3.2金属材料课堂同步练(含解析)人教版高中化学必修第一册

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名称 3.2金属材料课堂同步练(含解析)人教版高中化学必修第一册
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-25 11:59:37

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3.2金属材料课堂同步练-人教版高中化学必修第一册
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列有关合金说法正确的是
A.合金材料中不可能含有非金属元素 B.铝合金的熔点比纯铝的低
C.我国最早使用的合金是钢 D.合金中金属元素都以化合态存在
2.200 mL 0.5 mol·L-1的盐酸与14.3 g Na2CO3·xH2O恰好完全反应生成CO2,则x为
A.5 B.6 C.9 D.10
3.以低品位粉煤灰(主要成分为,还含有少量杂质)为原料制备的工艺流程如下,下列说法错误的是
A.“酸浸”时,适当增大盐酸浓度可提高金属离子的浸出速率
B.应选择蒸馏水对得到的粗品进行洗涤
C.“母液”经一系列操作后可重新获得
D.与在HCl气流中蒸发结晶相比,盐析结晶对设备的要求较低
4.下列说法或叙述中正确的是
A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2
B.将饱和的FeCl3溶液和过量的氨水混合,可以制备Fe(OH)3胶体
C.将打磨过的铝箔放在酒精灯火焰上加热,可看到铝箔熔化并剧烈燃烧
D.FeCl3溶液可用于铜制印刷线路板制作,是因为铁比铜活泼
5.某些化学知识用数轴表示更形象直观、简明易记。下列用数轴表示不合理的是
A 向碳酸钠溶液中滴加盐酸反应
B Na与加热反应的产物
C 向烧碱溶液通入后的产物
D 向溶液中逐滴滴加NaOH溶液,铝元素的存在形式
A.A B.B C.C D.D
6.化学在生产和日常生活中有重要的应用.下列说法不正确的是(  )
A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加
C.燃放的五彩烟花是利用了某些金属元素的焰色试验
D.铝比铁活泼,但在空气中铝制品比铁制品耐腐蚀
7.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.氧化铁粉末呈红色,可用于制取铁盐
B.氧化铝熔点高,可用作耐高温材料
C.NaHCO3受热分解,可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于水的消毒
8.下列关于合金的说法中,正确的是
A.合金的熔点一定比各成分金属的低
B.在我国使用最早的合金是钢
C.生铁的含碳量为0.03%-2%
D.稀土金属可用于生产合金
9.列有关金属的说法中正确的是
A.常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4
B.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体
C.镁不慎着火,可用CO2灭火
D.实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶中
10.能证明Al2O3属离子化合物的是
A.熔融时能导电 B.可作耐火材料
C.受热难分解 D.能溶于NaOH溶液
二、填空题
11.铝是生活中非常常见的一种金属,运用所学知识回答:
(1)金属铝是活泼的金属,可在生活中应用很广泛,原因是 。
(2)铝盐或铁盐能用于净水,是因为铝盐或铁盐在水溶液中形成了 。
(3)在一个瘪了的铝制易拉罐加入适量的NaOH溶液,并密封,易拉罐会慢慢复原,原因是(用化学方程式表示) 。
(4)铝粉与氧化铁粉末在高温下得到铁的反应叫做“铝热反应”,发生反应的化学方程式为 。
12.臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性.
(1)实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O22O3。将8L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5L,求其中臭氧的体积。
(2)加热条件下,O3、O2都能与铜粉反应,实验室中将氧气和臭氧的混合气体0.896L(标准状况)通入盛有足量铜粉加热充分反应,混合气体被完全吸收,粉末的质量变为1.6g。求原混合气中臭氧的体积分数为 。(已知:)
13.铝是地壳中含量最多的金属元素,其单质和化合物广泛应用于日常生活中。
(1)可以用电镀法在钢制品上电镀铝,为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应消耗2mol NaOH时,所得气体的物质的量为 mol。
(2)双羟基铝碳酸钠[NaAl(OH)2CO3]是一种常用的抗酸药,它与胃酸反应的化学方程式为 。
(3)如图是从铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3并生产AlN的工艺流程:
①“溶解”时,SiO2与NaOH溶液反应生成的硅酸钠与溶液中偏铝酸钠发生反应:,“赤泥”的主要成分为 (写出化学式)。
②“酸化”时,通入过量CO2与NaAlO2反应,生成滤液的主要成分是 (写化学式)。
③“还原”时,炭黑在高温下被氧化为CO,反应的化学方程式为 。
(4)1L某混合溶液,可能含有的离子如下表:
可能大量含有的阳离子 H+、Mg2+、Al3+、
可能大量含有的阴离子 Cl-、
往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。
①该溶液中一定不含有的离子是 。
②V1、V2、V3、V4之间的关系为 。
14.按要求完成下列各小题:
(1)实验室中用铝和盐酸在常温条件下制备AlCl3其化学方程式为 。工业上在高温条件下用碳氯化法制备AlCl3,其化学方程式Al2O3+xC+3Cl22AlCl3+3M,则M为 。
(2)已知每100g葡萄糖中含碳元素40.00g、氢元素6.67g,其余为氧元素,试求葡萄糖中碳、氢、氧3种元素的原子个数之比 。
(3)已知乙醇(C2H5OH)能与K2C2O4和H2SO4的混合溶液在一定条件下发生反应:2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O,和Cr3+和在溶液中分别显橙色和绿色,该反应 (填“是”或“不是”)离子反应,写出Cr2(SO4)3的电离方程式 。你认为能否用这一反应来检测司机是否酒驾 (填“能”或“不能“),简述其原理: 。
15.如图是某学校实验室从化学试剂商店采购的浓硫酸试剂标签上的部分内容。现用该浓硫酸配制100mL 1.5mol/L的稀硫酸。可供选用的仪器有:胶头滴管;烧瓶;烧杯;药匙;量筒;托盘天平。
硫酸化学纯(CP) (500mL) 品名:硫酸 化学式:H2SO4 相对分子质量:98 密度:1.84g/cm3 质量分数:98%
请回答下列问题:
(1)配制稀硫酸时,还缺少的仪器是 (填写名称)。
(2)经计算,配制100mL 1.5mol·L-1的稀硫酸需要量取上述浓硫酸的体积为 mL。
(3)对所配制的稀硫酸进行测定,发现其浓度大于1.5 mol·L-1,配制过程中下列各项操作可能引起该误差的有 (填写字母)。
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视刻度线取浓硫酸
B.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水
C.将硫酸稀释后立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验操作
D.转移溶液时,不慎有少量溶液洒到容量瓶外面
E.定容时,俯视容量瓶刻度线进行定容
F.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度处
(4)将10.9g Na2O和Na2O2的固体混合物溶于水得到500mL溶液,所得溶液用100mL稀硫酸恰好完全中和。回答下列问题:
①固体混合物中的质量为 g。
②固体混合物与水反应生成气体的体积为 L(标准状况)。
③固体混合物与水反应后,所得NaOH溶液的物质的量浓度 。
16.Ⅰ.化学科学在药物的开发、合成和使用中具有至关重要的作用。如小苏打、氢氧化铝、三硅酸镁等可疗胃酸过多,硫胶亚铁可补铁、防治贫血。试回答下列问题:
(1)写出小苏打与胃酸(主要成分为稀盐酸)作用的离子方程式: 。
(2)利用提供试剂设计实验证明补铁剂中只含亚铁盐(可选试剂:氯水、硫氰化钾、过氧化氢), (填写实验操作、现象和结论)
(3)氢氧化亚铁在空气中极不稳定,易被空气中氧气氧化。这一过程中观察到的现象是 ,反应的化学方程式是 。
Ⅱ.镁铝合金是建造航空母舰的主体材料。
(4)镁铝合金的硬度比金属铝的硬度 (选填:大、小)。使用该合金前用NaOH溶液处理Al2O3,其离子方程式为 。取一定量的镁铝合金均分为两份,分别与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应,产生气体的物质的量之比为5:3。合金与NaOH溶液反应的化学方程式为 。合金中镁铝的物质的量之比为 。
17.请按要求填空做答。
(1)NaHCO3能用于治疗胃酸过多,反应的离子方程式为 。
(2)铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,该反应中84g Fe参加反应,转移电子的物质的量为 。
(3)制备Fe(OH)3的实验操作:向煮沸的蒸馏水中加入几滴FeCl3溶液, 。
(4)密度为1.84g/cm3,质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度为 。
18.飞机C919是我国自行研制的,标志着我国飞机制造技术的飞跃。请回答问题:
(1)利用CO还原赤铁矿石可制得铁单质,其反应的化学方程式为 。
(2)飞机上使用的螺丝钉一般不用铁制的,其原因是因为铁与 反应易生锈。
(3)铝比铁活泼,但铝制品耐腐蚀的原因是 。
(4)航空煤油是将石油通过 (分馏或干馏)提炼出来的,飞行过程中主要是 能转化为机械能。
(5)C919的厨房为乘客提供了以下食物:快餐、雪碧、牛奶、蔬菜面条等。上述食物中属于溶液的是 ,蔬菜面条比普通面条多提供的营养物质主要是 和矿物质。
(6)飞机急救箱中还准备消毒剂过氧化氢溶液,过氧化氢中氧元素的化合价为 。
(7)飞机上的座椅套采用耐磨、耐腐蚀的“尼龙”属于 材料。
19.请写出下列反应的化学方程式或离子方程式
(1)写出硝酸工业生产中相关的三个化学方程式: , , ;
(2)铝片与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 ;
(3)明矾溶液与过量氢氧化钡溶液反应的离子方程式 ;
(4)在偏铝酸钠溶液中通入足量二氧化碳气体的离子方程式 。
20.(一)2011年,内蒙古、新疆、浙江等地都要陆续召开各具特色的农博会,到时“生态农业”将成为农会人员关注的热门话题。生态农业涉及农家肥料的综合利用,某种肥料经发酵得到一种含甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L(标准状况)该气体通过盛有红热CuO粉末的硬质玻璃管,发生的反应为:CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。当甲烷完全反应后,硬质玻璃管的质量减轻4.8 g。将反应后产生的气体通入过量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀8.5 g。
(1)原混合气体中甲烷的物质的量是 。
(2)原混合气体中氮气的体积分数为 。
(二)FeS与一定浓度的HNO3反应,生成Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO2、N2O4、NO和H2O,当NO2、N2O4、、NO的物质的量之比为1﹕1﹕1时,实际参加反应的FeS与HNO3的物质的量之比为
(三)某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。
已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X,请将氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数填入下列方框中,并标出电子转移的方向和数目。

(四) 在一定条件下,分别以高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢(H2O2)、过氧化钠为原料制取氧气,当制得同温、同压下相同体积的O2时,四个反应中转移的电子数之比为
三、实验题
21.人体血液里Ca2+的浓度一般采用mg cm-3来表示。抽取一定体积的血样,将其中的Ca2+转化为草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸(如盐酸)可得草酸(H2C2O4),再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度。某研究性学习小组设计如图实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度。
步骤1:配制KMnO4标准溶液。如图是配制100mLKMnO4标准溶液的过程。
(1)需用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、 。请你观察图示判断,其中不正确的操作有 (填序号)。
(2)如果用图示的操作所配制的溶液进行实验,在其他操作正确的情况下,所配制的溶液浓度将 (填“偏大”或“偏小”)。
步骤2:测定血液样品中Ca2+的浓度。抽取血样20.00mL,经过上述处理后得到草酸,再用0.020mol L-1KMnO4溶液滴定,使草酸转化成CO2逸出,这时共消耗12.00mLKMnO4溶液。
(3)已知:CaC2O4+2HCl=CaCl2+H2C2O4
2KMnO4+5H2C2O4+6HCl==2MnCl2+2KCl+10CO2↑+8H2O。
经过计算,血液样品中Ca2+的浓度为多少mg cm-3(写出计算过程) 。
22.氮化铝(AlN)是一种性能优异的新型材料,在许多领域有广泛应用,前景广阔。某化学小组模拟工业制氮化铝原理,欲在实验室制备氮化铝并检验其纯度。
查阅资料:①实验室用饱和NaNO2与NH4Cl溶液共热制N2:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。
②工业制氮化铝:Al2O3+3C+N22AlN+3CO,氮化铝在高温下能水解。
③AlN与NaOH饱和溶液反应:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑。
Ⅰ。氮化铝的制备
(1)实验中使用的装置如上图所示,请按照氮气气流方向将各仪器接口连接:e→c→d→ (根据实验需要,上述装置可使用多次)。
(2)B装置内的X液体可能是 ;E装置内氯化钯溶液的作用可能是 。
Ⅱ。氮化铝纯度的测定
【方案ⅰ】甲同学用下图装置测定AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。
(3)为准确测定生成气体的体积,量气装置(虚线框内)中的Y液体可以是 。
a。CCl4 b。H2O c。NH4Cl饱和溶液 d。植物油
(4)若装置中分液漏斗与导气管之间没有导管A连通,对所测AlN纯度的影响是 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【方案ⅱ】乙同学按以下步骤测定样品中AlN的纯度。
(5)步骤②的操作是 。
(6)实验室里煅烧滤渣使其分解,除了必要的热源和三脚架以外,还需要的仪器有 等。
(7) 样品中AlN的纯度是 (用m1、m2、m3表示)。
23.某工厂酸性废液中含有Fe3+、Al3+、Fe2+、SO,以该废液为原料制备Fe2O3的工艺流程如下(部分操作和条件略):
回答下列问题:
(1)写出“还原”步骤中反应的离子方程式:Fe+2H+=Fe2++H2↑和 。
(2)试剂X可选用 (写一种,填化学式),“滤渣”的主要成分是 、 。
(3)加入碳酸氢铵后,生成FeCO3沉淀,过滤,发现滤液有些浑浊,可能的操作失误的原因是 。
(4)若在实验室中灼烧FeCO3应在 (填仪器名称)中进行,“灼烧氧化”在空气中进行,写出该反应的化学方程式 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.合金材料可以含有非金属,如生铁为铁、碳合金,A错误;
B.铝合金的熔点比纯铝的低,B正确;
C.我国最早使用的合金是青铜,不是钢,C错误;
D.合金中金属元素不都以化合态存在,如生铁中铁以游离态存在,D错误;
故答案选B。
2.D
【详解】14.3g Na2CO3·xH2O与200 mL 0.5 mol·L-1的盐酸恰好完全反应生成正盐,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O,则,解得x=10,故答案选D。
3.B
【分析】向粉煤灰中加入盐酸酸浸,将氧化铝、氧化铁转化为氯化铝、氯化铁,过滤得到含有氯化铝、氯化铁的滤液;向滤液中加入铁屑,将氯化铁转化为氯化亚铁,过滤得到含有氯化铝、氯化亚铁的滤液;滤液经蒸发浓缩后,加入四水氯化亚铁晶体经盐析结晶、过滤、洗涤得到六水氯化铝晶体。
【详解】A.酸浸时,适当增大盐酸浓度,可增大溶液中氢离子浓度,有利于提高金属离子的浸出速率,故A正确;
B.六水氯化铝晶体易溶于水,用蒸馏水洗涤会使晶体溶解造成产率降低,应选择浓盐酸或乙醇洗涤,故B错误;
C.由分析可知,母液的主要成分是氯化亚铁,经一系列操作后可重新获得四水氯化亚铁晶体循环使用,故C正确;
D.氯化亚铁溶液的酸性较弱,与盐酸相比,对设备腐蚀程度较小,且盐析结晶在常温下进行,所以与在氯化氢气流中蒸发结晶相比,盐析结晶对设备的要求较低,故D正确;
故选B。
4.A
【详解】A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,氯化铁和铁反应又生成氯化亚铁,因此可用于除去工业废气中的Cl2,故A正确;
B.制备Fe(OH)3胶体是将饱和的FeCl3溶液滴加到沸水中,继续加热出现红褐色时停止加热,故B错误;
C.将打磨过的铝箔放在酒精灯火焰上加热,可看到铝箔熔化但不会剧烈燃烧,故C错误;
D.FeCl3溶液可用于铜制印刷线路板制作,是铜和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,不是因为铁比铜活泼,故D错误。
综上所述,答案为A。
5.B
【详解】A.向碳酸钠溶液中滴加盐酸,当n(Na2CO3):n(HCl)=1:1时,二者反应生成碳酸氢钠和氯化钠;当n(Na2CO3):n(HCl)=1:2时,二者反应生成氯化钠、二氧化碳和水;则n(Na2CO3):n(HCl)<1:1时,溶液中有碳酸氢钠、碳酸钠和氯化钠;n(Na2CO3):n(HCl)在1:2和1:1之间时,溶液中有碳酸氢钠、氯化钠;n(Na2CO3):n(HCl)>1:2时,溶液中有氯化钠;该数轴表示合理,A不符合题意;
B.Na与O2加热反应的产物是过氧化钠,与反应物的物质的量之比无关,该数轴表示不合理,B符合题意;
C.烧碱溶液中通入少量二氧化碳反应生成碳酸钠,即n(CO2):n(NaOH)=1:2时,反应生成碳酸钠;通入过量二氧化碳生成碳酸氢钠,即n(NaOH):n(CO2)=1:1时,反应生成碳酸氢钠;则n(CO2):n(NaOH)<1:2时,反应生成碳酸钠;n(NaOH):n(CO2)在2:1和1:1之间,反应生成碳酸钠和碳酸氢钠;n(CO2):n(NaOH)>1:1时,反应生成碳酸氢钠;该数轴表示合理,C不符合题意;
D.n(OH-):n(Al3+)=3:1时,铝元素都以Al(OH)3的形式存在; n(OH-):n(Al3+)=4:1时,铝元素都以的形式存在;则n(OH-):n(Al3+)<3:1时,铝元素以Al(OH)3和Al3+的形式存在;n(OH-):n(Al3+)在3:1和4:1之间时,铝元素以Al(OH)3和的形式存在;n(OH-):n(Al3+)>4:1时,铝元素都以的形式存在;该数轴表示合理,D不符合题意;
答案选B。
6.B
【详解】A.目前我国流通的硬币一般是在铁表面镀镍,为合金材料,故A正确;
B.生铁含碳量高,易脆,普通钢含碳量在0.06%~0.38%范围,不锈钢含碳量在0.03%左右,故B错误;
C.燃放烟花产生不同的颜色是利用了不同金属的焰色试验不同,故C正确;
D.空气中,铝表面易形成一层致密的氧化膜,而不易被腐蚀,故D正确;
故选B。
7.B
【详解】A.氧化铁能与酸反应生成铁盐,制备铁盐与氧化铁的颜色无关,故A不选;
B.具有高熔点的物质可以用作耐高温材料,氧化铝熔点高,可用作耐高温材料,故B选;
C.小苏打能与胃液中的盐酸反应,所以小苏打可用于治疗胃酸过多,与碳酸氢钠的热稳定性无关,故C不选;
D.明矾溶于水电离出铝离子,Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性,但不能消毒,故D不选;
故选B。
8.D
【详解】A.合金的熔点一般比各成分金属的低,有些合金没有固定熔点,故A错误;
B.在我国使用最早的合金是青铜,故B错误;
C.含碳量在2%~4.3%之间的铁合金属于生铁,含碳量在0.03%~2%之间的铁合金属于钢,故C错误;
D.稀土金属可用于生产合金,如Nd-Fe合金、稀土铝合金,故D正确;
选D。
9.D
【详解】A.常温下Cu和浓H2SO4不反应,故A错误;
B.氧化铝和氢氧化钠、碳酸钠在高温的条件下都可以发生反应,实验室不可用氧化铝坩埚熔化氢氧化钠、碳酸钠固体,故B错误;
C.镁能在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳,镁不慎着火,不能用CO2灭火,故C错误;
D.金属钠是活泼金属,钠能与水剧烈反应,实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶中,故D正确;
选D。
10.A
【详解】A.熔融时能导电,可知由离子构成,可说明Al2O3属离子化合物,故A正确;
B.熔点高的物质可作耐火材料,原子晶体中只有共价键也可作耐火材料,不能判断离子化合物,故B错误;
C.受热难分解也可能为共价化合物,如二氧化硅,不能判断离子化合物,故C错误;
D.能溶于NaOH溶液也可能为共价化合物,如HCl,不能判断离子化合物,故D错误;
答案选A。
【点睛】利用熔融状态下能否导电判断电解质,不能利用化学性质判断离子化合物。
11. 铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜,对内部的金属起到了保护作用 胶体 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑ 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
【详解】(1)金属铝是一种比较活泼的金属,在常温下就很容易跟氧气发生反应,生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜,这层薄膜可以阻止内层的铝进一步氧化;
(2)铝盐、铁盐水解生成胶体,胶体具有吸附悬浮杂质的作用;
(3)铝可以和氢氧化钠及水反应生成偏铝酸钠和氢气,其化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑;
(4)铝热反应是铝和金属氧化物反应得到金属和氧化铝,铝粉与氧化铁粉末在高温下得到铁的化学方程式为:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
12. 3.0L 50%
【分析】(1)根据反应方程式,用差量法计算;
(2)0.896L混合气体物质的量为:=0.04mol,气态全部参与反应,根据氧气、臭氧的总质量、总物质的量列方程计算各自物质的量,进而计算臭氧的体积分数。
【详解】(1)减少的气体的体积是:8L 6.5L=1.5L,
3O2 2O3 △V
3 2 1
x 1.5L
则x==3L,所以臭氧的体积为3.0L,故答案为3.0L;
(2)0.896L混合气体物质的量为:=0.04mol,加热条件下,O3、O2都能和铜粉反应,故粉末增加的质量即为O2和O3的总质量,设混合气体中含有O2 x mol,含有O3 y mol,x+y=0.04、32x+48y=1.6,解得:x=0.02 y=0.02,相同条件下气体的体积分数等于物质的量分数,则臭氧的体积分数为:×100%=50%,故答案为50%。
13. 3 Fe2O3、Na2Al2Si2O8 NaHCO3 Mg2+、
【详解】(1)根据关系式:,;
(2)与盐酸反应生成氯化钠、氯化铝、氧化碳和水,反应的化学方程式为;
(3)①铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质),铝土矿中加入NaOH,SiO2、Al2O3反应生成Na2Al2Si2O8沉淀和NaAlO2,Fe2O3不溶,所以 “赤泥”为Fe2O3、Na2Al2Si2O8;
②向NaAlO2溶液中通入过量的CO2得Al(OH)3沉淀和NaHCO3,故滤液主要为NaHCO3;
③Al(OH)3灼烧得Al2O3,结合流程确定反应物和生成物:Al2O3 + N2 + C → AlN + CO,配平后方程式为:;
(4)加入NaOH至V1时,无沉淀生成,则表明溶液中含有H+,由于与H+不能大量共存,所以溶液中一定不含有。V3~V4段,加入NaOH能使沉淀完全溶解,则说明沉淀为,不含有,从而表明原溶液中含有Al3+,不含有Mg2+;则V1~V2段,Al3+与反应生成沉淀;V2~V3段,沉淀物质的量不变,则表明此段发生反应,因为溶液呈电中性,则一定含有;
①由以上分析,可得出该溶液中定不含有的离子为Mg2+、;
②V1~V2段,;V3~V4段,,以为桥梁,可得出。
14.(1) CO2
(2)1:2:1
(3) 是 能 该反应前后有颜色变化,在酸性条件下与乙醇发生氧化还原反应,颜色由橙色变为绿色
【详解】(1)铝和盐酸在常温条件下制备AlCl3化学方程式为,根据化学方程式Al2O3+xC+3Cl22AlCl3+3M和原子守恒可得M为CO2,故答案为:;CO2;
(2)每100g葡萄糖中含碳元素40.00g、氢元素6.67g,则氧元素的质量为100g-40.00g-6.67g=53.33 g,则碳、氢、氧3种元素的物质的量之比即个数之比为:,故答案为1:2:1;
(3)反应2K2Cr2O7+3C2H5OH+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+11H2O中K2Cr2O7和H2SO4都是强电解质有离子的参加,K2SO4和Cr2(SO4)3都是盐,有离子的生成,是离子反应;Cr2(SO4)3的是盐,属于强电解质,电离方程式为;和Cr3+和在溶液中分别显橙色和绿色,乙醇具有还原性,可以被氧化,可以利用颜色变化检验乙醇,原理是该反应前后有颜色变化,在酸性条件下与乙醇发生氧化还原反应,颜色由橙色变为绿色;故答案为:是;;能;该反应前后有颜色变化,在酸性条件下与乙醇发生氧化还原反应,颜色由橙色变为绿色。
15.(1)100mL容量瓶、玻璃棒
(2)8.2
(3)ACE
(4) 7.8 1.12 0.6
【详解】(1)配制稀硫酸时的步骤有:计算、量取、稀释(并冷却)、移液、洗涤、定容、摇匀,需要的仪器有:量筒、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶;
(2)原浓硫酸的物质的量浓度c=,根据稀释前后硫酸的物质的量不变,配制100mL 1.5mol·L-1的稀硫酸需要量取上述浓硫酸的体积为 。
(3)A.用量筒量取浓硫酸时,仰视刻度线取浓硫酸,浓硫酸体积偏大,所配制的稀硫酸浓度偏大,故选A;
B.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水,对硫酸物质的量、溶液体积都没有影响,所配制的稀硫酸浓度无影响,故不选B;
C.浓硫酸溶于水放热,将硫酸稀释后立即转入容量瓶后,紧接着就进行以后的实验操作,冷却后溶液体积偏小,所配制的稀硫酸浓度偏大,故选C;
D.转移溶液时,不慎有少量溶液洒到容量瓶外面,容量瓶中硫酸物质的量偏少,所配制的稀硫酸浓度偏小,故不选D;
E.定容时,俯视容量瓶刻度线进行定容,溶液体积偏小,所配制的稀硫酸浓度偏大,故选E;
F.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,便补充几滴水至刻度处,溶液体积偏大,所配制的稀硫酸浓度偏小,故不选F;
选ACE;
(4)氧化钠和过氧化钠和水反应生成氢氧化钠,硫酸和氢氧化钠反应方程式为2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O,所得溶液用100mL稀硫酸恰好完全中和,可知n(NaOH)= 0.1L××2=0.3mol。根据钠元素守恒,10.9g Na2O和Na2O2的固体中含有0.3molNa+,设Na2O和Na2O2的物质的量分别是xmol、ymol,则,解得。
①固体混合物中的质量为0.1mol×78g/mol=7.8g。
②Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,0.1mol 与水反应生成0.05mol氧气,生成气体的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L(标准状况)。
③固体混合物与水反应后,生成氢氧化钠的物质的量为0.3mol,所得NaOH溶液的物质的量浓度0.3mol÷0.5L=0.6。
16.(1)+H+=H2O+CO2↑
(2)取补铁剂少许溶于水配成溶液,向该溶液中先加入KSCN溶液,无明显现象,再加入氯水(或过氧化氢),溶液变为血红色,证明补铁剂中只含亚铁离子
(3) 白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4) 大 Al2O3+2OH-=2+H2O 2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑ 1:1
【详解】(1)小苏打为碳酸氢钠,碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,离子方程式为+H+=H2O+CO2↑,
故答案为:+H+=H2O+CO2↑;
(2)Fe2+具有还原性,易被氧化剂氧化生成Fe3+,且Fe2+和KSCN溶液不反应,但是Fe3+和KSCN溶液反应生成硫氰化铁络合物而使液体呈血红色,所以检验亚铁离子时,先向溶液中加入KSCN溶液,如果没有血红色能排除含有铁离子,然后再加入氧化剂如过氧化氢或氯水,如果此时溶液呈血红色,就说明含有亚铁离子,
故答案为:取补铁剂少许溶于水配成溶液,向该溶液中先加入KSCN溶液,无明显现象,再加入氯水(或过氧化氢),溶液变为血红色,证明补铁剂中只含亚铁离子;
(3)氢氧化亚铁为白色固体,在空气中极不稳定,易被空气中氧气氧化生成红褐色氢氧化铁,所以看到的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
故答案为:白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(4)合金的硬度一般比其成分金属大,所以镁铝合金的硬度比金属铝的硬度大。NaOH溶液处理Al2O3膜,反应生成偏铝酸钠和水,反应为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,对应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2+H2O;合金中镁和NaOH溶液不反应,只有铝与NaOH溶液反应,反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;设Al与NaOH反应生成的氢气为3mol,则参加反应的Al的物质的量为2mol,2molAl与足量盐酸反应生成的氢气仍为3mol,则Mg与稀盐酸反应生成的氢气为2mol,可知Mg的物质的量为2mol,因此,合金中镁铝的物质的量之比为2mol:2mol=1:1,故答案为:大;Al2O3+2OH-=2+H2O;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;1:1。
17. HCO3-+H+=CO2↑+H2O 4mol 继续煮沸,至溶液出现红褐色液体 18.4mol/L
【详解】(1)NaHCO3治疗胃酸过多实际上是跟HCl反应,离子方程式为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O,故答案为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O;
(2) ,解得n= 4mol,故答案为:4mol;
(3)制备Fe(OH)3的实验操作:向煮沸的蒸馏水中加入几滴FeCl3溶液,继续煮沸,至溶液出现红褐色液体即制得氢氧化铁胶体,故答案为:继续煮沸,至溶液出现红褐色液体;
(4)由得:=18.4mol/L,故答案为:18.4mol/L。
18. 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 氧气、水 铝与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝膜 分馏 化学 雪碧 维生素 ﹣1价 合成
【详解】(1)利用CO还原赤铁矿石可制得铁单质,其反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
(2)飞机上使用的螺丝钉一般不用铁制的,其原因是因为铁与空气中的氧气和水反应易生锈;
(3)铝比铁活泼,但铝制品耐腐蚀的原因是铝与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝膜,这层致密的薄膜会保护内层金属不被继续腐蚀;
(4)航空煤油是将石油通过分馏提炼出来的,飞行过程中煤油燃烧,主要是化学能转化为机械能;
(5)这些食物中,属于溶液的是雪碧,其中牛奶属于胶体,不属于溶液,蔬菜面条比普通面条多提供的营养物质主要是维生素和矿物质;
(6)过氧化氢中氢元素是+1价,因此根据化合价代数和为0可知氧元素的化合价-1价;
(7)尼龙属于合成材料。
【点睛】石油的分馏是物理变化,其原理与蒸馏相同,而干馏是煤的化工处理方法,是化学变化。
19. 4NH3+5O24NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑ Al3++2+4OH-+2Ba2+=2BaSO4↓++2H2O +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+
【详解】试题分析:(1)硝酸工业生产中相关的三个化学方程式依次为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)铝片与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑;
(3)明矾溶液与过量氢氧化钡溶液反应的离子方程式为Al3++2+4OH-+2Ba2+=2BaSO4↓++2H2O;
(4)在偏铝酸钠溶液中通入足量二氧化碳气体的离子方程式为+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+。
考点:考查元素及其化合物的性质
20. 0.075 mol 5.56% 1:7 2:2:1:1
【分析】(一)(1)用差量法计算原混合气体中n(CH4)。
(2)由与过量石灰水反应生成沉淀的质量计算与澄清石灰水反应的CO2物质的量,结合C守恒计算原混合气体中n(CO2),根据原混合气体标准状况下的体积计算N2的体积分数。
(二)设FeS物质的量为1mol,根据得失电子守恒计算NO2、N2O4、NO物质的量,根据原子守恒计算参与反应的HNO3物质的量。
(三)0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X,1molKBrO3在反应中得到5mol电子生成X,KBrO3中Br的化合价为+5价,则X为Br2;根据各元素的化合价,该反应中的氧化反应为AsH3→H3AsO4,根据得失电子守恒配平反应并标出转移电子的方向和数目。
(四)根据四种物质中O元素的化合价分析转移电子数。
【详解】(一)(1)用差量法,CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu~Δm(减重)
1mol 4×80g 4×64g 4×80g-4×64g=64g
n(CH4) 4.8g
=,解得n(CH4)=0.075mol,原混合气体中CH4物质的量为0.075mol。
(2)与过量澄清石灰水反应的CO2物质的量n(CO2)=n(CaCO3)==0.085mol,由CH4与CuO加热生成的CO2物质的量为0.075mol,原混合气体中CO2物质的量为0.085mol-0.075mol=0.01mol;原混合气体总物质的量为2.016L÷22.4L/mol=0.09mol,原混合气体中N2物质的量为0.09mol-0.075mol-0.01mol=0.005mol,N2物质的量分数为×100%=5.56%,原混合气体中N2的体积分数为5.56%。
(二)设FeS物质的量为1mol,反应中Fe元素的化合价由+2价升至+3价,S元素的化合价由-2价升至+6价,1molFeS反应失去9mol电子,NO2、N2O4、NO为HNO3的还原产物,根据得失电子守恒,n(NO2)×[(+5)-(+4)]+n(N2O4)×2×[(+5)-(+4)]+n(NO)×[(+5)-(+2)]=9mol,n(NO2):n(N2O4):n(NO)=1:1:1,解得n(NO2)=n(N2O4)=n(NO)=1.5mol;根据S守恒,Fe2(SO4)3物质的量为mol,根据Fe守恒,Fe(NO3)3物质的量为1mol-mol×2=mol,根据N守恒,参与反应的HNO3物质的量为mol×3+1.5mol+1.5mol×2+1.5mol=7mol,实际参加反应的FeS与HNO3物质的量之比为1mol:7mol=1:7。
(三)0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子生成X,1molKBrO3在反应中得到5mol电子生成X,KBrO3中Br的化合价为+5价,则X为Br2;根据各元素的化合价,该反应中的氧化反应为AsH3→H3AsO4,As元素的化合价由-3价升至+5价,1molAsH3失去8mol电子生成1molH3AsO4,根据得失电子守恒配平反应的化学方程式为8KBrO3+5AsH3+4H2SO4=4Br2+5H3AsO4+4K2SO4+4H2O,反应中转移40e-,答案为:。
(四)KMnO4、KClO3中O元素的化合价都为-2价,由KMnO4、KClO3制取O2,生成1molO2转移电子4mol;H2O2、Na2O2中O元素的化合价都为-1价,由H2O2、Na2O2制取O2,生成1molO2转移电子2mol;当制得同温、同压下相同体积的O2时,四个反应中转移的电子数之比为4:4:2:2=2:2:1:1。
21.(1) 100mL容量瓶 ②⑤
(2)偏小
(3)1.2mg·cm-3
【分析】根据图示分析配制一定物质的量浓度的溶液的操作正误;根据仰视刻度线,会使溶液体积偏大判断;根据电荷守恒进行分析;根据滴定数据及钙离子与高锰酸钾的关系式计算出血液样品中Ca2+的浓度。
【详解】(1)配制溶液的过程有计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶,必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、100mL容量瓶和胶体滴管,故还缺少的仪器为100mL容量瓶;由图示可知②⑤操作不正确,②不能在量筒中溶解固体,⑤定容时应平视刻度线,至溶液凹液面与刻度线相切,故答案为:100mL容量瓶;②⑤;
(2)如果用图示的操作配制溶液,由于仰视刻度线,会使溶液体积偏大,所配制的溶液浓度将偏小;
(3)血样20.00mL经过上述处理后得到草酸,草酸消耗的消耗的高锰酸钾的物质的量为:0.020mol/L×0.012L=2.4×10-4mol,根据反应方程式,及草酸钙的化学式CaC2O4,可知:n(Ca2+)=n(H2C2O4)=,Ca2+的质量为:40g/mol×6×10-4mol=0.024g=24mg,钙离子的浓度为:=1.2×10-3g·cm-3。
22. a→b→f(g)→g(f)→a(c)→b(d)→I 浓硫酸 吸收CO,防止污染 ad 偏大 通入过量CO2气体 坩埚、泥三角、坩埚钳 ×100%
【详解】(1)实验室用饱和NaNO2与NH4Cl溶液共热制N2:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,可以需要装置C制备氮气,生成的氮气中经过干燥后与Al2O3和C在装置D中反应生成AlN和CO,CO会污染空气,可以通过氯化钯溶液吸收,氮化铝在高温下能水解,需要防止外界水蒸气进入装置D,因此按照氮气气流方向,各仪器接口连接顺序为:e→c→d→a→b→f(g)→g(f)→a(c)→b(d)→I,故答案为:a→b→f(g)→g(f)→a(c)→b(d)→I;
(2)根据(1)的分析,B装置内的X液体可以是浓硫酸;E装置内氯化钯溶液是用来吸收CO,防止污染,故答案为:浓硫酸;吸收CO,防止污染;
(3) AlN+NaOH+H2O= NaAlO2+NH3↑,量气装置中收集的气体为氨气。
a.氨气是极性分子,难溶于CCl4,可以选用;
b.氨气极易溶于水,不能选用;
c.氨气在NH4Cl饱和溶液中溶解度仍然很大,不能选用;
d.氨气难溶于植物油,可以选用;
故选ad;
(4)若装置中分液漏斗与导气管之间没有导管A连通,,应用氢氧化钠溶液体积的影响会使得测得的氨气的体积偏大,所测AlN纯度偏大,故答案为:偏大;
(5)根据流程图,滤液即洗涤液中含有NaAlO2,经过步骤②得到沉淀为氢氧化铝,因此步骤②是通入过量CO2气体,故答案为:通入过量CO2气体;
(6)实验室里煅烧滤渣氢氧化铝使其分解,除了必要的热源和三脚架以外,还需要的仪器有坩埚、泥三角、坩埚钳,故答案为:坩埚、泥三角、坩埚钳;
(7)根据Al2O3+3C+N22AlN+3CO,AlN+NaOH+H2O= NaAlO2+NH3↑,样品的主要成分为Al2O3、C和 AlN,滤渣为C,最终的固体为Al2O3,,则样品中AlN的纯度为×100%,故答案为:×100%。
23.(1)
(2) NH3 Fe
Al(OH)3
(3)过滤时玻璃棒戳破滤纸或过滤时液面高过滤纸边缘
(4) 坩埚
【分析】加入过量铁粉可将铁离子还原为亚铁离子并除去氢离子,通过让铝离子转化为氢氧化铝沉淀的方法用过滤的形式除去过量铁粉和铝离子。加入碳酸氢铵溶液与亚铁离子发生反应生成碳酸亚铁沉淀,在空气中灼烧生成目标产物氧化铁。
【详解】(1)铁粉可将三价铁离子还原为亚铁离子,反应式为;
(2)将Al3+转化为Al(OH)3沉淀,可加入氨水或者通入氨气,Al(OH)3不溶于氨水,反应式为;过滤分离前一步反应剩余的铁粉和沉淀的Al(OH)3;
(3)过滤后发现滤液浑浊,应为混入不溶物质,可能过滤操作时有碳酸亚铁进入滤液中,可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸液面,含有沉淀的溶液渗入漏斗;
(4)实验室中灼烧固体通常在坩埚中进行,碳酸亚铁受热分解生成金属氧化物和二氧化碳,亚铁化合物有还原性,被氧气氧化生成氧化铁,化合价从+2价升为+3价,氧气中氧元素化合价从0价降为-2价,根据电子守恒可得反应式为:。
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