高三化学电解池习题有答案+反应热习题有答案+硅习题+海水中的元素习题

高三化学电解池习题有答案+反应热习题有答案+硅习题+海水中的元素习题

高三化学电解池习题有答案 +反应热习题有答案+硅习题+海水中的元素习题 电解池(附参考答案) 一、选择题 1．下列叙述正确的是( ) A．在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反 应 B．用惰性电极电解 Na2SO4 溶液，阴、阳两极产物的物质的量 之比为 1∶2 C．用惰性电极电解饱和 NaCl 溶液，若有 1 mol 电子转移，则 生成 1 mol NaOH D．酸、碱、盐溶液电解后 pH 都增大 【解析】 原电池的负极及电解池的阳极均发生氧化反应，A 错； 电解 Na2SO4 溶液，实际是电解水，阴极生成 H2，阳极生成 O2，二者 物 质 的 量 之 比 为 2∶1， B 错 ； 电 解 饱 和 NaCl 溶 液 ： 2NaCl ＋ 2H2O=====电解 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，每转移 1 mol 电子，则生成 1 mol NaOH，C 对；H2SO4、NaOH、Na2SO4 溶液电解后 pH 会分别减小、 增大、不变。 【答案】 C 2 ． (2012· 山 东 省 实 验 中 学 第 三 次 测 试 ) 能 够 使 反 应 Cu ＋ 2H2O===Cu(OH)2＋H2↑发生的是( ) A．铜片作负极，碳棒作正极，氯化钠作电解质溶液 B．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀 C．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液 D．用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钠溶液 【解析】 Cu 和 H2O 不反应，该反应必须通过电解才能实现。 【答案】 D 3．(2010·海南高考稍改动)利用电解法可将含有 Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( ) A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其电极反应是 Cu－2e－===Cu2＋ D．电解后，电解槽底部会形成含少量 Ag、Pt 等金属的阳极泥 【答案】 D 4．用惰性电极进行下列电解，有关说法正确的是( ) ①电解稀硫酸 ②电解 CuSO4 溶液 ③电解 KOH 溶液 ④电解 NaCl 溶液 A．电解进行一段时间后四份溶液的 pH 均增大 B．反应②中电解一段时间后，向溶液中加入适量的 CuO 固体可 使溶液恢复电解前的情况 C．反应③中阳极消耗 OH－，故溶液浓度变小 D．反应④中阴、阳两极上产物的物质的量之比为 2∶1 【解析】 依据惰性电极电解规律，可知①为电解水，pH 减小； ②为放 O2 生酸型，pH 减小，加入 CuO 可恢复电解前情况；③为电 解水，pH 增大，溶液浓度增大；④为放 H2 生碱型。阴极产生 H2， 阳极产生 Cl2，其物质的量之比为 1∶1。 【答案】 B 5．(2010·福建高考)铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2 ＋ 2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断不正确的是( ) A．K 闭合时，d 电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H ＋＋SO2－ 4 B．当电路中转移 0.2 mol 电子时，Ⅰ中消耗的 H2SO4 为 0.2 mol C．K 闭合时，Ⅱ中 SO 2－ 4 向 c 电极迁移 D．K 闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d 电极为正极 【解析】 C 项，当 K 闭合时Ⅰ为原电池、Ⅱ为电解池，Ⅱ中 c 电极上的 PbSO4 转化为 Pb 和 SO2－ 4 ，d 电极上的 PbSO4 转化为 PbO2 和 SO2－ 4 ，阴离子移向阳极，即 d 电极。 【答案】 C 6．(2012·淄博质检)下列描述中，不符合生产实际的是( ) A．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 B．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 C．用如图 1 装置生产家用消毒液(NaClO) D．用如图 2 装置为铅蓄电池充电 【解析】 用石墨作电极电解饱和NaCl 溶液发生的反应是2NaCl ＋2H2O=====电解 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，伴随电解过程所发生的副反应 是 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，从而制得有较强杀菌能力的 NaClO、NaCl 混合溶液，故 C 项正确；蓄电池中 PbO2 为正极，Pb 为负极，给蓄电池充电时，应遵循“正接正，负接负”的原则连接， D 项错误。 【答案】 D 7. (2011·北京东城区质检)如图所示，将铁棒和石墨棒插入 1 L 1 mol·L－1 食盐水中。下列说法正确的是( ) A．若电键 K 与 N 连接，铁被保护不会腐蚀 B．若电键 K 与 N 连接，正极反应式是 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．若电键 K 与 M 连接，将石墨棒换成铜棒，可实现铁棒上镀 铜 D．若电键 K 与 M 连接，当两极共产生 28 L(标准状况)气体时， 生成了 1 mol NaOH 【解析】 A 项，若电键 K 与 N 连接，则形成原电池，铁作负 极，被腐蚀，不正确；B 项，若电键 K 与 N 连接，正极反应式是 O2 ＋2H2O＋4e－===4OH－，不正确；C 项，若电键 K 与 M 连接，将石 墨棒换成铜棒，则形成电解池，若要在铁棒上镀铜，电解质溶液不能 用食盐水，而应用硫酸铜溶液，故不正确；D 项，若电键 K 与 M 连 接，为电解食盐水，根据反应方程式： 解得 x＝1，V＝22.4 L，即 1 mol 氯化钠全部被电解完，产生 1 mol 氢氧化钠，而现在产生气体为 28 L，表明电解完氯化钠后继续电解水， 但生成氢氧化钠的量不变，即生成了 1 mol NaOH。 【答案】 D 8．下列离子方程式书写正确的是( ) A．用 Cu 片作阳极电解饱和食盐水 2Cl－＋2H2O=====电解 Cl2↑＋H2↑＋2OH－ B．用两个铜片作电极电解 AgNO3 溶液： Cu＋2Ag＋=====电解 2Ag＋Cu2＋ C．用石墨作电极电解 AlCl3 溶液： 2Cl－＋2H2O=====电解 Cl2↑＋H2↑＋2OH－ D．用石墨作电极电解 CuCl2 溶液 2Cu2＋＋2H2O=====电解 2Cu＋O2↑＋4H＋ 【解析】 A 项，用 Cu 作阳极电解饱和食盐水，Cu 电极本身失 电子 Cu－2e－===Cu2＋。阴极 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ 二者相加得 Cu＋2H2O=====电解 Cu(OH)2＋H2↑，无离子方程式； C 项，阴极 6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－ 阳极 6Cl－－6e－===3Cl2↑ 6Cl－＋6H2O===3Cl2↑＋3H2↑＋6OH－ 6Cl－对应 2Al3＋ 2Al3＋＋6OH－===2Al(OH)3↓ 所以离子方程式为 2Al3＋＋6Cl－＋6H2O 电解,3Cl2↑＋3H2↑＋2Al(OH)3↓ D 项，阴极 Cu2＋＋2e－===Cu 阳极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 离子方程式为 Cu2＋＋2Cl－电解,Cu＋Cl2↑。 【答案】 B 9．三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程 如下：用 NaOH 调 NiCl2 溶液 pH 至 7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。 电解过程中产生的 Cl2 在弱碱性条件下生成 ClO－，把二价镍氧化为三 价镍。以下说法正确的是( ) A．可用铁作阳极材料 B．电解过程中阳极附近溶液的 pH 升高 C．阳极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑ D．1 mol 二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了 2 mol 电子 【解析】 因为电解后需要生成 Cl2，因此不可用铁作阳极材料， A 错；电解过程中阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2，Cl2 溶于水显酸 性，阳极附近溶液的 pH 降低，B 错；因为 ClO－氧化 Ni2＋发生的反应 为：2Ni2＋＋ClO－＋H2O===2Ni3＋＋Cl－＋2OH－；因此 1 mol Ni2＋全部 转化为 Ni3＋时，外电路通过了 1 mol 电子，D 错。 【答案】 C 二、非选择题 10. 用惰性电极电解 NaCl 与 NaHCO3 的混合溶液，测得溶液的 pH 变化如图所示。 (1)在 0→t1 时间内，两个电极上的电极反应式为： 阳极 ____________________________________________； 阴极 _______________________________________________。 (2)用离子方程式表示 0→t1 时间内，溶液 pH 升高比较缓慢的原 因： _________________________________________________。 【解析】 由于 HCO－ 3 、Na＋均不易放电，故阳极反应式为：2Cl －－2e－===Cl2↑；阴极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑。随着反应的进 行[OH－]增大，HCO－ 3 ＋OH－===CO2－ 3 ＋H2O，故而开始 pH 变化缓慢， 当 HCO － 3 完全反应后，pH 增幅加大。 【答案】 (1)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑ (2)HCO－ 3 ＋OH－===CO2－ 3 ＋H2O 11. (2012·单县质检)太阳能电池可用做电解的电源(如图)。 (1)若 c、d 均为惰性电极，电解质溶液为硫酸铜溶液，电解过程 中，c 极先无气体产生，后又生成气体，则 c 极为________极，在电 解过程中，溶液的 pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)， 停 止 电 解 后 ， 为 使 溶 液 恢 复 至 原 溶 液 应 加 入 适 量 的 ___________________________________________________________ _____________。 (2)若 c、d 均为铜电极，电解质溶液为氯化钠溶液，则电解时， 溶液中氯离子的物质的量将________(填“增大”、“减小”或“不 变”)。 (3)若用石墨、铁作电极材料，可组装成一个简易污水处理装置。 其原理是：加入试剂调节污水的 pH 在 5.0～6.0 之间。接通电源后， 阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去，起到浮选净化作 用；阳极产生的有色沉淀具有吸附性，吸附污物而沉积，起到凝聚净 化 作 用 。 该 装 置 中 ， 阴 极 的 电 极 反 应 式 为 ___________________________________________________________ _____________； 阳极区生成的有色沉淀是____________。 【解析】 (1)用惰性电极电解硫酸铜溶液，c 极上先无气体生成， 后又产生气体，说明 c 极为阴极(先生成 Cu，后生成 H2)，电解 CuSO4 溶液最终生成 H2SO4，溶液的 pH 减小。电解过程分两个阶段：第一 阶段，阴极生成 Cu，阳极生成 O2，溶液中减少的相当于 CuO；第二 阶段，阴极生成 H2，阳极生成 O2，溶液中减少的是 H2O。 (2)若 c、d 为铜电极时，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，电解质溶液中 Cl－不放电，故其物质的量不变。 (3)若用石墨、铁作电极材料，阴极产生气体，阴极发生的反应只 能是 2H＋＋2e－===H2↑，阳极生成有色沉淀，则阳极为铁放电，Fe －2e－===Fe2＋，该有色沉淀是 Fe(OH)3。 【答案】 (1)阴 减小 CuO 和 H2O (2)不变 (3)2H＋＋2e－===H2↑ Fe(OH)3 12．如图是一个用铂丝作电极，电解稀的 MgSO4 溶液的装置， 电解液中加有中性红色指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的 pH 变色 范围：6.8－8.0，酸色－红色，碱色－黄色)回答下列问题： (1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是 ________(填编号)； ①A 管溶液由红变黄 ②B 管溶液由红变黄 ③A 管溶液不变色 ④B 管溶液不变色 (2)写出 A 管中发生反应的反应式： _______________________________________________________ ________________________________________________________； (3)写出 B 管中发生反应的反应式： _______________________________________________________ _______________________________________________________； (4)检验 a 管中气体的方法是 _____________________________________________________； (5)检验 b 管中气体的方法是 _____________________________________________________； (6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现 象是 _____________________________________________。 【解析】 A 为阴极，电极反应式为 2H＋＋2e－===H2↑，a 管收 集的是 H2，B 为阳极，电极反应式为 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，b 管中收集的是 O2，因 H＋放电，A 中溶液中的 Mg2＋与 OH－结合，生 成 Mg(OH)2 白色沉淀。 【答案】 (1)①④ (2)2H＋＋2e－===H2↑(写 2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑同样也可)， Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(写 2H2O－4e－===4H＋＋O2↑同样 也可) (4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声， 管口有蓝色火焰 (5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸 入试管内会复燃 (6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解) 13．(2010·山东高考)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用 寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法： ①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒 出，原因是 _______________________________________________________ (用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最 好向槽液中加入下列试剂中的________。 a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3 ②以铝材为阳极，在 H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜， 阳极电极反应式为 _______________________________________________________ _________________。 取少量废电解液，加入 NaHCO3 溶液后产生气泡和白色沉淀，产 生沉淀的原因是 _______________________________________________________ _________________。 (2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原 因是 _______________________________________________________ _________________。 (3)利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若 X 为碳棒，为 减缓铁的腐蚀，开关 K 应置于________处。 【答案】 (1)①2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑(或： 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑) b ②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋ HCO － 3 与 H＋反应使 H＋的浓度减小，产生 Al(OH)3 沉淀 (2)补充溶液中消耗的 Cu2＋，保持溶液中 Cu2＋浓度恒定 (3)N 电解质(附参考答案) 一、选择题 1．(2012·日照模拟)在下列溶液中一定能大量共存的离子组是 ( ) A．pH＝2 的溶液：Fe2＋、NH＋ 4 、Cl－、NO－ 3 B．能使 pH 试纸变深蓝色的溶液：Na＋、[Al(OH)4]－、S2－、CO2－ 3 C．含有大量 Fe3＋的溶液：SCN－、I－、K＋、Br－ D．澄清透明的无色溶液：ClO－、MnO－ 4 、Al3＋、SO2－ 4 【解析】 A 项 pH＝2 时，Fe2＋被氧化；C 项 Fe3＋与 SCN－不能 共存；D 项 MnO － 4 呈紫红色；B 项正确。 【答案】 B 2．下列电解质在水溶液中电离方程式错误的是( ) A．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO2－ 3 B．NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－ 4 C．MgCl2===Mg2＋＋2Cl－ D．Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－ 【答案】 A 3．下列说法正确的是( ) A．液态 HCl、固态 NaCl 均不导电，所以 HCl、NaCl 是非电解 质 B．NH3、CO2、Cl2 的水溶液均能导电，所以 NH3、CO2、Cl2 均 是电解质 C．蔗糖、酒精在熔融状态和水溶液里均不导电，所以它们是非 电解质 D．铜、石墨均导电，所以它们是电解质 【解析】 HCl、NaCl 溶于水后可以导电，因此二者均为电解质； NH3、CO2 溶于水后因分别生成了 NH3·H2O、H2CO3 而导电，但溶液 中离子并不是 NH3、CO2 自身电离产生的，因此 NH3、CO2 属于非电 解质；Cl2、铜、石墨为单质，既不是电解质，也不是非电解质。 【答案】 C 4．(2010·全国高考Ⅱ)在溶液中进行的下列反应中，可用离子方 程式 H＋＋OH－===H2O 表示的是( ) A．NH4Cl＋NaOH=====△ NaCl＋NH3↑＋H2O B．Mg(OH)2＋2HCl ===MgCl2＋2H2O C．NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O D．NaOH＋HNO3===NaNO3＋H2O 【解析】 H＋＋OH－===H2O 表示强酸和强碱反应生成可溶性盐 和水的反应，D 项符合题意。 【答案】 D 5．下列离子方程式中，只能表示一个化学反应的是( ) A．只有③ B．②③ C．③⑤ D．①④ 【解析】 离子方程式可表示一类反应，如①可表示金属铁与可 溶性铜盐反应，②可表示硫酸或硫酸氢盐与氢氧化钡反应，④可表示 可溶性碳酸盐与强酸反应，⑤可表示可溶性银盐和盐酸盐或盐酸反 应。 【答案】 A 6．在溶液中加入足量 Na2O2 后仍能大量共存的离子组是( ) A．NH＋ 4 、Ba2＋、Cl－、NO－ 3 B．K＋、[Al(OH)4]－、Cl－、SO2－ 4 C．Ca2＋、Mg2＋、NO－ 3 、HCO－ 3 D．Na＋、Cl－、CO2－ 3 、SO2－ 3 【解析】 在溶液中加入 Na2O2 固体，Na2O2 首先和水反应生成 NaOH 和 O2，A 中，NH ＋ 4 和 OH－因发生反应生成 NH3·H2O 而不能大 量共存；C 中 Ca2＋、Mg2＋、HCO － 3 和 OH－都不能大量共存；D 中 SO2－ 3 具有还原性，和 Na2O2、O2 都会发生氧化还原反应。 【答案】 B 7．(2012·无棣质检)下列离子组一定能大量共存的是( ) A．甲基橙呈黄色的溶液中：I－、Cl－、NO－ 3 、Na＋ B．石蕊呈蓝色的溶液中：Na＋、[Al(OH)4]－、NO－ 3 、HCO－ 3 C．含大量 Al3＋的溶液中：K＋、Na＋、NO－ 3 、ClO－ D．含大量 OH－的溶液中：CO2－ 3 、Cl－、F－、K＋ 【解析】 使甲基橙呈黄色的溶液 pH 大于 4.4，当其处于 4.4～ 7 之间时，NO － 3 表现强氧化性，将 I－氧化为 I2，排除 A；石蕊呈蓝色 的溶液 pH 大于 8，溶液呈碱性，OH－能和 HCO － 3 反应，排除 B；含 大量 Al3＋的溶液中，Al3＋与 ClO－会发生水解相互促进反应，排除 C。 【答案】 D 8．(2012·山东省实验中学质检)下列对应的离子方程式正确的是 ( ) A．Fe2(SO4)3 的酸性溶液中通入足量硫化氢：Fe3＋＋H2S===Fe2＋ ＋S↓＋2H ＋ B．碳酸氢钙溶液中加入过量氢氧化钠溶液：Ca2＋＋HCO－ 3 ＋OH －===CaCO3↓＋H2O C．氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ D．澄清石灰水中通入过量 CO2：OH－＋CO2===HCO－ 3 【解析】 A 中电荷不守恒，A 错误；过量的 OH－能将 HCO － 3 完 全转化为 CO2－ 3 ，其正确的离子方程式为：Ca2＋＋2HCO－ 3 ＋2OH－ ===CaCO3↓＋CO2－ 3 ＋2H2O，B 错误；NH3·H2O 为弱电解质，不能拆 为离子形式，C 错误。 【答案】 D 9．(2012·厦门测试)在下列溶液中，能大量共存的离子组是( ) A．能使 pH 试纸显蓝色的溶液中：K＋、Ba2＋、Cl－、Br－ B．常温下 cH＋ cOH－ ＝1012 的溶液中：Fe2＋、Mg2＋、NO－ 3 、Cl－ C．含有大量 Fe3＋的溶液中：SCN－、I－、K＋、Br－ D．能使石蕊试液显红色的溶液中：K＋、SO2－ 4 、S2－、CO2－ 3 【解析】 使 pH 试纸显蓝色的溶液呈碱性，A 项正确；结合水 的离子积常数可求出溶液的 pH＝1，此种情况下，NO － 3 能氧化 Fe2＋， B 项错误；Fe3＋与 SCN－不能大量共存，C 项错误；能使石蕊试液显 红色的溶液呈酸性，CO2－ 3 、S2－不能大量存在，D 项错误。 【答案】 A 10．下列是某同学对相应反应的离子方程式所作的评价，其中评 价合理的是( ) 编号 化学反应 离子方程式 评价 A 碳酸钙与醋酸 反应 CO2－ 3 ＋ 2CH3COOH===2CH3 COO－＋H2O＋ CO2↑ 错误，碳酸钙 是弱电解质， 不拆写 B 氢氧化钠溶液 中通入过量 CO2 OH－＋CO2=== HCO－ 3 错误，CO2 过 量应生成 CO2－ 3 C 碳酸氢钠的水 解 HCO－ 3 ＋H2O H3O＋ ＋CO2－ 3 正确 D 等物质的量的 FeBr2 和 Cl2 反 应 2Fe2＋＋2Br－＋ 2Cl2===2Fe3＋＋Br2 ＋4Cl－ 正确 【解析】 CaCO3 是不溶于水的强电解质，在离子方程式中不能 拆为离子，A 项不符合题意；B 项评价错误；C 项是 HCO － 3 的电离方 程式。 【答案】 D 二、非选择题 11．(2012·微山一中第二次质检)现有 A、B、C、D、E 五种强电 解质，它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复)。 阳离 子 H＋、Na＋、Al3＋、Ag＋、Ba2 ＋ 阴离 子 OH－、Cl－、CO2－ 3 、NO－ 3 、SO2－ 4 已知：①A、B 两溶液呈碱性；C、D、E 溶液呈酸性。 ②A 溶液与 E 溶液反应既有气体又有沉淀产生；A 溶液与 C 溶 液反应只有气体产生(沉淀包括微溶物，下同)。 ③D 溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀； C 只能与 D 反应产生沉淀。 试回答下列问题： (1)写出化学式：A________；B________；D________。 (2)E 溶液呈酸性的原因是：(用离子方程式表示) _______________________________________________________ _________________。 (3)将 C 溶液逐滴加入等体积、等物质的量浓度的 A 溶液中，反 应 后 溶 液 中 各 种 离 子 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序 为 ： ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________。 (4)在 100 mL 0.1 mol·L－1 E 溶液中，逐滴加入 35 mL 2 mol·L－1 NaOH 溶液，最终得到沉淀物质的量为________mol。 【答案】 (1)Na2CO3 Ba(OH)2 AgNO3 (2)Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋ (3)c(Na＋)>c(Cl－)>c(HCO－ 3 )>c(OH－)>c(H＋)>c(CO2－ 3 ) (4)0.01 mol 12．某厂的酸性工业废水中含有一定量的 Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2 ＋、Cl－。该厂利用如图所示的工艺流程图，利用常见的气体氧化物、 酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中生产出了氯化铁、氧化铝、 NaCl 晶体和金属铜，产生了很好的社会经济效益。 请填写下列空白： (1)图中试剂 1 是________，试剂 2 是________。 (2) 步 骤 1 和 步 骤 2 所 用 到 的 玻 璃 仪 器 是 ___________________________________________________________ _____________。 (3) 步 骤 1 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________。 (4) 步 骤 3 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________。 (5)从节约药品和环保方面考虑，步骤 5 所发生反应的离子方程式 应为 _______________________________________________________ _________________。 【解析】 所加试剂的关键是有效地将 Na＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、 Cl－分离并得到相应产品。若试剂 1 为足量的废铁屑，Fe 与 Cu2＋、Fe3 ＋反应经过滤后得到含有 Fe、Cu 的沉淀 A，向 Fe、Cu 混合物中加入 足量的稀盐酸得到 Cu 和 FeCl2，FeCl2 再与 H2O2 反应得到 FeCl3：2Fe2 ＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。溶液 A 中含有 Na＋、Al3＋、Fe2＋、 Cl－，利用 Al(OH)3 的两性实现 Fe2＋、Al3＋的分离，所以试剂 3 为过 量的 NaOH 溶液，沉淀 C 为 Fe(OH)2，其与盐酸反应生成 FeCl2，再 经步骤 3 可得 FeCl3，溶液 C 为 NaCl、NaOH、Na[Al(OH)4]的混合液， 向该溶液中通入过量的廉价 CO2，可将[Al(OH)4]－转化为 Al(OH)3 沉 淀，将得到的 Al(OH)3 沉淀加热即得到 Al2O3，所得溶液 D 中含有 NaCl、NaHCO3，再用盐酸调节其 pH 得到 NaCl 溶液，NaCl 溶液经 蒸发、结晶得到 NaCl 晶体。 【答案】 (1)废铁屑 稀盐酸 (2)漏斗、玻璃棒、烧杯 (3)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (4)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (5)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 13．(2012·成武质检)某无色溶液，由 Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、 [Al(OH)4]－、MnO－ 4 、CO2－ 3 、SO 2－ 4 中的若干种组成，取该溶液进行如 下实验： ①取适量试液，加入过量盐酸，有气体生成，并得到溶液； ②在①所得溶液中再加入过量碳酸氢铵溶液，有气体生成，同时 析出白色沉淀甲； ③在②所得溶液中加入过量 Ba(OH)2 溶液，也有气体生成，并有 白色沉淀乙析出。 根据上述实验回答下列问题： (1)溶液中一定不存在的离子是 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________。 (2)一定存在的离子是 _______________________________________________________ _________________。 (3)判断沉淀乙成分的方法是 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________。 【解析】 因无色溶液排除 MnO － 4 的存在，由①知溶液中一定含 有 CO2－ 3 ，同时排除 Ag＋、Ba2＋、Al 3＋的存在；由②知溶液必须含有 [Al(OH)4]－才能产生沉淀甲，且甲为 Al(OH)3；由③知，加入过量 Ba(OH)2 溶液后，OH－与②溶液中过量的 NH ＋ 4 反应生成 NH3，与 HCO－ 3 反应生成 CO2－ 3 ，同时溶液呈碱性，CO 2－ 3 与 Ba2＋生成 BaCO3 沉淀， 沉淀乙中一定含有 BaCO3，但也有可能含有 BaSO4。 【答案】 (1)Ag＋、Ba2＋、Al3＋、MnO－ 4 (2)Na＋、[Al(OH)4]－、CO2－ 3 (3)加入盐酸，观察沉淀是否全部溶解，若全部溶解，说明只有 BaCO3，否则还含有 BaSO4 14．有一混合物水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K＋、 NH＋ 4 、Cl－、Mg2＋、Fe3＋、CO2－ 3 、SO2－ 4 ，现各取 100 mL 溶液三份进 行实验。 (1)向第一份加入 AgNO3 溶液，有白色沉淀产生； (2)向第二份加入足量 NaOH 溶液后加热，收集气体 0.896 L(标 准状况)； (3)向第三份加入足量的 BaCl2 溶液，得到沉淀 6.27 g，沉淀经足 量盐酸洗涤后，剩余 2.33 g。 试回答下列问题： (1)肯定存在的离子有____________________，肯定不存在的离 子有________。 (2)可能存在的离子是________，为确定该离子是否存在，可取少 许原试液，然后 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________(填实验操作)。 (3)试分别确定肯定存在的离子在原溶液中各自的物质的量浓 度。 【解析】 由(1)知溶液中可能含 Cl－、CO2－ 3 、SO2－ 4 ，由(2)知溶 液中一定含 NH＋ 4 ，且 n(NH＋ 4 )＝0.04 mol，由(3)知溶液中一定含 CO2－ 3 、 SO2－ 4 ，则一定不含 Mg2＋、Fe3＋(二者与 CO 2－ 3 不能大量共存)，且 n(SO2－ 4 ) ＝ 2.33 g 233 g·mol－1 ＝0.01 mol，n(CO2－ 3 )＝6.27－2.33 g 197 g·mol－1 ＝0.02 mol, 所以溶 液中 NH ＋ 4 浓度为 0.4 mol·L－1，SO 2－ 4 浓度为 0.1 mol·L－1，CO 2－ 3 浓度 为 0.2 mol·L－1，由电荷守恒知溶液中一定含 K＋，可能含 Cl－，据 c(K ＋)＋c(NH＋ 4 )＝2c(CO2－ 3 )＋2c(SO2－ 4 )＋c(Cl－)，c(K＋)＋0.4 mol·L－1＝ 2×0.2 mol·L－1＋2×0.1 mol·L－1＋c(Cl－)，c(K＋)＝0.2 mol·L－1＋c(Cl －)≥0.2 mol·L－1。 【答案】 (1)NH＋ 4 、CO2－ 3 、SO2－ 4 、K＋ Mg2＋、Fe3＋ (2)Cl－ 加入足量的稀硝酸和硝酸钡溶液，过滤，向滤液中滴入 AgNO3 溶液，有白色沉淀证明有 Cl－存在 (3)c(NH＋ 4 )＝0.4 mol·L－1 c(CO2－ 3 )＝0.2 mol·L－1 c(SO2－ 4 )＝0.1 mol·L－1 c(K＋)≥0.2 mol·L－1 反应热(附参考答案) 一、选择题 1. 右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎 块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是 ( ) A．硝酸铵 B．生石灰 C．氯化镁 D．食盐 【解析】 水袋破裂时，水与固体混合时杯内温度逐渐上升，说 明该固体遇水会放出热量。 【答案】 B 2．(2010·重庆高考)已知 H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)；ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发 1 mol Br2(l)需要吸收的能量为 30 kJ，其他相关数据如 下表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol 分子中的化学键断 裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中 a 为( ) A．404 B．260 C．230 D．200 【解析】 本题考查了化学键与化学反应中能量变化的关系，同 时兼顾了盖斯定律的应用。由题意知： H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)；ΔH＝－72 kJ·mol－1① Br2(l)===Br2(g)；ΔH＝＋30 kJ·mol－1 ② 由盖斯定律知：①－②可得 H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)； ΔH＝－102 kJ·mol－1， 故－102 kJ·mol－1＝436 kJ·mol－1＋a kJ·mol－1－2×369 kJ·mol－1 所以 a＝200。 【答案】 D 3．N2H4 是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧 生成氮气和气态水时，放出 133.5 kJ 热量。则下列热化学方程式中正 确的是( ) A.1 2N2H4(g)＋1 2O2(g)===1 2N2(g)＋H2O(g) ΔH＝267 kJ·mol－1 B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－133.5 kJ·mol－1 C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝534 kJ·mol－1 D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1 【解析】 热化学方程式中ΔH＞0 表示吸热，ΔH＜0 表示放热， 选项 A、C 中ΔH 的符号错误。热化学方程式中化学式前面的化学计 量数仅表示物质的量，0.25 mol N2H4(g)燃烧放热 133.5 kJ，故 1 mol N2H4(g)燃烧放热 4×133.5 kJ，选项 D 正确，B 错误。 【答案】 D 4．(2010·广东高考)在 298 K、100 kPa 时，已知： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3 则ΔH3 与ΔH1 和ΔH2 间的关系正确的是( ) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 【解析】 令 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1① Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2② 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3③ 根据盖斯定律，将反应①＋反应②×2 即可求得反应③，因此有 ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故 A 项正确。 【答案】 A 5 ． (2012· 夏 津 质 检 ) 已 知 反 应 ： ①101 kPa 时 ， 2C(s) ＋ O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1。 ②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 下列结论正确的是( ) A．1 mol 碳完全燃烧放出的热量大于 110.5 kJ B．①的反应热为 221 kJ·mol－1 C．稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水时放出热量为－57.3 kJ·mol－1 D. 稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水，放出 57.3 kJ 热量 【解析】 1 mol 碳燃烧转化为 CO 放出热量为 110.5 kJ，则 1 mol 碳燃烧转化为二氧化碳放出的热量将大于此数值，故 A 正确。①的 反应热应为－221 kJ·mol－1。C 项放出的热量应为正值，且单位为 kJ， C 说法错误。由于醋酸是弱酸，放出的热量小于 57.3 kJ，故 D 说法 错误。 【答案】 A 6．已知(1)H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 (2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 (3)H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ·mol－1 (4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ·mol－1 下列关系式正确的是( ) A．ad>0 C．2a＝b<0 D．2c＝d>0 【解析】 H2 在 O2 中燃烧为放热反应，a、b、c、d 都小于 0， 所以 B、D 均不正确；(1)式－(3)式得 H2O(l)===H2O(g) ΔH＝ΔH1－ ΔH3＝(a－c)kJ·mol－1，而ΔH>0，即 a－c>0，a>c，A 项不正确，比较 (1)(2)两个热化学方程式得 b＝2a。 【答案】 C 7．已知下列热化学方程式： (1)CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1 (2)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1 (3)H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1。 则反应 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的焓变ΔH 为( ) A．488.3 kJ·mol－1 B．－244.15 kJ·mol－1 C．244.15 kJ·mol－1 D．－488.3 kJ·mol－1 【解析】 根据盖斯定律：(2)×2＋(3)×2－(1)得：2C(s)＋2H2(g) ＋O2(g)===CH3COOH(l)，ΔH＝ΔH2×2＋ΔH3×2－ΔH1 ＝－393.5 kJ·mol－1×2＋(－285.8 kJ·mol－ 1)×2－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。 【答案】 D 8．(2010·新课标全国高考)已知：HCN(aq)与 NaOH(aq)反应的ΔH ＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与 NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。 则 HCN 在水溶液中电离的ΔH 等于( ) A．－67.7 kJ·mol－1 B．－43.5 kJ·mol－1 C．＋43.5 kJ·mol－1 D．＋67.7 kJ·mol－1 【解析】 题述反应的离子方程式依次为：HCN(aq)＋OH － (aq)===CN－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol－1 ①，H＋(aq)＋OH－ (aq)===H2O(l) ΔH＝－55.6 kJ·mol－1 ②，①－②得：HCN(aq)===H ＋(aq)＋CN－(aq) ΔH＝＋43.5 kJ·mol－1。 【答案】 C 9．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下 列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、 P===O c kJ·mol－1、O===O d kJ·mol－1。 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的 是( ) A．(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1 B．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1 C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1 D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1 【解析】 1 mol P4 中有 6 mol P—P 键，1 mol P4O10 中有 4 mol P===O 键，12 mol P—O 键，1 mol O2 中有 1 mol O===O 键，因此 P4 ＋5O2===P4O10 的焓变为ΔH＝(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1。 【答案】 A 二、非选择题 10．下表中的数据是破坏 1 mol 物质的化学键所消耗的能量： 物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2 能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436 根据上述数据回答(1)～(6)题。 (1)下列物质本身具有的能量最低的是( ) A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2 (2)下列氢化物中，最稳定的是( ) A．HCl B．HBr C．HI (3)X2＋H2===2HX(X 代表 Cl、Br、I)的反应是________(填“吸 热”或“放热”)反应。 (4)相同条件下，X2(X 代表 Cl、Br、I)分别与氢气反应，消耗等 物质的量的氢气时，放出或吸收热量最多的是________。 (5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？ 答：________。你的根据是 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________。 (6)写出 H2 和 Cl2 反应的热化学方程式： _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________。 【解析】 本题考查物质自身所含的能量与稳定性的关系及热化 学方程式的书写等知识。 (1)物质本身具有的能量越低，物质越稳定，断键时需要的能量越 高，答案应选 A。 (2)断裂 1 mol H—Cl 键消耗的能量最多，因此 HCl 最稳定。 (3)代入数据计算可知 X2 与 H2 的化合反应是放热反应。 (4)无上表中的数据，可以根据同主族元素性质的递变规律判断。 【答案】 (1)A (2)A (3)放热 (4)Cl2 (5)能 同主族元素性质的递变规律 (6)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185 kJ·mol－1 11 ． (1)① 根 据 下 列 图 示 ， 写 出 反 应 的 热 化 学 方 程 式 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________。 ②根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是( ) A．其热化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH ＝41 kJ·mol－1 B．该反应为吸热反应 C．该反应为放热反应 D．当 H2O 为液态时，其反应热值小于 41 kJ·mol－1 (2)已知 16 g 固体硫完全燃烧时放出 148.4 kJ 的热量，该反应的 热 化 学 方 程 式 是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________。 (3)如图是某温度下，N2 与 H2 反应过程中能量变化的曲线图。该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 ： ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ __________________________。 a、 b 两条曲线产生区别的原因很可能是 _______________________________________________________ _________________。 【解析】 (1)②以图示形式将反应 CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋ H2O(g)的质变与能变呈现出来，并要求判断反应类型及ΔH 情况。根 据所给图示可知，A 选项将反应的反应物与生成物弄反了，故不对； 生成物的能量比反应物的能量高，故该反应为吸热反应，B 选项正确， 则 C 选项错误；D 选项未限定 H2O 的物质的量，故不对。答案为 B。 (3)b 反应中使用催化剂，可以降低反应的活化能，但反应的热效 应不会改变。 【答案】 (1)①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 ②B (2)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·mol－1 (3)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1 a 不使用催化剂，b 使用了催化剂 12．(2012·德州质检)21 世纪是钛的世纪。下面是利用钛白粉(TiO2) 生产海绵钛(Ti)的一种工艺流程。 已知：①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s) ΔH＝－641 kJ·mol－1 ②Cl2(g)＋1/2Ti(s)===1/2TiCl4(l) ΔH＝－385 kJ·mol－1 (1)钛白粉是利用 TiO2＋发生水解生成钛酸(H2TiO3)沉淀，再煅烧 沉淀制得的。TiO2＋发生水解的离子方程式为 _______________________________________________________ _________________。 (2)反应Ⅰ在 800 ℃～900 ℃下进行，还生成一种可燃性无色气 体，该反应的化学方程式为 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________； 反应Ⅱ的热化学方程式为 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________。 (3)该工艺流程中，可以循环利用的物质是 _______________________________________________________ _________________。 【解析】 (1)TiO2＋的水解反应是 TiO2＋结合 H2O 电离出的 OH－， 生成 H2TiO3。 (2)反应Ⅰ的反应物是 TiO2、C 和 Cl2，产物为 TiCl4 和 CO；反应 Ⅱ的化学方程式为 2Mg＋TiCl4===2MgCl2＋Ti，该反应的热化学方程 式可通过①式－②式求得。 (3)生产流程中的 Mg 和 Cl2 可循环利用。 【答案】 (1)TiO2＋＋2H2O===H2TiO3↓＋2H＋ (2)TiO2＋2Cl2＋2C=====高温 TiCl4＋2CO Mg(s)＋1 2TiCl4(l)===MgCl2(s)＋1 2Ti(s) ΔH＝－256 kJ·mol－1 (3)Cl2 和 Mg 13．(2012·烟台模拟)将煤转化为水煤气的主要化学反应为 C(s) ＋H2O(g)=====高温 CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和 H2(g)完全燃烧的热化学 方程式为： C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1 CO(g)＋1 2O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1 请回答： (1)根据以上数据，写出 C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式： ___________________________________________________________ _____________。 (2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和 1 mol H2(g)完全燃烧放 出的热量之和比 1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为 “煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯 定律做出下列循环图 并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧 放出的热量相等”。 请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或 “乙”)；判断的理由是 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________。 (3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点， 请列举其中的两个优点 _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________。 【解析】 本题考查盖斯定律，ΔH1－ΔH2－ΔH3 即为 C(s)与水 蒸气反应的焓变。因此 C(s)与水蒸气反应的热化学方程式为： C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJ·mol－1。 (2)根据盖斯定律，煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接 燃烧放出的热量应相等，甲同学的错误在于忽视了煤转化为水煤气时 要吸收热量。 【答案】 (1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJ·mol－1 (2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2 ＋ΔH3 且ΔH2>0) (3)①减少污染；②燃烧充分；③方便输送(任填两个) 硅习题 (附参考答案) 一、选择题 1．(2012·潍坊三县联考)下列叙述合理的是( ) A．构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性 质完全相同 B．金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体 C．我国规定商家不得无偿提供塑料袋，目的是减少“白色污 染” D．光导纤维非常细，导光能力非常强，能同时传输大量信息， 光导纤维是由硅晶体制成的 【答案】 C 2．关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是( ) A．在常温下，不与任何酸反应 B．在常温下，可与强碱溶液反应 C．在加热条件下，能与氧气反应 D．单质硅的还原性比碳的还原性强 【答案】 A 3．(2012·潍坊四县一校质检)“信息”、“材料”和“能源”被 称为新科技革命的三大支柱。下列有关资讯错误的是( ) A．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要 能源 B．目前中、美、日等国掌握的陶瓷发动机技术，大大提高了发 动机的能量转化效率 C．2011 年 9 月 29 日成功发射的“天宫一号”目标飞行器使用 了大量的复合材料 D．合成高分子材料的广泛应用是有百利而无一害 【答案】 D 4．(2012·乐陵质检)下列物质的变化，不能通过一步化学反应完 成的是( ) A．CO2→H2CO3 B．SiO2→Na2SiO3 C．SiO2→H2SiO3 D．Na2SiO3→H2SiO3 【 解 析 】 A 项 ， CO2 ＋ H2O H2CO3 ； B 项 ， SiO2 ＋ 2NaOH===Na2SiO3＋H2O；D 项，Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋ H2SiO3↓；C 项，SiO2 与 H2O 不反应，不能一步完成。 【答案】 C 5．下列叙述正确的是( ) A．因为 CaCO3＋SiO2=====高温 CaSiO3＋CO2↑，所以硅酸的酸性比 碳酸强 B．碳和硅都是ⅣA 族的元素，所以二氧化碳和二氧化硅的物理 性质相似 C．二氧化硅既溶于氢氧化钠溶液又溶于氢氟酸，所以二氧化硅 是两性氧化物 D．二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物，但二氧化硅不能和水 反应生成硅酸 【解析】 根据酸盐之间复分解反应进行的方向判断酸性强弱一 般是在常温湿态下适用，在高温干态下不适用，事实是碳酸酸性比硅 酸强，故 A 项错误；CO2 和 SiO2 属不同类型晶体，在物理性质方面 有很大差异，故 B 项错误；SiO2 能与氢氟酸反应，但不与一般的酸 反应，SiO2 不是碱性氧化物，故 C 项错误；SiO2 虽属于酸性氧化物， 但不能直接与 H2O 反应生成 H2SiO3，D 项正确。 【答案】 D 6．下列离子方程式不．正确的是( ) A．石英与烧碱反应：SiO2＋2OH－===SiO2－ 3 ＋H2O B．硅与烧碱反应：Si＋2OH－===SiO2－ 3 ＋H2↑ C．硅酸钠溶液中通入少量 CO2： SiO2－ 3 ＋CO2＋H2O===CO2－ 3 ＋H2SiO3↓ D．往水玻璃中加入盐酸：2H＋＋SiO2－ 3 ===H2SiO3↓ 【解析】 硅与烧碱溶液反应时，H2O 参与反应， Si＋2OH－＋H2O===SiO2－ 3 ＋2H2↑。 【答案】 B 7．(2012·博兴质检)将陶瓷和黏结金属研磨，混合均匀，成型后 在不活泼气氛中烧结，就可以制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶 瓷的优点，其密度小，硬度高、耐磨、导热性好，不会因骤冷或骤热 而炸裂。实验室中有一金属陶瓷制成的容器，可以用来盛放下列哪种 物质( ) A．NaOH 溶液 B．KNO3 溶液 C．氢氟酸 D．盐酸 【解析】 金属陶瓷有金属和陶瓷的优点，但其成分中 SiO2 与 NaOH 和 HF 反应，其中的金属易与盐酸反应。 【答案】 B 8．将足量 CO2 气体通入水玻璃(Na2SiO3 溶液)中，然后加热蒸干， 再在高温下充分灼烧，最后得到的固体物质是( ) A．Na2SiO3 B．Na2CO3、Na2SiO3 C．Na2CO3、SiO2 D．SiO2 【解析】 将足量 CO2 气体通入水玻璃中，发生反应：2CO2＋ Na2SiO3＋2H2O===H2SiO3↓＋2NaHCO3；加热蒸干高温灼烧时发生 反应：H2SiO3=====△ H2O＋SiO2；2NaHCO3=====△ Na2CO3＋CO2↑＋ H2O；Na2CO3＋SiO2=====高温 Na2SiO3＋CO2↑，所以最后所得固体物质 是 Na2SiO3，故选 A 项。 【答案】 A 9．国家质检总局称，在我国销售的德国 NUK 牌婴儿爽身粉含 有一级致癌物“滑石粉”。已知滑石粉的化学式为 Mg3(Si4O10)(OH)2， 色白、滑爽、柔软、具有耐火性。下列有关说法不正确的是( ) A．滑石粉属于无机硅酸盐类物质 B．滑石粉组成可表示为 3MgO·4SiO2·H2O C．爽身粉中添加滑石粉是利用它的滑爽、柔软、耐火性 D．滑石粉可能与氢氟酸、NaOH 溶液发生反应 【解析】 题干中指出滑石粉是致癌物，故爽身粉中不应添加滑 石粉。 【答案】 C 10．下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是 ( ) 选项 X Y Z A. Na NaOH NaHCO3 B. Cu CuSO4 Cu(OH)2 C. C CO CO2 D. Si SiO2 H2SiO3 【解析】 A 项，NaHCO3 无法直接转化为 Na；B 项 Cu(OH)2 无法直接转化为 Cu；D 项，SiO2 无法直接转化为 H2SiO3，H2SiO3 也 无法直接转化为 Si。 【答案】 C 二、非选择题 11．(2012·石家庄测试)含硅材料有广泛用途。 (1)硅酸盐材料是传统无机非金属材料，下列属于硅酸盐产品的 是________。 ①玻璃 ②陶瓷 ③石英玻璃 ④硅芯片 ⑤光导纤维 ⑥水泥 ⑦砖瓦 (2)某硅酸盐样品中锌的质量分数为 58.6%，其化学组成用氧化物 形式可表示为 nZnO·SiO2，则 n 值等于________。 (3)磷酸钙陶瓷是一种新型无机非金属材料，可用于制造人造骨 骼，这是利用了这类材料的________。 A．耐高温的特性 B．电学特性 C．光学特性 D．生物功能 【答案】 (1)①②⑥⑦ (2)2 (3)D 12．欲除去下表中各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，请 填写所用试剂、操作名称及化学方程式。 样品 所用试剂 操作名称 化学方程式 SiO2(CaCO3) 过滤 CaCO3(SiO2) SiO2(Si) SiO2(H2SiO3) 【答案】 样品 所用试剂 操作名称 化学方程式 SiO2(CaCO3) 盐酸 CaCO3＋ 2HCl=== CaCl2 ＋H2O＋CO2↑ CaCO3(SiO2) NaOH 溶 液 过滤 2NaOH＋ SiO2=== Na2SiO3 ＋H2O SiO2(Si) 氧气 加热 Si＋ O2=====△ SiO2 SiO2(H2SiO3) － 加热 H2SiO3=====△ SiO 2＋H2O 13.A、B、C、D、E 代表单质或化合物，它们之间的相互转换关 系如下所示。A 为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体 结构与金刚石相似。 请填空： (1)单质 A 的原子结构示意图为____________，它的最高化合价 为________。 (2)B 的化学式为__________，B 和碳反应生成 A 和 E 的化学方 程式是___________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)C 的化学式为________，D 的化学式为________。 【解析】 由“A 为地壳中含量仅次于氧的非金属单质，晶体结 构与金刚石相似”推知 A 为 Si，根据 B――→加碳 高温 A＋E，B ――→加氧化钙 高温 C， B ――→加氢氧化钠 加热 D＋H2O，不难推知 B 为 SiO2，C 为 CaSiO3，D 为 Na2SiO3。 【答案】 (2)SiO2 SiO2＋2C=====高温 Si＋2CO↑ (3)CaSiO3 Na2SiO3 14．有一种矿石，测定其含有的镁、硅、氧三种元素的质量比为 12∶7∶16。 (1)用盐的组成表示其化学式：___________________________； (2)用氧化物的组成表示其化学式：_______________________； (3)该矿石的成分属于________(填物质的分类)。 【解析】 硅酸盐用氧化物的形式表示时，必须遵循各元素化合 价不变的原则。矿石中 Mg、Si、O 三种元素原子个数比为12 24 ∶ 7 28 ∶16 16 ＝2∶1∶4。故其化学式为 Mg2SiO4。 【答案】 (1)Mg2SiO4 (2)2MgO·SiO2 (3)硅酸盐 海水中的元素(附参考答案) 一、选择题 1．海水是一个巨大的化学资源宝库，下列有关海水综合利用的 说法正确的是( ) A．从海水中可以得到 NaCl，电解熔融 NaCl 可制备 Cl2 B．海水蒸发制海盐的过程中只发生了化学变化 C．海水中含有钾元素，只需经过物理变化就可以得到钾单质 D．利用潮汐发电是将化学能转化为电能 【答案】 A 2．在盛有溴水的三支试管中分别加入少量苯、四氯化碳和酒精， 振荡后静置，出现下列现象，正确的结论是( ) A．①加 CCl4 ②加苯 ③加酒精 B．①加酒精 ②加 CCl4 ③加苯 C．①加苯 ②加 CCl4 ③加酒精 D．①加苯 ②加酒精 ③加 CCl4 【答案】 C 3．下列溶液能与镁反应生成氢气的是( ) A．氯化铵溶液 B．氢氧化钠溶液 C．碳酸钾溶液 D．硝酸溶液 【解析】 Mg 是排在氢之前的活泼金属，所以遇到显酸性的溶 液会放出 H2，氯化铵溶液因为 NH＋ 4 ＋H2O NH3·H2O＋H＋，铵根 离子的水解显酸性，所以放出 H2；NaOH 溶液呈碱性，不能与 Mg 反应；K2CO3 溶液因 CO 2－ 3 的水解呈碱性，与 Mg 不反应；硝酸与金 属反应，＋5 价的氮得到电子被还原，H＋不得电子，故不能生成 H2。 【答案】 A 4．(2012·莱西质检)在溴水中加入或通入下列物质： ① 镁 粉 ②SO2 ③H2S ④AgNO3 溶 液 ⑤NaHCO3 溶 液 ⑥NH3 ⑦KI，能使溶液退色的是( ) A．全部 B．④⑦ C．除⑦外 D．②③④⑤ 【解析】 KI 与溴水反应后生成 I2，I2 溶于水形成碘水，碘水仍 然有颜色。 【答案】 C 5．许多国家十分重视海水资源的综合利用。不需要化学变化就 能够从海水中获得的物质是( ) A．氯、溴、碘 B．钠、镁、铝 C．烧碱、氢气 D．食盐、淡水 【解析】 本题考查海水资源的综合利用。获得 Cl2、NaOH、 H2 需要电解饱和食盐水；获得 Na、Mg、Al 需电解相应熔融物，Br2、 I2 需由 Br－、I－氧化得到；食盐、淡水分别通过海水蒸发、蒸馏即可 得到。 【答案】 D 6．(2012·日照模拟)某学生做如下实验：第一步，在淀粉 KI 溶液 中，滴入少量 NaClO 溶液，并加入少量稀硫酸，溶液立即变蓝；第 二步，在上述蓝色溶液中，滴加足量的 Na2SO3 溶液，蓝色逐渐消失。 下列叙述中该同学对实验原理的解释和所得结论不正确的是( ) A．第一步反应的离子方程式为：ClO－＋2I－＋2H＋===I2＋Cl－＋ H2O B．淀粉 KI 溶液变蓝是因为 I－被氧化为 I2，I2 遇淀粉变蓝色 C．蓝色逐渐消失的原因是 Na2SO3 溶液具有漂白性 D．微粒的氧化性由强到弱的顺序是：ClO－＞I2＞SO2－ 4 【解析】 NaClO 将 I－氧化生成 I2，I2 遇淀粉变蓝色，说明 ClO －具有强氧化性，加入 Na2SO3 溶液后，蓝色逐渐消失，说明 I2 又被还 原成了 I－，Na2SO3 具有还原性，两步实验可知微粒的氧化性 ClO －>I2>SO2－ 4 。 【答案】 C 7．(2012·三明质检)取体积相同的 KI、Na2SO3、FeBr2 溶液，分 别通入足量氯气，当恰好完全反应时，三种溶液消耗氯气的物质的量 相同，则 KI、Na2SO3、FeBr2 溶液的物质的量浓度之比为( ) A．2∶1∶2 B．2∶1∶3 C．6∶3∶2 D．3∶7∶1 【解析】 由于三种溶质与足量 Cl2 反应，1 mol KI→I2 失去 1 mol e－、1 mol Na2SO3→Na2SO4 失去 2 mol e－、1 mol FeBr2→Fe3＋和 Br2 失去 3 mol e－，当反应的 n(Cl2)相同时，即三种溶质失去相同的电子 数。假设均失去 1 mol e－，则需要：KI 为 1 mol、Na2SO3 为1 2 mol、 FeBr2 为1 3 mol，则所求为：1∶1 2 ∶1 3 ＝6∶3∶2，故选 C 项。 【答案】 C 8．将 0.03 mol Cl2 缓缓通入含有 0.02 mol H2SO3 和 0.02 mol HBr 的混合液中，则溶液中 H＋的浓度与通入的氯气的物质的量的关系是 下列图中的(纵坐标都表示氢离子的物质的量浓度)( ) 【解析】 因 H2SO3 的还原性比 HBr 强，故向二者的混合液中 通入氯气时，H2SO3 先被氧化，此时溶液中 n(H＋)、n(Cl－)及溶液中自 由移动的离子的浓度将增大，直至 H2SO3 被消耗完全；继续通入氯气， 则发生反应：Cl2＋2HBr===2HCl＋Br2，此时溶液中 n(Cl－)将继续增 大，而 c(Br－)则减小，但溶液中 H＋的浓度基本不变。 【答案】 B 9．溴是海水中重要的非金属元素。地球上 90%的溴元素以 Br－ 的形式存在于海水中，所以人们称溴为“海洋元素”。下列有关说法 中正确的是( ) A．从海水中提取溴时，一定不涉及氧化还原反应 B．苯与溴水反应生成溴苯 C．可以用 CCl4 萃取溴水中的溴 D．向 FeBr2 溶液中通入 Cl2 时，一定会发生如下反应： 2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－ 【解析】 从海水中提取溴，一般要经历浓缩、氧化和提取三个 步骤，故 A 不正确。苯只能与液溴在催化剂作用下发生取代反应， 故 B 不正确。FeBr2 与 Cl2 反应时，因 Cl2 的量不同，生成物不同， 题目中没有说明 Cl2 与 FeBr2 的量的关系。 【答案】 C 10．(2012·潍坊三县联考)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药 物和水产资源等(如图所示)。 下列有关说法不正确的是( ) A．从能量转换角度来看，框图中的氯碱工业是一个将电能转化 为化学能的过程 B．过程②中结晶出的 MgCl2·6H2O 要在 HCl 氛围中加热脱水制 得无水 MgCl2 C．在过程③⑤中溴元素均被氧化 D．过程①中除去粗盐中的 SO2－ 4 、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加 入化学药品的顺序为：Na2CO3 溶液→NaOH 溶液→BaCl2 溶液→过滤 后加盐酸 【解析】 A 正确；为防止水解，MgCl2·6H2O 要在 HCl 氛围中 加热脱水，B 正确；由 Br 元素化合价变化可知 C 正确；过程①中除 去粗盐中的 SO2－ 4 、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，Na2CO3 溶液要放到 BaCl2 溶液后面，这样才能将过量的 Ba2＋除去，D 不正确。 【答案】 D 二、非选择题 11．某校同学为探究 Br2、I2 和 Fe3＋的氧化性强弱，进行了如下 实验。 ①取少量 KI 溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再加入 CCl4， 振荡后静置，观察到下层液体呈紫红色； ②取少量 FeSO4 溶液于试管中，先加入溴水，振荡，再继续滴加 两滴 KSCN 溶液，振荡，观察到溶液呈红色。 (1)写出实验②中发生反应的离子方程式：___________________ ______________________________________________________。 (2)由上述两个实验，对物质的氧化性可以得出的正确结论是(填 序号)__________。 A．Br2＞I2 B．Fe3＋＞Br2 C．Br2＞Fe3＋ D．I－＞Br－ (3)已知 Fe3＋的氧化性强于 I2，请你从所给试剂中选择所需试剂， 设计一个实验证明。 ①FeCl3 溶液 ②碘水 ③KI 溶液 ④稀 H2SO4 ⑤淀粉溶液 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 【 答 案 】 (1)2Fe2 ＋ ＋ Br2===2Fe3 ＋ ＋ 2Br － 、 Fe3 ＋ ＋ 3SCN － ===Fe(SCN)3 (2)A、C (3)取少量 FeCl3 溶液于试管中，依次加入 KI 溶液和淀粉溶液， 振荡 溶液变蓝，说明生成了 I2，从而证明 Fe3＋的氧化性强于 I2 12．A 和 B 均为钠盐的水溶液，A 呈中性，B 呈碱性并具有氧化 性。下述为相关实验步骤和实验现象： 请回答： (1)写出 A、B、C 的化学式： A________，B________，C________。 (2)依次写出A→D、D→E(E 中含有某＋5价元素的含氧酸根离子) 和 B→F 的离子方程式：___________________________________； ______________________________________________________。 (3)写出将足量 F 通入 FeBr2 溶液中的离子方程式：_____________ ______________________________________________________。 【解析】 钠盐 A 能和 AgNO3 溶液反应生成一种难溶于稀硝酸 的黄色沉淀，可确定 A 为 NaI，C 为 AgI；黄绿色气体 F 是 Cl2；F 和 NaOH 溶液反应生成钠盐 B，根据 B 呈碱性并具有强氧化性，可 知 B 为 NaClO，NaClO 具有强氧化性，能氧化 NaI，少量 NaClO 能 将 NaI 氧化成 I2，进一步反应生成 NaIO3，其中 I 为＋5 价；Cl2 氧化 NaBr 生成 Br2，Br2 又能氧化 NaI 生成 I2。 【答案】 (1)NaI NaClO AgI (2)2I－＋ClO－＋H2O===I2＋Cl－＋2OH－ I2＋5ClO－＋2OH－===2IO－ 3 ＋5Cl－＋H2O ClO－＋Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2O (3)3Cl2＋2Fe2＋＋4Br－===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－ 13．(2012·广州六校联考)从海水中可提取多种化工原料，如图是 工业上对海水的几项综合利用的示意图： 请回答下列问题： (1)写出用海滩上的贝壳制取 Ca(OH)2 的化学方程式：_________ ______________________________________________________。 (2)写出电解饱和氯化钠溶液的化学方程式：________________ ______________________________________________________。 (3)写出电解熔融氯化镁制取镁的化学方程式：______________ _____________________________________________________。 (4)将电解生成的氯气通入氢氧化钠溶液中可得到一种消毒液， 写出反应的化学方程式：_____________________________________ ______________________________________________________。 (5)从经济效益角度看，该化工厂的厂址应选择在________。 【解析】 贝壳的主要成分是碳酸钙，煅烧碳酸钙可制得氧化钙， 氧化钙与水反应即可制得氢氧化钙；Cl2 与 NaOH 反应可制得具有漂 白作用的 NaClO；该工厂需用到大量海水，所以厂址应选在海边。 【答案】 (1)CaCO3=====高温 CaO＋CO2↑， H2O＋CaO===Ca(OH)2 (2)2NaCl＋2H2O=====通电 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ (3)MgCl2=====通电 Mg＋Cl2↑ (4)2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O (5)海边 14．(2011·潍坊模拟)某化学研究性学习小组在实验室中模拟海水 提取溴的过程，其实验流程如下： (1)取 24 L 除去悬浮杂质后的海水，浓缩至 2 L； (2)向其中通入足量 Cl2，反应的离子方程式：_________________ _____________________________________，通入热空气的目的： ______________； (3)将吹出的Br2用纯碱溶液吸收，反应得到NaBr、NaBrO3和CO2， 反应的化学方程式：_____________________________________， 产生的 CO2 通入足量澄清石灰水中，得到 1 g 白色沉淀； (4)请计算海水中溴的浓度为________g·L－1。 【解析】 通过反应 Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－置换出溴单质后， 一般用热空气或水蒸气将 Br2 吹出；根据各步反应，可确定如下关系： Br2～CO2～CaCO3，根据 CaCO3 的质量可求出原 24 L 海水中 Br2 的 质量为160 g·mol－1×1 g 100 g·mol－1 ＝1.6 g，则海水中溴的浓度为1.6 g 24 L ≈0.07 g·L －1。 【答案】 (2)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－ 将 Br2 吹出 (3)3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑ (4)0.07