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第11讲 物质间的转化与循环
考点1 物质间的转化
1.工业炼铁的部分反应如图所示,则 ( )
O2CO2COFe
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以游离态存在
答案 A
解析 ①O2+CCO2,②CO2+C2CO,③3CO+Fe2O32Fe+3CO2。X可以是木炭,A正确;C和CO都是还原性物质,可以用作金属冶炼的还原剂,B错误;③反应后的气体中还有未反应的CO气体,需要进行尾气处理,C错误;Y是金属氧化物,铁元素以化合态存在,D错误。
2.如图所示为小嘉构建的甲、乙、丙、丁四种不同物质的关系图,“—”表示相邻的两种物质能发生反应。若甲为铁,乙、丙、丁分别是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一种,则下列判断错误的是 ( )
A.乙可能是CuCl2溶液
B.丙一定是NaOH溶液
C.丁一定是稀H2SO4
D.丙不可能是稀H2SO4
答案 C
解析 甲是Fe,丙是NaOH溶液,乙、丁分别是稀H2SO4和CuCl2溶液中的任意一种。故选C。
3.工业上可通过如下反应制取氧化钠:2NaNO3+10Na 6Na2O+N2↑。下列相关说法正确的是 ( )
A.反应物NaNO3属于氧化物
B.生成物N2的化学性质由氮气分子(N2)保持
C.该反应属于复分解反应
D.反应前后只有氮元素化合价发生变化
答案 B
解析 氧化物是指由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物,NaNO3由三种元素组成,不是氧化物,A错误;N2由分子构成,N2分子是保持N2化学性质的最小粒子,B正确;复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,该反应的反应物和生成物中,Na、N2是单质,不满足复分解反应的条件,C错误;反应前后钠元素的化合价也发生了变化,D错误。
4.实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品,为探究样品中的成分,小科进行如下实验:
(1)操作①是加水充分溶解,操作②的名称是 。
(2)沉淀B的化学式是 。
(3)小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠,请你评价小科的判断是否正确,并说明理由: 。
答案 (1)过滤(2分) (2)CaCO3(2分)
(3)不正确(1分),加入的氢氧化钙中的氢氧根离子干扰实验(1分)
解析 (1)操作②后得到沉淀B和溶液C,故为过滤。(2)氢氧化钠变质产生碳酸钠,碳酸钠与氢氧化钙反应得到碳酸钙沉淀。
5.一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,是一种高效、安全的杀菌剂。它在乙醇—水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线如图甲所示。小明在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,他设计的合成路线如图乙所示:
图甲
图乙
(1)溶液A中一定存在的溶质为 。
(2)溶液B中含硫酸四氨合铜,“一系列操作”是指向溶液B中加入适量 、过滤、洗涤、干燥等。
答案 (1)CuSO4 (2)乙醇
解析 (1)稀硫酸和氧化铜反应生成硫酸铜和水,故溶液A中一定存在的溶质为硫酸铜。(2)由题图甲可知,一水硫酸四氨合铜不溶于乙醇,溶液B中含硫酸四氨合铜,因此“一系列操作”是指向溶液B中加入适量乙醇、过滤、洗涤、干燥等。
考点2 自然界中的碳循环和氧循环
6.氮是空气中含量最多的元素,也是构成生物体的必要元素之一。但是,空气中游离态的氮不能直接被大多数生物所利用,必须经过变化,并与其他成分形成化合物(如氨或铵盐等),才能被植物利用。如图是自然界氮循环的示意图。请回答:
(1)一株绿色植物的幼苗(如小麦),在生长过程中缺氮,其最可能出现的症状是 。
A.茎秆细小、易倒伏,叶有褐斑
B.植株矮小,叶色发黄
C.生长缓慢,叶色暗绿带红
D.只开花不结果
(2)工业上常用空气冷冻分离法来获得氮气(即由液态空气分馏来获得氮气),这种方法制氮气的原理是利用了氮气与氧气哪一物理性质的差异 。
(3)实验室制备少量氮气的方法很多。例如,可由亚硝酸铵来制取氮气,其反应如下:
NH4NO2 N2↑+2H2O,该反应属于 反应。(选填“化合”“分解”“置换”或“复分解”)
(4)空气中的N2转化为NH3的过程中,N元素的化合价由0价转变为 价。
(5)有人认为:人类可以通过人工固氮,大量合成含氮化肥并施用于农作物,这将有助于人类粮食增产,但也会造成环境污染。你是否认同他的观点并阐述理由。
答案 (1)B (2)沸点不同 (3)分解 (4)-3
(5)认同,因为人工固氮为农田提供了更多的氮肥,有利于人类粮食增产。但大量使用合成含氮化肥并施用于农作物,将会导致土壤板结;若土壤中N元素超标,被雨淋溶后,易导致水体的富营养化污染等一系列环境问题。
不认同,因为人工固氮可以为农田提供更多的氮肥,有利于人类粮食增产。只要我们合理控制化肥的使用量,一般不会造成土壤板结,水体富营养化污染等环境问题。
解析 (1)绿色植物生长过程中缺乏氮元素,症状是植株矮小、叶色发黄。(2)根据氮气和氧气沸点不同,可由分离液态空气来获得氮气。(4)NH3中N元素化合价为-3。(5)可以从“认同”或“不认同”角度解答。对于人工固氮,有助于人类粮食增产,予以肯定。对于施用化肥会导致环境问题,可以具体问题具体分析。
7.铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作补血剂。某硫酸厂产生的炉渣中除了有Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2。兴趣小组利用炉渣尝试制备FeCO3,其流程如图:
【已知:Fe+Fe2(SO4)3 3FeSO4;SiO2不溶于水,也不与稀硫酸反应】
(1)操作①的名称是 。
(2)溶液A中的溶质除H2SO4外,还存在 。
(3)上述流程中生成固体c的化学方程式: 。
答案 (1)过滤 (2)Fe2(SO4)3、FeSO4
(3)FeSO4+Na2CO3 Na2SO4+FeCO3↓
解析 (1)操作①的名称是过滤,通过过滤可以把液体和固体分离。(2)溶液A中的溶质除H2SO4外,还存在硫酸铁和硫酸亚铁,因为加入的过量稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,和氧化亚铁反应生成硫酸亚铁和水。(3)题述流程中生成的固体c是碳酸亚铁,反应的化学方程式为FeSO4+Na2CO3 Na2SO4+FeCO3↓。
8.A、B、C、D是初中科学常见的四种物质,其中A、B属于相同物质类别的化合物,C、D物质类别不同,它们之间的转化和反应关系如图。图中“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质,“—”表示相连两物质能发生化学反应,部分反应物、生成物及反应条件已略去。
请回答:
(1)若C是二氧化碳,B是氢氧化钙,则B→A的化学方程式是 ;
(2)若C是锌,A和B都属于酸,写出D可能的化学式 (物质类别不同的两种即可)。
答案 (1)Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH(合理即可)
(2)Na2CO3、CuO、NaOH(或其他碳酸盐、金属氧化物、碱的化学式)三种中的任意两种
解析 A、B、C、D是初中科学常见的四种物质,其中A、B属于相同类别的化合物,C、D属于不同类别,B会转化为A,C、D均会与A、B反应。(1)若C是二氧化碳,B为氢氧化钙,则A可为氢氧化钠,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式是Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH;(2)若C是锌,A和B都属于酸,则D可为碳酸盐、碱、金属氧化物。
A组 基础题组
1.下列各组物质的转化设计中,能够实现的是 ( )
A.CO Na2CO3 BaCO3
B.CuO Cu(OH)2 CuSO4
C.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3
D.CaO Ca(OH)2 NaOH
答案 D
解析 A项,一氧化碳不能与氢氧化钠反应,不能得到碳酸钠,错误;B项,氧化铜不溶于水,不能直接得到氢氧化铜,错误;C项,铁在氧气中燃烧的产物是四氧化三铁,不是氧化铁,错误;D项,氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,正确。
2.小金完成了如图所示实验,下列有关叙述中,正确的是 ( )
A.烧杯③中的固体可能含有铁
B.烧杯③中溶液一定是氯化亚铁溶液
C.烧杯②中溶液一定含有盐酸
D.烧杯③中溶液一定没有气泡产生
答案 A
解析 烧杯②中加入的铁粉可能过量,故烧杯③中的固体可能含有铁,故A正确;铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氯化铜、盐酸均可能有剩余,故B错误;氧化铜与稀盐酸反应生成氯化铜和水,无法确定②中是否有盐酸剩余,故C错误;烧杯②中溶液可能有盐酸,故烧杯③中可能产生气泡,故D错误。
3.为实现二氧化碳的绿色利用,科学家用固碳酶作催化剂设计了如图所示的转化过程。下列说法正确的是 ( )
A.反应①前后,碳元素的化合价不变
B.反应②不遵守质量守恒定律
C.固碳酶在反应前后化学性质发生变化
D.丙是有机物,化学式为C2H4
答案 D
解析 A项,反应①中二氧化碳转化为一氧化碳,碳元素的化合价发生了变化,错误;B项,反应②中有新物质生成,属于化学变化,化学变化都遵守质量守恒定律,错误;C项,固碳酶是催化剂,其化学性质在化学反应前后保持不变,错误;D项,由分子结构模型可知,丙的化学式为C2H4,是有机物,正确。
4.“碳中和”是指某区域一定时间内二氧化碳排放总量与消耗总量相平衡。我国争取2060年前实现“碳中和”。倡导“碳中和”有利于解决的环境问题是 ( )
A.水土流失 B.臭氧空洞
C.温室效应 D.白色污染
答案 C
解析 水土流失、臭氧空洞和白色污染,都与二氧化碳的排放无关;二氧化碳是造成温室效应的主要气体之一,故C符合题意。
5.如图所示,其中甲、乙、丙、丁、戊分别是铁、盐酸、氢氧化钙、二氧化碳、碳酸钠中的一种,图中相连的两圆表示相应物质能发生反应,已知乙是铁,下列说法错误的是 ( )
A.五种物质中,只有铁是单质
B.丙是盐酸
C.戊是氢氧化钙
D.甲与丁的反应属于复分解反应
答案 C
解析 根据题中信息可判断,甲、乙、丙、丁、戊分别为碳酸钠、铁、盐酸、氢氧化钙、二氧化碳,所以B正确,C错误;只有铁是单质,A正确;碳酸钠和氢氧化钙的反应属于复分解反应,D正确。
6.铁在潮湿空气中易生锈,其反应过程如下:
FeFe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O
(1)步骤②中的反应物除Fe(OH)2外,还有 (选填“O2”“H2O”或“O2和H2O”)。
(2)已知步骤③为分解反应,若x为2,则此分解反应的化学方程式为 。
答案 (1)O2和H2O
(2)2Fe(OH)3Fe2O3·2H2O+H2O
解析 (1)步骤②中的反应物除Fe(OH)2外,还有O2和H2O。(2)在步骤③中,根据质量守恒定律可知,氢氧化铁分解生成Fe2O3·2H2O和水,反应的化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3·2H2O+H2O。
B组 提升题组
7.某炉渣中主要含氧化亚铁、氧化铁,还含少量杂质(不溶于水,也不与酸反应);现按如图所示流程制备绿矾(FeSO4·7H2O),已知氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)为了提高“浸取”过程中的反应速率,可采取的措施有 (选填序号)。
①加水稀释 ②升高温度 ③粉碎炉渣
(2)“过滤”操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ;实验测得,滤液Ⅱ的pH比滤液Ⅰ的大,其原因是 。
(3)将滤液Ⅱ蒸发浓缩、降温结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥后得到绿矾,其中采用“冰水洗涤”的好处是 。
答案 (1)②③
(2)漏斗 滤液Ⅰ中稀硫酸过量,而滤液Ⅱ中稀硫酸已转化为硫酸亚铁(合理即可)
(3)可减少绿矾的溶解损失
解析 (1)温度和物质的接触面积影响反应速率,所以②③操作可提高“浸取”过程中的反应速率。(2)过滤操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;滤液Ⅰ中稀硫酸过量,滤液Ⅱ中稀硫酸已转化为硫酸亚铁,所以滤液Ⅱ的pH比滤液Ⅰ的大。(3)因FeSO4的溶解度在低温时很小,采用“冰水洗涤”可减少绿矾的溶解损失。
8.无色液体A是一种日常生活中很常见的有机燃料,请根据下列转化关系回答:
(1)若该液体A在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水。则该有机物A中一定含有 元素,C物质为 (填化学式)。
(2)请写出一个上述关系图中发生的置换反应的化学方程式: 。
答案 (1)碳、氢 H2O (2)H2+CuOCu+H2O
解析 (1)无色气体B和澄清石灰水反应会生成白色沉淀D,所以B是二氧化碳,D是碳酸钙;碳酸钙高温会分解生成氧化钙和二氧化碳。C通电生成的无色气体E和氧化铜反应会生成C,所以C是水,E是氢气。无色液体A是一种日常生活中很常见的有机燃料,A燃烧会生成水和二氧化碳,所以A中一定含有碳、氢元素。(2)氢气和灼热的氧化铜反应生成铜和水,满足置换反应的条件,化学方程式为H2+CuOCu+H2O。
9.小乐查阅资料发现氯化铁可作过氧化氢溶液制取氧气的催化剂,为了验证这一说法并比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱,小乐利用如图所示装置和下述实验步骤进行实验:
步骤1:正确连接装置,并检查装置气密性;
步骤2:按下表所示实验药品及用量进行实验;
组别 5%的过氧化氢溶液/mL 催化剂种类及质量/g 60 s内收集到氧气的体积/mL
1 20 无
2 20 二氧化锰m
3 20 氯化铁m
步骤3:待第3组实验完全反应后,进行如下处理:
(1)装置连接的正确顺序是 (用小写字母表示)。
(2)若氯化铁是过氧化氢溶液制取氧气的催化剂,则m、m1、m2符合的等式是 。
(3)为了比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱,在此实验中可依据的现象是 。
答案 (1)acbd
(2)m=m1+m2
(3)组别2和3,60 s内收集到氧气的体积
解析 (1)由实验数据可知,比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱,是利用相同时间内收集氧气体积的多少来比较,所以要用排水法收集氧气,则装置连接的正确顺序为acbd。(2)若氯化铁是过氧化氢溶液制取氧气的催化剂,则反应前后质量不变,沉淀a中铁元素质量与沉淀b中氯元素质量总和应等于氯化铁质量,即m=m1+m2。
10.易拉罐的主要成分是铝镁合金(已知其他杂质不溶于酸,也不与稀硫酸反应),为了测定易拉罐铝镁合金中两种元素的质量比,小明开展了如图甲的实验,实验中生成沉淀的质量与滴入氢氧化钠溶液的质量的关系如图乙所示。资料:氢氧化铝是一种白色沉淀,可与氢氧化钠反应:Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,氢氧化镁不与氢氧化钠反应。
甲 乙
(1)操作①表示的物质分离方法是 。
(2)当滴入氢氧化钠溶液为c克时,充分反应后,溶液乙中的溶质为 (填化学式)。
(3)根据实验数据,该易拉罐中铝元素和镁元素的质量比为 (用mA和mB表示)。
答案 (1)过滤
(2)Na2SO4和NaAlO2
(3)87(mA-mB)∶104 mB
解析 (1)操作①用于分离固体杂质和溶液甲,因此为过滤。(2)当滴入氢氧化钠溶液为c克时,充分反应后,溶液乙中的溶质为Na2SO4和NaAlO2。(3)根据题图乙可知,剩余的沉淀就是氢氧化镁,即它的质量为mB克,镁元素的质量为mB克×=mB克;氢氧化镁和氢氧化铝的总质量为mA克,铝元素的质量为
(mA-mB)克×=(mA-mB)×克;该易拉罐中铝元素和镁元素的质量比为=87(mA-mB)∶104 mB。
思维亮剑
1.A、B、C、D、E均含同一种金属元素,它们之间的转化关系如图所示(“→”表示反应可一步实现,部分物质和反应条件略去)。已知:A为氧化物,其中金属元素显+3价,且其质量分数为70%;B为单质;E为难溶性碱;A→B是工业制取B的主要原理。A的化学式为 ;D→E的化学方程式为 ;C与B可发生化合反应生成D,该反应的化学方程式为 。
答案 Fe2O3 FeCl2+2NaOH Fe(OH)2↓+2NaCl等 2FeCl3+Fe 3FeCl2
解析 已知A为氧化物,其中金属元素显+3价,且其质量分数为70%,则A为Fe2O3;A与一氧化碳反应,生成B单质,A→B是工业制取B的主要原理,则B为Fe;Fe2O3和Fe与盐酸反应分别生成FeCl3和FeCl2,故C为FeCl3,D为FeCl2;E为难溶性碱,则E为Fe(OH)2。D→E的化学方程式可为FeCl2+2NaOH Fe(OH)2↓+2NaCl;C与B可发生化合反应生成D,该反应的化学方程式为2FeCl3+Fe 3FeCl2。
2.为解决能源与环境问题,有学者提出如图所示的含碳物质转化的技术路线。
(1)“可燃冰”中甲烷完全燃烧的化学方程式为 。
(2)反应②属于 (填基本反应类型)。
(3)反应④中,参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为 。
(4)我国学者开发出促进反应③的一种新型催化剂,催化过程微观示意图如图。该过程的中间产物 (填化学式)、氧和氢进一步作用生成甲醇(CH3OH)和水。
(5)该技术路线有利于实现 (填标号)。
A.碳循环利用
B.减少碳排放
C.减少白色污染
答案 (1)CH4+2O2 CO2+2H2O
(2)分解反应 (3)1∶1 (4)CO (5)AB
解析 (1)甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,即CH4+2O2 CO2+2H2O。(2)反应②是碳酸氢钾受热分解生成碳酸钾、水和二氧化碳,属于分解反应。(3)反应④中二氧化碳和氢气在催化剂的作用下生成甲烷和水,即CO2+4H2 CH4+2H2O,故二氧化碳和甲烷的分子数目之比为1∶1。(4)由催化过程的微观示意图可知,在催化剂的作用下,二氧化碳分子分解成一氧化碳分子和氧原子,氢分子分解成氢原子,故中间产物是CO、氧原子、氢原子。(5)该技术路线可将二氧化碳转化成甲烷、甲醇,减少了碳排放,同时,甲烷和甲醇燃烧又释放出二氧化碳,故有利于实现碳循环,A、B正确。
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第11讲 物质间的转化与循环
考点1 物质间的转化
1.工业炼铁的部分反应如图所示,则 ( )
O2CO2COFe
A.X可以是木炭
B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放
D.Y中铁元素以游离态存在
2.如图所示为小嘉构建的甲、乙、丙、丁四种不同物质的关系图,“—”表示相邻的两种物质能发生反应。若甲为铁,乙、丙、丁分别是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一种,则下列判断错误的是 ( )
A.乙可能是CuCl2溶液
B.丙一定是NaOH溶液
C.丁一定是稀H2SO4
D.丙不可能是稀H2SO4
3.工业上可通过如下反应制取氧化钠:2NaNO3+10Na 6Na2O+N2↑。下列相关说法正确的是 ( )
A.反应物NaNO3属于氧化物
B.生成物N2的化学性质由氮气分子(N2)保持
C.该反应属于复分解反应
D.反应前后只有氮元素化合价发生变化
4.实验室有一瓶敞口放置的氢氧化钠固体样品,为探究样品中的成分,小科进行如下实验:
(1)操作①是加水充分溶解,操作②的名称是 。
(2)沉淀B的化学式是 。
(3)小科根据实验现象认为样品中一定含有氢氧化钠,请你评价小科的判断是否正确,并说明理由: 。
5.一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O,是一种高效、安全的杀菌剂。它在乙醇—水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线如图甲所示。小明在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,他设计的合成路线如图乙所示:
图甲
图乙
(1)溶液A中一定存在的溶质为 。
(2)溶液B中含硫酸四氨合铜,“一系列操作”是指向溶液B中加入适量 、过滤、洗涤、干燥等。
考点2 自然界中的碳循环和氧循环
6.氮是空气中含量最多的元素,也是构成生物体的必要元素之一。但是,空气中游离态的氮不能直接被大多数生物所利用,必须经过变化,并与其他成分形成化合物(如氨或铵盐等),才能被植物利用。如图是自然界氮循环的示意图。请回答:
(1)一株绿色植物的幼苗(如小麦),在生长过程中缺氮,其最可能出现的症状是 。
A.茎秆细小、易倒伏,叶有褐斑
B.植株矮小,叶色发黄
C.生长缓慢,叶色暗绿带红
D.只开花不结果
(2)工业上常用空气冷冻分离法来获得氮气(即由液态空气分馏来获得氮气),这种方法制氮气的原理是利用了氮气与氧气哪一物理性质的差异 。
(3)实验室制备少量氮气的方法很多。例如,可由亚硝酸铵来制取氮气,其反应如下:
NH4NO2 N2↑+2H2O,该反应属于 反应。(选填“化合”“分解”“置换”或“复分解”)
(4)空气中的N2转化为NH3的过程中,N元素的化合价由0价转变为 价。
(5)有人认为:人类可以通过人工固氮,大量合成含氮化肥并施用于农作物,这将有助于人类粮食增产,但也会造成环境污染。你是否认同他的观点并阐述理由。
7.铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作补血剂。某硫酸厂产生的炉渣中除了有Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2。兴趣小组利用炉渣尝试制备FeCO3,其流程如图:
【已知:Fe+Fe2(SO4)3 3FeSO4;SiO2不溶于水,也不与稀硫酸反应】
(1)操作①的名称是 。
(2)溶液A中的溶质除H2SO4外,还存在 。
(3)上述流程中生成固体c的化学方程式: 。
8.A、B、C、D是初中科学常见的四种物质,其中A、B属于相同物质类别的化合物,C、D物质类别不同,它们之间的转化和反应关系如图。图中“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质,“—”表示相连两物质能发生化学反应,部分反应物、生成物及反应条件已略去。
请回答:
(1)若C是二氧化碳,B是氢氧化钙,则B→A的化学方程式是 ;
(2)若C是锌,A和B都属于酸,写出D可能的化学式 (物质类别不同的两种即可)。
A组 基础题组
1.下列各组物质的转化设计中,能够实现的是 ( )
A.CO Na2CO3 BaCO3
B.CuO Cu(OH)2 CuSO4
C.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3
D.CaO Ca(OH)2 NaOH
2.小金完成了如图所示实验,下列有关叙述中,正确的是 ( )
A.烧杯③中的固体可能含有铁
B.烧杯③中溶液一定是氯化亚铁溶液
C.烧杯②中溶液一定含有盐酸
D.烧杯③中溶液一定没有气泡产生
3.为实现二氧化碳的绿色利用,科学家用固碳酶作催化剂设计了如图所示的转化过程。下列说法正确的是 ( )
A.反应①前后,碳元素的化合价不变
B.反应②不遵守质量守恒定律
C.固碳酶在反应前后化学性质发生变化
D.丙是有机物,化学式为C2H4
4.“碳中和”是指某区域一定时间内二氧化碳排放总量与消耗总量相平衡。我国争取2060年前实现“碳中和”。倡导“碳中和”有利于解决的环境问题是 ( )
A.水土流失 B.臭氧空洞
C.温室效应 D.白色污染
5.如图所示,其中甲、乙、丙、丁、戊分别是铁、盐酸、氢氧化钙、二氧化碳、碳酸钠中的一种,图中相连的两圆表示相应物质能发生反应,已知乙是铁,下列说法错误的是 ( )
A.五种物质中,只有铁是单质
B.丙是盐酸
C.戊是氢氧化钙
D.甲与丁的反应属于复分解反应
6.铁在潮湿空气中易生锈,其反应过程如下:
FeFe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O
(1)步骤②中的反应物除Fe(OH)2外,还有 (选填“O2”“H2O”或“O2和H2O”)。
(2)已知步骤③为分解反应,若x为2,则此分解反应的化学方程式为 。
B组 提升题组
7.某炉渣中主要含氧化亚铁、氧化铁,还含少量杂质(不溶于水,也不与酸反应);现按如图所示流程制备绿矾(FeSO4·7H2O),已知氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。
(1)为了提高“浸取”过程中的反应速率,可采取的措施有 (选填序号)。
①加水稀释 ②升高温度 ③粉碎炉渣
(2)“过滤”操作需要使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ;实验测得,滤液Ⅱ的pH比滤液Ⅰ的大,其原因是 。
(3)将滤液Ⅱ蒸发浓缩、降温结晶、过滤、冰水洗涤、低温干燥后得到绿矾,其中采用“冰水洗涤”的好处是 。
8.无色液体A是一种日常生活中很常见的有机燃料,请根据下列转化关系回答:
(1)若该液体A在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水。则该有机物A中一定含有 元素,C物质为 (填化学式)。
(2)请写出一个上述关系图中发生的置换反应的化学方程式: 。
9.小乐查阅资料发现氯化铁可作过氧化氢溶液制取氧气的催化剂,为了验证这一说法并比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱,小乐利用如图所示装置和下述实验步骤进行实验:
步骤1:正确连接装置,并检查装置气密性;
步骤2:按下表所示实验药品及用量进行实验;
组别 5%的过氧化氢溶液/mL 催化剂种类及质量/g 60 s内收集到氧气的体积/mL
1 20 无
2 20 二氧化锰m
3 20 氯化铁m
步骤3:待第3组实验完全反应后,进行如下处理:
(1)装置连接的正确顺序是 (用小写字母表示)。
(2)若氯化铁是过氧化氢溶液制取氧气的催化剂,则m、m1、m2符合的等式是 。
(3)为了比较氯化铁和二氧化锰的催化能力强弱,在此实验中可依据的现象是 。
10.易拉罐的主要成分是铝镁合金(已知其他杂质不溶于酸,也不与稀硫酸反应),为了测定易拉罐铝镁合金中两种元素的质量比,小明开展了如图甲的实验,实验中生成沉淀的质量与滴入氢氧化钠溶液的质量的关系如图乙所示。资料:氢氧化铝是一种白色沉淀,可与氢氧化钠反应:Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,氢氧化镁不与氢氧化钠反应。
甲 乙
(1)操作①表示的物质分离方法是 。
(2)当滴入氢氧化钠溶液为c克时,充分反应后,溶液乙中的溶质为 (填化学式)。
(3)根据实验数据,该易拉罐中铝元素和镁元素的质量比为 (用mA和mB表示)。
思维亮剑
1.A、B、C、D、E均含同一种金属元素,它们之间的转化关系如图所示(“→”表示反应可一步实现,部分物质和反应条件略去)。已知:A为氧化物,其中金属元素显+3价,且其质量分数为70%;B为单质;E为难溶性碱;A→B是工业制取B的主要原理。A的化学式为 ;D→E的化学方程式为 ;C与B可发生化合反应生成D,该反应的化学方程式为 。
2.为解决能源与环境问题,有学者提出如图所示的含碳物质转化的技术路线。
(1)“可燃冰”中甲烷完全燃烧的化学方程式为 。
(2)反应②属于 (填基本反应类型)。
(3)反应④中,参加反应的CO2和生成的CH4的分子数目之比为 。
(4)我国学者开发出促进反应③的一种新型催化剂,催化过程微观示意图如图。该过程的中间产物 (填化学式)、氧和氢进一步作用生成甲醇(CH3OH)和水。
(5)该技术路线有利于实现 (填标号)。
A.碳循环利用
B.减少碳排放
C.减少白色污染
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