哈尔滨师范大学附属中学高中化学必修一第三章《铁金属材料》基础练习(含答案)
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一、选择题
1.铝具有较强的抗腐蚀性能,主要是因为 A .与氧气在加热时才反应
B .铝性质不活泼,不与任何物质反应
C .铝表面能形成一层氧化膜,氧化膜对其起保护作用
D .铝和酸不反应 答案:C 【分析】
铝性质活泼,铝有较强的抗腐蚀性能是由于在表面生成一层致密的氧化物膜。
【详解】
通常情况下铝很耐腐蚀,这是因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应,使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化,C 项正确; 答案选C 。
2.只用一种试剂,可区别Na 2CO 3、AlCl 3、NH 4NO 3、MgSO 4四种溶液,这种试剂是 A .HCl B .BaCl 2
C .NaOH
D .AgNO 3
答案:C 【分析】
分别向四种溶液中加入NaOH 溶液,有刺激性气味的气体产生的原溶液是NH 4NO 3溶液,立即有白色沉淀生成且不溶解的原溶液是MgSO 4溶液,开始时有白色沉淀生成,随着NaOH 溶液的增多,沉淀溶解的是AlCl 3溶液,无明显变化的是Na 2CO 3溶液。
【详解】
A .加入HCl ,只有Na 2CO 3反应产生气体,其余三种物质都不反应,无法鉴别,A 错误;
B .加入BaCl 2溶液,Na 2CO 3反应产生BaCO 3白色沉淀;MgSO 4反应生成BaSO 4白色沉淀,二者现象相同无法鉴别;AlCl 3、NH 4NO 3都不能发生反应,也无法鉴别,B 错误;
C .分别向四种溶液中加入NaOH 溶液,有刺激性气味的气体产生的原溶液是NH 4NO 3溶液,立即有白色沉淀生成且不溶解的原溶液是MgSO 4溶液,开始时有白色沉淀生成,随着NaOH 溶液的增多,沉淀溶解的原溶液是AlCl 3溶液,无明显变化的是Na 2CO 3溶液,四种溶液实验现象不同,能够鉴别,C 正确;
D .加入AgNO 3溶液,Na 2CO 3产生Ag 2CO 3白色沉淀;AlCl 3产生AgCl 白色沉淀;MgSO 4产生Ag 2SO 4白色沉淀,只有NH 4NO 3不反应无选项,三种溶液都产生白色沉淀,现象相同,无法鉴别,D 错误; 故合理选项是C 。
3.下列物质间的转化均能一步实现的是
A .浓盐酸(aq)−−→Cl 2(g)石灰水
−−−→“84”消毒液(aq) B .NaOH(aq)2CO (g)−−−→NaHCO 3(aq)NaOH(aq)−−−−→Na 2CO 3(aq)
C .−−−→−−−→22
Cl (g)Cl (g)
23点燃
Fe(s)FeCl (s)FeCl (s)
D.Al(OH)3(s)HCl(aq)
−−−→AlCl3(aq)3NH(aq)
−−−−→NH4AlO2(aq)
答案:B
【详解】
A.Cl2(g)与石灰水制取的为漂白粉,而“84”消毒液(aq)为次氯酸钠溶液,A与题意不符;
B. NaOH(aq)与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠,NaHCO3(aq)与NaOH反应生成碳酸钠,均可一步实现,B符合题意;
C.Fe(s)和氯气反应生成氯化铁,不能生成FeCl2(s),C与题意不符;
D.AlCl3(aq)与一水合氨只能生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,D与题意不符;
答案为B。
4.某FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量浓度之比为
4∶2∶1,向其中加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量浓度之比变为1:1∶2,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为
A.1∶4B.1∶3C.1∶2D.3∶2
答案:A
【分析】
根据氧化性顺序:Fe3+>Cu2+可知,溶液中加入适量铁粉,发生的反应可以是:
Fe+2Fe3+=3Fe2+,Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,原Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量浓度之比为4∶2∶1,加入铁粉后使溶液中三种离子的物质的量浓度之比变为1:1∶2,说明Fe3+有剩余,则
Cu2+未参与反应,铁粉只与Fe3+发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+,据此分析解答。
【详解】
根据上述分析可设原Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量分别为4mol、2mol、1mol,由反应以后的物质的量浓度关系可知,反应后三者的物质的量分别变为2mol、2mol、4mol,即反应消耗的Fe3+的物质的量为4mol-2mol=2mol,生成的Fe2+为4mol-1mol=3mol,根据方程式
Fe+2Fe3+=3Fe2+可知,消耗的铁粉为1mol,所以参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1mol:4mol=1:4,A项符合题意。
答案选A。
5.向下列四种铁的化合物分别投入到稀盐酸中,再滴入KSCN溶液,观察到溶液颜色没有明显变化的是
A.FeO B.Fe3O4C.Fe2O3D.FeCl3
答案:A
【详解】
A.FeO溶于盐酸生成亚铁离子,与硫氰化钾不反应,故没有明显变化,故A正确;B.Fe3O4溶于盐酸反应生成亚铁离子和铁离子,铁离子遇到硫氰化钾显示红色,故B错误;
C. Fe2O3溶于盐酸反应生成铁离子,铁离子遇到硫氰化钾显示红色,故C错误;D.FeCl3中铁离子遇到硫氰化钾显示红色,故D错误。
故选A 。
6.下列离子反应方程式书写正确的是
A .大理石与稀醋酸反应:CaCO 3+2H +=Ca 2++ H 2O+CO 2↑
B .向饱和碳酸钠溶液中通入过量 CO 2:23CO -
+CO 2+H 2O=23HCO -
C .10 mL 0.1 mol/LFeBr 2溶液中通入足量(标准状况下)的Cl 2:2Fe 2++4Br -+3Cl 2=2Fe 3++2Br 2+6Cl -
D .FeCl 3溶液中滴加KSCN 溶液:Fe 3++3SCN -=Fe(SCN)3↓ 答案:C 【详解】
A .大理石与稀醋酸反应,因为醋酸为弱酸,所以醋酸应以化学式表示,离子方程式:CaCO 3+2CH 3COOH=Ca 2++2CH 3COO -+ H 2O+CO 2↑,A 不正确;
B .向饱和碳酸钠溶液中通入过量 CO 2,生成NaHCO 3沉淀,离子方程式:2Na ++23CO -
+CO 2+H 2O=2NaHCO 3↓,B 不正确;
C .向FeBr 2溶液中通入足量Cl 2,生成FeCl 3和Br 2,离子方程式:2Fe 2++4Br -+3Cl 2=2Fe 3++2Br 2+6Cl -,C 正确;
D .FeCl 3溶液中滴加KSCN 溶液,生成Fe(SCN)3的血红色溶液,离子方程式为:Fe 3++3SCN -=Fe(SCN)3,D 不正确; 故选C 。
7.制取纯净的氯化铜晶体(CuCl 2·2H 2O)的生产过程如图所示。
将含CuCl 2和少量FeCl 2的酸性(pH=2)废液按下列步骤进行提纯,已知金属阳离子开始沉淀和完全沉淀的pH 如表所示。
下列说法正确的是
金属阳离子. 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe 3+ 1.9 3.2 Cu 2+
4.7
6.7
A .氧化剂X 可以选用KMnO 4
B .物质Y 可以选用Cu 2(OH)2CO 3
C .沉淀Z 为铁锈的主要成分Fe(OH)3
D .将滤液直接蒸发可以获得纯净的CuCl 2·2H 2O 答案:B 【详解】
A.若氧化剂X选用KMnO4,会引入杂质离子Mn2+,A错误;
B.物质Y用于调节溶液的pH便于铁离子沉淀完全而铜离子不沉淀,但不能引入其它杂质离子,故可以选用Cu2(OH)2CO3,B正确;
C.沉淀Z的主要成分为Fe(OH)3,铁锈为的主要成分为氧化铁,C错误;
D.CuCl2·2H2O含结晶水,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶可以获得纯净的CuCl2·2H2O,不能选用蒸发结晶,D错误;
答案选B。
8.下列各项不能用互滴法鉴别的是
A.AlCl3 NaOH MgCl2 NaCl B.NaAlO2 NaHSO4 BaCl2 MgCl2
C.AlCl3 NaOH H2SO4 KCl D.NaHCO3 H2SO4 NaCl KCl
答案:D
【详解】
A.AlCl3中滴加NaOH至过量先产生白色沉淀,后沉淀溶解,NaOH中滴加AlCl3至过量先产生白色沉淀且立即溶解,最终产生沉淀,MgCl2滴加NaOH至过量至产生白色沉淀,沉淀不溶解,NaOH滴加MgCl2至过量至产生白色沉淀,沉淀不溶解,NaCl滴入NaOH溶液中无明显现象,故能互滴鉴别开来,A不合题意;
B.NaAlO2中滴加NaHSO4先产生白色沉淀,后沉淀溶解,NaHSO4中滴加NaAlO2先产生白色沉淀且立即溶解,最终产生沉淀,BaCl2中滴入NaHSO4产生白色沉淀,且不溶解,NaHSO4中滴入BaCl2产生白色沉淀,且不溶解,MgCl2中滴入NaHSO4无明显现象,MgCl2中滴入NaAlO2产生白色沉淀且不溶解,故能互滴鉴别开来,B不合题意;C.AlCl3中滴加NaOH至过量先产生白色沉淀,后沉淀溶解,NaOH中滴加AlCl3至过量先产生白色沉淀且立即溶解,最终产生沉淀,将产生的白色沉淀滴加另两种试剂,能溶解的是H2SO4,另一为KCl,故能互滴鉴别开来,C不合题意;
D.NaHCO3中滴加H2SO4和 H2SO4中滴加NaHCO3现象均为立即产生大量的气泡,NaHCO3、H2SO4和 NaCl 、KCl互滴均无明显现象,故不能互滴鉴别,D符合题意;
故答案为:D。
9.将0.01molNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸。
下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是
A.B.
C.D.
答案:C
【详解】
0.01molNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液,溶质为0.01molNaOH和0.01mol Na2CO3,向溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,先与NaOH反应,消耗盐酸0.1L,再发生
Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,消耗盐酸0.1L;再滴加盐酸则有二氧化碳气体产生,当消耗盐酸0.3L时,碳酸氢钠完全反应,答案为C。
10.下列实验的现象与对应结论都正确的是
A.A B.B C.C D.D
答案:A
【详解】
A.向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,产生白色沉淀,沉淀为氢氧化铝,则AlO-
结合
2
H+的能力比CO2-
强,A正确;
3
B.蘸有浓氨水的玻璃棒靠近X,有白烟产生,X可能是浓盐酸或浓硝酸,B错误;C.向某溶液中滴加几滴FeCl3溶液溶液变红,溶液中含有SCN-,C错误;
D.钠元素的焰色反应为黄色,玻璃棒中含Na元素,则用玻璃棒蘸取某溶液做焰色反应实验,火焰呈黄色不能说明该溶液中含有钠元素,D错误;
答案为A。
11.铝是一种重要的金属,下图是工业生产中利用铝土矿(成分为氧化铝、氧化铁)制取铝的流程。
下列说法正确的是
A .操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台
B .向铝土矿中加入试剂1为NaOH 溶液,离子方程式为Al 2O 3+6OH -=2Al (OH)3↓+3H 2O
C .NaOH 在生产过程中可以循环使用
D .将等质量的铝与足量的盐酸或氢氧化钠溶液反应,产生氢气的物质的量不相同 答案:C 【分析】
铝土矿中含有氧化铝和氧化铁,根据氧化铝可溶于NaOH 溶液而氧化铁不溶于NaOH 溶液,又因为水蒸气的温度高,通入水蒸气可以加快反应速率,则试剂1为NaOH 溶液,向铝土矿中加入NaOH 溶液并通入水蒸气,发生反应Al 2O 3+2OH -=22AlO -
+H 2O ,氧化铁不溶于NaOH 溶液,操作Ⅰ为过滤,得到溶液B 为NaOH 、NaAlO 2的混合溶液,沉淀C 为Fe 2O 3;向溶液B 中通入CO 2,发生反应22AlO -
+CO 2+3H 2O =2Al (OH)3↓+23CO -
、2OH -+CO 2=23CO -
+H 2O ,操作Ⅱ为过滤,经过滤得到Al (OH)3沉淀和Na 2CO 3溶液,向Na 2CO 3溶液中加入CaO ,发生反应Na 2CO 3+CaO+H 2O=2NaOH+CaCO 3↓,操作Ⅲ为过滤,经过过滤将NaOH 溶液循环利用;将Al (OH)3加热得到Al 2O 3,电解熔融Al 2O 3得到Al 。
【详解】
A .操作I 、II 、III 均为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,铁架台不是玻璃仪器,故A 错误;
B .由上述分析可知,向铝土矿中加入的试剂1为NaOH 溶液,发生反应的离子方程式为:Al 2O 3+2OH -=22AlO -
+H 2O ,故B 错误;
C .由上述分析可知,NaOH 在生产过程中可以循环使用,故C 正确;
D .铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应生成氯化铝、偏铝酸钠,铝元素化合价均从0价升高到+3价,H 元素化合价从+1价降低到0价,根据得失电子守恒,有:2Al~3H 2,则将等质量的铝与足量的盐酸或氢氧化钠溶液反应时,产生氢气的物质的量一定相同,故D 错误; 答案选C 。
12.由下列实验及现象不能推出相应结论的是
实验 结论
A.A B.B C.C D.D
答案:A
【详解】
NO具有氧化性,可将Fe2+氧化为A.将 Fe(NO3)2样品溶于稀 H2SO4,酸性条件下,-
3
Fe3+,滴加 KSCN 溶液观察到溶液变红,不能说明Fe(NO3)2样品已氧化变质了,故A错误;
B.Na与二氧化碳反应生成碳酸钠和C,则集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生,二氧化碳具有氧化性,故B正确;
C.过氧化钠溶于水的溶液中加入少量的二氧化锰粉末,立即产生大量气泡,生成的大量气体为氧气,证明过氧化钠与水反应的溶液中存在双氧水,故C正确;
D.向 NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色,发生的反应为2Br-+Cl2=2Cl-+Br2,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性,则还原性:Br->Cl-,故D正确;
答案选A。
13.根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
A.A B.B C.C D.D
答案:D
【详解】
A.向某钠盐中滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液,品红溶液褪色,说明生成了二氧化硫或者氯气,除了Na2SO3或NaHSO3外,还有硫代硫酸钠与盐酸反应产生二氧化硫,也可能是次氯酸钠与盐酸反应产生氯气,故A错误;
B.向某无色溶液中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,若溶液中含有 ,也有此现象,故B错误;
SO2
3
C.向NH3•H2O溶液中滴加少量AgNO3溶液,无明显现象,是因为NH3•H2O和AgNO3反应生成氢氧化银后,氢氧化银和氨水继续反应生成了能溶于水的氢氧化二氨合银,故C错误;
D.向某溶液中滴入几滴K4[Fe(CN)6]溶液,无现象,再滴入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液褪色并产生蓝色沉淀,说明高锰酸钾氧化亚铁离子生成了铁离子,即溶液中存在Fe2+,故D正确;
故选D。
14.下列实验方案能够达到目的的是
答案:BC
【详解】
A.氯气与碱石灰能够发生化学反应,因此不能用碱石灰除去氯气中的水蒸气,故A不选;
B.Al能与NaOH溶液反应,而铁不能,用氢氧化钠溶液溶解后过滤可以除去Fe粉中混有的Al,故B选;
C.向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸,碳酸钠先与稀盐酸反应生成碳酸氢钠,无气体产生,加入一定量盐酸后,继续加入稀盐酸才会有二氧化碳气体放出;而向碳酸氢钠溶液中
逐滴加入稀盐酸,立即反应生成二氧化碳气体,现象不同,可以鉴别,故C 选; D .向溶液中先加氯水,会将Fe 2+氧化生成Fe 3+,再加入KSCN 溶液,溶液一定变红,应该先加入KSCN 溶液,溶液不变红,再加入氯水,溶液变红,实验方案不正确,故D 不选; 故选BC 。
15.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A .饱和NaCl(aq)2CO →足量NaHCO 3Δ
−−
→Na 2CO 3 B .Fe 2
O →煅烧Fe 2O 32
H O
−−−
→ Fe(OH)3 C .Na →空气
Na 2O 2
Δ
O →Na 2O 2
D .Cl 2(g)2
Ca(OH)
−−−−
→Ca(ClO)22
SO →足量HClO 答案:C 【详解】
A .HCl 酸性强于碳酸,饱和氯化钠溶液中通入足量二氧化碳不能得到碳酸氢钠,A 不能实现;
B .Fe 在氧气煅烧生成四氧化三铁,不能得到氧化铁,氧化铁不能和水反应生成氢氧化铁,B 不能实现;
C .Na 在空气中不加热变为氧化钠,氧化钠和氧气加热反应生成过氧化钠,C 能实现;
D .氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,次氯酸钙、次氯酸均有强氧化性,二氧化硫有还原性,足量二氧化硫通入次氯酸钙溶液不可能生成HClO ,D 不能实现。
答案选C 。
二、填空题
16.化学方法在文物保护中有重要作用,某博物馆修复出土铁器的部分过程如下: (1)检测锈蚀产物主要成分的化学式为Fe 3O 4、Fe 2O 3•H 2O 、FeO(OH)、FeOCl ,由产物可推测,铁器可能与__(填2种反应物化学式)发生反应而被腐蚀。
(2)分析认为,铁经过了如下腐蚀循环: Ⅰ.Fe 转化为Fe 2+;
Ⅱ.Fe 2+在自然环境中形成FeO(OH);
Ⅲ.FeO(OH)和Fe 2+反应形成致密的Fe 3O 4保护层; Ⅳ.Fe 3O 4保护层被氧化为FeO(OH),如此往复腐蚀。
①FeOCl中铁的化合价为__;上述反应中是氧化还原反应的为__(填序号)。
②FeO(OH)和Fe2+反应的离子方程式为__。
③Ⅳ反应为Fe3O4+O2+H2O→FeO(OH),还原剂为__,每反应1mol还原剂,转移电子
__mol。
答案:O2、H2O+3Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ2FeO(OH)+Fe2+=Fe3O4+2H+Fe3O41
【详解】
(1)铁器在潮湿的环境中和氧气发生电化学腐蚀生成铁锈,铁器在具有氧气、水等环境下容易被腐蚀;根据锈蚀产物主要成分的化学式为Fe3O4、Fe2O3•H2O、FeO(OH)、FeOCl可以推知,铁器可与O2、H2O发生反应而被腐蚀;
(2)①根据化合物中化合价代数和为0的原则,氯元素为-1价,氧元素为-2价,所以FeOCl 中铁的化合价为+3;
Ⅰ.Fe转化为Fe2+,铁元素价态升高;
Ⅱ.Fe2+在自然环境中形成FeO(OH),铁元素的价态升高,发生氧化反应;
Ⅲ.Fe3O4可以看做FeO∙Fe2O3,所以FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层;
铁元素的价态没有改变,不属于氧化还原反应;
Ⅳ.Fe3O4可以看做FeO∙Fe2O3,所以Fe3O4中+2价铁元素升高到+3价,铁元素的价态升高,发生氧化反应;
所以属于氧化还原反应的为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ;
②Fe3O4可以看做FeO∙Fe2O3,所以FeO(OH)和Fe2+反应生成致密的保护膜四氧化三铁,离子方程式为:2FeO(OH)+Fe2+=Fe3O4+2H+;
③物质和氧气发生的反应为氧化还原反应,氧气在反应中做氧化剂,所以Fe3O4做还原剂;根据原子守恒配平方程式为:4Fe3O4+O2+6H2O=12FeO(OH),所以1molO2完全反应转移电子4mol,消耗4molFe3O4,因此,每反应1mol还原剂,转移电子1mol。
17.具备化学学科素养,会提高分析问题和解决问题的能力。
现有化学反应:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
根据上述反应回答下列问题:
(1)该反应物H2C2O4 (草酸)中C的化合价为__________
(2)标准状况下,3.36L CO2所含分子数为________
SO 的物质的量浓度为______
(3) 2L K2SO4溶液中含有15.6g K+,则溶液中2
4
(4)反应中需用0.10mol/L稀硫酸,用浓硫酸配制该浓度稀硫酸过程中,下列操作会导致所配浓度偏高的是______
A.转移时没有洗涤烧杯、玻璃棒 B.未冷却到室温就转移至容量瓶定容
C.摇匀后发现液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线 D.定容时俯视液面
(5) KMnO4是常见的氧化剂,而Fe2+具有还原性.在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液,然后向试管中加入少量FeSO4溶液,可以观察到的现象是_____ 。
当反应结束后,为了检验Fe3+,可以向试管中再滴加2滴_____,观察到的现象是_______。
答案:+30.15N A0.1mol/L BD紫色褪去,溶液变为黄色KSCN溶液溶液变为血红色
【详解】
(1)根据化合物元素化合价的代数和为零,反应物H 2C 2O 4 (草酸)中C 的化合价为+3价;
(2)标准状况下,3.36L CO 2的物质的量为3.36L÷22.4L/mol=0.15mol ,含分子数为0.15N A ;
(3) 15.6g K +的物质的量为0.4mol ,即2L K 2SO 4溶液中含有0.4mol K +,
c (K +)=0.4mol÷2L=0.2mol/L ,n (K +):n (24SO -)=2:1,则c (24SO -)=0.1mol/L ;
(4) A .转移时没有洗涤烧杯、玻璃棒,导致硫酸的物质的量减小,配溶液的浓度偏低,A 与题意不符;
B .未冷却到室温就转移至容量瓶定容,导致溶液的体积偏小,配制溶液的浓度偏高,B 符合题意;
C .摇匀后发现液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线,导致溶液的体积偏大,配制溶液的浓度偏低,C 与题意不符;
D .定容时俯视液面,导致溶液的体积偏小,配制溶液的浓度偏高,D 符合题意; 答案为BD ;
(5) 盛有少量KMnO 4酸性溶液的试管中,溶液颜色为紫色,加入少量FeSO 4溶液,亚铁离子与高锰酸根离子反应生成2价锰离子和铁离子,溶液紫色褪去,变为黄色;铁离子与SCN -反应生成血红色的Fe(SCN)3,可加入KSCN 检验Fe 3+,观察到溶液变为血红色。
18.某同学为探究已保存较长时间的硫酸亚铁药品是否变质。
设计了如下实验方案:
(1)试剂①的主要成分的化学式是_______。
(2)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是_______(用离子方程式表示)。
(3)该同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色原因进行探究。
①提出假设
假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高价态的铁;
假设2:_______。
②设计方案
为了对你所提出的假设2进行验证,请写出一种实验方案_______。
(4)应用拓展
写出实验室保存FeSO 4固体的方法_______。
答案:KSCN 2Fe 2++Cl 2=2Fe 3++2Cl -、Fe 3++3SCN -=Fe(SCN)3 SCN -被过量的氯水氧化 取少量褪色后的溶液于试管中,滴加过量KSCN 溶液,若出现红色,则说明假设2成立,若不出现红色,则说明假设2不成立 密封保存
【详解】
(1) 溶液由浅黄色变为浅红色,证明了Fe 3+的存在,所以试剂①的主要成分的化学式是KSCN ;
(2) 溶液中含有Fe 2+,加入氯水后,Fe 2+被氧化为Fe 3+,使溶液红色加深,其离子方程式
为:2322Fe Cl 2Fe 2Cl ++-+=+、()33Fe 3SCN Fe SCN +-+=;
(3)①加入氯水颜色褪去,氯水具有还原性,所以可能原因是:SCN -被过量的氯水氧化;②假设2是SCN -被过量的氯水氧化,溶液中还存在Fe 3+,只要加入KSCN 溶液即可验证假设2是否成立,实验方案为:取少量褪色后的溶液于试管中,滴加过量KSCN 溶液,若出现红色,则说明假设2成立,若不出现红色,则说明假设2不成立;
(4)FeSO 4中Fe 是+2价,易被氧化,因此保存FeSO 4应密封保存。
19.(1)实验室欲用NaOH 固体配制1.0mol·L -1的NaOH 溶液240mL :配制溶液时,一般可以分为以下几个步骤:①称量②计算③定容④溶解⑤转移⑥洗涤其正确的操作顺序为__。
(2)将40gNaOH 配成2L 溶液,其物质的量浓度为__mol/L 。
(3)FeCl 3溶液中有少量的FeCl 2杂质:除杂时发生的离子方程式__。
(4)钠投入水中发生反应的方程式___。
如将2.3g 钠投入水中,充分反应生成的NaOH 的物质的量为___mol ,生成氢气的体积标准状况下为___L ,该反应的氧化剂是___。
答案:②①④⑤⑥③ 0.5 2322Fe
Cl 2Fe 2Cl ++-+=+ 2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑ 0.1 1.12 水
【详解】
(1)实验室欲用NaOH 固体配制1.0mol·L -1的NaOH 溶液240mL ,配制溶液时,操作顺序为计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀;
(2) 40gNaOH 的物质的量是
40g 1mol 40g/mol =,将40gNaOH 配成2L 溶液,其物质的量浓度为1mol 2L
=0.5mol/L ; (3)FeCl 3溶液中有少量的FeCl 2杂质,除杂时通入氯气,发生反应的离子方程式
2322Fe Cl 2Fe 2Cl ++-+=+;
(4)钠投入水中,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,发生反应的化学方程式
2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑。
2.3g 钠的物质的量是 2.3g 0.1mol 23g/mol
=,根据钠元素守恒,将2.3g 钠投入水中,充分反应生成的NaOH 的物质的量为0.1mol ,生成氢气的物质的量是0.05mol ,氢气体积在标准状况下为1.12L ,水中氢元素化合价降低,所以该反应的氧化剂是水。
20.钠、铁及它们的化合物在生产、生活中有着重要的用途。
(1)某汽车安全气囊的产气药剂主要含有3NaN 、23Fe O 、4KClO 、3NaHCO 等物质。
当汽车发生碰撞时,3NaN 迅速分解产生2N 和Na ,同时放出大量的热,2N 使气囊迅速膨胀,从而起到保护作用。
①4KClO 是助氧化剂,可处理产生的Na ,其中氯元素的化合价是_______。
②23Fe O 是主氧化剂,也可处理产生的Na ,反应为3
22e 一定条63N 件Na+e a F O+2F O ,反
应中2Na O 是_______(填“还原产物”或“氧化产物”)。
③3NaHCO 是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而分解,其分解的化学方程式为_______。
(2)电子工业常用30%的3FeCl 溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
①3FeCl 溶液与金属铜发生反应的离子方程式为_______。
②除去3FeCl 溶液中混有的2FeCl 可加入_______,反应的离子方程式为_______。
③将3FeCl 饱和溶液滴入沸水中,并继续加热至液体呈红褐色,制得分散系为_______(填“溶液”“胶体”或“浊液”)。
答案:+7价 氧化产物 2NaHCO 3
ΔNa 2CO 3+H 2O +CO 2↑ 2Fe 3++Cu =2Fe 2++Cu 2+ 氯水 Cl 2+2Fe 2+=2Fe 3+ +2Cl - 胶体
【详解】
(1)①4KClO 中K 是+1价,O 是-2价,根据化合价代数和为0可知氯元素的化合价是+7价。
②反应322e 一定条63N 件Na+e a F O+2F O 中钠元素化合价升高,被氧化,作还原剂,因此2Na O 是氧化产物。
③3NaHCO 是冷却剂,吸收产气过程中释放的热量而分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,其分解的化学方程式为2NaHCO 3ΔNa 2CO 3+H 2O +CO 2↑。
(2)①3FeCl 溶液与金属铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为2Fe 3++Cu =2Fe 2++Cu 2+。
②氯化亚铁易被氧化为氯化铁,则除去3FeCl 溶液中混有的2FeCl 可加入氯水,反应的离
子方程式为Cl 2+2Fe 2+=2Fe 3+ +2Cl -。
③将3FeCl 饱和溶液滴入沸水中,并继续加热至液体呈红褐色得到氢氧化铁胶体,制得分散系为胶体。
21.钠、铝和铁是三种重要的金属,回答下列问题:
(1)铝和铁中,既能与盐酸反应又能与NaOH 溶液反应的物质_______(填化学式),写出它与NaOH 溶液反应的离子方程式_______。
(2)三种金属在一定条件下均能与水发生反应。
写出铁与水蒸气反应的化学方程式_______。
取一小块金属钠放入滴有酚酞的水中,可观察到的实验现象是_______。
(填字母序号)。
①钠浮在水面迅速反应②钠沉在水底迅速反应③钠熔成小球并迅速游动④反应中可以听到嘶嘶的响声⑤反应后的溶液变为红色
A .①④⑤
B .②③④⑤
C .①③④⑤
(3)将钠燃烧后的产物过氧化钠投入水中,发生反应的化学方程式_______。
答案:Al 2Al+2OH -+2H 2O=2-
2AlO +3H 2↑ 3Fe+4H 2O(g)ΔFe 3O 4+4H 2 C
2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑
【详解】
(1)铝和强酸、强碱都能反应生成可溶性盐和氢气;铝与氢氧化钠溶液反应,反应生成偏铝酸钠和氢气,该离子反应为:2Al+2OH -+2H 2O=2-2AlO +3H 2↑,故答案为:Al ;2Al+2OH -+2H 2O=2-2AlO +3H 2↑;
(2)高温下,铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为
3Fe+4H 2O(g)ΔFe 3O 4+4H 2;钠的密度小于水的密度,所以钠会浮在水面上,钠的熔点较低,钠和水反应生成氢气和氢氧化钠,同时有大量热量放出,放出的热量使钠熔成小球,反应剧烈可以听到嘶嘶的响声,生成的氢氧化钠显碱性,反应后的溶液变为红色;故①③④⑤正确;故答案为:3Fe+4H 2O(g)ΔFe 3O 4+4H 2;C ;
(3)将钠燃烧后的产物过氧化钠投入水中,生成氢氧化钠和氧气,反应方程式为
2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑,故答案为:2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑。
22.向20 mL 某浓度的AlCl 3溶液中滴入2 mol·
L -
1的NaOH 溶液时,所得的沉淀质量与加入NaOH 溶液的体积之间的关系如图所示:
(1)图中A 点表示的意义是______________。
(2)最大沉淀量是______________g 。
(3)B 点表示的意义是______________。
(4)所用AlCl 3 溶液的物质的量浓度是______________。
(5)写出A ~B 段反应的离子方程式____________________________________ 答案:AlCl 3与NaOH 恰好完全反应,得到最大沉淀量 0.78 Al(OH)3与NaOH 恰好完全反应生成NaAlO 2,沉淀完全溶解 0.5mol/L Al(OH)3+OH -=AlO 2-+2H 2O
【分析】
NaOH 溶液逐滴加入至AlCl 3溶液中,开始时AlCl 3和NaOH 反应生成Al(OH)3沉淀,随着
NaOH的继续滴入,Al(OH)3溶解生成NaAlO2,直至沉淀完全溶解,据此可分析解答问题。
【详解】
(1)AlCl3和NaOH反应生成Al(OH)3沉淀,随着NaOH溶液的量逐渐增多,Al(OH)3量逐渐增大,到A点时NaOH将AlCl3恰好完全沉淀,故答案为:AlCl3与NaOH恰好完全反应,得到最大沉淀量;
(2)因为A→B消耗的NaOH溶液的体积为5mL,消耗NaOH的物质的量为
0.005L×2mol/L=0.01mol,根据方程式Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O可得,
n[Al(OH)3]=0.01mol,
m[Al(OH)3]=0.01mol×78g/mol=0.78g,故答案为:0.78;
(3)随着NaOH的继续滴入,Al(OH)3溶解生成NaAlO2,B点表示Al(OH)3沉淀完全溶解,故答案为:Al(OH)3与NaOH恰好完全反应生成NaAlO2,沉淀完全溶解;
(4)根据铝原子守恒,则n(AlCl3)=n[Al(OH)3]=0.01mol,故氯化铝的物质的量浓度
()
30.01mol
c AlCl==0.5mol/L
0.02L
,故答案为0.5mol/L;
(5)A到B为Al(OH)3溶解生成NaAlO2,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
23.请按要求填空做答。
(1)NaHCO3能用于治疗胃酸过多,反应的离子方程式为_______。
(2)铁和水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)高温
Fe3O4+4H2,该反应中84g Fe
参加反应,转移电子的物质的量为__________。
(3)制备Fe(OH)3的实验操作:向煮沸的蒸馏水中加入几滴FeCl3溶液,______。
(4)密度为1.84g/cm3,质量分数为98%的浓硫酸的物质的量浓度为________。
答案:HCO3-+H+=CO2↑+H2O4mol继续煮沸,至溶液出现红褐色液体18.4mol/L
【详解】
(1)NaHCO3治疗胃酸过多实际上是跟HCl反应,离子方程式为:HCO3-
+H+=CO2↑+H2O,故答案为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O;
(2) ,解得n= 4mol,故答案为:4mol;
(3)制备Fe(OH)3的实验操作:向煮沸的蒸馏水中加入几滴FeCl3溶液,继续煮沸,至溶液出现红褐色液体即制得氢氧化铁胶体,故答案为:继续煮沸,至溶液出现红褐色液体;
(4)由
1000
c=
M
ρω
得:
3
1000 1.84g/cm98%
c=
98g/mol
⨯⨯
=18.4mol/L,故答案为:
18.4mol/L。
24.钠、铝和铁是三种重要的金属,回答问题:
(1)三种金属中,既能与盐酸反应又能与NaOH 溶液反应_________(填化学式),写出它与NaOH 溶液反应的离子方程式_________________。
(2)三种金属在一定条件下均能与水发生反应。
写出铁与水蒸气反应的化学方程式__________。
取一小块金属钠放入滴有酚酞的水中,可观察到的实验现象是
_______________。
(填字母序号)。
①钠浮在水面迅速反应
②钠沉在水底迅速反应
③钠熔成小球并迅速游动
④反应中可以听到嘶嘶的响声
⑤反应后的溶液变为红色
A .①④⑤
B .②③④⑤
C .①③④⑤
答案:Al 2222Al 2OH 2H O 2AlO 3H --++=+↑ 23423Fe 4H O Fe O 4H ∆
+=+ C 【分析】
(1)根据铝能和强酸、强碱反应;金属铝与氢氧化钠溶液反应生成了偏铝酸钠和氢气,据此写出反应的离子方程式;
(2) 铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气;钠的密度小于水的密度,钠的熔点较低,钠和水反应生成氢气和氢氧化钠,同时有大量热量放出。
【详解】
(1)铝和强酸、强碱反应生成可溶性盐和氢气;铝与氢氧化钠溶液反应,反应生成偏铝酸钠
和氢气,该离子反应为2222Al 2OH 2H O 2AlO 3H --++=+↑;
答案为:Al ;2222Al 2OH 2H O 2AlO 3H --++=+↑;
(2)高温下,铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为
23423Fe 4H O Fe O 4H ∆
+=+;钠的密度小于水的密度,反应时,钠浮在水面上,钠的熔点
小于100℃,钠和水反应生成氢气和氢氧化钠,反应后的溶液遇到酚酞会使酚酞变红,同时放出的大量热量使钠熔成小球,生成的气体使钠受力不均,从而钠四处游动,并听到嘶嘶的响声;答案选C 。
25.①一种二肽的结构简式为:
,合成这种二肽的氨基酸是___
和___;
②生活中有大量的铝制品。
家用铝锅不能用热碱水洗涤去污,原因是(用离子方程式表示)____;
③大量使用塑料制品产生的污染称之为_____,防治该污染的有效措施之一是进行回收利用,将回收后的塑料进行____,可以获得乙烯、丙烯等化工原料;
④传统生产水泥的原料中除了石灰石、粘土外,还经常添加____,以调节水泥的硬化速。