題目列表(包括答案和解析)
研究碳及其化合物的綜合利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。請運用相關知識研究碳及其化合物的性質。
（1）近年來，我國儲氫納米碳管研究取得重大進展，用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒（雜質），這種碳納米顆粒可用氧化氣化法提純，其反應的化學方程式為：______C＋________K2Cr2O7＋________——________CO2↑＋________K2SO4＋________Cr2（SO4）3＋________H2O。
①完成并配平上述化學方程式。
②在上述化學方程式上標出該反應電子轉移的方向與數目。
（2）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時，測得氣體中含等物質的量SO2和SO3，此時反應的化學方程式是_________________________________________________________。
②由MgO可制成“鎂－次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖（a）所示，該電池反應的離子方程式為________________________________________。
（a） （b） （c）
（3）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為CO2（g）＋3H2（g） 
CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH。
①該反應的平衡常數表達式為K＝________。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質的量之比均為1∶3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數φ（CH3OH）與反應溫度T的關系曲線如圖（b）所示，則上述CO2轉化為甲醇反應的ΔH________（填“＞”“＜”或“＝”）0。
③在兩種不同條件下發生反應，測得CH3OH的物質的量隨時間變化如圖（c）所示，曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為KⅠ________KⅡ（填“＞”“＜”或“＝”）。
研究碳及其化合物的綜合利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。請運用相關知識研究碳及其化合物的性質。
（1）近年來，我國儲氫納米碳管研究取得重大進展，用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒（雜質），這種碳納米顆粒可用氧化氣化法提純，其反應的化學方程式為：______C＋________K2Cr2O7＋________——________CO2↑＋________K2SO4＋________Cr2（SO4）3＋________H2O。
①完成并配平上述化學方程式。
②在上述化學方程式上標出該反應電子轉移的方向與數目。
（2）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時，測得氣體中含等物質的量SO2和SO3，此時反應的化學方程式是_________________________________________________________。
②由MgO可制成“鎂－次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖（a）所示，該電池反應的離子方程式為________________________________________。
（a） （b） （c）
（3）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為CO2（g）＋3H2（g） 
CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH。
①該反應的平衡常數表達式為K＝________。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質的量之比均為1∶3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數φ（CH3OH）與反應溫度T的關系曲線如圖（b）所示，則上述CO2轉化為甲醇反應的ΔH________（填“＞”“＜”或“＝”）0。
③在兩種不同條件下發生反應，測得CH3OH的物質的量隨時間變化如圖（c）所示，曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為KⅠ________KⅡ（填“＞”“＜”或“＝”）。
CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH。
（1）食品和藥品關系人的生存和健康．
| ||
| ||
③n=1 ④n＞1
例8下列各組離子在溶液中可以大量共存，且加入氨水后也不產生沉淀的是 （ ）
A.Na+ Ba2+ Cl- SO42-
B.K+ AlO2- NO3-
C.H+ NH4+ Al3+ SO42- D.H+ Cl- CH3COO- NO3-
[思路]：離子共存問題，一直是高考的“熱點”。解決這類問題，只要考慮兩大方面即可：（1）能否發生復分解反應，（2）能否發生氧化還原反應。若兩類反應均不發生，則可共存。
[解析]:Al3+只能存在于酸性條件下，故C可共存，但加入氨水后可生成Al(OH)3沉淀，且不溶于溶液中銨鹽；AlO2-存在于堿性環境中，加入氨水后不會產生沉淀；A答案中Ba2+、SO42-不共存，而D中的H+ 和CH3COO-不能共存。故選B。
例9.下列離子方程式正確的是 （ ）
A.稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應
H++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O
B.硫酸鋁溶液中滴入氨水
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
C.碳酸氫鎂溶液中加入氫氧化鈉溶液
Mg2++2HCO3-+4OH-=Mg(OH)2↓+CO32-+2H2O
D.硝酸鋁溶液中滴加少量的氫氧化鈉溶液
Al3++3OH-=Al(OH)3 ↓
[思路與解析]：A式錯在若一種物質中有兩種或兩種以上的離子參加反應，必須維持在原物質中的微粒數比，在稀硫酸中1個SO42-離子對應兩個H+離子，在氫氧化鋇中1個Ba2+對應2個OH-離子，故該反應的離子方程式為：
2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
B項中氨水（NH3?H2O）為一元弱堿，是弱電解質，應該保留分子式，故該反應的離子方程式為：Al3++3 NH3?H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
C項中的碳酸氫鎂屬易溶且易電離的物質，它與NaOH溶液反應，屬酸式鹽與堿的反應。變成的是正鹽MgCO3，而Mg2+和OH-結合生成的Mg(OH)2因其溶解度較MgCO3低的多，根據離子反應總是向著離子減少的方向進行的規律，Mg2+變成Mg(OH)2而不會生成MgCO3，該離子方程式是正確的。
D項在過量的硝酸鋁溶液中滴加少量的NaOH溶液，生成的Al(OH)3沉淀不會溶解，故該離子方程式是正確的。
故選C、D。
例10 今有鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實驗室制備一定量的氫氧化鋁。可分別采用如下化學方程式所表示的兩種方法：
①2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4
②2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
2NaAlO2+2H2O+H2SO4=2Al(OH)3↓+Na2SO4
（1）上述那一種方法比較節約試劑？（提示：試從每生產2molAl(OH)3所耗費的試劑用量給予說明）
（2）原料相同，請設計一種更為節約試劑的方法（以方程式表示，并說明其可以最節約試劑的根據）。
思路與解析：（1）Al即可以跟稀硫酸，也可跟氫氧化鈉溶液反應放出氫氣。反應后如果再以H2SO4或NaOH溶液處理，實際上是調控pH，使之得到Al(OH)3，達到制備的目的。先用酸，后用堿，還是先用堿，后用酸，都是可行的，但是耗用的酸、堿用量卻不同。同樣是制備2molAl(OH)3，前法需2molAl、3molH2SO4、6molNaOH；后法只需2molAl、1molH2SO4、2molNaOH，顯然，后法較前法節約了酸、堿試劑。
（2）仔細觀察第一種方法，它第一步生成的是Al2(SO4)3，略有酸性，所以要用較多的NaOH。第二種方法生成的是NaAlO2，略有堿性，所以要用較多的硫酸。因此，設想是否能用略有酸性的Al2(SO4)3和略有堿性的NaAlO2自己中和呢？聯合兩法可設計出第三種方法。
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2SO4
相當于制備2molAl(OH)3需要的原料為2molAl、0.75molH2SO4、1.5molNaOH,確實節約了試劑。
例11：某復鹽的化學式AxB(ED4)y?z H2O,已知x、y、z均為正整數，且x+y+z=10，用該晶體完成下列實驗：①稱取晶體40.2g，加熱至質量不再改變，質量減少了10.8g，②將剩余固體溶于水，配成200mL溶液，取出20mL，向其中加入過量的Ba(OH)2溶液，ED4離子和B離子完全沉淀，經測定為5.24g，③將沉淀物加到足量的鹽酸中，固體質量又減少了0.580g。
試通過計算和推理回答A、B是何種元素及晶體的化學式。
[思路]：所謂復鹽，即含有兩種或兩種以上的金屬離子（含NH4+ ）和一種酸根離子的鹽。題設復鹽的化學式為AxB(ED4)y?z H2O，顯然A、B為簡單金屬離子；ED4離子和B離子與過量的Ba(OH)2溶液反應得到兩種沉淀物，顯然是陰離子ED4離子與Ba2+ 結合得一沉淀，陽離子B離子與OH-結合得一沉淀，且可溶于鹽酸的必為B離子與OH-結合得到的金屬B的難溶氫氧化物，另一不溶于鹽酸的必為ED4離子與Ba2+ 結合得到的難溶性鋇鹽，而且從陰離子的形式使我們想起了SO42-，即初步確認難溶性鋇鹽為BaSO4。
[解析]：這類問題的解決，一般還要輔之于定量的計算，由題給實驗數據，在
結晶水的物質的量為：10.8g÷18g/mol=0.600mol
初步確認的SO42-的物質的量為：｛（5.24g-0.580g）÷233g/mol｝×200mL/20mL=0.200mol
這樣，該復鹽中y：z=0.200：0.600=1：3
這就找到了解決問題的突破口，因為有了y：z=1：3，加之題給x+y+z=10，就創造了利用數學手段，結合化學意義進行討論進而確認的機會。討論：
當y=1時，z=3，則x=6，依該結論，則該復鹽的化學式當初步確定為A6B(ED4)?3H2O，這顯然與化合價法則相矛盾。原假設不能成立。
當y=2時，z=6，則x=2，依該結論，則該復鹽的化學式當初步確定為A2B(ED4)2?6H2O，且可能成立的情況必然為A為+1價，則B必為+2價。依上述推論推得的40.2g中含結晶水0.600mol，則含A為0.200mol、B為0.100mol，可知生成金屬B的氫氧化物的化學式為B（OH）2,且其摩爾質量為：
（0.58g×200mL/20mL）/0.100mol=58.0g/mol
易得金屬B的相對原子質量為58.0-17.0×2=24.0，顯然B元素為Mg。40.2g復鹽中A元素的質量為：
金屬A的摩爾質量為：7.80g÷0.2mol=39.0g/mol,所以A元素為K元素。
這樣復鹽的化學式是K2Mg(SO4)2?6H2O。
例12.向已知含有Zn2+的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，繼續滴加氨水使其過量，沉淀溶解，生成了[Zn(NH3)4](OH)2。此外Zn(OH)2即可溶于鹽酸，又可溶于NaOH溶液，生成ZnO22-,所以Zn(OH)2是一種兩性氫氧化物。
現有四種離子，每組有兩種金屬離子。請各選一種試劑，將它們兩者分開。可供選擇的試劑有：
A.硫酸 B.鹽酸 C.硝酸 D.氫氧化鈉溶液 E.氨水
根據上述內容填寫下表：
離子組
選用試劑代號
沉淀物化學式
保留在溶液中的離子
①Zn2+和Al3+
②Zn2+和Mg2+
③Zn2+和Ba2+
④Mg2+和Al3+
[思路]：本題給出的知識性信息是Zn(OH)2兩性和可生成溶于水的[Zn(NH3)4](OH)2。運用它們的化學性質，選擇適當的試劑加以分離。
[解析]：①Zn2+和Al3+的分離：由于Al(OH)3和Zn(OH)2均為兩性氫氧化物，不能用酸堿加以區分，但是Zn2+可與過量的氨水反應，生成Zn(NH3)42+，Al3+無此性質，可選用氨水（E）為試劑，生成沉淀Al(OH)3，留在溶液中的為Zn(NH3)42+。
②Zn2+和Mg2+的分離：因Zn(OH)2為兩性氫氧化物，Mg(OH)2無兩性且為難溶于水的沉淀，可選用NaOH（D）為試劑。沉淀為Mg(OH)2，留在溶液中的離子為：ZnO22-。
③Zn2+和Ba2+的分離：由于BaSO4難溶于水且不溶于酸，而ZnSO4則能溶于水，可選用H2SO4（A）為試劑。沉淀為BaSO4，保留在溶液中的離子為Zn2+。
④Mg2+和Al3+的分離：Al(OH)3有兩性，能溶于過量的NaOH溶液中，Mg(OH)2無兩性且為難溶于水的沉淀，可選用NaOH（D）為試劑。沉淀為Mg(OH)2，留在溶液中的離子為：AlO2-。
4．實戰演練
一、選擇題
1.(2001年春季高考題）將一定質量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀H2SO4反應，生成H2
A
C
2.將某物質的量的鎂和鋁相混合，取等質量的該混合物四份，分別加到足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣最多的是?
A.3 mol?L－1 HCl?
B.4 mol?L－1的HNO3?
C.8 mol?L－1 NaOH?
D.18 mol?L－1 H2SO4?
3.人的純凈的胃液是一種強酸性液體，pH在0.9～1.5左右，氫氧化鋁是一種治療胃液過多的胃藥的主要成分，目前這種胃藥已不常用，原因主要是?
A.長期攝入鋁元素不利于人體健康?
B.它不能中和胃液?
C.它不易溶于胃液?
D.它的療效太差?
4.下列氣體逐漸通入NaAlO2溶液中，開始時產生沉淀，繼續通入氣體時沉淀又溶解，該氣體是?
A.NO2 B.NO?
C.CO2 D.H2S?
5.在硝酸鋁和硝酸鎂的混合溶液中，逐滴加入稀氫氧化鈉溶液，直至過量。下列表示氫氧化鈉加入量(ｘ)與溶液中沉淀物的量（ｙ）的關系示意圖中正確的是?
6.在氯化鎂和硫酸鎂的混合液中，若Mg2＋與Cl－的物質的量濃度之比為4∶3時，下列判斷正確的是?
A.溶液中Mg2＋與SO
的物質的量濃度相等?
B.溶液中Mg2＋與SO物質的量濃度之比為5∶8?
C.溶液中Mg2＋與SO物質的量濃度之比為8∶5?
D.溶液中氯化鎂和硫酸鎂物質的量相等?
7.將AlCl3溶液和NaOH溶液等體積混合得到的沉淀物和溶液中所含鋁元素的質量相等，則原AlCl3溶液和NaOH溶液物質的量濃度之比可能是?
A.2∶3 B.1∶3?
C.1∶4 D.2∶7?
8.ｍ ｇ鈉、鋁混合物，放入n ｇ水中，反應停止后，仍有不溶物a ｇ，則溶液中溶質為
A．NaOH?
B．NaAlO2?
C．NaOH和NaAlO2?
Ｄ．無法確定?
9.將鋁粉放入燒堿溶液中，若反應過程中有1．5 mol電子發生轉移，則參加反應的水為?
A．9 ｇ? B．18 ｇ?
C．0．5 mol? D．
mol?
10.將物質X逐漸加入Y溶液中，生成沉淀物質的量n2與所加X的物質的量n1的關系如圖所示。符合圖示情況的是?
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
二、非選擇題（共50分）?
11.(12分)在50 ｍL b mol?L－1 AlCl3溶液中加入50 ｍL a mol?L－1 NaOH溶液。
(1)當a≤3b時，生成Al（OH）3沉淀的物質的量為 。?
(2)當a、b滿足 條件時，先有沉淀，后又有部分沉淀溶解，此時Al（OH）3的質量為 ｇ。
12.(12分)今用鋁、稀硫酸和氫氧化鈉溶液為原料，在實驗室制備一定量的氫氧化鋁。可分別采用如下化學方程式所表示的兩種方法：?
①2Al＋3H2SO4===Al2（SO4）3＋3H2↑?
Al2（SO4）3＋6NaOH===2Al（OH）3↓＋3Na2SO4?
②2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑?
2NaAlO2＋H2SO4＋2H2O===2Al（OH）3↓＋Na2SO4?
(1)上述哪一種方法比較節約試劑?［提示：試從每生產2 mol Al（OH）3所耗費的試劑用量予以說明］?
(2)原料相同，請設計一種更為節約試劑的方法(以方程式表示，并說明其可以最節約試劑的根據)。?????????
13.(10分)鎂是一種很活潑的金屬，常用作脫硫劑、脫氧劑。在電子工業中利用鎂制取硅的反應為：?
2Mg＋SiO2
2MgO＋Si?
同時有副反應發生：2Mg＋SiMg2Si?
Mg2Si遇鹽酸迅速反應生成SiH4(硅烷）。?
SiH4在常溫下是一種不穩定、易分解的氣體。?
（1）圖（甲）是進行Mg與SiO2反應的實驗裝置。?
Ⅰ.由于O2的存在對該實驗有較大影響，實驗中應通入X氣體作為保護氣。X氣體應選用①CO2、②N2、③H2中的 。
Ⅱ.實驗開始時，必須先通入X的氣體，再接通電源加熱反應物，其理由是 ；當反應引發后，切斷電源，反應能繼續進行，其原因是 。
Ⅲ.反應結束時，待冷卻至常溫后，關閉K，從分液漏斗處加入稀鹽酸，可觀察到導管口a處有閃亮的火星。據此現象可推知 在空氣中能自燃。?
（2）圖（乙）所示裝置進行的實驗如下：先關閉K，使A中反應進行；加熱玻璃管C，可觀察到C管中發出耀眼白光，產生白煙，管壁上附著有淡黃色物質。實驗完成后，將C管中固體全部加入鹽酸中，有臭雞蛋氣味的氣體生成。?
Ⅰ.C中的Mg應放在不銹鋼墊片上而不能直接接觸管壁，這是因為 。
Ⅱ.停止實驗時，先打開K，再停止滴加濃硫酸并熄滅酒精燈。橡膠氣膽B在實驗中的作用是 。
Ⅲ.C中全部反應產物有 、 、 。（填化學式）?
14.(8分)有鋁粉和四氧化三鐵組成的鋁熱劑，在隔絕空氣的條件下灼燒，使之充分反應。將所得混合物研細并分成兩等份，分別投入過量的燒堿溶液和鹽酸中。充分反應后，前者消耗ｍ mol NaOH，放出氣體0．
(1)該鋁熱劑的質量分數。?
(2)ｍ、ｎ、Ｖ的值。
15.(8分)在標準狀況下進行甲、乙、丙三組實驗，三組各取30 ｍL同濃度的鹽酸溶液，加入同一種鎂鋁合金粉末，產生氣體，有關數據列表如下：?
實驗序號
甲
乙
丙
合金質量(ｍｇ)
255
385
459
生成氣體體積（ｍL）
280
336
336
(1)甲組實驗中，鹽酸 (填“過量”“適量”或“不足量”)，理由是 。乙組實驗中，鹽酸 (填“過量”“適量”或“不足量”)，理由是 。要算出鹽酸的物質的量濃度，題中可作計算依據的數據是 ，求得的鹽酸的物質的量濃度為 。
(2)求合金中Mg、Al的物質的量之比，題中可作計算依據的數據是 ，求得的Mg、Al的物質的量之比為 。
(3)在丙組實驗之后，向容器中加入1 mol?L－1的氫氧化鈉溶液，能使合金中的鋁恰好溶解，不形成含鋁的沉淀，并使Mg2＋剛好沉淀完全，再過濾出不溶固體，求濾液中各溶質的物質的量和所加入氫氧化鈉溶液的體積(寫計算過程)。
附參考答案
一、1.C?
2.解析：鎂、鋁不能與HNO3、濃H2SO4反應產生H2；Mg不與NaOH反應，Al能；Mg\,Al都能與鹽酸反應產生H2。?
答案：A?
3.A 4.A 5.C 6.C 7.AD 8.B 9.AC 10.C?
二、11.（1）
a mol (2)3b＜a＜4b (15.6b－
12.(1)方法②比方法①更節約試劑。?
(2)2Ａl＋3H2SO4===Ａl2（SO4）3＋3H2↑?
2Ａl＋2NaOH＋2H2O===2NaＡlO2＋3H2↑?
Ａl2（SO4）3＋6NaＡlO2＋１2H2O===8Ａl（OH）3↓＋3Na2SO4?
相當于制備2molＡl（OH）3所用原料為2mol Ａl、
mol H2SO4、１．5 mol NaOH，確實節約了試劑。
13.（1）Ⅰ.③ Ⅱ.防止加熱條件下H2與空氣混合爆炸 Mg與SiO2的反應是放熱反應 Ⅲ.SiH4?
(2)Ⅰ.同在加熱條件下，Mg能與玻璃中的SiO2反應 Ⅱ.防止C管降溫時因氣體壓強減小，而引起D中溶液倒流 Ⅲ.MgO S MgS?
14.(1)Al:27.95% Fe3O4:72.05%?
(2)m=0.05 mol n=0.24 mol V=
15.(1)過量
因為乙組所用合金量比甲組多，產生H2也多，說明甲組中HCl未反應完 不足量 因為甲組255 ｇ合金生成H2 280 ｍＬ，每克合金生成H2：
ｍＬ。若乙組中合金耗盡，應生成H2：×385＝423 ｍＬ，實際只生成336 ｍＬ，所以鹽酸不足量
鹽酸30 ｍＬ、氣體336 ｍＬ １ mol?Ｌ－1?
(2)合金255 ｍｇ，氣體280 ｍＬ １∶1?
(3)濾液中溶質為NaCl，NaＡlO2?
設丙組中Ｍｇ、Ａl的物質的量均為ｘ?
則24ｘ＋27ｘ＝0．459 ｘ＝0．009 mol?
根據Cl元素守恒：?
ｎ（NaCl）＝ｎ（HCl）＝１×0．03＝0．03 mol?
根據Ａl元素守恒：ｎ（NaＡlO2）＝ｎ（Ａl）＝0．009 mol?
由Na元素守恒：ｎ（NaOH）＝ｎ（NaCl）＋ｎ（NaＡlO2）＝0．03＋0．009
＝0．039 mol
V（NaOH）＝
＝0．039 Ｌ＝39 ｍＬ
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區 | 電信詐騙舉報專區 | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區 | 涉企侵權舉報專區
違法和不良信息舉報電話：027-86699610 舉報郵箱：58377363@163.com