第2章元素与物质世界单元练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．化学知识与科技、生产、生活有密切的关系。下列叙述中错误的是
A．“天宫二号”空间运行的动力源泉——太阳能电池帆板，其核心材料为晶体硅
B．“天问一号”火星车使用的保温材料——纳米气凝胶，具有丁达尔效应
C．三星堆二号祭祀坑出土商代的铜人铜像，表明我国商代已经掌握冶炼铜技术
D．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为二氧化硅
2．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入、和的混合溶液中回收S，其转化如下图所示(不溶于水)。下列说法中，不正确的是
A．回收S的总反应为：
B．过程①中，生成的反应为：
C．过程②中，作氧化剂
D．过程③中，各元素化合价均未改变
3．在一定条件下，RO和F2可发生反应RO＋F2＋2OH—=RO＋2F—＋H2O，从而可知在RO中，元素R的化合价为
A．＋3价 B．＋4价 C．＋5价 D．＋6价
4．在甲、乙两烧杯溶液中，分别含有下列离子中的三种：Cu2＋、Na＋、H＋、SO42-、、OH-。已知甲烧杯的溶液呈蓝色，则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是
A．、OH-、 B．Na＋、H＋、
C．Cu2＋、H＋、 D．Na＋、OH-、
5．在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2。下列收集Cl2的装置正确的是
A． B． C． D．
6．下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是
A．遇石蕊变蓝的溶液：、、、
B．常温下pH小于7的溶液：、、、
C．无色透明的溶液：、、、
D．含氯化铁的溶液：、、、
7．下列物质下列物质间的每一个转化都能通过一步反应实现的是
A．Fe2O3FeFeCl3 B．H2O2H2H2O
C．CaCl2溶液CaCO3CO2 D．CuSO4溶液CuCuO
8．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如下图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是
A．
B．
C．
D．(提示：中氧元素的化合价为-1价)
9．化学实验中若使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，则可不再向环境排放该种有害物质。在如图所示有编号的反应中，属于氧化还原反应的有
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
10．下列离子方程式正确的是
A．石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应：HCO+ Ca2＋+ OH-=CaCO3↓+ H2O
B．硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液至中性：H＋+ SO+ Ba2＋+ OH-= BaSO4↓ + H2O
C．氧化铜与稀硫酸反应：2H＋+ O2-= H2O
D．碳酸氢钠溶液中加入盐酸：CO+ 2H＋= CO2↑+H2O
11．下列各组微粒中，一定条件下均可以作氧化剂的是
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、
12．在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2和Pb2+，则与1 mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为
A．3.0 mol B．1.5 mol C．1.0 mol D．0.75 mol
13．下列离子方程式书写正确的是
A．石灰乳与溶液混合：
B．将稀硝酸滴在大理石上：
C．与稀硫酸反应的离子方程式：
D．溶液与少量溶液反应：
14．由多糖和多功能无机纳米颗粒组成的多糖基复合纳米材料(直径1-100 nm)在生物医学领域具有潜在的应用价值，具有协同性能和功能。多糖基复合纳米颗粒分散到水中，下列关于该分散系的说法错误的是
A．该分散系属于胶体
B．多糖基复合纳米颗粒直径较大，不能透过滤纸
C．利用丁达尔效应可以区分氯化钡溶液和该分散系
D．一束光通过该分散系，可观察到光亮的通路
15．有一包白色固体粉末，其中可能含有、、、中的一种或几种，现做以下实验(所加试剂均足量)：
则下列说法正确的是
A．原粉末中一定有
B．是否存在无法确定，需进一步实验确定
C．白色沉淀乙可能是和的混合物
D．原粉末中一定没有，可能有
二、填空题
16．分析以下A-D四个涉及H2O2的反应(未配平)，填空：
A．Na2O2+HCl→H2O2+NaCl
B．Ag2O+H2O2→Ag+O2+H2O
C．H2O2→H2O+O2
D．3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
(1)H2O2仅体现氧化性的是_______；H2O2仅体现还原性的是_______；H2O2既体现氧化性又体现还原性的是_______；H2O2既不能体现氧化性又不能体现还原性的是_______(填代号)。
(2)D反应中1分子还原剂完全反应转移电子为_______个。
17．化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该有害物质，例如：
(1)配平反应①，用单线桥标出电子转移的方向和数目_____。被氧化的原子与被还原的原子数目之比为_______。每生成71g氯气，被氧化的还原剂的质量为_______g。
(2)为实现⑥的转化，可在碱性条件下加入，被还原为，其离子方程式为_______。还原性：_______(填“>”“<”或“=”)。
(3)在上述有编号的步骤中，除了⑥外，需用氧化剂的步骤是_______(填序号)。
三、工业流程题
18．制备(水合肼)和无水主要实验流程如图1所示。
已知：①氯气与烧碱溶液的反应是放热反应；
②有强还原性，能与剧烈反应生成。
(1)从流程分析，本流程所用的主要有机原料为____________(写名称)。
(2)步骤Ⅰ制备溶液时，若温度为41℃，测得产物中除外还含有，且两者物质的量之比为，该反应的离子方程式为________________________________________________。
(3)实验中，为使步骤Ⅰ中反应温度不高于40℃，除减缓的通入速率外，还可采取的措施是___________。
(4)步骤Ⅱ合成(沸点约118℃)的装置如图2所示。碱性溶液与尿素[](沸点196.6℃)水溶液在40℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110℃继续反应。
①使用冷凝管的目的是________________________________________________。
②滴液漏斗内的试剂是________________；将滴液漏斗内的液体放入三颈烧瓶内的操作是_____________。
③写出流程中生成水合肼反应的化学方程式__________________________________________。
(5)步骤Ⅳ制备无水(水溶液中、、随的分布如图3所示)。
①边搅拌边向溶液中通入制备溶液。实验中确定停止通的为___________(取近似整数值，下同)。
②用制得的溶液再制溶液的应控制在_________________。
19．稀土是一种重要的战略资源。氟碳铈矿的主要化学成分为，它是提取铈()等稀土元素的重要矿物原料。常温下，氟碳铈矿的冶炼工艺流程如下：
已知：ⅰ.元素的常见化合价为、。焙烧后元素转化成和。价的元素不易进入溶液，而价稀土元素易进入溶液。
ⅱ.酸浸Ⅱ中发生反应：。
请回答下列问题：
(1)①焙烧氟碳铈矿的目的是____________。
②焙烧后产生的CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分，它能在还原气氛中供氧，在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生反应CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)。写出CeO2消除CO尾气的化学方程式：______________。
(2)在酸浸Ⅰ中用盐酸浸出时，有少量铈进入滤液，且产生黄绿色气体，该反应的离子方程式是______。
(3)操作Ⅰ的名称为________，在实验室中进行操作Ⅱ时所需要的玻璃仪器有__________。
(4)操作Ⅰ后，向溶液中加入溶液来调节溶液的pH，以获得沉淀，常温下加入溶液调节溶液的________即可认为已完全沉淀。(已知：常温下，)
(5)取上述流程中得到的产品，加酸溶解后，向其中加入含的溶液使全部被还原成，再用的酸性标准溶液滴定至终点时，消耗标准溶液。则该产品中的质量分数为______[已知氧化性：；的相对分子质量为208]。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】A．天宫二号”空间运行的动力源泉——太阳能电池帆板，其核心材料为晶体硅，故A正确；
B．纳米气凝胶属于胶体，具有丁达尔效应，故B正确；
C．三星堆二号祭祀坑出土商代的铜人铜像，表明我国商代已经掌握冶炼铜技术，故C正确；
D．北斗芯片中的半导体材料为晶体硅，故D错误；
故选D。
2．D
【详解】A．根据转化关系图可判断回收S的总反应为2H2S+O2=2H2O+2S↓，A正确；
B．过程①中，发生复分解反应，生成CuS的反应为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，B正确；
C．过程②中，发生的反应为：CuS+2Fe3+=S+Cu2++2Fe2+，Fe3+作氧化剂，C正确；
D．过程③中，氧气是氧化剂，Fe2+是还原剂，O和Fe元素化合价发生变化，D错误；
故选D。
3．C
【详解】由电荷守恒可得：(—n)+(—1)×2=(—1)+(—1)×2，解得n=1，由化合价代数和为0可知，RO中R元素的化合价为+5价，故选C。
4．D
【详解】甲烧杯中溶液呈蓝色，一定含Cu2＋，则和Cu2＋不能共存的、OH-在乙烧杯中，H+在甲烧杯中，根据电荷守恒，甲烧杯中还含有、SO42-，乙烧杯中还含有Na＋，所以乙烧杯中大量存在的离子是Na＋、OH-、，答案选D。
5．C
【详解】A．装置没有出气导管，不能用于收集气体，A错误；
B．装置用于收集密度比空气小的气体，B错误；
C．装置可以收集密度比空气大的气体，且C中具有尾气吸收装置，C正确；
D．装置可用于吸收氯气，不能用于收集氯气，D错误；
答案选C。
6．A
【详解】A．遇石蕊变蓝的溶液呈碱性，、、、可大量共存，A正确；
B．和反应生成沉淀，H+和会反应生成气体，不能大量共存，B错误；
C．无色透明的溶液中不能存在紫红色的，C错误；
D．氯化铁中的Fe3+和反应生成沉淀，不能大量共存，D错误；
故答案选A。
7．D
【详解】A．Fe和盐酸反应生成FeCl2和氢气，故不选A；
B．H2O2受热分解为水和氧气，故不选B；
C．CaCl2溶液和二氧化碳不反应，故不选C；
D．CuSO4溶液和铁反应生成硫酸亚铁和铜，铜和氧气反应生成CuO，故选D；
选D。
8．D
【分析】阴影部分的区域属于氧化还原反应，但不属于四大反应类型。
【详解】A．Cl2+2KBr=Br2+2KCl属于置换反应、氧化还原反应，故A不符合题意；
B．属于分解反应、非氧化还原反应，故B不符合题意；
C．属于化合反应、氧化还原反应，故C不符合题意；
D．属于氧化还原反应，但是不属于四大反应类型，属于阴影部分，故D符合题意；
故选D。
9．A
【详解】由转化流程图可知，反应①中Cr的化合价降低了，是氧化还原反应，反应②中元素的化合价未改变，是非氧化还原反应，反应③元素的化合价未改变，是非氧化还原反应，反应④Cr的化合价升高了，是氧化还原反应，反应⑥中Cr元素的化合价降低了，是氧化还原反应，反应⑤元素的化合价未改变，是非氧化还原反应，综上所述，有①④⑥三个反应属于氧化还原反应，故答案为：A。
10．B
【详解】A．Ca(OH)2少量，Ca2＋和OH-按化学式中离子个数比参与反应，离子方程式为：2+ Ca2＋+2OH-= CaCO3↓+ 2H2O+，A错误；
B．硫酸氢钠溶液中加入氢氧化钡溶液至中性的离子方程式为：H＋++Ba2＋+OH-= BaSO4↓ +H2O，B正确；
C．氧化铜难溶，不能拆成离子，离子方程式为：2H＋+CuO= H2O+Cu2+，C错误；
D．碳酸氢根离子不能拆开写，离子方程式为：+H+=H2O+ CO2↑，D错误；
故答案选B。
11．B
【详解】A．氟离子、溴离子、硫离子中氟元素、溴元素、硫元素的化合价都是同种元素的最低价态，一定条件下均可以表现还原性作还原剂，不能作氧化剂，故A错误；
B．铁离子、锰酸根离子、硝酸根离子中铁元素、锰元素、氯元素都是同种元素的最高价态，一定条件下均可以表现氧化性作氧化剂，故A错误；
C．镁单质中镁元素的化合价是同种元素的最低价态，一定条件下可以表现还原性作还原剂，不能作氧化剂，故C错误；
D．氯离子中氯元素的化合价是同种元素的最低价态，一定条件下可以表现还原性作还原剂，不能作氧化剂，故D错误；
故选B。
12．B
【详解】1mol PbO2转化为1mol Pb2+需要得到2mol e-，1mol Cr3+转化为0.5mol 需要失去3mol e-，根据得失电子守恒可得，与1mol Cr3+反应所需PbO2的物质的量为1.5mol，故选B。
13．D
【详解】A．石灰乳的主要成分是，离子方程式中应写成化学式，石灰乳与溶液混合的离子方程式为：++2OH-，A错误；
B．碳酸不稳定，应写成二氧化碳和水，将稀硝酸滴在大理石上，反应的离子方程式为：，B错误；
C．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为：，C错误；
D．溶液与少量溶液反应，氢氧化钠反应完全，反应的离子方程式为：，D正确；
答案选D。
14．B
【详解】A．多糖基复合纳米材料(直径1-100 nm)，将其分散到水中，形成的分散系属于胶体，A正确；
B．胶体粒子能透过滤纸，不能透过半透膜，B错误；
C．胶体能够使光线发生散射作用而沿直线传播，因而能够在胶体中看到有一条光亮的通路，即产生丁达尔效应，而BaCl2溶液分散质微粒直径小，不能使光线发生散射作用，因此不能产生丁达尔效应，故可以通过丁达尔效应区分氯化钡溶液和该分散系，C正确；
D．胶体能够使光线发生散射作用而沿直线传播，因而能够在胶体中看到有一条光亮的通路，即产生丁达尔效应，多糖基复合纳米材料由于其直径1-100 nm，将其分散到水中，形成的分散系属于胶体，因此一束光通过该分散系，可观察到光亮的通路，D正确；
答案选B。
15．A
【分析】固体粉末加水溶解后过滤，有完全溶于稀的滤渣，该滤渣可能是或，即原粉末中一定含；滤液加稀硫酸生成的白色沉淀甲为，即原粉末中一定含，则一定无；滤液中加生成的白色沉淀乙应为，即原粉末中含。
【详解】A．由分析可知，原粉末中一定有，A正确；
B．由分析可知，原粉末中一定有，B错误；
C．滤液中含，则肯定没有，即白色沉淀乙是，不可能含，C错误；
D．由分析可知，原粉末中一定没有，一定有，D错误；
答案选A。
16．(1) D B C A
(2)6
【分析】H2O2仅体现氧化性，则O元素的化合价降低；双氧水仅体现还原性，则双氧水在反应中仅被氧化，化合价只升高；H2O2既体现氧化性又体现还原性，则O元素的化合价既升高又降低；H2O2既不做氧化剂又不做还原剂，说明在反应中双氧水中元素的化合价不发生变化；根据化合价的变化分析判断转移电子，据此分析。
（1）
A．Na2O2+HCl→H2O2+NaCl，是一个非氧化还原反应，H2O2既不是氧化剂，也不是还原剂；
B．Ag2O+H2O2→Ag+O2+H2O，Ag2O被还原成单质银，H2O2中氧元素转化为O2，表现还原性；
C．H2O2→H2O+O2，是一个自身氧化还原反应，H2O2既表现了氧化性，又表现了还原性；
D．3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O，H2O2中氧元素化合价由-1变成-2，化合价降低被还原，表现氧化性；
所以H2O2仅体现氧化性的反应是D；H2O2仅体现还原性的反应是B；H2O2既体现氧化性，又体现还原性的反应是C；H2O2既不做氧化剂又不做还原剂的反应是A，故答案为：D；B；C；A。
（2）
3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O反应中氧化剂为H2O2，还原剂为Cr2(SO4)3，根据方程式，1分子还原剂完全反应，Cr由+3价升高为+6价，转移电子的物质的量为3×2=6，故答案为：6。
17．(1) 3∶1 73
(2) <
(3)④
【解析】（1）
反应①中中元素化合价由价降低到价，中元素化合价由价升高到0价，依据得失电子守恒和原子守恒配平该反应为：，用单线桥标出电子转移的方向和数目为：；由方程式可知，反应中有6个原子被氧化，有2个原子被还原，即被氧化与被还原的原子数目之比为3∶1，生成即1molCl2时有2molHCl被氧化，则被氧化的HCl的质量为。
（2）
反应⑥中和在碱性条件下发生氧化还原反应，依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知，反应的离子方程式为：，其中是氧化剂、是还原产物，因此还原性。
（3）
②③⑤中元素化合价没变，不需要氧化剂；④中元素化合价由价升至价，发生氧化反应，需加入氧化剂；①中元素化合价由价降至价，发生还原反应，不需加入氧化剂。
18． 尿素 冰水浴冷却 通过冷凝回流，减少水合肼的挥发，提高水合肼的产率 碱性溶液 打开滴液漏斗的活塞，旋转旋塞使漏斗内的液体缓缓流下 4 10
【分析】实验目的：制备(水合肼)和无水。
实验原理：步骤Ⅰ，具有强氧化性，与溶液发生的反应为(不高于40℃)，由(2)“若温度为41℃，测得产物中除外还含有，且两者物质的量之比为”可知，温度为41℃时发生副反应：[第(2)问解析]。
步骤Ⅱ，由步骤Ⅲ有水合肼溶液和生成可知，发生的反应为[第(4)问③解析].
步骤Ⅲ，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法可分离水合肼溶液和。
步骤Ⅳ，通入发生的反应为，结合产品为可知，还需加入，发生的反应为。
【详解】(1)根据流程图可知，本流程中所用的主要有机原料为尿素。
(2) 该反应的离子方程式为。
(3)由已知①“氯气与烧碱溶液的反应是放热反应”可知，为使步骤Ⅰ中反应温度不高于40℃，除减缓的通入速率外，还可以用冰水浴吸收反应放出的热量。
(4)①易挥发，冷凝管的作用是冷凝回流，减少的挥发，从而提高的产率。
②根据已知②“有强还原性，能与剧烈反应生成”，为了避免过量而与生成的反应，尿素应放入三颈烧瓶中，滴液漏斗中放入碱性溶液，且使用时应将碱性溶液缓慢滴入三颈烧瓶中。
③流程中生成水合肼反应的化学方程式.
(5)①根据“边搅拌边向溶液中通入制备溶液”可知，溶液中的物质的量最大时，应停止通入，再结合图象可知，约为4时，溶液中的摩尔分数最大，故应在此时停止通入。
②由图象可知，约为10时，的摩尔分数约为1，的摩尔分数约为0，即完全转化为。
19． 将元素氧化为价，便于与其他稀土元素分离 过滤 分液漏斗、烧杯 9 95.68%
【分析】焙烧后元素转化成和，少量稀盐酸酸浸分离出其它稀土元素，酸浸Ⅱ中价的元素被还原为+3价，加入KCl把难溶的 转化为 溶液，向溶液中加入溶液来调节溶液的pH，以获得沉淀，再用NaClO把氧化为。
【详解】(1)①价的元素不易进入溶液，而价稀土元素易进入溶液，通过焙烧氟碳铈矿，可将元素氧化为价，便于与其他稀土元素分离；
②由反应的化学方程式可知具有氧化性，可氧化生成，则消除的化学方程式为；
(2)在酸浸Ⅰ中用盐酸溶解，有少量铈进入滤液，可知有生成，且产生黄绿色气体，此气体为，则发生反应的离子方程式是；
(3)操作Ⅰ是固液分离，为过滤操作；操作Ⅱ为萃取，则所需要的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯；
(4)溶液中的时，可认为沉淀完全，根据可知，，对应溶液的，即调节溶液的即可认为已完全沉淀；
(5)用的酸性标准溶液滴定至终点时，消耗标准溶液，主要是氧化溶液中剩余的，即，剩余的物质的量为，则还原消耗的的物质的量为，根据可知，的物质的量为，该产品中的质量分数为。
【点睛】本题以氟碳铈矿 提取铈( )为载体，考查化学工艺流程，明确各步骤反应原理是解题关键，熟悉混合物分离方法，注意根据溶度积常数的计算。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
