第三章物质的性质与转化单元测试(含解析）上学期高一化学鲁科版（2019）必修第一册

第三章 物质的性质与转化检测题
一、单选题
1．75%乙醇和84消毒液等是防疫期间常用物品，84消毒液的主要成分是次氯酸钠。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．75%的医用酒精和84消毒液混合使用效果会更好
B．等物质的量的和在溶液中的反应：
C．在足量或硫蒸气中完全反应失去的电子数均为
D．利用氯气和氢氧化钠溶液反应制取次氯酸钠需要消耗2.24L氯气
2．下列反应物不能通过一步反应生成产物的是
A．Ba(OH)2→NaOH B．Fe(OH)3→FeCl3
C．KNO3→K2CO3 D．Fe→Cu
3．氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中的氮循环起始于氮的固定，循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是
A．海洋中不存在游离的氮
B．海洋中的氮循环起始于氮的氧化
C．海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②
D．向海洋排放含的废水不会影响海洋中的含量
4．下列离子方程式书写正确的是
A．向含Mn2+的溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3：Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O
B．同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3·H2O
C．将少量SO2气体通入NaClO溶液中：SO2+H2O+2ClO-=2HClO+SO
D．向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，使沉淀的物质的量最大时：Al3++SO+3OH-+Ba2+=BaSO4↓+Al(OH)3↓
5．铁粉具有平肝镇心，消痈解毒之功效，主治惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物，实验装置如图。下列说法不正确的是
A．通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢
B．装置①的作用是干燥氢气
C．装置②、③中的药品分别是无水硫酸铜、碱石灰
D．加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排除装置中的空气
6．下列有关离子方程式书写正确的是
A．铵明矾溶液中滴加少量NaOH 溶液：
B．磁铁矿石溶于稀硝酸：
C．向碳酸氢钠溶液中通人氯气：
D．IBr在KOH溶液中发生非氧化还原反应：
7．下列关于SO2的性质用途叙述错误的是
A．SO2不能用作食品添加剂
B．SO2可用于杀菌消毒
C．SO2能使品红褪色
D．工业上常用SO2来漂白纸浆、毛、丝等
8．下列有关自然界中氮循环的说法错误的是
A．工业合成氨属于人工固氮
B．豆科植物可实现生物固氮
C．氨和铵盐在硝化细菌作用下被还原
D．含氮无机物与有机氮可以相互转化
9．硫元素常见化合价及其物质类别关系如图，下列说法错误的是
A．X是H2S
B．Y既有氧化性又有还原性
C．将X与Y混合，不能生成硫
D．工业上制Z的主要原料是硫铁矿
10．以粗铜为原料制取并收集NO2 。从反应后的溶液中回收Cu(NO3)2 6H2O。实验装置如下：
下列设计不能达到实验目的的是
A．用装置①制取NO2
B．用装置②收集NO2
C．用装置③除去反应残液中的不溶物
D．用装置④蒸发浓缩装置③所得滤液，然后冷却结晶、固液分离
二、填空题
11．硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。硫酸及其化合物的一些性质在化工生产和生活中有广泛的应用。
(1)浓硫酸具有吸水性，能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作_______。
(2)某同学向蔗糖中加入浓硫酸时，蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成黑色固体，并放出有刺激性气味的气体。在此实验过程中主要体现浓硫酸性质中的_______。
(3)有一种硫酸盐不溶于水和酸，且不容易被X射线透过，因此在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂，这种硫酸盐为_______(写化学式)。
12．(1)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体，反应的离子方程式是_______；常用澄清石灰水检验 CO2 气体的离子方程式是_______。
(2)表面附有铁锈 ( 成分是 Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中，开始反应的离子方程式是_______。反应片刻后，可观察到有气体产生，其离子方程式是_______。
13．化学与人类生活密切相关。请按要求回答下列问题：
(1)K2FeO4是一种重要的净水剂，可用下列方法制得：2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O。在该反应中，还原剂是___，当反应中有0.5molK2FeO4生成时，消耗Cl2在标况下的体积为____，转移电子的数目为___。
(2)宇航员常用过氧化钠作供氧剂，写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式_______。
(3)工业上制漂白粉的化学方程式为___，新制氯水在阳光照射下产生无色气体，该反应的化学方程式是___。
(4)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔来制造印刷电路板。写出FeCl3溶液与铜发生反应的离子方程式：___。若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是___。
A．有铜无铁 B．有铁无铜 C．铁、铜都有 D．铁、铜都无
14．葡萄酒是由葡萄汁发酵而成的。在酿造葡萄酒的过程中面临两大问题：一是在葡萄汁发酵过程中产生的杂菌会影响葡萄酒的酿造和保存；二是葡萄酒中所含的还原性物质一旦被氧化，葡萄酒的果香味就会消失，影响口感。在酿酒实践中，人们发现二氧化硫可以解决这两大问题。
(1)为什么二氧化硫能够解决酿酒中的这两大问题_______？
(2)在葡萄汁发酵过程中，会产生一定量的二氧化硫，但量比较少，不能完全解决问题，需要额外添加。国家对葡萄酒中二氧化硫的含量有上限规定，检测二氧化硫的含量是葡萄酒厂和相关食品质检部门的重要工作。
①你认为哪些化学反应可用于检测葡萄酒中二氧化硫的含量_______？为什么_______？
②某种检测方法用到溶液、碘水、淀粉溶液等试剂。请书写该方法涉及的反应的离子方程式_______。该反应为什么可以检测出二氧化硫的含量_______？
(3)有些人会对二氧化硫有过敏反应，出现头痛等症状。对哮喘病人来说，二氧化硫也是增加支气管痉挛概率的危险物质。所以，研究人员希望找到能够替代二氧化硫的物质。你认为替代物质需要满足哪些要求_______？
15．SO2和NOx都是大气污染物。
(1)空气中的NO2可形成硝酸型酸雨，该反应的化学方程式是___________。
(2)汽车发动机工作时产生的NO和CO可通过催化转化器转化为两种无污染的气体，该反应的化学方程式是___________。
(3)利用氨水可以将SO2和NO2吸收，原理如图所示：
SO2和NO2被吸收的离子方程式分别是___________、___________。
工、农业废水以及生活污水中浓度较高的会造成氮污染。工业上处理水体中的一种方法是零价铁化学还原法。某小组用废铁屑和硝酸盐溶液模拟此过程，实验如下。
(4)先用稀硫酸洗去废铁屑表面的铁锈，然后用蒸馏水将铁屑洗净。除锈反应的离子方程式是___________。
(5)将KNO3溶液的pH调至2.5，从氧化还原的角度分析调低溶液pH的原因是___________。已知：pH越小表示溶液中c(H＋)越大。
(6)将上述处理过的足量铁屑投入(5)的溶液中。如图表示该反应过程中，体系内相关离子浓度、pH随时间变化的关系。
请根据图中信息回答：
t1时刻前该反应的离子方程式是___________。
三、计算题
16．将40g铁粉放入600g稀硝酸中，若两者恰好完全反应，且稀硝酸被还原成NO，求：稀硝酸的质量分数___。
17．铁粉和氧化铁粉末的混合物共32.8g，加入到200mL的盐酸中，固体完全溶解，得到标准状况下4.48L氢气。经测定，反应后的溶液中c(H+)为0.5mol/L，反应后的溶液中加入KSCN不变红(忽略反应前后溶液体积变化)。请计算：
(1)反应中放出氢气的质量为__。
(2)原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比为__。
(3)原盐酸的物质的量浓度为_mol/L。
18．计算(要有计算过程)
(1)常温常压下，用等质量的、、三种气体分别吹出三个气球，求三个气球的体积之比为______。
(2)把溶液和溶液各0.5L混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和)，再向其中加入足量的铁粉，经过足够长的时间后，铁粉有剩余。求此时溶液中的物质的量浓度___________。
(3)某种胃药的有效成分为碳酸钠，测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应)：
①向一粒研碎后的药片(0.10g)中加入20.00ml蒸馏水；
②配置稀盐酸和溶液；
③加入稀盐酸；
④用溶液中和过量的稀盐酸，记录所消耗NaOH溶液的体积；
某同学4次测定所消耗的NaOH溶液的体积如下：
测定次数 第一次 第二次 第三次 第四次
13.00 12.90 13.10 13.50
根据这个同学的实验数据，计算这种药片中碳酸钙的质量分数_________。
四、实验题
19．硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O] 比 FeSO4稳定，不易被氧气氧化，常用于代替 FeSO4作分析试剂。某小组在实验室制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 并探究其分解产物。
Ⅰ．按以下流程制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]
(1)铁屑溶于稀硫酸过程中，适当加热的目的是________。
(2)流程中，需将滤液转移到____(填写仪器名称)中，迅速加入饱和硫酸铵溶液，直接加热蒸发混合溶液，观察到____，停止加热。
II.查阅资料可知硫酸亚铁铵晶体加热主要发生反应：(NH4)2Fe(SO4)2 — Fe2O3+ SO2↑+ NH3↑+ N2↑+ H2O但伴有副反应发生，生成少量SO3和O2。设计以下实验探究分解的产物：
(3)配平，完整写出上述分解反应的化学方程式_______。
(4)加热过程，A 中固体逐渐变为________色。待晶体完全分解后，为验证A中残留物是否含有FeO，需选用的试剂有______(填字母)。
A KSCN溶液 B 稀硫酸 C 浓盐酸 D 酸性KMnO4溶液
(5)B中有白色沉淀生成，写出生成该白色沉淀的离子方程式：_______。
(6)C的作用是___________。
(7)D中集气瓶能收集到氧气，________(填“能”或“不能”)用带火星木条检验。
(8)上述反应结束后，继续证明分解产物中含有 NH3的方法是_______。
20．氨基锂（LiNH2)是一种白色固体，熔点为390℃，沸点为430 ℃，溶于冷水，遇热水强烈水解，主要用于有机合成和药物制造。实验室制备少量氨基锂的装置如图所示（部分夹持装置已略）：
(1)A中装置是用于制备氨气的，若制备氨气的试剂之一是熟石灰，则A中制气装置是______(从方框中选用，填序号）；用浓氨水与生石灰反应也可制取NH3，反应的化学方程式为_______。
(2)试剂X是_________，装置D的作用是_______。
(3)实验中需要先向C通入一段时间的NH3再点燃C处酒精灯，这样做的目的是____，可根据E中____(填现象）开始给锂加热。
(4)某同学经理论分析认为LiNH2遇热水时可生成一种气体，试设计一种方案检验该气体:_______。
参考答案：
1．B
【解析】A．若75%的医用酒精和84消毒液混合使用，84消毒液中具有强氧化性的次氯酸钠会将75%的医用酒精中的乙醇氧化，导致消毒效果减弱，故A错误；
B．等物质的量的溴化亚铁和氯气反应生成氯化铁、溴化铁和溴，反应的离子方程式为，故B正确；
C．铜与氧气共热反应生成氧化铜，32g铜完全反应转移电子数目为×2×NAmol—1=NA，铜与硫蒸气共热反应生成硫化亚铜，32g铜完全反应转移电子数目为×1×NAmol—1=0.5NA，故C错误；
D．缺标准状况，无法计算制取0.1mol次氯酸钠需要氯气的体积，故D错误；
故选B。
2．C
【解析】A．Ba(OH)2与Na2SO4发生复分解反应产生BaSO4和NaOH，故反应物能通过一步反应生成产物，A不符合题意；
B．Fe(OH)3和稀盐酸反应产生FeCl3、H2O，反应物能通过一步反应生成产物，B不符合题意；
C．KNO3是可溶性盐，不能与其它物质通过一步反应产生K2CO3，反应物不能通过一步反应生成产物，C符合题意；
D．Fe是比较活泼金属，可以与可溶性铜盐发生置换反应产生Cu单质和亚铁盐，反应物能通过一步反应生成产物，D不符合题意；
故选C。
3．C
【解析】A．在海洋表面水中溶解了少量的氮气，因此海洋中存在游离态的氮，故A错误；
B．图上可以看出海洋中氮的循环起始于氮气转化为，过程中N的化合价降低，被还原，故B错误；
C．氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，因此海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②，故C正确；
D．根据转化关系，硝酸根离子增多，反硝化作用增强，因此向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量，故D错误；
故选C。
4．A
【解析】A．向含Mn2+的溶液中加入NH4HCO3，Mn2+结合HCO电离出的碳酸根生成碳酸锰沉淀，同时促进HCO的电离，产生氢离子，氢离子和HCO反应生成水和二氧化碳，所以离子方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O，A正确；
B．同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合，OH-只够和H+反应，离子方程式为OH-+H+=H2O，B错误；
C．将少量SO2气体通入NaClO溶液中，SO2会被氧化为硫酸根，离子方程式为SO2+H2O+3ClO-=2HClO+SO+Cl-，C错误；
D．向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液，以明矾的物质的量为1mol，含有2molAl3+、3molSO，Al3+恰好生成沉淀时，消耗3molBa(OH)2，SO完全沉淀时，消耗3molBa(OH)2，若所加Ba(OH)2的物质的量大于3mol，则会有Al(OH)3溶解，因此使沉淀的物质的量最大时反应的离子方程式为：2Al3++3SO+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓，D错误；
综上所述答案为A。
5．C
【解析】根据实验目的“探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物”，结合装置图分析可知，X装置为Zn和稀硫酸发生置换反应制备H2的装置，①装置盛有浓硫酸干燥H2，Y装置为氢气和碳酸亚铁制取铁粉的装置，②为检验产物H2O的装置，可盛装白色的无水硫酸铜固体，③装置的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O进入②装置中造成干扰，可以是无水CaCl2，④为检验CO2的装置，据此分析解答问题。
【解析】A．根据上述分析，X装置为Zn和稀硫酸发生置换反应制备H2的装置，分液漏斗可调节稀硫酸的滴入速率从而控制①中气泡产生快慢，A选项正确；
B．①装置盛有浓硫酸干燥H2，防止对后面产物的检验产生干扰，B选项正确；
C．由上述分析可知，②为检验产物H2O的装置，可盛装白色的无水硫酸铜固体，③装置的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O进入②装置中造成干扰，可以是无水CaCl2或无水硫酸铜，但碱石灰会吸收CO2，不能是碱石灰，C选项错误；
D．H2与空气混合加热易发生爆炸，故在加热装置Y前，应先让X反应一段时间，排除装置中的空气，D选项正确；
答案选C。
6．D
【解析】A．由能与氨水反应可知，结合的能力强于，故滴加少量NaOH溶液，先反应，A项错误；
B．硝酸会将氧化为，B项错误；
C．次氯酸的酸性弱于碳酸，次氯酸与不反应，最终产物中次氯酸应写分子式，C项错误；
D．IBr中碘元素为＋1价，溴元素为-1价，发生非氧化还原反应生成和，D项正确。
故选D。
7．A
【解析】A．二氧化硫有毒，可以用作一定范围内的食品添加剂，但必需严格按照国家有关范围和标准使用，否则影响人体健康，A错误；
B．二氧化硫与水反应生成的酸可使蛋白质变性，SO2可用于杀菌消毒，B正确；
C．SO2具有漂白性，能使品红褪色，C正确；
D．工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、丝毛、草帽等，此外二氧化硫还能够抑制霉菌和细菌的滋生，D正确；
答案选A。
8．C
【解析】A．氮的固定分为三类：植物的根瘤菌固氮称为生物固氮、放电条件下生成一氧化氮为高能固氮、工业合成氨反应属于人工固氮，A正确；
B．豆科植物可将大气中的N2转化为NH3，从而实现生物固氮，B正确；
C．氨和铵盐在硝化细菌作用下最终转化为硝酸根离子，氮元素价态升高，被氧化，C不正确；
D．由二氧化碳与氨在一定条件下反应可制得尿素，从而实现含氮无机物与有机氮的转化，蛋白质在动物体内消化可生成氨，实现有机氮向含氮无机物的转化，D正确；
故选C。
9．C
【解析】A．由图示可知，X对应氢化物，化合价为-2价，故X为H2S，A正确；
B．Y为氧化物，化合价为+4价，Y为SO2，硫元素化合价反应中既可以升高又可以降低，故既有氧化性又有还原性，B正确；
C．H2S与SO2反应生成硫单质和水，C错误；
D．Z是酸，化合价是+6价，Z为硫酸，工业上制硫酸的主要原料是硫铁矿，D正确；
故选C。
10．B
【解析】A．浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，同时将球形分液漏斗的顶端与蒸馏烧相连也有利于浓硝酸顺利流入蒸馏烧瓶中，能达到实验目的，故A不选；
B．二氧化氮不仅能溶于水还能与水反应，所以不能用排水法收集二氧化氮，应选用向上排空气法或选用真空收集法收集，故选B；
C．除去反应残液中的不溶物选用过滤装置，故C不选；
D．装置④为蒸发装置可用于发浓缩装置③所得滤液，然后冷却结晶、过滤进行固液分离，故D不选。
答案选B
11．(1)干燥剂
(2)脱水性、强氧化性
(3)BaSO4
【解析】(1)
浓硫酸具有吸水性，能够吸收气体、液体中的水分子及固体中的结晶水，故常用作干燥剂，故答案为：干燥剂；
(2)
蔗糖逐渐变黑，体现了浓硫酸的脱水性，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体SO2，体现了浓硫酸的强氧化性，故答案为：脱水性、强氧化性；
(3)
BaSO4不溶于胃酸，在医疗上可被用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称钡餐，故答案为：BaSO4。
12． CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe+2H+=Fe2++H2↑
【解析】碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水；用澄清石灰水检验 CO2 气体，澄清石灰水变浑浊，生成碳酸钙；表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中，开始时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，片刻后，可观察到有气体产生，是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，据此书写反应的离子方程式。
【解析】(1)碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑； 用澄清石灰水检验 CO2 气体，澄清石灰水变浑浊，生成碳酸钙和水，反应的离子方程式为Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O，故答案为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑； Ca2++2OH-+CO2=CaCO3↓+H2O；
(2)表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中，开始时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ，反应片刻后，可观察到有气体产生，是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；Fe+2H+=Fe2++H2↑。
13． Fe(OH)3 16.8L 1.5NA 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 2HClO2HCl+O2↑ Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋ B
【解析】(1)由反应方程式可知，反应中铁元素的化合价升高被氧化，氢氧化铁是反应的还原剂，当反应中有0.5mol高铁酸钾生成时，消耗标准状况下氯气的体积为0.5mol××22.4L/mol=16.8L，反应转移电子数目为0.5mol×3×NAmol—1=1.5NA，故答案为：Fe(OH)3；16.8L；1.5NA；
(2)过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
(3)工业上制漂白粉的反应为氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；次氯酸遇光发生分解反应生成盐酸和氧气，反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑，故答案为：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；2HClO2HCl+O2↑；
(4)氯化铁溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋；若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，铁比铜活泼，溶液中铁先发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，若FeCl3溶液过量，则铜与氯化铁溶液发生反应Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋；
A．由分析可知，若铜过量，剩余固体中可能会有铜无铁，故不符合题意；
B．由分析可知，铁先参与反应，若氯化铁溶液过量，铜会参与反应，因此不可能出现有铁无铜的结果，故符合题意；
C．由分析可知，假如铁过量，则会出现铁和铜同时存在的结果，故不符合题意；
D．假如氯化铁溶液与铁和铜完全反应，铜和铁均无剩余，故不符合题意；
故选B，故答案为：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋；B。
14．(1)SO2具有还原性，是一种抗氧化剂，可以防止原料被氧化；且SO2是一种杀菌剂，能抑制杂菌的活动
(2) SO2+I2+2H2O= H2SO4+2HI等 测量SO2的含量，首先应考虑固定SO2，可以用SO2的还原性，选择氧化剂如氯水、H2O2、酸性KMnO4溶液等将SO2氧化为SO，加入盐酸酸化后，再加入BaCl2溶液，使之生成BaSO4沉淀，通过称量BaSO4沉淀的质量测SO2的含量 SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+ 测定原理：取一定体积和物质的量浓度的碘水，先滴入少量淀粉溶液，再滴加葡萄酒并使化学反应充分发生，当碘水的蓝色刚好褪去时，I2已恰好完全反应。此时可应用SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+求出葡萄酒中SO2的质量，进而求出葡萄酒中SO2的含量
(3)对人体无害；属于国家规定的食品添加剂；具有还原性，可抑制杂菌生长
【解析】（1）由于SO2中S元素为+4价，处于中间价态，故SO2具有还原性，又因SO2具有毒性，能抑制杂菌的活动，故答案为：SO2具有还原性，是一种抗氧化剂，可以防止原料被氧化；且SO2是一种杀菌剂，能抑制杂菌的活动；
（2）①由于SO2具有还原性，故可以用具有氧化性的物质如碘单质反应，且碘单质遇淀粉溶液变蓝，可以测定SO2的含量，故答案为：SO2+I2+2H2O= H2SO4+2HI等；测量SO2的含量，首先应考虑固定SO2，可以用SO2的还原性，选择氧化剂如氯水、H2O2、酸性KMnO4溶液等将SO2氧化为SO，加入盐酸酸化后，再加入BaCl2溶液，使之生成BaSO4沉淀，通过称量BaSO4沉淀的质量测SO2的含量；
②由于SO2具有还原性，故可以用具有氧化性的物质如碘单质反应，且碘单质遇淀粉溶液变蓝，可以测定SO2的含量，故答案为：SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+；测定原理：取一定体积和物质的量浓度的碘水，先滴入少量淀粉溶液，再滴加葡萄酒并使化学反应充分发生，当碘水的蓝色刚好褪去时，I2已恰好完全反应。此时可应用SO2+I2+2H2O= SO+2I-+4H+求出葡萄酒中SO2的质量，进而求出葡萄酒中SO2的含量；
（3）替代物质需要满足对人体无害；属于国家规定的食品添加剂；具有还原性，可抑制杂菌生长，故答案为：对人体无害；属于国家规定的食品添加剂；具有还原性，可抑制杂菌生长。
15． 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO 2CO＋2NO2CO2＋N2 SO2＋NH3H2O=＋ 2NO2＋4=N2＋4＋4H+ Fe2O3＋6H＋=2Fe3+＋3H2O 在酸性条件下的氧化性强，易被铁屑还原 4Fe＋＋10H+=4Fe2+＋+3H2O
【解析】(1)二氧化氮溶于水，二氧化氮中N元素的化合价由+4价变为+ 5价的硝酸和+2价的一氧化氮，该反应的化学方程式是3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。
(2)NO和CO通过催化转化器转化为两种无污染的气体是氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式是2CO＋2NO2CO2＋N2。
(3)由原理图可知，SO2与氨水反应生成亚硫酸氢铵，则SO2被吸收的离子方程是SO2＋NH3H2O=＋，NO2被吸收的反应物为NO2、NH4HSO3，NO2中氮元素为+4价，生成物有氮气，所以亚硫酸氢根离子中硫被氧化成硫酸根离子，则NO2被吸收的离子方程式是2NO2＋4=N2＋4＋4H+。
(4)除锈是用强酸与氧化铁反应，反应的离子方程式为：Fe2O3＋6H＋=2Fe3+＋3H2O。
(5)pH调至2.5是因为在酸性条件下的氧化性强，易被铁屑还原。
(6)根据图示知道t1时刻前，硝酸根离子、氢离子浓度逐渐减小，亚铁离子浓度增大，铵根离子浓度增大，则t1时刻前，金属铁和硝酸之间发生反应4Fe＋＋10H+=4Fe2+＋+3H2O。
16．20%~30%
【解析】由于反应Fe+2Fe3+=3Fe2+存在的可能性，题中“两者恰好完全反应”隐含三种情况，设HNO3为xg，第一种情况：Fe恰好与HNO3反应生成Fe（NO3）3，
Fe + 4 HNO3 = Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
56g 252g
40g xg
xg=（40g×252g）/56g=180g
硝酸的质量分数为：w（HNO3）=180g/600g×100%=30%
第二种情况：Fe恰好与HNO3反应生成Fe（NO3）2，
3Fe + 8 HNO3 = 3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O
168g 504g
40g xg
xg=（40g×504g）/168g=120g
硝酸的质量分数为：w（HNO3）=120g/600g×100%=20%
第三种情况：Fe与HNO3反应生成Fe（NO3）3和Fe（NO3）2，硝酸的质量分数介于
20%～30%之间。
故稀硝酸的质量分数为20%～30%。
17． 0.4g 3：1 5.5
【解析】(1)标准状况下4.48L氢气的物质的量为：4.48L÷22.4L/mol=0.2mol，其质量为：2g/mol×0.2mol=0.4g，故答案为：0.4g；
(2)设混合物中Fe、Fe2O3的物质的量分别为xmol、ymol，根据混合物总质量可得：①56x+160y=32.8，反应后的溶液中加入KSCN不变红，说明反应后溶液中无Fe3+，说明Fe、Fe2O3反应后生成Fe2+，且生成0.2mol氢气，根据电子守恒可得：②2x=2y+0.2×2，联立①②可得：x=0.3、y=0.1，则原混合物中铁和氧化铁的物质的量之比=0.3mol：0.1mol=3：1，故答案为：3：1；
(3)反应后的溶液中c(H+)为0.5mol/L，含有氢离子的物质的量为：0.5mol/L×0.2L=0.1mol，剩余盐酸的物质的量为0.1mol，反应后溶液中无Fe3+，说明Fe、Fe2O3反应后生成氯化亚铁，根据Fe守恒可知生成氯化亚铁的物质的量为：0.3mol+0.1mol×2=0.5mol，所以根据氯离子守恒可知原溶液中盐酸的物质的量为：0.1mol+0.5mol×2=1.1mol，原盐酸的物质的量浓度为：1.1mol÷0.2L=5.5mol/L，故答案为：5.5。
18．(1)4∶2∶1
(2)2mol/L
(3)60％
【解析】（1）根据阿伏伽德罗定律，气体体积比等于其物质的量之比，可得，；故答案为：4：2：1；
（2）混合溶液稀释前后溶质的物质的量不变，则混合后溶液中，，混合后溶液中硫酸根来源于硫酸铜与硫酸铁电离，故，向溶液中加入铁粉，经过足够长的时间，铁粉有剩余，则硫酸铜、硫酸铁完全反应，此时溶液中溶质为FeSO4,=2mol/L；故答案为：2mol/L；
（3）氢氧化钠的平均体积，氢氧化钠中和稀盐酸13mL，碳酸钙消耗稀盐酸12mL，，消耗盐酸的物质的量为，CaCO3与HCl的物质的量之比1:2时恰好完全反应，，故CaCO3的质量分数，w％％=60％； 故答案为：60％ 。
19． 加快铁与稀硫酸的反应速率，使铁屑充分溶解 蒸发皿 表面有晶膜生成 2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O 红棕 BD Ba2+＋SO3＋H2O＝BaSO4↓＋2H+(或2Ba2+＋2SO2＋O2＋2H2O＝2BaSO4↓＋4H+) 检验产物中是否含有SO2 不能 取 B 中少量溶液于试管中，滴加少量 NaOH溶液并加热，能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明分解产物中含有NH3
【解析】Ⅰ．称取一定量铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热，过滤将FeSO4滤液中加入(NH4)2SO4晶体，加热搅拌至全部溶解，再蒸发浓缩至溶液表面有晶膜出现时，静置冷却结晶，抽滤，用少量洗涤剂洗涤晶体2～3次，将晶体放在表面皿上晾干可得产品硫酸亚铁铵晶体；
Ⅱ．(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O在A装置中受热分解，生成 红棕色Fe2O3，B中吸收碱性气体NH3，还会产生白色沉淀BaSO4，C中品红褪色，说明生成了SO2、最后用排水收集法收到难溶性的 N2 。
【解析】(1)适当加热可以加快铁与稀硫酸的反应速率，使铁屑充分溶解；
(2)蒸发需要在蒸发皿中进行，所以需将滤液转移到蒸发皿中，蒸发溶液时，当观察到表面有晶膜生成时停止加热；
(3)氮元素和铁元素化合价升高，根据在氧化还原反应中化合价有升必有降，硫化合价降低，根据电子守恒和元素守恒可得：2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O；
(4)根据方程式可知(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O在A装置中受热分解会生成红棕色Fe2O3，所以加热过程中A中固体逐渐变为红棕色；FeO溶于酸可以产生Fe2+，亚铁离子具有还原性，所以可先用稀硫酸(盐酸也会还原高锰酸钾，所以不用盐酸)溶解FeO，再滴加酸性高锰酸钾溶于，若溶液褪色则有FeO，反之则无，故选BD；
(5)SO2不与氯化钡溶液反应，所以B中产生白色沉淀是BaCl2、SO2和O2的共同作用，白色沉淀为BaSO4，反应的离子方程式为：2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4↓+4H+；
(6)SO2可用使品红褪色，所以C的作用是：检验产物中是否含有SO2；
(7)因为收集到的不是纯的氧气，所以不能用带火星的木条检验；
(8)检验NH3就是检验B溶液中是否含有NH，操作方法为：取 B 中少量溶液于试管中，滴加少量 NaOH溶液并加热，能产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，说明分解产物中含有NH3。
20． ② CaO＋NH3·H2O=Ca(OH)2＋NH3↑ 碱石灰或氢氧化钠或生石灰 防止水蒸气进入C中导致氨基锂水解 排尽装置中的空气，防止加热时Li与氧气反应 球形干燥管末端基本没有气泡冒出时 取适量LiNH2加入盛有热水的试管中，在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸，若观察到试纸变蓝，则证明有氨气生成
【解析】（1）实验室选用氯化铵与熟石灰加热的情况下制备氨气；CaO溶于水生成氢氧化钙并放出大量的热，OH-浓度增大，使NH3与水反应的平衡逆向移动，浓氨水受热分解生成氨气；
（2）X是用于干燥氨气的；因LiNH2溶于冷水，且遇热水强烈水解，据此分析D的作用；
（3）Li非常活泼，在加热条件下容易被空气氧化，需排尽装置中的空气；
（4）依据水解原理分析可知产物之一为氨气，根据氨气的性质选择检验方案。
【解析】（1）氯化铵与Ca(OH)2反应需要加热且有水生成，故应选用②；CaO与氨水反应生成NH3与Ca(OH)2，化学方程式为：CaO＋NH3·H2O=Ca(OH)2＋NH3↑，故答案为②；CaO＋NH3·H2O=Ca(OH)2＋NH3↑；
（2）由于锂能与水反应，故B是干燥装置，可用NaOH、生石灰或碱石灰做干燥剂干燥NH3；氨基锂溶于冷水、遇热水强烈水解，因此D的作用是防止E中水蒸气进入C中导致生成的氨基锂水解，故答案为碱石灰或氢氧化钠或生石灰；防止水蒸气进入C中导致氨基锂水解；
（3）加热时锂易与空气中的氧气反应，故先通入NH3的目的是将装置中的空气排尽，E的作用是吸收尾气NH3，NH3极易溶于水，故当E中球形干燥管末端基本无气泡冒出时，说明装置中的空气基本排尽，故答案为排尽装置中的空气，防止加热时Li与氧气反应；球形干燥管末端基本没有气泡冒出时；
（4）LiNH2水解时产物应是LiOH和NH3，可用湿润的红色石蕊试纸或pH试纸检验NH3，故方案可设计如下：取适量LiNH2加入盛有热水的试管中，在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸，若观察到试纸变蓝，则证明有氨气生成。