1选择题
某品牌“暖宝宝”的主要成分是铁粉、活性炭、无机盐和水。其发热原理是利用铁粉在空气中发生缓慢氧化反应，将化学能转化为热能。下列关于该反应的说法正确的是
- A. 铁粉被还原，是还原剂
- B. 活性炭在反应中起催化作用，加快反应速率
- C. 反应过程中，铁元素的化合价升高
- D. 该反应属于吸热反应
答案：C
解析：本题以日常生活中常见的“暖宝宝”为情境，考查氧化还原反应的概念辨析。铁粉在空气中发生缓慢氧化，铁元素化合价从0价升高到+2或+3价，铁被氧化，作还原剂，A错误，C正确。活性炭具有吸附性，能增大反应物接触面积，加快反应速率，但不是催化剂，B错误。题目明确说明“将化学能转化为热能”，故该反应是放热反应，D错误。故选C。
2选择题
为验证某溶液中只含有Fe²⁺而不含有Fe³⁺，设计了如下实验方案：
方案I：取少量溶液，滴加KSCN溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变为红色。
方案II：取少量溶液，滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。
方案III：取少量溶液，滴加酸性KMnO₄溶液，溶液褪色。
下列判断正确的是
- A. 方案I、II、III均能证明只含有Fe²⁺
- B. 方案I能证明含有Fe²⁺，但不能排除含有Fe³⁺
- C. 方案II能证明含有Fe²⁺，但不能排除含有Fe³⁺
- D. 方案III能证明含有Fe²⁺，但不能排除含有Fe³⁺
答案：D
解析：本题综合考查Fe²⁺与Fe³⁺的性质、转化与检验，是高考重点。方案I：先加KSCN不变红，说明不含Fe³⁺；再加氯水变红，说明氯水将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，从而证明原溶液含有Fe²⁺。该方案可以证明“只含有Fe²⁺”。方案II：产生白色沉淀迅速变红褐色，是Fe(OH)₂被氧化为Fe(OH)₃的特征现象，能证明含有Fe²⁺。但如果原溶液同时含有Fe³⁺，加入NaOH会直接生成红褐色沉淀，干扰对Fe(OH)₂现象的观察。因此，方案II不能排除Fe³⁺的存在。方案III：酸性KMnO₄溶液褪色，说明溶液中含有还原性物质，如Fe²⁺、SO₃²⁻等。它不能排除其他还原性离子（如SO₃²⁻）的干扰，也无法判断是否含有Fe³⁺。综上，方案I能证明只含Fe²⁺，方案II和III不能排除Fe³⁺。选项D的表述“方案III能证明含有Fe²⁺，但不能排除含有Fe³⁺”是正确的。故选D。
3选择题
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
- A. 1 L 0.1 mol·L⁻¹ Na₂CO₃溶液中，含有的Na⁺数目为0.2NA
- B. 标准状况下，22.4 L H₂和O₂的混合气体中含有的分子数为NA
- C. 1 mol Fe与足量稀硝酸反应，转移的电子数为2NA
- D. 常温下，56 g Fe投入足量浓硫酸中，转移的电子数为3NA
答案：B
解析：本题考查阿伏加德罗常数的综合应用，涉及溶液中离子数目计算、气体摩尔体积、氧化还原反应电子转移等。
A选项：未指明溶液体积是否恰好为1 L，或未说明温度对体积的影响（通常默认溶液体积为1 L），但即使体积为1 L，Na⁺数目为0.2NA，然而题目未明确体积，说法不严谨，通常视为错误。更严谨的错误在于，未说明溶液中是否发生水解导致Na⁺数目变化（但Na₂CO₃中Na⁺不水解，数目不变），但主要陷阱是“1 L”是否为指定条件。在标准题目中，若未强调“溶液体积为1 L”是确定值，则A错误。此处按常见命题逻辑，A错误。
B选项：标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L·mol⁻¹，无论H₂和O₂以何种比例混合，22.4 L混合气体的总物质的量均为1 mol，故分子数为NA，正确。
C选项：Fe与足量稀硝酸反应，铁被氧化为Fe³⁺，1 mol Fe转移3 mol电子，即3NA，故C错误。
D选项：常温下，Fe遇浓硫酸发生钝化，反应不能持续进行，无法计算转移电子数，故D错误。
易错点：A选项易忽略溶液体积的指定条件；C选项易混淆Fe与稀硝酸、稀盐酸反应产物的不同（稀硝酸生成Fe³⁺）；D选项易忽略钝化现象。故选B。
4填空题
下表是元素周期表的一部分，列出了10种元素在周期表中的位置。请根据表中信息回答下列问题。
答案：（1）N；H₂O > NH₃（或NH₃ < H₂O）
（2）NaOH；Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O，Al(OH)₃ + OH⁻ = AlO₂⁻ + 2H₂O
（3）SiO₂ + 2C Si + 2CO↑；光导纤维
（4）HClO₄ > H₂SO₄（或H₂SO₄ < HClO₄）
解析：本题结合元素周期表结构，考查同周期、同主族元素性质递变规律及元素化合物知识。易错点：（1）比较气态氢化物稳定性时，需明确非金属性越强，其氢化物越稳定。同周期从左到右非金属性增强，故O>N，稳定性H₂O>NH₃。（2）两性氢氧化物Al(OH)₃与酸、碱反应的离子方程式书写，需注意产物（与碱反应生成AlO₂⁻或[Al(OH)₄]⁻）。（3）工业制粗硅的化学方程式需配平，产物是CO而非CO₂。SiO₂的用途需结合其性质（高熔点、良好的光学特性）。（4）最高价含氧酸酸性比较，同周期从左到右非金属性增强，最高价含氧酸酸性增强，故HClO₄ > H₂SO₄。
5解答题
小明在超市购买了一种标有“有效氯含量≥5%”的84消毒液，其有效成分是次氯酸钠（NaClO）。他想利用家中的物品（食醋、小苏打、碘化钾淀粉试纸）验证该消毒液是否含有次氯酸盐，并粗略比较其与另一种品牌消毒液（标称有效氯含量≥3%）的氧化性强弱。已知：次氯酸盐在酸性条件下能氧化I⁻生成I₂，I₂遇淀粉变蓝。
（1）请写出利用食醋、碘化钾淀粉试纸验证84消毒液中含有次氯酸盐的实验原理（用离子方程式表示）。
（2）小明设计了如下实验方案：取两支试管，分别加入等体积的两种消毒液，再滴加等量的食醋至溶液呈弱酸性，然后分别将湿润的碘化钾淀粉试纸置于试管口。观察到试纸变蓝所需时间：标称≥5%的消毒液使试纸变蓝更快。
请根据实验现象，从氧化还原反应的角度，解释得出“标称≥5%的消毒液氧化性更强”结论的依据。
（3）若消毒液中有效成分完全失效（即次氯酸钠完全转化为NaCl），请用一个化学方程式表示该失效过程（提示：与空气中的CO₂和H₂O反应）。
答案：（1）ClO⁻ + 2I⁻ + 2H⁺ = I₂ + Cl⁻ + H₂O
（2）在酸性条件下，消毒液中的ClO⁻将I⁻氧化为I₂，试纸变蓝。氧化性越强，反应速率越快，试纸变蓝所需时间越短。实验中，标称≥5%的消毒液使试纸变蓝更快，说明其氧化性更强。
（3）2NaClO + CO₂ + H₂O = Na₂CO₃ + 2HClO（或NaClO + CO₂ + H₂O = NaHCO₃ + HClO），随后2HClO = 2HCl + O₂↑（或直接写2NaClO = 2NaCl + O₂↑，但需注明光照条件）。
解析：【易错点】
1. 第（1）问离子方程式书写易错：① 忽略酸性条件（H⁺）；② 未配平电荷或原子；③ 误写成分子方程式（如用HClO）。
2. 第（2）问解释依据易错：仅描述现象（时间短）而未从氧化性强弱与反应速率关系的角度进行逻辑推理。
3. 第（3）问失效过程易错：① 只写第一步与CO₂反应生成HClO，忽略HClO的进一步分解；② 误认为直接生成NaCl和O₂（未体现空气中CO₂的作用）；③ 化学方程式未配平。
【思路分析】
本题以日常生活中的消毒液为情境，综合考查次氯酸盐的性质、氧化还原反应原理及离子方程式书写。第（1）问直接考查给定条件的离子反应；第（2）问需将实验现象（试纸变蓝快慢）与氧化性强弱（反应速率）建立逻辑联系；第（3）问需结合所学知识（HClO不稳定）和题目提示（与CO₂反应）书写失效过程的化学方程式。整体难度偏基础，但要求表述严谨、逻辑清晰。
6解答题
某品牌“暖宝宝”发热包的主要成分为：铁粉、活性炭、食盐、水、蛭石（保温材料）。其发热原理是利用铁粉的缓慢氧化放热。为测定一包发热包（假设总质量为50.0g）中铁粉的质量分数，设计如下实验（装置气密性良好）：
① 称取发热包样品5.00g，加入足量稀硫酸，充分反应至不再产生气泡。
② 产生的气体经干燥后，在标准状况下测得体积为0.448L。
（已知：铁与稀硫酸反应生成FeSO₄和H₂；杂质中只有铁粉能与稀硫酸反应产生H₂；标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol）
请回答：
（1）计算样品中铁粉的物质的量。
（2）计算该发热包中铁粉的质量分数（保留三位有效数字）。
（3）若实验中未等反应完全就停止收集气体，会导致测定的铁粉质量分数________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”），请简述理由。
答案：（1）n(H₂) = V / Vm = 0.448L / 22.4L/mol = 0.0200mol
根据反应：Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑，n(Fe) = n(H₂) = 0.0200mol
（2）m(Fe) = n(Fe) × M(Fe) = 0.0200mol × 56g/mol = 1.12g
铁粉质量分数 = (1.12g / 5.00g) × 100% = 22.4%
（3）偏小。因为未等反应完全就停止收集气体，导致测得的H₂体积偏小，根据化学方程式计算出的铁粉质量偏小，从而使测定的质量分数偏小。
解析：【易错点】
1. 第（1）问计算物质的量易错：① 气体体积未换算为标准状况（题目已给，但需注意）；② 单位换算错误（如将0.448L误作448mL计算）；③ 未利用化学方程式确定Fe与H₂的计量关系（1:1）。
2. 第（2）问计算质量分数易错：① 计算质量分数时，分子误用样品总质量50.0g而非所取样品5.00g；② 有效数字保留错误（题目要求三位有效数字，22.4%符合）。
3. 第（3）问误差分析易错：① 逻辑颠倒，误答“偏大”；② 理由表述不清，未明确指出“H₂体积偏小”与“铁粉质量计算偏小”的因果关系。
【思路分析】
本题以“暖宝宝”发热包为情境，考查物质的量、气体摩尔体积在化学方程式计算中的应用及实验误差分析。第（1）问是基础计算，需正确建立气体体积与铁粉物质的量的联系；第（2）问在（1）基础上计算质量分数，注意有效数字；第（3）问考查实验操作对测定结果的影响，需理解实验原理并进行逻辑推理。整体难度偏基础，但要求计算准确、表述规范。
7解答题
某品牌小苏打（主要成分为NaHCO₃）包装上标注其纯度≥99%。为验证其纯度，某化学兴趣小组设计了如下实验方案（杂质不参与反应）：
步骤一：用分析天平准确称取该小苏打样品2.000g，置于烧杯中，加入适量蒸馏水溶解，将溶液全部转移至250mL容量瓶中，定容，摇匀，得到待测液。
步骤二：用25.00mL移液管量取待测液于锥形瓶中，滴加2~3滴甲基橙指示剂，用0.1000 mol·L⁻¹盐酸标准溶液滴定至终点，消耗盐酸的体积为24.00mL。
已知：NaHCO₃ + HCl = NaCl + H₂O + CO₂↑。
请回答下列问题：
（1）步骤一中，下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是______（填字母）。
A. 称量时间过长
B. 定容时俯视刻度线
C. 容量瓶未干燥直接使用
D. 转移溶液时有少量溅出
（2）步骤二中，判断滴定终点的现象是______。
（3）通过计算，判断该样品纯度是否符合包装标注（要求写出计算过程）。
答案：（1）B
（2）当滴入最后半滴盐酸标准溶液时，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复原色。
（3）n(HCl)=0.1000 mol·L⁻¹×0.02400 L=0.002400 mol
根据反应NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑，n(NaHCO₃)=n(HCl)=0.002400 mol
250mL待测液中n(NaHCO₃)总=0.002400 mol × (250mL/25.00mL)=0.02400 mol
m(NaHCO₃)=0.02400 mol × 84g·mol⁻¹=2.016g
样品纯度=(2.016g/2.000g)×100%=100.8%
计算结果大于100%，不符合包装标注的纯度≥99%（或：该样品纯度计算结果异常，可能实验操作存在误差，但根据此实验数据，其纯度高于100%，不符合标注）。
解析：（1）易错点：对溶液配制误差分析原理不清。A. NaHCO₃会吸收空气中CO₂和水，导致称量的实际溶质质量减少，浓度偏低。B. 俯视定容，液面低于刻度线，溶液体积偏小，浓度偏高。C. 容量瓶中有水不影响，因为定容时还需加水，对浓度无影响。D. 溶质损失，浓度偏低。故选B。
（2）易错点：指示剂变色点记忆不准。甲基橙在酸性溶液中呈红色，碱性溶液中呈黄色，滴定终点（pH≈4.4）溶液由黄色变为橙色。
（3）易错点：计算过程繁琐易出错，需注意溶液体积的换算关系（25.00mL与250mL）。计算结果大于100%是异常值，可能是实验误差（如样品含有其他能与盐酸反应的杂质，或滴定终点判断过晚），但根据题目要求，只需计算并给出结论。
8解答题
某品牌自热米饭的发热包主要成分为生石灰（CaO）、铝粉（Al）和碳酸钠（Na₂CO₃）的混合物。使用时，向发热包中加入一定量冷水，即可迅速升温并产生气体，加热食物。已知：
① CaO与水反应生成Ca(OH)₂，并放出大量热。
② 铝粉在碱性条件下能与水反应生成偏铝酸盐和氢气，该反应也能放热。
③ 碳酸钠溶液呈碱性。
(1) 写出生石灰（CaO）与水反应的化学方程式，并说明该反应在发热包中所起的主要作用。
(2) 写出铝粉在Ca(OH)₂溶液中发生反应的离子方程式。
(3) 结合反应原理，解释为什么发热包中需加入碳酸钠（Na₂CO₃）。
(4) 有同学认为，发热包中使用铝粉存在安全隐患。请从化学角度分析可能存在的安全隐患，并提出一条使用建议。
答案：(1) CaO + H₂O = Ca(OH)₂。主要作用：利用该反应放出的大量热，为发热包提供初始热量，快速升温。
(2) 2Al + 2H₂O + 2OH⁻ = 2AlO₂⁻ + 3H₂↑。
(3) Na₂CO₃溶液呈碱性（或水解产生OH⁻），能为铝粉与水反应提供碱性环境；同时，Na₂CO₃与Ca(OH)₂反应可生成NaOH，增强碱性，使铝粉反应更充分、更持续地放热，并产生氢气辅助加热。
(4) 安全隐患：反应产生氢气，氢气是可燃性气体，若在密闭空间内积累，遇明火或高温可能爆炸。使用建议：使用时应确保周围通风良好，远离火源；不要将发热包放入完全密闭的容器中。
解析：本题结合日常生活中的自热食品情境，综合考查钠、铝及其化合物的性质，特别是生石灰与水反应、铝与碱反应、盐类水解等知识点。
(1) 考查生石灰与水反应的基本方程式及其放热特性，这是发热包的核心原理。
(2) 易错点在于离子方程式的书写。需注意反应物是Al、H₂O和OH⁻，产物是AlO₂⁻（或[Al(OH)₄]⁻）和H₂。在碱性条件下，铝失去电子生成AlO₂⁻，水得到电子生成H₂和OH⁻，配平后需检查电荷和原子守恒。
(3) 关键在于理解碳酸钠的作用：一是其溶液因CO₃²⁻水解而呈碱性，能为铝粉反应提供条件；二是它能与氢氧化钙发生复分解反应（Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + 2NaOH），生成的NaOH碱性更强，能更有效地促进铝粉反应。
(4) 结合铝与碱反应产生氢气的事实，联系氢气的可燃性和潜在爆炸风险，提出合理的安全建议。易错点在于只关注反应放热而忽略气体产物的安全问题。