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常见无机物间的转化1表中各组物质之间不可以通过一步反应实现如图所示转化关系的是()选项XYZ箭头旁所标数字代表的反应条件ANa2O2NaOHNaCl常温遇水BAl2O3NaAlO2Al(OH)3通入CO2CNONO2HNO3加入铜粉DCl2NaClOHClO加浓盐酸解析:选AA项,NaCl不能通过一步反应得到Na2O2;2已知X、Y、Z、E、F五种常见物质含有同一元素M,在一定条件下它们有如下转化关系,Z是NO,下列推断不合理的是()AX可能是一种氢化物BX生成Z一定是化合反应CE可能是一种有色气体DF中M元素的化合价可能为5价解析:选B根据题给转化关系推断,M为氮元素,Z为NO,E为NO2,F为HNO3。A.X可能是NH3,则Y可能为N2,正确;B.若X为NH3,NH3转化为NO可发生反应:4NH35O24NO6H2O,不是化合反应,错误;C.E 可能是NO2,是一种红棕色气体,正确;D.F可能为HNO3,其中氮元素的化合价为5价,正确。3下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现图示变化的是()物质编号物质转化关系abcdFeCl2FeCl3FeCuCl2NONO2N2HNO3Na2ONa2O2NaNaOHAl2O3NaAlO2AlAl(OH)3A.B CD解析:选A中N2不能一步生成NO2气体,中NaOH不能一步生成Na2O。4甲、乙、丙、丁、戊是中学常见的无机物,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法不正确的是()A若甲既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应,则丙可能属于两性氧化物B若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质,且戊为碱,则丙只能为Na2O2C若丙、丁混合产生白烟,且丙为18电子分子,丁为10电子分子,则乙的水溶液可能具有漂白作用D若甲、丙、戊含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲丙戊解析:选B若甲为单质,既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应,则甲为Al,乙为O2,二者反应生成的丙为氧化铝,氧化铝属于两性氧化物,故A正确;若甲为短周期中原子半径最大的主族元素的单质,则甲为Na,乙为O2,二者反应生成的丙可能为Na2O2或Na2O,故B错误;若丙、丁混合产生白烟,且丙为18电子分子,丁为10电子分子,则丙为HCl,丁为NH3,若乙为Cl2,其水溶液中含有HClO,具有漂白作用,故C正确;若甲、丙、戊含有同一种元素,当甲为S,乙为O2,丙为SO2,丁为HClO等具有强氧化性的物质,戊为硫酸时,含S元素的化合价由低到高的顺序为甲丙戊,故D正确。5MnO2是重要化学物质,某学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO、MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下:按要求回答下列问题:(1)第步操作中,氧化性强弱顺序:ClO_MnO2(填“”或“”),当NaClO3转移2 mol电子时,生成的氧化产物的物质的量为_mol。NaClO3在常温下能够与盐酸反应生成氯气,该反应的离子方程式为_。(2)第步操作中,最终得到的固体除NaClO3外,还一定含有下列物质中的_(填字母)。aNaCl bNaClO cNaClO4 dNaOH(3)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料,则碱性锌锰电池放电时,正极的电极反应式是_。(4)为得到纯净的MnO2,须将过滤后的MnO2合并后进行洗涤,判断是否洗涤干净可选用的试剂是_(填写一组即可)。工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰,该反应的阳极反应式为_。解析:粗MnO2(含有较多的MnO、MnCO3)样品中加入过量的稀硫酸,由于MnO2不溶于硫酸,则样品中的MnO和MnCO3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO4,过滤得滤液为MnSO4溶液,加入NaClO3发生反应为5Mn22ClO4H2O=5MnO2Cl28H,再过滤得到滤液和MnO2固体,而Cl2与热的NaOH溶液反应生成NaClO3的方程式为3Cl26NaOH=NaClO35NaCl3H2O。(1)5Mn22ClO4H2O=5MnO2Cl28H反应中,ClO作氧化剂,MnO2为氧化产物,则氧化性:ClOMnO2;当NaClO3转移2 mol电子时,消耗0.4 mol NaClO3,则生成1 mol MnO2;NaClO3在常温下与盐酸反应生成氯气,其反应的离子方程式为ClO5Cl6H=3Cl23H2O。(2)第步操作中NaOH过量,发生的反应为3Cl26NaOH=NaClO35NaCl3H2O,则最终得到的固体除NaClO3外,还有NaOH和NaCl。(3)原电池中负极失去电子,正极得到电子,因此碱性锌锰电池放电时,正极是MnO2得到电子,则电极反应式为MnO2H2Oe=MnOOHOH。(4)若沉淀没有洗涤干净,则滤液中含有SO,检验SO选用BaCl2溶液;电解时,Mn2在阳极失电子生成MnO2,其电极反应式为Mn22e2H2O=MnO24H。答案:(1)1ClO5Cl6H=3Cl23H2O(2)ad(3)MnO2H2Oe=MnOOHOH(4)BaCl2溶液Mn22e2H2O=MnO24H6某实验小组以粗镍(含少量Fe和Cr杂质)为原料制备Ni(NH3)6Cl2,并测定相关组分的含量。制备流程示意图如下。已知:部分离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按离子浓度为0.1 molL1计算)如表所示。离子Fe3Cr3Ni2开始沉淀pH1.54.36.9完全沉淀pH2.85.68.9Ni(OH)2为绿色难溶物。Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cl2均为可溶于水的蓝紫色晶体,水溶液均显碱性。回答下列问题:(1)实验需要配制3.0 molL1稀硝酸250 mL,需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和_。(2)步骤(a)中Ni和浓硝酸反应的化学方程式为_。(3)步骤(b)首先加入试剂X调节溶液的pH约为6,过滤后再继续加入X调节pH以得到绿色沉淀。调节pH约为6的原因是_。试剂X可以是_(填标号)。AH2SO4BNi(OH)2CNaOHDFe2O3 ENiO(4)步骤(c)和(d)反应都需要在冰浴环境下进行,其作用除了可以减少氨水的挥发,还有_。步骤(d)发生反应的总化学方程式为_。(5)NH3含量的测定.用电子天平称量m g产品于锥形瓶中,用25 mL水溶解后加入3.00 mL 6 molL1盐酸,以甲基橙作指示剂,滴定至终点消耗 0.500 0 molL1 NaOH标准溶液V1 mL;.空白试验:不加入样品重复实验,消耗NaOH标准溶液V2 mL。NH3的质量分数为_。在上述方案的基础上,下列措施能进一步提高测定准确度的有_(填标号)。A适当提高称量产品的质量B用H2SO4溶液替代盐酸C用酚酞替代甲基橙D进行平行试验(6)为测定Cl的含量,请补充完整下述实验方案。称量m g产品于锥形瓶中,用25 mL水溶解,_,滴入23滴K2CrO4溶液作指示剂,用已知浓度的AgNO3标准溶液滴定至终点,记录读数,重复操作23次。解析:(1)根据一定物质的量浓度溶液配制的实验步骤确定实验仪器。实验需要配制3.0 molL1稀硝酸250 mL,需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和250 mL容量瓶。(2)根据题给流程和信息知步骤(a)中Ni和浓硝酸反应生成硝酸镍()、二氧化氮和水,化学方程式为Ni4HNO3(浓)Ni(NO3)22NO22H2O。(3)根据流程知步骤(a)中镍、铁和铬分别转化为Ni2、Fe3和Cr3,结合信息提供的数据知调节pH约为6的原因是pH6时,Fe3和Cr3已沉淀完全,而Ni2还未开始沉淀。试剂X的作用为调节溶液的pH6和使Ni2转化为Ni(OH)2沉淀,试剂X可以是NaOH,选C。(4)根据信息知Ni(NH3)6(NO3)2、Ni(NH3)6Cl2均为可溶于水的蓝紫色晶体,步骤(c)和(d)反应都需要在冰浴环境下进行,其作用除了可以减少氨水的挥发,还有降低温度以降低产物的溶解度,使其析出。根据题给流程知步骤(d)为Ni(NH3)6(NO3)2转化为Ni(NH3)6Cl2,发生反应的总化学方程式为Ni(NH3)6(NO3)22HCl2NH3H2O=Ni(NH3)6Cl22NH4NO3。(5)样品溶液中加入盐酸发生反应NH3HCl=NH4Cl,根据题意知NH3的物质的量等于与NH3反应的HCl的物质的量0.500 0(V1V2)103mol,NH3的质量分数100%。A项,适当提高称量产品的质量,可减小实验误差,正确;B项,用H2SO4溶液替代盐酸,对测定结果无影响,错误;C项,盐酸与氢氧化钠恰好完全反应时反应混合物溶液呈酸性,用酚酞替代甲基橙会增大实验误差,错误;D项,进行平行试验,可减小实验误差,D正确。(6)Ni(NH3)6Cl2溶于水,水溶液均显碱性,氢氧根能与银离子反应,影响氯离子含量的测定。故为测定Cl的含量,应先向样品溶液中加入稀硝酸至溶液呈弱酸性。答案:(1)250 mL容量瓶(2)Ni4HNO3(浓)Ni(NO3)22NO22H2O(3)pH6时,Fe3和Cr3已沉淀完全,而Ni2还未开始沉淀C(4)降低温度以降低产物的溶解度,使其析出Ni(NH3)6(NO3)22HCl2NH3H2O= Ni(NH3)6Cl22NH4NO3(5)100%AD(6)加入稀硝酸至溶液呈弱酸性7某工厂对工业生产钛白粉产生的废液进行综合利用,废液含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可用于生产颜料铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产工艺流程如下:已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2和SO;TiOSO4水解的反应为TiOSO4(x1)H2OTiO2xH2OH2SO4。请回答:(1)步骤所得滤渣的主要成分为_。(2)步骤硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_。(3)步骤需控制反应温度低于35 ,其目的是_。(4)步骤反应的离子方程式是_。(5)已知FeCO3(s)Fe2(aq)CO(aq),试用平衡移动原理解释步骤生成乳酸亚铁的原因:_。(6)Fe3对H2O2的分解具有催化作用。利用图(a)和(b)中的信息,按图(c)装置(连通的A、B瓶中已充有NO2气体)进行实验,可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的_(填“深”或“浅”),其原因是_。解析:(1)废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,向其中加入过量铁屑,发生反应:Fe2(SO4)3Fe=3FeSO4,FeH2SO4=FeSO4H2;随着反应的进行,溶液酸性减弱,TiOSO4的水解平衡:TiOSO4(x1)H2OTiO2xH2OH2SO4向右移动,所以最终得到的滤渣的主要成分是TiO2xH2O和Fe。(2)步骤FeSO4在空气中煅烧,发生反应:4FeSO4O22Fe2O34SO3,该反应中氧化剂是O2,还原剂是FeSO4,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为14。(3)步骤是向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液来制取FeCO3,控制反应温度低于35 是为了防止NH4HCO3分解和防止Fe2被氧化。(4)步骤反应的离子方程式是Fe22HCO=FeCO3H2OCO2。(5)FeCO3在溶液中存在沉淀溶解平衡:FeCO3(s)Fe2(aq)CO(aq),当向其中加入乳酸时,乳酸电离出的H与CO反应,降低了CO的浓度,上述沉淀溶解平衡正向移动,使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁。(6)根据题中图(a)可知H2O2的分解反应是放热反应,根据题中图(b)可知2NO2(g)N2O4(g)的正反应是放热反应。题中图(c)的左边烧杯内放有水,右边烧杯内放有H2O2和Fe2(SO4)3的混合溶液,因为Fe3对H2O2的分解具有催化作用,所以H2O2会不断分解,放出热量,使右边烧杯内溶液的温度升高。根据平衡移动原理,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,NO2浓度增大,所以B瓶内的气体颜色加深。答案:(1)TiO2xH2O、Fe(2)14(3)防止NH4HCO3分解和防止Fe2被氧化(4)Fe22HCO=FeCO3H2OCO2(5)乳酸电离出的H与CO反应,使平衡向正反应方向移动,使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁(6)深2NO2(g)N2O4(g)H0,Fe3催化H2O2分解放热,温度升高,使平衡2NO2(g)N2O4(g)向逆反应方向移动,颜色加深8一种工业制备SrCl26H2O的生产流程如下:已知:M(SrCl26H2O)267 gmol1;Ksp(SrSO4)3.3107、Ksp(BaSO4)1.11010;经盐酸浸取后,溶液中除含有Sr2和Cl外,还含有少量Ba2杂质。(1)隔绝空气高温焙烧,若2 mol SrSO4中只有S被还原,转移了16 mol电子。写出该反应的化学方程式:_。(2)过滤2后还需进行的两步操作是_、_。(3)加入硫酸的目的是_;为了提高原料的利用率,滤液中Sr2的浓度应不高于_ molL1(注:此时滤液中Ba2浓度为1105 molL1)。(4)产品纯度检测:称取1.000 g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO3 1.100102 mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl外,不含其他与Ag反应的离子),待Cl完全沉淀后,用含Fe3的溶液作指示剂,用0.200 0 molL1的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag 以AgSCN白色沉淀的形式析出。滴定反应达到终点的现象是_。若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL,则产品中SrCl26H2O的质量百分含量为_(保留4位有效数字)。解析:(1)隔绝空气高温焙烧,若2 mol SrSO4中只有S被还原,转移了16 mol电子。则每1 mol S获得8 mol电子,元素化合价降低8价,由于原来是6价,所以反应后变为2价,根据电子守恒、原子守恒,则该反应的化学方程式是SrSO44CSrS4CO。(2)过滤2后的溶液为SrCl2,该物质的溶解度随温度的升高而增大,随温度的降低而减小,所以从溶液中获得SrCl26H2O,还需进行的两步操作是洗涤、干燥。(3)由于BaSO4是难溶于水的物质,所以在操作过程中加入硫酸目的是使溶液中的Ba2形成BaSO4沉淀,而除去Ba2杂质;Ksp(BaSO4)1.11010,由于溶液中Ba2浓度为1105 molL1,则c(SO) molL11.1105molL1,根据Ksp(SrSO4)3.3107可知c(Sr2) molL13.0102 molL10.03 molL1。(4)若NH4SCN不再与剩余的Ag结合形成AgSCN白色沉淀,溶液中就会含有SCN,就会与Fe3产生络合物使溶液变为红色,因此滴定达到终点时再滴加最后一滴溶液,溶液由无色变为血红色,且30 s不褪色。n(NH4SCN)0.200 0 molL10.02 L4.0103 mol,Ag以AgSCN白色沉淀的形式析出,所以溶液中剩余的Ag的物质的量为n(Ag)4.0103 mol,则与Cl反应的Ag的物质的量为n(Ag)1.100102 mol4.0103 mol7.0103 mol,1.000 g产品中SrCl26H2O的物质的量为n(SrCl26H2O)n(Ag)3.5103 mol,1.000 g产品中SrCl26H2O的质量为m(SrCl26H2O)3.5103 mol267 gmol10.934 5 g,所以产品纯度为93.45%。答案:(1)SrSO44CSrS4CO(2)洗涤干燥(3)除去Ba2杂质0.03(4)加入最后一滴标准液,溶液由无色变为红色,且30 s不褪色93.45%9以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣,合理利用废渣可以减少环境污染,变废为宝。工业上利用废渣(含Fe2、Fe3的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(

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