《学霸笔记 同步精讲》专题9测评(A) 练习（教师版）化学苏教版必修二
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》专题9测评(A) 练习（教师版）化学苏教版必修二 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 361.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-11 00:00:00 | ||
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文档简介
专题9测评(A)
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.《天工开物·五金·铁》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时相连数尺内,低下数寸筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是( )。
A.金属冶炼方法由金属活动性决定
B.生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差
C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量
D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工
答案:C
解析:活动性不同的金属,其冶炼方法不同,即金属冶炼方法由金属活动性决定,A项正确;熟铁比生铁质地更软,且延展性好,生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差,B项正确;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,C项错误;该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢相似,都是利用空气中的氧气氧化C元素,其原理基本相同,D项正确。
2.下列有关描述中正确的是( )。
A.铁是比较活泼的金属,在自然界中只能以化合态的形式存在
B.维生素C与补铁剂(含亚铁离子)同服有助于铁元素的吸收,推知维生素C具有氧化性
C.铝与氧化铁发生的铝热反应需要加热才能进行,推知该反应为吸热反应
D.电解熔融氧化铝制铝单质时,冰晶石的作用是降低氧化铝的熔点,减少冶炼过程的能耗
答案:D
解析:铁是比较活泼的金属,在自然界主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中,但铁在自然界中也可以单质形态存在,像陨铁中的铁,故A项错误;Fe2+以还原性为主,容易被氧化,维生素C与补铁剂同服有助于铁元素吸收,维生素C可以防止亚铁离子被氧化,推知维生素C具有还原性,故B项错误;铝与氧化铁发生铝热反应虽然需要加热,但加热的目的是达到反应的温度,停止加热后,该反应能继续发生,说明该反应为放热反应,故C项错误。
3.下列关于金属冶炼的说法正确的是( )。
A.用电解熔融MgO的方法来冶炼金属镁
B.通常采用CO高温还原法冶炼金属铁
C.铜的湿法冶炼是将金属钠投入CuSO4溶液中,从而置换出铜
D.用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠
答案:B
解析:用电解熔融MgCl2的方法来冶炼金属镁,故A项错误;通常采用CO高温还原氧化铁冶炼金属铁,故B项正确;铜的湿法冶炼是将金属铁投入CuSO4溶液中,从而置换出铜,故C项错误;用海水为原料制得精盐,再电解熔融的NaCl可制得金属钠,故D项错误。
4.如图为铁元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是( )。
A.Fe在氧气中燃烧的反应可实现上述转化①
B.含Fe的溶液中,滴加氯水,可实现上述转化⑤
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
D.可通过化合反应实现转化⑦
答案:D
解析:Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4,A项错误;Fe中铁元素为+6价,具有强氧化性,氯水中次氯酸具有强氧化性,氯水不可将Fe还原为Fe3+,B项错误;Fe(OH)3受热可分解生成Fe2O3,Fe(OH)3属于难溶性电解质,难溶于水,C项错误;可通过化合反应实现转化⑦,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,D项正确。
5.向稀硫酸中加入铁粉,待铁粉全部溶解后,再加入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液紫红色褪去的原因是( )。
A.Fe具有还原性
B.FeCl2中Fe2+具有还原性
C.KMnO4具有还原性
D.稀硫酸具有还原性
答案:B
解析:溶液褪色是因为Fe2+具有还原性,KMnO4具有氧化性,KMnO4被Fe2+还原生成Mn2+。
6.下列有关物质检验方法不合理的是( )。
A.检验绿矾晶体(FeSO4·7H2O)是否已氧化变质,可将其溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
B.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液显无色后再滴加H2O2溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2+
C.用足量酸性KMnO4溶液检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4
D.向某溶液中持续加入NaOH溶液,发现先产生白色沉淀,后白色沉淀全部溶解,说明溶液中可能含有Al3+
答案:C
解析:绿矾中的铁是+2价,容易被空气中的氧气氧化为+3价,所以检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红,A项正确;向某溶液中加入KSCN溶液无明显变化,说明不含Fe3+,再滴入H2O2,溶液变为血红色,说明滴加H2O2后有Fe3+生成,则溶液中一定含有Fe2+,B项正确;由于酸性KMnO4溶液足量,则无论Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4,都不会褪色,所以无法确定原溶液中是否含有FeSO4,C项错误;Al3+遇NaOH溶液能产生“先生成沉淀后沉淀溶解”的现象,该操作可以说明溶液中可能含有Al3+,D项正确。
7.绿色化学要求从技术、经济上设计出可行的化学反应,尽可能减少对环境的污染。下列化学反应中,你认为最不符合绿色化学理念的是( )。
A.除去硝酸工业尾气中的氮氧化物:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
B.制硫酸铜:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O
C.用氨水吸收硫酸厂的尾气:SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O
D.制硫酸铜:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
答案:D
解析:D项,铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫会污染空气,不符合绿色化学理念。
8.实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁,下列说法错误的是( )。
A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理
B.实验开始阶段,应把弹簧夹C和D都打开
C.一段时间后,关闭弹簧夹C和D,在B中生成白色絮状沉淀
D.实验结束后关闭弹簧夹D,可以长时间保存氢氧化亚铁
答案:C
解析:实验前,把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理,排出溶液中溶解的O2,防止Fe(OH)2被氧化,A项正确;实验开始阶段,把弹簧夹C和D都打开,利用装置A中产生的H2排出装置内的空气,B项正确;一段时间后,关闭弹簧夹C,将装置A中生成的FeSO4溶液压入装置B中,在B中生成白色絮状沉淀,不能关闭弹簧夹D,否则A中溶液不能进入B,C项错误;实验结束后关闭弹簧夹D,空气不能进入B,可以长时间保存氢氧化亚铁,D项正确。
9.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷淀,毁罐取出……即倭铅也。”炉甘石的主要成分为碳酸锌,下列说法不正确的是( )。
A.该冶炼锌的反应属于置换反应
B.煤中起作用的主要成分是C
C.冶炼Zn的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑
D.“倭铅”是指金属锌和铅的混合物
答案:D
解析:碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,该冶炼锌的反应属于置换反应,A、C两项正确;反应中C作还原剂,则煤中起作用的主要成分是C,B正确;由题意可知,“倭铅”是指金属锌,D不正确。
10.以铝土矿(主要含Al2O3、Fe2O3,还有少量FeS2等)为原料生产Al2O3和Fe3O4的部分流程如图所示:
下列说法错误的是( )。
A.“焙烧”时,将铝土矿粉碎可增大化学反应速率
B.用足量NaOH溶液吸收SO2的离子方程式为2OH-+SO2S+H2O
C.滤液中通入足量CO2,过滤后可得到Al2O3
D.“无氧焙烧”时,理论上消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16
答案:C
解析:铝土矿粉在空气中焙烧,将FeS2转化为氧化铁和二氧化硫,加入氢氧化钠溶液,氧化铝和氢氧化钠反应除去氧化铝,得到氧化铁,氧化铁中加入FeS2隔绝氧气焙烧得到四氧化三铁。“焙烧”时,将铝土矿粉碎增大接触面积,可增大化学反应速率,A项正确;SO2为酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2OH-+SO2S+H2O,B项正确;滤液的主要成分为Na[Al(OH)4],通入CO2生成氢氧化铝沉淀,过滤得到氢氧化铝,C项错误;无氧焙烧的方程式为FeS2+16Fe2O32SO2+11Fe3O4,理论上消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16,D项正确。
11.茶叶中铁元素的检验可经四步完成,下列步骤中实验用品选用不正确的是( )。
A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦
C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
答案:B
解析:灼烧茶叶需用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯等,A项正确;溶解茶叶灰的过程中会用到烧杯、玻璃棒等仪器,容量瓶是配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液的主要仪器,B项错误;过滤需用到的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等,C项正确;检验Fe3+可用KSCN溶液,用到的仪器有胶头滴管和试管,D项正确。
12.向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,如图进行实验。下列分析错误的是( )。
A.操作①为振荡
B.步骤Ⅰ中的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+
C.若步骤Ⅱ溶液变红色,说明Fe2+能用KSCN溶液检验
D.步骤Ⅲ中Fe2+被氧化为Fe3+
答案:C
解析:步骤Ⅰ为向FeCl3溶液中加入铁粉,故操作①为充分振荡,使其发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,A、B两项正确;若步骤Ⅱ溶液变红色,可能是Fe2+被空气中O2氧化成Fe3+,不能用KSCN溶液检验Fe2+,C项错误;步骤Ⅲ滴加新制氯水,Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,溶液变成红色,D项正确。
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
13.(10分)钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义,现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示。炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入,原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题。
(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是 。
(2)采用炉料从上部加入、热空气从下部通入的工艺,其目的是 。
(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应: 。
(4)高炉气中含有的主要气态污染物是 ,若直接排放将污染空气,因此应回收利用,请写出该污染物的一种用途: 。
答案:(1)既提供热量,又产生还原剂CO
(2)采用逆流接触操作,使矿石与还原性气体充分接触、反应
(3)C+O2CO2,CO2+C2CO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(4)CO 作燃料(或还原剂)
解析:(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量,同时生成CO作为还原剂,还原出铁矿石中的Fe。(2)采用炉料从上部加入、热空气从下部通入的工艺,主要是采用逆流操作,不仅利于矿石与还原性气体充分接触,还增加了接触时间,利于反应。(3)炼铁高炉中发生的主要反应是还原剂的生成及生成铁的反应。(4)高炉气的主要成分有CO、CO2等,其主要气态污染物是有毒的CO;回收利用CO,可用作燃料或作还原剂等。
14.(17分)为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,某同学设计的回收利用方案如下。
(1)操作①的名称是 ,发生反应的化学方程式为 ,滤渣B含有 (填化学式)。
(2)若要从滤液C得到绿矾晶体,必须进行的实验操作是 、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有 (填字母)。
A.漏斗 B.坩埚
C.烧杯 D.玻璃棒
(3)试剂Y应该是一种 (填“氧化剂”或“还原剂”),它不可能是 (填字母)。
A.H2O2 B.H2
C.O2 D.Fe
(4)操作②中向所得滤液A中通入足量的CO2气体,生成沉淀反应的离子方程式为 ;将所得沉淀过滤出来并用蒸馏水洗涤数次,烘干并灼烧至恒重得固体E,化学方程式为 ;冷却后称重,固体E质量为n g,则该合金样品中金属铝的质量分数为 (用含有m、n的式子表示)。
答案:(1)过滤 2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑ Fe、Cu
(2)蒸发浓缩 B
(3)氧化剂 BD
(4)[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC 2Al(OH)3Al2O3+3H2O ×100%
解析:合金中Fe、Cu不能与NaOH溶液反应,Al与NaOH发生反应2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,则滤液A为Na[Al(OH)4]和NaOH的混合液,滤渣B为Fe、Cu混合物;滤渣B中加入稀硫酸,Fe溶解,则滤液C为FeSO4溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶等操作可得绿矾;滤渣D为Cu,Cu与稀硫酸不反应,若使Cu溶解,试剂Y应为氧化剂,可以是H2O2或O2;固体E(Al2O3)质量为n g,物质的量为 mol,依据铝原子守恒,该合金样品中金属铝的质量分数为×100%=×100%。
15.(9分)(1)某化学兴趣小组利用下列试剂,铁粉、锌粉、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、0.1 mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
①用所给试剂写出体现Fe2+还原性的反应的化学方程式: 。
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0.1 mol·L-1 FeCl3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,溶液颜色变为 。加入KSCN溶液后,溶液
③该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉、观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为 。
(2)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、Mn、H2O和一种未知离子X,已知Mn在反应中得到电子,则X离子是 ,该反应的离子方程式是 。
答案:(1)①2FeCl2+Cl22FeCl3 ②浅绿色 不变色 ③Fe2++ZnZn2++Fe
(2)Fe2+ Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O
解析:(1)①在反应中Fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用新制氯水,化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3++Fe3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加KSCN溶液不变红色。③向FeCl2的溶液中加入锌粉,离子反应为Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(2)已知Mn得电子,故Mn是氧化剂,Mn2+为还原产物,则题目提供的Fe3+是氧化产物,故还原剂为Fe2+,即X为Fe2+。该反应中反应物为Mn、Fe2+和H+,生成物为Mn2+、Fe3+和H2O,n(Mn)∶n(Fe2+)=1∶5。
16.(16分)工业上可采用多种方法炼铜。
利用辉铜矿(Cu2S)冶炼铜的原理如下。
Ⅰ.取一定质量的Cu2S在空气中高温焙烧,完全反应后生成一种铜的氧化物和二氧化硫;
Ⅱ.再取上述一半质量的Cu2S,与Ⅰ中生成的铜的氧化物混合均匀,隔绝空气高温煅烧,恰好完全反应,生成铜和二氧化硫。结合质量守恒定律,推断这种铜的氧化物的化学式为 。
某工业废水中含有大量的Cu2+、Fe3+、Fe2+和S,拟从该废水中回收金属铜并制得绿矾(FeSO4·7H2O),工艺流程如下图。
(1)下列叙述正确的是 。
A.滤渣A为Fe和Cu的混合物
B.试剂a为铁粉,试剂b为盐酸
C.步骤Ⅱ可以分离出Cu,并能得到FeSO4溶液
D.步骤Ⅲ仅为蒸发溶液
(2)步骤Ⅰ发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu和 。
(3)取2 mL溶液A于试管中,滴加少量NaOH溶液,观察到的实验现象是 。
(4)获得的绿矾晶体(FeSO4·7H2O)可能已被氧化,请设计检验方案验证(操作、现象、结论) 。
答案:Cu2O
(1)AC
(2)2Fe3++Fe3Fe2+
(3)产生的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(4)取少量晶体于洁净试管中,加入适量煮沸过的蒸馏水溶解,滴加KSCN溶液,若溶液变血红色,则绿矾晶体部分被氧化
解析:设n(Cu2S)=1 mol,反应生成的铜的氧化物为CuxOy。由题意和Cu原子守恒可知,Cu2SCuxOy,Cu2S+CuxOy3Cu+SO2,由O原子守恒,=1,则x∶y=2∶1,即该铜的氧化物为Cu2O。
(1)由流程可知,向工业废水中加入足量的铁,充分反应后过滤得到含有铁和铜的滤渣A和FeSO4溶液A;向滤渣A中加入试剂b稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,与铁反应生成FeSO4和H2,过滤得到铜和FeSO4溶液B;FeSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O晶体;(2)步骤Ⅰ发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu和Fe+2Fe3+3Fe2+;(3)Fe(OH)2易被溶液中的氧气氧化为Fe(OH)3,现象为产生的白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色;(4)若绿矾晶体被氧化,则绿矾晶体中会混有Fe2(SO4)3,检验方法是取少量绿矾晶体(FeSO4·7H2O)于试管中,加水溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,则绿矾晶体被氧化。
10
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.《天工开物·五金·铁》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时相连数尺内,低下数寸筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是( )。
A.金属冶炼方法由金属活动性决定
B.生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差
C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量
D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工
答案:C
解析:活动性不同的金属,其冶炼方法不同,即金属冶炼方法由金属活动性决定,A项正确;熟铁比生铁质地更软,且延展性好,生铁比熟铁质地更硬,延展性稍差,B项正确;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,C项错误;该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢相似,都是利用空气中的氧气氧化C元素,其原理基本相同,D项正确。
2.下列有关描述中正确的是( )。
A.铁是比较活泼的金属,在自然界中只能以化合态的形式存在
B.维生素C与补铁剂(含亚铁离子)同服有助于铁元素的吸收,推知维生素C具有氧化性
C.铝与氧化铁发生的铝热反应需要加热才能进行,推知该反应为吸热反应
D.电解熔融氧化铝制铝单质时,冰晶石的作用是降低氧化铝的熔点,减少冶炼过程的能耗
答案:D
解析:铁是比较活泼的金属,在自然界主要以+2价和+3价化合物的形态存在于矿石中,但铁在自然界中也可以单质形态存在,像陨铁中的铁,故A项错误;Fe2+以还原性为主,容易被氧化,维生素C与补铁剂同服有助于铁元素吸收,维生素C可以防止亚铁离子被氧化,推知维生素C具有还原性,故B项错误;铝与氧化铁发生铝热反应虽然需要加热,但加热的目的是达到反应的温度,停止加热后,该反应能继续发生,说明该反应为放热反应,故C项错误。
3.下列关于金属冶炼的说法正确的是( )。
A.用电解熔融MgO的方法来冶炼金属镁
B.通常采用CO高温还原法冶炼金属铁
C.铜的湿法冶炼是将金属钠投入CuSO4溶液中,从而置换出铜
D.用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠
答案:B
解析:用电解熔融MgCl2的方法来冶炼金属镁,故A项错误;通常采用CO高温还原氧化铁冶炼金属铁,故B项正确;铜的湿法冶炼是将金属铁投入CuSO4溶液中,从而置换出铜,故C项错误;用海水为原料制得精盐,再电解熔融的NaCl可制得金属钠,故D项错误。
4.如图为铁元素的“价—类”二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是( )。
A.Fe在氧气中燃烧的反应可实现上述转化①
B.含Fe的溶液中,滴加氯水,可实现上述转化⑤
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
D.可通过化合反应实现转化⑦
答案:D
解析:Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4,A项错误;Fe中铁元素为+6价,具有强氧化性,氯水中次氯酸具有强氧化性,氯水不可将Fe还原为Fe3+,B项错误;Fe(OH)3受热可分解生成Fe2O3,Fe(OH)3属于难溶性电解质,难溶于水,C项错误;可通过化合反应实现转化⑦,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,D项正确。
5.向稀硫酸中加入铁粉,待铁粉全部溶解后,再加入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液紫红色褪去的原因是( )。
A.Fe具有还原性
B.FeCl2中Fe2+具有还原性
C.KMnO4具有还原性
D.稀硫酸具有还原性
答案:B
解析:溶液褪色是因为Fe2+具有还原性,KMnO4具有氧化性,KMnO4被Fe2+还原生成Mn2+。
6.下列有关物质检验方法不合理的是( )。
A.检验绿矾晶体(FeSO4·7H2O)是否已氧化变质,可将其溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
B.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液显无色后再滴加H2O2溶液显红色,该溶液中一定含有Fe2+
C.用足量酸性KMnO4溶液检验Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4
D.向某溶液中持续加入NaOH溶液,发现先产生白色沉淀,后白色沉淀全部溶解,说明溶液中可能含有Al3+
答案:C
解析:绿矾中的铁是+2价,容易被空气中的氧气氧化为+3价,所以检验绿矾晶体是否已氧化变质,可将绿矾晶体溶于稀硫酸后滴加KSCN溶液,再观察溶液是否变红,A项正确;向某溶液中加入KSCN溶液无明显变化,说明不含Fe3+,再滴入H2O2,溶液变为血红色,说明滴加H2O2后有Fe3+生成,则溶液中一定含有Fe2+,B项正确;由于酸性KMnO4溶液足量,则无论Fe2(SO4)3溶液中是否含有FeSO4,都不会褪色,所以无法确定原溶液中是否含有FeSO4,C项错误;Al3+遇NaOH溶液能产生“先生成沉淀后沉淀溶解”的现象,该操作可以说明溶液中可能含有Al3+,D项正确。
7.绿色化学要求从技术、经济上设计出可行的化学反应,尽可能减少对环境的污染。下列化学反应中,你认为最不符合绿色化学理念的是( )。
A.除去硝酸工业尾气中的氮氧化物:NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
B.制硫酸铜:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O
C.用氨水吸收硫酸厂的尾气:SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O
D.制硫酸铜:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
答案:D
解析:D项,铜与浓硫酸反应生成的二氧化硫会污染空气,不符合绿色化学理念。
8.实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁,下列说法错误的是( )。
A.实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理
B.实验开始阶段,应把弹簧夹C和D都打开
C.一段时间后,关闭弹簧夹C和D,在B中生成白色絮状沉淀
D.实验结束后关闭弹簧夹D,可以长时间保存氢氧化亚铁
答案:C
解析:实验前,把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理,排出溶液中溶解的O2,防止Fe(OH)2被氧化,A项正确;实验开始阶段,把弹簧夹C和D都打开,利用装置A中产生的H2排出装置内的空气,B项正确;一段时间后,关闭弹簧夹C,将装置A中生成的FeSO4溶液压入装置B中,在B中生成白色絮状沉淀,不能关闭弹簧夹D,否则A中溶液不能进入B,C项错误;实验结束后关闭弹簧夹D,空气不能进入B,可以长时间保存氢氧化亚铁,D项正确。
9.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红……冷淀,毁罐取出……即倭铅也。”炉甘石的主要成分为碳酸锌,下列说法不正确的是( )。
A.该冶炼锌的反应属于置换反应
B.煤中起作用的主要成分是C
C.冶炼Zn的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑
D.“倭铅”是指金属锌和铅的混合物
答案:D
解析:碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,该冶炼锌的反应属于置换反应,A、C两项正确;反应中C作还原剂,则煤中起作用的主要成分是C,B正确;由题意可知,“倭铅”是指金属锌,D不正确。
10.以铝土矿(主要含Al2O3、Fe2O3,还有少量FeS2等)为原料生产Al2O3和Fe3O4的部分流程如图所示:
下列说法错误的是( )。
A.“焙烧”时,将铝土矿粉碎可增大化学反应速率
B.用足量NaOH溶液吸收SO2的离子方程式为2OH-+SO2S+H2O
C.滤液中通入足量CO2,过滤后可得到Al2O3
D.“无氧焙烧”时,理论上消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16
答案:C
解析:铝土矿粉在空气中焙烧,将FeS2转化为氧化铁和二氧化硫,加入氢氧化钠溶液,氧化铝和氢氧化钠反应除去氧化铝,得到氧化铁,氧化铁中加入FeS2隔绝氧气焙烧得到四氧化三铁。“焙烧”时,将铝土矿粉碎增大接触面积,可增大化学反应速率,A项正确;SO2为酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2OH-+SO2S+H2O,B项正确;滤液的主要成分为Na[Al(OH)4],通入CO2生成氢氧化铝沉淀,过滤得到氢氧化铝,C项错误;无氧焙烧的方程式为FeS2+16Fe2O32SO2+11Fe3O4,理论上消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16,D项正确。
11.茶叶中铁元素的检验可经四步完成,下列步骤中实验用品选用不正确的是( )。
A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦
C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
答案:B
解析:灼烧茶叶需用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯等,A项正确;溶解茶叶灰的过程中会用到烧杯、玻璃棒等仪器,容量瓶是配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液的主要仪器,B项错误;过滤需用到的仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等,C项正确;检验Fe3+可用KSCN溶液,用到的仪器有胶头滴管和试管,D项正确。
12.向盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入少量铁粉,如图进行实验。下列分析错误的是( )。
A.操作①为振荡
B.步骤Ⅰ中的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+
C.若步骤Ⅱ溶液变红色,说明Fe2+能用KSCN溶液检验
D.步骤Ⅲ中Fe2+被氧化为Fe3+
答案:C
解析:步骤Ⅰ为向FeCl3溶液中加入铁粉,故操作①为充分振荡,使其发生反应:2Fe3++Fe3Fe2+,A、B两项正确;若步骤Ⅱ溶液变红色,可能是Fe2+被空气中O2氧化成Fe3+,不能用KSCN溶液检验Fe2+,C项错误;步骤Ⅲ滴加新制氯水,Fe2+被Cl2氧化为Fe3+,溶液变成红色,D项正确。
二、非选择题:本题共4小题,共52分。
13.(10分)钢铁工业对促进经济和社会的发展具有重要的意义,现代炼铁的主要方法是高炉炼铁。其设备如图所示。炼铁的炉料(铁矿石、焦炭、石灰石等)由高炉的顶部投入,原料在下降过程中与高炉气气流在炉身部分发生作用。请回答下列问题。
(1)焦炭在炼铁的过程中所起的作用是 。
(2)采用炉料从上部加入、热空气从下部通入的工艺,其目的是 。
(3)写出以赤铁矿为原料的炼铁高炉中发生的主要化学反应: 。
(4)高炉气中含有的主要气态污染物是 ,若直接排放将污染空气,因此应回收利用,请写出该污染物的一种用途: 。
答案:(1)既提供热量,又产生还原剂CO
(2)采用逆流接触操作,使矿石与还原性气体充分接触、反应
(3)C+O2CO2,CO2+C2CO,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(4)CO 作燃料(或还原剂)
解析:(1)焦炭在炼铁的过程中既作为能源提供反应所需要的能量,同时生成CO作为还原剂,还原出铁矿石中的Fe。(2)采用炉料从上部加入、热空气从下部通入的工艺,主要是采用逆流操作,不仅利于矿石与还原性气体充分接触,还增加了接触时间,利于反应。(3)炼铁高炉中发生的主要反应是还原剂的生成及生成铁的反应。(4)高炉气的主要成分有CO、CO2等,其主要气态污染物是有毒的CO;回收利用CO,可用作燃料或作还原剂等。
14.(17分)为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用,某同学设计的回收利用方案如下。
(1)操作①的名称是 ,发生反应的化学方程式为 ,滤渣B含有 (填化学式)。
(2)若要从滤液C得到绿矾晶体,必须进行的实验操作是 、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有 (填字母)。
A.漏斗 B.坩埚
C.烧杯 D.玻璃棒
(3)试剂Y应该是一种 (填“氧化剂”或“还原剂”),它不可能是 (填字母)。
A.H2O2 B.H2
C.O2 D.Fe
(4)操作②中向所得滤液A中通入足量的CO2气体,生成沉淀反应的离子方程式为 ;将所得沉淀过滤出来并用蒸馏水洗涤数次,烘干并灼烧至恒重得固体E,化学方程式为 ;冷却后称重,固体E质量为n g,则该合金样品中金属铝的质量分数为 (用含有m、n的式子表示)。
答案:(1)过滤 2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑ Fe、Cu
(2)蒸发浓缩 B
(3)氧化剂 BD
(4)[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC 2Al(OH)3Al2O3+3H2O ×100%
解析:合金中Fe、Cu不能与NaOH溶液反应,Al与NaOH发生反应2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑,则滤液A为Na[Al(OH)4]和NaOH的混合液,滤渣B为Fe、Cu混合物;滤渣B中加入稀硫酸,Fe溶解,则滤液C为FeSO4溶液,经蒸发浓缩、冷却结晶等操作可得绿矾;滤渣D为Cu,Cu与稀硫酸不反应,若使Cu溶解,试剂Y应为氧化剂,可以是H2O2或O2;固体E(Al2O3)质量为n g,物质的量为 mol,依据铝原子守恒,该合金样品中金属铝的质量分数为×100%=×100%。
15.(9分)(1)某化学兴趣小组利用下列试剂,铁粉、锌粉、0.1 mol·L-1 FeCl3溶液、0.1 mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水,探究Fe2+、Fe3+的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
①用所给试剂写出体现Fe2+还原性的反应的化学方程式: 。
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0.1 mol·L-1 FeCl3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,溶液颜色变为 。加入KSCN溶液后,溶液
③该兴趣小组为说明“Fe2+具有氧化性”,提出了向FeCl2溶液中加入锌粉、观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为 。
(2)某反应中反应物与生成物有Fe3+、Mn2+、H+、Mn、H2O和一种未知离子X,已知Mn在反应中得到电子,则X离子是 ,该反应的离子方程式是 。
答案:(1)①2FeCl2+Cl22FeCl3 ②浅绿色 不变色 ③Fe2++ZnZn2++Fe
(2)Fe2+ Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O
解析:(1)①在反应中Fe2+作还原剂,体现其还原性,因此应选择氧化剂,所以选用新制氯水,化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3。②向FeCl3溶液中加入铁粉,发生的反应为2Fe3++Fe3Fe2+,所以溶液由棕黄色变为浅绿色。向FeCl2的溶液中滴加KSCN溶液不变红色。③向FeCl2的溶液中加入锌粉,离子反应为Zn+Fe2+Fe+Zn2+。(2)已知Mn得电子,故Mn是氧化剂,Mn2+为还原产物,则题目提供的Fe3+是氧化产物,故还原剂为Fe2+,即X为Fe2+。该反应中反应物为Mn、Fe2+和H+,生成物为Mn2+、Fe3+和H2O,n(Mn)∶n(Fe2+)=1∶5。
16.(16分)工业上可采用多种方法炼铜。
利用辉铜矿(Cu2S)冶炼铜的原理如下。
Ⅰ.取一定质量的Cu2S在空气中高温焙烧,完全反应后生成一种铜的氧化物和二氧化硫;
Ⅱ.再取上述一半质量的Cu2S,与Ⅰ中生成的铜的氧化物混合均匀,隔绝空气高温煅烧,恰好完全反应,生成铜和二氧化硫。结合质量守恒定律,推断这种铜的氧化物的化学式为 。
某工业废水中含有大量的Cu2+、Fe3+、Fe2+和S,拟从该废水中回收金属铜并制得绿矾(FeSO4·7H2O),工艺流程如下图。
(1)下列叙述正确的是 。
A.滤渣A为Fe和Cu的混合物
B.试剂a为铁粉,试剂b为盐酸
C.步骤Ⅱ可以分离出Cu,并能得到FeSO4溶液
D.步骤Ⅲ仅为蒸发溶液
(2)步骤Ⅰ发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu和 。
(3)取2 mL溶液A于试管中,滴加少量NaOH溶液,观察到的实验现象是 。
(4)获得的绿矾晶体(FeSO4·7H2O)可能已被氧化,请设计检验方案验证(操作、现象、结论) 。
答案:Cu2O
(1)AC
(2)2Fe3++Fe3Fe2+
(3)产生的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(4)取少量晶体于洁净试管中,加入适量煮沸过的蒸馏水溶解,滴加KSCN溶液,若溶液变血红色,则绿矾晶体部分被氧化
解析:设n(Cu2S)=1 mol,反应生成的铜的氧化物为CuxOy。由题意和Cu原子守恒可知,Cu2SCuxOy,Cu2S+CuxOy3Cu+SO2,由O原子守恒,=1,则x∶y=2∶1,即该铜的氧化物为Cu2O。
(1)由流程可知,向工业废水中加入足量的铁,充分反应后过滤得到含有铁和铜的滤渣A和FeSO4溶液A;向滤渣A中加入试剂b稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,与铁反应生成FeSO4和H2,过滤得到铜和FeSO4溶液B;FeSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O晶体;(2)步骤Ⅰ发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu和Fe+2Fe3+3Fe2+;(3)Fe(OH)2易被溶液中的氧气氧化为Fe(OH)3,现象为产生的白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色;(4)若绿矾晶体被氧化,则绿矾晶体中会混有Fe2(SO4)3,检验方法是取少量绿矾晶体(FeSO4·7H2O)于试管中,加水溶解,再滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,则绿矾晶体被氧化。
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