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3.1铁的多样性
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知:。某溶液中可能含有Na+、、Fe2+、K+、I-、、,且所有离子物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是
A.肯定不含 B.肯定不含I-
C.肯定含有 D.肯定不含有
2.下列关于金属材料的说法中,正确的是
A.合金的熔点一定比各成分金属的低
B.铝制餐具不宜用来蒸煮酸性食物
C.铁的导电性比铜好
D.钢的含碳量比生铁的高
3.工业废水中含有的重铬酸根离子有毒(),必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾()做处理剂,反应的离子方程式如下:,有关该反应的说法不正确的是
A.X为Cr3+
B.酸性条件下,和Fe2+不可大量共存
C.还原性:
D.绿矾在保存过程中应注意隔绝空气防止被氧化
4.下列实验装置正确,且能达到相应实验目的的是
选项 A B
实验目的 验证反应有生成 验证铁粉与水蒸气反应
实验装置
选项 C D
实验目的 除去中含有的少量 鉴别溶液和溶液
实验装置
A.A B.B C.C D.D
5.室温下,探究溶液的性质,下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 探究是否有氧化性 向2mL溶液中滴加几滴酸性溶液,观察溶液颜色变化
B 检验溶液中是否含有 向2mL溶液中滴加几滴新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化
C 除去久置溶液中的 向2mL溶液中加入过量Fe,充分振荡并过滤
D 验证能否催化分解 向2mL5%溶液中滴加几滴溶液,观察气泡产生情况
A.A B.B C.C D.D
6.纯铝与镁铝合金的结构示意图如图所示,下列说法正确的是
A.镁铝合金耐腐蚀性强,可长时间用于存放酸性溶液
B.镁原子的加入使得镁铝原子的排列不规则,原子层之间的相对滑动变得困难
C.镁铝合金硬度比镁和铝的都小
D.镁铝合金能完全溶解在氨水中
7.恩格斯说“劳动创造了人本身”。下列劳动内容所涉及的化学知识错误的是
选项 劳动内容 化学知识
用对农作物进行施肥 属于氮肥
利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 二氧化硅是两性氧化物,可与氢氟酸反应
常温下,用铁制品盛装和运输浓硫酸 常温下,铁遇浓硫酸钝化
工业上可用氨水消除燃煤烟气中的 可以与一水合氨反应
A.A B.B C.C D.D
8.下列物质中,不属于合金的是
A.铝镁合金窗 B.青铜
C.青花瓷 D.航母钢甲板
9.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法正确的是
A.实验时,先点燃酒精喷灯再点燃酒精灯
B.反应中H2O作氧化剂,发生反应的化学方程式为2Fe+3H2O=Fe2O3+3H2
C.干燥管中加入的固体干燥剂可以是无水氯化钙
D.收集反应产生的气体选用装置②
10.实验室用Fe粉、试剂X、NaOH溶液配制能较长时间内稳定存在的Fe(OH)2,制备装置如图所示。下列说法正确的是
A.装置Ⅱ中发生的反应是Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
B.实验后期要打开止水夹
C.NaOH溶液应置于装置Ⅰ中
D.试剂X可以是稀硫酸或CuSO4溶液
11.关于试剂的取用或保存,下列说法正确的是
A.漂白液和漂白粉均保存于敞口容器中
B.用铝制餐具长时间存放酸性或碱性食物
C.实验时用镊子夹取钠块,未使用完的部分放回原瓶
D.保存溶液时需要加入一定量的铁粉
12.检验菠菜中的铁元素主要包括下列操作过程,其中属于过滤的是
A. 研磨 B. 水浸
C. 滤渣 D. 检验
A.A B.B C.C D.D
13.工业上常采用热分解法冶炼的金属是
A.Na B.Al C.Fe D.Ag
14.氢能是理想的清洁能源,以太阳能为热源分解,经热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。
下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中产生的是氧化产物
B.过程Ⅰ中每消耗转移电子
C.过程Ⅱ中的化学反应方程式为
D.铁氧化合物循环制具有节约能源、产物易分离等优点
15.以废铁屑(主要成分为Fe,还有少量Fe2O3、C和SiO2)制取无水FeCl3的流程如下图所示。下列说法正确的是
已知:SOCl2易与水反应生成一种强酸和一种酸性氧化物。
A.“过滤”所得滤液中一定存在的离子有:Fe2+、H+、Cl-
B.“氧化”时加入H2O2可发生反应:2Fe2++H2O2=2Fe3++2OH-
C.可以用KSCN溶液检验“氧化”反应是否完全
D.SOCl2与水反应生成HCl与SO3
二、填空题
16.按要求写出反应方程式:
(1)写出硫酸氢铵在水中的电离方程式: 。
(2)写出金属钠与硫酸铜溶液反应的离子方程式: 。
(3)过氧化钠可作为供氧剂吸收二氧化碳,请写出化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的方向和数目: 。
(4)漂白粉在空气中会逐渐吸收CO2变质生成碳酸钙,请写出化学方程式: 。
(5) FeSO4溶液能够使酸性KMnO4溶液褪色,请写出反应的离子方程式: 。
17.向FeCl3溶液中加入铁粉和铜粉混合粉末,充分反应后,分析溶液中的溶质和可能残留固体不溶物的成分。请完成下列表格
序号 溶液中的盐 固体不溶物的成分
① FeCl2、CuCl2、FeCl3
② 无
③ FeCl2、CuCl2
④ Cu
⑤ Fe、Cu
18.(1)请选择物质,用序号填空:①新制氯水、②铁、③铜、④稀硫酸。将Fe2+转化为Fe3+,可选用的物质 ;将Fe3+转化为Fe2+,可选用的物质 。
(2)在鲜活鱼的长途运输中,必须考虑以下几点:水中需要保持适量的O2;及时除去鱼排出的CO2;防止细菌的大量繁殖。现有两种在水中起供氧灭菌作用的物质,其性能如下:
过氧化钠(Na2O2):易溶于水,与水反应生成NaOH和O2。
过氧化钙(CaO2):微溶于水,与水反应生成Ca(OH)2(微溶)和O2。
根据以上介绍,你认为运输鲜活水产时应选择 (填过氧化钠或过氧化钙)加入水中,原因是 。
(3)NaHCO3的俗名为 ,Na2CO3和NaHCO3都属于 类(填酸、碱或盐),在生活中却被用作食用碱;往饱和的碳酸钠溶液中通入CO2,化学方程式为: 。
19.消毒剂在生产生活中有极其重要的作用,开发具有广普、高效、低毒的杀菌剂和消毒剂是今后发展的趋势。
Ⅰ.含氯消毒剂在生产生活中有极其重要的作用。
(1)Cl2常用于自来水的杀菌消毒。Cl2溶于水后,溶液中具有氧化作用的含氯微粒除Cl2外还有 。
(2)为了提高生活用水的卫生标准,自来水厂常同时使用Cl2和FeSO4·7H2O进行消毒、净化,以改善水质。其原因:一是 (用离子方程式和相应的文字解释),二是生成的Fe(OH)3胶体具有较强的吸附 性能,可吸附水中的悬浮杂质,并能形成沉淀,使水净化。
(3)KClO3和浓盐酸在一定温度下反应,还原产物为黄绿色的易爆物二氧化氯。常用作消毒剂,其变化可以表示为:2KClO3+4HCl(浓) = 2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O,若改变温度至70 ℃,发现KClO3和浓盐酸反应的氧化产物和还原产物均为二氧化氯气体,试写出反应的化学方程式: 。
Ⅱ.铁的化合物高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。
(1)高铁酸钠主要通过反应制取:2Fe(OH)3+3X+ 4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+ 5H2O,则X的化学式为 。
(2)高铁酸钠在水中可以发生反应:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-↑+3O2。由此看来,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有 性。
Ⅲ.(1)H2O2可作为矿业废液消毒剂,有“绿色氧化剂”的美称。H2O2被称为“绿色氧化剂”的理由是 。
(2)取一定量的酸性KMnO4溶液依次进行下列实验,有关现象记录如下:
①加适量H2O2,紫红色褪去,并有气泡产生;
②加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色;
③后通入足量SO2,发生反应:5SO2+2MnO4-+5Pb2++2H2O==5PbSO4↓+2Mn2++4H+。
则KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为 。
20.完成下列相关反应的化学方程式或离子方程式。
(1)用NaOH溶液除去Mg中混有的杂质Al,相关化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O= ;
(2)氯气溶于水,部分发生了反应,相关离子方程式为Cl2+H2O= ;
(3)Al(OH)3可用于治疗胃酸过多,相关化学方程式为Al(OH)3+3HCl= ;
(4)实验室用氨水和硫酸铝溶液制取氢氧化铝,离子方程式为Al3++3NH3·H2O= ;
(5)FeCl3溶液可用于刻蚀电路板,相关化学方程式为2FeCl3+Cu= 。
21.FeCl3是一种用途比较广泛的铁盐。
(1)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的,刻制印刷电路时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,生成CuCl2和FeCl2,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)FeCl3在天然水中可生成氢氧化铁胶体,其沉降水中悬浮物的速率高于铝盐,是城市污水和工业废水处理的高效絮凝剂.实验中制取氢氧化铁胶体的方法是 (填序号)。
①向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液;
②将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色液体;
③将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色沉淀;
含有Fe3+的盐溶液遇到 溶液时变成红色,我们可以利用这一反应检验Fe3+的存在。
(3)FeCl3可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,化学方程式为2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl,用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目
将一定量的CCl4加入上述反应后的溶液中,振荡、静置后会发现下层液体为 色,再将混合液倒入 (填仪器名称)中,可将两层液体分离。
22.金属及其材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。
(1)下列性质中,不属于金属的物理性质的是_______。
A.反应中易失去电子 B.良好的延展性
C.良好的导电性和传热性 D.有光泽
(2)下列属于金属材料的是_______。
A.塑料 B.陶瓷 C.金刚石 D.钢铁
(3)合金具有许多优良的性能,我国C919大型飞机上就使用了大量新型材料铝合金。下列物质属于合金的是_______。
A.水银 B.青铜 C.白银 D.黄金
(4)室温下金属钠长期露置在空气中,最终将变为_______。
A.Na2O B.Na2O2 C.Na2CO3 D.NaOH
(5)为了检验FeCl2溶液是否被氧化,可向溶液中加入_______。
A.新制氯水 B.铁片 C.KSCN溶液 D.石蕊试液
(6)金属钠在空气中受热,先熔化成银色的小球,然后剧烈燃烧,写出发生反应的化学方程式: 。
(7)写出铁和水蒸气在高温下发生反应的方程式 。
(8)向FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间,写出反应过程中产生的现象 ,并依次写出发生反应的化学方程式 、 。
23.FeCl3溶液与Na2S溶液反应:
①Na2S少量:
②Na2S过量:
24.有一块铝铁合金,加入到足量氢氧化钠溶液,滤出不溶物洗涤后再用一定量盐酸恰好完全溶解,继续在溶液中加入足量氨水,在空气中静置至红褐色沉淀不再增加为止,将沉淀滤出再灼烧至恒重,得到残留 固体的质量与原合金的质量相同,则:
(1)合金溶于足量氢氧化钠溶液所得溶液中含有的阴离子有 、 ;
(2)沉淀滤出再灼烧至恒重,得到残留固体的化学式为 ;
(3)合金中铝的质量分数为 。
25.某地煤矸石经预处理后含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物等,一种综合利用工艺设计如下:
(1)“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为:___________、___________。
(2)“酸浸”时,提高浸出速率的具体措施有___________、___________。(写出两个)
(3)“碱溶”的目的是___________。物质X的化学式为___________。
(4)从流程中分离出来的Fe(OH)3沉淀可在碱性条件下用KClO溶液处理,制备新型水处理剂高铁酸钾(K2FeO4),该反应的离子方程式为:___________。
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C C C B B C C A
题号 11 12 13 14 15
答案 C C D B A
1.D
【详解】向该无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色,说明原溶液为无色,所以原溶液不存在Fe2+,由可知,的还原性大于I-,所以溴水加入后先和反应,生成和Br-,溶液是无色的,所以一定有。I-不能确定是否存在。 又离子浓度相等、溶液为电中性,讨论:①若阴离子只有,则含Na+、、K+中的两种,②若含、I-,则含Na+、、K+,若含、,不遵循电荷守恒,则一定不存在。
故选D。
2.B
【详解】A.合金的熔点一般比各成分金属的低,但也有例外如钨铁合金在铁含量较少时,熔点低于钨却高于铁,A错误;
B.铝制餐具不宜用来蒸煮酸性食物,会破坏铝表面的氧化膜,从而降低铝的抗腐蚀能力,B正确;
C.铁的导电性比铜差,C错误;
D.钢的含碳量比生铁的低,D错误;
故选B。
3.C
【详解】A.由元素守恒和电荷守恒可以判断,X为Cr3+,A正确;
B.由题中离子方程式,酸性条件下,和Fe2+会发生反应生成Fe3+和Cr3+,不可大量共存,B正确;
C.反应中是氧化剂,氧化性>Fe3+,C错误;
D.绿钒(FeSO4 7H2O)中含,有较强的还原性,易被氧化,故保存过程中应注意隔绝空气防止被氧化,D正确;
故选C。
4.C
【详解】A.挥发的浓盐酸、氯气都能和硝酸银溶液反应生成白色沉淀,挥发的HCl干扰氯气和硝酸银溶液反应,所以不能实现实验目的,故A错误;
B.高温下Fe与水蒸气反应生成氢气,氢气具有可燃性,且试管底要高于试管口,图中试管口低于试管低且没有点燃气泡,故B错误;
C.二氧化硫能与饱和碳酸氢钠反应产生二氧化碳,而二氧化碳不反应,能够达到实验目的,故C正确;
D.碳酸钠和碳酸氢钠溶液都能与氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀,所以不能用氢氧化钙溶液鉴别碳酸钠、碳酸氢钠溶液,故D错误;
故选:C。
5.C
【详解】A.向2mL溶液中滴加几滴酸性溶液,观察溶液颜色变化,探究是否有还原性,故A错误;
B.检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液,向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验,故B错误;
C.向2mL溶液中加入过量Fe,充分振荡并过滤,铁将还原为,故C正确;
D.向2mL5%溶液中滴加几滴溶液,若产生气泡有可能是的催化作用,故D错误;
故选C。
6.B
【详解】A.镁铝合金会与酸反应,A项错误;
A.原子大小不同,镁原子的加入使得镁铝原子的排列不规则,使得原子层之间的相对滑动变得困难,B项正确;
A.镁铝合金硬度大于单一金属,C项错误;
A.镁铝不与氨水反应,不能完全溶解在氨水中,D项错误。
故选B。
7.B
【详解】A.属于氮肥,可用对农作物施肥,A项正确;
B.氢氟酸能与二氧化硅反应,常用来刻蚀石英制作艺术品,但是二氧化硅是酸性氧化物,与氢氟酸能反应生成的四氟化硅不是盐,B项错误;
C.常温下,浓硫酸具有强氧化性,铁在浓硫酸中会发生钝化,生成致密的氧化物薄膜阻碍反应的继续进行,C项正确;
D.属于酸性氧化物,可以与碱反应生成盐和水,而氨水的主要成分是一水合氨,属于碱,因此,工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的,从而消除污染,D项正确;
本题选B。
8.C
【详解】A.铝镁合金窗材料为镁铝形成的合金,故A不选;
B.青铜为铜、锡形成的合金,故B不选;
C.青花瓷属于硅酸盐产品,不是合金,故C选;
D.钢是铁和碳的合金,故D不选;
答案选C。
9.C
【详解】A.实验时,应先用水蒸气排出装置中的空气,即先点燃酒精灯再点燃酒精喷灯,A错误;
B.铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,B错误;
C.氢气是中性气体,可以用无水氯化钙干燥,C正确;
D.收集的是氢气,密度比空气小,应用向下排气法,选用装置①,D错误;
故选C。
10.A
【分析】在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、试剂X等制备Fe(OH)2:在锥形瓶I 里加入稀H2SO4和铁屑,Fe与稀硫酸反应产生氢气和FeSO4,反应产生的氢气通过导气管进入到锥形瓶II里,将NaOH溶液及溶液上部空间的空气排出,使NaOH溶液周围充满了氢气。当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹,锥形瓶I中反应产生的氢气使I中气体压强增大,将FeSO4溶液压入到II中,发生反应:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,由于锥形瓶I和锥形瓶II整个装置中都充满了H2,且外界空气不容易进入装置内,所以制得的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。
【详解】A.由上述分析可知,II中发生反应:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4,离子方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,故A正确;
B.由上述分析可知,实验后期应关闭止水夹,故B错误;
C.由上述分析可知,NaOH溶液应置于装置II中,故C错误;
D.试剂X可以是稀硫酸,但不能是CuSO4溶液,因为无法生成氢气;故D错误;
答案选A。
11.C
【详解】A.漂白液、漂白粉易与二氧化碳反应而变质,因此漂白液、漂白粉应该密封保存,A错误;
B.铝和酸、碱均能反应,铝制餐具不能长时间存放酸性或碱性食物,B错误;
C.取用金属钠时用镊子夹取,钠性质活泼,可以和空气中多种成分反应,剩余钠块需放回原试剂瓶,C正确;
D.FeCl2溶液在保存时一般会放入一定量的铁粉以防止氯化亚铁被氧化,但FeCl3溶液在保存时不用放铁粉,因为二者反应生成氯化亚铁,D错误;
故选C。
12.C
【详解】A.将菠菜剪碎后,需要在研钵中研磨,故A不符合题意;
B.研磨后的物质要在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,故B不符合题意;
C.将溶解后的固体与溶液分离开,需要过滤操作,所需的仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,故C符合题意;
D.检验菠菜中的铁元素时,用稀硝酸将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,再加入硫氰化钾溶液检验溶液中铁离子,不是过滤操作,故D不符合题意;
故选C。
13.D
【详解】A.工业冶炼金属钠常用电解熔融态的氯化钠,故A错误;
B.工业冶炼金属铝,采用电解熔融氧化铝的方法,故B错误;
C.工业炼铁主要是用还原法,如高炉炼铁,故C错误;
D.工业冶炼银可以采用热分解发,如加热氧化银,故D正确;
故选D。
14.B
【详解】A.根据图示可知:过程Ⅰ是Fe3O4在太阳能作用下反应产生FeO、O2,O元素化合价由反应前Fe3O4中的-2价变为反应后O2中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,所以O2为氧化产物,故A正确;
B.过程Ⅰ中反应方程式为:2Fe3O4 6FeO+O2,每反应消耗2 mol Fe3O4反应过程中转移4 mol电子,则过程Ⅰ中每消耗即0.5mol,转移1 mol电子,故B错误;
C.根据图示可知:过程Ⅱ的反应为FeO、H2O反应产生Fe3O4、H2,该反应的化学方程式为,故C正确;
D.根据流程图可知Fe3O4是H2O分解产生H2、O2的催化剂,FeO是中间产物,铁氧化合物是循环制H2,具有节约能源、产物易分离等优点,故D正确;
故选B。
15.A
【分析】向废铁屑中加入盐酸酸溶,碳、二氧化硅不反应,充分酸溶、过滤得到主要含有FeCl2、HCl的滤液,再向滤液中加入新制氯水将Fe2+氧化为Fe3+,一定条件下蒸发结晶得到FeCl3·6H2O,加入SOCl2脱水得到FeCl3。
【详解】A.铁屑中主要成分Fe,铁和Fe3+生成Fe2+,Fe与盐酸反应也生成FeCl2,故“过滤”所得滤液中一定存在的离子有:Fe2+、H+、Cl-,A正确;
B.“氧化”时加入H2O2作氧化剂,但由于溶液显酸性,会发生反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,且在酸性溶液中不能大量存在OH-,故选项离子方程式不符合反应事实,B错误;
C.Fe3+与KSCN会发生反应使溶液显红色,能检验Fe3+,但不能检验Fe2+,则不能检验“氧化”反应是否完全,C错误;
D.SOCl2易与水反应生成一种强酸和一种酸性氧化物,则SOCl2与水反应生成HCl与SO2,而不是SO3,D错误;
故选A。
16.(1)NH4HSO4=+H++
(2)2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
(3)
(4)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO
(5)+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
【详解】(1)硫酸氢铵为强电解质,在水中发生完全电离,电离方程式:NH4HSO4=+H++。
(2)金属钠与硫酸铜溶液反应时,可认为钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4发生复分解反应,离子方程式:2Na+Cu2++2H2O=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。
(3)过氧化钠可作为供氧剂吸收二氧化碳,化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,用双线桥法标出电子转移方向和数目为:。
(4)漂白粉在空气中会逐渐吸收CO2变质生成碳酸钙,同时生成次氯酸,化学方程式:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO。
(5)FeSO4溶液能够使酸性KMnO4溶液褪色,反应生成Fe3+、Mn2+等,反应的离子方程式:+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。
17. 无 FeCl2、CuCl2 Cu FeCl2 FeCl2
【分析】根据金属活动性顺序,铁比铜活泼,铁能与铜盐溶液发生置换反应,向装有氯化铁溶液的烧杯中,加入一定量的Cu和Fe的混合粉末,则铁优先与氯化铁发生反应生成氯化亚铁,然后铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁进行解答。
【详解】在金属活动性顺序中,铁在铜的前面,铁能与铜盐溶液发生置换反应,向装有氯化铁溶液的烧杯中,加入一定量的Cu和Fe的混合粉末,则铁优先与氯化铁发生反应①,生成氯化亚铁,若反应①恰好完全,滤液中不含有氯化铜,若铁量多,反应①中铁有多余,则含有铁、铜存在,则滤液中只有氯化亚铁,一定不含有氯化铁、氯化铜;若反应①氯化铁有多余,铜与氯化铁发生反应②,生成氯化铜和氯化亚铁,若反应②适量,则固体消失,滤液中一定含有氯化亚铁、氯化铜,若反应②中氯化铁过量,则固体消失,滤液中含有氯化亚铁、氯化铜和多余的氯化铁,若反应②铜多,固体为铜,溶液中不含氯化铁;据此填空为:
序号 溶液中的盐 固体不溶物的成分
① 无
② FeCl2、CuCl2
③ Cu
④ FeCl2
⑤ FeCl2
可依次书写;
答案为:①无 ;② FeCl2、CuCl2 ;③Cu;④FeCl2;⑤FeCl2。
【点睛】氯化铁溶液中加入铁粉和铜粉,金属会反应,由于铁粉的还原性大于铜粉,因此反应有先后顺序,铁优先和铁离子反应,这是此题的关键,按照铁和铁离子相对用量的不同,分情况讨论反应、分析产物。只有当铁粉完全反应后而氯化铁仍有多余,才发生氯化铁和铜的反应。
18. ① ②③ 过氧化钙 Na2O2与水反应剧烈,生成的NaOH具有强腐蚀性 小苏打 盐 CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3
【分析】(1)Fe2+转化为Fe3+,需要一种氧化剂;Fe3+转化为Fe2+,需要一种还原剂;
(2)由题目给出的信息,过氧化钠与水反应生成NaOH和O2;过氧化钙与水反应生成Ca(OH)2和O2结合氢氧化钠和氢氧化钙的性质以及反应的剧烈程度分析判断;
(3)NaHCO3的俗名为小苏打,Na2CO3和NaHCO3都属于钠盐,往饱和的碳酸钠溶液中通入CO2,生成碳酸氢钠,据此分析解答。
【详解】(1)氯气具有氧化性,能将Fe2+转化为Fe3+,铁和铜具有还原性,能将Fe3+转化为Fe2+,故答案为:①;②③;
(2)过氧化钠与水反应生成NaOH和O2;过氧化钙与水反应生成Ca(OH)2和O2;生成的NaOH溶液的碱性太强,不适合鱼类生活,因此运输鲜活水产品时选择过氧化钙,CaO2在水中逐步溶解,与水反应缓慢不断提供氧气,生成的氢氧化钙微溶于水,不致使溶液碱性太强,故答案为:过氧化钙(或CaO2);Na2O2与水反应剧烈,生成的NaOH溶液具有强腐蚀性(或CaO2在水中逐步溶解,与水反应缓慢不断提供氧气,生成的氢氧化钙微溶于水,不致使溶液碱性太强);
(3)NaHCO3的俗名为小苏打,Na2CO3和NaHCO3都属于钠盐,往饱和的碳酸钠溶液中通入CO2,生成碳酸氢钠,化学方程式为CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3,故答案为:小苏打;盐;CO2+H2O+Na2CO3=2NaHCO3。
【点睛】解答本题(3)要注意,由于碳酸钠溶液是饱和的,因此生成的碳酸氢钠未能完全溶解,生成的碳酸氢钠可以“↓”符号。
19. HClO和ClO- Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ 能消耗多余的Cl2 5KClO3+6HCl(浓) === 5KCl+6ClO2↑+3H2O NaClO 氧化性 H2O2是氧化剂时其还原产物是H2O,没有污染 PbO2>KMnO4>H2O2
【分析】Ⅰ.(1)根据Cl2溶解在水里和与水反应的产物性质进行解答;
(2)从反应要消耗Cl2及Cl2的毒性来分析解答;
(3)由题意写出参加氧化还原反应的物质,再由原子守恒写出其他化学式并配平方程式;
Ⅱ.(1)根据原子守恒来解答;
(2)由已知反应考虑高铁酸钠的化学性质;
Ⅲ.(1)由双氧水发生还原反应后的生成物来考虑;
(2)根据氧化还原反应里氧化剂、氧化产物的氧化性强弱规律进行解答。
【详解】Ⅰ.(1)Cl2与水反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成的HClO是一种弱酸,能电离出少部分ClO-,HClO 、ClO-都具有强氧化性。
答案为:HClO和ClO-;
(2)Cl2有毒性,可以用来消毒,但残留在水中会影响水质,利用Cl2和FeSO4·7H2O发生反应;Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ 可以去除残留的Cl2。
答案为:Cl2+2Fe2+===2Cl-+2Fe3+ 能消耗多余的Cl2;
(3)KClO3和浓盐酸反应的氧化产物和还原产物均为二氧化氯气体,反应中KClO3中的Cl由+5价降为+4价,盐酸中的Cl由-1价升为+4价,再根据反应前后原子守恒确定其他生成物,最后配平,反应的化学方程式为;5KClO3+6HCl(浓) === 5KCl+6ClO2↑+3H2O。
答案为:5KClO3+6HCl(浓) === 5KCl+6ClO2↑+3H2O。
Ⅱ.(1)由反应2Fe(OH)3+3X+ 4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+ 5H2O前后各元素的原子个数不变可知X化学式为NaClO;
答案为:NaClO;
(2)4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-↑+3O2这个反应中FeO42-表现出很强的氧化性,而高铁酸钠能够消毒杀菌就是因为它的强氧化性;
答案为:氧化性;
Ⅲ.(1)双氧水H2O2作氧化剂发生还原反应,得到的还原产物是H2O,对环境没有污染,被称为“绿色氧化剂”;
答案为:H2O2是氧化剂时其还原产物是H2O,没有污染;
(2)实验①说明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4> H2O2,实验②说明Mn2+能与PbO2反应生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>KMnO4,则KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为PbO2>KMnO4>H2O2;
答案为:PbO2>KMnO4>H2O2;
【点睛】配平氧化还原化学方程式的步骤:①标价. 标出反应前后发生变化的元素化合价,②列变化.列出元素化合价和降低的数值,③求总数.求元素化合价升高和降低数值的最小公倍数,确定参与得失电子的化学式的化学计量数,④配平.用观察去配平没有参与得失电子的物质化学式的化学计量数,⑤检查.用三守恒(质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒)检查配平的化学方程式是否正确。
20. 2NaAlO2+3H2↑ H++Cl-+HClO AlCl3+3H2O Al(OH)3↓+3NH4+ 2FeCl2+CuCl2
【分析】本题考查常见物质的化学性质,根据所学知识点答题即可。
【详解】(1)Al和NaOH溶液反应的化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(2)Cl2和水反应的离子方程式为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO;
(3)Al(OH)3和HCl反应的化学方程为为:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;
(4)铝离子和氨水反应的离子方程式为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(5)FeCl3和Cu反应的化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
【点睛】需要注意的是题(4),氨水是弱碱,不会溶解Al(OH)3,不管氨水过量与否,Al3+都只会转化为Al(OH)3;同样地,向NaAlO2溶液中通入CO2,不论CO2过量与否,AlO2-都只会转化为Al(OH)3。
21. 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ② KSCN 紫(或紫红) 分液漏斗
【分析】(1)已知反应物和生成物,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平;
(3)先确定变价元素、根据化合价变化和物质的量计算转移电子数目,再根据化合价升高失电子,化合价降低得电子,确定电子转移的方向。
【详解】(1)FeCl3溶液作为“腐蚀液”,生成CuCl2和FeCl2,该离子反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中,并继续煮沸至生成红褐色液体,从而制得氢氧化铁胶体,则应选②,利用KSCN检验铁离子,溶液为血红色,故答案为②;KSCN;
(3)2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl中,Fe元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则电子转移的方向和数目为;向反应后的溶液中加入CCl4,碘单质更易溶于CCl4,且CCl4密度比水的密度大,则振荡、静置后,碘的CCl4溶液在下层,颜色为紫色(或紫红色),然后用分液漏斗分离,故答案为:;分液漏斗。
22.(1)A
(2)D
(3)B
(4)C
(5)C
(6)
(7)
(8) 生成白色沉淀,迅速变为灰绿色最终变为红褐色
【详解】(1)化学性质是在化学变化中体现出来的性质,例如可燃性、助燃性、氧化性等;物理性质是不需要发生化学变化就能体现出来的性质,例如色态味、熔沸点、密度、溶解性、挥发性、导电导热性、延展性、金属光泽等;
反应中易失去电子属于物质的化学性质;故选A;
(2)金属和合金属于金属材料;塑料属于合成材料;陶瓷、金刚石属于无机非金属材料;
故选D;
(3)合金是金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质;水银、白银、黄金都属于纯金属,青铜为铜的合金;
故选B;
(4)钠和空气中氧气生成氧化钠,氧化钠和水生成氢氧化钠,氢氧化钠吸收二氧化碳生成碳酸钠;
故选C;
(5)亚铁离子被氧化生成铁离子,铁离子和KSCN反应生成红色溶液,检验FeCl2溶液是否被氧化,可向溶液中加入KSCN溶液;
故选C;
(6)钠和氧气点燃生成过氧化钠,;
(7)铁和水蒸气在高温下发生反应生成四氧化三铁、氢气,;
(8)向FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间,反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,氢氧化亚铁迅速被空气中氧气氧化,变为灰绿色最终变为红褐色,反应为、。
23. 2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S↓ 2Fe3+ + 3S2- = 2 FeS ↓+ S↓
【详解】FeCl3溶液与Na2S溶液反应:
①Na2S少量时铁离子将硫离子氧化成硫单质,铁离子还原成亚铁离子:2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S↓ 故答案为:2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S↓;
②Na2S过量时溶液中生成的亚铁离子与硫离子生成FeS沉淀:2Fe3+ + 3S2- = 2 FeS ↓+ S↓,故答案为:2Fe3+ + 3S2- = 2 FeS ↓+ S↓。
24. 30%
【详解】⑴铝铁合金,加入到足量氢氧化钠溶液,铝反应,铁片不反应,发生2Al +2OH-+2H2O == 2AlO2-+3H2↑反应,因此溶液中有偏铝酸根离子,由于氢氧化钠过量,因此还剩余氢氧根离子,故答案为AlO2-;OH-;
⑵滤出不溶物即铁,洗涤后再用一定量盐酸恰好完全溶解,铁与盐酸反应生成氯化亚铁,继续在溶液中加入足量氨水,在溶液中生成氢氧化亚铁,在空气中静置至红褐色沉淀不再增加为止即氢氧化亚铁被空气氧化为氢氧化铁,将沉淀滤出再灼烧至恒重,氢氧化铁受热分解为氧化铁,故答案为Fe2O3;
⑶根据题意,氧化铁的质量与铝、铁的总质量相等,即利用质量守恒定律得出铝的质量就等于氧化铁中氧的质量,算铝的质量分数实质是算氧化铁中氧的质量分数,
,故答案为30%。
【点睛】利用质量守恒定律
铝的质量就等于氧化铁中氧的质量。
25.(1)Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(2)增大盐酸的浓度、升高反应温度、煤矸石研磨成粉末、搅拌等
(3)将Al(OH)3转化为AlO2-,以便和Fe(OH)3分离; CO2
(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
【详解】含SiO2(63%)、Al2O3(25%)、Fe2O3(5%)及少量钙镁的化合物用盐酸酸浸发生的反应为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O;则过滤的溶液为氯化铁和氯化铝的溶液,加碳酸钙消耗溶液中的氢离子使三价铁离子、三价铝离子都水解生成氢氧化铁、氢氧化铝的沉淀,所以再加入氢氧化钠,只要氢氧化铝溶解反应为:Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,所得溶液为偏铝酸钠溶液再通入二氧化碳进一步反应又生成氢氧化铝。
(1)氧化铝和氧化铁都能和盐酸反应生成盐和水,反应方程式分别是:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,故答案为Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O;
(2)酸的浓度、温度、反应物接触面积、是否充分搅拌、反应时间等都影响反应速率,故答案为增大盐酸的浓度、升高反应温度、煤矸石研磨成粉末、搅拌等;
(3)氯化铝和氯化铁水解都生成盐酸,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和二氧化碳,所以物质X是二氧化碳,氢氧化铝和氢氧化钠溶液反应生成可溶性偏铝酸钠,离子反应方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为将Al(OH)3转化为AlO2-,以便和Fe(OH)3分离;CO2;
(4)用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应生成K2FeO4,氯化钾和水,反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,故答案为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。
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