化 D．整个流程中，需要再补充硫酸铁溶液 解析　操作Ⅰ反应：2H2O＋SO2＋Fe2(SO4)3===2FeSO4＋2H2SO4，操作Ⅱ反应：4FeSO4＋O2＋2H2SO4===2Fe2(SO4)3＋2H2O。溶液b含FeSO4，通入氧气发生氧化还原反应生成Fe2(SO4)3，操作Ⅱ发生反应的离子方程式为4Fe2＋＋4H＋＋O2===4Fe3＋＋2H2O，故A正确；处理100 L含SO2体积分数为0.336%的尾气，经计算其含有SO2体积为0.336 L，但题目没有告知气体是否在标准状况下，因此无法计算其物质的量，则无法计算转移电子的物质的量，故B错误；操作Ⅰ反应：2H2O＋SO2＋Fe2(SO4)3===2FeSO4＋2H2SO4，硫元素化合价升高，SO2被氧化，故C正确；根据反应可知吸收消耗的硫酸铁与氧化时生成的硫酸铁的量相同，硫酸铁可以循环利用，故不用添加，故D错误。 答案　BD 14．天然气是一种应用广泛的燃料，含有少量H2S气体。在酸性溶液中，通过甲、乙两个过程实现天然气的脱硫，原理如图所示。下列说法正确的是(　　) A．过程甲发生的离子反应为2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ B．过程乙中每4 mol Fe2＋参加反应，需消耗22.4 L O2(标准状况) C．通过Fe2(SO4)3和FeSO4的相互转化，天然气中的H2S间接被O2氧化 D．天然气脱硫一段时间后，溶液酸性增强 解析　过程甲发生反应为Fe2(SO4)3和H2S发生氧化还原反应，生成硫酸亚铁、硫单质，H2S只能写成分子式，离子反应为2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓，A错误；过程乙为硫酸亚铁在酸性条件下被氧气氧化生成硫酸铁和水，离子反应方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故有4 mol亚铁离子参加反应时消耗1 mol氧气，标况下为1 mol×22.4 L·mol－1＝22.4 L氧气，B正确；脱硫过程：Fe2(SO4)3氧化硫化氢，自身被还原成硫酸亚铁，硫酸亚铁又被氧气氧化成硫酸铁，故脱硫过程O2间接氧化H2S生成硫单质，C正确；脱硫过程的总反应为氧气和硫化氢生成水和硫单质：O2＋2H2S2H2O＋2S↓，反应后生成水，导致酸浓度减弱，酸性变弱，D错误。 答案　BC 15．向200 mL某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉，产生气体量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法正确的是(　　) A．OA段发生反应的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ B．OA段和BC段生成气体的物质的量之比为2∶1 C．溶液中H2SO4与HNO3的物质的量浓度之比为2∶1 D．C点时溶液的溶质为FeSO4和Fe(NO3)2 解析　根据图示OA段发生反应Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段发生反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段发生反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A项错误；OA段n(Fe)＝0.2 mol，生成气体的物质的量为0.2 mol，BC段n(Fe)＝0.1 mol，生成气体的物质的量为0.1 mol，OA段和BC段生成气体的物质的量之比为2∶1，B项正确；溶液中n(NO)＝0.2 mol，则c(HNO3)＝1 mol·L－1，溶液中n(H＋)＝1 mol，则n(H2SO4)＝＝0.4 mol，c(H2SO4)＝2 mol·L－1，溶液中，H2SO4与HNO3的物质的量浓度之比为2∶1，C项正确；C点时溶液的溶质为FeSO4，D项错误。 答案　BC 三、非选择题(本题共5小题，共60分。) 16．(12分)硫、氮及其化合物的“价—类”二维图如下所示，完成下列问题。 已知：SO3的沸点为44.8 ℃；NO2的沸点为21 ℃。 (1)“价—类”二维图中属于酸性氧化物的是____________(填化学式，下同)，图中物质中不能用浓硫酸干燥的气体是____________。 (2)c的水溶液在空气中久置酸性增强，原因是________________(用化学方程式表示)。 (3)25 ℃下，将c通入盛有BaCl2溶液的试管中无明显现象，若再通入________________气体(从上图中选择，填化学式)可产生沉淀。 (4)取e和e′混合后的稀溶液100.00 mL，加入足量铁粉充分反应，且反应后的溶液中只含有一种溶质，其浓度为2.00 mol·L－1(假设溶液体积不变)，共收集到无色气体3.36 L(标准状况)，则混合液中e和e′的浓度比________，产生氢气的体积(标准状况)________L。 解析　根据S、N元素的化合价及物质类别二维关系图可知：a是H2S，b是S，c是SO2，d是SO3，e是H2SO4。a′是NH3，b′是N2，c′是NO，d′是NO2，e′是HNO3，然后根据物质的性质分析解答。(4)e是H2SO4，e′是HNO3，向100.00 mL混合溶液中加入足量Fe，充分反应，且反应后的溶液中只含有一种溶质，该溶质只能是FeSO4，其浓度为2.00 mol·L－1(假设溶液体积不变)，则反应产生盐的物质的量为n(FeSO4)＝2.00 mol·L－1×0.1 L＝0.20 mol，加入H2SO4的物质的量是0.20 mol，反应共收集到无色气体3.36 L(标准状况)，其物质的量是n(气体)＝＝0.15 mol。气体只可能是NO、H2，假设其中含有NO为x mol，H2为y mol，则根据电子守恒可知3x＋2y＝0.20 mol×2＝0.40 mol，根据气体的物质的量可得x＋y＝0.15 mol，解得x＝0.10 mol，y＝0.05 mol，即n(NO)＝0.10 mol，n(H2)＝0.05 mol。根据N元素守恒，可知HNO3的物质的量是0.1 mol，故n(H2SO4)∶n(HNO3)＝0.20∶0.10＝2∶1，两种酸在同一溶液中，二者的浓度比等于它们的物质的量的比，故c(H2SO4)∶c(HNO3)＝n(H2SO4)∶n(HNO3)＝2∶1； n(H2)＝0.05 mol，则其在标准状况下的体积V(H2)＝0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L。 答案　(1)SO2、SO3　H2S、NH3 (2)2H2SO3＋O2===2H2SO4 (3)H2S、NH3、NO2 (4)2∶1　1.12 17．(12分)大量燃烧含硫量高的煤容易造成酸雨污染，因此，我国北方地区在采暖季全面推行“煤改气”，同时提高煤的脱硫效率，减少污染的排放。 【提出问题】　通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。 【查阅资料】　二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫色变为无色)，该反应的化学方程式为： 5SO2＋2KMnO4＋2H2O===K2SO4＋2MnSO4＋2H2SO4。 (1)预测性质：二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，两者应具有相似的化学性质。 请写出少量二氧化硫通入澄清石灰水产生白色沉淀所发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)设计实验：根据上述资料和预测，甲、乙、丙三位同学分别设计实验方案进行探究。 甲同学进行了如下图所示A、B两步实验： 甲同学的部分实验报告如下： 实验现象 实验结论 A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。 煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素。 乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)丙同学进行了如下图所示实验(部分装置在图中略去)： 【探究与结论】 图C装置的作用是________。 丙同学的实验能证明煤中含有碳元素的现象是： C中溶液________，D中溶液________。 (4)【拓展研究】　工业上通常用来吸收燃煤烟气中的SO2的方法有两种： 方法一：在燃煤过程中加入生石灰，称为“钙基固硫法”，反应可看作两步： ①________________________(写出方程式)。 ②产物进一步与O2反应生成CaSO4。 方法二：用足量的氨水(其溶质NH3·H2O是一种一元弱碱)吸收SO2，生成铵盐可作为氮肥加以利用，写出吸收过程的化学方程式________________________。 解析　(1)二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，两者应具有相似的化学性质，都能使澄清石灰水变浑浊，根据二氧化碳与澄清石灰水反应的方程式，少量二氧化硫通入澄清石灰水产生白色沉淀所发生反应的化学方程式为SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O； (2)因为煤燃烧生成的产物中，二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，所以无法通过澄清石灰水变浑浊证明煤中含有碳元素； (3)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，所以图C装置中的酸性高锰酸钾溶液，除去过多的SO2以排除SO2的干扰，若酸性高锰酸钾溶液的颜色不变色或者变浅，而澄清石灰水溶液变浑浊，则可以证明燃烧产物中二氧化碳的存在，则能证明煤中含有碳元素； (4)生石灰CaO能与二氧化硫反应，反应方程式为SO2＋CaO===CaSO3； 方法二为：用足量的氨水(其溶质NH3·H2O是一种一元弱碱)吸收SO2，生成铵盐可作为氮肥加以利用，吸收过程的化学方程式为SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O。 答案　(1)SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O (2)二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素 (3)除去过多的SO2或排除SO2的干扰　不褪色或变浅　变浑浊 (4)SO2＋CaO===CaSO3　SO2＋2NH3·H2O===(NH4)2SO3＋H2O 18．(12分)图示分析是学习化学的一种重要方法，结合所给图示回答相关问题。 (1)下图是氮及其化合物的“价—类”二维图部分信息。 ①X的化学式为________。 ②图中关于NO2和HNO3的相互转化，下列说法正确的是________(填字母)。 a．由NO2转化为HNO3，实现了氮的固定 b．工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3 c．不加入还原剂，也可实现HNO3转化为NO2 d．由硝酸转化成等物质的量的NO2时，消耗碳单质和铜单质的物质的量相同 (2)NO2、NO是大气污染物的主要成分，NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术，反应原理如图所示。若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1，则相应的化学方程式为______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在微生物的作用下实现NH→NO→NO转化，称为硝化过程。在碱性条件下，NH被氧气氧化成NO的总反应的离子方程式为________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)硝酸可用作金属溶解剂。在不同浓度的HNO3­H2O2混合溶液中，金属溶解速率和生成NOx体积的变化如图。据图分析，混合溶液中HNO3的质量分数最佳为________%，理由是_____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 解析　(1)①由图可知，X为＋5价氮的氧化物，化学式为N2O5。②a.由NO2转化为HNO3，不是游离态氮转化为化合态氮的过程，不是氮的固定，错误；b.二氧化氮和水生成硝酸，工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3，正确；c.硝酸见光会分解生成二氧化氮气体、氧气和水，故不加入还原剂，也可实现HNO3转化为NO2，正确；d.4HNO3(浓)＋CCO2↑＋4NO2↑＋2H2O、Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2H2O＋2NO2↑，由方程式可知，硝酸转化成等物质的量的NO2时，消耗碳单质和铜单质的物质的量不相同，错误； (2)由图可知，NH3催化还原氮氧化物生成氮气和水，若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1，则1 mol NO2与1 mol NO反应转移电子4 mol＋2 mol＝6 mol，根据电子守恒，则反应6 mol÷3＝2 mol NH3，故反应为NO2＋NO＋2NH32N2＋3H2O； (3)在碱性条件下，NH被氧气氧化成NO，氮元素化合价由－3变为＋5、氧气中氧元素化合价由0变为－2，结合电子守恒，总反应的离子方程式为NH＋2O2＋2OH－NO＋3H2O；(4)由图可知，当混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%时，溶解速率较快，生成NOx的体积少，因此最佳溶解金属的混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%。 答案　(1)①N2O5　②bc (2)NO2＋NO＋2NH32N2＋3H2O (3)NH＋2O2＋2OH－NO＋3H2O (4)10.5　溶解速率快，生成NOx的体积少 19．(12分)含铜电路板可以用FeCl3进行刻蚀，对刻蚀后的液体(FeCl3、FeCl2和CuCl2)进行处理以提取FeCl2·4H2O、胆矾，流程如图，回答下列问题。 (1)写出Cu与FeCl3反应的离子方程式________________________。证明Fe3＋完全被还原，所选试剂为________(填化学式)。 (2)过程②中选择的试剂为________；过程③中加入铁粉的目的是___________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)过程④发生反应的化学方程式为________________________________，每消耗1 mol H2O2，转移电子数为________。 (4)胆矾中结晶水含量测定：称量样品m1 g，经灼烧至胆矾全部变为白色，冷却，称量，重复上述操作，最终样品质量恒定为m2 g。从下列仪器中选出灼烧、冷却需使用的仪器，依次为________(填字母)。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为________(写表达式)。 解析　刻蚀后的液体主要含FeCl3、FeCl2和CuCl2等，加入过量铁粉，发生反应Fe＋2FeCl3===3FeCl2，Fe＋CuCl2===Cu＋FeCl2，过滤，得到滤液主要为FeCl2溶液，滤渣的组要成分为过量的Fe和反应生成的Cu，向滤渣中加入盐酸，Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，得到的滤液为FeCl2，向该溶液中加入少量铁粉，防止亚铁离子被氧化，最后经过一系列处理得到FeCl2·4H2O晶体，将铜与硫酸和过氧化氢反应，生成硫酸铜溶液，反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O，经过一系列操作，得到CuSO4·5H2O，据此分析作答。 (3)过程④铜与硫酸和过氧化氢反应，生成硫酸铜溶液，发生反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O；在Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O反应中，过氧化氢中O的化合价由－1价降低到－2价，故每消耗1 mol H2O2，转移电子数为2NA； (4)胆矾中结晶水含量测定中，灼烧时应该选用坩埚，故选A，冷却时应该选C，C中有干燥剂，可以减少误差；由称量样品m1 g，经灼烧至胆矾全部变为白色，冷却，称量，重复上述操作，最终样品质量恒定为m2 g，可知水的质量为(m1－m2)g，则水的物质的量为＝ mol， 可得，胆矾分子中结晶水的个数为。 答案　(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　KSCN (2)盐酸　防止亚铁离子被氧化 (3)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O　2NA (4)AC　 20．(12分)实验室模拟某工厂“氨氧化法”制备硝酸及工厂废气的处理过程，方法如下： Ⅰ.硝酸制备 设计如下装置制备硝酸(夹持装置略)，每个虚线框表示一个装置单元。 回答下列问题： (1)上述装置中错误的是________(填序号)。 (2)装置②中发生的反应为______________________________________________。 (3)空气的作用为______________________________________________________。 (4)要使NH3制备硝酸的氮原子利用率为100%，制得0.1 mol HNO3，理论上需要通入空气的体积至少为________L(标准状况下)(空气中氧气含量近似为20%)。 Ⅱ.工厂废气处理 (5)制备一定量NH3：下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是________(填字母)。 A.加热氯化铵固体 B.浓氨水与氧化钙混合 C.加热氢氧化钙和氯化铵固体 D.加热浓氨水 解析　 “氨氧化法”制备硝酸为先制取氨气，将干燥的氨气和空气通入催化剂中加热，氨气被氧化，发生4NH3＋5O24NO＋6H2O反应，制得NO，NO易与氧气反应生成NO2，用氯化钙将生成的H2O和未反应的NH3除去，将NO2和O2通入水中，发生4NO2＋2H2O＋O2===4HNO3，制得硝酸，最后用气球将未完全反应的气体收集起来，防止污染空气，据此回答。 (3)由于空气中有21%的氧气，故空气的作用为提供氧气，将氨气吹到②装置中反应，将产生的气体通入④中反应； (4)由NH3制备HNO3时，NH3中N的化合价由－3价升高到＋5价，失去8个电子，制备0.1 mol HNO3时，失去的电子数为0.8 mol，O2在反应时化合价由0价降低到－2价，由电子守恒得，消耗的O2为0.2 mol，由于空气中氧气含量近似为20%，则消耗的空气的物质的量为1 mol，体积为22.4 L； (5)制备一定量NH3时，可采取的方法为浓氨水与氧化钙混合制氨气、加热氢氧化钙和氯化铵固体制氨气、加热浓氨水制氨气，由于氯化铵受热分解为氨气和氯化氢，温度降低时，氨气与氯化氢又反应生成氯化铵，故错误的为A； 答案　(1)①　(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O (3)提供氧气，将氨气吹到②装置中反应，将产生的气体通入④中反应 (4)22.4　(5)A 学科网（北京）股份有限公司 $