专题9 金属与人类文明 单元测试
高一下学期化学苏教版(2019)必修第二册
一、单选题
1.有关铁的氧化物的说法中,错误的是( )
A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶体,其中1/3的铁显+2价,2/3的铁显+3价
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐
D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
2.利用下列装置及药品能达到实验目的的是( )
A B C D
量取9.5mL液体 制备并收集NH3 完成铝热反应 制备并收集NO2
A.A B.B C.C D.D
3.赏心悦目的雕花玻璃是用下列物质中的哪种对玻璃进行刻蚀而制成的( )
A.盐酸 B.氢氟酸 C.烧碱 D.纯碱
4.向溶液中滴入几滴KSCN溶液,出现的现象为
A.红色沉淀 B.棕黄色溶液 C.红色溶液 D.浅绿色溶液
5.《厉害了,我的国》展示了中国在探索太空、开发深海、开发5G技术等领域取得的举世瞩目的成就。它们与化学有着密切联系,下列对应关系错误的是( )
A.5G手机芯片的关键材料——二氧化硅
B.神舟飞船航天员穿的航天服的材料——多种合成纤维
C.制造“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳采用的钛合金——金属材料
D.神舟飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分——新型无机非金属材料
6.硅与碳同主族,是构成地壳的主要元素之一,下列说法正确的是
A.单质硅和金刚石中的键能:
B.和中化合价均为-4价
C.中Si原子的杂化方式为sp
D.碳化硅硬度很大,属于分子晶体
7.下列说法正确的是( )
A.H2、SO2、CO2三种气体都可用于浓硫酸干燥
B.SiO2既能和氢氧化钠溶液反应也能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物
C.Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应
D.SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4
8.下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )
A. B. ↑
C. D. ↑
9.下列说法正确的是( )
A.二氧化硅、生石灰均可以与水反应,都能用作干燥剂
B.、、均属于酸性氧化物,都能与水发生化合反应
C.检验治疗缺铁性贫血的约物是否变质可用KSCN溶液
D.CO、NO、均是大气污染物,在空气中都能稳定存在
10.下列“类比”合理的是( )
A.铜在氧气中燃烧生成氧化铜,则铜和硫粉混合加热中生成硫化铜
B.AlCl3溶液中滴加NaAlO2溶液能产生沉淀,则FeCl3溶液中加入NaAlO2溶液也能产生沉淀
C. 能与氢气发生加成,则 也能与氢气发生加成
D.乙醇能被氧气在铜的作用下催化氧化,则所有的醇都能被氧气在铜的作用下催化氧化
11.下列实验操作、现象和所得结论都正确的是( )
选项 实验 现象 结论
A 向滴有酚酞的 Na2CO3 溶液中加入少量氯化钡固体,振荡 溶液红色变浅 Na2CO3溶液存在水解平衡
B 向X溶液中滴加几滴新制氯水,振 荡 ,再加入少量KSCN溶液 溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+
C 检验食盐是否加碘( KIO3), 取少量食盐溶于水,用淀粉碘化钾试纸检验 试纸不变蓝 该食盐不含有KIO3
D 向蛋白质溶液中加入CuSO4或( NH4)2 SO4 的饱和溶液 均有沉淀生成 蛋白质均发生了盐析
A.A B.B C.C D.D
12.化学与生活息息相关,下列说法错误的是( )
A.“84消毒液”的主要有效成分是NaClO,NaClO通过氧化灭活病毒
B.铁粉和氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
C.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
D.“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”文中的“气”是指乙烯
13.以下实验操作,不能达到目的的是( )
A.装置甲∶既可以盛装浓硫酸干燥,也可以用来收集
B.装置乙∶根据铝热反应原理可制得金属锰
C.装置丙∶实验室制取乙酸乙酯
D.装置丁∶挤压胶头滴管水滴下后,气球会鼓起来
14.黑钨矿的主要成分为、(含杂质)。已知:;。
工业上以黑钨矿为原料利用纯碱烧结水浸法冶炼金属钨的流程如图。下列说法错误的是( )
A.为加快水浸的溶解速率,应将烧结物粉碎
B.滤渣1经铝热反应可制得金属铁和锰,滤渣2为硅酸
C.同浓度的钨酸根离子结合质子的能力比硅酸根离子更强
D.“除杂”步骤中加入的盐酸应适量,溶液的pH须控制在特定范围内
15.化学与生产、生活息息相关。下列说法错误的是( )
A.甜度仅为蔗糖40%的麦芽糖既能发生水解反应,又能发生银镜反应
B.乙醇的体积分数为75%的医用酒精能使细菌蛋白质发生变性
C.用纤维素制取硝酸纤维的过程中发生了酯化反应
D.5G技术中使用的光导纤维不与任何酸碱反应
16.陶瓷、青铜器、书画作品等都是中华文化的瑰宝,其中蕴藏丰富的化学知识。下列说法错误的是( )
A.《茶经》中,唐代邢窑白瓷为上品,其烧制原料主要成分含有SiO2、Al2O3、Fe2O3
B.宋 王希孟《千里江山图》卷中的绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
C.商代后期铸造出工艺精湛的青铜器司母戊鼎,其材质属于合金
D.书画作品用的纸张,其化学成分主要是纤维素
二、综合题
17.铁黄(FeOOH)可用作颜料。一种由钛铁矿浸出后的废液[主要含FeSO4、Fe2(SO4)3和TiO(SO4)2]制取铁黄的过程如下:
已知:① “除钛”时TiO2+发生水解反应TiO2++H2O TiO2↓+2H+;
② 实验中Fe2+开始生成Fe(OH)2沉淀时pH=6.3,Fe3+开始生成FeOOH时pH=1.5,完全沉淀时pH=2.8。
(1)检验废液中存在Fe2+的方法是 。
(2)“除钛”时需进行加热,目的是 。
(3)“氧化”时的离子方程式为 。
(4)为测定铁黄产品的纯度,现进行如下实验:准确称取2.000g铁黄样品,向其中加入50mL1.000 mol·L-1 H2SO4,待固体完全溶解后,向其中加入Na2C2O4溶液[发生反应:Fe3++3C2O=Fe(C2O4),Fe(C2O4) 不与稀碱液反应],反应后将溶液稀释至100 mL,量取25.00mL于锥形瓶中,滴入2滴指示剂,用0.400 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定剩余的酸,恰好完全反应时,消耗NaOH溶液体积为25.00mL。
① 实验过程中Na2C2O4应过量,过量Na2C2O4会与H2SO4反应生成H2C2O4,为不影响测定结果,指示剂可使用 (填“甲基橙”“石蕊”或“酚酞”)。(已知NaHC2O4溶液呈酸性)
②计算该产品的纯度 (写出计算过程)。
(5)控制pH= 4~4.5,温度80~85 ℃,硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,摩尔质量为392 g·mol-1]与KClO3可发生反应:6Fe2++ClO+9H2O=6FeOOH↓+12H++Cl-。反应过程中沉淀的颜色变化为灰绿→墨绿→红棕→淡黄。请补充完整由硫酸亚铁铵制取铁黄的反应:称取2.352 0 g (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,放在烧杯中,加水充分溶解后, ,过滤、洗涤、干燥后得到铁黄产品。(可选用的仪器和试剂:恒温水浴槽、2 mol·L-1 NaOH溶液、KClO3固体)
18.我国平原地区地下水质量差,铁、锰含量较高,需进行处理才能达到饮用水标准。地下水中铁锰的来源主要是矿物FeCO3和MnCO3。
(1)酸雨地区地下水中铁含量更高,结合化学用语从平衡移动角度解释原因 。
(2)去除Fe2+
①除铁滤池经过曝气3~7天后,滤料表面形成 色物质,其成分是Fe(OH)3,使得溶液中Fe2+含量迅速下降,其作用过程如图所示。
②将过程ii的离子方程式补充完整:。
过程i:Fe2++Fe(OH)3=[Fe(OH)2OFe]++H+
过程ii:4[Fe(OH)2OFe]++ +10H2O= +
③有利于提高过程ii反应速率的措施是 (填序号)。
A.降低温度 B.通入足量O2 C.搅拌
(3)去除Mn2+
向除锰滤池中加入ClO2将Mn2+氧化为MnO2,随着反应进行,滤池溶液的pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
19.向20 mL 某浓度的AlCl3溶液中滴入2 mol·L-1的NaOH溶液时,所得的沉淀质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示:
(1)图中A点表示的意义是 。
(2)最大沉淀量是 g。
(3)B点表示的意义是 。
(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度是 。
(5)当所得沉淀量为0.39克时,用去NaOH溶液的体积是 mL 或 mL。
20.铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。
①铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:
②以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:
回答下列问题:
(1)写出反应1的化学方程式 , ;
(2)滤液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是 ,反应2的离子方程式为 ;
(3)E可作为建筑材料,化合物C是 ,写出由D制备冰晶石的化学方程式 ;
(4)电解制铝的化学方程式是 ,以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是 。
三、推断题
21.图中所涉及的物质均为中学化学中的常见物质,其中D为黄绿色气体,E为Fe,除D、E、C外其余为化合物。它们存在如图转化关系,反应中生成的水及次要产物均已略去。
(1)写出有关物质的化学式:B ,F ,H 。
(2)指出MnO2在相关反应中的作用:反应①中是 剂,反应②中是 剂。
(3)若反应①是在加热条件下进行,则A的化学式是 ;若反应①是在常温条件下进行,则A的化学式是 。
(4)写出B与MnO2共热获得D的化学方程式 。
(5)写出F与B反应的化学方程式 。
(6)检验H溶液中阳离子的试剂为 。
22.某兴趣小组对某种储氢材料X开展探究实验。
其中X由三种短周期主族元素组成,且阴、阳离子个数比为2∶1,回答下列问题:
(1)X的化学式是 ,化合物H的电子式为 。
(2)溶液E和过量 发生反应的离子方程式为 。
(3)某种钠盐和X具有相同的阴离子,且该钠盐可由两种二元化合物发生非氧化还原反应合成,请写出一个可能的化学方程式: 。
(4)气体A与单质D制备化合物H的过程中,通常产物中会夹杂单质D,请设计实验方案,检验产品中是否含有单质D: 。
答案解析部分
1.D
A.Fe2O3是红棕色的,是赤铁矿主要成分,常用作红色油漆和涂料,不符合题意;
B.Fe3O4是黑色晶体,可以写作Fe2O3 FeO,其中1/3的铁显+2价,2/3的铁显+3价,不符合题意;
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,都是酸性氧化物,都能和盐酸反应生成相应的盐,不符合题意;
D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4,符合题意;
故答案为:D。
赤铁矿是红棕色可以用来做油漆和涂料,四氧化三铁可以写成Fe2O3 FeO,正三价和正二价铁都有,铁的金属氧化物不溶于水,盐酸相对而言,氧化性不强,可以生成对应的盐,氧化亚铁不稳定,在空气迅速生成四氧化三铁
2.C
A.量取9.5mL液体,应使用量程接近的10mL的量筒,故A不符合题意;
B.氯化铵受热分解产生的氨气和氯化氢气体遇冷后又化合为氯化铵,实验室常用NH4Cl和Ca(OH)2混合物加热制备NH3,故B不符合题意;
C.铝比铁活泼,点燃镁条,放出热量,引发反应,铝能将铁从氧化铁中置换出来,完成铝热反应,故C符合题意;
D.NO2溶于水生成NO,不能用排水法收集,故D不符合题意;
故答案为:C。
A.量筒的规格应与液体的体积接近;
B.加热氯化铵分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口化合生成氯化铵;
C.点燃Mg条可引发铝热反应;
D.二氧化氮与水反应。
3.B
玻璃能和氢氟酸反应,因此常用氢氟酸来雕刻玻璃,
故答案为:B。
玻璃的成分主要是二氧化硅,能与氢氟酸发生反应,据此分析解答即可。
4.C
氯化铁溶液中滴入几滴KSCN溶液,发生Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,溶液显红色,故C符合题意;
故答案为:C。
铁离子遇KSCN溶液变红色。
5.A
A.5G手机芯片的关键材料是硅,硅为半导体,二氧化硅是光导纤维的成分,故A符合题意;
B.神舟飞船航天员穿的航天服的材料是多种合成纤维制成,故B不符合题意;
C.金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等,故钛合金是金属材料,故C不符合题意;
D.新型无机非金属材料在性能上比传统无机非金属材料有了很大的提高,可适用于不同的要求,如高温结构陶瓷、压电陶瓷、透明陶瓷、超导陶瓷等都属于新型无机非金属材料,故D不符合题意;
故答案为:A。
易错分析:二氧化硅用途有:装饰品、建筑材料、光导纤维;单质硅用途:半导体、计算及芯片、太阳能电池。
6.A
A.原子半径:Si>C,键长:Si-Si>C-C,则键能:Si-Si<C-C,故A符合题意;
B.H的电负性大于Si,SiH4中Si的化合价为价,故B不符合题意;
C.SiO2中Si的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3杂化,故C不符合题意;
D.碳化硅的硬度很大,属于共价晶体,故D不符合题意;
故答案为:A。
A.原子半径越小,键长越短;
B.H的电负性大于Si;
C.依据价键规律分析;
D.依据物理性质分析。
7.A
A、H2、SO2、CO2三种气体和浓硫酸不反应,都可用浓硫酸干燥,选项A符合题意;
B、氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,不符合两性氧化物的定义,不是两性氧化物,选项B不符合题意;
C.Al2O3是两性氧化物,能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水,而MgO为碱性氧化物,不与NaOH溶液反应,选项C不符合题意;
D、二氧化硫通入硝酸钡溶液中,酸性条件下,硝酸根具有强氧化性,将亚硫酸氧化为硫酸,进一步反应得到硫酸钡,故SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO4,选项D不符合题意;
故答案为:A。
两性氧化物 是指既可以与酸反应生成盐和水又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。MgO为碱性氧化物,不与NaOH溶液反应。硝酸根具有强氧化性,所以均得到BaSO 4。
8.A
A.镁的还原性强于氢,镁是活泼金属,常用电解法制取,故A符合题意;
B.钠是活泼金属,常用电解法制取, ↑ ,故B不符合题意;
C.铁是较活泼金属,常用热还原法制取, ,故C不符合题意;
D.汞是不活泼金属,常用热分解法制取, ↑ ,故D 不符合题意;
故答案为:A。
一般金属性很活泼的金属采用的是电解法制取金属,如钠、镁、铝等,常见的一般金属铁,锌等可以采用还原方法制取,一般不活泼的可以用加热法进行制备
9.C
A.二氧化硅与水不反应,A不符合题意;
B.与水反应生成HNO3和NO,不属于酸性氧化物,B不符合题意;
C.变质被氧化生成的Fe3+,遇KSCN溶液显血红色,可用KSCN溶液检验是否变质,C符合题意;
D.NO遇O2即发生反应生成NO2,NO在空气中不能稳定存在,D不符合题意;
故答案为:C。
A.二氧化硅不能与水反应;
B.不是酸性氧化物;
D.NO在空气中易被氧化为NO2,不能稳定存在。
10.B
A.根据元素周期律,S的氧化性弱于O的,所以铜和硫粉混合加热生成硫化亚铜。A不符合题意。
B.AlCl3溶液中滴加NaAlO2溶液能产生沉淀,是因为Al3+水解呈酸性,提供了H+,类比,Fe3+也可以水解,提供H+,所以FeCl3溶液中加入NaAlO2溶液也能产生沉淀。B符合题意。
C. ,这是肽键,不能与氢气加成。C不符合题意。
D.并不是所有的醇都可以发生催化氧化反应,只有与羟基直接相连的C上还有H,醇才可以发生催化氧化反应。D不符合题意。
故答案为:B。
A、铜与硫粉反应生成Cu2S;
B、Al3+、Fe3+都能与AlO2-发生双水解反应;
C、肽键中的碳氧双键不能与H2发生加成反应;
D、与羟基直接相连的碳原子上不含有氢原子,则不可发生催化氧化反应;
11.A
A.Na2CO3溶液中存在CO32-+H2O HCO3-+OH-,故而加入酚酞显红色,加入少量氯化钡固体,CO32-和Ba2+反应生成BaCO3,平衡左移,OH-浓度减小,红色变浅,A符合题意;
B.溶液中无Fe2+,含Fe3+也能出现相同的现象,B不符合题意;
C.KIO3在酸性条件下才能和KI发生氧化还原反应生成I2,操作不符合题意,可加入少量食醋再观察现象,C不符合题意;
D.蛋白质溶液中加入CuSO4发生变性,加入(NH4)2 SO4的饱和溶液发生盐析,D不符合题意。
故答案为:A。
A.加入钡离子,消耗碳酸根离子,影响平衡的移动
B.先加入硫氰化钾溶液再加入氯水进行判断
C.反应在酸性条件下进行
D.盐析是可逆的,但是加入硫酸铜后,蛋白质变性
12.B
A.“84消毒液”的主要有效成分是NaClO,NaClO具有强氧化性,能使蛋白质发生变性,能杀菌消毒,故A不符合题意;
B.铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热,生成液态的铁,可以将两段铁轨焊接在一起,故其可用于焊接铁轨,但是铁粉与氧化铝不能发生铝热反应,故B符合题意;
C.温度升高,蛋白质会发生变性,为避免蛋白质变性失活,疫苗一般应冷藏存放,故C不符合题意;
D.乙烯具有促进果实成熟的作用,根据题意可知,这种“气”是指乙烯,故D不符合题意;
故答案为:B。
发生铝热反应的前提是铝的活动性强于氧化物中的金属,铁的活动性弱于氧化铝不发生反应,其他选项均正确
13.C
A.的密度比空气大,气体从b口进可收集,还可以用该装置盛装浓硫酸干燥,A项不符合题意;
B.Al的活泼性大于Mn,所以Al能置换出Mn,则可以根据铝热反应原理可制得金属锰,B项不符合题意;
C.NaOH溶液促进乙酸乙酯水解,右边试管中应该用饱和碳酸钠溶液,C项符合题意;
D.将水滴入烧瓶中,HCl极易溶于水会导致烧瓶中压强急剧降低而使气球鼓起来,D项不符合题意;
故答案为:C。
乙酸乙酯的制备实验中用饱和碳酸钠溶液吸收乙醇、中和乙酸,收集乙酸乙酯,乙酸乙酯再2氢氧化钠溶液中会水解。
14.C
A.将烧结物粉碎可以增大反应物的接触面积,加快水浸的溶解速率,故A不符合题意;
B.由分析可知,滤渣 1 是难溶于水的 Fe2O3、MnO2,经铝热反应可制得金属铁和锰,滤渣2为硅酸,故B不符合题意;
C.流程中硅酸根离子先于钨酸根离子沉淀,说明同浓度的钨酸根离子结合质子的能力比硅酸根离子更弱,故C符合题意;
D.“除杂”步骤中加入的盐酸应适量,溶液的pH须控制在特定范围内,若加入盐酸过多,可能会提前生成钨酸沉淀,故D不符合题意;
故答案为:C。
解答流程题的一般思路是:浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图;了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用;解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应,利用了什么原理。每一步操作进行到什么程度最佳,每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物,杂质或副产物是怎样除去的等等。
15.D
A.麦芽糖分子结构中有醛基,具有还原性是一种还原糖。因此可以与银氨溶液发生银镜反应,也可以与新制碱性氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。可以在一定条件下水解,生成两分子葡萄糖,故A不符合题意;
B.乙醇可以提供自己的羟基或羰基上的氢或氧去形成氢键,从而破坏了蛋白质中原有的氢键,使蛋白质变性,故B不符合题意;
C.纤维素分子中有羟基,能够与硝酸发生反应生成酯硝酸纤维和水,发生的是酯化反应,故C不符合题意;
D.D光导纤维成分是二氧化硅,可以和氢氧化钠反应SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,故D符合题意;
故答案为:D。
光导纤维中的物质是二氧化硅,可以和氢氟酸和氢氧化钠强碱反应,其他选项均正确
16.A
A.Fe2O3是红棕色固体,白瓷中不可能存在红棕色的成分,故A符合题意;
B.铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,则绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,故B不符合题意;
C.青铜是金属治铸史上最早的合金,在纯铜中加入锡或铅的合金,故C不符合题意;
D.纸张是由木材制造的,木材的主要成分是纤维素,即纸张的成分是纤维素,故D不符合题意;
故答案为:A。
A:Fe2O3是红棕色固体,白瓷中不可能存在红棕色的成分,陶瓷 的原料主要是粘土
B:铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
C:青铜是金属治铸史上最早的合金
D:木材的主要成分是纤维素,即纸张的成分是纤维素
17.(1)取少量废液于试管中,向其中滴加K3[Fe(CN)6](或酸性KMnO4)溶液,若生成蓝色沉淀(或溶液不变红),则存在Fe2+
(2)加快水解反应的速率,促进水解反应向正反应方向进行
(3)4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+
(4)酚酞;89.0%
(5)将烧杯置于80~85 ℃的恒温水浴槽中,边搅拌边将质量为0.122 5 g的KClO3分批加入到烧杯中,过程中滴加2 mol·L-1 NaOH溶液,控制溶液pH在4~4.5之间,待沉淀颜色都变为淡黄色
(1)检验亚铁离子可用K3[Fe(CN)6]溶液观察是否生成蓝色沉淀,也可利用其还原性加酸性高锰酸钾,观察高锰酸钾是否褪色,故答案为:取少量废液于试管中,向其中滴加K3[Fe(CN)6](或酸性KMnO4)溶液,若生成蓝色沉淀(或溶液不变红),则存在Fe2+;
(2)“除钛”利用的是水解反应原理,水解是吸热的,加热能促进水解,且能加快反应速率,故答案为:加快水解反应的速率,促进水解反应向正反应方向进行;
(3)“氧化”时亚铁离子与氧气反应生成FeOOH,根据得失电子守恒可得反应:4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+,故答案为:4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH↓+8H+;
(4)滴定过程中过量剩余硫酸与过量草酸钠反应生成的H2C2O4与标准液氢氧化钠反应生成Na2C2O4,终点溶液呈碱性,应选用变色范围在8.2-10.0的酚酞作指示剂;根据反应过程可得:,则消耗氢氧化钠的物质的量等于剩余硫酸中氢离子的总物质的量,则;则与FeOOH反应的氢离子的物质的量,再根据:,可得:,该产品的纯度=;故答案为:酚酞;89.0%;
(5)由硫酸亚铁铵制取铁黄的反应:称取2.352 0 g (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,放在烧杯中,加水充分溶解后,再将烧杯置于80~85 ℃的恒温水浴槽中,边搅拌边将质量为0.122 5 g的KClO3分批加入到烧杯中,过程中滴加2 mol·L-1 NaOH溶液,控制溶液pH在4~4.5之间,待沉淀颜色都变为淡黄色;故答案为:将烧杯置于80~85 ℃的恒温水浴槽中,边搅拌边将质量为0.122 5 g的KClO3分批加入到烧杯中,过程中滴加2 mol·L-1 NaOH溶液,控制溶液pH在4~4.5之间,待沉淀颜色都变为淡黄色;
(1)检验亚铁离子可用K3[Fe(CN)6]溶液或酸性高锰酸钾;
(2)利用水解反应原理分析;
(3)根据反应物和产物的化学式,利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写;
(4)变色范围都在滴定突变范围内,可以作为滴定指示剂;根据反应过程消耗氢氧化钠的物质的量等于剩余硫酸中氢离子的总物质的量计算;
(5)利用已知信息选择操作方法。
18.(1)FeCO3(s) Fe2+(aq)+CO32-(aq),酸雨中含H+,结合CO32-,使得平衡正向移动,增大地下水中Fe2+的浓度
(2)红褐;O2;8Fe(OH)3;4H+;BC
(3)变小
(1)FeCO3难溶于水,在溶液中存在沉淀溶解平衡:FeCO3(s) Fe2+(aq)+CO32-(aq),酸雨中含有H+浓度较大,H+结合CO32-形成HCO3-,使得溶液中c(CO32-)浓度降低,沉淀溶解平衡正向移动,最终使地下水中Fe2+的浓度增大;(2)①除铁滤池经过曝气3~7天后,表面被氧化产生Fe(OH)3,由于Fe(OH)3是红褐色难溶性物质,因此会看到滤料表面形成红褐色物质;②根据电子守恒、原子守恒电荷守恒,可得过程ii的离子方程式为:4[Fe(OH)2OFe]++O2+10H2O=8Fe(OH)3+4H+;③A. 降低温度,物质具有的能量降低,反应速率减低,A不正确;
B. 通入足量O2,增大了反应物浓度,化学反应速率加快,B正确;
C. 搅拌能够使反应物充分接触,反应物接触面积增大,反应速率加快,C正确;
故合理选项是BC;(3)向除锰滤池中加入ClO2可将Mn2+氧化为MnO2,在溶液中发生反应:2ClO2+6H2O+5Mn2+=2Cl-+5MnO2+12H+,可见随着反应进行,滤池溶液中c(H+)增大,导致溶液的酸性增强,溶液的pH变小。
(1)根据FeCO3在溶液中存在沉淀溶解平衡分析;(2)①根据Fe(OH)3是红褐色难溶性物质分析;②根据题目已知条件,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒,书写方程式;③根据化学反应速率的影响因素分析;(3)结合发生的氧化还原反应,分析溶液中H+离子浓度变化进行判断。
19.(1)AlCl3与NaOH恰好完全反应,得到最大沉淀量
(2)0.78
(3)Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解
(4)0.5 mol·L-1
(5)7.5;17.5
(1)开始AlCl3与NaOH反应Al3++3OH-= Al(OH)3↓,生成Al(OH)3沉淀,随着NaOH量逐渐增多,Al(OH)3量逐渐增大,到A点时氢氧化钠将AlCl3恰好完全沉淀时,Al(OH)3沉淀达到最大量,图中A点表示的意义是AlCl3与NaOH恰好完全反应,得到最大沉淀量;(2)根据反应方程式可知:n[Al(OH)3]=" 1/3n(NaOH)=1/3×2" mol/L×0.015L=0.01mol,其质量是m[Al(OH)3]=" 0.01mol×" 78g/mol= 0.78g;(3)Al(OH)3沉淀达到最大量后,再加NaOH,发生 Al(OH)3+ OH-= AlO2-+ 2H2O,沉淀量又逐渐减少,到B点时Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解消失,所以B点表示的意义是Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解;(4)根据铝原子守恒,则n(AlCl3) =n[Al(OH)3]= 0.01mol,根据溶液的物质的量浓度定义式c=n/V可知氯化铝的物质的量浓度c=0.01mol÷ 0.02L=0.5mol/L;(5)0.39 g Al(OH)3的物质的量n[Al(OH)3]=0.39g÷78g/mol"=0.005mol< 0.01mol。当NaOH溶液不足时,生成0.39 g Al(OH)3所需NaOH的物质的量为0.005mol×3=0.015mol,则需要NaOH溶液的体积=0.015mol÷2mol/L=0.0075L=7.5mL;当NaOH溶液过量时,还剩余0.39 g Al(OH)3,溶解0.39 g Al(OH)3可以消耗0.005molNaOH,故共消耗NaOH的物质的量=0.02L×2mol/L -0.005mol=0.035mol,需要NaOH溶液的体积="0.035mol÷2mol/L= 0.0175L= 17.5mL。
20.(1)2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O;2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O
(2)CaSiO3;2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
(3)浓H2SO4;12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O
(4)2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑;O2、CO2(CO)
(1)二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠与水,反应方程式为:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,反应方程式为:2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O,故答案为:2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O;2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O;(2)滤液Ⅰ中含有硅酸钠、偏铝酸钠,加入CaO,生成氢氧化钙,氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀;由工艺流程可知,B为氢氧化铝,故气体A为二氧化碳,滤液Ⅱ主要是偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液通入二氧化碳,生成氢氧化铝与碳酸钠,反应方程式为:2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-,故答案为:CaSiO3;2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-;(3)由工艺流程可知,气体C含有F元素,应是HF,故C为浓硫酸;根据元素守恒,可知HF与碳酸钠、氢氧化铝反应生成冰晶石,同时生成二氧化碳、水,反应方程式为:12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O,故答案为:浓H2SO4;12HF+3Na2CO3+2Al(OH)3=2Na3AlF6+3CO2+9H2O;(4)电解熔融的氧化铝生成铝与氧气,反应方程式为:2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑,阳极生成氧气,部分氧气可以石墨反应生成二氧化碳、CO,故阳极气体有O2、CO2(或CO),故答案为:2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑;O2、CO2(或CO)。
(1)氧化铝和二氧化硅都可以和氢氧化钠溶液反应,分别生成偏铝酸钠和硅酸钠
(2)氧化钙与水反应生成氢氧化钙与硅酸钠反应生成硅酸钙沉淀,通入的气体是二氧化碳,即二氧化碳和偏铝酸钠反应
(3)根据元素守恒,产物中有氟元素,所以气体中有氟元素,可能是氟化氢,C为浓硫酸,反应物氟化氢碳酸钠氢氧化铝产物为Na3AlF6,另外是二氧化碳和水
(4)电解制铝是电解氧化铝制取铝单质,阳极出来的是氧气,与石墨反应可能有二氧化碳和一氧化碳
21.(1)HCl;Fe3O4;FeCl3
(2)催化;氧化
(3)KClO3;H2O2
(4)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(5)Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
(6)KSCN
(1)由分析可知B为HCl;F为Fe3O4;H为FeCl3;
(2)反应①中二氧化锰起催化剂的作用,反应②中浓盐酸被氧化,二氧化锰起氧化剂的作用;
(3)若反应①是在加热条件下进行,则A是氯酸钾,化学式是KClO3;若反应①是在常温条件下进行,则A的化学式是H2O2;
(4)浓盐酸与MnO2共热获得氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(5)四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式为Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O;
(6) H为FeCl3,检验Fe3+一般用KSCN溶液,现象为变为血红色。
D为黄绿色气体,D是氯气,则B是HCl,E为Fe,因此H是氯化铁;铁能在C中燃烧,除D、E、C外其余皆是化合物,所以C是氧气,因此A是双氧水或氯酸钾,F是四氧化三铁,四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁和水,所以G是氯化亚铁,据此解答。
22.(1); Mg2+
(2)
(3)
(4)取少量固体粉末,加入足量的冷水,待不再产生气体后,继续滴加盐酸,若有气泡产生,说明固体粉末中含有Mg
(1)由分析可知,X的化学式为Mg(AlH4)2,H为离子化合物MgH2,电子式为 ;
(2)E为偏铝酸钠,其与过量二氧化碳反应的离子方程式为 ;
(3)由某种钠盐和X具有相同的阴离子可知,钠盐的化学式为NaAlH4,则由两种二元化合物发生非氧化还原反应合成钠盐的反应为氢化钠与氯化铝反应生成四氢合铝酸钠和氯化钠,反应的化学方程式为 ;
(4)氢化镁能与冷水反应生成氢氧化镁和氢气,而镁不能与冷水反应,则检验氢化镁中镁杂质的含量可以取一定质量的固体粉末,加入足量的水,通过收集产生的气体体积计算氢化镁的质量,由总质量可以计算得到原混合物中单质镁的量,故答案为:取少量固体粉末,加入足量的冷水,待不再产生气体后,继续滴加盐酸,若有气泡产生,说明固体粉末中含有Mg。
X是储氢材料,所以X中含有H,则气体A为H2。由步骤②可知,单质B为Al;金属化合物C中含有Al元素;溶液E为NaAlO2溶液,白色胶状沉淀为Al(OH)3。由于X中阴阳离子个数比为2:1,因此另一种金属阳离子为+2价,为Mg。由流程数据可知,m(Al)=1.08g,m[Al(OH)3]=4.68g,m(Mg)=0.72g。金属化合物C中Mg、Al的物质的量之比为。则C的化学式为Mg3Al2。X中所含H的物质的量为:。所以X中Mg、Al、H的物质的量之比为0.03mol:0.06mol:0.08mol=1:2:8。所以X的化学式为Mg(AlH4)2,H的化学式为MgH2。