章末綜合測評(三)(時間:90分鐘 分值:100分)一、選擇題:本題包括10個小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個選項符合題意。1.下列中國制造的產(chǎn)品主體用料不是金屬材料的是( )世界最大射電望遠鏡中國第一艘國產(chǎn)航母中國大飛機C919世界最長的跨海大橋——港珠澳大橋A.鋼索B.鋼材C.鋁合金D.硅酸鹽解析:選D。世界最大射電望遠鏡主體用料鋼索是金屬材料,故A不符合;中國第一艘國產(chǎn)航母主體用料鋼材屬于合金,是金屬材料,故B不符合;中國大飛機C919主體用料鋁合金是金屬材料,故C不符合;世界最長的跨海大橋——港珠澳大橋主體用料硅酸鹽不是金屬材料,故D符合。2.《本草圖經(jīng)》描述:“綠礬形似樸消(Na2SO4·10H2O)而綠色,取此物置于鐵板上,聚炭,封之囊袋,吹令火熾,其礬即沸,流出,色赤如融金汁者是真也?!毕率稣f法中正確的是( )①綠礬又稱膽礬,化學式為CuSO4·5H2O②綠礬的分解過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)③“色赤”物質(zhì)可能是銅單質(zhì)④流出的液體中可能含有硫酸A.①③B.②④C.②③D.①④解析:選B。①綠礬的化學式為FeSO4·7H2O,而膽礬的化學式為CuSO4·5H2O,故①錯誤;②“色赤”,說明Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,有電子轉(zhuǎn)移,綠礬的分解過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng),故②正確;③根據(jù)題意,整
個過程中不存在銅元素,“色赤”物質(zhì)可能為Fe2O3,故③錯誤;④綠礬分解成Fe2O3、SO2、SO3和水,SO3與水反應(yīng)生成H2SO4,則流出的液體中可能含有H2SO4,故④正確;綜上所述,選項B正確。3.我國醫(yī)學家通過研究發(fā)現(xiàn)小蘇打可去除腫瘤內(nèi)的氫離子,從而快速有效地殺死處于葡萄糖饑餓或缺乏狀態(tài)的腫瘤細胞,為治療原發(fā)性肝癌開辟了新路徑。下列有關(guān)小蘇打的說法錯誤的是( )A.可用于制備蘇打B.可用于糕點生產(chǎn)中C.與H+作用易產(chǎn)生CO2D.可用飽和食鹽水與CO2反應(yīng)制得解析:選D。小蘇打是NaHCO3,其不穩(wěn)定,受熱易分解成碳酸鈉,即2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,故A說法正確;因為碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生二氧化碳,且小蘇打?qū)θ梭w無害,因此可用于糕點生產(chǎn)中,故B說法正確;HCO+H+===H2O+CO2↑,故C說法正確;侯氏制堿法:NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,因缺少氨氣,故D說法錯誤。4.(2021·廣東省選擇考模考)陳述Ⅰ和Ⅱ均正確且具有因果關(guān)系的是( )選項陳述Ⅰ陳述ⅡANa可與水反應(yīng)產(chǎn)生O2Na著火不能用水撲滅B可用鋁槽運輸濃硝酸濃硝酸與Al不反應(yīng)C硅膠用作干燥劑硅膠具有很強的吸水性DFe的金屬性比Cu強不銹鋼水龍頭上的銅部件易發(fā)生電化學腐蝕解析:選C。A.Na可與水反應(yīng)產(chǎn)生H2,陳述Ⅰ錯誤,A與題意不符;B.常溫下,濃硝酸與Al發(fā)生鈍化,不是不反應(yīng),陳述Ⅱ錯誤,B與題意不符;C.硅膠具有很強的吸水性,故硅膠可用作干燥劑,陳述正確,且具有因果關(guān)系,C符合題意;
D.Fe的金屬性比Cu強,則不銹鋼水龍頭上的鐵部件易發(fā)生電化學腐蝕,陳述Ⅱ錯誤,D與題意不符。5.某廠用Na除掉苯中的水分。某次生產(chǎn)誤將甲苯當作苯投進反應(yīng)釜中,由于甲苯中含水量少,最后反應(yīng)釜還殘留大量的Na。下列處理方法更合理、更安全的是( )A.打開反應(yīng)釜,將Na暴露在空氣中與氧氣反應(yīng)B.向反應(yīng)釜通入Cl2,Na在Cl2中燃燒生成NaClC.向反應(yīng)釜加大量H2O,通過化學反應(yīng)“除掉”金屬鈉D.向反應(yīng)釜滴加C2H5OH,并設(shè)置放氣管,排出氫氣和熱量解析:選D。鈉暴露在空氣中會與空氣中的水和氧氣反應(yīng),且鈉與水反應(yīng)放出大量熱,會引起爆炸,故A不合理;鈉在氯氣中燃燒會放出大量的熱,會引起爆炸,故B不合理;鈉與水反應(yīng)放出大量的熱,會引起爆炸,故C不合理;鈉與C2H5OH反應(yīng),反應(yīng)速率相對緩慢,且設(shè)置排氣管,更合理、更安全,故D合理。6.在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶,再加入下列物質(zhì)中的一種:①FeCl3、②Fe2O3、③Cu(NO3)2、④KNO3,銅粉溶解的是( )A.①②B.②④C.①②③D.①②③④解析:選D。Cu與Fe3+作用:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,F(xiàn)e2O3與稀H2SO4反應(yīng)會生成Fe3+,故①②能使銅粉溶解;NO(H+)具有強氧化性,能使銅粉溶解,故③④也能使銅粉溶解。7.已知甲、乙、丙、X是四種中學化學中常見的物質(zhì),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。則甲和X不可能是( )A.甲為C,X為O2B.甲為SO2,X為NaOH溶液C.甲為Fe,X為Cl2
D.甲為AlCl3,X為NaOH溶液解析:選C。A.甲為C,X為O2,則乙為CO,CO繼續(xù)與氧氣反應(yīng)生成CO2,CO2與C反應(yīng):CO2+C2CO,符合轉(zhuǎn)化關(guān)系;B.過量的SO2與氫氧化鈉反應(yīng)生成乙,乙為NaHSO3,NaHSO3與NaOH反應(yīng)生成Na2SO3,Na2SO3與SO2反應(yīng):Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,符合轉(zhuǎn)化關(guān)系;C.無論氯氣過量與否,鐵和氯氣反應(yīng)都生成FeCl3,F(xiàn)eCl3不與Cl2反應(yīng),不符合轉(zhuǎn)化關(guān)系;D.AlCl3與少量NaOH反應(yīng)生成Al(OH)3,因為氫氧化鋁表現(xiàn)兩性,與NaOH繼續(xù)反應(yīng)生成AlO,AlO與AlCl3反應(yīng):3AlO+Al3++6H2O===4Al(OH)3↓,符合轉(zhuǎn)化關(guān)系。8.某白色粉末由兩種物質(zhì)組成,為鑒別其成分進行如下實驗:①取少量樣品加入足量水,仍有部分固體未溶解;再加入足量稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,固體全部溶解;②取少量樣品加入足量稀硫酸,有氣泡產(chǎn)生,振蕩后仍有固體存在。該白色粉末可能為( )A.NaHCO3、Al(OH)3B.AgCl、NaHCO3C.Na2SO3、BaCO3D.Na2CO3、CuSO4解析:選C。A項,樣品中加入足量水NaHCO3溶解,再加入足量稀鹽酸Al(OH)3溶解,HCl與NaHCO3反應(yīng)放出氣體,但樣品中加入足量稀硫酸,不會有固體存在,A項錯誤;B項,樣品中加入足量水NaHCO3溶解,再加入足量稀鹽酸AgCl不溶解,B項錯誤;C項,樣品中加入足量水Na2SO3溶解,再加入足量稀鹽酸BaCO3溶解,產(chǎn)生氣體,加入足量稀硫酸產(chǎn)生CO2和SO2的混合氣體,且產(chǎn)生BaSO4沉淀,C項正確;D項,樣品中加入足量水均溶解,D項錯誤。9.下列關(guān)于“反應(yīng)先后順序”的評價中正確的是( )A.足量銅與一定量濃硫酸加熱反應(yīng),先產(chǎn)生二氧化硫,后產(chǎn)生氫氣B.向Ba(OH)2溶液中通入CO2至過量,先生成白色沉淀,后沉淀溶解C.向NH4Fe(SO4)2溶液中滴加少量NaOH溶液,NH先發(fā)生反應(yīng)
D.向等濃度的FeCl3和CuCl2混合溶液中加入少量Fe粉,Cu2+先被還原解析:選B。銅與濃硫酸加熱反應(yīng)只產(chǎn)生SO2,隨著反應(yīng)進行硫酸濃度變稀,銅與稀硫酸不反應(yīng),故A錯誤;向Ba(OH)2溶液中通入CO2至過量,先生成白色沉淀:CO2+Ba(OH)2===BaCO3↓+H2O,后沉淀溶解:BaCO3+CO2+H2O===Ba(HCO3)2,故B正確;因為Fe3+可以與NH3·H2O發(fā)生反應(yīng)生成NH,所以Fe3+先發(fā)生反應(yīng),故C錯誤;Fe3+的氧化性強于Cu2+,F(xiàn)e3+先被還原,故D錯誤。10.(2021·大慶高三測試)實驗室可以利用鎂粉在加熱條件下與氮氣反應(yīng)制備氮化鎂。用一瓶氮氣樣品(含少量CO2、CO、O2)制備氮化鎂。已知:連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2;CuCl的鹽酸溶液能定量吸收CO且易被O2氧化。下列說法正確的是( )A.裝置連接順序:氮氣樣品→d→c→a→bB.裝置a可以用盛裝濃硫酸的洗氣瓶代替C.若先點燃酒精燈后通入氣體,產(chǎn)品純度降低D.d裝置中的CuCl在除雜中表現(xiàn)還原性解析:選C。A.根據(jù)題意,氯化亞銅的鹽酸溶液易被氧氣氧化,所以先除O2,后除CO,在除CO過程中,發(fā)生反應(yīng):2CuCl+CO+H2O===2Cu+CO2+2HCl,堿石灰的作用是除去CO2、HCl、H2O,裝置連接順序是氮氣樣品→c→d→a→b,故A錯誤;B.濃硫酸不能除去CO2和HCl,故B錯誤;C.若先點燃酒精燈后通入氮氣,空氣中氧氣、二氧化碳與鎂反應(yīng)使產(chǎn)品純度降低,故C正確;D.在除去CO
的過程中,氯化亞銅做氧化劑,表現(xiàn)氧化性,故D錯誤。二、選擇題:本題包括5個小題,每小題4分,共20分。每小題有一個或兩個選項符合題意。11.(2021·泰安一模)下列關(guān)于Fe、Cu、Mg、Al四種金屬元素的說法中正確的是( )A.四種元素的單質(zhì)都能和鹽酸反應(yīng),生成相應(yīng)的鹽和氫氣B.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2固體均不能采用將溶液直接蒸干的方法C.將Mg棒和Al棒作為原電池的兩個電極插入NaOH溶液中,Al棒上發(fā)生氧化反應(yīng)D.鐵銹的主要成分是氧化鐵,銅銹的主要成分是氧化銅解析:選BC。Cu單質(zhì)不與鹽酸反應(yīng),A項錯誤;AlCl3、FeCl3、CuCl2均易水解,生成的HCl易揮發(fā),因此將其溶液直接蒸干后得到對應(yīng)的氫氧化物,B項正確;一般情況下,在原電池中,金屬性強的做負極,但也要根據(jù)電解質(zhì)溶液的實際情況考慮,雖然Mg的金屬性強于Al,但是電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,Mg不與NaOH溶液反應(yīng),而Al與NaOH溶液反應(yīng),所以Al棒做負極,發(fā)生氧化反應(yīng),C項正確;鐵銹的主要成分是氧化鐵,銅銹的主要成分是堿式碳酸銅,D項錯誤。12.(2021·山東六地市聯(lián)考)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實現(xiàn)的是( )A.SSO3H2SO4B.飽和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3C.Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3D.MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO解析:選BD。A項,S與O2反應(yīng)生成SO2,不能直接生成SO3,故A不能實現(xiàn);B項,因NaHCO3溶解度較小,可發(fā)生反應(yīng):NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,碳酸氫鈉不穩(wěn)定,受熱易分解成Na2CO3,故B能實現(xiàn);C項,F(xiàn)eCl3屬于強酸弱堿鹽,F(xiàn)e3+發(fā)生水解,需要在氯化氫的氛圍中加熱FeCl3
溶液才能得到無水FeCl3,故C不能實現(xiàn);D項,Mg(OH)2比Ca(OH)2更難溶,加入石灰乳,發(fā)生反應(yīng):MgCl2+Ca(OH)2===Mg(OH)2+CaCl2,Mg(OH)2受熱分解生成MgO,故D能實現(xiàn)。13.實驗室驗證鈉能與二氧化碳發(fā)生反應(yīng),并確定其產(chǎn)物的裝置如圖所示(已知:PdCl2溶液遇CO能產(chǎn)生黑色的Pd),下列說法錯誤的是( )A.裝置①的儀器還可以制取H2、NH3等氣體B.裝置⑤中澄清石灰水變渾濁后,再點燃酒精燈C.裝置②③中分別盛裝飽和Na2CO3溶液、濃H2SO4D.裝置⑥中有黑色沉淀,發(fā)生的反應(yīng)是PdCl2+CO+H2O===Pd↓+CO2+2HCl解析:選C。裝置①為固體和液體不加熱反應(yīng)制備氣體的裝置,鋅和硫酸反應(yīng)制備氫氣、氧化鈣和濃氨水反應(yīng)制備氨氣都可以用裝置①,A正確;金屬鈉能與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng),因此實驗之前,先用二氧化碳氣體排出裝置內(nèi)的空氣,當看到裝置⑤中澄清石灰水變渾濁后,說明空氣已排盡,再點燃酒精燈,B正確;反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳氣體中混有氯化氫和水蒸氣,因此先用飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫(碳酸鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)),再用濃H2SO4吸收水蒸氣,C錯誤;根據(jù)題給信息可知,PdCl2被CO還原為黑色的Pd,發(fā)生的反應(yīng)為PdCl2+CO+H2O===Pd↓+CO2+2HCl,D正確。14.為了探究金屬M與鹽溶液的反應(yīng),某同學進行了下列實驗,實驗過程及現(xiàn)象如圖所示。結(jié)合實驗現(xiàn)象判斷,該同學得出的下列結(jié)論中正確的是( )
A.向濾液中滴加稀鹽酸的實驗現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀B.濾渣可能是兩種金屬的混合物C.濾渣在足量的稀硝酸中能完全溶解D.加入的金屬M可能是鎂或鈉解析:選C。分析題給實驗過程可知,濾液為(較)活潑金屬M的硝酸鹽溶液,不含有Ag+,向其中滴加稀鹽酸不會產(chǎn)生白色沉淀,A項錯誤;由于Ag或Cu均不能與稀鹽酸反應(yīng),故由題意可知,濾渣中含有Ag、Cu和過量的金屬M,B項錯誤;Ag、Cu和金屬M均能夠溶解在足量的稀硝酸中,C項正確;由于Na能夠與冷水反應(yīng),故金屬M不可能是Na,D項錯誤。15.(2021·蘇州高三模擬)工業(yè)廢棄物的資源化回收再利用,可以更大限度地發(fā)揮原材料的價值。如圖是工業(yè)生產(chǎn)納米磁性氧化鐵的流程:下列說法不正確的是( )A.用Na2CO3溶液浸泡是為了除去廢鐵屑表面的鐵銹B.若生產(chǎn)中不通入N2,暴露在空氣中生產(chǎn),將不能得到高純度產(chǎn)品C.加適量的H2O2是為了將部分Fe2+氧化為Fe3+,涉及反應(yīng):H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2OD.溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度比為2∶1解析:選AD。A項,Na2CO3溶液水解顯堿性,浸泡廢鐵屑可以使表面的油脂水解除去,但不能除去表面的鐵銹,故A錯誤;B項,廢鐵屑被稀硫酸溶解生成硫酸亞鐵,生成的亞鐵離子被雙氧水部分氧化生成鐵離子,形成亞鐵離子和鐵離子的混合溶液,若生產(chǎn)中不通入N2,暴露在空氣中生產(chǎn),亞鐵離子會被空氣中
的氧氣氧化成鐵離子,將不能得到高純度四氧化三鐵產(chǎn)品,其中會混入氧化鐵雜質(zhì),故B正確;C項,根據(jù)B項的分析,加適量的H2O2是為了將部分Fe2+氧化為Fe3+,涉及反應(yīng):H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O,故C正確;D項,根據(jù)最終產(chǎn)品為四氧化三鐵,其中Fe2+和Fe3+的數(shù)目比為1∶2,因此溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度比為1∶2,故D錯誤。三、非選擇題:本題包括5個小題,共60分。16.(10分)碳酸氫鈉俗稱“小蘇打”,在生活、生產(chǎn)中用途廣泛。(1)泡沫滅火器中主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,二者混合后發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)生成Al(OH)3和CO2進行滅火,寫出該反應(yīng)的化學方程式:________________________________________________________________________________________________________。(2)Na2O2具有很強的氧化性,其與FeCl2溶液能發(fā)生反應(yīng):Na2O2+FeCl2+H2O―→Fe(OH)3↓+FeCl3+NaCl(未配平)。已知FeCl2的化學計量數(shù)為6,配平上述化學方程式,并標出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是________________。(3)向NaHCO3溶液中加入少許Ba(OH)2固體,忽略溶液體積變化,溶液中c(CO)的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”)。(4)NaHCO3是氨堿法和聯(lián)合制堿法制純堿的中間產(chǎn)物,在濾出小蘇打后,母液提取氯化銨有兩種方法:①通入氨,冷卻、加食鹽,過濾;②不通入氨,冷卻、加食鹽,過濾。對這兩種方法的評價正確的是________(填字母)。a.①析出的氯化銨純度更高b.②析出的氯化銨純度更高c.①的濾液可直接循環(huán)使用d.②的濾液可直接循環(huán)使用
解析:(1)根據(jù)題意,NaHCO3與Al2(SO4)3發(fā)生相互促進的水解反應(yīng),其化學方程式為Al2(SO4)3+6NaHCO3===2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4。(2)Na2O2具有強氧化性,做氧化劑,F(xiàn)e2+具有還原性,做還原劑,Na2O2中O元素共降低2價,F(xiàn)e2+→Fe3+升高1價,最小公倍數(shù)為2,題中給出FeCl2的化學計量數(shù)為6,則Na2O2的化學計量數(shù)為3,根據(jù)原子守恒配平其他,即化學方程式為3Na2O2+6FeCl2+6H2O===4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl,電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目是===4Fe(OH)3↓+2FeCl3+6NaCl;該反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物是FeCl3和Fe(OH)3。(3)Ba(OH)2少量,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ba2++2OH-+2HCO===BaCO3↓+2H2O+CO,NaHCO3的電離方程式為NaHCO3===Na++HCO,因此加入少許Ba(OH)2固體,溶液中c(CO)增大。(4)濾出小蘇打后,母液里有NH4Cl和NaHCO3,①中通入氨,增加c(NH),再加入食鹽,使NH4Cl析出,然后過濾,氯化銨的純度較高,故a說法正確;②中析出的NH4Cl中含有較多的NaCl,氯化銨的純度較低,故b說法錯誤;①中濾液還有較多的NH3,不能直接循環(huán)使用,故c說法錯誤;②中濾液中含有較多NaCl,可以直接循環(huán)使用,故d說法正確。答案:(1)6NaHCO3+Al2(SO4)3===2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4(2)===4Fe(OH)3↓
+2FeCl3+6NaCl Fe(OH)3和FeCl3(3)增大 (4)ad17.(12分)中學常見單質(zhì)A、B和甲、乙、丙三種化合物有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物未列出)。單質(zhì)A常作為食品包裝材料,甲是兩性氧化物。根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系回答:(1)寫出下列物質(zhì)的化學式:A________________,乙________________。(2)寫出單質(zhì)A與Fe2O3反應(yīng)的化學方程式:______________________________,利用該反應(yīng)的原理,可用于________________________________。(3)用單質(zhì)A做成的容器可以儲存和運輸濃硫酸的原因是________________________________________________________________________。(4)寫出反應(yīng)①的離子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)工業(yè)上冶煉下列物質(zhì)通常不采用電解法的是________(填字母,下同)。a.Nab.Mgc.Fed.Ag(6)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應(yīng)實驗,需要的試劑還有________。a.KClb.KClO3c.MnO2d.Mg解析:(1)根據(jù)圖示可以得到A為金屬Al,乙是金屬Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)得到的化合物,故為NaAlO2。(2)單質(zhì)A與Fe2O3發(fā)生的是鋁熱反應(yīng),故化學方程式為2Al+
Fe2O3Al2O3+2Fe,鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用有焊接鋼軌等。(3)常溫下金屬鋁遇到濃硫酸會發(fā)生鈍化,故可用金屬鋁容器儲存和運輸濃硫酸。(5)冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al,一般用電解熔融的氯化物(Al是電解熔融的Al2O3)制得;熱還原法用于冶煉較不活潑的金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu,常用還原劑有C、CO、H2等;熱分解法冶煉不活潑的金屬Hg、Ag,用加熱分解氧化物的方法制得。(6)鋁熱反應(yīng)需要引發(fā)劑引發(fā)高溫反應(yīng),用少量氯酸鉀和鎂條引發(fā),點燃鎂條燃燒放熱,使氯酸鉀分解生成氧氣助燃,引發(fā)反應(yīng)所需要的溫度。答案:(1)Al NaAlO2(2)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 焊接鋼軌(3)常溫下Al單質(zhì)遇濃硫酸發(fā)生鈍化(4)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑(5)cd (6)bd18.(12分)銅是生物體必需的微量元素,也是人類最早使用的金屬之一。銅的生產(chǎn)和使用對國計民生各個方面都產(chǎn)生了深遠的影響。(1)寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的化學方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)為了保護環(huán)境和節(jié)約資源,通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出廢舊印刷電路板中的銅,最終實現(xiàn)銅的回收利用。寫出溶出銅的離子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)工業(yè)上以黃銅礦為原料,采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,該反應(yīng)的氧化劑是______________________;當生成19.2gCu時,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子為________mol。(4)某研究性學習小組用“間接碘量法”測定某試樣(不含能與I-反應(yīng)的氧化性雜質(zhì))中CuSO4·5H2O的含量。取ag試樣配成100mL溶液,每次取25.00mL,滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。寫出該反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________________________。繼續(xù)滴加KI溶液至沉淀不再產(chǎn)生,溶液中的I2用硫代硫酸鈉標準溶液滴定,發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,平均消耗cmol/L的Na2S2O3溶液VmL。則試樣中CuSO4·5H2O的質(zhì)量分數(shù)為________________。解析:(1)Cu與稀硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO、H2O。(2)該反應(yīng)的離子方程式為Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O。(3)該反應(yīng)中Cu元素的化合價降低,氧化劑為Cu2O和Cu2S;每生成1molCu轉(zhuǎn)移1mol電子,故生成19.2g(0.3mol)Cu時,轉(zhuǎn)移0.3mol電子。(4)根據(jù)2Cu2++4I-===2CuI↓+I2、I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6可得關(guān)系式:Cu2+~Na2S2O3,則試樣中CuSO4·5H2O的質(zhì)量為cmol/L×V×10-3L×250g/mol×=cVg,故其質(zhì)量分數(shù)為×100%。答案:(1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2)Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O(3)Cu2O和Cu2S 0.3(4)2Cu2++4I-===2CuI↓+I2 ×100%19.(12分)碳酸亞鐵(白色固體,難溶于水)是一種重要的工業(yè)原料,可用于制備補血劑乳酸亞鐵,也可用作可充電電池的電極。某研究小組通過下列實驗,尋找利用復(fù)分解反應(yīng)制備FeCO3沉淀的最佳方案:
實驗試劑現(xiàn)象滴管試管0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)1mol/LNa2CO3溶液(pH=11.9)實驗Ⅰ:立即產(chǎn)生灰綠色沉淀,5min后出現(xiàn)明顯的紅褐色0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)實驗Ⅱ:產(chǎn)生白色沉淀及少量無色氣泡,2min后出現(xiàn)明顯的灰綠色0.8mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0)1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)實驗Ⅲ:產(chǎn)生白色沉淀及無色氣泡,較長時間保持白色(1)實驗Ⅰ中紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因可用如下反應(yīng)表示,請補全反應(yīng):Fe2++____+____+H2O===Fe(OH)3↓+HCO(2)實驗Ⅱ中產(chǎn)生FeCO3的離子方程式為________________________________。(3)為了探究實驗Ⅲ中NH所起的作用,甲同學設(shè)計了實驗Ⅳ進行探究:操作現(xiàn)象實驗Ⅳ向0.8mol/LFeSO4溶液中加入①________________,再加入Na2SO4固體配制成混合溶液(已知Na+對實驗無影響,忽略混合后溶液體積變化)。再取該溶液一滴管,與2mL1mol/LNaHCO3溶液混合與實驗Ⅲ現(xiàn)象相同實驗Ⅳ中加入Na2SO4固體的目的是②____________________________。對比實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,甲同學得出結(jié)論:NH水解產(chǎn)生H+,降低溶液pH,減少了副產(chǎn)物Fe(OH)2的產(chǎn)生。乙同學認為該實驗方案不夠嚴謹,應(yīng)補充的對比實驗操作是③________________________________________,再取該溶液一滴管,與2mL1mol/LNaHCO3溶液混合。
(4)小組同學進一步討論認為,定性實驗現(xiàn)象并不能直接證明實驗Ⅲ中FeCO3的純度最高,需要利用如圖所示的裝置進行定量測定。分別將實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的沉淀進行過濾、洗滌、干燥后稱量,然后轉(zhuǎn)移至A處的廣口瓶中。為測定FeCO3的純度,除樣品總質(zhì)量外,還需測定的物理量是____________________。(5)實驗反思:經(jīng)測定,實驗Ⅲ中FeCO3的純度高于實驗Ⅰ和實驗Ⅱ。通過以上實驗分析,制備FeCO3實驗成功的關(guān)鍵因素是____________________。解析:(1)Fe2+被氧氣氧化為鐵離子,鐵離子與碳酸根離子發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)生成Fe(OH)3;根據(jù)電子得失守恒:Fe2+→Fe(OH)3,鐵元素化合價升高1價,O2→2O2-,氧元素化合價降低4價,因此Fe2+、Fe(OH)3的化學計量數(shù)為4,氧氣的化學計量數(shù)為1,再根據(jù)電荷守恒,CO和HCO的化學計量數(shù)為8,最后再根據(jù)原子守恒,水的化學計量數(shù)為10,配平如下:4Fe2++8CO+O2+10H2O===4Fe(OH)3↓+8HCO。(2)根據(jù)實驗現(xiàn)象可知,亞鐵離子與碳酸氫根離子反應(yīng),生成FeCO3和CO2,離子方程式為Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O。(3)①探究同一酸性環(huán)境下的銨根離子的作用,因此要用稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH=4.0。②為了保證溶液中的硫酸根離子濃度與實驗Ⅲ一致,向溶液中加入硫酸鈉來控制SO濃度。③為了增強實驗的嚴謹性,還應(yīng)補充對比實驗,操作是向0.8mol/LFeSO4溶液中加入Na2SO4固體至c(SO)=1.6mol/L,排除SO對實驗的影響,這樣結(jié)論
更準確。(4)碳酸鐵和稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳氣體,水蒸氣被濃硫酸吸收后,堿石灰吸收二氧化碳氣體,通過測定C中U形管的增重,測出反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳氣體的質(zhì)量,最后根據(jù)反應(yīng)關(guān)系來確定FeCO3的純度。(5)通過以上實驗分析可知,溶液的pH不同,生成FeCO3的純度不同,因此制備FeCO3實驗成功的關(guān)鍵因素是控制溶液pH。答案:(1)4 8CO 1O2 10 4 8(8CO與1O2位置可互換)(2)Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O(3)①稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH=4.0?、诳刂芐O濃度與實驗Ⅲ一致③向0.8mol/LFeSO4溶液中加入Na2SO4固體至c(SO)=1.6mol/L(4)C中U形管的增重(5)控制溶液pH20.(14分)(2021·天津紅橋區(qū)模擬)Ⅰ.鐵是生產(chǎn)、生活及生命中的重要元素。(1)血紅蛋白(Hb)中的鐵元素呈正二價,能與O2分子結(jié)合成氧合血紅蛋白(HbO)從而有輸送氧的能力。NaNO2因具有氧化性能使血紅蛋白喪失與O2結(jié)合的能力。藥品美藍是其有效的解毒劑,解毒時美藍發(fā)生__________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。(2)現(xiàn)有一瓶放置了一段時間的某濃度的FeCl2溶液,請設(shè)計實驗檢驗其中是否含有Fe3+:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)普通鐵粉與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成鐵的某種氧化物和氫氣,該氧化物和氫氣在高溫下發(fā)生逆反應(yīng)得到“引火鐵”。若一定量的普通鐵粉和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成44.8LH2(已換算到標準狀況下),則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為________;“引
火鐵”是一種極細的鐵粉,它在空氣中可以自燃,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.化合物M是某種具有磁學性質(zhì)的新型電子材料的主要成分,由兩種元素組成。為了研究其組成,設(shè)計如下實驗:已知,氣體甲可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。請回答:(4)M的化學式為____________,氣體甲的電子式為____________。(5)白色沉淀乙在空氣中變成紅褐色沉淀丙的原因是________________________________________________________________________(用化學方程式表示)。(6)高溫條件下,丁與甲反應(yīng)生成兩種單質(zhì)和水,該反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________________________。解析:Ⅰ.(1)NaNO2因具有氧化性能使血紅蛋白喪失與O2結(jié)合的能力,原理是NaNO2氧化了血紅蛋白中的二價鐵,藥品美藍是其有效的解毒劑,這說明該物質(zhì)具有還原性,因此解毒時美藍發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)標準狀況下44.8LH2的物質(zhì)的量為2mol,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為4NA;“引火鐵”表面積很大,加快了與氧氣的反應(yīng)速率,因此在空氣中可以自燃。Ⅱ.(4)氣體甲可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,則氣體甲為氨,說明化合物M中含有氮元素;白色沉淀乙紅褐色沉淀丙,說明化合物M中含有鐵元素;紅褐色沉淀丙固體丁(14.40g),固體丁為氧化鐵,M由鐵、氮兩種元素組成,氧化鐵的質(zhì)量為14.40g,則鐵元素的質(zhì)量為
14.40g×=10.08g,氮元素的質(zhì)量為10.71g-10.08g=0.63g,鐵、氮兩種元素的物質(zhì)的量之比為mol∶mol=4∶1,所以M的化學式為Fe4N。(5)白色沉淀乙是氫氧化亞鐵,在空氣中被氧氣氧化為紅褐色氫氧化鐵沉淀。答案:Ⅰ.(1)氧化(2)取少量待測液于試管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈紅色,說明原溶液中有Fe3+,反之則沒有(3)4NA “引火鐵”表面積很大,加快了與氧氣的反應(yīng)速率Ⅱ.(4)Fe4N (5)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(6)Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O