![第三章 铁金属材料 单元测试题 2023-2024学年高一上学期人教版(2019)化学必修第一册01](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/14584570/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![第三章 铁金属材料 单元测试题 2023-2024学年高一上学期人教版(2019)化学必修第一册02](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/14584570/0/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![第三章 铁金属材料 单元测试题 2023-2024学年高一上学期人教版(2019)化学必修第一册03](http://www.enxinlong.com/img-preview/3/7/14584570/0/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料单元测试巩固练习
展开第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题(共12题)
1.某无色溶液能与Al反应放出H2,下列离子一定能在该溶液中大量共存的是
A.H+、NH、NO、Fe2+ B.Na+、SO、K+、Cl-
C.Ba2+、OH-、AlO、SO D.Al3+、Mg2+、CO、ClO-
2.下列选项中除杂试剂(括号内)选用正确的是
A.除去碳酸钠溶液中的碳酸氢钠(盐酸) B.除去氯化亚铁溶液中的氯化铁(铁)
C.除去二氧化碳中的少量一氧化碳(氧气) D.除去氯气中的水蒸气(碱石灰)
3.聚合硫酸铁(PFS)的化学式可表示为,是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,原料中的必须先还原为。实验步骤如下:
步骤II取样分析溶液中的、的含量,目的是
①控制溶液中与物质的量之比 ②确定下一步还原所需铁的量
③确定氧化所需的量 ④确保铁的氧化物酸溶完全
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
4.用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中,正确的是
A.锌与盐酸完全反应生成1mol,转移的电子数为
B.通常条件下,个所占体积约为22.4L
C.0.5mol的所含原子数为
D.1mol⋅L溶液中含有数目为
5.下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向KI-淀粉溶液中滴加氯水,溶液变成蓝色
氧化性:
B
向酸性溶液中通入,溶液褪色
有漂白性
C
向某盐溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为红色
该溶液中含有
D
向某盐溶液中先加入足量稀盐酸,再加入溶液,生成白色沉淀
该溶液中含有
A.A B.B C.C D.D
6.如图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3,仪器连接顺序正确的是( )
A.a −b −c−d−e−e−f−g–h B.a−e−d−c−b−h−i−c−b−g
C.a−e−d −h−i−c−b−g D.a−c−b −d−e−h −i−c−b−f
7.下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
把蘸有某溶液的洁净铂丝放在酒精灯外焰上灼烧,观察到火焰呈黄色
该溶液中含有
B
向紫色石蕊溶液中滴加氯水,溶液先变红,随后褪色
氯水中含有酸性物质和漂白性物质
C
向某溶液中加入溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有
D
向某溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色
该溶液中含有
A.A B.B C.C D.D
8.下列有关物质用途的说法中,不正确的是
A.NH3常用作制冷剂 B.Fe3O4常用于红色油漆和涂料
C.Na2SiO3常用作制木材防火剂 D.NaHCO3常用作面粉发泡剂
9.下列关于实验的叙述中,正确的是
选项
实验操作
实验现象或结论
A
向沸水中滴加5-6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸到溶液中出现红褐色沉淀
制得的是Fe(OH)3胶体
B
将水蒸气通过灼热的铁粉
黑色粉末变为红褐色
C
向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液
生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
D
向某溶液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀
该溶液中一定有Cl-存在
A.A B.B C.C D.D
10.下列各组物质之间通过一步就能实现如图所示转化的有
组数编号
物质转化关系
a
b
c
d
①
Na2O
Na2O2
Na
NaOH
②
Al2O3
NaAlO2
Al
Al(OH)3
③
FeCl2
FeCl3
Fe
CuCl2
④
Na2CO3
NaHCO3
CO2
NaOH
A.1组 B.2组 C.3组 D.4组
11.下列有关试剂的保存方法,错误的是:
A.金属钠保存在煤油中
B.存放FeSO4溶液时加入少量铁粉
C.NaOH溶液保存在带橡胶塞的玻璃试剂瓶中
D.新制的氯水保存在无色细口瓶中
12.下列指定物质之间的转化:
Fe 混合溶液溶液
下列说法不正确的是
A.反应①属于置换反应
B.反应②所得混合溶液中与物质的量之比是1∶2
C.反应③的离子方程式为:
D.利用反应④制备时需要充分振荡反应液
二、非选择题(共10题)
13.向一定量的、的混合物中,加入的稀硫酸,充分反应后剩余固体质量为6.4g,若将此混合物用足量氢气还原后,固体质量减少8g,已知:。
请回答下列问题:
(1)与混合物反应的氢气在标况下的体积为 L。
(2)反应后剩余硫酸的物质的量浓度为 mol∙L-1。
(3)原固体混合物中氧化铁的质量为 g。
14.化学方法在文物保护中有巨大作用,某博物馆修复出土铁器的过程如下:
(1)检测锈蚀产物:
主要成分的化学式
铁器在具有、 等环境中容易被腐蚀。
(2)分析腐蚀原理:一般认为,铁经过了如下腐蚀循环。
①Fe转化为。
②在自然环境中形成,该物质中铁元素的化合价为 。
③和反应形成致密的保护层。在该过程中的作用是 (填标号)。
a.氧化剂 b.还原剂 c.既不是氧化剂也不是还原剂
④保护层被氧化为,如此往复腐蚀。写出该过程的化学方程式: 。
(3)研究发现,对铁的腐蚀会造成严重影响。化学修复:脱氯、还原,形成保护层。
方法如下:将铁器浸没在盛有0.5mol/L的、0.5mol/L的NaOH溶液的容器中,缓慢加热至60~90℃,一段时间后,取出器物,用NaOH溶液洗涤至无。
①配平还原形成的离子方程式:
②脱氯反应:。离子反应的本质是离子浓度的减小,则溶解度:S(FeOCl) (填“>”“<”或“=”)S[FeO(OH)]。
③检测器物已洗涤干净的方法是 。
15.合成氨工业生产中所用的催化剂的主要成分是。回答下列问题:
(1)的摩尔质量为 。
(2)室温下,将适量的粉末投入足量的稀盐酸中:
①取少量上述反应后的溶液于试管中,静置一段时间后,可观察到溶液的颜色由绿色变为黄色,溶液由绿色变为黄色的原因为 (用离子方程式表示)。
②往①的试管的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,此时观察到溶液中的现象为 。
③ (填“能”或“不能”)选用酸性高锰酸钾溶液检验①的试管中的存在,原因为 (用离子方程式表示)。
(3)在的混合物中:
①若铁原子、氧原子的物质的量之比为7∶8,则与的物质的量之比为 。
②当该混合物中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为时,该混合物中铁元紫的质量分数为 (用含a、b的代数式表示)。
(4)电子工业上常用30%的溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。发生的反应为,该反应中,若生成的还原产物与氧化产物质量相差,则此时转移的电子的物质的量为 。
16.I.含氯消毒剂、医用酒精、过氧化物等均能有效灭活病毒,为抗击新型冠状肺炎(COVID—19)作出了贡献。请回答下列问题:
(1)下列物质用作消毒剂时,原理与其它不同的是 (填字母)。
A.NaClO B.O3 C.医用酒精 D.H2O2
(2)某兴趣小组欲探究过氧化钠样品是否变质,进行下列操作:取少量样品,溶解,加入 溶液(填化学式),振荡,有白色沉淀产生,证明Na2O2已变质。
(3)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂,可由ClO2与H2O2按一定比例混合后在NaOH溶液中反应制得。制备时ClO2与H2O2完全反应的物质的量理论比为 。
Ⅱ.某化学兴趣小组利用如图装置进行“铁粉与水蒸气反应”的实验,并检验产物的性质(部分夹持装置已略去),请回答下列问题:
(4)A、B两个装置中应先点燃 处的酒精(喷)灯,点燃E处酒精灯之前应进行的操作是 。
(5)B装置硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为 。
(6)D装置中盛放的碱石灰的作用是 。
17.甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO3与甘氨酸(NH2CH2COOH)制备甘氨酸亚铁,实验装置如下图所示(夹持和加热、搅拌仪器已省略)。
有关物质性质如下表:
甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,微溶于乙醇
易溶于水和乙醇
易溶于水,难溶于乙醇
两性化合物
强酸性、强还原性
实验过程:
I.合成:装置C中盛有0.1mol FeCO3和200mL 1.0mol·L−1甘氨酸溶液和适量柠檬酸。实验时,先打开仪器a的活塞,待装置C中空气排净后,加热C并不断搅拌,并通过仪器b向C中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右,使反应物充分反应。
Ⅱ.分离:反应结束后,过滤,将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)装置B中盛有的试剂是 ;实验过程中装置D的导管需要一直浸入液面下的必要性是 。
(3)合成过程加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和 。
(4)加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6,甘氨酸亚铁产量下降。原因可用离子方程式表示为 。
(5)过程II中加入无水乙醇的目的是 。
(6)可以用 试剂(写化学式)检验产品中是否含有Fe3+。
(7)本实验制得15.3g甘氨酸亚铁(M=204g/mol),则其产率是 。
18.铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
I.钢(一种铁碳合金)是用量最大、用途最广的合金。钢中碳的含量范围为 。
a.4.3%~5% b.2%~4.3% c.0.03%~2%
II.FeSO4可作补血剂,用于治疗缺铁性贫血症。用 FeSO4溶液制备 Fe(OH)2的操作是用长滴管吸取不含 O2的 NaOH 溶液,插入 FeSO4溶液液面下,再挤出 NaOH 溶液。这样操作的原因是为了防止 Fe(OH)2被氧化,写出其被氧化的化学反应方程式 。
III.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、无毒的多功能水处理剂。查阅资料已知:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,具有强氧化性,在酸性或中性溶液自身发生氧化还原生成Fe3+,并快速产生 O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4
①在装置A中发生的化学反应中 HCl显示出来的性质为 。
②C为制备K2FeO4装置,次氯酸钾与氢氧化铁在碱性环境中反应生成K2FeO4,该氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(2)探究K2FeO4的性质
取 C中浅紫红色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液 a,经检验气体中含有 Cl2。为证明K2FeO4能否氧化 Cl-而产生 Cl2,设计如下方案:取少量溶液 a,滴加 溶液至过量,溶液呈红色。由方案中溶液变红可知 a中含有 Fe3+,该离子的产生不能判断一定是由 K2FeO4被 Cl-还原而形成的,原因是 。
(3)使用时经常通过测定高铁酸钾的纯度来判断其是否变质。K2FeO4在硫酸溶液中反应如下:
①完成并配平离子方程式:
_______FeO+_______H+=_______Fe3++_______O2↑+_______H2O
②现取C中洗涤并干燥后的样品10g,加入稀硫酸,收集到0.672L气体(标准状况)。则样品中高铁酸钾的质量分数为 。(计算结果保留到 0.1%)
19.17.4gMnO2与240mL10mol/L的盐酸(足量)混合加热(不考虑盐酸挥发),使其充分反应后,再向溶液中加入足量的AgNO3溶液。计算:
(1)写出相关的化学方程式 。
(2)产生的气体在标准状况下的体积是多少 ?
(3)产生沉淀的质量是多少 ?
20.硫化氢与浓硫酸发生如下反应:H2S+H2SO4(浓)→S↓+SO2↑+2H2O加热条件下,单质硫与浓硫酸又会发生如下反应:S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O
计算:
(1)若98%浓硫酸可表示为H2SO4•aH2O,则a= ;若要把该浓硫酸转化为H2SO4•H2O,则98%浓硫酸与加入水的质量比为 。
(2)一定条件下,将0.1mol H2S气体通入足量浓硫酸中,生成b mol SO2,则 b的取值范围是 。
(3)在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中,通入H2S气体并充分反应,然后,小心蒸发,得到不含结晶水的白色固体.通入H2S的物质的量为x mol,生成的白色固体的质量为7.9g,通过计算确定白色固体的可能成分及每种成分的质量(结果保留一位小数) 。
21.将15.6g Na2O2固体放入水中,恰好完全反应,所得溶液的体积为200mL,求:
(1)产生气体的体积(标准状况下) 。
(2)所得溶液中溶质的物质的量浓度 。
22.有A、B、C、D、E、F、G、H八种物质,它们有如下图所示的转化关系。已知无色气体E是一种能与血红蛋白结合而使人中毒的有毒气体,红色固体G是金属。回答下列问题:
(1)写出指定物质的化学式;A ;B 。
(2)写出C与D反应的化学方程式: 。
(3)写出E与F反应的化学方程式: 。
参考答案:
1.B
无色溶液能与Al反应放出H2,说明该溶液显酸性或碱性,据此解答。
A.碱性溶液中NH、Fe2+不能大量共存,酸性溶液中H+、NO、Fe2+不能大量共存,且在酸性溶液中硝酸和铝反应不能形成氢气,A不选;
B.Na+、SO、K+、Cl-在酸性或碱性溶液中均可以大量共存,B选;
C.酸性溶液中OH-、AlO、SO均不能大量共存,C不选;
D.碱性溶液中Al3+、Mg2+不能大量共存,酸性溶液中CO、ClO-不能大量共存,且次氯酸根离子在酸性溶液中和金属反应不能产生氢气,D不选;
答案选B。
2.B
A.碳酸钠也会和盐酸反应,且引入新的杂质NaCl,A错误;
B.Fe可以和FeCl3反应生成FeCl2,B正确;
C.CO与氧气在点燃条件下才能反应,而不纯的CO的点燃易发生爆炸,所以不能用该法除去CO2的CO,C错误;
D.氯气也能被碱石灰吸收,D错误;
综上所述答案为B。
3.C
铁的氧化物溶解于硫酸中,取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,因为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+先被还原为Fe2+,所以确定下一步还原所需铁的量,然后Fe2+再被氧化为Fe3+,需要确定氧化Fe2+所需NaClO3的量,故②③正确,故C正确;
故选C。
4.A
A.锌与盐酸完全反应是+1价的H+转化为H2,故生成1mol,则转移的电子数为,A正确;
B. 个其物质的量为=1mol,通常条件下不是标准状况下,故其所占体积无法计算,B错误;
C.一个CH4是由1个C和4个H构成的,则0.5mol的所含原子数为5×0.5mol×NAmol-1=,C错误;
D.由于题干未告知溶液的体积,故无法计算1mol⋅L溶液中含有数目,D错误;
故答案为:A。
5.B
A.氯气与KI反应生成碘,由操作和现象可知氧化性:Cl2>I2,故A正确;
B.二氧化硫有还原性,可以被高锰酸钾氧化,而使其褪色,故B错误;
C.滴加KSCN溶液,溶液变为红色,可知含铁离子,由操作和现象可知溶液中含有Fe3+,故C正确;
D.向某盐溶液中先加入足量稀盐酸,可排除碳酸根离子,氯离子,亚硫酸根离子的干扰,再加入氯化钡产生白色沉淀,则溶液中含有硫酸根离子,故D正确;
故选B。
6.B
实验室制备少量无水FeCl3需要用纯净、干燥的氯气在加热条件下与铁粉反应,在此过程中应注意氯气制取后的除杂和干燥,以及与铁粉反应后氯气尾气的处理等问题,以此解答该题。
实验室制备少量无水FeCl3需要用纯净、干燥的氯气在加热条件下与铁粉反应,故首先要制备氯气,故最先使用的仪器是a;制取出的氯气中有HCl和水蒸气,应先用饱和食盐水洗气除去HCl,而洗气时,气体要长进短出,故接下来的气流的方向是e→d;然后用浓硫酸干燥氯气,故接下来的气流的方向是c→b;制取了纯净干燥的氯气后,通入铁粉,在加热条件下与铁粉反应,故接下来连h;氯化铁易水解,所以应用浓硫酸隔开后面的氢氧化钠溶液,故接下来c→b;氯气是污染性气体,对空气有污染,故应连接尾气处理装置,再考虑到氯气是酸性气体,故要用碱液来吸收,故接下来通入NaOH溶液,气流的方向是g→f;
故仪器连接顺序正确的是a−e−d−c−b−h−i−c−b−g,B项正确,
答案选B。
7.C
A.把蘸有某溶液的洁净铂丝放在酒精灯外焰上灼烧,观察到火焰呈黄色,该溶液中含有,此为焰色反应,钠离子的检验,A正确,不符合题意;
B.向紫色石蕊溶液中滴加氯水,溶液先变红,随后褪色,因为氯水中含有盐酸和次氯酸,盐酸具有强酸性,次氯酸具有漂白性,氯水中含有酸性物质和漂白性物质,B正确,不符合题意;
C.向某溶液中加入溶液,有白色沉淀生成,此白色沉淀有可能是氯化银,也有可能是硫酸银,也有可能是碳酸银,该溶液中不一定含有,C不正确,符合题意;
D.向某溶液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,生成了硫氰合铁红色溶液,该溶液中含有,D正确;不符合题意;
故选C。
8.B
A.因为氨气易液化,常用作制冷剂,故说法正确;
B.Fe3O4是黑色晶体,Fe2O3是红棕色,常用于红色油漆和涂料,故说法错误;
C.硅酸钠具有阻燃性,因此常用于木材的防火,故说法正确;
D.碳酸氢钠和酸反应生成CO2,且水溶液呈碱性,因此用作面粉发泡剂,故说法正确。
答案选B。
9.C
A.向沸水中滴加5-6滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸到整个液体变为红褐色,制得的是Fe(OH)3胶体,故A错误;
B.将水蒸气通过灼热的铁粉,生成四氧化三铁和氢气,四氧化三铁为黑色固体,故B错误;
C.向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液生成白色沉淀氢氧化亚铁,氢氧化亚铁能被氧气氧化为氢氧化铁,白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故C正确;
D.向某溶液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该沉淀可能是氯化银或碳酸银或硫酸银,原溶液中不一定有Cl-,故D错误;
选C。
10.C
①氢氧化钠受热不分解,不能生成氧化钠,错误;
②Al2O3可以与氢氧化钠反应生成NaAlO2,NaAlO2可以与盐酸反应生成Al(OH)3,Al(OH)3受热分解生成Al2O3,Al可以与氧气反应生成Al2O3,Al与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,均能一步转化,正确;
③FeCl2可以被氯气氧化为FeCl3,FeCl3可以与铜反应生成CuCl2,CuCl2可以与铁反应生成FeCl2,铁与盐酸反应生成FeCl2,与氯气反应生成FeCl3,均能一步转化,正确;
④Na2CO3与CO2、水反应生成NaHCO3,NaHCO3与过量Ca(OH)2反应生成NaOH,NaOH与少量CO2反应生成Na2CO3,CO2与过量NaOH反应生成Na2CO3,与少量NaOH反应生成NaHCO3,均能一步转化,正确;
综上所述,各组物质之间通过一步就能实现如图所示转化的有3组,故C正确;
答案选C。
11.D
A.金属钠易与空气中氧气反应、易与水反应,与煤油不反应且密度比煤油大,保存在煤油中可隔绝空气,防止钠变质,故A正确;
B.硫酸亚铁易被氧化为三价铁离子,可以加入少量的铁粉,防止亚铁离子被氧化,故B正确;
C.玻璃中含有SiO2,易与氢氧化钠反应生成具有黏性的硅酸钠而使玻璃塞打不开,保存氢氧化钠溶液时不能用玻璃塞,应用橡皮塞,故C正确;
D.氯水是液体,所以要保存在细口瓶中;氯水中次氯酸见光易分解,所以氯水要保存在棕色试剂瓶中并置于阴凉处,故D错误;
答案选D。
12.D
A.3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,属于置换反应,A正确;
B.Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O,Fe2+、 Fe3+物质的量之比是1∶2,B正确;
C.Fe+ 2Fe3+=3 Fe2+,C正确;
D.不能振荡,Fe(OH)2易与空气中的氧气发生反应而变质,D错误;
故答案为:D。
13.(1)11.2
(2)0.5
(3)16.0g
设Cu2O为amol,Fe2O3为bmol,由方程式Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O,生成的铜为amol,而根据2Fe2O3+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O,生成得到的Fe3+为2bmol,由于Cu有剩余,又发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,余下的Cu为①a-b==0.1mol,又用氢气还原混合物可知,发生反应:①H2+Cu2O=2Cu+H2O、②3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O,固体质量减小的质量即为氧原子质量,故根据氧原子守恒②a+3b==0.5mol,联立①②可解得a=0.2,b=0.1mol。即原固体中Cu2O为0.2mol,Fe2O3为0.1mol。
(1)由以上分析可得,Cu2O的物质的量为0.2mol、Fe2O3的物质的量为0.1mol,又发生反应:①H2+Cu2O=2Cu+H2O、②3H2+Fe2O3=2Fe+3H2O,可得消耗的氢气的物质的量为0.2mol+0.1×3mol=0.5mol,则V=nVm=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
(2)由以上分析可得,Cu2O的物质的量为0.2mol、Fe2O3的物质的量为0.1mol,又发生反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O和2Fe2O3+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+6H2O,故消耗硫酸的物质的量为0.5mol,则剩余硫酸的物质的量浓度为=0.5mol/L。
(3)Fe2O3的物质的量为0.1mol,则其质量为0.1mol×160g/mol=16g。
14.(1)(或潮湿)
(2) +3 c
(3) > 取少量最后一次洗涤液于试管中,加入稀硝酸和硝酸银的混合液,若无白色沉淀产生,说明器物已洗涤干净
【解析】(1)
铁器在具有、(或潮湿)等环境中容易发生腐蚀,故答案为:(或潮湿);
(2)
②根据化合物中化合价代数和为0可知中铁元素的化合价为+3;
③反应中元素化合价均无变化,所以的作用是既不是氧化剂也不是还原剂,答案选c;
④1mol中含有1mol亚铁离子,失去1mol电子,所以根据得失电子守恒和原子守恒可知反应的的化学方程式为:;
(3)
①亚硫酸钠的氧化产物是硫酸钠,被还原成,1mol中含有1mol亚铁离子,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知反应的离子方程式为:;
②离子反应的本质是离子浓度的减小,这说明FeO(OH)更难溶,因此FeOCl的溶解度大于FeO(OH)的溶解度,故答案为:>;
③通过检验洗涤液中是否含有Cl-,来检测器物是否洗涤干净,氯离子可以用硝酸银溶液检验,所以检测器物已洗涤干净的方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,加入稀硝酸和硝酸银的混合液,若无白色沉淀产生,说明无Cl-,说明器物已洗涤干净。
15.(1)
(2) 溶液由黄色变为无色且底部出现红褐色难溶物 不能
(3) 5∶1
(4)0.2
(1)氧化铁的摩尔质量为160g/mol;故答案为160g/mol;
(2)①Fe2+显绿色,Fe3+显黄色,绿色变为黄色,说明Fe2+被氧气氧化成Fe3+,其离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;故答案为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
②往①的试管的溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,发生Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,观察到的现象是溶液由黄色变为无色,且试管底部出现红褐色难溶物;故答案为溶液由黄色变为无色,且试管底部出现红褐色难溶物;
③加入盐酸是足量,①试管溶液中还有盐酸,盐酸能被高锰酸钾溶液氧化,因此不能选用酸性高锰酸钾溶液检验Fe2+,盐酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;故答案为不能;2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(3)①令FeO物质的量为xmol,Fe2O3物质的量为ymol,铁原子、氧原子物质的量之比为7∶8,因此有(x+2y)∶(x+3y)= 7∶8,推出x∶y=5∶1;故答案为5∶1;
②该混合物中+2价与+3价铁的物质的量之比为a∶b,令FeO物质的量为amol,Fe2O3物质的量为mol,该混合物中铁元素的质量分数为=;故答案为;
(4)根据反应方程式可知,CuCl2为氧化产物,FeCl2为还原产物,消耗1molCu时,还原产物与氧化产物质量相差119g,生成的还原产物与氧化产物质量相差11.9g,则消耗0.1molCu,转移电子物质的量为0.2mol,故答案为0.2。
16.(1)C
(2)CaCl2或BaCl2
(3)2∶1
(4) A 收集H2,并检验其纯度
(5)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(6)吸收未反应的水蒸气,干燥H2
II.A处提供水蒸气,B处铁与水蒸气发生反应,C处冷凝水蒸气并防止倒吸,D处干燥氢气,E处氢气还原氧化铜,注意要检验氢气的纯度防止发生爆炸。
(1)NaClO、ClO2、H2O2都具有强氧化性,可以杀菌、消毒,医用酒精也可以杀菌、消毒,原理就是由于它有较强的挥发性,它能够吸收细菌蛋白的水分,使细菌蛋白脱水凝固,从而达到杀死细菌的目的,故原理与其它不同的是医用酒精,故答案为:C;
(2)过氧化钠样品若变质,则样品中含有碳酸钠,故取少量样品溶解,加入氯化钙溶液或氯化钡溶液,若有沉淀,则样品变质,反之,样品未变质,故答案为:氯化钙溶液(或氯化钡溶液);
(3)NaClO2反应生成ClO2属于歧化反应,说明一部分氯元素化合价从+3价升高到+4价,还有一部分氯元素从+3价降低到-1价,根据电子得失守恒和原子守恒,可知该反应的离子方程式为:5ClO+4H+=Cl-+4ClO2↑+2H2O,所以有关系式:5NaClO2~4ClO2,所以生成1molClO2消耗NaClO2的量为1.25mol,故答案为:1.25;
(4)若先点燃B处,铁会与氧气发生反应,所以须先点燃A处;氢气是可燃性气体混有空气会发生爆炸,任何可燃性气体都有爆炸极限,所以点燃E处酒精灯之前应进行的操作是收集H2并检验其纯度,故答案为:A;收集H2并检验其纯度。
(5)装置B中是铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁,反应的方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;
(6)E是氢气还原氧化铜的实验,气体进入E装置前要干燥,否则会有危险,硬质玻璃管可能炸裂,因此D的作用是吸收未反应的水蒸气、干燥H2。
17. 分液漏斗 饱和NaHCO3溶液 防止空气进入C(从而防止Fe2+被氧化) 防止Fe2+被氧化 Fe2++ 2OH−= Fe(OH)2↓ 溶解柠檬酸,降低甘氨酸亚铁的溶液度,使其结晶析出 KSCN 75%
由装置A中盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳气体,由于盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳气体中混有氯化氢,则装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体;利用二氧化碳气体将实验装置中的空气排干净,在进行C装置中的甘氨酸亚铁的制取反应,实验过程中装置C中加入的反应物中含有碳酸亚铁,亚铁离子具有还原性,易被空气中的氧气氧化,影响实验结果,必须将D中导管没入液面以下,防止空气中的氧气进入C装置将亚铁离子氧化。
(1)仪器a为分液漏斗;
(2)由装置A中盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳气体,由于盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳气体中混有氯化氢,则装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体;亚铁离子具有还原性,易被空气中的氧气氧化,影响实验结果,必须将D中导管没入液面以下,防止空气中的氧气进入C装置将亚铁离子氧化;
(3)根据题中表格提供的已知信息,柠檬酸具有强酸性和强还原性,合成过程加入柠檬酸的可促进FeCO3溶解和防止亚铁离子被氧化;
(4)加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6,溶液碱性增强,会导致溶液中的亚铁离子在该条件下直接与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,离子方程式表示为Fe2++ 2OH−= Fe(OH)2↓;
(5)由题目已知信息可知,甘氨酸亚铁难溶于乙醇,柠檬酸易溶于水和乙醇,所以过程II中加入无水乙醇的目的是溶解柠檬酸,降低甘氨酸亚铁的溶液度,使其结晶析出;
(6)检验三价铁离子的试剂为KSCN溶液,加入KSCN,溶液变为血红色,则说明含有Fe3+;
(7)甘氨酸的物质的量为0.2L×1.0mol·L-1=0.2mol ,0.1mol的碳酸亚铁中亚铁离子的物质的量为0.1mol,根据铁原子守恒,0.2mol的甘氨酸和0.1mol的碳酸亚铁理论上生成0.1mol的甘氨酸亚铁,理论上可产生甘氨酸亚铁的质量:204g▪mol−1×0.1mol=20.4g,产品的质量为15.3g,则产率===75%。
18. c 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 还原性、酸性 3:2 KSCN K2FeO4在酸性或中性溶液自身发生氧化还原生成Fe3+ 4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O 79.2%
I.生铁含碳量超过2%,钢的含碳量小于2%,选c;
II.Fe(OH)2和空气中的氧气反应生成红褐色Fe(OH)3,反应的化学反应方程式是4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
III.(1)①在装置A中高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气、水,盐酸中部分氯元素化合价升高生成氯气,部分氯元素化合价不变,所以 HCl显示出来的性质为还原性、酸性;
②次氯酸钾与氢氧化铁在碱性环境中反应生成K2FeO4,次氯酸钾中氯元素化合价由+1降低为-1,次氯酸钾是氧化剂,氢氧化铁中铁元素化合价由+3升高为+6,氢氧化铁是还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2;
(2) Fe3+遇KSCN溶液变红色,所以滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色,可知溶液中含有 Fe3+;K2FeO4在酸性或中性溶液自身发生氧化还原生成Fe3+,并快速产生 O2,所以该离子的产生不能判断一定是由 K2FeO4被Cl-还原而形成的;
(3)①反应中铁元素化合价由+6降低为+3,氧元素化合价由-2升高为0,根据得失电子守恒、电荷守恒,反应离子方程式为4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O;
②0.672L气体(标准状况)的物质的量是0.03mol,根据4FeO+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O,可知高铁酸钾的物质的量是0.04mol,样品中高铁酸钾的质量分数为。
【点睛】本题以高铁酸钾的制备、性质探究、含量测定为载体,考查氧化还原反应、实验探究能力,掌握氧化还原反应规律、离子检验是解题关键,培养学生实验分析评价能力。
19.(1)
(2)4.48L
(3)287g
【解析】(1)
MnO2与浓盐酸混合加热生成氯气,反应的化学方程式;
(2)
,,,根据化学方程式可知,两者反应的物质的量之比是1∶4,浓盐酸过量,反应产生要以为标准,设产物的的物质的量为x,则,,解得,所以产生的气体在标准状况下的体积为;
(3)
反应后的溶液中含有,向反应后的溶液中加入足量的溶液,发生反应,则反应产生沉淀的物质的量,则沉淀质量为。
20. 25:4 0.1≤b≤0.4 NaOH、4g,Na2S、3.9 g 或 Na2S、7.6 g,NaHS、0.3 g
(1)根据硫酸、水的物质的量比计算;
(2)利用“极限法”计算b值;
(3) NaOH溶液通入硫化氢气体,反应后的物质可能有可能是NaOH和Na2S或Na2S和NaHS或者只有NaHS或者只有Na2S,利用讨论法计算分析。
(1)浓硫酸的质量分数为98%,故每100g浓硫酸中含有硫酸98g,物质的量为:=1mol,含有水2g,物质的量为:=mol,故a=,若要把该浓硫酸转化为H2SO4•H2O,则硫酸和水的物质的量比1:1,则需要加入水为18﹣2=16g,故浓硫酸与加入水的质量比为:100:16=25:4;
(2)H2S+H2SO4(浓)→S↓+SO2↑+2H2O①与S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O②,若只发生反应①,那么生成的二氧化硫的物质的量等于加入硫化氢的物质的量,为0.1mol;
若反应①中生成的S单质继续发生反应②,那么生成二氧化硫物质的量为0.4mol,故b的范围是:0.1≤b≤0.4;
(3)50mL 4.0mol/L的NaOH的物质的量为:0.05×4=0.2mol,由于硫化氢被完全吸收,而且氢氧化钠也全部反应,故所得的固体物质可能是NaOH和Na2S或Na2S和NaHS或者只有NaHS或者只有只有Na2S;
(Ⅰ)设所得的固体产物中NaOH为amol,Na2S为bmol,根据钠原子的守恒可有:a+2b=0.2mol ①,40a+78b=7.9g ②,解得a=0.1mol,b=0.05mol,故NaOH的质量m=nM=0.1mol×40g/mol=4g,Na2S的质量m=nM=0.05mol×78g/mol=3.9g;
(Ⅱ)设所得的固体产物中Na2S为amol,NaHS为bmol,根据钠原子的守恒可有:2a+b=0.2mol ①,78a+56b=7.9g ②,解得a=mol,b=mol,故Na2S的质量m=nM=mol×78g/mol=7.6g,NaHS的质量m= 7.9g﹣7.6g=0.3g;
(Ⅲ)设所得的固体产物仅有NaHS,那么NaHS为0.2mol,质量应为:0.2mol×56g/mol=11.2g,不符合题意,故无此情况,
(Ⅲ)设所得的固体产物仅有Na2S,那么Na2S为0.1mol,质量应为:0.1mol×78g/mol=7.8g,不符合题意,故无此情况。
21. 2.24L 2mol/L
Na2O2与水反应生成NaOH和O2,所得溶液为NaOH溶液:,,解得产生气体在标准状况下的体积V=2.24L,NaOH的物质的量n=0.4mol。
(1)产生气体在标准状况下的体积为2.24L,故答案为:2.24L;
(2)所得溶液中溶质的物质的量浓度c==2mol/L,故答案为:2mol/L。
22. H2O H2 2C+O22CO CO+CuOCu+CO2
无色气体E是一种能与血红蛋白结合而使人中毒的有毒气体,所以E是一氧化碳,红色固体G是金属,所以G是铜,而物质间的关系是A通电可以生成B和C,所以A是水,水通电可以生成氢气和氧气,而黑色固体D可以和C在点燃的条件下反应生成CO,故C是氧气,B是氢气,D是碳,黑色固体F能与一氧化碳反应生成铜,则F为氧化铜,氧化铜和一氧化碳除生成铜外还会生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以H是二氧化碳。据此解答。
(1)由分析知:A是H2O,B是H2;
(2)C是氧气,D是碳,C与D反应的化学方程式为2C+O22CO;
(3)E是一氧化碳,F是氧化铜,E与F反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2。
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