文档内容
2025菁优高考化学解密之元素及其化合物（解答大题）
一．解答题（共25小题）
1．（2024秋•海淀区校级月考）碘单质（紫黑色固体，微溶于水，具有挥发性）及含碘化合物广泛用于
医药、染料等方面。回答下列问题：
（1）HI主要用于药物合成，通常用I 和P反应生成PI ，PI 再水解制备HI。PI 的空间结构是
2 3 3 3
。PI 的P—I键是由磷的 轨道与碘的5p轨道重叠形成σ键。
3
（2）I 的一种制备方法如图所示：
2
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为 ，生成的沉淀与硝酸反应，生成
后可循环使用。
②通入Cl 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为 ；若反应
2
物用量比n（Cl ）：n（FeI ）＝1.5时，氧化产物为 。
2 2
（3）以NaIO 为原料制备I 的方法是：先向NaIO 溶液中加入适量NaHSO ，恰好完全反应生成碘化
3 2 3 3
物；再向混合溶液中加入 NaIO 溶液，反应得到 I ，上述制备 I 的总反应的离子方程式为
3 2 2
。
（4）KI 溶液和 CuSO 溶液混合可生成 CuI 沉淀和 I ，若生成 1mol I ，消耗的 KI 至少为
4 2 2
mol。I 在KI溶液中可发生反应I +I﹣ 。实验室中使用过量的KI与CuSO 溶液反应后，过滤，滤
2 2 4
液经蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过⇌量KI的原因是 。
（5）I 与足量F 在一定条件下发生反应可生成卤素互化物IF ，写出其与H O发生的非氧化还原反应
2 2 7 2
的化学方程式 。
2．（2024秋•贵阳月考）目前，通过海水晒盐可制得粗盐固体，将粗盐（主要成分是 NaCl）固体溶于水
并过滤得到无色溶液中可能含有 Na+、Cu2+、Cl﹣、Ca2+、Mg2+、 、 、OH﹣等离子，某兴趣
小组对该粗盐溶液进行实验（已知：CaSO 在20℃时的溶解度为0.202g）：
4
Ⅰ.取少量粗盐溶液滴入紫色石蕊溶液，溶液未出现蓝色。
Ⅱ.取少量粗盐溶液滴入足量的BaCl 溶液，有白色沉淀产生。过滤，向该白色沉淀中滴入足量的稀盐
2
酸，无气体生成。
Ⅲ.取少量粗盐溶液滴入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成。过滤，向滤液中加入Na CO 溶液，有
2 3
1白色沉淀生成。
Ⅳ.该兴趣小组对该粗盐进行分离提纯如图所示：
请回答下列问题：
（1）根据题干信息及Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ现象判断，原粗盐溶液中肯定不存在的离子是
，肯定存在的离子是 。
（2）根据Ⅲ的实验现象，写出可能发生的离子方程式： 。
（3）在Ⅳ中，操作①②均要用到的玻璃仪器是 。
（4）一系列操作中获得NaCl晶体的操作名称是 。
（5）一系列操作中还需要依次加入 （填序号）溶液来除去粗盐溶液中的杂质离子。
A.Na CO 、BaCl 、NaOH、HCl
2 3 2
B.BaCl 、NaOH、Na CO 、HCl
2 2 3
C.Na CO 、NaOH、BaCl 、HCl
2 3 2
D.NaOH、Na CO 、BaCl 、HCl
2 3 2
（6）已知A是一种单质，氯化钠溶液通电后，发生反应的离子方程式为 。
3．（2024秋•贵阳月考）生活中处处都有化学。化学与生产、生活息息相关，请回答下列问题：
Ⅰ.家里厨卫中有许多化学物质。厨房里有食盐（主要成分① NaCl）、白醋（主要成分
②CH COOH）、料酒（主要成分③C H OH）、小苏打（主要成分④NaHCO 、天然气（主要成分
3 2 5 3
⑤CH ）、菜刀（主要材料⑥Fe）等；卫生间有洁厕灵（主要成分⑦浓盐酸）、“84”消毒液（主
4
要成分⑧NaClO）等。
（1）上述标有序号的物质中属于电解质的是 （填序号，下同）；能够导电的是
。
（2）将⑦与④的溶液混合，写出反应的离子方程式： 。
（3）次磷酸和②CH COOH都属于一元酸，次磷酸的化学式为 H PO ，则H PO 与过量氢氧化钠溶
3 3 2 3 2
液反应，生成的正盐的化学式为 。
Ⅱ.侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献，某实验小组根据侯德榜联合制碱工艺设计了简化的
制碱工艺如图所示：
2（4）第④步的化学方程式为 ，该过程中可以循环使用的物质是
。
（5）某实验小组按照上述原理制备纯碱，经检验该纯碱中还含有 NaHCO ，欲测定制备的纯碱中
3
Na CO 的质量分数，提出了以下四种方案，你觉得不合理的是 （填序号）。
2 3
A.取ag混合物充分加热，质量减少bg
B.取ag混合物与足量的盐酸进行充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到bg固体
C.取ag混合物与足量NaOH充分反应，得到bg溶液
D.取ag混合物与足量的稀硫酸充分反应，逸出的气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加bg
（6）氯化铵可用作肥料，从分离出碳酸氢钠晶体的母液中加入 NaCl固体后可以分离出氯化铵晶体，
根据氯化铵和氯化钠溶解度曲线（如图），需采用的操作是 、过滤、洗涤、干燥。
4．（2023秋•福州月考）我国拥有很长的海岸线，具有丰富的海洋资源。
Ⅰ．盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液，其中除含镁盐外，还含有其他盐类（如图甲所示）。
（1）根据图甲所示，写出盐卤中含量最多的盐为 。（填化学式）
（2）图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线，将盐卤加热到t ℃以上，根据溶解度曲线，首先析出的晶
2
体应是 。（填化学式）
（3）如图是常用于混合物的分离和提纯的装置：
3粗盐的提纯应选择图 （填字母，下同）装置，若实验中为了除去粗盐中的 Ca2+、Mg2+、
等杂质离子加入试剂的顺序可以是 。
A．NaOH、Na CO 、BaCl 、HCl
2 3 2
B．NaOH、BaCl 、Na CO 、HCl
2 2 3
C．Na CO 、BaCl 、NaOH、HCl
2 3 2
D．BaCl 、NaOH、Na CO 、HCl
2 2 3
Ⅱ．海带是一种含碘量很高的海藻，从中提取的碘广泛应用于医药、食品和化工。实验室里从海带中
提取碘的流程如图。
（4）实验步骤①会用到下列仪器中的 （填字母）
a．酒精灯
b．蒸发皿
c．坩埚
d．泥三角
（5）设计实验证明第③步操作后滤液中K+的存在， 。
（6）“提取碘”存在以下两种方案。
①方案乙中“操作X”的名称是 。
4②该流程可循环利用的物质是 。
③采用方案乙得到纯碘的产率较低，原因是 。
5．（2024秋•宿迁月考）金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
（1）为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、 以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，
步骤如下（用于沉淀的试剂均过量）
称取粗盐 滤液 精盐步骤②和④顺
序是否可以颠倒，其原因是 ；步骤⑤所使用的玻璃仪器有
；步骤⑦实验标识 ，实验时应 。
（2）NaCl的熔点为：800.8℃。工业上，采用电解熔融的NaCl和CaCl 混合盐，制备金属Na，电解
2
的 化 学 方 程 式 为 ： 2NaCl （ 熔 融 ） 2Na+Cl ↑ ， 加 入 CaCl 的 目 的 是
2 2
。
（3）采用空气和Na为原料可直接制备Na O 。空气与熔融的金属Na反应前需依次通过的试剂为
2 2
、 （填序号）。
a．浓硫酸
b．饱和食盐水
c．NaOH溶液
d．KMnO 溶液
4
（4）向酸性KMnO 溶液中加入Na O 粉末，观察到溶液褪色，发生如下反应。
4 2 2
_____ +_____H++_____Na O ＝_____Mn2++_____Na++_____O ↑+_____H O配平上述离子方程式
2 2 2 2
。该反应说明Na O 具有 （选填“氧化性”“还原性”或“漂白性”）。
2 2
（5）烧碱常用于造纸工业，某造纸厂制浆及废水处理流程如图：
5其中“制浆”是将木材、竹子等原料与烧碱共煮，制得纸浆，烧碱在制浆过程中转化为Na CO 。制浆
2 3
废水中大部分碱性物质被回收利用，剩余的有机物在细菌池被微生物分解除去。
①反应a的化学方程式为 。
②为防止细菌失活，须先调pH至中性。下列物质中，可实现该目的的有 （填选项字母）。
A．H SO
2 4
B．NaHSO
4
C．NaOH
D．NaHCO
3
6．（2024秋•南岗区校级月考）ClO 在常温下为黄色气体，熔点为﹣59.5℃，沸点为11℃，易溶于水，
2
其水溶液是一种广谱杀菌剂，在碱性环境中易发生反应：4ClO +4OH﹣═3 +ClO﹣+2H O。ClO 的
2 2 2
制备方法有多种。请回答下列问题：
（1）一种有效成分为NaClO 、NaHSO 、NaHCO 的“二氧化氯泡腾片”，溶于水时逸出大量CO ，
2 4 3 2
同时NaClO 在酸性条件下发生自身氧化还原反应，得到NaCl和ClO 的混合溶液。
2 2
①NaClO 中氯元素的化合价为 。
2
②上述反应过程中生成ClO 的离子方程式为 。
2
（2）实验室可用图示中装置制备、收集ClO （夹持装置略）。
2
①装置A中发生反应的化学方程式为 。
②为了使装置B能收集到更多的ClO ，可采取的措施为 （填一条）。
2
（3）ClO 的稳定性较差，易分解，常用H O 溶液和NaOH溶液将其转化为NaClO 进行保存。该反应
2 2 2 2
中每生成1个O 分子，转移电子的数目为 。若加入过量NaOH溶液，可能导致的后果是
2
。
7．（2024秋•静海区校级月考）碘（紫黑色固体，微溶于水，具有挥发性）及其化合物广泛用于医药、
染料等方面。回答下列问题：
（1）I 的一种制备方法如图所示：
2
6①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为 ，生成的沉淀与硝酸反应，生成
（填化学式）后可循环使用。
②通入Cl 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为 ；若反应
2
物用量比 ＝1.5时，氧化产物为 。
（2）以NaIO 为原料制备I 的方法是：先向NaIO 溶液中加入适量NaHSO ，恰好完全反应生成碘化
3 2 3 3
物；再向混合溶液中加入 NaIO 溶液，反应得到 I ，上述制备 I 的总反应的离子方程式为
3 2 2
。
（3）KI溶液和CuSO 溶液混合可生成CuI沉淀和I 。
4 2
已知：I 在KI溶液中可发生反应I +I﹣ 。
2 2
①若生成1mol I ，至少消耗的KI的物⇌质的量为 。
2
②实验室中使用过量的KI与CuSO 溶液反应后，过滤，滤液经蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量
4
KI的原因是 。
8．（2024•浙江开学）氮及其化合物对生命、生产生活意义重大。NH 是重要的化工原料，可制备硝酸
3
和肼（N H ，具有较强还原性）。
2 4
（1）写出过量NH 发生反应Ⅰ的化学方程式 。
3
（2）下列说法不正确的是 。
A．硝酸能使蛋白质变性
B．步骤Ⅱ应将CO（NH ） 溶液滴入NaClO溶液中
2 2
C．硝酸工业排放的NO 尾气可用NH 处理，生成无污染的物质
x 3
D．实验室可借助浓氨水和熟石灰反应快速制取少量氨气，且用无水CaCl 干燥
2
（3）①N H 是一种二元弱碱：25℃时，N H 第一步电离平衡常数K 的值为 （已
2 4 2 4 b1
7知：N H +H+ N K＝8.7×107）
2 4 2
②若硝酸的结⇌构可表示为： ，已知硝酸与水分子可形成结晶水合物2HNO •H O，每个水分子形
3 2
成三个氢键，含有六元环状结构。请写出2HNO •H O的结构式 （氢键用
3 2
“…”表示）。
（4）已知反应Ⅲ歧化生成两种含氧酸盐，写出该反应的离子方程式 ；
根据所提供的试剂，设计实验检验溶液A中较低价态的含氧酸根离子 ；
（可供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、（NH ） Fe（SO ） 溶液、KSCN溶液、KMnO 溶液）
4 2 4 2 4
9．（2024•河南开学）氨（NH ）和联氨（N H ）是氮元素的两种重要氢化物。联氨常温下是无色液体，
3 2 4
易溶于水，具有强还原性。
（1）联氨分子的电子式为 ，其中氮元素化合价为 。
（2）联氨可以通过碱性条件下NaClO氧化NH 制得，离子反应方程式为 ，
3
若用如图所示装置完成上述反应，分液漏斗中的试剂是 （填“碱性NaClO溶液”
或“氨水”）。
（3）联氨具有强还原性，可以将铁锈（Fe O ）还原为磁性氧化铁，以减缓铁的锈蚀，并产生无污染
2 3
气体，写出该反应的化学方程式 。
（4）氨的催化氧化是制硝酸的重要步骤，氨催化氧化制NO时会有副产物N O生成，若NO与N O的
2 2
物质的量之比为8：1，则参加反应的n（NH ）：n（O ）＝ 。
3 2
（5）利用NH 催化还原NO以净化工业尾气，有氧条件下，Fe3+催化NH 还原NO的反应历程如图所
3 3
示。
8①过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②该反应的总化学方程式为 。
10．（2024春•溧阳市期末）氮及其化合物是重要的化工原料。
回答下列问题：
（1）制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置已略去）。实验室制取氨气的方程式为
。若用如图装置，用胶头滴管向烧瓶内挤压少量水，形成喷泉的原理是 。
（2）氨气是现代工业、农业生产中最基础的化工原料之一，已知：N
2
（g）+3H
2
（g）
催化剂
高温、高压
2NH （g） ΔH＝﹣92.4kJ•mol﹣1，相同条件下，将 amol N 与足量的 H 反应，放⇌出的热量
3 2 2
（填：“＞”“＜”或“＝”）92.4akJ。“哈伯法”合成氨的工业条件为400～500℃，10∼30Mpa，
是综合考虑了 因素（答两点即可）。
（3）“哈伯法”的原料H 来自化石燃料，该过程会产生大量温室气体CO ，近年来有科学家提出通
2 2
过电解氮气和水合成氨气。科研小组成员在常温常压下进行了多次实验，实验数据记录如下表：
电压/V N 通入速率（mL/min） NH 生成速率（mL/min）
2 3
0.2 12.5 0.734
0.3 12.5 0.980
0.4 12.5 0.936
0.5 12.5 0.749
①观察上表，写出你的观点 。
②计算表中NH 的最大产率＝ 。（产率＝实际产量/理论产量×100%。常温常压下V ＝
3 m
24.5L•mol﹣1）
（4）某同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。用xmol Fe和含有ymol HNO 的稀硝酸进行实验，若
3
HNO 只被还原成 NO，若反应结束后的溶液中 n（Fe3+）：n（Fe2+）＝3：2，则x：y的值为
3
。
（5）氮氧化合物的无害化处理。常温下将NO与H 的混合气体通入Ce（SO ） 与Ce （SO ） 的混
2 4 2 2 4 2
合溶液中可实现无害化处理，其转化过程如图所示。
9写出转化Ⅱ的离子反应方程式 。
11．（2023秋•烟台期末）研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。回答下列问题：
（1）一种新型人工固氮的原理如图。该转化过程①②③反应中为氧化还原反应的是 （填
编号）。假设每一步均完全转化，每生成0.4mol NH ，同时生成 mol O 。
3 2
（2）在催化剂的作用下，向280∼420℃的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物
质。写出NH 消除NO 的化学反应方程式： 。
3 2
（3）废水中氮的主要存在形态是硝态氮（以 存在）和氨氮（以NH 、 存在），还原法和氧化
3
法是去除废水中氮的重要方法。
①还原法：控制其他条件相同，去除pH＝1的某含氮废水（废水中总氮≈10mg•L﹣1）中的硝态氮，
图1为只加过量Na SO 、图2为同时加过量Fe粉与Na SO 时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图
2 3 2 3
像。
10分析上述图像，图1中生成N
2
的离子方程式为 ；图2中20∼60min内发生主
要反应的离子方程式为 。
②氧化法：利用NaClO将水体中氨氮氧化为N 。已知氧化性：HClO＞ClO﹣，还原性：NH ＞ 。
2 3
研究发现，控制其他条件相同，当废水pH为1.25∼2.75范围内，氨氮去除率随pH降低而升高，分析
原因是 ；当废水pH为2.75∼6.00范围内，氨氮去除率随pH降低而下降，分
析原因是 。
12．（2024春•越秀区校级期末）工业合成氨技术开创了人工固氮的重要途径，但能耗高、碳排放量大。
开发温和条件下合成氨的新工艺意义重大。
（1）氮的固定有以下常见方式：
生物固氮：N NH
2 3
工业合成氨：N +3H 2NH
2 2 3
通过雷电固氮： 。（写出反应方程式）
（2）断开氮分子中的N≡N键，需要 能量（填“吸收”或“释放”）。
11（3）已知高温不利于提高工业合成氨中N 的平衡转化率。
2
①生产中依然选择高温合成氨，目的是 ．
②针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了采用M—LiH（M表示金属）复合催化剂的解
决方案。做对比实验，测得反应速率如图所示。
资料：用单位时间内每克催化剂所获得的NH 的物质的量表示反应速率
3
a．无LiH，催化效率最高的金属是 。
b．有LiH，反应速率明显增大。文献报道了M—LiH可能的催化过程如下：
i．N ＝2N（在M表面解离）
2
ii．N+LiH＝LiNH
iii． 。
在较低压强、较低温度下合成了NH ，这是合成氨反应研究中的重要突破。
3
（4）最近，我国科研人员报道了一种氯化镁循环法，可进一步降低能耗。该方法的总反应为：
2N +6H O＝4NH +3O 。转化关系如图：
2 2 3 2
①A是 。
②科研人员将X与Mg 15N 混合反应，证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应，产物
3 2
中 ＝ 。
12（5）NH 可用于电化学气敏传感器，工作原理如图所示，回答下列问题：
3
①溶液中K+往Pt电极 （填“a”或“b”）移动。
②Pt电极b）的电极反应式为 。
③该传感器在工作过程中Pt电极（a）周围溶液pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。
④该传感器反应消耗的NH 与O 的物质的量之比为 。
3 2
13．（2024春•河北区期末）依据如图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
（1）图1中，X的化学式为 ，从氮元素化合价上看，X具有 性（填“氧化”
或“还原”）。
（2）回答下列关于NH 的问题。
3
①实验室常用NH Cl与Ca（OH） 制取氨气，该反应的化学方程式为 。
4 2
②下列试剂不能用于干燥NH 的是 （填字母）。
3
A．浓硫酸
B．碱石灰
C．NaOH固体
③若要收集一瓶氨气，请将收集装置补充完整，在图2虚线框内画出连接图。
④氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，写出其催化氧化的化学方程式：
。
（3）回答下列关于NO、NO 的问题。
2
①汽车排气管上装有催化转化器，可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO反应
13可转化为无害气体，写出反应的化学方程式： 。
②NO和NO 按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收生成亚硝酸钠和水，写出反应的化学方程式：
2
。
14．（2024春•安宁区校级期末）依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
（1）图中X的化学式为 ，从化合价上看，X具有 性（填“氧化”或“还原”）。
（2）写出NO 与水反应的化学方程式 。
2
（3）写出稀硝酸与铜反应的离子方程式 。
（4）实验室常用NH Cl与Ca（OH） 制取氨气，写出反应的化学方程式 。
4 2
（5）下列试剂不能用于干燥NH 的是 （填字母）。
3
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体
（6）氨气是重要的化工原料，写出其催化氧化的化学方程式 。
15．（2023春•赣县区校级月考）某学习小组探究不同含硫物质的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂完成 → 的转化。
试剂：①浓H SO ②稀H SO ③酸性KMnO 溶液④Na SO 溶液⑤Cu⑥品红溶液
2 4 2 4 4 2 3
（1）写出完成转化的化学方程式： 。
（2）设计实验，证明实现该转化（写出操作和现象）： 。
任务Ⅱ.完成硫元素在 、 、 价之间的转化。
查阅资料：+2价硫在酸性条件下不稳定，易发生自身氧化还原反应。
SO Na SO Na S O X
2 2 3 2 2 3
（3）①中加入的物质是 ，写出③的离子方程式： 。
任务Ⅲ.工业上常用空气催化氢氧化法除去电石渣浆（含 CaO）上清液中的 S2﹣，并制取石膏
CaSO •2H O，其中的物质转化过程如图所示。
4 2
14（4）过程Ⅱ中，反应的离子方程式为 。
（5）根据物质转化过程，若将10L上清液中的S2﹣转化为 （S2﹣浓度为320mg/L），理论上共需
要标准状况下的O 的体积为 L。
2
16．（2024•翠屏区校级开学）硫元素和氮元素在化学实验、化工生产中扮演着重要角色。回答下列问题：
Ⅰ．图1是自然界中硫元素的存在示意图，图2是硫元素化合价——物质类别关系。
（1）图2中X对应图1中物质的化学式为 ，X与Z的反应中氧化剂与还原剂的物质的量
之比为 。
（2）M的浓溶液与金属铜反应的化学方程式为 。
（3）某工厂所用燃煤中硫的质量分数为0.64%，该厂每天消耗燃煤10 t，若将产生的SO 均用于生产
2
硫酸，理论上每季度（按90天记）可得98%的浓硫酸的质量为 t。
Ⅱ．氮元素化合价——物质类别关系如图3。
（4）物质B为空气中含量最高的成分，其结构式为 。
（5）实验室以NH Cl固体为主要原料制备A气体。为收集到干燥纯净的该气体，常用的干燥剂是
4
；A 气体极易溶于水，欲吸收尾气中的 A（已知：A 难溶于 CCl ），下列装置中可选用
4
15（填字母标号）。
17．（2024秋•海淀区月考）HNO 是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO 。
3 3
（1）方法一：早期以硝石（含NaNO ）为氮源制备HNO ，反应的化学方程式H SO （浓）+NaNO
3 3 2 4 3
＝NaHSO +HNO ↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。
4 3
（2）方法二：以NH 为氮源催化氧化制备HNO ，反应原理分三步进行。
3 3
①第I步反应的化学方程式为 。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2nmol NO和nmol O ，进行反应。在
2
不同压强下（P 、P ），反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。从平衡角度解释y
1 2
点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。
（3）人工固氮是高能耗的过程，结合N 分子结构解释原因 。
2
（4）NO 是汽车尾气中的主要污染物之一。
x
①NO 能形成酸雨，写出NO 转化为HNO 的化学方程式 。
x 2 3
②汽车发动机工作时会引发N 和O 反应，其能量变化示意图如图：
2 2
写出该反应的热化学方程式： 。
③在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO 的排放。当尾气中空气不足时，NO 在催化转
x x
化器中被还原成N 排出。写出NO被CO还原的化学方程式：
2
18．（2024秋•沈阳月考）SO 、NO 为常见的空气污染物，会引起酸雨、光化学烟雾等污染问题。研究
2 x
者以多种方法进行“脱硫”“脱硝”。
（1）利用工业废碱渣（主要成分为Na CO ）来吸收含SO 的烟气，同时得到Na SO 粗品。其流程如
2 3 2 2 3
图所示：
16①操作1和操作2中均包含的分离技术为 。
②SO 被Na CO 溶液吸收时，会释放出一种无色无味气体，该气体是 （填化学式）。
2 2 3
（2）利用含有SO 的烟气制备NaClO 。其流程如图所示：
2 2
①反应a的化学方程式为 。
②反应b中的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
（3）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”“脱硝”。控制溶液的pH＝5.5，一定时间内，温
度对SO 、NO脱除率的影响如图1所示，酸碱性对NO脱除率的影响如图2所示：
2
已知烟气中SO 与NO的体积比为4：1，且吸收后转化为： 、 。
2
①NO在吸收过程中，反应的离子方程式是 。
②50℃时，吸收液中烟气转化生成的Cl﹣和 的物质的量之比为 。
③由图2可知NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高，其原因是 。
19．（2024•自流井区校级开学）氮、硫的氧化物都会引起环境问题，越来越引起人们的重视。如图是氮、
硫元素的各种价态与物质类别的对应关系：
17（1）硫酸是一种重要的化工产品。在实验室中，向蔗糖中加入浓硫酸会产生“黑面包”现象并有难闻
气味，其中产生难闻气味体现了浓硫酸的 （填“强氧化性”“吸水性”或“脱水性”）。
（2）由图，可知A为 （写分子式），从氮元素的化合价能否发生变化的角度判断，图
中既有氧化性又有还原性的含氮化合物有 ；在催化剂作用下CO跟NO反应生成两种
无毒气体的化学方程式为 。
（3）浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层，发生反应的化学方程式为
。
（4）工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO 的混合气体，使其转化为化工产品NaNO ，试写出其化
2 2
学方程式： 。
（5）工业上把海水先进行氧化，再吸收溴，达到富集溴的目的。常用的方法是先用热空气吹出 Br ，
2
再用SO 水溶液吸收Br 。取吸收后的溶液，向其中加入氯化钡溶液有白色沉淀析出。写出SO 水溶液
2 2 2
吸收Br 反应的离子方程式： 。
2
20．（2024秋•南岸区校级月考）硫、氮元素是重要的非金属元素，其价﹣类二维图如图所示。
（1）图中物质d的化学式是 。
（2）除去试管内壁附着的S，洗涤试剂为 （填“H O”或“CS ”）。
2 2
（3）将过量的a气体通入下列溶液中，几乎无现象的是 （填标号）。
A．KMnO 溶液
4
18B．CaCl 稀溶液
2
C．H O 溶液
2 2
D．品红溶液
（4）常温下，c的浓溶液可储存在铁罐中，其原因是 。
（5）实验室利用反应⑤制备NH 的化学方程式为 ，反应③的离子方程式为
3
。
（6）硫元素的部分转化如图所示。过程①可利用克劳斯法实现，该法先将部分H S通过燃烧转化为
2
SO ，再将SO 与剩余的H S混合。为实现硫的最大回收，燃烧的H S和剩余的H S物质的量之比应为
2 2 2 2 2
。过程②宜在土壤的 区实现（填“富氧”或“缺氧”）。
21．（2024秋•河南月考）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如
图是铁及其化合物的价类二维图的部分信息，回答下列问题：
（1）写出A、B的化学式： 、 。
（2）写出Fe（OH） 转化为FeCl 的离子方程式： 。
3 3
（3）某同学利用以下试剂研究FeCl 的性质：
2
①O ②Fe ③NaOH溶液 ④稀H SO
2 2 4
从物质类别角度看，FeCl 属于 （填“酸”“碱”或“盐”），可与 （填序号，下
2
同）发生反应；从化合价角度看，Fe2+具有还原性，可与发生 反应。
（4）高铁酸钠（Na FeO ）是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。
2 4
19①根据价类二维图，从化合价角度分析，Na FeO 具有 （填“氧化”或“还原”）性。
2 4
②工业上制备Na FeO 有多种方法，其中一种方法原理如下，请配平该化学方程式并用单线桥标出电
2 4
子转移。
□NaClO+□FeCl +□NaOH→□Na FeO +□NaCl+□H O
3 2 4 2
22．（2024秋•闵行区期中）“价类”二维图是学习金属元素及其化合物的重要工具，如图所示是铁及其
化合物的“价类”二维图。
（1）x代表的物质类别为 、Y代表具体物质是 ，Z在空气中转化为W的化
学方程式为 ；请写出检验是否有 W 胶体生成的方法
。
（2）（双选）下列反应能得到单质铁的是 。
A.Cu与FeCl 溶液反应
3
B.在高温下Al与Fe O 反应
3 4
C.在高温下CO与Fe O 反应
2 3
D.Fe（OH） 受热分解
2
（3）能说明Fe的还原性弱于Na的是 。
A.Na的熔点比Fe的熔点低
B.1mol Fe、Na分别与S反应，Fe失电子数多
C.Na与冷水剧烈反应，Fe与冷水不反应
D.Fe3+氧化性强于Na+
（4）实验室盛放 FeSO 溶液的试剂瓶中通常需要加入少量铁粉，铁粉的作用是
4
。
（5）某小组研究FeSO 性质，预测FeSO 能与 发生氧化还原反应（填序号）。
4 4
①NaOH溶液 ②氯水 ③稀盐酸 ④酸性KMnO 溶液 ⑤FeCl 溶液 ⑥碳酸钠
4 3
（6）为了检验FeCl 溶液是否被氧化，可向溶液中加入 （填选项编号）。
2
A，新制氯水
B.铁片
20C.KSCN溶液
D.石蕊试液
（7）铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用FeCl 溶液刻蚀铜制电路板，FeCl 被 （填“还原”或
3 3
“氧化”）为FeCl ．
2
（8）高铁酸钠是一种能杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业上可用 NaClO氧化Fe（OH）
3
的方法制备Na FeO ，其原理为3NaClO+2Fe（OH） +4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O，用单线桥法
2 4 3 2 4 2
表示该反应的电子转移方向和数目。 。
（9）合金具有许多优良性能，C919大型飞机使用了大量新型材料铝合金。下列物质属于合金的是
。
A.水银
B.青铜
C.白银
D.黄金
23．（2024秋•重庆月考）阅读下面一段材料并回答下列问题：
高铁酸钾使用说明书
【化学式】K FeO
2 4
【性状】暗紫色具有金属光泽的粉末，无臭无味
【产品特点】干燥品在室温下稳定，在强碱溶液中稳定，随着pH减小，稳定性下降，
与水反应放出氧气。K FeO 通过强烈的氧化作用可迅速杀灭细菌，有消毒作用，同时
2 4
不会产生有害物质。K FeO 与水反应还能产生具有强吸附性的Fe（OH） 胶体，可除
2 4 3
去水中细微的悬浮物，有净水作用
【用途】主要用于饮用水消毒净化、城市生活污水和工业污水处理
【用量】消毒净化1L水投放5mgK FeO ，即可达到卫生标准
2 4
（1） 中铁元素的化合价为 。
（2）制备K FeO 需要在 （填“酸性”、“碱性”或“中性”）环境中进行。
2 4
（3）下列关于K FeO 的说法中，不正确的是 。
2 4
A．是强氧化性的盐
B．固体保存需要防潮
C．其消毒和净化水的原理相同
D．其净水优点有：作用快、安全性好、无异味
（4）将K FeO 与水反应的化学方程式补充完整：
2 4
4K FeO + H O＝ Fe（OH） （胶体）+ + KOH
2 4 2 3
（5）高铁酸钠Na FeO 是一种新型的净水剂，可以通过下述反应制取：
2 4
2Fe（OH） +3NaClO+4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O
3 2 4 2
21①由上述化学原理可知Na FeO 的氧化性比NaClO的氧化性 （填“强”或“弱”）。
2 4
② 用 单 线 桥 法 在 方 程 式 中 标 出 电 子 转 移 的 情 况 ： 2Fe （ OH ） +3NaClO+4NaOH ＝
3
2Na FeO +3NaCl+5H O。
2 4 2
（6）在苛性碱存在的环境中，亚铁盐被过氧化钠高温氧化成高铁酸钠：
2FeSO +6Na O 2Na FeO +2Na O+2Na SO +O ↑，试推测该反应在熔融状态下进行而不在水溶液
4 2 2 2 4 2 2 4 2
中进行的原因是 。再加入适量饱和KOH溶液反应得到K FeO ，请写出制备
2 4
K FeO 的化学方程式： 。
2 4
24．（2024秋•南岗区校级月考）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工
具。如图是铁及其化合物的价类二维图的部分信息，请回答以下问题：
（1）分别写出A、B的化学式 、 。
（2）Fe O 与稀硫酸反应的离子方程式为 。
2 3
（3）某同学利用以下试剂研究FeCl 的性质，进行了如下预测：
3
①从化合价角度看，Fe3+具有氧化性，可能与 发生反应（填字母）。从物质类别角度看，
FeCl 属于盐，可能与 发生复分解反应（填字母）。
3
A．Cl
2
B．Fe
C．NaOH
D．H SO
2 4
E．AgNO
3
②向FeCl 溶液中滴加KSCN溶液（含K+和SCN﹣），溶液会变为红色，该反应可用来检验FeCl 溶
3 3
液中的Fe3+，其离子方程式为Fe3++3SCN﹣═Fe（SCN） 。向该红色溶液中继续滴加NaOH溶液，则
3
会生成红褐色沉淀，该反应的离子方程式为 。
25．（2024•望城区校级开学）物质类别与元素价态，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角，基于
物质类别和元素价态，既可预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途径。请结合铁元素的价类二
22维图回答下列问题：
（1）对于Fe O ，从物质类别来看，它属于 。
2 3
A．盐
B．碱
C．金属氧化物
D．非金属氧化物
（2）从物质类别和元素价态视角，下列预测Fe O 的性质错误的是 。
2 3
A．Fe O 具有氧化性
2 3
B．Fe O 可与铝反应
2 3
C．Fe O 可与稀盐酸反应
2 3
D．Fe O 可与NaOH溶液反应
2 3
（3）基于物质类别和元素价态，下列不能实现Fe→FeCl 转化的是 。
2
A．铁与氯气反应
B．铁与稀盐酸反应
C．铁与氯化铜溶液反应
D．铁与氯化铁溶液反应
（4）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 。
A．FeCl 的用途之一是五金蚀刻
2
B．Fe O 俗称铁红，可作外墙涂料
2 3
C．Fe（OH） 和Fe（OH） 均为红褐色固体
2 3
D．缺铁性贫血是由于人体血液中缺乏Fe3+
（5）某溶液中可能含有K+、Fe3+、 、Cl﹣，向该溶液中滴加硫氰化钾溶液后显红色，可确定该溶
液中一定含有 。
A．K+
B．Fe3+
C．
23D．Cl﹣
（6）能实现下列物质间直接转化的元素是 。
单质 氧化物 酸（或碱）
A．Cu
B．Fe
C．Si
D．Na
242025菁优高考化学解密之元素及其化合物（解答大题）
参考答案与试题解析
一．解答题（共25小题）
1．（2024秋•海淀区校级月考）碘单质（紫黑色固体，微溶于水，具有挥发性）及含碘化合物广泛用于
医药、染料等方面。回答下列问题：
（1）HI主要用于药物合成，通常用I 和P反应生成PI ，PI 再水解制备HI。PI 的空间结构是 三角
2 3 3 3
锥形 。PI 的P—I键是由磷的 s p 3 杂化 轨道与碘的5p轨道重叠形成σ键。
3
（2）I 的一种制备方法如图所示：
2
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为 Fe+2Ag I ＝ 2 I ﹣ +2Ag+F e 2 + ，生成的沉淀与硝酸反应，
生成 硝酸银 后可循环使用。
②通入Cl 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为 Fe I +Cl ＝ I +FeCl ；若反应物
2 2 2 2 2
用量比n（Cl ）：n（FeI ）＝1.5时，氧化产物为 I 。
2 2 2
（3）以NaIO 为原料制备I 的方法是：先向NaIO 溶液中加入适量NaHSO ，恰好完全反应生成碘化
3 2 3 3
物；再向混合溶液中加入NaIO 溶液，反应得到I ，上述制备I 的总反应的离子方程式为 2 +5
3 2 2
＝ 5 +3H + +H O+I 。
2 2
（4）KI溶液和CuSO 溶液混合可生成CuI沉淀和I ，若生成1mol I ，消耗的KI至少为 4 mol。
4 2 2
I 在KI溶液中可发生反应I +I﹣ 。实验室中使用过量的KI与CuSO 溶液反应后，过滤，滤液经蒸
2 2 4
馏可制得高纯碘。反应中加入⇌过量 KI 的原因是 保证所有的 C u 2 + 充分还原为 Cu I ，使平衡
正向移动，易使碘与 Cu I 分离 。
（5）I 与足量F 在一定条件下发生反应可生成卤素互化物IF ，写出其与H O发生的非氧化还原反应
2 2 7 2
的化学方程式 IF +4H O ＝ HIO +7HF 。
7 2 4
【答案】（1）三角锥形；sp3杂化；
（2）①Fe+2AgI＝2I﹣+2Ag+Fe2+；硝酸银；
25②FeI +Cl ＝ I +FeCl ；I ；
2 2 2 2 2
（3）2 +5 ＝5 +3H++H O+I ；
2 2
（4）4；保证所有的Cu2+充分还原为CuI，使平衡 正向移动，易使碘与CuI分离；
（5）IF +4H O＝HIO +7HF。
7 2 4
【分析】净化除氯后的海水，加入硝酸银进行富集，生成含有AgI的悬浊液，继续即加入铁粉，发生
反应Fe+2AgI＝2I﹣+2Ag+Fe2+；过滤掉析出的Ag，向FeI 中加入过量Cl ，具体生成物与氯气的通入
2 2
量有关，据此分析解题。
【解答】解：（1）PI 中心原子价层电子对数为3+ ＝4，且含有1个孤电子对，空间结构
3
是三角锥形，P原子为sp3杂化，PI 的P—I键是由磷的sp3杂化轨道与碘的5p轨道通过头碰头的方式
3
重叠形成σ键，
故答案为：三角锥形；sp3杂化；
（2）①由流程图可知悬浊液中含AgI，AgI可与Fe反应生成FeI 和Ag，FeI 易溶于水，在离子方程
2 2
式中能拆，故加入粉进行转化反应的离子方程式为Fe+2AgI＝2I﹣+2Ag+Fe2+，生成的银能与硝酸反应
生成硝酸银参与循环中，
故答案为：Fe+2AgI＝2I﹣+2Ag+Fe2+；硝酸银；
②通入Cl 的过程中，因I﹣还原性强于Fe2+，先氧化还原性强的I﹣，若氧化产物只有一种，则该氧化
2
产物只能是I ，故反应的化学方程式为FeI +Cl ＝ I +FeCl ，若反应物用量比n（Cl ）：ln（FeI ）＝
2 2 2 2 2 2 2
1.5时即Cl 过量，先氧化完全部I﹣再氧化Fe2+，恰好将全部I﹣和Fe2+氧化，故氧化产物为I 、FeCl ，
2 2 3
故答案为：FeI +Cl ＝ I +FeCl ；I ；
2 2 2 2 2
（3）先向NaIO 溶液中加入过量的NaHSO ，生成碘化物；再向混合溶液中加入 NaIO 溶液，反应得
3 3 3
到I ，I元素被还原为碘单质，S元素被氧化为硫酸根离子，根据得失电子守恒即电荷守恒，离子方程
2
式：2 +5 ＝5 +3H++H O+I ，
2 2
故答案为：2 +5 ＝5 +3H++H O+I ；
2 2
（4）KI溶液和CuSO 溶液混合可生成CuI沉淀和I ，反应离子方程式为2Cu2++4I﹣＝2CuI↓+I ，若生
4 2 2
产1mol I ，则至少需要4mol KI，已知I 在KI溶液中可发生反应： ，加入过量的KI，
2 2
可以保证所有的Cu2+充分还原为CuI，同时使平衡 正向移动，易于使碘与CuI充分分离，
26故答案为：4；保证所有的Cu2+充分还原为CuI，使平衡 正向移动，易使碘与CuI分离；
（5）IF 中I显+7价，F显﹣1价，故IF 与H O发生的非氧化还原反应生成HIO 和HF，化学方程式
7 7 2 4
为：IF +4H O＝HIO +7HF，
7 2 4
故答案为：IF +4H O＝HIO +7HF。
7 2 4
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生物质之间反应的掌握情况，试题难度中等。
2．（2024秋•贵阳月考）目前，通过海水晒盐可制得粗盐固体，将粗盐（主要成分是 NaCl）固体溶于水
并过滤得到无色溶液中可能含有 Na+、Cu2+、Cl﹣、Ca2+、Mg2+、 、 、OH﹣等离子，某兴趣
小组对该粗盐溶液进行实验（已知：CaSO 在20℃时的溶解度为0.202g）：
4
Ⅰ.取少量粗盐溶液滴入紫色石蕊溶液，溶液未出现蓝色。
Ⅱ.取少量粗盐溶液滴入足量的BaCl 溶液，有白色沉淀产生。过滤，向该白色沉淀中滴入足量的稀盐
2
酸，无气体生成。
Ⅲ.取少量粗盐溶液滴入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成。过滤，向滤液中加入Na CO 溶液，有
2 3
白色沉淀生成。
Ⅳ.该兴趣小组对该粗盐进行分离提纯如图所示：
请回答下列问题：
（1）根据题干信息及Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ现象判断，原粗盐溶液中肯定不存在的离子是 C u 2 + 、 OH ﹣ 、
，肯定存在的离子是 、 M g 2 + 、 C a 2 + 、 N a + 、 C l ﹣ 。
（2）根据Ⅲ的实验现象，写出可能发生的离子方程式： M g 2 + +2OH ﹣ ═ Mg （ OH ） ↓、 C a 2 + +2OH ﹣
2
═ C a （ OH ） ↓、 C a 2 + + ＝ CaCO ↓ 。
2 3
（3）在Ⅳ中，操作①②均要用到的玻璃仪器是 烧杯、玻璃棒 。
（4）一系列操作中获得NaCl晶体的操作名称是 蒸发结晶 。
（5）一系列操作中还需要依次加入 B （填序号）溶液来除去粗盐溶液中的杂质离子。
A.Na CO 、BaCl 、NaOH、HCl
2 3 2
27B.BaCl 、NaOH、Na CO 、HCl
2 2 3
C.Na CO 、NaOH、BaCl 、HCl
2 3 2
D.NaOH、Na CO 、BaCl 、HCl
2 3 2
（6）已知A是一种单质，氯化钠溶液通电后，发生反应的离子方程式为 2C l ﹣ +2H O
2
Cl ↑ +H ↑ +2OH ﹣ 。
2 2
【答案】（1）Cu2+、OH﹣、 ； 、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl﹣；
（2）Mg2++2OH﹣═Mg（OH） ↓；Ca2++2OH﹣═Ca（OH） ↓；Ca2++ ＝CaCO ↓；
2 2 3
（3）烧杯、玻璃棒；
（4）蒸发结晶；
（5）B；
（6）2Cl﹣+2H O Cl ↑+H ↑+2OH﹣。
2 2 2
【分析】将粗盐固体溶于水得到无色溶液，说明溶液中没有 Cu2+，Ⅰ．取少量粗盐溶液滴入紫色石蕊
溶液，溶液未出现蓝色，说明溶液中没有 OH﹣，Ⅱ．取少量粗盐溶液滴入足量的 BaCl 溶液，有白
2
色沉淀产生。过滤，向该白色沉淀中滴入足量的稀盐酸，无气体生成，说明没有 ，有 ，
Ⅲ．取少量粗盐溶液滴入过量的NaOH溶液，有白色沉淀生成，说明有 Mg2+ 过滤，向滤液中加入
Na CO 溶液，有白色沉淀生成，说明有 Ca2+，所以原粗盐溶液中肯定不存在的离子是 Cu2+ OH﹣，
2 3
，肯定存在的离子是 、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl﹣，据此分析判断。
【解答】解：（1）分析可知，原粗盐溶液中肯定不存在的离子是 Cu2+ OH﹣， ，肯定存在的离
子是 、Mg2+ Ca2+ Na+ Cl﹣，
故答案为：Cu2+、OH﹣、 ； 、Mg2+、Ca2+、Na+、Cl﹣；
（2）根据Ⅲ的实验现象，可能发生反应的离子方程式为：Mg2++2OH﹣═Mg（OH） ↓、Ca2++2OH﹣
2
═Ca（OH） ↓、Ca2++ ＝CaCO ↓，
2 3
28故答案为：Mg2++2OH﹣═Mg（OH） ↓；Ca2++2OH﹣═Ca（OH） ↓；Ca2++ ＝CaCO ↓；
2 2 3
（3）操作①由固体到液体：溶解，操作②后得固体和液体：过滤，在Ⅳ中，操作①②均要用到的
玻璃仪器是：烧杯、玻璃棒，
故答案为：烧杯、玻璃棒；
（4）一系列操作中获得NaCl晶体的操作名称为：蒸发结晶，
故答案为：蒸发结晶；
（5）一系列操作由粗盐溶液得到精盐除去 Ca2+ Mg2+， ，依次加入①过量 BaCl 溶液除
2
，②加入过量 Na CO 溶液除 Ca2+ 和过量的 BaCl ③加入过量NaOH溶液除去 Mg2+ ④加
2 3 2
入过量的稀盐酸除去②中过量的 Na CO 和③中过量的NaOH，其中①和②前后顺序不可换，
2 3
NaOH溶液顺序可换，盐酸必须最后加入，所以选择B的试剂添加顺序为：BaCl 、NaOH、Na CO 、
2 2 3
HCl，
故答案为：B；
（6）元素守恒，且A为单质为 Cl 发生反应的离子方程式为：2Cl﹣+2H O Cl ↑+H ↑+2OH
2 2 2 2
﹣，
故答案为：2Cl﹣+2H O Cl ↑+H ↑+2OH﹣。
2 2 2
【点评】本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、混合物
分离提纯、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，题目
难度中等。
3．（2024秋•贵阳月考）生活中处处都有化学。化学与生产、生活息息相关，请回答下列问题：
Ⅰ.家里厨卫中有许多化学物质。厨房里有食盐（主要成分① NaCl）、白醋（主要成分
②CH COOH）、料酒（主要成分③C H OH）、小苏打（主要成分④NaHCO 、天然气（主要成分
3 2 5 3
⑤CH ）、菜刀（主要材料⑥Fe）等；卫生间有洁厕灵（主要成分⑦浓盐酸）、“84”消毒液（主
4
要成分⑧NaClO）等。
（1）上述标有序号的物质中属于电解质的是 ①②④⑧ （填序号，下同）；能够导电的是
⑥⑦ 。
（2）将⑦与④的溶液混合，写出反应的离子方程式： 。
29（3）次磷酸和②CH COOH都属于一元酸，次磷酸的化学式为 H PO ，则H PO 与过量氢氧化钠溶
3 3 2 3 2
液反应，生成的正盐的化学式为 NaH PO 。
2 2
Ⅱ.侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献，某实验小组根据侯德榜联合制碱工艺设计了简化的
制碱工艺如图所示：
（4）第④步的化学方程式为 2NaHCO Na CO +CO +H O ，该过程中可以循环使用的物
3 2 3 2 2
质是 CO 。
2
（5）某实验小组按照上述原理制备纯碱，经检验该纯碱中还含有 NaHCO ，欲测定制备的纯碱中
3
Na CO 的质量分数，提出了以下四种方案，你觉得不合理的是 C （填序号）。
2 3
A.取ag混合物充分加热，质量减少bg
B.取ag混合物与足量的盐酸进行充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到bg固体
C.取ag混合物与足量NaOH充分反应，得到bg溶液
D.取ag混合物与足量的稀硫酸充分反应，逸出的气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加bg
（6）氯化铵可用作肥料，从分离出碳酸氢钠晶体的母液中加入 NaCl固体后可以分离出氯化铵晶体，
根据氯化铵和氯化钠溶解度曲线（如图），需采用的操作是 降温结晶 、过滤、洗涤、干燥。
【答案】（1）①②④⑧；⑥⑦；
（2） ；
（3）NaH PO ；
2 2
（4）2NaHCO Na CO +CO +H O；CO ；
3 2 3 2 2 2
（5）C；
（6）降温结晶。
30【分析】（1）在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是作电解质，NaCl、CH COOH、NaHCO 、
3 3
NaClO本身不导电，其水溶液能导电，属于电解质，C H OH、CH 是化合物，但两者在水溶液和熔
2 5 4
融状态都不导电，属于非电解质，Fe是单质，能导电、浓盐酸是混合物，不是电解质，能导电；
（2）⑦是浓盐酸，④是 NaHCO ，这两者反应的实质是浓盐酸中的 H+ 和 NaHCO 电离出的
3 3
反应生成 CO 气体和 H O；
2 2
（3）次磷酸属于一元酸，次磷酸的化学式为H PO ，则H PO 生成的正盐的化学式为NaH PO ；
3 2 3 2 2 2
（4）～（6）饱和食盐水中，先通入氨气，得到氨的饱和食盐水，再通入 CO ，生成NaHCO 悬浊液，
2 3
过滤、洗涤、干燥，得到NaHCO 晶体，将NaHCO 晶体加热分解，得到Na CO ，生成的CO 可以循
3 3 2 3 2
环使用，据此分析作答。
【解答】解：（1）根据分析可知，属于电解质的是①②④⑧，能够导电的是⑥⑦，
故答案为：①②④⑧；⑥⑦；
（2）将⑦与④的溶液混合，发生反应的离子方程式为： ，
故答案为： ；
（3）次磷酸和②CH COOH都属于一元酸，次磷酸的化学式为 H PO ，则H PO 与过量氢氧化钠溶
3 3 2 3 2
液反应，生成的正盐的化学式为NaH PO ，
2 2
故答案为：NaH PO ；
2 2
（4）根据分析可知，第④步的化学方程式为：2NaHCO Na CO +CO +H O，该过程中可以循
3 2 3 2 2
环使用的物质是CO ，
2
故答案为：2NaHCO Na CO +CO +H O；CO ；
3 2 3 2 2 2
（5）A.取ag混合物充分加热，质量减少bg，NaHCO 加热分解为碳酸钠、二氧化碳、水，则碳酸氢
3
钠质量为 ，Na CO 的质量为 ，Na CO 的质量分数为 ，故A
2 3 2 3
不符合题意，
B.取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得到bg固体，设Na CO 和NaHCO 的质
2 3 3
量分别是xg、yg，则 解方程组可得碳酸钠的质量，进而计算出 Na CO 质量
2 3
31分数，故B不符合题意；
C.取ag混合物与足量NaOH溶液充分反应，得到bg溶液，不能计算碳酸钠质量，故C符合题意；
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体经干燥后用碱石灰吸收，质量增加bg，可知二氧化碳
的质量为bg，设Na CO 和NaHCO 的质量分别是xg、yg，则 ，解方程组可得碳酸
2 3 3
钠的质量，进而计算出Na CO 的质量分数，故D不符合题意；
2 3
故答案为：C；
（6）根据氯化铵和氯化钠的溶解度曲线可知，氯化铵的溶解度随温度的变化较大，而氯化钠的溶解度
随温度的变化不大，从母液中分离出氯化铵晶体，在母液中加入氯化钠固体，使氯化铵较高温度下形
成饱和溶液，降低温度使氯化铵以晶体形式析出，再将其过滤、洗涤、干燥就可以得到纯净的氯化铵
固体，
故答案为：降温结晶。
【点评】本题主要考查电解质的概念及判断，侯氏制碱法的原理、方程式书写等，属于基本知识的考
查，难度中等。
4．（2023秋•福州月考）我国拥有很长的海岸线，具有丰富的海洋资源。
Ⅰ．盐卤是海水晒盐后的富含镁盐的溶液，其中除含镁盐外，还含有其他盐类（如图甲所示）。
（1）根据图甲所示，写出盐卤中含量最多的盐为 NaC l 。（填化学式）
（2）图乙是盐卤中某些物质的溶解度曲线，将盐卤加热到t ℃以上，根据溶解度曲线，首先析出的晶
2
体应是 MgSO 。（填化学式）
4
（3）如图是常用于混合物的分离和提纯的装置：
32粗盐的提纯应选择图 C （填字母，下同）装置，若实验中为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、
等杂质离子加入试剂的顺序可以是 BD 。
A．NaOH、Na CO 、BaCl 、HCl
2 3 2
B．NaOH、BaCl 、Na CO 、HCl
2 2 3
C．Na CO 、BaCl 、NaOH、HCl
2 3 2
D．BaCl 、NaOH、Na CO 、HCl
2 2 3
Ⅱ．海带是一种含碘量很高的海藻，从中提取的碘广泛应用于医药、食品和化工。实验室里从海带中
提取碘的流程如图。
（4）实验步骤①会用到下列仪器中的 ac d （填字母）
a．酒精灯
b．蒸发皿
c．坩埚
d．泥三角
（5）设计实验证明第③步操作后滤液中K+的存在， 通过焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火
焰，证明含 K + 。
（6）“提取碘”存在以下两种方案。
33①方案乙中“操作X”的名称是 蒸馏 。
②该流程可循环利用的物质是 CC l 。
4
③采用方案乙得到纯碘的产率较低，原因是 碘易升华，加热造成碘损失 。
【答案】（1）NaCl；
（2）MgSO ；
4
（3）C；BD；
（4）acd；
（5）通过焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，证明含K+；
（6）①蒸馏；
②CCl ；
4
③碘易升华，加热造成碘损失。
【分析】海带经灼烧，除去大部分的有机物，海带灰中含无机盐类。浸泡过滤后可得含I﹣的溶液，经
H O 氧化，得到I 的水溶液，萃取、蒸馏等步骤后可得碘单质。
2 2 2
【解答】解：（1）由图甲可知海水中含量最多的盐为NaCl，
故答案为：NaCl；
（2）由图乙温度t ℃以上MgSO 的溶解度随温度的升高而降低，且溶解度小于MgCl 和KCl，首先析
2 4 2
出的晶体应是MgSO ，
4
故答案为：MgSO ；
4
（3）粗盐的提纯中应该除去杂质离子Mg2+、Ca2+、 ，分别使用氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡除去，
因加入的试剂是过量的所以需要将过量试剂最终也除去，所以氯化钡一定在碳酸钠之前加入，最后加
盐酸调节溶液酸碱性除去碳酸根离子等，最后通过过滤得到氯化钠溶液，
A．此装置是蒸馏装置，A错误；
B．此装置是分液装置，B错误；
C．此装置是过滤装置，C正确；
四个选项中符合氯化钡在碳酸钠之前加入的有BD，AC不符合，
故答案为：C；BD；
（4）步骤①为灼烧，需要酒精灯、坩埚、泥三角，
故答案为：acd；
（5）含有K+可以通过颜色反应来验证，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，证明含K+，
故答案为：通过焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰，证明含K+；
（6）①根据I 与CCl 沸点不同，可以用蒸馏法直接分离，
2 4
故答案为：蒸馏；
34②不管经过直接蒸馏还是反萃取，都可以分离得到CCl ，实现循环利用，
4
故答案为：CCl ；
4
③直接蒸馏得到的碘的产率低是因为碘易升华，加热时随CCl 蒸气溢出而损失，
4
故答案为：碘易升华，加热造成碘损失。
【点评】本题考查分离提纯，侧重考查学生分离提纯基础知识的掌握情况，试题难度中等。
5．（2024秋•宿迁月考）金属钠及其化合物在人类生产、生活中起着重要作用。
（1）为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、 以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，
步骤如下（用于沉淀的试剂均过量）
称取粗盐 滤液 精盐步骤②和④顺
序是否可以颠倒，其原因是 不能颠倒，否则过量的 B a 2 + 将无法除去 ；步骤⑤所使用的玻璃仪器
有 有烧杯、漏斗和玻璃棒 ；步骤⑦实验标识 ，实验时应 防止烫伤或烧伤 。
（2）NaCl的熔点为：800.8℃。工业上，采用电解熔融的NaCl和CaCl 混合盐，制备金属Na，电解
2
的化学方程式为：2NaCl（熔融） 2Na+Cl ↑，加入CaCl 的目的是 作助熔剂，降低
2 2
NaCl 的熔点，节省能耗 。
（3）采用空气和Na为原料可直接制备Na O 。空气与熔融的金属Na反应前需依次通过的试剂为 c
2 2
、 a （填序号）。
a．浓硫酸
b．饱和食盐水
c．NaOH溶液
d．KMnO 溶液
4
（4）向酸性KMnO 溶液中加入Na O 粉末，观察到溶液褪色，发生如下反应。
4 2 2
_____ +_____H++_____Na O ＝_____Mn2++_____Na++_____O ↑+_____H O配平上述离子方程式
2 2 2 2
+16H + +5Na O ＝ 2M n 2 + +10N a + +5O ↑ +8H O 。该反应说明Na O 具有 还原性 （选填“氧
2 2 2 2 2 2
化性”“还原性”或“漂白性”）。
（5）烧碱常用于造纸工业，某造纸厂制浆及废水处理流程如图：
35其中“制浆”是将木材、竹子等原料与烧碱共煮，制得纸浆，烧碱在制浆过程中转化为Na CO 。制浆
2 3
废水中大部分碱性物质被回收利用，剩余的有机物在细菌池被微生物分解除去。
①反应a的化学方程式为 CaCO CaO+CO ↑ 。
3 2
②为防止细菌失活，须先调pH至中性。下列物质中，可实现该目的的有 AB （填选项字母）。
A．H SO
2 4
B．NaHSO
4
C．NaOH
D．NaHCO
3
【答案】（1）不能颠倒，否则过量的Ba2+将无法除去；烧杯、漏斗和玻璃棒；防止烫伤或烧伤；
（2）作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗；
（3）c；a；
（4） +16H++5Na O ＝2Mn2++10Na++5O ↑+8H O；还原性；
2 2 2 2
（5）①CaCO CaO+CO ↑；
3 2
②AB。
【分析】（1）粗盐提纯的步骤：①加水溶解粗盐，②加入过量BaCl 溶液将 变为BaSO 沉淀，
2 4
③加入过量的NaOH溶液将Mg2+变为Mg（OH） 沉淀，④加入过量的Na CO 溶液将Ca2+和过量的
2 2 3
Ba2+分别转化为CaCO 和BaCO 沉淀，⑤为过滤，将生成的沉淀过滤除去，⑥加入适量稀盐酸除去
3 3
过量的OH﹣和 ，最后经过⑦（蒸发、结晶、烘干）得到精盐，以此分析解答；
（2）NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，加入CaCl 时，580℃NaCl熔融；
2
（3）采用空气和Na为原料可直接制备Na O ，空气中CO 、水蒸气都能与熔融金属Na反应，所以在
2 2 2
反应前需要将空气中的CO 、水蒸气除去，CO 属于酸性氧化物，能和碱液反应，浓硫酸具有吸水性；
2 2
（4）向酸性KMnO 溶液中加入Na O 粉末，观察到溶液褪色，反应生成锰离子的盐、钠离子的盐、
4 2 2
36氧气、水，锰元素化合价+7价降低到+2价，电子转移5e﹣，Na O 中氧元素化合价﹣1价升高到0价，
2 2
电子转移2e﹣，氧化还原反应电子守恒得到电子转移总数10e﹣，结合原子守恒、电荷守恒书写离子方
程式；
（5）原料在碱性溶液中制浆，废水中的大部分碱性物质回收利用，剩余的有机物调pH，在细菌池中
进一步纯化，
①反应a是碳酸钙高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳；
②为防止细菌失活，需要先调pH至中性，原溶液为碱性溶液，需加适量的H+。
【解答】解：（1）加入过量的Na CO 溶液可除去过量的Ba2+，若步骤②和④顺序颠倒，过量的
2 3
Ba2+将无法除去，精盐步骤②和④顺序不可以颠倒，步骤⑤所使用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃
棒，步骤⑦实验标识 ，实验时防止烫伤或烧伤，
故答案为：不能颠倒，否则过量的Ba2+将无法除去；烧杯、漏斗和玻璃棒；防止烫伤或烧伤；
（2）NaCl熔点为800.8℃，工业上采用电解熔融NaCl制备金属Na，加入CaCl 时，580℃NaCl熔融，
2
所以加入CaCl 能降低NaCl的熔点，节省能耗，所以CaCl 作助熔剂，
2 2
故答案为：作助熔剂，降低NaCl的熔点，节省能耗；
（3）采用空气和Na为原料可直接制备Na O ，空气中CO 、水蒸气都能与熔融金属Na反应，所以在
2 2 2
反应前需要将空气中的CO 、水蒸气除去，CO 属于酸性氧化物，能和碱液反应，浓硫酸具有吸水性，
2 2
所以空气与熔融金属Na反应前需依次通过NaOH溶液、浓硫酸，
故答案为：c；a；
（4）向酸性KMnO 溶液中加入Na O 粉末，观察到溶液褪色，反应生成锰离子的盐、钠离子的盐、
4 2 2
氧气、水，锰元素化合价+7价降低到+2价，电子转移5e﹣，Na O 中氧元素化合价﹣1价升高到0价，
2 2
电子转移2e﹣，氧化还原反应电子守恒得到电子转移总数10e﹣，结合原子守恒、电荷守恒书写离子方
程式为： +16H++5Na O ＝2Mn2++10Na++5O ↑+8H O，该反应说明Na O 具有还原性，
2 2 2 2 2 2
故答案为： +16H++5Na O ＝2Mn2++10Na++5O ↑+8H O；还原性；
2 2 2 2
（5）①反应a是碳酸钙高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，其反应的化学方程式为：CaCO
3
CaO+CO ↑，
2
37故答案为：CaCO CaO+CO ↑；
3 2
②为防止细菌失活，需要先调 pH 至中性，原溶液为碱性溶液，需加适量的 H+，H SO 溶液和
2 4
NaHSO 溶液中均含有氢离子，
4
故答案为：AB。
【点评】本题考查物质的分离和提纯，侧重考查学生物质的性质和分离提纯的掌握情况，注意知识的
熟练掌握，题目难度中等。
6．（2024秋•南岗区校级月考）ClO 在常温下为黄色气体，熔点为﹣59.5℃，沸点为11℃，易溶于水，
2
其水溶液是一种广谱杀菌剂，在碱性环境中易发生反应：4ClO +4OH﹣═3 +ClO﹣+2H O。ClO 的
2 2 2
制备方法有多种。请回答下列问题：
（1）一种有效成分为NaClO 、NaHSO 、NaHCO 的“二氧化氯泡腾片”，溶于水时逸出大量CO ，
2 4 3 2
同时NaClO 在酸性条件下发生自身氧化还原反应，得到NaCl和ClO 的混合溶液。
2 2
①NaClO 中氯元素的化合价为 + 3 。
2
②上述反应过程中生成ClO 的离子方程式为 5 +4H + ═ 4ClO +Cl ﹣ +2H O 。
2 2 2
（2）实验室可用图示中装置制备、收集ClO （夹持装置略）。
2
①装置A中发生反应的化学方程式为 C l +2NaClO ═ 2ClO +2NaCl 。
2 2 2
②为了使装置B能收集到更多的ClO ，可采取的措施为 将装置 B 置于冰水浴中（或温度低于 1 1 ℃
2
的冷水浴中） （填一条）。
（3）ClO 的稳定性较差，易分解，常用H O 溶液和NaOH溶液将其转化为NaClO 进行保存。该反应
2 2 2 2
中每生成1个O 分子，转移电子的数目为 2 。若加入过量 NaOH溶液，可能导致的后果是
2
NaClO 产品中含有杂质 NaClO 和 NaClO 。
2 3
【答案】（1）①+3；
②5 +4H+ ═4ClO
2
+Cl﹣+2H
2
O；
38（1）①Cl +2NaClO ═2ClO +2NaCl；
2 2 2
②将装置B置于冰水浴中（或温度低于11℃的冷水浴中）；
（4）2；NaClO 产品中含有杂质NaClO 和NaClO。
2 3
【分析】（1）①NaClO 中那元素化合价+1价，氧元素化合价﹣2价，化合物中元素化合价代数和为
2
0计算得到氯元素的化合价；
②NaClO 在酸性条件下发生自身氧化还原反应，得到NaCl和ClO 的混合溶液；
2 2
（2）①装置A中氯气和NaClO 反应生成氯化钠和ClO ；
2 2
②ClO 在常温下为黄色气体，熔点为﹣59.5℃，沸点为11℃，降低温度收集；
2
（3）ClO 的稳定性较差，易分解，常用H O 溶液和NaOH溶液将其转化为NaClO 进行保存，ClO
2 2 2 2 2
中氯元素化合价+4价降低到+3价，H O 做还原剂，氧元素化合价﹣1价升高到0价，生成氧气，反应
2 2
的离子方程式为：2ClO +H O +2OH﹣＝ +O ↑+2H O，过量的氢氧化钠反应会生成 NaClO 和
2 2 2 2 2 3
NaClO。
【解答】解：（1）①NaClO 中那元素化合价+1价，氧元素化合价﹣2价，氯元素化合价+3价，
2
故答案为：+3；
②NaClO 在酸性条件下发生自身氧化还原反应，得到 NaCl和ClO 的混合溶液，反应过程中生成
2 2
ClO
2
的离子方程式：5 +4H+ ═4ClO
2
+Cl﹣+2H
2
O，
故答案为：5 +4H+ ═4ClO
2
+Cl﹣+2H
2
O；
（1）①装置A中发生反应的化学方程式为：Cl +2NaClO ═2ClO +2NaCl，
2 2 2
故答案为：Cl +2NaClO ═2ClO +2NaCl；
2 2 2
②ClO 在常温下为黄色气体，熔点为﹣59.5℃，沸点为11℃，为了使装置B能收集到更多的ClO ，
2 2
可采取的措施是：将装置B置于冰水浴中（或温度低于11℃的冷水浴中），
故答案为：将装置B置于冰水浴中（或温度低于11℃的冷水浴中）；
（4）ClO 的稳定性较差，易分解，常用H O 溶液和NaOH溶液将其转化为NaClO 进行保存，ClO
2 2 2 2 2
中氯元素化合价+4价降低到+3价，H O 做还原剂，氧元素化合价﹣1价升高到0价，生成氧气，反应
2 2
的离子方程式为：2ClO +H O +2OH﹣＝ +O ↑+2H O，该反应中每生成1个O 分子，转移电子的
2 2 2 2 2 2
数目2，若加入过量NaOH溶液，可能导致的后果是NaClO 产品中含有杂质NaClO 和NaClO，
2 3
故答案为：2；NaClO 产品中含有杂质NaClO 和NaClO。
2 3
【点评】本题考查实验方案的设计，侧重考查学生无机实验的掌握情况，注意知识的熟练掌握，题目
39难度中等。
7．（2024秋•静海区校级月考）碘（紫黑色固体，微溶于水，具有挥发性）及其化合物广泛用于医药、
染料等方面。回答下列问题：
（1）I 的一种制备方法如图所示：
2
①加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为 2AgI+F e ＝ 2Ag+2 I ﹣ +F e 2 + ，生成的沉淀与硝酸反应，
生成 AgNO （填化学式）后可循环使用。
3
②通入Cl 的过程中，若氧化产物只有一种，反应的化学方程式为 Fe I +Cl ＝ FeC l +I ；若反应物
2 2 2 2 2
用量比 ＝1.5时，氧化产物为 I 和 FeC l 。
2 3
（2）以NaIO 为原料制备I 的方法是：先向NaIO 溶液中加入适量NaHSO ，恰好完全反应生成碘化
3 2 3 3
物；再向混合溶液中加入NaIO 溶液，反应得到I ，上述制备I 的总反应的离子方程式为 2 +5
3 2 2
＝ I +5 +H O+3H + 。
2 2
（3）KI溶液和CuSO 溶液混合可生成CuI沉淀和I 。
4 2
已知：I 在KI溶液中可发生反应I +I﹣ 。
2 2
①若生成1mol I ，至少消耗的KI的物⇌质的量为 4mo l 。
2
②实验室中使用过量的KI与CuSO 溶液反应后，过滤，滤液经蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量
4
KI的原因是 防止 I 析出 。
2
【答案】（1）①2AgI+Fe＝：2Ag+2I﹣+Fe2+；AgNO ；
3
②FeI +Cl ＝FeCl +I ；I 和FeCl ；
2 2 2 2 2 3
（2）2 +5 ＝I +5 +H O+3H+；
2 2
（3）①4mol；
②防止I 析出。
2
【分析】净化除氯后含有I﹣的海水，加入AgNO 溶液，生成AgI沉淀，向悬浊液中加入铁粉，发生离
3
子反应：2AgI+Fe＝2Ag+2I﹣+Fe2+，过滤，除去银，向滤液中通入一定量的氯气，氧化碘离子（若氯
40气过量，还可以氧化亚铁离子），据此分析作答。
【解答】解：（1）①根据分析可知，加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为：2AgI+Fe＝2Ag+2I﹣
+Fe2+，生成的沉淀与硝酸反应，生成AgNO 溶液，后可循环使用，
3
故答案为：2AgI+Fe＝2Ag+2I﹣+Fe2+；AgNO ；
3
②通入Cl 的过程中，若氧化产物只有一种，即氯气不是足量，反应的化学方程式为：FeI +Cl ＝
2 2 2
FeCl +I ，若反应物用量比 ＝1.5时，即上述反应后，氯气过量一点，此时氧化产物为I 和
2 2 2
FeCl ，
3
故答案为：FeI +Cl ＝FeCl +I ；I 和FeCl ；
2 2 2 2 2 3
（2）以NaIO 为原料制备I 的方法是：先向NaIO 溶液中加入适量NaHSO ，恰好完全反应生成碘化
3 2 3 3
物；再向混合溶液中加入NaIO 溶液，反应得到I ，上述制备I 的总反应的离子方程式为：2 +5
3 2 2
＝I +5 +H O+3H+，
2 2
故答案为：2 +5 ＝I +5 +H O+3H+；
2 2
（3）①KI溶液和CuSO 溶液混合可生成CuI沉淀和I ，根据原子守恒、化合价升降守恒，可得反应
4 2
的方程式为：4KI+2CuSO ＝2CuI↓+I +2K SO ，若生成1mol I ，至少消耗的KI的物质的量为4mol，
4 2 2 4 2
故答案为：4mol；
②实验室中使用过量的KI与CuSO 溶液反应后，过滤，滤液经蒸馏可制得高纯碘，反应中加入过量
4
KI，使平衡I +I﹣ 。正向移动，从而防止I 析出，
2 2
故答案为：防止I⇌析出。
2
【点评】本题主要考查碘单质的制取，侧重考查氧化还原反应原理的应用，方程式的书写等，属于基
本知识的考查，难度中等。
8．（2024•浙江开学）氮及其化合物对生命、生产生活意义重大。NH 是重要的化工原料，可制备硝酸
3
和肼（N H ，具有较强还原性）。
2 4
41（1）写出过量NH 发生反应Ⅰ的化学方程式 COC l +4NH ＝ CO （ NH ） +2NH Cl 。
3 2 3 2 2 4
（2）下列说法不正确的是 BD 。
A．硝酸能使蛋白质变性
B．步骤Ⅱ应将CO（NH ） 溶液滴入NaClO溶液中
2 2
C．硝酸工业排放的NO 尾气可用NH 处理，生成无污染的物质
x 3
D．实验室可借助浓氨水和熟石灰反应快速制取少量氨气，且用无水CaCl 干燥
2
（3）①N H 是一种二元弱碱：25℃时，N H 第一步电离平衡常数K 的值为 8.7×1 0 ﹣ 7 （已知：
2 4 2 4 b1
N H +H+ N K＝8.7×107）
2 4 2
②若硝酸⇌的结构可表示为： ，已知硝酸与水分子可形成结晶水合物2HNO •H O，每个水分子形
3 2
成三个氢键，含有六元环状结构。请写出 2HNO •H O的结构式
3 2
（氢键用“…”表示）。
（4）已知反应Ⅲ歧化生成两种含氧酸盐，写出该反应的离子方程式 2NO +2OH ﹣ ＝ + +H O
2 2
；
根据所提供的试剂，设计实验检验溶液A中较低价态的含氧酸根离子 取 A 溶液少许于试管中向其
加入足量的稀硫酸酸化，然后滴加高锰酸钾溶液，充分震荡反应后，若溶液紫红色褪去，说明含
离子 ；
（可供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、（NH ） Fe（SO ） 溶液、KSCN溶液、KMnO 溶液）
4 2 4 2 4
【答案】（1）COCl +4NH ＝CO（NH ） +2NH Cl；
2 3 2 2 4
（2）BD；
（3）①8.7×10﹣7；
② ；
（4）2NO +2OH﹣＝ + +H O；取A溶液少许于试管中向其加入足量的稀硫酸酸化，然后滴加
2 2
42高锰酸钾溶液，充分震荡反应后，若溶液紫红色褪去，说明含 离子。
【分析】氮气和氢气合成氨，氨气和COCl 反应生成CO（NH ） ，CO（NH ） 和NaClO溶液反应生
2 2 2 2 2
成N H ，氨气催化氧化反应生成NO，NO和氧气反应生成NO ，NO 和水反应生成HNO 和NO，
2 4 2 2 3
NO 和NaOH溶液反应生成NaNO 、NaNO 和水，据此分析回答问题。
2 3 2
【解答】解：（1）过量NH 发生反应Ⅰ的化学方程式为：COCl +4NH ＝CO（NH ） +2NH Cl，
3 2 3 2 2 4
故答案为：COCl +4NH ＝CO（NH ） +2NH Cl；
2 3 2 2 4
（2）A．硝酸是强氧化性酸，能使蛋白质变性，故A正确；
B．N H ，具有较强还原性，NaClO具有强氧化性，若步骤Ⅱ将CO（NH ） 溶液滴入NaClO溶液中，
2 4 2 2
N H 易被NaClO氧化，故B错误；
2 4
C．硝酸工业排放的NO 尾气可用NH 处理，反应生成氮气，生成无污染的物质，故C正确；
x 3
D．实验室可借助浓氨水和熟石灰反应快速制取少量氨气，氨气和氯化钙易形成配合物，不能用无水
CaCl 干燥，故D错误；
2
故答案为：BD；
（3）①N H 是一种二元弱碱，25℃时，N H +H+ N K＝8.7×107，在水中的电离方程式与氨
2 4 2 4 2
⇌
相 似 ， 联 氨 第 一 步 电 离 方 程 式 为 ： N H +H O N +OH﹣ ， 电 离 平 衡 常 数 K ＝
2 4 2 2 b1
⇌
＝ ＝K ×K＝8.7×10﹣7，
w
故答案为：8.7×10﹣7；
②硝酸的结构可表示为 ，硝酸与水分子可形成一水合二硝酸结晶水合物
（2HNO •H O），水分子中的2个H原子与硝酸分子中的非羟基氧原子形成2个氢键，水分子中的氧
3 2
原子与硝酸分子中的氢原子形成1个氢键，一水合二硝酸的结构式 ，
故答案为： ；
（4）反应Ⅲ歧化生成两种含氧酸盐，该反应的离子方程式：2NO +2OH﹣＝ + +H O，设计实
2 2
验检验溶液A中较低价态的含氧酸根离子为 离子， 离子具有还原性，能被高锰酸钾溶液氧化，
43实验方案为：取A溶液少许于试管中向其加入足量的稀硫酸酸化，然后滴加高锰酸钾溶液，充分震荡
反应后，若溶液紫红色褪去，说明含 离子，故答案为：2NO +2OH﹣＝ + +H O；取A溶液
2 2
少许于试管中向其加入足量的稀硫酸酸化，然后滴加高锰酸钾溶液，充分震荡反应后，若溶液紫红色
褪去，说明含 离子。
【点评】本题考查物质的制备、物质性质的分判断，为高频考点，把握物质的性质、流程中发生的反
应、物质的制备原理为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识的应用，把握
计算的思路，题目难度中等。
9．（2024•河南开学）氨（NH ）和联氨（N H ）是氮元素的两种重要氢化物。联氨常温下是无色液体，
3 2 4
易溶于水，具有强还原性。
（1）联氨分子的电子式为 ，其中氮元素化合价为 ﹣ 2 。
（2）联氨可以通过碱性条件下NaClO氧化NH 制得，离子反应方程式为 ClO ﹣ +2NH ＝ N H +Cl ﹣
3 3 2 4
+H O ，若用如图所示装置完成上述反应，分液漏斗中的试剂是 碱性 NaClO 溶液 （填“碱性
2
NaClO溶液”或“氨水”）。
（3）联氨具有强还原性，可以将铁锈（Fe O ）还原为磁性氧化铁，以减缓铁的锈蚀，并产生无污染
2 3
气体，写出该反应的化学方程式 N H +6Fe O ＝ N ↑ +2H O+4Fe O 。
2 4 2 3 2 2 3 4
（4）氨的催化氧化是制硝酸的重要步骤，氨催化氧化制NO时会有副产物N O生成，若NO与N O的
2 2
物质的量之比为8：1，则参加反应的n（NH ）：n（O ）＝ 5 ： 6 。
3 2
（5）利用NH 催化还原NO以净化工业尾气，有氧条件下，Fe3+催化NH 还原NO的反应历程如图所
3 3
示。
44①过程Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1 ： 1 。
②该反应的总化学方程式为 4NH +4NO+O 4N ↑ +6H O 。
3 2 2 2
【答案】（1） ；﹣2；
（2）ClO﹣+2NH ＝N H +Cl﹣+H O；碱性NaClO溶液；
3 2 4 2
（3）N H +6Fe O ＝N ↑+2H O+4Fe O ；
2 4 2 3 2 2 3 4
（4）5：6；
（5）①1：1；
②4NH +4NO+O 4N ↑+6H O。
3 2 2 2
【分析】（1）联氨是共价化合物，结构简式NH —NH ，潜意识化合价+1价，元素化合价代数和为0
2 2
计算得到氮元素化合价；
（2）NaClO氧化NH 可以制得肼，同时还生成氯化钠，据此书写离子方程式，联氨具有还原性，则
3
次氯酸钠溶液不能过量；
（3）联氨具有强还原性，可以将铁锈（Fe O ）还原为磁性氧化铁，以减缓铁的锈蚀，并产生无污染
2 3
气体氮气，结合电子守恒、原子守恒书写化学方程式；
（4）氨催化氧化制NO时会有副产物N O生成，若NO与N O的物质的量之比为8：1，设NO物质的
2 2
量8mol，则N O物质的量1mol，氮元素守恒，10mol NH 被氧化，电子转移40mol+8mol＝48mol，得
2 3
到48mol电子，反应的氧气物质的量12mol，据此计算；
（5）①由图2可知，该反应①方程式为NH +Fe3+＝Fe2++NH +H+，氧化剂为Fe3+，还原剂为NH ，
3 2 3
则氧化剂与还 原剂物质的量之比为1：1；
②该反应氛围三步，结合化合价变化可知，第Ⅰ步n（Fe3+）：n（NH ）＝1：1，第Ⅱ步n（NO）：
3
n（Fe2+—NH ）＝1：1，第Ⅲ步n（Fe2+）：n（O ）＝4：1，则反应中n（NH ）：n（NO）：n
2 2 3
（O ）＝4：4：1，据此写出化学方程式。
2
45【解答】解：（1）联氨分子的电子式为： ，潜意识化合价+1价，分子式N H ，其中N
2 4
元素化合价﹣2价，
故答案为： ；﹣2；
（2）NaClO氧化NH 可以制得肼，根据原子守恒可知还有氯化钠生成，则反应的离子方程式为：ClO
3
﹣+2NH ＝N H +Cl﹣+H O，联氨具有还原性，次氯酸钠溶液不能过量，反应过程中药逐滴滴加次氯酸
3 2 4 2
钠溶液，分液漏斗中的试剂为碱性次氯酸钠溶液，
故答案为：ClO﹣+2NH ＝N H +Cl﹣+H O；碱性NaClO溶液；
3 2 4 2
（3）联氨具有强还原性，可以将铁锈（Fe O ）还原为磁性氧化铁，以减缓铁的锈蚀，并产生无污染
2 3
气体为氮气，反应的化学方程式为：N H +6Fe O ＝N ↑+2H O+4Fe O ，
2 4 2 3 2 2 3 4
故答案为：N H +6Fe O ＝N ↑+2H O+4Fe O ；
2 4 2 3 2 2 3 4
（4）氨催化氧化制NO时会有副产物N O生成，若NO与N O的物质的量之比为8：1，设NO物质的
2 2
量8mol，则N O物质的量1mol，氮元素守恒，10mol NH 被氧化，电子转移40mol+8mol＝48mol，得
2 3
到48mol电子，反应的氧气物质的量12mol，则参加反应的n（NH ）：n（O ）＝10：12＝5：6，
3 2
故答案为：5：6；
（5）①由图2可知，该反应①方程式为NH +Fe3+＝Fe2++NH +H+，氧化剂为Fe3+，还原剂为NH ，
3 2 3
则氧化剂与还 原剂物质的量之比为1：1，
故答案为：1：1；
②该反应氛围三步，结合化合价变化可知，第Ⅰ步n（Fe3+）：n（NH ）＝1：1，第Ⅱ步n（NO）：
3
n（Fe2+—NH ）＝1：1，第Ⅲ步n（Fe2+）：n（O ）＝4：1，则反应中n（NH ）：n（NO）：n
2 2 3
（O ）＝4：4：1，反应的化学方程式为：4NH +4NO+O 4N ↑+6H O，
2 3 2 2 2
故答案为：4NH +4NO+O 4N ↑+6H O。
3 2 2 2
【点评】本题考查了氮及其化合物结构和性质的分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度不大。
10．（2024春•溧阳市期末）氮及其化合物是重要的化工原料。
回答下列问题：
（1）制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置已略去）。实验室制取氨气的方程式为
。若用如图装置，用胶头滴管向烧瓶内挤压少量
水，形成喷泉的原理是 氨气极易溶于水，导致圆底烧瓶内压强减小，将烧杯中的水压入到圆底烧瓶
46内，形成喷泉 。
（2）氨气是现代工业、农业生产中最基础的化工原料之一，已知：N
2
（g）+3H
2
（g）
催化剂
高温、高压
2NH （g） ΔH＝﹣92.4kJ•mol﹣1，相同条件下，将 amol N 与足量的H 反应，放出⇌的热量 ＜
3 2 2
（填：“＞”“＜”或“＝”）92.4akJ。“哈伯法”合成氨的工业条件为400～500℃，10∼30Mpa，
是综合考虑了 氢气的转化率、反应速率 因素（答两点即可）。
（3）“哈伯法”的原料H 来自化石燃料，该过程会产生大量温室气体CO ，近年来有科学家提出通
2 2
过电解氮气和水合成氨气。科研小组成员在常温常压下进行了多次实验，实验数据记录如下表：
电压/V N 通入速率（mL/min） NH 生成速率（mL/min）
2 3
0.2 12.5 0.734
0.3 12.5 0.980
0.4 12.5 0.936
0.5 12.5 0.749
①观察上表，写出你的观点 电压为 0.3V 、通入氮气的速率为 12.5mL/mi n 时，生成氨气的速率最快 ，
故选择该条件下制取氨气 。
②计算表中NH 的最大产率＝ 3.92% 。（产率＝实际产量/理论产量×100%。常温常压下V ＝
3 m
24.5L•mol﹣1）
（4）某同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。用xmol Fe和含有ymol HNO 的稀硝酸进行实验，若
3
HNO 只被还原成NO，若反应结束后的溶液中n（Fe3+）：n（Fe2+）＝3：2，则x：y的值为 15 ：
3
52 。
（5）氮氧化合物的无害化处理。常温下将NO与H 的混合气体通入Ce（SO ） 与Ce （SO ） 的混
2 4 2 2 4 2
合溶液中可实现无害化处理，其转化过程如图所示。
写出转化Ⅱ的离子反应方程式 4C e 3 + +2NO+4H + ＝ 4C e 4 + +N +2H O 。
2 2
47【答案】（1） ；氨气极易溶于水，导致圆底烧瓶
内压强减小，将烧杯中的水压入到圆底烧瓶内，形成喷泉；
（2）＜；氢气的转化率、反应速率；
（3）电压为0.3V、通入氮气的速率为12.5mL/min时，生成氨气的速率最快，故选择该条件下制取氨
气；3.92%；
（4）15：52；
（5）4Ce3++2NO+4H+＝4Ce4++N +2H O。
2 2
【分析】（1）根据制取氨气通常采用加热氯化铵与氢氧化钙的混合物的方法，形成喷泉的原理进行分
析。
（2）根据平衡移动的影响因素进行分析。
（3）根据表中数据，氮元素守恒进行分析。
（4）根据电子守恒进行分析。
（5）根据离子反应方程式的书写方法进行分析。
【解答】解：（1）实验室制取氨气通常采用加热氯化铵与氢氧化钙的混合物的方法，化学方程式为
；用如图装置，用胶头滴管向烧瓶内挤压少量水，
形成喷泉的原理氨气极易溶于水，导致圆底烧瓶内压强减小，将烧杯中的水压入到圆底烧瓶内，形成
喷泉，
故答案为： ；氨气极易溶于水，导致圆底烧瓶内压
强减小，将烧杯中的水压入到圆底烧瓶内，形成喷泉；
（2）由于N （g）+3H （g） 2NH （g）为可逆反应，故将amol N 与足量的H 反应，放
2 2 3 2 2
出的热量小于92.4akJ；N （g）+3H （g） 2NH （g） 为增大压强，平衡正向移动，升高
2 2 3
温度平衡逆向移动的反应，“哈伯法”合成氨的工业条件为400～500℃，10∼30Mpa，是综合考虑了
氢气的转化率、反应速率、催化剂活性、设备成本等因素，
故答案为：＜；氢气的转化率、反应速率；
（3）①由表中数据可知，在电压为0.3V、通入氮气的速率为12.5mL/min时，生成氨气的速率最快，
故选择该条件下制取氨气；由表中数据可知，在电压为0.3V、通入氮气的速率为12.5mL/min为时，生
48成氨气的速率最快，产率最大，由 N 守恒得，理论上氨气的速率为 25mL/min，则最大产率为
，
故答案为：电压为0.3V、通入氮气的速率为12.5mL/min时，生成氨气的速率最快，故选择该条件下制
取氨气；3.92%；
（4）用xmol Fe和含有ymol HNO 的稀硝酸进行实验，若HNO 只被还原成NO，若反应结束后的溶
3 3
液中n（Fe3+）：n（Fe2+）＝3：2，则生成硝酸铁和硝酸亚铁分别为 mol、 mol，根据氮元素守
恒可知生成NO的物质的量是ymol﹣ mol×3﹣ mol×2＝（y﹣ ）mol，由电子守恒得（y﹣
）mol×3＝ mol×3+ mol×2，解得 ，
故答案为：15：52；
（5）由图知，转化Ⅱ的离子反应方程式4Ce3++2NO+4H+＝4Ce4++N +2H O，
2 2
故答案为：4Ce3++2NO+4H+＝4Ce4++N +2H O。
2 2
【点评】本题主要考查含氮物质的综合应用等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合
已有的知识进行解题。
11．（2023秋•烟台期末）研究氮及其化合物的性质对改善人类的生存环境具有重要意义。回答下列问题：
（1）一种新型人工固氮的原理如图。该转化过程①②③反应中为氧化还原反应的是 ①③
（填编号）。假设每一步均完全转化，每生成0.4mol NH ，同时生成 0. 3 mol O 。
3 2
（2）在催化剂的作用下，向280∼420℃的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物
质。写出NH 消除NO 的化学反应方程式： 8NH +6NO 7N +12H O 。
3 2 3 2 2 2
（3）废水中氮的主要存在形态是硝态氮（以 存在）和氨氮（以NH 、 存在），还原法和氧化
3
法是去除废水中氮的重要方法。
49①还原法：控制其他条件相同，去除pH＝1的某含氮废水（废水中总氮≈10mg•L﹣1）中的硝态氮，
图1为只加过量Na SO 、图2为同时加过量Fe粉与Na SO 时废水中含氮微粒的浓度随时间变化的图
2 3 2 3
像。
分析上述图像，图 1中生成N 的离子方程式为 2 +5 +2H + ＝ 5 +N +H O ；图2中
2 2 2
20∼60min内发生主要反应的离子方程式为 4Fe+ +10H + ＝ 4Fe 2+ + +3H
2
O 。
②氧化法：利用NaClO将水体中氨氮氧化为N 。已知氧化性：HClO＞ClO﹣，还原性：NH ＞ 。
2 3
研究发现，控制其他条件相同，当废水pH为1.25∼2.75范围内，氨氮去除率随pH降低而升高，分析
原因是 氧化性 HClO ＞ ClO ﹣ ，随 pH 升高， ClO ﹣ 水解程度减小，溶液中 c （ HClO ）下降，氧化能力
降低，则氨氮去除率下降 ；当废水pH为2.75∼6.00范围内，氨氮去除率随pH降低而下降，分析原
因是 当废水 pH 为 2.7 5 ∼ 6.0 0 范围内，随 pH 升高，氨氮废水中 NH 3 含量增大，氨氮更容易被氧化 。
【答案】（1）①③；0.3；
（2）8NH +6NO 7N +12H O；
3 2 2 2
50（3）①2 +5 +2H+＝5 +N +H O；4Fe+ +10H+＝4Fe2++ +3H O；
2 2 2
②氧化性HClO＞ClO﹣，随pH升高，ClO﹣水解程度减小，溶液中c（HClO）下降，氧化能力降低，
则氨氮去除率下降；当废水pH为2.75∼6.00范围内，随pH升高，氨氮废水中NH
3
含量增大，氨氮更
容易被氧化。
【分析】（1）有电子转移的化学反应为氧化还原反应，其特征是有元素化合价升降；根据图知，总反
应方程式为6H O+2N ＝4NH +3O ，根据氨气和氧气的关系式计算生成氧气的物质的量；
2 2 3 2
（2）在催化剂的作用下，向280∼420℃的烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物
质，无污染的物质为N 、H O；
2 2
（3）①溶液呈酸性，根据图知，随着时间的推移，c（ ）减小、c（ ）不变，则 被还原为
N
2
， 不反应， 被氧化为 ；图2中20∼60min内随着时间的推移，c（ ）减小、c（
）增大， 被还原为 ，Fe被氧化为Fe2+；
②氧化性：HClO＞ClO﹣，则c（HClO）越大，氨氮去除率越大；当废水pH为1.25∼2.75范围内，还
原性NH ＞ ，氨气的含量越大，氨氮去除率越大。
3
【解答】解：（1）有电子转移的化学反应为氧化还原反应，其特征是有元素化合价升降，反应①中
N元素化合价由0价变为﹣3价、Li元素化合价由0价变为+1价，③中Li元素的化合价由+1价变为0
价、O元素的化合价由﹣2价变为0价，所以①③为氧化还原反应；根据图知，总反应方程式为
6H O+2N ＝4NH +3O ，假设每一步均完全转化，每生成 0.4mol NH ，同时生成O 的物质的量为
2 2 3 2 3 2
×3＝0.3mol，
故答案为：①③；0.3；
（2）在催化剂的作用下，向280∼420℃烟气中喷入氨可使工厂废气中的氮氧化物转化为无污染的物质，
无污染的物质为 N 、H O，则 NH 消除 NO 的化学反应方程式：8NH +6NO
2 2 3 2 3 2
7N +12H O，
2 2
故答案为：8NH +6NO 7N +12H O；
3 2 2 2
（3）①溶液呈酸性，根据图知，随着时间的推移，c（ ）减小、c（ ）不变，则 被还原为
51N ， 不反应， 被氧化为 ，离子方程式为2 +5 +2H+＝5 +N +H O，图2中
2 2 2
20∼60min内随着时间的推移，c（ ）减小、c（ ）增大， 被还原为 ，Fe被氧化为
Fe2+，离子方程式为4Fe+ +10H+＝4Fe2++ +3H O，
2
故答案为：2 +5 +2H+＝5 +N +H O；4Fe+ +10H+＝4Fe2++ +3H O；
2 2 2
②氧化性：HClO＞ClO﹣，则c（HClO）越大，氨氮去除率越大，随pH升高，ClO﹣水解程度减小，
溶液中c（HClO）下降，氧化能力降低，则氨氮去除率下降；当废水pH为2.75∼6.00范围内，还原性
NH ＞ ，氨气的含量越大，氨氮去除率越大，随pH升高，氨氮废水中NH 含量增大，氨氮更容易
3 3
被氧化，
故答案为：氧化性HClO＞ClO﹣，随pH升高，ClO﹣水解程度减小，溶液中c（HClO）下降，氧化能
力降低，则氨氮去除率下降；当废水pH为2.75∼6.00范围内，随pH升高，氨氮废水中NH
3
含量增大，
氨氮更容易被氧化。
【点评】本题以氮及其化合物为载体考查氧化还原反应，侧重考查图象分析判断及知识综合运用能力，
明确元素化合物的性质、物质之间的转化关系是解本题关键，难点是图象的分析和判断。
12．（2024春•越秀区校级期末）工业合成氨技术开创了人工固氮的重要途径，但能耗高、碳排放量大。
开发温和条件下合成氨的新工艺意义重大。
（1）氮的固定有以下常见方式：
生物固氮：N NH
2 3
工业合成氨：N +3H 2NH
2 2 3
通过雷电固氮： N +O 2NO 。（写出反应方程式）
2 2
（2）断开氮分子中的N≡N键，需要 吸收 能量（填“吸收”或“释放”）。
（3）已知高温不利于提高工业合成氨中N 的平衡转化率。
2
①生产中依然选择高温合成氨，目的是 为了加快反应速率 ．
②针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了采用M—LiH（M表示金属）复合催化剂的解
决方案。做对比实验，测得反应速率如图所示。
52资料：用单位时间内每克催化剂所获得的NH 的物质的量表示反应速率
3
a．无LiH，催化效率最高的金属是 F e 。
b．有LiH，反应速率明显增大。文献报道了M—LiH可能的催化过程如下：
i．N ＝2N（在M表面解离）
2
ii．N+LiH＝LiNH
iii． 2N+LiNH ＝ LiH+NH 。
3
在较低压强、较低温度下合成了NH ，这是合成氨反应研究中的重要突破。
3
（4）最近，我国科研人员报道了一种氯化镁循环法，可进一步降低能耗。该方法的总反应为：
2N +6H O＝4NH +3O 。转化关系如图：
2 2 3 2
①A是 C l 。
2
②科研人员将X与Mg 15N 混合反应，证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应，产物
3 2
中 ＝ 。
（5）NH 可用于电化学气敏传感器，工作原理如图所示，回答下列问题：
3
53①溶液中K+往Pt电极 b （填“a”或“b”）移动。
②Pt电极b）的电极反应式为 O +4e ﹣ +2H O ＝ 4OH ﹣ 。
2 2
③该传感器在工作过程中Pt电极（a）周围溶液pH 减小 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
④该传感器反应消耗的NH 与O 的物质的量之比为 4 ： 3 。
3 2
【答案】（1）N +O 2NO；
2 2
（2）吸收；
（3）①为了加快反应速率；②Fe；2N+LiNH＝LiH+NH ；
3
（4）①Cl ；② ；
2
（5）①b；②O +4e﹣+2H O＝4OH﹣；③减小；④4：3。
2 2
【分析】（1）自然界中雷电固氮是在闪电时空气中的N 与O 发生反应生成NO，反应方程式为
2 2
N +O 2NO；
2 2
（2）化学反应中断开化学键需要吸收能量，所以断开氮分子中的N≡N键需要吸收能量；
（3）①高温不利于提高工业合成氨中N 的平衡转化率，但生产中依然选择高温合成氨，目的是为了
2
加快反应速率，提高生产效率；
②a.根据题目速率图中速率最大的，则该催化剂的催化效率最高；
b.根据反应历程，步骤 ii 中生成的 LiNH 会与 N 进一步反应生成 NH ，因此 iii 的反应方程式为
3
2N+LiNH＝LiH+NH ；
3
（4）A和B为电解MgCl 的产物，根据流程图可确定A为Cl ，B为Mg，D为HCl，x为NH Cl，生
2 2 4
成 NH 的 反 应 为 Mg N +6NH Cl ＝ 8NH ↑ +3MgCl ， 据 此 计 算 X 与 Mg 15N 反 应 产 物 中
3 3 2 4 3 2 3 2
的比值；（5）根据工作原理图可知该装置为燃料电池装置，b电极为O 通入
2
极，为燃料电池的正极，电极反应式为O +4e﹣+2H O＝4OH﹣，溶液中K+向正极移动，a电极为燃料
2 2
电池的负极，发生的反应2NH ﹣6e﹣+6OH﹣＝N ↑+6H O，反应中消耗OH﹣，电极附近碱性减弱，溶
3 2 2
液pH 减小，该燃料电池总反应为4NH +3O ＝2N +6H O，由此确定反应中消耗的NH 与O 的物质的
3 2 2 2 3 2
54量之比，以此解答该题。
【解答】解：（1）自然界中雷电固氮是在闪电时空气中的N 与O 发生反应生成NO，反应方程式为
2 2
N +O 2NO，
2 2
故答案为：N +O 2NO；
2 2
（2）化学反应中断开化学键需要吸收能量，所以断开氮分子中的N≡N键需要吸收能量，
故答案为：吸收；
（3）①高温不利于提高工业合成氨中N 的平衡转化率，但生产中依然选择高温合成氨，目的是为了
2
加快反应速率，提高生产效率，
故答案为：为了加快反应速率；
②a.根据题目速率图可知，无LiH，催化效率最高的金属是Fe，
b.根据反应历程，步骤 ii 中生成的 LiNH 会与 N 进一步反应生成 NH ，因此 iii 的反应方程式为
3
2N+LiNH＝LiH+NH ，
3
故答案为：Fe；2N+LiNH＝LiH+NH ；
3
（4）①A和B为电解MgCl 的产物，根据流程图可确定A为Cl ，B为Mg，
2 2
故答案为：Cl ；
2
②根据流程图，D为HCl，x为NH Cl，则生成NH 的反应为Mg N +6NH Cl＝8NH ↑+3MgCl ，由此
4 3 3 2 4 3 2
可知由 Mg N 生成的 NH 中占总的 NH 的 ，即 ，因此将 X 与 Mg 15N 混合反应，产物中
3 2 3 3 3 2
＝ ＝ ，
故答案为： ；
（5）①根据工作原理图可知该装置为燃料电池装置，b电极为O 通入极，为燃料电池的正极，溶液
2
中K+向正极移动，
故答案为：b；
②b电极为O 通入极，为燃料电池的正极，发生的反应为O +4e﹣+2H O＝4OH﹣，
2 2 2
故答案为：O +4e﹣+2H O＝4OH﹣；
2 2
③a电极处发生的反应2NH ﹣6e﹣+6OH﹣＝N ↑+6H O，反应中消耗OH﹣，因此电极附近碱性减弱，
3 2 2
溶液pH 减小，
故答案为：减小；
55④电池总反应为4NH +3O ＝2N +6H O，因此该传感器反应消耗的NH 与O 的物质的量之比为4：
3 2 2 2 3 2
3，
故答案为：4：3。
【点评】本题考查了氮的固定，合成氨工艺中断键、催化剂活性、反应历程，以及燃料电池中的电极
判断、电极反应等知识。本题大多数为基础考点，难度一般，有小部分题目综合性较强。
13．（2024春•河北区期末）依据如图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
（1）图1中，X的化学式为 N O ，从氮元素化合价上看，X具有 氧化 性（填“氧化”或
2 5
“还原”）。
（2）回答下列关于NH 的问题。
3
①实验室常用 NH Cl 与 Ca（OH） 制取氨气，该反应的化学方程式为 Ca （ OH ） +2NH Cl
4 2 2 4
CaCl +2NH ↑ +2H O 。
2 3 2
②下列试剂不能用于干燥NH 的是 A （填字母）。
3
A．浓硫酸
B．碱石灰
C．NaOH固体
③若要收集一瓶氨气，请将收集装置补充完整，在图2虚线框内画出连接图。
④氨气是重要的化工原料，可以合成多种物质，写出其催化氧化的化学方程式： 4NH +5O
3 2
4NO+6H O 。
2
（3）回答下列关于NO、NO 的问题。
2
①汽车排气管上装有催化转化器，可减少尾气对环境的污染，汽车尾气中的有害气体CO和NO反应
56可转化为无害气体，写出反应的化学方程式： 2CO+2NO N +CO 。
2 2
②NO和NO 按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收生成亚硝酸钠和水，写出反应的化学方程式：
2
NO+NO +2NaOH ＝ 2NaNO +H O 。
2 2 2
【答案】（1）N O ；氧化；
2 5
（2）①Ca（OH） +2NH Cl CaCl +2NH ↑+2H O；
2 4 2 3 2
②A；
③ ；
④4NH +5O 4NO+6H O；
3 2 2
（3）①2CO+2NO N +CO ；
2 2
②NO+NO +2NaOH＝2NaNO +H O。
2 2 2
【分析】（1）价类图可知X为+5价氮元素的氧化物，具有氧化性；
（2）①实验室常用NH Cl与Ca（OH） 固体混合加热制取氨气；
4 2
②氨气是碱性气体和浓硫酸反应；
③氨气极易溶于水，密度小于空气，可以用向下排气法收集；
④氨气催化氧化反应生成一氧化氮和水；
（3）①汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体氮气和二氧化碳；
②NO和NO 按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收生成亚硝酸钠和水。
2
【解答】解：（1）图1中，X为+5价氮元素的氧化物，X的化学式为：N O ，从化合价上看为氮元素
2 5
的最高价，X具有氧化性，
故答案为：N O ；氧化；
2 5
（2）①实验室常用NH Cl与Ca（OH） 固体混合加热制取氨气，反应的化学方程式为：Ca（OH）
4 2
+2NH Cl CaCl +2NH ↑+2H O，
2 4 2 3 2
57故答案为：Ca（OH） +2NH Cl CaCl +2NH ↑+2H O；
2 4 2 3 2
②氨气可以用碱石灰、固体氢氧化钠等干燥，不能用于干燥 NH 的是浓硫酸，氨气和浓硫酸反应生成
3
硫酸铵，
故答案为：A；
③氨气比空气轻，可以用向下排气法收集，画出装置内的连接图为： ，
故答案为： ；
④氨气催化氧化反应生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为：4NH +5O 4NO+6H O，
3 2 2
故答案为：4NH +5O 4NO+6H O；
3 2 2
（3）①汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体氮气和二氧化碳，反应的化学方程式
为：2CO+2NO N +CO ，
2 2
故答案为：2CO+2NO N +CO ；
2 2
②NO和NO 按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收生成亚硝酸钠和水，反应的化学方程式为：
2
NO+NO +2NaOH＝2NaNO +H O，
2 2 2
故答案为：NO+NO +2NaOH＝2NaNO +H O。
2 2 2
【点评】本题考查了氮及其化合物性质分析、物质性质应用和化学方程式书写、气体制备和收集等知
识点，题目难度不大。
5814．（2024春•安宁区校级期末）依据图中氮元素及其化合物的转化关系，回答问题：
（1）图中X的化学式为 N O ，从化合价上看，X具有 氧化 性（填“氧化”或“还原”）。
2 5
（2）写出NO 与水反应的化学方程式 3NO +H O ＝ 2HNO +NO 。
2 2 2 3
（3）写出稀硝酸与铜反应的离子方程式 3Cu+8H + + 2 ＝ 3C u 2 + +2NO ↑ +4H O 。
2
（4）实验室常用 NH Cl与Ca（OH） 制取氨气，写出反应的化学方程式 Ca （ OH ） +2NH Cl
4 2 2 4
CaCl +2NH ↑ +2H O 。
2 3 2
（5）下列试剂不能用于干燥NH 的是 A （填字母）。
3
A．浓硫酸 B．碱石灰 C．NaOH固体
（6）氨气是重要的化工原料，写出其催化氧化的化学方程式 4NH +5O 4NO+6H O 。
3 2 2
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由题意得X属于氧化物，其化合价为+5，处于N的最高价态；
（2）NO 和H O反应，生成HNO 和NO；
2 2 3
（3）铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮、水；
（4）NH Cl与Ca（OH） 在加热的条件下生成氨气、氯化钙和水；
4 2
（5）氨气为碱性气体，干燥该气体应选用碱性干燥剂；
（6）氨气催化氧化生成一氧化氮和水。
【解答】解：（1）由题意得X属于氧化物，其化合价为+5，则其化学式为N O ；因其处于N的最高
2 5
价态，X具有氧化性，
故答案为：N O ；氧化；
2 5
（2）NO 与水反应的化学方程式为：3NO +H O＝2HNO +NO，
2 2 2 3
故答案为：3NO +H O＝2HNO +NO；
2 2 3
（3）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和一氧化氮和水，离子方程式： 3Cu+8H++ ═3Cu2+
+2NO↑+4H O，
2
59故答案为：3Cu+8H++ ═3Cu2++2NO↑+4H O；
2
（4）实验室用 NH Cl 与 Ca（OH） 制取氨气化学方程式为：2NH Cl+Ca（OH）
4 2 4 2
CaCl +2H O+2NH ↑，
2 2 3
故答案为：2NH Cl+Ca（OH） CaCl +2H O+2NH ↑；
4 2 2 2 3
（5）A．浓硫酸和氨气反应，不能干燥氨气，故A错误；
B．碱石灰是氢氧化钠和氧化钙固体，可以干燥氨气，故B正确；
C．NaOH固体吸收水分不与氨气反应，可以干燥氨气，故C正确；
故答案为：A；
（6）氨气的催化氧化反应是NH →NO，反应的化学方程式为：4NH +5O 4NO+6H O，
3 3 2 2
故答案为：4NH +5O 4NO+6H O。
3 2 2
【点评】本题考查了氮元素及其化合物的性质，明确化学反应原理、元素化合物性质是解本题关键，
侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力，题目难度中等。
15．（2023春•赣县区校级月考）某学习小组探究不同含硫物质的转化。
任务Ⅰ.从以下试剂中选择合适的试剂完成 → 的转化。
试剂：①浓H SO ②稀H SO ③酸性KMnO 溶液④Na SO 溶液⑤Cu⑥品红溶液
2 4 2 4 4 2 3
（1）写出完成转化的化学方程式： Cu+2H SO （浓） CuSO +SO ↑ +2H O 。
2 4 4 2 2
（2）设计实验，证明实现该转化（写出操作和现象）： 将产生的气体通入品红溶液中，溶液逐渐变
无色，加热又恢复红色 。
任务Ⅱ.完成硫元素在 、 、 价之间的转化。
查阅资料：+2价硫在酸性条件下不稳定，易发生自身氧化还原反应。
SO Na SO Na S O X
2 2 3 2 2 3
（3）①中加入的物质是 NaOH 溶液 ，写出③的离子方程式： 2H + +S ＝ S ↓ +SO ↑ +H O
2 2 2
。
任务Ⅲ.工业上常用空气催化氢氧化法除去电石渣浆（含 CaO）上清液中的 S2﹣，并制取石膏
60CaSO •2H O，其中的物质转化过程如图所示。
4 2
（4）过程Ⅱ中，反应的离子方程式为 4 +2S 2 ﹣ +9H O ＝ S +4Mn （ OH ） ↓ +10OH ﹣ 。
2 2 2
（5）根据物质转化过程，若将10L上清液中的S2﹣转化为 （S2﹣浓度为320mg/L），理论上共需
要标准状况下的O 的体积为 4.4 8 L。
2
【答案】（1）Cu+2H SO （浓） CuSO +SO ↑+2H O；
2 4 4 2 2
（2）将产生的气体通入品红溶液中，溶液逐渐变无色，加热又恢复红色；
（3）NaOH溶液；2H++S ＝S↓+SO ↑+H O；
2 2 2
（4）4 +2S2﹣+9H O＝S +4Mn（OH） ↓+10OH﹣；
2 2 2
（5）4.48。
【分析】（1） → 过程中S元素化合价降低，发生还原反应，浓H SO 和铜在加热条件下可以实
2 4
现转化；
（2）证明实现该转化，即证明有SO 气体放出，SO 具有漂白性，能使品红溶液褪色；
2 2
（3）SO 和氢氧化钠反应生成 Na SO ，①中加入的物质是 NaOH 溶液；Na SO 和 S 反应生成
2 2 3 2 3
Na S O ，Na S O 在酸性条件下发生歧化反应生成S和二氧化硫；
2 2 3 2 2 3
（4）过程II中，S2﹣和 发生氧化还原反应生成S 、Mn（OH） ，根据得失电子守恒、电荷
2 2
守恒；
（5）若将 10L 上清液中的 S2﹣转化为 （S2﹣浓度为 320mg/L），转移电子的物质的量为
×8＝0.8mol，1mol氧气得4mol电子，根据得失电子守恒，消耗氧气的物质的量为
0.8mol× ＝0.2mol。
【解答】解：（1） → 过程中S元素化合价降低，发生还原反应，浓H SO 和铜在加热条件下可
2 4
61以实现转化，反应方程式为Cu+2H SO （浓） CuSO +SO ↑+2H O，
2 4 4 2 2
故答案为：Cu+2H SO （浓） CuSO +SO ↑+2H O；
2 4 4 2 2
（2）证明实现该转化，即证明有SO 气体放出，SO 具有漂白性，能使品红溶液褪色，所以将产生的
2 2
气体通入品红溶液中，溶液逐渐变无色，加热又恢复红色，证明实现了该转化，
故答案为：将产生的气体通入品红溶液中，溶液逐渐变无色，加热又恢复红色；
（3）SO 和氢氧化钠反应生成 Na SO ，①中加入的物质是 NaOH 溶液；Na SO 和 S 反应生成
2 2 3 2 3
Na S O ，Na S O 在酸性条件下发生歧化反应生成S和二氧化硫，③的离子方程式为2H++S ＝
2 2 3 2 2 3 2
S↓+SO ↑+H O，
2 2
故答案为：NaOH溶液；2H++S ＝S↓+SO ↑+H O；
2 2 2
（4）过程Ⅱ中，S2﹣和 发生氧化还原反应生成S 、Mn（OH） ，根据得失电子守恒、电荷
2 2
守恒，反应的离子方程式为4 +2S2﹣+9H O＝S +4Mn（OH） ↓+10OH﹣，
2 2 2
故答案为：4 +2S2﹣+9H O＝S +4Mn（OH） ↓+10OH﹣；
2 2 2
（5）若将 10L 上清液中的 S2﹣转化为 （S2﹣浓度为 320mg/L），转移电子的物质的量为
×8＝0.8mol，1mol氧气得4mol电子，根据得失电子守恒，消耗氧气的物质的量为
0.8mol× ＝0.2mol，氧气在标准状况下的体积为4.48L，
故答案为：4.48。
【点评】本题考查元素化合物，侧重考查学生含硫物质性质的掌握情况，试题难度中等。
16．（2024•翠屏区校级开学）硫元素和氮元素在化学实验、化工生产中扮演着重要角色。回答下列问题：
Ⅰ．图1是自然界中硫元素的存在示意图，图2是硫元素化合价——物质类别关系。
62（1）图2中X对应图1中物质的化学式为 H S ，X与Z的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比
2
为 1 ： 2 。
（2）M的浓溶液与金属铜反应的化学方程式为 Cu+2H SO （浓） CuSO +SO ↑ +2H O 。
2 4 4 2 2
（3）某工厂所用燃煤中硫的质量分数为0.64%，该厂每天消耗燃煤1≜0 t，若将产生的SO
2
均用于生产
硫酸，理论上每季度（按90天记）可得98%的浓硫酸的质量为 9 t。
Ⅱ．氮元素化合价——物质类别关系如图3。
（4）物质B为空气中含量最高的成分，其结构式为 N ≡ N 。
（5）实验室以NH Cl固体为主要原料制备A气体。为收集到干燥纯净的该气体，常用的干燥剂是
4
碱石灰 ；A气体极易溶于水，欲吸收尾气中的A（已知：A难溶于CCl ），下列装置中可选用
4
acd 。 （填字母标号）。
【答案】（1）H S；1：2；
2
（2）Cu+2H SO （浓） CuSO +SO ↑+2H O；
2 4 4 2 2
（3）9； ≜
（4）N≡N；
63（5）碱石灰；acd。
【分析】I.根据硫元素的化合价和物质类别可知，X为H S，Y为S，Z为SO ，M为H SO ，N为
2 2 2 4
Na S；
2
II.根据N元素的化合价和物质类别可知，A为NH ，B为N ，C为NO，D为N O ，E为NO 或
3 2 2 3 2
N O ，F为N O ，G为HNO ，H为HNO ，J为含 的盐，K为含 的盐，据此进行解答。
2 4 2 5 2 3
【解答】解：（1）图2中X为﹣2价硫的氢化物，对应图1中物质的化学式为H S，Z为+4价硫的氧
2
化物，为SO ，X与Z的反应的化学方程式为2H S+SO ＝3S+2H O，H S化合价升高为还原剂，SO
2 2 2 2 2 2
化合价降低，为氧化剂，则X与Z的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2，
故答案为：H S；1：2；
2
（2）由图2可知，M中S元素为+6价的酸，即为H SO ，Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、
2 4
二氧化硫和水，其化学方程式为Cu+2H SO （浓） CuSO +SO ↑+2H O，
2 4 4 2 2
故答案为：Cu+2H
2
SO
4
（浓） CuSO
4
+SO
2
↑+2H
2
O≜；
（3）根据题意可知，该厂每天≜消耗燃煤10 t，其中硫的质量为10t×0.64%＝0.064t，根据硫原子守恒
可知，n（H SO ）＝n（SO ）＝n（S）＝ ，则 m（H SO ）＝
2 4 2 2 4
1000mol×98g/mol＝98000g＝0.098t，故理论上每季度（按 90 天记）可得 98%的浓硫酸的质量为
0.098t×90÷0.98＝9t，
故答案为：9；
（4）由图3可知，物质B为氮元素的单质，其结构式为N≡N，
故答案为：N≡N；
（5）A为NH ，干燥NH 常用的干燥剂是碱石灰（合理即可），A气体极易溶于水，欲吸收尾气中的
3 3
A，需要防倒吸装置，已知：A难溶于CCl ，符合条件的是acd，
4
故答案为：碱石灰；acd。
【点评】本题考查S及N元素化合物的相关知识，属于基础知识的考查，注意元素化合物的积累，题
目比较简单。
17．（2024秋•海淀区月考）HNO 是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备HNO 。
3 3
（1）方法一：早期以硝石（含NaNO ）为氮源制备HNO ，反应的化学方程式H SO （浓）+NaNO
3 3 2 4 3
＝NaHSO +HNO ↑。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 难挥发性 。
4 3
（2）方法二：以NH 为氮源催化氧化制备HNO ，反应原理分三步进行。
3 3
64①第I步反应的化学方程式为 4NH +5O 4NO+6H O 。
3 2 2
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入2nmol NO和nmol O ，进行反应。在
2
不同压强下（P 、P ），反应达到平衡时，测得NO转化率随温度的变化如图所示。从平衡角度解释y
1 2
点的容器容积小于x点的容器容积的原因 2NO+O 2NO ，该反应正向气体分子总数减小，同温时 ，
2 2
p 条件下 NO 转化率高于 p ，故 p ＞ p ， x 、 y 点转化 ⇌率 相同 ，此时压强对容积的影响大于温度对容积
1 2 1 2
的影响，所以 y 点的容器容积小于 x 点的容器容积 。
（3）人工固氮是高能耗的过程，结合N 分子结构解释原因 N 中存在氮氮三键，键能高，断键时需
2 2
要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程 。
（4）NO 是汽车尾气中的主要污染物之一。
x
①NO 能形成酸雨，写出NO 转化为HNO 的化学方程式 3NO +H O ＝ 2HNO +NO 。
x 2 3 2 2 3
②汽车发动机工作时会引发N 和O 反应，其能量变化示意图如图：
2 2
写出该反应的热化学方程式： N （ g ） +O （ g ）＝ 2NO （ g ） ΔH ＝ +183k J • mo l ﹣ 1 。
2 2
③在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO 的排放。当尾气中空气不足时，NO 在催化转
x x
化器中被还原成N 排出。写出NO被CO还原的化学方程式： 2NO+2CO N +2CO
2 2 2
【答案】（1）难挥发性；
（2）①4NH +5O 4NO+6H O；
3 2 2
②2NO+O 2NO ，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p 条件下NO转化率高于p ，故p ＞
2 2 1 2 1
p ，x、y点⇌转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，所以 y点的容器容积小于x
2
点的容器容积；
65（3）N 中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程；
2
（4）①3NO +H O＝2HNO +NO；
2 2 3
②N （g）+O （g）＝2NO（g）ΔH＝+183 kJ•mol﹣1；
2 2
③2NO+2CO N +2CO 。
2 2
【分析】（1）难挥发性的酸可以制取挥发性的酸；
（2）①第Ⅰ步反应为氨气的催化氧化；
②反应2NO+O 2NO 是气体分子总数减小的反应，同温时，p 条件下NO转化率高于p ，故p ＞
2 2 1 2 1
p ，则y点的容器⇌容积小于x点的容器容积；
2
（3）N 中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大的能量；
2
（4）①二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；
②根据能量变化图计算反应热，反应热＝吸收的能量﹣放出的能量，再根据热化学反应方程式的书写
规则书写；
③NO被CO还原生成氮气，CO被氧化生成二氧化碳。
【解答】解：（1）在反应：H SO （浓）+NaNO ═NaHSO +HNO ↑中，主要是利用了浓硫酸的性质
2 4 3 4 3
是酸性和难挥发性，
故答案为：难挥发性；
（2）①第Ⅰ步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为：4NH +5O 4NO+6H O，故答案为：
3 2 2
4NH +5O 4NO+6H O；②由图可知，y 点的容器容积小于 x 点的容器容积的原因是
3 2 2
2NO+O 2NO ，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p 条件下NO转化率高于p ，故p ＞p ，
2 2 1 2 1 2
x、y点转⇌化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，所以 y点的容器容积小于x点的
容器容积，
故答案为：2NO+O 2NO ，该反应正向气体分子总数减小，同温时，p 条件下NO转化率高于p ，故
2 2 1 2
p ＞p ，x、y点转化⇌率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响，所以y点的容器容积小
1 2
于x点的容器容积；
（3）人工固氮是高能耗的过程，结合N 分子结构解释原因N 中存在氮氮三键，键能高，断键时需要
2 2
较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程，故答案为：N 中存在氮氮三键，键能高，断键时需要较大
2
的能量，故人工固氮是高能耗的过程；
66（4）①NO 能形成酸雨，NO 转化为HNO 的化学方程式为：3NO +H O＝2HNO +NO，
x 2 3 2 2 3
故答案为：3NO +H O＝2HNO +NO；
2 2 3
②该反应中的反应热＝（945+498）kJ/mol﹣2×630kJ/mol＝+183kJ/mol，所以其热化学反应方程式为：
N （g）+O （g）＝2NO（g）ΔH＝+183 kJ•mol﹣1，
2 2
故答案为：N （g）+O （g）＝2NO（g）ΔH＝+183 kJ•mol﹣1；
2 2
③NO被CO还原的化学方程式为：2NO+2CO N +2CO ，
2 2
故答案为：2NO+2CO N +2CO 。
2 2
【点评】本题主要考查硝酸的三种工业制法，考查的知识面较广，都属于基本知识的考查，题目难度
中等。
18．（2024秋•沈阳月考）SO 、NO 为常见的空气污染物，会引起酸雨、光化学烟雾等污染问题。研究
2 x
者以多种方法进行“脱硫”“脱硝”。
（1）利用工业废碱渣（主要成分为Na CO ）来吸收含SO 的烟气，同时得到Na SO 粗品。其流程如
2 3 2 2 3
图所示：
①操作1和操作2中均包含的分离技术为 过滤 。
②SO 被Na CO 溶液吸收时，会释放出一种无色无味气体，该气体是 CO （填化学式）。
2 2 3 2
（2）利用含有SO 的烟气制备NaClO 。其流程如图所示：
2 2
①反应a的化学方程式为 2NaClO +H SO +SO ＝ 2NaHSO +2ClO 。
3 2 4 2 4 2
②反应b中的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 2 ： 1 。
（3）以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”“脱硝”。控制溶液的pH＝5.5，一定时间内，温
度对SO 、NO脱除率的影响如图1所示，酸碱性对NO脱除率的影响如图2所示：
2
67已知烟气中SO 与NO的体积比为4：1，且吸收后转化为： 、 。
2
①NO在吸收过程中，反应的离子方程式是 3ClO ﹣ +2NO+H O ＝ +3Cl ﹣ +2H + 。
2
②50℃时，吸收液中烟气转化生成的Cl﹣和 的物质的量之比为 1 3 ： 2 。
③由图2可知NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高，其原因是 溶液 pH 越小，溶液中 HClO
的浓度越大，氧化 NO 的能力越强 。
【答案】（1）①过滤；
②CO ；
2
（2）①2NaClO +H SO +SO ＝2NaHSO +2ClO ；
3 2 4 2 4 2
②2：1；
（3）①3ClO﹣+2NO+H O＝ +3Cl﹣+2H+；
2
②13：2；
③溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强。
【分析】（1）将工业废碱渣溶于水过滤后，得到碳酸钠溶液，用碳酸钠溶液吸收烟气中的二氧化硫得
到亚硫酸氢钠溶液，往其中加入氢氧化钠，即可得到亚硫酸钠溶液，进一步处理后可得亚硫酸钠粗产
品。
（2）NaClO 、H SO 中通入 SO 发生反应 a 生成 NaHSO 和 ClO ，则反应 a 的化学方程式为
3 2 4 2 4 2
2NaClO +H SO +SO ＝2NaHSO +2ClO ；ClO 在碱性条件下可以氧化 H O 生成氧气，同时生成
3 2 4 2 4 2 2 2 2
NaClO ，则反应b为2ClO +H O +2NaOH＝2NaClO +O ↑+2H O；
2 2 2 2 2 2 2
（3）①NaClO溶液吸收烟气中NO，NaClO溶液吸收烟气中NO，发生氧化还原反应生成硝酸和氯化
钠；
②吸收SO 发生的反应为SO +ClO﹣+H O═ +Cl﹣+2H+，烟气中SO 和NO的体积比为4：1，
2 2 2 2
6850℃时的脱除率分别为100%和80%，根据反应SO +ClO﹣+H O═ +Cl﹣+2H+、3ClO﹣+2NO+H O
2 2 2
＝2 +3Cl﹣+2H+，结合定量关系计算；
③溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化的NO越多。
【解答】解：（1）①工业废碱渣经过操作1后得废渣和碳酸钠溶液，所以操作1为溶解、过滤，操
作1为过滤，均包含过滤，
故答案为：过滤；
②亚硫酸酸性强于碳酸，所以SO 被Na CO 溶液吸收时，释放出的无色无味气体为 CO ，反应的离
2 2 3 2
子方程式为： +H O+2SO ＝CO +2 ，
2 2 2
故答案为：CO ；
2
（2）① NaClO 、H SO 中通入 SO 发生反应 a 生成 NaHSO 和 ClO ，则反应 a 的化学方程式为
3 2 4 2 4 2
2NaClO +H SO +SO ＝2NaHSO +2ClO ，
3 2 4 2 4 2
故答案为：2NaClO +H SO +SO ＝2NaHSO +2ClO ；
3 2 4 2 4 2
②反应b的化学方程式为2ClO +H O +2NaOH＝2NaClO +O ↑+2H O，该反应中，ClO 为氧化剂，
2 2 2 2 2 2 2
H O 为还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：1，
2 2
故答案为：2：1；
（3）①NaClO溶液吸收烟气中NO，NaClO溶液吸收烟气中NO，发生氧化还原反应生成硝酸和氯化
钠，反应的离子方程式是：3ClO﹣+2NO+H O＝ +3Cl﹣+2H+，
2
故答案为：3ClO﹣+2NO+H O＝ +3Cl﹣+2H+；
2
②吸收SO 发生的反应为SO +ClO﹣+H O═ +Cl﹣+2H+，烟气中SO 和NO的体积比为4：1，
2 2 2 2
50℃时的脱除率分别为100%和80%，根据反应SO +ClO﹣+H O═ +Cl﹣+2H+、3ClO﹣+2NO+H O
2 2 2
＝2 +3Cl﹣+2H+，则此吸收液中烟气转化生成的 和Cl﹣的物质的量之比为1×80%：（1× ×80%
+4×100%）＝13：2，
故答案为：13：2；
③由图2可知NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高，原因是：溶液pH越小，溶液中HClO的
浓度越大，氧化NO的能力越强，
69故答案为：溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强。
【点评】本题综合考查元素化合物知识、化学方程式计算等知识点，为高频考点，侧重于化学与环境
的考查，有利于培养学生良好的科学素养，注意把握物质的性质以及题给信息，题目难度中等。
19．（2024•自流井区校级开学）氮、硫的氧化物都会引起环境问题，越来越引起人们的重视。如图是氮、
硫元素的各种价态与物质类别的对应关系：
（1）硫酸是一种重要的化工产品。在实验室中，向蔗糖中加入浓硫酸会产生“黑面包”现象并有难闻
气味，其中产生难闻气味体现了浓硫酸的 强氧化性 （填“强氧化性”“吸水性”或“脱水性”）。
（2）由图，可知A为 N O （写分子式），从氮元素的化合价能否发生变化的角度判断，图中既
2 5
有氧化性又有还原性的含氮化合物有 NO 、 NO ；在催化剂作用下CO跟NO反应生成两种无毒气
2
体的化学方程式为 2NO+2CO N +2CO 。
2 2
（3）浓、稀硝酸的性质既相似又有差别，若要除去铁制品表面的铜镀层，发生反应的化学方程式为
Cu+4HNO （浓）＝ C u （ NO ） +2NO ↑ +2H O 。
3 3 2 2 2
（4）工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO 的混合气体，使其转化为化工产品NaNO ，试写出其化
2 2
学方程式： NO+NO +2NaOH ＝ 2NaNO +H O 。
2 2 2
（5）工业上把海水先进行氧化，再吸收溴，达到富集溴的目的。常用的方法是先用热空气吹出 Br ，
2
再用SO 水溶液吸收Br 。取吸收后的溶液，向其中加入氯化钡溶液有白色沉淀析出。写出SO 水溶液
2 2 2
吸收Br 反应的离子方程式： SO +Br +2H O ＝ H SO +2HBr 。
2 2 2 2 2 4
【答案】（1）强氧化性；
（2）N O ；NO、NO ；2NO+2CO N +2CO ；
2 5 2 2 2
（3）Cu+4HNO （浓）＝Cu（NO ） +2NO ↑+2H O；
3 3 2 2 2
（4）NO+NO +2NaOH＝2NaNO +H O；
2 2 2
（5）SO +Br +2H O＝H SO +2HBr。
2 2 2 2 4
70【分析】（1）在实验室中，向蔗糖中加入浓硫酸会产生“黑面包”现象并有难闻气味，产生“黑面
包”现象体现了浓硫酸的脱水性，使蔗糖碳化，产生的难闻气味体现了浓硫酸的强氧化性；
（2）由图可知，A为+5价的氮的氧化物，物质中所含元素化合价既可以升高，又可以降低的，在反
应中既有氧化性又有还原性；汽车尾气中的CO跟NO反应转化成生成两种无毒气体为N 和CO ；
2 2
（3）除去铁制品表面的铜镀层应选择浓硝酸，浓硝酸的氧化性强于稀硝酸；
（4）NO、NO 、NaOH可以发生归中反应生成NaNO 和H O；
2 2 2
（5）SO 水溶液可以被Br 氧化生成H SO 。
2 2 2 4
【解答】解：（1）在实验室中，向蔗糖中加入浓硫酸会产生“黑面包”现象并有难闻气味，产生“黑
面包”现象体现了浓硫酸的脱水性，使蔗糖碳化，产生的难闻气味体现了浓硫酸的强氧化性，是因为
生成了SO ，
2
故答案为：强氧化性；
（2）由图可知，A为+5价的氮的氧化物，化学式为N O ，根据氧化还原反应中，化合价升降的原理
2 5
可知，图中既有氧化性又有还原性的含氮化合物有 NO、NO ，由题意可知：汽车尾气中的CO跟NO
2
反应转化成生成两种无毒气体，根据质量守恒定律分析可知生成二氧化碳和氮气，化学方程式为
2NO+2CO N +2CO ，
2 2
故答案为：N O ；NO、NO ；2NO+2CO N +2CO ；
2 5 2 2 2
（3）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，铁与浓硝酸常温下发生钝化，所以可用浓硝酸除去
铁制品表面的铜镀层，方程式：Cu+4HNO （浓）＝Cu（NO ） +2NO ↑+2H O；
3 3 2 2 2
故答案为：Cu+4HNO （浓）＝Cu（NO ） +2NO ↑+2H O；
3 3 2 2 2
（4）工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO 的混合气体，使其转化为化工产品NaNO ，其化学方程
2 2
式为：NO+NO +2NaOH＝2NaNO +H O，
2 2 2
故答案为：NO+NO +2NaOH＝2NaNO +H O；
2 2 2
（5）SO 水溶液吸收Br 反应的化学方程式为：SO +Br +2H O＝H SO +2HBr，
2 2 2 2 2 2 4
故答案为：SO +Br +2H O＝H SO +2HBr。
2 2 2 2 4
【点评】本题主要考查学生价类二维图的思维，侧重考查氮及其化合物的性质以及相互之间的转化，
属于基本知识的考查，难度不大。
20．（2024秋•南岸区校级月考）硫、氮元素是重要的非金属元素，其价﹣类二维图如图所示。
71（1）图中物质d的化学式是 H SO 。
2 4
（2）除去试管内壁附着的S，洗涤试剂为 CS （填“H O”或“CS ”）。
2 2 2
（3）将过量的a气体通入下列溶液中，几乎无现象的是 BC （填标号）。
A．KMnO 溶液
4
B．CaCl 稀溶液
2
C．H O 溶液
2 2
D．品红溶液
（4）常温下，c的浓溶液可储存在铁罐中，其原因是 常温下，铁遇到浓硫酸发生钝化 。
（5）实验室利用反应⑤制备NH 的化学方程式为 2NH Cl+Ca （ OH ） CaCl +2NH ↑ +2H O
3 4 2 2 3 2
，反应③的离子方程式为 3NO +H O ＝ 2H + +2 +NO 。
2 2
（6）硫元素的部分转化如图所示。过程①可利用克劳斯法实现，该法先将部分H S通过燃烧转化为
2
SO ，再将SO 与剩余的H S混合。为实现硫的最大回收，燃烧的H S和剩余的H S物质的量之比应为
2 2 2 2 2
1 ： 2 。过程②宜在土壤的 富氧 区实现（填“富氧”或“缺氧”）。
【答案】（1）H SO ；
2 4
（2）CS ；
2
72（3）BC；
（4）常温下，铁遇到浓硫酸发生钝化；
（5）2NH Cl+Ca（OH） CaCl +2NH ↑+2H O；3NO +H O＝2H++2 +NO；
4 2 2 3 2 2 2
（6）1：2；富氧。
【分析】价类二维图得到a为SO ，b为SO ，c为H SO ，d为H SO ，e为亚硫酸盐，
2 3 2 4 2 3
（1）图中物质d为硫酸；
（2）硫单质难溶于水，易溶于二硫化碳；
（3）A．将过量的SO 气体通入KMnO 溶液发生氧化还原反应；
2 4
B．碳酸酸性小于盐酸，二氧化硫和氯化钙溶液不反应；
C．将过量的SO 气体通入H O 溶液，发生氧化还原反应，反应过程中无明显现象；
2 2 2
D．二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色；
（4）常温下铁于鏊浓硫酸发生钝化现象，阻止反应继续进行；
（5）实验室利用反应⑤是氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应制备NH ，反应③是二氧化氮和水反
3
应生成硝酸和一氧化氮；
（6）图中①可通过2H S+3O ＝2SO +2H O及SO +2H S＝3S+2H O来实现H S→S的转化。要实现S
2 2 2 2 2 2 2 2
的最大回收，则SO 与H S反应中n（SO ）：n（H S）＝1：2，根据S守恒，SO 物质的量与被燃烧
2 2 2 2 2
的H S物质的量相等。
2
【解答】解：（1）图中物质d为硫酸，化学式为：H SO ，
2 4
故答案为：H SO ；
2 4
（2）硫单质难溶于水，易溶于二硫化碳，除去试管内壁附着的S，洗涤试剂为CS ，溶解后除去，
2
故答案为：CS ；
2
（3）A．将过量的SO 气体通入KMnO 溶液，溶液紫红色褪去，故A错误；
2 4
B．碳酸酸性小于盐酸，将过量的SO 气体通入CaCl 稀溶液中不反应，故B正确；
2 2
C．将过量的SO 气体通入H O 溶液，发生氧化还原反应，生成硫酸和水，无明显现象，故C正确；
2 2 2
D．将过量的SO 气体通入品红溶液中，溶液红色褪去，故D错误；
2
故答案为：BC；
（4）常温下，铁遇到浓硫酸发生钝化，硫酸的浓溶液可储存在铁罐中，
故答案为：常温下，铁遇到浓硫酸发生钝化；
（ 5 ） 实 验 室 利 用 反 应 ⑤ 制 备 NH 的 化 学 方 程 式 为 ： 2NH Cl+Ca （ OH ）
3 4 2
CaCl +2NH ↑+2H O，反应③是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为：
2 3 2
733NO +H O＝2H++2 +NO，
2 2
故答案为：2NH Cl+Ca（OH） CaCl +2NH ↑+2H O；3NO +H O＝2H++2 +NO；
4 2 2 3 2 2 2
（6）图中①可通过2H S+3O ＝2SO +2H O及SO +2H S＝3S+2H O来实现H S→S的转化。要实现S
2 2 2 2 2 2 2 2
的最大回收，则SO 与H S反应中n（SO ）：n（H S）＝1：2，根据S守恒，SO 物质的量与被燃烧
2 2 2 2 2
的H S物质的量相等，图中②为S→，硫元素被氧化，显然应在富氧区，
2
故答案为：1：2；富氧。
【点评】本题考查了物质性质和制备、化学方程式书写等知识点，主要考查硫、氮元素及其化合物的
性质分析判断，注意知识的熟练掌握，题目难度不大。
21．（2024秋•河南月考）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。如
图是铁及其化合物的价类二维图的部分信息，回答下列问题：
（1）写出A、B的化学式： FeO 、 F e （ OH ） 。
2
（2）写出Fe（OH） 转化为FeCl 的离子方程式： F e 3 + +3OH ﹣ ＝ F e （ OH ） ↓ 。
3 3 3
（3）某同学利用以下试剂研究FeCl 的性质：
2
①O ②Fe ③NaOH溶液 ④稀H SO
2 2 4
从物质类别角度看，FeCl 属于 盐 （填“酸”“碱”或“盐”），可与 ③ （填序号，下
2
同）发生反应；从化合价角度看，Fe2+具有还原性，可与发生 ① 反应。
（4）高铁酸钠（Na FeO ）是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。
2 4
①根据价类二维图，从化合价角度分析，Na FeO 具有 氧化 （填“氧化”或“还原”）性。
2 4
②工业上制备Na FeO 有多种方法，其中一种方法原理如下，请配平该化学方程式并用单线桥标出电
2 4
子转移。
□NaClO+□FeCl +□NaOH→□Na FeO +□NaCl+□H O
3 2 4 2
【答案】（1）FeO；Fe（OH） ；
2
74（2）Fe3++3OH﹣＝Fe（OH） ↓；
3
（3）盐；③；①；
（4）①氧化；
② 。
【分析】从图中可以看出，A物质是铁的氧化物，铁元素化合价为+2价，则其为FeO；B为碱，铁元
素显+2价，则其为Fe（OH） 。
2
【解答】解：（1）由分析可知，A、B的化学式：FeO、Fe（OH） ，
2
故答案为：FeO；Fe（OH） ；
2
（2）Fe（OH） 转化为FeCl 时，加入NaOH溶液等，离子方程式：Fe3++3OH﹣＝Fe（OH） ↓，
3 3 3
故答案为：Fe3++3OH﹣＝Fe（OH） ↓；
3
（3）从物质类别角度看，FeCl 属于盐，可与NaOH溶液发生反应；从化合价角度看，Fe2+具有还原
2
性，可与发生O 反应，
2
故答案为：盐；③；①；
（4）①根据价类二维图，从化合价角度分析，Fe显+6价，Na FeO 具有氧化性，
2 4
故答案为：氧化；
②从得失电子守恒角度分析，应建立如下关系式：2NaClO+2FeCl →2Na FeO ，再依据质量守恒，便
3 2 4
可 配 平 其 它 物 质 的 化 学 计 量 数 。 从 而 得 出 化 学 方 程 式 为 ： 3NaClO+2FeCl +10NaOH ＝
3
2Na FeO +9NaCl+5H O 。 用 单 线 桥 标 出 电 子 转 移 的 方 向 的 数 目 为
2 4 2
，
故答案为： 。
【点评】本题主要考查铁的氧化物的性质等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已
有的知识进行解题。
22．（2024秋•闵行区期中）“价类”二维图是学习金属元素及其化合物的重要工具，如图所示是铁及其
化合物的“价类”二维图。
75（1）x代表的物质类别为 氧化物 、Y代表具体物质是 F e O ，Z在空气中转化为W的化学
2 3
方程式为 4F e （ OH ） +O +2H O ＝ 4Fe （ OH ） ；请写出检验是否有W胶体生成的方法 用一束
2 2 2 3
光通过氢氧化铁胶体，若出现一条光亮通路，证明是氢氧化铁胶体 。
（2）（双选）下列反应能得到单质铁的是 BC 。
A.Cu与FeCl 溶液反应
3
B.在高温下Al与Fe O 反应
3 4
C.在高温下CO与Fe O 反应
2 3
D.Fe（OH） 受热分解
2
（3）能说明Fe的还原性弱于Na的是 C 。
A.Na的熔点比Fe的熔点低
B.1mol Fe、Na分别与S反应，Fe失电子数多
C.Na与冷水剧烈反应，Fe与冷水不反应
D.Fe3+氧化性强于Na+
（4）实验室盛放FeSO 溶液的试剂瓶中通常需要加入少量铁粉，铁粉的作用是 和铁离子反应生成
4
亚铁离子，防止亚铁离子被氧化 。
（5）某小组研究FeSO 性质，预测FeSO 能与 ②④⑤ 发生氧化还原反应（填序号）。
4 4
①NaOH溶液 ②氯水 ③稀盐酸 ④酸性KMnO 溶液 ⑤FeCl 溶液 ⑥碳酸钠
4 3
（6）为了检验FeCl 溶液是否被氧化，可向溶液中加入 C （填选项编号）。
2
A，新制氯水
B.铁片
C.KSCN溶液
D.石蕊试液
（7）铁盐溶液可用于金属刻蚀。如用FeCl 溶液刻蚀铜制电路板，FeCl 被 还原 （填“还原”或
3 3
“氧化”）为FeCl ．
2
（8）高铁酸钠是一种能杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。工业上可用 NaClO氧化Fe（OH）
3
的方法制备Na FeO ，其原理为3NaClO+2Fe（OH） +4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O，用单线桥法
2 4 3 2 4 2
76表示该反应的电子转移方向和数目。 。
（9）合金具有许多优良性能，C919大型飞机使用了大量新型材料铝合金。下列物质属于合金的是
B 。
A.水银
B.青铜
C.白银
D.黄金
【答案】（1）氧化物；Fe O ；4Fe（OH） +O +2H O＝4Fe（OH） ；用一束光通过氢氧化铁胶体，
2 3 2 2 2 3
若出现一条光亮通路，证明是氢氧化铁胶体；（2）BC；
（3）C；
（4）和铁离子反应生成亚铁离子，防止亚铁离子被氧化；
（5）②④⑤；
（6）C；
（7）还原；
（8） ；
（9）B。
【分析】（1）FeO是铁的氧化物，X表示氧化物，则Y表示三价铁的氧化物，Y为Fe O ，Z表示二
2 3
价铁的氢氧化物，Z为Fe（OH） ，W表示三价铁的氢氧化物，W为Fe（OH） ，Fe（OH） 和O 反
2 3 2 2
应生成Fe（OH） ，用一束光通过氢氧化铁胶体，看是否发生丁达尔效应判断；
3
（2）A．Cu与FeCl 溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜；
3
B．在高温下Al与Fe O 反应生成特和氧化铝；
3 4
C．在高温下CO与Fe O 反应生成铁和二氧化碳；
2 3
D．Fe（OH） 受热分解生成氧化铁和水；
2
（3）比较还原性强弱用金属与非金属或者水反应的剧烈程度进行比较，或者金属置换其他金属的置换
反应，失电子能力、金属性强弱、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱、金属与水或酸反应的剧烈程
度等，都能说明Fe的还原性弱于Na；
（4）铁粉的作用是和铁离子反应生成亚铁离子，防止亚铁离子被氧化；
（5）FeSO 具有还原性，氯水、酸性高锰酸钾溶液具有氧化性可以和 FeSO 发生氧化还原反应；
4 4
FeSO 也具有氧化性，Mg的还原性强于Fe，FeSO 也可以和Mg发生氧化还原反应；
4 4
（6）FeCl 溶液会被氧化为氯化铁溶液；
2
77（7）氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜；
（8）反应3NaClO+2Fe（OH） +4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O中Cl元素由+1价下降到﹣1价，Fe
3 2 4 2
元素由+3价上升到+6价；
（9）合金是由金属单质与金属单质或金属单质与非金属单质融合而成，具有特征性质的混合物。
【解答】解：（1）FeO是铁的氧化物，X表示氧化物，则Y表示三价铁的氧化物，Y为Fe O ；Z表
2 3
示二价铁的氢氧化物，Z为Fe（OH） ，W表示三价铁的氢氧化物，W为Fe（OH） ，Fe（OH） 和
2 3 2
O 反应生成Fe（OH） ，方程式为：4Fe（OH） +O +2H O＝4Fe（OH） ，检验是否有W胶体生成的
2 3 2 2 2 3
方法：用一束光通过氢氧化铁胶体，若出现一条光亮通路，证明是氢氧化铁胶体，
故答案为：氧化物；Fe O ；4Fe（OH） +O +2H O＝4Fe（OH） ；用一束光通过氢氧化铁胶体，若出
2 3 2 2 2 3
现一条光亮通路，证明是氢氧化铁胶体；
（2）A．Cu与FeCl 溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜，无单质铁生成，故A错误；
3
B．在高温下Al与Fe O 反应生成特和氧化铝，能得到单质铁，故B正确；
3 4
C．在高温下CO与Fe O 反应生成铁和二氧化碳，能得到单质铁，故C正确；
2 3
D．Fe（OH） 受热分解生成氧化铁和水，不能得到单质铁，故D错误；
2
故答案为：BC；
（3）A．Na的熔点比Fe的熔点低是物理性质，不能说明Fe的还原性弱于Na，故A错误；
B．1mol Fe、Na分别与S反应，Fe失电子数多不能说明Fe的还原性弱于Na，故B错误；
C．Na与冷水剧烈反应，Fe与冷水不反应，能说明Fe的还原性弱于Na，故C正确；
D．Fe3+氧化性强于Na+，铁离子被还原生成亚铁离子，不能说明Fe的还原性弱于Na，故D正确；
故答案为：C；
（4）实验室盛放FeSO 溶液的试剂瓶中通常需要加入少量铁粉，铁粉的作用是和铁离子反应生成亚铁
4
离子，防止亚铁离子被氧化，
故答案为：和铁离子反应生成亚铁离子，防止亚铁离子被氧化；
（5）FeSO 具有还原性，氯水、酸性高锰酸钾溶液具有氧化性可以和 FeSO 发生氧化还原反应；
4 4
FeSO 也具有氧化性，Mg的还原性强于Fe，FeSO 也可以和Mg发生氧化还原反应，故选②④⑤，
4 4
故答案为：②④⑤；
（6）FeCl 溶液会被氧化为氯化铁溶液，可用KSCN溶液检验其是否变红，
2
故答案为：C；
（7）用FeCl 溶液刻蚀铜制电路板，FeCl 被Cu还原生成氯化亚铁，
3 3
故答案为：还原；
（8）反应3NaClO+2Fe（OH） +4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O中Cl元素由+1价下降到﹣1价，Fe
3 2 4 2
元素由+3价上升到+6价，电子转移总数6e﹣，根据得失电子守恒用单线桥法表示该反应的电子转移方
78向和数目为： ，
故答案为： ；
（9）合金是由金属单质与金属单质或金属单质与非金属单质融合而成，青铜属于铜锡合金，
故答案为：B。
【点评】本题考查铁及其化合物的性质，侧重考查学生含铁物质性质的掌握情况，题目难度中等。
23．（2024秋•重庆月考）阅读下面一段材料并回答下列问题：
高铁酸钾使用说明书
【化学式】K FeO
2 4
【性状】暗紫色具有金属光泽的粉末，无臭无味
【产品特点】干燥品在室温下稳定，在强碱溶液中稳定，随着pH减小，稳定性下降，
与水反应放出氧气。K FeO 通过强烈的氧化作用可迅速杀灭细菌，有消毒作用，同时
2 4
不会产生有害物质。K FeO 与水反应还能产生具有强吸附性的Fe（OH） 胶体，可除
2 4 3
去水中细微的悬浮物，有净水作用
【用途】主要用于饮用水消毒净化、城市生活污水和工业污水处理
【用量】消毒净化1L水投放5mgK FeO ，即可达到卫生标准
2 4
（1） 中铁元素的化合价为 + 6 。
（2）制备K FeO 需要在 碱性 （填“酸性”、“碱性”或“中性”）环境中进行。
2 4
（3）下列关于K FeO 的说法中，不正确的是 C 。
2 4
A．是强氧化性的盐
B．固体保存需要防潮
C．其消毒和净化水的原理相同
D．其净水优点有：作用快、安全性好、无异味
（4）将K FeO 与水反应的化学方程式补充完整：
2 4
4K FeO + 1 0 H O＝ 4 Fe（OH） （胶体）+ 3O + 8 KOH
2 4 2 3 2
（5）高铁酸钠Na FeO 是一种新型的净水剂，可以通过下述反应制取：
2 4
2Fe（OH） +3NaClO+4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O
3 2 4 2
①由上述化学原理可知Na FeO 的氧化性比NaClO的氧化性 弱 （填“强”或“弱”）。
2 4
② 用 单 线 桥 法 在 方 程 式 中 标 出 电 子 转 移 的 情 况 ： 2Fe （ OH ） +3NaClO+4NaOH ＝
3
2Na FeO +3NaCl+5H O。
2 4 2
（6）在苛性碱存在的环境中，亚铁盐被过氧化钠高温氧化成高铁酸钠：
792FeSO +6Na O 2Na FeO +2Na O+2Na SO +O ↑，试推测该反应在熔融状态下进行而不在水溶液
4 2 2 2 4 2 2 4 2
中进行的原因是 N a O 会与水发生反应 。再加入适量饱和KOH溶液反应得到K FeO ，请写出制
2 2 2 4
备K FeO 的化学方程式： N a FeO +2KOH ＝ 2NaOH+K FeO ↓ 。
2 4 2 4 2 4
【答案】（1）+6；
（2）碱性；
（3）C；
（4）4K FeO +10H O＝4Fe（OH） +3O ↑+8KOH；
2 4 2 3 2
（5）①弱；
② ；
（6）Na O 会与水发生反应；Na FeO +2KOH＝ 2NaOH+K FeO ↓。
2 2 2 4 2 4
【分析】（1）化合物中元素化合价代数和为0；
（2）根据说明书[产品特点]：”干燥品在室温下稳定，在强碱溶液中稳定，随着 pH减小，稳定性下
降“等性质分析；
（3）[产品特点]：K FeO 具有通过强烈的氧化作用可迅速杀灭细菌、有消毒作用、同时不会产生有害
2 4
物质，K FeO 与水反应生成强吸附性的Fe（OH） 胶体，有净水作用，据此分析选项正误；
2 4 3
（4）K FeO 与水反应生成O 、Fe（OH） 胶体和KOH，结合电子守恒和原子守恒写出反应的化学方
2 4 2 3
程式；
（5）①氧化剂的氧化性大于氧化产物；
②2Fe（OH） +3NaClO+4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O，反应中铁元素化合价+3价三个到+6价，
3 2 4 2
氯元素化合价+1价降低到﹣1价，该反应转移6个电子；
（6）反应物过氧化钠和水会发生反应，再加入适量饱和 KOH 溶液反应，高铁酸钠转化为晶体
K FeO 。
2 4
【解答】解：（1）K的化合价为+1价，O元素的化合价为﹣2价可设Fe元素的化合价为x，根据化合
物中各元素化合价的代数和为0可知，2×（+1）+x+4×（﹣2）＝0，解得x＝+6价，所以K FeO 中铁
2 4
元素的化合价为+6价，
故答案为：+6；
（2）根据高铁酸钾使用说明书中产品特点“干燥品在室温下稳定，在强碱溶液中稳定，随着pH值减
小，稳定性下降”可知，制备K FeO 需要在碱性条件下进行，
2 4
故答案为：碱性；
80（3）a．K FeO 可与水反应放出氧气，且因为强氧化性而杀菌消毒，所以它属于强氧化性的盐，故 a
2 4
正确；
b．K FeO 可与水反应放出氧气而失效，所以固体保存需要防潮，故b正确；
2 4
c．K FeO 的消毒原理是因为其具有强氧化性，而它的净水的原理则是因为其与水反应产生具有吸附
2 4
性的氢氧化铁胶体，可除去水中细微的悬浮物，两者原理不同，故c错误；
d．根据产品特点描述的净水原理可知，产生的氢氧化铁胶体安全性好、无异味，而且作用快，故 d正
确；
故答案为：C；
（4）根据高铁酸钾产品特点描述可知，K FeO 与水反应可产生氧气和氢氧化铁胶体，发生自身的歧
2 4
化反应，根据氧化还原反应的配平原则可知，+6价Fe元素降低到+3价，得到3个电子，﹣2价O元
素升高到0价转化为氧气，至少失去4个电子，所以氧气与氢氧化铁的化学计量数分别为 3和4，再根
据原子守恒规律最终配平该反应为：4K FeO +10H O＝4Fe（OH） （胶体）+3O ↑+8KOH，
2 4 2 3 2
故答案为：4K FeO +10H O＝4Fe（OH） +3O ↑+8KOH；
2 4 2 3 2
（5）①2Fe（OH） +3NaClO+4NaOH＝2Na FeO +3NaCl+5H O，反应中NaClO做氧化剂，Na FeO
3 2 4 2 2 4
是氧化产物，Na FeO 的氧化性比NaClO的氧化弱，
2 4
故答案为：弱；
②该反应中2个Fe（OH） 失去6个电子生成2个高铁酸钠，3个NaClO得到6个电子生成3个
3
NaCl ， 用 单 线 桥 表 示 的 化 学 方 程 式 为
，
故答案为： ；
（6）该反应在熔融状态下进行，而不在水溶液中进行的原因是反应物Na O 会与水发生反应，再加入
2 2
适量饱和 KOH 溶液反应得到 K FeO ，请写出制备 K FeO 的化学方程式为：Na FeO +2KOH＝
2 4 2 4 2 4
2NaOH+K FeO ↓，
2 4
故答案为：Na O 会与水发生反应；Na FeO +2KOH＝ 2NaOH+K FeO ↓。
2 2 2 4 2 4
【点评】本题考查K FeO 的性质、反应与应用，侧重考查学生的分析能力、阅读能力、处理信息和灵
2 4
活运用能力，根据材料提供的信息总结物质的性质、明确物质性质与用途的对应关系即可解答该题，
注意氧化还原反应化学方程式的配平，题目难度不大。
8124．（2024秋•南岗区校级月考）元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工
具。如图是铁及其化合物的价类二维图的部分信息，请回答以下问题：
（1）分别写出A、B的化学式 FeO 、 F e （ OH ） 。
3
（2）Fe O 与稀硫酸反应的离子方程式为 F e O +6H + ═ 2Fe 3+ +3H O 。
2 3 2 3 2
（3）某同学利用以下试剂研究FeCl 的性质，进行了如下预测：
3
①从化合价角度看，Fe3+具有氧化性，可能与 B 发生反应（填字母）。从物质类别角度看，FeCl
3
属于盐，可能与 CE 发生复分解反应（填字母）。
A．Cl
2
B．Fe
C．NaOH
D．H SO
2 4
E．AgNO
3
②向FeCl 溶液中滴加KSCN溶液（含K+和SCN﹣），溶液会变为红色，该反应可用来检验FeCl 溶
3 3
液中的Fe3+，其离子方程式为Fe3++3SCN﹣═Fe（SCN） 。向该红色溶液中继续滴加NaOH溶液，则
3
会生成红褐色沉淀，该反应的离子方程式为 F e （ SCN ） +3OH ﹣ ═ Fe （ OH ） +3SCN ﹣ 。
3 3
【答案】（1）FeO；Fe（OH） ；
3
（2）Fe O +6H+═2Fe3++3H O；
2 3 2
（3）①B；CE；
②Fe（SCN） +3OH﹣═Fe（OH） +3SCN﹣；
3 3
【分析】（1）铁及其化合物的价类二维图的部分信息，A为+2价铁的氧化物，B为+3价铁元素的碱；
（2）Fe O 与稀硫酸反应生成氯化铁和水；
2 3
（3）①Fe3+具有氧化性，可以和还原性物质发生反应，从物质类别角度看，FeCl 属于盐，可以和碱、
3
盐发生复分解反应；
②向FeCl 溶液中滴加KSCN溶液（含K+和SCN﹣），会生成血红色溶液，该反应可用来检验FeCl
3 3
溶液中的Fe3+，反应方程式为FeCl +3KSCN＝Fe（SCN） +3KCl，向该血红色溶液中继续滴加NaOH
3 3
溶液，则会生成红褐色沉淀氢氧化铁。
82【解答】解：（1）A为+2价铁的氧化物，化学式为：FeO，B为+3价铁元素的碱，化学式为：Fe
（OH） ，
3
故答案为：FeO；Fe（OH） ；
3
（2）Fe O 与稀硫酸反应的离子方程式为：Fe O +6H+═2Fe3++3H O，
2 3 2 3 2
故答案为：Fe O +6H+═2Fe3++3H O；
2 3 2
（3）①从化合价角度看，Fe3+具有氧化性，可能与Fe反应，从物质类别角度看，FeCl 属于盐，可能
3
与NaOH、AgNO 反应，
3
故答案为：B；CE；
②向FeCl 溶液中滴加KSCN溶液（含K+和SCN﹣），会生成血红色溶液，该反应可用来检验FeCl
3 3
溶液中的Fe3+，反应方程式为FeCl +3KSCN＝Fe（SCN） +3KCl，向该血红色溶液中继续滴加NaOH
3 3
溶液，则会生成红褐色沉淀，写出该反应的离子方程式为：Fe（SCN） +3OH﹣═Fe（OH） +3SCN
3 3
﹣，
故答案为：Fe（SCN） +3OH﹣═Fe（OH） +3SCN﹣。
3 3
【点评】本题考查了铁及其化合物性质、物质分类等知识点，注意知识的熟练掌握，题目难度不大。
25．（2024•望城区校级开学）物质类别与元素价态，是学习元素及其化合物性质的重要认识视角，基于
物质类别和元素价态，既可预测物质的性质，还可以设计物质间的转化途径。请结合铁元素的价类二
维图回答下列问题：
（1）对于Fe O ，从物质类别来看，它属于 C 。
2 3
A．盐
B．碱
C．金属氧化物
D．非金属氧化物
（2）从物质类别和元素价态视角，下列预测Fe O 的性质错误的是 D 。
2 3
A．Fe O 具有氧化性
2 3
B．Fe O 可与铝反应
2 3
C．Fe O 可与稀盐酸反应
2 3
D．Fe O 可与NaOH溶液反应
2 3
83（3）基于物质类别和元素价态，下列不能实现Fe→FeCl 转化的是 A 。
2
A．铁与氯气反应
B．铁与稀盐酸反应
C．铁与氯化铜溶液反应
D．铁与氯化铁溶液反应
（4）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 B 。
A．FeCl 的用途之一是五金蚀刻
2
B．Fe O 俗称铁红，可作外墙涂料
2 3
C．Fe（OH） 和Fe（OH） 均为红褐色固体
2 3
D．缺铁性贫血是由于人体血液中缺乏Fe3+
（5）某溶液中可能含有K+、Fe3+、 、Cl﹣，向该溶液中滴加硫氰化钾溶液后显红色，可确定该溶
液中一定含有 B 。
A．K+
B．Fe3+
C．
D．Cl﹣
（6）能实现下列物质间直接转化的元素是 D 。
单质 氧化物 酸（或碱）
A．Cu
B．Fe
C．Si
D．Na
【答案】（1）C；
（2）D；
（3）A；
（4）B；
（5）B；
（6）D。
【分析】（1）根据Fe O 属于金属氧化物进行分析。
2 3
（2）根据Fe O 的性质进行分析。
2 3
（3）根据Fe的性质进行分析。
84（4）根据Fe O 俗称铁红，Fe（OH） 是白色的，缺铁性贫血是缺Fe2+，进行分析。
2 3 2
（5）根据Fe3+遇KSCN溶液显红色进行分析。
（6）根据CuO、Fe O 、SiO 不能与水反应进行分析。
3 4 2
【解答】解：（1）Fe O 属于金属氧化物，
2 3
故答案为：C；
（2）A.Fe O 中铁的化合价为+3价，具有氧化性，选项A正确；
2 3
B.Fe O 可与铝发生铝热反应生成铁和氧化铝，选项B正确；
2 3
C.Fe O 可与稀盐酸反应生成氯化铁和水，选项C正确；
2 3
D.Fe O 不能与NaOH反应，选项D错误；
2 3
故答案为：D；
（3）A．Fe与Cl 反应得到的是FeCl ，选项A错误；
2 3
B.铁与稀盐酸反应生成FeCl 和氢气，选项B正确；
2
C.铁与氯化铜溶液反应生成FeCl 和氯化铜，选项C正确；
2
D.铁与氯化铁溶液反应生成FeCl ，选项D正确；
2
故答案为：A；
（4）A．FeCl 的用途是五金蚀刻，选项A错误；
3
B．Fe O 俗称铁红，可作外墙涂料，选项B正确；
2 3
C．Fe（OH） 是白色的，选项C错误；
2
D．缺铁性贫血是缺Fe2+，选项D错误；
故答案为：B；
（5）Fe3+遇KSCN溶液显红色，
故答案为：B；
（6）采用代入法，CuO、Fe O 、SiO 不能与水反应，选项A、B、C错误，
3 4 2
故答案为：D。
【点评】本题主要考查铁及其化合物的相互转化等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，
结合已有的知识进行解题。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2024/11/6 23:35:07；用户：组卷48；邮箱：zyb048@xyh.com；学号：41419011
85
