第三章 铁金属材料 测试题(含解析) 2023-2024学年高一上学期化学人教版(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学年高一上学期化学人教版(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 2023-11-30 16:44:35

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第三章 铁金属材料 测试题
一、单选题(共20题)
1.下列离子方程式书写正确的是
A.次氯酸钙溶液中通入过量的CO2:Ca2++2ClO-+H2O=CaCO3↓+2HClO
B.氯化铁溶液与碘化钾溶液反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2
C.碳酸氢钠固体加到盐酸中:CO+2H+=CO2↑+H2O
D.氯气通入石灰乳中:Cl2+2OH-=H2O+Cl-+ClO-
2.下列叙述正确的是( )
A.将一小块铜片放入盛有浓硫酸的试管中加热反应后的溶液呈蓝色
B.将一小块钠放入盛有水的烧杯中钠在水面上游动,同时看到烧杯内的溶液变为红色
C.如图,一段时间后给烧杯内的溶液中加入黄色的K3[Fe(CN)6]溶液,可看到Fe电极附近有蓝色沉淀生成
D.向盛有少量Mg(OH)2沉淀悬浊液的试管中滴加氯化铵溶液,可看到沉淀溶解
3.下列离子方程式中,正确的是
A.过氧化钠跟水反应:
B.碳酸钙溶于稀盐酸:
C.钠投入硫酸铜溶液中:
D.氯化亚铁溶液中加入氯水:
4.一表面已被氧化的金属钠,质量为10.8g,投入水中完全反应后,收集到H2的质量为0.2g,则被氧化的钠的质量为
A.4.6g B.6.2g C.7.8g D.9.2g
5.茶叶中铁元素的检验可经过“灼烧→溶解→过滤→检验”等步骤。下列操作方法错误的是
A.将茶叶灼烧灰化 B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释 C.过滤得到滤液 D.检验滤液中的Fe3+
A.A B.B C.C D.D
6.下列叙述正确的是( )
A.Fe在氯气中燃烧生成FeCl2
B.将AlCl3溶液逐滴滴入到NaOH溶液,先产生白色沉淀,最后沉淀消失
C.电解氯化铝溶液制取金属单质铝
D.常温下,铝制品用浓硫酸或浓硝酸处理过,可耐腐蚀
7.甲、乙两烧杯中各盛有100mL1.5mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入2.7g的铝粉,计算反应结束后生成的气体的体积比是( )
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.3:2
8.离子检验方法常有3种:沉淀法、显色法和气体法。下列离子检验方法不合理的是
A.NH—气体法 B.I-—沉淀法
C.Fe3+ —显色法 D.Ca2+—气体法
9.把Fe粉、Cu粉置于FeCl3溶液中,充分反应后,加入KSCN溶液不显红色,下列情况不能成立的是
A.铜不剩余、铁剩余 B.铁不剩余,铜剩余
C.铁、铜均剩余 D.铁、铜均不剩余
10.下列反应中,现象和方程式都正确的是
A.向Fe(OH)3胶体中加入HI溶液:Fe(OH)3+3H+ =Fe3+ +3H2O
B.向次氯酸钙溶液中通入少量的CO2: Ca2+ +2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CaCO3
C.Na2O固体在空气中加热后,由白色变为淡黄色:Na2O+CO2Na2CO3
D.Na2O2与H218O反应:2Na2O2+2H218O=4Na++4OH- +18O2↑
11.O、Si、Al是地壳中含量最多的三种元素,Na、Mg、Cl是海水中的重要元素。下列说法正确的是
A.电解Al2O3和SiO2(少量)的混合物,可以制得较纯净的Al,且有氧气生成
B.从海水中制备Na、Mg、Al、Cl四种元素单质的反应都是氧化还原反应
C.普通玻璃、水泥成分中都含有O、Si、Al三种元素
D.加热蒸干NaCl、MgCl2溶液时可以得到晶体NaCl、MgCl2
12.化学与生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A.光导纤维和陶瓷都是硅酸盐产品
B.晶体硅可用于制造芯片
C.钢铁厂用热还原法冶炼铁
D.焙制糕点的发酵粉主要成分之一是碳酸氢钠
13.将相同质量的镁条分别在①氧气、②空气、③氮气、④二氧化碳中完全燃烧,燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序( )
A.③<②<①=④ B.④=①=②=③
C.③<②<①<④ D.③<①<②<④
14.在某些高档点心的包装盒内有个小纸袋,将小纸袋打开,可看到灰黑色粉末,其中有些已变成棕褐色。将灰黑色粉末溶于盐酸,取上层清液,滴入几滴KSCN溶液,无明显现象,滴入几滴氯水,马上出现红色。以下结论不正确的是
A.该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B.小袋中的原装粉末是Fe2O3
C.小袋中装有活性铁粉 D.该灰黑色粉末不可食用
15.化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是
化学性质 实际应用
A 次氯酸盐具有漂白性 漂白粉漂白织物
B 与反应放出 用作呼吸面具的供氧剂
C 氧化性强于 腐蚀刻制印刷电路板
D 是酸性氧化物 用制作石英坩埚
A.A B.B C.C D.D
16.下列叙述正确的是
①与均可和氢氧化钠溶液反应
②溶液和溶液都能使澄清石灰水变浑浊
③金属钠着火时,可以用细沙覆盖灭火
④铁丝在少量氯气中燃烧生成
⑤氯气、液氯和氯水都是纯净物,都有漂白性
A.①③④ B.②③④ C.②④⑤ D.③④⑤
17.已知离子氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+>Zn2+,在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入锌粉,下列说法中不正确的是
A.若锌粉有剩余,则溶液中的金属阳离子只有Zn2+
B.若锌粉有剩余,则不溶物中一定有铜,可能有铁
C.若固体仅有铜单质,则溶液中可能有Cu2+,则一定有Fe2+、Zn2+,一定无Fe3+
D.若固体有铁单质,则溶液中无Cu2+,一定有Zn2+,-定无Fe3+,但下能确定有无Fe2+
18.下列说法正确的是
A.工业上一般通过电解熔融的氯化铝制备铝
B.储氢合金是一类能与氢气结合生成金属氢化物的新型合金
C.工业上可用往澄清石灰水中通入足量氯气来制取漂白粉
D.工业制硫酸常用水来吸收SO3
19.下列推理正确的是( )
A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故钠在氧气中燃烧生成Na2O
B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中
D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂
20.下列关于物质的性质与用途具有对应关系的是
A.具有漂白性,可使湿润的石蕊试纸先变红后褪色
B.具有氧化性,与混合可用作火箭推进剂
C.易溶于水,可用于自来水消毒
D.具有两性,可用作耐火材料
二、非选择题(共5题)
21.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的 (填字母)。
A.硬度适中 B.密度适中
C.在自然界里都可得到纯净的单质 D.不活泼性
(2)试样X由氧化亚铁和氧化铜组成,取质量相等的两份试样,按下图所示进行实验:
请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式: 。若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后,生成的不溶物W的质量是m,则每份试样X中氧化铜的质量为 (用m表示)。
22.向FeCl3溶液中加入a g铜粉,搅拌全部溶解,然后再向其中加入b g铁粉,经充分反应后得滤渣c g,若已知a>b>c,则推断c g滤渣是 ,滤液中存在的阳离子是 (填化学式).
23.草酸亚铁晶体( FeC2O4·2H2O)是一种淡黄色粉末,可用作照相显影剂。某课外小组利用如下实验装置对草酸亚铁晶体分解产物进行探究,并设计实验测定草酸亚铁晶体样品纯度。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ;装置B中澄清石灰水变浑浊,说明气体分解产物中含有 ;
(2)实验前先通一段时间N2目的是 ;装置C中浓NaOH溶液的作用是 ;
(3)证明草酸亚铁晶体分解产物中含有CO的实验现象是 ;
(4)充分反应后,将装置A硬质玻璃管中的残留固体溶于足量的稀硫酸中,无气泡产生,滴加几滴KSCN溶液,溶液不变红,说明固体分解产物是 (填化学式);根据上述实验现象写出草酸亚铁晶体分解的化学方程式 ;
(5)所给实验装置存在明显的设计缺陷,该缺陷是 ;
(6)草酸亚铁晶体样品纯度的测定:准确称取12. 000 g某草酸亚铁晶体样品,在一定条件下溶于稍过量的硫酸中,配成250 mL溶液。取25.00 mL上述溶液,用0.100 mol/L KMnO4标准溶液滴定,达到滴定终点时, 消耗35.00 mL KMnO4标准溶液,滴定反应为:FeC2O4·2H2O + KMnO4+ H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+ MnSO4 + K2SO4 + H2O(未配平)。则该草酸亚铁晶体样品的纯度为 (已知该草酸亚铁晶体样品中不含其他与高锰酸钾反应的还原性杂质)。
24.盐X为某种矿石的主要成分,仅含三种元素,为研究其组成和性质,设计并完成以下实验。

请回答:
(1)盐X所含三种元素 (填元素符号),盐X的化学式为 。
(2)向混合固体E加足量盐酸,该过程中发生的离子方程式为 。
(3)将气体A通入足量新制氯水的目的是 。
25.下图是有关FeSO4的转化关系 (无关物质已略去)。
已知:①X由两种化合物组成,将X通入品红溶液,溶液褪色;通入BaCl2溶液,产生白色沉淀。②Y是红棕色的化合物。
(1)气体X的成分是(填化学式) 。
(2)反应Ⅰ的反应类型属于(填序号) 。
a.分解反应 b.复分解反应 c.置换反应 d.化合反应 e.氧化还原反应
(3)溶液2中金属阳离子的检验方法是 。
(4)若经反应Ⅰ得到16 g固体Y,产生的气体X恰好被0.4 L 1 mol·L-1 NaOH溶液完全吸收,则反应Ⅰ的化学方程式是 ,
反应Ⅳ中生成FeSO4的离子方程式是 。
(5)一瓶长期露置在空气中的FeSO4溶液,为检验其是否完全变质,则需要的试剂是 (填写名称)。
参考答案:
1.B
A.次氯酸钙溶液中通入过量的CO2生成HClO和碳酸氢钙,离子方程式ClO-+H2O+CO2=HCO+HClO,A错误;
B.氯化铁有氧化性,碘化钾有还原性,能发生氧化还原,2Fe3++2I-=2Fe2++I2,B正确;
C.碳酸氢钠固体加到盐酸中:HCO+H+=CO2↑+H2O,C错误;
D.石灰乳是浊液,要写成化学式形式,Cl2+Ca(OH)2=H2O+Cl-+ClO-+Ca2+,D错误;
故答案选B。
2.D
A.Cu与浓H2SO4加热反应后溶液不呈蓝色(以固体形式存在),故A错误;
B.Na和水反应生成碱NaOH,加入酚酞,溶液变红,如不加酚酞,则溶液无色,故B错误;
C.形成原电池,Zn作负极,铁电极不参与反应,所以在Fe电极附近加入K3[Fe(CN)6]不会有蓝色沉淀生成,故C错误;
D.由于Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),滴加氯化铵溶液后,发生OH-+NH4+ NH3 H2O反应,平衡右移,沉淀溶解,D正确;
故选:D。
【点睛】本题考查铜金属及其重要化合物的主要性质;原电池的工作原理;沉淀溶解平衡;钠的化学性质。考查较为综合,为高频考点,侧重于学生的分析能力,易错点为A和D,掌握氯化铵溶液呈酸性,Mg(OH)2的悬浊液中加入NH4Cl溶液的实质为NH4+结合OH-是解答本题的关键,题目难度不大。
3.A
A.过氧化钠跟水反应生成氢氧化钠和氧气,其正确的离子方程式为,A正确;
B.碳酸钙为固体,在离子方程式中不能拆,则碳酸钙溶于稀盐酸的正确离子方程式为,B错误;
C.钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀和Na2SO4,其正确的离子方程式为,C错误;
D.氯化亚铁溶液中加入氯水,氯水将亚铁离子氧化为三价铁离子,其正确的离子方程式为,D错误;
故选A。
4.A
n(H2)==0.1mol,由2Na+2H2O=2NaOH+H2↑可知,n(Na)=0.1mol×2=0.2mol,m(Na)=0.2mol×23g/mol=4.6g,总质量为10.8g,则氧化钠的质量为10.8g-4.6g=6.2g,n(Na2O)==0.1mol,由4Na+O2=2Na2O可知,被氧化的钠的质量为0.1mol×2×23g/mol=4.6g,故选:A。
5.A
A.将茶叶灰化应在坩埚中灼烧,A错误;
B.茶叶灰在烧杯中溶解,并且用玻璃棒不断搅拌,B正确;
C.过滤时,烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒紧贴三层滤纸,漏斗下端紧靠烧杯内壁,C正确;
D.用溶液检验滤液中的,D正确;
故选A。
6.D
A.Fe在氯气中燃烧生成FeCl3,故A错误;
B.将AlCl3溶液逐滴滴入到NaOH溶液,先生成偏铝酸钠,后生成氢氧化铝,涉及反应为AlCl3+4NaOH=NaAlO2+2H2O+3NaCl、AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl,现象为:先不产生沉淀,后沉淀逐渐增多至不变,故B错误;
C.电解熔融状态的氧化铝制取金属单质铝,电解氯化铝溶液生成氢氧化铝、氢气和氯气,故C错误;
D.铝可与浓硫酸、浓硝酸在常温下发生钝化反应。常温下,铝制品用浓硫酸或浓硝酸处理过,表面形成一层致密的氧化膜,可耐腐蚀,故D正确;
故选D。
【点睛】本题综合考查元素化合物知识,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,学习中注意相关基础知识的积累,难点B,将NaOH溶液逐滴滴入到AlCl3溶液,先产生白色沉淀,最后沉淀消失,注意滴加次序不同,产生的现象不同。
7.B
甲、乙两烧杯中各盛有100mL 1.5mol L 1的盐酸和氢氧化钠溶液,可知HCl和NaOH的物质的量均为1.5mol L 1×0.1L=0.15mol,加入的Al粉质量为2.7g,其物质的量为=0.1mol,再结合2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑分析,甲、乙烧杯中生成的氢气的物质的量,再推断体积比即可。
甲、乙两烧杯中各盛有100mL 1.5mol L 1的盐酸和氢氧化钠溶液,可知HCl和NaOH的物质的量均为1.5mol L 1×0.1L=0.15mol,加入的Al粉质量为2.7g,其物质的量为=0.1mol,在甲烧杯2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑中Al粉过量,生成氢气的物质的量为0.15mol×=0.075mol,在乙烧杯2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑中,NaOH过量,生成氢气的物质的量为0.1mol×=0.15mol,则甲、乙两烧杯中生成气体在相同条件下的体积比等于气体的物质的量之比,即为0.075mol:0.15mol=1:2,答案选B。
8.D
A.NH的检验方法:取少量的样品于试管中,向试管中加入浓的氢氧化钠溶液并加热,在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,说明样品中含有NH,故该检验方法为气体法,A正确;
B.检验I-利用生成黄色的碘化银沉淀,故该方法是沉淀法,B正确;
C.Fe3+的检验是滴加硫氰化钾溶液,在反应中溶液变红,所以该方法为显色法,C正确;
D.Ca2+不能反应生成气体,应该是利用碳酸根离子产生白色沉淀进行检验,利用沉淀法而不是气体法,D错误;
答案选D。
9.A
溶液中加入KSCN溶液不显红色,则溶液中不含Fe3+,溶液一定含有FeCl2,一定有Fe参与反应,剩余固体的成分为铜,或铁、铜的混合物,综上所述,答案为A。
【点睛】铁与铜离子反应生成铜和亚铁离子,则固体剩余不可能铜不剩余、铁剩余。
10.B
A. 向Fe(OH)3胶体中加入HI溶液,胶体先聚成再发生氧化还原反应:2Fe(OH)3+6H+ +2I-=2Fe2+ +I2+6H2O,A错误;
B. 向次氯酸钙溶液中通入少量的CO2生成次氯酸和碳酸钙,Ca2+ +2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CaCO3,B正确;
C. Na2O固体在空气中加热后转变为过氧化钠,由白色变为淡黄色:2Na2O+O22Na2O2,C错误;
D. Na2O2与H218O反应,一半过氧化钠为氧化剂、另一半过氧化钠为还原剂,氧气为氧化产物:2Na2O2+2H218O=4Na++2OH- +218OH- +O2↑,D错误;
答案选B。
11.B
A.SiO2为非电解质,不能通过电解方法得到硅,A错误;
B.Na、Mg、Al、Cl四种元素在海水中以离子的形式存在,转化成单质后,化合价均发生了变化,属于氧化还原反应,B正确;
C.普通玻璃中不含铝,C错误;
D.MgCl2水解生成氢氧化镁和氯化氢,加热氯化氢挥发,最终得到的固体是氢氧化镁,得不到氯化镁,D错误;
答案选B。
12.A
A、光导纤维的主要成分是二氧化硅,不是硅酸盐产品,故A错误;
B、晶体硅是半导体材料,可用于制造芯片,故B正确;
C、钢铁厂一般用CO加热还原铁矿石冶炼铁,故C正确;
D、加热时NaHCO3分解可生成CO2气体,所以碳酸氢钠可用作焙制糕点的发酵粉,故D正确;
答案选A。
13.C
Mg在氧气中的燃烧反应为:,在空气中燃烧的主要反应也是和氧气的反应,在氮气中的燃烧反应为:,在二氧化碳中的燃烧反应为:;则设镁的物质的量为1mol,即24g,在①氧气中燃烧可生成1mol MgO,其质量为1mol×40g/mol=40g,在③氮气中生成mol Mg3N2,其质量为mol×100g/mol=33.3g,在②空气中燃烧主要生成MgO,同时还混有少量的Mg3N2,故固体质量在小于40g,在④CO2中燃烧产生1mol MgO和0.5mol C,固体质量为46g;故燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序为③<②<①<④,故选C。
14.B
由题中信息可知,铁粉为黑色粉末,加入盐酸后生成氯化亚铁溶液,滴入几滴氯水,发生氧化反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,生成了铁离子,溶液变棕黄色;
A.铁为灰黑色粉末,具有还原性,用作抗氧化剂,故A正确;
B.氧化铁为红棕色,不是灰黑色,且不具有还原性,不能抗氧化,故B错误;
C.该灰黑色粉末是铁粉,故C正确;
D.该灰黑色粉末为铁粉,不可食用,故D正确;
故答案选B。
15.D
A.漂白粉的有效成分为次氯酸盐,具有漂白性,能漂白织物,A正确,不符合题意;
B.人呼出二氧化碳气体,能和过氧化钠反应生成氧气,为人体提供氧气,故过氧化钠能做呼吸面具的供氧剂,B正确,不符合题意;
C.铁离子氧化性强于铜离子,所以铁离子和铜反应生成亚铁离子和铜离子,C正确,不符合题意;
D.石英坩埚具有耐高温的性能,与二氧化硅是酸性氧化物无关,D错误,符合题意;
故选D。
16.B
①不能和氢氧化钠溶液反应,错;
②溶液和溶液都能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,故都能变浑浊,对;
③钠与水、氧气反应,与二氧化硅不反应,所以金属钠着火时,可以用细沙覆盖灭火,对;
④氯气具有强氧化性,铁丝在氯气中燃烧生成,与量无关,对;
⑤氯水是氯气溶于水的混合物,生成的次氯酸具有漂白性;氯气和液氯是纯净物,无漂白性,错;
故正确的为②③④,故选B。
17.B
在溶液中的氧化性Fe3+>Fe2+>Zn2+,所以在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入锌粉,发生的反应先后顺序为:2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+,Cu2++Zn=Cu+Zn2+,Fe2++Zn=Fe+Zn2+,据此分析解答。
A.若锌粉有剩余,说明溶液中一定没有Fe3+、Fe2+、Cu2+,则溶液中的金属阳离子只有Zn2+,A正确;
B.若锌粉有剩余,说明溶液中一定没有Fe3+、Fe2+、Cu2+,则不溶物中一定有铜和铁,B错误;
C.发生的反应先后顺序为:①2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+,②Cu2++Zn=Cu+Zn2+,③Fe2++Zn=Fe+Zn2+,若固体仅有铜单质,即发生了①和②,未发生反应③,则溶液中可能有Cu2+,则一定有Fe2+、Zn2+,一定无Fe3+,C正确;
D.发生的反应先后顺序为:①2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+,②Cu2++Zn=Cu+Zn2+,③Fe2++Zn=Fe+Zn2+,若固体有铁单质,即发生了①②③,则溶液中无Cu2+,一定有Zn2+,一定无Fe3+,由于不能确定反应③是否完全,故不能确定有无Fe2+,D正确;
故答案为:B。
18.B
A.工业上一般通过电解熔融氧化铝制备铝,故A错误;
B.储氢合金是一类能与氢气结合生成金属氢化物的新型合金,B正确;
C.工业上可用往石灰乳中通入足量氯气来制取漂白粉,氢氧化钙微溶于水,澄清的石灰水浓度低,C错误;
D. 工业制硫酸常用98.3%的浓硫酸来吸收SO3,用水吸收SO3易形成酸雾,D错误;
故答案为:B。
19.D
A项、钠在常温下与氧气反应生成白色Na2O,在氧气中燃烧生成淡黄色的Na2O2,故A错误;
B项、钠与盐溶液反应时,先与水反应,所以钠与硫酸铜溶液中的水反应生成NaOH,NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,所以Na不能从硫酸铜溶液中置换出铜,故B错误;
C项、Al在空气中能形成致密的氧化膜,致密的氧化膜能保护内部金属,所以Al可以直接保存在空气中,故C错误;
D项、金属单质的化合价为最低价,最低价只有还原性,所以金属单质参与反应时金属单质均作还原剂,故D正确;
故选D。
【点睛】Al在空气中能形成致密的氧化膜,致密的氧化膜能保护内部金属,Al可以保存在空气中,不需要保存在煤油中。
20.B
A.具有漂白性,但是不是所有的有色物质都能漂白,不能使湿润的石蕊试纸褪色,A错误;
B.具有氧化性,与混合发生氧化还原反应发出大量的热,故可用作火箭推进剂,B正确;
C.具有强氧化性,故可以用于自来水消毒,与溶解性无关,C错误;
D.具有高熔点,可用作耐火材料,与具有两性无关, D错误;
故本题选B。
21. D , 0.625m
(1)金、银、铜不活泼,常被作为钱币流通;
(2)FeO和CuO和过量盐酸反应后得到的溶液Y中有FeCl2、CuCl2和HCl,FeO和CuO被CO还原得到的粉末Z中有Fe和Cu,Y和Z混合后,Fe先和CuCl2反应,然后再和HCl反应,最后得到的不溶物W是铜。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通,从化学角度来看,主要是因为它们不活泼,不容易被空气中的氧气氧化,故选D。
(2)步骤③中发生了Fe和CuCl2以及HCl的反应,反应的离子方程式为:,;
由上面的分析可知,不溶物W是铜,根据铜守恒,n(Cu)=n(CuO)=mol,所以m(CuO)= mol×80g/mol=1.25mg。则每份试样中氧化铜的质量为1.25m g÷2=0.625m g。
【点睛】铁和CuCl2、HCl混合液反应,由于Cu2+的氧化性强于H+,所以理论上来说,铁先和CuCl2反应,然后再和HCl反应。所以在上面的步骤③得到气体,说明铜已经全部被置换了出来。
22. Cu Fe2+、Cu2+
向FeCl3溶液中加入a g的铜粉,搅拌使之全部溶解,反应为:Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+,溶液中一定含有阳离子为Fe2+、Cu2+,铁离子可能为全部反应,所以可能含有阳离子Fe3+;再向其中加入 b g铁粉,充分反应后过滤得滤渣c g,可能发生反应的离子方程式:2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,若已知 a>b>c,说明铁和铁离子反应后和铜离子反应,无剩余,则 c克滤渣是Cu,
故答案为Cu;Fe2+、Cu2+.
23. 球形干燥管 CO2 排尽整套装置内的空气,防止干扰后续检验,同时防止加热时发生爆炸 吸收生成的CO2,防止干扰后续CO的检验 装置E中黑色粉末逐渐变红,装置F中澄清石灰水变浑浊 FeO FeC2O4·2H2OFeO+CO2↑+CO↑ +2H2O 装置F后面没有尾气处理装置,剩余的CO气体会污染空气 87.5%
由题中信息可知,A装置为FeC2O4·2H2O分解装置,B装置检验产物CO2,C装置除去CO2,D装置检验产物CO,F装置检验产物CO2,据此解答。
(1)仪器a的名称为球形干燥管,装置B中澄清石灰水变浑浊,说明气体分解产物中含有CO2,发生Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O反应,生成CaCO3沉淀;答案为球形干燥管,CO2。
(2)实验前先通一段时间N2,目的是排尽整套装置内的空气,防止空气中的CO2干扰后续检验,同时防止空气中的氧气与分解产生的CO混合加热时发生爆炸,装置C中浓NaOH溶液的作用是吸收生成的CO2,防止干扰后续CO的检验;答案为排尽整套装置内的空气,防止空气中的CO2干扰后续检验,同时防止空气中的氧气与分解产生的CO混合加热时发生爆炸;吸收生成的CO2,防止干扰后续CO的检验。
(3)证明草酸亚铁晶体分解产物中含有CO,CO与CuO发生反应生成Cu和CO2,即CuO+COCu+CO2,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,实验现象是装置E中黑色粉末逐渐变红,装置F中澄清石灰水变浑浊;答案为E中黑色粉末逐渐变红,装置F中澄清石灰水变浑浊。
(4)根据题给实验现象知,残留固体溶于足量的稀硫酸中,无气泡产生,则无CO32-,滴加几滴KSCN溶液,溶液不变红,无Fe3+,草酸亚铁晶体分解的固体产物是FeO,该分解反应的化学方程式为FeC2O4·2H2OFeO+CO2↑+CO↑+2H2O;答案为FeO,FeC2O4·2H2OFeO+CO2↑+CO↑+2H2O。
(5)题给实验装置存在明显的设计缺陷,该缺陷是装置F后面没有尾气处理装置,剩余的CO气体会污染空气;答案为装置F后面没有尾气处理装置,剩余的CO气体会污染空气。
(6)FeC2O4中碳元素化合价由+3价失电子变为+4价,铁元素由+2价失电子变为+3价,1molFeC2O4中有2molC,即1molFeC2O4共失3mol电子,MnO4-中锰元素化合价由+7价得电子变为+2价,1molMnO4-得5mol电子,根据得失电子守恒有5(FeC2O4·2H2O)~3KMnO4,n(KMnO4)=0.1000mol/L×0.035L=3.5×10-3mol,反应的FeC2O4·2H2O为n(FeC2O4·2H2O)= ×3.5×10-3mol,12.000g样品中FeC2O4·2H2O的质量为 ×3.5×10-3mol××180g·mol-1=10.5g,故该草酸亚铁晶体样品的纯度为×100%=87.5%;答案为87.5%。
24.(1) Cu、Fe、S
(2)
(3)使二氧化硫完全转化为
由题意可知白色固体C为BaSO4,物质的量为,故X含有S元素,n(S)=0.5mol,气体A是二氧化硫;固体E加入足量盐酸生成6.4g紫红色固体F应为Cu单质,其物质的量为,原混合物B中含有铜元素为0.2mol,溶液D出现血红色说明含有Fe3+,则B含有铁元素,由质量守恒,原混合物中铁元素质量为(40-0.5×32-0.2×64)g=11.2g,物质的量为;
(1)由分析可知,盐X所含三种元素Cu、Fe、S;n(Cu):n(Fe):n(S)=0.2:0.2:0.5=2:2:5,则盐X的化学式为;
(2)混合固体E的成分为铁和铜单质,加入稀盐酸,铜单质不反应,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,则反应的离子方程式为:;
(3)将二氧化硫通入足量新制氯水的目的是:使二氧化硫完全转化为,再加氯化钡溶液才能生成硫酸钡沉淀。
25.(1)SO2、SO3
(2)a、e
(3)取少量溶液2中的溶液加入几滴KSCN试液,溶液变红色
(4) 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3 2Fe3+ + + H2O=2Fe2+++ 2H+
(5)酸性高锰酸钾溶液
硫酸亚铁受热分解,生成气体X和固体Y,X通入品红溶液,溶液褪色是二氧化硫,通入氯化钡溶液,产生白色沉淀是三氧化硫,所以X为 SO2、SO3,固体Y是红棕色的化合物,则Y为Fe2O3;SO2、SO3通入NaOH溶液中,得含硫酸钠和亚硫酸钠的溶液1,Fe2O3和稀硫酸反应得含硫酸铁的溶液2,溶液1和2发生反应2Fe3+ + + H2O=2Fe2+++ 2H+,得到硫酸亚铁溶液。
(1)硫酸亚铁受热分解,生成气体X,X通入品红溶液,溶液褪色是二氧化硫,通入氯化钡溶液,产生白色沉淀是三氧化硫,所以X为 SO2、SO3;
(2)从硫酸亚铁受热分解的方程式可看出由硫酸亚铁一种化合物分解,生成三种化合物,是分解反应,硫元素从+6价,变成产物中的二氧化硫中的+4价,铁从+2价,变成产物中的+3价,故答案为a、e;
(3)溶液2中金属阳离子是由氧化铁溶于稀硫酸得到,检验溶液2中金属阳离子,实际就是检验溶液中的铁离子,铁离子与硫氰化钾溶液租用变为血红色,利用这一性质检验,所以操作方法为:取少量溶液2中的溶液加入几滴KSCN试液,溶液变红色;
(4)硫酸亚铁分解生成氧化铁和二氧化硫和三氧化硫,方程式为:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3 。硫酸铁和亚硫酸钠反应生成硫酸亚铁和硫酸,离子方程式为:2Fe3+ + + H2O=2Fe2+++ 2H+;
(5)长期露置在空气中的FeSO4溶液,会变质为铁整理,为了检验其是否完全变质,即检验是否含有亚铁离子,根据亚铁离子能与酸性高锰酸钾溶液反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以使用酸性高锰酸钾溶液。
【点睛】掌握常见的离子检验。铁离子:1.用硫氰化钾溶液,显红色;2.用氢氧化钠溶液,产生红褐色沉淀。3.用苯酚溶液,显紫色。亚铁离子:1.加入氢氧化钠,产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。2.加入高锰酸钾溶液,紫色褪色(无铁离子存在时)。3.加入硫氰化钾,无红色,再加入绿水,变红色