人教版高考化学一轮总复习专题强化训练试题　全套.doc

专题强化训练(一)离子反应与氧化还原反应的综合应用(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分)1.常温下，下列各组离子在pH=0的溶液中不能大量共存，且与氧化还原反应无关的是()A.Na+、S2-、Br-、SO32-B.Ba2+、Cu2+、SO42-、Br-C.K+、Fe2+、I-、MnO4-D.NH4+、K+、HS-、ClO-【解析】选B。pH=0的溶液呈酸性，溶液中含有大量H+。A项，H+能与S2-、SO32-反应生成弱电解质，酸性条件下S2-与SO32-发生氧化还原反应生成S；B项，Ba2+与SO42-生成BaSO4沉淀，与氧化还原反应无关；C项，酸性条件下MnO4-能氧化Fe2+、I-；D项，酸性条件下HS-与H+不能大量共存，HS-与ClO-发生氧化还原反应。2.水热法制备纳米颗粒Y(化合物)的反应为3Fe2+2S2O32-+O2+aOH- Y+S4O62-+2H2O，下列有关说法不正确的是()A.a=4B.Y的化学式为Fe2O3C.S2O32-是还原剂D.每32 g O2参加反应，转移电子的物质的量为4 mol【解析】选B。Y为化合物，由电荷守恒知，a=4，A项正确；由2S2O32-S4O62-，失去2 mol电子，O22O2-，得到4 mol电子，说明只有2Fe2+2Fe3+，失去2 mol电子，再由原子守恒知，Y为四氧化三铁，B项错误；在反应中S2O32-中硫元素的化合价升高，C项正确；1 mol氧气参加反应转移4 mol电子，D项正确。3.下列化学反应的离子方程式正确的是()A.氢氧化亚铁溶于稀硝酸：Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2OB.醋酸与NaHCO3溶液反应：H+HCO3-CO2+ H2OC.向KI溶液中加入FeCl3溶液：Fe3+2I-Fe2+I2D.将铝片加入烧碱溶液中：2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2【解析】选D。硝酸具有强氧化性可以把Fe2+氧化为Fe3+，A错误；醋酸为弱酸不能拆成离子形式，B错误；C项电荷不守恒。4.(2015资阳模拟)常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是()A.加入Mg能放出H2的溶液：Na+、Al3+、Cl-、SO42-B.常温下，c(H+)/c(OH-)=1010的溶液：Fe2+、K+、NO3-、SO42-C.新制饱和氯水中：Na+、Al3+、SO32-、SO42-D.使甲基橙呈红色的溶液：NH4+、Na+、AlO2-、HCO3-【解析】选A。A中溶液呈酸性，离子能共存；B中溶液呈酸性，Fe2+被HNO3氧化，而不能大量共存；C中氯水能氧化还原性的SO32-而不能大量共存；D中溶液呈酸性，AlO2-、HCO3-与H+均不能大量共存。【加固训练】室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.c(OH-)/c(H+)=10-12的溶液中：NH4+、Cu2+、NO3-、Cl-B.通入过量SO2气体的溶液中：Fe3+、NO3-、Ba2+、H+C.(NH4)2Fe(SO4)2溶液中：Ba2+、K+、OH-、Br-D.c(I-)=0.1 molL-1的溶液中：Na+、Fe3+、ClO-、SO42-【解析】选A。A项溶液呈酸性，离子能共存；B中SO2与NO3-、H+反应生成SO42-，然后和Ba2+结合生成沉淀；C中OH-与NH4+、Fe2+均不能大量共存，Ba2+与SO42-不能共存；D中Fe3+能氧化I-而不能大量共存。5.向含Fe3+、H+、NO3-的混合液中加入少量SO32-，充分反应后，下列表示该反应的离子方程式正确的是()A.2Fe3+SO32-+H2O2Fe2+SO42-+2H+B.2H+SO32-H2O+SO2C.2H+2NO3-+3SO32-3SO42-+2NO+H2OD.2Fe3+3SO32-+3H2O2Fe(OH)3+3SO2【解析】选C。此题看上去似乎4个选项都可能发生，但我们知道氧化还原反应优先于非氧化还原反应，因此B、D不正确，那么SO32-是先与Fe3+反应还是先与H+NO3-反应呢？可以用“假设法”进行判断。如果先与Fe3+反应，则生成的Fe2+又会与H+NO3-反应，所以应先与H+NO3-反应，故应选C。6.已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能发生的是()A.3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3B.Cl2+FeI2FeCl2+I2C.Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2+3H2OD.2Fe3+2I-2Fe2+I2【解析】选A。根据氧化还原反应中，氧化性：氧化剂氧化产物，还原性：还原剂还原产物，可判断氧化性B中Cl2I2；C中Co2O3Cl2；D中Fe3+I2，这些结论与题给信息一致。对于A，由于I-的还原性强于Fe2+，所以Cl2应先氧化I-，而不是先氧化Fe2+。【方法规律】氧化还原反应能否发生的判断方法已知物质的氧化性或者还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设法。(1)先假设反应成立。(2)然后根据氧化性：氧化剂氧化产物，还原性：还原剂还原产物规律，列出假设反应中的上述关系。(3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立。7.下列离子方程式书写正确且属于氧化还原反应的是()A.向NaHCO3溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液：HCO3-+Ba2+OH-BaCO3+H2OB.向亚硫酸钠溶液中滴入少量新制的氯水：3SO32-+Cl2+H2OSO42-+2Cl-+2HSO3-C.电解KBr溶液时阴极的电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+D.将Fe2O3固体投入少量HI溶液中：Fe2O3+6H+6I-2Fe2+3I2+3H2O【解析】选B。A项，离子方程式本身正确但不属于氧化还原反应；C项，阴极应是溶液中的阳离子放电，电极反应式为2H+2e-H2；D项，电荷不守恒。【易错提醒】本题易忽视题干要求“属于氧化还原反应”，仅根据离子方程式本身正确错选A；易只关注氧化还原反应及反应产物而忽视电荷守恒导致错选D。二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8.(15分)(2015广州模拟)(1)含氯消毒剂可防甲型H1N1流感。二氧化氯是国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，它可由KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式_。(2)某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种：Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cl-、OH-、HCO3-、NO3-。已知该溶液可与Al2O3反应，则：该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成，则原溶液中一定含有_，一定不会含有大量的_。该溶液与Al2O3反应后有AlO2-生成，则原溶液中一定含有_，可能含有大量的_。写出该溶液与Al2O3反应生成AlO2-的离子方程式：_。【解析】(1)KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应，SO32-被氧化成SO42-。(2)该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成，说明该溶液显酸性，一定含有H+，OH-、HCO3-一定不会大量存在。该溶液与Al2O3反应后有AlO2-生成，说明该溶液显碱性，H+、Mg2+、Ag+、HCO3-与OH-不能大量共存，根据电荷守恒，溶液中必定要含有一种阳离子即Na+，故溶液中一定含有OH-、Na+，可能含有Cl-、NO3-。答案：(1)2ClO3-+SO32-+2H+2ClO2+SO42-+H2O(2)H+OH-、HCO3-OH-、Na+Cl-、NO3-Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O9.(15分)含氮废水进入水体中对环境造成的污染越来越严重。某校环保小组的同学认为可以用金属铝将水中的NO3-还原成N2，从而消除氮污染。(1)配平以下有关的离子反应方程式：NO3-+Al+H2ON2+Al(OH)3+OH-(2)以上反应中失电子的物质是_，还原产物是_，每生成1 mol还原产物，将有_mol电子发生转移。(3)现需除去1 m3含氮0.3 mol的废水中的NO3-(设氮元素都以NO3-的形式存在)，则至少需要消耗金属铝的物质的量为_。【解析】(1)用化合价升降法配平。在该反应中，氧化剂(2N+5O3-N02)，化合价降低的总数为10；还原剂Al0Al+3(OH)3，化合价升高的总数为3。由此先确定氧化剂与还原产物、还原剂与氧化产物的化学计量数。由电荷守恒确定OH-的化学计量数，最后用观察法配平其他物质。(2)在该反应中，失电子的物质是Al，还原产物是N2。生成1 mol N2时，转移电子的物质的量是1 mol2(5-0)=10 mol。(3)设需要铝的物质的量为x，由得失电子守恒可知：0.3 mol(5-0)=3x，解得x=0.5 mol。答案：(1)610183106(2)AlN210(3)0.5 mol【方法规律】氧化还原方程式的配平基本技能(1)全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。(2)自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解反应、歧化反应)一般从右边着手配平。(3)缺项配平法：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷，一般加H+，生成物一边加水；若反应物这边缺负电荷，一般加OH-，生成物一边加水。然后进行两边电荷数配平。10.(12分)(1)将Cu投入装有足量某溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀硫酸，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现，则溶液中一定含有的离子是_(填离子符号)，有关反应的离子方程式为_。(2)已知用铝粉可以除去某废水中的一种阴离子(X)。若控制溶液的pH为10.7左右，再加入铝粉，除去X离子的同时产生氨气和氮气，且体积比为14，写出上述反应的离子方程式并配平(X用具体的离子符号表示)：_。该反应的还原产物是_。若除去0.2 mol X离子，要消耗铝_g。(3)酸性KMnO4溶液是实验室常用的强氧化剂之一。向FeSO4溶液中滴入几滴酸性KMnO4溶液振荡，KMnO4溶液褪色，请将反应的离子方程式补充完整：1MnO4-+Fe2+_1Mn2+Fe3+_。【解析】(1)红棕色气体是二氧化氮，则溶液中一定含有NO3-；管口有红棕色气体，说明开始产生的是NO，所以反应的离子方程式为3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O。(2)根据题中信息可知，阴离子X应为NO3-，再根据产生氨气和氮气的体积比为14和化合价升降总数相等配平即可，根据配平的离子方程式计算消耗的铝的质量。(3)由氧化还原反应中得失电子守恒可知MnO4-和Fe2+的化学计量数之比为15，然后观察配平，得MnO4-+5Fe2+8H+Mn2+5Fe3+4H2O。答案：(1)NO3-3Cu+8H+2NO3-3Cu2+2NO+4H2O(2)16Al + 9NO3-+ 7OH-16AlO2-+NH3+ 4N2+2H2ONH3、N29.6(3)58H+54H2O11.(16分)(2015济南模拟)为鼓励发展新能源汽车，国家出台了多项优惠政策。新能源不断被应用到现代的汽车中，高铁电池技术就是科研机构着力研究的一个方向。(1)高铁酸钾-锌电池(碱性介质)是一种典型的高铁电池，则该种电池负极材料是_。(2)工业上常采用NaClO氧化法生产高铁酸钾(K2FeO4)，K2FeO4在碱性环境中稳定，在中性和酸性条件下不稳定。反应原理为.在碱性条件下，利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4：3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O.Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4：Na2FeO4+2KOHK2FeO4+2NaOH主要的生产流程如下：写出反应的离子方程式_。(3)已知K2FeO4在水溶液中可以发生：_FeO42-+_H2O_Fe(OH)3+_OH-+_O2，配平上述方程式。K2FeO4在水处理中的作用是_。(4)FeO42-在水溶液中的存在形态如图所示：若向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2，HFeO4-的分布分数的变化情况是_。若向pH=6的这种溶液中滴加KOH溶液，则溶液中含铁元素的微粒中，_转化为_(填化学式)。【解析】(1)负极失去电子，应为Zn。(2)Cl2和NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O。(3)Fe+6O42-+H2OFe+3(OH)3+OH-+O02。采用倒配法：氧化合价降低4，铁化合价升高3，Fe(OH)3化学计量数为4，O2化学计量数为3，根据电荷守恒、元素守恒再配其他物质的化学计量数。(4)根据图变化判断即可。答案：(1)Zn(2)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(3)410483作净水剂和消毒剂(4)先增大后减小HFeO4-FeO42-专题强化训练(二)以金属活动性顺序为载体的综合应用(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分)1.(2015郑州模拟)在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是()A.MgB.CuC.AgD.H2【解析】选C。金属的活动性MgZnCuAg，则氧化性Ag+Cu2+Zn2+Mg2+，加入锌粉首先置换出Ag，其次为Cu，不会出现Mg。2.如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是()A.Fe是负极，C是正极B.负极反应式为Fe-3e-Fe3+C.内电路中阴离子移向FeCl2溶液D.电流由石墨电极流向铁电极【解析】选B。Fe的活动性强，作负极失去电子生成Fe2+而不是Fe3+；电子从铁电极流向石墨电极，电流方向相反，阴离子移向负极一侧，即移向FeCl2溶液。【互动探究】(1)写出该装置的总反应的离子方程式。提示：该装置的总反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。(2)根据金属活动性顺序判断，将Fe改为Cu，能否继续反应？提示：因氧化性Fe3+Cu2+，故能反应，反应的离子方程式为Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+。3.(2015合肥模拟)把甲、乙、丙、丁四块金属泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若甲、乙相连，甲的质量减少；丙、丁相连，丁上有气泡逸出；甲、丙相连，甲上发生氧化反应；乙、丁相连，乙是电子流入的一极。则四种金属的活动性顺序由大到小排列为()A.甲乙丙丁B.甲丙乙丁C.甲丙丁乙D.乙丁丙甲【解析】选C。甲、乙相连，甲的质量减少说明甲失去了电子，活动性强于乙；丙、丁相连，丁上有气泡逸出，说明丙是负极，活动性强于丁；甲、丙相连，甲上发生氧化反应失去电子，说明甲的活动性强于丙；乙、丁相连，乙是电子流入的一极，则丁是电子流出的一极，说明丁的活动性强于乙，故选C。4.(2015济南模拟)下列说法错误的是()A.氯化铝的熔点比氧化铝低，因此工业上最好采用电解熔融氯化铝来制备单质铝B.电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极C.对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法D.对大型船舶的外壳进行的“牺牲阳极的阴极保护法”，是应用了原电池原理【解析】选A。氯化铝是共价化合物，工业上采用电解熔融氧化铝来制备单质铝，A错误；电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，B正确；钠、钙、镁、铝是活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法，C正确；对大型船舶的外壳连接更活泼的金属，进行的“牺牲阳极的阴极保护法”，是应用了原电池原理，D正确。5.(2015长春模拟)分析推理是化学学习方法之一。下列实验推理中，正确的是()A.金属的冶炼方法与金属的活动性有很大的关系，所以银和汞可以用热分解的方法冶炼B.钠比铜活泼，所以钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜C.工业上电解熔融氯化镁可制得镁，所以工业上电解熔融氯化铝可制得铝D.将镁条和铝片用导线连接再插进稀NaOH溶液，镁条上产生气泡，说明镁比铝活泼【解析】选A。A项，因金属的冶炼方法与金属的活动性有很大的关系，银和汞是不活泼金属，可以用热分解的方法冶炼，正确；B项，钠属于非常活泼的金属，能与冷水反应，所以钠与硫酸铜溶液不会置换出铜，而生成氢氧化铜，错误；C项，氯化铝属于共价化合物，熔融状态不导电，错误；D项，根据原电池原理，镁条、铝片和稀NaOH溶液形成的原电池，铝片作负极，镁条作正极，不能说明镁比铝活泼，错误。【加固训练】在冶金工业中，均不能用通常化学还原剂制得的金属组是()A.Na、Ba、K、AlB.Na、K、Zn、FeC.Zn、Fe、Cu、AgD.Mg、Al、Zn、Fe【解析】选A。在金属活动性顺序表中，Zn、Cu之间的金属一般采用化学还原剂制得。而KAl等活泼金属一般采用的是电解熔融盐或氧化物的方法冶炼。6.用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是()A.a端是直流电源的负极B.通电使CuCl2发生电离C.阳极上发生的反应：Cu2+2e-CuD.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体【解析】选A。由电解装置图可知，Cu2+向阴极移动，可知a为电源负极，A项正确；CuCl2电解质在水中就能电离成自由移动的Cu2+和Cl-，B项错误；在阳极上发生氧化反应，其电极反应为2Cl-2e-Cl2，C项错误；通电一段时间后，应在阳极附近观察到黄绿色的气体Cl2，D项错误。7.(2015济宁模拟)电解100 mL含c(H+)=0.30 molL-1的下列溶液。当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是()A.0.10 molL-1Ag+B.0.20 molL-1Zn2+C.0.20 molL-1Cu2+D.0.20 molL-1Pb2+【解析】选C。由题可知各项中含有的离子的物质的量分别为A项0.01 mol Ag+，0.03 mol H+；B项0.02 mol Zn2+，0.03 mol H+；C项0.02 mol Cu2+，0.03 mol H+；D项0.02 mol Pb2+，0.03 mol H+。根据金属活动性顺序，可知只有H后金属才能析出，故当电路中通过0.04 mol电子时，A项析出0.01 mol Ag(1.08 g)，C项析出0.02 mol Cu(1.28 g)，其他项无金属析出，故选C项。【加固训练】向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3+，同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是()A.氧化性：Zn2+Cu2+Fe3+Ag+B.Fe3+的氧化性大于Cu2+C.溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量比为12D.1 mol Fe可还原2 mol Fe3+【解析】选A。根据金属活动性顺序表，银的还原性较差，一旦失去电子变成银离子，其氧化性较强。铁粉先跟银离子反应，然后再与三价铁离子反应，由反应方程式或电子守恒得，银离子、三价铁离子完全反应后铁粉没有剩余，B、C选项正确。一个铁原子失两个电子，一个三价铁离子得一个电子，所以1 mol铁可还原2 mol三价铁离子。二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8.(14分)(2015长春模拟)已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、NaOH溶液、盐酸。按要求回答：(1)电工操作上规定不能把铜导线和铝导线连接在一起使用，说明原因_。(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铜溶液，外加导线，能否构成原电池？_，若能，请写出电极反应式，负极_，正极_。(若不能，后面两空不填)(3)通常说的燃料电池都以铂为电极，将燃烧反应的化学能转化为电能，在燃料电池中，可燃物在_极反应，_在另一极反应。【解析】(1)根据金属活动性顺序知活动性铝大于铜，铜铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝腐蚀的速率；(2)铜、石墨和硫酸铜溶液构成原电池，铜发生吸氧腐蚀；(3)燃料电池中可燃物在负极反应。答案：(1)铜铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝腐蚀的速率，易造成电路断路(2)能2Cu-4e-2Cu2+O2+4H+4e-2H2O(3)负助燃物9.(14分)由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中负极的电极反应式是_。(2)装置乙中正极的电极反应式是_。(3)装置丙中溶液的pH_(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_。【解析】甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性AB；乙中C极增重，即析出Cu，则B为负极，活动性BC；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性DA，随着H+的消耗，pH变大。答案：(1)A-2e-A2+(2)Cu2+2e-Cu(3)变大(4)DABC10.(14分)(2015泰安模拟)将铜棒与锌棒用导线连接，依次插入分别盛有：硫酸溶液；硫酸铜溶液；硫酸钠溶液的三个烧杯中，此时：(1)铜片上发生的主要反应的电极反应式是_；_。(2)铜制品在经常下酸雨的地区电化学腐蚀严重，写出此电化学腐蚀的电极反应式：正极_；负极_。(3)将表面去掉氧化膜的镁片与铝片用带电流表的导线连接，插入盛有烧碱溶液的烧杯中，此时发现电流计指针偏转，判断此原电池的正负极，并写出电极反应式和总反应方程式。正极：_，电极反应式：_，负极：_，电极反应式：_，总反应方程式：_。【解析】(1)活动性锌大于铜，故铜作正极，两种电解质溶液中H+、Cu2+分别在铜极上反应。(2)由金属活动性顺序知，铜不能与H+反应，但在酸雨作电解质溶液的条件下可以发生吸氧腐蚀。(3)由金属活动性顺序知，活动性镁大于铝，但铝能与氢氧化钠溶液反应而镁不反应，故铝作负极，镁作正极。答案：(1)2H+2e-H2Cu2+2e-Cu(2)O2+4H+4e-2H2OCu-2e-Cu2+(3)Mg2H2O+2e-H2+2OH-AlAl+4OH-3e-AlO2-+2H2O2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2【易错提醒】根据金属活动性判断原电池正负极的特例(1)铁(或铝)活动性大于铜，但由铁(或铝)、铜、浓硝酸组成的原电池中，铜作负极。(2)镁活动性大于铝，但由镁、铝、氢氧化钠溶液组成的原电池中，铝作负极。11.(16分)为节省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液、直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器(用品)，通过巧妙的构思，设计了比较铜、锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：(1)甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部(铜与锌不接触)，向烧杯中小心加入稀硫酸，观察到的现象是_。甲同学的设计思路是_。(2)乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加_溶液，进而观察到的现象是_。乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱的结论所依据的原理是_。(3)丙同学使用直流电源、石墨电极组装好电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂_溶液(作为电解液)。反应在调控下随即开始，实验中有关反应的化学方程式为_。实验中的明显现象是_。(4)请你再单独设计一个简单的实验(试剂、仪器自选)，探究和证实锌、铜金属活动性的相对强弱(简要说明操作和现象)_。【解析】从该题的实验目的来看，是要用实验证明锌和铜的金属活动性的相对强弱；从实验方法来看，有是否与酸反应产生气泡，构成原电池时负极比正极活泼，置换反应，金属离子在溶液中电解时的现象等。甲同学用两种金属放到酸中是否产生气泡来比较。乙同学在甲的基础上，加入CuSO4溶液观察现象，锌与少量硫酸铜发生置换反应生成的铜附着在锌表面形成微型原电池，加快了反应速率，产生气泡的速率加快，说明锌比铜活泼。丙同学在乙同学的基础上运用电解原理，阴极有红色的铜析出说明锌比铜活泼。最后要设计一种方案，可以将锌、铜分别同时加入少量浅绿色的氯化亚铁溶液中，加入锌的溶液褪色而加入铜的溶液颜色无变化，说明锌比铜活泼。答案：(1)锌片上有气泡产生，铜片上无气泡锌能置换出酸中的氢，而铜不能(2)CuSO4锌片上有红色的铜析出，锌片上产生气泡的速率明显加快活泼金属可以把不活泼金属从其盐溶液中置换出来(或Zn、Cu、稀硫酸组成原电池，Zn为负极)(3)CuSO42CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4阴极上有红色铜析出，阳极附近有气体产生(4)分别取一小片铜片与锌片置于两支试管中，分别向试管中加入少量浅绿色的FeCl2溶液，片刻后，加锌片的试管中溶液的颜色褪去，溶液近乎无色，而加入铜片的溶液颜色无变化(其他合理答案也可)专题强化训练(三)与环境保护和绿色化学相关的综合应用(45分钟100分)一、选择题(本题包括7小题，每题6分，共42分)1.(2015怀化模拟)2014年第45个世界地球日的主题是“珍惜地球资源，转变发展方式节约集约利用国土资源，共同保护自然生态空间”。你认为下列行为中不符合这一主题的是()A.控制含磷洗涤剂的生产和使用，防止水体富营养化，保护水资源B.研究采煤、采油新技术，大量开发新矿山，提高产量以满足工业生产的快速发展C.开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料D.实现资源的“3R”利用，即：减少资源消耗(Reduce)、增加资源的重复使用(Reuse)、提高资源的循环利用(Recycle)，以此来推进生态文明建设【解析】选B。大量开发新矿山，提高产量以满足工业生产的快速发展不符合“珍惜地球资源，转变发展方式节约集约利用国土资源，共同保护自然生态空间”。2.(2015玉溪模拟)下列各组物质中均能造成大气污染的是()A.H2S、SO2、粉尘、煤烟、氮的氧化物、碳氢化合物B.N2、NO2、粉尘、煤烟C.CO2、O2、氮的氧化物、碳氢化合物D.Cl2、N2、煤烟、氮的氧化物【解析】选A。N2、CO2、O2都不是大气污染物，故选A。【加固训练】下列有关环境保护的说法中错误的是()A.含氮、磷化合物的生活污水大量排放可使水体富营养化B.各国工业大量排放二氧化硫是全球气候变暖的主要原因C.劣质装修材料中的甲醛、苯、氡气等对人体有害D.废旧电池中的汞、镉、铅等重金属盐对土壤和水源会造成污染【解析】选B。SO2的排放与酸雨的形成有关，而导致气候变暖的温室气体是CO2而不是SO2。3.下表中解决相对应的环境问题所采取的措施不科学的是()环境问题措施A臭氧空洞限制氟氯代烃类物质的生产量和消耗量B酸雨改变能源结构，减少二氧化硫和氮氧化物的排放量C白色污染回收利用废旧塑料，开发可降解塑料D水体富营养化禁止使用含磷洗衣粉及施用氮肥【解析】选D。氟氯代烃类物质是造成臭氧空洞的主要原因；减少二氧化硫、氮氧化物的排放有利于控制酸雨的产生；对废旧塑料回收利用及开发可降解塑料制品均有利于减少白色污染；禁止施用氮肥不符合农业现状，故D项不科学。4.“绿色化学”要求综合考虑经济、技术、环保等来设计化学反应。下列各反应符合“绿色化学”思想的是()A.制Cu(NO3)2：Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2OB.制Cu(NO3)2：3Cu+8HNO3(浓)3Cu(NO3)2+2NO+4H2OC.制CuSO4：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2OD.制CuSO4：2Cu+O22CuO；CuO+H2SO4CuSO4+H2O【解析】选D。A项中产物有NO2生成，NO2是有毒气体，对环境有害，不符合绿色化学思想，故A错误；B项中产物有NO生成，NO是有毒气体，对环境有害，不符合绿色化学思想，故B错误；C项中产物有SO2生成，SO2是有毒气体，对环境有害，不符合绿色化学思想，故C错误；D项中产物无污染，符合绿色化学思想，故D正确。【方法规律】化学实验绿色化的途径(1)开发绿色实验，实现原料和反应过程的绿色化，如实验室以H2O2分解法制氧气取代氯酸钾分解法；(2)实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收，对实验产物尽可能再利用等；(3)在保证实验效果的前提下，尽量减少实验试剂的用量(如降低试剂浓度，减少用量等)，使实验小型化、微型化；(4)妥善处理实验产生的废物，防止污染环境。5.(2015邯郸模拟)化学在绿色发展、循环发展、低碳发展及推进生态文明建设中正发挥着积极作用。下列做法与可持续发展宗旨相违背的是()A.加大清洁能源的开发利用，提高资源的利用率B.推广碳捕集和储存技术，逐步实现二氧化碳零排放C.加大铅酸蓄电池、含汞锌锰干电池的生产，满足消费需求D.对工业废水、生活污水净化处理，减少污染物的排放【解析】选C。铅酸蓄电池、含汞锌锰干电池会造成重金属污染，C错误。【加固训练】下列对工农业生产的应用或解释错误的是()A.在土壤中施加适当的石灰可降低土壤的酸化程度B.电渗析法是一种利用离子交换技术淡化海水的方法C.炼铁工业中可通过增高烟囱来减少污染气体的排放D.氯碱工业中阳离子交换膜的主要作用是防止氯气和氢气以及氢氧化钠反应【解析】选C。土壤酸化后，可加石灰进行中和；电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法；增高烟囱不能减少污染气体的排放量；阳离子交换膜只允许阳离子通过，从而阻止阴极产生的氢气和阳极产生的氯气相混合而引起爆炸，同时也能避免氯气和氢氧化钠反应生成NaClO而影响烧碱的纯度。6.理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)()A.+C2H5Cl+HClB.+C2H5OH+H2OC.+CH2CH2D.+HBr+H2【解析】选C。由理想的原子经济性反应的内涵知，副产物越少的反应，其原子经济性越好，当副产物为0时，其原子经济性最好。多种途径生产等质量的同一种产品，副产品越多(种类、数量)，其原子利用率越低。本题中A、B、D项涉及反应的副产品有HCl、H2O等，其中HCl排到空气中会污染环境。【加固训练】以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是()A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料B.甲烷与氯气制备一氯甲烷C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜D.用SiO2制备高纯硅【解析】选A。乙烯制取聚乙烯为加聚反应，原子利用率达到100%，A正确；CH4与Cl2制取CH3Cl发生取代反应，还生成其他氯代产物，且有副产物HCl生成，不符合绿色化学要求；Cu与浓硝酸反应除生成Cu(NO3)2外，同时生成NO2和H2O，而用SiO2制备高纯硅过程中有多种副产物生成，都不符合绿色化学要求。7.(2015厦门模拟)如图表示汽车尾气净化处理过程。有关叙述正确的是()A.上述过程中，NOx只被CO还原B.安装该净化器的汽车使用含铅汽油不会造成污染C.Pt-Rh催化剂可提高尾气平衡转化率D.产生22.4 L氮气(标准状况)时，转移4xmol电子【解析】选D。由图中看出，NOx将CxHy和CO氧化为CO2，而本身被还原为N2，使用含铅的汽油会造成污染，故A、B项错误；催化剂不能改变反应的限度，C项错误；氮元素化合价由+2x价变成0价，故每生成1 mol N2，转移电子4xmol，D项正确。二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8.(14分)(1)图瓦卢是由多个珊瑚礁形成的岛国。由于大气中CO2含量的剧增，大量珊瑚礁(主要成分是碳酸钙)被海水侵蚀，其原因是(用化学方程式表示)_。(2)温室效应导致海平面上升，引起温室效应的人为因素主要是_。(3)为了控制温室效应，各国科学家提出了不少方法和设想。有人根据液态CO2密度大于海水密度的事实，设想将CO2液化后，送入深海海底，以减小大气中CO2的浓度。为使CO2液化，可采用的措施是_。A.减压、升温B.增压、升温C.减压、降温D.增压、降温(4)科学家研究发现，用“汽水”(一种能释放CO2的弱酸性溶液)浇灌植物能促进植物的生长。原因是它能_。加强呼吸作用加强光合作用改良碱性土壤、调节pH加强植物蒸腾作用A.B.C.D.(5)能快速、有效地减缓大气中CO2大量增加的生态学措施是_。A.使用天然气等燃料B.控制全球人口增长C.植树造林，保护森林D.立即减少煤和石油的燃烧【解析】(1)二氧化碳微溶于水，溶于水后会与碳酸钙反应，导致碳酸钙溶解。(2)导致温室效应的气体主要是CO2，大量燃烧煤、石油等矿物燃料是CO2的主要来源。(3)可采用增压和降温的措施使CO2液化。(4)植物的呼吸作用放出CO2，植物的蒸腾作用与外界温度及水分有关，与CO2的浓度无关；植物的光合作用需要吸收CO2，且CO2溶于土壤中的水生成的碳酸电离出的H+可以改良碱性土壤、调节pH，促进植物对Ca2+、Mg2+的吸收。所以用“汽水”浇灌植物能促进植物的生长。(5)随着社会的进步，对能源的消耗也将进一步增多，所以不可能立即减少煤和石油的燃烧，使用天然气等燃料也会产生CO2，只有绿色植物的光合作用会吸收大量的CO2，且见效快，属于生态学措施。答案：(1)CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2(2)大量燃烧煤、石油等矿物燃料(3)D(4)B(5)C9.(14分)(2015桂林模拟)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应：_。(2)在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是_。(3)吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)n(HSO3-)变化关系如下表：n(SO32-)n(HSO3-)91911991pH8.27.26.2由上表判断，NaHSO3溶液显_性，用化学平衡原理解释：_。当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)_。a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)b.c(Na+)c(HSO3-)c(SO32-)c(H+)=c(OH-)c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：HSO3-在阳极放电的电极反应式是_。当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理：_。【解析】(1)SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3被氧气氧化成H2SO4。(3)由数据表可分析得出，当Na2SO3和NaHSO3二者混合时，若前者过量或等量混合时，溶液均显碱性；当后者过量较多时溶液才显酸性，即NaHSO3溶液显酸性。该溶液为Na2SO3和NaHSO3的混合溶液，根据电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，故c不正确；当溶液呈中性时，c(H+)=c(OH-)，所以c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)，故a正确，由表中数据可知当n(HSO3-)n(SO32-)时溶液才显中性，所以b正确。(4)HSO3-中的硫显+4价，在阳极失电子变为+6价；阴极室H+放电变成H2，c(H+)减小，促使HSO3-的电离平衡向电离方向移动，生成较多的SO32-，与通过阳离子交换膜的Na+重新结合得Na2SO3吸收液。答案：(1)SO2+H2OH2SO3，2H2SO3+O22H2SO4(2)2OH-+SO2H2O+SO32-(3)酸HSO3-存在：HSO3-H+SO32-和HSO3-+H2OH2SO3+OH-，HSO3-的电离程度强于水解程度a、b(4)HSO3-+H2O-2e-SO42-+3H+H+在阴极得电子生成H2，溶液中c(H+)降低，促使HSO3-电离生成SO32-，且Na+进入阴极室，吸收液得以再生10.(14分)20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。(1)下列各项属于“绿色化学”要求的是_。A.处理废弃物B.治理污染点C.减少有毒物D.杜绝污染源(2)在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是_。A.建在西部干旱区可以脱贫致富B.应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区C.企业有权自主选择厂址D.不宜建在人口稠密的居民区(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+、Hg2+四种离子。甲、乙、丙三位学生分别设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。甲：乙：丙：在制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？_。应增加哪些措施防止污染？_。【解析】(1)根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从源头上杜绝。(3)丙方案中的第步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。答案：(1)D(2)B、D(3)丙方案的第步增加冷凝