2024鲁科版新教材高中化学必修第一册同步练习--第3章 物质的性质与转化综合拔高练（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024鲁科版新教材高中化学必修第一册同步练习--第3章 物质的性质与转化综合拔高练（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 977.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-22 09:01:25 | ||
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文档简介
2024鲁科版新教材高中化学必修第一册
综合拔高练
五年高考练
考点1 铁及其化合物的性质
1.(2021河北,1)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是( )
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
2.(2021广东,10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
3.(2019课标Ⅰ,27节选)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
考点2 含硫化合物的性质及转化
4.(2021北京,6)室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是( )
A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应
B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和
C.取出试管中的溶液,立即滴入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:SO2+H2O H2SO3、H2SO3 H++HS、HS H++S
D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH下降,是由于SO2挥发
5.(2020浙江1月选考,24)100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法不正确的是( )
A.焦硫酸具有强氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
6.(2021山东,8)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是( )
A.吸收过程中有气体生成
B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高
D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
7.(高考组编)下列说法正确的是( )
A.(2019课标Ⅱ,10C)向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸,有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊
B.(2019天津理综,2C改编)二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,该反应的离子方程式为3SO2+2Mn+4H+ 3S+2Mn2++2H2O
C.(2019江苏单科,3C改编)SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.(2019江苏单科,9C改编)S在给定条件下,可实现如下转化:S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
8.(2019课标Ⅱ,26改编)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:
按要求回答下列问题:
(1)①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为 。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为 。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的 (填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为 。
(2)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 mol·L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。向溶液中加入V mL 0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液,恰好与过量的I2完全反应,离子方程式为I2+2S2 2I-+S4。则样品中S2-的含量为 (写出表达式)。
考点3 氮及其化合物的性质
9.(2020课标Ⅲ,10)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液,能出现喷泉现象的是( )
气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀H2SO4
D CO2 饱和NaHCO3溶液
10.(2019江苏单科,16节选)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH- 2N+H2O
2NO2+2OH- N+N+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为 。
考点4 常见气体的制备
11.(2021全国乙,8,6分)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是( )
化学试剂 制备的气体
A. Ca(OH)2+NH4Cl NH3
B. MnO2+HCl(浓) Cl2
C. MnO2+KClO3 O2
D. NaCl+H2SO4(浓) HCl
12.(2021全国甲,9)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
气体 方法
A. 氨气 加热氯化铵固体
B. 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C. 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D. 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
13.(2021北京,5)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是( )
气体 试剂 制备 装置 收集 方法
A O2 KMnO4 a d
B H2 Zn+稀H2SO4 b e
C NO Cu+稀HNO3 b c
D CO2 CaCO3+稀H2SO4 b c
考点5 元素及其化合物之间的转化
14.(2019江苏单科,9)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)
B.MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) MgO(s)
C.S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
D.N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
考点6 硫氧化物和氮氧化物对环境的影响
15.(2021河北,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
16.(2018课标Ⅱ,8)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关
三年模拟练
应用实践
1.(2022山东泰安期末)对如下四个实验装置,下列表述中合理的是( )
A.装置1可用于NH4Cl分解制备NH3
B.装置2可用于实验室Cu与稀硝酸反应制备NO
C.装置3可用于实验室Zn与浓硫酸反应制备H2
D.装置4可用于NaHCO3的分解实验
2.(2022山东潍坊四中质检)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,排出装置中的空气
3.(2021安徽灵璧第一中学月考)某无色混合气体,可能含有CO、H2、SO2、Cl2、HCl中的一种或几种。把此混合气体通过少量澄清石灰水,无沉淀生成;再通过少量品红溶液,完全褪色;随后将该气体通过足量的氢氧化钠溶液后,再通过足量红热的CuO粉末,粉末变成红色;最后通入CaCl2溶液中,无沉淀生成。则下列关于此混合气体的叙述正确的是( )
A.澄清石灰水中无沉淀,说明一定不含SO2
B.品红溶液褪色,一定是Cl2导致的
C.氧化铜粉末变红,说明CO和H2中至少有一种
D.CaCl2溶液中无沉淀,说明通过CuO后得到的气体中一定不含有CO2
4.(2022山东烟台招远二中月考)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,不能达到实验目的的是( )
A.用甲装置制取并收集少量NH3
B.用乙装置比较KMnO4、Cl2、S的氧化性强弱
C.用丙装置检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有Cu2+
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,用丁装置进行溶液转移
5.(双选)将9 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12 L NO,剩余4.8 g金属;继续加入100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12 L NO。向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红。下列说法正确的是( )
A.原混合物中铜和铁各0.075 mol
B.稀硝酸的物质的量浓度为2 mol·L-1
C.剩余的4.8 g金属为铜和铁的混合物
D.再加入上述100 mL稀硝酸,又得到标准状况下1.12 L NO
6.(2022北京海淀期末)我国的空气质量标准中对SO2的浓度限值规定如下表所示。
标准等级 一级标准 二级标准 三级标准
浓度限值 (mg·m-3) 0~0.15 0.15~0.50 0.50~0.70
研究人员测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下:用NaOH溶液吸收2 m3空气,用0.1 mol·L-1硫酸溶液调节pH,然后用I2溶液将其氧化,测得恰好完全反应时消耗I2 2.54 mg。
下列推断中,不正确的是( )
A.恰好完全反应时消耗I2的物质的量为1×10-5 mol
B.反应中转移电子的物质的量为2×10-5 mol
C.被吸收的空气中SO2的质量为0.64 mg
D.被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
7.(2022北京昌平期末)某小组同学分别探究FeCl2溶液、FeCl3溶液的性质。
Ⅰ.探究FeCl2溶液的性质。
(1)FeCl2属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)预测FeCl2具有氧化性,可以与Zn反应,此时Zn体现 性。
(3)预测FeCl2具有还原性,预测依据是 ,因此可以与酸性KMnO4溶液反应。
(4)进行如下实验操作:
序号 操作
ⅰ 滴加NaOH溶液
ⅱ 加入少量锌粉
ⅲ 滴加酸性KMnO4溶液
①ⅰ中的现象是 ,用化学方程式表示产生该现象的原因: 、 。
②ⅱ中反应的离子方程式是 。
③ⅲ中的现象是 。
(5)某同学认为ⅲ中现象并不能证明Fe2+具有还原性,他的理由是 ,为证实该反应中Fe2+确实被氧化,需要在反应后的溶液中加入试剂 ,观察到的现象是 。
Ⅱ.探究FeCl3溶液的性质。
小组同学进行如下实验操作并观察到对应现象:
操作 现象
ⅳ 溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅴ 无明显现象
ⅵ 溶液变为红色,而后红色褪去
(6)ⅳ中反应的离子方程式是 。
(7)ⅵ中滴加氯水过程中,溶液变为红色涉及的氧化还原反应的离子方程式是 。
Ⅲ.小组同学探究ⅵ中褪色原因,提出两种假设:a.铁离子被转化;b.SCN-被转化。
(8)分别向褪色后的溶液中滴加0.1 mol/L FeCl3溶液和KSCN溶液各1滴,观察到 现象,得出结论:假设b成立。
(9)进一步预测SCN-可能被转化为S,通过实验验证该预测,写出实验操作及现象 。
8.(2020福建厦门一中月考)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
(1)装置F中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用 (填字母)。
A.生石灰 B.二氧化硅
C.五氧化二磷 D.烧碱
(3)装置B的名称是 ,其作用为 ;装置E的作用为 。
(4)通入装置C的两导管要左边长、右边短,原因是
。
(5)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。请写出该反应的化学方程式: 。
(6)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有有毒的黄绿色气体,为避免污染空气可将尾气通入 溶液。
9.某研究小组用如图装置制取SO2并对其性质进行相关实验(夹持装置已略去)。
(1)仪器X的名称是 。
(2)实验过程中,观察到B中品红溶液褪色,C中溶液黄色变浅。
①D中观察到的现象是 。
②写出C中反应的离子方程式: 。
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明通入SO2后反应生成了S。该做法 (填“合理”或“不合理”),理由是 。
(3)实验结束发现Y形试管产生白色固体,倾斜使左侧的物质全部转移到右侧水中,这时看到溶液的颜色为 色。
(4)实验结束拆装置前通过针管向Y形试管中加入足量Na2CO3溶液,下面可以代替Na2CO3溶液的试剂有 (填字母)。
a.NaOH溶液 b.NaHS溶液
c.KHCO3溶液 d.Na2SO3溶液
10.(2021山东菏泽期末)某化学实验小组为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
回答下列问题:
(1)装置A中盛装70%硫酸的仪器的名称是 ,实验室用装置A制备SO2,发生反应的化学方程式为 。
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为 ,若有8.7 g MnO2参加反应,则转移的电子总数为 。
(3)反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液都褪色,停止通气后,再给B、D两个试管分别加热;两个试管中的现象分别为:B中 ,D中 。
(4)小组中甲同学认为SO2和氯水都有漂白性,若二者混合使用,漂白性会更强。为验证甲同学的推断,在同温同压下,他们同时将SO2和Cl2等体积通入品红溶液中,结果发现品红溶液几乎不褪色,出现上述现象的原因是 (用化学方程式表示)。
迁移创新
11.中国科学院官方微信发表的《灰霾专题》中,提出灰霾中细颗粒物的成因,部分分析如下图所示。
(1)根据图给信息可以看出,下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的 (填字母)。
a.SO2 b.NOx c.VOCs d.NH3
(2)机动车大量行驶是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示,写出稀燃过程中NO发生的主要反应的化学方程式: 。
(3)SO2是气体污染物的主要成分之一。作为一种化学性质活泼的物质,它能发生多种反应。请按照下表提示,从不同角度梳理SO2的化学性质,将化学方程式填在下表中。
化学方程式
酸性 氧化物 ①SO2+H2O H2SO3
②SO2+CaO CaSO3
③少量SO2通入NaOH溶液中:
S为 +4价 ①SO2与O2反应:
②SO2通入H2S溶液中:SO2+2H2S 3S↓+2H2O
(4)科学家经过研究发现灰霾呈中性,其主要原因如图所示:
A为 ,判断理由: 。
答案全解全析
五年高考练
1.C 2.C 4.C 5.B 6.B 7.A 9.B 11.C
12.D 13.B 14.B 15.D 16.C
1.C A项,根据题目信息可知钢是以铁为主的含碳合金,正确;B项,钢的含碳量越高,硬度和脆性越大,正确;C项,合金的特点是熔点比组分金属低,所以生铁的熔点低于熟铁,错误;D项,赤铁矿的主要成分为Fe2O3,正确。
2.C A项,Fe与Fe3+反应生成Fe2+,推断合理。B项,亚铁盐既能被氧化为铁盐又能被还原为铁单质,推断合理。C项,氢氧化铁胶体的制备是将饱和的氯化铁溶液加入沸水中继续加热至液体呈红褐色;如果加入浓碱液中,生成的是Fe(OH)3沉淀,推断不合理。D项,可存在Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3+→Fe2+的循环转化关系,推断合理。
3.答案 (1)碱煮水洗
(2)加快反应 热水浴 C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
解析 (1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着物。
(2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在80~95 ℃,可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀H2SO4反应生成酸性气体H2S,可用碱液吸收,并用倒扣漏斗,既能充分吸收又能防止倒吸。
(3)步骤③利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。
(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即可。
(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 mol,加热到150 ℃,失去1.5 mol(即27 g)水,质量减轻5.6%,则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为≈482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,则剩余部分为水,=12,故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
4.C 由信息可知,SO2易溶于水,能使液面上升,故A错误;由室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2可知,SO2的溶解未达饱和,故B错误;滴入石蕊试液,溶液变为红色,说明溶液显酸性,SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,分步电离出氢离子,故C正确;亚硫酸具有较强的还原性,易被氧化为硫酸,pH下降,故D错误。
5.B 焦硫酸钠溶于水生成硫酸氢钠(Na2S2O7→Na2SO4·SO3Na2SO4·H2SO4→2NaHSO4),其水溶液呈酸性,B错误;焦硫酸中硫元素为+6价,处于最高价,它与浓硫酸相似,具有强氧化性,A正确;焦硫酸具有酸的通性,能与碱性氧化物反应生成盐,C正确;100%硫酸吸收SO3有焦硫酸生成,发生了化学变化,D正确。
6.B 分析题给流程图可知要想结晶得到比较纯的NaHSO3,需要通入足量的SO2,故吸收SO2后生成NaHSO3,同时会生成CO2,A项正确;根据A项分析,结晶后母液中含有NaHSO3,不含有NaHCO3,B项错误;温度过高,NaHSO3会受热分解,C项正确;中和过程中NaHSO3与Na2CO3会反应生成Na2SO3与NaHCO3,D项正确;故选B。
7.A 硫代硫酸钠与盐酸反应的离子方程式为S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O,有刺激性气味气体(SO2)产生,溶液变浑浊(生成S),A正确;该离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O 2Mn2++4H++5S,B错误;二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质,不涉及氧化还原反应,故和二氧化硫的氧化性无关,C错误;硫单质在空气中燃烧生成SO2,SO2与氧气在加热、催化剂条件下反应生成SO3,D错误。
8.答案 (1)①BaSO4+4C BaS+4CO↑ CO+H2O CO2+H2 ②BaCO3 ③S2-+Ba2++Zn2++S ZnS·BaSO4↓
(2)×100%
解析 (1)①注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为BaS与CO,根据得失电子守恒、原子守恒写出化学方程式;CO与水蒸气反应生成CO2与H2,化学方程式为CO+H2O CO2+H2。②臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体,酸性H2CO3>H2S,硫化钡与空气中的水、二氧化碳反应生成碳酸钡与硫化氢气体。③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质,写成离子形式,沉淀不可拆,写化学式,故离子方程式为S2-+Ba2++Zn2++S ZnS·BaSO4↓。
(2)碘单质与硫离子的反应:S2-+I2 S+2I-,I2与S2的反应:2S2+I22I-+S4,设样品中S2-的物质的量为n,则有:
S2- ~ I2
1 mol 1 mol
n n
2S2 ~ I2
2 mol 1 mol
0.100 0×V×10-3 mol ×0.100 0×V×10-3 mol
n+×0.100 0×V×10-3 mol=25.00×10-3×0.100 0 mol,得n=(25.00-V)×0.100 0×10-3 mol;则样品中S2-的含量为×100%。
9.B A项,H2S气体不易溶于稀盐酸,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;B项,HCl极易溶于水,能与稀氨水迅速反应,使烧瓶内外形成较大的压强差,故可以形成喷泉,正确;C项,NO难溶于水,不能与稀硫酸反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;D项,CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液且不能与饱和碳酸氢钠溶液反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误。
10.答案 (1)2NH3+2O2 N2O+3H2O
(2)①BC ②NaNO3 NO
(3)3HClO+2NO+H2O 3Cl-+2N+5H+
解析 (1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2NH3+2O2 N2O+3H2O。
(2)①A项,加快通入尾气的速率,导致氮氧化物不能及时被吸收,使尾气中NO和NO2的去除率降低,所以错误;B项,采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气、液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率,所以正确;C项,定期补加适量NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,所以正确。②由反应:NO+NO2+2OH- 2N+H2O,2NO2+2OH- N+N+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2晶体中混有NaNO3;由于NO与NaOH不反应,故吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。
(3)根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O 2N+3Cl-+5H+。
11.C A项,利用加热Ca(OH)2和NH4Cl固体混合物制取NH3,由于NH3密度比空气小,不能使用向上排空气法收集,错误;B项,浓盐酸是液体,错误;C项,MnO2与KClO3加热制取O2符合题意,正确;D项,浓硫酸是液体,错误。
12.D A项,实验室通过加热Ca(OH)2和NH4Cl固体混合物或加热浓氨水制取氨气,加热氯化铵固体分解产生的HCl和NH3遇冷又化合成NH4Cl,错误;B项,铝片遇冷浓硝酸钝化,错误;C项,浓硫酸具有强氧化性,与硫化钠发生氧化还原反应,生成硫单质和SO2,错误;D项,实验室采用2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,正确。
13.B O2的密度比空气大,应用向上排空气法收集,故A错误;Zn与H2SO4发生置换反应产生H2,H2难溶于水,可以用排水法收集,故B正确;NO能够与O2发生反应产生NO2气体,不能使用排空气法收集,故C错误;CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4微溶于水,覆盖在药品表面,阻止反应进一步进行,不能使用该方法制取CO2气体,故D错误。
14.B A项,加热条件下,铁与氯气反应只能生成FeCl3,错误;B项,MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2 MgO+H2O,正确;C项,硫在氧气中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3+CO2+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,错误。
15.D A项,SO2是无色气体,不正确;B项,汽车尾气中的主要大气污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、固体颗粒物等,不正确;C项中没有N2转化为氮的化合物的过程,未实现氮的固定,且植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2,不正确;D项,生石灰(CaO)可吸收工业废气中的SO2,总反应方程式为2CaO+2SO2+O22CaSO4,从而将SO2脱除,正确;故选D。
16.C 雾和霾的分散剂均是空气,故A正确;根据题图可知形成雾霾的无机颗粒物中含有硝酸铵和硫酸铵,故B正确;NH3作为反应物参加反应转化为铵盐,故C错误;过度施用氮肥,会导致空气中氨气的浓度增大,与雾霾的形成有关,故D正确。
三年模拟练
1.B 2.C 3.C 4.A 5.AB 6.D
1.B A项,NH4Cl受热分解生成HCl和NH3,温度降低时HCl和NH3又反应生成NH4Cl固体,不能用NH4Cl分解制备NH3,错误;B项,铜与稀硝酸反应生成NO,正确;C项,实验室中利用锌与稀硫酸反应制备H2,Zn与浓硫酸反应生成SO2,错误;D项,加热固体时,试管口应略向下倾斜,错误。
素养解读
本题以实验装置图为背景,考查学生利用元素及化合物和化学实验知识解决实际问题的能力,培养学生科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
2.C 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”并结合装置图可知,X装置为Zn和稀硫酸反应制备H2的装置,①装置中盛有浓硫酸,目的是干燥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是检验CO2的装置。通过调节X装置中分液漏斗的活塞,可以调节稀硫酸的滴加速率从而控制①中气泡产生快慢,故A正确;装置①中盛有浓硫酸,用于干燥H2,故B正确;装置③的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O进入装置②中造成干扰,可以是无水CaCl2,由于碱石灰会吸收CO2,所以③中药品不能是碱石灰,故C不正确;H2与空气混合加热易发生爆炸,所以在加热装置Y前,应先让X反应一段时间,使反应产生的氢气排出装置中的空气,故D正确。
素养解读
本题以“探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物”为背景,考查学生的实验探究能力和分析问题、解决问题的能力,要求学生具有严谨的科学态度,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
3.C 通过澄清石灰水时没有沉淀,可能是气体中不含SO2或含有SO2的同时含有HCl,这样反应即使生成CaSO3沉淀也会在过量的HCl作用下溶解,故A错误;该混合气体为无色,一定不含Cl2,故B错误;剩余的气体可以将红热的CuO还原成Cu,则剩余的气体中含CO、H2中的一种或两种,故C正确;CO2与CaCl2溶液不会产生沉淀,因此,CaCl2溶液中无沉淀不能说明通过CuO后得到的气体中不含有CO2,故D错误。
4.A NH3的密度比空气小,收集NH3时,应将导管伸入试管底部,故A不能达到实验目的;KMnO4能氧化HCl生成氯气,说明KMnO4的氧化性比Cl2强,生成的氯气进入Na2S溶液中置换出硫,说明氯气的氧化性比硫强,可以用乙装置比较KMnO4、Cl2、S的氧化性强弱,故B能达到实验目的;将浓硫酸和铜反应后的混合物倒入水中,若溶液变蓝,能证明浓硫酸与铜反应后的产物中含有Cu2+,故C可以达到实验目的;配制一定物质的量浓度的溶液进行溶液转移时,应用玻璃棒引流,并且玻璃棒末端要碰触刻度线下方,故D可以达到实验目的。
5.AB 第一次加稀硝酸时有金属剩余,溶解的4.2 g金属均被氧化为+2价金属阳离子,根据得失电子守恒,溶解的金属的物质的量为×3×=0.075 mol,金属的摩尔质量为=56 g·mol-1,故溶解的金属是铁;第二次加稀硝酸后金属完全溶解,由题意可知溶液中无Fe3+,Fe2+未被氧化,溶解的4.8 g金属也一定被氧化为+2价金属阳离子,金属的摩尔质量为=64 g·mol-1,故溶解的4.8 g金属是铜,A项正确,C项错误;c(HNO3)==2 mol·L-1,B项正确;再加100 mL稀硝酸,反应为3Fe2++4H++N 3Fe3++NO↑+2H2O,HNO3足量,0.075 mol Fe2+参加反应生成0.025 mol NO,标准状况下体积为0.56 L,D项错误。
6.D I2的摩尔质量为254 g·mol-1,由n=m/M可知2.54 mg I2的物质的量为1×10-5 mol,故A正确;根据反应SO2+2OH- S+H2O、S+H2O+I2 2I-+2H++S可知,每消耗1 mol I2转移2 mol电子,所以消耗1×10-5 mol I2转移电子的物质的量为2×10-5 mol,故B正确;反应中消耗1 mol I2能吸收1 mol SO2,所以消耗1×10-5 mol I2能吸收1×10-5 mol SO2,质量为1×10-5 mol×64 g·mol-1=6.4×10-4 g=0.64 mg,故C正确;由题意可知,2 m3空气中含有0.64 mg SO2,其浓度为0.32 mg·m-3,为二级标准,故D不正确。
7.答案 (1)盐
(2)还原
(3)FeCl2中铁元素为+2价,可以升高
(4)①产生白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 FeCl2+2NaOH Fe(OH)2↓+2NaCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 ②Zn+Fe2+ Zn2++Fe ③酸性KMnO4溶液褪色
(5)FeCl2中氯元素的化合价为-1价,也可能升高,具有还原性 KSCN溶液 溶液变为红色
(6)2Fe3++Fe 3Fe2+
(7)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
(8)滴加KSCN溶液的溶液变红
(9)向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
解析 (1)FeCl2由金属离子Fe2+和酸根离子Cl-构成,属于盐。(2)Zn和氯化亚铁反应生成铁单质和氯化锌,锌的化合价由0价升高为+2价,化合价升高,锌体现还原性。(3)FeCl2和高锰酸钾反应,高锰酸钾体现氧化性,FeCl2中铁元素为+2价,可以升高,表现出还原性。(4)①ⅰ中的现象是产生白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,Fe2+和OH-反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,氢氧化亚铁不稳定,易被氧化成氢氧化铁,涉及反应的化学方程式为FeCl2+2NaOH Fe(OH)2↓+2NaCl、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。②锌比铁活泼,可以与FeCl2发生置换反应,所以ⅱ中反应的离子方程式为Zn+Fe2+ Zn2++Fe。③FeCl2和高锰酸钾反应,所以ⅲ中的现象是酸性KMnO4溶液褪色。(5)由于FeCl2中氯元素的化合价为-1价,也可能升高,具有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以ⅲ中现象并不能证明Fe2+具有还原性;要证明Fe2+具有还原性,可以检验滴加酸性KMnO4溶液后的溶液中是否含有Fe3+,可以在反应后的溶液中加入KSCN溶液,观察到溶液变为红色,证明含有Fe3+。(6)溶液由棕黄色变为浅绿色,即溶液中的铁离子被铁还原为亚铁离子,所以ⅳ中反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+。(7)ⅵ中溶液变为红色,说明氯气将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(8)若假设b成立,则溶液中SCN-被转化,溶液中缺少SCN-,滴加1滴KSCN溶液,溶液会变成红色。(9)若SCN-被转化为S,需要对硫酸根离子进行检验,可以向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明SCN-被氧化成硫酸根离子。
8.答案 (1)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)AD
(3)球形干燥管 除去氨气中的水蒸气(或干燥氨气) 除去氯气中的氯化氢
(4)使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合
(5)3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl
(6)NaOH
解析 (1)根据装置图可知,装置F为实验室制取氯气的装置,实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)装置A为制取氨气的装置,可以选用浓氨水与生石灰或浓氨水与氢氧化钠固体制取氨气,故选AD。(3)装置B为球形干燥管;用浓氨水与生石灰或浓氨水与氢氧化钠固体制取的氨气中含有水蒸气,所以装置B的作用是除去氨气中的水蒸气;用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气,通常用饱和食盐水除去氯化氢气体,用浓硫酸除去水蒸气,所以装置E的作用是除去氯气中的氯化氢气体。(4)由于氨气的密度比空气小、氯气的密度比空气大,为了使氯气和氨气充分混合并发生反应,装置C的导管要左边长、右边短。(5)氯气具有氧化性,与氨气混合发生氧化还原反应,根据题意可知生成氮气和氯化铵,反应的化学方程式为3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl。(6)氯气有毒,直接排放会污染空气,可以用氢氧化钠溶液进行尾气处理。
9.答案 (1)球形干燥管
(2)①有淡黄色沉淀生成 ②2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+ ③不合理 硝酸具有强氧化性,能将SO2氧化为S,S和Ba2+结合生成BaSO4白色沉淀
(3)蓝
(4)ac
解析 (1)仪器X的名称是球形干燥管。(2)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2,SO2能使品红溶液褪色。①SO2有氧化性,Na2S有还原性,反应生成单质S,所以D中有淡黄色沉淀生成;②SO2通入FeCl3溶液中,溶液颜色变浅,说明Fe3+被SO2还原成Fe2+,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+;③SO2易溶于水,加入硝酸酸化的BaCl2溶液,硝酸具有强氧化性,能将SO2氧化为S,S与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀。(3)Y形试管中出现白色固体的原因是反应生成的水很少,被过量的浓硫酸吸收,生成的硫酸铜不能溶解;将左侧的物质全部倒入右侧水中,硫酸铜溶于水,溶液呈蓝色。(4)Y形试管中有SO2,直接拆装置会污染环境,要处理后再拆装置,NaOH溶液、KHCO3溶液均能吸收SO2,且不生成污染环境的气体,可以代替Na2CO3溶液;Y形试管中的溶液中含有H2SO4,加入NaHS溶液可能产生污染环境的H2S气体,加入Na2SO3溶液会产生污染环境的SO2气体,故选ac。
10.答案 (1)分液漏斗 Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑
(2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 1.204×1023
(3)褪色的品红溶液又恢复成红色 无明显现象
(4)Cl2+2H2O+SO2 2HCl+H2SO4
解析 (1)装置A中盛装70%硫酸的仪器的名称是分液漏斗;实验室用Na2SO3与70%硫酸反应制备SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑。(2)装置E中利用浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;在反应中每87 g MnO2参加反应,转移2 mol电子,所以8.7 g MnO2参加反应,转移的电子总数为1.204×1023。(3)二氧化硫的漂白原理是与有色物质化合成不稳定的无色物质,在加热条件下该无色物质分解,因此加热B试管,褪色后的品红溶液会恢复红色;而氯气的漂白原理是Cl2溶于水后生成了次氯酸,次氯酸具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,因此加热D试管,褪色后的品红溶液不恢复红色,无明显现象。(4)在同温同压下,将等体积的SO2和Cl2通入品红溶液中,二者在溶液中能发生氧化还原反应,反应的化学方程式为Cl2+2H2O+SO2 2HCl+H2SO4。
11.答案 (1)a
(2)2NO+O2 2NO2
(3)SO2+2NaOH Na2SO3+H2O 2SO2+O2 2SO3
(4)S 因为反应之前SO2中S元素为+4价,N元素为+4价,反应之后HONO中N元素为+3价,氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,综合推断,应是S元素化合价升高:从+4价升高到+6价,在液相应以S形式存在
解析 (1)根据图中信息可以看出机动车行驶产生的气体污染物有NOx、VOCs、NH3,SO2不是由机动车行驶造成的,所以a项符合题意。
(2)稀燃过程中NO被氧气氧化成NO2,发生的主要反应的化学方程式为2NO+O2 2NO2。
(3)SO2是酸性氧化物,能与碱反应生成盐和水,少量SO2与NaOH反应的化学方程式为SO2+2NaOH Na2SO3+H2O;SO2中S元素为+4价,既可以得到电子发生还原反应,也可以失去电子发生氧化反应,SO2被O2氧化的化学方程式为2SO2+O2 2SO3。
(4)因为反应之前SO2中S元素为+4价,NO2中N元素为+4价,反应之后HONO中N元素为+3价,氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,综合推断,应是S元素化合价升高,S元素从+4价升高到+6价,在液相应以S形式存在,故A为S。
29
综合拔高练
五年高考练
考点1 铁及其化合物的性质
1.(2021河北,1)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是( )
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
2.(2021广东,10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
3.(2019课标Ⅰ,27节选)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
考点2 含硫化合物的性质及转化
4.(2021北京,6)室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2。用试管收集SO2后进行如下实验。对实验现象的分析正确的是( )
A.试管内液面上升,证明SO2与水发生了反应
B.试管中剩余少量气体,是因为SO2的溶解已达饱和
C.取出试管中的溶液,立即滴入紫色石蕊试液,溶液显红色,原因是:SO2+H2O H2SO3、H2SO3 H++HS、HS H++S
D.取出试管中溶液,在空气中放置一段时间后pH下降,是由于SO2挥发
5.(2020浙江1月选考,24)100%硫酸吸收SO3可生成焦硫酸(分子式为H2S2O7或H2SO4·SO3)。下列说法不正确的是( )
A.焦硫酸具有强氧化性
B.Na2S2O7水溶液呈中性
C.Na2S2O7可与碱性氧化物反应生成新盐
D.100%硫酸吸收SO3生成焦硫酸的变化是化学变化
6.(2021山东,8)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是( )
A.吸收过程中有气体生成
B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高
D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
7.(高考组编)下列说法正确的是( )
A.(2019课标Ⅱ,10C)向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸,有刺激性气味气体产生,溶液变浑浊
B.(2019天津理综,2C改编)二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色,该反应的离子方程式为3SO2+2Mn+4H+ 3S+2Mn2++2H2O
C.(2019江苏单科,3C改编)SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.(2019江苏单科,9C改编)S在给定条件下,可实现如下转化:S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
8.(2019课标Ⅱ,26改编)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:
按要求回答下列问题:
(1)①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为 。回转炉尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为 。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的 (填化学式)。
③沉淀器中反应的离子方程式为 。
(2)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 mol·L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。向溶液中加入V mL 0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液,恰好与过量的I2完全反应,离子方程式为I2+2S2 2I-+S4。则样品中S2-的含量为 (写出表达式)。
考点3 氮及其化合物的性质
9.(2020课标Ⅲ,10)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液,能出现喷泉现象的是( )
气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO 稀H2SO4
D CO2 饱和NaHCO3溶液
10.(2019江苏单科,16节选)N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为 。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH- 2N+H2O
2NO2+2OH- N+N+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和N,其离子方程式为 。
考点4 常见气体的制备
11.(2021全国乙,8,6分)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是( )
化学试剂 制备的气体
A. Ca(OH)2+NH4Cl NH3
B. MnO2+HCl(浓) Cl2
C. MnO2+KClO3 O2
D. NaCl+H2SO4(浓) HCl
12.(2021全国甲,9)实验室制备下列气体的方法可行的是( )
气体 方法
A. 氨气 加热氯化铵固体
B. 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C. 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D. 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
13.(2021北京,5)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是( )
气体 试剂 制备 装置 收集 方法
A O2 KMnO4 a d
B H2 Zn+稀H2SO4 b e
C NO Cu+稀HNO3 b c
D CO2 CaCO3+稀H2SO4 b c
考点5 元素及其化合物之间的转化
14.(2019江苏单科,9)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Cl2(g) FeCl2(s)
B.MgCl2(aq) Mg(OH)2(s) MgO(s)
C.S(s) SO3(g) H2SO4(aq)
D.N2(g) NH3(g) Na2CO3(s)
考点6 硫氧化物和氮氧化物对环境的影响
15.(2021河北,4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注。下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
16.(2018课标Ⅱ,8)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A.雾和霾的分散剂相同
B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关
三年模拟练
应用实践
1.(2022山东泰安期末)对如下四个实验装置,下列表述中合理的是( )
A.装置1可用于NH4Cl分解制备NH3
B.装置2可用于实验室Cu与稀硝酸反应制备NO
C.装置3可用于实验室Zn与浓硫酸反应制备H2
D.装置4可用于NaHCO3的分解实验
2.(2022山东潍坊四中质检)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,排出装置中的空气
3.(2021安徽灵璧第一中学月考)某无色混合气体,可能含有CO、H2、SO2、Cl2、HCl中的一种或几种。把此混合气体通过少量澄清石灰水,无沉淀生成;再通过少量品红溶液,完全褪色;随后将该气体通过足量的氢氧化钠溶液后,再通过足量红热的CuO粉末,粉末变成红色;最后通入CaCl2溶液中,无沉淀生成。则下列关于此混合气体的叙述正确的是( )
A.澄清石灰水中无沉淀,说明一定不含SO2
B.品红溶液褪色,一定是Cl2导致的
C.氧化铜粉末变红,说明CO和H2中至少有一种
D.CaCl2溶液中无沉淀,说明通过CuO后得到的气体中一定不含有CO2
4.(2022山东烟台招远二中月考)利用下列装置(夹持装置略)进行实验,不能达到实验目的的是( )
A.用甲装置制取并收集少量NH3
B.用乙装置比较KMnO4、Cl2、S的氧化性强弱
C.用丙装置检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有Cu2+
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,用丁装置进行溶液转移
5.(双选)将9 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12 L NO,剩余4.8 g金属;继续加入100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12 L NO。向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红。下列说法正确的是( )
A.原混合物中铜和铁各0.075 mol
B.稀硝酸的物质的量浓度为2 mol·L-1
C.剩余的4.8 g金属为铜和铁的混合物
D.再加入上述100 mL稀硝酸,又得到标准状况下1.12 L NO
6.(2022北京海淀期末)我国的空气质量标准中对SO2的浓度限值规定如下表所示。
标准等级 一级标准 二级标准 三级标准
浓度限值 (mg·m-3) 0~0.15 0.15~0.50 0.50~0.70
研究人员测定受污染空气中SO2含量的实验方法如下:用NaOH溶液吸收2 m3空气,用0.1 mol·L-1硫酸溶液调节pH,然后用I2溶液将其氧化,测得恰好完全反应时消耗I2 2.54 mg。
下列推断中,不正确的是( )
A.恰好完全反应时消耗I2的物质的量为1×10-5 mol
B.反应中转移电子的物质的量为2×10-5 mol
C.被吸收的空气中SO2的质量为0.64 mg
D.被测空气样品中SO2的浓度达到了三级标准
7.(2022北京昌平期末)某小组同学分别探究FeCl2溶液、FeCl3溶液的性质。
Ⅰ.探究FeCl2溶液的性质。
(1)FeCl2属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)预测FeCl2具有氧化性,可以与Zn反应,此时Zn体现 性。
(3)预测FeCl2具有还原性,预测依据是 ,因此可以与酸性KMnO4溶液反应。
(4)进行如下实验操作:
序号 操作
ⅰ 滴加NaOH溶液
ⅱ 加入少量锌粉
ⅲ 滴加酸性KMnO4溶液
①ⅰ中的现象是 ,用化学方程式表示产生该现象的原因: 、 。
②ⅱ中反应的离子方程式是 。
③ⅲ中的现象是 。
(5)某同学认为ⅲ中现象并不能证明Fe2+具有还原性,他的理由是 ,为证实该反应中Fe2+确实被氧化,需要在反应后的溶液中加入试剂 ,观察到的现象是 。
Ⅱ.探究FeCl3溶液的性质。
小组同学进行如下实验操作并观察到对应现象:
操作 现象
ⅳ 溶液由棕黄色变为浅绿色
ⅴ 无明显现象
ⅵ 溶液变为红色,而后红色褪去
(6)ⅳ中反应的离子方程式是 。
(7)ⅵ中滴加氯水过程中,溶液变为红色涉及的氧化还原反应的离子方程式是 。
Ⅲ.小组同学探究ⅵ中褪色原因,提出两种假设:a.铁离子被转化;b.SCN-被转化。
(8)分别向褪色后的溶液中滴加0.1 mol/L FeCl3溶液和KSCN溶液各1滴,观察到 现象,得出结论:假设b成立。
(9)进一步预测SCN-可能被转化为S,通过实验验证该预测,写出实验操作及现象 。
8.(2020福建厦门一中月考)某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
(1)装置F中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用 (填字母)。
A.生石灰 B.二氧化硅
C.五氧化二磷 D.烧碱
(3)装置B的名称是 ,其作用为 ;装置E的作用为 。
(4)通入装置C的两导管要左边长、右边短,原因是
。
(5)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。请写出该反应的化学方程式: 。
(6)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有有毒的黄绿色气体,为避免污染空气可将尾气通入 溶液。
9.某研究小组用如图装置制取SO2并对其性质进行相关实验(夹持装置已略去)。
(1)仪器X的名称是 。
(2)实验过程中,观察到B中品红溶液褪色,C中溶液黄色变浅。
①D中观察到的现象是 。
②写出C中反应的离子方程式: 。
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明通入SO2后反应生成了S。该做法 (填“合理”或“不合理”),理由是 。
(3)实验结束发现Y形试管产生白色固体,倾斜使左侧的物质全部转移到右侧水中,这时看到溶液的颜色为 色。
(4)实验结束拆装置前通过针管向Y形试管中加入足量Na2CO3溶液,下面可以代替Na2CO3溶液的试剂有 (填字母)。
a.NaOH溶液 b.NaHS溶液
c.KHCO3溶液 d.Na2SO3溶液
10.(2021山东菏泽期末)某化学实验小组为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
回答下列问题:
(1)装置A中盛装70%硫酸的仪器的名称是 ,实验室用装置A制备SO2,发生反应的化学方程式为 。
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学方程式为 ,若有8.7 g MnO2参加反应,则转移的电子总数为 。
(3)反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液都褪色,停止通气后,再给B、D两个试管分别加热;两个试管中的现象分别为:B中 ,D中 。
(4)小组中甲同学认为SO2和氯水都有漂白性,若二者混合使用,漂白性会更强。为验证甲同学的推断,在同温同压下,他们同时将SO2和Cl2等体积通入品红溶液中,结果发现品红溶液几乎不褪色,出现上述现象的原因是 (用化学方程式表示)。
迁移创新
11.中国科学院官方微信发表的《灰霾专题》中,提出灰霾中细颗粒物的成因,部分分析如下图所示。
(1)根据图给信息可以看出,下列哪种气体污染物不是由机动车行驶造成的 (填字母)。
a.SO2 b.NOx c.VOCs d.NH3
(2)机动车大量行驶是污染源之一。汽车发动机废气稀燃控制系统主要工作原理如图所示,写出稀燃过程中NO发生的主要反应的化学方程式: 。
(3)SO2是气体污染物的主要成分之一。作为一种化学性质活泼的物质,它能发生多种反应。请按照下表提示,从不同角度梳理SO2的化学性质,将化学方程式填在下表中。
化学方程式
酸性 氧化物 ①SO2+H2O H2SO3
②SO2+CaO CaSO3
③少量SO2通入NaOH溶液中:
S为 +4价 ①SO2与O2反应:
②SO2通入H2S溶液中:SO2+2H2S 3S↓+2H2O
(4)科学家经过研究发现灰霾呈中性,其主要原因如图所示:
A为 ,判断理由: 。
答案全解全析
五年高考练
1.C 2.C 4.C 5.B 6.B 7.A 9.B 11.C
12.D 13.B 14.B 15.D 16.C
1.C A项,根据题目信息可知钢是以铁为主的含碳合金,正确;B项,钢的含碳量越高,硬度和脆性越大,正确;C项,合金的特点是熔点比组分金属低,所以生铁的熔点低于熟铁,错误;D项,赤铁矿的主要成分为Fe2O3,正确。
2.C A项,Fe与Fe3+反应生成Fe2+,推断合理。B项,亚铁盐既能被氧化为铁盐又能被还原为铁单质,推断合理。C项,氢氧化铁胶体的制备是将饱和的氯化铁溶液加入沸水中继续加热至液体呈红褐色;如果加入浓碱液中,生成的是Fe(OH)3沉淀,推断不合理。D项,可存在Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe3+→Fe2+的循环转化关系,推断合理。
3.答案 (1)碱煮水洗
(2)加快反应 热水浴 C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
解析 (1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着物。
(2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在80~95 ℃,可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀H2SO4反应生成酸性气体H2S,可用碱液吸收,并用倒扣漏斗,既能充分吸收又能防止倒吸。
(3)步骤③利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。
(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即可。
(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 mol,加热到150 ℃,失去1.5 mol(即27 g)水,质量减轻5.6%,则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为≈482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,则剩余部分为水,=12,故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
4.C 由信息可知,SO2易溶于水,能使液面上升,故A错误;由室温下,1体积的水能溶解约40体积的SO2可知,SO2的溶解未达饱和,故B错误;滴入石蕊试液,溶液变为红色,说明溶液显酸性,SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为弱酸,分步电离出氢离子,故C正确;亚硫酸具有较强的还原性,易被氧化为硫酸,pH下降,故D错误。
5.B 焦硫酸钠溶于水生成硫酸氢钠(Na2S2O7→Na2SO4·SO3Na2SO4·H2SO4→2NaHSO4),其水溶液呈酸性,B错误;焦硫酸中硫元素为+6价,处于最高价,它与浓硫酸相似,具有强氧化性,A正确;焦硫酸具有酸的通性,能与碱性氧化物反应生成盐,C正确;100%硫酸吸收SO3有焦硫酸生成,发生了化学变化,D正确。
6.B 分析题给流程图可知要想结晶得到比较纯的NaHSO3,需要通入足量的SO2,故吸收SO2后生成NaHSO3,同时会生成CO2,A项正确;根据A项分析,结晶后母液中含有NaHSO3,不含有NaHCO3,B项错误;温度过高,NaHSO3会受热分解,C项正确;中和过程中NaHSO3与Na2CO3会反应生成Na2SO3与NaHCO3,D项正确;故选B。
7.A 硫代硫酸钠与盐酸反应的离子方程式为S2+2H+ S↓+SO2↑+H2O,有刺激性气味气体(SO2)产生,溶液变浑浊(生成S),A正确;该离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O 2Mn2++4H++5S,B错误;二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质,不涉及氧化还原反应,故和二氧化硫的氧化性无关,C错误;硫单质在空气中燃烧生成SO2,SO2与氧气在加热、催化剂条件下反应生成SO3,D错误。
8.答案 (1)①BaSO4+4C BaS+4CO↑ CO+H2O CO2+H2 ②BaCO3 ③S2-+Ba2++Zn2++S ZnS·BaSO4↓
(2)×100%
解析 (1)①注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为BaS与CO,根据得失电子守恒、原子守恒写出化学方程式;CO与水蒸气反应生成CO2与H2,化学方程式为CO+H2O CO2+H2。②臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体,酸性H2CO3>H2S,硫化钡与空气中的水、二氧化碳反应生成碳酸钡与硫化氢气体。③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质,写成离子形式,沉淀不可拆,写化学式,故离子方程式为S2-+Ba2++Zn2++S ZnS·BaSO4↓。
(2)碘单质与硫离子的反应:S2-+I2 S+2I-,I2与S2的反应:2S2+I22I-+S4,设样品中S2-的物质的量为n,则有:
S2- ~ I2
1 mol 1 mol
n n
2S2 ~ I2
2 mol 1 mol
0.100 0×V×10-3 mol ×0.100 0×V×10-3 mol
n+×0.100 0×V×10-3 mol=25.00×10-3×0.100 0 mol,得n=(25.00-V)×0.100 0×10-3 mol;则样品中S2-的含量为×100%。
9.B A项,H2S气体不易溶于稀盐酸,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;B项,HCl极易溶于水,能与稀氨水迅速反应,使烧瓶内外形成较大的压强差,故可以形成喷泉,正确;C项,NO难溶于水,不能与稀硫酸反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误;D项,CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液且不能与饱和碳酸氢钠溶液反应,烧瓶内外不能形成压强差,故不能形成喷泉,错误。
10.答案 (1)2NH3+2O2 N2O+3H2O
(2)①BC ②NaNO3 NO
(3)3HClO+2NO+H2O 3Cl-+2N+5H+
解析 (1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2NH3+2O2 N2O+3H2O。
(2)①A项,加快通入尾气的速率,导致氮氧化物不能及时被吸收,使尾气中NO和NO2的去除率降低,所以错误;B项,采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气、液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率,所以正确;C项,定期补加适量NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,所以正确。②由反应:NO+NO2+2OH- 2N+H2O,2NO2+2OH- N+N+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2晶体中混有NaNO3;由于NO与NaOH不反应,故吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。
(3)根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O 2N+3Cl-+5H+。
11.C A项,利用加热Ca(OH)2和NH4Cl固体混合物制取NH3,由于NH3密度比空气小,不能使用向上排空气法收集,错误;B项,浓盐酸是液体,错误;C项,MnO2与KClO3加热制取O2符合题意,正确;D项,浓硫酸是液体,错误。
12.D A项,实验室通过加热Ca(OH)2和NH4Cl固体混合物或加热浓氨水制取氨气,加热氯化铵固体分解产生的HCl和NH3遇冷又化合成NH4Cl,错误;B项,铝片遇冷浓硝酸钝化,错误;C项,浓硫酸具有强氧化性,与硫化钠发生氧化还原反应,生成硫单质和SO2,错误;D项,实验室采用2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,正确。
13.B O2的密度比空气大,应用向上排空气法收集,故A错误;Zn与H2SO4发生置换反应产生H2,H2难溶于水,可以用排水法收集,故B正确;NO能够与O2发生反应产生NO2气体,不能使用排空气法收集,故C错误;CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4微溶于水,覆盖在药品表面,阻止反应进一步进行,不能使用该方法制取CO2气体,故D错误。
14.B A项,加热条件下,铁与氯气反应只能生成FeCl3,错误;B项,MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2 MgO+H2O,正确;C项,硫在氧气中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3+CO2+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl,错误。
15.D A项,SO2是无色气体,不正确;B项,汽车尾气中的主要大气污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、固体颗粒物等,不正确;C项中没有N2转化为氮的化合物的过程,未实现氮的固定,且植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2,不正确;D项,生石灰(CaO)可吸收工业废气中的SO2,总反应方程式为2CaO+2SO2+O22CaSO4,从而将SO2脱除,正确;故选D。
16.C 雾和霾的分散剂均是空气,故A正确;根据题图可知形成雾霾的无机颗粒物中含有硝酸铵和硫酸铵,故B正确;NH3作为反应物参加反应转化为铵盐,故C错误;过度施用氮肥,会导致空气中氨气的浓度增大,与雾霾的形成有关,故D正确。
三年模拟练
1.B 2.C 3.C 4.A 5.AB 6.D
1.B A项,NH4Cl受热分解生成HCl和NH3,温度降低时HCl和NH3又反应生成NH4Cl固体,不能用NH4Cl分解制备NH3,错误;B项,铜与稀硝酸反应生成NO,正确;C项,实验室中利用锌与稀硫酸反应制备H2,Zn与浓硫酸反应生成SO2,错误;D项,加热固体时,试管口应略向下倾斜,错误。
素养解读
本题以实验装置图为背景,考查学生利用元素及化合物和化学实验知识解决实际问题的能力,培养学生科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
2.C 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”并结合装置图可知,X装置为Zn和稀硫酸反应制备H2的装置,①装置中盛有浓硫酸,目的是干燥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是检验CO2的装置。通过调节X装置中分液漏斗的活塞,可以调节稀硫酸的滴加速率从而控制①中气泡产生快慢,故A正确;装置①中盛有浓硫酸,用于干燥H2,故B正确;装置③的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O进入装置②中造成干扰,可以是无水CaCl2,由于碱石灰会吸收CO2,所以③中药品不能是碱石灰,故C不正确;H2与空气混合加热易发生爆炸,所以在加热装置Y前,应先让X反应一段时间,使反应产生的氢气排出装置中的空气,故D正确。
素养解读
本题以“探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物”为背景,考查学生的实验探究能力和分析问题、解决问题的能力,要求学生具有严谨的科学态度,培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
3.C 通过澄清石灰水时没有沉淀,可能是气体中不含SO2或含有SO2的同时含有HCl,这样反应即使生成CaSO3沉淀也会在过量的HCl作用下溶解,故A错误;该混合气体为无色,一定不含Cl2,故B错误;剩余的气体可以将红热的CuO还原成Cu,则剩余的气体中含CO、H2中的一种或两种,故C正确;CO2与CaCl2溶液不会产生沉淀,因此,CaCl2溶液中无沉淀不能说明通过CuO后得到的气体中不含有CO2,故D错误。
4.A NH3的密度比空气小,收集NH3时,应将导管伸入试管底部,故A不能达到实验目的;KMnO4能氧化HCl生成氯气,说明KMnO4的氧化性比Cl2强,生成的氯气进入Na2S溶液中置换出硫,说明氯气的氧化性比硫强,可以用乙装置比较KMnO4、Cl2、S的氧化性强弱,故B能达到实验目的;将浓硫酸和铜反应后的混合物倒入水中,若溶液变蓝,能证明浓硫酸与铜反应后的产物中含有Cu2+,故C可以达到实验目的;配制一定物质的量浓度的溶液进行溶液转移时,应用玻璃棒引流,并且玻璃棒末端要碰触刻度线下方,故D可以达到实验目的。
5.AB 第一次加稀硝酸时有金属剩余,溶解的4.2 g金属均被氧化为+2价金属阳离子,根据得失电子守恒,溶解的金属的物质的量为×3×=0.075 mol,金属的摩尔质量为=56 g·mol-1,故溶解的金属是铁;第二次加稀硝酸后金属完全溶解,由题意可知溶液中无Fe3+,Fe2+未被氧化,溶解的4.8 g金属也一定被氧化为+2价金属阳离子,金属的摩尔质量为=64 g·mol-1,故溶解的4.8 g金属是铜,A项正确,C项错误;c(HNO3)==2 mol·L-1,B项正确;再加100 mL稀硝酸,反应为3Fe2++4H++N 3Fe3++NO↑+2H2O,HNO3足量,0.075 mol Fe2+参加反应生成0.025 mol NO,标准状况下体积为0.56 L,D项错误。
6.D I2的摩尔质量为254 g·mol-1,由n=m/M可知2.54 mg I2的物质的量为1×10-5 mol,故A正确;根据反应SO2+2OH- S+H2O、S+H2O+I2 2I-+2H++S可知,每消耗1 mol I2转移2 mol电子,所以消耗1×10-5 mol I2转移电子的物质的量为2×10-5 mol,故B正确;反应中消耗1 mol I2能吸收1 mol SO2,所以消耗1×10-5 mol I2能吸收1×10-5 mol SO2,质量为1×10-5 mol×64 g·mol-1=6.4×10-4 g=0.64 mg,故C正确;由题意可知,2 m3空气中含有0.64 mg SO2,其浓度为0.32 mg·m-3,为二级标准,故D不正确。
7.答案 (1)盐
(2)还原
(3)FeCl2中铁元素为+2价,可以升高
(4)①产生白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 FeCl2+2NaOH Fe(OH)2↓+2NaCl 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 ②Zn+Fe2+ Zn2++Fe ③酸性KMnO4溶液褪色
(5)FeCl2中氯元素的化合价为-1价,也可能升高,具有还原性 KSCN溶液 溶液变为红色
(6)2Fe3++Fe 3Fe2+
(7)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-
(8)滴加KSCN溶液的溶液变红
(9)向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀
解析 (1)FeCl2由金属离子Fe2+和酸根离子Cl-构成,属于盐。(2)Zn和氯化亚铁反应生成铁单质和氯化锌,锌的化合价由0价升高为+2价,化合价升高,锌体现还原性。(3)FeCl2和高锰酸钾反应,高锰酸钾体现氧化性,FeCl2中铁元素为+2价,可以升高,表现出还原性。(4)①ⅰ中的现象是产生白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,Fe2+和OH-反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,氢氧化亚铁不稳定,易被氧化成氢氧化铁,涉及反应的化学方程式为FeCl2+2NaOH Fe(OH)2↓+2NaCl、4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。②锌比铁活泼,可以与FeCl2发生置换反应,所以ⅱ中反应的离子方程式为Zn+Fe2+ Zn2++Fe。③FeCl2和高锰酸钾反应,所以ⅲ中的现象是酸性KMnO4溶液褪色。(5)由于FeCl2中氯元素的化合价为-1价,也可能升高,具有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以ⅲ中现象并不能证明Fe2+具有还原性;要证明Fe2+具有还原性,可以检验滴加酸性KMnO4溶液后的溶液中是否含有Fe3+,可以在反应后的溶液中加入KSCN溶液,观察到溶液变为红色,证明含有Fe3+。(6)溶液由棕黄色变为浅绿色,即溶液中的铁离子被铁还原为亚铁离子,所以ⅳ中反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+。(7)ⅵ中溶液变为红色,说明氯气将亚铁离子氧化为铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(8)若假设b成立,则溶液中SCN-被转化,溶液中缺少SCN-,滴加1滴KSCN溶液,溶液会变成红色。(9)若SCN-被转化为S,需要对硫酸根离子进行检验,可以向褪色后的溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明SCN-被氧化成硫酸根离子。
8.答案 (1)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)AD
(3)球形干燥管 除去氨气中的水蒸气(或干燥氨气) 除去氯气中的氯化氢
(4)使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合
(5)3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl
(6)NaOH
解析 (1)根据装置图可知,装置F为实验室制取氯气的装置,实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。(2)装置A为制取氨气的装置,可以选用浓氨水与生石灰或浓氨水与氢氧化钠固体制取氨气,故选AD。(3)装置B为球形干燥管;用浓氨水与生石灰或浓氨水与氢氧化钠固体制取的氨气中含有水蒸气,所以装置B的作用是除去氨气中的水蒸气;用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气,通常用饱和食盐水除去氯化氢气体,用浓硫酸除去水蒸气,所以装置E的作用是除去氯气中的氯化氢气体。(4)由于氨气的密度比空气小、氯气的密度比空气大,为了使氯气和氨气充分混合并发生反应,装置C的导管要左边长、右边短。(5)氯气具有氧化性,与氨气混合发生氧化还原反应,根据题意可知生成氮气和氯化铵,反应的化学方程式为3Cl2+8NH3 N2+6NH4Cl。(6)氯气有毒,直接排放会污染空气,可以用氢氧化钠溶液进行尾气处理。
9.答案 (1)球形干燥管
(2)①有淡黄色沉淀生成 ②2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+ ③不合理 硝酸具有强氧化性,能将SO2氧化为S,S和Ba2+结合生成BaSO4白色沉淀
(3)蓝
(4)ac
解析 (1)仪器X的名称是球形干燥管。(2)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2,SO2能使品红溶液褪色。①SO2有氧化性,Na2S有还原性,反应生成单质S,所以D中有淡黄色沉淀生成;②SO2通入FeCl3溶液中,溶液颜色变浅,说明Fe3+被SO2还原成Fe2+,反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O 2Fe2++S+4H+;③SO2易溶于水,加入硝酸酸化的BaCl2溶液,硝酸具有强氧化性,能将SO2氧化为S,S与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀。(3)Y形试管中出现白色固体的原因是反应生成的水很少,被过量的浓硫酸吸收,生成的硫酸铜不能溶解;将左侧的物质全部倒入右侧水中,硫酸铜溶于水,溶液呈蓝色。(4)Y形试管中有SO2,直接拆装置会污染环境,要处理后再拆装置,NaOH溶液、KHCO3溶液均能吸收SO2,且不生成污染环境的气体,可以代替Na2CO3溶液;Y形试管中的溶液中含有H2SO4,加入NaHS溶液可能产生污染环境的H2S气体,加入Na2SO3溶液会产生污染环境的SO2气体,故选ac。
10.答案 (1)分液漏斗 Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑
(2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O 1.204×1023
(3)褪色的品红溶液又恢复成红色 无明显现象
(4)Cl2+2H2O+SO2 2HCl+H2SO4
解析 (1)装置A中盛装70%硫酸的仪器的名称是分液漏斗;实验室用Na2SO3与70%硫酸反应制备SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+H2O+SO2↑。(2)装置E中利用浓盐酸和二氧化锰反应制备氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;在反应中每87 g MnO2参加反应,转移2 mol电子,所以8.7 g MnO2参加反应,转移的电子总数为1.204×1023。(3)二氧化硫的漂白原理是与有色物质化合成不稳定的无色物质,在加热条件下该无色物质分解,因此加热B试管,褪色后的品红溶液会恢复红色;而氯气的漂白原理是Cl2溶于水后生成了次氯酸,次氯酸具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,因此加热D试管,褪色后的品红溶液不恢复红色,无明显现象。(4)在同温同压下,将等体积的SO2和Cl2通入品红溶液中,二者在溶液中能发生氧化还原反应,反应的化学方程式为Cl2+2H2O+SO2 2HCl+H2SO4。
11.答案 (1)a
(2)2NO+O2 2NO2
(3)SO2+2NaOH Na2SO3+H2O 2SO2+O2 2SO3
(4)S 因为反应之前SO2中S元素为+4价,N元素为+4价,反应之后HONO中N元素为+3价,氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,综合推断,应是S元素化合价升高:从+4价升高到+6价,在液相应以S形式存在
解析 (1)根据图中信息可以看出机动车行驶产生的气体污染物有NOx、VOCs、NH3,SO2不是由机动车行驶造成的,所以a项符合题意。
(2)稀燃过程中NO被氧气氧化成NO2,发生的主要反应的化学方程式为2NO+O2 2NO2。
(3)SO2是酸性氧化物,能与碱反应生成盐和水,少量SO2与NaOH反应的化学方程式为SO2+2NaOH Na2SO3+H2O;SO2中S元素为+4价,既可以得到电子发生还原反应,也可以失去电子发生氧化反应,SO2被O2氧化的化学方程式为2SO2+O2 2SO3。
(4)因为反应之前SO2中S元素为+4价,NO2中N元素为+4价,反应之后HONO中N元素为+3价,氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,综合推断,应是S元素化合价升高,S元素从+4价升高到+6价,在液相应以S形式存在,故A为S。
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