【备考2022】高考化学一轮复习第13讲元素及其化合物的综合应用过关检测（解析版）
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第13讲 元素及其化合物的综合应用过关检测
学习目标
1.掌握常见金属及非金属元素知识网络构建及重要方程式的书写。
2.了解其它元素及其化合物的性质。
高考真题
1．（2021·全国乙卷）磁选后的炼铁高钛炉渣，主要成分有、、、、以及少量的。为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的见下表
金属离子
开始沉淀的 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全的 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题：
(1)“焙烧”中，、几乎不发生反应，、、、转化为相应的硫酸盐，写出转化为的化学方程式_______。
(2)“水浸”后“滤液”的约为2.0，在“分步沉淀”时用氨水逐步调节至11.6，依次析出的金属离子是_______。
(3)“母液①"中浓度为_______。
(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
(5)“酸溶”后，将溶液适当稀释并加热，水解析出沉淀，该反应的离子方程式是_______。
(6)将“母液①”和“母液②”混合，吸收尾气，经处理得_______，循环利用。
答案 1.0×10-6 硫酸 SiO2 CaSO4 TiO2++(x+1)H2OTiO2?xH2O↓+2H+ (NH4)2SO4
解析
由题给流程可知，高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时，二氧化钛和二氧化硅不反应，氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐，尾气为氨气；将焙烧后物质加入热水水浸，二氧化钛、二氧化硅不溶于水，微溶的硫酸钙部分溶于水，硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水，过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液；向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6，溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀，过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀；向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液；将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸，过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·x H2O。
(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和水，反应的化学方程式为Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O，故答案为：Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O；
(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知，将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时，铁离子首先沉淀、然后是铝离子、镁离子，钙离子没有沉淀，故答案为：Fe3+、Al3+、Mg2+；
(3)由镁离子完全沉淀时，溶液pH为11.1可知，氢氧化镁的溶度积为1×10—5×(1×10—2.9)2=1×10—10.8，当溶液pH为11.6时，溶液中镁离子的浓度为=1×10—6mol/L，故答案为：1×10—6；
(4)增大溶液中硫酸根离子浓度，有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀，为了使微溶的硫酸钙完全沉淀，减少TiOSO4溶液中含有硫酸钙的量，应加入浓硫酸加热到160℃酸溶；由分析可知，二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应，则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙，故答案为：硫酸；SiO2、CaSO4；
(5)酸溶后将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热，能使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸，反应的离子方程式为TiO2++（x+1）H2OTiO2·xH2O+2H+，故答案为：TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+；
(6)由分析可知，尾气为氨气，母液①为硫酸铵、母液②为硫酸，将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫酸铵溶液，可以循环使用，故答案为：(NH4)2SO4。
巩固练习
1．下列有关金属及其化合物的知识说法正确的是( )
A．可用Na与MgCl2溶液反应制Mg
B．金属单质导电与电解质溶液导电原因相同
C．常温下氧气与铝不反应，故常温下铝制品可以广泛应用
D．观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋
答案 D
解析 Na和水反应生成NaOH和H2，NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀，所以Na不能置换Mg，故A错误；金属导电是自由电子定向移动，电解质溶液导电是溶液中阴、阳离子的定向移动，金属单质导电与电解质溶液导电原因不同，故B错误；常温下，铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了内部的铝与氧气的接触，所以铝制品可以广泛利用，故C错误；钠元素焰色为黄色，观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋，故D正确。
2．(2020·江苏，6)下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A．室温下，Na在空气中反应生成Na2O2
B．室温下，Al与4.0mol·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO2
C．室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体
D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
答案 B
解析 室温下，Na在空气中反应生成Na2O，A项错误；2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑，B项正确；室温下，铜与浓硝酸反应生成NO2，C项错误；室温下，铁遇浓硫酸发生钝化，D项错误。
3．(2020·浙江7月选考，8)下列说法不正确的是( )
A．Cl－会破坏铝表面的氧化膜
B．NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
C．KMnO4具有氧化性，其稀溶液可用于消毒
D．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀
答案 B
4．(2020·江苏，10)下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A．NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
B．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C．NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D．Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)
答案 C
解析 由Cl2制备漂白粉应通入石灰乳而不是石灰水中，A项错误；向氯化钠溶液中通入二氧化碳，无法制取碳酸氢钠固体，B项错误；向溴水中加入碘化钠溶液，可得到碘单质，C项正确；电解MgCl2溶液得不到Mg，D项错误。
5．a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：①a、b均能与稀硫酸反应放出气体；②c与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；③b与强碱反应放出气体；④b、e在冷的浓硫酸中钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次是( )
A．Mg、Al、Cu、Ag、Fe B．Fe、Cu、Al、Ag、Mg
C．Mg、Cu、Al、Ag、Fe D．Al、Mg、Ag、Cu、Fe
答案 A
6．以色列理工学院的丹尼尔·谢德曼因发现“准晶体”而一人独享了2011年度诺贝尔化学奖。某组成为Al65Cu23Fe12的准晶体W具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层。下列有关说法中正确的是( )
A．W的熔点比铝、铁、铜的都高
B．将一定量W投入少量的盐酸中，充分反应后溶液中一定有Fe2＋
C．等质量W分别与足量NaOH溶液、盐酸反应，生成氢气的质量之比为65∶73
D．W在氯气中完全燃烧时可形成AlCl3、FeCl3两种离子化合物
答案 C
解析 W属于合金，合金与组成它的各成分金属相比，其熔点较低，A错误；此合金中含有的金属中，铝的还原性最强，当酸量不足时，溶液中一定存在Al3＋，可能存在Fe2＋，B错误；W与足量的NaOH溶液、盐酸反应，生成氢气的体积之比为＝，C正确；合金与氯气反应产生的AlCl3为共价化合物，不是离子化合物，D错误。
7．下列各组物质中，满足图示一步转化关系的是( )
序号 X Y Z W
① Cu CuSO4 Cu(OH)2 CuO
② Na NaOH Na2CO3 NaCl
③ Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl
④ Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2
A.①②③ B．①③④ C．②③ D．①④
答案 A
8．Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是( )
A．a为冷却水进口
B．装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C．实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
答案 B
解析 冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。
9．(2018·全国卷Ⅰ，7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是( )
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
答案 D
解析 Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀，D项错误；合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A项正确；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后沉淀，C项正确。
10．探究Na2O2与水的反应，实验如图：
已知：H2O2H＋＋HO；HOH＋＋O。下列分析不正确的是( )
A．①④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应
B．①⑤实验中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在H2O2
C．③和④实验不能说明溶解性：BaO2>BaSO4
D．⑤实验中说明H2O2具有还原性
答案 B
解析 ①中的反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分解生成水和氧气，发生复分解反应和氧化还原反应，④中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，过氧化氢分解生成水和氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应，A项正确；①中过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，不能说明存在H2O2，B项错误；④中过氧化钡与硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，证明酸性：硫酸＞过氧化氢，不能说明溶解性：BaO2＞BaSO4，C项正确；⑤中产生的气体为氧气，氧元素化合价升高，H2O2作还原剂，说明H2O2具有还原性，D项正确。
11．下列有关说法正确的是( )
A．工业上以氯气和澄清石灰水为原料制取漂白粉
B．为方便运输可用钢瓶储存液氯和浓硫酸
C．使用蒸发皿灼烧Fe(OH)3至分解
D．将SO2和Cl2按等物质的量比通入品红溶液中，品红很快褪色
答案 B
12．(2020·济南调研)化学与人类社会生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A．误食重金属盐引起人体中毒，可喝大量的食盐水解毒
B．燃料的脱硫脱氮、SO2的回收利用和NOx的催化转化都是减少酸雨产生的措施
C．碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查
D．生石灰可用作食品抗氧化剂
答案 B
解析 重金属盐引起人体中毒，用豆浆解毒，故A错误；SO2和NOx是形成酸雨的主要物质，减少它们的排放可减少酸雨的产生，故B正确；碳酸钡能与胃酸反应，引起中毒，故C错误；生石灰不能作食品抗氧化剂，而是作干燥剂，故D错误。
13．有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)。
以下推断错误的是( )
A．当X是盐酸时，则F是稀硝酸
B．当X是氢氧化钠时，则F可能是稀硝酸
C．当X是氢氧化钠时，B与Cl2反应可能有白烟现象
D．当X是氢氧化钠时，B可能使酸性高锰酸钾溶液褪色
答案 A
解析 当X是盐酸时，A是金属或金属氧化物，金属或金属氧化物和酸反应生成盐B，如果盐B能和氯气反应生成C，则C也是盐，且是高价盐，C和氧气不反应，所以不能最后生成硝酸，故A错误；NH4ClNH3N2NONO2HNO3，故B正确；2NH3＋3Cl2===6HCl＋N2，生成的HCl会和过量的NH3反应，产生白烟，故C正确；H2SNa2SSSO2SO3H2SO4，Na2S能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色，故D正确。
14．化学美无处不在。下图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中X是( )
A．稀盐酸 B．稀硫酸 C．硫酸钠溶液 D．碳酸钠溶液
答案 B
解析 稀盐酸不与Ba(NO3)2反应，A项不符合；硫酸钠、碳酸钠都不能与CuO、Fe反应，C、D项都不符合。
15．臭氧已成为夏季空气污染的元凶，地表产生臭氧的机理如图所示。设NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．该过程中，O3是催化剂
B．16gO3和O2的混合气体，所含质子数为16NA
C．0.5molNO2溶于水形成1L溶液，可得到0.5mol·L－1的硝酸溶液
D．标准状况下，各5.6L的NO和O2混合后，气体总质量为15.5g
答案 D
16．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是( )
已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。
A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B．装置戊中发生的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2
C．装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸
D．装置乙的作用是干燥，防止水蒸气进入戊中干扰反应
答案 D
解析 根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，所以首先应制备纯净的干燥的NO，利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气，则先通过装置丁除去挥发出的HNO3，然后再通过己干燥，得到纯净干燥的NO进入戊中与铁粉反应，最后处理多余的NO，又因为NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过装置乙氧化NO，后再通过装置丙吸收，故装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正确；装置戊中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2，B正确；装置丁盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3，C正确；装置乙盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于NaOH溶液吸收，D错误。
17．漂白粉和漂粉精是常用的消毒清洁用品，有效成分均为Ca(ClO)2，相应的生产流程如下。
下列说法错误的是( )
A．①中电解饱和食盐水制氯气的过程中，有元素化合价发生变化
B．②中反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O
C．④中反应Cl2O＋H2O===2HClO，氯元素的价态未发生改变
D．制备漂白粉的过程中，Cl2转化为Ca(ClO)2时，Cl的原子利用率为100%
答案 D
解析 氯碱工业中电解饱和食盐水，生成氢气、氯气和氢氧化钠，氢元素和氯元素化合价发生改变，故A正确；漂白粉制取的化学方程式：2Cl2＋2Ca(OH)2===Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O，故B正确；Cl2O和HClO中氯元素均为＋1价，氯元素的价态未发生改变，故C正确；Cl2转化为Ca(ClO)2的同时还有CaCl2生成，Cl的原子利用率小于100%，故D错误。
18．碳和浓硫酸共热产生的气体X和铜与稀硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置)，下列有关说法错误的是( )
A．洗气瓶中产生的沉淀是BaCO3
B．洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4
C．在Z导管口可能有红棕色的气体出现
D．在Z导管口出现的气体中含有CO2
答案 A
解析 因为碳酸的酸性比盐酸的酸性弱，所以在BaCl2溶液中通入CO2，不能生成BaCO3沉淀，A错误；NO和洗气瓶中的O2反应生成的NO2溶于水生成HNO3，HNO3将H2SO3氧化成H2SO4，因此有BaSO4沉淀生成，B正确；若O2不足，NO有剩余，则Z导管口可能出现红棕色气体，C正确；CO2未参与反应，D正确。
19．汽车发动机稀燃控制系统主要工作原理是发动机在稀燃和富燃条件下交替进行，尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下：
下列说法不正确的是( )
A．稀燃过程中，NO发生的主要反应为2NO＋O2===2NO2
B．稀燃过程中，NO2被吸收的反应为BaO＋2NO2===Ba(NO3)2
C．富燃过程中，NO2被CO还原的反应为2NO2＋4CO===N2＋4CO2
D．富燃过程中，CxHy被O2氧化的反应为CxHy＋(x＋)O2===xCO2＋H2O
答案 B
解析 该反应中只有元素化合价的升高，没有降低，不符合氧化还原反应的书写规则，故B错误。
20．碘在地壳中主要以NaIO3的形式存在，在海水中主要以I－的形式存在，几种粒子之间有如图所示关系，根据图示转化关系推测下列说法不正确的是( )
A．可用淀粉?KI试纸和食醋检验加碘盐中是否含有碘
B．足量Cl2能使湿润的淀粉?KI试纸变白的原因可能是5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl
C．由图可知氧化性的强弱顺序为Cl2>I2>IO
D．途径Ⅱ中若生成1molI2，反应中转移的电子数为10NA
答案 C
解析 加碘盐中含有IO，在酸性条件下可被I－还原生成I2，淀粉?KI试纸会变蓝，A正确；根据图示转化关系可知淀粉?KI试纸变白的原因可能是5Cl2＋I2＋6H2O===2HIO3＋10HCl，B正确；根据途径Ⅰ可知氧化性：Cl2>I2，根据途径Ⅱ可知氧化性：IO>I2，根据途径Ⅲ可知氧化性：Cl2>IO，C错误；根据关系式：2IO～I2～10e－可知，若生成1molI2，反应中转移的电子数为10NA，D正确。
21．合成氨及其相关工业中，部分物质间的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素
B．反应Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的氧化剂相同
C．Ⅵ的产物可在上述流程中被再次利用
D．Ⅴ中发生反应：NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl
答案 B
解析 甲是N2，与H2化合生成NH3。反应Ⅴ是侯氏制碱法原理，丁是NaHCO3，受热分解生成Na2CO3。NH3发生催化氧化生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2溶于水生成HNO3，HNO3和NH3反应生成NH4NO3，即乙是NO，丙是NO2。甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素，A正确；反应Ⅳ中的氧化剂和还原剂均是NO2，B错误；NaHCO3分解生成的CO2可以循环利用，C正确。
22．草酸亚铁，在形成晶体时会结晶一定量的水；在工农业生产中具有重要用途，如照相的显影剂，生产磷酸铁锂电池的原料等。
已知：①草酸亚铁不溶于水，可溶于酸；②Fe(SCN)＋3C2O===Fe(C2O4)＋6SCN－。
回答下列问题：
Ⅰ.甲同学检查药品发现该晶体显浅黄色，认为晶体不纯，可能是因为部分的铁被氧化。为验证自己的猜想，进行实验验证。取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化。由此认为晶体中不存在＋3价的铁。你认为________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________________。
Ⅱ.乙同学为测定草酸亚铁晶体FeC2O4·xH2O中的结晶水含量，利用如下装置：
(1)做实验前首先要：____________________________________________________________。
(2)称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤依次为__________，重复实验直至B中恒重。
a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭K d．打开K，缓缓通入氮气 e．冷却至室温 f．称量
Ⅲ.丙同学用滴定的方法也可以测定草酸亚铁晶体中结晶水的含量。取ag草酸亚铁晶体溶于稀硫酸，再把所得溶液稀释成500mL，取出50mL放入锥形瓶，向其中逐滴滴入未知浓度的酸性KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜色逐渐变为棕黄色，且有气泡冒出，当溶液颜色突变成浅紫色，停止滴加。接着向溶液中加入稍过量的KI溶液和几滴淀粉溶液，然后再用
cmol·L－1的Na2S2O3溶液滴至终点。几次实验平均耗用Na2S2O3溶液VmL。(2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)
(1)写出向溶液中滴加酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式：_______________________。
(2)上述试验中稀释草酸亚铁溶液时除烧杯和玻璃棒外，还必需的玻璃仪器有________。
(3)x＝________。
(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多，则所得x值______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 Ⅰ.不正确 根据题给信息可知，C2O比SCN－更易与Fe3＋结合 Ⅱ.(1)检查装置气密性 (2)dabecf
Ⅲ.(1)3MnO＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑ (2)500mL容量瓶、胶头滴管 (3) (4)偏小
解析 Ⅰ.根据题给信息可知，C2O比SCN－更易与Fe3＋结合，所以取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化，不能判定晶体中不存在＋3价的铁。
Ⅱ.(2)称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤：由于草酸亚铁晶体中亚铁离子易被氧气氧化，所以要排净装置内的空气，打开K，缓缓通入氮气(d)，然后点燃酒精灯，加热(a)，反应发生，结束后，熄灭酒精灯(b)，冷却至室温(e)，关闭K (c)，进行称量(f)，重复实验直至B中恒重；正确的操作步骤：dabecf。
Ⅲ.(1)草酸亚铁晶体中含有Fe2＋和C2O，在酸性条件下，均能被KMnO4溶液氧化为Fe3＋和CO2，而MnO被还原为Mn2＋，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出离子方程式：3MnO＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑。(2)把草酸亚铁溶液稀释成500mL溶液时，除烧杯和玻璃棒外，还必需的玻璃仪器有500mL容量瓶、胶头滴管。
(3)根据反应3MnO＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑可知，反应产生的Fe3＋把碘离子氧化为碘单质，反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；生成的碘又被Na2S2O3还原为I－，反应为2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI；根据上述反应关系可知：n(FeC2O4·xH2O)＝n(FeC2O4)＝n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)＝n(I2)＝n(Na2S2O3)，n(Na2S2O3)＝(V×10－3×c)mol，所以50 mL溶液中n(FeC2O4·xH2O)＝(V×10－3×c)mol，又原溶液为500mL，所以n(FeC2O4·xH2O)＝(V×10－3×c)×mol＝10(V×10－3×c)mol；草酸亚铁晶体为ag，所以＝10(V×
10－3×c)，解得x＝。
(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多，碘离子被氧化的量增多，消耗的n(Na2S2O3)＝cV增多，根据x＝关系可知，则所得x值偏小。
23．(2018·天津，9)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：
Ⅰ.采样
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_______________________________________________。
(2)C中填充的干燥剂是____________(填序号)。
a．碱石灰 b．无水CuSO4 c．P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是_______________________________________________。
Ⅱ.NOx含量的测定
将VL气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀释至100.00mL。量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗V2mL。
(5)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为_________________________________________。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有________________________________________________。
(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为________mg·m－3。
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
若缺少采样步骤③，会使测定结果_______________________________________________。
若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果_______________________________________。
答案 (1)除尘 (2)c
(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
(5)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O
(6)锥形瓶、酸式滴定管 (7)×104
(8)偏低 偏高
解析 (1)装置A是过滤器，装有无碱玻璃棉的作用是过滤，除去粉尘。
(2)C中填充的是干燥剂，除去H2O且不能与NOx反应，所以应选有酸性、干燥能力强的P2O5。
(3)D装置中装有碱液，用于除去NOx，作用与实验室中的洗气瓶相同，该装置的示意图为
。
(4)烟道气中有水，采样步骤②加热器将烟道气加热至140℃的目的是防止NOx溶于冷凝水。
(5)NO被H2O2氧化为NO，H2O2的还原产物为H2O，离子方程式为2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、滴定管，因为该滴定液呈酸性、强氧化性，所以选用酸式滴定管。
(7)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NO＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
与Cr2O反应的Fe2＋的物质的量为6c2V2×10－3mol，标准液中Fe2＋的物质的量为c1V1×
10－3mol，则与NO反应的Fe2＋的物质的量为(c1V1－6c2V2)×10－3mol，NO的物质的量为mol，则VL气样中折合成NO2的含量为×46g·
mol－1××1000mg·g－1×1000L·m－3＝×104mg·m－3。
(8)若缺少采样步骤③，系统内存在空气，会使收集的气样中NOx偏少，测定结果偏低。若FeSO4标准溶液部分变质，溶液中的Fe2＋浓度减小，消耗的FeSO4标准溶液体积增大，会使测定结果偏高。
24．2020年初，突如其来的新型冠状肺炎在全世界肆虐，依据研究，含氯消毒剂可以有效灭活新冠病毒，为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯(ClO2)就是其中一种高效消毒灭菌剂。但其稳定性较差，可转化为NaClO2保存。分别利用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的NaClO2。其工艺流程示意图如图所示：
已知：①纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
②长期放置或高于60℃时NaClO2易分解生成NaClO3和NaCl。
(1)步骤1中，生成ClO2的离子方程式是___________________________________________，
通入空气的作用是______________________________________________________________。
(2)方法1中，反应的离子方程式是________________________________________________，
利用方法1制NaClO2时，温度不能超过20℃，可能的原因是___________________________。
(3)方法2中，NaClO2在________(填“阴极”或“阳极”)生成。
(4)NaClO2的溶解度曲线如图所示，步骤3中从NaClO2溶液中获得NaClO2晶体的操作是______________________________________________________________________________。
(5)为测定制得的晶体中NaClO2的含量，做如下操作：
①称取ag样品于烧杯中，加入适量蒸馏水溶解后加过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应(已知：ClO＋4I－＋4H＋===2H2O＋2I2＋Cl－)。将所得混合液配成100mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，用bmol·L－1Na2S2O3标准液滴定，至滴定终点。重复2次，测得消耗标准溶液的体积的平均值为cmL(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)。样品中NaClO2的质量分数为____________(用含a、b、c的代数式表示)。
答案 (1)2ClO＋SO2===SO＋2ClO2 稀释产生的ClO2，防止其分解爆炸 (2)2OH－＋2ClO2＋H2O2===2ClO＋O2＋2H2O H2O2温度较高时易分解 (3)阴极 (4)加热温度至略低于60℃，浓缩，冷却至略高于38℃结晶，过滤，洗涤 (5)×100%
解析 由制备流程可知，NaClO3在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成ClO2，同时得到NaHSO4，ClO2发生器中发生反应H2SO4＋2NaClO3＋SO2===2ClO2↑＋2NaHSO4，纯ClO2易分解爆炸，通入足量空气稀释ClO2以防止爆炸；方法1中发生2NaOH＋2ClO2＋H2O2===2NaClO2＋2H2O＋O2，根据图可看出，高于38℃时析出NaClO2晶体，且控制温度低于60℃，减压蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到NaClO2产品；方法2中电解时阳极上发生反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极上发生反应为ClO2＋e－===ClO，阴极上析出NaClO2，结晶、干燥得到NaClO2产品。
(5)设25.00mL待测溶液中NaClO2的物质的量为xmol，则：
NaClO2～2I2～4S2O
1 4
x bc×10－3
解得：x＝2.5bc×10－4，m(NaClO2)＝×2.5bc×10－4mol×90.5g·mol－1＝9.05bc×10－2g，则ag样品中NaClO2的质量分数为×100%。
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