第三章《铁金属材料》测试题(含解析)2023--2024学年上学期高一化学人教版(2019)必修第一册

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名称 第三章《铁金属材料》测试题(含解析)2023--2024学年上学期高一化学人教版(2019)必修第一册
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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 2023-11-29 19:01:17

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第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题(共14题)
1.下列操作及现象、结论都正确的是
选项 操作及现象 结论
A 向某无色溶液中滴加盐酸,产生气体,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊 原无色溶液中一定含有
B 将硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合,产生蓝色沉淀 和反应生成难溶于水的
C 向硫酸氢钾溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变红色 属于酸
D 向某溶液中滴加氯化钡溶液和稀硝酸,产生白色沉淀 原溶液中一定含有
A.A B.B C.C D.D
2.下列有关除杂的操作中不正确的是
A.溶液中含少量杂质:加入过量的粉,过滤
B.除去溶液中少量的:加入新制氯水
C.除溶液中少量的杂质可以向溶液中加入过量铁粉,然后过滤
D.除溶液中的杂质可以向溶液中加入过量铁粉
3.信息提示: ①CuCl2+Cu=2CuCl↓(白色)——该反应速率很慢
②2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl——该反应速率很快
③(SCN)2,拟卤素,化学性质和氯气相似。
Cu(过量)与 FeCl3 溶液反应,静置后取上层清液,小明将 KSCN 溶液滴加到混合液中,他观察到瞬间产生白色沉淀,局部出现红色;振荡试管,红色又迅速褪去。请你判断下列说法正确的是
A.白色沉淀是 CuCl,是溶液中的 CuCl2 与 Cu 反应生成
B.红色物质是 Fe(SCN)3, 主要原因是溶液中的 Fe2+被空气中的 O2 氧化成 Fe3+
C.红色迅速褪去原因是振荡溶液时(SCN)2 把 Fe(SCN)3 漂白了
D.用 KSCN 溶液检验 Fe3+时, Cu2+存在会产生干扰
4.部分含铜物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.d的代表物质具有强氧化性
B.将c的溶液与氢氧化钠溶液混合可制得不溶性碱
C.将b投入稀硫酸中,溶液变蓝
D.铜生锈的条件是铜和氧气、水同时发生接触
5.下列物质性质与应用对应关系不正确的是()
A.浓硝酸、浓盐酸均为易挥发的强酸,两者混合配成的“王水”具有强腐蚀性
B.浓氨水具有挥发性,可用于检验运送氯气的管道是否发生泄漏
C.石墨具有导电性、稳定性,可用作电极材料
D.氯化铝是电解质,可以用于电解法冶炼金属铝
6.下列关于铁单质的说法中不正确的是
A.3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子
B.装月饼的袋子里常放有干燥剂和铁粉,这是利用了铁粉的还原性
C.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中O2、H2O的共同作用下能发生氧化反应
D.56 g铁和71 g氯气完全反应,转移的电子数为3NA
7.下列物质制备方案可行的是
A.
B.
C.
D.
8.下列实验装置不能达到实验目的的是( )
实验室用装置甲制备氨气
甲 乙 丙 丁
A.实验室用装置甲制备氨气
B.用装置乙除去Cl2中混有的少量HCl
C.用装置丙验证SO2的还原性
D.用装置丁制取Fe(OH)2
9.如图所示装置,密闭容器内分别充入空气和H2、O2的混合气体在可移动的活塞两边,在标准状况下若将H2、O2的混合气体点燃引爆,活塞先左弹,恢复原温度后,活塞右滑停留于容器的中央,则原来H2、O2的体积比最接近于
A.2∶7 B.5∶4 C.3∶2 D.4∶5
10.下列离子方程式正确的是
A.铁与稀硫酸的反应:2Fe+6H+=2Fe3+ +3H2↑
B.将碳酸氢钠溶液与NaOH溶液混合;HCO+OH-= CO2 ↑+H2O
C.氧化铝与烧碱溶液反应:Al2O3+2OH-=2Al3+ +4O2-+H2O
D.铝与NaOH溶液反应:2Al+2OH-+2H2O =2AlO +3H2↑
11.下列关于金属铝及其化合物的叙述正确的是
A.Al在常温下不能与O2反应
B.Al与HCl或NaOH溶液反应都能放出H2
C.Al在化学反应中容易失去电子,是氧化剂
D.Al2O3只能与酸反应,不能与碱反应
12.下列除去物质中含少量杂质的方法正确的是
选项 物质(括号内为杂质) 实验方法
A 加入适量氯水,再加萃取、分液
B 样品配制成热饱和溶液。冷却结晶,过滤
C 加入铁红,过滤
D 铜粉(铝粉) 加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
A.A B.B C.C D.D
13.根据下列框图分析,下列说法不正确的是
A.E2+的氧化性比M2+的氧化性弱
B.在③反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀
C.反应④的离子方程式可表示为:E3++3SCN-=E(SCN)3↓
D.在反应①中用的硫酸,只表现了硫酸的酸性
14.下列除杂试剂的选择或除杂操作不正确的是()
选项 括号内为杂质 除杂试剂 除杂操作
A Fe2O3(Al2O3)固体 NaOH溶液 充分反应后过滤
B Na2CO3(NaHCO3)溶液 CO2 通入过量的CO2
C FeCl3(FeCl2)溶液 Cl2 通入过量的Cl2
D CO2(HCl)气体 饱和NaHCO3溶液 洗气
A.A B.B C.C D.D
二、填空题(共10题)
15.过氧化钠是钠在氧气或空气中燃烧的产物之一,常用作呼吸面具和潜水艇里的供氧剂。
(1)过氧化钠 (填“是”或“不是”)碱性氧化物。
(2)工业制备过氧化钠的方法是将钠放在铝盘_上加热至熔化,通入一定量已除去的干燥空气进行反应。此过程中需对空气进行处理的原因是 。
(3)向包有固体的棉花上滴几滴水,棉花很快燃烧起来,原因是该反应有氧气生成且该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)过氧化钠作为潜水艇和消防员呼吸面具中的供氧剂,请写出其中一个反应的化学方程式 。某潜水艇中有人,若每人每小时消耗氧气,假设所需要的氧气全由过氧化钠提供,则每小时所需的质量为 。
16.回答下列问题
(1)铁合金的硬度比各成分硬度 。(填“大”,“小”或“不变”)
(2)向50mL沸水中加入5~6滴饱和溶液,加热至产生红褐色液体,停止加热,利用 来证明得到的分散系是氢氧化铁胶体。
(3)NaHCO3固体溶于水的电离方程式为 。
(4)已知:Ⅰ.;Ⅱ.。可推知、、氧化性由强到弱为 。
(5)Al2O3是碱性氧化物吗? (填“是”或“不是”)。
(6)饮用水中的NO对人类健康产生危害,为了降低饮用水中NO的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将NO还原为N2,其化学方程式为: 10Al + 6NaNO3 + 4NaOH = 10NaAlO2 + 3N2↑ + 2H2O
请回答下列问题:
①在化学方程式上用单线桥标出该反应中电子转移的方向和数目: 。
②上述反应中若生成标准状况下3.36LN2,则转移的电子数目为: 。
17.铁是人类较早使用的金属之一。运用所学知识,回答下列问题。
(1)鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的方法是 。
(2)电子工业用FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板,请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式: 。
(3)某研究性学习小组为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成,进行了如下实验:①取少量待测溶液,滴入KSCN溶液呈红色,则待测液中含有的金属阳离子是 ;
②溶液组成的测定:取50.0mL待测溶液,加入足量的AgNO3溶液,得21.525g白色沉淀。则溶液中c(Cl-)= mol·L-1。
③验证该溶液中含有Fe2+,正确的实验方法是 。
A.观察溶液是否呈浅绿色
B.取适量溶液,滴入酸性高锰酸钾溶液,若褪色,证明含有Fe2+
C.取适量溶液,滴入氯水,再滴入KSCN溶液,若显血红色,证明原溶液中含有Fe2+
(4)工程师欲从制造印刷电路板的废水中回收铜,并获得FeCl3溶液,设计如下方案:
①滤渣C的化学式为 。
②加过量D发生反应的离子方程为 。
③通入F发生反应的化学方程式为 。
18.(1)有一瓶无色澄清溶液,其中可能含H+、Na+、Mg2+、Ba2+、Cl 、SO42 、CO32 离子。现进行以下实验:
A、用pH试纸检验溶液,发现溶液呈强酸性;
B、取部分溶液逐滴加入NaOH溶液,使溶液由酸性变为碱性,无沉淀产生;
C、取少量B中的碱性溶液,滴加Na2CO3溶液,有白色沉淀产生。
①根据上述事实确定:该溶液中肯定存在的离子有 ;
肯定不存在的离子有 。
②写出C中发生反应的离子方程式 。
(2)①还原铁粉与高温水蒸气反应的化学方程式: ;
②除去Mg粉中的Al粉的试剂是 ,反应的离子方程式为: ;
(3)高铁酸钠(Na2FeO4)具有强氧化性,可对自来水进行消毒、净化。高铁酸钠可用氢氧化铁和次氯酸钠在碱性介质中反应得到,请补充并配平下面离子方程式。
Fe(OH)3 + ClO-+ OH- = FeO42-+ Cl-+
(4)在反应11P+15CuSO4+24H2O=5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4中,氧化剂是 ;
当有2mol H3PO4生成,转移的电子的物质的量为 .
19.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2 溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,容器中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有的离子是 ,铜单质 ( 填“一定”或“可能”)存在。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中还可能有的离子为 ,铜单质 ( 填“一定”或“可能”)存在。
(3)若FeCl3和CuCl2 都有剩余,则容器中不可能有的单质是 ,Fe2+ (填“一定”或“可能”)存在。
(4)将6 g铁粉加入200 mL Fe2(SO4)3 和CuSO4的混合溶液中,充分反应得到200 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液和5.2 g固体沉淀物,则原Fe2(SO4)3 和CuSO4的混合溶液中Fe2(SO4)3的物质的量浓度为 。
20.化学用语是化学学科的国际通用语言,是学习化学的重要工具。请你使用化学用语完成下列填空:
(1)铝、铁、铜是重要的金属资源,广泛的应用于生产生活。请写出世界上这三种金属的年产量从高到低的排列顺序: 。
(2)熔点最低的金属是 ;在树木上涂刷含有 (淡黄色粉末)等的石灰浆,可以保护树木,防止冻伤,并防止害虫生卵。
(3)赤铁矿、磁铁矿的主要成分分别是: 、 。
(4)地壳中含量最多的金属元素和地壳中含量最多的元素组成化合物的化学式 。
(5)请写出溶洞中石灰岩遇到溶有CO2的水时,生成溶解性较大的碳酸氢钙的化学方程式: 。
21.铜、铁、铝是应用最广泛的三种金属。
(1)它们在人类的金属使用历史中,由早到晚的顺序为 。
(2)日常常用“铝壶”烧开水,是因为铝有良好的导热性、 。
(3)野外铺设钢轨时,通常用铝和氧化铁混合粉末反应得到的液态铁来焊接钢轨。写出反应的化学方程式 ,该反应是 (填:吸或放)热反应,其中铝发生 (填:氧化或还原)反应。
(4)表面破损的铝制品,放久了破损处会有一层“白毛”产生,“白毛”既能溶于酸又能溶于碱溶液,写出形成“白毛”的化学方程式 。
22.某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现如图所示的物质之间的变化:

据此回答下列问题:
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是
(2)根据上述框图反应关系,写出下列B、D、E所含物质的化学式:固体B ;沉淀D ;溶液E 。
(3)写出①③反应的化学方程式,离子反应写离子方程式。
① 。
③ 。
23.金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 。
a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是 ,当1mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol;向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是 。
(3)下图为电解精炼银的示意图, (填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极 有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为 。
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为 。
24.油画的白色燃料中曾含二价铅盐,二价铅盐经过长时间空气(含有微量H2S)的侵蚀,生成PbS而变黑。可用一定量的H2O2溶液擦铁修复。完成下列填空:
(1)H2O2与PbS反应生成PbSO4的和H2O,写出该反应的化学方程式 。
(2)在PbSO4的悬浊液中滴加一定量的CH3COONH4溶液,发生复分解反应,溶液变为澄清,有弱电解质生成,该弱电解质的化学式为 。当PbSO4和CH3COONH4恰好完全反应时,溶液显 性(选填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(3)H2S为二元弱酸,向Na2S溶液中加入FeSO4溶液,生成FeS沉淀,还可能生成白色沉淀,其化学式为 ;该物质在空气中很快变为红褐色,原因是 。
(4)向200mLH2S溶液中缓慢通入SO2,发生反应2H2S+SO2→3S+2H2O,生成S的物质的量与通入SO2的物质的量的关系如图(溶液体积变化忽略不计),由此可知原溶液中H2S的物质的量浓度为 。从开始通SO2至饱和,再继续通一段时间,整个过程中c(H+)的变化情况为 。
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.原溶液可能含碳酸盐或碳酸氢盐,故A错误;
B.产生蓝色沉淀,蓝色沉淀是氢氧化铜,故B正确;
C.硫酸氢钾属于盐,故C错误;
D.原溶液可能含银离子,D错误。
答案选B。
2.D
【详解】A.加入过量的铁粉,发生反应,再经过过滤,能够除去杂质,A正确;
B.新制氯水与反应:,可以除去杂质,B正确;
C.向含有少量的溶液中加入过量粉:,过滤即可除杂,C正确;
D.与氯化铁反应,将原物质除去,不能除杂,应向该溶液中通入足量的氯气,D错误;
故选D。
3.D
【详解】A.Cu(过量)与 FeCl3 溶液反应生成FeCl2和CuCl2溶液,将 KSCN 溶液滴加到混合液中,观察到瞬间产生白色沉淀,根据题意分析可知,不可能为CuCl白色沉淀,只能是CuSCN白色沉淀,A错误;
B.据2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl反应可知,反应生成了(SCN)2,把Fe2+氧化为Fe3+,导致溶液局部出现红色,B错误;
C.(SCN)2与氯气性质相似,其水溶液具有漂白性,但是(SCN)2漂白有机色质,不漂白无机物,C错误;
D.Cu2+会与SCN-反应生成CuSCN白色沉淀,干扰Fe3+的检验,D正确;
故答案选D。
4.D
【详解】A.由图可知,d的代表物质中的铜元素具有最高价,化合价容易降低,具有强氧化性,A正确;
B.c为正二价的铜盐,将铜盐溶液与氢氧化钠溶液混合可制得氢氧化铜沉淀,B正确;
C.氧化铜遇到稀硫酸发生反应:,溶液变蓝,C正确;
D.铜生锈的条件是铜和氧气、水、二氧化碳同时发生接触,生成铜绿,D错误;
故选:D。
5.D
【详解】A.浓硝酸、浓盐酸均为易挥发的强酸,浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为1:3)叫做王水,能使一些不溶于硝酸的金属如金、铂等溶解,具有强腐蚀性,A项正确;
B.浓氨水具有挥发性,挥发出的氨气与氯气发生反应8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2,生成的氯化铵为白色固体,若管道某处漏气时会看到白烟,则浓氨水可用于检验运送氯气的管道是否发生泄漏,B项正确;
C.石墨具有导电性、稳定性,可用作电极材料,C项正确;
D.氯化铝是共价化合物,熔融态没有自由移动的离子,不能导电,不能用电解熔融氯化铝的方法冶炼金属铝,D项错误;
答案选D。
【点睛】可以用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝,而不能电解熔融氯化铝,因为氯化铝是共价化合物,熔融态没有自由移动的离子,不能导电,这是学生们的易错点。
6.D
【详解】A.3 mol单质Fe完全转变为Fe3O4,失去8NA个电子,故A正确;
B.装月饼的袋子里常放有干燥剂和铁粉,铁粉做脱氧剂,利用了铁粉的还原性,故B正确;
C.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中O2、H2O的共同作用下铁能发生氧化反应被锈蚀,故C正确;
D.56 g铁和71 g氯气完全反应,铁有剩余,氯气完全反应生成FeCl3,转移的电子数为2NA,故D错误;
选D。
7.D
【详解】A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下可以反应生成氯气,稀盐酸不行,A项错误;
B.二硫化亚铁与空气反应生成二氧化硫,而不是三氧化硫,B项错误;
C.氯化铝会发生水解,氯化铝溶液加热灼烧后生成三氧化二铝,C项错误;
D.氮气和氢气合成氨气,再利用氨的催化氧化合成NO,之后用NO合成NO2,再制硝酸,方案可行,D项正确;
答案选D。
8.B
【详解】A.氯化铵和氢氧化钙在加热的条件下反应可以得到氨气、氯化钙和水,符合固体加热制取气体的发生装置;氨气的密度小于空气极易溶于水,用向下排空气法收集,加入一团棉花减小氨气和空气的对流,故实验室可以用装置甲制备氨气,故A正确;
B.氢氧化钠溶液可以吸收HCl发生酸碱中和反应,Cl2也会和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,用装置乙不能除去Cl2中混有的少量HCl,会将Cl2一起除去,实验室用饱和食盐水除去Cl2中混有的少量HCl,故B错误;
C.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,SO2可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,发生氧化还原反应,说明SO2具有还原性,可以用装置丙验证SO2的还原性,故C正确;
D.氢氧化钠和硫酸亚铁反应可以制得氢氧化亚铁,由于氢氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化,在硫酸亚铁溶液上层加入植物油可以防止空气氧化生成的氢氧化亚铁,故可以用装置丁制取Fe(OH)2,故D正确;
答案选B。
9.D
【详解】反应前左右压强都相等,气体的物质的量之比等于体积之比,设空气的物质的量为1mol,则氢气、氧气的混合气体为3mol;反应后恢复至原来的温度,活塞正好停留在容器的中间,说明反应后左右气体的物质的量相等,右室中剩余气体为1mol:
①若剩余的气体为H2,参加反应气体共2mol,由2H2+O22H2O可以知道,混合气体中O2的物质的量为: ,则氢气的物质的量为:,相同条件下体积之比等于物质的量之比,所以原混合气体中H2、O2的体积比为;
②若剩余的气体为O2,参加反应气体共2mol,由2H2+O22H2O 可以知道,混合气体中H2的物质的量为,则氧气的物质的量为,相同条件下体积之比等于物质的量之比,所以原混合气体中H2、O2的体积比为,故D符合题意;
综上所述,答案为D。
10.D
【详解】A.铁与稀硫酸的反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的离子方程式是Fe+2H+=Fe2+ +H2↑,故A错误;
B.将碳酸氢钠溶液与NaOH溶液混合,反应生成碳酸钠和水,反应的离子方程式是HCO+OH-=+H2O,故B错误;
C.氧化铝与烧碱溶液反应生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式是Al2O3+2OH-=2AO+H2O,故C错误;
D.铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式是2Al+2OH-+2H2O =2AlO+3H2↑,故D正确;
选D。
11.B
【详解】试题分析:A.Al在常温下迅速被O2氧化形成致密的氧化膜,A错误;B.Al与HCl反应生成氯化铝和H2,与NaOH溶液反应产生偏铝酸铝和H2,C.氧化还原反应中失去电子的是还原剂,C错误;D.Al2O3能与强碱反应生成偏铝酸盐和氢气,D错误;答案选B。
考点:考查铝的化学性质。
12.D
【详解】A.由于还原性:Fe2+>Br-,所以加入适量氯水先氧化Fe2+,再氧化Br-,不能达到除杂、净化的目的,A错误;
B.硝酸钾的溶解度随温度的变化较大,NaCl的溶解度受温度的影响变化较小,应该将样品配制成热饱和溶液,再蒸发浓缩后趁热过滤,可以除去混去的硝酸钾杂质,B错误;
C.铁红成分是Fe2O3,不能与FeCl3反应,不能达到除杂、净化的目的,C错误;
D.Cu不溶于NaOH溶液,而Al可以溶于NaOH溶液生成NaAlO2溶液,能够达到除杂、净化的目的,D正确;
故合理选项是D。
13.C
【分析】分析流程可知,M为铜,在酸性溶液中被过氧化氢氧化为铜盐溶液CuSO4,依据Y加入KSCN溶液呈红色说明是Fe3+,和氨水反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,说明X为硫酸亚铁溶液,推断E为Fe。
【详解】A.Fe2+的氧化性比Cu2+的氧化性弱,A正确;
B.如果不加稀硫酸,则③反应为6Fe2++3H2O2 =4Fe3++2Fe(OH)3↓,B正确;
C.Fe(SCN)3不是沉淀,C错误;
D.反应①中硫酸只是提供酸性环境,过氧化氢作氧化剂氧化铜,D正确。
故选C。
14.B
【详解】A.Fe2O3不与NaOH反应,Al2O3与NaOH反应,Al2O3+2NaOH =2NaAlO2+H2O,过滤后可得Fe2O3,A正确;
B.CO2可与Na2CO3反应,Na2CO3+H2O+CO2= 2NaHCO3,因此通入过量的CO2后会得到NaHCO3溶液,得不到Na2CO3溶液,B错误;
C.Cl2与FeCl2反应,Cl2+2FeCl2=2FeCl3,可以得到FeCl3,C正确;
D.HCl可与NaHCO3反应,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,且CO2不溶于饱和NaHCO3溶液,D正确;
故选B。
15.(1)不是
(2)过氧化钠既能与空气中反应,也能与水反应
(3)放热
(4) 或 12.48
【详解】(1)碱性氧化物是指溶于水而只生成一种碱或与酸反应而成一种盐和水(除了盐和水以外不包括其它物质)的氧化物,Na2O2与水反应除生成NaOH外还有O2,因此Na2O2不是碱性氧化物。
(2)Na2O2既能与CO2反应,也能与水反应,因此制备Na2O2过程中需要除去空气中CO2和水。
(3)向包有固体的棉花上滴几滴水,棉花很快燃烧起来,根据燃烧“三要素”可知该反应为放热反应。
(4)能与水或CO2反应生成O2,因此可作为潜水艇和消防员呼吸面具中的供氧剂,反应化学方程式为或;每小时消耗氧气的总物质的量为,根据反应方程式可知,每生成40mol O2,消耗的质量为。
16.(1)大
(2)丁达尔效应
(3)NaHCO3=Na++HCO
(4)Cl2>Br2>Fe3+
(5)不是
(6) 1.5NA
【详解】(1)一般合金的硬度大于任意组成成分的硬度,推断铁合金的硬度比各成分硬度大,故答案为:大。
(2)一般用丁达尔效应来鉴别溶液和胶体,故答案为:丁达尔效应。
(3)NaHCO3是强电解质,固体溶于水的电离方程式为NaHCO3=Na++HCO,故答案为:NaHCO3=Na++HCO。
(4)根据同一氧化还原反应中氧化性:氧化剂氧化产物,由反应Ⅰ可推断氧化性:Cl2>Br2,由反应Ⅱ可推断氧化性:Br2>Fe3+,所以可得Cl2>Br2>Fe3+,故答案为:Cl2>Br2>Fe3+。
(5)Al2O3是两性氧化物,不是碱性氧化物,故答案为:不是。
(6)①该反应中电子转移的方向和数目:;
②由上述反应可得,若生成标准状况下3.36LN2即0.15mol,则转移的电子数目为:1.5NA。
故答案为:;1.5NA。
17.(1)用平行光照射两种分散系(或丁达尔现象)
(2)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(3) Fe3+、Fe2+、Cu2+ 3 B
(4) Fe、Cu Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2FeCl2+Cl2=2FeCl3
【详解】(1)胶体会产生丁达尔效应,但是溶液不能,因此鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液的方法是用平行光照射两种分散系(或丁达尔现象);
(2)FeCl3有氧化性,能把铜氧化为Cu2+,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(3)①取少量待测溶液,滴入KSCN溶液呈红色,则待测液中含有的金属阳离子是Fe3+;由于发生了反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,所以溶液中还含有Fe2+、Cu2+;②n(AgCl)= n(Cl-)==0.15mol,则溶液中c(Cl-)==3mol/L;
③A.因为溶液中含有Fe3+,Fe3+的黄色要比Fe2+的浅绿色深,所以无法看出该现象,A错误;
B.Fe2+有还原性,容易被酸性高锰酸钾溶液氧化而使之褪色,因此若看到溶液褪色,证明含有Fe2+,B正确;
C.原溶液中含有Fe3+,所以无论是否滴入氯水,都会发生该现象,C错误;
故答案为B;
(4)向反应后的溶液中加入过量的金属Fe,发生反应:Fe+CuCl2=FeCl2+Cu,然后过滤得到滤液B中含有FeCl2;滤渣C中含有Fe、Cu;向滤渣中加入过量的盐酸,发生反应:Fe+2HCl= FeCl2+ H2↑,离子方程式为:Fe+2H+= Fe2++H2↑;滤液E中含有FeCl2,将其与滤液B混合,然后向该溶液中通入氯气,发生反应2FeCl2+Cl2=2FeCl3,最后得到FeCl3溶液。
18. H+、Ba2+、Cl Mg2+、SO42 、CO32 Ba2+ + CO32 = BaCO3↓ 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 NaOH溶液 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 2 3 4 2 3 5 H2O P、CuSO4 10mol
【分析】根据离子反应原理及反应现象分析溶液中存在的离子;根据铁的化学性质书写相关反应方程式,根据Al的两性分析除杂的方法;根据电子转移守恒配平氧化还原反应;根据化合价变化判断氧化剂还原剂并计算电子转移数目。
【详解】(1)由“澄清溶液”得,原溶液没有相互反应的离子:
A、用pH试纸检验溶液,发现溶液呈强酸性,则一定存在H+离子,排除与强酸反应的CO32 离子存在,所以阴离子可能是Cl 或SO42 或Cl 和SO42-;
B、取部分溶液逐滴加入NaOH溶液,使溶液由酸性变为碱性,无沉淀产生,则无Mg2+存在;
C、取少量B中的碱性溶液,滴加Na2CO3溶液,有白色沉淀产生,则原溶液中含有Ba2+,不含与Ba2+反应的SO42-,所以原溶液中存在的阴离子是Cl ;①通过以上分析,该溶液中肯定存在的离子有 H+、Ba2+、Cl ;肯定不存在的离子有Mg2+、SO42 、CO32 ;
②C中发生离子反应是Ba2+和CO32 生成BaCO3沉淀的反应,离子反应为Ba2+ + CO32 = BaCO3↓;
故答案为: H+、Ba2+、Cl ; Mg2+、SO42 、CO32 ;Ba2+ + CO32 = BaCO3↓;
(2)①还原铁粉与高温水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2;
②Mg粉中的Al与氢氧化钠溶液反应,而Mg不溶于碱液,可以用氢氧化钠溶液除去Mg粉中的Al粉,反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
故答案为:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2;NaOH溶液;2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)根据原子守恒知生成物中还有产物H2O,铁元素化合价由+3升高为+6,失去3mol电子,氯元素化合价由+1降低为-1,得2mol电子,取最小公倍数,氢氧化铁与高铁酸根前系数为2,次氯酸跟与氯离子前系数为3,再根据电荷守恒及原子守恒配平得2Fe(OH)3 +3ClO-+4OH- =2FeO42-+3Cl-+5H2O,故答案为: 2; 3;4; 2;3; 5; H2O;
(4)Cu3P中P元素化合价为-3,H3PO4中P元素化合价为+5,所以P既是氧化剂又是还原剂,Cu元素化合价由CuSO4中的+2降低为Cu3P中+1,所以CuSO4是氧化剂;当有2mol H3PO4生成,转移的电子的物质的量为2mol×(+5-0)=10mol,故答案为:P、CuSO4; 10mol。
19. Fe3+、Cu2+ 一定 Fe3+ 可能 Fe、Cu 一定 0.1mol/L
【详解】氧化性:FeCl3>CuCl2>FeCl2,还原性Fe>Cu,多种氧化剂、还原剂混合时,强氧化剂先与强还原剂反应。
(1)若铁有剩余,则发生两个反应Fe+2FeCl3=3FeCl2,Fe+CuCl2=Cu+FeCl2,且Fe3+、Cu2+反应完全,Cu还没有参加反应。故溶液中不可能有的离子为:Fe3+、Cu2+;Cu一定存在;
故答案为Fe3+、Cu2+;一定;
(2)若CuCl2有剩余,由于Fe单质能与CuCl2反应,CuCl2有剩余则说明铁少量,容器中可能还含有Fe3+。此时反应程度分两种情况,第一种:FeCl3未反应完全,CuCl2还未反应,此时不存在Cu单质;第二种:FeCl3反应完全,CuCl2部分反应,此时存在Cu单质。所以,若CuCl2有剩余,溶液中可能存在Fe3+,铜单质可能存在。
故答案为Fe3+;可能;
(3)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则Fe、Cu都已反应完全,发生反应Fe+2FeCl3=3FeCl2,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,所以容器中一定不含的单质为Fe、Cu;一定存在Fe2+。
故答案为Fe、Cu;一定;
(4)氧化性:Fe3+>Cu2+,加入Fe单质,Fe先Fe3+反应:2Fe3++Fe=3Fe2+;再与Cu2+反应:Cu2++Fe=Fe2++Cu。反应后,得到200 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液,n(Fe2+)=0.5mol/L×0.2L=0.1mol。m(Fe2+)=5.6g<6g,说明加入的6g铁粉没有反应完,而Fe3+和Cu2+反应完全。
设原混合溶液中含Fe2(SO4)3的物质的量为x mol,CuSO4的物质的量为ymol。
Fe + Fe2 (SO4)3= 3FeSO4
x mol x mol 3x mol
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
y mol y mol y mol y mol
所以,反应后溶液中n(FeSO4)= 0.5mol/L×0.2L=0.1mol =3x+y;
固体沉淀的质量等于加入的6g铁,减去消耗的铁的质量,加上生成的铜的质量。
m(固体)=6-(x+y)×56+64y=5.2 g
解得x=0.02,即原混合溶液中含Fe2(SO4)3的物质的量为0.02 mol.
所以Fe2(SO4)3的物质的量浓度为=0.1mol/L。
故答案为0.1mol/L.
点睛:本题关键是把握物质的氧化性、还原性强弱,氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性Fe>Cu。再判断反应的先后顺序,先发生的反应为强氧化剂与强还原剂的反应。
20.(1)铁、铝、铜
(2) 汞 硫磺
(3) Fe2O3 Fe3O4
(4)Al2O3
(5)
【详解】(1)因为钢铁在金属类的产品中使用量最大,被广泛应用在磁铁、药物、墨水等领域,每年会产出30亿吨的铁金属,铝具有较好延展性,是地壳中含量丰富的金属元素,并在航空、建筑、汽车三大重要工业中有着极为广泛的应用,目前全球每年会产出6290万吨铝金属,铜具有较好的延展性、较高的导热性和导电性的柔软的金属,是被广泛应用在电缆、电气、电子元件等领域,具有较低电阻率的材料,每年会产出2070万吨的金属量,故世界上铝、铁、铜的年产量从高到低的排列顺序:铁、铝、铜,故答案为:铁、铝、铜;
(2)汞又称水银,在各种金属中,汞的熔点是最低的,只有-38.87℃,也是唯一在常温下呈液态并易流动的金属;硫磺是淡黄色脆性结晶或粉末,有特殊臭味,在树木上涂刷含有硫磺黄粉等的石灰浆,可以保护树木,防止冻伤,并防止害虫生卵,故答案为:汞;硫磺;
(3)Fe2O3是红棕色粉末,俗称赤铁矿,磁铁矿是指氧化物类矿物磁铁矿的矿石,常产于岩浆岩、变质岩中,主要成分是Fe3O4,故答案为:Fe2O3;Fe3O4;
(4)地壳中含量最多的金属元素是铝,地壳中含量最多的元素是氧,二者组成化合物的化学式Al2O3,故答案为:Al2O3;
(5)溶洞中石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有CO2的水时,生成溶解性较大的碳酸氢钙的化学方程式为,故答案为:。
21. 铜、铁、铝 铝表面有一层不和热水反应的致密氧化膜 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 放 氧化 4Al+3O2═2Al2O3
【详解】(1)活动性弱的金属不易发生化学反应,能以单质形式存在,并比较容易冶炼,故人类使用金属的顺序正好和金属的活动性相反,所以,人类开始使用这三种金属的先后排序为:铜、铁、铝,故答案为:铜、铁、铝;
(2)铝极易与空气中的氧气发生反应生成一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝与热水不反应,故答案为:铝表面有一层不和热水反应的致密氧化膜
(3)铝和氧化铁混合粉末反应得到液态铁,发生的是铝热反应,在引发剂作用下发生氧化还原反应,放出大量热,可以使生成的铁呈熔融状态,用来焊接钢轨,反应的化学方程式为:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,铝在反应中发生氧化反应,作还原剂,故答案为:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe;放;氧化
(4)铝在常温下可以和氧气反应在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为:4Al+3O2═2Al2O3,故答案为:4Al+3O2═2Al2O3。
22. 过滤 Al2O3 Fe2O3 K2SO4、(NH4)2SO4 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
【分析】KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3均不溶于水,混合物A加水溶解后,溶液中是KAl(SO4)2,沉淀C为Al2O3和Fe2O3;向沉淀C中加NaOH溶液,Fe2O3不反应,沉淀D为Fe2O3,Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中加入适量盐酸可得Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受热分解生成固体B为Al2O3;向溶液中加过量氨水,KAl(SO4)2与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中E为K2SO4、(NH4)2SO4,结合物质的性质分析解答。
【详解】KAl(SO4)2溶于水,Al2O3和Fe2O3均不溶于水,混合物A加水溶解后,溶液中是KAl(SO4)2,沉淀C为Al2O3和Fe2O3;向沉淀C中加NaOH溶液,Fe2O3不反应,沉淀D为Fe2O3,Al2O3可与NaOH溶液反应生成NaAlO2,向NaAlO2溶液中加入适量盐酸可得Al(OH)3沉淀,Al(OH)3受热分解生成固体B为Al2O3;向溶液中加过量氨水,KAl(SO4)2与过量氨水反应,Al3+被沉淀,得到氢氧化铝沉淀,溶液中E为K2SO4、(NH4)2SO4。
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步都是溶液和沉淀的分离,可以采用过滤,故答案为过滤;
(2)由上述分析可知B为Al2O3, D为Fe2O3 溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4,故答案为Al2O3; Fe2O3;K2SO4、(NH4)2SO4;
(3)反应①为氧化铝和强碱溶液反应生成偏铝酸钠盐和水,离子方程式为Al2O3+2 OH-=2AlO2-+H2O;反应③为偏铝酸根离子和氢离子反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,故答案为Al2O3+2 OH-=2AlO2-+H2O;AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓。
23. bd Cu2S 4 H2 a 2H++NO3-+e-→NO2+H2O 做电解质溶液(或导电)
【分析】(1)电解法:冶炼活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al,一般用电解熔融的氯化物(Al是电解熔融的三氧化二铝)制得;热还原法:冶炼较不活泼的金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,常用还原剂有(C、CO、H2等);热分解法:Hg、Ag用加热分解氧化物的方法制得,物理分离法:Pt、Au用物理分离的方法制得;
(2)失电子化合价升高的反应物是还原剂,根据得失电子相等计算失去电子的物质的量,硫酸铜溶液呈酸性,镁和酸反应生成氢气;
(3)电解精炼银时,粗银作阳极,若b极有少量红棕色气体生成,则b电极上硝酸根离子得电子生成二氧化氮;
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,该装置构成原电池,食盐水作电解质溶液,促进溶液的导电性。
【详解】(1)活泼金属采用电解法冶炼,钠、铝都是活泼金属,采用电解熔融态NaCl、Al2O3的方法冶炼,故选bd;
(2)在该反应中,Cu元素化合价由+1升高到+2,S元素由﹣2升高到+6,所以Cu2S做还原剂;氧化还原反应中得失电子数相等,所以当有1mol O2参与反应时失去4mol电子,则还原剂所失电子的物质的量为4mol;硫酸铜是强酸弱碱盐,其溶液呈酸性,镁和酸反应生成氢气;
(3)电解精炼时,粗银做阳极,所以粗银是a极;b电极是阴极,发生还原反应,生成了红棕色气体是NO2,电极反应:NO3﹣+e﹣+2H+=NO2↑+H2O;
(4)该装置构成原电池,氯化钠溶液作电解质溶液,促进溶液的导电能力,故答案为作电解质溶液,形成原电池。
24.(1)PbS+4H2O2→PbSO4+4H2O
(2) (CH3COO)2Pb 酸性
(3) Fe(OH)2 Fe(OH)2具有还原性,能发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3,易被空气中的O2氧化,转化为红褐色Fe(OH)3
(4) 0.1mol/L 先减小后增大至溶液饱和时不再发生变化,此时c(H+)大于起始时c(H+)
【详解】(1)H2O2与PbS反应生成PbSO4和H2O,由电子守恒和元素守恒可得化学方程式为PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O;
(2)由信息可知发生反应为PbSO4+2CH3COONH4=(CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4,由此可知弱电解质为(CH3COO)2Pb,溶液为(NH4)2SO4溶液,铵根离子水解,溶液显酸性,故答案为:(CH3COO)2Pb;酸性;
(3)Na2S和FeSO4相互促进水解生成白色的Fe(OH)2,Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化,发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,生成红褐色的Fe(OH)3;
(4)由反应可知2H2S+SO2→3S↓+2H2O,当通入0.01molSO2时恰好反应,消耗H2S0.02mol,原溶液中H2S的物质的量浓度为,H2S是二元弱酸,开始时溶液呈酸性,通入SO2,H2S被消耗酸性减弱,恰好反应时生成S,溶液呈中性,继续通入SO2溶于水产生亚硫酸,溶液重新变为酸性,故整个过程溶液中c(H+)的变化情况为先减小后增大,故答案为:0.1mol/L;先减小后增大至溶液饱和时不再发生变化,此时c(H+)大于起始时c(H+)。
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