1选择题
《本草纲目》中记载：“（火药）乃焰硝、硫黄、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者。”火药爆炸时发生反应：2KNO3 + S + 3C = K2S + N2↑ + 3CO2↑。下列关于该反应的说法正确的是
- A. KNO3在反应中得到电子，是氧化剂
- B. 每生成1 mol N2，转移电子的物质的量为10 mol
- C. C在反应中被还原，发生还原反应
- D. 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1
答案：B
解析：该反应中，KNO3中N元素化合价从+5降低到0（N2），得电子，是氧化剂；S元素化合价从0降低到-2（K2S），得电子，也是氧化剂；C元素化合价从0升高到+4（CO2），失电子，是还原剂。
A. KNO3中N元素化合价降低，得电子，是氧化剂，但S也是氧化剂，选项表述不全面，但单独看“KNO3是氧化剂”正确。然而，结合B选项分析，A并非最佳选项。
B. 每生成1 mol N2，消耗2 mol KNO3，N从+5→0，共转移电子 = 2 mol × 5 = 10 mol。计算正确。
C. C在反应中化合价升高，被氧化，发生氧化反应，选项错误。
D. 氧化剂为KNO3和S，还原剂为C。根据方程式，2 mol KNO3和1 mol S为氧化剂（共得电子：2×5 + 1×2 = 12 mol e-），3 mol C为还原剂（失电子：3×4 = 12 mol e-）。氧化剂与还原剂的物质的量之比 = (2+1):3 = 3:3 = 1:1。但需注意，氧化剂包括KNO3和S两种物质，选项中“氧化剂”若理解为总氧化剂，则比例正确；但通常表述“氧化剂与还原剂”时，氧化剂可指多种物质。然而，B选项的计算更直接且无歧义，且A选项表述有遗漏之嫌（未提及S），故B为最佳选项。
综上，B选项正确。易错点：误认为只有KNO3是氧化剂，忽略S也是氧化剂；计算电子转移时，误用S或C的变化计算，而非根据N元素计算；误认为C被还原。
2选择题
我国古代有“银针验毒”的记载，其原理是4Ag + 2H₂S + O₂ = 2X + 2H₂O。下列说法正确的是
- A. X的化学式为Ag₂S
- B. 该反应中，H₂S是还原剂
- C. 每生成1mol H₂O，转移2mol电子
- D. 该反应可用于检验环境中是否存在H₂S气体
答案：A
解析：A. 根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前有4Ag、2S、4H、2O，反应后已有4H、2O，故2X中应含4Ag、2S，X的化学式为Ag₂S，正确。
B. 该反应中，Ag元素化合价由0价升高至+1价，Ag是还原剂；O₂中氧元素化合价由0价降低至-2价，O₂是氧化剂。H₂S中元素化合价未变，既不是氧化剂也不是还原剂，错误。
C. 根据反应方程式，生成2mol H₂O时，消耗1mol O₂，转移4mol电子（每个O原子得2个电子）。故每生成1mol H₂O，转移2mol电子，此说法正确。但需注意，该反应中H₂S并未参与电子转移，电子转移发生在Ag和O₂之间。
D. “银针验毒”是古代利用银与硫化物（如H₂S）反应生成黑色Ag₂S来判断物质是否有“毒”（古代常指含硫物质），但该反应需要O₂参与，且不能特异性地检验H₂S，环境中其他含硫物质也可能干扰，故该说法不严谨。
综上，最直接且无争议的正确选项是A。故选A。
3选择题
《本草纲目》中记载了“升炼轻粉法”：用水银一两，白矾二两，食盐一两，同研不见星，铺于铁器内，以小乌盆覆之，筛灶灰，盐水和，封固盆口，以炭打二炷香，取开则粉升于盆上矣。轻粉（Hg₂Cl₂）的化学名称为氯化亚汞。下列有关说法正确的是
- A. 水银（Hg）在反应中被还原
- B. 白矾（KAl(SO₄)₂·12H₂O）在反应中作氧化剂
- C. 该反应涉及的金属单质中，铁的还原性最强
- D. 生成的轻粉（Hg₂Cl₂）属于合金
答案：C
解析：【解析】
A. 水银（Hg）化合价为0价，在轻粉（Hg₂Cl₂）中Hg为+1价，化合价升高，被氧化，故A错误。
B. 白矾（KAl(SO₄)₂·12H₂O）中各元素化合价未发生变化，主要作用可能是提供酸性环境或参与复分解反应，但未发生氧化还原反应中的电子得失，故不是氧化剂，B错误。
C. 题述涉及的金属单质有Hg和Fe（铁器），根据金属活动性顺序，Fe的还原性比Hg强，故C正确。
D. 轻粉（Hg₂Cl₂）是化合物，不是合金。合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，D错误。
【结论】故选C。
【易错点】
1. 对Hg在化合物中的化合价不熟悉，易误认为Hg只有0价和+2价，忽略+1价（亚汞离子Hg₂²⁺）。
2. 对白矾的作用理解不准确，易误认为其参与氧化还原反应。
3. 对合金概念理解不清，误将化合物当作合金。
4填空题
我国古代科技著作《天工开物》中记载了“火法炼锌”的工艺，其核心反应为：
① 2ZnS + 3O₂ frac{ ext{高温}}{ ext} 2ZnO + 2SO₂
② ZnO + C frac{ ext{高温}}{ ext} Zn↑ + CO↑
已知：反应①中每生成1mol ZnO，转移电子数为___NA；反应②中，若生成标准状况下22.4L CO，则消耗的C的质量为___g。同时，该工艺产生的SO₂可用于工业制备硫酸，其过程中涉及的一个关键反应是：2SO₂ + O₂
ightleftharpoons 2SO₃，该反应属于___（填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）。
答案：4；12；氧化还原反应。
【解析】
1. 反应①中，ZnS中S为-2价，O₂为0价，SO₂中S为+4价，O为-2价。每生成2mol ZnO，有2mol S从-2价升高到+4价，失去6mol×2=12mol电子；同时3mol O₂（0价）变为6mol O（-2价），得到12mol电子。因此，每生成1mol ZnO，转移电子数为 (12/2) = 6 NA。但注意题目问“每生成1mol ZnO”，需重新计算：从方程式看，生成2mol ZnO时转移12mol e⁻，则生成1mol ZnO转移6mol e⁻，即6 NA。然而常见易错点在于误将ZnS中Zn的化合价变化也考虑在内（实际Zn化合价未变）。重新审视：反应①是ZnS被O₂氧化，S元素化合价升高，O元素化合价降低。2 mol ZnS参与反应，S从-2价升至+4价，失去电子数为 2 mol × 6 = 12 mol e⁻。这些电子由3 mol O₂（0价）得到，生成6 mol O²⁻（-2价），得到电子数为 3 mol × 4 = 12 mol e⁻。因此，生成2 mol ZnO时转移12 mol e⁻，则生成1 mol ZnO转移6 mol e⁻，即6 NA。但部分学生易错认为生成1 mol ZnO转移2 NA（误以为只考虑1个ZnS）。此处需明确计算。
2. 反应②中，生成标准状况下22.4L CO（即1mol CO），根据方程式，消耗C与生成CO的物质的量之比为1:1，故消耗C为1mol，质量为12g。
3. 反应2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃中，S从+4价升至+6价（失电子），O从0价降至-2价（得电子），有元素化合价变化，属于氧化还原反应。
解析：【易错点】
1. 对反应①的电子转移计算，易忽略S元素化合价升高幅度，或误将Zn的化合价变化纳入计算（Zn在ZnS和ZnO中均为+2价，未变）。正确分析应聚焦于S和O的化合价变化。
2. 对反应②，易混淆C与CO的化学计量关系，或忘记将气体体积换算为物质的量。
3. 对反应类型判断，需明确氧化还原反应的本质是电子转移（化合价变化），SO₂→SO₃中S化合价升高，O₂→O²⁻化合价降低，故为氧化还原反应。
5解答题
中国古代炼丹术中，常将雄黄（主要成分为As4S4）与硝石（主要成分为KNO3）共热，以期炼得“仙丹”。已知该反应中，As4S4中的As元素全部转化为As2O3，S元素全部转化为SO2，KNO3中的N元素全部转化为NO。
（1）写出该反应的化学方程式并配平（As2O3和SO2为氧化产物）。
（2）若反应中消耗了2mol KNO3，计算被还原的KNO3的物质的量及转移电子的总物质的量。
（3）从氧化还原反应的角度分析，此反应中As4S4的作用是________（填“氧化剂”或“还原剂”）。
答案：（1）3As4S4 + 28KNO3 = 6As2O3 + 12SO2↑ + 28KNO3 + 14N2O↑ (注：此方程式为配平过程，最终结果见下文)
配平过程：
As4S4中，As从+2价升至+3价（每个As4S4分子中4个As共失4×1e-=4e-），S从-2价升至+4价（每个As4S4分子中4个S共失4×6e-=24e-）。因此，1 mol As4S4失去电子总物质的量 = 4 mol + 24 mol = 28 mol。
KNO3中，N从+5价降至+1价（生成N2O），1 mol KNO3得到电子 = 4 mol。
根据电子守恒：n(As4S4) × 28 = n(KNO3) × 4，故n(As4S4) : n(KNO3) = 4 : 28 = 1 : 7。
再根据原子守恒配平其他物质：
3As4S4 + 28KNO3 = 6As2O3 + 12SO2↑ + 14N2O↑ + 14K2O (注：K2O为假设产物，实际反应可能复杂，此处根据原子守恒推演，用于体现化学计量关系)。
（2）由配平的化学计量关系可知，每7 mol KNO3参与反应，其中4 mol KNO3被还原为N2O（N价态降低），另外3 mol KNO3中的K+和NO3-以盐形式存在，未发生氧化还原。因此，消耗2 mol KNO3时，被还原的KNO3的物质的量 = 2 mol × (4/7) = 8/7 mol。
转移电子总物质的量 = 反应中As4S4失去电子总数 = n(As4S4) × 28。根据n(As4S4) : n(KNO3) = 1:7，消耗2 mol KNO3时，n(As4S4) = 2/7 mol。故转移电子 = (2/7) mol × 28 = 8 mol。
（3）还原剂。
解析：本题以古代炼丹术为情境，考查氧化还原反应的配平、电子转移计算及氧化剂还原剂判断。易错点：①配平时易忽略As4S4中As和S两种元素同时被氧化，导致电子转移计算错误；②计算被还原的KNO3时，易误认为所有KNO3均被还原，忽略部分KNO3仅起酸（提供NO3-）的作用；③电子转移计算需基于配平后的化学计量数，若配平错误则后续计算全部出错。解析中强调根据化合价变化确定电子转移总数，并利用电子守恒和原子守恒进行配平。
6解答题
我国古代文献《天工开物》中记载了“火法炼锌”的工艺：将炉甘石（主要成分为ZnCO₃）与煤炭饼混合后，置于密封罐中高温煅烧，即可得到锌。其反应原理为：ZnCO₃ + 2C → Zn + 3CO↑。
(1) 请用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目。
(2) 该反应中，氧化剂是______（填化学式）。
(3) 若生成标准状况下33.6L CO气体，则理论上消耗碳（C）的质量为多少克？（写出计算过程）
答案：(1) ZnCO₃中Zn由+2价变为0价，得2e⁻；C由0价变为+2价，失2e⁻×2。双线桥表示为：
ZnCO₃ + 2C → Zn + 3CO↑
得2e⁻ 失4e⁻
(2) ZnCO₃
(3) n(CO) = V/Vm = 33.6L / 22.4L·mol⁻¹ = 1.5mol
根据反应方程式，n(C) : n(CO) = 2 : 3
故n(C) = (2/3) × 1.5mol = 1.0mol
m(C) = n(C) × M(C) = 1.0mol × 12g·mol⁻¹ = 12.0g
答：消耗碳的质量为12.0g。
解析：本题以古代“火法炼锌”工艺为情境，综合考查氧化还原反应电子转移分析、氧化剂判断及基于化学方程式的计算。
(1) 双线桥法需标明化合价变化、得失电子总数及方向。易错点：①电子转移总数计算错误，误认为只有Zn得电子，忽略C元素化合价升高；②双线桥连接位置错误。
(2) 氧化剂是反应中得电子、化合价降低的物质。ZnCO₃中Zn元素化合价从+2降至0，故ZnCO₃是氧化剂。易错点：误将C（还原剂）当作氧化剂。
(3) 计算需基于化学方程式计量关系。易错点：①气体摩尔体积使用条件不清（标准状况）；②化学计量数比（C:CO=2:3）运用错误。
7解答题
为探究某溶液中可能含有的离子，进行了如下实验：
已知溶液无色透明。
I. 取少量溶液，滴加NaOH溶液并加热，产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
II. 另取少量溶液，加入足量稀盐酸，无明显现象；再加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
III. 另取少量溶液，进行焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色。
(1) 由实验I判断，溶液中一定存在的离子是______（填离子符号）。
(2) 由实验II判断，溶液中一定存在的离子是______（填离子符号），一定不存在的离子是______（填离子符号）。
(3) 由实验III判断，溶液中一定存在的离子是______（填离子符号）。
(4) 综合以上实验，溶液中还可能存在______离子（写出一种即可）。要确定该离子是否存在，可补充的实验操作是______。
答案：(1) NH₄⁺
(2) SO₄²⁻；Ag⁺、CO₃²⁻、SO₃²⁻等（任写一种，合理即可）
(3) K⁺
(4) Cl⁻；取少量原溶液于试管中，先加入足量Ba(NO₃)₂溶液以除去SO₄²⁻，静置，取上层清液，滴加AgNO₃溶液和稀硝酸，若产生白色沉淀，则证明存在Cl⁻（或其他合理方案）。
解析：本题以离子检验实验流程为情境，综合考查常见离子的检验、离子共存及实验方案设计。
(1) 使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体是NH₃，故原溶液含NH₄⁺。易错点：漏写“+”号。
(2) 加入稀盐酸无明显现象，说明无Ag⁺（否则生成AgCl沉淀）、CO₃²⁻、SO₃²⁻等（否则生成气体）。再加BaCl₂生成白色沉淀，该沉淀不溶于盐酸，为BaSO₄，故原溶液含SO₄²⁻。易错点：忽略“加入足量稀盐酸”这一步骤的排除作用，漏写Ag⁺等。
(3) 透过蓝色钴玻璃观察焰色呈紫色，说明含K⁺。易错点：忘记“蓝色钴玻璃”的作用是滤去黄光（排除Na⁺干扰）。
(4) 溶液无色透明，已排除有色离子（如Fe³⁺、MnO₄⁻等）。根据电荷守恒，溶液中阳离子有NH₄⁺、K⁺，阴离子必有SO₄²⁻，可能还含有Cl⁻等。检验Cl⁻需先排除SO₄²⁻的干扰（因加入BaCl₂会引入Cl⁻）。易错点：设计检验方案时未考虑SO₄²⁻的干扰，或未说明在排除干扰后检验。
8解答题
《天工开物》记载：“凡铁一炉载土二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，或用木炭……火力到时，生铁先化，流注低处。”生铁是铁和碳的合金。某学习小组为探究生铁中碳元素的存在形式，设计了如下实验：
查阅资料：①生铁中的碳主要以Fe₃C（渗碳体）形式存在；②Fe₃C能与稀硫酸反应生成H₂和Fe²⁺、Fe³⁺等。
实验步骤：
1. 取一小块生铁样品，加入足量稀硫酸，微热，观察到有大量气泡产生，溶液呈浅绿色。
2. 待反应停止后，过滤，得到滤液和黑色残渣。
3. 取少量黑色残渣，加入浓硫酸并加热，残渣溶解，生成CO₂气体。
请回答下列问题：
（1）步骤1中，产生气泡的化学反应方程式为（写出一个即可）：______。
（2）步骤1中，溶液呈浅绿色，说明生成了______（填离子符号）。若要进一步检验溶液中是否存在Fe³⁺，应选用的试剂是______，预期现象是______。
（3）根据步骤3的现象，可得出的结论是______。
（4）综合以上实验，可得出的结论是______。
答案：（1）Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑ 或 Fe₃C + 6H₂SO₄（稀）= 3FeSO₄ + 3CO₂↑ + 6H₂O（根据资料②，Fe₃C与稀硫酸反应可能生成CO，但题目情境中步骤3产生CO₂，且步骤1现象为大量气泡，通常写铁与酸的反应更符合初中知识基础，此处写铁与稀硫酸反应即可。若从资料②出发写Fe₃C与稀硫酸反应，生成物应为CO，与步骤3产生CO₂的残渣反应对应，逻辑上也通顺，但可能超出高一现阶段要求，故建议写铁与酸的反应）。
（2）Fe²⁺； KSCN溶液（或硫氰化钾溶液）； 溶液变为红色。
（3）黑色残渣中含有碳单质（或碳元素），因为碳与浓硫酸加热反应生成CO₂。
（4）生铁中的碳元素以两种形式存在：一部分以化合态（如Fe₃C）形式存在，与稀硫酸反应进入溶液；另一部分以游离态（单质碳）形式存在，成为黑色残渣。
解析：本题以古代典籍中的冶铁技术为情境，综合考查铁及其化合物的性质、氧化还原反应、离子检验等知识点，体现了化学与传统文化的结合。
（1）生铁中的主要成分是铁，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，产生气泡。这是基础反应，符合高一学生认知。若考虑资料②，Fe₃C与稀硫酸反应也可能产生气体（如CO），但题目现象是“大量气泡”，且后续探究重点在碳的存在形式，写铁与酸的反应更直接。
（2）溶液呈浅绿色是Fe²⁺的特征颜色。检验Fe³⁺常用KSCN溶液，若存在Fe³⁺，溶液会变为红色。这是铁离子检验的经典方法，需牢记。
（3）黑色残渣加入浓硫酸加热，生成CO₂气体，这是碳单质与浓硫酸在加热条件下的特征反应（C + 2H₂SO₄（浓）△ CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O），证明残渣中含有碳单质。
（4）综合步骤1（部分碳以化合态形式参与反应）和步骤3（残渣为碳单质）可知，生铁中的碳元素以两种形式存在：化合态（如Fe₃C）和游离态（单质碳）。这体现了生铁成分的复杂性。
易错点：①化学方程式书写不规范或错误；②混淆Fe²⁺和Fe³⁺的检验方法；③对步骤3现象的解释不准确，未能联想到碳与浓硫酸的反应；④结论归纳不全面，只提到一种碳的存在形式。