高考化学复习考点知识讲解与强化训练(十七) 元素及其化合物的性质及应用

高考化学复习考点知识讲解与强化训练专题（十七）元素及其化合物的性质及应用
1．(2020·天津等级考)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84消毒液”的主要有效成分是( )
A．NaOH B．NaCl
C．NaClO D．Na
2CO
3
解析：选C “84消毒液”可由氯气与NaOH溶液反应制取：2NaOH＋Cl
2
===NaCl＋
NaClO＋H
2
O，“84消毒液”的有效成分是NaClO，C项正确。

2．除去下列物质中含有的少量杂质(括号内为杂质)，所选试剂不正确的是( )
A．Cl
2
(HCl)：饱和食盐水、浓硫酸
B．AlCl
3
溶液(Fe3＋)：氨水、盐酸
C．C
2H
2
(H
2
S)：CuSO
4
溶液、碱石灰
D．NaCl溶液(SO2－
4)：BaCO
3
、盐酸
解析：选B Al3＋、Fe3＋均与氨水反应生成沉淀，无法除去Fe3＋，B不正确。

3．(2020·山东模拟)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，其中完全正确的是( )
A．①② ．③④C．①③ D．②④
解析：选A ③中碱石灰不能吸收NH
3，可以吸收NO
2
，应用浓H
2
SO
4
吸收NH
3
；④中
为防倒吸，进气管应短口进气，故③④不正确。

4．(2020·北京市新高考模拟)将下列气体通入溶有足量SO
2的BaCl
2
溶液中，没有
沉淀产生的是( )
A．NH
3
B．HCl
C．Cl
2D．NO
2
解析：选B 通NH
3能生成SO2－
3
，SO2－
3
与Ba2＋生成BaSO
3
沉淀；通Cl
2
能氧化SO
2
生成
SO2－
4，SO2－
4
与Ba2＋生成BaSO
4
沉淀；通NO
2
能生成HNO
3
，HNO
3
氧化SO
2
生成SO2－
4
，SO2－
4
与Ba2
＋生成BaSO
4
沉淀。

5．(2020·温州测试)下列说法不正确的是( ) A．金属镁可用来制造信号弹和焰火
B．某些含铝的化合物可用作净水剂
C．硫酸铁可用于治疗缺铁性贫血
D．二氧化硅可用于制造光导纤维
解析：选C 金属镁燃烧放出耀眼的白光，可用来制造信号弹和焰火，A项说法正确；Al3＋水解形成氢氧化铝胶体，具有较强的吸附作用，故可用作净水剂，B项说法正确；硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血，C项说法错误；二氧化硅是制备光导纤维的主要原料，D项说法正确。

6．(2020·天津市新高考模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾，其中部分物质的反应过程如图所示，下列说法正确的是( )
A．该过程中O
2
作催化剂
B．反应过程中没有电子转移
C．反应过程中氮氧化物不断被消耗
D．丙烯转化为甲醛和乙醛
解析：选D 有O
2参与反应，但是后面没有氧气生成，O
2
不是催化剂，A错误；反
应有化合价改变，一定有电子转移，B错误；氮氧化物在不断转化，没有被消耗，C错误；由图可知丙烯转化为甲醛和乙醛，D正确。

7．(2020·浙江选考)Ca
3SiO
5
是硅酸盐水泥的重要成分之一，其相关性质的说法不
正确的是( )
A．可发生反应：Ca
3SiO
5
＋4NH
4
Cl=====
△
CaSiO
3
＋2CaCl
2
＋4NH
3
↑＋2H
2
O
B．具有吸水性，需要密封保存
C．能与SO
2
反应生成新盐
D．与足量盐酸作用，所得固体产物主要为SiO
2
解析：选D 加热时氯化铵分解生成HCl和氨气，HCl与Ca
3SiO
5
反应得到硅酸钙、
氯化钙和水，A项正确；水泥吸水会变硬，需密封保存，B项正确；Ca
3SiO
5
能与二氧化硫
反应得到亚硫酸钙，C项正确；由分析可知，Ca
3SiO
5
与足量盐酸反应得不到二氧化硅， D
项错误。

8．(2020·海南模拟)下列说法不正确的是( )
A．Fe
2O
3
可用作红色颜料
B．浓H
2SO
4
可用作干燥剂
C．SiO
2
可用作半导体材料
D．NaHCO
3
可用于焙制糕点
解析：选C Fe
2O
3
的颜色是红色，可用作红色颜料，故A说法正确；浓H
2
SO
4
具有吸
水性，可用作干燥剂，故B说法正确；单质Si是半导体材料，故C说法错误；碳酸氢钠加热分解为碳酸钠、二氧化碳和水，可用于焙制糕点，故D说法正确。

9．(2020·全国卷Ⅰ)下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是( )
C N
2(O
2
)通过灼热的铜丝网
D NO(NO
2
)通过氢氧化钠溶液
解析：选A 二氧化硫和硫化氢都具有还原性，都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化
还原反应，不能用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫中的硫化氢气体，A项符合题意；HCl 极易溶于水，氯气在饱和食盐水中溶解度很小，可用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，B项不符合题意；铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，铜与氮气不反应，故可用
灼热的铜丝网除去氮气中的氧气，C项不符合题意；NO
2
可与NaOH反应，NO不与NaOH反
应，可用NaOH溶液除去NO中的NO
2
，D项不符合题意。

10．[双选]某化学小组同学用如图所示装置模拟工业制取SO
3
的过程，下列相关说法错误的是( )
A．装置c后应增加尾气处理装置
B．装置a只有干燥气体的作用
C．实验室制取SO
2或O
2
可使用同样的气体发生装置
D．V
2O
5
是催化剂不参与反应
解析：选BD SO
2
不可能完全反应，因此要对尾气进行处理，选项A正确；装置a 的作用有干燥气体、使气体充分混合、通过观察气泡快慢调节气体流速，选项B错误；
实验时制取SO
2(Na
2
SO
3
固体与浓硫酸)或O
2
(MnO
2
与H
2
O
2
)都可使用固液混合不加热制气体的
发生装置，选项C正确；催化剂加快反应速率的原理就是改变反应途径从而降低活化能，选项D错误。

11．[双选]NH
4CuSO
3
为难溶于水的白色固体，向500 mL 10 mol·L－1硫酸中加入10
g NH
4CuSO
3
固体，微热使其充分反应，出现下列现象：①有红色固体生成；②产生有刺激
性气味的气体；③溶液呈现蓝色。

据此判断下列说法错误的是( ) A．反应中硫酸只体现了酸性
B．将上述有刺激性气味的气体通入CaCl
2
溶液，有白色沉淀生成C．取少量反应后溶液，加入足量NaOH固体，加热，会有沉淀和气体生成
D．1 mol NH
4CuSO
3
完全反应转移1.0 mol 电子
解析：选BD NH
4CuSO
3
与硫酸混合微热，生成红色固体，产生有刺激性气味的气体
且溶液呈现蓝色，说明反应生成Cu、SO
2和Cu2＋，则发生反应的化学方程式为2NH
4
CuSO
3
＋2H
2SO
4
===Cu＋CuSO
4
＋2SO
2
↑＋2H
2
O＋(NH
4
)
2
SO
4。

由上述方程式可知反应中只有铜元素的
化合价发生变化，所以反应中硫酸只体现酸性，A正确；将SO
2通入CaCl
2
溶液中，不会
生成白色沉淀，B错误；取少量反应后溶液，加入足量NaOH固体，加热，会有氢氧化铜沉淀和氨气生成，C正确；反应中只有铜元素的化合价发生变化，根据上述方程式可知每
2 mol NH
4CuSO
3
参加反应转移1 mol 电子，则1 mol NH
4
CuSO
3
完全反应转移0.5 mol 电
子，D错误。

12．MnSO
4·H
2
O是一种易溶于水的微红色斜方晶体，某同学设计下列装置制备硫酸
锰。

下列说法正确的是( )
A ．装置Ⅰ烧瓶中放入的药品X 为铜屑
B ．装置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO 2的吸收速率
C ．过滤装置Ⅱ反应后的溶液即得MnSO 4·H 2O 晶体
D ．装置Ⅲ中的溶液可以是NaOH 溶液，也可以是澄清石灰水
解析：选B A 项，Cu 与浓硫酸常温下不反应，X 不可能为Cu ，所以错误；B 项，装置Ⅱ中用“多孔球泡”增大接触面积，可增大SO 2的吸收速率，所以正确；C 项，由题意知，MnSO 4·H 2O 易溶于水，因此只有通过蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥才能得到MnSO 4·H 2O 晶体，所以错误；D 项，装置Ⅲ的作用是吸收未反应的SO 2，澄清石灰水的浓度过小，不能用作吸收剂，所以错误。

13．目前我国锅炉烟气脱硝技术有新发现，科学家对O 3氧化烟气脱硝同时制硝酸进行了实验研究，其生产硝酸的机理如下：
NO ――→＋O 3－O 2NO 2――→＋O 3－O 2
NO 3――→NO 2N 2O 5――→H 2O
HNO 3 回答下列问题：
(1)NO 3分子内存在两个过氧键，且氧均满足8电子稳定结构，请写出NO 3中N 的化合价________；NO 3极不稳定，常温下即可爆炸分解，试从电子成键角度解释NO 3不稳定
的原因：
________________________________________________________________________。

(2)N 2O 5与O 3作用也能生成NO 3与氧气，根据反应前后同种元素，价态相同，不参与氧化还原反应的原则，请分析反应N 2O 5＋O 3===2NO 3＋O 2中，N 2O 5的作用是________________(填“氧化剂”“还原剂”或“既是氧化剂，又是还原剂”)。

(3)请写出在有水存在时，O 3与NO 以物质的量之比为3∶2完全反应的总化学方程式：________________________________________________________________________。

解析：(1)NO 3分子内有三个氧且存在两个过氧键，它的结构为，两个氧与氮相
连，另一个氧与两个氧相连，所以氮显＋2价，根据NO 3的结构可知，N 原子最外层为7电子结构，未达到8电子稳定结构，因此不稳定。

(2)N 2O 5＋O 3===2NO 3＋O 2反应中生成2个NO 3,1个NO 3中两个氧显示－1价，另1个氧显示0价，2个NO 3中有两个氧显示0价，1个来自O 3，另1个来自N 2O 5，也就是说N 2O 5中的1个氧化合价升高到0价，4个氧化合价升高到－1价，同时N 2O 5中的N 化合价降低到＋2价，所以N 2O 5既是氧化剂，又是还原剂。

(3)依据生产硝酸的机理，O 3与NO 及水反应最终生成HNO 3和O 2，当O 3与NO 反应的物质的量之比为3∶2，可得3O 3＋2NO ＋H 2O===2HNO 3＋3O 2。

答案：(1)＋2 N 原子未达到8电子稳定结构(或N 原子最外层为7电子结构，不稳定)
(2)既是氧化剂，又是还原剂 (3)3O 3＋2NO ＋H 2O===2HNO 3＋3O 2
14．(2020·山东名校联考)采用金属铜单质制备硫酸铜晶体。

(1)教材中用金属铜单质与浓硫酸反应制备硫酸铜，虽然生产工艺简洁，但在实际生产过程中不采用，其原因是__________________________________(任写两条)。

(2)某兴趣小组查阅资料得知：Cu＋CuCl
2===2CuCl,4CuCl＋O
2
＋
2H
2O===2[Cu(OH)
2
·CuCl
2
]，
[Cu(OH)
2
·CuCl
2
]＋H
2
SO
4
===CuSO
4
＋CuCl
2
＋2H
2
O。

现设计如下实验来制备硫酸铜晶
体，装置如图：
向铜和稀硫酸的混合物中加入氯化铜溶液，利用二连球鼓入空气，将铜溶解，当三颈烧瓶中呈乳状浑浊液时，滴加浓硫酸。

①盛装浓硫酸的仪器名称为________。

②装置中加入CuCl
2
的作用是________；最后可以利用重结晶的方法纯化硫酸铜晶体的原因为_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _。

③若开始时加入a g铜粉，含b g氯化铜溶质的氯化铜溶液，最后制得c g
CuSO
4·5H
2
O，假设整个过程中杂质不参与反应且不结晶，每步反应都进行得比较完全，
则原铜粉的纯度为________。

解析：(1)课本中直接利用铜与浓硫酸反应会产生有毒的气体二氧化硫；这样既污染环境又使原材料利用率低；而且浓硫酸有强腐蚀性，直接使用危险性较大。

(2)③由题意可知Cu 粉全部生成硫酸铜晶体(因氯化铜为催化剂，氯化铜中的铜最终不会生成硫酸铜晶体)，硫酸铜晶体中的铜元素质量为64c 250g ，则铜粉的纯度为64c
250a
×100%或化简为128c
5a
%。

答案：(1)产生有毒的气体，污染环境；原材料利用率低；浓硫酸有强腐蚀性(任写两条即可)
(2)①分液漏斗
②做催化剂 氯化铜的溶解度在常温下比硫酸铜晶体大得多，且氯化铜的溶解度随温度的变化程度不大(合理即可)
③64c 250a ×100%或128c 5a
% 15．氮化钙(Ca 3N 2)是一种重要的化学试剂，通常条件下为棕色易水解的固体。

某小组在实验室制备氮化钙，设计了如下实验(夹持装置略去)。

(1)按气流由左到右的方向，下列装置合理的连接顺序为__________(填仪器接口字母，装置不能重复使用)。

(2)装置C 的硬质玻璃管中的现象为______________________________________
_______________________________________________________________________ _。

(3)用离子方程式和必要的文字说明装置A的作用
_______________________________________________________________________ _。

(4)若用如图装置替代上述流程中A的作用，请补充以下实验步骤。

①检查装置气密性后，装入药品；
②打开分液漏斗活塞，先点燃装置_____处酒精灯，再点燃装置________处酒精灯，反应一段时间；
③先熄灭装置________处酒精灯，再熄灭装置________处酒精灯，最后关闭分液漏斗活塞。

(5)请用化学方法确定氮化钙中含有未反应的钙，写出实验操作及现象：________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _
_______________________________________________________________________ _。

答案：(1)i－ab－gh－ef(或fe)－dc (2)固体逐渐变成棕色(3)除去空气中的氧
气，4Fe2＋＋O
2＋4H＋===4Fe3＋＋2H
2
O，避免氧气与金属钙反应，使产品不纯
(4)②A C ③C A (5)取少量反应后的物质于试管中，加入适量水，用排水法收集到无色气体，则证明产物中含有未反应的钙。