2022-2023学年湖北省武汉市第六中学高一上学期第三次月考化学试题含解析
展开湖北省武汉市第六中学2022-2023学年高一上学期
第三次月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列材料中所涉及的合金不属于新型合金的是( )
A.飞机窝扇用的是耐高温的合金材料
B.蛟龙号载人舱是用钛合金制的
C.不锈钢盆
D.新能源汽车储氢材料
【答案】C
【详解】A.飞机窝扇用的耐高温的合金材料是钛合金,属于新型合金,A不合题意;
B.由于钛合金的硬度大、耐酸碱的腐蚀,因此可用于蛟龙号载人舱的舱体材料等,属于新型合金,B不合题意;
C.不锈钢在19世纪末20世纪初的研制、投产,是一种由铁和碳元素形成的传统合金,还添加了少量的铬、镍等金属,不属于新型合金,C符合题意;
D.新能源汽车储氢材料,有LaNi5、Mg2Cu、Mg2Ni等,属于新型合金,D不合题意。
故选C。
2.化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释错误的是( )
现象或事实
解释
A
金属钠着火,不能用水扑灭,应用沙土灭火
金属钠很活泼,能与水剧烈反应并生成氢气
B
溴化银用于变色眼镜,碘化银用于人工降雨
这两种物质不稳定
C
将干燥的充入放有鲜花的集气瓶中,鲜花褪色
和水反应生成具有漂白性物质
D
节日燃放的烟花颜色五颜六色
是钠、锶、钡、铁、钾等金属元素焰色试验呈现的
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A. 金属钠很活泼,能与水剧烈反应并生成氢气,其化学方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,则金属钠着火,不能用水扑灭,应用沙土灭火,故A项正确;
B. AgBr见光分解,是重要感光材料,而AgI分解吸热,且产生的固体颗粒形成结晶核可以加快水蒸气的凝结,可用于人工降雨,选项B正确;
C.鲜花中有水分,Cl2和水反应生成具有漂白性的HClO,能使鲜花褪色,故C正确;
D.节日燃放的烟花颜色五颜六色是碱金属锂、钠、钾、铷以及钙、锶、钡、铜等金属元素焰色试验呈现的,但铁焰色为无色,故D错误;
综上所述,选D。
3.下列说法不正确的是( )
实验操作
现象
结论
A
某溶液用足量硝酸酸化后无明显现象,再滴加溶液
有白色沉淀生成
该溶液中一定
B
向溶液中滴加氯水
溶液颜色变为棕黄色
具有还原性
C
某溶液中加入新制氯水后无明显现象,再滴加硫氰化钾溶液
溶液变成红色
该溶液中不一定存在
D
取少量固体物质,加入几滴水,插入温度计
温度下降
碳酸氢钠溶解过程吸热
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.足量硝酸酸化后无明显现象,可排除干扰离子,再滴加AgNO3,生成白色沉淀为AgCl,则该溶液中一定含有Cl-,故A正确;
B.向FeI2溶液中滴加氯水,I-先与氯水反应,如果氯水过量再与Fe2+反应,碘水也为棕色,因此无法确定Fe2+是否发生反应,故B错误;
C.某溶液中加入新制氯水后无明显现象,再滴加硫氰化钾溶液,溶液变成红色,只能说明此时溶液中含有铁离子,但不能排除原溶液中是否存在铁离子,故C正确;
D.NaHCO3固体溶于水吸热,则温度下降,故D正确;
故选B。
4.一定条件下,下表所列各组物质中,按如图所示不能实现一步转化的是
X
Y
Z
A
Cl2
HCl
HClO
B
CuO
Cu(OH)2
CuCl2
C
Na2O
NaHCO3
Na2CO3
D
AlCl3
NaAlO2
Al(OH)3
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氯气可与水反应可生成次氯酸,次氯酸见光分解生成氯化氢和氧气,浓盐酸可与氧化剂如高锰酸钾或二氧化锰等发生氧化还原反应生成氯气,可实现一步转化,A不符合题意;
B.CuO可与盐酸反应生成CuCl2和水,CuCl2可与强碱反应转化为氢氧化铜沉淀,氢氧化铜受热分解可生成氧化铜和水,可实现一步转化,B不符合题意;
C.Na2O可与二氧化碳反应生成Na2CO3,Na2CO3溶液可与二氧化碳和水反应生成NaHCO3,但NaHCO3不能一步转化为Na2O,C符合题意;
D.AlCl3可与碱反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝可与氢氧化钠反应生成NaAlO2和水,NaAlO2和过量盐酸反应可生成AlCl3、NaCl和水,可实现一步转化,D不符合题意;
故选C。
5.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,它指的是以元素的化合价为纵坐标,以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图象。下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.铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化
B.加热Fe(OH)3发生转化⑥,Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C.维生素C能将Fe3+转化为Fe2+,该过程中维生素C作还原剂
D.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速被氧化成Fe2O3
【答案】C
【详解】A.高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,不能实现上述转化,A错误;
B.加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁,不能溶于水,Fe2O3加水不溶解不可实现转化③,B错误;
C.维生素C具有还原性,可将Fe3+转化为Fe2+,维生素C作还原剂,C正确;
D.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,部分被氧化,氧化成Fe3O4,D错误;
故选C。
6.某学习小组的讨论结果:
①氢氧化铝可与强酸反应,可用于中和过多的胃酸
②不锈钢、青铜、碳素钢、硬铝都是合金
③氧化铝熔点高,可用于制造耐火坩埚,但不能用作电解冶炼铝的原料
④“84”消毒液在日常生活中使用广泛,它的有效成分是Ca(ClO)2
⑤发酵粉中主要含有碳酸钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
⑥明矾水解形成Al(OH)3胶体,可用作水处理中的净水剂
⑦氧化铁常用作红色油漆的颜料
⑧常温下可用铁或铝制容器盛装浓硫酸
⑨过氧化钠可用于呼吸面具的氧气的来源
上述说法正确的有个
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【详解】①氢氧化铝可以盐酸反应生成氯化铝和水,可用于中和过多的胃酸,说法正确;
②不锈钢、青铜、碳素钢、硬铝都是合金,均为一种或一种以上的金属或金属与非金属融合而成的具有金属特性的物质,说法正确;
③工业上用氧化铝作电解冶炼铝的原料,说法错误;
④“84”消毒液的有效成分是NaClO,说法错误;
⑤碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳、水与碳酸钠,发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔,说法错误;
⑥明矾水解形成Al(OH)3胶体,可吸附水中的固体悬浮物并使之沉降,故可用作水处理中的净水剂,说法正确;
⑦氧化铁是红棕色的粉末,氧化铁常用作红色油漆的颜料,说法正确;
⑧常温下铁或铝在冷的浓硫酸中钝化,故可用铁或铝制容器盛装浓硫酸,说法正确;
⑨过氧化钠能与水或二氧化碳反应、均生成氧气,过氧化钠可用于呼吸面具的氧气的来源,说法正确;
综上,说法正确的有6个,答案选C。
7.类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关反应方程式的类推正确的是
A.已知:将Fe加入CuSO4溶液中Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
类推:将Na加入到CuSO4溶液中2Na+Cu2+=Cu+2Na+
B.已知:稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应至中性2H+++Ba2++2OH−=BaSO4↓+2H2O
类推:NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性2H+++Ba2++2OH−=BaSO4↓+2H2O
C.已知:铁和氯气反应2Fe+3Cl22FeCl3
类推:铁和碘单质反应2Fe+3I22FeI3
D.已知:向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:Ca2++2ClO−+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
类推:向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2++2ClO−+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
【答案】B
【详解】A.铁排在金属铜的前面,金属铁可以将金属铜从其盐中置换出来,但是活泼金属钠和盐的反应一定是先和盐中的水反应,不会置换出其中的金属,选项A错误;
B.硫酸和氢氧化钡反应生成水和硫酸钡沉淀,离子反应方程式为:Ba2++2H++2OH-+SO42-=2H2O+BaSO4↓,NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应呈中性,离子反应方程式为:Ba2++2H++2OH-+SO42-=2H2O+BaSO4↓,选项B正确;
C.铁和氯气反应生成氯化铁:2Fe+3Cl22FeCl3;碘的氧化性较弱,铁和碘反应生成碘化亚铁,正确的离子方程式为:Fe+I2FeI2,选项C错误;
D.少量二氧化碳通入次氯酸钙溶液中生成碳酸钙和次氯酸,少量二氧化硫通入次氯酸钙溶液中生成亚硫酸钙和次氯酸,次氯酸具有强氧化性氧化亚硫酸钙为硫酸钙,选项D错误;
答案选B。
8.下列图示实验(夹持装置省略)正确的是
A
B
C
D
配制溶液时进行定容
装置制取金属锰
制备氢氧化亚铁
用四氯化碳萃取溴水中的溴
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.向容器中滴加液体时,胶头滴管不能伸入到容量瓶内,要悬空垂直滴加,A错误;
B.Al的活泼性大于Mn,所以Al能置换出Mn,可以根据铝热反应原理可制得金属锰,但实验中需要氯酸钾,故该装置不能制取锰,B项错误;
C.稀硫酸与铁粉反应生成的FeSO4溶液无法进入盛有NaOH溶液的试管中,所以装置中不可能有Fe(OH)2生成,C错误;
D.用四氯化碳萃取溴水中的溴,经振荡、静置后得到水层、溴的四氯化碳层,可分液得到溴的四氯化碳,D正确;
答案选D。
9.下列操作使配置的溶液的物质的量浓度偏高的是
①用量筒量取浓盐酸后,用蒸馏水洗涤量筒后的溶液转入容量瓶中
②容量瓶中有少量的蒸馏水
③没有将洗涤烧杯和玻璃棒的溶液转入容量瓶中
④定容读数时,俯视容量瓶的刻度线
⑤定容摇匀后发现容量瓶中液面低于刻度线,又加水
⑥未冷却就转移定容
⑦用带游码的托盘天平称12.4克NaOH时误用了“左码右物”的方法
A.①⑥⑦ B.①④⑥ C.③④⑥ D.②⑤⑦
【答案】B
【详解】①用量筒量取浓盐酸后,用蒸馏水洗涤量筒后的溶液转入容量瓶中,溶质偏多,所配溶液的物质的量浓度偏高,正确;
②容量瓶中有少量的蒸馏水,不影响所配溶液的浓度,错误;
③没有将洗涤烧杯和玻璃棒的溶液转入容量瓶中,溶质的量偏少,所配溶液的物质的量浓度偏低,错误;
④定容读数时,俯视容量瓶的刻度线,溶液的体积偏小,所配溶液的物质的量浓度偏高,正确;
⑤定容摇匀后发现容量瓶中液面低于刻度线,又加水,溶液的体积偏大,所配溶液的物质的量浓度偏低,错误;
⑥未冷却就转移定容,冷却后溶液的体积偏小,所配溶液的物质的量浓度偏高,正确;
⑦用带游码的托盘天平称12.4克NaOH时误用了“左码右物”的方法,所称量的溶质的质量偏少,所配溶液的物质的量浓度偏低,错误;
故选B。
10.科学家为人类社会的进步作出了巨大的贡献。下列研究成果与科学家的对应关系不符合事实的是
A.屠呦呦因发现抗疟药青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖
B.侯德榜发明的侯氏制碱法推动了我国制碱工业的发展
C.道尔顿发现的元素周期律推动了人们对物质世界的认识
D.拉瓦锡提出的氧化学说使近代化学取得了革命性的进展
【答案】C
【详解】A.2015年中国女药学家屠呦呦因发现抗疟药青蒿素而获得诺贝尔生理学或医学奖,A正确;
B.侯德榜发明的侯氏制碱法为我国制碱工业作出了卓越贡献,推动了我国制碱工业的发展,B正确;
C.1803年,英国科学家道尔顿提出原子论,为近代化学的发展奠定了坚实的基础,1869年,俄国科学家门捷列夫发现元素周期律,把化学元素及其化合物纳入一个统一的理论体系,C错误;
D.1777年,法国科学家拉瓦锡提出氧化学说,使近代化学取得了革命性的进展,D正确;
故选C。
11.下列有关物质性质的比较正确的是
A.碱性:
B.离子半径:
C.还原性:
D.热稳定性:
【答案】C
【详解】A.金属性Ca>Ba,所以碱性:,A不符合要求;
B.半径:电子层数相同,原子序数越大半径越小,所以,B不符合要求;
C.非金属性Si D.非金属性C
12.向溶液中加入可以加快分解速率。其反应机理可能有两步,第1步:。下列说法正确的是( )
A.与亚铁离子不能大量共存,与铁离子能大量共存
B.第2步反应为:
C.第1步反应每生成0.1mol,转移0.2mol电子
D.该反应机理中,催化分解产生
【答案】C
【详解】A.H2O2与Fe2+会发生氧化还原反应,不能大量共存; Fe3+会催化H2O2的分解,所以也不能大量共存,A错误;
B.溴单质是双氧水分解的催化剂,用总反应减去第一步反应知第二步反应为 2H++H2O2+2Br-=2H2O+Br2,B错误;
C.根据氧化还原反应基础概念可知双氧水是还原剂,每生成0.1molO2,转移0.2mol电子,C正确;
D.双氧水的分解反应中溴单质是催化剂,D错误;
故选C。
13.下列实验,能达到实验目的的是
A
B
C
D
观察钾元素的焰色
实验室制备Fe(OH)2
制备氧化钠
比较NaHCO3和Na2CO3溶解度
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、透过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色,故A正确;
B、氢氧化亚铁易被氧化,应把胶头滴管伸入氯化亚铁溶液中滴加氢氧化钠,故B错误;
C、钠与氧气加热生成过氧化钠,故C错误;
D、溶解度与溶解放热多少无关,故D错误;
答案选A。
14.下列叙述正确的是
①标准状况下,1LHCl和1LH2O的物质的量相同;
②常温常压下,1gH2和14gN2的体积相同;
③28gCO的体积为22.4L;
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同;
⑤同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大;
⑥同温同压下,气体的密度与气体的摩尔质量成正比
⑦2molH2SO4分子的摩尔质量是196g/mol
A.①③④⑥⑦ B.②⑤⑥ C.⑤⑥⑦ D.①⑤⑥
【答案】B
【详解】①标准状况下,HCl为气体,而H2O不是气体,二者体积相等,它们物质的量不相等,故错误;
②常温常压下,1g H2物质的量为=0.5mol,14g N2的物质的量为=0.5mol,二者物质的量相等,相同状态下,二者体积相等,故正确;
③28gCO的体积不一定为22.4L,由于温度、压强影响气体摩尔体积,则它可能处于标准状况下,也可能不是标准状况下,故错误;
④标况下,两种物质不一定都是气体,它们物质的量相等,占有的体积不一定相等,故错误;
⑤在同温同体积时,气体压强与物质的量成正比,则气体物质的物质的量越大,压强越大,故正确;
⑥同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,也等于相对分子质量之比,故正确;
⑦H2SO4分子的摩尔质量是98g/mol,故错误;
综上所述,②⑤⑥正确,故选B。
15.下列有关实验、现象、及结论等叙述正确的有( )
①向溶有的溶液中通入气体X,出现白色沉淀,X具有强氧化性
②将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,充分振荡,有白色沉淀产生,非金属性:Cl>Si
③向某溶液加入稀硫酸有白色沉淀产生,该溶液中一定含有钡离子
④向X溶液加新制氯水,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色,X溶液中一定含有
⑤向饱和溶液中滴加硼酸,无气泡产生,非金属性:硼<碳
⑥取少量样品溶于稀硫酸,滴入KSCN溶液,溶液变红色,证明样品已变质
A.1条 B.0条 C.3条 D.4条
【答案】A
【详解】①白色沉淀可能为硫酸钡、亚硫酸钡,则X可能为氯气、氨气等,X不一定具有强氧化性,故①错误。
②非金属性强弱判据之一是:最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,盐酸不是最高价含氧酸,故②错误。
③向某溶液加入稀硫酸有白色沉淀产生,该溶液中可能含有钡离子,也可能是其他离子如Ag+等,故③错误。
④可能原来溶液中含有Fe3+,如果向原来溶液中加入几滴KSCN溶液不变红,再滴加氯水后变红,则原来溶液中一定含有Fe2+,故④错误。
⑤向饱和NaHCO3溶液中滴加硼酸,无气泡产生,说明不产生二氧化碳,证明酸性:硼酸<碳酸,故⑤正确。
⑥将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,NO3-具有氧化性,能把Fe2+氧化生成铁离子,铁离子与KSCN溶液发生显色反应,故不能证明样品变质,故⑥错误。
故只有⑤正确,故答案选A。
【点睛】本题的易错点为②,要注意用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱才能判断非金属性的强弱,本题考查较全面,难度较大。
二、实验题
16.自然界中的水中含有多种杂质与病原微生物,在利用之前必须进行净化。
Ⅰ.自来水处理需要经过絮凝沉淀、投药消毒等步骤才能输送到住户。
(1)明矾作为一种传统的净水剂,其溶于水后形成的______可以吸附水中的杂质。由于人体过量摄入会产生健康问题,现在明矾的使用量已大幅度减少。
(2)是一种新型的消毒剂,可杀灭绝大多数的微生物。已知在中性溶液中,可将剧毒的氧化为两种无毒的气体,则发生反应的离子方程式为______;“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是“分别在氧化还原反应中得到1mol电子时,与该种含氯消毒剂的质量比”,则的有效氯含量为______(保留两位小数)。
Ⅱ.为配制200mL0.1mol/L的溶液,实验室中要制取少量蒸馏水,其装置如下图所示:
(3)仪器a的名称为______,冷凝水应从______(选填“p”或“q”)口进入冷凝管。
(4)请指出图中装置的一处明显错误:______。
(5)配制溶液所需的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、______;在配制过程中,需要用托盘天平称取固体的质量为______g;若使用自来水进行溶液的配制,可能产生的后果为______(用离子方程式表示)。
【答案】(1)胶体
(2) 2.63
(3) 尾接管 q
(4)蒸馏烧瓶中温度计插到了液面以下
(5) 玻璃棒 1.7
【详解】(1)明矾溶于水可电离出,其与水作用可生成有吸附性的胶体,可以净水;
(2)根据题意可知可以和反应生成氮气和二氧化碳,离子方程式为:;在氧化还原反应中,1 mol 可得2 mol电子,而1 mol 可得5 mol电子,则根据所给信息,分别在氧化还原反应中得到1 mol电子时,参与反应的与分别为0.5 mol、0.2mol,则所求为
;
(3)由图可知,仪器a的名称为尾接管;冷凝水要从下方进入,从而充满整个冷凝管,故冷凝水应从q口进入冷凝管;
(4)在蒸馏装置中,温度计测量的是蒸汽的温度,因此其水银球要位于蒸馏烧瓶支管口处,故其明显错误为:蒸馏烧瓶中温度计插到了液面以下;
(5)配制溶液时需要的玻璃仪器有:100 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒,缺少的仪器是玻璃棒;配制溶液时,称量的固体质量为;自来水在消毒过程中会加入、等物质,产生的可以干扰溶液的配制,可以和银离子反应生成氯化银,离子方程式为:。
17.高铁酸钾()具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。已知:易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,在0~5℃的强碱性溶液中较稳定。制备高铁酸钾的方法有干法和湿法。
Ⅰ.湿法制备高铁酸钾(夹持装置略去)
原理:实验室中常用KClO在强碱性介质中与反应制备
(1)上述装置中制备氯气的离子方程式为______。盛装浓盐酸的分液漏斗右侧的导管的作用是______。
(2)氯气的发生装置可以选择图中的______(用图中大写字母表示);
(3)选择上述装置,制备,按气流从左到右的方向,合理的连接顺序a→______(填仪器接口字母,仪器不可重复使用)。
(4)写出KClO在强碱性介质中与反应生成的离子方程式为______;
(5)制备的高铁酸钾粗产品中含有KCl、等杂质,请将以下提纯步骤补充完整,(实验药品:高铁酸钾粗产品、蒸馏水、乙醇、饱和NaOH溶液、饱和KOH溶液、冷的稀KOH溶液、冰水)。
①取一定量的高铁酸钾粗产品,溶于冷的稀KOH溶液;
②过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液;
③搅拌、静置、过滤,用______(填“蒸馏水或乙醇”)洗涤2~3次,在真空干燥箱中干燥。
Ⅱ.干法制备高铁酸钾的主要反应为:。
(6)该反应中的还原剂是______,每生成1mol转移______个电子(阿伏伽德罗常数用表示)。
【答案】(1) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2 ↑+2H2O 平衡压强,使分液漏斗中的液体顺利流下
(2)A
(3)f、g、c、b、e
(4)2Fe3++3ClO−+10OH−=2FeO+3Cl−+5H2O
(5)乙醇
(6) 5NA。
【分析】A中加热下浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气,通入F中饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,再通入D中与含Fe(OH)3的悬浊液(含KOH)反应即可制取K2FeO4,最后通入E中用氢氧化钠溶液吸收未反应完的氯气;提纯高铁酸钾(K2FeO4)粗产品时,由于K2FeO4在0~5 ℃的强碱性溶液中较稳定,可将粗产品溶于冷的稀溶液中,形成含有、、杂质的溶液,以沉淀析出;将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和溶液,以沉淀形式析出;由于K2FeO4易溶于水、微溶于浓碱溶液,不溶于乙醇,防止用水洗涤时晶体溶解损失,改用乙醇洗涤2~3次,得到纯净的晶体。
【详解】(1)装置A为实验室制取氯气的装置,实验室制Cl2的反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2 ↑+2H2O,盛装浓盐酸的分液漏斗右侧的导管的作用是:平衡压强,使分液漏斗中的液体顺利流下;
故答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2 ↑+2H2O;平衡压强,使分液漏斗中的液体顺利流下;
(2)加热下浓盐酸和二氧化锰反应生成氯气,则氯气的发生装置可以选择图中的A;
故答案为:A;
(3)据分析,选择的实验装置是A、F、D、E,气体与溶液反应或洗气都应是长进短出,则按气流从左到右的方向,制备K2FeO4的合理的连接顺序a→f→g→c→b→e;
故答案为:f、g、c、b、e;
(4)KClO在强碱性介质中与Fe(NO3)3反应生成K2FeO4、KCl和水,反应中被氧化为,被还原为,反应在碱性条件进行,根据电子守恒、原子守恒、电荷守恒得离子方程式为2Fe3++3ClO−+10OH−=2FeO+3Cl−+5H2O;
故答案为:2Fe3++3ClO−+10OH−=2FeO+3Cl−+5H2O;
(5)据分析,为防止用水洗涤时晶体溶解损失,应用乙醇洗涤2~3次。
故答案为:乙醇;
(6)干法制备高铁酸钾的主要反应为:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,硫酸亚铁中铁化合价升高,作还原剂,过氧化钠中氧化合价升高,也作还原剂,因此还原剂为,化合价升高的都的产物为氧化产物,因此氧化产物是,根据方程式过氧化钠部分化合价降低,转移10mol电子生成2mol,因此每生成1 mol转移5mol电子、为5NA个电子;
故答案为:;5NA。
三、填空题
18.铝是地壳中含量最多的金属元素,其单质和化合物广泛应用于日常生活中。
(1)可以用电镀法在钢制品上电镀铝,为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应消耗2mol NaOH时,所得气体的物质的量为_______mol。
(2)双羟基铝碳酸钠[NaAl(OH)2CO3]是一种常用的抗酸药,它与胃酸反应的化学方程式为_______。
(3)如图是从铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质)中提取Al2O3并生产AlN的工艺流程:
①“溶解”时,SiO2与NaOH溶液反应生成的硅酸钠与溶液中偏铝酸钠发生反应:,“赤泥”的主要成分为_______(写出化学式)。
②“酸化”时,通入过量CO2与NaAlO2反应,生成滤液的主要成分是_______(写化学式)。
③“还原”时,炭黑在高温下被氧化为CO,反应的化学方程式为_______。
(4)1L某混合溶液,可能含有的离子如下表:
可能大量含有的阳离子
H+、Mg2+、Al3+、
可能大量含有的阴离子
Cl-、
往该溶液中逐滴加入NaOH溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的关系如图所示。
①该溶液中一定不含有的离子是_______。
②V1、V2、V3、V4之间的关系为_______。
【答案】 3 Fe2O3、Na2Al2Si2O8 NaHCO3 Mg2+、
【详解】(1)根据关系式:,;
(2)与盐酸反应生成氯化钠、氯化铝、氧化碳和水,反应的化学方程式为;
(3)①铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质),铝土矿中加入NaOH,SiO2、Al2O3反应生成Na2Al2Si2O8沉淀和NaAlO2,Fe2O3不溶,所以 “赤泥”为Fe2O3、Na2Al2Si2O8;
②向NaAlO2溶液中通入过量的CO2得Al(OH)3沉淀和NaHCO3,故滤液主要为NaHCO3;
③Al(OH)3灼烧得Al2O3,结合流程确定反应物和生成物:Al2O3 + N2 + C → AlN + CO,配平后方程式为:;
(4)加入NaOH至V1时,无沉淀生成,则表明溶液中含有H+,由于与H+不能大量共存,所以溶液中一定不含有。V3~V4段,加入NaOH能使沉淀完全溶解,则说明沉淀为,不含有,从而表明原溶液中含有Al3+,不含有Mg2+;则V1~V2段,Al3+与反应生成沉淀;V2~V3段,沉淀物质的量不变,则表明此段发生反应,因为溶液呈电中性,则一定含有;
①由以上分析,可得出该溶液中定不含有的离子为Mg2+、;
②V1~V2段,;V3~V4段,,以为桥梁,可得出。
四、工业流程题
19.铁及其化合物与生产、生活关系密切
(1)生铁(以赤铁矿为例)是通过高炉冶炼而得,用化学方程式表示其原理为______。
(2)在钢铁厂的生产中,炽热的铁水注入模具之前,必须对模具进行充分的干燥处理,不得留有水,原因是______(用化学方程式表示)。
(3)用废铁皮制取铁红()的部分流程示意图如下:
①步骤Ⅰ若要检验是否有生成,方法是______。
②步骤Ⅱ中发生反应:,反应产生的又与废铁皮中的铁反应,生成和,该反应的化学方程式为______。
(4)可制取新型、高效水处理剂高铁酸钾。
(高铁酸钾)
①配平上述反应,并用单线桥法表示反应过程中转移电子数目和方向______。此过程中氧化剂是______(填化学式)。
②高铁酸钾()是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂的作用是______、______。
【答案】(1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(3) 取待测液于试管中,加入KSCN溶液,若溶液变为血红色,则含有Fe3+ 4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
(4) NaClO 净水 杀菌消毒
【分析】在工业上用CO还原铁的化合物如还原Fe2O3,反应产生Fe、CO2;炽热的Fe与水蒸气在高温下反应产生Fe3O4和H2。由流程可知:废铁片与稀硝酸在温度低于60℃时反应产生Fe(NO3)2,然后向溶液中通入空气,并加入水、废铁片,在一定条件下反应产生NH4NO3、Fe2O3·nH2O,煅烧Fe2O3·nH2O制取得到铁红Fe2O3。Fe2O3可制取新型、高效水处理剂高铁酸钾K2FeO4,在反应过程中根据氧化剂得到电子与还原剂失去电子总数相等,等于反应过程中元素化合价升降总数配平方程式。高铁酸钾作为水处理剂时,具有强氧化性,能够对水起杀菌消毒作用,K2FeO4得到电子被还原生成Fe3+,Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体又具有吸附性而具有净化水的作用。
【详解】(1)生铁(以赤铁矿为例)是通过高炉冶炼而得,在高炉中CO与Fe2O3反应产生Fe、CO2,用化学方程式表示其原理为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;
(2)若模具不干燥,炽热的钢水会引发铁和水蒸气反应,产生H2,H2易燃易爆,从而引发钢水爆炸性迸溅,反应的化学方程式3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;
(3)由流程图可知,Fe与硝酸反应生成硝酸亚铁,步骤Ⅱ中转化为Fe2O3•nH2O,最后得到铁红;
①步骤I若要检验是否有Fe3+生成,方法是取少量步骤I的溶液,加入几滴KSCN,若出现血红色,则有Fe3+,反之没有;
②产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,还原产物是硝酸铵,则Fe与硝酸反应生成硝酸亚铁、硝酸铵和水,该反应为4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O;
(4)①在该反应中Fe元素化合价由反应前Fe2O3中+3价,变为反应后K2FeO4中的+6价,化合价升高3价,Cl元素化合价由反应前NaClO中的+1价变为反应后NaCl中的-1价,化合价降低2价,化合价升降最小公倍数是6,所以Fe2O3系数是1,K2FeO4系数是2,NaClO、NaCl系数都是3,根据K元素守恒可知KOH系数是4,最后根据H、O元素守恒,可知H2O的系数是2,配平后方程式为Fe2O3+3NaClO+4KOH2K2FeO4+3NaCl+2H2O,用单线桥法表示电子转移为:;
在该反应中NaClO得到电子,作氧化剂,Fe2O3失去电子,作还原剂;
②高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾(K2FeO4)中Fe的化合价是+6价,具有强氧化性,能起杀菌消毒作用;其还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能吸附水中杂质,使之形成沉淀而从水中分离除去,所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、杀菌消毒。
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