自然界中的元素專項訓練一、碳及其化合物1．下列敘述中正確的是()A．僅由碳元素組成的物質一定是純凈物B．金剛石和石墨具有相同的化學組成C．石墨轉變為金剛石不屬于化學變化D．只含有碳元素的物質可能是單質也可能是化合物答案B解析僅由同一元素組成的性質不同的幾種單質互稱為同素異形體。單質與單質之間為不同的物質，因而僅由一種元素組成的物質可能是純凈物，也可能是混合物，例如金剛石為純凈物，而金剛石、石墨、C60混在一起就為混合物。既然金剛石和石墨屬于不同的單質，因而它們之間的轉化屬于化學變化。由于都是由碳原子構成的單質，所以金剛石和石墨具有相同的化學組成，具有相似的化學性質。2．下列敘述正確的是()A．Na2O、Na2O2組成元素相同，與CO2反應產物也相同B．將CO2通入BaCl2溶液可生成BaCO3沉淀C．將CO2通入次氯酸鈣溶液可生成次氯酸D．g石墨中含有×1022個碳原子答案C3．將CO2氣體通入CaCl2溶液，若要有白色沉淀產生，可加入的試劑是()A．氯化鉀溶液 B．碳酸氫鈣溶液C．氯水 D．氫氧化鈉溶液答案D二、氮及其化合物4．將含有等體積NH3、CO2、NO的混合氣體依次通過盛有濃H2SO4、Na2O2和Na2CO3溶液的裝置，充分作用后，最后得到的氣體是()A．CO2和NO B．CO2C．NO D．NO2答案A解析氣體通過濃H2SO4時，NH3被吸收；通過Na2O2時CO2被吸收，放出O2，產生的O2與NO恰好完全反應生成與NO等體積的NO2；當NO2通過Na2CO3溶液時，NO2與水反應生成了硝酸和NO，硝酸跟Na2CO3反應產生CO2。5．下列敘述不正確的是()A．NH3易液化，液氨常用作制冷劑B．與金屬反應時，稀HNO3可能被還原為更低價態，則稀HNO3氧化性強于濃HNO3C．銨鹽受熱易分解，因此貯存銨態氮肥時要密封保存，并放在陰涼通風處D．稀HNO3和活潑金屬反應時得不到氫氣答案B解析液氨汽化時要吸收大量的熱，故液氨常用來作制冷劑，A正確；判斷氧化性強弱不能根據得到電子數目的多少，即被還原的價態高低，而是根據得到電子的難易程度，越易得到電子，其氧化性越強，故B項錯；C項正確；硝酸與金屬反應，沒有氫氣產生，D正確。6．g銅投入一定量的濃硝酸中，銅完全溶解，生成氣體顏色越來越淺，共收集到672mL氣體(標準狀況)，將盛有此氣體的容器倒扣在水中，通入氧氣恰好使氣體完全溶解在水中，則需要標準狀況下的氧氣體積為()A．504mL B．336mLC．224mL D．168mL答案B解析g銅失去的電子，等于O2得到的電子，即2Cu～4e－～O2，n(e－)＝eq\fg,64g·mol－1)×2＝mol，V(O2)＝eq\fmol,4)×L·mol－1＝L＝336mL。7．14g銅、銀合金與一定量某濃度的硝酸溶液完全反應，將放出的氣體與L(標準狀況下)氧氣混合通入水中，恰好全部被水吸收，則合金中銅的質量是()A．g B．gC．g D．g答案C解析Cu、Ag合金與HNO3反應的過程如下：本題用終態法解答比較簡單。從整個變化過程中可以看出，Cu失去電子變成Cu2＋，Ag失去電子變成Ag＋，HNO3在反應過程中實際上沒有變化，而O2得到電子變成－2價氧。所以在整個過程中14gCu、Ag失去的電子數等于molO2得到的電子數。設Cu的物質的量為x，Ag為y，則：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(64g·mol－1×x＋108g·mol－1×y＝14g,2x＋y＝\fL,L·mol－1)×4電子守恒))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝mol,y＝mol))所以銅的質量為m(Cu)＝64g·mol－1×mol＝g。三、硫及其化合物8．下列關于硫及其化合物的說法中正確的是()A．自然界中不存在游離態的硫B．二氧化硫的排放會導致光化學煙霧的產生C．二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液退色，體現了其漂白性D．濃硫酸可用來干燥SO2、CO、Cl2等氣體答案D解析自然界中存在游離態的硫；排放二氧化硫會污染空氣，形成酸雨，但不會導致光化學煙霧產生；二氧化硫能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液退色，體現了酸性氧化物的通性；濃硫酸具有吸水性，可干燥SO2、CO、Cl2等氣體。9．高溫下硫酸亞鐵發生如下反應：2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，若將生成的氣體通入氯化鋇溶液中，得到的沉淀物是()A．BaSO3和BaSO4 B．BaSC．BaSO3 D．BaSO4答案D解析SO2通入BaCl2溶液不會生成沉淀；而SO3通入BaCl2溶液中會有BaSO4沉淀產生。10．已知①Zn＋H2SO4(稀)=ZnSO4＋H2↑、②Zn＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))ZnSO4＋SO2↑＋2H2O。下列說法不正確的是()A．濃硫酸和稀硫酸均有氧化性，所以硫酸是氧化性酸B．過量的Zn在濃硫酸中反應可得SO2和H2C．Zn與稀硫酸反應的氧化產物是ZnSO4D．不管是濃硫酸還是稀硫酸，若反應過程中被還原的H2SO4物質的量相等，則生成氣體的物質的量相等答案A解析從反應方程式知濃硫酸和稀硫酸均有氧化性，但稀硫酸不是氧化性酸，A錯；過量的Zn在濃H2SO4中反應先生成SO2，硫酸變稀后生成H2，B正確；Zn分別與濃硫酸和稀硫酸的反應中，有1molH2SO4被還原時分別生成1molSO2和1molH2，D正確。四、從海水中提取元素11．海水是一個巨大的化學資源寶庫，下列關于海水綜合利用的說法正確的是()A．從海水中可以得到NaCl，電解熔融NaCl可制備Cl2B．海水蒸發制海鹽的過程中只發生了化學變化C．海水中含有鉀元素，只需經過物理變化就可以得到鉀單質D．利用潮汐發電是將化學能轉變為電能答案A解析海水蒸發制海鹽發生的是物理變化；海水中鉀元素以K＋形式存在，生成鉀單質必須發生化學變化才行；潮汐發電是將潮汐能轉化為電能。12．海洋資源的綜合運用，是科學研究的重要課題。某化學興趣小組欲對海水進行研究。同學們提出了下列問題：(1)海水中所含元素質量最大的是________(寫元素符號)；導致海水有咸味的物質是________(寫化學式)，它的重要用途是_____________________________________________。(2)從海水中提取NaCl，采用的方法是______________________________。(3)提取NaCl后剩余的海水(苦鹵)可用來提取Mg和Br2。請你設計提取Mg和Br2的工業流程。①eq\x(苦鹵)____________________________________________eq\x(Mg)②eq\x(苦鹵)___________________________________________________eq\x(Br2)(4)請寫出提取鎂過程中發生氧化還原反應的化學方程式：_____________________________________________。(5)從苦鹵中提取Mg后，再用來提取Br2是否合適？為什么？______________________________________________________________________________________。答案(1)ONaCl用于化工生產、烹飪調味劑(2)曬鹽(或蒸發水分)(4)MgCl2eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑(5)不合適。因為提取鎂的母液中，含有過量Ca(OH)2，通入的Cl2將與Ca(OH)2反應而被吸收，增大了Cl2的用量，從而增加了經濟投入五、綜合應用題13．在標準狀況下，用以下氣體做噴泉實驗，請根據情況，填寫燒瓶中溶液的物質的量濃度(假設燒瓶中溶質不能擴散出來)。(1)用HCl氣體做噴泉實驗，噴泉結束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質的量濃度為________；(2)用NH3做噴泉實驗時，噴泉結束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質的量濃度為________；(3)用NO2做噴泉實驗時，噴泉結束后，水充至燒瓶的eq\f(2,3)處，則溶液的物質的量濃度為________；(4)用NO2和O2按4∶1體積比混合，噴泉結束后，水充滿燒瓶，則溶液的物質的量濃度為________。答案(1)mol·L－1(2)mol·L－1(3)mol·L－1(4)mol·L－1解析(1)由于HCl氣體極易溶于水，最終所得溶液的體積和原HCl氣體的體積相等，即相當于VL溶液中溶解了VLHCl氣體，故HCl氣體的物質的量為eq\f(V,mol(設燒瓶體積為VL)，溶液的物質的量濃度為eq\f(\f(V,mol,VL)＝eq\f(1,mol·L－1≈mol·L－1。(2)由于NH3也極易溶于水，最終所得溶液的體積和原NH3的體積是相等的。故所得溶液的物質的量濃度也為eq\f(1,mol·L－1，約為mol·L－1。(3)由反應方程式3NO2＋H2O=2HNO3＋NO知，NO2氣體有eq\f(2,3)被氧化成HNO3，噴泉實驗結束后所得溶液的體積亦為原NO2氣體體積的eq\f(2,3)，故該溶液的物質的量濃度為eq\f(1,mol·L－1，約為mol·L－1。(4)由反應方程式4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3知，NO2與HNO3的物質的量相等，NO2的體積占混合氣體總體積的eq\f(4,5)，即相當于1L溶液中溶有的HNO3為eq\f(1,×eq\f(4,5)mol＝eq\f(1,28)mol，約為mol，其c(HNO3)＝mol·L－1。14．有三瓶無色溶液，分別是NaCl溶液、NaBr溶液和NaI溶液，對其進行如下研究：(1)各取溶液少許分別加入試管中，然后分別滴加AgNO3溶液和稀硝酸，觀察到的現象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，有關的離子方程式分別是________________________________________________________________________________________________________。(2)再各取溶液少許分別加入試管中，然后分別通入氯氣，觀察到的現象是________________________________________________________________________；有關的離子方程式分別是______________________________________________________________________________________________________________。這一現象說明的問題是___________________________________________________________________________________________________________。(3)另各取溶液少許分別加入試管中，然后分別滴加溴水，觀察到的現象是________________________________________________________________________；有關的離子方程式是_______________________________________________________________________。這一現象說明的問題是________________________________________________________________________。綜合分析(2)(3)得出的結論是_______________________________________________________________________________________________________________。(4)如果三瓶溶液失去標簽，請你設計實驗方案鑒別三瓶溶液：_______________________________________。答案(1)分別產生白色沉淀、淡黃色沉淀、黃色沉淀Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ag＋＋Br－=AgBr↓、Ag＋＋I－=AgI↓(2)NaCl溶液無變化，NaBr溶液變為橙色、NaI溶液變為褐色2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－、2I－＋Cl2=I2＋2Cl－氧化性：Cl2>Br2，Cl2>I2(3)NaCl溶液、NaBr溶液無變化，NaI溶液變為褐色2I－＋Br2=2Br－＋I2氧化性：Br2>I2氧化性：Cl2>Br2>I2(4)方案一：加稀硝酸酸化的AgNO3溶液；方案二：先滴加氯水，再滴加CCl4(或其他合理答案均可)解析關于Cl－、Br－、I－的鑒別可從兩個思路入手：一是將離子轉化為不同顏色的沉淀，然后根據顏色來鑒別；二是將離子轉化為單質，根據單質的特性來鑒別。15．在下列物質轉化中，A是一種正鹽，D的相對分子質量比C的相對分子質量大16，E是酸，當X無論是強酸還是強堿時，都有如下的轉化關系：eq\x(A)eq\o(→,\s\up7(X))eq\x(B)eq\o(→,\s\up7(Y))eq\x(C)eq\o(→,\s\up7(Y))eq\x(D)eq\o(→,\s\up7(Z))eq\x(E)當X是強酸時，A、B、C、D、E均含同一種元素；當X是強堿時，A、B、C、D、E均含另外同一種元素。請回答：(1)A是__________，Y是__________，Z是________________________________________。(2)當X是強酸時，E是________。寫出B生成C的化學方程式：__________________=__。(3)當X是強堿時，E是________，寫出B生成C的化學方程式：______________。答案(1)(NH4)2SO2H2O(2)H2SO42H2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2SO2＋2H2O(3)HNO34NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do5(催化劑))4NO＋6H2O解析A是正鹽，并且既可以與強酸反應，又可以與強堿反應，A應是弱酸的銨鹽；C、D的相對分子質量相差16，分子組成上恰好相差一個氧原子，因此，C、D為氧化物，且組成它們的另一種元素應有多個價態