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2024-2025学年北京市海淀区一零一中学高一上学期统考化学试题B-(含解析)
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这是一份2024-2025学年北京市海淀区一零一中学高一上学期统考化学试题B-(含解析),共17页。试卷主要包含了下列离子方程式正确的是,下列说法不正确的是等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共14小题,共42分。
1.科学技术的迅猛发展促进了社会的进步。下列科技成果涉及的材料中,主要成分不属于金属材料的是
A. AB. BC. CD. D
2.下列有关铝的说法中正确的是
A. 镁铝合金是一种化合物
B. 常温下,铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼
C. 铝热反应需要在高温下进行,是一个典型的吸热反应
D. 等量的铝分别与足量盐酸和NaOH溶液反应时,产生H2的量相同
3.下列物质的应用中,与氧化还原反应无关的是
A. 用含Fe2O3的铁矿石冶炼Fe
B. 用Na2O2作潜水艇的供氧剂
C. 用NaOH作沉淀剂去除粗盐水中的Mg2+
D. 以NH3为原料制备HNO3
4.下列反应中,调节反应条件(温度、反应物用量比)后反应产物不会改变的是
A. 钠与氧气B. 铁与氯气
C. 镁粉和氯化铁D. 二氧化碳与氢氧化钠溶液
5.下列行为不符合实验规范或安全要求的是
A. 大量氯气泄漏时,应尽快撤离现场并往地势较低处去
B. 金属钠着火时,选择用沙土覆盖
C. 制备氯气时在通风良好的场所进行以避免大量氯气聚集
D. 做实验剩余的金属钠放回原瓶而非丢弃在废液缸中
6.下列物质在水溶液中电离方程式正确的是
A. NaCl=Na++Cl−B. CH3COOH=H++CH3COO−
C. NaHCO3=Na++H++CO32−D. NaHSO4=Na++HSO4−
7.以下各组离子在溶液中一定能大量共存的是
A. 澄清透明溶液:Mg2+、Cu2+、Cl−、NO3−
B. 滴加酚酞变红的溶液:SO42−、Cu2+、K+、Cl−
C. 加入铝粉能生成H2的溶液:Na+、SO42−、Cl−、Fe3+
D. pH=1的溶液:K+、Fe2+、ClO−、Na+
8.下列离子方程式正确的是
A. 澄清石灰水中通入过量SO2:SO2+Ca2++2OH−=CaSO3↓+H2O
B. 酸性H2O2溶液氧化Fe2+:H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O
C. HI溶液溶解FeOH3:3H++FeOH3=Fe3++3H2O
D. 向溴化亚铁溶液中通入过量氯气:2Fe2++Cl2=2Fe3++2H2O
9.下列说法不正确的是
A. 等质量的CO和N2原子数之比为1:1
B. 常温常压下,44gCO2物质的量为1ml
C. 同温同压下,N2和CO2的密度之比为7:11
D. 1L 1ml/L的NaOH溶液中含氧原子的个数约为6.02×1023
10.下列实验仪器或药品配置合理,并且能达到相对应选项中实验目的是
A. 验证热稳定性Na2CO3>NaHCO3
B. 验证潮湿氯气与干燥氯气的漂白性
C. 净化并收集干燥氯气的装置连接顺序为dcbafe
D. 滴有酚酞的NaOH溶液红色褪去,证明氯水中有酸
11.向含Fe2+、Na+、SO42−的溶液中加入一定量的Na2O2固体,下列说法错误的是
A. 反应后静置,上层溶液可能为无色
B. 反应后溶液中的溶质可能只有一种
C. 将反应前后的溶液在浅色火焰上灼烧,焰色均为黄色
D. Na2O2中阴、阳离子的个数比为1:1
12.在一定条件下采用如下装置用铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物,进一步还原可以得到超细铁粉(加热和夹持装置已略去)。装置如图,下列说法正确的是
A. 装置C的作用是提供水蒸气
B. 装置A中发生反应:2Fe+3H2Og高温 Fe2O3+3H2
C. 收集到896mL气体时(标况下),则A中固体增重0.64g
D. 可以用磁铁检验该反应是否完全
13.以Fe粉、稀硫酸、NaOH溶液为原料,用如图所示装置制备能较长时间保存的FeOH2,下列说法正确的是
A. 反应前圆底烧瓶中放入铁粉,分液漏斗中装入NaOH溶液
B. FeOH2生成在装置A中
C. 实验开始前,应先关闭止水夹D
D. 若铁粉中含有少量Fe2O3,不影响本实验
14.下图是实验室制备K2FeO4的实验装置图,其中甲为制氯气的装置。(资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH,具有强氧化性,在酸性溶液中迅速产生O2)
下列说法正确的是
A. 乙中所用试剂为饱和Na2CO3溶液
B. 丙和丁中均会发生反应:Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O
C. 若取反应后丙中紫色溶液,加入稀硫酸产生Cl2,则证明了K2FeO4具有氧化性
D. 若取反应后丙中紫色溶液,加入稀硫酸产生Fe3+,则证明K2FeO4氧化了Cl−
第II卷(非选择题)
二、简答题:本大题共4小题,共32分。
15.铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。
(1)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,生成白色沉淀,迅速__________(补全实验现象),写出整个过程的化学方程式__________。
(2)绿矾FeSO4⋅7H2O是补血剂的原料,易变质。向某绿矾溶液中加入少量铜粉,铜粉发生溶解,发生反应的离子方程式为__________。另取该溶液,向其中加入少量酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色,说明该溶液__________(填“未变质”、“完全变质”或“部分变质”)。
(3)利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下:
①“转化”是在水溶液中进行,产生白色FeCO3沉淀和无色无味气体。写出反应的离子方程式:__________。
②干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为__________。
③还原铁粉在食品保鲜中常用作双吸剂,能够吸收空气中的水分和氧气生成Fe2O3⋅xH2O,从而延长食品的保质期,发生反应的化学方程式为__________。
④向双吸剂中加入过量盐酸,未发现气体生成,能否证明双吸剂完全失效?并说明理由:__________。
16.用如下方法回收废旧CPU中的单质Au(金),Ag和Cu。
已知:i.浓、稀HNO3做氧化剂,还原产物分别为NO2和NO。
ii.HNO3单独不能溶解Au,但HNO3−NaCl溶液可以溶解Au,并生成NO和强酸HAuCl4。
(1)俗话说“真金不怕火炼”,从氧化还原性角度解释其原因是__________。
(2)溶金反应的离子方程式为__________。
(3)关于溶金的下列说法正确的是__________。
A.用到了HNO3的氧化性
B.用到了NaCl的还原性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
(4)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的离子方程式:__________。
(5)若用Zn粉将溶液中的1ml HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是__________ml。
(6)分别用盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如下方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
①试剂1是__________,物质2是__________。
②若试剂1和试剂2相同,则铁粉用量会__________(填“增加”、“减少”或“不变”)。
③生成AgNH32+的离子方程式为__________。
17.某小组探究“地康法制氯气”的原理,设计实验如下(夹持装置略去)。已知:CuSO4固体为白色,遇水蒸气后变为蓝色的CuSO4⋅5H2O。
(1)A装置中发生复分解反应,利用了浓硫酸的难挥发性,则该反应的化学方程式为__________。
(2)当B装置中反应转移0.08ml电子时,消耗的Na2O2固体的质量为__________。
(3)反应开始后,硫酸铜变蓝,则装置D中发生反应的化学方程式为__________。
(4)ClO2被世界卫生组织列为A级高效、安全灭菌消毒剂,将逐渐取代Cl2成为自来水的消毒剂。ClO2的制备方法比较实用的有数十种,下列方法是常见方法之一、
方法一:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
①该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
方法二:实验室常用氯酸钾(KClO3)、草酸(H2C2O4,弱酸)和硫酸溶液共热制备ClO2。有同学设计如下装置制备ClO2并用其处理含锰离子的工业废水(加热和夹持装置已略去)。
②C装置的作用为__________。
③B中反应产物有ClO2、CO2等,反应的离子方程式为__________。
④写出装置D中除去Mn2+(Mn2+转化为MnO2)的离子方程式:__________。
18.某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的 0.05ml/L硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
已知:银可被稀硝酸溶解。
(1)检验产物
①取少量黑色固体,洗涤后,__________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3FeCN6溶液,产生__________,说明溶液中含有Fe2+。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+。
①乙认为不可能,结合化学用语说明乙的理由:__________。
②针对两种观点继续实验:取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液__________,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
(资料:Ag+与SCN−生成白色沉淀 AgSCN)
③对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设·a:可能是铁粉变质,表面有Fe2O3,能产生Fe3+;
假设b:空气中存在O2,由于__________(用离子方程式表示),可产生Fe3+;
假设c:酸性溶液中NO3−具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:根据__________现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。
④如下实验可证明假设a、b、c不是产生铁离子的主要原因。
向硝酸酸化的__________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。
⑤该小组同学通过其它实验证实假设d是产生铁离子的主要原因,Ag+生成Fe3+的离子方程式为__________。
(3)根据实验现象,结合离子方程式推测实验i~iii中Fe3+浓度变化的原因:__________。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】【详解】A.铝锂合金是由Al、Li等金属混合而成,属于金属材料,A不符合题意;
B.钛合金是以钛为基体、加入其它金属元素组成的合金,属于金属材料,B不符合题意;
C.碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维材料,属于无机非金属材料,C符合题意;
D.不锈钢是由钢与镍制成的合金,属于金属材料,D不符合题意;
故选C。
2.【答案】D
【解析】【详解】A.镁铝合金是一种混合物,A错误;
B.铝制品耐腐蚀是因为铝的化学性质活泼,在空气中会被氧化形成一层保护膜,这层保护膜是致密的氧化铝薄膜,它能阻止铝进一步与空气中的氧气反应,从而保护铝制品不受腐蚀,B错误;
C.铝热反应通常使用镁条作为引燃剂,是一个典型的放热反应,C错误;
D.铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应时,都有2Al−3H2,则Al的质量相同,产生氢气的量相同, D正确;
故选D。
3.【答案】C
【解析】A.用含氧化铁的铁矿石冶炼铁时,氧化铁中铁元素的化合价降低被还原,与氧化还原反应有关,故A不符合题意;
B.用过氧化钠作潜水艇的供氧剂时,过氧化钠中氧元素的化合价既升高被氧化,又降低被还原,与氧化还原反应有关,故B不符合题意;
C.用氢氧化钠溶液作沉淀剂去除粗盐水中的镁离子时,没有元素发生化合价变化,与氧化还原反应无关,故C符合题意;
D.以氨气为原料制备硝酸时,氨气中氮元素的化合价升高被氧化,与氧化还原反应有关,故D不符合题意;
故选C。
4.【答案】B
【解析】【详解】A.钠与氧气常温生成氧化钠,加热生成过氧化钠,条件不同,生成物不同,A不符合题意;
B.铁和氯气只生成氯化铁,B符合题意;
C.镁粉和氯化铁,少量镁反应生成亚铁离子,、过量镁反应生成铁单质,条件不同,生成物不同,C不符合题意;
D.少量二氧化碳反应生成碳酸钠,过量二氧化碳生成碳酸氢钠,条件不同,生成物不同,D不符合题意;
故选B。
5.【答案】A
【解析】【详解】A.氯气有毒,但氯气密度大于空气,所以大量氯气泄漏时,应尽快撤离现场并往地势较高处去,而不是较低处,A选;
B.金属钠着火时生成过氧化钠,钠和过氧化钠均和水反应,所以选择用沙土覆盖,B不选;
C.氯气有毒,制备氯气时在通风良好的场所进行以避免大量氯气聚集,C不选;
D.钠极易和氧气以及水反应,做实验剩余的金属钠放回原瓶而非丢弃在废液缸中,D不选;
答案选A。
6.【答案】A
【解析】【详解】A.NaCl为强电解质,完全电离产生钠离子和氯离子,电离方程式为:NaCl=Na++Cl−,A正确;
B.醋酸为弱酸,不能完全电离,电离方程式为:CH3COOH⇀↽H++CH3COO−,B错误;
C.NaHCO3为弱酸的酸式盐,完全电离产生钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为:NaHCO3=Na++HCO3−, C错误;
D.NaHSO4为强酸的酸式盐,完全电离产生钠离子、氢离子和硫酸根离子,电离方程式为: NaHSO4=Na++H++SO42−, D错误;
故选A。
7.【答案】A
【解析】【详解】A.澄清透明溶液中各离子之间不反应,能够大量共存,A正确;
B.滴加酚酞变红的溶液显碱性,Cu2+不能大量共存, B错误;
C.常温下,加入铝粉能生成H2的溶液可能呈酸性,可能呈碱性,酸性环境下,各离子能大量共存,碱性环境下,Fe3+不能大量共存, C错误;
D.pH=1的溶液呈酸性,酸性环境下ClO−、Fe2+之间发生氧化还原反应,不能大量共存,且ClO−与氢离子结合生成HClO弱电解质,不能大量共存,D错误;
故选A。
8.【答案】B
【解析】【详解】A.澄清石灰水与过量SO2反应生成Ca(HSO3)2,反应的离子方程式为SO2+OH−=HSO3−,A项错误;
B.H2O2将Fe2+氧化成Fe3+、H2O2被还原成H2O,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,B项正确;
C.氢氧化铁溶于氢碘酸,发生氧化还原反应,产生Fe2+、I2、H2O,反应的离子方程式为:2Fe(OH)3+6H++2I−=2Fe2++6H2O+I2,C项错误;
D.过量氯气将溴化亚铁完全氧化,选项中不符合离子反应数目比,离子方程式应该是:2Fe2++4Br−+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl−,D项错误;
故选B。
9.【答案】D
【解析】【详解】A.CO和N2的摩尔质量均为28g/ ml,等质量的CO和N2的物质的量相同,原子数也相同,A正确;
B.44gCO2的物质的量为44g44g/ml=1ml, B正确;
C.同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,N2和CO2的摩尔质量之比为7:11,则N2和CO2的密度之比为7:11,C正确;
D.溶剂水中也含有氧原子,故氧原子的个数大于6.02×1023,D错误;
故选D。
10.【答案】B
【解析】【详解】A.套管实验中,通常热稳定性弱的物质放在内管,热稳定性强的物质放在外管,则验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性时,碳酸氢钠应放在内管,A不能达到目的;
B.关闭活塞时,可验证干燥氯气有无漂白性,打开活塞时,可验证潮湿氯气有无漂白性,B能达到目的;
C.氯气通过饱和食盐水除去混有的氯化氢气体、通过浓硫酸干燥、使用向上排空气法收集(氯气长进短出),故净化并收集干燥氯气的装置连接顺序为badcf,C不能达到目的;
D.氯水具有强氧化性,也能使得酚酞试液褪色,不能氯水中有酸,D不能达到目的;
故选B。
11.【答案】D
【解析】【分析】向含Fe2+、Na+、SO42−的溶液中加入过量的Na2O2固体,Na2O2先和水反应生成NaOH和氧气,Fe2+与O2、NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀,Na+和SO42−仍然存在于溶液中,溶液可能存在OH−,以此解答。
【详解】A.由分析可知,反应后静置,上层溶液中可能只含有Na+和SO42−,为无色液体, A正确;
B.由分析可知,若Na2O2、H2O、Fe2+刚好完全反应,溶液中只含有Na2SO4一种溶质,B正确;
C.由分析可知,反应前后的溶液中均含有Na+,将反应前后的溶液在浅色火焰上灼烧,焰色均为黄色,C正确;
D.Na2O2中含有2个Na+和1个O22−,阴、阳离子的个数比为1:2, D错误;
故选D。
12.【答案】C
【解析】【分析】B装置提供水蒸气,A中铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,C装置防倒吸,D装置收集氢气。
【详解】A.装置C的作用防倒吸,装置B提供水蒸气,故A错误;
B.铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,装置A中发生反应:3Fe+4H2Og高温 Fe3O4+4H2,故 B错误;
C.收集到896mL氢气时(标况下),参加反应的水的物质的量为0.04ml,铁结合氧原子的物质的量为0.04ml,所以A中固体增重0.64g,故 C正确;
D.铁和水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁,铁、四氧化三铁都能被磁铁吸引,不能用磁铁检验该反应是否完全,故D错误;
选C。
13.【答案】D
【解析】【分析】铁与稀硫酸反应生成的氢气和硫酸亚铁,装入药品后应该打开止水夹,让铁与稀硫酸反应生成的氢气将装置中空气排净,避免后来生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后,关闭止水夹后将A中液体压入B中,使硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁,C装置收集排除的气体;
【详解】A.由分析可知,反应前圆底烧瓶中放入铁粉,分液漏斗中装入稀硫酸溶液,A错误;
B.关闭止水夹后将A中液体压入B中,B中硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁,B错误;
C.装入药品后应该打开止水夹D,让铁与稀硫酸反应生成的氢气将装置中空气排净,避免后来生成的氢氧化亚铁被氧化,C错误;
D.过量铁会将铁离子还原为亚铁离子,故铁粉中含有少量Fe2O3,不影响本实验, D正确;
故选D。
14.【答案】B
【解析】【分析】甲中发生反应为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,乙中装饱和食盐水除去氯气中的HCl气体,丙中制备K2FeO4,丁为尾气处理。
【详解】A.甲中生成的氯气中含有少量的氯化氢气体,乙中装饱和食盐水除去氯气中的HCl气体, A错误;
B.丙中有KOH,丁中有NaOH,均与氯气发生反应,其离子反应方程式为:Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O,B正确;
C.反应后丙中紫色溶液中含有:K2FeO4、KCl、KClO,加入稀硫酸产生Cl2,有可能发生反应为:ClO−+Cl−+2H+=Cl2↑+H2O,不能证明K2FeO4具有氧化性,C错误;
D.反应后丙中紫色溶液中含有:K2FeO4、KCl、KClO,加入稀硫酸产生Fe3+,可能是因为K2FeO4氧化了氯离子,自身被还原为Fe3+,也可能是因为K2FeO4在酸性溶液中迅速产生O2,发生反应为:4K2FeO4+10H2SO4=2Fe2SO43+4K2SO4+3O2↑+10H2O,不能证明K2FeO4氧化了Cl−, D错误;
答案为:B。
15.【答案】(1)变为灰绿色,最终变为红褐色FeSO4+2NaOH=FeOH2↓+Na2SO4、 4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3
(2) 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 部分变质
(3) Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 4FeCO3+O2+2H2O=4FeOOH+4CO2 4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3⋅xH2O 不能,Fe2O3⋅xH2O与盐酸反应生成的Fe3+氧化性比H+强,可优先氧化Fe,不一定能生成氢气
【解析】【分析】转化中发生Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+H2O+CO2↑,过滤分离出硫酸铵,然后将FeCO3洗涤,干燥过程主要目的是脱去游离水和结晶水,过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O=4FeOOH+4CO2,FeCO3与碳混合后焙烧,最终得到还原铁粉。
【详解】(1)向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,生成白色沉淀,迅速变灰绿色,最终变为红褐色,发生反应FeSO4+2NaOH=FeOH2↓+Na2SO4、4FeOH2+O2+2H2O=4FeOH3。
(2)向某绿矾溶液中加入少量铜粉,铜粉发生溶解,证明溶液中含有Fe3+,发生反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,另取该溶液,向其中加入少量酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色,说明该溶液还存在Fe2+,说明该溶液部分变质。
(3)①“转化”是在水溶液中进行,FeSO4溶液与NH4HCO3溶液反应,反应的离子方程式为Fe2++2HCO3−=FeCO3↓+H2O+CO2↑;
②FeCO3在空气中被氧化为FeOOH的化学方程式为4FeCO3+O2+2H2O4FeOOH+4CO2;
③还原铁粉吸收空气中的水分和氧气生成Fe2O3⋅xH2O,反应的化学方程式为4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3⋅xH2O;
④向双吸剂中加入过量盐酸,未发现气体生成,不能证明双吸剂完全失效,因为有可能剩余的铁粉量不足,Fe2O3⋅xH2O与盐酸反应生成的Fe3+氧化性比H+强,可优先氧化Fe,不一定能生成氢气。
16.【答案】(1)Au还原性弱,在高温条件下也不能与O2反应
(2)Au+4Cl−+4H++NO3−=AuCl4−+NO↑+2H2O
(3)AC
(4)3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O
(5)2
(6) NaCl溶液 Fe、Cu 增加 AgCl+2NH3⋅H2O=AgNH32++2H2O+Cl−
【解析】【分析】废旧CPU中含有单质Au(金)、Ag和Cu,加入硝酸酸化后,金不反应,Ag和Cu转化为铜离子和银离子的混合溶液,反应为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,含Au固体中加入硝酸和氯化钠的混合溶液,Au转化为HAuCl4,反应为Au+4NaCl+5HNO3=HAuCl4+2H2O+NO↑+4NaNO3,HAuCl4经锌粉还原分离得到金,反应为2HAuCl4+4Zn=2Au+4ZnCl2+H2↑;
根据图中信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂1后得到的是物质1和物质3,物质3加入试剂3后得到的是二氨合银离子,试剂3是氨水,物质3是氯化银,试剂1是NaCl溶液,物质1是氯化铜,氯化铜加入过量铁粉得到铜和亚铁离子,物质2是Fe、Cu;经过试剂2,过滤后得到铜单质,试剂2是盐酸,除去过量的铁粉,二氨合银离子经过还原可以得到银单质,实现了铜和银的分离,据此分析解答。
【详解】(1)“真金不怕火炼”,说明金很难与氧气反应,从氧化还原性角度解释其原因是Au还原性弱,在高温条件下也不能与O2反应;
(2)含Au固体中加入硝酸和氯化钠的混合溶液,Au转化为HAuCl4,离子方程式为Au+4Cl−+4H++NO3−=AuCl4−+NO↑+2H2O;
(3)A.溶Au过程中N的化合价降低,稀硝酸作氧化剂,用到了HNO3的氧化性,故A正确;
B.HNO3单独不能溶解Au,但HNO3−NaCl溶液可以溶解Au,NaCl提供了Cl−生成AuCl 4−,促进Au与硝酸的反应,没有用到NaCl的还原性,故B错误;
C.HNO3−NaCl与王水[V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3]溶Au原理相同,则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解,故C正确;
故答案为:AC;
(4)铜与稀硝酸反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;溶解1mlCu消耗HNO3的物质的量为83ml;铜与浓硝酸反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,溶解1mlCu消耗HNO3的物质的量为4ml;消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式为铜与稀硝酸的反应,离子方程式为:3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(5)由于HAuCl4=H++ AuCl 4−,属于强酸,HAuCl4经锌粉还原分离得到Au,发生的反应为2HAuCl4+4Zn=2Au+4ZnCl2+H2↑,则用Zn粉将溶液中的1ml HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是2ml;
(6)①由分析可知,试剂1是NaCl溶液;物质2是Fe、Cu;
②若试剂1和试剂2相同,均为HCl,则物质1中会含有盐酸,则铁粉的用量会增加;
③氯化银沉淀中滴加氨水,沉淀会溶解,生成AgNH32Cl,反应的离子方程式为AgCl+2NH3⋅H2O=AgNH32++2H2O+Cl−。
17.【答案】(1)H2SO4浓+2NaClΔ Na2SO4+2HCl↑[或H2SO4浓+NaClΔ NaHSO4+HCl↑]
(2)6.24g
(3)4HCl+O2催化剂Δ2H2O+2Cl2
(4) 1:1 安全瓶,防倒吸 H2C2O4+2ClO3−+2H+Δ 2CO2↑+2ClO2↑+2H2O 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl−+12H+
【解析】【分析】用NaCl固体和浓硫酸制取氯化氢,用Na2O2和水反应制取氧气,浓硫酸用于干燥气体,氯化氢和氧气在催化剂作用下生成氯气,E中无水硫酸铜检验生成水。
【详解】(1)A装置中发生复分解反应,是难挥发性酸制取易挥发性酸,化学方程式为H2SO4(浓)+2NaClΔ− Na2SO4+2HCl↑[或H2SO4(浓)+NaClΔ− NaHSO4+HCl↑];
(2)B装置中发生过氧化钠和水的反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,消耗1mlNa2O2,转移1ml电子,则转移0.08ml电子时,消耗的Na2O2为0.08ml,质量为0.08ml×78g/ml=6.24g;
(3)硫酸铜变蓝说明反应生成了水,则装置D中发生反应的化学方程式为:4HCl+O2催化剂Δ2H2O+2Cl2;
(4)①根据反应的化学方程式可知,NaClO3中的+5价的氯元素反应后转化为ClO2,则NaClO3做氧化剂,HCl中有一半氯化合价升高,由一半化合价不变,氯化合价升高转化为Cl2的一部分做还原剂,故氧化剂与还原即物质的量之比为1:1;
②C装置是空的广口瓶,放在加热的装置A和盛有废水的装置D之间,则C装置的作用是做安全瓶,防倒吸;
③B装置中氯酸钾和草酸、硫酸溶液共热制取ClO2,氯酸钾中的+5价氯反应后化合价降低到ClO2中的+4价,则草酸中+3价的碳元素化合价升高到二氧化碳中的+4价,根据电子守恒、电荷守恒和质量守恒写出该反应的离子方程式为:H2C2O4+2H++2ClO3−Δ 2ClO2↑+2CO2↑+2H2O;
④D装置中生成的ClO2将Mn2+氧化为MnO2,二氧化氯被还原为氯离子,离子方程式为:2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl−+12H+。
18.【答案】(1) 加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀蓝色沉淀
(2) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 变红 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀 0.05ml/L NaNO3 Ag++Fe2+=Fe3++Ag↓
(3)溶液中存在反应:i.Fe+2Ag+=Fe2++2Ag, ii.Ag++Fe2+=Fe3++Ag↓, iii.2Fe3++Fe=3Fe2+。反应开始时,cAg+大,以反应 i、ii为主,cFe3+增大。约 30min后,cAg+小,以反应 iii为主,cFe3+减小。
【解析】【分析】验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下,向硝酸酸化的0.05 ml⋅L−1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色,探究黑色固体和黄色溶液的成分,据此回答。
【详解】(1)①已知银可被稀硝酸溶解,若要证明黑色固体中含有Ag,可将其溶解后将其转化为氯化银白色沉淀进行检验,故操作和现象是:取出少量黑色固体,洗涤后,加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀,证明黑色固体中含有Ag;
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 Fe2+;
(2)①乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,因铁粉过量时会与Fe3+发生反应,离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
②利用三价铁与硫氰化钾的特征反应可检验三价铁,则取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测;
③假设b:O2能氧化Fe2+生成铁离子,其离子反应方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
假设d:根据加入KSCN溶液后产生白色沉淀现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+;
④证明假设a、b、c错误,就是排除Ag+对实验的干扰,相当于没有Ag+存在的空白实验,考虑其他条件不要变化,可以选用0.05ml·L-1NaNO3溶液;
⑤该小组同学通过其它实验证实Ag+能将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为 Ag++Fe2+=Ag↓+Fe3+;
(3)由于加入过量铁粉,溶液中存在反应有i:Fe+2Ag+=Fe2++2Ag,反应生成的Fe2+能够被Ag+氧化发生反应ii:Ag++Fe2+=Ag↓+Fe3+,生成的Fe3+与过量铁粉发生反应iii:Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应i、ii为主,c(Fe3+)增大。约30分钟后,c(Ag+)小,以反应iii为主,c(Fe3+)减小。
选项
A
B
C
D
科技成果
919飞机外壳
“蛟龙”号耐压球壳
北斗卫星天线
地铁列车车体
成分
铝锂合金
钛合金
碳纤维
不锈钢
序号
取样时间 /min
现象
i
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ii
30
产生白色沉淀;较 3min时量小;溶液红色较3min时加深
iii
120
产生白色沉淀;较 30min时量小;溶液红色较30min时变浅
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