第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试卷 高中化学人教版(2019)必修第二册
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第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试卷
一、单选题
1.化学知识与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A.我国自主研发的“龙芯1号”CPU芯片用到的材料有高纯硅
B.餐桌上的瓷盘是硅酸盐制品
C.生产普通玻璃的主要原料有石灰石、石英和纯碱
D.刻蚀玻璃上的漂亮花纹是依靠浓盐酸的腐蚀作用
2.部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是
A.物质a是一种有臭鸡蛋气味的气体
B.a通入到c的水溶液中会生成b
C.盐g与盐f之间也可能发生反应
D.e的浓溶液不能干燥有较强还原性的c气体
3.下列装置能达到实验目的是
A.制取氨气 B.吸收多余氯化氢气体
C.收集NO D.收集
4.工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下。下列说法不正确的是
A.气体A中的大气污染物可用氨水吸收并回收利用
B.由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu
C.加入石英砂作为添加剂熔剂,生成更稳定、更容易分离的硅酸盐
D.用过量稀H2SO4可全部溶解熔渣B
5.下列离子方程式书写不正确的是
A.向氢氧化钾溶液中滴加少量氯化铝溶液Al3++4OH-=AlO+2H2O
B.向(NH4)2SO4溶液中加入足量Ba(OH)2:Ba2++SO=BaSO4↓
C.碳酸氢钠溶液中加入过量氢氧化钠溶液 HCO+ OH- =CO+ H2O
D.向浓硝酸中加入铜片:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O
6.下列“类比”结果正确的是
A.实验室用浓硫酸和NaCl固体共热制备HCl,则可用浓硫酸和NaBr固体共热制备HBr
B.适量CO2通入Ca(ClO)2溶液中可生成CaCO3和HClO,则适量SO2通入Ca(ClO)2溶液中也可生成CaSO3和HClO
C.NH3与HCl反应生成NH4Cl,则H2N—NH2也可以与HCl反应生成N2H6Cl2
D.Fe3Cl8可以改写为FeCl2·2FeCl3;推出Fe3I8可以改写为FeI2·2FeI3
7.工业用铜矿石(主要成分为CuS、CuO)制取胆矾的主要流程如图所示。下列说法错误的是
A.气体X为SO2 B.操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
C.流程中的反应有涉及氧化还原反应 D.用流程中的硫酸浸出铜渣,不需补充硫酸
8.化学与生活密切相关。下列叙述错误的是
A.高纯硅可用于制作光感电池 B.铝合金大量用于高铁建设
C.活性炭具有除异味和杀菌作用 D.二氧化硅可用来生产光导纤维
9.物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.和反应产生氧气,可用作供氧剂
B.浓硫酸有吸水性,可用作食品干燥剂
C.有强氧化性,可用作自来水消毒剂
D.不锈钢强度大,耐磨抗腐蚀,可用于制造列车车体
10.硫代硫酸钠(Na2S2O3),又名大苏打、海波,可以看成是硫酸钠中一个氧原子被硫原子取代的产物(结构如图所示),易溶于水。 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作为照相业的定影剂,反应原理为AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+ NaBr。
下图是实验室模拟工业制备Na2S2O3的装置示意图,下列说法不正确的是
A.不能用98.3%硫酸来代替75%硫酸
B.装置乙和装置丁都有防止倒吸的作用
C.装置丙中发生的离子方程式为: 4SO2+ 2OH— + 2S2—=3+ H2O
D.反应结束后将K1上端连接导管通入NaOH溶液中,然后关闭K2打开K1
11.下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是
A.石灰石与醋酸反应:CO+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.过量铁粉加入稀硝酸中:Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O
C.硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液:Al3++4OH-=AlO+2H2O
D.氢氧化钠溶液与过量的碳酸氢钙溶液反应:OH-+Ca2++ =CaCO3↓+H2O
12.下列对物质或离子的检验,结论正确的是( )
A.将气体通入澄清石灰水,有白色沉淀生成,证明气体为CO2
B.将气体通入水中能使酚酞变红,则气体为NH3,NH3为碱
C.加入KSCN溶液,溶液变红,证明原溶液含有Fe3+
D.加入BaCl2溶液,生成的沉淀不溶于盐酸,证明原溶液含有SO42-
13.实验室进行蒸馏实验时,下列仪器不需要使用的是
仪器
选项
A.酒精灯
B.锥形瓶
C.冷凝管
D.分液漏斗
A.A B.B C.C D.D
14.根据实验操作和现象不能推出相应实验结论的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
NH4HCO3显碱性
B
SO2气体通入Na2SiO3溶液中,产生胶状沉淀
酸性:H2SO3>H2SiO3
C
在Na2S溶液中滴加新制氯水,产生浅黄色沉淀
非金属性:Cl>S
D
使用套管实验比较Na2CO3与NaHCO3的热稳定性,B中放固体NaHCO3实验装置如图:
热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
A.A B.B C.C D.D
15.将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y气体,有沉淀生成。X、Y不可能是
A
B
C
D
X
SO2
NH3
SO2
Cl2
Y
H2S
SO2
Cl2
CO2
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.分别向盛有①紫色石蕊溶液、②NaOH溶液、③品红溶液、④酸性高锰酸钾溶液的试管中通入SO2气体。
(1)试管①中的现象: ,发生反应的化学方程式是: 。
(2)试管②中发生反应的化学方程式是: ,如果通入过量的SO2,则发生反应的化学方程式为: 。
(3)试管③中的现象: ,如将吸收SO2后的该溶液加热,现象: 。
(4)试管④中的现象: 。
(5)写出实验室用浓硫酸和铜制SO2的化学方程式: 。
17.研究NO、NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有 (填字母序号)。
a.酸雨 b.沙尘暴 c.光化学烟雾 d.白色污染
(2)NO2可与水发生反应,反应的化学方程式为 。若该反应有0.6NA个电子转移,则参加反应的NO2的物质的量为 。
(3)NH3也是重要的含氮化合物,实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3。
①写出反应的化学方程式
②若用下图所示装置收集氨气,气体由 口进入。
(4)硝酸可与不活泼金属铜发生反应。将过量的铜置入一定量的浓硝酸中,微热,充分反应后,待反应停止,再加入少量25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是(用离子方程式解释)
(5)若将12.8 g铜跟一定质量的浓硝酸反应,铜耗完时,共产生气体5.6 L(标准状况),则整个反应过程中,被还原的HNO3总的物质的量是 mol。
18.写出下列结晶水合物的化学式:
绿矾: ;明矾 ;蓝矾 ;石碱 。
三、实验题
19.某学习小组探究SO2与Cu(OH)2悬浊液的反应。
实验Ⅰ:向NaOH溶液中加入浓CuCl2溶液,制得含Cu(OH)2的悬浊液,测溶液pH≈13。向悬浊液中通入SO2,产生大量白色沉淀,测溶液pH≈3。推测白色沉淀中可能含有Cu+、Cu2+、Cl-、SO42-、SO32-、HSO3-。
已知: i. Cu(NH3)42+(蓝色);Cu+Cu(NH3)2+(无色);Cu+Cu+Cu2+
ii. Ag2SO4微溶于水,可溶于一定浓度的硝酸。
实验Ⅱ:
(1)①通过“白色沉淀A”确定一定存在的离子是 。
②判断白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+的实验证据是 。
③用以证实白色沉淀中无SO42-、SO32-、HSO3-的试剂a是 。
④生成CuCl的离子方程式是 。
(2)小组同学基于上述实验认为: SO2与Cu(OH)2悬浊液能发生氧化还原反应不仅基于本身的性质,还受到“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生”的影响。设计实验验证了此观点。
①用实验Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的悬浊液,过滤、洗涤获取纯净的Cu(OH)2固体。检验Cu(OH)2固体是否洗涤干净的方法是 。
编号
实验
现象
III
向Cu(OH)2固体中加入一定量的水,制得悬浊液(pH≈8),向悬浊液中通入SO2
a. 底部产生少量浅黄色沉淀,慢慢消失
b. 静置,底部产生少量红色固体
IV
向CuSO4溶液中通入SO2
无沉淀产生
②经确认浅黄色沉淀是CuOH,红色固体是Cu,证明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。最终生成Cu的原因是 。
③由实验III、IV可以得出的结论除“生成了沉淀促进了氧化还原反应的发生” 外还有 。
20.化学小组实验探究与溶液的反应。
实验一:用如图装置制备,并将足量通入溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B(省略夹持、加热仪器)。
(1)制备的中会混有少量的,原因可能为 ,为了排除的干扰,试剂a可以为 。
A.溶液 B.饱和溶液
C.饱和溶液 D.饱和溶液
实验二:验证白色沉淀B的成分。
已知:微溶于水,难溶于水
分析:沉淀B可能为、或两者混合物。滴加氨水可释出其负离子,便于后续检验。
相关反应为:①,②。
流程如下:
(2)欲检验溶液C中加入的是否已经过量,请简述实验方法: 。
(3)沉淀F是 ,沉淀D中主要含,理由是 。向滤液E中加入溶液,产生的现象是 ,可进一步证实B中含。
实验三:探究的产生途径。
猜想1:实验一中,在溶液中被氧化生成,随沉淀B进入D。
猜想2:实验二中,被氧化为进入D。
(4)取少量溶液A,滴加过量盐酸,产生白色沉淀。静置后,取上层清液再滴加溶液,未出现白色沉淀,可判断猜想1不合理。理由是: 。根据以上实验结果,则可得出沉淀B的成分是 。
(5)实验探究可知,在 (选填“酸性”“中性”“碱性”)溶液中更易被氧化为。
参考答案:
1.D
【详解】A.硅为良好的半导体,用作芯片,故A正确;
B.餐桌上的瓷盘属于硅酸盐制品,故B正确;
C.石英的主要成分是二氧化硅,石灰石成分为碳酸钙,二氧化硅与碳酸钙反应生成硅酸钙和二氧化碳,与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳,故C正确;
D.玻璃与浓盐酸不反应,玻璃与氢氟酸反应,所以玻璃上的漂亮花纹都依靠氢氟酸的腐蚀作用,故D错误。
答案选D。
2.D
【分析】根据含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系图可知,a为H2S,b为S,c为SO2,d为H2SO3,e为H2SO4,g为硫酸盐,f为亚硫酸盐。
【详解】A.硫的氢化物H2S是一种有臭鸡蛋气味的气体,故A正确;
B.H2S通入到SO2的水溶液中生成单质S和水,故B正确;
C.NaHSO4与Na2SO3可发生反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,故C正确;
D.浓H2SO4溶液和SO2不反应,浓硫酸可以干燥SO2,故D错误;
选D。
3.A
【详解】A.实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体共热反应制备氨气,收集氨气时为防止氨气相对分子质量小,向空气中扩散,在向下排空气法收集氨气的试管口放一团棉花,故A正确;
B.将极易溶于水的氯化氢气体直接通入水中,会因为气体的物质的量减小导致气体压强减小,会产生倒吸,故B错误;
C.一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮,不能用排空气法收集一氧化氮气体,故C错误;
D.二氧化硫易溶于水,不能用排水法收集二氧化硫气体,故D错误;
故选A。
4.D
【详解】A.有上述流程图可以看出,气体A是二氧化硫,可用氨水吸收并回收利用,故A正确;
B.依据图示,泡铜中的Cu2O和Al在高温下发生铝热反应,生成Cu,化学方程式为:3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu,故B正确;
C.硅酸盐较其它的盐稳定性强,所以焙烧黄铜矿时加入石英砂作为添加剂熔剂,生成更稳定、更容易分离的硅酸盐,故C正确;
D.熔渣B中含有二氧化硅,二氧化硅不溶于硫酸,故D错误;
本题答案为D。
5.B
【详解】A.向氢氧化钾溶液中滴加少量氯化铝溶液生成偏铝酸钾和水:Al3++4OH-=AlO+2H2O,A正确;
B. 向(NH4)2SO4溶液中加入足量Ba(OH)2:,B不正确;
C. 碳酸氢钠溶液中加入过量氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水:HCO+ OH- =CO+ H2O,C正确;
D. 向浓硝酸中加入铜片生成硝酸铜、二氧化氮和水:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O,D正确;
答案选B。
6.C
【详解】A.实验室用浓硫酸和NaCl固体共热制备HCl,但不能用浓硫酸和NaBr固体共热制备HBr,因为浓硫酸有强氧化性能把HBr氧化,故A错误;
B.适量CO2通入Ca(ClO)2溶液中可生成CaCO3和HClO,但SO2通入Ca(ClO)2溶液中不会生成CaSO3和HClO,二者会发生氧化还原反应,故B错误;
C.NH3与HCl反应生成NH4Cl,H2N—NH2相当于两个氨基,也可以与HCl反应生成N2H6Cl2,故C正确;
D. Fe3Cl8可以改写为FeCl2·2FeCl3,但Fe3I8不可以改写为FeI2·2FeI3,因为铁离子和碘离子不能共存,FeI3不存在,故D错误;
故答案为:C。
7.D
【分析】CuS、CuO在空气中煅烧生成氧化铜和二氧化硫,氧化铜和硫酸反应得到硫酸铜溶液,硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到胆矾;二氧化硫气体和氧气反应生成SO3,SO3和水反应生成硫酸。
【详解】A.CuS在空气中煅烧生成氧化铜和二氧化硫,气体X为SO2,故A正确;
B.硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到胆矾,所以操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,故B正确;
C.流程中CuS在空气中煅烧生成氧化铜和二氧化硫,硫元素、氧元素化合价改变,属于氧化还原反应,用SO2气体制备硫酸,硫元素化合价改变,属于氧化还原反应,故C正确;
D.铜矿石的主要成分为CuS、CuO,铜元素、硫元素的物质的量比大于1:1,反应生成的硫酸铜中铜元素、硫元素的物质的量比等于1:1,根据元素守恒,用流程中的硫酸浸出铜渣,需补充硫酸,故D错误;
选D。
8.C
【详解】A.硅是良好的半导体材料,因此可用于制造太阳能电池,A正确;
B.铝合金硬度大,密度小,因此可用于制造高铁的箱体,B正确;
C.活性炭表面积大,吸附力强,因此能够除去异味,但不具有杀菌消毒作用,C错误;
D.二氧化硅能够使光线发生全反射,因此可用来生产光导纤维,D正确;
故合理选项是C。
9.B
【详解】A.过氧化钠能与二氧化碳和水反应产生氧气,常用作呼吸面具中的供氧剂,胡A正确;
B.浓硫酸虽然具有吸水性,但是具有强烈的腐蚀性,且是液体,不能用作食品干燥剂,故B错误;
C.有强氧化性,能杀菌消毒,可用作自来水消毒剂,故C正确;
D.用不锈钢制造地铁列车车体,是由于不锈钢强度大,抗腐蚀性强,故D正确;
故选B。
10.C
【分析】由图可知,装置甲中75%硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫气体,装置乙为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置丙中二氧化硫与碳酸钠和硫化钠混合溶液反应制备硫代硫酸钠,装置丁中用于吸收反应生成的二氧化碳和有毒的二氧化硫,防止污染空气。
【详解】A.98.3%硫酸中硫酸主要以分子形式存在,溶液中氢离子浓度小,与亚硫酸钠反应速率慢,则不能用98.3%硫酸来代替75%硫酸,故A正确;
B.装置乙为空载仪器,做安全瓶,起防倒吸的作用,装置丁中倒置的漏斗能起防倒吸的作用,故B正确;
C.装置丙中二氧化硫与碳酸钠和硫化钠混合溶液反应生成硫代硫酸钠和二氧化碳,反应的离子方程式为4SO2+ 2+ 2S2—=3+ CO2,故C错误;
D.反应结束后将K1上端连接导管通入氢氧化钠溶液中,然后关闭K2打开K1可以使空载仪器中的二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收,防止拆卸过程中二氧化硫逸出污染空气,故D正确;
故选C。
11.D
【详解】A.石灰石为CaCO3难溶于水,应写成化学式不可拆,离子方程式为,故A错误;
B.过量的铁粉会与反应生成的Fe3+发生反应生成Fe2+,所以离子方程式中的铁应该是Fe2+,离子方程式为,故B错误;
C.少量氢氧化钾只能和硫酸铝反应生产氢氧化铝沉淀,离子方程式为,故C错误;
D.过量碳酸氢钙与氢氧化钠溶液生成难溶碳酸钙、水和碳酸氢钠,故D正确;
故选D。
12.C
【详解】A.将气体通入澄清石灰水,有白色沉淀生成,该气体可能为CO2,也可能为SO2,A错误;
B.将气体通入水中能使酚酞变红,则气体为碱性气体NH3,氨气溶于水反应产生的一水合氨电离产生了OH-,因此不能说NH3为碱,B错误;;
C.加入KSCN溶液,溶液变红,是由于Fe3+与SCN-反应产生红色的络合物Fe(SCN)3,因此可以证明原溶液含有Fe3+,C正确;
D.加入BaCl2溶液,生成的沉淀不溶于盐酸,说明原溶液可能含有SO42-、Ag+等离子,D错误;
故合理选项是C。
13.D
【详解】蒸馏时需用酒精灯、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶,故答案为D。
14.A
【详解】A.NH4HCO3受热分解可以产生氨气、二氧化碳和水,氨气可以使红色石蕊试纸变蓝,说明氨气显碱性,并不能说明NH4HCO3显碱性,且由于分解产生的气体中还有酸性气体二氧化碳,所以试纸不一定会变蓝,A错误;
B.SO2气体通入Na2SiO3溶液中,产生胶状沉淀,即产生了H2SiO3,根据强酸制弱酸可知酸性:H2SO3>H2SiO3,B正确;
C.在Na2S溶液中滴加新制氯水,产生浅黄色沉淀,说明Cl2将S2-氧化得到S单质,所以氧化性Cl2>S,则非金属性Cl>S,C正确;
D.小试管处温度较低,若b中石灰水变浑浊,a中不变浑浊,说明在较低温度下碳酸氢钠就分解了,而处于较高温度下碳酸钠没有分解,说明热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,D正确;
综上所述答案为A。
15.D
【详解】A.2H2S+SO2=3S↓+2H2O,有沉淀生成,故A不符合;
B.2NH3+H2O+SO2=(NH4)2SO3,(NH4)2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NH4Cl,故B不符合;
C.氯气能把二氧化硫氧化为硫酸,然后与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀,故C不符合;
D.氯气和BaCl2溶液不反应,通入二氧化碳也不能反应,无沉淀生成,故D符合;
故选D。
16.(1) 紫色石蕊试液变红色 SO2+H2O=H2SO3
(2) SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+NaOH=NaHSO3
(3) 品红溶液红色褪去 溶液恢复红色
(4)溶液紫色褪去
(5)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
【详解】(1)SO2是酸性气体,与水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成亚硫酸,使紫色石蕊试液变红色;
(2)向氢氧化钠溶液中通入二氧化硫,先发生反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,二氧化硫过量又发生反应为SO2+ NaOH =NaHSO3;
(3)SO2气体具有漂白性,品红溶液红色褪去;与有色物质形成不稳定的络合物,加热溶液重新变成红色;
(4)SO2气体具有还原性,被酸性高锰酸钾溶液氧化,酸性高锰酸钾溶液紫色褪去;
(5)实验室用浓硫酸和铜制SO2的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
17. ac 3NO2+H2O=2HNO3+NO 0.9mol 2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+2H2O A 3Cu+8H+ + 2NO3— =3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O 0.25mol
【分析】二氧化氮与水反应产生硝酸,3molNO2反应转移2mol电子;实验室用氯化铵和氢氧化钙制取氨气,氨气密度小于空气,选用向下排空气法;铜不与硫酸反应,过量的铜屑与稀硝酸作用,反应停止后,再加入稀硫酸,溶液中的硝酸根离子在酸性溶液中具有强氧化性,能继续溶解铜,铜屑又逐渐溶解。
【详解】(1)
a.酸雨,主要因素是硫化物和氮氧化物,A错误;
b.沙尘暴,主要因素是灰尘和沙粒,B错误;
c.光化学烟雾,主要是碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物,C错误;
d.白色污染,主要是塑料制品,D错误;
综上,AC正确;
(2)NO2可与水发生反应,3NO2+H2O=2HNO3+NO,3mol二氧化氮转移2mol电子,故该反应有0.6NA个电子转移,则参加反应的NO2的物质的量为0.9mol;
(3)
①NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3 ,2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+2H2O;
②氨气密度小于空气,气体由短口进入,即A口;
(4)铜不与硫酸反应,过量的铜屑与稀硝酸作用,反应停止后,再加入稀硫酸,溶液中的硝酸根离子在酸性溶液中具有强氧化性,能继续溶解铜,铜屑又逐渐溶解。涉及反应为3Cu+8H+ + 2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(5)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,硝酸浓度变小后又可以生成NO。若将12.8 g铜即0.2mol,跟浓硝酸反应共产生气体5.6 L(标准状况),气体的物质的量为0.25mol,在整个反应过程中,被还原的HNO3转化为二氧化氮或二氧化氮与一氧化氮的混合物,根据氮元素守恒可知,被还原的硝酸的物质的量就是0.25mol。
18. FeSO4·7H2O KAl(SO4)2·12H2O CuSO4·5H2O Na2CO3·.10H2O
【详解】绿矾是带7个结晶水的硫酸亚铁,呈浅绿色,其化学式为:FeSO4·7H2O;明矾是十二水合硫酸铝钾,属于复盐,其化学式为:KAl(SO4)2·12H2O;蓝矾也称胆矾,是五水硫酸铜的俗称,其化学式为:CuSO4·5H2O;石碱是十水碳酸钠的俗称,其化学式为:Na2CO3·10H2O;正确答案:FeSO4·7H2O ; KAl(SO4)2·12H2O ; CuSO4·5H2O; Na2CO3·10H2O。
19. Cl- 白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+ 硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液 SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O 用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液,无沉淀产生 SO2 与Cu(OH)2 反应生成CuOH,过量SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+ SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应
【分析】(1)①根据实验Ⅱ可知,蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀A”,据此分析判断;②根据白色沉淀中加入氨水得到无色溶液,之后变成蓝色分析解答;③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-,结合硫酸根离子的检验方法分析解答;④根据实验Ⅱ可知,白色沉淀为CuCl,即实验I中生成的白色沉淀为CuCl,据此书写反应的离子方程式;
(2)①用实验Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的悬浊液,过滤得到的Cu(OH)2固体上吸附了Cl-,据此分析解答;②浅黄色沉淀是CuOH,说明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应,在过量SO2溶于水使溶液显酸性后,CuOH在酸性溶液里发生歧化反应,据此分析解答;③根据实验III、IV,比较溶液的酸碱性对实验的影响分析解答。
【详解】(1)①根据实验Ⅱ可知,蓝色溶液中加入硝酸和硝酸银得到“白色沉淀A”,A为AgCl,说明溶液中一定存在Cl-,故答案为:Cl-;
②白色沉淀中加入氨水得到无色溶液,说明无Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+,因此白色沉淀中金属离子仅含有Cu+、不含Cu2+,故答案为:白色沉淀溶于氨水后无色说明无Cu2+,后变成蓝色说明含 Cu+;
③SO32-、HSO3-都能被硝酸氧化生成SO42-,因此证实白色沉淀中无SO42-、SO32-、HSO3-的试剂a是硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液,故答案为:硝酸酸化的BaCl2[或Ba(NO3)2]溶液;
④根据实验Ⅱ可知,白色沉淀为CuCl,即实验I中生成的白色沉淀为CuCl,反应的离子方程式为SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O,故答案为:SO2 + 2Cl-+2 Cu(OH)2 = 2CuCl + SO42- + 2H2O;
(2)①用实验Ⅰ方法制得含Cu(OH)2的悬浊液,过滤得到的Cu(OH)2固体上吸附了Cl-,洗涤获取纯净的Cu(OH)2固体,因此检验Cu(OH)2固体是否洗涤干净只需要检验洗涤后的滤液中是否含有Cl-,方法为:用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液,无沉淀产生,说明沉淀已洗净,故答案为:用小试管接取最后的几滴洗涤液,加入(硝酸酸化的)AgNO3溶液,无沉淀产生;
②经确认浅黄色沉淀是CuOH,说明SO2与Cu(OH)2悬浊液发生了氧化还原反应。过量SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+,因此红色固体是Cu,故答案为:SO2 与Cu(OH)2 反应生成CuOH,过量SO2溶于水使溶液显酸性,CuOH在酸性溶液里反应最终生成Cu 和Cu2+;
③根据实验III、IV可知SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应,故答案为:SO2与二价铜在碱性条件下更容易发生氧化还原反应。
【点睛】本题的易错点为(1)③中试剂a的选择,要注意除了证实白色沉淀中无SO42-,还需要证实没有SO32-、HSO3-,因此不能选用盐酸酸化的氯化钡溶液。
20.(1) 浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3 d
(2)往上层清液中继续滴加Ba(NO3)2,若无沉淀产生,表明Ba(NO3)2已过量,否则未过量
(3) BaSO4 BaSO3易溶于盐酸,而BaSO4不溶于盐酸,加入盐酸后,只有少量沉淀剩余,则表明大部分沉淀为BaSO3 有白色沉淀生成
(4) Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4时,必定没有Ag2SO4
(5)碱性
【分析】将浓硫酸加入盛有Cu片的两颈烧瓶内,加热,将生成的气体通过盛有试剂a的洗气瓶,除去其中混有的SO3,再将SO2通入AgNO3溶液中,得到溶液与沉淀的混合物,然后通过后续实验分析沉淀的成分。
【详解】(1)制备的SO2中会混有少量的SO3,烧瓶内没有SO2催化氧化的催化剂,则不是SO2氧化生成,原因可能为:浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3。为了排除SO3的干扰,试剂a可以为浓硫酸或饱和NaHSO3溶液,故选d。答案为:浓硫酸或硫酸铜受热分解产生SO3;d;
(2)欲检验溶液C中加入的Ba(NO3)2是否已经过量,可检验溶液中是否含有,则实验方法:往上层清液中继续滴加Ba(NO3)2,若无沉淀产生,表明Ba(NO3)2已过量,否则未过量。答案为:往上层清液中继续滴加Ba(NO3)2,若无沉淀产生,表明Ba(NO3)2已过量,否则未过量;
(3)沉淀F是BaSO4,从加入盐酸后剩余沉淀的量分析,沉淀D中主要含BaSO3,理由是:BaSO3易溶于盐酸,而BaSO4不溶于盐酸,加入盐酸后,只有少量沉淀剩余,则表明大部分沉淀为BaSO3。滤液E中含有亚硫酸,加入H2O2溶液后,被氧化为硫酸,与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀,则产生的现象是:有白色沉淀生成。答案为:BaSO4;BaSO3易溶于盐酸,而BaSO4不溶于盐酸,加入盐酸后,只有少量沉淀剩余,则表明大部分沉淀为BaSO3;有白色沉淀生成;
(4)取少量溶液A,滴加过量盐酸,产生AgCl白色沉淀。静置后,取上层清液再滴加BaCl2溶液,未出现BaSO4白色沉淀,则表明溶液中不含有,可判断猜想1不合理。理由是:Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4时,必定没有Ag2SO4。沉淀B的成分是;答案为:Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4时,必定没有Ag2SO4;;
(5)实验探究可知,酸性溶液中一段时间后才生成,而碱性溶液中,中混有,从而表明碱性溶液中更易被氧化为。答案为:碱性。