高考化学复习专题10 常见的非金属及其化合物

高中化学学习材料
金戈铁骑整理制作
专题10 常见的非金属及其化合物
1、（2015·吉林省吉林市一中质检一）下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅酸盐Na2Fe2Si3O10用氧化物的形式表示为：Na2O·2FeO·3SiO2
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
A．②③ B．①③ C．①④ D．④
答案：D解析：从化合价代数和为0可知Na2Fe2Si3O10中铁的化合价是+3价，①错；水晶的主要成分是SiO2，②错误；光导纤维的主要成分是SiO2，③错误；单质硅能够使太阳光直接转化为电能，硅是光电池的主要成分，④正确。

2、（2015·江苏省苏锡常镇＃四市调研一）我国科学家制得了SiO2超分子纳米管，微观结构如图。

下列叙述正确的是
A．SiO2与干冰的晶体结构相似 B．SiO2耐腐蚀，不与任何酸反应
C．工业上用SiO2制备粗硅 D．光纤主要成分是SiO2，具有导电性
答案：C解析：SiO2是空间网状结构，CO2是由分子组成的，A项错误；SiO2能够与HF酸反应，B项错误；SiO2不能导电，D项错误。

3．（2015浙江省重点中学协作体期末）对于工农业生产和日常生活中与化学有关的问题，下列认识不正确的是（）
A．含有氯化钠融雪剂的使用会加快桥梁的腐蚀
B．铝合金的大量使用是因为人们能用焦炭等还原剂从氧化铝中获取铝
C．光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆的主要材料是二氧化硅
D．高温结构陶瓷氮化硅（Si3N4）具有较高的硬度和耐磨性，可用于制造汽车发动机【答案】B 解析：含氯化钠融雪剂的使用，会使钢铁发生吸氧腐蚀会加快桥梁的腐蚀，故A正确；铝的冶炼方法是电解法而不是焦炭还原法，故B错误；二氧化硅是制造光导纤维的主要材料，故C正确；高温结构陶瓷氮化硅（Si3N4）是原子晶体，具有较高的硬度和耐磨性，可用于制造汽车发动机，故D正确。

4. [2015安徽省皖南八校第一次联考]高纯度晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。

它可以按下列方法制备：
下列说法正确的是
A.步骤①的化学方程式为：SiO2＋C Si＋CO2↑
B.步骤①②③中每生成或反应1mol Si，转移4mol电子
C.二氧化硅能与氢氟酸反应，而硅不能与氢氟酸反应
D.SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点67.6℃），通过蒸馏（或分馏）可提纯SiHCl3
【答案】D【解析】：步骤①的化学方程式为：SiO2＋2C Si＋2CO↑，A错误；步骤①中每生成1molSi转移4mol电子，而②③中Si的化合价是+2价，所以每生成或反应1mol Si，转移2mol电子，B错误；二氧化硅与硅都可以与氢氟酸反应，C错误；SiHCl3与SiCl4的沸点相差较大，所以可通过蒸馏除去SiCl4提纯SiHCl3，D正确。

5.【2015四川省绵阳市重点高中第12月】过碳酸钠（）在生产和生活领域
应用广泛，其制备反应为：。

过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质，在500C时分解为碳酸钠和过氧化氢。

下列有关说法错误的是
A。

实验室制备过碳酸钠时可釆用冷水浴控制反应温度
B。

过碳酸钠水溶液呈碱性，可用作漂洗剂和消毒杀菌剂
C. 过碳酸钠应密封保存，放置于冷暗处
D. 过碳酸钠可使酸性高锰酸钾溶液褪色，并放出一种无色气体
【答案】D【解析】因为是放热反
应，降低温度有利于正向进行，A正确；过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重性质，Na2CO3溶液呈碱性，H2O2作漂白剂和消毒杀菌剂，B正确；过碳酸钠在500C时分解为碳酸钠和过氧化氢，碳酸钠与空气中的 CO2反应，所以过碳酸钠应密封保存，放置于冷暗处，C正确；H2O2使酸性高锰酸钾溶液褪色，产生氧气，同时酸与碳酸钠反应放出CO2 ,因此有两种气体，D 错误。

6. [2015安徽省皖南八校第一次联考]常温下，向Na2CO3溶液中逐滴滴入0.1mol/L盐酸，溶液的pH随着滴入盐酸溶液体积变化曲线如下图，则下列说法正确的是
A.a点时溶液pH=11.5，原因是：CO32－＋H2O=HCO3－＋OH－
B.a-b段发生反应为：CO32－＋2H＋=CO2↑＋H2O
C.b-c段发生反应为：HCO3－＋H＋=CO2↑＋H2O
D.c-d段发生反应为：H＋＋OH－=H2O
【答案】C【解析】a点时溶液pH=11.5，是因为碳酸钠的水解，但水解是可逆的，A错误；Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸的反应顺序是：Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl,NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O,a-b段溶液呈碱性，所以发生反应为：CO32－＋H＋= HCO3－，B错误；c-d段盐酸过量，D错误。

7．（2015吉林省东北师大附中第二次）实验表明：将氯水滴加到一张蓝色石蕊试纸上，试
纸上会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环，且两环颜色不同，下列有关说法中不正确的是（）
A．此实验表明氯水具有酸性、漂白性
B．内环呈白色，外环呈红色或浅红
C．内外环上颜色的差异表明氯水中含有H+、HClO 等粒子
D．久置的氯水滴到蓝色石蕊试纸上，会出现与上述相同的现象
【答案】D【解析】由氯水的成分可知，该实验能说明氯水具有酸性、漂白性，故A正确；内环呈白色外环呈红色或浅红色，内环是HClO起作用，外环是H+起作用，故B正确；
红色是由于H+的作用，白色由于HClO 的作用，说明氯水中含有H+、HClO 等粒子，故C正
确；
久置的氯水是HCl，不会出现相同的现象，故D错误；
8（2015四川成都市高中毕业班期末）某学生以铁丝和Cl2为原料进行下列三个实验。

从分类角度下列分析正确的是
A.实验①、③反应制得的物质均为纯净物B．实验②、③均未发生氧化还原反应
C.实验②、③均为放热反应
D.实验①、②所涉及的物质均为电解质
【答案】B【解析】③反应制得的是氢氧化铁胶体，属于混合物，A错误；实验②是水解反应，B正确；水解反应是吸热反应，C错误；实验①所涉及的铁、氯气不是电解质，也不是非电解质，D错误。

9．（2015湖南省五市十校教研教改共同体期末）下列关于氯水的叙述，不正确的是（）A．一定浓度氯水中加小苏打有气泡生成
B．新制氯水中只含有存在两个平衡状态
C．氯水应保存在棕色瓶中，久置后pH减小
D．饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的重要方法
【答案】B【解析】氯水呈酸性Cl2 +H2O H++Cl‾+HClO，H+与NaHCO3反应产生CO2，A
正确；新制氯水中存在三个平衡：氯气与水的平衡、次氯酸的电离平衡、水的电离平衡，B 错误；氯水中的次氯酸见光分解，应保存在棕色的细口瓶中，久置后变为稀盐酸，pH减小，C正确；Cl2 +H2O H++Cl‾+HClO ，H+与CaCO3反应，平衡正向移动生成HClO ，D正确。

10、（2015·福建省漳州市3月质检）如下图所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将甲针筒内的物质压到乙针筒内，进行实验，对乙针筒里的现象所作的判断不．
正确
．．的是
实验序号
甲针筒内物质 乙针筒内物质 乙针筒里的现象 A
HCl AgNO 3溶液 产生白色沉淀 B
NH 3 FeCl 3溶液 出现红褐色沉淀 C
CO 2 BaCl 2 产生白色沉淀 D Cl 2 紫色石蕊溶液 先变红后褪色
答案：C 解析：碳酸的酸性比盐酸弱，CO 2通入BaCl 2溶液不能发生反应，C 项错误。

11．（2015山东省潍坊市期末）海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程。

下列有关说法正确的是 海水
粗盐母液Mg(OH)2
MgCl 2 6H 2O 无水MgCl 2NaBr Br 2SO 2水溶液吸收Br 2精盐氯碱工业①②③④⑤．NaHCO 3△Na 2CO 3H 2O 、NH 3
CO 2
A ．用澄清的石灰水可鉴别NaHCO 3和Na 2CO 3
B ．溴元素在第③、⑤中被氧化，在第④中被还原
C ．工业上一般用金属钠与无水MgCl 2反应制取Mg 单质
D ．海水中还含有碘元素，只需将海水中的碘升华就可以得到碘单质
【答案】B 【解析】澄清的石灰水与NaHCO 3和Na 2CO 3反应，均产生沉淀，A 错误；工业上一般用电解熔融MgCl 2的方法制取Mg 单质，C 错误；海水中含有的碘元素以化合态形式存在，经过氧化等方法得到碘单质，D 错误。

12．【2015安徽省江淮名校第二次联考】某溶液中含有SO -23、Br －、SiO -23、CO -23、Na +，向该溶液中通入过量．．
的Cl 2，下列判断正确的是（ ） ①反应前后，溶液中离子浓度基本保持不变的只有Na
+ ②有胶状沉淀物质生成
③有气体产生 ④溶液颜色发生变化
⑤共发生了2个氧化还原反应 A ．①②③④⑤ B ．①②③④ C ．①③⑤
D ．②④⑤ 【答案】B 【解析】：在该溶液中通入过量氯气时，氯气可以把SO -23、Br －氧化为硫酸根离子、
溴单质，溴单质溶于水溶液显黄色且与水反应；溶液中通入的氯气与水反应生成酸，与CO-2
3
生成硅酸胶状沉淀，故发生了4个氧化还原反应，B正确。

产生二氧化碳气体，与SiO-2
3
13．[2015浙江省嘉兴市第一中学等五校期末]工业上把Cl2通入冷NaOH溶液中制得漂白液（主要成分NaClO）。

一化学小组在室温下将氯气缓缓通入NaOH溶液，模拟实验得到ClO－、ClO－3等离子其物质的量（mol）与反应时间t（min）的关系曲线。

下列说法错误的是（）
A．工业制取漂白液的化学反应方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
B．a点时溶液中各离子浓度：c（Na＋）＞c（Cl－）＞c（ClO3－）＝c（ClO－）＞c（OH－）
＞c（H＋）
C． t2～t4，ClO－离子的物质的量下降的原因可能是3ClO－= 2Cl－＋ClO3－
D．使用漂白液时，为了增强漂白效果，可以向漂白液中加入浓盐酸
【答案】D 【解析】工业制取漂白液的化学反应方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O，A正确；a点时溶液中ClO3－与ClO－离子浓度相等，反应的方程式为：4Cl2＋8NaOH===6NaCl ＋NaClO＋NaClO3+4H2O，c（Na＋）＞c（Cl－）＞c（ClO3－）＝c（ClO－），ClO-水解使溶液呈碱性，且水解程度是微弱的，则c（ClO－）>c（OH－）＞c（H＋），B正确； t2～t4，ClO－离子的物质的量下降的原因可能是3ClO－= 2Cl－＋ClO3－，C正确；使用漂白液时，为了增强漂白能力，应加入酸，但是浓盐酸具有腐蚀性，故D错误。

14．（2015成都市高中毕业班第一次检测）
江西某铜业公司在火法炼铜时也生产硫酸，硫酸车间如图。

下列叙述不正
确的是
A自然界化合态硫以FeS2、CuFeS2等形式存在
B.火法炼铜的矿石原料主要含Cu2S
C.该公司炼铜产生的SO2可用于生产H2SO4
D.l mol/L H2SO4溶液可储存于铁制或铝制容器
【答案】D【解析】火法炼铜的的反应是Cu2S+O 22Cu+SO2，B正确；浓硫酸使铁、铝钝化，可储存于铁制或铝制容器，而l mol/L 的H2SO4是稀溶液，D错误。

15．（2015湖南省五市十校教研教改共同体第一次联考）下列关于硫及含硫化合物的叙述正确的是
A．浓硫酸可以干燥Cl2，但不能干燥SO2
B．SO2具有漂白性所以它能使碘的淀粉溶液由蓝色变为无色
C．向Na2S2O3溶液中加入盐酸产生淡黄色沉淀
D．SO2和Cl2分别与双氧水反应均产生O2
【答案】C【解析】Cl2、SO2都能用浓硫酸干燥，A错误；使无机物褪色不是漂白作用，B 错误；向Na2S2O3溶液中加入盐酸产生淡黄色S沉淀，C正确；SO2 +H2O2 =H2SO4 ,无氧气产生，D错误。

16、（2015·江苏省南通市一模）探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不．正确的是
A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水
B．将pH=11的氨水稀释1000倍，测得pH > 8，说明NH3·H2O为弱碱
C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3
受热不稳定
D．将红热的Pt丝伸入右图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明
氨气的氧化产物为NO2
答案：D解析：氨的催化氧化生成的是NO，在锥形瓶口NO接触空气中的氧气生成红棕色的NO2，D项错误。

17、（2015·河南省商丘市一模）取铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生0．896LNO2气体和0．672 L N2O4的气体（气体体积都已折算到标准状况），在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为3．7g。

则合金中铜与镁的物质的量之比等于
A．1 ：1 B．2 ：1 C．2 ：3 D．3 ：2
答案：C解析：生成NO2和N2O4转移电子的物质的量为：n(e-)=n(NO2)+n(N2O4)×2=0.1mol。

则有
n(Cu)+n(Mg)=0.05mol 64n(Cu)+24n(Mg)=3.7g-1.7g
浓氨水红热的Pt丝
解得：n(Cu)=0.02mol n(Mg)=0.03mol，故n(Cu):n(Mg)=2:3，C项正确。

18．（2015浙江省重点中学协作体期末）
（14分）工业以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。

有关反应的化学方程式为：NH3＋CO2＋H2O = NH4HCO3 ;
NH4HCO3＋NaCl NaHCO3↓＋NH4Cl ；2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是（填字母标号）。

a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解
c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
d．碳酸氢钠的稳定性大于碳酸钠
（2）某活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验。

①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。

试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是，其作用是；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是（填分离操作的名称）,该操作所需要的玻璃仪器有
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验。

（Ⅰ）实验时，须先从a管通入_______气体，说明原因_________________________ （Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是。

（3）碳酸氢钠受热所得固体12.28g与足量的石灰水充分反应，所得沉淀经洗涤、干燥质量为12.00g,则所得固体中碳酸钠的质量分数为。

（4）请你再设计出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：。

【答案】（1）c （1分）
（2）①（Ⅰ）饱和碳酸氢钠溶液；（1分）除去CO 2中的HCl 气体（1分）
（Ⅱ）吸收未反应完的NH 3（1分）（答“防止倒吸”或“吸收CO 2”不给分）；
（Ⅲ）过滤（1分） 玻璃棒、漏斗、烧杯（3分）
②（Ⅰ）氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵。

（1分）
（Ⅱ）增大气体与溶液接触面积，提高CO 2的吸收率。

（1分）
（3）83.6%（或0.863）（0.86也得分）（2分）
（4）用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应。

（或往烧碱溶液中通入过量CO 2；往饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2等。

其他合理方法均可；化学方程式也可。

）（2分）
【解析】：（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出，c 正确；
（2）①（Ⅰ）乙装置用来除去二氧化碳中的氯化氢杂质，所盛试剂是饱和碳酸氢钠溶液；作用是：除去CO 2中的HCl 气体；
（Ⅱ）注意问题是丁装置中稀硫酸的作用，而不是丁中导管末端连接倒置漏斗的作用，其作用为：吸收未反应完的NH 3；
（Ⅲ）实验结束后NaHCO 3 晶体从溶液中析出，用过滤法分离；过滤用到三种玻璃仪器：玻璃棒、漏斗、烧杯；
②（Ⅰ）从图中看a 管末端未伸到液面下，通的气体时氨气；实验时，须先从a 管通入氨气，氨气极易溶解于水，能形成较大浓度的溶液，有利于二氧化碳吸收，生成更多的碳酸氢铵。

（Ⅱ）在戊装置的b 管下端连接己装置，可增大气体与溶液接触面积，提高CO 2的吸收率。

（3） 设碳酸氢钠受热所得固体中碳酸钠的物质的量是x ，碳酸氢钠的物质的量是y ，则：1068412.2812100x y x y +=⎧⎪⎨+=⎪⎩
解得：x=0.1mol ，y=0.02mol ，所以碳酸钠的质量分数为106/0.1100%12.28g mol mol g
⨯⨯=83.6%； （4）用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应。

（或往烧碱溶液中通入过量CO 2；往饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2等。

其他合理方法均可。

）
19．[2015河南省中原名校第一次摸底]（13分）溴单质具有广泛的工业价值，查阅资料知：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性．某化学小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，主要实验装置（夹持装置略去）及操作步骤如图：
①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；
②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；
③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；
④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl2；
⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴．
请回答：
（1）判断步骤①中反应已经结束的最简单方法为．
（2）步骤②中鼓入热空气的作用为；步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为．
（3）综合分析步骤①、②、③和④，这四步操作的最终目的为．
（4）此实验中尾气可用（填选项字母）吸收处理．
a、水
b、浓硫酸
c、NaOH溶液
d、饱和NaCl溶液
（5）步骤⑤中，蒸馏用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、尾接管、锥形瓶外，还有和；要达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件为．
（6）若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴．滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBr、NaBrO3等，该反应的化学方程式为．
（7）与B装置相比，采用C装置的优点为．
【答案】（1）A中液面上方出现黄绿色气体；（2）使A中生成的Br2随空气流进入B中
Br2+SO2+2H2O═4H++2Br﹣+SO42﹣（3）富集溴（4）c （5）冷凝管（或冷凝器）
蒸馏烧瓶控制温度计温度，并收集59℃时的馏分（6）3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑
（7）操作简单，污染小
【解析】（1）氯气为黄绿色气体，反应完毕应剩余氯气。

（2）溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br2；二氧化硫具有还原性，把单质溴还原为溴离子，反应的方程式为Br2+SO2+2H2O═4H++2Br﹣+SO42﹣。

（3）步骤①制取溴，步骤②使溴挥发，步骤③吸收溴成溴离子，步骤④生成溴，故这四步操作的最终目的为富集溴。

（4）氯气不可能完全反应，氯气和溴离子反应生成溴单质，未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒，不能直接排空，且这几种物质都能和碱反应，所以用碱液吸收。

（5）蒸馏需要蒸馏烧瓶、冷凝管、酒精灯、温度计、牛角管和锥形瓶等；达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C，并收集该温度下的馏分。

（6）根据题给信息，溴和碳酸钠反应生成了溴化钠和溴酸钠，据此写出反应方程式为：
Br2+Na2CO3→NaBr+NaBrO3，根据化合价升降总数相等配平为：3Br2+3Na2CO3→5NaBr+NaBrO3，根据原子守恒，还有产物二氧化碳，故反应方程式为：3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑，（7）采用C装置，步骤少，减少了二氧化硫的污染．
20．【2015安徽省江淮名校第二次联考】（14分）高温焙烧含硫废渣会产生SO2废气，为了回收利用SO2，研究人员研制了利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO2）吸收SO2，并制备硫酸锰晶体的生产流程，其流程示意图如下：
已知，浸出液的pH <2，其中的金属离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。

有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：
请回答下列问题：
（1）高温焙烧：在实验室宜选择的主要仪器是。

（2）写出氧化过程中主要反应的离子方程式：。

（3）在氧化后的液体中加入石灰浆，并调节溶液pH，pH应调节的范围是。

（4）滤渣的主要成分有__________ 。

（5）工业生产中为了确定需要向浸出液中加入多少MnO2粉，可准确量取10．00 mL浸出液用0．02mol/L酸性KMnO4溶液滴定，判断滴定终点的方法是____ ；若达滴定终点共消耗10．00 mL酸性KMnO4溶液，请计算浸出液中Fe2+浓度是。

（6）操作a的具体过程________ 。

【答案】(1）坩埚（1分）（2）2Fe2＋＋MnO2＋4H＋＝2Fe3＋＋Mn2＋＋2H2O（2分）
（3）4.7 ≤ pH＜ 8.3（2分）（4）氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙（3分）
（5）当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液变紫红色，且半分钟内不褪色（1分） 0.1 mol/L （2分）
（6）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤（3分）
【解析】：（1）高温焙烧时在实验室宜选择的主要仪器是坩埚；
（2）杂质离子中只有Fe2+具有还原性，可以被酸性MnO2氧化成Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O；
（3）杂质中含有Fe3+、Al3+阳离子，从图可表以看出，大于4.7可以将Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+沉淀，所以只要调节pH值在4.7～8.3间即可；
（4）Fe3+、Al3+阳离子通过调pH值，转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，同时生成微溶的硫酸钙，所以滤渣主要有氢氧化铁、氢氧化铝、硫酸钙。

（6）操作a是从溶液中得到固体，故所需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。

21．（2015湖南省株洲市一模）
雾霾天气严重影响人们的生活质量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一．
Ⅰ．将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样．
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子K+Na+NH4+SO42﹣NO3﹣Cl﹣
浓度/mol•L﹣13×10﹣67×10﹣63×10﹣53×10﹣55×10﹣52×10﹣5
根据表中数据判断该试样的pH= ．
Ⅱ．消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法．
（1）方法一：工业上变“废”为宝，吸收工业中SO2和NO，可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下（Ce为铈元素）：
①装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为．
②装置Ⅲ还可以使Ce4+再生，若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液，当消耗1mol甲烷时，理论上可再生molCe4+．
（2）方法二：NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．反应原理如图1所示：
①图2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氢率，由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度分别为：（填序号）．
a．Mn，200℃左右 b．Cr，450℃左右 c．Mn和Cr混合，300℃左右
②用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，若=1：1对应的脱氢率最佳，已知每生成11.2LN2（标）反应放出的热量为QkJ，此时对应的脱氢反应的热化学方程式
为．
【答案】Ⅰ．4
Ⅱ．（1）①SO2+OH﹣=HSO3﹣②8 （2）①a
②2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）⇌2N2（g）+3H2O（g）△H=﹣4QkJ/mol
【解析】Ⅰ、根据电荷守恒：c（K+）+c（NH4+）+c（Na+）+c（H+）=2c（SO42﹣）+c（NO3﹣）+c（Cl﹣）+c（OH﹣），c（OH﹣）可忽略，即：3×10﹣6+7×10﹣6+3×10﹣5+c（H+）=2×3×10﹣5+5×10﹣5+2×10﹣5，解c（H+）=10﹣4mol•L﹣1，pH值为4；
Ⅱ、（1）①二氧化硫是酸性氧化物，足量的SO2和氢氧化钠发生反应：SO2+OH﹣=HSO3﹣，NO 和氢氧化钠之间不会反应；
②甲烷燃料电池中，在碱性溶液中，甲烷燃料电池的负极反应式为CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O，故每有1mol甲烷反应，转移电子数为8mol，每生成1molCe4+，提供电子为1mol，所以理论上可再生8molCe4+；
（2）①根据图象知，脱氢率越高越好，但Cr作催化剂时温度高于Mn，温度越高，对设备要求越高，增大生产成本，且脱氢率增大较小，所以使用Mn作催化剂较好；根据图象知，在温度为200﹣250℃或范围内间任意温度，脱氢率较高，故答案为：a；
②生成0.5mol氮气放出QkJ热量，则生成2mol氮气放出4QkJ热量，则其热化学反应方程式为
2NH3（g）+NO（g）+NO2（g）⇌2N2（g）+3H2O（g）△H=﹣4QkJ/mol.。