2020-2021学年高三化学一轮复习章节检测 第四章 能力提升检测卷

一、选择题：本题共 16 小题，每小题 3 分，共 48 分。每小题只有一个选项符合题意。 1．（2020·北京四中模拟）下列中国制造的产品主体用料不是金属材料的是 世界最大射电望远镜 中国第一艘国产航母 中国大飞机 C919 世界最长的港珠澳大桥 A.钢索 B.钢材 C.铝合金 D.硅酸盐 【答案】D 【解析】世界最大射电望远镜主体用料：钢索是金属合金材料，故 A 不符合；中国第一艘国产航母主 体用料：钢材属于合金为金属材料，故 B 不符合；中国大飞机 C919 主体用料：铝合金属于金属材料，故 C 不符合；世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体用料：硅酸盐不是金属材料，故 D 符合；故答案为 D。 2．(2020·辽宁抚顺一模)化学与生活、社会发展息息相关，下列说法正确的是(　　) A．华为自主研发的“麒麟”芯片与光导纤维是同种材料 B．雾霾是一种分散系，含活性炭的口罩防雾霾的原理是吸附作用 C．煤炭经蒸馏、气化和液化等过程，可获得清洁能源和重要的化工原料 D．钢化玻璃与有机玻璃是同种材料 【答案】B 【解析】硅为良好的半导体，可用作芯片，光导纤维的主要成分为二氧化硅，为绝缘体，它们不是同 种材料，A 错误。活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，而雾霾是一种分散系，分散剂是空气，含活 性炭的口罩防雾霾的原理是吸附作用，B 正确。煤炭气化生成 CO 和 H2，液化生成甲醇，可获得清洁能源 和重要的化工原料，蒸馏为分离液体混合物的方法，故煤炭不能蒸馏，C 错误。钢化玻璃是硅酸盐材料， 有机玻璃是有机合成材料，D 错误。3．（2020·河南省信阳市一中模拟）绿色化学实验指化学实验要符合绿色化学思想，如减少污染，防止 浪费等。下列符合绿色化学实验的是(　　) A．用铜与浓硫酸反应制取 CuSO4，并用少量品红溶液吸收尾气 B．将 CO 还原 Fe2O3 后的尾气直接排入空气中 C．用 CCl4 进行萃取操作练习时，将溴水改成碘水 D．将 Zn 和稀硫酸制 H2 后的废液倒入水槽后，再清洗玻璃仪器 【答案】C 【解析】Cu 与浓硫酸反应制取 CuSO4 时，有污染性气体 SO2 生成，且品红溶液可以用来检验 SO2 气体， 但不能用来吸收 SO2，A 错误；CO 还原 Fe2O3 后的尾气中含有少量 CO 气体，直接排放到空气中会造成污 染，B 错误；溴有毒且易挥发，而碘不易挥发，C 正确；锌与稀硫酸制氢气后的废液倒入水槽会污染环境，D 错误。 4．（2020·山东省聊城市二中模拟）N、O、S 是重要的非金属元素。下列说法正确的是(　　) A．N、O、S 的原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱 B．氮的氧化物和硫的氧化物既是形成光化学烟雾的主要物质，又是形成酸雨的主要物质 C．汽车尾气中排放的氮氧化物主要是由游离态氮转化来的 D．N、S 的单质均能和氧气反应，生成的产物分别是 NO2 和 SO2 【答案】C 【解析】同周期元素自左向右，原子半径逐渐减小，非金属性逐渐增强；同主族元素自上而下，原子 半径逐渐增大，则 O、N、S 的原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，A 错误。硫的氧化物不能形成光化 学烟雾，B 错误。汽车尾气中的 NOx 主要是空气中的 N2、O2 在汽车汽缸内高温条件下化合生成的，C 正确。 N2 和 O2 反应直接生成 NO，D 错误。 5．（2020·江西省樟树中学模拟）在探究新制饱和氯水成分的实验中，下列根据实验现象得出的结论不 正确的是(　　)A．氯水的颜色呈浅黄绿色，说明氯水中含有 Cl2 B．向氯水中滴加硝酸酸化的 AgNO3 溶液，产生白色沉淀，说明氯水中含有 Cl－ C．向氯水中加入 NaHCO3 粉末，有气泡产生，说明氯水中含有 H＋ D．向 FeCl2 溶液中滴加氯水，溶液颜色变成棕黄色，说明氯水中含有 HClO 【答案】D 【解析】A.Cl2 的颜色为黄绿色，正因为氯水中溶解了黄绿色的 Cl2，才使得氯水显浅黄绿色，A 选项 正确。B.Cl－与 Ag＋结合生成 AgCl 白色沉淀，B 选项正确。C.Cl2 与水反应生成 HCl 和 HClO，H＋与 NaHCO3 反应生成 CO2 气体，C 选项正确。D.氯水中的 Cl2 也能将 Fe2＋氧化为 Fe3＋，D 选项错误。 6．（2020·福建省建瓯市一中模拟）美国通用原子能公司(GA)提出的碘硫热化学循环是由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三步反应组成的(如图所示)，下列有关说法正确的是(　　) A．设计该循环是为了制取能源气体 O2 B．整个循环过程中产生 1 mol O2 的同时产生 44.8 L H2 C．图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应 D．图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行 【答案】C 【解析】O2 不是能源气体，A 错误；没有说明气体所处的温度和压强，不能确定气体的体积，B 错误； 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都有元素化合价的变化，均为氧化还原反应，C 正确；反应Ⅱ是 H 2SO4 分解生成 O2、SO2、 H2O，不能在常温常压下进行，D 错误。 7．(2020·附近福州高三质检)化学反应中，有时存在“一种物质过量，另一种物质仍不能完全反应”的特 殊情况。下列反应中不属于这种情况的是(　　)A．过量的稀硝酸和铁反应 B．常温下过量的浓硝酸与铝块 C．加热下过量的二氧化锰与浓盐酸 D．常温下过量的铜与浓硫酸 【答案】A 【解析】稀硝酸过量，铁全部溶解，A 正确；常温下，铝遇浓硝酸发生钝化，铝块不会溶解，B 错误； 随着反应进行，浓盐酸变稀，稀盐酸不与二氧化锰反应，C 错误；常温下，铜与浓硫酸反应很缓慢，需要 加热来加快反应，并且随反应的进行，浓硫酸变稀，硫酸不能完全反应，D 错误。 8．(2020·河南安阳高三模拟)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　) 选项 实验操作和现象 结论 A 强酸性溶液 X 中加入 Ba(NO3)2 溶液，静置后再加入 KSCN 溶液，先生成白色沉淀，后溶液变红 溶液 X 中一定含有 SO 2－4 和 Fe3＋ B 检验 HCl 气体中是否含有 Cl2，将气体通入品红溶液 中，品红溶液褪色，加热后溶液不恢复成红色 HCl 气体中含有 Cl2 C 室温下，向 FeCl3 溶液中滴加少量 KI 溶液，再滴加 几滴淀粉溶液，溶液变蓝色 Fe3＋的还原性比 I2 强 D 加热盛有 NH4Cl 固体的试管，试管底部固体消失， 试管口有晶体凝结 NH4Cl 固体易升华 【答案】B 【解析】在酸性条件下，NO －3 有强氧化性，则溶液 X 中可能含有 Fe2＋，不一定含有 Fe3＋，故 A 错误； 氯气与水反应生成 HClO，可使品红溶液褪色，加热不恢复，则证明 HCl 气体中含有 Cl2，故 B 正确；C 项 结论应该为 Fe3＋的氧化性比 I2 强，错误；加热 NH4Cl 固体，NH4Cl 易分解为 NH3 和 HCl，但二者在试管口 又化合生成 NH4Cl，D 项错误。9．（2020·安徽省宁国中学模拟）如图是实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置(省略夹持和净 化装置)。其中最合理的选项是(　　) 选项 a b c d A 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH 溶液 B 浓氨水 CaO NH3 H2O C 浓盐酸 KMnO4 Cl2 H2O D 浓硝酸 Cu NO2 浓硫酸 【答案】A 【解析】SO2 可以被 NaOH 溶液吸收，A 正确；NH3 的密度小于空气的，应从短管进入，B 错误；Cl2 不能用水吸收，C 错误；NO2 应用碱液吸收，D 错误。 10．（2020·安徽省巢湖市二中模拟）将一定体积的稀硝酸分成两等份，一份与足量的铜粉充分反应后收 集到 V1 L(标准状况下，下同)气体；另一份先加入与其等体积的稀硫酸，再投入足量的铜粉收集到 V2 L 气 体。已知 5V1＝2V2，则稀硝酸与稀硫酸的物质的量浓度之比为(　　) A．2∶3　　　　　　　 B．3∶2 C．3∶4 D．4∶3 【答案】D 【解析】第一份中发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，求得 HNO3 的物质的量 为 4V1 22.4 mol。第二份由于是硫酸与硝酸的混酸，所以用离子方程式计算：3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑ ＋4H2O，求得参加反应的 NO －3 的物质的量为 5 2V1 22.4 mol，可知 NO －3 过量，H＋不足，此时 H＋的物质的量为10V1 22.4 mol，硫酸提供的 H＋的物质的量为 6V1 22.4 mol，两者浓度之比为 4V1 22.4∶ 6 2V1 22.4＝4∶3。 11．（2020·江苏省高邮中学模拟）下列陈述Ⅰ、Ⅱ均正确并且有因果关系的是(　　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A SO2 有漂白性 SO2 可使酸性高锰酸钾溶液褪色 B NH3 极易溶于水 充满 NH3 的试管倒置于水槽中，水面迅速上升 C 浓硫酸有强氧化性 浓硫酸可用于干燥 H2 和 CO D 常温下，铁遇浓硝酸发生钝化 常温下，铁与浓硝酸不反应 【答案】B 【解析】 A 项陈述Ⅱ表现了 SO2 的还原性，与陈述Ⅰ没有因果关系；B 项陈述Ⅰ、Ⅱ都正确且有因果 关系；C 项陈述Ⅱ表现了浓硫酸的吸水性，与陈述Ⅰ没有因果关系；D 项陈述Ⅱ错误，常温下，铁与浓硝酸 发生化学反应，铁的表面被浓硝酸氧化，生成了一层致密的氧化物薄膜，阻止了内层金属进一步被氧化。 12．（2020·江苏省华罗庚中学模拟）探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正 确的是(　　) A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水 B．将 pH＝11 的氨水稀释 1 000 倍，测得 pH＞8，说明 NH3·H2O 为弱碱 C．加热 NH4HCO3 固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明 NH4HCO3 受热不稳定 D．将红热的铂丝伸入下图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为 NO2 【答案】D【解析】氨气极易溶于水，使试管内压强迅速降低，液体迅速充满试管，A 正确；强碱稀释 10n 倍，pH 减小 n 个单位，而将 pH＝11 的氨水稀释 1 000 倍，测得 pH＞8，说明 NH3·H2O 为弱碱，B 正确；加热 NH4HCO3 固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明碳酸氢铵受热分解，不稳定，C 正确；氨气催化氧 化生成一氧化氮，一氧化氮与空气中的氧气反应生成二氧化氮，D 错误。 13．（2020·北京市西城区模拟）某小组利用下面的装置进行实验，②、③中溶液均足量，操作和现 象如下表。 实验 操作 现象 Ⅰ 向盛有 Na2S 溶液的①中持续通入 CO2 至过量 ②中产生黑色沉淀，溶液的 pH 降低； ③中产生白色浑浊，该浑浊遇酸冒气泡 Ⅱ 向盛有 NaHCO3 溶液的①中持续通入 H2S 气体至过量 现象同实验Ⅰ 资料：CaS 遇水完全水解 由上述实验得出的结论不正确的是 A．③中白色浑浊是 CaCO3 B．②中溶液 pH 降低的原因是：H2S+Cu2+ == CuS↓+2H+ C．实验Ⅰ①中 CO2 过量发生的反应是：CO2+H2O+ S2−== CO32−+ H2S D．由实验Ⅰ和Ⅱ不能比较 H2CO3 和 H2S 酸性的强弱 【答案】C 【解析】实验Ⅰ.向①的 Na2S 溶液中持续通入 CO2 至过量，②中产生黑色沉淀，溶液的 pH 降低，说 明生成了硫化氢气体，同时生成了硫酸；③中产生白色浑浊，该浑浊遇酸冒气泡，说明二氧化碳过量，被 氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀；实验Ⅱ. 向盛有 NaHCO3 溶液的①中持续通入 H2S 气体至过量，② 中产生黑色沉淀，溶液的 pH 降低，是因为过量的硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成了 CuS 黑色沉淀，同 时生成了硫酸；③中产生白色浑浊，该浑浊遇酸冒气泡，说明反应生成了二氧化碳，被氢氧化钙溶液吸收 生成了碳酸钙沉淀；据此分析解答。根据上述分析，③中白色浑浊是 CaCO3，不可能是 CaS，因为 CaS 遇 水完全水解，故 A 正确；②中反应生成的硫化氢与硫酸铜反应： H2S+Cu2+ = CuS↓+2H+，使得溶液的 pH降低，故 B 正确；CO2 过量反应生成 HCO3−，发生的反应是：2CO2+2H2O+ S2−=2HCO3−+ H2S，故 C 错误； 根据实验Ⅰ、Ⅱ中现象：Ⅰ中通二氧化碳有 H2S 生成，Ⅱ中通 H2S 有二氧化碳生成，不能比较 H2CO3 和 H2S 酸性的强弱，故 D 正确；答案选 C。 14．（2020·安徽省六安市第一中学模拟）除去燃煤烟气中的有毒气体，一直是重要的科研课题。某 科研小组设计如下装置模拟工业脱硫脱氮，探究 SO2 和 NO 同时氧化的吸收效果。模拟烟气由 N2(90.02 ％)、 SO2(4.99％)、NO(4.99％)混合而成，各气体的流量分别由流量计控制，调节三路气体相应的流量比例，充分 混合后进入 A。(已知:FeSO4+NO [Fe( NO)]SO4(棕色)，下列说法不正确的是 A．反应开始前应该关闭 d，打开 e，通入一段时间的 N2 B．观察到装置 A 中有黑色固体生成，则 A 中反应为 2H2O+3SO2+2MnO4—==3SO42—+2MnO2↓+4H+ C．洗气瓶 A 的出气管口有两个玻璃球泡，目的是为了消除可能存在的未破裂的气泡 D．实验中观察到 B 中红色褪去，C 中变为浅棕色，说明 KMnO4 不能吸收 NO 【答案】D 【解析】反应开始前应该关闭 d，打开 e，通入一段时间的 N2 排出体系中的空气，防止氧气干扰实验， 故 A 正确；二氧化硫具有还原性，装置 A 中生成的黑色固体是 MnO2，则 A 中反应可能为 2H2O+3SO2+2MnO4—==3SO42—+2MnO2↓+4H+，故 B 正确；洗气瓶 A 的出气管口的两个玻璃球泡可以消除 可能存在的未破裂的气泡，故 C 正确；实验中观察到 B 中红色褪去，C 中变为浅棕色，说明 NO、SO2 没有 完全被 KMnO4 吸收，故 D 错误；答案选 D。 15．（2020·黑龙江省海伦市一中模拟）从淡化海水中提取溴的流程如下： 下列有关说法不正确的是(　　)A．X 试剂可用 Na2SO3 饱和溶液 B．步骤Ⅲ的离子反应：2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 C．工业上每获得 1 mol Br2，需要消耗 Cl2 44.8 L D．步骤Ⅳ为蒸馏 【答案】C 【解析】Na2SO3＋Br2＋H2O===Na2SO4＋2HBr，A 正确；步骤Ⅲ利用氯的非金属性比溴的强，通过置 换反应制取 Br2，B 正确；反应Ⅰ和反应Ⅲ均使用到 Cl2，故制取 1 mol Br2 消耗 2 mol 氯气，但未标明氯气 所处的温度和压强，无法确定其体积，C 错误；溴易挥发，从浓溴水中提取溴，可利用蒸馏的方法，D 正确。 16．（2020·辽宁省开原市高级中学模拟）CuSO4 是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如图所示。 下列说法错误的是(　　) A．途径①所用混酸中 H2SO4 与 HNO3 物质的量之比最好为 3∶2 B．与途径①③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想 C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＜③ D．利用途径②制备 16 g 硫酸铜，被还原的硫酸的物质的量为 0.1 mol 【答案】D 【解析】A 项，3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，当恰好完全反应时，H＋和 NO －3 的物质 的量之比为 8∶2，所以混酸中 H2SO4 与 HNO3 物质的量之比最好为 3∶2，A 错误；B 项，途径①中产生有毒 的气体 NO，途径③中产生有毒的气体 SO2，而途径②中的反应为 2Cu＋O2＋2H2SO4 =====△ 2CuSO4＋ 2H2O，反应中不产生有毒气体，正确；C 项，根据途径①②中的反应，生成 1 mol CuSO4，要消耗 1 mol H2SO4，途径③的反应为Cu＋2H2SO4(浓)=====△ CuSO4＋SO2↑＋2H2O，生成1 mol CuSO 4，要消耗2 mol H 2SO4，即三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＜③，正确；D 项，根据途径②中的反应方程式，Cu 为还原剂，O2 为氧化剂，硫酸没有被还原，错误。 二、非选择题：本题共 5 小题，共 52 分。 17．(10 分)（2020·河北省任丘市一中模拟）下列框图涉及的物质所含元素中，除一种元素外，其余均 为 1～18 号元素。 已知：A、F 为无色气体单质，B 为具有刺激性气味的气体，C 为黑色氧化物，E 为红色金属单质(部分 反应的产物未列出)。请回答下列问题： (1)D 的化学式为__________；F 的结构式为________。 (2)A 与 B 生成 D 的反应在工业上是生产____________的反应原理之一。 (3)E 与 G 的稀溶液反应的离子方程式为_____________________________________。 (4)B 和 C 反应的化学方程式为___________________________________________。 (5)J、K 是同种金属的不同氯化物，K 为白色沉淀。写出 SO2 还原 J 生成 K 的离子方程式： ______________________________________________________________________。 【解析】由“红色金属单质”可知 E 为铜，进而推出“黑色氧化物”C 为 CuO。结合“B 为具有刺激性气味 的气体”和框图中 F 在放电时与 A 反应，可知 B、F、A、D 分别为 NH3、N2、O2、NO。进而推出 G、H、 I、J 分别为 HNO3、Cu(NO3)2、Cu(OH)2、CuCl2。 (1)N2 中含有 3 个共用电子对，N 原子间形成三键。 (3)Cu 与稀硝酸反应生成 NO，离子方程式为 3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (4)由上述分析可知，CuO 与 NH3 反应生成 Cu、N2 和 H2O，化学方程式为 3CuO＋2NH3 =====△ 3Cu＋N2 ＋3H2O。(5)CuCl2 被 SO2 还原，铜化合价降低生成的氯化物只能是 CuCl，硫化合价升高转化成 SO2－4 ，离子方程 式为 2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O =====△ 2CuCl↓＋4H＋＋SO24 －。 【答案】(1)NO　NN　(2)硝酸 (3)3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (4)3CuO＋2NH3 =====△ 3Cu＋N2＋3H2O (5)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O =====△ 2CuCl↓＋4H＋＋SO2－4 18．(10 分)(2020·宁夏育才中学模拟)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂 条件下用 NH3 将 NOx 还原生成 N2。某同学在实验室中对 NH3 与 NO2 反应进行了探究。回答下列问题： (1)氨的制备 ①氨的发生装置可以选择上图中的______，反应的化学方程式为_________________。 ②欲收集一瓶干燥的氨，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置→____________(按气流方向，用 小写字母表示)。 (2)氨与二氧化氮的反应 将上述收集到的 NH3 充入注射器 X 中，硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂，充入 NO2(两端用夹子 K1、K2 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤 实验现象 解释原因 打开 K1，推动注射器活塞，使 X 中的气体缓慢通入 Y 管中 ①Y 管中_________________ _________________________ ②反应的化学方程式： _________________________ _________________________ 将注射器活塞退回原处并固定， 待装置恢复到室温 Y 管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开 K2 ③______________________ _ _________________________ ④______________________ _ _________________________ 【解析】(1)①观察装置可知，A 装置适合加热固体制备气体，B 装置适合加热液体与固体制备气体或 加热液体制备气体。实验室通过氯化铵和消石灰共热制备氨，可以选择 A 装置做氨的发生装置，化学方程 式为 2NH4Cl＋Ca(OH)2 =====△ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O。实验室还可以通过加热浓氨水制备氨，故也可以选择 B 装置做氨的发生装置，化学方程式为 NH3·H2O =====△ NH3↑＋H2O。②实验室用碱石灰干燥氨，用向下排 空气法收集氨，用水吸收尾气中的氨并注意防倒吸，故选择 C、D、F 装置，注意连接干燥管时应大口进气， 小口出气，所以连接顺序为 a、d、c、f、e、i 或 b、d、c、f、e、i。(2)NO2 呈红棕色，氨与二氧化氮发生反 应：8NH3＋6NO2 =====催化剂 7N2＋12H2O，故观察到 Y 管中红棕色气体慢慢变浅。NH3 与 NO2 反应后生成的气 态水凝聚，反应后气体分子数减少，Y 管内压强小于外压，故打开 K2，氢氧化钠溶液会产生倒吸现象。 【答案】(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2 =====△ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O[或 B　NH3·H2O =====△ NH3↑＋H2O] ②dcfei (2)①红棕色气体慢慢变浅　②8NH3＋6NO2 =====催化剂 7N2＋12H2O　③Z 中 NaOH 溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外压 19．(10 分)(2020·河北衡水中学高三质检)Na2S2O4 俗称保险粉，常用作纺织工业的漂白剂、脱色剂等。 某科研小组设计实验制备 Na2S2O4 并探究其性质。资料：Na2S2O4 易溶于水，具有极强的还原性，易被空气中的 O2 氧化，在碱性介质中稳定。 Ⅰ.制备 Na2S2O4(加热等辅助仪器略去) (1)仪器①的名称是______________。 (2)B 装置用于制备 Na2S2O4。第一步反应：Zn＋2SO2 =====△ ZnS2O4；第二步，在 28～35 ℃下加入 NaOH 溶液，反应生成 Na2S2O4，该步反应的化学方程式为___________________。 (3)B 装置反应前，先进行的实验操作是__________________________________。 (4)反应后除去 B 装置中的沉淀，在滤液中加入一定量的 NaCl 固体搅拌，有 Na2S2O4 晶体析出。加入 NaCl 固体的作用是____________________________________。 Ⅱ.探究 Na2S2O4 的性质 (5)隔绝空气加热 Na2S2O4 固体，完全分解得到固体产物 Na2SO3、Na2S2O3 和 SO2 气体，但科研小组没 有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有 Na2SO4。请设计实验证明该分解产物中含有 Na2SO4： _______________________________________________(可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2 溶液、 AgNO3 溶液、KMnO4 溶液)。 (6)制备纳米级银粉 用 NaOH 溶液溶解 Na2S2O4，加入一定量的 AgNO3 溶液，生成纳米级的银粉。在制备银粉的反应中， 氧化剂和还原剂的物质的量之比为 2∶1，且生成的含硫物质只有一种，写出该反应的离子方程式： _______________________________________________。 【解析】70%的硫酸溶液和亚硫酸钠反应制得二氧化硫，二氧化硫和 Zn 在三颈烧瓶中反应生成 ZnS2O4，加入 NaOH 溶液，ZnS2O4 与 NaOH 反应生成 Na2S2O4 和 Zn(OH)2 沉淀，C 装置中氢氧化钠溶液吸 收未反应的二氧化硫，防止污染空气。 Ⅰ.(1)仪器①的名称是三颈烧瓶。(2)根据题中信息可知，第二步反应是ZnS2O4与NaOH反应生成Na 2S2O4，根据元素守恒，碱性条件下还生成 Zn(OH)2 沉淀，反应的化学方程式为 ZnS2O4＋2NaOH =====28～35 ℃ Na2S2O4＋ Zn(OH)2↓。(3)由于生成的 Na2S2O4 具有极强的还原性，易被空气中的 O2 氧化，所以 B 装置反应前应排尽装 置中的空气，防止氧气干扰实验，可利用 A 装置中硫酸与亚硫酸钠反应产生的 SO2 排尽装置中的空气。(4) 加入氯化钠固体可使溶液中 Na＋的浓度增大，使 Na2S2O4 更易结晶析出，提高产率。Ⅱ.(5)因固体产物中含 有 Na2SO3、Na2S2O3 会干扰 Na2SO4 的检验，所以应先加入足量稀盐酸，排除 Na2SO3、Na2S2O3(在酸性条件 下生成 S 单质、SO2 等)的干扰，再加入 BaCl2 溶液，检验是否存在 Na2SO4。(6)由题意可知，AgNO3 溶液和 碱性 Na2S2O4 溶液反应生成纳米级的银粉，AgNO3 中 Ag 元素化合价降低，做氧化剂，则 Na2S2O4 做还原剂， 被氧化，因氧化剂和还原剂的物质的量之比为 2∶1，由得失电子守恒可知，S2O 2－4 被氧化为 SO2－3 ，反应的 离子方程式为 2Ag＋＋S2O2－4 ＋4OH－===2Ag↓＋2SO2－3 ＋2H2O。 【答案】Ⅰ.(1)三颈烧瓶　(2)ZnS2O4＋2NaOH =====28～35 ℃ Na2S2O4＋Zn(OH)2↓　(3)打开 A 装置中分液漏斗活 塞，使硫酸与亚硫酸钠反应产生 SO2 排尽装置中的空气　(4)增大溶液中 Na＋的浓度，促进 Na2S2O4 结晶析 出　Ⅱ.(5)取少量固体产物溶于足量稀盐酸中，静置，取上层清液(或过滤，取滤液)，滴加 BaCl2 溶液，若出 现白色沉淀则说明分解产物中含有 Na2SO4　(6)2Ag＋＋S2O2－4 ＋4OH－===2Ag↓＋2SO2－3 ＋2H2O 20．(10 分)(2020·山东烟台模拟)普通立德粉(BaSO4·ZnS)广泛用于工业生产中，可利用 ZnSO4 和 BaS 共 沉淀法制备。以粗氧化锌(含 Zn、CuO、FeO 等杂质)和 BaSO4 为原料制备立德粉的流程如下： (1)生产 ZnSO4 的过程中，反应器Ⅰ要保持强制通风，原因是____________________。 (2)加入锌粉的主要目的是________________________(用离子方程式表示)。 (3)已知 KMnO4 在酸性溶液中被还原为 Mn2＋，在弱酸性、弱碱性溶液中被还原为 MnO2，在碱性溶液 中被还原为 MnO2－4 。据流程判断，加入 KMnO4 时溶液的 pH 应调至________； a．2.2～2.4　　　b．5.2～5.4　　　c．12.2～12.4滤渣Ⅲ的成分为________。 (4)制备 BaS 时，按物质的量之比计算，BaSO4 和碳粉的投料比要大于 1∶2，目的是 _________________________________；生产过程中会有少量氧气进入反应器Ⅳ，反应器Ⅳ中产生的尾气需 用碱液吸收，原因是____________________________________________。 (5)普通立德粉(BaSO4·ZnS)中 ZnS 含量为 29.4%，高品质银印级立德粉中 ZnS 含量为 62.5%。在 ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S 中选取三种试剂制备银印级立德粉，所选试剂为________，反应的化学方程式 为_____________________________________(已知 BaSO4 相对分子质量为 233, ZnS 相对分子质量为 97)。 【解析】反应器 Ⅰ 中粗氧化锌中所含 ZnO 以及 Zn、CuO、FeO 杂质与硫酸反应，不溶性杂质以滤渣 Ⅰ 的形式过滤分离；反应器 Ⅱ 中用 Zn 置换溶液中 Cu2＋；反应器Ⅲ中用 KMnO4 氧化 Fe2＋，同时控制 pH，在弱酸性、弱碱性环境中，产生 MnO2 和 Fe(OH)3 沉淀，过滤得到净化的 ZnSO4 溶液；反应器Ⅳ中制 备 BaS：BaSO4＋2C===BaS＋2CO2↑；反应器Ⅴ用 ZnSO4 和 BaS 共沉淀制备立德粉。 (1)反应器 Ⅰ 中 Zn 与硫酸反应产生氢气，应保持强制通风，避免氢气浓度过大而发生爆炸，出现危险。 (2)反应器 Ⅱ 中加入锌粉用于除 Cu2＋：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。(3)反应器 Ⅲ 中加入高锰酸钾用于除 Fe2 ＋，同时在弱酸性环境中 KMnO4 被还原为 MnO2，以滤渣形式分离。(4)反应器 Ⅳ 中发生反应 BaSO4＋ 2C===BaS＋2CO2↑(可能的副反应 BaSO4＋4C===BaS＋4CO↑)，则投料比要大于 1∶2，避免产生 CO 等有毒 气体；生产过程中会有少量氧气进入反应器 Ⅳ，将 BaS 氧化产生 SO2 等有毒气体，需用碱液吸收。(5)已知 BaSO4 的相对分子质量为 233，ZnS 的相对分子质量为 97，ZnS 含量为 29.4%，普通立德粉为 BaSO 4·ZnS； ZnS 含量为 62.5%，银印级立德粉为 BaSO4·4ZnS；则需选用的三种试剂为 ZnSO4、BaS 和 Na2S；故反应的 化学方程式为 4ZnSO4＋BaS＋3Na2S===BaSO4·4ZnS＋3Na2SO4。 【答案】(1)反应中产生氢气，达到一定浓度后易爆炸，出现危险，需要通风 (2)Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu (3)b　MnO2 和 Fe(OH)3 (4)避免产生 CO 等有毒气体　尾气中含有 SO2 等有毒气体 (5)ZnSO4、BaS、Na2S　4ZnSO4＋BaS＋3Na2S===BaSO4·4ZnS＋3Na2SO4 21．（12 分）（陕西省长安第一中学模拟）碳、硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。 (1)SiO2 是玻璃的主要成分之一，保存氢氧化钠溶液的玻璃应用橡胶塞的原因是 _______________________________________________________________(用化学方程式表示)。 (2)高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中 一种工艺流程示意图及主要反应如下： 　　　　　　　　　 HCl　　 　H2 　　　　　　　　　　 ↓　　　　↓ 石英砂、焦炭―→粗硅―→SiHCl3―→高纯硅 　 电弧炉　 流化床反应器　还原炉 ①用石英砂和焦炭在电弧炉中制粗硅，该反应的化学方程式为_______________________________。 ②在流化床反应的产物中，SiHCl3 大约占 85%，还有 SiCl4、SiH2Cl2、SiH3Cl 等，有关物质的沸点数据 如表所示，提纯 SiHCl3 的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和________。 物质 Si SiCl4 SiHCl3 SiH2Cl2 SiH3Cl HCl SiH4 沸点/℃ 2 355 57.6 31.8 8.2 －30.4 －84.9 －111.9 ③SiHCl3 极易水解，其完全水解的化学方程式为_____________________________________。 (3)某同学为了验证碳和硅两种元素非金属性的相对强弱，用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去， 气密性已检验)，实验操作步骤： Ⅰ.打开弹簧夹 1，关闭弹簧夹 2，并打开活塞 a，滴加盐酸。 Ⅱ.A 中看到白色沉淀时，关闭弹簧夹 1，打开弹簧夹 2，关闭活塞 a。 ①B 中反应的离子方程式是_______________________________________________。 ②通过步骤Ⅰ知浓盐酸具有的性质是________(填字母)。　 A．挥发性 B．还原性 C．氧化性 D．酸性 ③C 装置中的试剂 X 是________(填化学式)。D 中反应的化学方程式是________________________________________________________________________。 ④碳、硅的非金属性逐渐减弱的原因：________________________________________________。 【解析】(1)玻璃中的二氧化硅与 NaOH 溶液反应。 (2)①石英砂的主要成分为二氧化硅，二氧化硅和碳在高温条件下反应生成硅和一氧化碳； ②由于 SiHCl3 与 SiCl4、SiH2Cl2 等的沸点相差较大，可以使用蒸馏的方法提纯； ③SiHCl3 中 Si 是＋4 价，氢元素、氯元素均为－1 价，SiHCl3 完全水解时，Si 以 H2SiO3 形式存在，－ 1 价的氢元素与 H2O 反应后生成 H2。 (3)①B 中盐酸与碳酸钙发生反应的离子方程式是 CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O； ②步骤Ⅰ是为了验证浓盐酸是否具有挥发性(看 A 中是否产生沉淀)和酸性(与盐反应)； ③因为浓盐酸具有挥发性，所以 C 装置的作用是将 HCl 气体除去，可以使用的试剂为饱和 NaHCO3 溶 液；D 中反应的化学方程式是 Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，也可以生成 NaHCO3，答案合理 即可； ④由于碳和硅位于同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱，所 以碳、硅的非金属性逐渐减弱。 【答案】(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (2)①SiO2＋2C ===== 高温 Si＋2CO↑ ②蒸馏 ③SiHCl3＋4H2O===H4SiO4↓＋H2↑＋3HCl↑(或 SiHCl3＋3H2O===H2SiO3↓＋H2↑＋3HCl↑) (3)①CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O　②AD ③NaHCO3　Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3(答案合理即可)　④碳和硅位于同一主族，从 上到下，原子半径逐渐增大，得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱