第三章达标检测-2022版化学必修1 人教版（新课标） 同步练习 （Word含解析）

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本章达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列不属于合金的是 (　　)




A.军舰的
舰体
B.精美的青
花瓷
C.流通硬币
D.地铁列车的
车体
2.(2021广东东莞高一七校联考)下列有关焰色反应或其应用的说法中错误的是 (　　)
A.焰色反应是物理变化
B.“焰色”只属于对应元素化合物的性质
C.利用焰色反应确定NaCl中是否含有KCl时必须使用蓝色的钴玻璃
D.烟花燃放中发出的“五光十色”与焰色反应有关
3.(2021湖南五市十校高一联考)下列有关物质的性质与用途,不具有对应关系的是 (　　)
A.Na2O2为淡黄色固体,可用作潜艇中的供氧剂
B.Na2CO3溶液显碱性,可用于除器皿表面的油污
C.Al2O3的熔点高,常用作耐火、耐高温材料
D.NaClO具有强氧化性,常作为杀菌、消毒剂
4.(2021广东肇庆一中高一月考)下列叙述正确的是 (　　)
A.Na2O2、MgCl2、Fe3O4等物质均可经化合反应一步得到
B.金属铁与铝的性质相似,可与氢氧化钠溶液反应
C.人类历史上使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间先后顺序为:铜、铁、钛、铝
D.铁、铝或铜制水壶能用来烧水说明这几种金属与水不反应
5.(2021山东德州高一期中)下列关于钠及其化合物的叙述正确的是 (　　)
A.金属钠是银白色金属,硬度很大
B.将Na投入盐酸中,Na先与水反应,生成的NaOH再和HCl反应
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应,前者消耗盐酸较多
D.向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,溶液先变红后褪色,并有气泡生成
6.(2021黑龙江鹤岗一中高一检测)某溶液与金属铝反应能放出氢气,则在该溶液中一定能大量共存的离子组是 (　　)
A.NH4+、NO3-、CO32-、Na+
B.Na+、Ba2+、Cl-、SO42-
C.NO3-、K+、Cl-、Na+
D.HCO3-、K+、NO3-、Al3+
7.用如图所示装置进行Fe与水蒸气反应的实验,下列有关说法不正确的是　 (　　)

A.装置A的作用是为实验提供持续不断的水蒸气
B.装置B中反应的化学方程式是2Fe+3H2O(g) Fe2O3+3H2
C.装置C中加入的固体干燥剂可能是碱石灰
D.点燃D处的气体前必须检验其纯度
8.(2021北京回民中学高一期中)制备氯化物时,常用两种方法:①用金属与氯气直接化合制得;②用金属与盐酸反应制得。用以上两种方法都可制得的氯化物是 (　　)
A.AlCl3　　　　B.FeCl3　　　　C.FeCl2　　　　D.CuCl2
9.(2021浙江嘉兴海宁中学高一月考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是 (　　)
A.Fe(s) FeCl3(s) Fe(OH)3(s)
B.CaCl2(aq) CaCO3(s) CaO(s)
C.NaHCO3(s) Na2CO3(s) NaOH(aq)
D.Al2O3(s)AlCl3(aq) Al(OH)3(s)
10.(2021河北深州长江中学高一月考)下列物质的鉴别方法是利用化学性质且正确的是 (　　)
A.用NaOH溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
B.用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液和FeCl2溶液
C用焰色反应鉴别钾盐和钠盐
D.利用丁达尔效应鉴别外观相似的溶液和胶体
11.无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。实验室利用反应3Cl2(g)+2Fe(s) 2FeCl3(g)制取无水FeCl3,实验装置如图所示(加热和夹持装置略去)。下列说法正确的是 (　　)

A.实验开始时应先加热①处,再通入干燥的Cl2
B.②处冷水的作用是降低FeCl3的溶解度
C.装置③可用盛有浓硫酸的洗气瓶代替
D.实验开始后,可以在①处观察到反应剧烈,产生白色的烟
12.镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)的关系如图所示。反应中镁和铝的 (　　)

A.物质的量之比为3∶2
B.质量之比为3∶2
C.摩尔质量之比为2∶3
D.消耗硫酸的物质的量之比为2∶3
13.(2021四川眉山仁寿一中高一月考)某固体混合物中可能含有:K+、Na+、Cl-、CO32-、SO42-等离子,将该固体溶解所得到的溶液进行了如下实验:

下列说法正确的是 (　　)
A.该混合物一定是K2CO3和NaCl
B.该混合物可能是Na2CO3和KCl
C.该混合物可能是Na2SO4和Na2CO3
D.该混合物一定是Na2CO3和NaCl
14.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是 (　　)

物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl2溶液(FeCl3)
Fe粉
B
NaCl溶液(MgCl2)
NaOH溶液、稀盐酸
C
Cl2(HCl)
浓H2SO4
D
Na2CO3(NaHCO3)
H2O、CO2
15.(2021吉林洮南一中高一月考)向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入100 mL 2 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中不含Fe3+,若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为　 (　　)
A.3.2 g　　　　B.2.4 g　　　　C.1.6 g　　　　D.0.8 g
16.(2021北京一零一中学高一期中)探究Na2O2与水的反应,实验如图:

已知:H2O2H++HO2-、HO2-H++O22-
下列分析不正确的是 (　　)
A.①⑤中产生的气体均能使带火星的木条复燃
B.①④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同
D.沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量:④中反应后的沉淀质量小于③中所得沉淀的质量
二、非选择题(本题共5小题,共52分)
17.(8分)纳米材料一直是人们研究的重要课题,例如纳米级Fe粉表面积大,具有超强的磁性、高效催化性等优良的性质。资料显示:在不同温度下,纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于570 ℃时生成FeO,高于570 ℃时生成Fe3O4。如下两个装置可在不同温度下进行该反应并验证产物。

甲

乙
(1)甲装置中仪器a的名称为　　　　。 
(2)装置甲验证气体产物的操作是　　　　　　　　　　　　　。装置C的作用是　　　　　　　　。 
(3)A同学取出少量乙装置中实验结束后的固体物质于另一试管中,加入少量盐酸,微热,观察到黑色粉末逐渐溶解,溶液呈浅绿色,有少量气泡产生。再向溶液中滴加几滴KSCN溶液,振荡,溶液没有出现红色,推断该条件下生成FeO,B同学却不同意该结论,他的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
18.(12分)阅读下列材料后,回答相应问题。
铁在生活中应用广泛,占地壳质量的4.75%。纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属,用于制发电机和电动机的铁芯,铁及其化合物还用于制磁铁、药物、墨水、颜料、磨料等。另外人体中也含有铁元素,+2价的亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分,用于氧气的运输。在我国,从战国时期到东汉初年,铁器的使用开始普遍起来,成为我国最主要的金属。铁的化合物四氧化三铁就是磁铁矿的主要成分,是制造早期司南的材料。

(1)服用维生素C可将人体中的Fe3+转化成Fe2+,这说明维生素C具有　　　性。(填“还原”或“氧化”) 
(2)新配制的FeCl2溶液应加入　　　可以防止FeCl2转化为FeCl3。 
(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,写出反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)为消除废气中的Cl2对环境的污染,将废气通过含有铁粉的FeCl2溶液,即可有效地除去Cl2,这一处理过程的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示);处理过程中需定期添加的原料是　　　　(填物质名称)。 
(5)某同学为检验某未知溶液是否为FeCl2溶液,采取如下实验方案加以验证:
取少许未知溶液于试管中 溶液呈红色(证明含有FeCl2),你认为此方案是否合理?若不合理,如何改进?










19.(7分)(2021福建龙岩连城一中高一月考)Ⅰ.有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的几种:K+、H+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取两份该溶液各100 mL进行如下实验:
①第一份加入足量NaHCO3溶液后,收集到气体0.03 mol。
②第二份加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应后过滤干燥,得沉淀4.66 g。
根据上述实验回答:
(1)原溶液中一定不存在的离子是　　　　　。 
(2)原溶液中一定存在的离子是　　　　　。 
(3)①中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 
(4)经计算,原溶液中一定存在的阴离子的物质的量浓度为　　　　　　。 
Ⅱ.将一定体积的CO2通入到一定浓度的NaOH溶液中,为了测定其溶液的成分,向该溶液中逐滴滴入1 mol·L-1盐酸。所加入盐酸的体积与产生二氧化碳气体体积(标准状况)的关系如图所示。

(5)写出OA段所发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　。 
(6)当加入35 mL盐酸时,所产生的二氧化碳的体积(标准状况)是　　　　mL。 
20.(10分)()苹果汁是人们喜爱的饮料,但是现榨的苹果汁在空气中会慢慢地由浅绿色变为棕黄色,为什么呢?于是,研究性小组同学设计并进行实验,探究苹果汁变色的原因。
[查阅资料]
①苹果汁中含有0.001%的Fe2+,同时也含有多酚类物质,多酚可与空气中的氧气反应变为褐色。
②Fe2+在空气中或与浓硝酸反应都能变为Fe3+,且含Fe3+的溶液呈黄色。
③浓硝酸具有强氧化性。
[猜想与假设]
Ⅰ.苹果汁变色与苹果中的铁元素有关。
Ⅱ.苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果。
[进行实验]
编号
实验操作
实验现象
实验1

②中未出现明显变化
③　　　　　　 
实验2
分别放置于空气中一段时间(如下图所示)

试管编号
1 min
10 min
24 h
①
黄褐色
褐色
深褐色
②
无明显
变化
无明显
变化
无明显
变化
③
略有些
黄色
浅黄
黄色

实验3
　　　　 
　　　　　　 
[解释与结论]
(1)实验1验证了苹果汁中含有Fe2+。在该实验中③的现象是　　　　　　　　　　　　　。 
(2)实验2的②中FeSO4溶液溶质的质量分数为　　　　　　%,该实验得出的结论是　　　　　　　　　　　　。 
(3)验证猜想Ⅱ成立的实验3的操作及现象分别是　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　。 
21.(15分)某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究,并回答下列问题:
【查阅资料】含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,含有Fe2+的盐溶液遇到KSCN溶液时不变色。

探究一:设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。
(1)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。 
(2)装置D的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
探究二:设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)。
(3)待硬质玻璃管B冷却后,取少许其中的固体继续进行如下实验:

①试剂A是　　　,现象2为　　　　　　　　　　　。 
②若现象1为溶液未变红色,请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
探究三:某学习小组设计用硬质玻璃管B中固体制备Fe3O4纳米材料的流程示意图如下:

已知:①浊液B中铁元素以FeOOH形式存在;
②在操作Ⅰ中,相同条件下测得Fe3O4的产率与R[R=n(Fe+3)n(Fe+2)]的关系如下图所示。

(4)在滤液A转化为浊液B反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)设浊液B中FeOOH的物质的量为a mol,滤液A中的n(Fe)=b mol。为使Fe3O4的产率最高,则ab=　　　　。(填数值,保留3位有效数字) 

答案全解全
1.B　青花瓷不是合金。
2.B　焰色反应是物理变化,是元素的性质,B项错误。
3.A　Na2O2能够与二氧化碳和水反应产生氧气,因此可用于潜艇中的供氧剂,但这与物质颜色无关,因此不具有对应关系,A符合题意。
4.A　钠在空气中燃烧生成过氧化钠:2Na+O2 Na2O2;镁和氯气反应生成氯化镁:Mg+Cl2 MgCl2;铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁:3Fe+2O2 Fe3O4;故A符合题意。Al可与氢氧化钠溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑,但铁和氢氧化钠溶液不发生反应,故B不符合题意。越活泼的金属使用时间越晚,人类历史上使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间先后顺序为铜、铁、铝、钛,故C不符合题意。铁与水蒸气在高温下反应,铝表面形成的氧化膜具有保护作用,阻止了内部金属和水的反应,铜不活泼,与水不反应,故D不符合题意。
5.D　金属钠是银白色金属,硬度很小,故A错误;将Na投入盐酸中,钠先与HCl反应,生成氢气和氯化钠,若钠有剩余再和水反应,故B错误;若1 g NaHCO3和1 g Na2CO3分别与盐酸完全反应,前者消耗HCl的物质的量是184 mol,后者消耗HCl的物质的量是153 mol,前者消耗盐酸较少,故C错误;向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,溶液先变红后褪色,并有气泡生成,故D正确。
6.C　与金属铝反应能放出氢气的溶液可能显酸性也可能显碱性,碱性溶液中不能大量存在NH4+,酸性溶液中不能大量存在碳酸根离子,且酸性溶液中Al、H+、NO3-发生氧化还原反应不生成氢气,故A不符合题意;Ba2+和SO42-结合生成BaSO4沉淀,不能大量共存,故B不符合题意;酸、碱性溶液中该组离子之间均互不反应,能大量共存,故C符合题意;HCO3-在酸性溶液和碱性较强的溶液中均不能大量存在,故D不符合题意。
7.B　Fe与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2,装置B中反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,B错误。
8.A　铝和盐酸或铝和氯气反应均生成AlCl3,A选;铁和氯气反应生成FeCl3,铁和盐酸反应生成氯化亚铁,B、C不选;铜和氯气反应生成CuCl2,铜和盐酸不反应,D不选。
9.B　Fe与氯气反应生成氯化铁,氯化铁与NaOH反应生成氢氧化铁,则图中转化均可实现,故A不符合题意;因为盐酸的酸性强于碳酸的酸性,所以氯化钙与二氧化碳不反应,图中CaCl2(aq) CaCO3(s)不能实现转化,故B符合题意;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,碳酸钠与石灰水反应生成碳酸钙和NaOH,则图中转化均可实现,故C不符合题意;氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和H2O,氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝与NH4Cl,则图中转化均可实现,故D不符合题意。
10.B　NaOH和NaHCO3反应生成Na2CO3和水,没有明显的实验现象,Na2CO3和NaOH不反应,所以NaOH溶液不能鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,故A错误;含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色,含有Fe2+的盐溶液遇到KSCN溶液时无明显变化,所以用KSCN溶液可以鉴别FeCl3溶液和FeCl2溶液,鉴别方法利用了FeCl3的化学性质,故B正确;钾盐和钠盐的焰色不同,前者透过蓝色钴玻璃为紫色,后者为黄色,可以鉴别,但是焰色反应为物理方法,没有利用化学性质,故C错误;溶液不能产生丁达尔效应,胶体可以产生,据此可以鉴别外观相似的溶液和胶体,但是丁达尔效应为物理方法,没利用化学性质,故D错误。
11.C　实验开始时应先通入干燥的Cl2再加热①处防止加热条件下Fe和氧气反应,故A错误;②处冷水的作用是冷却,使FeCl3冷却沉积,便于收集,故B错误;装置③的作用为吸收水蒸气,可用盛有浓H2SO4的洗气瓶代替,故C正确;实验开始后,可以在①处观察到反应剧烈,产生棕褐色的烟,故D错误。
12.A　镁和铝分别与等浓度、等体积的稀硫酸反应,化学方程式为Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4 Al2(SO4)3+3H2↑;相同条件下产生H2的体积相等,则H2物质的量相等,根据化学方程式可得Mg与Al的物质的量之比为3∶2,A对;Mg与Al的质量之比为4∶3,B错;镁、铝的摩尔质量之比为8∶9,C错;由于反应生成的氢气一样多,则消耗硫酸的物质的量之比为1∶1,D错。
13.B　焰色反应呈黄色,说明一定存在钠离子,可能有钾离子。加入过量的硝酸钡溶液产生白色沉淀,白色沉淀完全溶解在盐酸中,说明一定存在碳酸根离子,不存在硫酸根离子。滤液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液得到白色沉淀,说明含有氯离子,即一定存在Na+、Cl-、CO32-,一定不存在SO42-,可能含有K+。
14.B　FeCl3与Fe反应生成FeCl2,反应的化学方程式为2FeCl3+Fe 3FeCl2,属于氧化还原反应,A项不符合题意;MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀和NaCl,反应的化学方程式为MgCl2+2NaOH Mg(OH)2↓+2NaCl,该反应为复分解反应,B不符合题意;HCl与浓H2SO4不反应,不能用浓H2SO4除去Cl2中混有的HCl杂质,C项不符合题意;碳酸钠与二氧化碳和水反应生成NaHCO3,达不到除去碳酸钠中碳酸氢钠的目的,D项不符合题意。
15.C　Cu、Fe2O3的混合物中加入100 mL 2 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中不含Fe3+,溶液中溶质为氯化铜、氯化亚铁,该反应过程为:6HCl+Fe2O3 2FeCl3+3H2O、Cu+2FeCl3 2FeCl2+CuCl2,由化学方程式可知,Fe2O3中n(O)=12×n(HCl)=12×0.1 L×2 mol·L-1=0.1 mol,若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为Fe2O3中O的质量,所以固体减少的质量为0.1 mol×16 g·mol-1=1.6 g,答案选C。
16.D　根据实验图分析可知,①⑤中产生的气体均为氧气,能使带火星的木条复燃,故A正确。①中产生气体,说明发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,该反应是氧化还原反应,根据后续实验可知①中同时发生反应:2H2O+Na2O2 H2O2+2NaOH,该反应属于复分解反应;④中BaO2与H2SO4发生反应:BaO2+H2SO4 BaSO4+H2O2,该反应属于复分解反应,产生少量气泡,说明H2O2分解产生了氧气,该反应为氧化还原反应,故B正确。②中高锰酸钾将H2O2氧化,为氧化剂;⑤中MnO2为H2O2分解的催化剂,②⑤中KMnO4与MnO2的作用不同,产生气体的量也不同,故C正确。③中沉淀为BaO2,④中BaO2全部转化为BaSO4沉淀,根据BaO2和BaSO4的摩尔质量可知④中反应后的沉淀质量大于③中所得沉淀的质量,故D错误。
17.答案　(1)蒸发皿　(2)用点燃的木条移近肥皂泡,观察是否听见爆鸣声　制取水蒸气　(3)加入少量盐酸,有少量气泡产生,说明Fe过量,过量的Fe将Fe3+还原为Fe2+
解析　(1)根据仪器构造可知,仪器a的名称为蒸发皿。
(2)纳米级Fe粉与水蒸气反应会生成铁的氧化物与氢气,为检验氢气,可用点燃的木条移近肥皂泡,观察是否听见爆鸣声;装置C中试剂通过加热的方式为左侧装置提供水蒸气,故其作用为制取水蒸气。
18.答案　(1)还原
(2)铁粉
(3)Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+　
(4)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,Fe+2Fe3+ 3Fe2+　铁粉
(5)不合理,改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变成红色,则证明原溶液中有Fe2+。
解析　(1)铁元素的化合价降低,被还原,说明维生素C具有还原性。(2)新配制的FeCl2溶液中加入铁粉可以防止FeCl2转化为FeCl3。(3)在制作印刷电路板的过程中常利用铜与氯化铁溶液的反应,该反应的离子方程式为Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+。(4)向含有铁粉的FeCl2溶液中通入Cl2,发生反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-、Fe+2Fe3+ 3Fe2+,起到吸收氯气的作用,处理过程中需定期添加铁粉。(5)当原溶液中含Fe3+时,向溶液中先通入氯气,再滴加KSCN溶液,溶液也会变红,所以此方案不合理;改进方案为取少量未知溶液,先加入KSCN溶液,溶液不变红色,再加入氯水,若溶液变红,则溶液中含Fe2+。
19.答案　Ⅰ.(1)CO32-、Ba2+　(2)H+、K+　(3)HCO3-+H+ CO2↑+H2O　(4)0.2 mol·L-1
Ⅱ.(5)H++OH- H2O　CO32-+H+ HCO3-　(6)224
解析　I.(1)根据①中实验现象知,该溶液中一定存在H+,CO32-一定不存在,所以溶液中存在的阴离子为SO42-,一定不存在与SO42-反应的Ba2+。
(2)第二份加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应后过滤干燥,得沉淀4.66 g,进一步说明含有硫酸根离子,生成硫酸钡的物质的量为4.66 g÷233 g·mol-1=0.02 mol,根据反应Ba2++SO42- BaSO4↓可知溶液中硫酸根离子的物质的量是0.02 mol,生成二氧化碳的物质的量是0.03 mol,根据反应HCO3-+H+ CO2↑+H2O可知溶液中氢离子的物质的量是0.03 mol,再根据电荷守恒可知一定存在K+。
(3)碳酸氢根离子能和H+反应生成二氧化碳和水,离子方程式为HCO3-+H+ CO2↑+H2O。
(4)溶液中硫酸根离子的物质的量是0.02 mol,所以其浓度是0.02 mol÷0.1 L=0.2 mol·L-1。
Ⅱ.(5)结合图像可知,开始没有二氧化碳气体生成,且AB段消耗的盐酸体积小于OA段消耗的盐酸体积,则溶液中的溶质为碳酸钠和氢氧化钠,OA段H+先与OH-反应生成H2O,再与CO32-反应生成HCO3-,因此OA段所发生的离子方程式为H++OH- H2O、CO32-+H+ HCO3-。
(6)结合图像可知,当加入35 mL盐酸时,25~35 mL发生碳酸氢钠与盐酸的反应生成二氧化碳气体,生成气体时消耗的n(HCl)=0.01 L×1 mol·L-1=0.01 mol,则根据离子方程式HCO3-+H+ CO2↑+H2O可知生成二氧化碳的物质的量是0.01 mol,标准状况下其体积为0.01 mol×22.4 L/mol=0.224 L=224 mL。
20.答案　(1)溶液变为红色
(2)0.001　苹果汁变色与铁元素无关
(3)将鲜苹果汁放置于除去氧气的空气中　苹果汁不变色
解析　(1)Fe2+与浓硝酸反应转化为Fe3+,硫氰化钾溶液遇Fe3+会使溶液变成红色,所以③中看到的现象是溶液变成红色。(2)因为苹果汁中含有0.001%的Fe2+,所以控制变量,实验2的试管②中FeSO4溶液中Fe2+的质量分数也应该为0.001%,因为试管②中FeSO4溶液在24 h内没有明显变化,所以苹果汁变色与铁元素无关。(3)猜想Ⅱ是“苹果汁变色是苹果汁中的多酚物质与空气中的氧气反应的结果”,所以将鲜苹果汁放置于除去氧气的空气中,如果苹果汁不变色,证明猜想Ⅱ成立。
21.答案　(1)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
(2)除去H2中的水蒸气,防止玻璃管E破裂
(3)①稀硫酸　酸性KMnO4溶液褪色　②B中固体可能为Fe3O4和Fe的混合物,Fe将Fe3+全部还原为Fe2+
(4)防止H2O2在后续步骤中继续氧化+2价铁元素
(5)0.636
解析　(1)高温条件下,Fe和水蒸气发生氧化还原反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
(2)装置D有除去H2中的水蒸气,防止玻璃管E破裂的作用。
(3)①根据实验流程,试剂A应是稀硫酸,亚铁离子具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以可以用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子,现象2为酸性KMnO4溶液褪色。
②若现象1为溶液未变红色,说明B中固体可能为Fe3O4和Fe的混合物,过量的Fe将Fe3+全部还原为Fe2+。
(5)设浊液B中FeOOH的物质的量为a mol,滤液A中n(Fe)=b mol。则滤液A中与FeOOH反应的亚铁离子的物质的量为(b-a)mol,由图可知R[R=n(Fe)+3n(Fe)+2]=1.75时,Fe3O4的产率最高,则ab-a=1.75,解得:ab≈0.636。