第3章 物质的性质与转化 章节测试
一、单选题(共12题)
1.下列过程对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A.向浓硝酸中加入少量铜粉:
B.溶液刻蚀电路铜板:
C.从煤油中取出的金属钠用小刀切割后,切割面变暗:
D.氨的催化氧化:
2.4.6 g铜镁合金完全溶解于100 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到4480 mL NO2和336 mL N2O4 的混合气体(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液至离子恰好全部沉淀时,下列说法不正确的是
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2:3
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L
C.产生沉淀8.51 g
D.离子恰好完全沉淀时,加入NaOH溶液的体积是230 mL
3.下列物质(对应X-Y-Z)不能通过一步反应完成如图转化的是( )
A. FeO- Fe(OH)2- Fe(OH)3
B. NO- NO2- HNO3
C. Cl2- HClO - HCl
D. NaOH - Na2CO3 - NaHCO3
4.下列描述正确的是
A.氯气、活性炭都能使品红溶液褪色,它们的漂白原理相同
B.滴加石蕊试液显红色的溶液:Fe3+、NH4+、I-可能大量共存
C.某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡产生白色沉淀,原溶液中一定含有SO42-
D.Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀硫酸会变黄色
5.重要的农药、医药中间体碱式氯化铜[CuaClb(OH)c xH2O],可以通过以下步骤制备。步骤1:将铜粉加入稀盐酸中,并持续通空气反应生成CuCl2。已知Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。步骤2:在制得的CuCl2溶液中,加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜。下列有关说法不正确的是
A.图中M、N分别为Fe2+、Fe3+
B.a、b、c之间的关系式为2a=b+c
C.检验CuCl2溶液中的Fe3+可使用KSCN溶液检验
D.若制备1molCuCl2的,理论上消耗标准状况下11.2LO2
6.下列关于金属冶炼的说法正确的是
A.金属的冶炼都是把金属单质从其矿物中分离出来
B.利用该铝热反应8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe炼铁,1 mol氧化剂参加反应转移9NA个电子
C.工业上可用电解熔融态的MgCl2、AlCl3来制备Mg、Al
D.古代火烧孔雀石炼铜的方法属于热还原法中的焦炭法
7.亚硝酸盐中毒,又名乌鸦病,久置的泡菜中常含亚硝酸盐。亚硝酸盐可将正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,血红蛋白中的铁元素由价变为价失去携氧能力,使组织出现缺氧现象。新鲜水果蔬菜富含的维生素C是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂。下列说法中不正确的是( )
A.在中毒过程中血红蛋白被氧化 B.解毒时高铁血红蛋白被还原
C.维生素C应具有还原性 D.中毒时亚硝酸盐发生氧化反应
8.利用右图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是
选项 ① ② ③ 实验结论
A 浓硫酸 Cu KMnO4溶液褪色 SO2有漂白性
B 浓盐酸 MnO2 FeBr2溶液变为黄色 氧化性:Cl2 >Br2
C 稀硫酸 碳酸钠 CaCl2溶液无明显变化 CO2不与CaCl2溶液反应
D 浓硫酸 蔗糖 溴水褪色 浓硫酸具有脱水性、吸水性
A.A B.B C.C D.D
9.下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是
选项 实验 现象 结论
A 钠块放在石棉网上用酒精灯加热 燃烧并生成白色固体 生成
B 向含有KSCN的溶液中加入少量氯水,再加入振荡﹑静置 上层几乎无色,下层橙色 氧化性:
C 向某溶液中先滴加溶液﹐再滴加稀盐酸 出现白色沉淀 原溶液中可能含有
D 用坩蜗钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低
A.A B.B C.C D.D
10.下列实验方案设计、现象与结论都正确的是
选项 实验目的 方案设计 现象和结论
A 检验液态酯中是否含有羧酸 加入含有酚酞的NaOH溶液并振荡,观察下层溶液颜色变化 若下层溶液颜色变浅,则说明酯中含有羧酸
B 探究Fe与水蒸气高温反应后固体产物中铁元素的化合价 取少量固体产物于试管中,加足量的稀硫酸溶解,分成两份:一份滴加几滴KSCN溶液,另一份滴加少量KMnO4溶液 若前者溶液变血红色,后者溶液紫色褪去,则固体产物中铁元素的化合价有+2、+3两种价态
C 检验淀粉水解程度 向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热,冷却后再加入碘水 若溶液不变蓝,说明淀粉已完全水解
D 探究金属钠在氧气中燃烧所得固体粉末的成分 取少量固体粉末,加入2~3mL蒸馏水 若无气体生成,则固体粉末为Na2O;若有气体生成,则固体粉末为Na2O2
A.A B.B C.C D.D
11.某小组为验证SO2的性质设计如图所示的实验装置,下列说法错误的是
A.一段时间后氢硫酸溶液中有淡黄色沉淀生成,说明SO2有氧化性
B.一段时间后酸性高锰酸钾溶液、碘水褪色,说明SO2有还原性
C.一段时间后石蕊溶液和品红溶液均褪色,说明SO2有漂白性
D.该装置能体现实验的微型化和绿色化
12.硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气,废气中只含有NO、两种气体。将一定量废气通入到足量的溶液中被完全吸收,溶液中生成的、两种离子的物质的量与废气中的物质的量分数变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应:
①
②
下列说法正确的是
A.图中线段a表示离子
B.随x值增大,溶液中变大
C.若测得所得溶液中为0.5 mol,则x值为0.8
D.时,反应中可收集到标准状况下22.4 L
二、填空题(共8题)
13.碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。
(1)采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是 。
②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O21 +3 。
(2)将气体a通入测硫酸装置中(如图),采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式: 。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗zmLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数: 。
(3)将气体a通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。
已知K2Cr2O7是橙色晶体,具有强氧化性,被还原后颜色会发生变化。
①气体a通过B和C的目的是 。
②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。
14.合成氨和制硫酸是中学阶段重要的化工生产反应。
(1)硫酸工业生产中接触室内发生的反应方程式为 ;在实际生产过程中,操作温度选定400-500摄氏度,压强采用常压的原因分别是 。
(2)合成氨反应生成的氨气可用于工业制纯碱,写出以氨气、氯化钠、二氧化碳、水为原料制备纯碱的化学方程式 、 。
(3)合成氨每生成1g液氨,放出QkJ的热量,写出热化学反应方程式 。
(4)常用浓氨水来检查输氯管道是否泄漏,泄漏处会观察到大量的白烟(NH4Cl),还生成一种无色无味的单质气体,写出此反应的化学方程式并标出电子转移的方向和数目 ,该反应中被还原的是 。
15.阅读下列材料,回答下列问题:
(1)汽车尾气是城市的污染源之一,其主要成分为NO、CO、SO2等,在汽车的排气管上装一个催化转化器,它能使CO与NO均转化为可参与大气生态循环的无毒气体,该反应的化学方程式为 ,反应中氧化剂为 (填化学式)。
(2)排放到空气中的SO2在氧气和水蒸气的作用下形成酸雾,随雨水降落,形成硫酸性酸雨,写出其反应的化学方程式: 、 。工业上常采用石灰石对燃煤进行脱硫处理,其主要原理为CaCO3吸收SO2,同时与空气作用生成石膏(CaSO4),写出此过程中总反应的化学方程式: 。
(3)研究氮的循环对生产、生活有极其重要的意义,下列关于氮的循环的描述中不正确的是 (填标号)。
A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮气的过程是物理变化
B.化石燃料的燃烧通常不释放氮氧化物
C.植物秸秆的燃烧会释放氮氧化物,参与了自然界中的氮循环
(4)通常市售浓硝酸的质量分数为70%,密度为1.42g·cm-3,则c(HNO3)= (保留三位有效数字)mol·L-1,实验室长期保存浓硝酸的做法是 。
16.CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质),生产CuCl的工艺流程如下:
物质 开始沉淀 沉淀完全
Fe(OH)3 2.7 3.7
Cu(OH)2 5.6 6.7
Al(OH)3 3.8 4.7
已知:CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl2-,CuCl2-的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀
煅烧的主要目的是
17.“价-类”二维图是学习化学的一种重要工具。如图为硫元素的“价-类”二维图,回答下列问题:
(1)A的化学式为 。
(2)SO2与A溶液反应有淡黄色固体生成,该反应的化学方程式为 ,体现了A的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(3)①将SO2通入品红溶液,观察到的现象为 ,体现了SO2的 性。
②将SO2通入新制氯水中主要反应的离子方程式为 。
(4)大苏打(Na2S2O3)在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要作用。现欲在实验室制备大苏打,从氧化还原角度分析,下列合理的是 (填标号)。
A.Na2S+S B.Na2SO3+S C.Na2SO3+Na2SO4 D.SO2+Na2SO4
18.烟气中SO2和NOx(NO及NO2)的脱除对于环境保护意义重大。
(1)湿式氨法烟气脱硫脱氮是通过氨水吸收烟气,得到含、、、和NO2的吸收液。
①用离子方程式解释吸收液中含有的原因: ;
②吸收液中的、均对NO2具有吸收作用,但对NO2的吸收能力比弱,与NO2反应生成的离子方程式是: ;
(2)经测定,在烟气的吸收过程中,吸收液对NO2的吸收率随烟气通入量变化的曲线如下图所示。
结合化学用语解释产生上述结果的原因: 。
19.铁是人体中必需微量元素中含量最多,体内缺失会引起贫血。含FeO42-离子的盐具有强氧化性,能杀菌消毒,如高铁酸钾是一种新型、高效的消毒剂及绿色净水剂。铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:,请回答下列有关问题:
(1)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液实现上述①的转化,要求产物纯净。可选用的试剂是 (选填序号);
a.Cl2 b.Fe c.HNO3 d.H2O2
(2)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂,其中有一主要反应:CuFeS2+4Fe3+→Cu2++5Fe2++2S,
则下列说法正确的是 (选填序号);
a.反应中,所有铁元素均被还原
b.从物质的组成来看,黄铜矿属于复盐
c.反应中,CuFeS2既作氧化剂又作还原剂
d.当转移1 mol 电子时,有46 g CuFeS2参加反应
(3)下列是工业制取高铁酸钾的一种方法,请在方框内填上合适的微粒符号并配平该离子方程式:
Fe3+ + + Cl2→ FeO42- + Cl- +
20.我国“蛟龙号多次刷新“中国深度”,为我国深海矿物资源的开发奠定了坚实的基础。黄铜矿(主要成分为CuReS2)是海洋矿物中的一种,它是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。请回答下列问题:
(1)“蛟龙”号外壳用特殊的钛合金材料制成,它可以在7000米的深海中承受710吨的重量。下列说法正确的是 。
A.金属钛属于主族元素
B.钛合金强度不是很大
C.制备钛铝合金时可在空气中将两种金属熔化后混合而成
D.已知金属钛能与H2O反应,可用电解熔融二氧化钛冶炼金属钛
(2)利用黄铜矿冶炼铜的反应为8CuReS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2若CuReS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 。(填元素符号),生成1molFe2O3时转移电子的物质的量为 。
(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3,方法为①用过量稀盐酸浸取炉渣,过滤。②先将滤液氰化,再向其中加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煆烧得Fe2O3。据以上信息回答下列问题:
a.①中过滤的目的是 ,过滤需要的仪器有 。
b.除去A13+的化学方程式为 。
c.②中将滤液氧化常常选用H2O2,其反应的离子方程式为 。
(4)将Cu放入0.1mol L-1FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+):c(Fe2+)=2:3,则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.向浓硝酸中加入少量铜粉:,A错误;
B.溶液刻蚀电路铜板:,B错误;
C.从煤油中取出的金属钠用小刀切割后,切割面变暗,钠被氧气氧化为氧化钠:,C正确;
D.氨的催化氧化:,D错误;
故选C。
2.D
【详解】A.4480 mL NO2的物质的量= 4.48L÷22.4L/mol = 0.2 mol,336 mL N2O4的物质的量 = 0.336L ÷22.4L/mol = 0.015 mol,令Cu、Mg的物质的量分别为x mol、y mol,根据二者质量与电子转移守恒,可得:①64x + 24y = 4.6,②2x + 2y = 0.2 + 0.015×2,解得x = 0.046、y = 0.069,故该合金中铜与镁的物质的量之比 = 0.046 mol:0.069 mol = 2:3,故A正确;
B.密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸。其物质的量浓度 = ,故B正确;
C.铜镁合金完全溶解于浓硝酸中,向反应后的溶液中加入NaOH溶液至离子恰好全部沉淀,生成沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2,由化学式可知n(OH-)= 2n(Cu)+ 2n(Mg)= 2×(0.046 mol + 0.069 mol)= 0.23 mol,故沉淀质量 = m(Cu)+ m(Mg)+ m(OH-)= 4.6 g + 0.23 mol×17 g/mol = 8.51g,故C正确;
D.离子恰好完全沉淀时,此时溶液中溶质为NaNO3,根据N元素守恒可知n(HNO3)原 = n(NaNO3) + n(NO2) + 2n(N2O4),故n(NaNO3)= 0.1L×14 mol/L - 0.2 mol - 2×0.015 mol = 1.17 mol,根据钠离子守恒有n(NaOH)= n(NaNO3)= 1.17mol,故需要氢氧化钠溶液的体积=1.17mol ÷1 mol/L = 1.17L = 1170 mL,故D错误,
故选:D。
3.A
【详解】A.FeO与水不反应,无法一步转化为Fe(OH)2,A符合题意:
B.2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,B与题意不符;
C.Cl2+H2O HCl+HClO,2HClO2HCl+O2↑,2HClH2↑+Cl2↑,C与题意不符;
D.2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3,NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O,D与题意不符;
答案为A。
4.D
【详解】A、氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,而使有色物质漂白,而活性炭是吸附作用,原理不同,A错误;
B、Fe3+与I-可发生氧化还原反应,而不能大量共存,B错误;
C、某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡产生白色沉淀,原溶液中不一定含有SO42-,也可能含有银离子,C错误;
D、在酸性条件下,硝酸根氧化亚铁离子生成铁离子,使溶液显黄色,D正确;
答案选D。
5.A
【分析】由实验步骤及转化图可知,发生总反应为2Cu+O2+4HCl=2CuCl2+2H2O,反应历程为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+、4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,所以M是Fe3+,N是Fe2+,Fe3+在反应过程中作催化剂,在制得的CuCl2溶液中,加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜,且化合物中正负化合价的代数和为0,以此来解答。
【详解】A.发生总反应为2Cu+O2+4HCl=2CuCl2+2H2O,其中Fe3+在反应过程中作催化剂,反应历程为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+、4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,所以M是Fe3+,N是Fe2+,故A错误;
B.化合物中正负化合价的代数和等于0,可知:2a=b+c,故B正确;
C.检验Fe3+可用KSCN溶液,观察溶液是否变为血红色,故C正确;
D.制备1mol的CuCl2,转移2mol电子,根据电子守恒,需要消耗0.5molO2,标况下体积为V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L,故D正确;
故选:A。
6.D
【详解】A.大多数金属的冶炼都是利用还原剂或者通电把金属从其化合物中还原出来,只有少数不活泼金属如Pt、Au等单质能直接从其矿物中分离出来,A不合题意;
B.利用该铝热反应8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe炼铁,反应中氧化剂是Fe3O4,反应中转移了24个电子,故1 mol氧化剂参加反应转移8NA个电子,B不合题意;
C.工业上可用电解熔融态的MgCl2和Al2O3来制备Mg、Al,反应为 MgCl2(熔融)Mg+Cl2、2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,C不合题意;
D.古代火烧孔雀石炼铜的方法反应为:Cu2(OH)2CO32CuO+2H2O+CO2↑,2CuO+CCu+CO2,故属于热还原法中的焦炭法,D符合题意;
故答案为:D。
7.D
【详解】A.中毒时,亚硝酸盐可将正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,血红蛋白被氧化,该A正确;
B.解毒时,高铁血红蛋白被还原为正常血红蛋白,故B正确;
C.维生素C解毒就要使转化为,因此维生素C作还原剂,具有还原性,故C正确;
D.中毒时,亚硝酸盐可将正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,血红蛋白被氧化,亚硝酸盐被还原,亚硝酸盐发生还原反应,故D错误;
故选D。
8.C
【详解】A.铜和浓硫酸常温下不反应,需要加热才发生反应,故A错误;
B.浓盐酸和MnO2需要混合加热制备Cl2,故B错误;
C.稀硫酸与碳酸钠溶液放出的CO2气体,CO2通入CaCl2溶液中不变浑浊,原因是弱酸不能制强酸,故C正确;
D.浓硫酸滴到蔗糖上,得到的气体能使溴水褪色,反应中有SO2气体生成,可知浓硫酸有脱水性和强氧化性, 故D错误;
答案选C。
9.C
【详解】A.钠燃烧生成过氧化钠,为淡黄色固体,故A错误;
B.加入少量氯水,先氧化亚铁离子,现象不合理,不能得到相应的实验结论,故B错误;
C.亚硫酸根离子与钡离子反应生成沉淀,且酸性条件下硝酸根离子可氧化亚硫酸钡生成硫酸钡白色沉淀,原溶液中可能含有SO,故C错误;
D.生成氧化铝的熔点高,包裹在Al的外面,则熔化后的液态铝不会滴落下来,故D正确;
故选C。
10.C
【详解】A.酯能与氢氧化钠反应,无论有无羧酸,下层溶液颜色变浅,故A错误;
B.Fe与水蒸气高温反应后可能有铁剩余,铁能与一部分Fe3+反应生成Fe2+,所以不能确定生成物中是否含有二价铁,故B错误;
C.检验淀粉水解程度,向淀粉溶液中加入稀硫酸,加热,冷却后再加入碘水,若溶液不变蓝,说明淀粉已完全水解,故C正确;
D.如果钠没有完全燃烧,剩余的金属钠与水反应也可以产生氢气,故D错误;
故答案选C。
11.C
【详解】A.二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应产生S单质,在该反应中SO2作氧化剂,表现氧化性,A正确;
B.二氧化硫具有还原性,能将高锰酸钾、碘水还原为无色物质,所以能够使酸性高锰酸钾溶液、碘水褪色,B正确;
C.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸电离产生H+,使溶液显酸性,遇到石蕊显红色,不会使溶液褪色,体现二氧化硫酸性氧化物的性质;SO2具有漂白性是能够使品红溶液褪色,C错误;
D.该装置一次性检测二氧化硫的漂白性、还原性、氧化性,最后有尾气处理装置,体现了实验的微型化和绿色化,D正确;
故合理选项是C。
12.D
【详解】A.线段a上当x=0.5,发生反应①,只生成,其物质的量为2mol,而x=1.0,发生反应②,溶液中生成的、均为1mol,随x增大,的物质的量减小,而的物质的量增大,故线段a表示、线段b表示,故A错误;
B.由反应方程式可知≤1时,即x≥0.5,混合气体可以被完全吸收,由氮原子守恒可知=,NO、NO2总物质的量一定,则为定值,故B错误;
C.由A中分析可知,线段a表示、线段b表示,溶液中为0.4mol,根据氮原子守恒可知=2mol-0.4mol-1.6mol,作如图所示辅助线:,可知AB为0.4mol,利用相似三角形有,解得BC=0.2,故C点对应的x=0.5+0.2=0.7,故C错误;
D.x=0.6时,NO、NO2被完全吸收,由反应方程式可知n(CO2)==0.5×2mol=1mol,标准状况下可以收集CO2体积为1mol×22.4L/mol=22.4L,故D正确;
故选D。
13.(1) CO2、SO2、O2; Fe3O4 SO2
(2) H2O2+SO2=H2SO4
(3) 除去SO2 CO2吸收瓶在吸收CO2气体前后的质量
【详解】(1)①钢样中的碳、硫在装置A中被氧化为CO2、SO2,故a的成分为CO2、SO2以及未反应的O2;
②FeS中的-2价的硫被氧化为SO2,+2价的Fe被氧化为+3价的铁,结合所给化学计量数,可知产物应为Fe3O4和SO2,故方程式为3FeS+5O2Fe3O4+3SO2;
故答案为:CO2、SO2、O2;Fe3O4;SO2;
(2)①H2O2具有氧化性,可氧化SO2使S的化合价升高为+6价,在溶液中反应产物应为硫酸,故反应方程式为:H2O2+SO2=H2SO4;
②1mL NaOH相当于yg S,故z mL NaOH相当于 zy g S,则该样品中硫的质量分数为;
故答案为:H2O2+SO2=H2SO4;;
(3)①测定碳的含量需将气体a中的SO2除去,故装置B和C的作用是除去SO2;
②计算碳的质量分数须利用CO2的质量进行分析,故需测量CO2吸收瓶在吸收CO2气体前后的质量;
故答案为:除去SO2;CO2吸收瓶在吸收CO2气体前后的质量。
14.(1) 2SO2+O22SO3 选用400~500摄氏度的原因是因为在该温度范围内催化剂的活性最高,常压下SO2的转化率已经足够了,若增加压强,需要采用特种设备,增加成本
(2) NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)+34Q kJ mol 1
(4) 氯气
【详解】(1)硫酸工业生产中接触室内发生的是二氧化硫和氧气在催化剂加热条件下反应生成三氧化硫,其反应方程式为2SO2+O22SO3;在实际生产过程中,操作温度选定400~500摄氏度,压强采用常压的原因分别是选用400~500摄氏度的原因是因为在该温度范围内催化剂的活性最高,该反应是体积减小的反应,在常压下SO2的转化率已经足够了,若增加压强,需要采用特种设备,增加成本;故答案为: 2SO2+O22SO3;选用400~500摄氏度的原因是因为在该温度范围内催化剂的活性最高,常压下SO2的转化率已经足够了,若增加压强,需要采用特种设备,增加成本。
(2)合成氨反应生成的氨气可用于工业制纯碱,以氨气、氯化钠、二氧化碳、水为原料制备纯碱主要是氨气、氯化铵、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,其化学方程式NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓、2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;故答案为:NaCl+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
(3)合成氨每生成1g液氨,放出QkJ的热量,则生成2mol氨气即34g放出34QkJ的热量,其热化学反应方程式N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)+34Q kJ mol 1;故答案为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)+34Q kJ mol 1。
(4)常用浓氨水来检查输氯管道是否泄漏,泄漏处会观察到大量的白烟(NH4Cl),还生成一种无色无味的单质气体,此反应的化学方程式3Cl2+8NH3=N2+NH4Cl,氯气化合价降低,氨气中N化合价升高,失去电子,8mol氨气中有2mol氨气升高到0价,转移6mol电子,标出电子转移的方向和数目,该反应中被还原的是氯气;故答案为:;氯气。
15. NO AB 15.8 保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处
【详解】(1)在催化剂条件下,CO与NO均转化为可参与大气生态循环的无毒气体,可以推出该反应的方程式为:,此反应中氮元素化合价降低,被还原,作氧化剂,故答案为:;NO;
(2)SO2在氧气和水蒸气的作用下形成酸雾,发生的反应为:,,碳酸钙吸收二氧化硫生成亚硫酸钙和二氧化碳,然后亚硫酸钙被空气中氧气氧化生成硫酸钙,所以总反应为:,故答案为:;;;
(3)A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中的氮,该过程氮元素由游离态转化为化合态,有新物质生成,是化学变化,故A错误;
B.化石燃料中含有氮元素,燃烧产生氮的氧化物,所以化石燃料燃烧能够释放出氮氧化合物,故B错误;
C.植物秸轩含有氮元素,燃烧时反应生成氮的氧化物,参与了氨的循环,故C正确;
故选AB;
(4),浓硝酸易挥发且见光易分解,故避光保存,故答案为:15.8;保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处。
16.使铜转化为可溶于酸的氧化物
【分析】废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl:煅烧废铜料,将铜转化为溶于酸的氧化物,再加入过氧化氢和稀硫酸,二氧化硅不溶,金属离子进入溶液,过滤,则滤渣Ⅰ为二氧化硅,滤液Ⅰ为铁离子、铝离子、铜离子的溶液,向滤液中加入X得到沉淀,应为将铁离子、铝离子除杂,故X可为CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu,调节pH4.7~5.6,沉淀铁离子、铝离子,滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝,滤液Ⅱ为铜离子的溶液,加入食盐并通入SO2发生反应:2H2O+2Cu2++SO2+4Cl-=2CuCl+SO+4H+,生成CuCl,CuCl的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀,过滤、洗涤、干燥得到产品。
【详解】由分析可知,煅烧的主要目的是:将铜转化为溶于酸的氧化物。
17.(1)H2S
(2) 2H2S+SO2=3S↓+2H2O 还原性
(3) 品红溶液褪色 漂白 SO2+Cl2+2H2O=4H++SO+2Cl-
(4)B
【详解】(1)由题干价类二维图信息可知,a为硫元素的-2价氢化物,则化学式为H2S,故答案为:H2S;
(2)二氧化硫与硫化氢反应,生成硫和水,反应方程式为2H2S+SO2=3S↓+2H2O,反应中H2S表现出了还原性,故答案为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O;还原性;
(3)①二氧化硫具有漂白性,通入品红溶液中,观察到的现象是品红褪色,故答案为:品红溶液褪色;漂白性;
②二氧化硫具还原性,通入氯水中,二氧化硫被氯气氧化成硫酸,主要反应的离子方程式为SO2+Cl2+2H2O=4H+++2Cl-,故答案为:SO2+Cl2+2H2O=4H+++2Cl-;
(4)大苏打(Na2S2O3)中硫元素的平均化合价为+2价,平均化合价应该介于高价和低价之间;
A.S元素的化合价分别为-2价和0价,均低于+2价,A错误;
B.Na2SO3、S化合价分别为+4和0价,B正确;
C.Na2SO3、Na2SO4的S元素化合价分别为+4和+6价,均高于+2价,C错误;
D.SO2、Na2SO4S元素合价分别为+4和+6价,均高于+2价,D错误;
故答案为:B。
18. SO2+2NH3 H2O=+2+H2O 2OH-++2NO2=+ H2O+2 SO2++ H2O=2,随着烟气通入量的增加,吸收液中c()增大,c()减小,导致吸收液对NO2的吸收能力下降
【分析】根据题给信息,用氨水吸收氨气,由此可知SO2和氨水反应产生的离子方程式。根据氧化还原反应原理分析与NO2反应生成的离子方程式;由图可知,随着烟气通入量的增大,NO2吸收率逐渐降低,结合题中信息,可考虑是吸收液中的、的浓度变化引起的,据此分析。
【详解】(1)①SO2与氨水反应生成亚硫酸铵,反应离子方程式为:SO2+2NH3 H2O=+2+H2O;答案为:SO2+2NH3 H2O=+2+H2O;
②根据氧化还原反应规律,与NO2发生氧化还原反应生成和,离子方程式为:2OH-++2NO2=+H2O+2;答案为:2OH-++2NO2=+H2O+2;
(3)结合题中:吸收液中的、对NO2吸收能力的差异,可知随着烟气通入量的加入,吸收液中主要由来吸收NO2,从而导致NO2吸收率的下降,分析、的浓度变化,可知发生了反应:SO2++ H2O=2。即随着烟气通入量的增加,吸收液中c()增大,c()减小,从而导致吸收液对NO2的吸收能力下降。答案为:SO2++ H2O=2,随着烟气通入量的增加,吸收液中c()增大,c()减小,导致吸收液对NO2的吸收能力下降。
19. d d 2 16 OH- 3 2 6 8 H2O
【详解】要使产物纯净,必须物质间发生反应后,没有杂质生成:
a.氯气有氧化性,能氧化二价铁离子生成三价铁离子,但同时有氯离子生成,所以有杂质生成,a错误;
b.铁与稀硫酸反应生成二价铁离子,不能把二价铁离子转化为三价铁离子,b错误;
c.硝酸能氧化二价铁离子生成三价铁离子,但溶液中还有杂质硝酸根离子,c错误;
d.双氧水能氧化二价铁离子生成三价铁离子,同时有水生成,水是原溶液的成分,所以不是杂质,d正确;故答案为:d;
.中铁元素的化合价为价,反应物的化合价为价,生成物中的化合价为价,所以不是所有铁元素均被还原,a错误;
b.黄铜矿是混合物,连盐都不是,b错误;
c.中只有S元素的化合价只有升高,其他元素的化合价不变,所以只作还原剂,c错误;
d.正确;故答案为:d;
,Fe的化学价由升高到,升高3个位次,,Cl化合价由0降低到,一个分子化合价降低2个位次,根据化合价升降相等可知,的化学计量数为2、的化学计量数为2,的化学计量数为3,的化学计量数为6;高铁酸钾在中性或酸性溶液中逐渐分解,在碱性溶液中稳定,因此提供中O的是,产物为水,根据原子守恒配平得:,故答案为:。
【点睛】(3)缺项离子方程式书写关键是熟练运用电荷守恒、原子守恒、得失电子守恒、化合价升降数相等等守恒思想,如本题中先用化合价升降数相等将方程式变为2Fe3+ +______ _________+3Cl2→2FeO42- + 6Cl- +___ _____,此时,根据电荷守恒和原子守恒可知,等式左边需要补充16OH-,再根据原子守恒,右边补充8H2O即可。
20. D Cu、O 50 除去SiO2 铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒 AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 3:4
【分析】(1)A.金属钛的原子序数为22,位于第四周期第IIB族;
B.钛合金强度很大,可以在深海中承受700个大气压的压力;
C.在空气中加热金属易被氧化;
D.钛性质较活泼,可以采用电解熔融二氧化钛的方法冶炼金属钛;
(2)8CuReS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2中部分Fe元素化合价由+2价变为+3价、O元素化合价由0价变为-2价、Cu元素化合价由+2价变为0价、S元素化合价由-2价变为+4价,得电子化合价降低的元素被还原,根据氧化铁和转移电子之间的关系式计算;
(3)用过量稀盐酸浸取炉渣,发生的反应有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、FeO+2HCl=FeCl2+H2O、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,过滤后的滤渣是SiO2,滤液先氧化,将亚铁离子氧化为铁离子,然后再加入过量NaOH溶液,发生反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,过滤,将沉淀Fe(OH)3洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3;
(4)设原FeCl3溶液的体积为1L,参加反应的Fe3+为xmol,由方程式Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,知(0.1-x):x=2:3,解得:x=0.06,则生成的Cu2+为0.03mol,剩余的Fe3+为0.04mol,据此计算Cu2+与Fe3+的物质的量之比。
【详解】(1)A.金属钛的原子序数为22,位于第四周期第IIB族,属于过渡元素,故A错误;
B.钛合金可以在深海中承受700个大气压的压力,钛合金强度很大,故B错误;
C.在空气中加热熔化,金属易与氧气发生反应,所以不能直接在空气中制备钛铝合金,故C错误;
D.由于金属钛金属性较强,所以可以用电解法冶炼,故D正确;
故答案为:D;
(2) 8CuReS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2中部分Fe元素化合价由+2价变为+3价、O元素化合价由0价变为-2价、Cu元素化合价由+2价变为0价、S元素化合价由-2价变为+4价,得电子化合价降低的元素被还原,所以Cu、O元素被还原;21mol氧气反应时得到84mol电子,而铁元素失去4mol电子,硫元素失去96mol电子,根据得失电子守恒,铜元素应得到16mol电子,所以生成1mol氧化铁时转移50mol电子,故答案为:Cu、O;50;
(3)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3.方法如下:
用过量稀盐酸浸取炉渣,发生的反应有Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O、FeO+2HCl=FeCl2+H2O、Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,过滤后的滤渣是SiO2,滤液先氧化,将亚铁离子氧化为铁离子,然后再加入过量NaOH溶液,发生反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,过滤,将沉淀Fe(OH)3洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3;
a.①通过以上分析知,a中过滤为除去SiO2,过滤需要的仪器有铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒;故答案为:除去SiO2;铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒;
b.Al3+与过量NaOH反应生成NaAlO2,然后通过过滤除去,反应方程式为AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O,故答案为:AlCl3+4NaOH=3NaCl+NaAlO2+2H2O;
c.②双氧水具有强氧化性,亚铁离子具有还原性,二者发生氧化还原反应生成铁离子和水,离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
(4)设原FeCl3溶液的体积为1L,参加反应的Fe3+为xmol,由方程式Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,知(0.1-x):x=2:3,解得:x=0.06,则生成的Cu2+为0.03mol,剩余的Fe3+为0.04mol,故n(Cu2+):n(Fe3+)=0.03mol:0.04mol=3:4,故答案为:3:4。
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