课时训练16 铝及铝合金
1.据央视最近报道,专家选取了我国黑龙江、江西、福建等12个省、自治区,采集各种主、副食的烹调方法和食谱,进行了科学细致的检测,结果发现有四成的食品铝含量超过国家标准2到9倍。下列说法中正确的是( )
A.Al和MgO在高温下反应产生金属镁
B.Al既能与非氧化性的酸反应又能与强碱反应产生氢气
C.明矾可用于饮用水的杀菌消毒
D.小孩可以食用含铝较多的食物
解析:铝热反应是指Al把比它不活泼的金属,从其氧化物中置换出来,故A错。杀菌消毒是利用物质的强氧化性,而明矾净水是因为Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有凝聚水中悬浮物和吸附有机色素的原因,故C错。含铝多的食物会对脑组织造成损伤,故D错。
答案:B
2.甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中加入等质量的铝粉,反应结束后生成气体的体积比为甲∶乙=1∶2,则加入铝粉的质量为 ( )
A.5.4 g B.3.6 g
C.2.7 g D.1.8 g
解析:铝和盐酸反应的方程式为2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑;铝和NaOH溶液反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,若在等物质的量的盐酸和NaOH溶液中分别投入足量的铝粉,则产生的H2的体积比为1∶3。现在产生的气体体积比为1∶2,说明铝粉的量对盐酸来说是过量的,而对NaOH来说是不足量的,与盐酸反应的铝粉是2.7 g,与NaOH反应的铝粉质量应是与盐酸反应的2倍,所以投入铝粉的质量应为5.4 g。
答案:A
3.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( )
A.Al B.Al(OH)3
C.AlCl3 D.Al2O3
解析:体系中均无固体物质时,发生的反应分别为:
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑、
Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O、
Al3++4OH-Al+2H2O、
Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O
当体系中均无固体物质时,四种物质都得到NaAlO2溶液。从方程式可以看出,当它们的质量相同时,铝单质中铝元素的物质的量最大,消耗碱量最多。
答案:A
4.铝在下列应用时应加以控制的是( )
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④银色漆颜料 ⑤明矾净水 ⑥明矾与苏打制食品膨松剂 ⑦易拉罐 ⑧用Al(OH)3凝胶制胃舒平药片 ⑨包装糖果和小食品
A.③⑤⑧⑨
B.⑥⑧⑨
C.③⑤⑨
D.③⑤⑥⑦⑧⑨
答案:D
5.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液的浓度为( )
A.1.0 mol·L-1
B.2.0 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1
D.3.0 mol·L-1
解析:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
2 mol 3×22.4 L
n(NaOH) 33.6 L
n(NaOH)==1 mol,c(NaOH)==2 mol·L-1。
答案:B
6.有关Al与NaOH溶液反应的说法正确的是( )
A.Al是还原剂,NaOH及H2O均是氧化剂
B.还原产物是H2,且由H2O还原所得的H2与NaOH还原所得的H2物质的量之比为2∶1
C.此反应说明铝具有两性,铝的活泼性比只具有金属性的金属弱
D.此反应中,只有水是氧化剂,NaOH既不是氧化剂也不是还原剂
解析:Al与NaOH溶液反应产生H2的实质是2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑,NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O,总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。
答案:D
7.将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol·L-1 H2SO4溶液中,然后再滴加1 mol·L-1 NaOH溶液。请回答:
(1)若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如下图所示。当V1=160 mL时,则金属粉末中n(Mg)= mol,V2= mL。?
(2)若在滴加NaOH溶液过程中,欲使Mg2+、Al3+刚好沉淀完全,则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)= mL。?
(3)若混合物仍为0.1 mol,其中镁粉的物质的量分数为a,用100 mL 2 mol·L-1的硫酸溶解此混合物后,再加入450 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是 。?
解析:(1)由图像可知:V1 mL的NaOH溶液是与过量H2SO4反应的,则与Mg、Al反应的H2SO4的物质的量为0.2 mol-0.16 mol×=0.12 mol。假设n(Mg)=x mol,n(Al)=y mol,则有方程组:
,解得:x=0.06 mol,y=0.04 mol。
当加入V2 mL NaOH溶液时,得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2,关系式为
Mg2+~2OH-,Al3+~4OH-,
故V2=160 mL+×103 mL·L-1=440 mL。
(2)当Mg2+、Al3+刚好沉淀完全时,溶液中只有Na2SO4,关系式为2NaOH~H2SO4,故V(NaOH)==400 mL。
(3)当所得沉淀中无Al(OH)3时,NaOH溶液过量,反应后生成的溶质为Na2SO4、NaAlO2。则根据Na元素守恒:n(NaOH)=0.45 L×1 mol·L-1≥0.1 L×2 mol·L-1×2+0.1×(1-a)mol,
解得a≥,则满足此条件的a的取值范围是≤a<1。
答案:(1)0.06 440 (2)400 (3)≤a<1
8.某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为 。?
(2)B中发生反应的化学方程式为 。?
(3)若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为c g,则铝的相对原子质量为 。?
(4)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。?
解析:铝镁合金中二者与酸都反应,但铝与碱反应,镁与碱不反应,所以A中的试剂应选择NaOH溶液。铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解,Ar=m/n=,如果在实验过程中未洗涤固体,则残留物质量偏大,铝的质量偏小,结果偏小。
答案:(1)NaOH溶液
(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(3)
(4)偏小
9.工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3·H2O、Al2O3·3H2O以及少量Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料。提取的操作过程可用以下流程图表示:
(1)写出滤液A中一种溶质与过量NaOH溶液反应进入滤液B中的离子方程式: 。?
(2)若步骤①中没有过滤操作而直接进入步骤②,对后面操作将产生的影响是 。?
解析:Al2O3为两性氧化物,能溶于盐酸和氢氧化钠;Fe2O3为碱性氧化物,溶于盐酸而不溶于氢氧化钠;SiO2为酸性氧化物,溶于氢氧化钠而不溶于盐酸。解答此题,关键要抓住这些氧化物性质的差异,形成分离、除杂质的思路。
答案:(1)Al3++4OH-Al+2H2O
(2)①中的不溶物(SiO2)在操作②中会被氢氧化钠溶液溶解,最后所得Al2O3中将含有SiO2
课件17张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引12341.铝的物理性质
铝是银白色固体、有金属光泽、有很好的延展性和导电、导热性。硬度较小,密度小。目标导航12342.铝的原子结构
铝原子的结构示意图: 。
在化学反应中铝原子易失去最外层的3个电子,显+3价,发生氧化反应,因此金属铝化学性质较活泼,在反应中作还原剂,具有还原性,其还原性比钠、镁弱。
预习交流1
Na+、Mg2+、Al3+、Cu2+、Ag+的氧化性由强到弱的顺序是 。?
答案:Ag+>Cu2+>Al3+>Mg2+>Na+。预习导引目标导航1234?预习导引目标导航12344.铝合金的应用
铝合金具有密度小、强度高、塑性好、制造工艺简单、成本低、抗腐蚀能力强、装饰效果好等特点,广泛应用于建筑业、交通运输业及电子行业。
预习交流3
铝在常温下就能与空气中的O2反应,为什么铝制品却在生活中随处可见?
答案:Al在空气中与O2反应,生成一层致密的氧化膜,牢固地覆盖在铝表面,阻止了内部的铝与空气的接触,具有良好的抗腐蚀性。预习导引问题导学即时检测探究Al的重要化学性质
活动与探究
完成以下实验报告:问题导学即时检测问题导学即时检测思考与交流
铝分别与盐酸和NaOH溶液反应生成等物质的量的氢气,消耗铝的物质的量是否相等?消耗HCl、NaOH的物质的量是否相等?
答案:由2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑
可知,生成等物质的量的H2消耗铝的物质的量相等,而消耗HCl和NaOH的物质的量不相等,n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。问题导学即时检测1.与酸反应
(1)与非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)反应,有氢气生成:2Al+6H+ 2Al3++3H2↑。
(2)与氧化性酸(硝酸、浓硫酸)反应,无氢气生成:Al+4HNO3(稀) Al(NO3)3+NO↑+2H2O。
Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸会钝化,因此可用铝制容器大量盛放、运输浓硫酸、浓硝酸。
2.与强碱反应
铝与强碱溶液反应的原理解释:
(1)氧化还原反应(或置换反应):问题导学即时检测?问题导学即时检测1231.用铝箔包装0.1 mol金属钠,用针扎出一些小孔,放入水中,用排水集气法收集产生的气体,完全反应后,则收集到的气体为(标准状况)( )
A.O2和H2的混合气体
B.1.12 L H2
C.大于1.12 L H2
D.小于1.12 L H2
解析:Na与水反应放出H2,并且生成NaOH,
2Na+2H2O 2NaOH + H2↑
0.1 mol 0.1 mol 0.05 mol
V(H2)=0.05 mol×22.4 L·mol-1=1.12 L,铝能与NaOH溶液反应也生成H2,故最后收集到的气体是这两部分H2的总和,显然比Na单独反应产生的H2多。
答案:C问题导学即时检测123?问题导学即时检测1233.把一小块镁铝合金溶于100 mL盐酸中,然后向其中滴入1 mol·L-1 NaOH溶液,生成沉淀的质量和加入NaOH溶液的体积如下图所示。
求:(1)镁铝合金的质量组成。
(2)盐酸的物质的量浓度。
(3)B点沉淀的质量。问题导学即时检测123?课时训练17 铝的氧化物与氢氧化物 从铝土矿中提取铝
1.下列关于氧化铝的说法中,不正确的是( )
A.氧化铝熔点高、硬度大,是一种耐火材料
B.氧化铝是铝元素在自然界中的唯一存在形式
C.红宝石、蓝宝石的主要成分都是氧化铝
D.氧化铝为两性氧化物,能溶于盐酸和氢氧化钠溶液
答案:B
2.既能跟NaOH溶液反应又能跟盐酸反应的氧化物是( )
A.Fe2O3 B.Al2O3
C.Al(OH)3 D.CO2
解析:Al2O3是两性氧化物,既能与酸反应,又能与碱反应。
答案:B
3.氢氧化铝可作为治疗某种胃病的内服药,这是利用了氢氧化铝的哪方面的性质( )
A.酸性 B.碱性
C.两性 D.氧化性
答案:B
4.某稀溶液既能溶解Al(OH)3,又能溶解Al2O3,但不能溶解Fe,在该溶液中可以大量共存的是( )
A.K+、Na+、HC、N
B.M、K+、N、Na+
C.H+、Z、S、N
D.Na+、S、Cl-、
解析:某稀溶液能溶解Al(OH)3和Al2O3,溶液可能为酸性或碱性,但不能溶解铁,溶液只能为碱性。A项中HC,B项中M,C项中H+均不能在碱性溶液中存在。
答案:D
5.使溶液中的Al完全转化成Al(OH)3,应选择的最好试剂是( )
A.稀硫酸 B.盐酸
C.CO2 D.氨水
解析:使Al转化成Al(OH)3需加酸,若用强酸会使Al(OH)3溶解,最好通入CO2气体。
答案:C
6.向含有a mol AlCl3的溶液中加入含b mol NaOH的溶液,生成沉淀的物质的量可能是( )
①a mol ②b mol ③a/3 mol ④b/3 mol ⑤0 mol ⑥(4a-b)mol
A.①②③⑤⑥ B.①②④⑤⑥
C.①④⑤⑥ D.①③⑤
解析:当AlCl3和NaOH恰好完全反应生成沉淀时,即a∶b=1∶3时,n[Al(OH)3]=a mol=b/3 mol;当OH-不足时,Al3+有剩余,可能生成b/3 mol Al(OH)3;当a∶b≤1∶4时,无Al(OH)3存在;当1∶4
答案:C
7.从铝土矿中提炼铝所涉及的下列有关反应中,属于氧化还原反应的是( )
A.铝土矿溶于NaOH溶液中
B.向偏铝酸钠溶液中通入过量CO2
C.灼烧氢氧化铝固体
D.电解熔融的氧化铝
解析:Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O、NaAlO2+2H2O+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3、2Al(OH)3Al2O3+3H2O,A、B、C均属于非氧化还原反应。D为2Al2O34Al+3O2↑是氧化还原反应。
答案:D
8.下列各组离子能在同一溶液里大量共存的是( )
A.Na+、Al3+、Cl-、Al
B.K+、H+、S、Al
C.Na+、Al3+、N、OH-
D.K+、Na+、Al、C
解析:A项中Al3+与Al不共存;B项中H+与Al不共存;C项中Al3+与OH-不共存。
答案:D
9.能正确表示下列反应的离子方程式是( )
A.硫酸铝溶液中加入过量氨水 Al3++3OH-Al(OH)3↓
B.碳酸钠溶液中加入澄清石灰水 Ca(OH)2+CCaCO3↓+2OH-
C.冷的氢氧化钠溶液中通入氯气 Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
D.稀硫酸中加入铁粉 2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
解析:A中氨水是弱电解质,应写成分子式,错误;B中澄清石灰水应写成离子形式,错误;D中铁粉与稀硫酸反应生成亚铁离子,错误。
答案:C
10.有下列几个反应:①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液;②向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液;③向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液;④向NaAlO2溶液中滴加盐酸。
符合反应①的图像是 ,符合反应②的图像是 ,符合反应③的图像是 ,符合反应④的图像是 ,写出步骤②中的三个化学方程式 、 、 。?
解析:向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,其反应过程为AlCl3+3NaOH3NaCl+Al(OH)3↓,Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O,所以沉淀完全与沉淀溶解消耗的NaOH的体积比为3∶1;向盐酸和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液,反应过程为HCl+NaOHNaCl+H2O,AlCl3+3NaOH3NaCl+Al(OH)3↓,Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O;向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,其反应过程为4OH-+Al3+Al+2H2O,3Al+Al3++6H2O4Al(OH)3↓,所以没有沉淀与产生沉淀消耗的AlCl3的体积比为3∶1;向NaAlO2溶液中滴加盐酸,其反应过程为Al+H++H2OAl(OH)3↓,Al(OH)3+3H+Al3++3H2O,所以产生沉淀与沉淀溶解消耗的HCl 的体积比为1∶3。
答案:A B C D HCl+NaOHNaCl+H2O AlCl3+3NaOH3NaCl+Al(OH)3↓ Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O
11.铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量杂质)是提取铝的原料。提取铝的工艺流程如下:
(1)请用离子方程式表示以上工艺流程中第①步反应:
。?
(2)写出以上工艺流程中第③步反应的化学方程式:
。?
(3)若第①步加入的是盐酸,则发生反应的离子方程式为 。?
解析:铝土矿的主要成分是Al2O3,既可用氢氧化钠溶液溶解,也可用盐酸溶解,发生的离子反应分别为Al2O3+2OH-2Al+H2O,Al2O3+6H+2A+3H2O,原方案中为保证把偏铝酸钠溶液中的铝元素完全转化为氢氧化铝沉淀,应通入足量二氧化碳气体,所以发生的化学反应为NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3。
答案:(1)Al2O3+2OH-2Al+H2O
(2)NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3
课件20张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引1234?目标导航1234?预习导引目标导航1234(3)实验室制备
实验室常用AlCl3溶液和氨水反应制取Al(OH)3,该反应的化学方程式为AlCl3+3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH4Cl。
预习交流2
实验室制取Al(OH)3一般用可溶性铝盐和氨水,能否用可溶性铝盐和氢氧化钠溶液?
答案:不能,因为可溶性铝盐和氢氧化钠溶液反应生成的Al(OH)3能与氢氧化钠继续反应。预习导引目标导航1234?预习导引目标导航12344.从铝土矿中提取铝
(1)铝的存在
地壳中含量较多的四种金属元素的顺序(由高到低)为Al、Fe、Ca、Na。
铝元素占地壳总量的7.73%,是地壳中含量最多的金属元素。铝土矿的主要成分为Al2O3,它是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。
(2)铝的冶炼
以铝土矿为原料,冶炼铝包括两个过程:由铝土矿提纯氧化铝和由氧化铝电解制取金属铝。
①铝土矿与NaOH溶液反应,生成NaAlO2和水,化学方程式为Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O。将反应得到的混合物过滤,除去残渣。预习导引目标导航1234②向滤液中通入过量CO2,生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3。
③高温灼烧Al(OH)3得到Al2O3,化学方程式为2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。
④工业上采用电解熔融氧化铝的方法制得金属铝,化学方程式为2Al2O3 4Al+3O2↑。
预习交流3
工业上为什么不采用还原法冶炼铝,而是利用电解法?
答案:Al是十分活泼的金属,而氧化铝较稳定,一般的还原剂很难与Al2O3反应,所以工业上用电解的方法来冶炼铝。预习导引问题导学即时检测一二一、探究Al(OH)3的制备
活动与探究1
探究实验:(对比实验)
(1)取一支试管加入1 mL AlCl3溶液,逐滴加入NaOH溶液,边加边振荡至过量。
现象:?
(2)取一支试管加入1 mL AlCl3溶液,滴加氨水至过量。
现象: 。?
答案:(1)先出现白色胶状沉淀,后沉淀溶解
(2)有白色胶状沉淀生成,氨水过量,沉淀并未减少或消失
思考与交流
你认为实验室制取Al(OH)3用什么方法好?
答案:可溶性铝盐[如Al2(SO4)3、AlCl3等]溶液与氨水反应来制取。问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二?问题导学即时检测一二二、关于Al(OH)3图像的实验探究
活动与探究2
如下图所示图像中,纵坐标为沉淀物的物质的量,横坐标为某溶液中加入反应物的物质的量,按题目要求将相应图的字母填入下列空格。
(1)表示饱和AlCl3溶液中滴加氨水至过量的是 。?
(2)表示向饱和AlCl3溶液中滴加NaOH至过量的是 。?
(3)表示向饱和石灰水中通入CO2至过量的是 。?
(4)表示向MgCl2和AlCl3的混合溶液中滴加NaOH溶液至过量的是 。?
答案:(1)C (2)B (3)A (4)D问题导学即时检测一二思考与交流
请写出以上各步反应的化学方程式。
答案:(1)AlCl3+3NH3·H2O Al(OH)3↓+3NH4Cl
(2)AlCl3+3NaOH Al(OH)3↓+3NaCl
Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O
(3)Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O
CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2
(4)MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl
AlCl3+3NaOH Al(OH)3↓+3NaCl
Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二问题导学即时检测1231.电解法炼铝时,冰晶石的作用是( )
A.助熔剂 B.催化剂
C.还原剂 D.氧化剂
答案:A问题导学即时检测123A.Al(OH)3 B.AlCl3
C.HCl D.NaOH
答案:A问题导学即时检测1233.近年来,科技人员研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是把发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的,其优点是硬度高,密度小(约为0.16~0.5 g·cm-3),比木材还轻,可浮于水面,又有很大刚性,且隔音、保温,是一种良好的建筑材料和轻质材料,可大批量投放市场。
(1)铝制成铝箔做食品包装,是利用它的哪一性质( )
A.金属光泽 B.延展性
C.导电性 D.导热性
(2)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)而对铝起保护作用,但这层氧化膜(氧化物)遇到强酸或强碱都会溶解,请写出:
其与盐酸反应的离子方程式: 。?
其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。?问题导学即时检测123答案:(1)B
(2)Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O
(3)Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O课时训练18 从自然界中获取铁和铜
1.下列物质的主要成分不正确的是( )
A.赤铁矿:Fe2O3
B.铜绿:CuO
C.磁铁矿:Fe3O4
D.铝土矿:Al2O3
解析:常见矿物质的主要成分及某些化学物质的俗称与化学式要能对号。铜绿的化学式是Cu2(OH)2CO3。
答案:B
2.某磁铁矿石200 t,经分析其中含有铁元素86.9 t。则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为( )
A.50% B.60%
C.65% D.70%
解析:依据含有铁元素86.9 t可计算含有Fe3O4 120.0 t,则磁铁矿中Fe3O4的质量分数为60%。
答案:B
3.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广。其主要原因是( )
A.价格便宜,不易生锈
B.铁锅含有碳元素
C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素
D.传热慢,保温性能好
答案:C
4.下列说法正确的是( )
A.金属铜一般用电解法进行冶炼
B.铝可用金属钠还原的方法大量生产
C.金属钠一般用电解法进行生产
D.用焦炭还原铁矿石得到的铁是纯铁
解析:金属铜应使用热还原法进行冶炼,但要用电解法进行电解精炼;Al虽然可用金属钠还原出来,但这样冶炼成本太高,一般使用电解法冶炼;金属钠还原性强,一般还原剂无法将它还原出来,所以使用电解法冶炼;高炉炼铁得到的金属铁含有较多杂质,主要含碳。
答案:C
5.实验室欲使1.6 g氧化铁完全被还原,事先需准备的CO在标准状况下的体积应为( )
A.336 mL B.672 mL
C.大于672 mL D.小于672 mL
解析:根据题意,设完全还原1.6 g氧化铁消耗标准状况下的CO气体体积为V,则
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 g 3×22 400 mL
1.6 g V
V=672 mL
因为反应前后都要通入CO气体,所以实际需要的CO在标准状况下体积应大于672 mL。
答案:C
6.普通铜器时间稍久容易出现铜绿,其主要成分是Cu2(OH)2CO3。而圆明园流失的牛首、猴首和虎首这三件1760年的铜铸国宝在250多年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,下列对其原因的分析,最可能的是( )
A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B.环境污染日趋严重,它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C.铜的金属活动性比氢小,因此不易被氧化
D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的铜合金
答案:D
7.我国古代曾用火烧孔雀石和焦炭混合物的方法炼铜。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其冶炼方法是( )
A.焦炭还原法 B.湿法炼铜
C.铝热还原法 D.电解冶炼法
解析:孔雀石受热发生分解反应[实为Cu(OH)2,CuCO3的分解反应]:Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑。由CuO炼铜,可用焦炭还原法:C+2CuO2Cu+CO2↑;虽然也可用铝热还原法,但既浪费能源(高温),又浪费铝,经济效益差;况且我国古代既没有Al,也没有掌握冶炼Al的技术,故C项不选。我国古代没有电,故不可能用电解冶炼法;Cu2(OH)2CO3和CuO都不溶于水,没有强酸,也不可能采用湿法炼铜。
答案:A
8.下列物质中,不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜 C.钢铁 D.水银
答案:D
9.在一定条件下可实现如图所示物质之间的转化。请填写以下空白:
(1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解。图中的F是 。?
(2)写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式: 。?
(3)图中所得G和D都为固体,混合后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式: 。?
(4)工业上采用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜,第一步反应为2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2↑,若1 mol O2参加反应,转移的电子数为 mol。?
(5)电解B时每生成1 mol D,同时生成 mol E。?
解析:据题给信息可以判断出A中含NaAlO2,沉淀为Al(OH)3,B为Al2O3。F为CO2,G(固体)为CuO。D(固体)为Al,E为O2。
CuFeS2中Cu为+2价,Fe为+2价,S为-2价,Cu2S中Cu为+1价,故反应中化合价升高的只有CuFeS2中S元素,且由-2价到+4价,由此计算转移的电子数。
答案:(1)CO2
(2)Al3++4OH-Al+2H2O
(3)3CuO+2Al3Cu+Al2O3
(4)6 (5)0.75
10.某地产孔雀石的主要成分是Cu3(OH)4CO3。
(1)试写出该孔雀石高温分解的化学方程式: 。?
(2)试以(1)中所得金属氧化物为原料,分别采用湿法冶炼和高温冶炼的方式制取金属铜。
供选择的试剂有:①木炭,②铁屑,③生石灰,④稀硫酸,不得另选其他试剂,写出反应的化学方程式。
A.湿法冶炼: 、 ?
(可不填满,也可补充,下同)
B.高温冶炼: 、 。?
答案:(1)Cu3(OH)4CO33CuO+2H2O↑+CO2↑
(2)A.CuO+H2SO4CuSO4+H2O Fe+CuSO4FeSO4+Cu
B.2CuO+C2Cu+CO2↑(或CuO+CCu+CO↑)
课件15张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引121.铁的获取
(1)铁的存在
①含量:铁元素在地壳中的含量位居第四位。
②存在形态:自然界中铁主要以化合态形式存在,铁单质只存在陨铁中。
③常见铁矿:磁铁矿的主要成分为Fe3O4,赤铁矿的主要成分为Fe2O3。
(2)铁的冶炼
①设备:炼铁高炉。
②原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。
③原理:在高温下,用还原剂把铁从铁矿石中还原出来。目标导航12④主要反应
a.还原剂的生成:C+O2 CO2,CO2+C 2CO。
b.铁矿石的还原(以Fe2O3为例):Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。
c.炉渣的形成:CaCO3 CaO+CO2↑,CaO+SiO2 CaSiO3。
⑤铁合金
含碳2%~4.5%的为生铁,含碳0.03%~2%的为钢。
预习交流
工业炼铁中焦炭的作用是什么?
答案:①与氧气经过一系列反应提供还原剂;②反应放热维持高温。预习导引目标导航122.铜的获取
(1)铜的存在
①存在形态:化合态,及少量单质。
②常见铜矿:黄铜矿的主要成分为CuFeS2,孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2。
(2)铜的冶炼
①工业炼铜
黄铜矿 含Ag、Au、Fe、Zn等杂质的粗铜 精铜
②生物炼铜(矿堆浸铜法)
a.原理:CuS CuSO4 Cu。
b.特点:成本低、污染小、反应条件简单。预习导引问题导学即时检测一二一、探究铁的存在与冶炼
活动与探究1
Fe是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。自然界中的铁矿石主要有磁铁矿和赤铁矿。在高炉炼铁过程中,除了加入铁矿石外,还应加入焦炭和石灰石。
(1)写出磁铁矿主要成分的化学式: 。?
(2)写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式: 。?
(3)写出焦炭在高炉中所参与的两个主要化学反应方程式: , 。?
答案:(1)Fe3O4
(2)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
(3)C+O2 CO2 CO2+C 2CO问题导学即时检测一二思考与交流
还原铁的氧化物能否直接用焦炭?
答案:不能。因为焦炭为固体,与铁矿石的接触面积较小,很难充分发生反应,可用CO还原,因为CO是气体,与铁矿石的接触面积大,提高了反应速率。问题导学即时检测一二1.工业炼铁中石灰石的作用是石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣,有关化学方程式为CaCO3 CaO+CO2↑;CaO+SiO2 CaSiO3(炉渣)。
2.如果要将Fe2O3还原为Fe,除CO外,还可以选用H2、C等非金属单质或者Al等较活泼的金属,其方程式为3C+2Fe2O3 3CO2↑+4Fe,2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe。问题导学即时检测一二二、探究铜的存在与冶炼
活动与探究2
铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响,请完成(1)~(3)题:
(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜],试写出该反应的化学方程式: 。?
(2)铜器表面有时会生成铜绿,请写出生成铜绿的化学方程式: ;这层铜绿可以用化学方法除去,试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式: 。?
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币?(铜的熔点是1 183.4 ℃,铁的熔点是1 534.8 ℃)问题导学即时检测一二解析:西汉时期的“曾青得铁则化为铜”是湿法冶金术的先驱,Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。当铜生成铜绿时,铜元素的化合价升到+2,所以空气中必有氧化剂参加了反应。因铜在常温下不与稀硫酸反应,而铜绿则能与稀硫酸反应,所以可以考虑用稀硫酸清洗。
2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3;
Cu2(OH)2CO3+4H+ 2Cu2++CO2↑+3H2O。
根据题给信息以及作货币的实际需要,选择铜作货币不仅是因为铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型,同时还因为铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀,加上铜有迷人的光泽。
答案:(1)Fe+CuSO4 Cu+FeSO4
(2)2Cu+O2+CO2+H2O Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3+2H2SO4 2CuSO4+CO2↑+3H2O
(3)铜的熔点低,化学性质稳定,有迷人的光泽,易铸造。问题导学即时检测一二思考与交流
要得到高纯度的铜,还要怎么处理?
答案:对粗铜进行电解精炼。铜的冶炼方法有 问题导学即时检测1231.中国现在已经有足够的钢铁产量,能够满足自身基础设施发展的需求。下列关于铁矿石的说法不正确的是 ( )
A.铁矿石还原成铁的化学方程式:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
B.自然界中有游离态的铁
C.钢铁是纯净的铁,不含任何杂质
D.磁铁矿的主要成分是Fe3O4
解析:钢铁是含碳量为0.03%~2%的铁合金。
答案:C问题导学即时检测1232.下列说法中不正确的是( )
A.人类历史上使用最早的合金是青铜
B.后母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器
C.目前世界上使用量最大的合金是铝合金
D.目前世界上用途最广的合金是钢
解析:世界上使用量最大的合金为铁合金。
答案:C问题导学即时检测1233.古代的“药金”外观与黄金相似,常被误认为黄金。它的冶炼方法是将ZnCO3、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热到800 ℃,得到金光闪闪的“药金”,则药金的主要成分是 ,有关的化学方程式为 。?
解析:碳酸锌高温下分解生成氧化锌,而氧化物与木炭高温下反应置换出金属铜和锌,故药金的主要成分是锌和铜。
答案:Zn、Cu ZnCO3 ZnO+CO2↑,C+2Cu2O 4Cu+CO2↑,C+2ZnO 2Zn+CO2↑课时训练19 铁、铜及其化合物的应用
1.缺铁性贫血是由于体内储存铁的缺乏,影响血红蛋白的合成所引起的。国际互联网上报道:“目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血。纠正缺铁性贫血,首先除去引起贫血的病因,还要补充含铁丰富的食物。”这段话中的铁是指( )
A.铁单质 B.铁元素
C.氧化铁 D.四氧化三铁
答案:B
2.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行如下实验操作时的最佳顺序为( )
①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液
A.①③ B.③②
C.③① D.①②③
解析:加入NH4SCN无血红色出现证明无Fe3+,再加氯水,如有Fe2+,则可被氧化为Fe3+而使溶液呈血红色。KMnO4也能氧化Fe2+,但KMnO4本身为紫色,使Fe3+和NH4SCN反应后的血红色不易观察。
答案:C
3.将Cu片放入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,反应一段时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则溶液中Cu2+和Fe3+的物质的量之比为(不考虑溶液体积变化)( )
A.3∶2 B.3∶5
C.4∶3 D.3∶4
解析:由铁守恒得,反应后生成c(Fe2+)=×0.1 mol·L-1=0.06 mol·L-1,剩余c(Fe3+)=×0.1 mol·L-1=0.04 mol·L-1,由方程式知2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,故n(Cu2+)∶n(Fe3+)=c(Cu2+)∶c(Fe3+)= mol·L-1∶0.04 mol·L-1=0.03 mol·L-1∶0.04 mol·L-1=3∶4。
答案:D
4.下列离子方程式正确的是( )
A.铁跟FeCl3溶液反应:Fe+Fe3+2Fe2+
B.Fe跟稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
C.FeCl2溶液跟Cl2反应:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-
D.Fe(OH)3跟盐酸反应:Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
解析:A中电荷不守恒,应为Fe+2Fe3+3Fe2+;B中违反反应事实,应为Fe+2H+Fe2++H2↑;C中得失电子、电荷均不守恒,应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
答案:D
5.某同学设计下列方法对A盐的水解液进行鉴定,由此得出的结论中,不正确的是( )
A
A.D溶液中存在Fe(SCN)3
B.滤液中有Fe3+
C.B为AgBr
D.A一定为无氧酸盐FeBr2
解析:根据B、D现象可确定A是由Fe3+和Br-或由Fe2+和Br-组成的盐。
答案:D
6.鉴定某一FeCl2溶液是否被氧化,最好采用( )
A.加入NaOH溶液
B.加入KSCN溶液
C.先通入氯气,再加入KSCN溶液
D.先加足量铁粉,再加入KSCN溶液
解析:题目本意是证明溶液中无三价铁离子,而不需要再证明有无亚铁离子,因此最好是加入KSCN溶液。如果还要证明有无亚铁离子,则应该先加KSCN溶液,再加入新制氯水或通入氯气。
答案:B
7.某溶液中可能存在Mg2+、Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液,开始时是白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变成红褐色。下列结论正确的是( )
A.一定有Fe2+存在,一定没有Fe3+、Mg2+
B.一定有Fe3+存在,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+存在,可能有Fe2+,一定没有Mg2+
D.一定有Fe2+存在,可能有Mg2+,一定没有Fe3+
解析:因为Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化可掩盖其他白色沉淀,故溶液中可能含有Mg2+,D正确。
答案:D
8.将下列反应,其产物的颜色按血红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧;
②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间;
③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液;
④无水硫酸铜放入医用酒精中。
A.②③①④ B.③②①④
C.③①②④ D.①②③④
解析:Na2O2呈淡黄色、Fe(OH)3呈红褐色、Fe(SCN)3呈血红色、CuSO4溶液呈蓝色。
答案:B
9.已知Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,Zn+2Fe3+Zn2++2Fe2+,现把等物质的量的CuSO4、FeCl3和Zn置于水中,充分反应后的混合物中除S、Cl-外还有( )
A.Zn2+、Cu、Fe2+
B.Zn2+、Cu2+、Fe、Fe2+
C.Zn2+、Cu2+、Fe2+
D.Zn2+、Cu2+、Cu、Fe2+
解析:设CuSO4、FeCl3和Zn的物质的量均为1 mol,由题中所给的反应式可得出氧化性:Fe3+>Cu2+,所以Zn先与Fe3+反应,则1 mol Fe3+消耗Zn 0.5 mol,剩余的0.5 mol Zn能置换出0.5 mol Cu,溶液中还剩余Cu2+ 0.5 mol,即反应后的混合物中还含有Fe2+、Zn2+、Cu2+、Cu。
答案:D
10.按下面的实验过程填空:
浅绿色FeBr2溶液黄色液体
写出上述反应的化学方程式:
(1) ;?
(2) ;?
(3) 。?
解析:因发生反应(1)2FeBr2+3Cl22FeCl3+2Br2。所以,加CCl4分层后,上层是FeCl3水溶液呈黄色(a);下层是溶有溴的CCl4层,呈橙红色(b)。在上层FeCl3水溶液中加少量KI淀粉液,因发生反应(2)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2,I2使淀粉变蓝色(c);下层加少量KI淀粉液,发生反应(3)2KI+Br2I2+2KBr,虽然此反应也生成了I2,与上层不同的是碘遇淀粉并不显蓝色,而是碘从淀粉溶液中被萃取到CCl4里,碘在CCl4里显紫色(d)。
答案:(a)黄色 (b)橙红色 (c)蓝色 (d)紫色
(1)2FeBr2+3Cl22FeCl3+2Br2
(2)2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2
(3)2KI+Br2I2+2KBr
11.将铁粉、铜粉、FeCl3溶液和CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)。试判断下列情况下,溶液中存在的金属离子和金属单质。
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有 ;?
(2)若氯化铜有剩余,则容器中可能有 ;?
(3)若氯化铁和氯化铜都有剩余,则容器中不可能有 ,可能有 。?
解析:凡相互间能发生反应的物质就不可能大量共存。本题涉及的反应有
①Fe+2FeCl33FeCl2
②Fe+CuCl2Cu+FeCl2
③Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2
(1)若铁粉有剩余,则容器中不可能有Fe3+、Cu2+,因为它们能发生上述①②反应。
(2)若CuCl2有剩余,则容器中不可能有Fe,可能有Fe2+、Fe3+或Fe2+、Cu。
(3)若FeCl3和CuCl2均有剩余,则容器中不可能有Fe、Cu,可能有Fe2+。
答案:(1)Fe3+、Cu2+
(2)Fe2+、Fe3+或Fe2+、Cu
(3)Fe、Cu Fe2+
12.铁作为重要的金属元素与人类生产、生活密切相关,某课外活动小组在学习了氧化剂和还原剂后,要利用实验验证铁及其化合物的性质。
请你帮助他们完成以下实验报告:
(1)实验目的:探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
(2)试剂:铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。
(3)仪器:胶头滴管, (你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器)。?
(4)实验记录:
序号
实验内容
实验现象
离子方程式
实验结论
①
在FeCl2溶液中滴入适量氯水
溶液由浅绿色变为黄色
Fe2+具有还原性
②
在FeCl2溶液中加入锌片
—
Zn+Fe2+Zn2++Fe
③
在FeCl3溶液中加入足量铁粉
Fe+2Fe3+3Fe2+
Fe3+具有氧化性
④
—
—
Fe3+具有氧化性
(5)实验结论:Fe只有还原性,Fe3+只有氧化性,Fe2+既有氧化性,又有还原性。
①根据以上结论判断,下列物质中既有氧化性,又有还原性的有 (填序号)。?
A.Cl2 B.Na C.Na+
D.Cl- E.SO2 F.NO2
②亚铁盐在溶液中易被氧化,而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该 防止亚铁盐被氧化。?
解析:根据探究实验目的和提供的试剂分析,本实验只需要试管和胶头滴管就可以完成。再结合实验记录中的部分内容,就可以判断利用铁粉与FeCl3反应,探究出Fe的还原性、Fe3+的氧化性;利用提供的氯水、FeCl2(aq),推断Fe2+具有还原性;利用FeCl2(aq)和锌片推断Fe2+有氧化性。最后推出中间价态的Fe2+既具有氧化性又具有还原性,从而判断A、E、F也符合以上规律。
答案:(3)试管
(4)①Cl2+2Fe2+2Cl-+2Fe3+ ②Fe2+具有氧化性 ③铁粉逐渐溶解,溶液由黄色变为浅绿色 ④在FeCl3溶液中加入铜片
(5)①AEF ②在亚铁盐溶液中加入少量铁粉
课件21张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引12341.铁是一种可被磁铁吸引的银白色金属,铜是紫红色金属,它们都是热和电的良导体。目标导航12342.铁和铜在一定条件下可以与某些非金属、酸和盐溶液等发生反应。铁分别与氯气、稀硫酸、硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Fe+3Cl2 2FeCl3、Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑、Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。
预习交流
能否用铁制容器盛放浓硫酸?
答案:能。常温下铁遇浓硫酸发生钝化,从而阻止反应进一步发生。但加热时能解除钝化。预习导引目标导航12343.化学上常用硫氰化钾溶液检验Fe3+,反应的离子方程式是Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,现象是溶液变成血红色。预习导引目标导航12344.在配制含Fe2+的溶液时,向溶液中加入少量铁粉,目的是使被氧气氧化形成的Fe3+还原为Fe2+,该反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+。为除去废水中的Fe2+,常先将废水中的Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的pH使Fe3+转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。预习导引问题导学即时检测一二一、探究铁及其化合物的氧化性或还原性
活动与探究1
为了比较Fe2+、Fe3+及Fe单质的氧化还原性,某化学兴趣小组在实验室进行了如下探究实验:
1.预测与假设
(1)只有氧化性的微粒: 。?
(2)只有还原性的微粒: 。?
(3)既有氧化性又有还原性的微粒: 。?答案:1.(1)Fe3+ (2)Fe (3)Fe2+ 问题导学即时检测一二2.实验方案
(1)证明 只有氧化性,需加入还原剂,如 等。?
(2)证明 只有还原性,需加入氧化剂,如 等。?
(3)证明 有氧化性,需加入还原剂,如 ;证明其有还原性,需加入氧化剂,如 等。?答案:2.(1)Fe3+ 铁粉、铜片、锌片 (2)Fe 氯水 稀硫酸
(3)Fe2+ 锌片 氯水问题导学即时检测一二答案: 3.(1)红 红色消失 氧化 还原 Fe+2Fe3+ 3Fe2+ 红 氧化 Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+ 问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二答案: (2)无明显现象 红 还原 2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- 浅绿
无 氧化 Zn+Fe2+ Zn2++Fe 白 灰绿 红褐 氧气 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
思考与交流
Fe在Cl2中燃烧生成+3价铁的化合物FeCl3,Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,说明了什么?
答案:Cl2将Fe全部氧化为Fe3+,O2只将Fe部分氧化成Fe3+,说明Cl2的氧化性比O2的氧化性强。问题导学即时检测一二“铁三角”
Fe、Fe2+、Fe3+之间的“三角”转化(氧化还原反应)
Fe的化合价为0,是最低价态,单质铁只表现还原性,Fe2+处于中间价态,既有氧化性又有还原性,Fe3+为最高价态,只具有氧化性。问题导学即时检测一二(1)Fe Fe2+:铁与氧化性较弱的非金属单质(如S)、非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)、不活泼金属的盐溶液(如CuSO4、AgNO3)反应,都能实现这种转化。另外还有2Fe3++Fe 3Fe2+。
(2)Fe Fe3+:铁与强氧化剂(如氯气、硝酸)在一定条件下会实现这种转化。
(3)Fe2+ Fe3+:亚铁盐与强氧化剂(如氯气)反应,2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。
(4)Fe3+ Fe2+:铁盐溶液与较强还原剂(如Fe、Zn、Cu等金属或NaI、SO2等还原性化合物)反应。2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。
(5)Fe2+ Fe:比较活泼的金属(如Zn、Al)能从亚铁盐溶液中置换出来。
(6)Fe3+ Fe:铁盐溶液与足量活泼金属(K、Ca、Na除外)反应:2FeCl3+3Zn2Fe+3ZnCl2。问题导学即时检测一二二、探究Fe3+和Fe2+的检验
活动与探究2
请完成以下实验报告:
检验Fe3+、Fe2+的实验问题导学即时检测一二思考与交流
检验Fe2+可否先加氯水,再加KSCN溶液?
答案:不可以。这样无法排除Fe3+。问题导学即时检测一二Fe2+和Fe3+的检验
(1)Fe3+的检验
①观察法:含Fe3+的盐溶液呈棕黄色。
②SCN-法:滴入KSCN溶液或其他可溶性硫氰化物溶液,呈血红色,则说明含有Fe3+。
③碱液法:加入碱液(氨水亦可),有红褐色沉淀生成的,说明含有Fe3+。
(2)Fe2+的检验
①观察法:含Fe2+的盐溶液呈浅绿色。
②SCN-法:滴入KSCN溶液或其他可溶性硫氰化物溶液不变红色,再加入强氧化剂(如氯水)后溶液变为血红色,则说明含有Fe2+。
③碱液法:加入碱液(氨水亦可)先生成白色沉淀,又迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀,说明含有Fe2+。问题导学即时检测1231.下列溶液有时会显黄色,其中是由于久置时被氧化而变色的是( )
A.硫酸亚铁溶液 B.高锰酸钾溶液
C.工业盐酸 D.浓硝酸
解析:Fe2+具有较强的还原性,易被氧化。
答案:A问题导学即时检测1232.A、B、C是中学化学中常见的单质,常温下甲、乙两种化合物分别是黑色固体和无色液体,这些化合物和单质之间有如下图所示的关系。
据此判断:
(1)元素A有可变化合价,则单质A是 ,化合物甲是 。?
(2)写出反应①②③的化学方程式。问题导学即时检测123解析:A具有可变化合价符合Fe的特征,因此可假设A为铁元素,点燃条件下与O2反应可生成黑色Fe3O4,Fe与无色液体H2O在高温下也能生成黑色Fe3O4,同时生成H2,而Fe3O4在高温下又能被H2还原得到Fe和H2O与题意相符。
答案:(1)Fe Fe3O4
(2)①3Fe+2O2 Fe3O4;②3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2;③Fe3O4+4H2 3Fe+4H2O。问题导学即时检测1233.某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。
请你填出该同学实验中出现了以下现象时应得出的结论:
(1)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,结论是 。?
(2)若滴入酸性高锰酸钾溶液后不褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 。?
(3)若滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液变红,结论是 。?
(4)能不能将KMnO4和KSCN滴入到同一试管中进行验证,为什么?试进行解释 。?问题导学即时检测123解析:FeSO4变质后Fe2+会被氧化成Fe3+,因此在检验的时候,关键看溶液中是否含有Fe3+。同时,我们还要验证溶液中是否还含有Fe2+,方法是利用Fe2+具有一定的还原性和具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液发生反应,使紫色褪去。
答案:(1)补铁药没有被氧化
(2)补铁药完全被氧化
(3)补铁药部分被氧化
(4)不能,原因是KMnO4溶液呈紫红色,影响Fe3+的检验;SCN-具有还原性,影响Fe2+的检验课时训练20 硅酸盐矿物与硅酸盐产品
1.远古时期人类就已经开始加工和使用陶瓷,如下图所示是清代民窑陶瓷产品。下列关于陶瓷的说法正确的是 ( )
清康熙 景德镇窑青花釉里红山水纹花觚
A.陶瓷是硅酸盐产品
B.陶瓷是金属产品
C.陶瓷中不含金属元素
D.陶瓷属于合金材料
解析:陶瓷属于传统硅酸盐产品,硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。所以陶瓷中含有金属元素,但不属于合金材料。
答案:A
2.下列材料的特性及用途说法错误的是( )
A.氧化铝陶瓷具有两性,不可用来制造人造牙齿
B.氮化硅陶瓷耐高温且不易传热,可用来制造柴油机
C.光导纤维导光的能力很强,是非常好的通信材料
D.压电陶瓷十分敏感,可以将极其微弱的机械振动转换成电信号,可用来制压电地震仪
解析:Al2O3具有两性,可与酸、碱反应,牙齿经常接触酸性物质,但氧化铝陶瓷性质相当稳定,酸碱很难将其腐蚀,且氧化铝制成的假牙与天然牙齿十分接近,选项A说法错误。
答案:A
3.根据水泥和玻璃的生产,总结出硅酸盐工业的一般特点是( )
①生成物是硅酸盐 ②反应条件是高温 ③含有硅的物质作原料 ④反应原理是一系列复杂的物理化学变化
A.①③ B.①②③
C.①③④ D.①②③④
答案:D
4.下列表述正确的是( )
①人造刚玉熔点很高,可用做高级耐火材料,主要成分是二氧化硅
②化学家采用玛瑙研钵摩擦固体反应物进行无溶剂合成,玛瑙的主要成分是硅酸盐
③提前建成的三峡大坝使用了大量水泥,水泥是硅酸盐材料
④夏天到了,游客佩戴由添加氧化亚铜的二氧化硅玻璃制作的变色眼镜来保护眼睛
⑤太阳能电池可采用硅材料制作,其应用有利于环保、节能
A.①②③ B.②④ C.③④⑤ D.③⑤
解析:刚玉的主要成分为Al2O3;玛瑙的主要成分是SiO2;玻璃的主要成分为SiO2和硅酸盐;水泥的主要成分为3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3等,为硅酸盐材料;Cu2O虽然是红色的,但它不能变色,也不能吸收有害光线;硅材料不会产生对环境有害的物质。
答案:D
5.陶瓷已广泛应用于生活和生产中,下列不属于陶瓷制品的是( )
A.电器中的绝缘瓷管
B.实验室中的坩埚
C.实验室中的试管
D.建筑上烧制的砖瓦
答案:C
6.城市建设在改善城市面貌的同时,也给城市环境带来了一场严重的环境灾难——石棉污染,吸入石棉纤维者易患肺癌。已知石棉是硅酸盐矿物,某种石棉的化学式表示为Ca2MgxSiyO22(OH)2,式中x,y的值分别是( )
A.5,8 B.8,3 C.3,8 D.8,5
解析:硅酸盐是一种比较复杂的化合物,在化合物中,各元素的化合价的代数和为0。
)2,2×2+2x+4y=44+2,可得:2x+4y=42,从式中可知,x=5,y=8。
答案:A
7.过量的泥沙、纯碱和生石灰熔化后生成( )
①水泥,②玻璃,③瓷器,④混凝土,⑤一种硅酸盐产品
A.①④ B.②⑤
C.③ D.①③⑤
解析:制水泥和瓷器一定要有黏土,所以不能制取水泥和瓷器,没有水泥则不能制成混凝土,泥沙的主要成分为SiO2,泥沙、纯碱、生石灰熔化后发生的反应为SiO2+CaOCaSiO3,SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑。
答案:B
8.下列溶液可以盛放在玻璃试剂瓶中但不能用磨口玻璃塞的是( )
A.稀盐酸
B.氢氟酸
C.氢氧化钠溶液
D.氯化钠溶液
解析:C项中溶液呈碱性,不能与光滑的玻璃反应,但能与毛玻璃裸露的SiO2反应;氢氟酸能腐蚀玻璃。
答案:C
9.某硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%,其化学组成用氧化物形式可表示为nZnO·SiO2,则n值等于( )
A.0.5 B.1 C.2 D.3
解析:锌的摩尔质量为65 g·mol-1,根据在硅酸盐样品中锌的质量分数为58.6%,可求出n=2。
答案:C
10.金属陶瓷是一种应用于高科技的复合材料,合成方法是将陶瓷(主要成分为Al2O3、ZrO2等耐高温材料)和黏结金属(主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属)研磨混匀成型后,高温烧结使金属仍然以单质的形式存在于金属陶瓷之中,据此判断合成工艺必须( )
A.在氧气气氛中合成
B.在HCl气氛中合成
C.在氮气气氛中合成
D.在空气气氛中合成
解析:Cr、Ti可以与空气、氧气以及酸等发生化学反应,所以该工艺不能在氧气、空气以及HCl气氛中合成。
答案:C
11.某科研小组用高岭土(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,并含少量的CaO·Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。其实验步骤如下:将土样和纯碱混匀,加热熔融,冷却后用水浸取熔块,过滤,弃去残渣,溶液用盐酸酸化,经过滤,分别得到沉淀和溶液,溶液即为净水剂。
(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3与纯碱的反应和SiO2与纯碱反应相似):?
, 。?
(2)最后的沉淀物是 ,?
写出生成该沉淀的离子方程式: 。?
(3)实验中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚。本实验在熔融土样时,应选 坩埚。?
解析:土样成分中的CaO、Fe2O3属于碱性氧化物,不与Na2CO3反应。SiO2和Na2CO3在高温下的反应与生产玻璃的反应相同。Al2O3属于两性氧化物,与Na2CO3反应时表现酸性氧化物的性质,生成NaAlO2和CO2。
熔块加水后过滤所得的滤液中含有Na2SiO3和NaAlO2,再加入盐酸时,发生如下反应:
H++Al+H2OAl(OH)3↓
Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
2H++SiH2SiO3↓
所以,最后的沉淀物只有H2SiO3,没有Al(OH)3。
瓷坩埚中含有的SiO2及氧化铝坩埚中的Al2O3在高温下都能与Na2CO3反应,所以熔融土样时不能使用瓷坩埚和氧化铝坩埚,只能选用铁坩埚。
答案:(1)SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑
(2)H2SiO3 Si+2H+H2SiO3↓
(3)铁
12.石棉是一种具有压伸强度大、柔韧性强、耐热、耐火、耐酸碱腐蚀,而且价格低廉的硅酸盐。石棉有毒,能使人患肺癌。
(1)有一种石棉矿叫做青石棉,其化学式为Na2Fe5Si8H2O24,写成氧化物形式的化学式为 。?
(2)三硅酸镁是一种胃病患者常用的药剂,三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)中和胃酸(主要成分为盐酸)的化学反应方程式为 。?
(3)生产玻璃的原料之一是正长石KAlSi3Ox,x是 ,以氧化物形式表示为 。?
解析:(1)改写时按“较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→二氧化硅→水”的排列顺序书写,变价元素按“先低价后高价”的规律书写,故答案为
Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O。
(2)先将盐改写成氧化物为2MgO·3SiO2·nH2O,中和胃酸实质是MgO中和盐酸。反应式为
Mg2Si3O8·nH2O+4HCl2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O。
答案:(1)Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
(2)Mg2Si3O8·nH2O+4HCl2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O
(3)8 K2O·Al2O3·6SiO2
13.“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展,一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义。请你回答以下问题:
(1)无机非金属材料。高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。
SiO2Si(粗)SiHCl3Si(纯)
步骤①的化学方程式为 。实验室中可用二氧化硅制取硅酸,有关化学方程式为 。?
(2)磁性材料。这种材料一般含有铁元素,铁以化学性质活泼、用途广泛而著称。其中在工业上用途最广的是各式各样的复合钢管材料,一般的钢铁是 (填组成成分的元素符号)合金,其硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。?
(3)激光材料。我国是激光技术先进的国家,红宝石(Al2O3)是最早用于生产激光的材料,它是一种两性氧化物,请用离子方程式加以说明: , 。?
(4)纳米材料。胶体是一种物质以“纳米”颗粒的形式分散到另一种物质里形成的分散系,胶体粒子的直径大约是 ,区分胶体和溶液最经典的方法是 。?
解析:(1)由SiO2与C反应制粗硅,生成CO,不生成CO2;由于SiO2不溶于水,所以由SiO2先与强碱(NaOH)反应制取可溶性硅酸盐,再通入CO2(或加盐酸)即可生成H2SiO3。
(2)钢是由Fe、C组成的合金,一般比Fe的硬度大。
(3)Al2O3与酸反应生成Al3+和H2O,与碱反应生成Al。
(4)胶体微粒直径在1~100 nm之间,特征现象是丁达尔现象。
答案:(1)SiO2+2CSi+2CO↑ SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O,Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3↓(或Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3↓)
(2)Fe、C 大
(3)Al2O3+6H+2Al3++3H2O Al2O3+2OH-2Al+H2O
(4)1~100 nm 利用丁达尔现象
课件19张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引12341.自然界中的硅
硅在地壳中的含量仅次于氧,居第二位。
在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态形式存在的硅,如二氧化硅、硅酸盐等。
化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里,是构成矿物和岩石的主要成分。目标导航12342.硅酸盐组成的表示方法
(1)化学式法
如:硅酸钠Na2SiO3;硅酸钙CaSiO3,此法用于组成简单的硅酸盐。
(2)氧化物法
如:高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]用氧化物法可写为Al2O3·2SiO2·2H2O;镁橄榄石(Mg2SiO4)可写为2MgO·SiO2。
预习交流1
钠长石(Na2Al2Si6O16)可改写为氧化物的形式:Na2O·Al2O3·6SiO2,则有的人认为钠长石是Na2O·Al2O3·SiO2组成的混合物,你认为对吗?
答案:不对。大部分硅酸盐的组成结构很复杂,改写成氧化物的形式是为了便于分析硅酸盐的组成,而不能简单地认为硅酸盐是由氧化物组成的混合物。预习导引目标导航12343.硅酸盐的性质
(1)Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种,其他可溶性的硅酸盐还有K2SiO3。
(2)Na2SiO3的水溶液俗称“水玻璃”,是建筑业中常用的一种黏合剂,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既耐腐蚀又不易着火。
(3)Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2,化学方程式为 Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2SiO3↓,因此Na2SiO3溶液要密封保存。
预习交流2
水玻璃是玻璃吗?
答案:不是。它是指Na2SiO3的水溶液,具有类似玻璃的某些物理性质。预习导引目标导航1234预习导引目标导航1234 交流3
玻璃是纯净物吗?
答案:不是。它是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2的混合物。预习导引问题导学即时检测一二?问题导学即时检测一二思考与交流
硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,由于硅酸盐的组成与结构很复杂,为了简化对硅酸盐组成的表示方法,采用了氧化物法,实际上硅酸盐不是以简单氧化物的形式存在的,而是以各种结构复杂的盐的形式存在的。那么将硅酸盐改写成氧化物的形式时如何判断改写的是否正确呢?
答案:检验用氧化物表示的硅酸盐是否正确时,要看各元素原子个数比是否等于化学式中各元素原子个数比,以及元素的化合价是否发生了变化。问题导学即时检测一二?问题导学即时检测一二二、探究硅酸盐产品的性质
活动与探究2
用高岭石(主要成分是Al2O3·2SiO2·2H2O,并含少量的CaO、Fe2O3)研制新型净水剂(铝的化合物)。其实验步骤如下:将土样和纯碱混匀,加热熔融,冷却后用水浸取熔块,过滤,弃去残渣,溶液用盐酸酸化,经过滤,分别得到沉淀和溶液,溶液即为净水剂。
(1)写出熔融时的主要成分与纯碱反应的化学方程式(Al2O3和SiO2与纯碱反应相似,生成偏铝酸盐或硅酸盐和二氧化碳): , 。?
(2)最后的沉淀物是 。写出生成该沉淀的离子方程式: 。?
(3)实验中常用的有瓷坩埚、氧化铝坩埚和铁坩埚。本实验在熔融时,应选 坩埚。?问题导学即时检测一二?问题导学即时检测一二思考与交流
保存Na2SiO3溶液的试剂瓶能否用磨口玻璃塞?
答案:不能。Na2SiO3是一种黏合剂,会将瓶塞和瓶体黏合在一起。问题导学即时检测一二1.石英玻璃、普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃的化学组成和性质的异同:石英玻璃是由二氧化硅组成的玻璃,其硬度较大,膨胀系数低,耐热性、化学稳定性和电绝缘性都好。把普通玻璃加热到接近软化温度后急速均匀冷却得到钢化玻璃。所以普通玻璃和钢化玻璃的化学组成相同,都是钠钙的硅酸盐,但钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大,热稳定性也较高。有色玻璃的化学组成与普通玻璃相比,增加了某些金属氧化物。
2.水泥在生产过程中加入石膏的作用:调节水泥的硬化速率,改善水泥的性能。
3.现今,陶瓷除了传统应用以外,还有新的应用,中国是瓷器之都,新石器时代就已经掌握了炼陶技术,陶瓷不仅广泛应用于生活,而且在电子工业、原子能工业、宇航事业等方面发挥越来越重要的作用。问题导学即时检测一二4.硅酸钠
(1)Na2SiO3是极少数可溶于水的一种硅酸盐。
(2)Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,是建筑业中常用的一种黏合剂,也是一种矿物胶;用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既耐腐蚀又不易着火。
(3)Na2SiO3溶液呈碱性,易吸收空气中的CO2生成白色硅酸沉淀,因此Na2SiO3溶液要密封保存。若放置在空气中会变质,发生反应的方程式为Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3。这个反应说明碳酸的酸性比硅酸的酸性强。问题导学即时检测1231.下列说法中,正确的是( )
A.制取水泥和玻璃的原料中都含有石灰石
B.普通玻璃是电的绝缘体,这种透明的固体物质属于晶体
C.石英玻璃能经受温度剧变且能抵抗酸碱的腐蚀
D.硅酸盐可用氧化物表示其组成,这表明硅酸盐是由氧化物组成的
解析:制造水泥的主要原料是石灰石和黏土,制造玻璃的原料主要是石灰石、纯碱和石英,二者都用到了石灰石,选项A说法正确;玻璃是混合物,不是晶体,选项B说法错误;石英玻璃的主要成分是二氧化硅,它能与氢氟酸及强碱反应。选项C说法错误;硅酸盐由于其成分复杂,多用氧化物表示其组成,但应注意硅酸盐不是由氧化物组成的,选项D说法错误。
答案:A问题导学即时检测1232.地球的表层大多是岩石,而大多数岩石的主要成分都是硅酸盐,下面用盐或氧化物的形式表示岩石的组成,其中不正确的是( )
A.钙沸石[Ca(Al2Si3O10)·3H2O]表示为
CaO·Al2O3·3SiO2·3H2O
B.镁橄榄石(Mg2SiO4)可表示为2MgO·SiO2
C.北京奥运会奖牌所用玉的主要成分透闪石[Ca2Mg5Si8O22(OH)2]表示为
2CaSiO3·5MgSiO3·H2O
D.高岭石[Al2(Si2O5)(OH)4]可表示为
Al2O3·2SiO2·2H2O
解析:2CaSiO3·5MgSiO3·H2O中Ca与Si的原子个数比为2∶7,而Ca2Mg5Si8O22(OH)2中Ca与Si原子个数比为2∶8,故选C。
答案:C问题导学即时检测1233.(1)制造普通水泥的主要原料有 和 。普通水泥的主要成分有(写名称) 、 和 ,它们的化学式分别是 、 和 。水泥的主要性能是 。?
(2)工业上制造普通玻璃的主要原料是 、 、 ,设备是 ,主要原料熔化后,发生的主要化学反应是 、 。普通玻璃的成分是 。?
答案:(1)黏土 石灰石 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 水硬性
(2)纯碱 石灰石 石英 玻璃熔炉
Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
Na2O·CaO·6SiO2课时训练21 二氧化硅与信息材料
1.素有“水晶之乡”美称的江苏东海县盛产水晶,现存于国家地质博物馆的水晶大王就出自东海县。水晶是较纯净的透明的石英晶体,石英的主要成分是SiO2。下列有关石英的叙述错误的是( )
A.石英都是无色透明的晶体,可以作装饰品,也可以制作光学仪器
B.石英可以用来生产玻璃
C.石英晶体可以用来制取金刚砂
D.石英可以用来制取高纯硅,也可以制光导纤维
解析:纯净的SiO2晶体——水晶是无色的,而其他的石英晶体具有不同的颜色,如玛瑙。生产玻璃的原料是石英、纯碱与石灰石。金刚砂是SiC,可以用SiO2与过量C反应制得。石英是光导纤维的材料,可以通过石英与单质碳反应得到单质Si,然后再与Cl2反应生成SiCl4,SiCl4与H2反应得到纯净的Si。
答案:A
2.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
解析:②中水晶的主要成分是SiO2,不是硅酸盐制品;③中光导纤维的主要成分是SiO2,不是Si。
答案:C
3.对于化学方程式SiO2+3CSiC+2CO↑,有关叙述正确的是( )
A.反应中SiO2是氧化剂,C是还原剂
B.硅元素被还原了,碳元素被氧化了
C.在反应中C只作还原剂
D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
解析:双线桥法表示反应中电子转移的方向及数目如下:,反应中只有C元素化合价改变,因此C在反应中既是氧化剂,又是还原剂,且n(氧化剂)∶n(还原剂)=1∶2。
答案:D
4.有一粗硅,含铁和硅两种杂质,取等质量的样品分别投入足量的稀盐酸和足量的稀氢氧化钠溶液中,放出等量的氢气,则该粗硅中铁和硅的关系正确的是( )
A.物质的量之比为1∶1
B.物质的量比为2∶1
C.质量比为6∶1
D.质量比为2∶1
解析:粗硅与盐酸反应是铁与盐酸反应Fe+2HClFeCl2+H2↑;粗硅与碱反应是硅与碱反应Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑,因放出等量氢气,则铁与硅的物质的量之比为2∶1,质量比为4∶1。
答案:B
5.下列说法正确的是( )
A.硅材料广泛应用于光纤通信
B.工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品
D.粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应
解析:B项工艺师应利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品;C项中水晶项链的主要成分为SiO2;D项中粗硅制备单晶硅的反应有Si+2Cl2SiCl4,SiCl4+2H2Si+4HCl,均为氧化还原反应。
答案:A
6.科技日报曾报道:美国宇航局最新发布火星探测成果称,“勇气”号火星车对火星“古谢夫环形山”区域一小片土壤分析后发现,其中富含硅胶。负责火星车项目的科学家们认为,能够生成如此高纯度的二氧化硅沉积物一定要有水参与。下列有关说法正确的是( )
A.硅胶的化学式可以用SiO2·xH2O表示
B.二氧化硅是硅芯片的主要成分
C.二氧化硅能溶于所有的酸
D.水晶、硅石、石英的主要成分是硅
解析:硅芯片的成分是硅;二氧化硅只能溶于氢氟酸,不溶于其他酸;硅石、水晶、石英的主要成分是二氧化硅。
答案:A
7.有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法中,你认为不妥的是( )
A.硅便于运输、贮存,从安全角度考虑,硅是最佳的燃料
B.自然界中存在大量的单质硅
C.硅燃烧放出的热量多,且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制
D.自然界的硅易开采,且可再生
解析:硅在自然界中主要是以化合物形式存在,硅的含量在地壳中之所以多,是因为沙石的主要成分是二氧化硅。
答案:B
8.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造,取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知硬铝的组成可能为( )
样品
A.Al、Mg、Si、Zn B.Al、Cu、Mg、Si、Mn
C.Al、Fe、C、Cu D.Al、Si、Zn、Na
解析:钠是一种极为活泼的金属,不能在空气中稳定存在,显然,D项是错误的;加入稀盐酸后,C项中的Al、Fe与盐酸完全反应,剩余的两种成分都不能与NaOH溶液反应,又可排除C项;如果是A项,在合金样品与盐酸完全反应后,只剩余Si,而Si能与NaOH溶液反应,不会有不溶物剩余,因此,只有B是正确的。
答案:B
9.玻璃上经常刻有精美的花纹图案,该刻蚀过程中发生的主要化学反应为( )
A.CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
B.NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
C.Si+4HFSiF4↑+2H2↑
D.SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
答案:D
10.实验室里化学试剂的保存方法是不相同的,下图中A、B、C、D是常见的一些保存药品的试剂瓶。请把下列常见试剂的序号填写在各试剂瓶下面的括号内:①浓硫酸
②碳酸钠溶液 ③大理石 ④酒精 ⑤氯水 ⑥浓硝酸
A
B
C
D
( )
( )
( )
( )
解析:保存药品的一般原则为:①固体药品存放在广口瓶中(便于取用),液体药品存放在细口瓶中;②见光易分解或变质的存放在棕色瓶中(注意与受热分解区别);③碱性物质存放在橡胶塞试剂瓶中;④酸性物质、强氧化性物质、有机溶剂存放在玻璃塞试剂瓶中。据此可知答案。
答案:A③ B② C①④ D⑤⑥
11.下表中括号内物质是杂质,试将除杂试剂及除杂方法填入表内。
混合物
SiO2
(CaCO3)
CO2(SO2)
NaHCO3
(Na2SiO3)
SiO2(NaCl)
除杂试剂
除杂方法
解析:SiO2(CaCO3):可利用SiO2不溶于盐酸而CaCO3溶于盐酸除去CaCO3;CO2(SO2):可通入饱和NaHCO3溶液;NaHCO3(Na2SiO3):通入足量CO2气体;SiO2(NaCl)溶于水过滤。
相关的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
2NaHCO3+SO2Na2SO3+H2O+2CO2
Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3↓+Na2CO3
答案:
混合物
SiO2
(CaCO3)
CO2(SO2)
NaHCO3
(Na2SiO3)
SiO2(NaCl)
除杂试剂
盐酸
饱和
NaHCO3
溶液
通入足量
CO2
水
除杂方法
过滤
洗气
过滤
过滤
12.下列各单质和化合物之间有以下转化关系,而且各单质和化合物的组成元素皆为短周期元素。根据所述关系判断:
(1)单质A可能是 。?
(2)单质B一定是金属还是非金属 。?
(3)写出各化合物的化学式:甲 、乙 、丙 、丁 。?
解析:短周期元素的单质A与NaOH溶液反应生成氢气C,此元素可能是Al或Si,而产生的化合物乙与过量盐酸反应,生成的化合物丁能两次失去化合物丙生成化合物甲,则进一步推断出A单质不是金属Al,而只能是Si。又由于单质A和化合物甲都能跟NaOH溶液反应,都生成化合物乙(Na2SiO3),只不过A的另一种产物是氢气,而化合物甲的另一种产物为化合物丙,丙又可通过氢气与单质B反应生成,故单质B为O2,其他的各种化合物也就能推出来了。
答案:(1)硅
(2)非金属
(3)SiO2 Na2SiO3 H2O H4SiO4
13.硅单质及其化合物应用范围很广。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅。三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
石英砂粗硅SiHCl3 粗SiHCl3 纯高纯硅
①写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式: 。?
②整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学方程式: ;?
H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是 。?
(2)下列有关硅材料的说法正确的是 (填字母)。?
A.碳化硅化学性质稳定,可用于生产砂纸、砂轮等
B.含4%硅的硅钢具有很高的导磁性,主要用作变压器铁芯
C.高纯度的二氧化硅可用于制造高性能通信材料——光导纤维
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的,其熔点很高
E.盐酸可以与硅反应,故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
答案: (1)①SiHCl3+H2Si+3HCl
②SiHCl3+3H2OH2SiO3↓+3HCl+H2↑
高温下H2与O2混合发生爆炸
(2)ABC
课件24张PPT。目标导航预习导引目标导航预习导引12341.SiO2的物理性质和用途
二氧化硅是一种熔沸点很高、硬度很大的氧化物,除可用于制作光学镜片、石英坩埚外,还可用于制造光导纤维。目标导航12342.SiO2的化学性质
二氧化硅的化学性质不活泼,不与水、酸(氢氟酸除外)发生反应,能耐高温、耐腐蚀。
SiO2是酸性氧化物,能与碱性氧化物和强碱溶液反应。
(1)与碱反应
在常温下,SiO2与强碱溶液反应,生成硅酸盐。例如SiO2与NaOH溶液反应,化学方程式为SiO2+2NaO HNa2SiO3+H2O。
(2)与碱性氧化物反应
在高温下,SiO2能与碱性氧化物反应生成盐。例如SiO2与CaO反应,化学方程式为SiO2+CaO CaSiO3。预习导引目标导航1234预习交流1
保存NaOH溶液时能使用玻璃塞吗?为什么?
答案:不能。因NaOH会与玻璃塞磨口处的SiO2反应,生成的Na2SiO3会使瓶塞与瓶壁黏合在一起。(3)弱氧化性
在高温下,SiO2还能被焦炭还原,反应的方程式为SiO2+2C Si+2CO↑。
(4)与氢氟酸反应
反应的化学方程式为SiO2+4HF SiF4↑+2H2O。
预习交流2
盛装氢氟酸能否使用玻璃试剂瓶?应如何盛放氢氟酸?
答案:不能。因为氢氟酸能与玻璃中的SiO2反应而腐蚀玻璃。应用铅皿容器或塑料瓶盛装氢氟酸。预习导引目标导航12343.硅的物理性质和用途
硅晶体的熔点和沸点都很高,硬度很大。其导电性介于导体和绝缘体之间,是重要的半导体材料,广泛应用于电子工业的各个领域。预习导引目标导航12344.硅的化学性质
(1)在常温下,单质硅的化学性质比较稳定,除氟气、氢氟酸和强碱外,硅很难与其他物质反应。
①与氟气反应:Si+2F2 SiF4;
②与氢氟酸反应:Si+4HF SiF4↑+2H2↑;
③与氢氧化钠溶液反应:Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑。
(2)加热时,硅能与氧气、氯气等反应。
①与O2反应:Si+O2 SiO2;
②与Cl2反应:Si+2Cl2 SiCl4。预习导引目标导航1234预习交流3
是不是只有活泼金属与酸反应才能生成氢气?如果不是,你能想到哪些反应还能生成氢气?
答案:不是。除了活泼金属与酸反应生成氢气外,碳在高温下与水蒸气反应也能生成氢气:
C+H2O(g) CO+H2。
另外硅与氢氧化钠溶液、硅与氢氟酸反应也都能生成氢气:
Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑、Si+4HF SiF4↑+2H2↑。
还有铝与氢氧化钠溶液反应也能生成氢气:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑。预习导引问题导学即时检测一二一、探究硅的制备
活动与探究1
晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥的HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HCl SiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量的H2在1 000~1 100 ℃下反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为 。?
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为 。?问题导学即时检测一二(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是 。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是 。?
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是 ,装置D不能采用普通玻璃管的原因是 ,装置D中发生反应的化学方程式为 。?问题导学即时检测一二③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及 。?
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是 (填写字母代号)。?
a.碘水 b.氯水
c.NaOH溶液 d.KSCN溶液
e.Na2SO3溶液问题导学即时检测一二解析:由于SiHCl3极易自燃、极易和水反应,因此用一般的化学方法难以提纯,又由于SiHCl3的沸点和所含杂质的沸点相差较大,故可以采用分馏(或蒸馏)的方法。
由(3)中实验装置图可以看出A为制取氢气的装置,B为干燥氢气的装置。由SiHCl3的沸点可知其在常温下为液态,对C中烧瓶水浴加热可以使SiHCl3汽化,以保证它和氢气充分接触并进入D中,在较高温度下反应得到单质硅。由于是对微量铁单质的检验,三价铁离子遇KSCN溶液变色最为灵敏,所以应把铁转变为三价铁离子。问题导学即时检测一二答案:(1)SiO2+2C Si+2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在此反应温度下,普通玻璃会软化 SiHCl3+H2 Si+3HCl
③排尽装置中的空气和水蒸气
④bd问题导学即时检测一二思考与交流
硅有哪些重要应用?为什么要对粗硅进行提纯?
答案:硅的用途非常广泛,晶体硅可用来制造集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件,还可制成太阳能电池。硅还可用来制造铝合金、铁合金等多种合金,这些合金都有重要用途。
纯度很高的晶体硅,在极低的温度下几乎不导电,但温度升高、受光照射时,硅的电阻迅速减小,成为导电的物质,因此,硅是良好的半导体材料。问题导学即时检测一二硅单质是由其氧化物制得的,主要分为两个阶段:
(1)粗硅的制取:
化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑。
(2)粗硅转变为高纯硅:
Si+2Cl2 SiCl4,SiCl4+2H2 Si+4HCl
注意:①C和SiO2反应,产物是CO不是CO2,C是还原剂。
②粗硅首先和Cl2反应生成液态SiCl4,SiCl4有挥发性,挥发出来的SiCl4再和H2反应生成Si和HCl。问题导学即时检测一二二、探究硅和二氧化硅的性质异同
活动与探究2
常温下单质A溶于强碱溶液,A燃烧生成某高熔点的氧化物B,B不溶于强酸而能与强碱反应。B与纯碱在高温下反应能生成C和气体D,气体D通入C溶液可得白色沉淀E,E放在干燥空气中易失水变成F,F加热再失水可得B。
(1)写出化学式:
A B C ?
D E F ?
(2)写出下列反应的化学方程式:
①A与强碱溶液的反应?
②B与纯碱共熔?
③C与D反应?
④F失水?问题导学即时检测一二答案:(1)Si SiO2 Na2SiO3 CO2 H4SiO4 H2SiO3
(2)①Si+2NaOH+H2O Na2SiO3+2H2↑
②SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑
③Na2SiO3+CO2+2H2O Na2CO3+H4SiO4↓
④H2SiO3 SiO2+H2O
思考与交流
Si、SiO2都可与强碱NaOH反应,那么它们是否能与强酸盐酸反应呢?如果不能,那么能与什么酸反应呢?
答案:不与盐酸反应,能与氢氟酸反应。问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二问题导学即时检测一二问题导学即时检测12341.下列说法不正确的是( )
A.因为SiO2不溶于水,故H2SiO3不是SiO2对应的酸或者说SiO2不是H2SiO3对应的酸性氧化物
B.CO2通入水玻璃可以得到硅酸沉淀
C.SiO2晶体的熔点高、硬度大
D.氢氟酸能够雕刻玻璃
解析:SiO2中Si呈+4价,H2SiO3中Si也为+4价,且H2SiO3 SiO2+H2O,故A项错误,B项发生的反应为Na2SiO3+CO2(少量)+H2O H2SiO3↓+Na2CO3,D项发生的反应为4HF+SiO2 SiF4↑+2H2O。
答案:A问题导学即时检测12342.制造太阳能电池需要高纯度的硅,工业上制高纯硅常用以下反应实现:
①Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-381 kJ·mol-1
②SiHCl3+H2 Si+3HCl
对上述两个反应的叙述中,错误的是( )
A.两个反应都是置换反应
B.反应②是吸热反应
C.两个反应互为可逆反应
D.两个反应都是氧化还原反应
解析:①②是逆向进行的反应,①放热反应,②必然是吸热反应,①②进行条件不一样,不能称为可逆反应。
答案:C问题导学即时检测12343.现有下列五个转化,其中不可能通过一步反应实现的是 ( )
A.①② B.③④
C.②③④ D.②③④⑤
解析:①SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O;②CuSO4+BaCl2 BaSO4↓+CuCl2;⑤2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,SiO2和CuO均不溶于水,因此SiO2、CuO不可能通过一步反应分别生成H2SiO3、Cu(OH)2。
答案:B问题导学即时检测12344.在多年使用的厨房里,久未更换的玻璃往往失去光泽,严重的还会形成白色斑点,这种现象化学上叫做“碱析”,发生碱析的化学方程式为 。?
解析:玻璃的主要成分有Na2SiO3、CaSiO3和SiO2。厨房中CO2、H2O(g)浓度相对较高,碳酸酸性强于硅酸,时间长了玻璃中的Na2SiO3将会在CO2、H2O(g)的持续作用下析出白色H2SiO3,所以往往失去光泽,严重的会形成白色斑点。
答案:Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3课件7张PPT。一二三四一、金属的冶炼方法
自然界中的金属大都以化合态存在,金属的冶炼就是用化学的方法把化合态的金属变成游离态。金属的冶炼要从矿石的富集、合适的冶炼方法、如何精炼等方面考虑。冶炼方法的选择要遵循简单、实用、节省的原则。
1.热分解法
有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。
在金属活动性顺序表中,位于Cu后面的某些金属的氧化物往往受热就能分解。
2HgO 2Hg+O2↑ 2Ag2O 4Ag+O2↑一二三四2.热还原法
多数金属的冶炼过程属于热还原法,常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等。
在金属活动性顺序表中,往往居中较活泼的金属适用此法。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3
WO3+3H2 W+3H2O
3.电解法
活泼金属还原性很强,这些金属都很容易失去电子,往往只能用电解法制取。
在金属活动性顺序表中,钾、钠、钙、铝等几种金属只能用电解法来冶炼。
2Al2O3 4Al+3O2↑ 2NaCl 2Na+Cl2↑
MgCl2 Mg+Cl2↑一二三四二、酸性比H2CO3弱的物质
1.硅酸
碳酸的酸性比硅酸强,可从自然界中岩石的风化过程和实验室中制硅酸的方法加以验证。
Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3
2.次氯酸
次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱,可用“漂白粉的保存需密封”或“漂白粉变质的原因”来验证。
Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3↓+2HClO
3.氢氧化铝
氢氧化铝是两性氢氧化物,任何酸都比氢氧化铝更易电离出氢离子,在偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳,则析出氢氧化铝沉淀。
NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3一二三四三、图像法在解题中的应用
图像计算题综合性强、难度大。解题时善于挖掘数学与化学问题的结合点,是解题的关键。应抓住以下要点进行观察与思考:
(1)坐标含义——审明横坐标、纵坐标所对应的物质或化学量。
(2)曲线的升降——联系化学方程式或化学概念,理解其表达的函数关系。
(3)三点——曲线的起点、折点、终点的数据,一般隐含着反应开始→反应转折→反应结束时反应物的量与产物的种类及其量间的关系,是解题关键所在。对上述三点(特别是折点)的化学内涵及数据进行深入分析,是正确解题的最重要的环节。一二三四四、金属及其化合物的推断题
该题目的主要特点是:依据元素化合物之间相互转化时产生的一系列实验现象,进行推理判断,确定有关物质。解题思路是:见题后先迅速浏览一遍,自然地在头脑中产生一个关于该题所涉及知识范围等方面的整体印象,然后从题中找出特殊现象或特殊性质的描述,作为解题的突破口,以此为契机,通过全面分析比较,做出正确的判断。即产生印象(找突破口)→意向猜测→验证确认。专题3过关检测
(时间60分钟,满分100分)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个正确选项)
1.下列有关金属元素特征的叙述正确的是( )
A.金属元素的原子只有还原性,金属离子只有氧化性
B.金属元素在化合物中一定显正价
C.金属元素在不同化合物中的化合价都相同
D.金属元素的单质在常温下都形成金属晶体
解析:A项有些金属离子也有还原性如Fe2+,C项可以表现不同的化合价如FeCl2、FeCl3,D项Hg不可以。
答案:B
2.向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol铁粉,充分搅拌后,Fe溶解,溶液中不存在Fe3+,同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是( )
A.氧化性:Zn2+>Cu2+>Fe3+>Ag+
B.Fe3+的氧化性大于Cu2+
C.溶液中Cu2+与Fe2+的物质的量比为1∶2
D.1 mol Fe可还原2 mol Fe3+
解析:根据金属活动性顺序,银的还原性较差,一旦失去电子变成银离子其氧化性较强。铁粉先跟银离子反应,然后再与三价铁离子反应,由反应方程式或电子守恒得,银离子、三价铁离子完全反应后铁粉没有剩余,B、C选项正确。一个Fe失两个电子,一个Fe3+得一个电子,所以1 mol Fe可还原2 mol Fe3+。
答案:A
3.在水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A.Fe2+、Al3+、ClO-、Cl-
B.K+、Cu2+、OH-、N
C.N、Na+、Br-、S
D.Mg2+、H+、Si、S
解析:A中Fe2+和ClO-发生氧化还原反应而不能大量共存;B中有氢氧化铜沉淀生成;D中会产生硅酸沉淀。
答案:C
4.将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中,其生成沉淀的量与加入X的物质的量的关系如下图所示,符合图示情况的是( )
A
B
C
D
X
CO2
HCl
NaOH
AlCl3
Y
Ca(OH)2
NaAlO2
AlCl3
NaOH
解析:A项中Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O、CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2;B项中NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3↓+NaCl、Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O;C项中AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O;D项中Al3++4OH-Al+2H2O、3Al+Al3++6H2O4Al(OH)3↓。
由所给图示可知,达到沉淀最大量时,n(X)∶n(沉淀)=3∶1;沉淀溶解时,n(X)∶n(沉淀)=1∶1。
答案:C
5.下列关于硅酸盐的叙述中,正确的是( )
①硅酸盐很多都难溶于水 ②硅酸盐是构成地壳岩石的最主要成分 ③可溶性硅酸盐中最常见的是Na2SiO3,它的水溶液俗称水玻璃
A.①② B.②③ C.③ D.①②③
答案:D
6.用铝粉和氧化铁粉末配成的铝热剂,分成两等份:一份在高温下恰好完全反应,再与足量的稀硫酸反应,生成氢气a L;另一份直接放入足量烧碱溶液中充分反应,在同条件下生成氢气b L,体积比a∶b为( )
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.28∶9
解析:此题涉及的反应有2Al+Fe2O32Fe+Al2O3、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。可以认为等物质的量的Fe、Al分别与稀硫酸、烧碱反应所生成的H2的体积为a∶b,即为2∶3。
答案:B
7.下列有关金属铝及其化合物的叙述正确的是( )
A.铝在常温下不能与氧气反应
B.铝不能与氯气反应
C.铝既能溶于酸,又能溶于碱
D.氧化铝只能与酸反应,不能与碱反应
解析:铝在常温下能被氧气氧化,表面形成一层致密的氧化膜;在点燃或高温条件下能与氯气反应;氧化铝是两性氧化物,与酸、碱均能反应。
答案:C
8.下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
①Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3
②SSO3H2SO4
③饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
④Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3
⑤MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO
A.①③⑤ B.②③④ C.②④⑤ D.①④⑤
解析:在提供的物质转化关系中,②中S在O2中的燃烧产物应为SO2,故②错;④中FeCl3溶液在加热时会促进Fe3+的水解:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,最终得不到无水FeCl3,要实现这个过程,需将FeCl3溶液在HCl的氛围中加热蒸干,才能得到无水FeCl3,故④错。
答案:A
第Ⅱ卷(非选择题 共52分)
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
9.(12分)A、B、C是单质,其中A是金属,各种物质间的转化关系如图:
根据图示转化关系回答:
(1)写出下列物质的化学式。
A ,B ,乙 ,丁 。?
(2)写出下列变化的化学方程式。
①A与NaOH溶液反应的化学方程式为?
。?
②甲与NaOH溶液反应的离子方程式为?
。?
(3)将一定量的A加入到NaOH溶液中,产生的C在标准状况下的体积为3.36 L,则消耗的A的物质的量为 ,转移电子的物质的量为 。?
解析:常见金属单质中能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al,所以A是Al,乙是NaAlO2,C是H2,甲是Al的化合物,可和NaOH溶液反应产生NaAlO2,可能是Al2O3,则丙是H2O,B是O2。根据NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3↓得丁是Al(OH)3。
答案:(1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3
(2)①2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
②Al2O3+2OH-2Al+H2O
(3)0.1 mol 0.3 mol
10.(12分)硅单质和碳单质及相应氧化物、氢化物、盐在性质上有很多相似的地方。如它们的最高价氧化物都是酸性氧化物,都能与碱反应生成盐和水,都能和碱性氧化物(如CaO)反应生成盐等;它们的氢化物都能燃烧生成对应的氧化物和水。把河沙(主要成分是SiO2)跟镁粉按一定质量比(稍大于15∶24)混合均匀,装入试管中加入大约1分钟后发生剧烈反应,生成一种白色固体化合物和一种硅化物。待生成的混合物冷却后放入盛有稀硫酸的烧杯中,立即产生气泡并伴有爆炸声,产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。
(1)写出河沙与镁粉在加热条件下的化学方程式: ,该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。?
(2)生成的混合物放入稀硫酸中,产生的气体是 (填化学式)。?
(3)写出产生爆炸声的化学方程式: 。?
解析:m(SiO2)∶m(Mg)>15∶24,则n(SiO2)∶n(Mg)>1∶4。SiO2与Mg反应生成的硅化物必定是Mg2Si,则还要生成MgO。SiO2与Mg的混合物仅被加热1分钟后就剧烈反应,这说明反应放热。MgO与Mg2Si的混合物中加入稀硫酸后生成的气态氢化物是SiH4,SiH4在空气中自燃的产物是SiO2和H2O。
答案:(1)SiO2+4MgMg2Si+2MgO 放热
(2)SiH4
(3)SiH4+2O2SiO2+2H2O
11.(12分)如下图所示。已知单质I可作为半导体材料,单质G是密度最小的气体,化合物H是无色无味的有毒气体,能在空气中燃烧,化合物E极易溶于水形成无氧酸,该无氧酸在常温时能够与氧化物A起反应。
请填空:
(1)氧化物A的化学式是 。?
(2)化合物E的化学式是 。?
(3)反应①的化学方程式是 。?
(4)反应④的化学方程式是 。?
解析:本题所给条件单质I是半导体材料,H是有毒的无色无味的气体,能在空气中燃烧,可初步得出I为Si,H为CO,A为SiO2,再根据E的性质,判断出E为HF,G为H2,F为O2等。
答案:(1)SiO2
(2)HF
(3)SiO2+2CSi+2CO↑
(4)2F2+2H2O4HF+O2
12.(16分)某化学兴趣小组的成员捡到一块矿石,观察外观发现该矿石坚硬且呈红褐色,投入水中没有任何变化,再向水中加浓盐酸至过量,矿石部分溶解,并有大量无色气体生成。学生猜测该矿石可能由CaCO3、SiO2、Fe2O3三种成分组成,试设计实验证明CaCO3以外的两种成分。
仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、滴管、药匙、漏斗、漏斗架;2 mol·L-1盐酸、2 mol·L-1 NaOH溶液、2%KSCN溶液。
(1)将实验方案用以下流程示意图表示,试写出每步所用试剂名称或化学式。
试剂Ⅰ ;试剂Ⅱ ;试剂Ⅲ 。?
(2)如果猜测是成立的,试根据上述实验方案,叙述实验操作,预期现象与结论。
编号
实验操作
预期现象与结论
①
取适量矿石研细,加足量2 mol·L-1盐酸
大量无色气体生成,得棕黄色溶液,且仍有少量固体残留
②
③
④
解析:Fe2O3可溶于盐酸,在溶液中存在Fe3+,可用SCN-检验其存在,从而说明矿石中含Fe2O3;SiO2不溶于盐酸,作为残渣被滤出。为进一步确认,加入NaOH溶液,充分反应后,再加盐酸,如果生成白色胶状沉淀,且沉淀不溶于过量的盐酸,则说明矿石中含SiO2。
答案:(1)2%KSCN溶液 2 mol·L-1 NaOH溶液 2 mol·L-1盐酸
(2)
②
取①操作得到的溶液少许置于洁净试管中,并滴加几滴2%KSCN溶液
溶液变为血红色,说明原矿石中含有Fe2O3
③
取①操作得到的残余固体适量置于烧杯中,加入足量2 mol·L-1 NaOH溶液,充分搅拌
残余固体完全溶解于2 mol·L-1 NaOH溶液中,并得无色溶液
④
取③操作得到的无色溶液少许置于洁净试管中,用胶头滴管滴入2 mol·L-1盐酸至过量
有白色胶状沉淀生成且不溶于过量的盐酸,说明原矿石中含有SiO2
