2023届新高考化学选考一轮总复习训练-专题突破2　物质的转化与推断.docx

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1、专题突破2物质的转化与推断课时训练1.纯净物X、Y、Z转化关系如图所示,下列判断正确的是(A)A.X可能是金属铜B.Y不可能是氢气C.Z可能是氯化钠D.Z可能是三氧化硫解析:A项,若X是Cu,Y是Cl2,Cu在Cl2中燃烧生成CuCl2,电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2,符合图中转化关系,正确;B项,若X是Cl2,Y是H2,H2在Cl2中燃烧生成HCl,HCl溶于水生成盐酸,电解盐酸则生成H2和Cl2,也符合图中转化关系,错误;C项,若Z是氯化钠,则X、Y分别是Na和Cl2中的一种,电解氯化钠水溶液生成的是H2、Cl2、NaOH,不符合图中转化关系,错误;D项,若Z是SO3,而X、Y分别是O

2、2和SO2中的一种,SO3溶于水生成硫酸,电解硫酸溶液实质是电解水,产生H2和O2,不符合图中转化关系,错误。2.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)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,所以最后不能生成硝酸,故A错误;NH4ClNH3N2 NONO2HNO3,故B正确;2NH3+3Cl2

3、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。3.如图W、X、Y、Z为四种物质,若箭头表示能一步转化的常见反应,其中常温下能实现图示转化关系的是(D)选项WXYZAN2NO2NOHNO3BNaNa2O2NaOHNaClCSiSiO2Na2SiO3H2SiO3DAlAlCl3NaAlO2Al2(SO4)3解析:A.N2和O2一步反应只生成NO,不能直接生成NO2,常温下不能实现图示转化关系,不符合题意;B.Na在氧气中燃烧生成Na2O2,常温下Na与水反应生成Na

4、OH,Na与盐酸反应最终生成NaCl,但NaCl不能一步反应生成Na2O2,常温下不能实现图示转化关系,不符合题意;C.Si不能一步反应生成H2SiO3,常温下不能实现图示转化关系,不符合题意;D.常温下,Al和盐酸反应生成AlCl3,Al和氢氧化钠反应生成NaAlO2,Al与硫酸反应生成Al2(SO4)3,AlCl3与足量的氢氧化钠反应生成NaAlO2,NaAlO2与足量的硫酸反应生成Al2(SO4)3,Al2(SO4)3与BaCl2反应生成AlCl3和BaSO4沉淀,常温下能实现图示转化关系,符合题意。4.某兴趣小组对化合物X开展探究实验。其中:X、A、B均由三种相同的常见短周期元素组成,

5、250 g/mol M(X)300 g/mol。请回答:(1)组成X的3种元素是C、(填元素符号),X的化学式是。(2)写出C的浓溶液与MnO2加热条件下反应的离子方程式: 。(3)氯仿(CHCl3)在空气中发生缓慢氧化也会生成气体B,写出反应的化学方程式: 。(4)气体B与氨气作用生成尿素CO(NH2)2和一种盐,写出反应的化学方程式: 。(5)钠在气体D中燃烧,可能生成C、Na2CO3、Na2O三种残留固体,设计实验证明三种残留固体中含有C和Na2CO3: 。解析:化合物X、A、B均由三种相同的常见短周期元素组成,其中一种是C元素,将X在一定条件下分解产生液体A和气体B,A加热也会产生B,

6、向气体B中加入适量蒸馏水产生气体D和溶液C,向溶液C中加入硝酸酸化,然后加入AgNO3溶液,产生28.70 g白色沉淀E,则E是AgCl,则溶液C为盐酸,说明X中含有Cl元素,根据AgCl沉淀质量计算B中含有Cl的质量;气体D通入足量澄清石灰水产生白色沉淀F质量是10.00 g,则F是CaCO3,说明气体D是CO2,同时说明X中含有C、O两种元素,根据物质的质量,X中各种元素的原子个数比,结合其相对分子质量,确定X的分子式。(1)根据上述分析可知,X中含有C、O、Cl三种元素;F是CaCO3,其质量是10.00 g,n(CaCO3)=10.00 g100 g/mol=0.1 mol,n(C)=

7、n(CaCO3)=0.1 mol;E是AgCl,其质量是28.70 g,n(AgCl)=28.70 g143.5 g/mol=0.2 mol,n(Cl)= n(AgCl)=0.2 mol。气体B的总质量m(B)=29.70 g-19.80 g=9.9 g,故其中含有O的质量m(O)=9.9 g-0.1 mol 12 g/mol-0.2 mol 35.5 g/mol=1.6 g,n(O)=1.6 g16 g/mol=0.1 mol,n(C)n(O)n(Cl)=112,所以分子式是COCl2,B的相对分子质量是99,由于X的摩尔质量 250 g/molM(X)300 g/mol,X分解产生A和B,

8、A加热产生B,故X的最简式是COCl2,250(CCl2O)n300,25099n300,则n=3,X的分子式是C3Cl6O3。(2)C是HCl,在实验室中用浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2,该反应的离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(3)由分析可知B的分子式是COCl2。氯仿(CHCl3)在空气中发生缓慢氧化也会生成气体B,该反应的化学方程式为2CHCl3+O22HCl+ 2COCl2。(4)气体B是COCl2,COCl2与NH3反应产生尿素CO(NH2)2 和HCl,HCl与NH3反应产生盐NH4Cl,故该反应的化学方程式为COCl2+4NH3CO(NH2)2

9、+2NH4Cl。(5)气体D是CO2,Na在CO2中燃烧产生C、Na2CO3、Na2O,可利用C是不溶于水的黑色固体进行检验,根据CaCO3的不溶性检验Na2CO3。答案:(1)Cl、OC3Cl6O3(2)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(3)2CHCl3+O22HCl+2COCl2(4)COCl2+4NH3CO(NH2)2+2NH4Cl(5)取少量残留固体溶于水,若有黑色不溶颗粒,则说明残留固体中有碳;在所得水溶液中再加入过量CaCl2溶液,若有沉淀生成,则说明残留固体中有Na2CO35.某易溶于水的正盐X由3种元素组成,兴趣小组对化合物X开展探究实验。A和B均为纯净物,生成

10、的A全部逸出,且可使品红溶液褪色。溶液C中的溶质只含一种阴离子,进行焰色试验,发现透过蓝色钴玻璃片,火焰呈紫色。用酸性KMnO4标准溶液滴定用5.40 g X 配成的溶液,发生反应: X+MnO4-SO42-+Mn2+,消耗0.032 molKMnO4。(注:忽略加入固体X后溶液的体积变化)。请回答:(1)组成X的3种元素是 (填元素符号),X的化学式是。(2)若吸收气体A的KOH不足,n(A)n(KOH)=56,该反应的化学方程式是 。(3)固体X与稀盐酸发生反应的离子方程式是。.(4)某研究小组为讨论Na2SO3(aq)与Fe3+(aq)的反应原理,提出了两种可能:发生相互促进的水解反应;

11、 。(5)在探究前,先进行了一个实验,选择实验用品如下:Na2SO3 溶液、BaCl2稀溶液、稀盐酸、试管、胶头滴管。从选择的药品分析,设计这个实验的目的是 。解析:气体A可使品红溶液褪色,则说明A为SO2或Cl2,溶液C的焰色试验透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,说明溶液C中含有K元素,X能发生反应X+MnO4-SO42-+Mn2+,说明X中含有S、O元素,因此组成X的3种元素为K、S、O;根据元素守恒可知,反应生成的淡黄色固体为S,则n(S)=0.01 mol,溶液C中的溶质只含一种阴离子,说明反应过程中盐酸过量,则该阴离子为Cl-,稀释至1 000 mL并测得其pH为2,c(H+)=0.01

12、 mol/L,则溶液C中的 c(H+)=0.1 mol/L,又原盐酸c(Cl-)=0.5 mol/L,根据电荷守恒可知,c(K+)=c(Cl-)-c(H+)=0.4 mol/L 此时溶液中c(OH-)浓度低于10-5 mol/L,可认为其不存在,则n(K+)=0.4 mol/L0.1 L=0.04 mol,反应过程中H+与X中部分的O原子组成H2O,反应消耗n(H+)=0.4 mol/L0.1 L=0.04 mol,则消耗X中n(O)=0.02 mol,设生成SO2物质的量为y mol,根据质量守恒可知,(y64+0.0216+0.0439+0.0132) g=5.40 g,解得 y=0.05

13、,因此5.40 g X中K+的物质的量为0.04 mol,S原子的物质的量为 0.01 mol+0.05 mol=0.06 mol,O原子的物质的量为0.02 mol+ 0.05 mol2=0.12 mol,则各原子物质的量之比为n(K)n(S)n(O)=0.04 mol0.06 mol0.12 mol=236,则X的化学式为K2S3O6。.(1)由上述分析可知,组成X的3种元素为K、S、O;X的化学式为K2S3O6。(2)SO2与KOH先后发生反应SO2+2KOHK2SO3+H2O、SO2+K2SO3+H2O2KHSO3,因此n(SO2)n(KOH)=56时,反应方程式为5SO2+6KOHK

14、2SO3+4KHSO3+H2O。(3)K2S3O6与稀盐酸反应生成S、SO2、H2O,根据氧化还原反应中电子得失守恒、电荷守恒以及原子守恒可知K2S3O6与稀盐酸反应的离子方程式为2S3O62-+4H+S+5SO2+2H2O。.(4)Na2SO3(aq)与Fe3+(aq)可能发生相互促进的水解反应或者发生氧化还原反应。(5)取少量Na2SO3溶液于试管中,向溶液中滴加过量稀盐酸后再加入BaCl2稀溶液,若有白色沉淀生成,则说明Na2SO3已变质生成Na2SO4,从而避免检验SO32-是否与Fe3+反应生成SO42-。答案:(1)K、S、OK2S3O6(2)5SO2+6KOHK2SO3+4KHS

15、O3+H2O(3)2S3O62-+4H+S+5SO2+2H2O(4)发生氧化还原反应(5)检验SO32-是否变质6.(2021杭州二模)由4种短周期元素组成的化合物X是一种重要化工原料。某小组对X的组成与性质进行探究,记录如下:已知:B是一种碱性氧化物,工业上常用于制作耐火材料。请回答:(1)X中所含的元素是。(2)固体A隔绝空气加热反应的化学方程式是 。(3)X也可跟乙醇发生类似跟水的反应,反应的化学方程式是 。(4)制备X一般用相应金属单质与卤代烃在合适的溶剂中反应,下列可以作为该反应的溶剂的是(填字母)。A.水B.乙醇C.乙醚D.稀硫酸溶液(5)上述实验过程中若X与水反应生成白色固体的质

16、量小于7.65 g,分析可能的原因: 。解析:样品X中加入适量水,产生白色固体A和CH4,则X中含有C元素,n(C)=n(CH4)=2.24 L22.4 L/mol=0.1 mol;X反应消耗水的物质的量n(H2O)= 7.65 g+0.1mol16 g/mol-7.45 g18 g/mol=0.1 mol。A隔绝空气加热分解产生白色固体B质量是4.00 g,同时产生酸性气体C,该气体通入AgNO3和稀HNO3的混合溶液中,产生白色沉淀D质量为14.35 g,则D是AgCl,C是HCl,n(HCl)=n(AgCl)=14.35 g143.5 g/mol=0.1 mol;B是一种碱性氧化物,工业

17、上常用于制作耐火材料,则B是MgO,其物质的量为 n(MgO)=4.00 g40 g/mol= 0.1 mol,其中含有O原子的物质的量与反应消耗水提供的O的物质的量相等,说明X中不含有O元素,则A中含有的各种元素的原子个数比为 n(Mg)n(O)n(H)n(Cl)=0.1 mol0.1 mol0.1 mol0.1 mol=1111,结合各种元素常见化合价,可知A是Mg(OH)Cl,其物质的量为0.1 mol,根据反应前后元素守恒,可知X中含有H元素的物质的量为n(H)=7.45 g-0.1mol24 g/mol-0.1mol35.5 g/mol-0.1mol12 g/mol1 g/mol=

18、0.3 mol,所以X中含有C、H、Mg、Cl四种元素,其物质的量之比为n(C)n(Mg)n(H)n(Cl)=0.1 mol0.1 mol0.3 mol0.1 mol=1131,则X化学式为CH3MgCl,然后根据物质性质分析解答。(1)根据上述分析可知X中含有C、H、Mg、Cl四种元素。(2)A是Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl隔绝空气加热,分解产生MgO、HCl,反应方程式为Mg(OH)ClMgO+HCl。(3)X也可跟乙醇发生类似跟水的反应,反应的化学方程式是CH3MgCl+ CH3CH2OHMg(OCH2CH3)Cl+CH4或2CH3MgCl+2CH3CH2OHMg(OCH2CH3)

19、2+MgCl2+2CH4。(4)X是CH3MgCl,制备X一般用相应金属单质与卤代烃在合适的溶剂中反应,由于Mg能够与水、酸、乙醇发生置换反应,所以水、酸、乙醇都不能作该反应的溶剂,应该使用不能与Mg反应的乙醚作为该反应的溶剂。(5)7.45 g CH3MgCl的物质的量是0.1 mol,与0.1 mol的水反应产生0.1 mol的甲烷和0.1 mol的Mg(OH)Cl。在上述实验过程中,若X与水反应生成白色固体的质量小于 7.65 g,原因可能是水的量不足, CH3MgCl未完全反应;或水过量,有Mg(OH)2生成,都会导致得到白色固体质量小于7.65 g。答案:(1)Mg、C、H、Cl(2

20、)Mg(OH)ClMgO+HCl(3)CH3MgCl+CH3CH2OHMg(OCH2CH3)Cl+CH4或2CH3MgCl+2CH3CH2OHMg(OCH2CH3)2+MgCl2+2CH4(4)C(5)水的量不足,CH3MgCl未完全反应;水过量,有Mg(OH)2生成7.化合物X仅含三种元素,通过如下实验推断其组成:已知:X、A、B、C、D均为单一物质。请回答:(1)组成X的元素是(填元素符号),X的化学式是。(2)步骤,发生的化学方程式是 。(3)灼热黑色固体D投入乙醇中,固体变红,写出相应的化学方程式: 。(4)步骤,H2O2与A反应时理论消耗的物质的量之比是12,但H2O2实际消耗量却明

21、显偏大,其原因是。请设计实验证明: 。解析:(1)化合物X中加入氢氧化钠溶液生成固体B,加入适量的稀硫酸生成红色固体和蓝色溶液,说明固体B中含+1价铜元素,与硫酸发生歧化反应,生成铜和硫酸铜,蓝色溶液加入氢氧化钠溶液后过滤、洗涤、烘干得到的黑色固体为氧化铜,质量为0.8 g,则铜的物质的量为0.01 mol,说明原化合物中含有铜为0.02 mol,无水晶体C为硫酸钠,质量为 1.42 g,物质的量为0.01 mol,含有0.02 mol钠离子,则无色溶液中含有钠离子的物质的量为0.04 mol,加入氢氧化钠的物质的量为0.02 mol,说明原化合物X中含有钠离子物质的量为(0.04-0.02)

22、mol=0.02 mol,由题中框图知,含有I,根据化合物X为6.82 g分析,碘元素的质量为(6.82-0.0264-230.02)g=5.08 g,则碘离子的物质的量为5.08 g127 g/mol=0.04 mol,X的化学式是NaCuI2。(2)步骤,发生反应的化学方程式是NaCuI2+NaOH2NaI+CuOH或2NaCuI2+2NaOH4NaI+Cu2O+H2O。(3)黑色固体D为氧化铜,灼热氧化铜投入乙醇中,固体变红生成铜,乙醇被氧化生成乙醛,相应的化学方程式为CH3CH2OH+CuOCH3CHO+ Cu+H2O。(4)H2O2与A反应时理论消耗的物质的量之比是12,但H2O2实

23、际消耗量却明显偏大,其原因是H2O2在I2(或I-)的催化下发生分解。取两份同温同浓度的H2O2溶液,一份加I2固体(或NaI固体),一份加Na2SO4固体,如果第一份产生气泡速率明显加快,第二份产生气泡速率无明显变化,则可以证明。答案:(1)Na、Cu、INaCuI2(2)NaCuI2+NaOH2NaI+CuOH(或2NaCuI2+2NaOH4NaI+Cu2O+H2O)(3)CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O(4)H2O2在I2(或I-)的催化下发生分解取两份同温同浓度的H2O2溶液,一份加I2固体(或NaI固体),一份加Na2SO4固体,如果第一份产生气泡速率明显加快,第二

24、份产生气泡速率无明显变化,则可以证明8.化合物X是一种常见的脱叶剂,某兴趣小组对X开展探究实验。其中:X是一种盐,由3种常见元素组成;混合气体B只含有两种成分。请回答:(1)组成X的3种元素是 (填元素符号),X的化学式是。(2)步骤,发生反应的离子方程式是 。(3)在潮湿环境中X与水(物质的量11)水解,产物中含有一种酸式盐,该反应的化学反应方程式为。(4)气体C通入足量(NH3)氨化的BaCl2溶液能得到白色沉淀的原因是 。(5)强酸性溶液D也可以溶解铁,请设计实验证明反应后溶液中铁元素的存在形式: 。解析:固体A的焰色试验为砖红色,说明A中含有Ca元素,则固体A应为CaO,则固体X中n(

25、Ca)=0.56 g56 g/mol=0.01 mol;强酸性D溶液可以和铜片反应得到蓝色的铜盐溶液,则D溶液中应含有NO3-,则混合气体B中应含有氮氧化物,而B只含两种成分,当NO2存在时,N2O4也一定存在,所以B中的氮氧化物应为NO,因H2O2具有强氧化性,所以混合气体B通过足量H2O2溶液得到的气体C不能被H2O2氧化,气体C可以和碱性的氯化钡溶液反应得到白色沉淀,则气体C应为CO2,白色沉淀为碳酸钡,所以固体X中 n(C)=1.97 g197 g/mol=0.01 mol,混合气体B中n(CO2)= 0.01 mol,则n(NO)=0.672 L22.4 L/mol-0.01 mol

26、=0.02 mol,则固体X中n(N)=0.02 mol,综上所述,X中n(Ca)n(C)n(N)=112,X应为CaCN2。(1)根据分析可知,组成X的3种元素为Ca、C、N,X的化学式为CaCN2。(2)根据分析可知,步骤中为过氧化氢氧化NO得到硝酸的反应,根据得失电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2NO+3H2O22NO3-+ 2H+2H2O。(3)CaCN2与水11水解得到一种酸式盐,根据题干可知CaCN2为一种盐,则其对应的酸式盐为Ca(HCN2)2,根据元素守恒可得化学方程式为2CaCN2+2H2OCa(HCN2)2+Ca(OH)2。(4)足量NH3氨化的BaCl2溶液中含有大量N

27、H3H2O,CO2与足量NH3H2O反应可以得到碳酸根离子,碳酸根离子与钡离子结合得到碳酸钡白色沉淀,总反应为CO2+2NH3+H2O+BaCl2BaCO3+2NH4Cl。(5)硝酸可以和铁反应,若硝酸过量则Fe以Fe3+形式存在,若Fe过量则以Fe2+形式存在,为证明反应后溶液中铁元素的存在形式,可取反应后的溶液少许分成两等份,分别置于两支试管中,一支试管滴加KSCN溶液,记为试管,另一支试管滴加K3Fe(CN)6溶液,记为试管,若试管中液体变红,试管中液体无明显现象,则以Fe3+形式存在;若试管中液体无明显现象,试管中产生蓝色沉淀,则以Fe2+形式存在;若试管中液体变红,试管中产生蓝色沉淀

28、,则以Fe2+、Fe3+两种形式存在。答案:(1)Ca、C、NCaCN2(2)2NO+3H2O22NO3-+2H+2H2O(3)2CaCN2+2H2OCa(HCN2)2+Ca(OH)2(4)CO2通入足量NH3氨化的BaCl2溶液中发生反应:CO2+2NH3+H2O+BaCl2BaCO3+2NH4Cl,得到碳酸钡白色沉淀(5)取反应后的溶液少许分成两等份,分别置于两支试管中,一支试管滴加KSCN溶液,记为试管,另一支试管滴加K3Fe(CN)6溶液,记为试管,若试管中液体变红,试管中无明显现象,则以Fe3+形式存在;若试管中液体无明显现象,试管中产生蓝色沉淀,则以Fe2+形式存在;若试管中液体变

29、红,试管中产生蓝色沉淀,则以Fe2+、Fe3+两种形式存在9.某兴趣小组对某种储氢材料X开展探究实验。其中:X由三种短周期元素组成,且阴、阳离子个数比为21;金属互化物全部由金属元素组成的化合物。请回答:(1)X的化学式是,化合物H的电子式为 。(2)金属互化物C和过量NaOH溶液发生反应的离子方程式为 。(3)某种钠盐和X具有相同的阴离子,且该钠盐可由两种二元化合物发生非氧化还原反应合成,请写出一个可能的化学方程式: 。(4)X中的某种元素单质可用来制造信号弹的原因是 。(5)通过气体A与单质D制备化合物H的过程中,通常产物中会夹杂单质D,请设计一个实验方案,检验产品中D杂质的含量,写出简要

30、的实验步骤及需要测量的物理量: 。解析:由X为储氢材料可知,X中含有氢元素、气体A为氢气;由题给框图可知,单质B、金属互化物C都能与氢氧化钠溶液反应生成氢气,则单质B为铝、金属互化物C中含有铝元素;由X中的某种元素单质可用来制造信号弹可知,单质D为镁、溶液E为偏铝酸钠溶液、白色胶状沉淀F为氢氧化铝,则化合物X中含有镁元素、铝元素和氢元素;由铝的质量为1.08 g、氢氧化铝的质量为4.68 g和镁的质量为 0.72 g 可知,金属互化物C中镁与铝的物质的量之比为0.72 g24 g/mol(4.68 g78 g/mol-1.08 g27 g/mol)=32,则C的化学式为Mg3Al2,则化合物X

31、中镁、铝和氢元素的物质的量之比为0.03 mol0.06 mol2.58 g-0.03mol24 g/mol-0.06mol27 g/mol1 g/mol=128,由X中阴、阳离子个数比为21可知,X的化学式为Mg(AlH4)2;由镁和氢气反应生成化合物H可知,H为MgH2。(1)由分析可知,X的化学式为Mg(AlH4)2;H为离子化合物MgH2,电子式为H-Mg2+H-。(2)由分析可知,金属互化物C为Mg3Al2,Mg3Al2与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、镁和氢气,反应的离子方程式为Mg3Al2+2OH-+2H2O3Mg+2AlO2-+3H2。(3)由某种钠盐和X具有相同的阴离子可知,钠

32、盐的化学式为NaAlH4,则由两种二元化合物发生非氧化还原反应合成钠盐的反应为氢化钠与氯化铝反应生成四氢合铝酸钠和氯化钠,反应的化学方程式为4NaH+AlCl3NaAlH4+3NaCl。(4)由分析可知,X为镁元素,镁单质能在氧气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光生成氧化镁,利用该性质镁可用来制造信号弹。(5)氢化镁能与冷水反应生成氢氧化镁和氢气,而镁不能与冷水反应,则检验氢化镁中镁杂质的含量可以取一定质量的固体粉末,加入足量的水,通过收集产生的气体体积计算氢化镁的质量,由总质量可以计算得到原混合物中单质镁的量。答案:(1)Mg(AlH4)2H-Mg2+H-(2)Mg3Al2+2OH-+2H2O3Mg

33、+2AlO2-+3H2(3)4NaH+AlCl3NaAlH4+3NaCl(4)剧烈燃烧,发出耀眼的白光(5)称取一定质量的固体粉末,加入足量的水,通过收集产生的气体体积计算氢化镁的质量,由总质量可以计算得到原混合物中单质镁的量10.某兴趣小组对化合物A开展探究实验。其中:A由三种元素组成;气体B(纯净物)是黄绿色气体;溶液C和F均为中性溶液且均只含一种溶质,焰色试验为黄色。请回答:(1)组成A的3种元素是 (填元素符号),A的化学式是。(2)固体A与盐酸反应的化学方程式是。(3)过量的气体B与氨气反应可得一种黄色液体X(),X与NH3中相同元素的化合价也相同,该液体遇水会强烈水解,写出水解的化

34、学方程式:。(4)将气体B与SO2同时通入足量水中发生氧化还原反应,离子方程式为 。设计实验证明该反应为不可逆反应: 。解析:固体A和盐酸反应生成溶液C,溶液C为中性溶液且只含一种溶质,焰色试验为黄色,则含有Na元素,则C中溶质为NaCl,A中含有Na元素;气体B(纯净物)是黄绿色气体,气体B为Cl2,n(Cl2)=1.568 L22.4 L/mol= 0.07 mol,电解NaCl溶液生成NaOH、Cl2、H2,生成的溶液D和硫酸反应生成F溶液,溶液F为中性溶液且只含一种溶质,则溶液F为Na2SO4溶液,溶液D为NaOH溶液,硫酸中含有溶质0.015 mol,则NaOH的物质的量为0.03

35、mol,则A中Na元素的物质的量为0.03 mol,根据Na元素守恒,则溶液C中NaCl的物质的量为0.03 mol,盐酸中溶质的物质的量为0.14 mol,根据Cl元素守恒,则A中Cl元素的物质的量为0.07 mol2+0.03 mol-0.14 mol=0.03 mol,A由三种元素组成,其中两种元素为Na元素、Cl元素,则另一种元素为O元素,A中含有Na、Cl的总质量为 0.03 mol23 g/mol+0.03 mol35.5 g/mol=1.755 g,则A中含有O元素的物质的量为2.875 g-1.755 g16 g/mol=0.07 mol,则A的化学式为Na3Cl3O7。(1)

36、由分析可知,组成A的3种元素是Na、O、Cl,A的化学式为Na3Cl3O7。(2)2.875 g固体A和0.14 mol HCl反应生成0.07 mol Cl2、0.03 mol NaCl和H2O,由此得出化学方程式为Na3Cl3O7+14HCl3NaCl+7Cl2+7H2O。(3)过量的Cl2和氨气反应可得一种黄色液体X(),X与NH3中相同元素的化合价也相同,由此推测X为NCl3,NCl3水解生成NH3和HClO,水解方程式为NCl3+3H2ONH3+3HClO。(4)Cl2与SO2同时通入足量水中反应生成HCl和H2SO4,离子方程式为Cl2+SO2+2H2O4H+2Cl-+SO42-;

37、若该反应为可逆反应,反应中会有Cl2的存在,因此只需检验是否含有Cl2,即可确定该反应是否为可逆反应。答案:(1)Na、O、ClNa3Cl3O7(2)Na3Cl3O7+14HCl3NaCl+7Cl2+7H2O(3)NCl3+3H2ONH3+3HClO(4)Cl2+SO2+2H2O4H+2Cl-+SO42-向氯水中通入过量SO2,充分反应后再加入淀粉碘化钾溶液,不变蓝色,说明该反应为不可逆反应11.某含结晶水的盐A是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,由五种常见元素组成,M(A)500 g/mol。某兴趣小组对盐A进行了实验探究,流程如下:已知:混合气体C转化为气体D时,质量增加了4.8 g;溶液

38、H为单一溶质,且不与氢氧化钾反应,焰色试验呈紫色。请回答:(1)盐A除Fe、H、O以外的两种元素是(填元素符号)。(2)混合气体C的组成成分及含量是 (填化学式)。(3)盐A在421553 下分解生成混合气体B和混合固体F的化学方程式: 。(4)盐A中加入足量稀硫酸,可得到一种二元弱酸,且该弱酸可以被酸性高锰酸钾溶液氧化生成气体D,试写出该弱酸被氧化的离子方程式:。(5)某兴趣小组用混合气体C还原少量CuO粉末,使CuO完全反应得到红色产物。为确定红色产物的成分,请设计实验方案: 。(已知:Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O)解析:0.1 mol的盐A在温度为421553 及隔绝空气条件下分

39、解产生0.75 mol混合气体B和混合固体F,0.75 mol 混合气体B通过足量无水氯化钙得到0.45 mol混合气体C,气体减少0.3 mol,说明在B中含有水蒸气,其物质的量为n(H2O)=0.75 mol-0.45 mol=0.30 mol;将混合气体C通过足量灼热CuO后得到0.45 mol的气体D,将D通入足量澄清石灰水产生45 g白色沉淀E,则E是CaCO3,n(CaCO3)= 45 g100 g/mol=0.45 mol,气体D为CO2,n(CO2)=0.45 mol,由于混合气体C转化为气体D时,质量增加了4.8 g;说明混合气体C中含有CO,发生反应CuO+COCO2+Cu

40、,增加的质量是CO发生该反应变为CO2增加的O元素的质量,则n(CO)=4.8 g16 g/mol=0.3 mol,故C中含有CO2的物质的量为n(CO2)=0.45 mol-0.3 mol=0.15 mol。固体F溶于水得到8 g红棕色固体G为Fe2O3,n(Fe2O3)=8 g160 g/mol=0.05 mol,则n(Fe)=2n(Fe2O3)=0.05 mol2=0.1 mol;溶液H为单一溶质,溶液H呈碱性,且不与氢氧化钾反应,焰色试验呈紫色,则H中含有K+,H为K2CO3。向H中加入足量稀盐酸,反应产生CO2的物质的量是0.15 mol,根据元素守恒可知n(K+)=2n(K2CO3

41、)=20.15 mol=0.3 mol,n(CO32-)=n(K2CO3)=0.15 mol,故在0.1 mol A中含有C元素的物质的量n(C)=n(CO)+n(CO2)+ n(CO32-)=0.3 mol+0.15 mol+0.15 mol=0.6 mol。盐A中加入足量稀硫酸,可得到一种二元弱酸,且该弱酸可以被酸性高锰酸钾溶液氧化生成气体D,说明该弱酸是草酸,A是草酸盐,在0.1 mol的盐A中,n(K)n(Fe)n(C)n(H2O)=0.3 mol0.1 mol0.6 mol0.3 mol=3163,所以该盐化学式为K3Fe(C2O4)33H2O,然后根据物质性质分析 解答。(1)根据

42、上述分析可知盐A除Fe、H、O以外的两种元素是C、K元素。(2)混合气体C中含CO、CO2,其中含有CO为0.3 mol,含有CO2为 0.15 mol。(3)盐A是K3Fe(C2O4)33H2O,在421553 下分解生成混合气体CO、CO2、H2O及Fe2O3、K2CO3,该反应的化学方程式为2K3Fe(C2O4)33H2O3K2CO3+Fe2O3+6CO+3CO2+6H2O。(4)盐A是K3Fe(C2O4)33H2O,与足量稀硫酸反应产生二元弱酸H2C2O4,H2C2O4具有强的还原性,可以被酸性KMnO4溶液氧化为CO2气体,KMnO4被还原为Mn2+。反应的离子方程式为5H2C2O4

43、+2MnO4-+6H+10CO2+2Mn2+8H2O。(5)某兴趣小组用CO、CO2的混合气体还原少量CuO粉末,使CuO完全反应得到红色产物。为确定红色产物的成分,设计实验方案为取红色物质少量放入试管中,向其中加入足量H2SO4,充分振荡,若红色物质不溶解,溶液呈无色,则红色物质为Cu单质;若有红色物质存在,且溶液显蓝色,说明红色物质为Cu2O。答案:(1)C、K(2)n(CO)=0.3 mol,n(CO2)=0.15 mol(3)2K3Fe(C2O4)33H2O3K2CO3+Fe2O3+6CO+3CO2+6H2O(4)5H2C2O4+2MnO4-+6H+10CO2+2Mn2+8H2O(5)取红色物质少量放入试管中,向其中加入足量H2SO4,充分振荡,若红色物质不溶解,溶液呈无色,则红色物质为Cu单质;若有红色物质存在,且溶液显蓝色,说明红色物质为Cu2O