2020年高三化学二轮复习(二模备考)：《元素及其化合物》专题训练【答案+解析】

2020年高三化学二轮复习（二模备考）：
《元素及其化合物》专题训练
1.下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )
① ②
③
A ．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B ．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C ．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D ．③的气体产物中检测出CO 2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 解析：选D ①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO 2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O 2生成，产生的气体为混合气体，A 项正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B 项正确；③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO 2是还原产物，C 项正确；红热的木炭还可与空气中的O 2反应生成CO 2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO 2，D 项错误。

2．甲、乙、丙、丁四种物质中，甲、乙、丙均含有相同的某种元素，它们之间具有转化关系：甲――→丁乙丁
甲
丙。

下列有关物质的推断不正确的是
( )
A ．若甲为氮气，则丁可能是O 2
B ．若甲为AlCl 3溶液，则丁可能是NaOH 溶液
C ．若甲为Fe ，则丁可能是稀硝酸
D ．若甲为NaOH 溶液，则丁可能是CO 2
解析：选A 若甲为N 2，丁为O 2，则乙为NO ，丙为NO 2，但NO 2与N 2不反应，A 项错误；若甲为氯化铝，丁为氢氧化钠，则乙为氢氧化铝，丙为偏铝酸钠，偏铝酸钠与氯化铝反应可生成氢氧化铝，B 项正确；若甲为铁，丁为稀硝酸，则乙为硝酸亚铁，丙为硝酸铁，硝酸铁与铁反应可生成硝酸亚铁，C 项正确；若甲为氢氧化钠，丁为CO 2，则乙为碳酸钠，丙为碳酸氢钠，碳酸氢钠与氢氧化钠反应可生成碳酸钠，D 项正确。

3．下面是用硫酸钙生产硫酸、漂白粉等一系列物质的流程图。

下列说法正确的是( )
A ．CO 、SO 2、SO 3均是酸性氧化物
B ．图示转化反应均为氧化还原反应
C ．工业上利用Cl 2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
D ．用CO 合成CH 3OH ，原子利用率为100%
解析：选D A 项，CO 不是酸性氧化物，错误； B 项，SO 3、CaO 与水反应不是氧化还原反应，错误；C 项，工业上用Cl 2和石灰乳反应来制取漂白粉，错误；D 项，工业上一般采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g)，
反应中原子利用率为100%，正确。

4．已知A 、B 为单质，C 为化合物，能实现如下转化关系的是( ) A ＋B ――→点燃C ――→溶于水 ――→惰性电极电解A ＋B ①若C 溶于水后得到强碱溶液，则A 可能是Na ②若C 溶液遇Na 2CO 3放出CO 2气体，则A 可能是H 2 ③若C 溶液中滴加KSCN 溶液显红色，则B 可能为Fe
④若C 溶液中滴加NaOH 溶液有蓝色沉淀生成，则B 可能为Cu A ．①② B ．①③ C ．②④
D ．③④
解析：选C ①若A 是Na ，B 是O 2，则C 是Na 2O 2，C 的水溶液是NaOH ，电
解NaOH溶液得到H
2和O
2
，错误；②若C溶液遇Na
2
CO
3
放出CO
2
气体，则C可能
是HCl、HBr、HI等，电解HCl、HBr、HI等的水溶液就是电解电解质本身，在
阴极产生H
2，在阳极产生Cl
2
、Br
2
、I
2
，因此A可能是H
2
，正确；③若C溶液中
滴加KSCN溶液显红色，则C中含有Fe3＋，电解铁盐溶液不可能产生金属Fe，错误；④若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则C中含有Cu2＋，该盐可能
是CuCl
2、CuBr
2
溶液，电解CuCl
2
、CuBr
2
溶液会产生Cu和Cl
2
、Br
2
，因此B可
能为Cu ，正确。

5．如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是( )
选
项
物质a 物质b 物质c 物质d
A Cu
2(OH)
2
CO
3
Ba(OH)
2
Fe(OH)
3
酚酞溶液
B CuO NaAlO
2Fe
2
O
3
紫色石蕊溶
液
C CuO BaCl
2
FeO 酚酞溶液
D Cu(OH)
2Ba(NO
3
)
2
FeO
紫色石蕊溶
液
解析：选D 稀硫酸与Fe(OH)
3反应得到的Fe
2
(SO
4
)
3
溶液呈黄色，稀硫酸遇
酚酞溶液不变色，A、C项错误；稀硫酸与Fe
2O
3
反应得到的Fe
2
(SO
4
)
3
溶液呈黄色，
B项错误；稀硫酸与Cu(OH)
2反应得到的CuSO
4
溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO
3
)
2
反应得到的BaSO
4是白色沉淀，稀硫酸与FeO反应得到的FeSO
4
溶液呈浅绿色，
稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红，D项正确。

6．向甲溶液中缓慢滴加乙溶液，反应生成沉淀的质量如图所示，其中符合图像的一组是( )
选项甲乙
A AlCl
3、Mg(NO
3
)
2
、HNO
3
NaOH
B Na
2CO
3
、NH
4
HCO
3
、Na
2
SO
4
Ba(OH)
2
C NH
4
NO
3
、Al(NO
3
)
3
、
Fe(NO
3
)
3
、HCl
NaOH
D NaAlO
2、氨水、NaOH H
2
SO
4
解析：选C A项，向甲溶液中缓慢滴加NaOH溶液时，图像中间一段沉淀质量不变的反应不存在，与图像变化不符。

B项，向甲溶液中缓慢滴加Ba(OH)
2溶液时，不存在沉淀部分溶解的反应，与图像变化不符。

C项，在甲溶液中加入NaOH溶液时，NaOH先与盐酸反应，没有沉淀生成；随后Al3＋、Fe3＋开始沉淀，
当两种离子沉淀完全后，OH－和NH＋
4反应，此时沉淀质量不变；最后OH－与Al(OH)
3
反应，沉淀部分溶解与图像变化相符。

D项，向甲溶液中加
硫酸时，最终沉淀会全部溶解，与图像变化不符。

7.如图所示。

若关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，让一种含
氯气的气体经过甲瓶后，通入乙瓶，布条不褪色；若关闭
阀门Ⅱ，打开阀门Ⅰ，再通入这种气体，布条褪色。

甲瓶中所盛的试剂可能是( )
①浓硫酸②饱和氯化钠溶液③亚硫酸钠溶液
④饱和碳酸氢钠溶液
A．①②③B．②③④
C．①②④D．①③④
解析：选D Cl
2与H
2
O反应生成的HClO具有漂白作用。

气体通过甲瓶后不
能使有色布条褪色，可能有两个原因：一是甲瓶中溶液将Cl
2
干燥，二是甲瓶中
溶液能吸收Cl
2。

浓H
2
SO
4
吸水，Na
2
SO
3
溶液、饱和NaHCO
3
溶液都能与Cl
2
发生反
应。

8．下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如图所示转化关系的是( )
解析：选B AlCl
3与过量NaOH反应生成NaAlO
2
，NaAlO
2
与弱酸反应生成
Al(OH)
3，Al(OH)
3
与NaOH反应生成NaAlO
2
，Al(OH)
3
与HCl反应生成AlCl
3
，A项
正确；Si与O
2反应生成SiO
2
，但SiO
2
不能通过一步反应生成H
2
SiO
3
，且SiO
2
不
溶于水，不能与水反应，B项错误；NaOH与过量CO
2反应生成NaHCO
3
，将NaHCO
3
加热可生成Na
2CO
3
，Na
2
CO
3
与CO
2
、H
2
O反应生成NaHCO
3
，Na
2
CO
3
与澄清石灰水反
应生成NaOH，C项正确；Fe与Cl
2反应生成FeCl
3
，FeCl
3
与Fe反应生成FeCl
2
，
FeCl
2与Cl
2
反应生成FeCl
3
，FeCl
2
与Zn反应生成Fe，D项正确。

9．现有Al、Cl
2、Al
2
O
3
、HCl(aq)、Al(OH)
3
、NaOH(aq)六种物质，它们之间
有如图所示的转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是( )
A．X可能为Al或Cl
2 B．Y一定为NaOH(aq) C．N一定是HCl(aq)
D．Q、Z中的一种必为Al
2O
3
解析：选A 首先根据这些物质，分析能与其反应的物质有几种，再与关系图中能与之反应的物质的种类数进行对照，便可得出相应的结论；Y为NaOH(aq)(有5种物质能与其反应)；N为HCl(aq)(有4种物质能与其反应)；M 为Al(有3种物质能与其反应)；根据M(Al)推出X为Cl
2
(有2种物质能与其反
应)；余下的Al
2O
3
、Al(OH)
3
为Q、Z(有2种物质能与其反应)中的一种，二者均
能与Y(NaOH溶液)、N(HCl溶液)反应。

10．A～G各物质间的关系如图所示，其中B、D为气体单质。

则下列说法错误的是( )
A．已知C的浓溶液在催化剂存在的条件下加热，能与B反应生成D，由此可以推断B的氧化性比MnO
2
强
B．反应②的离子方程式为MnO
2＋4H＋＋2Cl－=====
△
Cl
2
↑＋Mn2＋＋2H
2
O
C．新配制的F溶液一般需要加入铁屑和稀盐酸，前者用于防止Fe2＋被空气氧化成Fe3＋，后者可抑制Fe2＋的水解
D．若反应①在常温下进行，则1 mol A在反应中能转移1 mol 电子
解析：选A A项，根据题图分析知，反应②为浓盐酸与MnO
2
在加热的条件
下反应产生Cl
2，反应①为双氧水分解产生O
2
，则B为O
2
，D为Cl
2。

浓盐酸与
O
2在催化剂存在的条件下加热，反应产生Cl
2
，只能证明氧化性O
2
>Cl
2
，不能证
明氧化性O
2>MnO
2
，错误；B项，反应②的离子方程式为MnO
2
＋4H＋＋2Cl－=====
△
Mn2
＋＋2H
2O＋Cl
2
↑，正确；C项，FeCl
2
是强酸弱碱盐，在溶液中Fe2＋容易发生水解
反应而使溶液显浑浊，为了抑制盐的水解，要加入少量的盐酸，同时Fe2＋有还原性，易被空气中的O
2
氧化为Fe3＋，为了防止其氧化，要加入还原剂Fe粉，正
确；D项，若反应①在常温下进行，则A是H
2O
2
，B是O
2
，C是浓盐酸，D是Cl
2
，
E是Fe
3O
4
，F是FeCl
2
，G是FeCl
3,
1 mol A在反应中能转移1 mol电子，正确。

11．治理氮氧化物(NO x)的污染是化学研究的重要课题之一。

Ⅰ.NO能被灼热的铁粉还原为N
2
，同时生成FeO，利用下列装置模拟该反应。

已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能与NO
2
反应，不与NO反应。

(1)上述装置接口的连接顺序为a→________(按气流方向，用小写字母表示)。

(2)装置D的作用是_______________________________________________。

(3)装置E中反应的化学方程式为_________________________________________。

(4)打开分液漏斗活塞，烧瓶中观察到的实验现象有
________________________________________________________________ ________。

Ⅱ.实验室常用NaOH溶液吸收多余的氮氧化物(NO x)：NO＋NO
2
＋
2NaOH===2NaNO
2＋H
2
O。

设计实验验证产物NaNO
2
既有氧化性又有还原性。

限选试剂：稀硫酸、KI­淀粉溶液、双氧水、酸性KMnO
4
溶液。

(5)取适量NaNO
2
溶液，加入________________，观察到____________________现象，证明其具有氧化性。

(6)参照(5)，设计实验证明NaNO
2
有还原性________________________________
________________________________________________________________ ________。

解析：(1)根据实验原理，NO能被灼热的铁粉还原为N
2
，同时生成FeO，所以首先应制备纯净的干燥的NO，利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥
发性，所以制得的NO 中会混有HNO 3和水蒸气，则先通过装置D 除去挥发出的HNO 3等酸性气体，然后再通过装置F 干燥，得到纯净的干燥的NO 进入装置E 中与铁粉反应，最后处理多余的NO ，NaOH 溶液不与NO 反应，而浓硝酸可氧化NO 生成NO 2，所以最终先通过装置B 氧化NO ，后再通过装置C 吸收。

根据以上分析，先制备NO →除HNO 3等酸性气体→除水蒸气→氧化铁粉→氧化多余的NO →NaOH 溶液吸收，所以装置接口的连接顺序为a →f →e →j →i →h →g(或g →h)→b →c →d 。

(2)装置D 的作用是除去挥发出的HNO 3等酸性气体。

(3)装置E 中NO 被灼热的铁
粉还原为N 2，同时生成FeO ，反应的化学方程式为2NO ＋2Fe =====△
2FeO ＋N 2。

(4)打开分液漏斗活塞，铜与稀硝酸反应生成NO ，由于液面上方有空气，所以开始生成的NO 遇空气就会变成浅红棕色NO 2，而后来空气排净，又逐渐变为无色，
烧瓶中溶液生成Cu 2＋由无色变为浅蓝色。

(5)说明NO －2有氧化性，则N 元素的化
合价降低，在酸性条件下，与还原剂KI 反应，所以选择的试剂为KI ­淀粉溶液、稀硫酸，观察到溶液变蓝现象，证明其具有氧化性。

(6)说明 NO －2有还原性，则N 元素的化合价升高，与氧化剂KMnO 4反应，验证方法为取适量NaNO 2溶液，滴加少许酸性KMnO 4溶液，观察到溶液褪色，证明其具有还原性。

答案：(1)f →e →j →i →h →g(或g →h)→b →c →d (2)除去挥发出的HNO 3等酸性气体
(3)2NO ＋2Fe =====△
2FeO ＋N 2
(4)反应开始时，铜片表面出现无色气泡，铜片逐渐变小；烧瓶上部空间由无色逐渐变为浅红棕色，随着反应的进行又逐渐变为无色；烧瓶中溶液由无色变为浅蓝色
(5)KI ­淀粉溶液、稀硫酸 溶液变蓝
(6)取适量NaNO 2溶液，滴加少许酸性KMnO 4溶液，观察到溶液褪色，证明其具有还原性
12．直接排放含SO 2的烟气会形成酸雨，危害环境。

利用钠、碱循环法可脱除烟气中的SO 2。

(1)用化学方程式表示SO 2形成硫酸型酸雨的反应：
________________________________________________________________ ________。

(2)在钠、碱循环法中，Na
2SO
3
溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO
2
制
得，该反应的离子方程式是
________________________________________________________________ ________。

(3)吸收液吸收SO
2
的过程中，pH随n(SO2－3)∶n(HSO－3)变化关系如表：
n(SO2－
3
)∶n(HSO－3) 91∶9 1∶1 1∶91
pH 8.2 7.2 6.2
上表
3
理解释：____________________________________________________________________ ____。

解析：(1)SO
2形成硫酸型酸雨时，SO
2
和空气中的H
2
O、O
2
反应得到H
2
SO
4
：SO
2
＋H
2O H
2
SO
3,
2H
2
SO
3
＋O
2
===2H
2
SO
4。

(2)SO
2
被NaOH溶液吸收制备Na
2
SO
3
溶液时
反应的离子方程式为SO
2＋2OH－===SO2－
3
＋H
2
O。

(3)根据表中数据，可知，n(SO2－3)∶
n(HSO－
3)＝1∶91 时，溶液的pH显示为酸性，故NaHSO
3
溶液显酸性，在NaHSO
3
溶液中HSO－
3存在：HSO－
3
SO2－
3
＋H＋、HSO－
3
＋H
2
O H
2
SO
3
＋OH－，HSO－
3
的电离
程度强于水解程度，故溶液呈酸性。

答案：(1)SO
2＋H
2
O H
2
SO
3
、2H
2
SO
3
＋O
2
===2H
2
SO
4
(或2SO
2
＋O
2
催化剂
2SO
3
、
SO
3＋H
2
O===H
2
SO
4
)
(2)SO
2
＋2OH－===SO2－
3
＋H
2
O
(3)酸HSO－
3
溶液中存在：HSO－
3
SO2－
3
＋H＋和HSO－
3
＋H
2
O H
2
SO
3
＋OH－，
HSO－
3
的电离程度强于水解程度
13．某铁红涂料中添加有CuO或FeO中的一种，为探究添加物的成分设计如下实验方案。

(1)请写出实验步骤、预期现象，对应的离子方程式。

(限选试剂：铁粉、3 mol·L－1H
2SO
4
、0.1 mol·L－1酸性KMnO
4
溶液、10% H
2
O
2
、
KSCN溶液)
___________________________________
________________________________________________________________ ________。

(2)经分析该铁红涂料中有FeO，为测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学称量11.6 g该铁红涂料进行了如下实验。

已知：气体由草酸晶体受热分解得到：H
2C
2
O
4
·2H
2
O=====
△
CO
2
↑＋CO↑＋3H
2
O。

且除铁红外所用试剂均过量。

①装置A、B中的试剂依次是_____________、________。

②气体通入后，接下来的操作是
_______________________________________
________________________，然后对C装置加热。

③实验前后称得D装置增重8.8 g，则此铁红中铁的质量分数是________。

解析：(1)CuO可以溶解于强酸溶液中，得到含有Cu2＋的盐，加入足量铁粉可以将金属置换出来，据此可以检验固体是CuO，FeO可以和强酸反应生成亚铁盐，能使KMnO
4
溶液褪色，据此可以检验固体中含有FeO。

实验方案设计为
2
CO
2，D是吸收CO
2
的装置，通过D装置的质量变化来测定的，因此需要除去加入
C中气体中的CO
2
，并干燥，装置A、B中的试剂依次是氢氧化钠溶液和浓硫酸。

②CO具有可燃性，需要验纯，操作为用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧，CO纯净后才能对C装置加热。

③实验前后称得D装置增重8.8 g，
表示生成的CO
2质量为8.8 g，物质的量为
8.8 g
44 g·mol－1
＝0.2 mol，说明样品中
含有0.2 mol O原子，质量为0.2 mol×16 g·mol－1＝3.2 g，则此铁红中铁的
质量分数是11.6 g－3.2 g
11.6 g
×100%≈72.4%。

答案：(1)①3 mol·L－1 H
2SO
4
②向一支试管中加入足量铁粉，充分振荡；再加入足量3 mol·L－1 H
2SO
4
，
充分振荡出现红色固体
③向另一支试管中加入0.01 mol·L－1酸性KMnO
4
溶液紫红色褪去
④5Fe2＋＋MnO－
4＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H
2
O
(2)①氢氧化钠溶液浓硫酸
②用点燃的小木条靠近肥皂泡，直到肥皂泡安静燃烧
③72.4%
14．(1)工业上通过高温分解FeSO
4的方法制备Fe
2
O
3
，化学方程式为
2FeSO
4=====
△
Fe
2
O
3
＋SO
3
↑＋SO
2
↑。

为检验FeSO
4
高温分解的产物，进行如下实验：
检验FeSO
4高温分解产生的气体，将FeSO
4
高温分解产生的气体通入如图装
置中
①装置A试管可选用的试剂是________(填字母)。

a．水B．BaCl
2
溶液
c．Ba(NO
3)
2
溶液D．Ba(OH)
2
溶液
②装置C的作用是防止尾气污染环境，试管中应加入的试剂是____________。

③若装置B试管中溶液改为酸性KMnO
4
溶液，可以观察到溶液紫色褪去，反应的离子方程式为___________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________。

(2)工业上在一定温度和催化剂条件下用NH
3将NO
2
还原生成N
2
，某同学在实
验室中对NH
3与NO
2
反应进行了探究。

①实验室可以用A、B或C装置制取氨气，如果用C装置，则该装置中烧瓶所盛放的试剂为________(写名称)，反应的化学方程式是_________________________________。

②预收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其气体收集和尾气处理装置连接顺序依次为发生装置→________________(用字母表示)。

③将上述收集到的NH
3
充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，
充入NO
2(两端用夹子K
1
、K
2
夹好)。

在一定温度下按如图装置进行实验。

打开K
1
，
推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中，Y管观察到的实验现象是______________________________，
反应的化学方程式为________________________________。

解析：(1)①装置A中装BaCl
2
溶液，若产生白色沉淀，证明分解产物中有
SO
3
，故选b。

②为防止尾气污染环境，在装置C的试管中加入NaOH溶液来吸收
SO
2气体。

③酸性KMnO
4
溶液将SO
2
氧化为SO2－
4
，而本身被还原为Mn2＋，其离子方
程式为5SO
2＋2MnO－
4
＋2H
2
O===5SO2－
4
＋2Mn2＋＋4H＋。

(2)①利用氨水易分解的性质，
可以用装置C制取NH
3
，通常使用的药品是浓氨水和氧化钙或碱石灰、固体氢氧
化钠等；反应的化学方程式为NH
3·H
2
O=====
△
NH
3
↑＋H
2
O。

②预收集一瓶干燥的
NH
3，则反应产生的NH
3
应选用装置D干燥，由于NH
3
极易溶于水，密度比空气小，
只能选用装置F收集，尾气处理要防止倒吸，再选装置H，则其气体收集和尾气
处理装置连接顺序依次为发生装置→D→F→H。

③NO
2具有强氧化性，NH
3
有强还
原性，两者相遇，会发生反应产生N
2
和水，根据电子守恒、原子守恒，可得反
应的方程式为8NH
3＋6NO
2
=====
催化剂
7N
2
＋12H
2
O，故Y管内看到红棕色气体颜色变浅，
同时在Y管的内壁有水珠产生。

答案：(1)①b ②NaOH溶液
③5SO
2＋2MnO－
4
＋2H
2
O===5SO2－
4
＋2Mn2＋＋4H＋
(2)①氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)
NH
3·H
2
O=====
△
NH
3
↑＋H
2
O ②D→F→H
③红棕色气体慢慢变浅，Y管内壁有水珠生成
8NH
3＋6NO
2
=====
催化剂
7N
2
＋12H
2
O。