备考2022年中考科学二轮复习-有关元素化合价的计算-实验探究题专训及答案(三)

备考2022年中考科学二轮复习-有关元素化合价的计算-实验探究题专训及答案(三)
有关元素化合价的计算实验探究题专训
1、
(2019长丰.中考模拟) 生物浸出技术在金属冶炼中应用广泛。

嗜热细菌在 65～80℃酸性水溶液及氧气存在下，能氧化黄铜矿（主要成分CuFeS 2 ）产生硫酸盐，进而制取补血剂原料碳酸亚铁并回收铜。

主要流程如图：
（1） 黄铜矿的主要成分 CuFeS 2中，Fe 、Cu 的化合价均为+2，则 S 的化合价为________。

配平化学方程式：4CuFeS 2+17O 2+2H 2SO 4 xCuSO 4+yFe 2（SO 4）3+zH 2O ，x 、y 、z 依次为________。

（2） 废铁屑与混合溶液发生的反应有：Fe+Fe 2（SO 4）3═3FeSO 4 ， 该反应所属基本类型是________；另一反应的化学方程式是________。

（3） 操作Ⅰ包括：①过滤，②洗涤，③加足量稀硫酸，④干燥。

正确的操作顺序是________（填序号）。

在实验室，过滤所用的玻璃仪器有________。

（4） 操作Ⅱ需加入一种试剂实现其转化，该试剂可以是________（填化学式）。

（5） 若所用废铁屑含有少量铁锈，对产品纯度有无影响？________。

2、
(2016南京.中考模拟) 水是一种重要的资源，与人类的生产、生活密切相关．
（1）电解水实验揭示了水的组成．如图1实验中得到氧气的试管是________（填“1”或“2”）．
（2）自来水厂净水过程中用到活性炭，其作用是________．
（3）海水淡化可缓解淡水资源匮乏的问题．如图2为太阳能海水淡化装置示意图．
①水变成水蒸气的过程中，不发生变化的是________（填字母序号）．
A．分子质量B．分子种类C．分子间隔
②利用该装置将一定量的海水暴晒一段时间后，装置内剩余海水中氯化钠的质量分数会________（填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）二氧化氯（ClO
2）可用于自来水消毒．以粗盐为原料生产ClO
2
的工艺流程
如图3：
该工艺主要包括：
①粗盐精制（设粗盐含杂质为CaCl
2、MgCl
2
）：试剂X是________（填化学式）；
操作A的名称是________；加入适量HCl的目的是：既满足了电解时的微酸性，还能除去溶液中的杂质离子，请写出其中所发生的属于中和反应的化学方程式________．
②电解微酸性NaCl溶液：请完成反应Ⅱ的化学方程式：NaCl+3________
NaClO
3+3H
2
↑．
③ClO
2的制取（其化学方程式为：2NaClO
3
+4HCl═2ClO
2
↑+Cl
2
↑+2NaCl+2H
2
O）．
为提高经济效益，生产过程中除将H
2与Cl
2
制成HCl充分利用外，还可循环使用
的物质Y是________．
（5）某些元素可以表现多种化合价，如氯元素．上述制备二氧化氯的过程中所氯元素化合价 ________ ________ ________ ________
化学式NaCl Cl
2ClO
2
NaClO
3
(2017东台.中考模拟) 城市生活垃圾的处理是世界性难题，某垃圾处理厂对生活垃圾进行处理与综合利用的部分流程如下：
资料1：垃圾焚烧产生的烟气中含有SO
2
、HCL等有害气体。

资料2：+2价的铁元素容易被空气中的氧气氧化。

回答下列问题：
（1）发电厂是利用垃圾焚烧产生的________转变为电能。

（2）吸收步骤中，石灰浆的作用是________。

（3）溶解步骤中，产生的H
2
的化学方程式为________。

除此反应外，溶解步
骤还能发生两个反应：①Fe
2O
3
+3H
2
SO
4
=Fe
2
(SO
4
)
3
+3H
2
O②Fe+Fe
2
(SO
4
)
3
=3FeSO
4
，反
应前后铁元素的化合价不变的是________ (填序号)，其中①属于
________ (填基本反应类型)。

（4）将所得硫酸亚铁溶液在氮气环境中加热蒸发浓缩、________ (填操作名称)、过滤，得到硫酸亚铁晶体，其中氮气的作用是________。

（5）请你就东台市生活垃圾处理提一条建议________。

4、
(2017揭西.中考模拟) 化学课外活动中，老师为大家演示了如图1所示的趣味实验﹣﹣“魔棒生烟”，该实验原理的微观示意图如图2所示．
（1）图示反应属于基本反应类型中的________反应．
（2）小丽同学根据实验原理，又设计了如图所示的实验装置．用该装置与用玻璃棒做实验相比，明显的优点是________．
（3）白烟成分NH
4
Cl中，氮元素的化合价是________．
5、
(2019广州.中考真卷) 稀土金属因其独特的性能而被誉为“新材料之母”。

稀
土金属钇的氧化物（Y
2O
3
）广泛应用于航空航天涂层材料，其颗粒大小决定了产
品的质量。

利用富钇稀土（含Y
2O
3
约70%，含Fe
2
O
3
、CuO、SiO
2
等约30%)生产大
颗粒氧化钇的种工艺如下：
（1）氧化钇(Y
2O
3
)中，Y元素的化合价为________。

（2）“酸溶”过程中，氧化钇与盐酸反应的化学方程式是________。

（3）“分离提纯”是为了除去滤液1中的________（填化学式）。

（4）“调pH”时加入碱液使溶液的pH________（填“增大”或“减小”）。

（5）碳酸钇灼烧分解的化学方程式是________。

（6）为了获得大颗粒氧化钇，某小组研究了条件对产品直径的影响，相关数据
实验编号①②③④⑤⑥
沉淀反应温度/℃60 80 85 93 93 93
料液浓度Kg/L 30 30 30 30 40 40
灼烧温度/℃1100 1100 1100 1100 1100 1400
氧化钇D
50
/um 6.00 21.65 35.99 38.56 35.99 61.54
分析上表数据，其他条件不变时，若将灼烧温度均升高至1400℃，预期所得氧
化钇D
50
最大的是________ (填实验编号)。

6、
(2016天水.中考真卷) 氯气（Cl
2
）是黄绿色气体，水溶液叫氯水，把品红试纸（染有品红的纸）伸入氯水中，品红褪色．
【发现问题】氯水中的哪些成分能使品红褪色呢？
【查阅资料】氯气溶于水，部分与水反应，方程式为Cl
2+H
2
O=HCl+HClO．其中，
HClO的名称叫次氯酸，是一种弱酸，具有强氧化性．（1）【做出猜想】
猜想1：是氯水中的水使品红褪色的；
猜想2：是氯水中的________ 使品红褪色的；
猜想3：是氯水中的盐酸使品红褪色的；
猜想4：是氯水中的次氯酸使品红褪色的．
（2）【试验探究】
实验操作实验现象实验结论
①把品红试纸伸入水中没有褪色猜想1________
②把品红试纸伸入干燥的氯气
没有褪色猜想2不成立
中
③________没有褪色猜想3不成立
（3）【实验结论】
综合分析判断：氯水中的________（填化学式）使品红褪色，具有漂白作用（能使品红等有色物质褪色）．
（4）【反思】
①HClO中氯元素的化合价为________价．
溶液有白色沉淀生成，化学方程式为________．
②氯水中加入AgNO
3
③向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是________．
7、
(2017德州.中考真卷) 化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如图），同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体．
（1）请写出镁条燃烧的化学方程式________；
（2）同学们通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量，有人认为这个反应不遵循质量守恒定律．你认为出现这样实验结果的原因可能是：________
（3）小红按右下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体．
【提出问题】黄色固体是什么？
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气剧烈反应产生黄色的氮化镁
（Mg
3N
2
）固体；③氮化镁可与水反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸
变蓝．
【做出猜想】黄色固体是Mg
3N 2
【实验探究】请设计实验，验证猜想
实验操作实验现象及结论
________ ________ （4）【反思与交流】①氮化镁中氮元素的化合价是________；
②空气中N
2的含量远大于O
2
的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于
Mg
3N
2
，合理的解释是：________．
③同学们又联想到氯气在氯气中能够燃烧，于是对燃烧条件又有了新的认识：________．
8、
(2017泰州.中考真卷) 高纯硅可用于制备硅半导体材料．制备高纯硅的主要生产流程如图所示．
信息：石英砂的主要成分是SiO
2
，反应①化学方程式
（1）石英砂属于________（填“纯净物”或“混合物”）；SiCl
4
中硅元素的化合价为________；写出合理处理中间产物CO的一种方法________．
（2）反应③反应除生成高纯硅外，同时还生成一种化合物．请写出此过程的化学方程式________；
（3）反应③如果H
2中混入O
2
，从安全角度考虑，可能引起的后果是________．
（4）若杂质不参加反应，利用反应①生产含硅质量分数为9O%的粗硅2.8吨，计算至少需要焦炭多少吨？
9、
(2019泸州.中考真卷) 已知：Na
2O为白色，Na
2
O
2
为淡黄色；Na
2
O+H
2
O=2NaOH．某
兴趣小组对钠和铜的单质及其化合物的性质进行了如下实验探究。

①将铜片置于铁架台的铁圈上，用酒精灯加热，观察到铜片表面变黑；
②趁热将钠置于铜片表面，钠剧烈燃烧，有淡黄色物质生成，将此淡黄色物质转移到试管中待用，再用蒸馏水冲洗铜片，观察到铜片上钠燃烧处出现了光亮的铜斑；
③向盛装淡黄色物质的试管中滴加蒸馏水，观察到冒气泡，将带火星的木条伸入试管，木条复燃。

回答下列问题：
（1）步骤①产生的黑色物质是________，步骤②淡黄色产物中氧元素的化合价为________价。

（2）步骤②中产生铜斑反应的另一产物，进一步与氧气反应也转化为淡黄色物质，则产生铜斑反应的化学方程式为________。

（3）步骤③产生的气体物质为________。

（4）猜想步骤③还可能有一种常见物质________(填化学式)生成，向反应后的
溶液中滴加________溶液(可供选择的试剂：H
2SO
4
、CuSO
4
、KOH、Na
2
CO
3
)，观察
到________的现象时，即证明了你的猜想。

10、
(2012扬州.中考真卷) 碘酸钾（KIO
3
）主要用作食盐加碘剂Ⅰ、制备碘酸钾
实验室制备碘酸钾的路线如下：
干海带→I
2HIO
3
KIO
3
（1） KIO
3
中I的化合价为________，含碘盐中的碘是指________（填字母）．a、离子 b、元素 c、分子
（2）实验中需要用试纸测定溶液的pH，其操作方法是________．
（3）过滤操作需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和________．
（4）用冰水洗涤过滤所得KIO
3
晶体，其原因是________．
（5）温度过高，会造成H
2O
2
利用率降低，可能的原因是________．
（6）Ⅱ测定碘含量资料：
①碘酸钾与碘化钾反应方程式为：KIO
3+5KI+3H
2
SO
4
═3K
2
SO
4
+3H
2
O+3I
2
②淀粉溶液遇碘显色时，碘浓度越大颜色越深；
③扬州作为轻度缺碘地区，食盐中碘含量（以I计）应为18～33mg/Kg
步骤1：配置以下各种试剂：100g/L食盐溶液，2.14×10﹣3g/L KIO
3
溶液，测试
液（含10g/L淀粉、196g/L H
2SO
4
、1.66g/L KI）．
步骤2：取5支相同规格小试管，贴上编号标签，按下表要求分别依次加入步骤
1中配置的KIO
3
溶液，测试液、蒸馏水，塞上橡皮塞，混合后有序放置在试管架
上（各试管中KIO
3
完全反应）．
步骤3：另取一支小试管，一次加入步骤1中所配置的食盐溶液10滴、测试液10滴、和蒸馏水20滴，混合后与步骤2中各试管内颜色对照．
步骤3所得溶液呈________色，则说明该食盐是含碘盐．
（7）步骤2实验的目的是________，步骤2中测试液的滴数保持一致的原因是________．
（8）若步骤3所得溶液颜色与3号试管一致，则100mL该食盐溶液中含有碘酸钾________mg．该食盐中碘含量为________mg/Kg，________扬州地区要求（填“符合”或“不符合”）．
11、
(2020广东.中考模拟) 钛【Ti】和钛合金有很多优良性能，如熔点高、密度小、抗腐蚀性能好，因此被认为是21世纪的重要金属材料。

金属钛工业上一般由钛
铁矿（主要成分是钛酸亚铁，化学式为FeTiO
3
)制备得来。

（1） FeTiO
3
中钛元素的化合价为________，
（2）某些盐虽然不含氧化物，但其化学符号习惯上可以表示成氧化物的形式，
例如：Na
2SiO
3
也可以表示为Na
2
O·SiO
2
.请据此推测FeTiO
3
也可以表示为：
________
（3）工业上利用钛铁矿冶炼金属钛的方法有硫酸法和氯化法，其中氯化法的优点有污染小、
副产物较少、氯可以循环使用等。

具体制备方法如下：
步骤I:钛铁矿和焦炭在高温的作用下再通入氯气，生成了FeCl
3和TiCl
4
以及一
种可燃性的气态氧化物；
步骤II:在密闭的氩气环境中加热至800℃,活泼金属Mg和TiC1
4
发生置换反应制得
单质金属钛。

①步骤I中涉及的化学方程式是________
②步骤II中氩气的作用是________
（4）要通过上述氯化法生产6kg金属钛，理论上需要消耗氯气________kg(计算结果保留整数）。

12、
(2016宜兴.中考模拟) 氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物，它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物，制备特
殊的陶瓷材料等。

某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁（Mg
3N
2
），并用
实验方法测定氮化镁的纯度。

I．制备氮化镁
【查阅资料】
①(NH
4)
2
SO
4
+2NaNO
2
2N
2
↑+Na
2
SO
4
+4H
2
O，该反应为放热反应。

②饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气；稀硫酸能吸收氨气。

③在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应。

【实验】
制备氮化镁的装置示意图如下
（1） D装置的作用是________，G装置的作用是________。

（2） E装置中发生反应的化学方程式为________。

（3）实验时先进行________（选填“A”或“E”）处加热，理由是________。

（4） II．测定氮化镁的含量
氮化镁是浅黄色粉末，极易与水反应生成Mg(OH)
2沉淀和NH
3
，反应的化学方
程式为________，氮化镁（Mg
3N
2
）中氮元素的化合价是________。

（5）【定性分析】，
步骤一:取少量氮化镁样品于试管中加足量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，试管口闻到有刺激性气味的气体生成。

步骤二:弃去上层清液，加入稀盐酸，观察到沉淀全溶且冒气泡。

该步骤中产生气泡的化学方程式为________。

（6）【定量测定】按下图实验装置进行实验
：
取氮化镁样品16g进行实验，I装置增重3.4g，求该样品中氮化镁的质量分数（请写出计算过程）。

（7）球形干燥管的作用是________。

13、
(2017镇江.中考真卷) 铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属．
（1）（一）对古代制品的认识
青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就．
①上述制品不涉及到的材料是________（选填序号）．
A、金属材料
B、无机非金属材料
C、复合材料
②如图1为出土文物古代青铜铸件“马踏飞燕”．该文物能保存至今的原因可能是________（选填序号）．
A、铜的活泼性弱
B、铜不会生锈
C、深埋于地下，隔绝空气
（2）（二）铁、铜的冶炼
①我国古代曾用孔雀石炼铜，涉及主要反应的化学方程式：________，2CuO+C
2Cu+CO
2
↑．
②铁、铜矿石有赤铁矿（Fe
2O
3
）、磁铁矿（Fe
3
O
4
）、黄铁矿（FeS
2
）、黄铜矿（CuFeS
2
）
等．CuFeS
2
为二硫化亚铁铜，其中S元素的化合价为________．
③工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿．以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为________．炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿，可能的原因是：黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低；________．
④以黄铜矿为原料，采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺，原理为：
4CuFeS
2+17O
2
+2H
2
SO
4
4CuSO
4
+2Fe
2
（SO
4
）
3
+2H
2
O．
向上述反应后的溶液中加入Fe粉，得到FeSO
4
溶液和Cu．
1）发生主要反应的化学方程式：Fe+Fe
2（SO
4
）
3
=3FeSO
4
， ________．
2）FeSO
4溶液经蒸发浓缩、________、过滤等操作得到FeSO
4
•7H
2
O晶体．
（3）（三）黄铜矿中铁、铜含量的测定
在科研人员指导下，兴趣小组称取25.00g黄铜矿（含少量Fe
2O
3
和其它不含金属
元素的杂质）模拟生物炼铜，使其全部转化为CuSO
4、Fe
2
（SO
4
）
3
溶液．向溶液
中加入过量NaOH溶液得到Cu（OH）
2、Fe（OH）
3
固体．
①证明NaOH溶液过量的方法：静置，向上层清液中滴加________溶液，无现象．
②用图2装置对固体进行热分解实验．
【资料】
①在68℃时，Cu（OH）
2分解为CuO；在500℃时，Fe（OH）
3
分解为Fe
2
O
3
．
②在1400℃时，CuO分解为Cu
2O和O
2
， Fe
2
O
3
分解为复杂的铁的氧化物和O
2
．
1）装配好实验装置后，先要________．
2）停止加热后仍需继续通N
2
，可防止倒吸和________．
3）控制不同的温度对A中固体加热，测得装置B和C中铜网的质量变化如表．温度/℃室温100 550 1400 B装置/g 200.00 201.80 205.04 205.04
C中铜网/g 100.00 100.00 100.00 101.28
①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数：ω（Cu）%=________；ω（Fe）%=________．
②复杂的铁的氧化物化学式为________．
14、
(2017江苏.中考模拟) CuCl常用作有机合成工业的催化剂，它是一种白色粉末，
不溶于水，在空气中很容易被氧化为绿色固体Cu
2(OH)
3
Cl。

以粗盐水（含CaCl
2
、
MgCl
2、Na
2
SO
4
）、Cu等原料制取CuCl的工艺如下图：
（1） CuCl的名称是________，操作1、操作2中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和________。

（2）反应I中，依次加入试剂①②③，若A为BaCl
2
溶液，则B为________溶液，加入该溶液的目的是________。

（3）写出反应II中不属于中和反应的化学方程式：________。

（4）在工业上进行反应III时，常加入足量稀硫酸并通入过量的氧气，其目的是________。

（5）沉淀池中有H
2
O参与反应，该反应Ⅳ中有________种元素的化合价发生变化。

（6） CuCl易被空气氧化的原理为：4CuCl+4H
2O+O
2
=2Cu
2
(OH)
3
Cl+2A，则A为
________。

15、
(2017泰州.中考模拟) 以电石渣[主要成分Ca(OH)
2和CaCO
3
]为原料制备KClO
3
的流程如图。

查阅资料：在75℃左右，氯化步骤中氯气转化成Ca(ClO
3)
2
时发生一系列的反应，
其中Cl
2与Ca(OH)
2
反应的总化学方程式可表示为：
6 Ca(OH)
2 + 6 Cl
2
＝ Ca(ClO
3
)
2
+ 5CaCl
2
+ aH
2
O
（1）氯化前，先将电石渣粉碎的目的是________。

（2）氯化步骤中所得产物氯酸钙Ca(ClO
3)
2
中Cl的化合价为________价，a数
值为________
（3）操作X为________。

转化步骤中Ca(ClO
3)
2
与KCl反应生成KClO
3
的化学方
程式为________。

（相关物质的溶解度见下图）
物质Ca(ClO
3)
2
CaCl
2
KClO
3
KCl
T℃时溶解度/g 209.0 74.5 7.3 34.2
（4）对滤渣M的成分进行探究
【提出问题】滤渣M中除了电石渣原有的不溶性杂质外，还含有什么物质？
【猜想假设】①CaCO
3；②Ca(OH)
2
；③________。

【实验验证】
实验步骤实验现象结论
步骤1：取少量滤渣M加入盛水的
小烧杯中，搅拌，静置后先加入
________；
观察到________现象猜想①不正确
步骤2：向小烧杯中继续加入足量
的稀盐酸
观察到________现象猜想③正确有关元素化合价的计算实验探究题答案
1.答案：
2.答案：
3.答案：
4.答案：
5.答案：
6.答案：
7.答案：
8.答案：
9.答案：
10.答案：
11.答案：
12.答案：
13.答案：
14.答案：
15.答案：。