专题二 元素和化合物
专题二 元素和化合物
元素和化合物
[时间:60分钟 分值:100分]
一、选择题(每题2分,共40分)
1.[2015·株洲]下列有关说法中不正确的是 ( D )
A .酸溶液中都含有H +,所以有相似的化学性质
B .酸、碱在水溶液中都可电离出带电的粒子
C .在实验室,常用浓硫酸来干燥某些气体
D .医疗上的生理盐水是0.9%的纯碱溶液
【解析】 在水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物是酸,电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物是碱;浓硫酸具有吸水性,在实验室,常用来干燥某些气体;医疗上的生理盐水是0.9%的氯化钠溶液。
2.[2015·苏州]下列离子能在pH =2的水溶液中大量共存的是
+-2-A .SO 4、NO -3、K 、OH
-+2-B .HCO -3、Cl 、SO 4、Na
++C .Cl -、NO -3、K 、Na
--+D .NH +4、Cl 、OH 、K ( C )
3.[2016·临夏州]除去下列各组物质中少量的杂质,所用试剂或方法正确的是
( B )
4. 豆腐不可与菠菜一起煮,原因是菠菜中含有丰富的草酸、草酸钠,豆腐中含有较多的硫酸钙等钙盐,相互反应生成草酸钙沉淀等物质。其中发生的反应属
于 ( D )
A .化合反应
C .置换反应 B .分解反应 D .复分解反应
( D ) 5.在隔绝空气的条件下,用木炭还原氧化铜,下列叙述正确的是
A .反应前后固体中氧原子的量保持不变
B .反应前后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
C .反应中消耗的氧化铜与碳的质量一定相等
D .反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大
【解析】 氧化铜被还原后生成铜,随着氧元素质量以及固体中碳元素质量的减少,铜元素在固体中的质量分数逐渐变大。
6.如图Z2-1所示,装置气密性良好,弹簧夹处于关闭状态。挤压胶头滴管加入液体,一段时间后,打开弹簧夹,能使气球a 明显鼓起的是 ( D
)
图Z2-1
【解析】 要使气球a 鼓起,装置内的气压应小于外界气压。
7.[2016·福州]将下列各组物质放入足量的水中,充分搅拌后,得到无色溶液的是
( B ) A .HNO 3和FeCl 3 C .BaCl 2和Na 2SO 4 B .NaOH 和HCl D .KOH 和CuSO 4
8.[2016·包头]向一定质量的AgNO 3和Fe(NO3) 2的混合溶液中加入m g Zn粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后称量,得到的固体质量为m g。据此,
下列说法不正确的是 ( B )
A .滤渣中的物质至少有两种
B .取反应后的滤液滴加稀盐酸,有白色沉淀产生
C .取滤渣滴加稀硫酸,一定有气泡产生
D .取反应后的滤液观察,滤液可能呈浅绿色
9.[2016·桂林]小明向盛有盐酸和MgCl 2溶液的烧杯中加入一定量的NaOH 溶液,为判断反应后溶液的成分,他分别取少量反应后的溶液a 于试管中,用下表中的试剂进行实验,相应结果错误的是
( B )
10.[2016·遵义]向一定量的Ba(OH)2溶液中滴加稀H 2SO 4,下列图像能正确描述对应关系的是 ( C
)
A
B
C D
11.某粗盐固体样品中含有少量CaCl 2、MgCl 2、Na 2SO 4、MgSO 4和泥沙,进行以下操作可得到纯净的NaCl 晶体:①加过量的NaOH 溶液;②加H 2O 溶解;③加过量的BaCl 2溶液;④过滤;⑤蒸发;⑥加过量的Na 2CO 3溶液;⑦加适量的稀盐酸,则正确的操作顺序是
( A )
A. ②①③⑥④⑦⑤
C. ①⑥⑦②③④⑤ B. ②①⑥③④⑦⑤ D. ⑥②①③④⑤⑦
【解析】 先要把粗盐溶于水形成溶液,然后镁离子用氢氧根离子沉淀,加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀;硫酸根离子用钡离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,至于先除镁离子,还是先除硫酸根离子都行,钙离子用碳酸根离子沉淀,除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀,但是加入的碳酸钠要放在加入的氯化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡,离子都沉淀了,再进行过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,最后经蒸发操作得到较纯净的氯化钠,所以正确的顺序为②①③⑥④⑦⑤。
12.[2017·预测]现有盐酸和CaCl 2的混合溶液,向其中逐
滴加入过量某物质X ,溶液的pH 随滴入X 的量的变化
关系如图Z2-2所示。则X 是
( C )
A .水
B .澄清石灰水 D .稀盐酸 图Z2-2
C .纯碱溶液
【解析】 加入过量的X 后溶液的pH 大于7,说明加入的物质是碱性物质,由图中信息可知,若加入氢氧化钙pH =7后会一直升高,而加入碳酸钠,先和盐酸反应pH 升高,pH =7后与氯化钙反应,当氯化钙反应完全后pH 再升高。
13.[2016·连云港]如图所示,甲、乙、丙、丁、戊五种物质
分别是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜、碳酸钠中的一种,
连线两端的物质间能发生化学反应,甲与戊反应产生的气
体能使澄清石灰水变浑浊,丙溶液为蓝色,下列能代替图
中丁物质的是
A .Ag
( C ) 图Z2-3
B .BaCl 2 D .CuO C .NaOH
14.向Cu(NO3) 2溶液中加入一定量的铁粉充分反应,下列情况中不可能出现的是
( C )
①溶液中有Fe 2+、Cu 2+,不溶物为Cu
②溶液中有Fe 2+、Cu 2+,不溶物为Fe
③溶液中只有Cu 2+,不溶物为Fe
④溶液中只有Fe 2+,不溶物为Fe 、Cu
A .①③
C .②③ B .①④ D .③④
【解析】 Cu(NO3) 2溶液和铁粉充分反应后,不溶物中一定有Cu ,溶液中一定有Fe 2+。
15.某城市有甲、乙两工厂排放污水,污水中各含有下列6种离子中的3种(两
--厂不含相同离子) :H +、Ba 2+、Na +、OH -、CO 23、NO 3。两厂单独排放都会
造成严重的水污染,若将两厂的污水按一定比例混合,便会变成无色澄清只含硝酸钠的溶液。下列关于污染源的分析,你认为正确的是
2-A .CO 3 和NO -3来自同一工厂 ( B )
B .OH -和NO -3一定不在同一工厂
C .H +和Ba 2+一定不在同一工厂
D .Na +和NO -3来自同一工厂
-【解析】 不能共存的离子不在同一工厂,若H +在甲处,则OH -、CO 23一定
+在乙处,Ba 2+在甲处,另一种阴离子NO - 3在甲处,另一种阳离子Na 在乙处。
16.[2016·河南]X、Y 、Z 有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去) ,则符合要求的X 、Y 、Z 依次为 ( C
)
图Z2-4
A .Cu 、CuO 、Cu(OH)2
B .C 、CO 、H 2CO 3
C .CaO 、Ca(OH)2、CaCO 3
D .H 2O 2、H 2、H 2O
17.图Z2-5中甲、乙、丙是初中科学常见的物质,互相连接的两种物质在溶液中可发生化学反应,下列说法不正确的是 ( B
)
图Z2-5
A .甲可以为盐
B .乙只能是氧化物或酸
C .丙只能是金属单质、盐或碱
D .其中一个反应可能同时生成两种沉淀
【解析】 甲是盐,如碳酸钠,碳酸钠会与盐酸反应,乙可以是硫酸,硫酸会与氢氧化钙反应。乙如果是硫酸铜,硫酸铜会与氢氧化钙反应,且同时生成两种沉淀,甲是氢氧化钠,也满足题意,所以乙可以是氧化物、酸、盐。丙既能与酸反应,也能与盐反应,所以丙是金属单质、盐或碱。
18.有甲、乙、丙、丁四种无色溶液,它们分别是HCl 、H 2SO 4、BaCl 2、Na 2CO 3溶液中的一种。为区别这四种溶液,现将它们两两混合并得到下面现象:
根据对上述现象的分析,可推知甲、乙、丙、丁四种溶液的顺序依次是 ( C )
A .HCl 、BaCl 2、H 2SO 4、Na 2CO 3
B .H 2SO 4、HCl 、BaCl 2、Na 2CO 3
C .HCl 、H 2SO 4、BaCl 2、Na 2CO 3
D .H 2SO 4、Na 2CO 3、HCl 、BaCl 2
19.有等质量的A 、B 两金属,相对原子质量A <B ,将A 放入质量分数为15%的稀硫酸中,B 放入质量分数为15%的稀盐酸中,在反应中A 、B 均为正二价,产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图Z2-6所示。下列说法正确的是
( C )
图Z2-6
A .产生氢气的速率A <B
B .反应后A 、B 一定都有剩余
C .消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等
D .消耗B 的质量一定小于A 的质量
【解析】 由于最终生成的氢气质量相等,即硫酸和盐酸反应的氢元素质量相等,因两种酸所含氢元素质量分数不同,所以两种酸的质量一定不相等。相对原子质量A
20.[2016·武汉]某粗盐样品中除含有不溶性固体杂质外,可能还含有少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠。某科学兴趣小组开展如下探究活动。
探究一:除去粗盐中不溶性杂质
图Z2-7
探究二:从滤液1中提取氯化钠固体(该探究中,微溶物不沉淀
)
图Z2-8
关于以上探究活动,有下列说法:
①试剂甲是碳酸钠溶液,试剂乙是氯化钡溶液
②滤液1中的溶质一定有氯化钠,可能有氯化钙
③若向探究二所得的白色滤渣中加入过量的稀盐酸,滤渣不溶解
④往滤液4中加入适量的试剂丙时有中和反应发生
上述说法中正确的是( D )
A .①③ B .①④
C .②③ D .②④
【解析】 某粗盐样品中除含有不溶性固体杂质外,可能还含有少量氯化镁、氯化钙、硫酸钠。溶解过滤得滤液1,则滤液1一定有氯化钠。往滤液1中加过量的氢氧化钠溶液,无明显现象,说明没有氯化镁。硫酸根离子可用钡离子除去,钙离子可用碳酸根离子除去,但是加入碳酸钠溶液要放在加入的氯化钡溶液之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡。往溶液2中加过量的试剂甲,试剂甲是氯化钡溶液,试剂乙是碳酸钠溶液;由于无明显现象,说明不含硫酸钠。往溶液3中加过量的试剂乙(碳酸钠溶液) ,出现白色沉淀,可能是过量的氯化钡与碳酸钠溶液反应生成白色沉淀,同时也可能含有氯化钙与碳酸钠反应生成白色沉淀,滤液1中的溶质一定有氯化钠,可能有氯化钙。若向探究二所得的白色滤渣中加入过量的稀盐酸,由于不存在硫酸钠,沉淀可能是碳酸钡或碳酸钡与碳酸钙的混合物,加入过量的稀盐酸,滤渣全部溶解。往滤液4中加入适量的试剂丙,丙应为稀盐酸,过量的氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,属于中和反应。由上述分析,②④说法正确。
二、填空题(每空格1分,共24分)
21.[2015·成都]用氢氧化钠溶液、稀盐酸和酚酞试液,按图Z2-9所示步骤进行实验。
图Z2-9
(1)无色溶液A 是__,仪器C 的名称是____。
(2)实验中滴入酚酞试液的目的是__
化学反应__。
(3)实验中反应的化学方程式是。 (4)步骤⑤的操作名称是____,当出现较多的固体时应__热烘干__。
(5)实验步骤②和③两次使用了滴管,用完后需要洗涤的是____(选填“②”或“③”) 。
【解析】 向无色溶液A 中滴加酚酞试液变成红色,说明溶液显碱性,因此A 溶液是氢氧化钠溶液;氢氧化钠和盐酸反应无明显现象,因此滴加酚酞试液,依据颜色的变化可以证明发生了化学反应;在蒸发操作中当出现较多的固体时应停止加热,靠余热烘干,防止固体溅出,也可以节约能源。
22.[2015·广州]盐酸是一种重要的化工产品,也是实验室中重要的化学试剂。
(1)增大压强,HCl 由气态变为液态,从微观的角度分析该变化过程中改变的是__分子间的空隙__。
(2)在盐酸中加入过量的铁粉充分反应。
①可以看到的现象是__固体部分溶解,溶液由无色变为浅绿色,有气泡产生__;
②图Z2-10表示该反应前后溶液中存在的主要离子,请写出每种图形代表的离子(填离子符号) :
图Z2-
10
+
-
2+;
③下列金属中能与盐酸发生类似反应的是__BC__(填选项) 。
A .Cu
C .Al B .Mg D .Ag
【解析】 (1)物质三态的变化属于物理变化,改变的是粒子之间的空隙,所以
对于氯化氢气体变成液态的氯化氢,改变的是氯化氢分子之间的空隙。(2)①在盐酸中加入过量的铁粉,会看到固体溶解,溶液由无色变为浅绿色,有气泡产生,发生的反应用方程式表示是Fe +2HCl===FeCl2+H 2↑。②由于H +不断得到电子变为H 2逸出,所以反应后溶液中H +减少。在反应前溶液中无Fe 2+,反应后产生了Fe 2+,而Cl -在反应前后不变,所以根据反应的实质,可
H +
Cl -
Fe 2+。③根据金属活动性顺序表,排在氢前面的金属都可以和稀盐酸发生置换反应,排在氢后边的金属不能把酸中的氢置换出来,所以只有镁和铝可以与盐酸发生反应。
23.[2016·马鞍山模拟]资料显示:碳还原四氧化三铁制得铁的温度在700~800℃。某校科学兴趣小组在探究用碳冶炼铁的原理的实验时,取一定质量的碳粉和四氧化三铁粉的混合物,在700~800℃的高温条件下使其充分反应,设计的实验装置如图:
图Z2-11
高温(1)写出碳还原四氧化三铁的化学方程式:,
该实验中观察到的实验现象是__澄清石灰水变浑浊__。对反应后试管中剩余的固体是什么,兴趣小组的同学做出了如下猜想:甲同学认为是铁粉,乙同学认为是碳粉和铁粉的混合物,丙同学的猜想是__四氧化三铁粉和铁粉的混合物__。
(2)乙同学设计一个用化学方法证明自己的猜想是否正确,他的方法是__取试管里的固体剩余物加入足量的稀盐酸充分反应,看是否有固体剩余__,理由是__铁跟稀盐酸反应,碳跟稀盐酸不反应__。
(3)丙同学认为要验证自己的猜想是否正确可用磁铁去吸引,你认为丙同学的
实验方案是否可行:__不可行__,理由是__四氧化三铁与铁都能被磁铁吸引__。
(4)请你设计一个实验证明丙同学的猜想:__量碳粉,放入如图所示装置加热至700~800℃,若澄清石灰水变浑浊,证明丙同学的猜想正确__。
24.现有一包固体粉末,可能由碳酸钠、硫酸钠、碳酸钙和氯化钠中的一种或几种组成,某同学想确定其组成成分,按如图Z2-12所示步骤进行了如下实验(各步骤中加入的试剂均为足量) 。
图Z2-12
请回答:
(1)固体粉末中肯定存在的物质是____,用化学方程式表示白色沉淀部分溶解的原因是__BaCO+2HNO +H ↑__。
(2)如何判断固体粉末中是否有“可能存在的物质”,简述实验操作步骤、现象和结论:__取澄清溶液少许,加入足量硝酸钡溶液,过滤,在滤液中加入硝酸银溶液,若能观察到沉淀产生,就可以确认固体中有氯化钠存在,否则就不存在氯化钠__。
【解析】 (1)通过推导可知,固体粉末中肯定存在的物质是碳酸钠、硫酸钠,碳酸钡和硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳。(2)要检验可能含有的物质氯化钠,可以用硝酸银检验,但是硫酸根离子和碳酸根离子会对氯离子的检验造成干扰,要先加入硝酸钡除去,但不能加氯化钡,因为会引入氯离子。
三、实验探究题(每空格1分,共7分)
25.[2016·河北]蔗糖是生活中常见的一种物质,某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。
【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气,葡萄糖进一步转化为蔗糖,故蔗糖中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
【实验验证】
方案一:小明将蔗糖放在氧气中燃烧,检验到生成物中有水和二氧化碳,得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。
小刚认为该方案不合理,只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素,理由是__蔗糖燃烧中有氧气参加反应__。
方案二:小刚用图Z2-13所示装置进行实验。实验开始先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加强热。
图Z2-13
(1)观察到____出现,说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。
(2)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体,他猜测该黑色固体是单质碳,并继续利用图Z2-13所示装置,另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如下:
点燃写出上述实验过程中一个反应的化学方程式:__C+O 。
【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。
【拓展交流】
(1)方案二中,先通入一会儿氮气的原因__气参加反应)__。
(2)查阅资料得知蔗糖的化学式为C 12H 22O 11。小红发现:蔗糖分子中氢原子数目是氧原子数目的2倍,但是,蔗糖中氧元素质量却是氢元素质量的8倍。
导致出现这种情况的原因__氧原子相对原子质量比氢原子大__。
四、解答题(共29分)
26.(15分)[2016·福州]根据下列实验要求回答问题:
图Z2-14
(1)写出图中仪器①、②的名称:①__,②__。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为+2HCl===CaCl+H ,制取装置为__B__(填标号,下同) 和__C__组合。检验二氧化碳的原理为用化学方程式表示) 。 △(3)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为,可选用的发生装置为__A__(填标号) 。
(4)若用水将图F 所示的氧气从瓶内排出,水须从选填“a”或“b”)端导管口通入。
(5)实验室用碘化氢溶液测定过氧化氢溶液中溶质的质量分数,反应原理:H 2O 2+2HI===2H2O +I 2↓。取25.0g 过氧化氢溶液,加入足量的碘化氢溶液,充分反应后生成12.7g 碘。根据化学方程式计算该过氧化氢溶液中溶质的质量分数。
解:设25.0g 过氧化氢溶液中含有过氧化氢的质量为x ,
H 2O 2+2HI===2H2O +I 2↓
34 254 x 12.7g
34254
x =12.7g ,x =1.7g ,
1.7g 该过氧化氢溶液中溶质的质量分数=25.0g ×100%=6.8%。
27.(8分) 烧杯中装有一定量盐酸和硫酸铜的混合溶液,已知该溶液中含HCl 的质量为3.65g 。某同学为测定该混合溶液中硫酸铜的质量,向烧杯中逐渐加入
10%的NaOH 溶液,得到沉淀的质量如表所示:
(1)最终得到沉淀的总质量为,该混合溶液中硫酸铜的质量为。
(2)参加反应的NaOH 溶液的总质量是多少克?(要求写出计算过程,结果保留到小数点后一位)
【答案】 80.0g
【解析】 (1)根据表中数据可知生成4.90g 沉淀不再反应了,说明最多生成
4.90g 沉淀;设生成4.90g 沉淀需要参加反应的硫酸铜的质量为x ,参加反应的氢氧化钠的质量为y ,则:
CuSO 4+2NaOH===Cu(OH)2↓+Na 2SO 4
160 80 98
x y 4.90g
160x 80y ,x =8.0g ,984.9g 984.9g ,y =4.0g 。
(2) 设与氯化氢反应的氢氧化钠质量为z ,则:
HCl +NaOH===NaCl+H 2O
36.5 40
3.65g z
36.53.65g
40=z z =4.0g ,
所以氢氧化钠的质量总和为4.0g +4.0g =8.0g ,所以参加反应的NaOH 溶液的
8.0g 总质量为10%80.0g 。
28.(6分)[2016·泰州校级二模]某化工厂以氯化钾和硫酸亚铁为原料生产硫酸钾和氧化铁(铁红颜料) 。其部分流程如图:
图Z2-15
查阅资料:
①三价铁离子能和很多金属反应,如:Fe 2(SO4) 3+Cu===CuSO4+2FeSO 4,Fe 2(SO4) 3+Fe===3FeSO4;
②已知反应Ⅰ的化学方程式:FeSO 4+2NH 4HCO 3===(NH4) 2SO 4+FeCO 3↓+CO 2↑+H 2O ;
③K 2SO 4在有机溶剂中溶解度小。
(1)反应Ⅰ前除去FeSO 4溶液中的杂质Fe 2(SO4) 3需加入填字母) 。
A .锌粉
C .铜粉 B .铁屑 D .氢气
(2)反应Ⅰ所得混合物过滤后所得滤液的溶质有。
(3)反应Ⅱ中加入稀硫酸的作用是。
(4)反应Ⅲ为复分解反应,其化学方程式为;工业生产上常在反应Ⅲ过程中加入一定量的有机溶剂,其目的是__。
(5)反应Ⅲ得到的K 2SO 4固体沉淀需要经过洗涤,才能得到纯度高的产品。洗涤时最好用__C__(填字母) 。
A .热水 B .冷水 C .K 2SO 4饱和溶液