3.1 铁的多样性 学情检测(含解析) 2023-2024学年高一上学期化学鲁科版(2019)必修第一册

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名称 3.1 铁的多样性 学情检测(含解析) 2023-2024学年高一上学期化学鲁科版(2019)必修第一册
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-06 18:45:22

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文档简介

3.1 铁的多样性 学情检测
一、单选题
1.图为某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此,下列说法正确的是 (  )
A.常温下该硫酸能使铁“钝化”
B.1molZn与足量的该硫酸反应可产生22.4L的H2
C.500mL该硫酸含有920g溶质
D.该硫酸的物质的量浓度为9.2mol/L
2.在某些食品包装盒内常有一小包灰黑色粉末。将该粉末溶于盐酸,取上层清液,滴加几滴氯水后,再滴加KSCN溶液,出现血红色。关于该粉末的叙述正确的是(  )
A.一定含有Fe元素 B.一定含有Mg元素
C.一定禽含有Cu元素 D.一定含有Al元素
3.向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气后,再向溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,则下列叙述错误的是(  )
A.通入氯气后的溶液中一定不存在I-
B.通入氯气之后原溶液中的Fe2+全部被氧化
C.原溶液中的Br-可能被氧化
D.若取少量所得溶液,再加入CCl4溶液充分振荡,静置分液,下层溶液可能呈橙红色
4.检验储存在密封性不佳的试剂瓶中的硫酸亚铁是否变质,可以加入的试剂是(  )
A.硫氰化钾 B.硝酸银
C.盐酸酸化的氯化钡 D.硝酸酸化的硝酸钡
5.下列生活中各常见的物质与其有效成分的化学式、用途的对应关系中,错误的是(  )
选项 A B C D
物质名称 食盐 漂粉精 生石灰 呼吸面具
有效成分 NaCl Ca(ClO)2 Ca(OH)2 Na2O2
主要用途 做调味品 做漂白剂、消毒剂 做干燥剂 做供氧剂
A.A B.B C.C D.D
6.类推是中学化学中重要的思维方法.下列类推结论正确的是(  )
A.电解熔融NaCl制取Na,故电解熔融MgCl2也能制取Mg
B.Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,故Na也能从CuSO4溶液中置换出Cu
C.铝和硫加热得到Al2S3,故铁和硫加热得到Fe2S3
D.CO2和Na2O2反应生成Na2CO3和O2,故SO2和Na2O2反应生成Na2SO3和O2
7.下列叙述中,正确的是(  )
A.氯气中含有的少量氯化氢,可用氢氧化钠溶液除去
B.NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
C.过量铁粉加入CuCl2溶液中,充分反应后溶液中的阳离子主要是Fe3+
D.氨气喷泉实验说明氨气极易溶解于水
8.铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是(  )
A.①中还需要进行过滤操作,滤渣为二氧化硅
B.a、b中铝元素的存在形式不同
C.③中需要通入过量的氨气
D.④进行的操作是加热,而且d一定是氧化铝
9.在指定条件下,下列铁及其化合物之间的转化能实现的是(  )
A.
B.
C.
D.
10.下列变化不能通过一步化学反应实现的是(  )
A.BaCl2→BaSO4 B.CuO→Cu(OH)2
C.NaOH→NaCl D.MgSO4→Mg(OH)2
11.电子工业常用溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。某小组为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并重新获得纯净的溶液,准备采用下图步骤,下列说法正确的是(  )
A.溶液腐蚀铜箔的离子方程式为:
B.要证明滤液Ⅰ中不含而含有,先加入少量KSCN溶液,再加入适量氯水,观察现象
C.①是Fe,②是稀硫酸
D.“通入气体③”操作不能替换为“加入适量酸性溶液”操作
12.能证明某溶液中含有Fe2+的是(  )
A.溶液中滴入几滴KSCN溶液,溶液不变红色
B.向该溶液中加入氯水,再滴入几滴KSCN溶液,呈红色
C.向该溶液中滴入几滴KSCN溶液,不变色,再加入氯水,变红色
D.该溶液中加入NaOH溶液,生成白色沉淀
13.要想证明某溶液中是否含有Fe3+,下列操作中正确的是(  )
A.加入铁粉 B.加入铜片
C.通入氯气 D.滴加KSCN溶液
14.把铁片放入下列溶液中,铁片溶解,并有气体放出的是(  )
A.稀硫酸 B.CuSO4溶液
C.Fe2(SO4)3溶液 D.AgNO3溶液
15.某汽车安全气囊的气体发生剂含有、,、等。汽车发生碰撞时,会产生大量气体使气囊迅速膨胀。下列说法错误的是(  )
A.受到撞击后分解产生和Na
B.与Na反应中,作还原剂
C.因吸收产气过程中释放的热量而分解
D.中Cl的化合价为+7,推测具有氧化性
16.维生素C又称“抗坏血酸”,能帮助人体将食物中摄取的、不易吸收的Fe3+转化为易吸收的Fe2+,下列有关分析错误的是(  )
A.维生素C具有还原性
B.Fe3+转化为Fe2+发生了氧化反应
C.维生素C药片应隔绝空气保存
D.向Fe3+的溶液中加入Cu,也能将Fe3+转化为Fe2+
二、综合题
17.将Fe和Cu的混合粉末加入FeCl3溶液中.
(1)若反应后只有Cu剩余,则溶液中阳离子一定有   ,可能有    (水电离出的H+除外,下同).
(2)若反应后有Fe剩余,则溶液中阳离子一定有   ,一定没有   .
18.“金属钙线”是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂,某“金属钙线”的主要成分为金属Fe和金属钙Ca,并含有3.5%(质量分数)CaO.
(1)Ca的原子结构示意图为   .其最高价氧化物对应水化物的碱性比Mg(OH)2   (填“强”或“弱”).
(2)Ca与非金属性最强的元素A形成化合物D,写出D的电子式   
(3)配平用“金属钙线”脱氧脱磷的方程式:
    P+   FeO+   Cao    Ca3(PO4)2+   
(4)将“金属钙线”溶于稀盐酸后,再滴加双氧水发生的离子方程式是   .
(5)取3.2g“金属钙线”试样,与水充分反应生成448mL H2(标准状况),在所得溶液中通入适量CO2,最多能得到CaCO3   g(取两位有效数字).
19.典型金属元素及化合物的特征性质有着重要的应用,请按要求回答:
(1)Na、Al、Fe、Cu四种元素的单质中:
①Al与NaOH溶液反应的离子方程式是   ,其中作氧化剂的是   .
②Cu在潮湿的空气中被腐蚀的化学方程式是   .
(2)上述四种金属的氧化物中:
①写出能用作供氧剂的一个化学方程式:   .
②既能溶于酸溶液又溶于强碱溶液,写出溶于强碱溶液的离子方程式   .
③常温下为黑色固体的是   .
(3)上述四种金属的氢氧化物中:
①易在空气中被氧化的现象是   .
②具有两性的是   .
(4)上述四种金属形成的阳离子共   有种,其中既能表现还原性,又能表现氧化性的是   ;其中氧化性最强的是   .
20.已知某工业废水中含有大量FeSO4,较多的Cu2+,少量的Na+以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收FeSO4 7H2O晶体及金属Cu.
(1)步骤1、步骤2、步骤3的主要操作是   ,需用到的玻璃仪器除烧杯外还有   .
(2)步骤3中发生反应的化学方程式为   
(3)步骤4中涉及的操作是:蒸发浓缩.   .过滤.洗涤.烘干.
(4)最后的固体单质是   (填名称)
21.某酸性废液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三种金属离子,有同学设计了下列方案对废液进行处理(所加试剂均稍过量),以回收金属,保护环境。
请回答:
(1)沉淀a中含有的单质是   ;
(2)沉淀b的化学式是   ;
(3)沉淀c的化学式是   ;
(4)溶液A与H2O2溶液在酸性条件下反应的离子方程式是   。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.由题干可知该硫酸为98%的浓硫酸,常温下,该硫酸能使铁“钝化”,A符合题意;
B.Zn与浓硫酸反应生成SO2,得不到H2,且未告知标准状况也无法计算气体的体积,B不符合题意;
C.500mL该硫酸含有溶质的质量为:1.84g/cm3×500cm3×98%=901.6g,C不符合题意;
D.该硫酸的物质的量浓度为: =18.4mol/L,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据题意知道是浓硫酸,浓硫酸具有腐蚀性和吸水性,可使铁钝化,故可用铁器来运输浓硫酸。根据图片可以计算出溶质的质量和物质的量浓度
2.【答案】A
【解析】【解答】解:Fe3+遇到硫氰化钾溶液显红色,故一定含有铁元素
故答案为:A
【分析】遇KSCN溶液出现血红色是三价铁离子的性质,据此判断一定存在的元素.
3.【答案】B
【解析】【解答】A.还原性:I->Fe2+>Br-,向含有FeBr2、FeI2的溶液中通入一定量的氯气后,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为血红色,说明Fe2+部分或全部被氧化,I-一定全部被氧化,A不符合题意;
B.向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为血红色,说明Fe2+部分或全部被氧化,B符合题意;
C.向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为血红色,说明Fe2+部分或全部被氧化,出现铁离子,原溶液中的Br-可能被氧化,C不符合题意;
D.如Br-被氧化生成Br2,则加入CCl4溶液充分振荡,静置、分液,下层溶液可能呈橙红色,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】还原性:I->Fe2+>Br-,氯气先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后氧化Br-,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,结果溶液变为红色,说明I-全部被氧化,Fe2+部分或全部被氧化,Br-可能被氧化。
4.【答案】A
【解析】【解答】硫酸亚铁若是变质,亚铁离子会被氧化成铁离子,所以可使用KSCN溶液检验,加入硫氰化钾溶液,若溶液变成血红色,证明硫酸亚铁已经变质,若溶液没有变成血红色,证明硫酸亚铁没有变质,
故答案为:A。
【分析】检验亚铁离子中的铁离子,可用硫氰化钾、
5.【答案】C
【解析】【解答】A.食盐的有效成分是NaCl,常用于调味品,故A不符合题意;
B.漂白粉的成分是氯化钙和次氯酸钙,有效成分是次氯酸钙,常用作漂白剂、消毒剂,故B不符合题意;
C.生石灰有效成分是CaO,常用作干燥剂,故C符合题意;
D.呼吸面具中有效成分是过氧化钠,常用作供氧剂,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.食盐的成分为NaCl,食盐是常见的调味品;
B.漂粉精的有效成分是 Ca(ClO)2,具有强氧化性;
C.生石灰是CaO;
D. Na2O2 与二氧化碳、水反应均产生氧气,可用作呼吸面具的供氧剂。
6.【答案】A
【解析】【解答】解:A.金属Na和Mg都是活泼性金属,电解熔融NaCl制取Na,电解熔融MgCl2也能制取Mg,故A正确;
B.Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,而Na与CuSO4溶液反应生成硫酸钠、氢气和氢氧化铜,不会置换出Cu,故B错误;
C.铝和硫加热生成Al2S3,而铁和硫加热得到FeS,不会得到Fe2S3,故C错误;
D.CO2和Na2O2反应生成Na2CO3和O2,而SO2和Na2O2反应生成Na2SO4,不会生成氧气,故D错误;
故选A.
【分析】A.Na和Al活泼性较强,通常采用电解法获得金属单质;
B.钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠、氢氧化铜沉淀和氢气,不会置换出铜;
C.Fe与S单质反应生成硫化亚铁;
D.过氧化钠具有强氧化性,能够氧化二氧化硫,反应生成的是硫酸钠.
7.【答案】D
【解析】【解答】解:A.氯气与氢氧化钠溶液反应,应用饱和食盐水除杂,故错误;
B.NaHCO3不稳定,加热易分解,而碳酸钠较稳定,故B错误;
C.铁粉与氯化铜反应生成氯化亚铁,故C错误;
D.氨气极易溶于水,导致烧瓶压强减小而形成喷泉,故D正确.
故选D.
【分析】A.二者都与氢氧化钠溶液反应;
B.NaHCO3不稳定,加热易分解;
C.铁粉与氯化铜反应生成氯化亚铁;
D.形成喷泉,说明压强减小,气体减少.
8.【答案】C
【解析】【解答】铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+,二氧化硅不溶于盐酸,所以要过滤,分离出二氧化硅;滤液中加过量NaOH,Al3+转化为AlO2-和Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去Fe(OH)3沉淀,向滤液中通过量的二氧化碳,会生成Al(OH)3沉淀,Al(OH)3分解生成Al2O3,最后电解熔融的Al2O3生成Al;
A、由以上分析可知①、②中除加试剂外,还需要进行过滤操作,A符合题意;
B、a中为Al3+,b中为AlO2-,a、b中铝元素的化合价均为+3价,B符合题意;
C、③中需要把AlO2-转化为Al(OH)3沉淀,要通入过量的二氧化碳,AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,C不符合题意;
D、根据上面分析可知④是Al(OH)3受热分解生成Al2O3,D符合题意,
故答案为:C。
【分析】A、二氧化硅不和盐酸反应,以滤渣形式除去;
B、a中为金属阳离子,b中为酸根离子;
C、AlO2-和CO2反应可以制取Al(OH)3;
D、2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
9.【答案】A
【解析】【解答】A.铁单质与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁,A符合题意;
B.铁单质与盐酸反应生成氯化亚铁而不是氯化铁,B不符合题意;
C.氢氧化亚铁与足量稀硝酸反应生成硝酸亚铁,而不是硝酸铁,C不符合题意;
D.二氧化硫与水生成亚硫酸不是硫酸,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】这类题主要需要搞清楚物质的性质。如B项中铁与盐酸反应生成FeCl2;C项中硝酸具有强氧化性能把Fe2+氧化为Fe3+;D项中SO2与H2O反应生成H2SO3。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.氯化钡溶液与硫酸或可溶性硫酸盐溶液反应能生成硫酸钡沉淀,氯化钡转化为硫酸钡能通过一步化学反应实现,A项不选;
B.氧化铜不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铜,氧化铜转化为氢氧化铜不能通过一步化学反应实现,B项选;
C.氢氧化钠和足量的盐酸反应得到氯化钠,氢氧化钠转化为氯化钠能通过一步化学反应实现,C项不选;
D.硫酸镁溶液与氢氧化钠溶液反应能生成氢氧化镁沉淀,硫酸镁转化为氢氧化镁能通过一步化学反应实现,D项不选;
故答案为:B。
【分析】A.氯化钡与硫酸反应可得到硫酸钡;
C.氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠;
D.硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.氧化性:,溶液腐蚀铜箔的离子方程式为:,选项A不符合题意;
B.证明滤液Ⅰ中不含而含有,先加入少量KSCN溶液,无明显现象证明不含Fe3+,再加入适量氯水(两试剂的顺序不能颠倒),溶液呈血红色证明含Fe2+,选项B符合题意;
C.根据题意和题图:①是Fe,发生反应、;②是盐酸,反应上一步过量的Fe,发生反应,用硫酸会产生新的杂质硫酸根,选项C不符合题意;
D.③是,发生反应,酸性溶液也可以氧化,不带来其他杂质和污染,发生反应,能将替换为酸性溶液,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.氯化铁腐蚀Cu,Fe3+被还原为Fe2+;
B.要检验不含Fe3+但是含有Fe2+,应先加入KSCN溶液,再加入氯水氧化Fe2+;
C.加过量的②是为了除去Cu粉中的Fe,②是稀盐酸;
D.气体是为了把氯化亚铁氧化为铁,是氯气。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.溶液中滴入几滴KSCN溶液,溶液不变红色,说明溶液中没有Fe3+,Fe2+无法确定,A不符合题意;
B.向该溶液中加入氯水,再滴入几滴KSCN溶液,呈红色,说明加入氯水后的溶液中含有Fe3+,该Fe3+可能是Fe2+被Cl2氧化产生的,也可能是该溶液本身就含有的,不能证明溶液中含有Fe2+,B不符合题意;
C.向该溶液中滴入几滴KSCN溶液,不变色,说明该溶液中无Fe3+,再加入氯水,呈红色,此时溶液中含Fe3+,该Fe3+是Fe2+被Cl2氧化产生的,可以证明原溶液中含有Fe2+,C符合题意;
D.Fe2+、Al3+、Zn2+与NaOH溶液,都会生成白色沉淀,因此不能根据是否产生白色沉淀确定溶液中就含有Fe2+,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据铁离子和亚铁离子的转化及铁离子的检验判断。
13.【答案】D
【解析】【解答】Fe3+遇到SCN-,溶液变红,KSCN溶液可鉴别某溶液中是否含铁离子,
故答案为:D。
【分析】检验Fe3+一般用KSCN。
14.【答案】A
【解析】【解答】解:A.铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁片溶解,且由气体生成,故A正确;
B.铁与硫酸铜反应生成铜与硫酸亚铁,没有气体生成,故B错误;
C.铁与硫酸铁反应生成硫酸亚铁,没有气体生成,故C错误;
D.铁与硝酸银溶液反应,生成硫酸亚铁和银,没有气体生成,故D错误.
故选A.
【分析】铁为活泼金属,可与酸反应生成氢气,与较不活泼金属的盐溶液发生置换反应,与浓硫酸、浓硝酸在常温下发生钝化反应,以此解答该题.
15.【答案】B
16.【答案】B
【解析】【解答】A.维生素C能够将Fe3+转化为易吸收的Fe2+,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,说明维生素C具有还原性,A不符合题意;
B.Fe3+转化为Fe2+时,Fe元素化合价降低,得到电子被还原,发生了还原反应,B符合题意;
C.维生素C药片具有强的还原性,容易被空气中的氧气氧化,因此应隔绝空气保存,C不符合题意;
D.向Fe3+的溶液中加入Cu,会发生反应:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,因此Cu单质也能将Fe3+转化为Fe2+,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】氧化剂具有氧化性,元素化合价降低,得到电子被还原,得到还原产物;还原剂具有还原性,元素化合价升高,失去电子,被氧化,得到氧化产物;
17.【答案】(1)Fe2;+ Cu2+
(2)Fe2+;Fe3+、Cu2+
【解析】【解答】解:(1)若反应后只有Cu剩余,可Fe完全反应,一定发生2FeCl3+Fe=3FeCl2,可能发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,则溶液中阳离子一定有Fe2+,可能有Cu2+,故答案为:Fe2+;Cu2+;(2)若反应后有Fe剩余,则只发生2FeCl3+Fe=3FeCl2,溶液中阳离子一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Cu2+,故答案为:Fe2+;Fe3+、Cu2+.
【分析】因活泼性Fe>Cu,将Fe和Cu的混合粉末加入FeCl3溶液中,可先后发生2FeCl3+Fe=3FeCl2、2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,以此解答该题.
18.【答案】(1);强
(2)
(3)2;5;3;1;5Fe
(4)2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O
(5)2.2
【解析】【解答】解:(1)Ca是20号元素,元素的原子序数=其核外电子数=核内质子数,其核外电子排布是2,8,8,2,所以其原子结构示意图为 ,金属性Ca>Mg,则Ca(OH)2碱性比Mg(OH)2强,故答案为 ;强;(2)元素周期表中最活泼的非金属元素是F元素,与Ca形成化合物离子化合物D,所以D是CaF2,其电子式为 ,
故答案为: ;(3)该方程式中元素的化合价变化为:P→Ca3(PO4)2,磷元素由0价→+5价,一个磷原子失5个电子;FeO→Fe,铁元素由+2价→0价,一个 FeO得2个电子,根据氧化还原反应中得失电子数相等,所以其最小公倍数为10,故 P的计量数为2,FeO的计量数为5,其它元素根据原子守恒配平,所以该方程式为2 P+5FeO+3CaO Ca3(PO4)2+5Fe,
故答案为:2;5;3;1;5Fe;(4)金属钙线中含铁,Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁,亚铁离子不稳定,能被双氧水氧化生成铁离子,双氧水被还原生成水,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2 H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2 H2O;(5)448mLH2的物质的量为 =0.02mol,钙与水反应生成氢氧化钙与氢气,根据电子转移守恒可知,Ca的物质的量为 =0.02mol,样品中CaO质量分数为3.5%,故氧化钙的质量为3.2g×3.5%=0.112g,故氧化钙的物质的量为 =0.002mol,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,根据钙元素守恒可知生成的n(CaCO3)=n(Ca)+n(CaO)=0.02mol+0.002mol=0.022mol,碳酸钙的质量为0.022mol×100g/mol=2.2g,
故答案为:2.2.
【分析】(1)Ca的原子序数为20,结合原子核外电子排布画出原子结构示意图,金属性越强,对应的最高价氧化物水化物碱性越强;(2)最活泼的非金属元素为F,再确定该化合物的化学式,根据电子式书写规则写出电子式;(3)根据得失电子数相等配平方程式;(4)Fe和稀盐酸反应生成氯化亚铁,亚铁离子不稳定,能被双氧水氧化生成铁离子,双氧水被还原生成水;(5)钙与水反应生成氢氧化钙与氢气,根据n= 计算氢气的物质的量,根据电子转移守恒计算Ca的物质的量,根据氧化钙的质量分数计算氧化钙的质量,计算氧化钙的物质的量,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,根据钙元素守恒可知生成的n(CaCO3)=n(Ca)+n(CaO),再根据m=nM计算碳酸钙的质量.
19.【答案】(1)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;水;2Cu+CO2+H2O+O2=Cu2(OH)2CO3
(2)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O;FeO、Fe3O4、CuO
(3)白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色;Al(OH)3
(4)6;Fe2+、Cu+;Fe3+
【解析】【解答】解:(1)①Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,得电子化合价降低的反应物是氧化剂,反应方程式为,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,该反应中水是氧化剂,
故答案为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;水;②Cu在潮湿的空气中被腐蚀生成碱式碳酸铜,反应方程式为2Cu+CO2+H2O+O2=Cu2(OH)2CO3,故答案为:2Cu+CO2+H2O+O2=Cu2(OH)2CO3;(2)①过氧化钠能和水、二氧化碳反应生成氧气,反应方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;②既能溶于酸溶液又溶于强碱溶液是氧化铝,氧化铝和碱液反应生成偏铝酸盐和水,离子方程式为 Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O,
故答案为:Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O;③常温下为黑色固体的是FeO、Fe3O4、CuO,故答案为:FeO、Fe3O4、CuO;(3)①易在空气中被氧化是氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被空气氧化先生成灰绿色最后生成红褐色氢氧化铁,看到的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色,
故答案为:白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色;②具有两性的是Al(OH)3,故答案为:Al(OH)3;(4)这几种金属形成的离子有6种,分别为Fe2+、Cu+、Fe3+、Cu2+ Na+ Al3+,处于中间价态的离子既有氧化性又有还原性,所以既有氧化性又有还原性是Fe2+、Cu+,处于最高价态的离子只有氧化性,氧化性最强的是Fe3+,故答案为:6;Fe2+、Cu+;Fe3+.
【分析】(1)①Al与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,得电子化合价降低的反应物是氧化剂;②Cu在潮湿的空气中被腐蚀生成碱式碳酸铜;(2)①过氧化钠能和水、二氧化碳反应生成氧气;②既能溶于酸溶液又溶于强碱溶液是氧化铝,氧化铝和碱液反应生成偏铝酸盐和水;③常温下为黑色固体的是氧化亚铁、四氧化三铁和CuO;(3)①易在空气中被氧化是氢氧化亚铁,氢氧化亚铁被空气氧化生成红褐色氢氧化铁;②具有两性的是氢氧化铝;(4)铝离子、亚铁离子、铁离子、铜离子、亚铜离子、钠离子,处于中间价态的离子既有氧化性又有还原性,处于最高价态的离子只有氧化性.
20.【答案】(1)过滤;普通漏斗、玻璃棒
(2)Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
(3)冷却结晶
(4)铜
【解析】【解答】解:(1)步骤1、步骤2、步骤3都为过滤操作,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、普通漏斗,故答案为:过滤;普通漏斗、玻璃棒;(2)经步骤2后所得固体混合物为Fe和Cu的混合物,过量的Fe用稀硫酸除去,发生反应为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,故答案为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑;(3)最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4 7H2O晶体,故答案为:冷却结晶;(4)Cu与稀硫酸不反应,最后所得固体为铜,故答案为:铜.
【分析】工业废水中含有大量FeSO4,较多的Cu2+,少量的Na+以及部分污泥,首先通过步骤1进行过滤除去污泥,在步骤2中加入过量的Fe,发生Fe+Cu2+═Cu+2Fe2+,过量的Fe用稀硫酸除去,发生反应为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4 7H2O晶体.
21.【答案】(1)Cu、Fe
(2)Fe(OH)3
(3)BaCO3
(4)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
【解析】【解答】(1)由以上分析可知沉淀a中含有的单质是Fe、Cu;
(2)由以上分析可知红褐色沉淀为Fe(OH)3↓;
(3)由分析可知沉淀c为BaCO3;
(4)氧化时加入H2O2溶液与二价铁离子发生氧化还原反应,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
故答案为:(1)Fe、Cu;(2)Fe(OH)3;(3)BaCO3;(4)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。
【分析】酸性废液中含有Fe2+、Cu2+、Ba2+三种金属离子,加入铁屑,可置换出铜,沉淀a为Fe、Cu,溶液A含有Fe2+、Ba2+,然后在溶液A中加入过氧化氢、氢氧化钠生成的红褐色沉淀为Fe(OH)3↓,溶液B含有Na+、Ba2+,加入碳酸钠溶液,可生成沉淀c为BaCO3,溶液C含有的阳离子主要为Na+。据此分析作答