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第三章 章末质量评估
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.“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
2.合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质属于合金的是( )
A.铜
B.钢
C.金刚石
D.四氧化三铁
3.下列能使铁溶解,但不能生成沉淀的溶液是( )
A.AgNO3溶液
B.FeSO4溶液
C.CuSO4溶液
D.FeCl3溶液
4.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
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.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
7.
把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为( )
A.1∶4
B.3∶2
C.1∶2
D.2∶3
8.下列离子的检验方法合理的是( )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
9.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
在医疗上烧碱可用于治疗胃酸过多
烧碱可与胃酸反应
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
Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具供氧剂
Na2O2与H2O、CO2反应产生O2
10.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
11.
证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( )
①先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色 ②先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色 ③滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,最后呈红褐色 ④只需滴加KSCN溶液
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
12.如图所示的实验操作,能达到相应目的的是( )
图1
图2
图3
图4
A.用图1装置配制100
mL
0.1
mol·L-1硫酸
B.用图2所示装置证明Fe3+和Fe2+之间可以转化
C.用图3所示装置可制备氢氧化亚铁
D.用图4所示装置可吸收HCl气体
13.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
14.将5
g某合金放入足量的稀盐酸中,共收集到氢气的体积(标准状况下)为2.24
L,则该合金可能是( )
A.Mg-Al合金
B.Fe-Al合金
C.Fe-Zn合金
D.Cu-Zn合金
15.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
16.甲、乙两烧杯中各盛有1
L
3
mol·L-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为( B )
A.27
g
B.54
g
C.108
g
D.135
g
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(10分)合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为__
__。
②Al?Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,反应的化学方程式为
。焊接过程中使用的保护气为__
__(填化学式)。
(2)航母螺旋桨主要用铜合金制造。
80.0
g
Cu?Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0
g,则合金中Cu的质量分数为__
__。
18.(10分)现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F、G,它们之间能发生如图反应(图中某些反应的产物及条件没有全部标出)。
(1)丙的化学式为__
__。
(2)写出反应④的离子方程式:
。
(3)向E的溶液中加入NaOH溶液并且充分搅拌,观察到的现象是__
__。
(4)F溶液常用于腐蚀印刷电路板,请写出相关的离子方程式:
。
(5)为鉴定B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__
__(填字母)。
a.碘水 b.氯水 c.Na2SO3溶液 d.KSCN溶液
(6)C溶液中加入过量Al2O3固体的离子方程式为
。
19.(12分)如图所示,在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(耐高温、性质稳定)的混合物,加热,并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体,并靠近火焰点燃。
请回答下列问题:
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式:
。
(2)干燥管C内盛放的药品是__
_。干燥管的__
_(填“m”或“n”)端与g导管相连接。
(3)玻璃管中石棉绒的作用是__
__。
实验开始时应先点燃__
__处酒精(喷)灯,实验结束时,应先熄灭__
__处酒精(喷)灯。
(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气,简述实验操作步骤和现象:__
__。
20.(10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__
__。
21.(10分)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:__
__。
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第三章 章末质量评估
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.“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( B )
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: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。
2.合金是一类用途广泛的金属材料。下列物质属于合金的是( B )
A.铜
B.钢
C.金刚石
D.四氧化三铁
解析:Cu属于金属单质;钢是含碳量为0.03%~2%的铁碳合金;金刚石属于单质;四氧化三铁属于金属氧化物。
3.下列能使铁溶解,但不能生成沉淀的溶液是( D )
A.AgNO3溶液
B.FeSO4溶液
C.CuSO4溶液
D.FeCl3溶液
解析:A、C项虽能溶解铁,但同时会析出Ag和Cu,B项不能使铁溶解,D项铁与FeCl3溶液反应生成FeCl2溶液,符合题意。
4.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( D )
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: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。
5.下列混合物分离(或除杂)的方法正确的是( A )
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: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.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( C )
A.Fe3O4
B.Fe2(SO4)3
C.FeCl2
D.Fe(OH)3
解析: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通过置换反应得到,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、水发生化合反应得到,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。
7.
把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的浓度恰好相等。则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为( D )
A.1∶4
B.3∶2
C.1∶2
D.2∶3
解析:设已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量分别为x、y。据Fe+2Fe3+===3Fe2+,生成Fe2+的物质的量为1.5x,据题意有1.5x=y,解得x∶y=2∶3。
8.下列离子的检验方法合理的是( C )
A.向某溶液中滴入KSCN溶液显红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
解析:滴入KSCN溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+,但不能说明溶液中不含有Fe2+,A错误;B项操作不能说明原溶液中含有Fe2+,因为如果原溶液中含有Fe3+,也会出现相同的现象;加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀Fe(OH)3,说明溶液中含有Fe3+,C正确;D项操作说明原溶液中肯定含有Fe2+,但可能含有Mg2+,因为生成的Mg(OH)2白色沉淀会被红褐色掩盖,不正确。
9.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( A )
选项
用途
性质或原理
A
在医疗上烧碱可用于治疗胃酸过多
烧碱可与胃酸反应
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
Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具供氧剂
Na2O2与H2O、CO2反应产生O2
解析: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,A错误。
10.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( D )
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: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合金的熔点一般比构成合金的各成分金属熔点都低,即④错误。
11.
证明某溶液中只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是( B )
①先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后显红色 ②先滴加KSCN溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色 ③滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,最后呈红褐色 ④只需滴加KSCN溶液
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
解析:先加氯水,再加KSCN溶液后显红色,只能证明加氯水后溶液中含有Fe3+,至于加氯水前是否有Fe3+是无法确定的;如果直接加KSCN溶液,不变红色,只能证明不含有Fe3+,不能证明含有Fe2+,所以①④都不正确;先滴加KSCN溶液,不显红色,证明不含有Fe3+,再滴加氯水后显红色,证明加氯水前含有Fe2+,所以②正确;滴加NaOH溶液,先产生白色沉淀,后变灰绿色,最后呈红褐色,这是Fe2+的特征反应现象,也能证明加NaOH之前不含有Fe3+,所以③也正确。
12.如图所示的实验操作,能达到相应目的的是( C )
图1
图2
图3
图4
A.用图1装置配制100
mL
0.1
mol·L-1硫酸
B.用图2所示装置证明Fe3+和Fe2+之间可以转化
C.用图3所示装置可制备氢氧化亚铁
D.用图4所示装置可吸收HCl气体
解析:不能在容量瓶中稀释浓硫酸,应在烧杯中稀释,冷却后转移到容量瓶中定容,选项A错误;图2仅仅证明Fe3+转化为Fe2+,选项B错误;苯可隔绝空气,NaOH与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁,则图中装置可制备氢氧化亚铁,选项C正确;
HCl极易溶于水,导管在液面下,可发生倒吸,选项D错误。
13.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( B )
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: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+,但由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。
14.将5
g某合金放入足量的稀盐酸中,共收集到氢气的体积(标准状况下)为2.24
L,则该合金可能是( B )
A.Mg-Al合金
B.Fe-Al合金
C.Fe-Zn合金
D.Cu-Zn合金
解析:由题意知,n(H2)=0.1
mol,即产生0.1
mol
H2消耗该合金5
g,则产生1
mol
H2消耗该合金50
g,满足此条件的合金的要求是产生1
mol
H2时消耗两种成分金属的质量均为50
g或消耗的一种成分金属的质量大于50
g,消耗另一种成分金属的质量小于50
g。对于给出的金属,产生1
mol
H2时消耗各金属的质量分别为m(Mg)=24
g,m(Al)=18
g,m(Fe)=56
g,m(Zn)=65
g。Cu与稀盐酸不反应,故选B。
15.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( C )
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: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。
16.甲、乙两烧杯中各盛有1
L
3
mol·L-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为( B )
A.27
g
B.54
g
C.108
g
D.135
g
解析:由2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,若铝在两溶液中均不足,则产生的气体体积之比应为1∶1,若铝在两溶液中均过量,则产生的气体体积之比应为1∶3,而1∶3<V(甲)∶V(乙)=1∶2<1∶1,故盐酸与Al反应时Al有剩余,氢氧化钠溶液与Al反应时Al完全反应。
盐酸和氢氧化钠溶液中溶质的物质的量均为1
L×3
mol/L=3
mol,
设铝与酸反应时生成的氢气的物质的量为x,则:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
6
3
3
mol
x
解得x=1.5
mol,
则NaOH溶液与金属铝反应生成的氢气的物质的量为1.5
mol×2=3
mol,
设与NaOH溶液反应的铝的物质的量为y,则:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
2
3
y
3
mol
解得y=2
mol,
则铝的质量为2
mol×27
g/mol=54
g。
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(10分)合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为__CO2__。
②Al?Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,反应的化学方程式为 Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O 。焊接过程中使用的保护气为__Ar(其他合理答案均可)__(填化学式)。
(2)航母螺旋桨主要用铜合金制造。
80.0
g
Cu?Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0
g,则合金中Cu的质量分数为__83.1%__。
解析:(1)①工业炼铝需将铝土矿与强碱溶液反应转化成偏铝酸盐,然后在偏铝酸盐溶液中通入过量的CO2,发生反应AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO,故提取过程中需通入CO2气体。②保护气需性质稳定,高温条件下不与Al?Mg合金反应,N2高温条件下可与Mg反应,可用氩气作为保护气。(2)白色沉淀为Al(OH)3,39.0
g
Al(OH)3中铝元素为0.5
mol,合金中铝的质量为0.5
mol×27
g·mol-1=13.5
g,则铜的质量为66.5
g,质量分数约为83.1%。
18.(10分)现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙及物质C、D、E、F、G,它们之间能发生如图反应(图中某些反应的产物及条件没有全部标出)。
(1)丙的化学式为__HCl__。
(2)写出反应④的离子方程式: Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl- 。
(3)向E的溶液中加入NaOH溶液并且充分搅拌,观察到的现象是__先生成白色沉淀,再变成灰绿色,最终变成红褐色沉淀__。
(4)F溶液常用于腐蚀印刷电路板,请写出相关的离子方程式: 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 。
(5)为鉴定B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__bd__(填字母)。
a.碘水 b.氯水 c.Na2SO3溶液 d.KSCN溶液
(6)C溶液中加入过量Al2O3固体的离子方程式为 Al2O3+2OH-===2AlO+H2O 。
解析:A的焰色为黄色,则A是Na;乙是黄绿色气体,则乙是Cl2;Na与水发生反应①生成NaOH和H2,则甲是H2,C是NaOH,丙是HCl,D是盐酸;盐酸与金属B反应生成物质E,E被氯气氧化生成F,则B是变价金属Fe,E是FeCl2,F是FeCl3,G是Fe(OH)3。(5)铁与稀盐酸反应生成FeCl2和H2,FeCl2与KSCN溶液不反应,FeCl3与KSCN溶液反应得到红色溶液,所以可以用氯水和KSCN溶液检验Fe2+,从而鉴定Fe单质。
19.(12分)如图所示,在玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒(耐高温、性质稳定)的混合物,加热,并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体,并靠近火焰点燃。
请回答下列问题:
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式: 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 。
(2)干燥管C内盛放的药品是__碱石灰(或无水CaCl2、硅胶等)__。干燥管的__n__(填“m”或“n”)端与g导管相连接。
(3)玻璃管中石棉绒的作用是__铁粉的载体,增大铁粉与水蒸气的接触面积__。
实验开始时应先点燃__A__处酒精(喷)灯,实验结束时,应先熄灭__B__处酒精(喷)灯。
(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气,简述实验操作步骤和现象:__用拇指堵住试管口,试管口向上,靠近酒精灯火焰,松开拇指,能燃烧或发出爆鸣声,说明收集的是H2__。
解析:(1)硬质玻璃管内的反应是红热的铁与水蒸气反应,化学方程式是3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,其中氧化剂是水。(2)干燥管中盛放的是固体干燥剂,通常可以是碱石灰或无水氯化钙,使用干燥管应是粗口进气,细口出气。(3)石棉绒成分为硅酸盐,它耐高温且性质稳定,是铁粉的载体。(4)收集氢气可用向下排空气法,检验方法通常是用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,松开拇指,能燃烧或发出爆鸣声,说明收集的是H2。
20.(10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∶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,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__0.72__(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 FeO+2H+===Fe2++H2O 、 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O 、 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 。
②写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的化学方程式: 2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2 ,当转移电子数为6.02×1024时,被氧化的物质的质量为__320_g__。
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,当转移电子数为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。
21.(10分)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__KSCN__。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3 (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:__SCN-被过量的氯水氧化__。
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:__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)应用拓展
写出一种保存FeSO4固体的方法:__密封保存__。
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。
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