專題強化訓練四元素及其化合物一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．北宋沈括《夢溪筆談》中記載：“信州鉛山有苦泉，流以為澗。挹其水熬之則成膽礬，烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”。下列有關敘述錯誤的是()A.膽礬的化學式為CuSO4B.膽礬可作為濕法冶銅的原料C.“熬之則成膽礬”是濃縮結晶過程D.“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”是發生了置換反應2．二氧化硫可以與硫化氫發生歸中反應SO2＋2H2S=2H2O＋3S↓，S單質有多種同素異形體，S8是其中一種同素異形體，其結構如圖所示。下列說法錯誤的是()A.H2S分子的空間構型為V形B.該反應的氧化產物與還原產物的物質的量之比為2∶1C.1molS8中含有化學鍵的數目為8NAD.H2S中S—H鍵的鍵能大于H2O中O—H鍵的鍵能3．某同學設計用下圖的裝置制備少量的AlCl3(易水解)。下列說法錯誤的是()A.B裝置中所裝試劑為飽和的NaCl溶液，其作用是除去氯氣中的HClB.裝置C和F中的試劑均為濃硫酸，其作用是防止水蒸氣進入E中C.用50mL12mol·L－1的鹽酸與足量的MnO2反應，所得氯氣可以制取26.7gAlCl3D.實驗過程中應先點燃A處的酒精燈，待裝置中充滿黃綠色氣體時再點燃D處的酒精燈4．H2SO5(過一硫酸)為一元強酸，常溫常壓下為白色固體，結構簡式為，具有強氧化性。下列關于H2SO5及其鹽的說法錯誤的是()A.KHSO5為酸式鹽，水溶液顯堿性B.H2SO5中硫元素為＋6價C.S原子與O原子之間既存在σ鍵又存在π鍵D.H2SO5中硫原子的雜化方式為sp3雜化5．鋇鹽生產過程中排出大量的鋇泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Baeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(FeO2))2等]，由該鋇泥制取硝酸鋇eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(Ba\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NO3))2))的工藝流程如下：已知廢渣中含有Fe(OH)3。下列說法錯誤的是()A.“酸溶”時的不溶物成分主要為硅酸和硫酸鋇B.為了加快反應速率，“酸溶”時，可采取攪拌、高溫等措施C.“中和Ⅰ”加入的X可選用BaCO3D.廢渣經過加工可用來生產油漆或涂料6．下列有關物質的性質與用途對應且正確的是()A.膠體的膠粒帶電，利用這一性質可進行“血液透析”和“靜電除塵”B.納米鐵粉可以高效地去除污水中的重金屬離子是因為其具有較強的還原性C.FeCl3易發生水解，可用于腐蝕銅制的印刷電路板D.Al2O3具有兩性，可用作耐高溫材料7．某同學采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其他雜質)制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，設計了如下流程：下列說法不正確的是（）A.溶解燒渣選用足量硫酸，試劑X選用鐵粉B.固體1中一定含有SiO2，控制pH是為了使Al3＋轉化為Aleq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH))3，進入固體2C.在隔絕空氣條件下將溶液2蒸發濃縮、冷卻結晶即可得到FeSO4·7H2O產品D.若改變方案，在溶液1中直接加NaOH至過量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液經結晶分離也可得到FeSO4·7H2O8．鋅與一定濃度的硫酸反應，可用如圖裝置探究反應產物的組成，若實驗在標準狀況下進行，下列說法正確的是（）A.硫酸在反應中只作氧化劑B.U形管內的無水氯化鈣能用堿石灰代替C.若6.5g鋅與硫酸反應后，硫酸有剩余，c增重6.4g，此時無法確定d中是否收集到氣體D.若ag鋅與足量硫酸反應完全后，c增重bg，d內收集到VmL氣體，則eq\f(ag,65g·mol－1)＝eq\f(bg,64g·mol－1)＋eq\f(VmL,22400mL·mol－1)9．化工生產中用Na[]（次磷酸鈉）進行化學鍍銅，反應的化學方程式為CuSO4＋2NaH2PO2＋2NaOH=Cu＋2NaH2PO3＋Na2SO4＋H2↑。下列說法正確的是（）A.化學反應中，還原產物為NaH2PO3B.CuSO4溶液中離子濃度的大小順序為ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))))>ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu2＋))>ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH－))>ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H＋))C.溶液中H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))的電離方程式為H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))?H＋＋HPOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(2))D.NaH2PO3與過量NaOH反應生成Na2HPO3，判斷H3PO3為二元酸10．某固體混合物由CuSO4、NaAlO2、K2CO3、（NH4）2CO3中的兩種組成。現進行如下實驗：①將該固體混合物溶于水，得到澄清透明溶液，加入過量鹽酸，有氣體生成；②向①所得溶液中加入過量的碳酸氫銨，有氣體生成，同時析出白色沉淀。下列說法正確的是（）A.①②中生成氣體成分不同B.該實驗過程涉及氧化還原反應C.固體混合物由NaAlO2、K2CO3組成D.固體混合物中可能含有（NH4）2CO3二、非選擇題11．某活動小組利用廢鐵屑（含少量FeS等）為原料制備硫酸亞鐵銨晶體eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH4))2SO4·FeSO4·6H2O))M＝392g·mol－1，設計如圖所示裝置（夾持和加熱儀器略去）。稱取一定量去除油污的廢鐵屑于燒瓶中，加入適量的稀硫酸，在通風櫥中加熱，控制溫度在50～60℃充分反應。待燒瓶中溶液冷卻至室溫后加入氨水，使其反應完全，制得淺綠色懸濁液。（1）在實驗中A裝置選擇加熱的方式是，其原因是________________________________________________________________________。（2）C裝置的作用是除去少量的氣態硫化物，洗氣后試劑瓶中沒有沉淀生成，C裝置中發生的主要反應的離子方程式是________________________________________________________________________。（3）檢驗制得的（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O中是否含有Fe3＋的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）稱取4.9g產品，將產品用加熱煮沸的蒸餾水溶解，配成250mL溶液，每次分別取出50mL放入錐形瓶中，用0.02mol·L－1KMnO4酸性溶液滴定，三次實驗滴定管讀數見表：序號滴定前讀數/mL滴定后讀數/mL①023.16②2.1825.32③3.8628.88則硫酸亞鐵銨晶體產品的純度為。12．氫氧化鋰（LiOH）是重要的初加工鋰產品之一，可用于繼續生產氟化鋰、錳酸鋰等，在實驗室模擬用天然α型鋰輝石（主要成分是LiAlSi2O6）生產LiOH的一種工藝流程如下圖所示：已知：α型鋰輝石結構致密，化學性質比較穩定；β型鉀輝石結構比較疏松，化學性質比較活潑。回答下列問題：（1）將α型鋰輝石進行高溫燒結、冷卻磨礦、酸浸一系列操作的目的是。（2）操作1是。固體Ⅰ的主要成分是。（3）寫出生成固體Ⅱ的主要反應的離子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）凈化過濾時加入NaOH量不能過多，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（5）操作3采用0℃的原因是；某學生在實驗室中將常溫下100mL14.2%的Na2SO4溶液（密度為1.1g·cm－3）冷卻到0℃，其得到的Na2SO4·10H2O的質量為g（取2位小數）。（已知：在0℃時Na2SO4的溶解度為4.9g/100g水。）專題強化訓練四元素及其化合物1．解析：膽礬的化學式為CuSO4·5H2O，A項錯誤；濕法冶銅的原理是CuSO4＋Fe=Cu＋FeSO4，即膽礬可作為濕法冶銅的原料，B項正確；CuSO4溶液經熬制可以得到膽礬，是CuSO4溶液濃縮結晶的過程，C項正確；熬膽礬的鐵釜中發生的反應為CuSO4＋Fe=Cu＋FeSO4，屬于置換反應，D項正確。答案：A2．解析：H2S分子的中心原子的價層電子對數為4，VSEPR模型為正四面體形，S原子有2對孤電子對，所以H2S分子的空間構型為V形，A說法正確；該反應的氧化產物與還原產物均為S，二者的物質的量之比為2∶1，B說法正確；S8是由8個S原子形成的一個八元環，由題給結構可知，每個環有8個共價鍵，故1molS8單質中含有8NA個化學鍵，C說法正確；H2O的熱穩定性強于H2S的主要原因是O—H鍵比S—H鍵的鍵能大，D說法錯誤。答案：D3．解析：因濃鹽酸易揮發，則B裝置中所裝試劑為飽和的NaCl溶液，其作用是除去氯氣中的HCl，故A正確；由上述分析可知，裝置C和F中的試劑均為濃硫酸，其作用是防止水蒸氣進入E中，防止氯化鋁水解，故B正確；若鹽酸完全反應，neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(HCl))＝0.05L×12mol·L－1＝0.6mol，MnO2＋4HCl（濃）eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，可知生成氯氣為0.6mol×eq\f(1,4)＝0.15mol，由Cl原子守恒可知得到氯化鋁為0.15mol×2×eq\f(1,3)×133.5g·mol－1＝13.35g，且稀鹽酸與濃鹽酸不反應，則最終得到氯化鋁的質量小于13，35g，故C錯誤；實驗過程中應先點燃A處的酒精燈，將空氣排出后，防止Al與氧氣反應，待裝置中充滿黃綠色氣體時再點燃D處的酒精燈，故D正確。答案：C4．解析：過一硫酸為一元強酸，故KHSO5為正鹽，水溶液呈中性，A說法錯誤；過一硫酸中有一個過氧鍵，其中氧元素化合價為－1價，則硫元素化合價為＋6價，B說法正確；S原子與O原子之間既有雙鍵又有單鍵，因此既存在σ鍵又存在π鍵，C說法正確；由過一硫酸的結構簡式可知H2SO5中硫原子的雜化方式為sp3雜化，D說法正確。答案：A5．解析：“酸溶”時BaSiO3與硝酸反應生成硅酸，BaSO3與硝酸反應生成BaSO4，A說法正確；由于硝酸易揮發和分解，所以不能采用高溫的措施加快反應速率，B說法錯誤；利用BaCO3調節pH不引入新的雜質，C說法正確；廢渣中含有Fe（OH）3，Fe（OH）3分解得到的Fe2O3可用來生成油漆或涂料，D說法正確。答案：B6．解析：“血液透析”利用膠體粒子不能通過半透膜的性質，與膠粒帶電無關，A錯誤；利用納米鐵粉的還原性去除水體中的Cu2＋、Hg2＋等重金屬離子，B正確；FeCl3具有強氧化性，能與Cu等金屬反應，可用于腐蝕銅制的印刷電路板，與FeCl3易發生水解無關，C錯誤；Al2O3可用作耐高溫材料是因為其熔點高，而不是因為其具有兩性，D錯誤。答案：B7．解析：硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣（主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考慮其它雜質），混合物中加入足量硫酸，Fe2O3、Al2O3與酸反應生成的硫酸鐵、硫酸鋁，二氧化硅不反應，過濾，固體1為二氧化硅；在濾液中加入鐵粉將鐵離子還原為亞鐵離子，調節pH值使鋁離子完全生成氫氧化鋁沉淀，過濾，固體2為氫氧化鋁，溶液2為硫酸亞鐵，蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，得到硫酸亞鐵晶體。由流程分析可知，溶解燒渣選用足量硫酸，X為鐵粉，故A正確；由流程分析可知，固體1中一定含有SiO2，調節pH值使鋁離子完全生成氫氧化鋁沉淀，則固體2為氫氧化鋁，故B正確；亞鐵離子易被空氣中的氧氣氧化，而且受熱易失去結晶水，所以從溶液2得到FeSO4·7H2O產品的過程中，須控制條件防止其氧化和分解，故C正確；在溶液1中含有鐵離子和鋁離子，加過量的氫氧化鈉，鋁離子轉化為偏鋁酸根離子，鐵離子與氫氧根離子結合生成氫氧化鐵沉淀，所以最終得到的是硫酸鐵而不是硫酸亞鐵，故D錯誤。答案：D8．解析：硫酸與鋅反應時，既作氧化劑，又表現酸性，A錯誤；堿石灰能與生成的SO2反應，用堿石灰代替無水氯化鈣會影響測定結果，B錯誤；6.5g（0.1mol）鋅與硫酸反應生成SO2的化學方程式為Zn＋2H2SO4=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，若NaOH溶液增重6.4g，則生成0.1molSO2，此時可確定無H2產生，C錯誤；鋅與硫酸反應生成H2時有對應關系Zn～H2，生成SO2時，有對應關系Zn～SO2，根據質量守恒，可知eq\f(ag,65g·mol－1)＝eq\f(bg,64g·mol－1)＋eq\f(VmL,22400mL·mol－1)，D正確。答案：D9．解析：該反應中Cu和H兩種元素的化合價降低、P元素的化合價升高，所以Cu和H2是還原產物，A錯誤；CuSO4是強酸弱堿鹽，由于Cu2＋水解使得溶液呈酸性，所以：ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))))>ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(Cu2＋))>ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H＋))>ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(OH－))，B錯誤；由NaH2PO2的結構可知H3PO2是一元酸，所以H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))不可電離出H＋，C錯誤；由于NaOH過量，所以H2POeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))電離出的H＋可全部參加反應，由于生成Na2HPO3，所以H3PO3是二元酸，D正確。答案：D10．解析：加入過量鹽酸，有氣體生成，說明該固體混合物中存在COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，向①所得溶液中加入過量的碳酸氫銨，析出白色沉淀，說明①所得溶液中含有Al3＋，沒有Cu2＋，進而說明固體混合物中含有NaAlO2，因AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))與NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))在溶液中會發生雙水解反應而不能大量共存，故固體混合物中不含eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH4))eq\s\do7(2)CO3，固體混合物中存在兩種化合物，成分為NaAlO2和K2CO3。①中生成的氣體是CO2，故發生反應COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2H＋=H2O＋CO2↑，還發生反應4H＋＋AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))=Al3＋＋2H2O，②中發生反應H＋＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=H2O＋CO2↑、Al3＋＋3HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=Al（OH）3↓＋3CO2↑，①②中生成氣體成分相同，A錯誤；該實驗過程沒有元素化合價發生變化，故不涉及氧化還原反應，B錯誤；固體混合物由NaAlO2、K2CO3組成，C正確；固體混合物中一定不含有eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH4))eq\s\do7(2)CO3，D錯誤。答案：C11．解析：（1）在實驗中A裝置反應溫度是控制在50～60℃，選擇水浴加熱，能使燒瓶中的液體受熱均勻，便于控制溫度。（2）FeS與稀硫酸反應產生的氣態硫化物是H2S，洗氣后試劑瓶中沒有沉淀S生成，說明H2S被氧化為SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。（3）檢驗制得的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH4))eq\s\do7(2)SO4·FeSO4·6H2O中是否含有Fe3＋時注意防止Fe2＋被氧化，所以將硫酸亞鐵銨晶體用加熱煮沸過的蒸餾水溶解，然后滴加KSCN溶液。（4）由數據可知，第③次實驗數據誤差較大，舍棄，實驗測定消耗KMnO4溶液的平均體積為23.15mL；由滴定反應為5Fe2＋＋MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，得關系式5eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NH4))\s\do7(2)SO4·FeSO4·6H2O))～5Fe2＋～MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，故50mL溶液中含硫酸亞鐵銨晶體的質量為0.02mol·L－1×23.15×10－3L×5×392g·mol－1＝0.90748g，硫酸亞鐵銨晶體產品的純度為eq\f(0.90748g,\f(50,250)×4.9g)×100%＝92.6%。答案：（1）水浴加熱受熱均勻，便于控制溫度（2）5H2S＋8MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋14H＋=5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋8Mn2＋＋12H2O（3）將硫酸亞鐵銨晶體用加熱煮沸過的蒸餾水溶解，然后滴加KSCN溶液，若溶液變紅，則含Fe3＋，否則不含（4）92.6%12．解析：（1）由題給已知“α型鋰輝石結構致密，化學性質