1选择题
我国古代文献中蕴含着丰富的化学知识。下列说法正确的是
- A. 《天工开物》中“凡石灰，经火焚炼为用”里的“石灰”指的是Ca(OH)₂
- B. 《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”中的“碱”是Na₂CO₃
- C. 《神农本草经》中“水银……熔化（加热）还复为丹”里的“丹”是HgO
- D. 《梦溪笔谈》中“古剑有沈卢鱼肠之名……以剂钢为刃，柔铁为茎干”中“剂钢”是铁的合金，属于纯净物
答案：C
解析：A项错误，“石灰”经火焚炼指的是CaCO₃高温分解生成CaO（生石灰），而非Ca(OH)₂（熟石灰）。B项错误，“薪柴之灰”主要成分为K₂CO₃（草木灰），其水溶液呈碱性，可浣衣，但主要成分是K₂CO₃而非Na₂CO₃。C项正确，汞（水银）加热与氧气反应生成氧化汞（HgO，红色粉末，称为“丹”），此过程为化合反应，符合描述。D项错误，“剂钢”是铁的合金（如碳钢），属于混合物，而非纯净物。故选C。
2选择题
我国古代文献中蕴含着丰富的化学知识。下列有关描述涉及的离子方程式书写正确的是
- A. 《天工开物》中“凡石灰经火焚炼为用”涉及的反应：CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + H₂O + CO₂↑
- B. 《本草纲目》中“以火烧之，紫青烟起”鉴别硝石（KNO₃）和朴硝（Na₂SO₄）：KNO₃ + Na₂SO₄ = K₂SO₄ + 2NaNO₃
- C. 《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”提取青蒿素的过程：C₁₅H₂₂O₅(s) → C₁₅H₂₂O₅(aq)
- D. 《梦溪笔谈》中“信州铅山县有苦泉，流以为涧，挹其水熬之，则成胆矾”涉及的反应：Cu²⁺ + SO₄²⁻ + 5H₂O = CuSO₄·5H₂O↓
答案：A
解析：本题以传统文化情境考查离子方程式书写。A项，石灰石主要成分为CaCO₃，与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，CaCO₃是固体，需写化学式，HCl是强酸拆成H⁺和Cl⁻，离子方程式正确。B项，描述的是利用焰色反应鉴别K⁺和Na⁺，属于物理变化，无化学方程式，更无离子方程式。C项，描述的是溶解过程，是物理变化，青蒿素是非电解质，不能写成离子形式。D项，描述的是蒸发结晶得到CuSO₄·5H₂O晶体，是物理过程，无离子反应发生。故选A。
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. 标准状况下，22.4 L H₂O中含有的分子数为Nₐ
- B. 1 mol Na与足量O₂反应，生成Na₂O和Na₂O₂的混合物，转移电子数为Nₐ
- C. 0.1 mol·L⁻¹的Na₂CO₃溶液中，Na⁺的数目为0.2Nₐ
- D. 18 g重水（D₂O）中含有的中子数为10Nₐ
答案：B
解析：本题考查阿伏加德罗常数的综合应用，涉及物质状态、氧化还原反应电子转移、溶液组成及微观粒子计算。
A. 标准状况下，水是液体，不能使用气体摩尔体积（22.4 L/mol）计算其物质的量，故A错误。
B. Na与O₂反应，无论生成Na₂O还是Na₂O₂，Na元素均由0价升高到+1价，1 mol Na完全反应失去1 mol电子，转移电子数为Nₐ，故B正确。易错点：误认为生成Na₂O₂时Na的化合价变化不同，或混淆转移电子数与生成物的关系。
C. 题目未给出溶液的体积，无法计算Na⁺的具体数目，故C错误。
D. 重水（D₂O）的摩尔质量为20 g·mol⁻¹，18 g重水的物质的量为0.9 mol。1个D₂O分子含有（2×1+8）=10个中子，则0.9 mol D₂O含有中子数为9Nₐ，故D错误。易错点：误用H₂O的摩尔质量（18 g/mol）计算，或忽略D的中子数为1。
故选B。
4填空题
古籍《天工开物》记载了古代制取金属钠的方法：“以硝石（主要成分KNO₃）与芒硝（主要成分Na₂SO₄）等物共熔，可得金属钠。”现代工业上制备金属钠主要采用电解熔融氯化钠的方法。
(1) 古代方法中，硝石（KNO₃）在反应中可能起到的作用是______（填“氧化剂”或“还原剂”）。
(2) 金属钠在空气中切开，断面很快变暗，该过程涉及的化学方程式为______。
(3) 将一小块金属钠投入硫酸铜溶液中，观察到的现象是______，写出生成蓝色沉淀的化学方程式______。
(4) 钠的化合物Na₂O₂可用于呼吸面具作为供氧剂，其与CO₂反应的化学方程式为______。该反应中，每生成1mol O₂，转移电子的物质的量为______。
答案：(1) 氧化剂
(2) 4Na + O₂ = 2Na₂O
(3) 钠浮在液面上，四处游动，发出嘶嘶声，熔成光亮小球，有蓝色沉淀生成（或溶液变浑浊）；2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑，2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ （或总反应：2Na + 2H₂O + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ + H₂↑）
(4) 2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂；2 mol
解析：本题以古代化学史为情境，综合考查钠及其化合物的性质与转化。
(1) 古代制钠法中，KNO₃提供氧化性环境，使Na⁺被还原为Na，故KNO₃作氧化剂。
(2) 钠在空气中切开，断面主要与O₂反应生成Na₂O。
(3) 钠与盐溶液反应，先与水剧烈反应生成NaOH和H₂，现象为浮、游、熔、响、有气体生成；生成的NaOH再与CuSO₄反应生成蓝色Cu(OH)₂沉淀。易错点：误写成钠直接置换铜，或忽略先与水反应。
(4) Na₂O₂与CO₂反应生成Na₂CO₃和O₂。分析电子转移：Na₂O₂中氧元素为-1价，反应后一部分变为Na₂CO₃中的-2价，一部分变为O₂中的0价。每生成1mol O₂，需2mol Na₂O₂参与反应，转移2mol电子。易错点：混淆Na₂O₂中氧元素的化合价，或电子转移计算错误。
5解答题
氯气是一种重要的化工原料，在历史上曾用于制造漂白粉。某学习小组模拟古代“氯气漂白”实验，并探究其原理。已知信息：实验室可用MnO₂与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，反应方程式为MnO₂ + 4HCl(浓) →△ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O。制得的氯气中常混有HCl和水蒸气。
(1) 若要验证干燥的氯气本身没有漂白性，而潮湿的氯气（或氯水）具有漂白性，应如何设计实验装置（用文字描述装置连接顺序及所用试剂）？
(2) 小组同学用上述方法制得的氯气通入紫色石蕊试液中，观察到溶液先变红后褪色。请解释溶液先变红的原因。
(3) 已知反应中消耗的HCl只有一半被氧化。若要制得标准状况下1.12 L Cl₂，理论上需要MnO₂的质量是多少？（写出计算过程）
答案：(1) 装置连接顺序及试剂：发生装置（MnO₂与浓盐酸加热）→ 饱和食盐水（除去HCl）→ 浓硫酸（干燥氯气）→ 干燥的有色布条（或品红试纸，观察是否褪色）→ 湿润的有色布条（或品红试纸，观察是否褪色）→ 尾气处理（NaOH溶液）。通过对比干燥布条不褪色而湿润布条褪色，证明干燥氯气无漂白性，潮湿氯气（生成HClO）具有漂白性。
(2) 氯气通入水中发生反应：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO。生成的HCl是强酸，在溶液中电离出H⁺，使溶液呈酸性，因此紫色石蕊试液遇酸变红。
(3) 计算过程：
标准状况下，1.12 L Cl₂的物质的量为：n(Cl₂) = 1.12 L / 22.4 L/mol = 0.05 mol。
根据反应方程式：MnO₂ + 4HCl(浓) →△ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O，可得关系式：MnO₂ ~ Cl₂。
因此，n(MnO₂) = n(Cl₂) = 0.05 mol。
MnO₂的摩尔质量为87 g/mol，故需要MnO₂的质量为：m(MnO₂) = 0.05 mol × 87 g/mol = 4.35 g。
答：理论上需要MnO₂的质量是4.35 g。
解析：本题以化学史中的氯气应用为情境，综合考查氯气的实验室制备、性质检验及化学计算。
(1) 易错点：① 忘记用饱和食盐水除去HCl杂质，直接干燥会影响漂白性实验的结论；② 干燥与湿润有色布条的对比顺序颠倒或缺失，无法形成对照；③ 忽略尾气处理（NaOH溶液吸收多余Cl₂）。
(2) 易错点：混淆氯水成分，误认为是Cl₂分子直接使石蕊变红。实际上，是Cl₂与水反应生成的酸（HCl）使溶液变红，随后HClO的强氧化性使有机色素褪色。
(3) 易错点：① 未将气体体积换算成物质的量；② 未根据化学方程式找对MnO₂与Cl₂的计量关系（1:1）；③ 计算MnO₂质量时，摩尔质量计算错误或单位未统一。本题计算基于“消耗的HCl只有一半被氧化”这一信息，但求MnO₂质量只需利用Cl₂的量和方程式中的化学计量数关系即可。
6解答题
某实验小组为探究氯气与水的反应，进行如下实验：将氯气通入盛有少量紫色石蕊溶液的试管中。
（1）观察到的现象是：溶液先变红，后褪色。
请解释溶液变红的原因（用化学方程式表示）：
（2）为探究溶液褪色的原因，小组同学提出两种猜想：
猜想一：氯气具有强氧化性，能将有色物质氧化而褪色。
猜想二：氯气与水反应生成的某种物质具有漂白性，能使有色物质褪色。
为验证猜想，该同学设计实验方案如下：将氯气先通过盛有______（填试剂名称）的洗气瓶，再通入盛有少量紫色石蕊溶液的试管中。若观察到溶液______，则证明猜想二正确。
（3）已知氯气与水反应的化学方程式为：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO。若将少量氯气通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液红色褪去。请从反应原理的角度分析，可能的原因有两条：
原因一：氯气与NaOH反应，消耗了OH⁻，使溶液碱性减弱。
原因二：______。
（4）工业上常用氯气和石灰乳制备漂白粉。请写出该反应的化学方程式：
______。
答案：（1）Cl₂ + H₂O = HCl + HClO，盐酸（HCl）使紫色石蕊溶液变红。
（2）饱和食盐水；只变红，不褪色。
（3）HClO具有强氧化性（或漂白性），能将酚酞氧化而褪色。
（4）2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca(ClO)₂ + CaCl₂ + 2H₂O。
解析：本题以实验探究形式考查氯气及其化合物的性质，属于基础扎实度与实验分析能力的综合考查。
（1）氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸显酸性，使紫色石蕊变红。注意：写化学方程式，不要求写离子方程式。
（2）验证猜想二，需排除氯气分子本身的干扰。氯气在饱和食盐水中溶解度很小，但HCl极易溶于水，故用饱和食盐水可除去氯气中混有的HCl气体，同时减少氯气的溶解。通入后，只有盐酸（HCl）和次氯酸（HClO）进入溶液，盐酸使石蕊变红，若溶液不褪色，说明干燥的氯气（或氯气分子）不能漂白，是次氯酸（HClO）使有色物质褪色。
（3）酚酞在碱性溶液中显红色。褪色原因除中和反应外，还可能因为HClO具有强氧化性，能将酚酞分子氧化破坏，使其失去显色能力。
（4）工业制漂白粉的反应是氯气与石灰乳（氢氧化钙悬浊液）反应，生成氯化钙、次氯酸钙和水。注意：石灰乳不能拆，生成物漂白粉是混合物，主要成分为Ca(ClO)₂和CaCl₂。易错点：将Ca(OH)₂拆写，或误写成生成Ca(ClO₂)₂。
7解答题
古代文献《天工开物》记载了“升炼倭铅（锌）”的方法：“炉甘石（主要成分ZnCO3）十斤，装载入一泥罐内，封裹泥固…然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红…冷定毁罐取出。”其过程涉及的主要反应为：ZnCO3 + 2C = Zn + 3CO↑。
（1）该反应中，碳元素的化合价变化是______，被氧化的元素是______，氧化剂是______。
（2）若生成1 mol Zn，理论上转移电子的物质的量为______。
（3）该反应中，每生成1个CO分子，转移______个电子。
答案：（1）碳元素的化合价由0价升高到+2价；被氧化的元素是碳（C）；氧化剂是ZnCO3（或ZnCO3中的锌元素）。
（2）2 mol。
（3）2。
解析：本题以古代炼锌工艺为情境，考查氧化还原反应的基本概念与电子转移计算。
（1）分析反应：ZnCO3中Zn为+2价，C为+4价，O为-2价；单质C为0价；产物Zn为0价，CO中C为+2价。因此，ZnCO3中的Zn元素化合价由+2价降低到0价，被还原，作氧化剂；单质C的化合价由0价升高到+2价，被氧化。注意：ZnCO3中的C元素化合价未变（+4价），被氧化的是作为还原剂的单质碳。
（2）由反应方程式可知，每生成1 mol Zn，消耗2 mol C，每1 mol C失去2 mol电子，故转移电子总数为2 mol。易错点：误认为生成1 mol Zn转移1 mol电子，忽略了碳的系数。
（3）每生成1个CO分子，对应有1个C原子从0价升高到+2价，失去2个电子，故转移2个电子。易错点：将“生成1个CO”与“反应中转移电子总数”混淆，应聚焦于生成该产物对应的电子转移。
8解答题
实验室有一瓶标签模糊的浅绿色溶液，可能含有Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺中的一种或几种。为确定其成分，进行如下实验：
步骤1：取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液不变红。
步骤2：另取少量溶液于试管中，加入足量NaOH溶液，产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。
步骤3：将步骤2中所得红褐色沉淀过滤、洗涤、灼烧，得到红棕色固体。
（1）根据步骤1现象，可得出的结论是______。
（2）步骤2中，白色沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色的化学方程式为______。
（3）综合以上实验，该溶液中一定存在的离子是______，一定不存在的离子是______。
（4）若要检验该溶液中是否含有Cu²⁺，请设计一个简单的实验方案（包含操作、现象和结论）。
答案：（1）溶液中不含Fe³⁺。
（2）4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃。
（3）一定存在Fe²⁺；一定不存在Fe³⁺。
（4）实验方案：取少量原溶液于试管中，滴加少量稀氨水（或NaOH溶液），若产生蓝色沉淀，则证明含有Cu²⁺；若无蓝色沉淀产生，则不含Cu²⁺。（或：取少量原溶液于试管中，加入足量NaOH溶液，若产生蓝色沉淀，则含有Cu²⁺。注意：因溶液已确认含Fe²⁺，加入NaOH后会先产生白色沉淀并迅速变色，但Cu(OH)₂的蓝色沉淀会被Fe(OH)₃的红褐色掩盖，故此方法不严谨。更佳方案是：另取少量原溶液，滴加少量Na₂S溶液，若产生黑色沉淀（CuS），则证明含Cu²⁺。但考虑到高一阶段，通常采用加入NaOH观察是否有蓝色沉淀的方法，并注明“若蓝色沉淀被红褐色掩盖，则需分离后再检验”。此处提供符合高一认知水平的合理方案即可）。
解析：本题以实验室未知溶液检验为情境，综合考查Fe²⁺、Fe³⁺的性质、转化与检验，以及实验方案设计能力。
（1）KSCN溶液遇Fe³⁺变红，不变红说明无Fe³⁺。易错点：误认为不变红则一定含有Fe²⁺，忽略了可能只含其他离子（如Cu²⁺）的情况。
（2）白色沉淀为Fe(OH)₂，被空气中氧气氧化为红褐色的Fe(OH)₃，需配平化学方程式。易错点：漏写反应物H₂O，或配平错误。
（3）由步骤2现象（白色沉淀→灰绿色→红褐色）可确定含有Fe²⁺；由步骤1不含Fe³⁺，且步骤3灼烧得红棕色固体（Fe₂O₃）进一步佐证了Fe元素的存在。综合判断，一定含Fe²⁺，一定不含Fe³⁺。对于Cu²⁺，现有实验现象无法确定其是否存在（因为无特征现象），故不能判断。易错点：错误地根据“浅绿色”推断含Cu²⁺，或根据步骤2现象武断地认为不含Cu²⁺。
（4）检验Cu²⁺需排除Fe²⁺的干扰（因Fe²⁺也会与NaOH生成沉淀并变色）。高一阶段可行的方案是利用Cu²⁺的特征反应，如加入NaOH生成蓝色絮状沉淀，但需注意沉淀颜色可能被Fe(OH)₃掩盖。更严谨的方案是加入Na₂S生成黑色CuS沉淀。答案给出一种合理方案即可，并说明操作、现象和结论。易错点：设计方案时未考虑Fe²⁺的干扰，导致结论不可靠。