第八章《化学与可持续发展》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列气体中,对人体无毒害作用的是
A.NH3 B.NO2 C.Cl2 D.N2
2.根据金属的活泼性不同,可以采用热分解法、热还原反应和电解法进行冶炼。下列金属的冶炼可以采用热分解法的是
A.以MgCl2为原料冶炼Mg B.以Fe2O3为原料冶炼Fe
C.以HgO为原料冶炼Hg D.以Al2O3为原料冶炼Al
3.海带中含有碘元素。从海带中提取碘的实验过程如下图所示。下列说法正确的是
A.灼烧海带时用到的仪器有:酒精灯、蒸发皿、泥三角
B.向含I-溶液中加入H2O和稀硫酸时发生反应:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
C.步骤①是过滤,可将海带灰中的硫酸盐、碳酸盐等与含I-溶液分离
D.步骤②是蒸发,可将单质从I2的CCl4溶液中提取出来
4.利用铝热法炼铁的反应中,还原剂是
A.铝 B.镁 C.氯酸钾 D.氧化铁
5.化学与生产、生活、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是
A.“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅
B.高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用的增强聚四氟乙烯板属于高分子材料
C.医用双氧水和酒精均可用于伤口清洗,两者消毒原理相同
D.纯碱既可用于清洗油污,也可用于治疗胃酸过多
6.物质的性质决定用途,下列说法不正确的是
A.金刚砂硬度大,可用作砂纸和砂轮的磨料
B.纯铝的硬度和强度小,不适合制造机器零件
C.利用溶液作为腐蚀液,将覆铜板上不需要的铜腐蚀
D.二氧化硅具有导电性,可用来生产光导纤维
7.下列有关说法错误的是
A.烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类都属于化学变化
B.青蒿素的提取使用乙醚,是因为其沸点比乙醇高
C.英国科学家道尔顿提出近代原子学说,为近代化学奠定基础
D.垃圾分类有利于资源的重新利用
8.下列常见金属的冶炼原理中不合理的是( )
金属 冶炼原理
A Fe Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
B Hg 2HgO=2Hg+O2↑
C Mg 2MgO(熔融)=2Mg+O2↑
D Na 2NaCl(熔融)=2Na+Cl2↑
A.A B.B C.C D.D
9.实验室从干海带中提取碘的操作过程中,仪器选用错误的是
A.灼烧干海带——坩埚 B.溶解海带灰——锥形瓶
C.过滤海带灰悬浊液——漏斗 D.从碘水中萃取碘——分液漏斗
10.在“新冠肺炎战疫”中,大量防护和消毒用品投入使用。其中熔喷布是一次性医用口罩的重要材料,熔喷布以聚丙烯为主要原料,其纤维直径可以达到1~5微米,这些具有独特的毛细结构的超细纤维增加单位面积纤维的数量和表面积,从而使熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性,可用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料及擦拭布等领域。下列说法错误的是( )
A.84消毒液和医用酒精杀灭病毒的原理不同
B.疫情期间用过的口罩要投放到专用的垃圾收集箱,最后由专门单位集中进行无害化处理
C.聚丙烯的单体CH3—CH=CH2分子中最多有7个原子共平面
D.聚乙烯和聚丙烯互为同系物
11.化学与生活密切相关。下列叙述错误的是
A.棉花、麻、蚕丝、羊毛都是天然纤维
B.煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态是物理变化过程
C.新型冠状病毒怕酒精是因为酒精能使蛋白质失去生理活性
D.淀粉在人体内水解生成葡萄糖,提供给人体各种组织的能量需要
12.下列说法不正确的是
A.煤的干馏、液化和气化均属于化学变化
B.等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧消耗氧气的物质的量相等
C.甲烷和乙烯混合物可通过溴的四氯化碳溶液分离
D.石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉煤气都能使酸性KMnO4溶液褪色
二、非选择题(共10题)
13.人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切,金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题:
(1)根据如图金属应用实例推断,金属具有的物理性质有_____(至少答两点)。
(2)生铁和钢都是铁的合金,二者性能不同的原因是____。
(3)厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是____。
A.陶瓷碗 B.不锈钢炊具 C.橡胶手套 D.铜质水龙头
(4)微型化录音录像的高性能带中磁粉主要材料之一是化学组成相当于CoFe2O4的化合物,又知钴(Co)和铁都有+2、+3价,且在上述化合物中每种元素只具有一种化合价,则铁元素的化合价为____。
(5)某实验室废液中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜,若向其中加入一定量的锌,充分反应后过滤,向滤渣中加入盐酸,有气泡产生。则滤液中一定不含有的物质是_____。
14.我国有丰富的海水资源,开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务,下图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图
请根据以上信息回答下列问题:
(1)上图④的反应条件是点燃,请写出N_______(填化学式)。
(2)写出反应②电解饱和食盐水的化学方程式:_______。
(3)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质,精制时所用的试剂为:①盐酸 ②氯化钡溶液 ③氢氧化钠溶液 ④碳酸钠溶液,以上试剂添加的顺序可以为_______。
A.②③④① B.③②④① C.④③②① D.③④②①
(4)提取粗盐后剩余的海水(母液)中,可用来提取Mg,根据上述提取Mg的流程,没有涉及到的反应类型是_______。
A.分解反应 B.化合反应 C.复分解反应 D.置换反应
(5)提取粗盐后剩余的海水(母液)中,可用来提取Br2,反应⑥所用的气态氧化剂的寻找货源的设想,其中合理的是_______。
A.从外地购买 B.在当地新建生产厂
C.从本厂生产烧碱处循环 D.从本厂生产镁单质处循环
15.阿司匹林的结构式是,它不但是治感冒药而且被用于预防心血管病。医生建议在餐中或餐后服用。原因是_________。
16.铝用途广泛,用铝土矿(主要成分为Al2O3少量SiO2和Fe2O3)制取Al有如下途径:
(1)加入过量硫酸发生反应的离子方程式有____________________、____________________。
(2)步骤II生成滤液B对应离子方程式为____________________。
(3)步骤V中发生反应的化学方程式是____________________
(4)步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为____________________
(5)步骤I也可以加入过量NaOH溶液代替硫酸,发生反应的化学方程式为____________________、____________________。
17.海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘并测定海带中碘元素的百分含量,某研究性学习小组称量了一定量海带,设计并进行了以下实验:
(1) 步骤①中高温灼烧海带时,除需要三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒外,还需要用的实验仪器是___________。
(2)步骤④反应中能生成可溶性的Mn2+,写出该反应的离子方程式:___________。
(3) 请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法:___________。
18.食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。试剂级NaCl可用海盐(含泥沙、海藻、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质)为原料制备。实验室提纯NaCl的流程如图:
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳
(1)欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、,在提供的试剂中,选出m所代表的试剂,按滴加顺序依次为_______、NaOH、_______(只填化学式);洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,在提供的试剂中,选用的试剂为_______。
(2)操作X为用提纯的NaCl配制500mL 4.00mol/L NaCl溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有_______(填仪器名称)
(3)用如图所示装置,以焙炒后的海盐为原料制备HCl气体,并通入NaCl饱和溶液中使NaCl结晶析出。
①用浓硫酸和海盐混合加热制取氯化氢利用了浓硫酸的性质是_______(填编号),相比分液漏斗,选用仪器a的优点是_______。
a.高沸点 b.强酸性 c.强氧化性
②对比实验发现,将烧瓶中的海盐磨细可加快NaCl晶体的析出,其原因是_______。
(4)设计实验测定NaCl产品中SO的含量,填写表格。
操作 目的/结论
① 称取样品,加水溶解,加盐酸调至弱酸性,滴加过量c1mol/LBaCl2溶液V1mL 目的:_______。
② 过滤洗涤,干燥后称得沉淀为m2g 结论:样品中SO的质量分数为_______。(列算式)
19.为确定某铝热剂(含氧化铁和铝)的组成,分别进行下列实验。
(1)若取a g样品,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,测得生成的气体(标准状况,下同)体积为b L,样品中铝的质量是______________g。
(2)若取a g样品将其点燃,恰好完全反应,该反应的化学方程式是:_______________________,氧化铁与铝的质量比是_____________。
(3)待(2)中反应产物冷却后,加入足量盐酸,测得生成的气体体积为c L,该气体与(1)中所得气体的体积比c:b__________。
(4)用铝热法还原下列物质,制得金属各1mol,消耗铝最少的是____________
A.MnO2 B.Fe3O4 C.Cr2O3 D.V2O5
20.某铝土矿的主要成分为Al2O3·xH2O,还含有Fe2O3和SiO2杂质。称取17.5g铝土矿样品,加入200mL1.65mol/L稀H2SO4,恰好完全反应,过滤得到滤渣0.3g,然后在滤液中加入足量NaOH溶液,得到沉淀2.14g。(提示:SiO2杂不与稀硫酸反应)
(1)写出本题涉及到的任意两个反应的化学方程式或离子方程式___。
(2)该样品中,Fe2O3的物质的量___。
(3)铝土矿样品中Al2O3的质量___。
(4)试计算样品中Al2O3·xH2O的x值___。(要求计算过程)
21.在和的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。
(1)原溶液中、的物质的量浓度之比为_______。
(2)图中线段_______。
22.对MgCl2、Al2O3、Fe2O3和SiO2组成的混合物进行下列处理,以制取金属Z,并提纯氧化铝。
(1)①和②步骤中分离溶液和沉淀的操作是:___________
(2)金属Z名称为___________;残渣A为_____________,固体C是_______________
(3)滤液B的溶质有(填化学式)_______________
(4)写出电解Y 的化学方程式_______________
(5)写出X→B的离子方程式_______________
(6)实验室里常往AlCl3溶液中加入___________________(填“氨水”或“NaOH溶液”)来制取Al(OH)3固体,其反应的离子方程式为_______________
参考答案:
1.D
氨气、NO2和氯气均是大气污染物,对人体有害。N2是空气的主要成分,对人体无害,答案选D。
2.C
A.以MgCl2为原料冶炼Mg,利用电解熔融氯化镁的方法,A不符合题意;
B.以Fe2O3为原料冶炼Fe,以CO为还原剂,采用热还原法,B不符合题意;
C.以HgO为原料冶炼Hg,利用HgO受热分解的方法,C符合题意;
D.以Al2O3为原料冶炼Al,利用电解熔融氧化铝的方法,D不符合题意;
故选C。
3.B
由流程可知:在坩埚中灼烧得到海带灰,加水溶解、浸泡后得到悬浊液,①中过滤分离出含I-的溶液,加入稀硫酸和H2O2发生2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,得到含碘的溶液,再加入CCl4萃取、分液,得到I2的CCl4溶液,②中蒸馏分离出碘单质,以此来解答。
A.灼烧海带时用到的仪器有:酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角,不需要蒸发皿,A错误;
B.H2O2在酸性条件下将I-氧化为I2,离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,B正确;
C.步骤①是过滤,可将海带灰中的不溶性的硫酸盐、碳酸盐等与含I-溶液分离,可溶性的硫酸盐、碳酸盐则进入溶液中,C错误;
D.步骤②是蒸馏,是利用二者沸点不同进行分离,分离方法不是蒸发,D错误;
故合理选项是B。
4.A
铝热法炼铁的反应为铝与氧化铁在高温下发生置换反应生成铁和氧化铝,反应中铝元素化合价升高被氧化,铝为反应的还原剂,故选A。
5.B
A. 手机中芯片的主要成分是硅单质而不是二氧化硅,故A错误;
B.聚四氟乙烯俗称“塑料王”,属于有机高分子材料,故B正确;
C. 医用双氧水消毒是利用强氧化性使蛋白质变性,,而酒精消毒也是使蛋白质变性,但不是利用强氧化性,两者消毒原理不相同,故C错误;
D. 纯碱由于碱性较强,不可以用于治疗胃酸过多,故D错误。
故选B。
【点睛】能使蛋白质变性的化学方法有加强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐、乙醇等;能使蛋白质变性的物理方法有加热、紫外线照射等。
6.D
A.金刚砂的主要成分为SiC,硬度大,可用作砂纸和砂轮的磨料,A正确;
B.纯铝的硬度和强度小,不适合制造机器零件,B正确;
C.溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,利用溶液作为腐蚀液,将覆铜板上不需要的铜腐蚀,C正确;
D.二氧化硅可以传输光信号,可用来生产光导纤维,D错误;
故选D。
7.B
A.烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类过程中都有新物质生成,都属于化学变化,故A正确;
B.青蒿素的提取使用乙醚,是因为青蒿素在乙醚中的溶解度较大,可以通过萃取的方法提取,故B错误;
C.原子分子论的建立为近代化学的发展奠定了坚实的基础,英国科学家道尔顿提出原子学说,为近代化学的发展奠定了坚实的基础,故C正确;
D.多数废弃物中都有可再利用的宝贵资源,如果不充分利用,会造成巨大的资源浪费,所以垃圾分类非常有必要,我们可以将废旧报纸、易拉罐等卖给废品回收站,让资源循环利用,故D正确;
故选B。
8.C
金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程.金属的活动性不同,可以采用不同的冶炼方法.总的说来,金属的性质越稳定,越容易将其从化合物中还原出来.金属冶炼的方法主要有:
热分解法:对于不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,例如:2HgO2Hg+O2↑
热还原法:在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,如:Fe2O3+3CO 2Fe+CO2↑
电解法:活泼金属较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属,例如:2Al2O34Al+3O2↑;
A.Fe处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属,通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,故A正确;
B.Hg为不活泼金属,可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,2HgO2Hg+O2↑,故B正确;
C.Mg为活泼金属,通常用电解熔融的氯化镁的方法冶炼,MgCl2Mg+Cl2↑,而MgO熔点很高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本,故C错误;
D.Na为活泼金属,较难用还原剂还原,通常采用电解熔融的金属化合物氯化钠的方法冶炼,故D正确;
故选C。
【点睛】金属冶炼的一般方法和原理,注意活泼性不同的金属冶炼的方法不同。
9.B
A.灼烧干海带需要加热的温度较高,在坩埚中灼烧,A选用仪器正确;
B.溶解海带灰在烧杯中进行,B选用仪器错误;
C.过滤海带灰悬浊液,用漏斗进行固液分离,C选用仪器正确;
D.从碘水中萃取碘,萃取并分离碘的有机溶剂用分液漏斗,D选用仪器正确;
答案为B。
10.D
A. 84消毒液主要利用其强氧化性而使蛋白质变性、杀灭病毒,医用酒精利用其能使蛋白质脱水变性杀灭病毒,故原理不同,A正确;
B.疫情期间用过的口罩要进项专门的回收处理,使用专用的垃圾收集箱,由专门单位集中进行无害化处理,以防止病毒传播,B正确;
C.碳碳双键为平面结构,甲基中1个H原子可能与双键共平面,故分子中最多有7个原子共平面,C正确;
D.聚乙烯和聚丙烯为高聚物,其均为混合物,而同系物的研究对象是纯净的有机物,故两种高聚物不是同系物,D错误;
答案选D。
11.B
A.棉花、麻、蚕丝、羊毛均是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纺织纤维,属于天然纤维,故A正确;
B.煤和水蒸气在高温条件下反应生成水煤气的过程为煤的气化,所以煤的气化为化学变化,故B错误;
C.新冠病毒为蛋白质,酒精可使蛋白质发生变性从而失去生理活性,故C正确;
D.淀粉在人体内先水解生成麦芽糖,再水解生成葡萄糖,经肠壁吸收进入血液,提供能量,故D正确;
故答案为B。
12.C
A.将煤隔绝空气加强热使其分解的操作为煤的干馏;利用煤来生产水煤气的过程为煤的气化;利用煤来生产甲醇等液体燃料的过程为煤的液化,这三个过程均有新物质生成,均为化学变化,故A正确;
B.聚乙烯和乙烯的最简式都是CH2,等质量时完全燃烧消耗氧气的物质的量相等,故B正确;
C.甲烷与乙烯混合物通过溴的四氯化碳溶液时,乙烯反应产生1,2-二溴乙烷进入溶液中,而甲烷不能发生反应,能够除去乙烯,而不能达到分离混合物的目的,故C错误;
D.石油的裂解气、煤干馏得到的焦炉煤气中均含有乙烯,都能使酸性KMnO4溶液褪色,故D正确;
故选C。
13.(1)导电性、导热性、延展性
(2)含碳量不同
(3)BD
(4)+3
(5)硫酸、硫酸铜(或H2SO4、CuSO4)
(1)金属可以作为电缆,利用的是其导电性,可作热水壶,利用的是其导热性,可拉成丝,利用的是其延展性,故金属具有的物理性质有导电性、导热性、延展性;
(2)生铁和钢都是铁的合金,二者性能不同的原因是:两者的含碳量不同,所以硬度和脆性都有很大差别;
(3)陶瓷碗属于硅酸盐材料,不锈钢炊具是铁的合金,橡胶手套是高分子材料,铜制水龙头是金属材料,故属于金属材料的是BD;
(4)CoFe2O4的化合物中,氧为-2价,若钴为+2价,Fe为+3价,若钴为+3价,铁为+2.5价,不合题意,故钴为+2价,Fe为+3价;
(5)向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,说明滤渣中一定含铁或铁、锌都有,若铁或铁、锌有剩余,硫酸和硫酸铜不可能存在,故滤液中一定不含有的物质是硫酸、硫酸铜(或H2SO4、CuSO4)。
14.(1)HCl
(2)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)AB
(4)D
(5)CD
(1)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,氢氧化钠与氯气反应,氢气和氯气点燃生成氯化氢,上图④的反应条件是点燃,④是氢气和氯气生成氯化氢,N是HCl,故答案为:HCl;
(2)电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气,该反应原理为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,故答案为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(3)、Ca2+、Mg2+等分别与BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液反应生成沉淀,可再通过过滤除去,Na2CO3溶液能除去过量的BaCl2溶液,盐酸能除去过量的Na2CO3溶液和NaOH溶液,所以应先加BaCl2溶液再加Na2CO3溶液,最后加入盐酸,AB正确,故答案为:AB;
(4)提取粗盐后剩余的海水(母液)中,可用来提取Mg,根据上述提取Mg的流程,涉及到的反应是 (分解反应)、 (化合反应)、 (复分解反应)、 (复分解反应)、 (分解反应),故不涉及置换反应,故答案为:D;
(5)提取粗盐后剩余的海水(母液)中,可用来提取Br2,反应⑥所用的气态氧化剂是氯气,为节约运输成本,可从本厂生产烧碱处循环或从本厂生产镁单质处循环,故答案为:CD。
15.从结构式可以看出,含有羧基,因而具有较强的酸性,对胃有刺激作用
【解析】略
16. Al2O3+ 6H+=2Al3++ 3H2O Fe2O3+ 6H+= 2Fe3++ 3H2O 4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O 2Al2O3Al + 3O2↑ AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3- Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2 + H2O SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3+ H2O
SiO2和硫酸不反应,Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应,向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀.铝土矿中加入硫酸,沉淀A为SiO2,滤液A中含有Al2(SO4)3、Fe(SO4)3,加入过量NaOH,沉淀B为Fe(OH)3,滤液B中含有NaAlO2,通入二氧化碳气体,滤液C中含有碳酸钠或碳酸氢钠,氢氧化铝在加热分解可生成氧化铝。
(1) 铝土矿的主要成分为Al2O3少量SiO2和Fe2O3,其中氧化铝和氧化铁能够溶于硫酸,反应的离子方程式为Al2O3+ 6H+=2Al3++ 3H2O、Fe2O3+ 6H+= 2Fe3++ 3H2O,故答案为Al2O3+ 6H+=2Al3++ 3H2O、Fe2O3+ 6H+= 2Fe3++ 3H2O;
(2)根据上述分析,步骤II生成滤液B对应的离子方程式为4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O,故答案为4OH-+Al3+═AlO2-+2H2O;
(3)步骤V是电解氧化铝冶炼铝,反应的化学方程式是2Al2O3Al + 3O2↑,故答案为2Al2O3Al + 3O2↑;
(4) 步骤Ⅲ中生成固体C的反应是向滤液B中通入二氧化碳气体,又根据以上分析,滤液B中含有NaAlO2,故反应的离子方程式:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;故答案:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
(5)步骤I也可以加入过量NaOH溶液代替硫酸,其中氧化铝和二氧化硅能够与氢氧化钠溶液反应,反应的化学方程式为Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2 + H2O、SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3+ H2O;故答案为Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2 + H2O、SiO2+ 2NaOH = Na2SiO3+ H2O。
考点:考查了镁、铝的重要化合物;制备实验方案的设计的相关知识。
17. 坩埚、坩埚钳 MnO2 +2I- +4H+ = I2+Mn2++2H2O 取少许提取碘后的水溶液,加入淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明含有I2,反之则无
海带经灼烧、浸泡可提取其中的I-,含I-的溶液与MnO2反应,I-被其氧化为I2,得到含I2水溶液,再经过萃取分液实现I2与水的分离,最终经过蒸馏可得到纯净I2。
(1)灼烧需要用到坩埚,取用坩埚需用坩埚钳,故还缺少仪器坩埚和坩埚钳;
(2)步骤④为MnO2氧化I-生成I2,根据题意初步确定反应为MnO2 +I- →I2+Mn2+,根据得失电子守恒配平得:MnO2 +2I- →I2+Mn2+,结合步骤中加H2SO4,知可在左边添加4个H+配平电荷守恒,则右边需添加2个H2O配平元素守恒,即该反应离子方程式为:MnO2 +2I- +4H+ = I2+Mn2++2H2O;
(3)检验单质I2可用淀粉溶液,具体操作为:取少许提取碘后的水溶液,加入淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明含有I2,反之则无。
18. BaCl2 Na2CO3 75%乙醇 500mL容量瓶、胶头滴管 a 平衡压强,使液体顺利滴下 增大与浓硫酸的接触面积,使产生HCl气体的速率加快 使SO完全沉淀 ×100%
将海盐(含泥沙、海藻、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质)焙炒,除去海藻等有机杂质,并使其颗粒变小,然后加水溶解,再依次加入过量BaCl2溶液除去SO、过量NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+、过量碳酸钠除去过量的钡离子和钙离子,最后过滤,将滤液蒸发浓缩得到饱和溶液,再通入HCl气体酸化并结晶,洗涤除去K+,烘干得到NaCl。
(1)为了不引入新的杂质,除去硫酸根应使用氯化钡溶液、除去Mg2+、Fe3+用NaOH溶液,除去Ca2+和过量的Ba2+用Na2CO3溶液,且Na2CO3溶液需加在氯化钡之后,所以滴加顺序为BaCl2、NaOH、Na2CO3;为了降低NaCl的溶解度,同时使微量的KCl溶解,洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl应选用75%乙醇;
(2)配制500mL 4.00mol/L NaCl溶液,需要在烧杯溶解NaCl固体,溶解时需要玻璃棒搅拌,之后转移到500mL容量瓶中进行定容,移液时需要玻璃棒引流,定容时需要胶头滴管滴加水,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有500mL容量瓶、胶头滴管;
(3)①氯化氢沸点低易挥发,而硫酸为高沸点酸不易挥发,所以将浓硫酸和NaCl混合加热可以挥发出HCl气体,故选a;仪器a侧面导管可以平衡压强,使液体顺利滴下;
②将烧瓶海盐磨细可以增大与浓硫酸的接触面积,使产生HCl气体的速率加快,从而加快NaCl晶体的析出;
(4)步骤①中加入过量的BaCl2溶液,能使溶液中SO完全沉淀,得到的沉淀为BaSO4,质量为m2g,则沉淀中SO的质量为,所以样品中硫酸根的质量分数为×100%=×100%。
19. 0.8b 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe 80:27 2:3 B
(1)氧化铁和氢氧化钠溶液不反应,铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,根据氢气的体积计算铝的质量;
(2)铝与氧化铁在高温下生成铁与氧化铝;由二者恰好反应,根据方程式可知,质量之比等于总的相对分子质量之比;
(3)由方程式可知,(2)中生成的n(Fe)等于铝热剂中n(Al),与盐酸反应生成的氢气体积之比等于金属提供的电子的物质的量之比.注意铁与盐酸反应生成氯化亚铁;
(4)根据化合价的变化判断,化合价变化的数值越小,说明发生氧化还原反应时得到的电子数目越少,则消耗铝的量最少。
(1)氧化铁和氢氧化钠溶液不反应,铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,根据方程式知,铝的质量=××27g/mol=g;
(2)铝与氧化铁在高温下生成铁与氧化铝,反应方程式为:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3;由二者恰好反应,根据方程式可知,质量之比等于总的相对分子质量之比,则样品中氧化铁与铝的质量比为(56×2+16×3):2×27=80:27;
(3)由方程式2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可知,(2)中生成的n(Fe)等于铝热剂中n(Al),与盐酸反应生成的氢气体积之比等于金属提供的电子的物质的量之比,所以(3)中生成的氢气与(1)中生成氢气体积之比c:b=2n(Fe):3n(Al)=2:3;
(4)A.MnO2~Mn,生成1molMn,需要得到4mol电子,消耗molAl;
B.Fe3O4~3Fe,生成1molFe得到mol电子,消耗molAl;
C.Cr2O3~2Cr,生成1molCr,需要3mol电子,消耗1molAl;
D.V2O5~2V,生成1molV,需得电子5mol,消耗molAl;
所以制得金属各1mol,消耗铝最少的是B,故答案为B。
20. Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++4OH-=AlO2-+2H2O等 0.01mol 10.2g 3
氧化铝、氧化铁与硫酸反应,而二氧化硅不反应,故0.3g为二氧化硅的质量,滤液中加入足量的氢氧化钠,铝离子转化为偏铝酸盐,故得到沉淀2.14g为氢氧化铁的质量。
(1)涉及反应有:氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝与水,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁与水,硫酸铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁与硫酸钠.硫酸铝与足量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、硫酸钠与水,任意两个反应离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,
答:任意两个离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++4OH-=AlO2-+2H2O 等;
(2)根据Fe元素守恒,n(Fe2O3)=n[Fe(OH)3]=×=0.01mol,
答:该样品中,Fe2O3的物质的量为0.01mol;
(3)根据硫酸根守恒:3n[Al2(SO4)3]+3n[Fe2(SO4)3]=n(H2SO4),即3n[Al2(SO4)3]+3×0.01mol=0.2L×1.65mol/L,则n[Al2(SO4)3]=0.1mol,根据Al元素守恒,n(Al2O3)=n[Al2(SO4)3]=0.1mol,故m(Al2O3)=0.1mol×102g/mol=10.2g,
答:铝土矿样品中Al2O3的质量为10.2g;
(4)样品中水的质量为17.5g-0.3g-10.2g-0.01mol×160g/mol=5.4g,物质的量为 =0.3mol,则0.1mol:0.3mol=1:x,故x=3,
答:样品中Al2O3.xH2O的x值为3。
21.(1)2∶1
(2)7∶1
发生的离子反应有Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,结合图象与反应的对应关系、沉淀的物质的量及原子守恒来计算;
(1)
由图象可知,0~A发生Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,A~B发生Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,C点对应的沉淀为Mg(OH)2,D点对应的沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3,则Mg(OH)2的物质的量为0.2mol,Al(OH)3的物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol,由Mg(OH)2~Mg2+、Al(OH)3~Al3+,溶液的体积相同,浓度之比等于物质的量之比,所以原溶液中Mg2+、Al3+物质的量浓度之比为0.2mol:0.1mol=2:1;
(2)
0~A发生Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓,A~B发生Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O,则线段OA对应的NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol=0.7mol,线段AB对应的NaOH的物质的量为0.1mol,所以线段OA:AB=0.7mol:0.1mol=7:1。
22. 过滤 镁 Fe2O3 Al2O3 NaAlO2、Na2SiO3 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ Al2O3+2OH-=2+H2O;SiO2+2OH- = +H2O 氨水 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3
Al2O3、Fe2O3、SiO2不溶于水,MgCl2可溶于水,所以滤液Y是MgCl2溶液,沉淀X含有Al2O3、Fe2O3、SiO2,加入过量NaOH溶液,Fe2O3不与NaOH溶液反应则残渣A是Fe2O3,SiO2、Al2O3与NaOH溶液反应得到滤液B 为Na2SiO3、NaAlO2的溶液,通入过量CO2可以得到Al(OH)3,Al(OH)3加热就得到固体是Al2O3。滤液Y是MgCl2溶液经过蒸发结晶,脱水得到固体Y那么就是MgCl2固体,电解MgCl2得到金属Z则是Mg。
(1)分离溶液和沉淀的操作是过滤。
(2)有上述分析,金属Z名称为镁;残渣A为Fe2O3,固体C是Al2O3
(3)滤液B的溶质有NaAlO2、Na2SiO3
(4)电解MgCl2的方程式为MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
(5)X→B的离子方程式就是SiO2、Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式:Al2O3+2OH- =2+ H2O;SiO2+2OH- =+H2O
(6)Al(OH)3是两性氢氧化物可溶于强碱,故不能用NaOH溶液,要用氨水,离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3