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 2023-12-18 08:53:10

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第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题(共12题)
1.向和的混合物中加入某浓度的稀硫酸,固体物质完全反应,生成和。在所得溶液中加入的溶液,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为。下列有关说法正确的是
A.与的物质的量之比为
B.硝酸的物质的量浓度为
C.产生的在标准状况下的体积为
D.、与硝酸反应后剩余为
2.下列解释事实的方程式不正确的是
A.氯气与氯化亚铁溶液发生反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl
B.打磨过的铝片与NaOH溶液反应:2Al+2OH +2H2O=2AlO+3H2↑
C.碳酸银沉淀溶于稀硝酸:CO+2H+=CO2↑+H2O
D.红热的铁与水蒸气发生反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
3.某试液中只可能含有K+、NH、Fe2+、Al3+、Cl-、SO、CO、AlO中的若干种离子,离子浓度均为0.1mol L-1,某同学进行了如下实验:下列说法正确的是
A.无法确定原试液中是否含有SO
B.滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2+和Ba2+
C.沉淀C为Al(OH)3
D.原试液中一定不含有K+
4.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.钠与冷水反应:
B.金属铝溶于盐酸中:
C.用食醋除去水瓶中的水垢:
D.铁与稀硫酸反应:
5.下列几种类推结论中,错误的是
①钠和水反应生成NaOH和H2;所有金属与水反应都生成碱和H2
②化合物NaCl的焰色为黄色;Na2CO3的焰色也为黄色
③铁露置在空气中一段时间后就会生锈;性质更活泼的铝露置在空气中也很容易腐蚀
④CO2、SO2等酸性氧化物均能与碱反应,不与酸反应;SiO2也不与所有的酸反应
⑤SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以说SO2具有漂白性.
A.①③④⑤ B.②④ C.①③⑤ D.①②③④⑤
6.下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的原因的是
A.铜久置空气中表面出现绿色固体:2Cu+O2+CO2+H2O═Cu2(OH)2CO3
B.某种火箭发射阶段有少量N2O4,逸出,产生红色气体:N2O42NO2
C.FeSO4·7H2O在空气中久置变黄:2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O
D.SO2通入KMnO4溶液中,溶液紫色逐渐褪去:5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4十2H2SO4
7.在铁粉与水蒸气反应后的残留固体X中,加入足量的稀硫酸,充分反应后得到溶液Y。下列说法正确的是
A.若X中含有铁,则反应时一定有气泡
B.若向Y中滴入KSCN溶液显红色,则X中无铁
C.Y一定能使高锰酸钾溶液褪色
D.Y中滴入NaOH溶液,一定有沉淀产生
8.下列说法不正确的是
A.某溶液进行焰色试验焰色呈黄色,则该溶液一定是钠的盐溶液
B.铁与水蒸气在高温条件可发生置换反应
C.除去碳酸钠固体中混有少量的碳酸氢钠可以用加热的方法
D.侯氏制碱法是向饱和氯化钠溶液中先通入氨气,再通入CO2,利用溶解度的大小不同先制得NaHCO3,再制得Na2CO3
9.金属的冶炼体现了人类文明的发展历程,下列关于金属冶炼的说法正确的是
A.制铝:将Al(OH)3溶于盐酸中,电解所得AlCl3溶液
B.炼铁:用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
C.制铜:“曾青(CuSO4)得铁,则化为铜”《淮南子》的过程发生复分解反应
D.制钠:高温分解NaCl制备Na
10.类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A.CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子
B.SiH4的沸点高于CH4,推测PH3的沸点高于NH3
C.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
D.NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr
11.某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果记录如表:
编号 电极材料 电解质溶液 灵敏电流计指针偏转方向
1 稀盐酸 偏向
2 稀盐酸 偏向
3 石墨 稀盐酸 偏向石墨
4 溶液 偏向
试根据表中的实验现象分析下列说法正确的是
A.实验1、4中电极均作正极
B.实验2、3中原电池的总反应方程式相同
C.实验2中金属铜得到金属锌的电子变成
D.实验4中电极的电极方程式为
12.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 将稀硝酸加入过量铁粉,充分反应后滴加几滴KSCN溶液 有气体产生,生成血红色沉淀 稀硝酸将铁氧化为Fe3+
B 将铜粉加入到1.0mol/LFe2(SO4)3溶液中 溶液变蓝,有黑色固体出现 金属铁比铜活泼
C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔放在酒精灯上加热 熔化后的液态铝滴落下来 金属铝的熔点较低
D Cu与浓硫酸加热反应,将产生的气体通入品红溶液 品红溶液褪色,加热又变为红色 二氧化硫具有漂白性,它的漂白是可逆的
A.A B.B C.C D.D
二、填空题(共8题)
13.(1)向某溶液中加入KSCN溶液无明显现象,再滴入数滴氯水后,溶液立即变成红色,则原溶液中一定含有 离子,要除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁,可行的办法是 (填字母)。
A.加入铜粉 B.加入铁粉 C.通入氯气 D.加入KSCN溶液
根据选用的试剂,写出除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁过程中发生反应的离子方程式

(2)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀铜箔,制造印刷线路板,写出FeCl3与金属铜反应的离子方程式 。
(3)向沸水中逐滴滴加1 mol·L-1FeCl3溶液至液体呈透明的红褐色,该分散系中微粒直径的范围是 ,区别该液体和FeCl3溶液可用 方法。
14.砷为VA族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废弃物需处理与检测。
I.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为 ;砷酸的第一步电离方程式为 。
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是 ;“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为 。
(3)沉淀X为 (填化学式)。
Ⅱ.冶炼废渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在,可用古氏试砷法半定量检测(As的 最低检出限为3.0×10-6g)。
步骤1:取10g废渣样品,粉碎后与锌粉混合,加入H2SO4共热,生成AsH3气体。
步骤2:将AsH3气体通入AgNO3溶液中,生成银镜和As2O3。
步骤3:取1g废渣样品,重复上述实验,未见银镜生成。
(4)AsH3的电子式为 。
(5)步骤2的离子方程式为 。
(6)固体废弃物的排放标准中,砷元素不得高于4.0×10-5g·kg-1,请通过计算说明该排放的废渣中砷元素的含量 (填“符合”、“不符合”)排放标准,原因是
15.2022年3月32日,天宫课堂第二课开启,翟志刚、王亚平、叶光富等三位宇航员老师在中国空间站天宫一号中进行授课。王亚平老师用醋酸钠(化学式:)的过饱和溶液做了一个“太空冰雪”的趣味实验,在微重力环境下,使一颗“水球”瞬间变成了一颗“冰球”。这个实验激发了高一同学们的探究热情,他们想重现这个实验。
【查阅资料】
过饱和溶液指在一定温度下,溶液中溶质超过其饱和限度,而溶质仍未析出的溶液。过饱和溶液能存在的原因是,溶质不易在溶液中形成结晶中心(即晶核)。当溶液中存在杂质、受到扰动或加入一块非常小的溶质晶体作为“晶核”,马上就能析出晶体。
任务一、认识醋酸钠和醋酸钠溶液
(1)醋酸钠是一种白色晶体,从物质的分类上看,醋酸钠属于 (填字母)。
A.酸   B.碱   C.盐   D.非电解质   E.强电解质   F.弱电解质
(2)探究醋酸钠溶液的性质
同学们将醋酸钠溶液接入如图所示的电路中,闭合开关,电流表的示数为0.10A。继续往溶液中添加适量醋酸钠固体,并用玻璃棒不断搅拌,电流表示数不断增大,最终示数为0.24A。据此推测,在醋酸钠的水溶液中存在着能导电的微粒是 (填微粒符号)。
任务二、制备醋酸钠固体并进行实验
(3)醋酸在水中的电离方程式为: 。
(4)往盛有氢氧化钠浓溶液的烧杯中逐滴滴加醋酸溶液,直至过量,控制溶液最终的pH值为7。请写出醋酸溶液与氢氧化钠浓溶液反应的离子方程式 。
(5)随着醋酸的滴入,烧杯中溶液的电导率随滴入醋酸溶液的体积变化趋势与图相符和的是_______。(填字母)
A. B. C. D.
(6)根据资料和实验,王亚平老师“水球”变“冰球”的实验能够成功的条件是_______(填字母)
A.实验在微重力的环境下进行 B.实验的温度低于水的凝固点
C.醋酸钠的加入量大于其该温度下的溶解度 D.实验的压强低于一个大气压
(7)称取80.0g氢氧化钠固体配成浓溶液,缓慢滴入500mL的醋酸溶液,将所得溶液蒸发结晶,计算理论上最多可获得醋酸钠晶体的质量 。(列式计算)
16.某实验小组利用如下图装置,测定某种旧铝合金(含Al2O3和其它不溶于NaOH溶液的成分)中Al的质量分数,其中100mLNaOH溶液过量,每隔相同时间读得电子天平的数据如下表:
称量对象 读数次数 质量(g)
样品 第1次 2.582
锥形瓶+100mL NaOH溶液 第2次 185.721
锥形瓶+NaOH溶液+样品 第3次 188. 286
第4次 188. 254
第5次 188. 243
第6次 188. 243
反应的化学方程式为 。
17.正三价铁元素有一定的氧化性,FeCl3溶液吸收 一定量SO2后溶液颜色发生变化。
(1)反应的离子方程式为 。
(2)除H+、OH-、H2O外,上述反应后的溶液中一定含有的粒子有_______(填编号)。
A.Fe2+ B.Fe3+ C.Cl- D.SO E.H2SO3
(3)对还不能确定的粒子存在情况提出合理的假设:
假设1:只存在Fe3+;
假设2:只存在 ;
假设3: 。
(4)设计实验方案进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂: 3mol·L-1 H2SO4、l mol·L-1 NaOH、0.01 mol·L-1 KMnO4、20%KSCN、3%H2O2、淀粉- KI溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。
实验步骤 预期现象和结论
步骤1:
步骤2:
18.铁是人类较早使用的金属之一。运用铁的有关知识,回答下列各题。
(1)据有关报道。目前已能冶炼出纯度高达99.999%的铁,下列关于纯铁的叙述中,正确的是 。
A.耐腐蚀性强,不易生锈 B.不能与盐酸反应
C.与不锈钢成分相同 D.在地壳中含量仅次于铝
(2)向沸水中逐滴滴加1mol·L-1FeCl3溶液,至液体呈透明的红褐色,形成该分散系的微粒直径的范围是 ,写出反应的离子方程式: 。
(3)电子工业需要用30%的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: 。
检验反应后的溶液中存在Fe3+的试剂是 。
(4)欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液。下列试剂中,需要用到的一组是 (填字母)。
①蒸馏水 ②铁粉 ③浓硝酸 ④浓盐酸 ④烧碱 ⑤浓氨水 ⑥氯水
A.①②④⑥ B.①③④⑥ C.②④⑤ D.①④⑥
19.I.如图是利用电化学装置将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图。

请回答下列问题:
(1)该装置将 能转化为 能。
(2)催化剂b表面O2发生 反应,其附近溶液酸性 (填“增强”、“不变”或“减弱”)。
(3)催化剂a表面的电极反应式: 。
II.某废料铁泥主要成分是Fe2O3、FeO和Fe,其他杂质不与硫酸反应。实验室用该废料提取Fe2O3,设计实验流程如图:
(4)步骤(I)充分反应后进行的实验操作名称是 。
(5)步骤(II)中加入H2O2溶液后需要适当加热但温度不能过高,原因是 。
(6)为了检验溶液B中是否有亚铁离子剩余,有同学提出只需要取少量溶液B于试管中并向其中滴加氢氧化钠溶液,然后观察现象即可证明。请你判断该同学的方法是否可行并说出理由 。
(7)步骤(III)中将NaOH溶液换成氨气也可以得到Fe(OH)3沉淀,反应的离子方程式为 。
20.学习常见物质时,会从“价”和“类”两个方面进行学习。如图表示铁元素的常见化合价与含铁物质类别的关系。
(1)X的物质类别是 。
(2)铁和稀硫酸反应生成的含铁化合物属于如图中的 (填序号)。
(3)某同学想用物质a制取物质b,设计了如图实验步骤:
物质a与稀盐酸反应的化学反应方程式为 。如果向盛有溶液甲的烧杯中滴加NaOH溶液至过量,图中图象能正确表示烧杯中溶液质量变化的是 (填序号)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【分析】在所得溶液中加入1.0mol·L-1 的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol·L-1×1.0L=1mol,沉淀为Cu(OH)2,质量为19.6g,物质的量为19.6g÷98g·mol-1=0.2mol,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反应后的溶液中n[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.2mol,故反应中硝酸有剩余。
【详解】A.设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量有 64x+144y=13.6,根据铜元素守恒有x+2y=0.2,联立方程解得x=0.1,y=0.05,所以n(Cu):n(Cu2O)=0.1:0.05=2:1,故A错误;
B.根据氮原子守恒可知原硝酸反应中n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO)=1mol+0.1mol=1.1mol,故硝酸的物质的量浓度为 =2.2mol·L-1,故B错误;
C.由A中计算可知,混合物中n(Cu)=0.1mol、n(Cu2O)=0.05mol,根据电子转移守恒,生成NO的物质的量为=0.1mol,故生成NO的体积为0.1mol×22.4L·mol-1=2.24L,故C正确;
D.反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠与硝酸铜反应,剩余的氢氧化钠与硝酸反应,最后为硝酸钠溶液,根据氮元素守恒可知反应后溶液中n(HNO3)+2n[Cu(NO3)2]=n(NaNO3),所以n(HNO3)=n(NaNO3)-2n[Cu(NO3)2]=1mol-2×0.2mol=0.6mol,故D错误;
故选C。
2.C
【详解】A. 氯气与氯化亚铁溶液发生反应生成氯化铁:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl ,故A正确;
B. 打磨过的铝片与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气:2Al+2OH +2H2O=2AlO+3H2↑,故B正确;
C. 碳酸银不溶于水,写化学式,碳酸银沉淀溶于稀硝酸:Ag2CO3+2H+=CO2↑+H2O+2Ag+,故C错误;
D. 红热的铁与水蒸气发生反应生成四氧化三铁和氢气:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,故D正确;
故选C。
3.D
【分析】试液中加入过量的稀硫酸无明显现象,说明原试液中不含,再加入过量溶液之后有气体和沉淀A生成,则沉淀A为,第一步加入过量的稀硫酸,所以无法确定原溶液是否含有硫酸根,硝酸根在酸性条件下有氧化性,生成气体,所提供的离子中只有Fe2+有还原性,则原试液中一定有,再加入过量NaOH溶液又有气体和沉淀B生成,沉淀B中一定有,可能含有的离子中与碱反应生成气体的一定是, 与不共存,则原试液一定不含。因为所含离子浓度均为0.1,原试液中一定含有的阳离子为和,根据电荷守恒,原试液中一定含有阴离子和,一定不含和,最后通入CO2产生的沉淀C只能是BaCO3。
【详解】A.根据分析,最后通过电荷守恒可知原试液中一定含有,A项错误;
B.根据分析可知原试液中的被氧化成,所以滤液X中没有亚铁离子,B项错误;
C.根据分析可知原试液中既不含也不含,最终通入CO2产生的沉淀C只能是BaCO3,C项错误;
D.根据电荷守恒,原试液中所含离子浓度均为0.1,一定含有的阳离子为和,所带正电荷为0.3,阴离子只剩下和,所带负电荷一共是0.3,若还含有则电荷无法守恒,所以原试液中一定不含,D项正确;
答案选D。
4.B
【详解】A.离子方程式未配平,Na及Na+的系数均为2,A错误;
B.得失电子配平,离子拆写合理,B正确;
C.醋酸是弱电解质,不能拆写成离子形式,C错误;
D.铁与普通酸发生置换反应,生成Fe2+,D错误;
综上,本题选B。
5.A
【详解】①活泼金属可以和水反应生成碱和氢气,锌、铜等金属与水不反应,故错误;
②氯化钠、过氧化钠都含有钠元素,焰色都是黄色,故正确;
③铝能够与氧气反应生成致密氧化膜,阻止反应继续,所以铝比铁耐腐蚀,故错误;
④二氧化硅与氢氟酸常温下反应生成四氟化硅和水,故错误;
⑤SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以说SO2具有还原性,故错误;
故选A.
6.C
【详解】A、铜表面生成的绿色固体为碱式碳酸铜,故A项正确;
B、N2O4逸出时,压强减小,有利于生成NO2,故B项正确;
C、FeSO4·7H2O在空气中久置时,Fe2+被氧化为Fe3+,反应方程式为20FeSO4·7H2O+5O2=4Fe4(OH)2(SO4)5+2Fe2O3+136H2O,故C项错误;
D、SO2通入KMnO4溶液中,紫色MnO4—被还原为几乎无色的Mn2+,故D项正确。
故选C。
7.C
【分析】铁和水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,残留固体为Fe3O4或Fe3O4和Fe的混合物。加入足量的稀硫酸,Fe3O4和硫酸反应:Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O,若有铁剩余,由于氧化性:Fe3+>H+,所以还会依次发生反应:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
【详解】A.若X中含有铁,但铁全部和Fe2(SO4)3反应,则没有气泡,故A错误;
B.若向Y中滴入KSCN溶液显红色,说明Y中含Fe3+,可能X中无铁,也可能X中铁不足以将Fe2(SO4)3全部转化为FeSO4,故B错误;
C.不论X是Fe3O4,还是Fe3O4和Fe的混合物,和硫酸反应后都有Fe2+,所以一定能使高锰酸钾溶液褪色,故C正确;
D.若硫酸过量,则向Y中滴入NaOH溶液,硫酸消耗了NaOH,则没有沉淀产生,故D错误;
故选C。
8.A
【详解】A.某溶液进行焰色试验焰色呈黄色,则该溶液一定含有Na+,可能是钠的盐溶液,也可能是NaOH溶液,A错误;
B.铁与水蒸气在高温条件反应产生Fe3O4、H2,该反应基本类型是置换反应,B正确;
C.碳酸氢钠不稳定,受热分解产生Na2CO3、CO2、H2O,CO2、H2O挥发逸出,故除去碳酸钠固体中混有少量的碳酸氢钠可以用加热的方法,C正确;
D.侯氏制碱法是先向饱和氯化钠溶液中先通入极易溶于水的氨气,使溶液显碱性,然后再通入CO2,增大CO2的溶解度,再根据NaHCO3在水中溶解度比较小,而NH4Cl溶解度较大的性质,先析出溶解度小的NaHCO3,再将其过滤,加热,使之分解制得Na2CO3,D正确;
故合理选项是A。
9.B
【详解】A.电解熔融Al2O3冶炼金属铝,故A错误;
B.用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物冶炼铁,故B正确;
C.“曾青(CuSO4)得铁,则化为铜”发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,属于置换反应,故C错误;
D.电解熔融NaCl冶炼金属Na,故D错误;
故选B。
10.A
【详解】试题分析:A.O和S是同族元素,故形成的CO2和CS2都是直线形分子,A正确;B.C和Si,Se和S都分别为同族元素,所形成的氢化物都为分子晶体,沸点取决于分子间作用力的大小,分子间作用力大小可以用相对分子质量来比较,但氨气分子间存在氢键,沸点高于PH3的沸点,B错误;C.因I2的氧化性较弱,故与铁反应生成为FeI2,C错误;D.浓硫酸氧化性很强,会将HBr氧化为Br2,D错误。答案选A。
考点:本题主要是考查类比推理方法在掌握化学知识中的合理运用。
【名师点睛】类比推理是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的科学思维方法。由于物质的结构决定性质、性质决定用途,结构相似的物质往往具有相似的物理、化学性质。所以,依据事先设定好的“标准”将物质进行合理分类,对掌握物质的结构、通性等化学知识起着事半功倍的作用。但由于各种物质组成和结构具有一定的差异性,运用类推法时一定不能完全照搬。
11.B
【详解】A.根据上表中的实验现象分析,实验1中Al电极作正极、实验4中电极作负极,A项错误;
B.实验2、3中原电池均为铝电极作负极,溶液中的氢离子在正极得电子,总反应方程式都为,B项正确;
C.实验2构成的原电池中金属铜作正极,该电极上发生还原反应,不会变成,C项错误;
D.实验4中电极作负极,其电极方程式为,D项错误;
故选B。
12.D
【详解】A.过量铁粉,反应生成亚铁离子,加入KSCN溶液、溶液不显红色,故A选项错误;
B.Cu和Fe3+发生氧化还原反应,反应方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,所以没有黑色沉淀生成,溶液由黄色变为蓝色,故B选项错误;
C.将铝箔用坩埚钳夹住放在酒精灯火焰上加热,铝和氧气反应生成了氧化铝,形成氧化膜,三氧化二铝的熔点高于铝的熔点,包住了熔化的铝,所以加热铝箔的时候铝熔化了但是不会滴落,故C选项错误;
D.Cu与浓硫酸加热反应生成SO2,SO2与有色物质生成不稳定的无色物质,具有可逆的漂白性,因此将SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热又变为红色,D选项正确;
答案选D。
13. Fe3+ Fe2+ Fe2+ C 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 1~100 nm 丁达尔实验
【详解】试题分析:(1)滴加KSCN溶液时无明显现象发生,说明原溶液中一定没有Fe3+,氯水具有强氧化性,滴入氯水后溶液立即显红色,说明原溶液中一定含有Fe2+,这是亚铁离子的检验方法.要除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁,可通入氯气,既能除去氯化亚铁,又不引入其它杂质。反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(2) Fe3+能氧化铜,其离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(3)因为该分散系为胶体,所以微粒直径的范围是:1~100 nm,区别溶液和胶体常用的方法为:丁达尔实验
考点:亚铁离子的检验方法和除杂、氯气的性质、Fe3+的性质、胶体的性质
14. +3 H3AsO4H++H2AsO4- 沉淀过量的S2-,使As2O3(a)+3S2-(aq)2AsS32-(aq) 平衡左移,提高沉砷效果。 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O CaSO4 12Ag++2AsH3+3H2O=12Ag+As2O3+12H+ 不符合 因为该废渣砷含量最少为(3.0×10-6g÷10g)×1000g/kg=3.0×10-4g/kg,大于排放标准4.0×10-5g/kg
【详解】(1)①亚砷酸(H3AsO3)中,氧元素化合价为-2价,氢元素化合价为+1价,砷元素化合价设为x,+1×3+x+(-2)×3=0,x=+3,故答案为+3;
②第ⅤA族非金属元素形成最高价含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸,水溶液中分步电离,电离方程式为:H3AsO4 H++H2AsO4-,故答案为H3AsO4 H++H2AsO4-;
③“一级沉砷”中FeSO4的作用是除去过量的硫离子,As2S3+3S2- 2AsS32-使平衡逆向进行,提高沉砷效果,故答案为除去过量的硫离子,As2S3+3S2- 2AsS32-使平衡逆向进行,提高沉砷效果;
④“二级沉砷”中H2 O2与含砷物质发生氧化还原反应,氧化亚砷酸为砷酸;,反应的化学方程式为:H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O,故答案为H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
⑤流程分析可知,加入氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和砷酸反应生成砷酸钙沉淀、和铁离子反应生成氢氧化铁沉淀,钙离子结合硫酸根离子形成硫酸钙沉淀,所以沉淀X为CaSO4,故答案为CaSO4;
(2)①AsH3和氨气分子结构相同为共价化合物,砷原子和三个氢原子形成三个As-H键,电子式为:,故答案为;
②将AsH3气体通入AgNO3溶液中,生成银镜和As2O3,结合电荷守恒、原子守恒配平书写离子方程式为:12Ag++2AsH3+3H2O=12Ag↓+As2O3+12H+,故答案为12Ag++2AsH3+3H2O=12Ag↓+As2O3+12H+;
③As的最低检出限为3.0x 10 -6g,取1g废渣样品,重复上述实验,未见银镜生成,取10g废渣样品最后生成银镜和As2 O3.则10g废渣含砷量最少为3.0x 10 -6g,含砷量大于3.0×10-4g/kg>4.0×10一5g kg-1,不符合排放标准,故答案为不符合;因为该废渣砷含量最少为(3.0×10-6g÷10g)×1000g/kg=3.0×10-4g/kg,大于排放标准4.0×10-5g/kg。
15.(1)CE
(2)Na+、CH3COO-
(3)CH3COOHCH3COO-+H+
(4)CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O
(5)B
(6)AC
(7)
∵,∴CH3COOH过量
解得m(CH3COONa)=164g
将所得溶液蒸发结晶,理论上最多可获得醋酸钠晶体的质量为164g
【详解】(1)醋酸钠是一种白色晶体,从物质的组成上看,醋酸钠是由金属阳离子Na+和酸根阴离子CH3COO-组成的化合物,醋酸钠属于盐;醋酸钠是在水溶液和熔融状态下都能导电的化合物,醋酸钠属于电解质,醋酸钠在水溶液中能完全电离,醋酸钠属于强电解质;答案选CE。
(2)向醋酸钠溶液中添加适量醋酸钠固体,并用玻璃棒不断搅拌,电流表示数不断增大,说明随着醋酸钠固体的添加,溶液中自由移动的离子浓度不断增大,由此推测,在醋酸钠的水溶液中存在着能导电的微粒是醋酸钠电离产生的Na+和CH3COO-;答案为:Na+、CH3COO-。
(3)醋酸属于弱酸,在水中部分电离出H+和CH3COO-,电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+;答案为:CH3COOHCH3COO-+H+。
(4)醋酸溶液与NaOH浓溶液发生中和反应生成CH3COONa和H2O,反应的离子方程式为CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O;答案为:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O。
(5)NaOH属于强电解质,在水中完全电离出Na+和OH-,开始导电的离子为Na+和OH-;随着醋酸溶液的滴入,发生反应CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,溶液中离子物质的量不变,但溶液的体积变大,离子物质的量浓度减小,溶液的电导率减小;当两者恰好完全反应后,继续滴加醋酸溶液,由于醋酸属于弱电解质,在水中部分发生电离,溶液中的离子物质的量浓度进一步减小,电导率继续减小,但最终电导率不等于0;答案选B。
(6)A.实验在微重力的环境中进行,溶液不需要容器盛装就能在空中形成溶液球,从而可以观察中不受地球重力影响的“水球”变“冰球”,A选;
B.实验过程中的“冰球”是醋酸钠晶体,不是水凝结成冰,与水的凝固点无关,B不选;
C.过饱和溶液指在一定温度下,溶液中溶质超过其饱和限度,而溶质仍未析出的溶液,当过饱和溶液中存在杂质、受到扰动或加入一块非常小的溶质晶体作为“晶核”,马上就能析出晶体,实验过程中使用的是醋酸钠的过饱和溶液,故醋酸钠的加入量大于其在该温度下的溶解度,C选;
D.实验过程与压强无关,D不选;
答案选AC。
(7)80.0gNaOH物质的量为=2mol,500mL5mol/L醋酸溶液中CH3COOH物质的量为0.5L×5mol/L=2.5mol,两者发生反应NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O,NaOH完全反应,生成2molCH3COONa,CH3COONa的质量为2mol×82g/mol=164g,将所得溶液蒸发结晶,理论上最多可获得醋酸钠晶体的质量为164g;答案为:
∵,∴CH3COOH过量
解得m(CH3COONa)=164g
将所得溶液蒸发结晶,理论上最多可获得醋酸钠晶体的质量为164g。
16.Al2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2O;2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑
【详解】氧化铝属于两性氧化物,与氢氧化钠反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH→2NaAlO2+H2O,铝与氢氧化钠反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H2↑。
17.(1)2Fe3+ +SO2 +2H2O =2Fe2+ +4H+ +SO
(2)ACD
(3) H2SO3 既不存在Fe3+ ,也不存在H2SO3
(4) 取少量溶液于试管A中,滴加2~3滴20%KSCN溶液 (1)若溶液变血红色 ,则假设1成立;(2)若溶液不变血红色,则假设2或3成立 另取少量溶液于试管B中,滴加2~3滴品红溶液 (1)若溶液红色褪去,则假设2成立;(2)若溶液呈红色,结合步骤1中(2),则假设3成立
【详解】(1)正三价铁元素有一定的氧化性,FeCl3溶液吸收 一定量SO2后,发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:2Fe3+ +SO2 +2H2O =2Fe2+ +4H+ +SO。
(2)根据反应2Fe3+ +SO2 +2H2O =2Fe2+ +4H+ +SO,则溶液中除H+、OH-、H2O外,一定含有的粒子有:Fe2+、Cl-、SO,未知用量的情况下,Fe3+和H2SO3不能确定是否存在,故选ACD。
(3)FeCl3溶液吸收 一定量SO2后溶液颜色发生变化,FeCl3过量则反应后溶液中假设1成立,即只存在Fe3+;SO2过量则反应后溶液中假设2成立,即只存在H2SO3;若FeCl3与SO2恰好完全反应,则假设3成立,即既不存在Fe3+,也不存在H2SO3。
(4)取少量溶液于试管A中,滴加2~3滴20%KSCN溶液,若溶液变血红色 ,说明溶液中存在Fe3+,则假设1成立;若溶液不变血红色,则假设2或3成立。
另取少量溶液于试管B中,滴加2~3滴品红溶液,若溶液红色褪去,说明溶液中存在H2SO3,则假设2成立;若溶液呈红色,结合步骤1中(2),则假设3成立。
18. A 1~100nm Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ KSCN溶液 A
【详解】(1)A.纯铁耐腐蚀性强,不易生锈,A正确;B.Fe能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,B错误;C.钢为铁的合金,则Fe与不锈钢成分不相同,C错误;D.在地壳中含量低于O、Si和Al,D错误;答案选A。(2)胶体分散系中分散质粒子的直径在1~100nm之间,生成氢氧化铁胶体的方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+;(3)FeCl3溶液与铜反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;因铁离子遇KSCN溶液,溶液变为红色,检验反应后的溶液中是否存在Fe3+的试剂是KSCN溶液;(4)腐蚀废液中含有氯化铜、氯化亚铁以及氯化铁,加入过量的铁可以和氯化铁反应生成氯化亚铁,和氯化铜反应生成金属铜和氯化亚铁,即Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+,过滤,所得的滤液是氯化亚铁,滤渣是金属铜和过量的铁,铜不能盐酸反应,而金属铁可以,Fe+2H+=Fe2++H2↑,向滤渣中加入足量的盐酸可以将铜分离,再过滤,得到的滤液是氯化亚铁,氯气具有氧化性,能将亚铁离子氧化为三价铁,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,再向滤液中通入氯气即可,因此需要用到的一组是①②④⑥,答案选A。
19.(1) 化学 电
(2) 还原 减弱
(3)SO2+2H2O-2e-=SO+4H+
(4)过滤
(5)适当加热可加快反应速率,温度不能过高避免双氧水受热分解
(6)不可行,溶液B中存在大量Fe3+,往该溶液中滴加氢氧化钠溶液会产生红褐色的Fe(OH)3沉淀,干扰Fe2+的检验
(7)3NH3+3H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH
【分析】II.铁泥中的Fe2O3、FeO和Fe和足量硫酸反应得含Fe3+、Fe2+、H+的溶液A,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+所得溶液B含Fe3+,加NaOH溶液将Fe3+沉淀,过滤得Fe(OH)3沉淀,将Fe(OH)3沉淀洗涤、加热得Fe2O3固体,据此解答。
【详解】(1)该装置没有外加电源,是一个原电池,把化学能转化为电能。
(2)由图示可看出,电子由a表面转移到b表面,因此b表面发生还原反应,催化剂b处的反应为:O2+2H++2e-=H2O,酸性减弱。
(3)催化剂a表面是SO2失去电子生成硫酸,电极方程式为:SO2+2H2O 2e ==+4H+。
(4)将溶液和沉淀分离的操作名称为过滤,故答案为:过滤。
(5)适当加热可加快反应速率,温度不能过高避免双氧水受热分解。
(6)不可行,溶液B中存在大量Fe3+,往该溶液中滴加氢氧化钠溶液会产生红褐色的Fe(OH)3沉淀,干扰Fe2+的检验。
(7)氨水和Fe3+反应生成氢氧化铁的离子方程式为3NH3+3H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3NH。
20. 单质 d Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O D
【分析】
由图可知,X中铁元素化合价为0价,则X为铁;a为氧化铁、b为氢氧化铁、c为铁盐、d为亚铁盐。
【详解】
(1)由分析可知,X为铁,属于金属单质;
(2)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,含铁化合物属于亚铁盐;
(3)a为氧化铁,氧化铁与过量盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=FeCl3+3H2O;向反应后的溶液中加入过量氢氧化钠溶液,过量的盐酸先与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水,溶液质量增大;氯化铁溶液再与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠,加入过量氢氧化钠溶液生成氢氧化铁沉淀时,反应后过量氢氧化钠溶液和氯化钠溶液的质量之和大于反应前盐酸和氯化铁溶液的质量之和,溶液的质量增大,则图象D符合题意。
答案第1页,共2页
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