10.3金属的冶炼与防护
一、选择题(共16题)
1.“垃圾是放错了位置的资源”,应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线可以归为一类加以回收,因为它们属于
A.氧化物 B.化合物 C.混合物 D.金属或合金
2.控制变量法是实验探究的重要方法。下列设计方案其探究目的不能实现的是
选项 实验操作 实验目的
A 探究铁钉生锈时氧气是否参与反应
B 探究气体在水中的溶解度与气压有关
C 比较高锰酸钾在水和汽油里的溶解性
D 比较铁和镁的金属活动性
A.A B.B C.C D.D
3.下列做法正确的是
A.用活性炭净水器能除去水中的可溶性钙、镁化合物
B.不慎碰倒酒精灯,酒精在桌面上燃烧,使用水基型灭火器灭火
C.为防止菜刀生锈在表面镀铜
D.为防止玉米、薯干发生霉变,应将其储存在干燥通风处
4.下列说法正确的是
A.煤气泄漏,用明火查看 B.明矾净水,能杀菌消毒
C.油锅着火,可加水浇灭 D.金属回收,可节能防污
5.下列具有还原性的一组气体是
A.CO2和CO B.CO和C C.H2和CO2 D.H2和CO
6.下列有关金属的说法中,错误的是
A.铝具有很好的抗腐蚀性能 B.不锈钢可用于制造医疗器械
C.金在自然界中以化合物的形式存在 D.回收利用是保护金属资源的有效途径之一
7.下列实验操作不能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 除去CO2气体中少量CO 将混合气体通过灼热氧化铁粉末
B 除去KCl固体中少量MnO2固体 加水溶解、过滤、蒸发滤液
C 除去Fe粉中少量Cu粉 加入过量稀硫酸,过滤
D 鉴别NaCl和NH4NO3固体 分别加入少量水溶解,感受温度变化鉴别
A.A B.B C.C D.D
8.下列对于实验现象的描述正确的是( )
A.铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热.生成四氧化三铁
B.一氧化碳在高温条件下还原氧化铁:试管中黑色固体变成红色,澄清的石灰水变浑浊
C.探究燃烧的条件:铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,开水中的白磷不燃烧
D.电解水的实验:两个电极上产生大量的气泡,正极上产生的是氢气,负极上产生的是氧气
9.将草酸 H2C2O4,沸点约 150℃,分解温度约 190℃.隔绝空气加热,得到的混合物经充分冷却后,残余气体 M(CO、CO2 中的一种或两种)。为探究 M 的成分,设计如图所示实验。下列说法不正确的是( )
A.若甲试管内溶液变浑浊,则M中一定含有CO2
B.若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊,则 M 中一定含CO
C.若装置甲、乙位置互换,则无法判断M中是否含有CO2
D.CO能把氧化铁中的铁元素置换出来
10.下列事实或现象,能用同一化学原理解释的是
A 用汽油除去衣服上的油污 用洗洁精清洗餐具上的油污
B 用完的菜刀晾干放置保存 在铁制品表面涂油漆防锈
C 喝碳酸饮料后常打饱嗝 打开碳酸饮料瓶有大量泡沫出现
D 消防员用高压水枪灭火 油锅着火用锅盖灭火
A.A B.B C.C D.D
11.根据下列实验方案进行实验,能达到相应实验目的的是
编号 A B C D
实验 装置
实验 目的 探究燃烧条件之一需要可燃物 探究影响物质溶解性的因素 探究铁钉生锈时O2是否参与反应 比较Zn和Fe的 金属活动性强弱
A.A B.B C.C D.D
12.如图是一氧化碳还原氧化铁的实验装置图。下列有关说法正确的是( )
A.实验中观察到黑色粉末变为红色,澄清石灰水 变浑浊
B.硬质玻璃管中反应的化学方程式为 3CO+Fe2O3= 2Fe+3CO2
C.实验过程中要先点燃酒精喷灯,再通入一氧化碳
D.该实验中酒精灯的作用是处理尾气
13.用1000含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含杂质4%的生铁的质量为
A.800t B.560t C.583t D.160t
14.如图实验过程中,下列有关说法不正确的是
A.为了减少空气污染,应增加尾气处理装置
B.酒精灯加网罩的目的是集中火焰并提高温度
C.加热药品前,应先通一会儿一氧化碳,以防爆炸
D.实验现象为黑色粉末变成红棕色,澄清石灰水变浑浊
15.下面是同学们根据所学化学知识进行的总结,其中正确的是( )
A.含碳元素的物质充分燃烧会生成CO2,则燃烧能生成CO2的物质一定含碳元素
B.因为铁制品在氧气和水的共同作用下生锈,所以防止铁生锈必须同时隔绝氧气和水
C.生铁、黄金、金刚石都属于金属材料,一氧化碳、氢气、甲烷都具有可燃性
D.稀有气体元素原子最外层电子数为8,最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素的原子
16.下列各组转化中,不能一步实现的组合是
A.H2O2H2OH2 B.FeFe2O3Fe
C.KClO3 O2Fe2O3 D.CH4COCO2
二、综合题(共6题)
17.实验室用氧化铁粉末模拟炼铁,装置如图所示。
(1)实验时,先通CO再加热的目的是______。
(2)①硬质玻璃管中观察到的实验现象是______。
②B装置的作用是______。(已知:氢氧化钠、碳酸钠易溶于水,2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O)
(3)某同学用以下两组实验对模拟炼铁进行进一步探究。
完全反应后,两组生成物均为黑色粉末(纯净物),分别用两组生成物进行如下实验:
步骤 实验操作 甲组 乙组
1 称量黑色粉末的质量 m1 m2
2 取黑色粉末,用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引
3 取黑色粉末,加入稀盐酸 固体全部溶解,有大量气泡 固体不溶解,无气泡产生
4 取黑色粉末,加入足量硫酸铜溶液 有红色物质析出 无红色物质析出
①兴趣小组通过甲、乙两组实验,证明______对CO与Fe2O3反应的产物有影响。
②甲组所得黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式为______。
③查阅资料发现:常温下Fe3O4不与稀盐酸或硫酸铜溶液反应。某同学猜想乙组的生成物为Fe3O4。该同学称量黑色粉末m2=______g,证实了自己的猜想。
(4)某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁,日产含铁1.4×104t的生铁,至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量是多少?______(写出计算过程)
18.金属材料在生产、生活中有广泛的用途,人类的进步和发展离不开金属材料的生产和运用。请回答下列有关问题:
(1)选择钨做灯丝主要是利用了其______的性质:保险丝(铅锑合金)比组成其的纯金属的熔点______(选填“低”或“高”)。
(2)如图所示装置是探究铁生锈的实验,实验所用铁钉形状、大小相同。请填写空格:
①一段时间后,试管A中铁钉生锈,试管B和C中铁钉保持光亮,试管D和E中铁钉腐蚀都比试管A严重。仔细观察试管A、B、C发生的现象,推理得出结论:钢铁锈蚀主要是铁与空气中的______共同作用的结果:
②对比试管A、D中铁钉锈蚀程度,所得实验结论是:______;
③生活中食醋______用铁制的容器存放(选填“可以”或“不可以”)
(3)我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有铜、铁、铝、银、金等多种金属,随意丢弃,既会造成资源浪费,也会污染土壤和水体。兴趣小组为回收其中的铜,设计并进行了如下实验。已知:;不考虑金、银发生类似反应。
①反应前需将电路板加工成粉末状的目的是______:
②写出一个步骤①中发生反应的化学方程式______:
③步骤③过量金属X是______(填写一种金属);
④若要验证铝、铁、铜的活动性烦序,不可以选择的______。
A.Al、Cu、FeSO4溶液 B.Fe、Al(NO3)3溶液、Cu(NO3)2溶液。
C.Fe、Cu、Al(NO3)3溶液 D.Al、Fe、Cu、稀盐酸
19.草酸亚铁晶体(FeC2O4 2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产锂电池的原材料,某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物,并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成,探究过程如下:
(查阅资料)
(1)草酸亚铁晶体受热失去结晶水。
(2)草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2。
(3)白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色。
(4)浓硫酸具有吸水干燥的性质。
(5)氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
(实验设计)
(1)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是 _____ 如何改进 _____ 。
(2)可选择以下实验装置中的 _____ (选填“甲”或“乙”)作为虚线中的“热分解装置”。
(问题讨论)
(3)实验过程中观察到:B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊的反应方程式 _____ (填化学方程式),E中 _____ (填实验现象),则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO2、CO。
(4)该兴趣小组进行上述实验时,先点燃热分解装置中的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是 _____ 。
(5)若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,则需在C和D装置之间增加盛有足量的浓氢氧化钠溶液的洗气瓶,其作用是 _____ 。
(数据分析)
(6)称取3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4 2H2O,相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图3所示,请分析该图回答下列问题:
①过程Ⅰ发生反应的化学方程式:为 _____ 。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试通过计算确定该氧化物的化学式或名称 _____ 。
请写出计算过程:
20.下图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置。请回答下列问题:
(1)写出图中标号仪器的名称:①_______________。
(2)用石灰石与稀盐酸反应制取CO2,反应的化学方程式为__________________,应该选用的发生装置是_______。可用C装置收集CO2气体的理由是___________,验满的方法是____________________。
(3)下图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等,用该装置能完成的实验是________(填字母)。
A.气体从b端通入,收集甲烷
B.瓶内装有澄清石灰水,气体从a端通入,检验氧气中是否混有二氧化碳
C.瓶内装有水,气体从a端通入,吸收氧气中混有的一氧化碳
D.在a端接量筒,瓶内装满水,氢气从b端通入,测量气体的体积
(4)实验室可用CO气体还原Fe3O4模拟工业炼铁。若冶炼50g含杂质4%的生铁,需要含Fe3O492.8%的磁铁矿石的质量是________?
21.兴趣小组对“一氧化碳还原氧化铁”的实验进行拓展研究。
(查阅资料)
Ⅰ
Ⅱ氯化亚铜溶液吸收CO会产生红色固体Cu2Cl2(CO)2·2H2O,氨水能加速这一反应。
(设计方案)根据上述资料设计如图实验装置(固定装置略,装置气密性良好):
(实验步骤)
①打开弹簧夹,通入适量氮气;②关闭弹簧夹,点燃A、B两处酒精灯;③观察实验现象;④熄灭两只酒精灯。
(实验分析)
(1)步骤①的目的是_______。
(2)步骤③时,B处现象是_______,C处现象是_______,D处出现红色固体,该反应的化学方程式为_______。
(3)下列关于该实验的说法正确的是_______。
A .B处固体质量逐渐减小 B .D处现象证明A、B处都发生了反应
C .必须在E处加一只点燃的酒精灯 D .步骤④后,应继续通氮气至玻璃管冷却
(4)已知A处参加反应的MgCO3质量为3.36g,C处得到沉淀质量为2g。从环保角度考虑D中CuCl质量最少需_______g。(精确到0.01)
22.一氧化碳是一种重要的工业原料。回答下列问题:
(1)将一定质量碳粉和氧气在耐压密闭容器中,用电热丝引燃使之充分反应,碳粉完全消失。利用压强传感器测定容器内的气体压强变化,得到图-1及图-2的所示图像。(已知:一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比)
①图中AB段压强升高比BC段缓慢,从燃烧的条件说明原因______。CD断压强下降的原因是______。
②实验中碳粉没有剩余,根据图像分析,参加反应的碳和氧气的质量比为______,D点气体的成分是______。
A.CO B.CO2 C.CO和CO2 D.CO2和O2
(2)汽车尾气中含有CO和NO,利用催化剂可以使它们相互反应转化成空气中两种常见气体,减少对空气的污染。反应的化学方程式为______。
(3)工业上可以用一氧化碳和氢气在高温、高压和合适的催化剂的条件下生产甲醇(CH4O),理论上,要让反应物全部转化成甲醇,一氧化碳和氢气的最佳分子个数比为______。
(4)高炉炼铁的原理是用CO在高温条件下与铁矿石反应来炼铁。用赤铁矿炼铁时主要反应的化学方程式为______。下图是某同学设计的实验室模拟炼铁的装置图:
①实验中澄清石灰水处的现象为______。实验结束后,既能防止石灰水倒吸、防止生成的铁重新被氧化、同时能减少CO使用量的实验操作是______。该实验设计中体现的CO性质有______。
A.可燃性 B.能和氧化铁反应 C.能和澄清石灰水反应
②已知CO和Fe2O3反应的过程中Fe2O3逐步失去氧。测得用CO和Fe2O3反应实验中玻璃管内剩余固体质量随温度变化的曲线如图-3所示。图中a的值是______,通过计算确定B点对应的物质化学式。______(写出计算过程,精确到小数点后一位)
参考答案
1.D
【解析】
试题分析:铁锅、铝制易拉罐、铜导线可以归为一类,因为它们属于金属或合金。选D。
2.D
【详解】
A、铁钉在水中不能生锈,与水和氧气接触时容易生锈,说明铁生锈需要氧气,能够达到实验目的;B、打开瓶盖时,气压减小,液体中产生大量气泡,说明气压减小时气体的溶解度减小,能够达到实验目的;C、把质量、形状相同的高锰酸钾分别放入等体积的水和汽油中,通过观察高锰酸钾的溶解情况可以比较高锰酸钾在水和汽油里的溶解性,能够达到实验目的;D、比较铁和镁的金属活动性时,由于使用的是不同的酸,因此无法比较两种金属的活泼性,不能达到实验目的。故选D。
3.D
【详解】
A.活性炭具有吸附性,可以除去水中的色素和异味,但是不能除去水中的可溶性钙、镁化合物,故错误;
B.不慎碰倒酒精灯,酒精在桌面上燃烧,应该用湿抹布盖灭,而不能用水基型灭火器灭火,以防酒精随着水的流动造成火势蔓延,故错误;
C.为防止菜刀生锈可以在菜刀使用后擦干,抹上植物油,故错误;
D.在潮湿的条件下,粮食易霉变,所以为防止玉米、薯干发生霉变,应将其储存在干燥通风处,故正确。
故选D
4.D
【详解】
试题分析:煤气泄漏,用明火查看可能会引起爆炸,A错误;净水时用明矾能将一些微小的难溶于水的杂质形成胶状物沉淀下去,不能杀菌消毒,B错误;油锅着火应用锅盖盖满,C错误。故选D。
5.D
【详解】
A、一氧化碳具有还原性,但二氧化碳没有还原性,故A不正确;
B、碳具有还原性,但不是气体,故B不正确;
C、氢气具有还原性,但二氧化碳没有还原性,故C不正确;
D、氢气和一氧化碳均是具有还原性的气体,故D正确。故选D。
6.C
【详解】
A 、铝具有很好的抗腐蚀性能是因为铝和空气接触后在表面产生一层致密的氧化物薄膜,阻碍了铝的进一步腐蚀,正确;B、不锈钢不容易生锈,可用于制造医疗器械,正确;C、金的化学性质不活泼,在自然界中以单质的形式存在,故错误;D、回收利用是保护金属资源的有效途径之一,正确。故选C。
7.C
【详解】
A、一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁,能除去二氧化碳中少量的一氧化碳,选项正确;
B、氯化钾易溶于水,二氧化锰不溶于水,将混有少量二氧化锰的氯化钾固体加水溶解,过滤后滤液为氯化钾溶液,蒸发结晶得氯化钾晶体,选项正确;
C、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不与硫酸反应,除掉了原有物质,选项错误;
D、氯化钠溶于水溶液温度无明显变化,硝酸铵溶于水吸热,溶液温度降低,加水,感受温度变化,能将氯化钠和硝酸铵鉴别开,选项正确。
故选C。
8.C
【详解】
A、生成四氧化三铁是实验结论,不是实验现象,选项错误;
B、一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,实验中的现象是试管中红色固体变成黑色,澄清的石灰水变浑浊,选项错误;
C、开水的温度高于白磷的着火点而低于红磷的着火点,水下的白磷不与氧气接触,所以实验中的现象是铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,开水中的白磷不燃烧,选项正确;
D、电解水时,正极上产生的是氧气,负极上产生的是氢气,且以上描述不是实验现象,而是实验结论,选项错误,故选C。
9.D
【详解】
A、二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,碳酸钙为沉淀,使澄清石灰水变浑浊,据此判断气体为二氧化碳,不符合题意;
B、一氧化碳与氧化铁反应生成二氧化碳和铁,氧化铁为红色固体,不纯的铁为黑色固体,所以出现固体变黑的现象,生成的二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,因此得出气体中有一氧化碳,不符合题意;
C、由于乙中氢氧化钠可以将二氧化碳全部吸收掉,且没有明显现象,而后进入澄清石灰水,则不会出现浑浊现象,因此无法判断是否含有二氧化碳,不符合题意;
D、一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,该反应不符合“一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物”的反应,不属于置换反应,符合题意。
故选D。
10.B
【详解】
A、用汽油除去衣服上的油污利用的是溶解,用洗洁精清洗餐具上的油污利用的是乳化作用,不是同一化学原理。错误。
B、用完的菜刀晾干放置保存和在铁制品表面涂油漆防锈,利用的都是铁生锈需要与氧气和水同时接触,阻止铁与氧气或水接触可以防止生锈。正确。
C、喝碳酸饮料后常打饱嗝是因为胃内温度比外界温度高,温度升高气体溶解度减小。打开碳酸饮料瓶有大量泡沫出现是因为打开瓶盖后气压减小,气压减小气体溶解度减小。利用的不是同一化学原理。错误。
D、消防员用高压水枪灭火利用的是水蒸发吸热,能使温度降低到可燃物着火点以下。油锅着火用锅盖灭火利用的是隔绝空气与可燃物接触。利用的不是同一化学原理。错误。
故选B。
11.C
【详解】
进行探究实验,必须控制变量,当只有一个条件不相同时,才可探究出该条件对实验是否有影响。A、所给两种物质,应该一种物质具有可燃性,一种物质不具有可燃性,不符合题意;B、必须溶质相同,溶剂不相同,或溶质不相同,溶剂相同,不符合题意;C、左边试管中的铁钉,既与氧气接触又与水接触,右边试管中的铁钉只与水接触,可探究出铁钉生锈时氧气是否参与反应,符合题意;D、比较Zn和Fe的金属活动性强弱,必须锌、铁的状态相同、质量相同,所用盐酸的浓度相同、质量相同,不符合题意。故选C。
12.D
【详解】
A、实验中一氧化碳和红色的氧化铁固体反应生成二氧化碳和黑色的铁单质,因此观察到红色粉末变为黑色,澄清石灰水变浑浊,故选项说法错误。
B、硬质玻璃管中一氧化碳和铁粉在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。故选项说法错误。
C、实验过程中为了防止一氧化碳在不纯的条件下加热容易发生爆炸,因此要先通入一氧化碳一段时间,把里面的空气排出,再点燃酒精喷灯,故选项说法错误。
D、一氧化碳有毒,排放到空气中会污染空气,因此要进行尾气处理,在该实验装置末点燃一盏酒精灯可以将一氧化碳燃烧产生不污染空气的二氧化碳,因此酒精灯的作用是处理尾气。故选项说法正确。
故选:D。
13.C
【详解】
反应前后元素种类质量不变;用1000 t含有氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出杂质4%的生铁的质量约是1000t× 80%× ÷(1-4%)≈583 t;
故选C。
14.D
【详解】
A. 该实验的尾气中有未反应的一氧化碳,为了减少空气污染,应将尾气点燃或收集;B. 酒精灯加网罩的目的是集中火焰并提高温度;也可以用酒精喷灯;C. 加热或点燃可燃性气体和空气的混合物有可能发生爆炸,所以实验中应先通一会儿一氧化碳,排净装置内的空气,以防爆炸;D. 实验现象为红棕色粉末变成黑色,澄清石灰水变浑浊;选D
15.A
【详解】
A、由质量守恒定律可知,含碳元素的物质充分燃烧会生成CO2,燃烧能生成CO2的物质一定含碳元素,符合题意;
B、铁制品在氧气和水的共同作用下生锈,防止铁生锈可以隔绝氧气或水任一条件,不符合题意;
C、金刚石是碳单质,属于非金属材料,不符合题意;
D、稀有气体元素原子最外层电子数为8,最外层电子数为8的粒子不一定是稀有气体元素的原子,也可能是离子,如钠离子,不符合题意;
故选A。
16.C
【详解】
A、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能一步反应生成水,水通电能一步反应生成氢气;不符合题意;
B、铁和水氧气并存能一步反应生成氧化铁,氧化铁在一氧化碳的还原作用下能高温一步反应生成铁;不符合题意;
C、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热能一步反应生成氧气,氧气和铁点燃不能一步反应生成氧化铁;符合题意;
D、甲烷和氧气能点燃一步反应生成一氧化碳,一氧化碳与氧气点燃能一步反应生成二氧化碳;不符合题意;
故选C。
17.将装置内空气排尽,防止发生爆炸 红棕色固体变黑 吸收二氧化碳、收集一氧化碳 温度 4.64 解:设至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量是x
x=2.5×104t
答:至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量是2.5×104t。
【详解】
(1)一氧化碳具有可燃性,混有一定量的空气,遇到明火,容易发生爆炸,故实验时,先通CO再加热的目的是:将装置内空气排尽,防止发生爆炸;
(2)①硬质玻璃管中一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,观察到的实验现象是:红棕色固体变黑;
②氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,同时能利用排水法收集一氧化碳,B装置的作用是:吸收反应生成的二氧化碳,收集一氧化碳;
(3)①由图可知,甲、乙两个实验,除了加热温度,其它因素都相同,故通过甲、乙两组实验,证明温度对CO与Fe2O3反应的产物有影响;
②甲组所得黑色粉末是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成的铁,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,该反应的化学方程式为;
③根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,故生成的四氧化三铁中铁元素的质量与氧化铁中铁元素的质量相等,铁元素的质量为,生成四氧化三铁的质量为:
(4)见答案。
18.
(1) 熔点高 低
(2) O2和H2O##氧气和水 食盐水可以加速铁制品的腐蚀 不可以
(3) 增大与酸反应的接触面积,加快反应速率 或 铁或锌Fe或Zn C
【解析】
(1)
钨丝作为灯丝,需要长时间通电发光,因此需要熔点高,避免熔断;合金的熔点都低于纯金属,故填:熔点高;低;
(2)
①ABC三组实验中,A与B验证了氧气的影响,A与C验证了水的影响,因此铁生锈需要氧气和水,故填:水和氧气;
②A、D的变量是溶质,D中加入了食盐,且D腐蚀程度比A严重,所以A和D验证酸可以加速铁的腐蚀;故答案为:食盐可以加速铁制品的腐蚀;
③生活中的食醋中含有醋酸,醋酸会和铁发生反应,故不可以用铁制的容器存放;
(3)
①反应前需将电路板加工成粉末状的目的是增大与酸反应的接触面积,加快反应速率;
②电路板中含有铜、铁、铝、银、金,铁和铝的金属活动性排在氢之前,所以铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:;铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,反应的化学方程式为:;
③滤渣B为铜和银、金,加入硫酸和双氧水,铜被溶解,而金和银不能溶解,所以溶液C-定有铜溶解后生成的硫酸铜,要想得到粗铜即吧硫酸铜的铜置换出来,加入过量的金属可以用铁或锌等;
④A、铝能和硫酸亚铁反应置换出硫酸亚铁中的铁,铜不能和硫酸亚铁反应,可以直接得出金属活动性为铝>铁>铜;
B、铁可与硝酸铜反应,铁不能硝酸铝反应,可以直接得出金属活动性为铝>铁>铜;
C、铁和铜都不能与硝酸铝反应,证明铝的金属活性最强,但是铁和铜无法判断;
D、铁、铝和盐酸可以反应,铜不能反应,所以铜金属活动性最弱,而铁和铝比,在与相同用量的盐酸反应时,铝生成氢气速度快,所以可以看出铝的金属活动性强于铁,最终得出铝>铁>铜,故选:C。
19.没有处理尾气装置 在F装置右边导管口处点燃尾气,或收集尾气 乙 Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O 黑色固体变红色 排出装置中的空气,防止发生爆炸 吸收二氧化碳气体 FeC2O4 2H2OFeC2O4+2H2O Fe2O3或氧化铁
【详解】
(1)一氧化碳是空气污染物,从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是没有处理尾气装置,改进方法:在F装置右边导管口处点燃尾气,或收集尾气;
(2)加热固体时,试管口略向下倾斜能够防止水蒸气冷凝回流炸裂试管,故选装置乙;
(3)实验过程中观察到:B中白色无水CuSO4变成蓝色,说明草酸亚铁晶体分解生成了水,C中澄清石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和水,反应的反应方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
E中黑色固体变红色,说明草酸亚铁晶体分解生成了一氧化碳,一氧化碳和氧化铜反应生成了铜和二氧化碳;
(4)先点燃热分解装置中的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是排出装置中的空气,防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸;
(5)足量的浓氢氧化钠溶液能够充分吸收草酸晶体分解生成的二氧化碳;
(6)①过程Ⅰ中,草酸亚铁晶体分解生成草酸亚铁和水,发生反应的化学方程式为:为 FeC2O4 2H2O FeC2O4+2H2O。
②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为:3.60g× ×100%=1.12g,
氧化物中氧元素的质量为:1.60g﹣1.12g=0.48g,
铁元素和氧元素的质量比为:1.12g:0.48g=7:3,
设铁的氧化物的化学式为FexOy,
则有:56x:16y=7:3,
x:y=2:3,
铁的氧化物的化学式为Fe2O3。
20.酒精灯 CaCO3 +2HCl = CaCl2 +H2O +CO2↑ B 二氧化碳气体的密度比空气大 将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭则气体收集满 ABD 71.4g
【详解】
(1)①是酒精灯。(2)用石灰石与稀盐酸反应制取CO2,反应的化学方程式为CaCO3 +2HCl = CaCl2 +H2O +CO2↑,固液常温反应制取气体,选择装置B,二氧化碳的密度比空气的密度大,用向上排空气法收集。二氧化碳不支持燃烧,验满方法是将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭则二氧化碳收集满。(3)A.甲烷的密度比空气的密度小,气体从b端通入,空气被赶到下方,从a端排出,正确;B.瓶内装有澄清石灰水,气体从a端通入,CO2 + Ca(OH)2 == CaCO3↓+ H2O,如果澄清石灰水变浑浊,说明氧气中混有二氧化碳,正确;C.一氧化碳难溶于水,也不与水反应,错误;D.在a端接量筒,瓶内装满水,氢气从b端通入,水从a端排出,排出的水的体积等于收集的氢气的体积,正确。故选ABD。(4)设需要含Fe3O492.8%的磁铁矿石的质量是x,则质量为x的磁铁矿石中Fe3O4的质量为:x×92.8%。50g含杂质4%的生铁中铁的质量为:50g×(1-4%)=48g
Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
232 168
x×92.8% 48g
=,解得x=71.4g
21.排尽装置内的空气,防止加热时一氧化碳与空气的混合气发生爆炸 红色固体逐渐变黑 澄清的石灰水逐渐变浑浊 AD 1.99
【详解】
(1)装置内有空气,一氧化碳与空气的混合气在受热容易发生爆炸,所以步骤①的目的是排尽装置内的空气,防止加热时一氧化碳与空气的混合气发生爆炸;
(2)氧化铁为红色粉末,生成的铁粉为黑色粉末,所以B处现象为:红色固体逐渐变黑;
氧化铁被还原时会产生二氧化碳,所以C处的现象是:澄清的石灰水逐渐变浑浊;
氯化亚铜溶液吸收一氧化碳产生红色固体的方程式为:;
(3)A、装置B处氧化铁失氧发生了还原反应生成铁,所以固体质量减少,正确;
B、装置D处出现红色固体,说明有一氧化碳生成,证明A处发生了反应,但不能证明B处发生反应,错误;
C、装置D中的氯化亚铜溶液和氨水能把尾气中的一氧化碳吸收,所以E处没有必要放点燃的酒精灯,错误;
D、步骤④后,应继续通氮气至玻璃管冷却以防止停止通入氮气后空后空气进入玻璃管内使未冷却的铁重新被氧化,也可以防止液体倒吸入玻璃管内,造成玻璃管炸裂,正确;
故答案选AD;
(4)本题可以根据质量守恒定律来解答,整个过程中,碳元素质量是守恒的,碳酸镁反应后生成的一氧化碳,一部分一氧化碳与氧化铁反应后生成的二氧化碳与石灰水反应生成2g碳酸钙沉淀,即2g碳酸钙中碳元素质量和与氧化铁反应的一氧化碳中碳元素质量相等,因此根据2g碳酸钙的质量可求出与氧化铁反应生一氧化碳的质量。
2g碳酸钙中碳元素的质量为:;
则与氧化铁反应的一氧化碳的质量为:;
则与氯化亚铜反应的一氧化碳的质量等于碳酸镁反应生成的一氧化碳质量减去与氧化铁反应的一氧化碳的质量,即:
设氯化亚铜的质量为
答:CuCl质量最少需1.99g。
22.
(1) AB段温度没达到碳粉的着火点,只是因为加热压强升高,而BC段温度达到了碳粉的着火点,碳粉燃烧放热并生成气体
燃烧结束,温度下降至室温,气体收缩,压强减小
21:40 C
(2)
(3)1:2
(4) 石灰水变浑浊 同时夹紧弹簧夹a和b AB 16.0 解:B点物质中氧元素的为:,
设B点物质的化学式为:,
根据元素质量比等于相对原子质量乘以原子个数之比,可得:,
所以,
即B点物质的化学式为:FeO。
【解析】
(1)
①AB段电热丝放热,使容器内气体受热膨胀,压强变大,但温度没有达到碳粉的着火,BC段碳粉达到着火点,燃烧放热,使气体迅速膨胀,所以BC段容器内压强迅速增大,故答案填:AB段温度没达到碳粉的着火点,只是因为加热压强升高,而BC段温度达到了碳粉的着火点,碳粉燃烧放热并生成气体;
燃烧结束后,温度下降至室温,气体收缩,压强减小,所以CD段压强下降。
②碳和氧气反应生成二氧化碳和一氧化碳的化学方程式分别为:、,因为一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比,生成二氧化碳的过程中氧分子和二氧化碳分子的分子个数比为1:1,所以生成二氧化碳的过程中气体体积不变;生成一氧化碳的过程中氧分子和一氧化碳的分子个数比为1:2,生成一氧化碳的过程中气体体积增大;若完全转化为一氧化碳,气体分子个数变为原来的2倍,压强也变为原来的2倍,但图示中显示压强为原来的1.4倍,所以没有完全生成一氧化碳,即反应后的气体应该为一氧化碳和二氧化碳的混合物,故D点气体的成分为一氧化碳和二氧化碳的混合物,故选C;反应后气体压强增加了0.4倍,一定温度和体积下气体压强比等于其分子个数比,结合碳燃烧转化为一氧化碳和二氧化碳时气体分子个数的变化关系,可以得出生成的一氧化碳与二氧化碳的分子个数比为4:3,根据质量守恒定律,参加反应的碳和氧气的质量比为即为生成的一氧化碳和二氧化碳中碳元素质量总和与氧元素质量总和之比,可得参加反应的碳和氧气的质量比为:。
(2)
汽车尾气转化的目的是减少污染,CO和NO在催化剂作用下反应生成CO2和N2这两种常见的气体,反应的化学方程式为:。
(3)
一氧化碳和氢气在高温、高压和合适的催化剂的条件下生产甲醇,反应的化学方程式为:,所以一氧化碳和氢气的最佳分子个数比为1:2。
(4)
一氧化碳和氧化铁在高温的条件正应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
①一氧化碳和氧化铁反应有二氧化碳生成,所以观察到澄清的石灰水变浑浊;为防止生成的铁重新被氧化,要持续通入一氧化碳直到玻璃管温度冷却到室温,若减少二氧化硕的命名用,可以夹紧弹簧夹a,防止空气进入玻璃管,可以节省一氧化碳,同时防止空气进入玻璃管内,但玻璃管内气体温度下降,气体收缩,压强减少会引起石灰水倒吸,因此要同时夹紧弹簧平b,故操作为:同时夹紧弹簧夹a和b;
该实验中一氧化碳能将氧化铁还原能铁,说明一氧化碳能与氧化铁反应,一氧化碳具有还原性;没有反应的一氧化碳随气流逸出,为了防止一氧化碳污染空气,在装置末端放一点燃的酒精灯,引燃未反应的一氧化碳,防止空气污染,是利用了一氧化碳的可燃性,故选AB。
②该图像表示的是氧化铁逐步失去氧被还原成铁的过程,所以a为氧化铁的质量,由图像可知,最终和生成铁的质量为11.2g,根据质量守恒定律,生成铁的质量即为氧化铁中铁元素的质量,此题实质为已知元素质量求所化合物的质量,详解见答案;所以氧化铁的质量为:;
该图像表示的是氧化铁逐步失去氧被还原成铁的过程,所以每一点代表的物质中铁元素的质量都是相等的,都为11.2g,然后求邮B点物质中氧元素的质量,再根据元素质量比等于相对原子乘以原子个数之比求得答案,详解见答案。