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化学计算的常用方法——守恒法
[典例1] 向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100 mL 1 mol/L 的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况下)的气体。所得溶液中加入KSCN溶液无红色出现，混合物中铁元素的质量分数为( )
A．81.4% B．77.8%
C．68.6% D．无法计算
【解析】 用盐酸溶解混合物后，向得到的溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，说明得到的溶液中溶质是氯化亚铁，即混合物中的铁元素最终全部以氯化亚铁的形式存在，HCl的物质的量为1 mol/L×0.1 L＝0.1 mol，根据氯元素守恒，则n(Fe)＝n(FeCl2)＝×n(HCl)＝0.05 mol，m(Fe元素)＝0.05 mol×56 g/mol＝2.8 g，根据氢元素守恒，生成氢气的物质的量为n(H2)＝＝0.01 mol，Fe与HCl反应生成0.01 mol H2消耗HCl的物质的量为0.01 mol×2＝0.02 mol，则与氧化物反应的HCl的物质的量为0.1 mol－0.02 mol＝0.08 mol，所以氧化物中含有n(O)＝0.08 mol×＝0.04 mol，m(O)＝0.04 mol×16 g/mol＝0.64 g，则混合物中铁元素的质量分数为×100%≈81.4%，A项正确。
【答案】 A
【针对训练】
1．在硫酸、明矾和硫酸铝组成的混合溶液中，c(Al3＋)＝0.3 mol·L－1，c(SO)＝0.7 mol·L－1，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则c(K＋)为( )
A．0.15 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1
C．0.3 mol·L－1 D．0.4 mol·L－1
解析：选D。根据电荷守恒可得c(Al3＋)×3＋c(H＋)＋c(K＋)＝c(SO)×2＋c(OH－)，在含有硫酸、明矾和硫酸铝的混合溶液中，c(OH－)可忽略不计，则c(K＋)＝0.4 mol·L－1。
2．将3.6 g炭粉和29 g Fe3O4质量分数为80%的磁铁矿粉混合后，隔绝空气加强热，充分反应后收集到的气体是( )
A．CO2
B．CO
C．CO、CO2的混合物，其中CO的体积占
D．CO、CO2的混合物，其中CO的体积占
解析：选D。n(C)＝＝0.3 mol，n(O)＝4n(Fe3O4)＝4×＝0.4 mol，由于＜＝＜1，故生成的气体为CO和CO2的混合物。由原子守恒可知，n(CO)＋n(CO2)＝n(C)＝0.3 mol，n(CO)＋2n(CO2)＝n(O)＝0.4 mol，将两式联立，解得n(CO2)＝0.1 mol，n(CO)＝0.2 mol，故D项正确。
3．(2019·西安高一检测)一定条件下，当溶液中XO与H2O2分子个数比恰好为2∶5时，溶液中XO被还原为较低价态，则X元素的化合价变为( )
A．＋2 B．＋3
C．＋4 D．＋5
解析：选A。设XO被还原后X元素的化合价为a，据得失电子守恒知，(7－a)×2＝[0－(－1)]×2×5?a＝＋2。
化学计算的常用方法——差量法
[典例2] 把足量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后，剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，则原溶液中H＋与SO的物质的量浓度之比为( )
A．1∶4 B．2∶7
C．1∶2 D．3∶8
【解析】 设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为n(H2SO4)、n(CuSO4)。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ Δm(减)
1 mol 56 g
n(H2SO4) m1 g
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Δm(增)
1 mol 8 g
n(CuSO4) m2 g
因为剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等，所以Δm(减)＝Δm(增)，则m1 g＝m2 g，即56×n(H2SO4)＝8×n(CuSO4)，＝＝，则＝＝。
【答案】 A
【针对训练】
4．把4.48 L(标准状况) CO2通过一定质量的固体Na2O2后，收集到3.36 L(标准状况)气体，则这3.36 L气体的质量是( )
A．3.8 g B．5.6 g
C．4.8 g D．6.0 g
解析：选D。
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 ΔV
2 1 1
2．24 L 1.12 L (4.48－3.36) L
即参加反应的CO2为2.24 L，剩余CO2的体积为4.48 L－2.24 L＝2.24 L。生成的O2为1.12 L。从而可求出气体的总质量为×44 g/mol＋×32 g/mol＝6.0 g。
5．为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B.
C. D.
解析：选A。由题意知(w1－w2) g应为NaHCO3分解生成的CO2和H2O的质量，设样品中NaHCO3质量为x g，由此可列如下关系：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
2×84 62
x g (w1－w2) g
＝，解得x＝，则w(Na2CO3)＝＝，A项正确。
化学计算的常用方法——关系式法
[典例3] 用CO还原10.0 g某磁铁矿石样品(所含的杂质不参加反应)，生成的CO2再跟过量的石灰水反应，得到12.8 g沉淀。求该磁铁矿石中Fe3O4的质量分数。
【解析】 发生的化学反应有
Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2、
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。
可以得出下列关系：
Fe3O4～4CO2～4CaCO3
232 400
m(Fe3O4) 12.8 g
232∶m(Fe3O4)＝400∶12.8 g，
解得m(Fe3O4)＝7.424 g，
w(Fe3O4)＝×100%＝74.24%。
【答案】 74.24%
【针对训练】
6．某二价金属碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应，消耗的H＋和产生的CO2的物质的量之比为6∶5，则该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．1∶3 D．1∶4
解析：选B。设该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量分别为a mol和b mol，则(A代表二价金属)
ACO3～2H＋～CO2， A(HCO3)2～2H＋～2CO2
a mol 2a mol a mol b mol 2b mol 2b mol
由(2a＋2b)∶(a＋2b)＝6∶5可得，a∶b＝1∶2。
7．Mg、Zn、Al、Fe四种金属单质分别与足量的稀硫酸反应，放出H2的物质的量与投入金属的质量的关系如图所示，则①②③④所表示的金属分别是( )
A．Al、Mg、Fe、Zn B．Fe、Zn、Mg、Al
C．Mg、Al、Zn、Fe D．Zn、Fe、Mg、Al
解析：选A。利用关系式可知，当产生1 mol H2时所需4种金属的质量分别如下：
Al ～ H2
18 g 1 mol
Mg ～ H2
24 g 1 mol
Fe ～ H2
56 g 1 mol
Zn ～ H2
65 g 1 mol
结合题图可知①②③④分别表示Al、Mg、Fe、Zn。
8．将a mol钠和a mol铝一同投入m g足量水中，所得溶液密度为d g·cm－3，该溶液中溶质的质量分数为( )
A.% B.%
C.% D.%
解析：选C。本题既考查了Na与H2O的反应，又考查了Al与NaOH溶液的反应，应注意用关系式法来进行计算。
2Na ～ 2NaOH ～ H2↑
a mol a mol mol
2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H2↑
a mol a mol a mol mol
所得溶液的质量为23a g＋27a g＋m g－×2 g·mol－1＝(46a＋m) g，溶液中的溶质为NaAlO2，质量为a mol×82 g·mol－1＝82a g，所以w(NaAlO2)＝×100%＝%。
课件29张PPT。第三章 铁 金属材料本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放学业过关检测(三)
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理，下列有关说法错误的是( )
A．百炼成钢——通过反复锤炼，除去铁中部分杂质，使其转化为钢
B．水滴石穿——CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO3)2(以大理石为例)
C．恨铁不成钢——钢的性能远优于铁
D．真金不怕火炼——单质金的熔点很高
2．“嫦娥四号”月球探测器于2019年1月3日实现人类首次月背登陆。“嫦娥四号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是( )
A．生铁属于合金
B．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
C．一般合金的熔点比各成分金属的低
D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
3．碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关叙述中不正确的是( )
A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔、沸点
B.它易导电、导热，具有延展性
C.它的熔、沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
4．下列能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是( )
A．AgNO3溶液 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液
5．下列混合物分离(或除杂)的方法正确的是( )
A．除去Mg粉中的Al粉：加入足量NaOH溶液后，过滤、洗涤
B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加入过量盐酸后，过滤、洗涤
C．除去NaHCO3溶液中的Na2CO3：加入适量稀盐酸
D．除去Al2O3中的少量Fe2O3：加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤
6．美国“海狼”级潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)做载热介质。下列有关说法不正确的是( )
A．金属性：Na>Al
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀产生，也可能有铜析出
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越小
7．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是( )
A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3
C．FeCl2 D．Fe(OH)3
8．化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下表中用途与其性质或原理对应关系不正确的是( )
选项
用途
性质或原理
A
Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具供氧剂
Na2O2与H2O、CO2反应产生O2
B
常用铁盐做净水剂
Fe3＋能生成吸附能力强的Fe(OH)3胶体
C
FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板
FeCl3与Cu发生反应
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
D
在医疗上烧碱可用于治疗胃酸过多
烧碱可与胃酸反应
9．类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否。下列几种类推结论中，错误的是( )
①钠与水反应生成NaOH和H2；所有金属与水反应都生成碱和H2
②铁露置在空气中一段时间后就会生锈；性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中
③化合物KCl的焰色为紫色；K2CO3的焰色也为紫色
④钠钾合金的熔点应介于Na和K熔点之间
A．①② B．①④
C．①②③④ D．①②④
10．下列各组反应，最终一定能得到白色沉淀的是( )
A．向CaCl2溶液中通入CO2
B．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液
C．向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液
D．向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液
11．某溶液中可能含有Fe3＋、Mg2＋、Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－、SO中的若干种，下列说法中正确的是( )
A．溶液中最多有4种离子
B．若溶液有颜色，则一定没有OH－
C．若溶液呈碱性，则一定含有Na＋
D．该溶液不可能溶解单质铜
12．用1 L 1.0 mol·L－1的氢氧化钠溶液吸收0.8 mol二氧化碳，所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比是( )
A．1∶3 B．1∶2
C．2∶3 D．3∶2
13．将适量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是( )
A．2∶3 B．3∶2
C．1∶2 D．1∶1
14．下图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是( )
选项
M
N
P
Q
A
NH3·H2O
Ba(OH)2
铜
石蕊溶液
B
Na
BaCl2
FeO
KSCN
C
NaOH
Ba(NO3)2
锌粉
KSCN
D
Na2O2
MgCl2
Fe
石蕊溶液
15．已知碳酸钠稳定而碳酸氢钠不稳定，受热易分解。现取碳酸氢钠和碳酸钠的混合物10 g，加热到质量不再改变为止，剩余固体质量为6.9 g。下列说法正确的是( )
A．反应生成CO2的质量为3.1 g
B．原混合物中NaHCO3的质量为1.6 g
C．反应后生成CO2和H2O的质量比为11∶9
D．原混合物中Na2CO3的质量分数为16%
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(10分)A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素，其中A是常见单质，它们之间存在如图所示的转化关系：
(1)若B、C均属于盐类，B溶液呈黄色，遇氨水能形成红褐色沉淀；D是一种不溶性碱；B、C中的阴离子均是Cl－，则A只有与________(填分子式)反应才能得到B；实验室制备的D物质不稳定，相应反应的化学方程式为
______________________________________________。
(2)若B具有强氧化性，A→B时能产生黄色火焰，C、D的溶液均呈碱性且D与酸反应能生成一种无色气体，则B的化学式为____________，实验室可用D制备少量的C，反应的化学方程式为__________________________。
17．(9分)某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。
①外观暗灰色，表皮光滑；
②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；
③取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
④另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。
(1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；可能含有的下列元素是________(填选项编号)。
A．Ag B．Mg
C．Na D．Fe
(2)如果该合金中只含两种元素，则二者的质量比是____________。
18．(10分)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况，设计了如下实验方案：
(1)试剂1的主要成分的化学式是________。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是______________________________(用离子方程式表示)。
(3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。
①提出假设
假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁；
假设2：________________________________________。
②设计方案
为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案：_______________________。
(4)应用拓展
写出一种保存FeSO4固体的方法：________________。
19．(14分)(1)合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。
①某FeO、Fe2O3混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5，其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为________。
②当催化剂中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2 时，其催化活性最高，此时铁的氧化物的混合物中铁的质量分数为________(用小数表示，保留两位小数)。
(2)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
①用FeO、Fe2O3和稀盐酸、氯气制取FeCl3溶液的离子方程式包括________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
②写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：
______________________________________________，
当转移电子数为6.02×1024时，被氧化的物质的质量为________。
20．(12分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上做补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：
请回答下列问题：
(1)向操作①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有________(填离子符号)。
(2)操作②中反应的离子方程式：__________________。
(3)操作③中反应的离子方程式：__________________。
(4)操作④包含过滤、________、灼烧、________、称量。
(5)假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为________g(用含a的代数式表示)。
学业过关检测(三)
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列成语或谚语中蕴含着一定的化学知识或原理，下列有关说法错误的是( )
A．百炼成钢——通过反复锤炼，除去铁中部分杂质，使其转化为钢
B．水滴石穿——CO2＋H2O＋CaCO3===Ca(HCO3)2(以大理石为例)
C．恨铁不成钢——钢的性能远优于铁
D．真金不怕火炼——单质金的熔点很高
解析：选D。锤炼过程中可除去一部分碳等杂质，A项正确；空气中的CO2可与CaCO3在水中缓慢反应，B项正确；钢的性能比铁好，C项正确；“真金不怕火炼”是说在高温下金也很难发生反应，D项错误。
2．“嫦娥四号”月球探测器于2019年1月3日实现人类首次月背登陆。“嫦娥四号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是( )
A．生铁属于合金
B．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
C．一般合金的熔点比各成分金属的低
D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金
解析：选B。生铁中含有铁与碳，属于合金，故A正确；合金的化学性质一般与各成分金属的化学性质相同，物理性质不同，故B错误；一般合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，故C正确；合金的性能与其成分、原料配比及合成条件都有关，所以改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金，故D正确。
3．碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关叙述中不正确的是( )
A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔、沸点
B.它易导电、导热，具有延展性
C.它的熔、沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
解析：选A。碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金，只要比例确定，其组成就固定，因而有固定的熔、沸点；合金具有比各成分金属低的熔、沸点，高的硬度和强度。
4．下列能使铁溶解，但不能生成沉淀的溶液是( )
A．AgNO3溶液 B．FeCl3溶液
C．CuSO4溶液 D．FeSO4溶液
解析：选B。A、C项虽能溶解铁，但同时会析出Ag和Cu，D项不能使铁溶解，符合题意的是B项。
5．下列混合物分离(或除杂)的方法正确的是( )
A．除去Mg粉中的Al粉：加入足量NaOH溶液后，过滤、洗涤
B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加入过量盐酸后，过滤、洗涤
C．除去NaHCO3溶液中的Na2CO3：加入适量稀盐酸
D．除去Al2O3中的少量Fe2O3：加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤
解析：选A。A.Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应生成可溶的NaAlO2和H2，A项正确；B.加入盐酸会将BaCO3溶解，BaSO4不溶于盐酸，B项错误；C.加入适量盐酸可能发生的反应有Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，一方面盐酸的量难以控制，另一方面引入新杂质NaCl，同时NaHCO3可能减少，C项错误；D.加入过量NaOH会将Al2O3溶解转化为NaAlO2，Fe2O3与NaOH溶液不反应，不能将杂质除去，D项错误。
6．美国“海狼”级潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)做载热介质。下列有关说法不正确的是( )
A．金属性：Na>Al
B．铝钠合金若投入一定量的水中可得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)
C．铝钠合金投入足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀产生，也可能有铜析出
D．m g不同组成的铝钠合金投入足量的盐酸中，若放出的H2越多，则铝的质量分数越小
解析：选D。金属性：Na>Al；铝钠合金投入水中发生反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，若只得到无色溶液，则n(Al)≤n(Na)；铝钠合金投入氯化铜溶液中，钠与水反应生成的氢氧化钠与氯化铜反应会得到氢氧化铜沉淀，铝与氯化铜溶液反应有铜析出；铝、钠与足量盐酸反应，每得到1 mol氢气，消耗钠46 g，消耗铝18 g，故铝的质量分数越大，得到的氢气越多。
7．下列铁的化合物通过化合反应、置换反应、复分解反应均能得到的是( )
A．Fe3O4 B．Fe2(SO4)3
C．FeCl2 D．Fe(OH)3
解析：选C。Fe3O4无法通过复分解反应得到，A错误；硫酸铁可以通过FeSO4溶液与氧气的化合得到，也可以通过氢氧化铁与稀硫酸发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，B错误；FeCl2可以由FeCl3和Fe的化合得到，也可以由Fe和HCl的置换得到，也可以由Fe(OH)2 和HCl发生复分解反应得到，C正确；Fe(OH)3 可以通过Fe(OH)2和氧气、水的化合得到，也可以通过氯化铁与氢氧化钠发生复分解反应得到，但无法通过置换反应得到，D错误。
8．化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下表中用途与其性质或原理对应关系不正确的是( )
选项
用途
性质或原理
A
Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具供氧剂
Na2O2与H2O、CO2反应产生O2
B
常用铁盐做净水剂
Fe3＋能生成吸附能力强的Fe(OH)3胶体
C
FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板
FeCl3与Cu发生反应
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
D
在医疗上烧碱可用于治疗胃酸过多
烧碱可与胃酸反应
解析：选D。烧碱碱性很强，在医疗上一般用小苏打或Al(OH)3治疗胃酸过多，D错误。
9．类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验，才能决定其正确与否。下列几种类推结论中，错误的是( )
①钠与水反应生成NaOH和H2；所有金属与水反应都生成碱和H2
②铁露置在空气中一段时间后就会生锈；性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中
③化合物KCl的焰色为紫色；K2CO3的焰色也为紫色
④钠钾合金的熔点应介于Na和K熔点之间
A．①② B．①④
C．①②③④ D．①②④
解析：选D。①钠是活泼金属，与水反应生成NaOH和H2，但铁是在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，即①错误；②铁因含有杂质，露置在空气中发生化学反应而生锈，但性质更活泼的铝易被氧化，在表面形成致密的氧化膜而得到保护，所以铝具有较强的抗腐蚀能力，可稳定存在于空气中，即②错误；③焰色试验是用来检验某些金属元素的，所以只要含有钾元素，焰色都是紫色的，即③正确；④合金的熔点比构成合金的各成分金属熔点都低，即④错误。
10．下列各组反应，最终一定能得到白色沉淀的是( )
A．向CaCl2溶液中通入CO2
B．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液
C．向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液
D．向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液
解析：选D。向CaCl2溶液中通入CO2不反应，A错误；向CuSO4溶液中加入NaOH溶液产生氢氧化铜蓝色沉淀，B错误；向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液，先产生白色沉淀，然后迅速转化为灰绿色，最终变为红褐色，C错误；向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液产生氢氧化镁沉淀，D正确。
11．某溶液中可能含有Fe3＋、Mg2＋、Na＋、Ba2＋、Cl－、OH－、SO中的若干种，下列说法中正确的是( )
A．溶液中最多有4种离子
B．若溶液有颜色，则一定没有OH－
C．若溶液呈碱性，则一定含有Na＋
D．该溶液不可能溶解单质铜
解析：选B。Fe3＋、Mg2＋、Na＋、Cl－、SO可共存，A错；若溶液有颜色，则溶液中一定含有Fe3＋，Fe3＋与OH－不能大量共存，B对；溶液呈碱性时，溶液中没有Fe3＋、Mg2＋，但依溶液中电荷守恒原理知，Na＋、Ba2＋至少有一种存在，C错；若溶液中有Fe3＋，则可溶解铜，D错。
12．用1 L 1.0 mol·L－1的氢氧化钠溶液吸收0.8 mol二氧化碳，所得溶液中碳酸根离子与碳酸氢根离子的物质的量浓度之比是( )
A．1∶3 B．1∶2
C．2∶3 D．3∶2
解析：选A。设生成碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为x、y，由钠离子守恒可得①2x＋y＝1 L×1.0 mol·L－1，由碳原子守恒可得②x＋y＝0.8 mol，解得x＝0.2 mol，y＝0.6 mol。
13．将适量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是( )
A．2∶3 B．3∶2
C．1∶2 D．1∶1
解析：选A。设已反应的Fe3＋的物质的量为x，未反应的Fe3＋的物质的量为y，由反应方程式2FeCl3＋Fe===3FeCl2可知，生成的Fe2＋的物质的量为，即未参加反应的Fe3＋的物质的量y＝，x∶y＝x∶＝2∶3。
14．下图是物质间发生化学反应的颜色变化，下表选项中的物质对应正确的是( )
选项
M
N
P
Q
A
NH3·H2O
Ba(OH)2
铜
石蕊溶液
B
Na
BaCl2
FeO
KSCN
C
NaOH
Ba(NO3)2
锌粉
KSCN
D
Na2O2
MgCl2
Fe
石蕊溶液
解析：选C。A项中Ba(OH)2与Fe2(SO4)3反应得到的是Fe(OH)3与BaSO4的混合物，沉淀不是白色的，A项错误；B项中FeO不能还原Fe3＋，B项错误；D项中MgCl2与Fe2(SO4)3不反应，D项错误。
15．已知碳酸钠稳定而碳酸氢钠不稳定，受热易分解。现取碳酸氢钠和碳酸钠的混合物10 g，加热到质量不再改变为止，剩余固体质量为6.9 g。下列说法正确的是( )
A．反应生成CO2的质量为3.1 g
B．原混合物中NaHCO3的质量为1.6 g
C．反应后生成CO2和H2O的质量比为11∶9
D．原混合物中Na2CO3的质量分数为16%
解析：选D。设样品中NaHCO3的质量为 x g，由题意可列如下关系：
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O Δm
2×84 106 62
x g (10－6.9) g
＝，
解得x＝＝8.4，
则m(Na2CO3)＝10 g－8.4 g＝1.6 g，
样品中Na2CO3的质量分数为×100%＝16%，D正确；生成的CO2和H2O的质量为3.1 g，A错误；NaHCO3的质量应为8.4 g，B错误；反应后生成CO2和H2O的质量比应为22∶9，C错误。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(10分)A、B、C、D四种物质(或离子)均含有同一种元素，其中A是常见单质，它们之间存在如图所示的转化关系：
(1)若B、C均属于盐类，B溶液呈黄色，遇氨水能形成红褐色沉淀；D是一种不溶性碱；B、C中的阴离子均是Cl－，则A只有与________(填分子式)反应才能得到B；实验室制备的D物质不稳定，相应反应的化学方程式为
______________________________________________。
(2)若B具有强氧化性，A→B时能产生黄色火焰，C、D的溶液均呈碱性且D与酸反应能生成一种无色气体，则B的化学式为____________，实验室可用D制备少量的C，反应的化学方程式为__________________________。
解析：(1)由B的性质和其阴离子为Cl－可知，B是FeCl3，故A是铁，C是FeCl2，D是Fe(OH)2，铁只有与氯气反应才能得到FeCl3；Fe(OH)2在空气中易变质生成Fe(OH)3。(2)由A转化为B的现象及B具有强氧化性知，B是Na2O2、A是Na；由C、D的相关性质及转化关系知C是NaOH、D是Na2CO3。
答案：(1)Cl2 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
(2)Na2O2 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
17．(9分)某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色试验呈绿色)。
①外观暗灰色，表皮光滑；
②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，合金片熔化，但不滴落；
③取刮去表皮的合金10 g，放入足量的稀硫酸中，收集到标准状况下的H2 8.96 L；
④另取刮去表皮的合金10 g，放入足量的NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 8.96 L。
(1)试据此判断，该合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；可能含有的下列元素是________(填选项编号)。
A．Ag B．Mg
C．Na D．Fe
(2)如果该合金中只含两种元素，则二者的质量比是____________。
解析：(1)火焰呈绿色，说明含有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同，说明一定含有铝，且不能再含有其他的活泼金属，如Na、Mg、Fe等。且Na的熔、沸点太低，不能与Cu熔合形成合金，则还可能含有不与稀硫酸和NaOH溶液反应的Ag。(2)该合金如果只含两种元素，则为Cu、Al。由Al与稀硫酸或氢氧化钠溶液反应的方程式可得关系式：
2Al ～ 3H2
2 mol 3 mol
＝0.4 mol
m(Al)＝ mol×27 g·mol－1＝7.2 g，
m(Cu)＝10 g－7.2 g＝2.8 g，
则m(Al)∶m(Cu)＝7.2∶2.8＝18∶7。
答案：(1)Cu、Al A (2)m(Al)∶m(Cu)＝18∶7
18．(10分)为严厉打击食品生产经营中违法添加非食用物质、滥用食品添加剂，卫生部、农业部等部门联合公布了包含硫酸亚铁在内的22种“易滥用食品添加剂”名单。某同学为探究富含硫酸亚铁且保存时间较长的食品情况，设计了如下实验方案：
(1)试剂1的主要成分的化学式是________。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是______________________________(用离子方程式表示)。
(3)该同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色原因进行探究。
①提出假设
假设1：溶液中的＋3价铁被氧化为更高价态的铁；
假设2：________________________________________。
②设计方案
为了对你所提出的假设2进行验证，请写出一种实验方案：_______________________。
(4)应用拓展
写出一种保存FeSO4固体的方法：________________。
解析：(1)向淡黄色溶液中加入试剂1生成了淡红色溶液，说明食品中的部分FeSO4被空气中的O2氧化生成了Fe3＋，Fe3＋与KSCN溶液反应生成红色的Fe(SCN)3。(2)淡红色溶液中还含有较多的Fe2＋，向其中加入新制氯水时，Cl2将Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液中Fe3＋浓度增大，生成的Fe(SCN)3浓度也增大，溶液颜色加深。(3)①实验中加入过量氯水，放置一段时间后，深红色褪去，说明Fe(SCN)3逐渐消失，而Fe(SCN)3的生成与Fe3＋、SCN－有关，根据假设1，溶液中的＋3价铁被Cl2氧化为更高价态的铁，分析SCN－中各元素的化合价可知，S为－2价，C为＋4价，N为－3价，所以SCN－也具有还原性，故也可能是SCN－被过量的氯水氧化导致深红色褪去。②假设Fe3＋没有被氧化，而是SCN－被氧化，只要向褪色后的溶液中补充SCN－，若出现红色，说明假设2成立；若不出现红色，说明假设2不成立。(4)由于FeSO4易被空气中的O2氧化，所以FeSO4 应密封保存。
答案：(1)KSCN
(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
(3)①SCN－被过量的氯水氧化
②取少量褪色后的溶液，滴加过量KSCN溶液，若出现红色，则说明假设2成立，若不出现红色，则说明假设2不成立
(4)密封保存
19．(14分)(1)合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3。
①某FeO、Fe2O3混合物中，铁原子、氧原子的物质的量之比为4∶5，其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为________。
②当催化剂中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2 时，其催化活性最高，此时铁的氧化物的混合物中铁的质量分数为________(用小数表示，保留两位小数)。
(2)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。
①用FeO、Fe2O3和稀盐酸、氯气制取FeCl3溶液的离子方程式包括________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
②写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式：
______________________________________________，
当转移电子数为6.02×1024时，被氧化的物质的质量为________。
解析：(1)①设FeO的物质的量为x，铁原子、氧原子的物质的量分别为4 mol、5 mol，根据正、负电荷总数相等有2x＋(4 mol－x)×3＝5 mol×2，x＝2 mol，则Fe2O3的物质的量为1 mol，FeO与Fe2O3的物质的量之比为2∶1。
②当催化剂中＋2价铁与＋3价铁的物质的量之比为1∶2 时，FeO与Fe2O3的物质的量之比为1∶1，设催化剂中含1 mol FeO、1 mol Fe2O3，催化剂中铁的质量分数为≈0.72。
(2)①FeO、Fe2O3与盐酸反应，生成FeCl2、FeCl3，通入氯气氧化FeCl2为FeCl3。
②FeCl3溶液与Cu反应生成FeCl2和CuCl2，化学方程式为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，转移电子数为6.02×1024时，被氧化的铜的物质的量为5 mol，质量为5 mol×64 g·
mol－1＝320 g。
答案：(1)①2∶1 ②0.72
(2)①FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
②2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 320 g
20．(12分)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上做补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下：
请回答下列问题：
(1)向操作①的滤液中滴加KSCN溶液后变为红色，则该滤液中含有________(填离子符号)。
(2)操作②中反应的离子方程式：__________________。
(3)操作③中反应的离子方程式：__________________。
(4)操作④包含过滤、________、灼烧、________、称量。
(5)假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为________g(用含a的代数式表示)。
解析：(2)H2O2具有氧化性，酸性条件下能将Fe2＋全部氧化为Fe3＋，则操作②中反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。(3)操作③是将Fe3＋转化为氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH。(4)操作④是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁固体，包括过滤、洗涤氢氧化铁，灼烧生成氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量，即过滤、洗涤、灼烧、冷却至室温、称量。(5)a g氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量为＝0.07a g。
答案：(1)Fe3＋ (2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (3)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓[或Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH] (4)洗涤 冷却至室温 (5)0.07a(或或)
