4．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是

(　)

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH^－，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2

D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1

[解析]　电解稀H₂SO₄，实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减少，浓度增大，故溶液pH减小。电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH^－，阴极消耗H⁺，实质也是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增大。电解Na₂SO₄溶液时，在阳极发生反应：4OH^－-→2H₂O+O₂↑+4e^－，在阴极发生反应：2H⁺+2e^－-→H₂↑，由于两电极通过电量相等，故放出H₂与O₂的物质的量之比为2∶1。电解CuCl₂溶液时，阴极反应为Cu²⁺+2e^－-→Cu，阳极反应为2Cl^－-→Cl₂↑+2e^－，两极通过电量相等时，Cu和Cl₂的物质的量之比为1∶1。

[答案]　D

3．某电解池内盛有CuSO₄溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：①阳极质量不变；②阴极质量增加；③电解液pH减小，则应选用的电极是(多选)(　)

A．阴阳两极都是石墨　　　　　　　　　　　 B．铜作阳极，铁作阴极

C．铁作阳极，铜作阴极　 　　　　　　　　　　　 D．铂作阳极，铜作阴极

[解析]　不管用何材料作阴极都不影响电解结果，阴极只是完成导电作用便可。电解时生成H₂SO₄，pH自然会减小。要保持阳极质量不变，需要用惰性材料作电极：石墨或铂。

[答案]　AD

2．(2010年温州质检)下图为直流电源电解稀Na₂SO₄水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是

(　)

A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色

D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

[解析]　电解Na₂SO₄溶液其实质是电解水，a与电源负极相连为电解池的阴极，H₂O电离产生的H⁺在该极获得电子产生H₂，同时生成OH^－：2H₂O+2e^－-→H₂↑+2OH^－，产生的OH^－与石蕊作用呈蓝色。b与电源正极相连为电解池的阳极，H₂O电离产生的OH^－在该极失去电子产生O₂，同时生成H⁺：H₂O-→O₂↑+2H⁺+2e^－，产生的H⁺与石蕊作用呈红色。

[答案]　D

1．下列描述中，不符合生产实际的是

(　)

A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极

B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极

D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极

[解析]　B、C、D中的描述都是正确的。而电解熔融的氧化铝制取金属铝，是用石墨作阳极。

[答案]　A

14．(2009年浙江高考)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500 ℃)，四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下：

a．四氯化硅遇水极易水解；

b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；

c．有关物质的物理常数见下表：

请回答下列问题：

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式_______________________________________ _____________________________________________________。

(2)装置A中g管的作用是__________；装置C中的试剂是____________；装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________。

(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。

(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe²⁺，再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：

5Fe²⁺+MnO+8H⁺===5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O

①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由____________ ____________________________________________________________。

②某同学称取5.000 g残留物，预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10^－2 mol·L^－1 KMnO₄标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。

[解析]　制备四氯化硅的原料为Cl₂和粗Si。A装置为Cl₂的制备装置，B、C装置为除杂装置。先用B除去HCl，再用C(浓H₂SO₄)除去H₂O蒸气。Cl₂通入粗硅中反应，用冷水将产生SiCl₄冷凝即可。

(1)制取氯气用浓盐酸和MnO₂在加热条件下反应。

(2)g管是将分液漏斗与烧瓶相连，则它们中的压强是相等的，这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl₄的沸点很低，只有57.7 ℃，而反应的温度达几百度，故需要冷凝收集。

(3)从物质的物理性质表可发现，AlCl₃、FeCl₃和PCl₅均易升华，故还应有Al、P、Cl元素。

(4)由于高锰酸钾本身是紫红色的，与Fe²⁺反应时，可以褪色，故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系，5Fe²⁺-MnO，n(Fe)＝10^－2×20×10^－3×5×100/25＝4×10^－3 mol。w(Fe)＝4×10^－3×56/5×100%＝4.48%。

[答案]　(1)MnO₂+4H⁺+2Cl^－Mn²⁺+Cl₂↑+2H₂O

(2)平衡压强　浓硫酸　使SiCl₄冷凝

(3)Al、P、Cl

(4)①否　KMnO₄溶液自身可作指示剂

②4.480%

13．A、B、C是元素周期表中前18号元素中的3种单质，甲、乙是常见的化合物，它们之间存在如图所示关系。

(1)如右图反应①-③中属于化合反应的是________(填序号)。化合反应有多种类别，试举出一例与图中化合反应类别不同的实例(用化学方程式表示)：_______________________ _________________________________________________。

(2)若甲常温下呈液态，A常温下是固态非金属单质，则乙的化学式是________。

(3)若甲常温下呈气态，A是常见的金属单质，写出A和甲在一定条件下反应的化学方程式________________________________________________________________________。

(4)若A、B属于同一主族的高硬度单质，则A与甲反应在工业上的用途是____________。

[解析]　(1)从所给的框图反应可知①③是化合反应，与图中化合反应不同的实例可以是Si+CSiC。(2)若甲常温下呈液态，A常温下是固态非金属单质，则甲应为H₂O，A应为C，故反应生成的化合物乙为CO。(3)若甲常温下呈气态，A是常见的金属单质，则甲为CO₂，A为Mg，其反应方程式为2Mg+CO₂2MgO+C。(4)若A、B属于同一主族的高硬度单质，则A、B分别为C、Si，故A与甲反应(SiO₂+2CSi+2CO↑)在工业上用来制取粗硅。

[答案]　(1)①③　Si+CSiC

(2)CO　(3)2Mg+CO₂2MgO+C

(4)制取粗硅

12．含A元素的一种单质是一种重要的半导体材料，含A元素的一种化合物C可用于制造高性能的现代通讯材料——光导纤维，C与烧碱反应生成含A元素的化合物D。

(1)在元素周期表中，A位于________族，与A同族但相对原子质量比A小的元素B的原子结构示意图为___________________________________________________________，

A与B在原子的电子层结构上的相同点是_______________________________________ ___________________。

(2)易与C发生化学反应的酸是________，反应的化学方程式是_____________________ _____________________。

(3)将C与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成D，同时还生成B的最高价氧化物E；将全部的E与全部的D在足量的水中混合后，又发生化学反应生成含A的化合物F。

①写出生成D和F的化学反应方程式：________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________。

②要将纯碱高温熔化，下列坩埚中不可选用的是________。

A．普通玻璃坩埚　　　　　 B．石英玻璃坩埚

C．氧化铝坩埚　 　　　　　　　　　　　 D．铁坩埚

[解析]　(1)A元素单质可作半导体材料，含A元素的某化合物是制造光导纤维的原料，可知A为硅元素，比硅相对原子质量小的同族元素为碳。(2)C为SiO₂，能与SiO₂反应的酸只有氢氟酸。(3)SiO₂与Na₂CO₃高温下反应生成Na₂SiO₃和CO₂，故含SiO₂的材料、普通玻璃、石英玻璃以及Al₂O₃等都能与Na₂CO₃在高温下反应，故不能用以上材质的坩埚熔融Na₂CO₃。

[答案]　(1)ⅣA　　最外层均有4个电子，最内层均有2个电子

(2)氢氟酸　SiO₂+4HF===SiF₄↑+2H₂O

(3)①SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑；

Na₂SiO₃+CO₂+H₂O===Na₂CO₃+H₂SiO₃↓

②ABC

11．A、B、C、D、E代表单质或化合物，它们之间的相互转换关系如下图所示。A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似。

请填空：

(1)形成单质A的原子的结构示意图为________，它的最高化合价为________。

(2)B的化学式(分子式)为________，B和碳反应生成A和E的化学方程式是________________________________________________________________________。

(3)C的化学式(分子式)为________，D的化学式(分子式)为________。

[解析]　由“A为地壳中含量仅次于氧的非金属元素的单质，其晶体结构与金刚石相似”，推知A为Si，根据B+碳高温A+E，B+氧化钙高温C，B+氢氧化钠△D+H₂O，不难推知B为SiO₂，C为CaSiO₃，D为Na₂SiO₃。

[答案]　(1) 　+4价

(2)SiO₂　SiO₂+2CSi+2CO↑

(3)CaSiO₃　Na₂SiO₃

10．如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)，将所选答案的编号填入表内相应的空格内(如果不需要外加试剂，则对应答案栏可不填)。

可供选择的试剂：A.盐酸，B.氢氧化钠溶液，C.氧气，D.水，E.二氧化碳

可供选用的操作：①水洗，②加热，③高温灼烧，④过滤，⑤结晶

[解析]　可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物，它可跟强碱反应，不跟酸(氢氟酸除外)反应，受热不分解等性质；而三氧化二铁、碳酸钙跟盐酸反应；硅酸、氯化铵受热分解。通过一定操作，即可除去杂质，除杂过程中所发生的化学方程式如下：

(1)SiO₂+2NaOH===Na₂SiO₃+H₂O

(3)Fe₂O₃+6HCl===2FeCl₃+3H₂O

(4)CaCO₃+2HCl===CaCl₂+CO₂↑+H₂O

(5)H₂SiO₃SiO₂+H₂O

(6)NH₄ClNH₃↑+HCl↑

[答案]　(1)B　④　(2)D　④⑤　(3)A　④

(4)A　④　(5)③　(6)②(或D　④)

9．(2010年泰安质检)“碳捕捉和储存(CCS)”技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所产生的二氧化碳分离出来再利用，在我国已实现对捕捉到的二氧化碳进行净化，然后用于制造干冰和保鲜或将二氧化碳注入衰竭的油层以提高油气田采收率或利用二氧化碳培养海藻等。科学家最近研究发现，采用“CCS”技术捕获的CO₂与海藻发生光合作用能大大提高海藻产量，为人类提供一种新型生物能源。下列相关说法不正确的是

(　)

A．1 mol二氧化碳全部发生光合作用的过程中，二氧化碳中共有4 mol共价键断裂

B．该过程中没有化学变化

C．海藻能提供生物质能，并能参与自然界中的CO₂循环

D．如果能探明此变化过程，将有助于人类更好地利用太阳能，缓解能源危机

[解析]　选项A，根据CO₂的结构O==C==O可知，1 mol CO₂反应共有4 mol共价键断裂。选项B，CO₂、H₂O在叶绿体内发生光合作用的反应是化学变化。选项C，海藻储存糖类等生物质能，这些生物质能在燃烧过程中释放出CO₂，CO₂又在海藻体内发生光合作用产生糖类等，从而参与了CO₂循环。选项D，弄清了光合作用的机理，人类就能利用太阳能、CO₂来模仿光合作用合成糖类，从而缓解能源危机。

[答案]　B