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【化学】江苏省镇江市实验高级中学2019-2020学年高二上学期第三次合格考学情调研(解析版) 试卷
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江苏省镇江市实验高级中学2019-2020学年高二上学期第三次合格考学情调研
一、选择题:
1.“嫦娥飞天、玉兔登月”,实现了中华民族“九天揽月”的伟大梦想。制造登月车太阳能电池板的半导体材料是( )
A. 铝合金 B. 二氧化硅
C. 硅 D. 铁合金
【答案】C
【解析】
【详解】制造登月车太阳能电池板的半导体材料是硅,答案选C。
2.下列过程只涉及物理变化的是( )
A. 臭氧消毒 B. 丹桂飘香 C. 牛奶变酸 D. 食醋除锈
【答案】B
【解析】
【详解】A.臭氧消毒是因为臭氧与蛋白质反应,使蛋白质变性,有新物质生成,属于化学变化,故A不选;
B.丹桂飘香体现物质的气味和挥发性,没有新物质生成,属于物理变化,故B选;
C.牛奶变酸是因为牛奶发生氧化反应而变质,有新物质生成,属于化学变化,故C不选;
D.食醋除锈是利用醋酸与氧化铁反应生成可溶性铁盐,有新物质生成,属于化学变化,故D不选;
故选B。
3.鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体,下列方法中最简单有效的是( )
A. 加入足量的NaOH溶液 B. 加入KSCN溶液
C. 观察是否产生丁达尔效应 D. 加入足量的盐酸
【答案】C
【解析】
【详解】因FeCl3溶液是溶液,无丁达尔现象;Fe(OH)3胶体是胶体,有丁达尔现象,所以鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体中最简单有效的是观察是否产生了丁达尔现象(效应),故选C。
4.工业焊接钢管时常用Cs进行“无损探伤”,这里的“137”是指该原子的( )
A. 质子数 B. 中子数
C. 电子数 D. 质量数
【答案】D
【解析】
【详解】原子符号左下角为质子数,左上角的数字为质量数,质量数=质子数+中子数,所以1 37表示质量数,D正确;
综上所述,本题选D。
5.高氯酸铵(NH4ClO4)常用作固体火箭推进器中的氧化剂,它属于( )
A. 氧化物 B. 酸 C. 碱 D. 盐
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH4ClO4由N、H、O、Cl四种元素组成,不是氧化物,故A错误;
B.NH4ClO4电离出的阳离子是铵根离子,不是氢离子,不是酸,故B错误;
C.NH4ClO4电离出的阴离子是高氯酸根离子,不是氢氧根离子,不是碱,故C错误;
D.NH4ClO4电离出的阳离子是铵根离子、阴离子是高氯酸根离子,与盐的概念符合,属于盐,故D正确;
故选D。
【点睛】正确理解酸、碱、盐和氧化物的概念是解题的关键。本题的易错点为A,要注意氧化物只含有两种元素,且其中一种为氧。
6.下列化学用语正确的是( )
A. 硫原子结构示意图
B. 氯化氢分子的电子式:
C. 葡萄糖的结构简式:C6H12O6
D. 硫酸铁的电离方程式:Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42-
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫是16号元素,最外层有6个电子,故原子结构示意图为,故A错误;
B.HCl为共价化合物,故H和Cl原子间为共价键,电子式为:,故B错误;
C.葡萄糖分子的结构简式为:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO,故C错误;
D.硫酸铁为强电解质,完全电离,电离方程式:Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42-,故D正确;
故选D。
7.下列有关二氧化硫说法中正确的是
A. 二氧化硫可用于抑制酒类中细菌生长,可在葡萄酒中微量添加
B. 二氧化硫能使品红褪色,加热后不恢复到红色
C. 二氧化硫使酸性高锰酸钾褪色,体现了二氧化硫的漂白性
D. 二氧化硫属于碱性氧化物,可以用NaOH溶液吸收
【答案】A
【解析】
【详解】A.葡萄酒中需要添加适量二氧化硫,来起到防腐作用,A项正确;
B.二氧化硫能使品红褪色,是SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸与品红反应生成不稳定的无色物质,该物质加热后分解使品红恢复红色,B项错误;
C.高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫使酸性高锰酸钾褪色,体现了二氧化硫的还原性,C项错误;
D.SO2属于酸性氧化物,可以用NaOH溶液吸收,D项错误;
答案选A。
8.下列化学式与指定物质的主要成分对应错误的是( )
A. SiO2:光导纤维 B. NaOH:纯碱 C. CH4:天然气 D. CO2:干冰
【答案】B
【解析】
【详解】A.光导纤维的主要成分是二氧化硅,二氧化硅的化学式为:SiO2,故A正确;
B.纯碱是碳酸钠的俗称,其化学式为Na2CO3,故B错误;
C.天然气的主要成分是甲烷,其化学式为CH4,故C正确;
D.干冰是固态二氧化碳的俗称,其化学式为CO2,故D正确;
故选B。
9.在含有大量Ba2+、H+、NO3-的溶液中,还可能大量共存的离子是( )
A. SO42- B. Fe2+ C. HCO3- D. NH4+
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO42-与Ba2+生成硫酸钡沉淀,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.Fe2+、H+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故B错误;
C.HCO3-与H+反应,在溶液中不能大量共存,故C错误;
D.NH4+不与Ba2+、H+、NO3-反应,在溶液中能够大量共存,故D正确;
故选D。
【点睛】本题的易错点为B,要注意酸性溶液中,硝酸根离子具有强氧化性,能够将亚铁离子氧化生成铁离子。
10.下列物质中,含有离子键的是( )
A. NaOH B. Hg C. CH4 D. H2SO4
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaOH为离子化合物,含钠离子与氢氧根离子之间的离子键,故A选;
B.Hg为金属单质,不存在离子键,故B不选;
C.CH4为共价化合物,含C-H共价键,不含离子键,故C不选;
D.H2SO4为共价化合物,含共价键,不含离子键,故D不选;
故选A。
11.下列关于碳酸钠的说法中,正确的是( )
A. 难溶于水 B. 水溶液呈碱性
C. 具有漂白性 D. 不与氢氧化钙反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下,碳酸钠易溶于水,故A错误;
B.碳酸钠是强碱弱酸盐,水溶液中碳酸根离子水解溶液,显碱性,故B正确;
C.碳酸钠没有漂白性,故C错误;
D.碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,故D错误;
故选B。
12.实验是化学研究的基础。下列对实验现象的描述错误的是( )
①
②
③
④
A. 实验①中溶液变蓝色 B. 实验②试管中混合溶液变红色
C. 实验③中烧瓶内溶液变红色 D. 实验④中出现黑色沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气具有强氧化性,能和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质,碘遇淀粉试液变蓝色,所以溶液变蓝色,故A正确;
B.铁离子和KSCN溶液发生络合反应生成硫氰化铁而使溶液呈血红色,故B正确;
C.氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成氢氧根离子而使溶液呈碱性,酚酞试液遇碱变红色,所以烧瓶内溶液变红色,故C正确;
D.葡萄糖中含有醛基,醛和新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色氧化亚铜沉淀,所以沉淀为砖红色,故D错误;
故选D。
13.下列有关物质用途的说法不正确的是( )
A. Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B. Al(OH)3用作治胃酸的中和剂
C. FeCl3用作铜制线路板的蚀刻剂
D. 浓硫酸用作NH3的干燥剂
【答案】D
【解析】
A、Na2O2能与人呼出的CO2和H2O反应,生成的氧气可供人呼吸使用,所以可用作呼吸面具的供氧剂,故A正确;B、Al(OH)3是两性氢氧化物,可与胃酸中和,用于治疗胃酸过多,故B正确;C、FeCl3中的Fe3+具有较强的氧化性,可以溶解铜,因此可用作铜制线路板的蚀刻剂,故C正确;D、浓硫酸具有吸水性,也具有酸性,而NH3属于碱性气体,所以不能用作NH3的干燥剂,故D错误。本题正确答案为D。
14.下列各组物质互为同分异构体的是( )
A. O2和O3 B. CH3CH2CH2CH3和CH(CH3)3
C. 12C和13C D. CH4和CH3CH3
【答案】B
【解析】
【详解】A.O2和O3都是由氧元素形成的不同单质,故互为同素异形体,不是同分异构体,故A错误;
B.CH3-CH2-CH2-CH3和CH(CH3)3是分子式相同,结构不同的化合物,属于同分异构体,故B正确;
C.12C和13C质子数相同,中子数不同,互为同位素,不是同分异构体,故C错误;
D.CH4和CH3CH3是结构相似,在分子组成上相差1个CH2-原子团,属于同系物,不是同分异构体,故D错误;
故选B。
【点睛】明确同分异构体的概念是解题的关键。解答本题要注意同分异构体、同位素、同素异形体和同系物的区别,要注意辨析。
15.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 16g O3含有的氧原子数为NA
B. 常温常压下,22.4L SO2含有的分子数为NA
C. 1molMg变成Mg2+时,失去电子的数目为NA
D. 1L 1mol·L-1H2SO4溶液中含H+数目为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.臭氧分子由氧原子构成,故16g臭氧中含有氧原子的物质的量为=1mol,个数为NA个,故A正确;
B.常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,故22.4L二氧化硫的物质的量小于1mol,则含有的分子个数小于NA个,故B错误;
C.镁变为镁离子时,失去2个电子,故1mol镁变为1mol镁离子时失去2mol电子,即2NA个,故C错误;
D.1L 1mol·L-1H2SO4溶液中,含有的氢离子约为2mol,数目约为2NA个,故D错误;
故选A。
16.乙烯是重要的有机化工原料。下列关于乙烯的有关说法中错误的是( )
A 一种植物生长调节剂
B. 易燃
C. 不能发生加成反应
D. 能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯是一种植物生长调节剂,故A正确;
B.乙烯能够燃烧,燃烧可生成二氧化碳和水,故B正确;
C.乙烯结构中含有碳碳双键,能发生加成反应,故C错误;
D.乙烯结构中含有碳碳双键,能使溴水发生加成反应而褪色、能使酸性高锰酸钾溶液发生还原反应而褪色,故D正确;
故选C。
【点睛】熟悉乙烯的结构特征是解题的关键,解答本题要注意乙烯使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的本质不同,其中使溴水褪色是发生了加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化还原反应。
17.计算机芯片是一种用硅材料制成的薄片,其大小仅有手指甲的一半。一个芯片是由几百个微电路连接在一起的,体积很小,在芯片上布满了产生脉冲电流的微电路。计算机芯片利用这些微电流,就能够完成控制计算机、计算机自动化装置和其它各种设备所需要的操作。高纯硅是制备半导体材料的重要物质,工业上制备纯硅的方程式为:①②③;
的反应属于( )
A. 置换反应 B. 化合反应 C. 分解反 D. 复分解反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.置换反应是单质和化合物反应生成单质和化合物,2C+SiO2Si+2CO↑反应符合置换反应的特征,故A正确;
B.化合反应的生成物只有一种,而2C+SiO2Si+2CO↑反应的生成物两种,故B错误;
C.分解反应的反应物只有一种,2C+SiO2Si+2CO↑反应的反应物两种,故C错误;
D.复分解反应是化合物与化合物相互交换成分生成化合物与化合物,2C+SiO2Si+2CO↑反应不符合复分解反应的特征,故D错误;
故选A。
18.有关,错误的是( )
A. SiCl4是氧化剂 B. H2是还原剂
C. SiCl4中硅元素被氧化 D. H2发生氧化反应
【答案】C
【解析】
【分析】
反应中Si元素由+4价降低为0价,H元素由0价升高到+1价。结合氧化还原反应的规律分析解答。
【详解】A.反应中Si元素由+4价降低为0价,SiCl4是氧化剂,故A正确;
B.反应中H元素由0价升高到+1价,H2是还原剂,故B正确;
C.反应中Si元素由+4价降低为0价,SiCl4中硅元素被还原,故C错误;
D.反应中H元素由0价升高到+1价,H2是还原剂,发生氧化反应,故D正确;
故选C。
19.下列反应条件的改变对 反应速率的影响正确的是( )
A. 增大H2浓度会减慢反应速率 B. 减小HCl浓度能加快反应速率
C. 升高温度能加快反应速率 D. 及时将硅移出能加快反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大H2浓度会加快反应速率,故A错误;
B.减小HCl浓度能减慢反应速率,故B错误;
C.升高温度能加快反应速率,故D正确;
D.硅为固体,及时将硅移出,反应速率几乎不变,故D错误;
故选C。
20.下列过程吸收热量的是( )
A. 电解水 B. 氨气液化 C. 铝热反应 D. 浓硫酸稀释
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解水属于分解反应,是吸热过程,故A选;
B.氨气液化是由气态变为液态,是放热过程,故B不选;
C.铝热反应属于放热反应,故B不选;
D.浓硫酸的稀释是放热过程,故D不选;
故选A。
21.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A. 盐酸与氨水的反应:
B. 碳酸钙溶于盐酸:
C. 铜跟稀硝酸反应:
D. 铁和稀硝酸反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸与氨水的反应,离子方程式:H++NH3•H2O=H2O+NH4+,故A错误;
B.碳酸钙溶于盐酸,离子方程式:CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+,故B错误;
C.铜跟稀硝酸反应,离子方程式:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故C正确;
D.铁和稀硝酸反应不能放出氢气,离子方程式:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,故D错误;
故选C。
【点睛】本题的易错点为D,要注意稀硝酸检验强氧化性,与铁反应不能反应放出氢气,放出的是NO,若硝酸过量生成铁离子,若铁过量生成亚铁离子。
22.一种子弹头形的纳米铜铂电池,它在稀溴水中能沿着铜极方向移动(如图),电池反应为:Cu + Br2=CuBr2。下列说法正确的是( )
A. 铜为电池的正极
B 铂不断溶解
C. 电池工作时实现机械能向电能再向化学能转化
D. 稀溴水为电解质溶液
【答案】D
【解析】
【分析】
已知电池反应为:Cu+Br2=CuBr2,Cu失电子作负极,铂为正极,稀溴水为电解质溶液,据此分析解答。
【详解】A.已知电池反应为:Cu+Br2=CuBr2,Cu失电子作负极,故A错误;
B.Cu为负极,Cu逐渐溶解,铂为正极,正极上Br2得电子,铂不反应,故B错误;
C.原电池中化学能转化为电能,机械能没有转化为电能,故C错误;
D.Cu、Pt、稀溴水构成原电池,稀溴水为电解质溶液,故D正确;
故选D。
23.下列有机化学方程式书写错误的是( )
A.
B.
C.
D. +HNO3+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯和氯化氢加成反应生成一氯乙烷,反应的化学方程式:CH2=CH2 +HCl CH3CH2Cl,故A正确;
B.乙醇催化氧化生成乙醛和水,反应的化学方程式:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,故B正确;
C.乙酸和乙醇在浓硫酸催化剂作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O,故C错误;
D.苯和混酸发生取代反应生成硝基苯和水,硝基和苯环相连的是氮原子,反应的化学方程式:,故D正确;
故选C。
【点睛】本题的易错点为D,要注意硝基苯的正确书写方法,不能写成苯环与硝基的氧原子相连。
24.下列有关物质的性质与应用的说法中均正确的是( )
A. 石英能导电,所以用作光导纤维
B. 明矾与水反应生成氢氧化铝胶体,可用于自来水消毒
C. 氧化铝熔点高,常用于耐高温材料
D. 苏打溶液呈弱碱性,可用作胃酸中和剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.石英可用于生产光导纤维,但石英不能导电,A项错误;
B.明矾与水反应生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,达到净水的目的,不是消毒,B项错误;
C.氧化铝熔点高,常用于耐高温材料,C项正确;
D.苏打是Na2CO3的俗名,碱性较强,不能用作胃酸中和剂,用小苏打作胃酸中和剂,D项错误;
答案选C。
25.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为14。X与Z同主族,Y与W同主族,且X的原子半径小于Y。下列叙述正确的是
A. 原子半径:Y
C. Y与W可形成离子化合物 D. Z的单质不能与X的氧化物反应
【答案】B
【解析】
【分析】
X的原子半径小于Y,且X的原子序数最小,所以X应该是H。X与Z同主族,所以Z是Na。四种原子的最外层电子数之和为14,则Y和W的最外层电子数分别都是6个,因此Y是O,W是S。
【详解】A、原子半径应该是Y
B、Na是第IA族,其化合价是+1价,正确;
C、O和S不能形成离子化合物,错误;
D、钠能和水反应生成氢氧化钠和氢气,错误;
答案选B。
【点睛】本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体,考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
26.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液,品红溶液褪色;然后向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是( )
A. 肯定含有SO2和NO B. 肯定没有Cl2、O2和NO
C. 可能含有Cl2和O2 D. 肯定含有Cl2和NO
【答案】A
【解析】
【详解】混合气体无色,则说明不含有有色的Cl2和NO2气体;此无色混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,说明一定含有SO2;把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色,说明含有气体NO,则一定没有与NO反应的O2,根据以上分析可知,混合物中肯定没有Cl2、O2和NO2,一定含有的气体为:SO2、NO。
A.根据分析可知,混合气体中一定含有SO2、NO,故A正确;
B.混合气体中一定不含Cl2、O2和NO2,故B错误;
C.混合气体中一定不含Cl2、O2,故C错误;
D.混合气体一定为SO2和NO的混合气体,故D错误。
故选A。
二、非选择题
27.维生素C的结构简式是 ,维生素C能防治坏血病。
(1)维生素C的分子式为_____________。
(2)维生素C中含氧官能团有酯基和_______________(填名称)。
(3)在维生素C溶液中滴入几滴紫色石蕊试液,溶液颜色变红,说明维生素C溶液具有____性。
(4)维生素C具有还原性。向维生素C溶液中滴入几滴酸性KMnO4溶液,现象为_____________
【答案】 (1). C6H8O6 (2). 羟基 (3). 酸 (4). 酸性KMnO4溶液褪色
【解析】
【分析】
(1)根据维生素C的结构简式分析判断分子式;
(2)根据常见含氧官能团的结构分析解答;
(3)根据酸能使石蕊试液变红色;
(4)根据酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,羟基能够被氧化分析解答。
【详解】(1)根据维生素C的结构简式是 ,该分子中含有6个C原子、8个H原子、6个O原子,所以其分子式为C6H8O6,故答案为:C6H8O6;
(2)根据维生素C的结构简式是 ,维生素C中含氧官能团为羟基和酯基,故答案为:羟基;
(3)酸能使紫色石蕊试液变红色,向维生素C的水溶液中滴加石蕊溶液,溶液显红色,说明其水溶液呈酸性,故答案为:酸;
(4)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性物质,维生素C具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:酸性高锰酸钾溶液褪色。
【点睛】本题的易错点为(4),维生素C中含有羟基和碳碳双键,要注意联系乙烯和乙醇的性质分析,碳碳双键和羟基都能被酸性高锰酸钾氧化。
28.铁黑(Fe3O4)是常见的铁系颜料。一种制取铁黑的实验流程如图所示:
制取铁黑的反应原理可表示为:
(1)保存FeSO4溶液时,常在试剂瓶中加入铁粉,其目的是______________________________。
(2)加入氨水调pH时,发生反应的离子方程式_______________________________________。
(3)Fe(OH)2在空气被氧化为Fe(OH)3,写出反应的化学方程式为__________________________。
【答案】 (1). 防止Fe2+被氧化为Fe3+ (2). (3).
【解析】
【分析】
硫酸亚铁溶液中加入氨水,亚铁离子在碱性条件下与氢氧根离子反应生成白色的氢氧化亚铁,继续滴加氨水并通入空气,生成的氢氧化亚铁会很快被氧化,变成灰绿色,最终氢氧化亚铁会被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀,最后过滤、洗涤、干燥并加热,获得铁黑(Fe3O4),结合铁及其化合物的性质分析解答。
【详解】(1)FeSO4具有还原性,可被空气中氧气氧化生成硫酸铁,加入铁粉,能够将氧化生成的硫酸铁还原为硫酸亚铁,防止硫酸亚铁被氧化,故答案为:防止Fe2+被氧化为Fe3+
(2)在FeSO4溶液中,加入氨水调pH至7~9时,生成氢氧化亚铁沉淀时发生反应的离子方程式为Fe2++2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+,故答案为:Fe2++2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+;
(3)Fe(OH)2在空气被氧化为Fe(OH)3,反应的化学方程式为4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O=4Fe(OH)3。
29.碳酸镁晶须是一种新型吸波隐形材料中的增强剂。某工厂以MgCl2(含少量杂质FeCl2、FeCl3)为原料制备碳酸镁晶须(MgCO3·H2O)的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Fe2+、Mg2+生成氢氧化物沉淀时的pH
注:Fe(OH)2沉淀呈絮状,不易从溶液中除去。
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mg(OH)2
9.9
11.0
(1)写出“氧化”过程中发生的离子反应方程式_______________。
(2)pH调节的范围___________,滤渣的主要成分___________(填化学式)。
(3)操作X包括过滤、洗涤、烘干,证明碳酸镁晶须已经洗涤干净的方法______________。
(4)水浸后溶液中Fe2+、Fe3+含量的测定
①取水浸后溶液100.00 mL,测得Cl-的浓度为0.455 mol·L-1,向其中缓缓通入氯气使Fe2+恰好完全转化为Fe3+,测得此时溶液中Cl-的浓度为0.460 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。
②另取水浸后溶液100.00 mL,向其中加入过量的1 mol·L-1 NaOH溶液,充分反应后过滤、洗涤、灼烧,冷却后,称得固体粉末的质量为0.96 g。试通过计算确定水浸后溶液中Fe2+、Fe3+的物质的量浓度(写出计算过程)。 _______________________
【答案】 (1). (2). 3.7~9.9 (3). Fe(OH)3 (4). 取少量最后一次洗涤液,向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成则证明已洗涤干净 (5). Fe2+的物质的量浓度为0.005mol/L,Fe3+的物质的量浓度为0.015mol/L
【解析】
【分析】
原料水浸的溶液中加入过氧化氢,将亚铁离子氧化为铁离子,再调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁而除去,过滤后,滤液中氨水与碳酸氢铵得到沉淀,再过滤、洗涤、烘干得到碳酸镁晶须,据此分析解答(1)~(3);
(4)通入氯气发生反应:Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-,氯离子浓度的变化量等于溶液中亚铁离子浓度;将加入NaOH溶液得到的沉淀洗涤、灼烧,最终得到Fe2O3,根据Fe原子守恒列式计算n(Fe3+),进而计算溶液中的Fe3+的浓度。
【详解】原料水浸加入过氧化氢,将亚铁离子氧化铁离子,再调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁而除去,过滤后,滤液中氨水与碳酸氢铵得到沉淀,再过滤、洗涤、烘干得到碳酸镁晶须.
(1)氧化过程中亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2H++2Fe2+═2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2H++2Fe2+═2Fe3++2H2O;
(2)“调节pH”目的是使Fe3+等杂质离子生成氢氧化铁沉淀除去,且尽量避免Mg2+转化为沉淀,根据各氢氧化物沉淀生成的pH与沉淀完全的pH可知,应控制pH在3.7~9.9之间,滤渣的主要成分为Fe(OH)3,故答案为:3.7~9.9之间;Fe(OH)3;
(3)碳酸镁晶须表面会附着氯离子等,证明碳酸镁晶须已经洗涤干净,只需要检验碳酸镁晶须表面没有氯离子即可,具体操作为:取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明已洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明已洗涤干净;
(4)通入氯气发生反应:Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-,根据方程式可知,氯离子浓度的变化量等于溶液中亚铁离子浓度,则溶液中c(Fe2+)=△c(Cl-)=0.460mol/L-0.455mol/L=0.005mol/L,将加入NaOH溶液得到的沉淀洗涤、灼烧,最终得到MgO和Fe2O3,设其物质的量分别为xmol和ymol,根据电荷守恒有2x+6y=0.0460mol,根据题意有40x+160y=0.96,解得:x=0.04mol,y=0.001mol,根据Fe原子守恒,n(Fe3+)=0.001mol×2-0.005mol/L×0.1L=0.0015mol,故溶液中的Fe3+的浓度为0.015mol/L,答:水浸后溶液中Fe2+的浓度为0.005mol/L,Fe3+的物质的量浓度为0.015mol/L。
【点睛】理解工艺流程的原理是解题的关键。本题的易错点为(4),要注意学会根据方程式列方程组进行解答。
一、选择题:
1.“嫦娥飞天、玉兔登月”,实现了中华民族“九天揽月”的伟大梦想。制造登月车太阳能电池板的半导体材料是( )
A. 铝合金 B. 二氧化硅
C. 硅 D. 铁合金
【答案】C
【解析】
【详解】制造登月车太阳能电池板的半导体材料是硅,答案选C。
2.下列过程只涉及物理变化的是( )
A. 臭氧消毒 B. 丹桂飘香 C. 牛奶变酸 D. 食醋除锈
【答案】B
【解析】
【详解】A.臭氧消毒是因为臭氧与蛋白质反应,使蛋白质变性,有新物质生成,属于化学变化,故A不选;
B.丹桂飘香体现物质的气味和挥发性,没有新物质生成,属于物理变化,故B选;
C.牛奶变酸是因为牛奶发生氧化反应而变质,有新物质生成,属于化学变化,故C不选;
D.食醋除锈是利用醋酸与氧化铁反应生成可溶性铁盐,有新物质生成,属于化学变化,故D不选;
故选B。
3.鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体,下列方法中最简单有效的是( )
A. 加入足量的NaOH溶液 B. 加入KSCN溶液
C. 观察是否产生丁达尔效应 D. 加入足量的盐酸
【答案】C
【解析】
【详解】因FeCl3溶液是溶液,无丁达尔现象;Fe(OH)3胶体是胶体,有丁达尔现象,所以鉴别FeCl3溶液和Fe(OH)3胶体中最简单有效的是观察是否产生了丁达尔现象(效应),故选C。
4.工业焊接钢管时常用Cs进行“无损探伤”,这里的“137”是指该原子的( )
A. 质子数 B. 中子数
C. 电子数 D. 质量数
【答案】D
【解析】
【详解】原子符号左下角为质子数,左上角的数字为质量数,质量数=质子数+中子数,所以1 37表示质量数,D正确;
综上所述,本题选D。
5.高氯酸铵(NH4ClO4)常用作固体火箭推进器中的氧化剂,它属于( )
A. 氧化物 B. 酸 C. 碱 D. 盐
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH4ClO4由N、H、O、Cl四种元素组成,不是氧化物,故A错误;
B.NH4ClO4电离出的阳离子是铵根离子,不是氢离子,不是酸,故B错误;
C.NH4ClO4电离出的阴离子是高氯酸根离子,不是氢氧根离子,不是碱,故C错误;
D.NH4ClO4电离出的阳离子是铵根离子、阴离子是高氯酸根离子,与盐的概念符合,属于盐,故D正确;
故选D。
【点睛】正确理解酸、碱、盐和氧化物的概念是解题的关键。本题的易错点为A,要注意氧化物只含有两种元素,且其中一种为氧。
6.下列化学用语正确的是( )
A. 硫原子结构示意图
B. 氯化氢分子的电子式:
C. 葡萄糖的结构简式:C6H12O6
D. 硫酸铁的电离方程式:Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42-
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫是16号元素,最外层有6个电子,故原子结构示意图为,故A错误;
B.HCl为共价化合物,故H和Cl原子间为共价键,电子式为:,故B错误;
C.葡萄糖分子的结构简式为:CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO,故C错误;
D.硫酸铁为强电解质,完全电离,电离方程式:Fe2(SO4)3=2Fe3++3SO42-,故D正确;
故选D。
7.下列有关二氧化硫说法中正确的是
A. 二氧化硫可用于抑制酒类中细菌生长,可在葡萄酒中微量添加
B. 二氧化硫能使品红褪色,加热后不恢复到红色
C. 二氧化硫使酸性高锰酸钾褪色,体现了二氧化硫的漂白性
D. 二氧化硫属于碱性氧化物,可以用NaOH溶液吸收
【答案】A
【解析】
【详解】A.葡萄酒中需要添加适量二氧化硫,来起到防腐作用,A项正确;
B.二氧化硫能使品红褪色,是SO2与水反应生成亚硫酸,亚硫酸与品红反应生成不稳定的无色物质,该物质加热后分解使品红恢复红色,B项错误;
C.高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫使酸性高锰酸钾褪色,体现了二氧化硫的还原性,C项错误;
D.SO2属于酸性氧化物,可以用NaOH溶液吸收,D项错误;
答案选A。
8.下列化学式与指定物质的主要成分对应错误的是( )
A. SiO2:光导纤维 B. NaOH:纯碱 C. CH4:天然气 D. CO2:干冰
【答案】B
【解析】
【详解】A.光导纤维的主要成分是二氧化硅,二氧化硅的化学式为:SiO2,故A正确;
B.纯碱是碳酸钠的俗称,其化学式为Na2CO3,故B错误;
C.天然气的主要成分是甲烷,其化学式为CH4,故C正确;
D.干冰是固态二氧化碳的俗称,其化学式为CO2,故D正确;
故选B。
9.在含有大量Ba2+、H+、NO3-的溶液中,还可能大量共存的离子是( )
A. SO42- B. Fe2+ C. HCO3- D. NH4+
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO42-与Ba2+生成硫酸钡沉淀,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.Fe2+、H+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故B错误;
C.HCO3-与H+反应,在溶液中不能大量共存,故C错误;
D.NH4+不与Ba2+、H+、NO3-反应,在溶液中能够大量共存,故D正确;
故选D。
【点睛】本题的易错点为B,要注意酸性溶液中,硝酸根离子具有强氧化性,能够将亚铁离子氧化生成铁离子。
10.下列物质中,含有离子键的是( )
A. NaOH B. Hg C. CH4 D. H2SO4
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaOH为离子化合物,含钠离子与氢氧根离子之间的离子键,故A选;
B.Hg为金属单质,不存在离子键,故B不选;
C.CH4为共价化合物,含C-H共价键,不含离子键,故C不选;
D.H2SO4为共价化合物,含共价键,不含离子键,故D不选;
故选A。
11.下列关于碳酸钠的说法中,正确的是( )
A. 难溶于水 B. 水溶液呈碱性
C. 具有漂白性 D. 不与氢氧化钙反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.常温下,碳酸钠易溶于水,故A错误;
B.碳酸钠是强碱弱酸盐,水溶液中碳酸根离子水解溶液,显碱性,故B正确;
C.碳酸钠没有漂白性,故C错误;
D.碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,故D错误;
故选B。
12.实验是化学研究的基础。下列对实验现象的描述错误的是( )
①
②
③
④
A. 实验①中溶液变蓝色 B. 实验②试管中混合溶液变红色
C. 实验③中烧瓶内溶液变红色 D. 实验④中出现黑色沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气具有强氧化性,能和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质,碘遇淀粉试液变蓝色,所以溶液变蓝色,故A正确;
B.铁离子和KSCN溶液发生络合反应生成硫氰化铁而使溶液呈血红色,故B正确;
C.氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成氢氧根离子而使溶液呈碱性,酚酞试液遇碱变红色,所以烧瓶内溶液变红色,故C正确;
D.葡萄糖中含有醛基,醛和新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色氧化亚铜沉淀,所以沉淀为砖红色,故D错误;
故选D。
13.下列有关物质用途的说法不正确的是( )
A. Na2O2用作呼吸面具的供氧剂
B. Al(OH)3用作治胃酸的中和剂
C. FeCl3用作铜制线路板的蚀刻剂
D. 浓硫酸用作NH3的干燥剂
【答案】D
【解析】
A、Na2O2能与人呼出的CO2和H2O反应,生成的氧气可供人呼吸使用,所以可用作呼吸面具的供氧剂,故A正确;B、Al(OH)3是两性氢氧化物,可与胃酸中和,用于治疗胃酸过多,故B正确;C、FeCl3中的Fe3+具有较强的氧化性,可以溶解铜,因此可用作铜制线路板的蚀刻剂,故C正确;D、浓硫酸具有吸水性,也具有酸性,而NH3属于碱性气体,所以不能用作NH3的干燥剂,故D错误。本题正确答案为D。
14.下列各组物质互为同分异构体的是( )
A. O2和O3 B. CH3CH2CH2CH3和CH(CH3)3
C. 12C和13C D. CH4和CH3CH3
【答案】B
【解析】
【详解】A.O2和O3都是由氧元素形成的不同单质,故互为同素异形体,不是同分异构体,故A错误;
B.CH3-CH2-CH2-CH3和CH(CH3)3是分子式相同,结构不同的化合物,属于同分异构体,故B正确;
C.12C和13C质子数相同,中子数不同,互为同位素,不是同分异构体,故C错误;
D.CH4和CH3CH3是结构相似,在分子组成上相差1个CH2-原子团,属于同系物,不是同分异构体,故D错误;
故选B。
【点睛】明确同分异构体的概念是解题的关键。解答本题要注意同分异构体、同位素、同素异形体和同系物的区别,要注意辨析。
15.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 16g O3含有的氧原子数为NA
B. 常温常压下,22.4L SO2含有的分子数为NA
C. 1molMg变成Mg2+时,失去电子的数目为NA
D. 1L 1mol·L-1H2SO4溶液中含H+数目为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.臭氧分子由氧原子构成,故16g臭氧中含有氧原子的物质的量为=1mol,个数为NA个,故A正确;
B.常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,故22.4L二氧化硫的物质的量小于1mol,则含有的分子个数小于NA个,故B错误;
C.镁变为镁离子时,失去2个电子,故1mol镁变为1mol镁离子时失去2mol电子,即2NA个,故C错误;
D.1L 1mol·L-1H2SO4溶液中,含有的氢离子约为2mol,数目约为2NA个,故D错误;
故选A。
16.乙烯是重要的有机化工原料。下列关于乙烯的有关说法中错误的是( )
A 一种植物生长调节剂
B. 易燃
C. 不能发生加成反应
D. 能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯是一种植物生长调节剂,故A正确;
B.乙烯能够燃烧,燃烧可生成二氧化碳和水,故B正确;
C.乙烯结构中含有碳碳双键,能发生加成反应,故C错误;
D.乙烯结构中含有碳碳双键,能使溴水发生加成反应而褪色、能使酸性高锰酸钾溶液发生还原反应而褪色,故D正确;
故选C。
【点睛】熟悉乙烯的结构特征是解题的关键,解答本题要注意乙烯使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色的本质不同,其中使溴水褪色是发生了加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化还原反应。
17.计算机芯片是一种用硅材料制成的薄片,其大小仅有手指甲的一半。一个芯片是由几百个微电路连接在一起的,体积很小,在芯片上布满了产生脉冲电流的微电路。计算机芯片利用这些微电流,就能够完成控制计算机、计算机自动化装置和其它各种设备所需要的操作。高纯硅是制备半导体材料的重要物质,工业上制备纯硅的方程式为:①②③;
的反应属于( )
A. 置换反应 B. 化合反应 C. 分解反 D. 复分解反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.置换反应是单质和化合物反应生成单质和化合物,2C+SiO2Si+2CO↑反应符合置换反应的特征,故A正确;
B.化合反应的生成物只有一种,而2C+SiO2Si+2CO↑反应的生成物两种,故B错误;
C.分解反应的反应物只有一种,2C+SiO2Si+2CO↑反应的反应物两种,故C错误;
D.复分解反应是化合物与化合物相互交换成分生成化合物与化合物,2C+SiO2Si+2CO↑反应不符合复分解反应的特征,故D错误;
故选A。
18.有关,错误的是( )
A. SiCl4是氧化剂 B. H2是还原剂
C. SiCl4中硅元素被氧化 D. H2发生氧化反应
【答案】C
【解析】
【分析】
反应中Si元素由+4价降低为0价,H元素由0价升高到+1价。结合氧化还原反应的规律分析解答。
【详解】A.反应中Si元素由+4价降低为0价,SiCl4是氧化剂,故A正确;
B.反应中H元素由0价升高到+1价,H2是还原剂,故B正确;
C.反应中Si元素由+4价降低为0价,SiCl4中硅元素被还原,故C错误;
D.反应中H元素由0价升高到+1价,H2是还原剂,发生氧化反应,故D正确;
故选C。
19.下列反应条件的改变对 反应速率的影响正确的是( )
A. 增大H2浓度会减慢反应速率 B. 减小HCl浓度能加快反应速率
C. 升高温度能加快反应速率 D. 及时将硅移出能加快反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大H2浓度会加快反应速率,故A错误;
B.减小HCl浓度能减慢反应速率,故B错误;
C.升高温度能加快反应速率,故D正确;
D.硅为固体,及时将硅移出,反应速率几乎不变,故D错误;
故选C。
20.下列过程吸收热量的是( )
A. 电解水 B. 氨气液化 C. 铝热反应 D. 浓硫酸稀释
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解水属于分解反应,是吸热过程,故A选;
B.氨气液化是由气态变为液态,是放热过程,故B不选;
C.铝热反应属于放热反应,故B不选;
D.浓硫酸的稀释是放热过程,故D不选;
故选A。
21.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A. 盐酸与氨水的反应:
B. 碳酸钙溶于盐酸:
C. 铜跟稀硝酸反应:
D. 铁和稀硝酸反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸与氨水的反应,离子方程式:H++NH3•H2O=H2O+NH4+,故A错误;
B.碳酸钙溶于盐酸,离子方程式:CaCO3+2H+=CO2↑+H2O+Ca2+,故B错误;
C.铜跟稀硝酸反应,离子方程式:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故C正确;
D.铁和稀硝酸反应不能放出氢气,离子方程式:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,故D错误;
故选C。
【点睛】本题的易错点为D,要注意稀硝酸检验强氧化性,与铁反应不能反应放出氢气,放出的是NO,若硝酸过量生成铁离子,若铁过量生成亚铁离子。
22.一种子弹头形的纳米铜铂电池,它在稀溴水中能沿着铜极方向移动(如图),电池反应为:Cu + Br2=CuBr2。下列说法正确的是( )
A. 铜为电池的正极
B 铂不断溶解
C. 电池工作时实现机械能向电能再向化学能转化
D. 稀溴水为电解质溶液
【答案】D
【解析】
【分析】
已知电池反应为:Cu+Br2=CuBr2,Cu失电子作负极,铂为正极,稀溴水为电解质溶液,据此分析解答。
【详解】A.已知电池反应为:Cu+Br2=CuBr2,Cu失电子作负极,故A错误;
B.Cu为负极,Cu逐渐溶解,铂为正极,正极上Br2得电子,铂不反应,故B错误;
C.原电池中化学能转化为电能,机械能没有转化为电能,故C错误;
D.Cu、Pt、稀溴水构成原电池,稀溴水为电解质溶液,故D正确;
故选D。
23.下列有机化学方程式书写错误的是( )
A.
B.
C.
D. +HNO3+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯和氯化氢加成反应生成一氯乙烷,反应的化学方程式:CH2=CH2 +HCl CH3CH2Cl,故A正确;
B.乙醇催化氧化生成乙醛和水,反应的化学方程式:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,故B正确;
C.乙酸和乙醇在浓硫酸催化剂作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O,故C错误;
D.苯和混酸发生取代反应生成硝基苯和水,硝基和苯环相连的是氮原子,反应的化学方程式:,故D正确;
故选C。
【点睛】本题的易错点为D,要注意硝基苯的正确书写方法,不能写成苯环与硝基的氧原子相连。
24.下列有关物质的性质与应用的说法中均正确的是( )
A. 石英能导电,所以用作光导纤维
B. 明矾与水反应生成氢氧化铝胶体,可用于自来水消毒
C. 氧化铝熔点高,常用于耐高温材料
D. 苏打溶液呈弱碱性,可用作胃酸中和剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.石英可用于生产光导纤维,但石英不能导电,A项错误;
B.明矾与水反应生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体具有吸附性,达到净水的目的,不是消毒,B项错误;
C.氧化铝熔点高,常用于耐高温材料,C项正确;
D.苏打是Na2CO3的俗名,碱性较强,不能用作胃酸中和剂,用小苏打作胃酸中和剂,D项错误;
答案选C。
25.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为14。X与Z同主族,Y与W同主族,且X的原子半径小于Y。下列叙述正确的是
A. 原子半径:Y
【答案】B
【解析】
【分析】
X的原子半径小于Y,且X的原子序数最小,所以X应该是H。X与Z同主族,所以Z是Na。四种原子的最外层电子数之和为14,则Y和W的最外层电子数分别都是6个,因此Y是O,W是S。
【详解】A、原子半径应该是Y
C、O和S不能形成离子化合物,错误;
D、钠能和水反应生成氢氧化钠和氢气,错误;
答案选B。
【点睛】本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。该题以“周期表中元素的推断”为载体,考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
26.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种。现将此混合气体通过品红溶液,品红溶液褪色;然后向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。则下列对原混合气体成分的判断中正确的是( )
A. 肯定含有SO2和NO B. 肯定没有Cl2、O2和NO
C. 可能含有Cl2和O2 D. 肯定含有Cl2和NO
【答案】A
【解析】
【详解】混合气体无色,则说明不含有有色的Cl2和NO2气体;此无色混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,说明一定含有SO2;把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色,说明含有气体NO,则一定没有与NO反应的O2,根据以上分析可知,混合物中肯定没有Cl2、O2和NO2,一定含有的气体为:SO2、NO。
A.根据分析可知,混合气体中一定含有SO2、NO,故A正确;
B.混合气体中一定不含Cl2、O2和NO2,故B错误;
C.混合气体中一定不含Cl2、O2,故C错误;
D.混合气体一定为SO2和NO的混合气体,故D错误。
故选A。
二、非选择题
27.维生素C的结构简式是 ,维生素C能防治坏血病。
(1)维生素C的分子式为_____________。
(2)维生素C中含氧官能团有酯基和_______________(填名称)。
(3)在维生素C溶液中滴入几滴紫色石蕊试液,溶液颜色变红,说明维生素C溶液具有____性。
(4)维生素C具有还原性。向维生素C溶液中滴入几滴酸性KMnO4溶液,现象为_____________
【答案】 (1). C6H8O6 (2). 羟基 (3). 酸 (4). 酸性KMnO4溶液褪色
【解析】
【分析】
(1)根据维生素C的结构简式分析判断分子式;
(2)根据常见含氧官能团的结构分析解答;
(3)根据酸能使石蕊试液变红色;
(4)根据酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,羟基能够被氧化分析解答。
【详解】(1)根据维生素C的结构简式是 ,该分子中含有6个C原子、8个H原子、6个O原子,所以其分子式为C6H8O6,故答案为:C6H8O6;
(2)根据维生素C的结构简式是 ,维生素C中含氧官能团为羟基和酯基,故答案为:羟基;
(3)酸能使紫色石蕊试液变红色,向维生素C的水溶液中滴加石蕊溶液,溶液显红色,说明其水溶液呈酸性,故答案为:酸;
(4)酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化还原性物质,维生素C具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故答案为:酸性高锰酸钾溶液褪色。
【点睛】本题的易错点为(4),维生素C中含有羟基和碳碳双键,要注意联系乙烯和乙醇的性质分析,碳碳双键和羟基都能被酸性高锰酸钾氧化。
28.铁黑(Fe3O4)是常见的铁系颜料。一种制取铁黑的实验流程如图所示:
制取铁黑的反应原理可表示为:
(1)保存FeSO4溶液时,常在试剂瓶中加入铁粉,其目的是______________________________。
(2)加入氨水调pH时,发生反应的离子方程式_______________________________________。
(3)Fe(OH)2在空气被氧化为Fe(OH)3,写出反应的化学方程式为__________________________。
【答案】 (1). 防止Fe2+被氧化为Fe3+ (2). (3).
【解析】
【分析】
硫酸亚铁溶液中加入氨水,亚铁离子在碱性条件下与氢氧根离子反应生成白色的氢氧化亚铁,继续滴加氨水并通入空气,生成的氢氧化亚铁会很快被氧化,变成灰绿色,最终氢氧化亚铁会被氧化成红褐色的氢氧化铁沉淀,最后过滤、洗涤、干燥并加热,获得铁黑(Fe3O4),结合铁及其化合物的性质分析解答。
【详解】(1)FeSO4具有还原性,可被空气中氧气氧化生成硫酸铁,加入铁粉,能够将氧化生成的硫酸铁还原为硫酸亚铁,防止硫酸亚铁被氧化,故答案为:防止Fe2+被氧化为Fe3+
(2)在FeSO4溶液中,加入氨水调pH至7~9时,生成氢氧化亚铁沉淀时发生反应的离子方程式为Fe2++2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+,故答案为:Fe2++2NH3•H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+;
(3)Fe(OH)2在空气被氧化为Fe(OH)3,反应的化学方程式为4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O=4Fe(OH)3。
29.碳酸镁晶须是一种新型吸波隐形材料中的增强剂。某工厂以MgCl2(含少量杂质FeCl2、FeCl3)为原料制备碳酸镁晶须(MgCO3·H2O)的工艺流程如下:
已知:Fe3+、Fe2+、Mg2+生成氢氧化物沉淀时的pH
注:Fe(OH)2沉淀呈絮状,不易从溶液中除去。
物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mg(OH)2
9.9
11.0
(1)写出“氧化”过程中发生的离子反应方程式_______________。
(2)pH调节的范围___________,滤渣的主要成分___________(填化学式)。
(3)操作X包括过滤、洗涤、烘干,证明碳酸镁晶须已经洗涤干净的方法______________。
(4)水浸后溶液中Fe2+、Fe3+含量的测定
①取水浸后溶液100.00 mL,测得Cl-的浓度为0.455 mol·L-1,向其中缓缓通入氯气使Fe2+恰好完全转化为Fe3+,测得此时溶液中Cl-的浓度为0.460 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。
②另取水浸后溶液100.00 mL,向其中加入过量的1 mol·L-1 NaOH溶液,充分反应后过滤、洗涤、灼烧,冷却后,称得固体粉末的质量为0.96 g。试通过计算确定水浸后溶液中Fe2+、Fe3+的物质的量浓度(写出计算过程)。 _______________________
【答案】 (1). (2). 3.7~9.9 (3). Fe(OH)3 (4). 取少量最后一次洗涤液,向其中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无白色沉淀生成则证明已洗涤干净 (5). Fe2+的物质的量浓度为0.005mol/L,Fe3+的物质的量浓度为0.015mol/L
【解析】
【分析】
原料水浸的溶液中加入过氧化氢,将亚铁离子氧化为铁离子,再调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁而除去,过滤后,滤液中氨水与碳酸氢铵得到沉淀,再过滤、洗涤、烘干得到碳酸镁晶须,据此分析解答(1)~(3);
(4)通入氯气发生反应:Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-,氯离子浓度的变化量等于溶液中亚铁离子浓度;将加入NaOH溶液得到的沉淀洗涤、灼烧,最终得到Fe2O3,根据Fe原子守恒列式计算n(Fe3+),进而计算溶液中的Fe3+的浓度。
【详解】原料水浸加入过氧化氢,将亚铁离子氧化铁离子,再调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁而除去,过滤后,滤液中氨水与碳酸氢铵得到沉淀,再过滤、洗涤、烘干得到碳酸镁晶须.
(1)氧化过程中亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子,反应的离子方程式为H2O2+2H++2Fe2+═2Fe3++2H2O,故答案为:H2O2+2H++2Fe2+═2Fe3++2H2O;
(2)“调节pH”目的是使Fe3+等杂质离子生成氢氧化铁沉淀除去,且尽量避免Mg2+转化为沉淀,根据各氢氧化物沉淀生成的pH与沉淀完全的pH可知,应控制pH在3.7~9.9之间,滤渣的主要成分为Fe(OH)3,故答案为:3.7~9.9之间;Fe(OH)3;
(3)碳酸镁晶须表面会附着氯离子等,证明碳酸镁晶须已经洗涤干净,只需要检验碳酸镁晶须表面没有氯离子即可,具体操作为:取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明已洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明已洗涤干净;
(4)通入氯气发生反应:Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl-,根据方程式可知,氯离子浓度的变化量等于溶液中亚铁离子浓度,则溶液中c(Fe2+)=△c(Cl-)=0.460mol/L-0.455mol/L=0.005mol/L,将加入NaOH溶液得到的沉淀洗涤、灼烧,最终得到MgO和Fe2O3,设其物质的量分别为xmol和ymol,根据电荷守恒有2x+6y=0.0460mol,根据题意有40x+160y=0.96,解得:x=0.04mol,y=0.001mol,根据Fe原子守恒,n(Fe3+)=0.001mol×2-0.005mol/L×0.1L=0.0015mol,故溶液中的Fe3+的浓度为0.015mol/L,答:水浸后溶液中Fe2+的浓度为0.005mol/L,Fe3+的物质的量浓度为0.015mol/L。
【点睛】理解工艺流程的原理是解题的关键。本题的易错点为(4),要注意学会根据方程式列方程组进行解答。
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