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专题5 金属及其化合物
一、单选题
1.下列有关金属冶炼的说法不正确的是( )
A.金属冶炼的实质是金属阳离子被还原成单质
B.用炭粉还原铁矿石可以获取金属
C.通过电解溶液的方法可以获取金属
D.冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜
2.下列各组物质混合后,不能生成NaOH的是( )
A.Na和H2O B.Na2O2和H2O
C.Ca(OH)2溶液和Na2CO3溶液 D.Ca(OH)2溶液和NaCl溶液
3.下列关于实验原理或操作方法的叙述中,正确的是( )
A.实验室用乙酸,乙醇和浓硫酸制乙酸乙酯时,必须将温度控制在170℃
B.向滴有酚酞的 溶液中逐滴加 溶液,红色褪去,说明 在水溶液中存在水解平衡
C.实验室金属钠应保存在煤油中,也可保存在无水酒精中
D.可以用澄清石灰水鉴别失去标签的 溶液和 溶液
4.铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要有于制作窗框、卷帘门、防护栏等.下列与这些用途无关的性质是( )
A.导电性好 B.不易生锈 C.光泽度好 D.强度高
5.下列各组中的物质,不能发生化合反应的是( )
A.Na与Cl2 B.Na2O与H2O C.Al2O3与HCl D.FeO与O2
6.我国的深空探测、激光晶体、量子通信、深海探测等技术世界领先。下列说法正确的是( )
A.空间站宇航员若用激光笔照射太空,可在太空中看到一条光亮的通路
B.普通玻璃是非晶体,可用X射线衍射实验区分激光晶体和普通玻璃
C.量子通信所用磁性材料的主要成分是Fe2O3
D.海水中重水(2H2O)总储量巨大,2H2O和1H2O互为同位素
7.2022年10月,长征五号B运载火箭成功将“梦天”实验舱送入预定轨道。该火箭用到大量铝合金材料,下列性质与铝合金材料的航天应用无关的是( )
A.低密度 B.耐酸蚀 C.耐磨损 D.强韧性
8.化学与生活密切相关。下列叙述错误的是
A.油脂是一种没有固定熔沸点的有机高分子混合物
B.燃煤取暖,燃烧过程是将化学能转化成热能
C.冰的密度比水小,是因为水分子间存在氢键
D.我国古代的青铜器是由含铜合金制成的
9.化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是( )
A.“静电除尘”利用了胶体带电的特性
B.Na2CO3可以用作抗酸药,治疗胃酸过多
C.碳酸氢钠可用作食用碱,焙制糕点
D.工业上用澄清石灰水吸收氯气制漂白粉
10.化学与生活、生产、科技密切相关。下列说法错误的是( )
A.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀
B.中国天眼传输信息用的光纤材料是硅
C.研发新能源汽车,减少化石燃料的使用,与“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念一致
D.港珠澳大桥用到的合金材料,具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能
11.下列物质转化在给定条件下能实现的是( )
①NH3 NO NO 2
②S SO3 H2SO4
③饱和NaCl(aq) NaHCO3 Na2CO3
④Si SiO2 H2SiO3
⑤MgCl2(aq) Mg(OH)2 MgO.
A.①③⑤ B.②③④ C.①②⑤ D.①④⑤
12.下列说法错误的是( )
A.Na2O2是呼吸面具中氧气的来源
B.因为氯气有漂白性,所以可用于杀菌、消毒、漂白
C.Na2CO3可用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等,而NaHCO3可用于治疗胃酸过多,制造发酵粉等
D.利用氯气与碱反应能得到含氯消毒剂
13.电镀污泥(包含Ni2+、Ca2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子)对环境污染极大,是典型危险废弃物。如图是从电镀污泥中提取镍的工艺流程。下列说法正确的是( )
A.“氨浸”时,为提高浸取速率,需在加热条件下进行
B.“浸出液”水层中主要成分是含铝微粒
C.加入盐酸的步骤为反萃取,该过程是物理变化
D.加入沉淀剂后获得水层可以经过滤、洗涤、干燥、灼烧后进行“还原”
14.下列实验现象叙述正确的是( )
A.滴入硝酸酸化的BaCl2 溶液,产生白色沉淀,溶液中一定存在SO42-
B.硫粉在纯氧中燃烧:产生明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
C.铁粉加入稀硫酸,银白色固体表面有气泡产生,固体减少,放热,溶液由无色变浅绿色
D.水通电:两极均有气体生成,正极多,负极少,体积比约为1:2
15.类推的思维方式在化学研究中发挥着重要作用。下列有关类推的结论正确的是
A.能与溶液反应,则也可以
B.工业上用电解熔融的方法冶炼,故也可用电解熔融的方法冶炼
C.S与反应生成,故与反应也生成
D.和化学式相似,故与的物理性质也相似
二、多选题
16.下列关于常见金属、非金属元素及其化合物的说法错误的是( )
A.与水反应生成硝酸,说明是酸性氧化物
B.能使品红溶液褪色,说明具有漂白性
C.向酸性溶液中加入粉末,紫色褪去,说明中含有价
D.硫与浓在加热条件下生成和水,说明浓具有酸性和强氧化性
17.下列说法错误的是( )
A.钠是电和热的良导体
B.在水中的溶解性:NaHCO3大于Na2CO3
C.明矾净水是由于明矾在水中形成Al(OH)3胶体具有吸附作用
D.某溶液焰色反应时,火焰呈黄色就说明该溶液一定有钠元素,一定没有钾元素
18.利用镍铂靶材废料(主要成分为Ni、Pt以及微量Fe、Al的单质)回收铂的一种工艺流程如下。
已知:①“沉铂”时发生的反应为[ PtCl6]2- +2 = (NH4)2PtCl6↓。
②隔绝空气“煅烧”时有两种单质生成,其中一种是 N2。
下列说法正确的是( )
A.“酸浸”时应在较高温度下进行
B.滤液②可返回“酸浸”工序循环利用
C.“溶解”时发生的离子反应为3Pt+ 16H++4+18Cl-= 3[ PtCl6]2- +4NO↑+8H2O
D.隔绝空气“煅烧”时每生成117.0g Pt,理论上产生标准状况下13.44 L N2
19.下列实验方案中,不能测定出和的混合物中质量分数的是( )
A.取ag混合物充分加热,剩余固体质量为bg
B.取ag混合物与足量溶液充分反应,得到bg溶液
C.取ag混合物与足量稀盐酸反应,加热、蒸干、灼烧,得到bg固体
D.取ag混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,质量增加bg
20.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是( )
A.
B.
C.
D.
三、填空题
21.学法题
重要知识点 主要物理性质 重要的化学性质 主要用途(至少2条)
过氧化钠
二氧化硫
氨气
22.现有盐酸、熟石灰、烧碱、食盐四种物质,其中能用于金属除锈的是 ,能用于改良酸性土壤的是 .
23.以下是日常生活中常见的一些物质:①钨钢、②纯铁、③水、④KAl(SO4)2溶液、⑤二氧化碳、⑥熔融的氯化钾、⑦稀豆浆、⑧Ba(OH)2溶液、⑨水银、⑩黄铜,请你指出(填序号):
(1)属于金属单质的是 ,属于合金的是 .
(2)属于电解质的是 ,能导电的化合物是 .
(3)请写出将少量的CO2通入⑧Ba(OH)2溶液中发生的离子反应方程式: .
(4)现在取一定量的④KAl(SO4)2溶液于烧杯中,再加入适量的⑧Ba(OH)2溶液发生反应,请写出生成沉淀物质的量最多时,发生的离子反应方程式: .
24.钠有NaCl、Na2O2、NaHCO3和Na2SiO3等多种重要的化合物.请根据题意选择钠的化合物的化学式填空:
(1)常用来作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源的淡黄色固体是 ;
(2)常用于焙制糕点,也可用作抗酸药的是 ;
(3)可用于制备硅胶和木材防火剂的是 .
25.很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫焰色反应;例如,钠呈 色.
四、实验探究题
26.现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样,用如图的实验装置测定Na2O2试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol·L-1盐酸、6mol·L-1硫酸和蒸馏水)
回答下列问题:
(1)装置A中漏斗液体试剂选用 ,理由是 。
(2)装置B的作用是 。装置C的作用是 。装置E中碱石灰的作用是 。
(3)装置D中发生反应的化学方程式是 。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0g,反应结束后测得气体体积为224mL(密度为 g/L),则Na2O2试样的纯度为 。
27.
(1)Ⅰ.如图A、B、C是实验室常见的几种气体发生装置:
实验室如果用B装置制备氨气,其化学方程式是 。
(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是 (填序号,下同)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(3)若用A装置与D装置相连制备并收集X气体,则X可以是下列气体中的 。
①CO2②NO ③Cl2④H2
其中在D装置中连接小烧杯的目的是 。
(4)Ⅱ.海洋是一个巨大的资源宝库,从海水中可制得食盐等多种产品并加以利用。下图所示以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程。
除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-离子,加入下列沉淀剂
① Na2CO3② NaOH ③ BaCl2
沉淀剂加入顺序正确的是____________
A.③①② B.③②① C.②③① D.②①③
(5)将滤液的pH调至酸性除去的离子是 。
(6)若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的物质,其化学式是 。
(7)纯碱在生产、生活中有广泛的应用。
①由碳酸氢钠晶体制纯碱的化学方程式是 。
②纯碱可用于除灶台油污。其原因是(用离子方程式和简要文字表述) 。
③工业上,可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。如用饱和纯碱溶液与Cl2反应制取有效成分为NaClO的消毒液,其反应的离子方程式是 。(已知碳酸的酸性强于次氯酸)。
28.FeCl2广泛应用于织物印染,医药,冶金和照相等行业。某实验小组设计如下装置利用H2和
FeCl3制备 FeCl2,从左侧缓缓通入H2。
已知有关物质的性质如下:
FeCl3 FeCl2 Fe
熔点/℃ 升华,易水解 672 1538
沸点/℃ 1023 2750
(1)浓硫酸在实验中有两个作用: ①除去水,使得通入的氢气干燥。② 。
(2)球形干燥管中盛放的物质为: 。
(3)实验过程中,探究电炉温度(T)对产物的影响。
①当温度T为300℃时,加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余,请指出出现该现象可能的原因: 。
②当温度T为 330℃时,加热后石英管内有固体剩余,取少量固体于试管中并加入稀盐酸,全部溶解且无气泡,对固体成分进行猜测并设计实验验证。
猜测1:只有
FeCl2;猜测2: 含有FeCl2和
FeCl3;猜测3: 只有FeCl3
实验方案:
实验步骤 操作 现象
第一步 取溶液2mL于试管中,加入KSCN 现象一
第二步 另取溶液2mL于试管中,加入 现象二
第二步加入的物质为: 。
实验结论:现象一为 ,现象二为 。则猜测1 成立。
③当温度T为350℃时,加热后石英管内有固体剩余,取少量固体于试管中并加入稀盐酸,固体溶解的同时有少量气泡产生,写出加热过程中发生的副反应的化学方程式: 。
(4)三次实验中,广口瓶中都可以收集到大量固体,则其成分主要为 。
五、综合题
29.填空。
(1)①小苏打的化学式是 ;
②漂白粉有效成分的化学式 。
(2)实验室制氯气的化学方程式是 。
(3)向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液,观察到的现象是 。
30.把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后,产生0.58g白色沉淀,再向所得悬浊液中逐滴加入1mol/L HCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。
(1)混合物中各物质的物质的量:
NaOH是 ,AlCl3是 ,MgCl2是 。
(2)C点所加的盐酸的体积是 mL。
31.硼镁泥主要成分是MgO(占40%),还含有Na2B4O7、CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知部分金属阳离子沉淀的pH:Fe(OH)3:3.2,Al(OH)3:5.2,Fe(OH)2:9.7,Mg(OH)2:11.2。
(1)为提高酸浸时浸出速率,可采取的措施有 (写出两条)。
(2)H2SO4 和Na2B4O7发生反应的化学方程式为 。
(3)加入NaClO后可以生成一种不溶于水的黑色固体,则反应的离子方程式为 。
(4)加MgO煮沸,并调整溶液pH=5~6 的目的是 。
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
“操作A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4。除去,根据上表数据,步骤为 , 。
(6)本实验中多次用到抽滤操作,其装置如图,相比普通过滤,抽滤的优点是 。
(7)实验中提供的硼镁泥共100 g,得到MgSO4·7H2O为172.2 g,则MgSO4·7H2O 的产率为 。
32.铝土矿的主要成分是Al2O3,含有杂质SiO2、Fe2O3、MgO。工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程:
请回答下列问题:
(1)沉淀B的成分是 (填化学式,下同);
(2)沉淀C的成分是 ;
(3)沉淀F转化为物质M的化学方程式为
;
(4)溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为 。
33. A、B、C、D均为中学化学中的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如图所示(反应条件及其他物质已经略去):
A B C D
(1)若A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使蓝色的石蕊试纸变红,则C为 (填化学式).写出A→B的化学反应方程式: .
(2)若B能使品红溶液褪色,则D的化学式为 .下列有关B的说法中正确的是 (填序号).
a.燃烧化石燃料不会产生B
b.造纸过程中可用B漂白纸浆
c.紫色石蕊试液遇B的水溶液会变红
d.可在葡萄糖中添加大量B作杀菌剂
(3)若A为活泼金属元素的单质,C为淡黄色固体,则B的化学式为 ;写出C→D的离子反应方程式: .
六、推断题
34.A,B,C,D,E分别是镁片、氯化铜溶液、氢氧化钠溶液、氧化铜粉末、稀盐酸中的一种物质,用两个圆圈相切表示两种物质在常温下能反应,且A与B反应无现象,A与C反应生成D溶液。请回答下列问题:
(1)A,B周围画出C、D、E,并将物质名称标在圆中;
(2)写出发生置换反应的化学方程式 ;
(3)描述B与D反应的实验现象为 。
35.A、B、C、D、E、F六种物质的转化关系如图所示(反应条件和部分产物未标出),请回答下列问题:
(1)若A为短周期金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,则A的原子结构示意图为 ,反应④的化学方程式为 .
(2)若A是常见的变价金属的单质,D、F是气态单质,反应④可以在光照条件下发生.反应①和反应②在水溶液中进行,反应②的离子方程式是
(3)若A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式为 .标准状况下3.36L物质E与含氢氧化钠10.0g的溶液充分反应,所得溶液中溶质成分为 (写出化学式和对应的物质的量).
36.已知A、B、C、D代表的四种物质均为中学化学中的常见物质,它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件及部分反应产物已略去)。请回答下列问题:
(1)若A、B、C在焰色试验中火焰均呈黄色,D为一种常用于饮料生产的气体。
①写出B的俗称: 。
②写出反应②的化学方程式: 。
(2)若A、B均为浅黄色溶液,D为金属单质。
①写出B的一种工业用途: 。
②写出反应②的离子方程式: 。
(3)已知符合题设转化关系的一组物质如下,写出反应②的化学方程式: 。
(4)参照以上实例,设计另一组符合上述转化关系的物质组合,写出其化学式:
A 、B 、C 、D 。
37.已知A为淡黄色固体,T、R为两种常见的用途很广的金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C是无色无味的气体,H是白色沉淀,且在潮湿空气中迅速变为灰绿色,最终变为红褐色固体.
(1)写出下列物质的化学式:
A: D: R: .
(2)按要求写下列反应方程式:
H在潮湿空气中变成M的化学方程式: ;
D与盐酸反应的离子方程式: .
(3)检验气体C的方法: .
38.A、B、C、D、E、F是中学化学常见的六种单质,原子序数依次增大的短周期主族元素,其中D、E是固体,其余均为气体.图中其他物质均为化合物,六种元素都不在同一主族.
(1)写出下列物质的名称:甲 ,乙 .
(2)写出实验室制取F的化学方程式 ,检验F收集满的方法 .
(3)Y和CuO的反应方程式 .
(4)写出乙和过量CO2反应的离子方程式 .
(5)D和E形成原电池的两个电极,NaOH溶液是电解质溶液.E的一极为原电池的 极,该极的电极反应式为 .
(6)73g X与足量的NaOH溶液反应放热Q kJ,写出该反应的热化学方程式 .
(7)D的最高价氧化物对应水化物的Ksp=1.8×10﹣11,该物质的溶液中,要使D离子的浓度降至1.8×10﹣9 mol/L,25℃时溶液的pH应调至 .
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.金属冶炼:将其从金属化合物中还原出来,实质:金属阳离子得电子转化为金属原子,A正确;
B.炭分作还原剂将铁矿还原为金属铁,B正确;
C.MgCl2应该是熔融状态,C错误;
D.冶炼铜的常用方法有火法炼铜和湿法炼铜 ,D正确。
故答案为:C。
【分析】本题主要考查金属冶炼相关知识。
金属的活动性顺序性不同,冶炼方法不同。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au
电解法 热还原法 热分解法 其他方法
2.【答案】D
【解析】【解答】A、Na和H2O反应生成了氢氧化钠和氢气,故A不选;
B、Na2O2和H2O反应生成了氢氧化钠和氧气,故B不选;
C、石灰水和Na2CO3溶液发生复分解反应生成了氢氧化钠和碳酸钙,故C不选;
D、石灰水和NaCl溶液不能发生复分解反应,故D选;
故答案为:D。
【分析】本题根据两物质之间的反应产物进行判断即可。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.制乙酸乙酯时,并不是一定要控制在170℃,利用乙醇制备乙烯时温度控制在170℃,A不符合题意;
B.滴有酚酞的Na2CO3的溶液中显碱性,是因为CO32-+H2O HCO3-+OH-,加入钡离子,可以消耗碳酸根离子,使水解平衡向逆向移动,导致氢氧根减少,所以红色褪去,B符合题意;
C.金属钠不能储存在乙醇中,因为乙醇羟基中的H原子可以与金属钠发生反应,C不符合题意;
D. 石灰水中的氢氧化钙与碳酸氢钠或者碳酸钠反应都生成碳酸钙沉淀,现象相同,不可以鉴别,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A.制乙酸乙酯时,只要求小心均匀的加热;
B.水解平衡的移动,导致溶液碱性减弱;
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
D. 注意两者实验现象相同。
4.【答案】A
【解析】【解答】解:铝镁合金用于制作门窗、防护栏等时主要是利用了铝镁合金具有耐腐蚀性、密度小、机械强度高等方面的特点,与导电性是否良好无关.
故选:A.
【分析】铝镁合金具有耐腐蚀性、密度小、机械强度高等方面的特点,由此分析解答.
5.【答案】C
【解析】【解答】A. Na与Cl2反应,是化合反应,故A不符合题意;
B. Na2O与H2O反应,是化合反应,故B不符合题意;
C. Al2O3与HCl反应,是复分解反应,故C符合题意;
D. FeO与O2反应,是化合反应,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】化合反应:多种物质反应生成一种产物; Al2O3与HCl反应为复分解反应。
6.【答案】B
【解析】【解答】A、太空属于真空,不能形成胶体,因此若用激光笔照射太空,不能看到一条光亮的通路,故A错误;
B、普通玻璃是非晶体,则可用X射线衍射实验区分激光晶体和普通玻璃,故B正确;
C、 Fe2O3 不具有磁性,该磁性材料为Fe3O4,故C错误;
D、同位素是指质子数相同,中子数不同的不同原子, 2H2O和1H2O 均为化合物,二者不互为同位素,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、丁达尔效应是胶体特有的性质;
B、X-射线衍射实验是区分晶体和非晶体最科学的方法;
C、氧化铁不具有磁性;
D、质子数相同,中子数不同的不同原子互为同位素。
7.【答案】B
【解析】【解答】A、铝合金具有密度低的特点,使得火箭整体质量较小,耗能减少,与航天应用有关,A不符合题意。
B、铝合金中含有金属单质铝,能于酸溶液反应,因此不耐酸蚀,B符合题意。
C、铝合金的硬度高,耐磨损,可减少升空过程中与大气摩擦造成的损耗,与航天应用有关,C不符合题意。
D、铝合金的机械性能强,可加工成多种形状,与航天应用有关,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】铝合金具有密度小、硬度高、机械性能强等优点。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.油脂属于混合物,没有固定的熔沸点,是小分子,不属于有机高分子混合物,A符合题意;
B.燃煤取暖,燃烧过程是通过化学反应产生热量,所以是将化学能转化成热能,B不符合题意;
C.冰的密度比水小,表明冰中水分子间的距离比液态水大,其主要原因是水分子间存在氢键,C不符合题意;
D.我国古代生产的青铜器,是含铜、锡等金属的合金,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.油脂不属于高分子化合物;
B.燃烧时将化学能转化为热能;
C.水分子间存在氢键,氢键有方向性;
D.青铜是铜锡合金。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.胶粒带电,胶体不带电,A不符合题意;
B.Na2CO3水溶液碱性强,不能用于治疗胃酸过多,B不符合题意;
C.碳酸氢钠是强碱弱酸盐,水解显碱性,且对人体无毒无害,能用作食用碱焙制糕点,C符合题意;
D.澄清石灰水的浓度太低,应用石灰乳吸收氯气来制取漂白粉,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、胶体不带电,胶粒带电;
B、碳酸钠碱性太强,一般采用碳酸氢钠;
C、碳酸氢钠可以制作糕点;
D、澄清石灰水中氢氧化钙含量少。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.地下钢铁管道用导线连接锌块,构成原电池时铁为正极,保护了铁,所以地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀,故A不符合题意;
B.制作光导纤维的原料是二氧化硅,不是硅,故B符合题意;
C.研发新能源汽车,减少化石燃料的使用,可以减少废气、废渣等排放,有利于保护环境,与“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念一致,故C不符合题意;
D.跨海大桥使用的合金材料,必须具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.锌比铁活泼,所以原电池中,锌做负极反应;
B.光导纤维的原料是二氧化硅,Si广泛用于电子工业的各个领域;
C.研发新能源汽车,减少化石燃料的使用,与“绿水青山就是金山银山”都是为了保护环境;
D.合金材料一般具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性。
11.【答案】A
【解析】【解答】解:①氨气的催化氧化会生成一氧化氮,一氧化氮易被氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水中得到硝酸,故①正确;
②硫燃烧生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故②错误;
③在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,其中NaHCO3溶解度最小,析出NaHCO3,加热NaHCO3分解生成碳酸钠,故③正确;
④硅和氧气反应生成二氧化硅,二氧化硅和水不能一步反应生成硅酸,故④错误;
⑤氯化镁与石灰乳转化为更难溶的氢氧化镁,氢氧化镁不稳定,加热分解生成氧化镁,故⑤正确.
故①③⑤正确.
故选A.
【分析】①氨气的催化氧化会生成一氧化氮,一氧化氮易被氧化为二氧化氮,二氧化氮溶于水中得到硝酸;
②硫燃烧生成二氧化硫.
③在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,其中NaHCO3溶解度最小,所以析出NaHCO3,加热NaHCO3分解生成碳酸钠.
④二氧化硅不溶于水;
⑤氯化镁与石灰乳转化为更难溶的氢氧化镁,氢氧化镁不稳定,加热分解生成氧化镁.
12.【答案】B
【解析】【解答】A. Na2O2能和水、二氧化碳发生反应,是呼吸面具中氧气的来源,A不符合题意;
B. 氯气没有有漂白性,氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性,所以可用于杀菌、消毒、漂白,B符合题意;
C. Na2CO3可用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等,而NaHCO3碱性较弱能和盐酸反应故可用于治疗胃酸过多,碳酸氢钠有热不稳定性故可制造发酵粉等,C不符合题意;
D. 利用氯气与碱反应能得到含氯消毒剂例如含次氯酸钠的漂白液,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. Na2O2一般用作供氧剂;
B. 次氯酸有强氧化性,所以可用于杀菌、消毒、漂白,B符合题意;
C.制玻璃、肥皂、造纸、纺织等都需要大量的纯碱,而NaHCO3在医疗上可用于治疗胃酸过多,碳酸氢钠是发酵粉 主要成分之一;
D. 生活中常用的含氯漂白剂含有次氯酸盐,比如氯气和NaOH反应可得到漂白剂,氯气和石灰乳反应可得到漂白粉。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.“氨浸”时,由于氨水易挥发,所以不能在加热条件下进行,A不符合题意;
B.加入碳酸铵、氨水进行氨浸,Al3+转化为沉淀,则“浸出液”水层中不含铝微粒,B不符合题意;
C.由分析可知,加入盐酸的步骤为反萃取,含镍配合物转化为NiCl2,该过程发生化学变化,C不符合题意;
D.在含Ni2+的水层中加入沉淀剂,镍转化为沉淀,经过滤、洗涤、干燥、灼烧后进行“还原”,便可获得粗镍,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据氨水易挥发性质分析;
B.依据Al3+和氨浸的反应物的性质;
C. 反萃取过程中有新物质生成;
D.符合流程中物质的转化。
14.【答案】B
【解析】【解答】A. 亚硫酸根离子能够被强氧化剂硝酸氧化为硫酸根离子,故滴入硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,溶液中可能存在SO32-,A项错误;
B. 硫粉在纯氧中燃烧现象为:产生明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体,B项正确;
C. 铁粉为黑色粉末,所以铁粉加入稀硫酸,黑色固体表面有气泡产生,C项错误;
D. 水通电,两极均有气体生成,正极为氧气,体积少,负极为氢气,体积多,体积比约为1:2,D项错误;
故答案为:B
【分析】A.原溶液中可能含有Ag+,同样有白色沉淀生成;
B. 硫粉在纯氧中燃烧产生二氧化硫;
C. 铁粉为黑色,铁块是银白色;
D. 根据得失电子守恒算出正负极气体体积比;
15.【答案】B
【解析】【解答】A.Mg不能与NaOH发生反应,故A不符合题意;
B.Mg、Ca均为活泼金属,均采用电解熔融氯化物的方法冶炼,故B符合题意;
C.与反应生成,故C不符合题意;
D.为共价晶体、为分子晶体,两者物理性质差异较大,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.Mg不与NaOH溶液反应;
C.S的氧化性较弱,只能将铜氧化为Cu2S;
D.二氧化碳和二氧化硅晶体类型不同,物理性质差异较大。
16.【答案】A,D
【解析】【解答】A.二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,发生了氧化还原反应,不属于酸性氧化物,故A符合题意;
B.二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,故B不符合题意;
C.向酸性高锰酸钾溶液中加入四氧化三铁粉末时,四氧化三铁溶于酸生成铁离子和亚铁离子,亚铁离子能与酸性高锰酸钾溶液反应,使溶液褪去,故C不符合题意;
D.硫与浓硫酸共热反应生成二氧化硫和水,浓硫酸只表现强氧化性,没有生成盐,不表现酸性,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】A. 酸性氧化物是能跟碱起反应,只生成盐和水的氧化物,酸性氧化物多数能跟水直接化合生成含氧酸;
B.二氧化硫与品红结合生成无色物质,具有漂白性;
C.酸性高锰酸钾具有强氧化性;
D.硫与浓硫酸的反应中浓硫酸只表现强氧化性。
17.【答案】B,D
【解析】【解答】A、钠是金属具有金属通性,导电导热延展性,钠是电和热的良导体,故A正确;
B、碳酸钠溶解性大于碳酸氢钠,故B错误;
C、明矾净水是利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附悬浮杂质的作用,可以净水,故C正确;
D、钾元素焰色反应需要隔着钴玻璃呈紫色,不隔着钴玻璃呈黄色不能判断钾元素的存在,故D错误;
故选BD.
【分析】A、钠是金属具有金属通性;
B、碳酸钠溶解性大于碳酸氢钠;
C、明矾净水是利用铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附悬浮杂质的作用;
D、钾元素焰色反应需要隔着钴玻璃呈紫色,不隔着钴玻璃呈黄色不能判断钾元素的存在;
18.【答案】B,C
【解析】【解答】A.由于盐酸具有挥发性,故“酸浸”时不能在较高温度下进行,A不符合题意;
B.由分析可知,滤液②的主要成分为HCl和NH4Cl,故可返回“酸浸”工序循环利用,B符合题意;
C.由分析可知,“溶解”时发生方程式为:3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO↑+8H2O,则其离子反应为3Pt+ 16H++4+18Cl-= 3[ PtCl6]2- +4NO↑+8H2O,C符合题意;
D.由分析可知,煅烧时的反应方程式为:3(NH4)2PtCl62N2+3Pt+18HCl↑+2NH3↑,隔绝空气“煅烧”时每生成117.0g即=0.6mol Pt,根据方程式可知,理论上产生N2的物质的量为:0.4mol,其标准状况下0.4mol×22.4L·mol-1=8.96 L N2,D不符合题意;
故答案为:BC。
【分析】A.盐酸有挥发性;
B.依据流程中的反应物和产物判断;
C.依据反应物和产物书写;
D.根据反应方程式计算。
19.【答案】B,D
【解析】【解答】A.NaHCO3受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,利用差量法即可计算出Na2CO3质量分数,故A不符合题意;
B.bg为碳酸钠、NaOH溶液的质量,无法计算碳酸钠的质量分数,故B符合题意;
C.Na2CO3、NaHCO3和HCl反应生成NaCl,加热、蒸干、灼烧,得到bg氯化钠,设碳酸钠的物质的量为x、碳酸氢钠的物质的量为y,则得,,然后可计算碳酸钠的质量分数,故C不符合题意;
D.碳酸钠、碳酸氢钠都能和稀硫酸反应产生二氧化碳和水,碱石灰能够吸收二氧化碳和水,增加的质量为二氧化碳和水的总质量,但是两者具体的质量未知,无法计算碳酸钠的质量分数,故D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.碳酸钠加热不分解,碳酸氢钠加热分解,根据差量法可计算碳酸钠的质量分数;
B.bg溶液为碳酸钠溶液和过量氢氧化钠的质量,无法计算碳酸钠的质量;
C.bg为氯化钠的质量;
D.碱石灰能够吸收二氧化碳和水。
20.【答案】B,D
【解析】【解答】A.铁和纯氧中点燃生成Fe3O4,A不符合题意;
B.钠和氧气在加热条件下反应生成过氧化钠,过氧化钠和水反应生成NaOH,B符合题意;
C.HClO光照下反应生成HCl和O2,C不符合题意;
D.过量的二氧化碳与NaOH溶液反应生成NaHCO3,碳酸氢钠和NaOH反应生成碳酸钠,能实现转化,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.铁和氧气在点燃条件下反应生成四氧化三铁;
B.钠与氧气加热生成过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠;
C.次氯酸在光照下分解生成盐酸和氧气;
D.NaOH与过量二氧化碳反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠与NaOH反应生成碳酸钠。
21.【答案】淡黄色固体;可以与水、二氧化碳反应;供氧剂、漂白剂;无色、有刺激性气味的气体,易溶于水;具有酸性氧化物的通性、氧化性、还原性、漂白性;漂白织物;制取硫酸的原料;无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水;与水、酸及氧气等反应;制冷剂、制取硝酸。
【解析】【解答】(1)过氧化钠是淡黄色固体,可以与水反应产生氢氧化钠和氧气,也可以与二氧化碳发生反应产生碳酸钠和氧气。由于过氧化钠可以与水及二氧化碳反应产生氧气,故可以作特殊环境中氧气的来源,由于其在反应中表现强的氧化性,可以使织物氧化褪色,因此也是常用的漂白剂;
(2)二氧化硫是无色有刺激性气味的气体,易溶于水,在通常情况下1体积的水可以溶解40体积的二氧化硫;二氧化硫溶于水,与水发生反应产生亚硫酸,亚硫酸是二元弱酸,具有酸的通性;在二氧化硫中硫元素的化合价是+4价,介于硫元素的最高+6价和最低-2价之间,具有氧化性、还原性,主要表现强的还原性;二氧化硫具有漂白性,可以与某些有色物质结合形成无色物质,该无色物质不稳定,受热分解变为原来的物质,故漂白不彻底;其用途是可以作漂白剂漂白织物;也可以用于制取硫酸的原料;
(3)氨气是无色、有刺激性气味的气体,极易溶于水,在通常情况下1体积的水可以溶解700体积的氨气;氨气溶于水,与水反应产生一水合氨,一水合氨是一元弱碱,具有碱的通性;氨气与酸发生反应产生铵盐;与氧气在催化剂存在时被氧化产生NO和水,是制取硝酸的关键的反应;氨气气化吸收大量的热,使环境的温度降低,因此是常见的制冷剂;氨气被催化氧化产生NO,NO被氧化产生NO2,NO2与水发生反应产生硝酸,故氨气可用于工业上制取硝酸。
【分析】本题属于识记题。按照性质决定用途的思路来掌握性质和用途。
22.【答案】盐酸;熟石灰
【解析】【解答】金属锈的主要成分是金属氧化物或金属盐等,需要酸和金属氧化物或金属盐发生反应而除锈,这几种物质中只有盐酸呈酸性,故盐酸;酸性土壤呈酸性,需要碱改良,烧碱具有强腐蚀性且价格昂贵,生石灰较廉价且腐蚀性较弱,故选生石灰,
故答案为:盐酸;熟石灰.
【分析】金属锈的主要成分是金属氧化物或金属盐等,需要酸除锈;酸性土壤呈酸性,需要碱改良,据此分析解答.
23.【答案】②⑨;①⑩;③⑥;③⑥;③⑥;③⑥;2Al3++3SO42﹣+3Ba2++6OH﹣═3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
【解析】【解答】(1)②纯铁⑨水银都是金属单质,①钨钢是铁合金,、⑩黄铜是铜锌合金,故答案为:②⑨;①⑩;
(2)③水能部分电离,是电解质,⑥熔融的氯化钾能电离出自由移动的离子,二者都能导电,故答案为:③⑥;③⑥;
(3)反应生成碳酸钡,离子反应方程式:CO2+Ba2++2OH2﹣=BaCO3↓+H2O,故答案为:c;
(4)铝离子完全沉淀时,沉淀物质的量最多,离子反应方程式为2Al3++3SO42﹣+3Ba2++6OH﹣═3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,
故答案为:2Al3++3SO42﹣+3Ba2++6OH﹣═3BaSO4↓+2Al(OH)3↓.
【分析】(1)单质是由一种元素组成的纯净物;由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的混合物;
(2)电解质指在溶液中或熔融状态下能导电的化合物,存在自由移动的离子或电子的物质能导电;
(3)反应生成碳酸钡;
(4)铝离子完全沉淀时,沉淀物质的量最多.
24.【答案】Na2O2;NaHCO3;Na2SiO3
【解析】【解答】(1)过氧化钠能够与水、二氧化碳反应生成氧气,即2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,常作为潜水艇和呼吸面具中氧气来源,
故答案为:Na2O2;
(2)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,能够与盐酸反应,用于焙制糕点,也可用作抗酸药,
故答案为:NaHCO3;
(3)向硅酸钠中加入强酸可以获得弱酸硅酸,硅酸钠可以制备硅胶,此外还可以做木材防火剂,
故答案为:Na2SiO3.
【分析】(1)过氧化钠能够与水、二氧化碳反应生成氧气;
(2)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳;
(3)向硅酸钠中加入强酸可以获得弱酸硅酸,硅酸钠的用途:制备硅胶和木材防火剂.
25.【答案】黄
【解析】【解答】许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,如钾﹣紫色;钠﹣黄色;钡﹣黄绿色;钙﹣砖红色,
故答案为:黄.
【分析】常见金属元素焰色反应的颜色:钾﹣紫色;钠﹣黄色;钡﹣黄绿色;钙﹣砖红色.
26.【答案】(1)6mol·L-1盐酸;硫酸与碳酸钙反应中生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体表面,使反应不能持续
(2)除去气体中HCl;干燥气体;吸收装置D中反应剩余的CO2
(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、Na2O+CO2=Na2CO3
(4)78%
【解析】【解答】(1)装置A的目的是制取二氧化碳,若使用硫酸与碳酸钙反应制取二氧化碳,反应中生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3固体表面,使反应不能持续,一般用盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳,所以装置A中液体试剂为6mol·L-1盐酸;(2)装置B可以除去CO2中混有的HCl气体;浓硫酸具有吸水性,所以装置C干燥气体;装置E中的碱石灰吸收未反应的CO2,避免对氧气体积的测定产生影响;(3)装置D中为CO2和Na2O2、Na2O的反应,化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、Na2O+CO2=Na2CO3;(4)反应结束后测得气体体积为224mL(密度为 g/L),则氧气的物质的量为 ,根据反应方程式可知样品中Na2O2的物质的量为0.02mol,所以样品的纯度为 ×100%=78%。
【分析】实验的目的是测定Na2O2试样的纯度,其中杂质为Na2O;根据所给装置,本实验中是要通过测定二氧化碳与Na2O2反应生成的氧气的量来确定样品中过氧化钠的量,所以首先在装置A中利用碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中混有的HCl气体,之后用浓硫酸进行干燥,然后在装置D中CO2和Na2O2反应生成氧气,用碱石灰吸收未反应的CO2,氧气不易溶于水,可以用排水法测定生成的氧气的体积。
27.【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)②④
(3)③;吸收尾气,防止尾气污染大气
(4)A;B;C
(5)CO32-和OH—
(6)NH3
(7)2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O;CO32-+ H2O HCO3-+ OH- CO32-水解显碱性,油污在碱性条件下水解,达到去污目的;2CO32-+ Cl2 + H2O = Cl- + ClO- + 2HCO3-
【解析】【解答】Ⅰ.(1)采用B装置制备氨气时应选择用氢氧化钙和氯化铵固体加热反应,其化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑;故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)选择气体收集方法,不需要考虑气体颜色和热稳定性,依据气体密度,是否与空气中的氧气反应来选择排空气方法收集,依据气体是否溶于水判断收集气体是否能用排水方法或排其他液体的方法;
故答案为:②④;
(3)AD连接是利用向上排气法收集气体;吸收装置是能用液体吸收气体防止污染空气;制取CO 2 时不需要加热也不必处理尾气,NO常温下与氧气发生反应,不能用排空气法收集,氢气尾气处理时一般采用点燃的方法,故X可能是氯气;D装置中连接烧杯的目的是用来吸收尾气,防止污染空气;故答案为:③;吸收尾气,防止尾气污染大气;
Ⅱ.(4)加入氢氧化钠溶液时,能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,从而除去氯化镁;加入氯化钡时,能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,从而除去硫酸钠;加入碳酸钠溶液时,能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠,从而除去氯化钙和过量的氯化钡;过滤,向滤液中加入适量的稀盐酸时,可以把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去;以此类推,如果依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或依次加入氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液,可以达到同样的目的,故答案为:ABC;
(5)稀盐酸能和氢氧化钠、碳酸钠反应,蒸发时可以得到氯化钠的饱和溶液,将滤液的pH调至酸性除去的离子是CO32-和OH-,故答案为:CO32-和OH-;
(6)向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,发生的反应:H2O+CaO═Ca(OH)2、Ca(OH)2+2NH4Cl═2NH3↑+2H2O+CaCl2,最终产物为氯化钙、氨气,其中氨气可再利用,故答案为:NH3;
(7)①碳酸氢钠晶体制纯碱的化学方程式是:2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O;
②纯碱可用于除灶台油污,其原因是CO32-+ H2O HCO3-+OH- ,CO32-水解显碱性,油污在碱性条件下水解,达到去污目的;故答案为:CO32-+ H2O HCO3-+ OH-, CO32-水解显碱性,油污在碱性条件下水解,达到去污目的;
【分析】(1)实验室用熟石灰和NH4Cl制取NH3,据此写出反应的化学方程式;
(2)气体的收集需考虑气体的水溶性和密度、以及是否能与O2反应;
(3)装置A为固液加热型装置、装置D为排空气法收集,结合气体制备原理和性质分析;装置D中小烧杯为尾气吸收装置;
(4)结合粗盐提纯的知识分析;
(5)滤液调节pH值是为了除去溶液中的过量的OH-和CO32-;
(6)母液中含有NH4Cl,结合加入生石灰(CaO)后所发生的反应进行分析;
(7)①NaHCO3不稳定,受热易分解产生Na2CO3、H2O和CO2,据此写出反应的化学方程式;
②纯碱的主要成分为Na2CO3,可水解使得溶液显碱性;
③根据题干信息确定反应物和生成物,结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒书写离子方程式;
28.【答案】(1)观察氢气的流速
(2)碱石灰
(3)当温度为300℃时,FeCl3 升华并被氢气流吹离石英管;铁氰化钾(K3Fe(CN)6亦可);溶液无明显变化;有蓝色沉淀生成;2FeCl3+3H2 2Fe+ 6HCl
(4)FeCl3 或三氯化铁
【解析】【解答】(1)浓硫酸在实验中有两个作用:①除去水,使得通入的氢气干燥。②观察氢气的流速,便于控制氢气的速率;故答案为:观察氢气的流速。
(2)球形干燥管中盛放的物质为:碱石灰,主要用于除掉尾气HCl和防止空气中水蒸气进入;故答案为:碱石灰。
(3)①当温度T为300℃时,加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余,由于FeCl3易升华,因此出现该现象可能的原因:当温度为 300℃时,FeCl3 升华并被氢气流吹离石英管;故答案为:当温度为 300℃时,FeCl3 升华并被氢气流吹离石英管。
②实验方案主要是检验溶液中是否含有亚铁离子和铁离子,一般用KSCN检验铁离子,用铁氰化钾检验亚铁离子,因此第二步加入的物质为几滴铁氰化钾溶液,现象一为溶液不变色,现象二为有蓝色沉淀,则说明猜想1成立;故答案为:铁氰化钾溶液;溶液无明显变化;有蓝色沉淀生成。
③根据题意,取少量固体于试管中并加入稀盐酸,固体溶解的同时有少量气泡产生,说明有铁生成,其加热过程中发生的副反应的化学方程式:2FeCl3+3H2 2Fe+ 6HCl;故答案为:2FeCl3+3H2 2Fe+ 6HCl。
(4)由于FeCl3易升华,FeCl2熔点是672℃,因此广口瓶中都可以收集到大量固体主要成分为FeCl3;故答案为:FeCl3 或三氯化铁。
【分析】由于FeCl3易升华、易水解,因此用浓硫酸干燥氢气,并控制流速,在石英管中FeCl3和氢气反应生成氯化亚铁和氯化氢,氯化亚铁熔点高,停留在石英管中,氯化氢气体被盛有碱石灰的干燥管吸收。
29.【答案】(1)NaHCO ;Ca(ClO)2
(2)
(3)溶液出现红色
【解析】【解答】(1)①小苏打是碳酸氢钠,其化学式为:NaHCO ;
②漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物,其中有效成分是Ca(ClO)2;
(2)实验室制氯气是用二氧化锰和浓盐酸加热制备,方程式为:;
(3)Fe3+与SCN-反应生成血红色的Fe(SCN)3络合物,所以向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液,观察到的现象是溶液出现红色,故答案为:溶液出现红色。
【分析】(1)①小苏打为碳酸氢钠;
②漂白粉有效成分为次氯酸钙;
(2)实验室常加热浓盐酸和二氧化锰制备氯气;
(3)三价铁遇KSCN溶液变红。
30.【答案】(1)0.11 mol;0.02 mol;0.01 mol
(2)110
【解析】【解答】(1)向所得悬浊液中逐滴加入1.00mol/L盐酸溶液时,0-A时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,溶液中铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2,物质的量是0.58g÷58g/mol=0.01mol,根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=0.01mol;A-B段,盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,根据HCl的体积可判断n(AlO2-)=n(HCl)=1mol/L×(0.03-0.01)L=0.02mol,根据铝原子守恒得n(AlCl3)=n(AlO2-)=0.02mol,由Na+离子和Cl-离子守恒得,原混合物中n(NaOH)=n(NaCl)=n(Cl-)=2n(MgCl2)+3n(AlCl3)+n(HCl)=0.01mol×2+0.02mol×3+0.03L×1mol/L=0.11mol;(2)C点溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液,C点所加盐酸用于中和原混合物中的NaOH,此时所加盐酸物质的量:n(HCl)=n(NaOH)=0.11mol;C点所表示盐酸的体积为:V=0.11mol÷1mol/L=0.11L=110mL。
【分析】
解题关键在于:一、分析可能反应,写出方程式
1、混合物溶于水:NaOH与MgCl2、AlCl3分别反应:NaOH与MgCl2生成氢氧化镁,NaOH与、AlCl3反应生成氢氧化铝(氢氧化钠不足)或偏铝酸钠(氢氧化钠过量)
2、加入盐酸:氢氧化镁溶解;氢氧化铝溶解;偏铝酸钠溶液转换成氢氧化铝沉淀。但OA段沉淀量未发生变化,说明不是三者反应,只可能NaOH过量,(说明NaOH与、AlCl3反应生成偏铝酸钠)盐酸与NaOH反应,沉淀量不变;继续加盐酸AB段沉淀增加,说明盐酸与偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀,至B点偏铝酸钠溶液完全反应;BC段是氢氧化镁、氢氧化铝溶解于盐酸
二、依据题目条件解题
(1)0.58gMg(OH)2,偏铝酸钠耗盐酸20mL,过量氢氧化钠消耗盐酸10mL,再由Mg、Al元素守恒求反应消耗的氢氧化钠
2NaOH~MgCl2~Mg(OH)2,4NaOH~AlCl3~偏铝酸钠~20mLHCl,10mLHCl~过量的NaOH(全部依据方程式计算即可)
(2)C点溶质仅氯化钠,元素守恒解题NaCl~HCl~NaOH,利用总NaOH求盐酸
31.【答案】(1)适当增加硫酸浓度、提高反应温度、搅拌等 (任写两条,答案合理即可)
(2)Na2B4O2+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓
(3)ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+
(4)使Fe、Al转化为氢氧化物沉淀除去
(5)蒸发结晶;趁热过滤
(6)过滤速度快,得到的沉淀较干燥
(7)70%
【解析】【解答】(1)为提高酸浸时浸出速率,可采取的措施有适当增加硫酸浓度、提高反应温度、搅拌等;正确答案:适当增加硫酸浓度、提高反应温度、搅拌等 (任写两条,答案合理即可)。(2)根据反应的流程可知,H2SO4 和Na2B4O7发生反应生成H3BO3沉淀和硫酸钠,化学方程式为Na2B4O2+H2SO4+5H2O= Na2SO4+4H3BO3↓ ;正确答案:Na2B4O2+H2SO4+5H2O=Na2SO4+4H3BO3↓。(3)根据题意可知, NaClO具有氧化性,能够把锰离子氧化为二氧化锰,亚铁离子氧化为铁离子,只有二氧化锰不溶于水的黑色固体,则该反应的离子方程式为ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+;正确答案:ClO-+Mn2++H2O=MnO2↓+Cl-+2H+。(4)加入NaClO溶液后,亚铁离子氧化为铁离子,根据金属阳离子沉淀的pH:Fe(OH)3:3.2,Al(OH)3:5.2可知,加MgO煮沸,并调整溶液pH=5~6 的目的是使Fe3+、Al3+变为沉淀而除去;正确答案:使Fe、Al转化为氢氧化物沉淀除去。 (5)由表中数据可知,硫酸钙的溶解度随温度的变化不大,硫酸镁的溶解度随温度变化较大,因此可以采用蒸发结晶、趁热过滤的操作除去MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4;正确答案:蒸发结晶;趁热过滤。(6)相比普通过滤,抽滤的优点是过滤速度快,得到的沉淀较干燥;正确答案:过滤速度快,得到的沉淀较干燥。(7) 硼镁泥主要成分是MgO(占40%),提供的硼镁泥共100g,所以氧化镁的质量为40 g,物质的量为1mol,理论上产生MgSO4·7H2O的量为1mol,质量为246 g,则MgSO4·7H2O 的产率为172.2/246 ×100%= 70%;正确答案:70%。
【分析】以硼镁泥(成分是MgO(占40%),还含有Na2B4O7、CaO、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质)为原料制取MgSO4·7H2O的工艺流程。用硫酸除去Na2B4O7,,使Al2O3、Fe2O3、FeO转化为沉淀除去。
32.【答案】(1)SiO2
(2)Fe(OH)3、Mg(OH)2
(3)2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
(4)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
【解析】【解答】(1)由上述分析可知,沉淀B的成分是SiO2,故答案为:SiO2;
(2)沉淀C的成分是Fe(OH)3、Mg(OH)2,故答案为:Fe(OH)3、Mg(OH)2;
(3)沉淀F转化为物质M,即由Al(OH)3受热分解为Al2O3的过程,其化学方程式为2Al(OH)3 Al2O3+3H2O,故答案为:2Al(OH)3 Al2O3+3H2O;
(4)溶液D中通入过量CO2生成沉淀F的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-。
【分析】铝土矿中加入稀盐酸后,Al2O3、Fe2O3、MgO反应形成溶液A,SiO2不反应,形成沉淀B;溶液A中加入过量NaOH溶液后,溶液A中的Fe3+、Mg2+形成Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,即沉淀C;Al3+形成AlO2-,即溶液D;通入过量CO2后,反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,即沉淀F和溶液E;Al(OH)3在加热的条件下,分解产生Al2O3。据此结合题干设问进行作答。
33.【答案】(1)NO2;4NH3+5O2 4NO+6H2O
(2)H2SO4;bc
(3)Na2O;2Na2O2+2H2O=4Na++4OH﹣+O2↑
【解析】【解答】解:(1)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则A是NH3,D的稀溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,为酸,氨气被氧化生成NO,NO被氧气氧化生成NO2,所以B是NO、C是NO2、D是HNO3,在加热催化剂条件下、氨气被氧化生成NO和水,所以A→B的化学反应方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O,
故答案为:NO2;4NH3+5O2 4NO+6H2O;(2)若B能使品红溶液褪色,则B为SO2,C是SO3、D是H2SO4;
a.化石燃料含S元素,燃烧会产生SO2,故错误;
b.SO2具有漂白性,可以在造纸过程中漂白纸浆,故正确;
c.SO2的水溶液显酸性,SO2具有漂白性但不能漂白紫色石蕊试液,所以紫色石蕊试液遇SO2的水溶液会变红,故正确;
d.SO2有毒,所以不可在葡萄糖中添加大量SO2作杀菌剂,故错误;
故答案为:H2SO4;bc;(3)若A为活泼金属元素的单质,C为淡黄色固体即Na2O2,故A为Na,B为Na2O,D为NaOH,Na2O2与水反应生成氢氧化钠与氧气,反应离子方程式为:2Na2O2+2H2O=4Na++4OH﹣+O2↑.
故答案为:Na2O;2Na2O2+2H2O=4Na++4OH﹣+O2↑.
【分析】(1)若A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则A是NH3,D的稀溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,为酸,氨气被氧化生成NO,NO被氧气氧化生成NO2,所以B是NO、C是NO2、D是HNO3,在加热催化剂条件下、氨气被氧化生成NO和水;(2)若B能使品红溶液褪色,则B为SO2,C是SO3、D是H2SO4;(2)若A为活泼金属元素的单质,C为淡黄色固体即Na2O2,故A为Na,B为Na2O,D为NaOH.
34.【答案】(1)
(2)Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
(3)产生蓝色沉淀。
【解析】【解答】(1)A、B、C、D、E分别是镁片、氯化铜溶液、氢氧化钠溶液、氧化铜粉末、稀盐酸中的一种物质, A与B反应无现象,A与C反应生成D溶液,则A是HCl,B是NaOH,C是CuO,D是CuCl2,E是Mg。用两个圆圈相切表示两种物质在常温下能反应,则图示为
;
(2)Mg是比较活泼的金属,可以与盐酸发生置换反应,将酸中的H置换出来,反应的化学方程式是Mg+2HCl=MgCl2+H2↑;(3)B是NaOH,D是CuCl2,二者混合,发生反应:2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl,会看到:发生反应,产生蓝色沉淀。
【分析】(1)根据各反应物之间能否发生化学反应,以及反应的现象不同进行分析;
(2)根据推断的结果确定化学反应为镁与盐酸的置换反应;
(3)根据产物中生成氢氧化铜为蓝色沉淀解答;
35.【答案】(1);C+4HNO3(浓) CO2+4NO2↑+2H2O
(2)Cl2+2Fe2+=2Cl﹣+2Fe3+
(3)2C+SiO2 Si+2CO↑;Na2CO2,0.1mol;NaHCO3,0.05mol
【解析】【解答】解:(1)若A为短周期金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,则A原子序数是偶数,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,则A是Mg、D是C元素,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,红棕色气体是NO2,则F是HNO3,C和HNO3浓溶液反应生成CO2、NO2和H2O,B能和Mg反应生成碳单质,则B是CO2,C是MgO,MgO和硝酸反应生成Mg(NO3)2和H2O,Mg和硝酸反应生成Mg(NO3)2,则E是Mg(NO3)2,A是Mg,A的原子结构示意图为 ,反应④的化学方程式为在加热条件下,碳和浓硝酸发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应方程式为:C+4HNO3(浓) CO2+4NO2↑+2H2O,
故答案为: ;C+4HNO3(浓) CO2+4NO2↑+2H2O;(2)若A是常见的变价金属的单质,则A是Fe,D、F是气态单质,反应①在水溶液中进行.反应②也在水溶液中进行,则B是酸,C是盐,D和F反应生成酸,盐和气体单质F反应生成E,Fe和气体单质直接反应生成E,则F是Cl2、E是FeCl3、C是FeCl2、B是HCl、D是H2,氯化亚铁被氯气氧化生成氯化铁,离子反应方程式为:Cl2+2Fe2+=2Cl﹣+2Fe3+,
故答案为:Cl2+2Fe2+=2Cl﹣+2Fe3+;(3)A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,则B为SiO2,A、F所含元素同周期,则A为C,D为Si,F为O2,根据转化关系,C为CO,E为CO2,反应①为C与二氧化硅的反应,该反应为2C+SiO2 Si+2CO↑,
将标准状况下3.36L二氧化碳为 =0.15mol,10.0g 氢氧化钠为 =0.25mol,二者物质的量之比为3:5,介于2:1与1:1之间,则生成Na2CO3、NaHCO3,设二者物质的量分别为xmol、ymol,则 ,解得x=0.1,y=0.05,
故答案为:2C+SiO2 Si+2CO↑;Na2CO2,0.1mol;NaHCO3,0.05mol.
【分析】(1)若A为短周期金属单质,D为短周期非金属单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,则A原子序数是偶数,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,则A是Mg、D是C元素,F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成,红棕色气体是NO2,则F是HNO3,C和HNO3浓溶液反应生成CO2、NO2和H2O,B能和Mg反应生成碳单质,则B是CO2,C是MgO,MgO和硝酸反应生成Mg(NO3)2和H2O,Mg和硝酸反应生成Mg(NO3)2,则E是Mg(NO3)2;(2)若A是常见的变价金属的单质,则A是Fe,D、F是气态单质,反应①在水溶液中进行.反应②也在水溶液中进行,则B是酸,C是盐,D和F反应生成酸,盐和气体单质F反应生成E,Fe和气体单质直接反应生成E,则F是Cl2、E是FeCl3、C是FeCl2、B是HCl、D是H2;(3)A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,则B为SiO2,A、F所含元素同周期,则A为C,D为Si,F为O2,根据转化关系,C为CO,E为CO2,反应①为C与二氧化硅的反应,以此解答该题.
36.【答案】(1)纯碱;
(2)制作印刷电路板或生产净水剂等;
(3)或
(4)C(O2);CO(CO2);CO2(CO);O2(C)
【解析】【解答】(1)若A、B、C在焰色试验中火焰均呈黄色,A、B、C中都含有Na元素;D为一种常用于饮料生产的气体,D为CO2;结合转化关系分析,A为NaOH,B为Na2CO3,C为NaHCO3;
①B为Na2CO3,其俗称为纯碱;答案为:纯碱。
②反应②为CO2与Na2CO3、H2O反应生成NaHCO3,反应的化学方程式为CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3;答案为:CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3。
(2)若A、B均为浅黄色溶液,D为金属单质,由转化关系知,该金属元素具有可变化合价,则A为氯水,D为Fe,B为FeCl3,C为FeCl2;
①B为FeCl3,FeCl3的工业用途为:制作印刷电路板或生产净水剂等;答案为:制作印刷电路板或生产净水剂等。
②反应②为Fe与FeCl3反应生成FeCl2,反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+;答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(3)反应②为Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O,反应的化学方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;答案为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
(4)常见的符合图示转化关系的物质如下表:
类型 A B C D
连续氧化 C CO CO2 O2
NH3 N2 NO O2
H2S S SO2 O2
Fe Fe2+ Fe3+ HNO3
连续还原 Cl2 FeCl3 FeCl2 Fe
O2 CO2 CO C
O2 NO N2 NH3
O2 SO2 S H2S
HNO3 Fe3+ Fe2+ Fe
连续酸化 OH CO2
CO2 H+
SO2 H+
S HS H2S H+
Al(OH)3 Al3+ H+
连续碱化 CO2 OH
SO2 OH
H2S HS S OH
Al3+ Al(OH)3 OH
…… …… …… …… ……
写出其中一组不同于(1)(2)(3)转化关系的化学式即可。
【分析】元素化合物推断题解题思路:1.利用关键信息进行突破,如特殊颜色 焰色试验中火焰均呈黄色 ,则为含钠元素物质,如特殊用途 常用于饮料生产的气体 ,利用特殊性质进行突破;2.结合已知元素,利用其化学性质和常见反应进行解答推断未知元素和物质。
37.【答案】(1)Na2O2;Fe3O4;Al
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3;Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
(3)用带火星的木条伸入试管口,若带火星的木条复燃,说明有氧气生成
【解析】【解答】解:A为淡黄色固体,且A能和水反应生成无色无味气体C,则A是Na2O2,C是O2、B是NaOH;D是具有磁性的黑色晶体,则D是Fe3O4,金属T在氧气中燃烧生成四氧化三铁,则T是Fe,四氧化三铁与足量的盐酸、足量的Fe反应得到E,E与B(NaOH)反应得到白色沉淀H,则E为FeCl2,H是Fe(OH)2,H在潮湿的空气中得到M为Fe(OH)3,M与HCl反应生成W是FeCl3,金属R和氧气反应生成氧化物Q,R与Q都能和NaOH溶液反应生成N,则R是Al、Q是Al2O3、N是NaAlO2.(1)通过以上分析知,A是Na2O2,D是Fe3O4,R是Al,
故答案为:Na2O2;Fe3O4;Al;(2)H在潮湿空气中变成M的化学方程式:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3,
D与盐酸反应的离子方程式:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O,
故答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3;Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O;(3)检验气体C(氧气)的方法:用带火星的木条伸入试管口,若带火星的木条复燃,说明有氧气生成,
故答案为:用带火星的木条伸入试管口,若带火星的木条复燃,说明有氧气生成.
【分析】A为淡黄色固体,且A能和水反应生成无色无味气体C,则A是Na2O2,C是O2、B是NaOH;D是具有磁性的黑色晶体,则D是Fe3O4,金属T在氧气中燃烧生成四氧化三铁,则T是Fe,四氧化三铁与足量的盐酸、足量的Fe反应得到E,E与B(NaOH)反应得到白色沉淀H,则E为FeCl2,H是Fe(OH)2,H在潮湿的空气中得到M为Fe(OH)3,M与HCl反应生成W是FeCl3,金属R和氧气反应生成氧化物Q,R与Q都能和NaOH溶液反应生成N,则R是Al、Q是Al2O3、N是NaAlO2,据此解答.
38.【答案】(1)氧化铝;偏铝酸钠
(2)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑;将湿润的KI淀粉试纸放在集气瓶口,试纸变蓝证明氯气收集满
(3)2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O
(4)AlO +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO
(5)负;Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O
(6)HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣0.5Q kJ/mol
(7)13
【解析】【解答】解:A、B、C、D、E、F是中学化学常见的六种单质,原子序数依次增大的短周期主族元素,六种元素都不在同一主族.电解甲到得到单质E与气体单质C,E能与氢氧化钠溶液反应生成乙与气体单质A,则E为Al、乙为NaAlO2、A为H2、甲为Al2O3、C为O2,由转化关系可知,丁为Al(OH)3,丙为H2O,F的原子序数大于Al,则F为Cl2,B的原子序数小于氧元素,且单质为气体,故B为N2,D与H、Cl不在同一主族,原子序数小于Al,大于氧,故D为Mg,则X为HCl、Y为NH3、戊为AlCl3.(1)由上述分析可知.甲为氧化铝,乙为偏铝酸钠,故答案为:氧化铝;偏铝酸钠;(2)实验室制取F(氯气)的化学方程式:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑,检验氯气收集满的方法:将湿润的KI淀粉试纸放在集气瓶口,试纸变蓝证明氯气收集满,
故答案为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑;将湿润的KI淀粉试纸放在集气瓶口,试纸变蓝证明氯气收集满;(3)氨气和CuO的反应方程式:2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O,
故答案为:2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O;(4)偏铝酸钠和过量CO2反应的离子方程式:AlO2﹣+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO ,
故答案为:AlO2﹣+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO ;(5)Mg和Al形成原电池的两个电极,NaOH溶液是电解质溶液,Al与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气,Al为负极,Mg为正极,负极电极反应式为:Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O,
故答案为:负极;Al+4OH﹣﹣3e﹣=AlO2﹣+2H2O;(6)73 g HCl物质的量为2mol,与足量的NaOH溶液反应放热Q kJ,1molHCl反应放出热量为0.5Q kJ,该反应的热化学方程式为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣0.5Q kJ/mol,
故答案为:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣0.5Q kJ/mol;(7)D的最高价氧化物对应水化物Mg(OH)2的Ksp=1.8×10﹣11,该物质的溶液中,要使Mg2+离子 的浓度降至1.8×10﹣9 mol/L,则c(OH﹣)= mol/L=0.1mol/L,溶液中c(H+)=10﹣13mol/L=0.1mol/L,则溶液pH=﹣lg10﹣13=13,
故答案为:13.
【分析】A、B、C、D、E、F是中学化学常见的六种单质,原子序数依次增大的短周期主族元素,六种元素都不在同一主族.电解甲到得到单质E与气体单质C,E能与氢氧化钠溶液反应生成乙与气体单质A,则E为Al、乙为NaAlO2、A为H2、甲为Al2O3、C为O2,由转化关系可知,丁为Al(OH)3,丙为H2O,F的原子序数大于Al,则F为Cl2,B的原子序数小于氧元素,且单质为气体,故B为N2,D与H、Cl不在同一主族,原子序数小于Al,大于氧,故D为Mg,则X为HCl、Y为NH3、戊为AlCl3,据此解答.
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