专题三 元素及其化合物
(时间：45分钟；分值：100分)
一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)
1．(2015·河南郑州高三第二次质量预测)化学与生产、生活密切相关。下列对物质的用途、解释中均正确的是( )
选项
物质
用途
解释
A
晶体硅
高纯硅广泛应用于光导纤维、太阳能电池和计算机芯片
硅具有半导体性能
B
氧化铝
制作耐高温材料
Al2O3熔点很高
C
硫酸钡
医学上用作钡餐
Ba2＋无毒
D
明矾
作消毒剂
明矾水解产生具有吸附性的胶体粒子
解析：选B。制备光导纤维的主要原料是二氧化硅，A项错误；硫酸钡由于难溶于水，医学上可以用作钡餐，但Ba2＋是有毒的，C项错误；明矾水解产生的具有吸附性的胶体粒子可以用来净水，但不能作消毒剂，D项错误。
2．(2014·高考广东卷)生活处处有化学。下列说法正确的是( )
A．制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B．做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C．煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
D．磨豆浆的大豆富含蛋白质，豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸
解析：选A。A.合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)经一定方法所合成的具有金属特性的物质，不锈钢主要成分是铁，还含有铬、镍等金属，因此属于合金，A正确。B.属于同分异构体的前提是物质的分子式相同，棉和麻的主要成分均属于纤维素，虽然纤维素和淀粉都可以用(C6H10O5)n表示，但n值不同，因此两者的分子式并不相同，不能称为同分异构体，B错误。C.不饱和度大的酯常温下为液态，花生油常温下为液态，因此含有不饱和酯，C错误。D.蛋白质水解的最终产物为氨基酸，煮沸会引起蛋白质的变性，并不能发生彻底的水解反应，D错误。
3．(2014·高考北京卷)用下图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，由②中现象，不能证实①中反应发生的是( )
①中实验
②中现象
A
铁粉与水蒸气加热
肥皂水冒泡
B
加热NH4Cl和Ca(OH)2 混合物
酚酞溶液变红
C
NaHCO3固体受热分解
澄清石灰水变浑浊
D
石蜡油在碎瓷片上受热分解
Br2的CCl4溶液褪色
解析：选A。A.肥皂水冒泡，也可能是气体受热膨胀的结果，A错误。B.酚酞溶液变红，说明NH4Cl与Ca(OH)2反应生成了NH3，B正确。 C．澄清石灰水变浑浊，说明发生了反应：2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O，生成了CO2，C正确。 D．Br2的CCl4
6
溶液褪色，说明石蜡油分解生成了烯烃，D正确。
4．用铝制易拉罐收集满CO2，加入过量NaOH浓溶液，立即把口封闭。发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了；过一会儿后，易拉罐又会“咔咔”作响并鼓起来。下列说法正确的是( )
A．导致易拉罐变瘪的反应的离子方程式是CO2＋OH－===HCO
B．导致易拉罐又鼓起来的反应是Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑
C．若将CO2换为NH3，NaOH浓溶液换为水，易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象
D．上述过程中总共发生了两个化学反应，且反应结束后的溶液显碱性
解析：选D。A项，由于氢氧化钠过量，故导致易拉罐变瘪的反应的离子方程式是CO2＋2OH－===CO＋H2O，错误；B项，导致易拉罐又鼓起来的反应是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，错误；C项，若将CO2换为NH3，NaOH浓溶液换为水，易拉罐也会变瘪，但不会鼓起，错误。
5．(2015·河南焦作高三模拟)某溶液中可能含有H＋、Na＋、NH、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、SO、CO等。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A．原溶液中含有的阳离子是H＋、NH、Mg2＋、Al3＋
B．原溶液中一定含有SO和Na＋
C．原溶液中含有的Fe3＋和Al3＋的物质的量之比为 1∶1
D．反应最后形成的溶液中含有的溶质为Na2SO4
解析：选C。从题中图像可知，滴入氢氧化钠溶液的过程中发生了四种反应：开始一个单位是中和反应，接下来六个单位是沉淀反应，再接下来的两个单位是铵根离子与氢氧根离子的反应，最后一个单位为氢氧化铝的溶解，由此确定生成氢氧化铝需要的氢氧化钠为三个单位，另外三个单位的氢氧化钠生成的是氢氧化铁沉淀；有铝离子则没有碳酸根离子。因此可以确定有H＋、NH、Fe3＋、Al3＋、SO，不能确定是否有Na＋，可以确定没有Mg2＋、CO。
6．有机物X可用于治疗哮喘、系统性红斑狼疮等，其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A．1 mol X中含有6 mol双键
B．X不能使溴的四氯化碳溶液褪色
C．X能发生加成反应和取代反应
D．X在常温常压下呈气态
解析：选C。选项A，苯环中不含双键，因此1 mol X中只含有3 mol双键；选项B，X中含有碳碳双键，能使溴的四氯化碳溶液褪色；选项D，X中碳原子数较多，在常温常压下不可能呈气态。
7．向Ba(OH)2和KOH混合液中缓缓通入CO2气体至过量，生成沉淀物质的量与通入CO2气体体积V(标准状况)的关系如图所示，下列结论中正确的是( )
6
A．原混合物中n[Ba(OH)2]∶n(KOH)＝1∶2
B．p点横坐标为120
C．p点溶液中溶质为Ba(HCO3)2
D．ab段反应分两个阶段，离子方程式为CO2＋2OH－===CO＋H2O，CO＋H2O＋CO2===2HCO
解析：选D。Oa段是Ba2＋与CO2生成BaCO3的反应；ab段是OH－与CO2的反应；bp段则是BaCO3与CO2生成Ba(HCO3)2的反应。由元素守恒可知n[Ba(OH)2]＝n(BaCO3)＝n(CO2)＝，n(KOH)＝n(KHCO3)＝n(CO2)＝，原混合物中n[Ba(OH)2]∶n(KOH)＝1∶1，A项错误；BaCO3生成Ba(HCO3)2的反应中，BaCO3与CO2的物质的量相等，p点横坐标应该为90，B项错误；p点溶液中溶质除Ba(HCO3)2外，还有KHCO3，C项错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
8．(12分)已知A、B、C、D是中学化学的常见物质，且A、B、C均含有同一种元素。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示(部分反应中的H2O已略去)。
请回答下列问题：
(1)若A可用于自来水消毒，D是生产、生活中用量最大、用途最广的金属，加热蒸干B的溶液不能得到B，则B的化学式可能是________；工业上制取A的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(2)若A是一种碱性气体，常用作制冷剂，B是汽车尾气成分之一，遇空气会变色，则反应①的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若D是氯碱工业的主要产品之一，B有两性，则反应②的离子方程式是________________________________________________________________________。
(4)若A、C、D都是常见气体，C是导致酸雨的主要气体，则反应③的化学方程式为________________________________________________________________________。
某同学将搜集到的一定量的酸雨保存在密闭容器中，每隔一定时间测酸雨的pH，发现在起始一段时间内，酸雨的pH呈减小趋势，用离子方程式解释原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)氯气常用于自来水消毒，则A为Cl2；铁是使用最广泛的金属单质，D是铁，则B为FeCl3、C是FeCl2。
(2)碱性气体为NH3，汽车尾气中遇空气变色的气体是NO。
(3)常见的两性物质是Al2O3和Al(OH)3，D和C分别为NaOH和NaAlO2，故B为Al(OH)3。
(4)导致酸雨的主要气体是SO2，A与SO2均含有硫元素，且二者反应生成含有硫元素的B，则A为H2S，B为S单质。酸雨中含有H2SO3，在放置过程中被氧化为H2SO4，酸性增强。
答案：(1)FeCl3 2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑
(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
6
(4)2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O 2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO
9．(13分)糖尿病是由于人体内胰岛素分泌紊乱而导致的代谢紊乱综合症，以高血糖为主要标志。长期摄入高热量的食品和缺乏运动都易导致糖尿病。请回答下列问题：
(1)血糖是指血液中的葡萄糖(C6H12O6)。下列有关说法中正确的是________(填字母)。
A．葡萄糖属于碳水化合物，可表示为C6(H2O)6，每个葡萄糖分子中含6个H2O分子
B．糖尿病病人的尿糖含量很高，可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖
C．葡萄糖可用于制镜工业
D．淀粉水解的最终产物是葡萄糖
(2)木糖醇[CH2OH(CHOH)3CH2OH]是一种甜味剂，糖尿病病人食用后血糖不会升高。
①木糖醇与葡萄糖________(填“互为”或“不互为”)同系物。
②请预测木糖醇的一种化学性质：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)糖尿病病人宜多吃蔬菜和豆类食品，因为蔬菜中富含纤维素，豆类食品中富含蛋白质。下列说法中正确的是________(填字母编号)。
A．蛋白质属于天然有机高分子化合物，可被人体直接吸收
B．人体中没有水解纤维素的酶，所以纤维素在人体中的作用主要是加强胃肠的蠕动
C．纤维素和淀粉互为同分异构体
D．纤维素和蛋白质的分子结构不同，但组成元素完全相同
解析：(1)糖类中不含水，葡萄糖分子式只是为了表达方便写成C6(H2O)6，A不正确。(2)木糖醇中不含醛基，故不能与葡萄糖互称为同系物，由于木糖醇中含有羟基，所以木糖醇可以与Na发生反应，可以发生催化氧化反应，可以与酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液发生反应，可以与乙酸发生酯化反应等。(3)蛋白质需在酶的作用下水解生成氨基酸才能被人体吸收；纤维素与淀粉虽然化学表达式均为(C6H10O5)n，但二者结构不同，n值也不同，故不是同分异构体关系；蛋白质分子中含有氮元素而纤维素分子中不含，故二者组成元素不完全相同。
答案：(1)BCD (2)①不互为 ②与Na反应放出H2，与O2在Cu作催化剂、加热条件下反应，被酸性KMnO4溶液氧化，与乙酸发生酯化反应(任写一种即可) (3)B
10．(16分)(2015·北京海淀区高三第二次模拟)硫化氢(H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的无色气体，有剧毒，存在于多种生产过程以及自然界中。在人体的很多生理过程中也起着重要作用。
资料：①H2S可溶于水(约1∶2)，其水溶液为二元弱酸。
②H2S可与许多金属离子反应生成沉淀。
③H2S在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色。
(1)某化学小组设计了制取H2S并验证其性质的实验，如下图所示。A中是CuSO4溶液，B中放有湿润的蓝色石蕊试纸，C中是FeCl3溶液。
回答下列问题：
①A中有黑色沉淀(CuS)产生，A中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
②B中的现象是________________________________________________________________________。
③C中有浅黄色沉淀产生，且溶液变浅绿色。则C中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
6
④D中盛放的试剂可以是________(填字母序号)。
a．水 b．盐酸
c．NaCl溶液 d．NaOH溶液
(2)文献记载，常温下H2S可与Ag发生置换反应生成H2。现将H2S气体通过装有银粉的玻璃管，请设计简单实验，通过检验反应产物证明H2S与Ag发生了置换反应：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据装置图，实验流程中发生的反应为
FeS＋H2SO4===FeSO4＋H2S↑，
H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4，
H2SH＋＋HS－，显酸性，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，
2Fe3＋＋H2S===S↓＋2H＋＋2Fe2＋，
D装置用于尾气处理，应选用NaOH溶液。
(2)H2S＋2Ag===Ag2S＋H2，应设计实验验证是否有H2生成。
答案：(1)①H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4
②湿润的蓝色石蕊试纸变红
③H2S＋2Fe3＋===S↓＋2H＋＋2Fe2＋
④d
(2)将反应后的气体通过足量氢氧化钠溶液(或硫酸铜溶液或氯化铁溶液等)，除去未反应的H2S后，点燃，若观察到火焰呈淡蓝色，说明有H2生成，从而证明H2S与Ag发生了置换反应(或做爆鸣实验，其他合理答案均可)
11．(17分)Ⅰ.请回答：
(1)H2O2的电子式：________________________________________________________________________。
(2)镁燃烧不能用CO2灭火，用化学方程式表示其理由：
________________________________________________________________________。
(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式：
( )MnO＋( )C2O＋________===
( )Mn2＋＋( )CO2↑＋________
Ⅱ.已知A、B、C、D是中学化学常见物质，它们在一定条件下有A＋B―→C＋D的转化关系。
(1)若A为金属铝，B为氧化铁，则该反应的一种用途是
________________________________________________________________________。
(2)若A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，且该反应是工业上制取硝酸的重要反应之一，则该反应的化学反应方程式为________________________________________________________________________。
(3)若A是淡黄色粉末，常用作供氧剂，C为强碱，则该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若A、B、D都是有机化合物，其中A、B是家庭厨房中常见调味品的主要成分，且A的相对分子质量比B大14。该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：Ⅰ.(1)H2O2的电子式为H H。
(2)镁也可以在CO2中燃烧，化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。
(3)Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)，向AgCl沉淀中加入KBr时，AgCl沉淀会转化为更难溶的AgBr沉淀。
6
(4)根据化合价升降法配平：C2O中C的化合价为＋3价，CO2中C的化合价为＋4价，每个C2O参加反应，化合价升高2价；MnO中Mn的化合价为＋7价，Mn2＋中Mn的化合价为＋2价，每个MnO参加反应，化合价降低5价，因此MnO和C2O的化学计量数分别为2和5，再根据原子守恒与电荷守恒可以判断反应物中有H＋，产物中有H2O，故离子方程式为2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
Ⅱ.(1)铝与氧化铁在高温下可发生铝热反应，利用该反应可焊接钢轨。
(2)能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，工业上可利用氨的催化氧化反应制取NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成硝酸。氨的催化氧化反应的化学方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。
(3)能作供氧剂的淡黄色粉末为Na2O2，Na2O2与水反应可生成强碱NaOH，反应的化学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑。
(4)由题目信息可知：A为乙酸，B为乙醇，则A与B发生酯化反应生成乙酸乙酯和H2O，从而可写出反应的化学方程式。
答案：Ⅰ.(1)H H
(2)2Mg＋CO22MgO＋C
(3)AgCl＋Br－===AgBr＋Cl－
(4)2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
Ⅱ.(1)焊接钢轨
(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(4)CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O
6
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