第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题
1.验证与能够相互转化。
按下列顺序实验 对应现象
①向溶液中加入过量铁粉 i.溶液由棕黄色变成浅绿色
②滴加KSCN溶液 ii.溶液无明显变化
③再滴加几滴氯水 iii.溶液变红
下列分析不合理的是
A.解释现象i:铁粉将铁离子还原成亚铁离子
B.实验②与③可以调换顺序,不影响实验结果
C.溶液变红涉及的反应:
D.通过实验现象得知,氧化性:
2.化学与生产、生活、科技息息相关,下列叙述错误的是
A.华为首款5G手机搭载了7nm制程的麒麟980芯片,此芯片的主要成分是Si
B.国产飞机C919用到氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料
C.“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”中“杓”的材质是FeO
D.小苏打是制作面包等糕点的膨松剂,也可用于治疗胃酸过多
3.下列离子方程式中正确的是
A.在浓度均为0.3mol/L的NaOH和的混合液中逐滴加入等体积的0.7mol/L稀盐酸:
B.溶液和适量溶液混合至生成的沉淀恰好完全溶解:
C.向的酸性溶液中通入足量:
D.溶液中通入至恰好完全被氧化:
4.硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下。下列说法错误的是
A.步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是碱煮水洗
B.步骤②需要温度保持80-95 ℃,采用的合适加热方式是热水浴
C.步骤③中分批加入过量H2O2,同时溶液要保持pH小于0.5的原因是为了不引入杂质和防止Fe2+水解
D.步骤⑤的具体实验操作有加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤),经干燥得到硫酸铁铵晶体样品
5.有关铁的氧化物的说法中,不正确的是
A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶体,其中的铁显+2价,的铁显+3价
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐
D.FeO在自然界中能稳定存在,可作染料
6.下列实验现象与氧化还原反应有关的是
①碳酸钠溶液中加入氯化钙溶液产生沉淀
②铜粉在空气中加热变为黑色粉末
③石灰石溶于盐酸产生无色、无味的气体
④氢气在空气中完全燃烧产生淡蓝色火焰
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
7.下列应用或现象对应的离子方程式不正确的是
A.用FeCl3溶液腐蚀电路板上的铜:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
B.钠浮于水面且与水剧烈反应:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
C.将FeCl3溶液加入淀粉KI溶液中,溶液变为蓝色:2Fe3++2I-=2Fe2++I2
D.将氨水溶液加入FeCl3溶液中,产生红褐色沉淀:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
8.工业上制备相关物质,涉及的反应原理及部分流程较为合理的是( )
A.制取镁:海水 Mg(OH)2MgOMg
B.冶炼铝:铝土矿NaAlO2无水AlCl3Al
C.制溴:浓缩海水Br2SO2吸收HBr(aq) Br2
D.制碘:海带海带灰I2(aq)
9.下列有关金属的性质及应用正确的是
A.Na放置在空气中生成淡黄色的Na2O2固体
B.Fe在O2中燃烧产物可用于制红色涂料
C.Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到
D.FeCl2溶液中滴加氨水至过量,加热蒸干溶液,最后灼烧可得到Fe2O3固体
10.以下各组离子能在溶液中大量共存的是
A.滴加酚酞变红的溶液:加入、Fe3+、K+、Cl-
B.含有大量Cl-的溶液:加入Mg2+、Cu2+、Cl-、
C.所含溶质为NaHSO4的溶液:加入K+、Ba2+、、Na+
D.常温下,加入铝粉能生成H2的溶液:加入Na+、Ca2+、OH-、
11.下列物质(所用溶液为饱和溶液)之间通过一步反应能实现如图所示转化关系,且箭头所示反应条件或试剂正确的是
选项XYZ箭头上为反应条件或试剂AAlNaAlO2Al(OH)3④NaOH溶液BNa2CO3NaClNaHCO3③先通NH3、再通CO2CNaNaOHNaCl②电解饱和食盐水DFeFeCl2FeCl3①Cl2
A.A B.B C.C D.D
12.下列实验能达到实验目的的是( )
A.实验室需要的溶液,可以称量固体在容量瓶中充分溶解后定容
B.为检验新制氯水的酸性和漂白性,可向少量紫色石蕊溶液中逐滴加新制氯水,边加边振荡,观察溶液颜色变化
C.淀粉溶液与少量稀硫酸共热一段时间后,加入少量新制氢氧化铜悬浊液,加热至沸腾,未观察到砖红色沉淀,说明该条件下淀粉未水解
D.取溶液,向其中加入溶液,充分振荡后加入萃取分液,在上层溶液中滴加溶液,观察到血红色,证明该反应有一定限度
13.如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a b c d e e f g–h B.a e d c b h i c b g
C.a e d h i c b g D.a c b d e h i c b f
14.下列实验操作、现象及结论都正确的是
选项 实验目的 实验操作 现象和结论
A 探究甲烷气体中是否含有氢气 将气体样品通入灼热的氧化铜,然后再通过CuSO4粉末 氧化铜固体变为红色,CuSO4粉末变蓝色,说明含有氢气
B 探究Fe与水蒸气高温反应的固体产物中铁元素的化合价 取少量反应后固体于试管中,加足量的稀盐酸溶解,分成两份:一份中滴加硫氰化钾溶液,另一份中滴加酸性高锰酸钾溶液 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有+2、+3两种化合价
C 探究乙烯能否被酸性高锰酸钾氧化 向乙醇中加入适量浓硫酸制备乙烯,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中 溶液紫红色褪去,说明乙烯能被酸性高锰酸钾氧化
D 探究Fe3+、Cu2+对H2O2溶液分解的催化效果强弱 在a、b两支试管中各加2mL 5% H2O2溶液,分别滴入0.2mol/L FeCl3溶液和0.3mol/L CuCl2溶液各0.5mL 若a中产生气泡快于b中,则说明Fe3+的催化效果强于Cu2+
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
15.回答下列问题:
(1)含个的溶液中,氯化镁的质量为 g。
(2)标准状况下,A气体的密度为1.25,B气体相对于氢气的密度为32,11.2LA和B的混合气体质量为17.6g,则A气体的相对分子质量为 ,该混合气体中A和B的体积比为 。
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳,该反应可表示为:,则要减少0.44吨二氧化碳至少需要标准状况下的体积为 。
(4)结晶氯化铝价格便宜应用大,是饮用水、工业用水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂。为测定其化学式,现将的晶体48.3g溶于水配成250溶液,此溶液正好与含0.6的溶液完全作用。由上述数据可知此中x的数值是
(5)苏打和小苏打在我们日常生活中用途很广泛。加热13.7g苏打和小苏打的混合物至质量不再变化,剩余固体的质量为10.6g,则此混合物中苏打与小苏打的物质的量之比为 。
16.铁是人类较早使用的金属之一,铁及其化合物之间的相互转化作用可用下式表示:
I.回答下列有关问题:
(1)若炽热的钢水不慎倒入有水的模具中,发生的反应为 。
(2)电子工业需用30%的溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,生成和,制造印刷电路板。写出溶液腐蚀铜的离子反应方程式: 。检验反应后溶液中还存在的试剂是 。
II.现有五种溶液,分别含下列离子:①,②,③,④,⑤。
(3)写出符合下列条件的离子符号:既能被氧化又能被还原的离子是 (填写离子符号),加铁粉后溶液增重的是 (填写离子符号)
(4)向的溶液中滴加NaOH溶液,现象是 ,其中的反应为(用化学反应方程式表示): , 。
17.(1)地球外层空间存在微量臭氧(O3)分子和氧原子,该臭氧层能吸收阻挡太阳强烈有害的紫外线辐射,可是人为的大气污染物会破坏臭氧层,如超音速飞机排放物中的氮氧化物(NO和NO2),它们与O3、O发生如下反应:O3+NO=NO2+O2,NO2+O=NO+O2。这两个反应反复循环,其总反应式为 ,由此可见氮氧化物在破坏臭氧层过程中起了 的作用。
(2)铝粉是铝热焊剂的主要成分之一。在用99.9%纯度的铝锭制得的铝粉中,常含少量的三氧化二铝和二氧化硅。用气体容量法可以测定铝粉中金属铝(又称活性铝)的含量,其方法是:用盐酸或氢氧化钠溶液与样品作用,通过产生的氢气的体积计算样品中金属铝的含量。在盐酸和氢氧化钠溶液这两种试剂中,选用 较好,原因是 。
(3)根据你选用的试剂,写出测定过程的化学方程式 。
18.下列是五种物质的化学式,请按要求选择合适的番号填空:
A.NaHCO3 B.Na2CO3 C. Fe2O3 D.Ca(ClO)2 E. KAl(SO4)2·12H2O
(1)俗称铁红的物质 ;
(2)漂白粉的有效成分 ;
(3)一种常见净水剂 ;
(4)常用于焙制糕点的小苏打 ;
(5)制普通玻璃的原料是石英、石灰石和 。
19.某化学兴趣小组利用铁粉、锌粉、0.1mol L-1FeCl3溶液、0.1mol L-1FeCl2溶液、KSCN溶液和新制氯水来探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性。
(1)用上述所给物质写出体现Fe2+具有还原性的化学方程式: 。
(2)设计实验方案,完成下列表格。
探究内容 实验方案 实验现象
探究Fe3+具有氧化性 取少量0.1mol/LFeCl3溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液 加入铁粉后,溶液颜色变为①___;加入KSCN溶液后,溶液②____
①处的现象为 ;①处加入铁粉后反应的离子方程式为 ;②处的现象为 ;
(3)取一定量氯化亚铁固体,配制成0.1mol L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
(4)该兴趣小组为探究“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉,该反应的离子方程式为 。
20.铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素,但在工业生产中有着重要作用。
(1)二氧化铈(CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,写出该反应的化学方程式 ,CeO2在该反应中作 剂。
(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在.+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。写出过程中的离子方程式: 。
(3)钛(Ti)被誉为“二十一世纪的金属”,工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,该反应的化学方程式是 。
(4)NiSO4·xH2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于镀镍、电池等,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得,操作步骤如下:
①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质,除去Cu2+的离子方程式为 。
②对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH,加H2O2的目的是 ,调pH的目的是 。
③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,加Na2CO3过滤后,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这两步操作的目的是 。
21.根据物质及其化合物的性质填空
Ⅰ为检验市售煤油中是否掺有水,可向煤油样品中加少许白色粉末 (填试剂化学式),
若观察到 现象,就说明煤油中掺有水;也可向煤油样品中加入一小块金属钠,若观察到 现象,就可说明煤油中掺有水,反应的化学方程式是 。
Ⅱ镁着火不能用二氧化碳来灭火,理由是 (用化学方程式表示);
Ⅲ铝是应用最广泛的金属之一,铝的化合物在生产和生活中也有许多用途。
(1)铝离子的结构示意图是 。
(2)铝是是一种既能与酸反应又能与碱反应的金属,请写出铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
(3)将7.8g过氧化钠投入500ml 1 mol·L-1氯化铝溶液中,可观察到的现象是 。
A.放出无色无味的气体,生成大量白色沉淀
B.放出无色无味的气体,生成白色沉淀后恰好溶解
C.放出无色无味的气体,生成白色沉淀后部分溶解
D.无任何现象
22.电子工业常用一定浓度的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板,制成印刷线路板。有关反应为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入8.00×102mL的某FeCl3溶液A中,一段时间后,将该线路板取出,向所得溶液B中加入铁粉m g,充分反应后剩余固体n g;将固体滤出并从滤液C(忽略反应前后溶液体积变化)中取出20.00mL,向其中滴入3.00mol L-1AgNO3溶液60.00 mL时,溶液中的Cl-恰好完全沉淀。请计算:
(1)溶液A中FeCl3的物质的量浓度为 ;
(2)假若铁粉不再溶解,向溶液B中加入的铁粉质量至少应当大于 ;
(3)讨论当剩余固体的组成不同时m与n可能的取值范围,并填入下表
剩余固体的组成 m的取值范围 n的取值范围
只有铜
有铁且有铜 (用含m的代数式表示)
23.锰、铝、铁、钠的单质及其化合物在工业生产中有着广泛应用。请回答下列问题:
(1)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼锰。
① 用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式来表示) 。
② MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是 。
(2)将一定量的铁粉在氯气中燃烧后所得固体溶于水可得到溶液X。取少量X溶液两份,一份加入KSCN溶液时,溶液显红色;另一份中加入黄色铁氰化钾 (K3[Fe(CN)6])溶液后能发生复分解反应生成蓝色沉淀。已知:K3[Fe(CN) 6]的电离方程式为K3[Fe(CN)6]= 3K++[Fe(CN) 6]3-。请分析:
①用化学方程式表示产生两种金属阳离子的原因 。
②蓝色沉淀是由铁氰化钾与低价态阳离子反应的结果,试写出该反应的离子方程式 。
(3)将15.6g Na2O2和5.4g Al同时放入一定量的水中,充分反应后得到200mL溶液,再向该溶液中缓慢通入HCl气体6.72L(标准状况),若忽略反应过程中溶液的体积变化。
请完成下列问题:
①反应过程中共得到的气体的体积为 (标准状况);
②最终是否有沉淀产生? (填“是”或“否”),若有沉淀产生,其质量为 。 (若无沉淀产生,则不必回答第二问)
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.已知反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,含Fe3+的溶液呈棕黄色,而含Fe2+的溶液呈浅绿色,则解释现象i:铁粉将铁离子还原成亚铁离子,A正确;
B.若实验②与③调换顺序,即先滴加氯水发生反应:,再加入KSCN后变为红色,也可能原溶液中就含有Fe3+,故不能说明Fe2+可以转化为Fe3+,影响实验结果,B错误;
C.实验②中加入KSCN溶液后溶液颜色无明显变化,说明不含Fe3+,实验③滴加氯水后,溶液立即变为血红色,则溶液变红涉及的反应:,C正确;
D.通过实验现象得知发生反应有:Fe+2Fe3+=3Fe2+,,结合氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氧化性:,D正确;
故答案为:B。
2.C
【详解】A.硅属于半导体材料,可用于制造芯片,所以麒麟980芯片的主要成分是Si,故A正确;
B.氮化硅陶瓷是由非金属元素形成的化合物,具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良性能,是新型无机非金属材料,故B正确;
C.“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”,结合以上信息分析可知该物质具有磁性,四氧化三铁为磁性氧化铁,具有磁性,因此“杓”的材质是Fe3O4,故C错误;
D.碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体,能够使面团疏松多孔,可做膨松剂;碳酸氢钠能够与盐酸反应,且碱性较弱,可以用来治疗胃酸过多,故D正确;
故选C。
3.A
【详解】A.在浓度均为 0.3mol/L 的 NaOH 和 Na2CO3的混合液中逐滴加入等体积的 0.7mol/L 稀盐酸,盐酸先和NaOH再和Na2CO3反应,离子方程式为:,故A正确;
B.和反应过程中,Ba2+和SO反应生成硫酸钡沉淀,OH-先和Al3+反应生成氢氧化铝沉淀,再和NH反应,最后氢氧化铝沉淀再和NaOH反应生成偏铝酸钠,溶液和适量溶液混合至生成的沉淀恰好完全溶解的离子方程式为:,故B错误;
C.向的酸性溶液中通入足量,Fe3+和S2-会发生氧化还原反应,离子方程式为:2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+,故C错误;
D.由于的还原性强于Fe2+,溶液中通入至恰好完全被氧化时,Fe2+还没有被氧化,正确的离子方程式为:,故D错误;
故选A。
4.C
【详解】A.步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,油污在碱性条件下水解成可溶性的高级脂肪酸盐和甘油,利用碱煮水洗达到清洗的目的,故A正确;
B.温度越高化学反应速率越快,缩短反应时间,所以步骤②需要加热的目的是加快反应;低于100℃的加热需要水浴加热,所以温度保持80-95℃,采用的合适加热方式为热水浴,故B正确;
C.H2O2具有氧化性,能氧化Fe2+生成铁离子且双氧水被还原生成水,不引进杂质,溶液要保持pH小于0.5的原因是防止Fe3+的水解,即Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,使平衡逆向移动,抑制水解,故C错误;
D.从溶液中获取晶体采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,所以步骤⑤中从溶液中获取晶体的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体样品,故D正确;
答案为C。
5.D
【详解】A.Fe2O3是红棕色的,是赤铁矿主要成分,常用作红色油漆和涂料,故A正确;
B.Fe3O4是黑色晶体,可以写作Fe2O3 FeO,其中的铁显+2价,的铁显+3价,故B正确;
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,都是碱性氧化物,都能和盐酸反应生成相应的盐和水,故C正确;
D.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4,故D错误;
答案选D。
6.C
【详解】①碳酸钠溶液中加入氯化钙溶液发生反应:,属于复分解反应,无化合价升降,是非氧化还原反应;
②铜粉在空气中加热,发生反应,铜及氧元素的化合价均发生变化,属于氧化还原反应;
③石灰石溶于盐酸发生反应:,无化合价升降,属于非氧化还原反应;
④氢气在空气中完全燃烧发生反应:,属于有单质参加的化合反应,属于氧化还原反应。
答案选C。
7.D
【详解】A.FeCl3溶液与Cu反应产生FeCl2、CuCl2,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,A正确;
B.Na与H2O反应产生NaOH、H2,反应的离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,B正确;
C.将FeCl3溶液加入淀粉KI溶液中,FeCl3与KI发生氧化还原反应产生FeCl2、KCl、I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,反应的离子方程式为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,C正确;
D.氨水中的一水合氨是弱电解质,应该写化学式,反应的离子方程式应该为:Fe3++3 NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3,D错误;
故合理选项是D。
8.C
【详解】A. 冶炼金属镁用电解熔融状态的氯化镁的方法,A项错误;
B. 冶炼金属铝用电解熔融状态的氧化铝的方法,B项错误;
C. 制溴选择吹出法,C项正确;
D. 海带灰用水溶解后得到的是含I-的溶液,通入氯气可将I-氧化为I2,通过萃取、分液得到含碘的有机溶液,蒸馏后得到单质碘,D项错误;
答案选C。
【点睛】本题涉及了四种物质的制备,做提前要熟悉冶炼金属的常用方法,金属镁和铝为常见的活泼金属,冶炼是均选择电解法,溴和碘的制备是比较难的地方,容易出现错误,因此冶炼或制备过程要熟练掌握;
①镁的冶炼:
②金属铝的冶炼:
③溴的制取:
④碘的制取:
9.D
【详解】A.Na放置在空气中生成白色的Na2O固体,错误;
B.Fe在O2中燃烧产物是Fe3O4,该物质是黑色固体,不可用于制红色涂料,错误;
C.Na、Al用电解冶炼法;Cu可以用热还原法冶炼,错误;
D.FeCl2溶液中滴加氨水至过量,产生Fe(OH)2,该物质不稳定,会被氧化产生Fe(OH)3,加热蒸干溶液,最后灼烧Fe(OH)3发生分解反应可得到Fe2O3固体,正确。
10.B
【详解】A.滴加酚酞变红的溶液显碱性,含有大量OH-,OH-与Fe3+会反应产生Fe(OH)3沉淀,不能大量共存,A不符合题意;
B.该组离子之间不能发生任何反应,可以大量共存,B符合题意;
C.所含溶质为NaHSO4的溶液中,NaHSO4电离产生Na+、H+和,Ba2+与会发生反应生成BaSO4沉淀,不能大量共存,C不符合题意;
D.常温下,加入铝粉能生成H2的溶液,可能为酸溶液,也可能为碱溶液;若为酸溶液,含有大量H+,H+与OH-会反应产生H2O,与反应产生CO2、H2O,不能大量共存;若为碱溶液,Ca2+、OH-、会反应产生CaCO3沉淀和H2O,不能大量共存,D不符合题意;
故选B。
11.B
【详解】A.反应②不能实现,A错误;
B.碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、氯化钠通过氨气、二氧化碳生成碳酸氢钠,碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,所给物质符合图中转化关系,B正确;
C.电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氢气和氯气,所以反应②不能通过电解饱和食盐水实现,C错误;
D.铁与氯气反应生成氯化铁,所以反应①不能使用Cl2作试剂,D错误。
故选B。
12.B
【详解】A. 容量瓶中不能溶解固体,应在烧杯中溶解、冷却后转移到容量瓶中定容,故A错误;
B. 氯水中含盐酸、HClO,且HClO具有漂白性,则少量紫色石蕊溶液中逐滴加新制氯水,先变红后褪色,故B正确;
C. 检验水解后的葡萄糖应在碱性溶液中,水解后没有加碱至碱性,再加入少量新制氢氧化铜悬浊液,不会出现砖红色沉淀,故C错误;
D. FeCl3溶液过量,上层溶液中滴加15%KSCN溶液,观察到血红色,不能说明反应的可逆性,故D错误;
故选B。
13.B
【分析】实验室制备少量无水FeCl3需要用纯净、干燥的氯气在加热条件下与铁粉反应,在此过程中应注意氯气制取后的除杂和干燥,以及与铁粉反应后氯气尾气的处理等问题,以此解答该题。
【详解】实验室制备少量无水FeCl3需要用纯净、干燥的氯气在加热条件下与铁粉反应,故首先要制备氯气,故最先使用的仪器是a;制取出的氯气中有HCl和水蒸气,应先用饱和食盐水洗气除去HCl,而洗气时,气体要长进短出,故接下来的气流的方向是e→d;然后用浓硫酸干燥氯气,故接下来的气流的方向是c→b;制取了纯净干燥的氯气后,通入铁粉,在加热条件下与铁粉反应,故接下来连h;氯化铁易水解,所以应用浓硫酸隔开后面的氢氧化钠溶液,故接下来c→b;氯气是污染性气体,对空气有污染,故应连接尾气处理装置,再考虑到氯气是酸性气体,故要用碱液来吸收,故接下来通入NaOH溶液,气流的方向是g→f;
故仪器连接顺序正确的是a e d c b h i c b g,B项正确,
答案选B。
14.D
【详解】A.通过氧化铜后,固体变成红色,说明混合气中存在还原性气体,可以确定原混合气中有氢气,产物有水,硫酸铜粉末应变蓝,故A错误;
B.高锰酸钾可氧化HCl,应选稀硫酸溶解后检验,故B错误;
C.乙醇易挥发,乙醇、乙烯均使酸性高锰酸钾褪色,应除去乙醇后,通入酸性高锰酸钾溶液中检验乙烯,故C错误;
D.由控制变量法可知,控制氯离子的量相等,探究阳离子的催化作用,故D正确;
故选:D。
15.(1)9.5
(2) 28 4:1
(3)672
(4)6
(5)53:84
【解析】(1)
中的物质的量是物质的量的2倍,含个的溶液中,氯化镁的质量为 。
(2)
根据题意,A的摩尔质量为,则A气体的相对分子质量为28;B气体相对于氢气的密度为32,则B的相对分子质量为,设该混合气体中A有xmol,B有ymol,则有,解得,该混合气体中A和B的体积比等于物质的量之比,为4:1。
(3)
根据该反应方程式,,则要减少0.44吨二氧化碳至少需要标准状况下的体积为。
(4)
根据,此溶液正好与含0.6的溶液完全作用,得知,则的物质的量为0.2mol,的摩尔质量为,则有,解得x=6。
(5)
苏打受热不分解,小苏打受热分解,反应: 挥发出水和二氧化碳而质量减少,根据题给数据,质量减少了13.7-10.6=3.1(g),可看作生成碳酸=0.05(mol),则NaHCO3的质量为,故此混合物中苏打与小苏打的物质的量之比为。
16.(1)
(2) 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 KSCN溶液
(3) Fe2+ Fe3+
(4) 生成白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀
【详解】(1)铁与高温下的水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应为;
(2)FeCl3溶液与铜反应生成FeCl2和CuCl2,反应的化学反应方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;Fe3+与SCN-反应生成红色Fe(SCN)3,故检验反应后溶液中还存在Fe3+的试剂是KSCN溶液;
(3)亚铁离子中铁元素化合价处于中间价态,既能被氧化又能被还原。单质铁能置换出银,溶液质量减小,铁与铝离子、镁离子不反应,与铁离子反应生成亚铁离子,溶液质量增加;
(4)向Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,易被氧化成氢氧化铁,所以现象是生成白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀;反应为、。
17. O3+O=2O2 催化剂 NaOH溶液 盐酸容易挥发产生HCl气体,可能影响到气体体积的测量 2Al+2H2O+2OH—=2AlO2—+3H2↑、Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2O、SiO2+2OH—=SiO32—+H2O
【详解】(1)反应O3+NO=NO2+O2、NO2+O=NO+O2消耗叠加即生成总反应式为O3+O=2O2,由此可见氮氧化物在破坏臭氧层过程中起了催化剂的作用。(2)由于盐酸容易挥发产生HCl气体,可能影响到气体体积的测量,所以选用氢氧化钠溶液较好;(3)铝、氧化铝、二氧化硅均与氢氧化钠溶液反应,反应的化学方程式分别是2Al+2H2O+2OH—=2AlO2—+3H2↑、Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2O、SiO2+2OH—=SiO32—+H2O。
18. C D E A B
【详解】⑴俗称铁红的物质氧化铁,即为C;
⑵漂白粉的有效成分次氯酸钙,即为D;
⑶一种常见净水剂为明矾,即为E;
⑷常用于焙制糕点的小苏打为碳酸氢钠,即为A;
⑸制普通玻璃的原料是石英、石灰石和碳酸钠,即为B。
19.(1)2FeCl2+Cl2=2FeCl3
(2) 浅绿色 Fe+2Fe3+=3Fe2+ 不变红色
(3)防止Fe2+被氧化
(4)Fe2++Zn=Fe+Zn2+
【详解】(1)氯水会氧化亚铁离子,则体现Fe2+具有还原性的反应的化学方程式为2FeCl2+Cl2=2FeCl3,故答案为:2FeCl2+Cl2=2FeCl3;
(2)探究铁离子具有氧化性,取少量0.1mol/LFeCl3溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量KSCN溶液,加入铁粉后,发生反应Fe+2FeCl3=3FeCl2,离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+,溶液颜色变为浅绿色,加入硫氰酸钾溶液不变红色,证明无铁离子,可知铁离子具有氧化性;
(3)Fe2+容易被氧化成Fe3+,且Fe与Fe3+反应生成Fe2+,因此配制FeCl2溶液时需要加入少量铁屑,其目的是防止Fe2+被氧化,故答案为防止Fe2+被氧化;
(4)向FeCl2溶液中加入锌粉,Fe2+被Zn还原为Fe,溶液变为无色,该反应的离子方程式为Fe2++Zn=Fe+Zn2+。
20. H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 氧化 Cr2O72-+3+8H+=2Cr3++3+4H2O 4Na+TiCl4═Ti+4NaCl FeS+Cu2+=CuS+Fe2+ 氧化Fe2+ 使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,以除去杂质Fe3+ 增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。
【详解】(1)CeO2具有强氧化性,在稀硫酸和H2O2的作用下被还原生成Ce3+,H2O2被氧化产生O2根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得反应的方程式为:H2O2+2CeO2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;在该反应中CeO2得到电子,被还原,因此CeO2为氧化剂;
(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在,+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,根据得失电子相等,Cr2O72-与SO32-的物质的量之比是1:3;反应的离子方程式为:Cr2O72-+3+8H+=2Cr3++3+4H2O;
(3)工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,四氯化钛被钠还原为钛,Na被氧化产生Na+,反应的化学方程式为:4Na+TiCl4═Ti+4NaCl;
(4)①FeS与Cu2+反应产生CuS、Fe2+,除去Cu2+的反应是沉淀的转化,反应方程式为:FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;
②对滤液Ⅱ加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+,然后调pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;
③NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,而后过滤,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这样可提高NiSO4的浓度,有利于蒸发结晶。
21. CuSO4( 白色粉末变蓝 有气泡生成 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ B
【详解】试题分析:Ⅰ.无水硫酸铜与水反应生成五水硫酸铜的,反应中由白色粉末变为蓝色,反应方程式为:CuSO4+5H2O=CuSO4 5H2O,故可用CuSO4检验煤油中是否含有水;钠能够与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,向煤油样品中加入一小块金属钠,若观察到有气泡生成,说明煤油中含有水,故答案为CuSO4;白色粉末变蓝;有气泡生成;2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
Ⅱ.镁着火不能用二氧化碳来灭火,方程式为:,故答案为;
Ⅲ.(1)铝离子的核电荷数为13,核外电子总数为10,铝离子结构示意图为:;(2)铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与氢气,铝被腐蚀,反应方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,故答案为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;(3)解:7.8g过氧化钠的物质的量为:n==0.1mol,500mL 1mol L-1氯化铝溶液中含氯化铝的物质的量为:0.5L×1mol L-1=0.5mol,将7.8g过氧化钠投入500mL 1mol L-1氯化铝溶液中,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,所以会放出无色无味的气体,根据关系式Na2O2~2NaOH可知,0.1mol过氧化钠反应生成0.2mol氢氧化钠,
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,
1 4
0.5mol 0.2mol,
铝离子与氢氧根离子恰好反应生成偏铝酸根离子,所以现象为:放出无色无味的气体,白色沉淀恰好溶解,答案为B。
考点:考查常见元素及其化合物的性质。
22.(1)3.00mol/L
(2)67.2g
(3) 0<m≤67.2 0<n≤76.8 m>67.2 (m-67.2)<n≤(m+9.6)
【详解】(1)从滤液C(忽略反应前后溶液体积的变化)中取出20.00mL,向其中滴入3.00mol L-1 AgNO3溶液60.00mL时,溶液中的Cl-恰好完全沉淀,依据氯元素守恒20ml溶液中氯离子物质的量n(Cl-)=n(Ag+)=3.00mol/L×0.060L=0.18mol,所以800ml原溶液中含有氯离子物质的量为0.18mol×=7.2mol,n(FeCl3)=n(Cl-)=2.4mol,溶液A中FeCl3的物质的量浓度==3.00mol/L;
(2)铁粉加进去与Fe3+、Cu2+反应,假设铁粉不再溶解,溶质完全变为FeCl2,n(FeCl2)= n(Cl-)=3.6mol,根据Fe元素守恒,向溶液B中加入的铁粉的物质的量为3.6mol-2.4mol=1.2mol,至少加入铁粉的质量为1.2mol×56g/mol=67.2g;
(3)当只有铜时,铁粉不能有剩余,根据(2)计算知,当铁粉质量0<m≤67.2时,铁能完全反应;当A溶液中FeCl3完全发生反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2时,溶解的铜最多,置换出铜的质量最大,n(Cu)=n(FeCl3)= 2.4mol=1.2mol,m(Cu)=,故只有铜时0<n≤76.8;若有铁和铜,说明Fe过量,根据(2)可知,m>67.2;生成铜的质量越小,剩余固体的质量越小,所以固体质量的最小值为(m-67.2)g;当生成铜的质量最大时剩余固体的质量最大,故固体质量=m+铜-反应的铁=m+76.8-67.2=m+9.6g,所以(m-67.2)<n≤(m+9.6)。
23. 3MnO2+4Al 3Mn+2Al2O3 MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O 2Fe+3Cl2 2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ 8.96L 是 7.8g
【详解】试题分析:(1)① 用铝与软锰矿冶炼锰的化学方程式为3MnO2+4Al = 3Mn+2Al2O3;② 若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O;
(2)①铁在氯气中燃烧生成氯化铁,过量的铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁,用化学方程式表示产生两种金属阳离子的原因是2Fe+3Cl2 = 2FeCl3、2FeCl3 +Fe═ 3FeCl2,②蓝色沉淀是由铁氰化钾与低价态阳离子反应的结果,该反应的离子方程式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓
(3)①15.6g Na2O2和5.4g Al的物质的量分别是0.2mol和0.2mol,根据化学反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Al+2NaOH+2H2O="2Na" AlO2+3H2↑,两者恰好反应生成0.4mol气体,体积为8.96L;②因为二者恰 好生成0.2mol偏铝酸钠,同时还剩余0.2mol氢氧化钠,氯化氢的物质的量是0.3mol,因此根据方程式H++OH-=H2O、AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓和Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O可知,最终生成的白色沉淀是0.1mol,即7.8g。
考点:考查工业制锰,
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