2020-2021中考化学——金属与酸反应的图像的综合压轴题专题复习
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一、中考初中化学金属与酸反应的图像
1.下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.两份等质量的氯酸钾在有、无 MnO2的情况下加热产生氧气B.加水稀释盐酸
C.向稀盐酸和氯化钙的混合溶液中加入碳酸钠溶液
D.将足量粉末状的铁和镁分别与等质量、等质量分数的稀盐酸
反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、两份等质量的氯酸钾在有、无MnO2的情况下加热产生氧气,催化剂只能影响反应速率,产生氧气的质量相等,故选项图象不能正确反映对应变化关系;
B、向浓盐酸中不断加水稀释,溶液始终显酸性,pH不可能大于7,故选项图象不能正确反映对应变化关系;
C、向稀盐酸和氯化钙的混合溶液中加入碳酸钠溶液,碳酸钠先与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体,开始不生成沉淀。
稀盐酸消耗完,碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,沉淀的质量不断上升,完全反应后不变,故选项图象能正确反映对应变化关系;
D 、将足量粉末状的铁和镁分别与等质量、等质量分数的稀盐酸反应,由质量守恒定律,生成氢气中氢元素来源于稀盐酸,稀盐酸中溶质的质量相等,则最终生成氢气的质量应相等,故选项图象不能正确反映对应变化关系。
故选C 。
2.下列图像能正确反映其对应变化关系的是
A .常温下,相同质量的锌和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应
B .镁条在氧气中燃烧
C .加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
D .用一氧化碳气体还原一定质量的氧化铁
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A 、在金属活动性顺序中,锌的活动性强于铁,故锌的反应速率大于铁,根据化学反应方程式2442=F Fe+H SO SO +H e ↑2442=Z Zn+H SO SO +H n ↑,每生成2g 氢气,需要消耗的锌、铁的质量分布为65g 、56g ,所以相同质量的锌和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸,最终是铁产生的氢气的质量大于锌产生的氢气的质量,故选项错误;
B 、镁燃烧生成氧化镁,随着反应的进行,固体质量不断增大,但是开始时固体质量不是
0,故选项错误;
C、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,反应中二氧化锰作催化剂,反应前后质量不变,故选项正确;
D、一氧化碳气体还原一定质量的氧化铁粉末除了生成二氧化碳外还会生成一定质量的铁,最终固体的质量不会为0,故选项错误。
故选C。
3.下列四个图象的变化趋势,能正确反映取对应操作的是()
A.足量的锌片和镁片分别与等质量、等溶质质量分数的稀盐酸反应B.将浓硫酸敞口放置在空气中
C.将水通电一段时间
D.向一定量的氢氧化钠溶液中逐滴加入pH=2的稀盐酸至过量
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A、过量镁和锌分别与等质量、等质量分数的盐酸反应时,生成的氢气质量相等,并且因为镁比锌活泼,所以反应速率快,符合题意;
B、浓硫酸具有吸水性,所以将浓硫酸敞口放置在空气中,溶剂质量增加,溶液质量增加,溶质质量分数会逐渐减小,不符合题意;
C、将水通电一段时间,生成氢气与氧气的体积比为2:1,而不是质量比,不符合题意;
D、向盛有一定量的氢氧化钠溶液的烧杯中逐滴加入pH=2的稀盐酸至过量,氢氧化钠显
碱性,一开始pH>7,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,pH逐渐减小。
反应后,盐酸过量,溶液显酸性,但是pH=2的稀盐酸加入氢氧化钠溶液中,溶液质量增加,溶液的pH不会小于2,不符合题意。
故选A。
4.下列图象不能正确反映对应变化关系的是()
A.某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰
B.加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制氧气
C.向等质量、等质量分数的稀硫酸中分别加入镁、铝至过量
D.向氯化钠的饱和溶液中不断地加入硝酸钾
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A、某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰时,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,同时放热,温度恢复至室温时,由于溶剂水减小,部分溶质析出,因此溶质质量减小,故正确;
B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,生成的逸散到空气中,所以固体中氧元素的质量分数减小,由于二氧化锰中含有氧元素,所以最终氧元素质量分数不为0,故正确;
C、足量的金属与等质量、等质量分数的稀硫酸反应时生成氢气的质量是相等的,因为质量
相等的同浓度的稀硫酸中氢元素的质量相等,根据化学方程式:2Al+3H 2SO 4═Al 2(SO 4)3+3H 2↑、Mg+H 2SO 4═MgSO 4+H 2↑,完全反应参加反应的镁的质量大于铝的质量,故正确;
D 、向氯化钠的饱和溶液中不断地加入硝酸钾,硝酸钾会溶解,溶液质量增加,氯化钠的质量不变,根据溶液的质量分数=100% 溶质的质量溶液的质量
,所以氯化钠的质量分数会不断减小,直至硝酸钾在溶液中达到饱和,故错误。
故选:D 。
5.下列图象不能正确反映其对应实验操作的是( )
A .向一定量NaOH 溶液中滴加稀盐酸
B .向H 2SO 4和CuSO 4的混合溶液中滴加过量NaOH 溶液
C .向足量的锌粉、铁粉中分别加入等质量、等浓度的稀硫酸
D .向等质量的氧化钙、氢氧化钙中分别加入等质量分数的稀盐酸至过量
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A. 向一定量NaOH 溶液中滴加稀盐酸,发生反应:NaOH+HCl= NaCl+H 2O ,随着稀盐酸不断
加入,生成氯化钠的量逐渐增加,氯化钠的质量分数也逐渐增大,但是当氢氧化钠反应完
以后,氯化钠质量不再增加,而稀盐酸还在加入,溶液总质量就不断增加,所以氯化钠的
质量分数就不断减小,故A选项符合题意;
B.
向H2SO4和CuSO4的混合溶液中滴加NaOH溶液直至过量,NaOH溶液会先与稀硫酸发生
反应:2NaOH+ H2SO4=Na2SO4+2H2O,没有沉淀产生,直到硫酸完全反应,再发生2NaOH+
CuSO4= Na2SO4+Cu(OH)2↓反应,这时才有氢氧化铜沉淀生成,故B选项不符合题意;
C. 向足量的锌粉、铁粉中分别加入等质量、等浓度的稀硫,
2442
=Z
Zn+H SO SO+H
n↑,2442
=F
Fe+H SO SO+H
e↑,从方程式可以看出,氢气中的氢元素全部来自硫酸,因为锌
粉、铁粉是足量的,所以他们生成的氢气质量是相等的,又因为锌的活动性比铁强,所以
在变量控制是金属种类,其他因素都相同时,锌比铁反应剧烈快速,故C选项不符合题
意;
D. 等质量的氧化钙(相对分子质量56)和氢氧化钙(相对分子质量74),氧化钙含有的
Ca2+个数要比氢氧化钙多,酸的量充足,当这些钙离子全都转化为氯化钙时,氧化钙转化
为氯化钙的质量就比氢氧化钙转化为氯化钙的质量多,故D选项不符合题意。
故选:A。
【点睛】
对图像进行分析,一定要看清图像的横纵坐标,起点、拐点的含义。
6.图示所表示的各实验中相关量的变化关系,正确的是()
A B C D
高温煅烧石灰石
(杂质不反应)
氢氧化钠溶液中滴
加稀盐酸
接近饱和的硫酸铜溶
液
中加入硫酸铜粉末
等质量、等浓度的稀盐酸
中分别
放入足量的铁片和铝片
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】
【分析】
A 、高温煅烧石灰石,碳酸钙在高温的条件下反应生成氧化钙和二氧化碳,有气体生成,随着反应的进行,固体质量逐渐减小,待碳酸钙完全反应后,不再变化,但是碳酸钙需要加热到一定温度才能分解,故固体质量一开始不变,然后逐渐减小至不变,不符合题意;
B 、氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,由于稀盐酸中本身也含有水,随着稀盐酸的加入,水的质量逐渐增加,待完全反应后,水的质量继续增加,但是增加幅度变小,不符合题意;
C 、接近饱和的硫酸铜溶液中加入硫酸铜粉末,硫酸铜会继续溶解,溶液质量逐渐增加,待达到饱和后,硫酸铜虽然不能继续溶解,但是硫酸铜能与水反应生成五水硫酸铜,消耗了溶液中的水,使溶液质量减小,不符合题意;
D 、等质量、等浓度的稀盐酸中分别放入足量的铁片和铝片,铁与稀盐酸反应:
22Fe+2HCl=FeCl +H ↑,322Al+6HCl=2AlCl +3H ↑,铁片、铝片过量,故根据稀盐酸的质量计算生成溶液的质量,最后铁生成溶液的质量大,符合题意。
故选D 。
7.下列图像不能正确反映其对应关系的是( )
A .等质量、等质量分数的硫酸溶液与氢氧化钠溶液混合
B .向等质量的锌和镁中分别加入足量的稀盐酸
C .向一定量的氯化钙与盐酸的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量
D .某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰
【解析】
【分析】
【详解】
A、由化学方程式H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O可知,反应中硫酸与氢氧化钠的质量比为98:80,所以等质量、等质量分数的硫酸溶液与氢氧化钠溶液混合后,氢氧化钠有剩余,稀硫酸完全反应,选项正确;
B、由化学方程式Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑可知,参加反应的锌与生成的氢气的质量比为65:2,由化学方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑可知,参加反应的镁与生成的氢气的质量比为24:2,所以生成等质量的氢气需要金属锌的质量多一些,则向等质量的锌和镁中分别加入足量的稀盐酸后,镁生成的氢气多一点;横坐标代表加入的稀盐酸的质量,随着稀盐酸的加入,开始时生成氢气的质量应该是重合曲线,当锌完全反应后,镁生成的氢气的质量继续增加,直至镁完全反应,选项错误;
C、向一定量的氯化钙与盐酸的混合溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量,碳酸钠会先与盐酸反应,溶液的酸性逐渐减小,溶液的pH逐渐增大,直至盐酸完全反应时溶液的PH=7,然后碳酸钠再与氯化钙反应,溶液的pH不变,碳酸钠溶液过量后溶液呈碱性,溶液的pH大于7,选项正确;
D、氧化钙和溶液中的水反应生成氢氧化钙的同时放出热量,氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,溶剂质量减少,溶液中的溶质质量减少,即使恢复至室温,溶液中的溶质质量小于原溶液中的溶质质量,选项正确,故选B。
8.下列图象能正确反映对应变化关系的是()
A.向一定量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钙溶液
B.向等质量的铝、锌中分别加入足量的等浓度稀盐酸
C.完全分解等质量等浓度的过氧化氢溶液
D.一定量的镁在过量的氧气中充分燃烧
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A、向一定量的稀硫酸中逐滴加入氢氧化钙溶液,溶液应由酸性变为碱性,pH逐渐变大,图像不符,错误。
B、向等质量的铝、锌中分别加入足量的等浓度稀盐酸,刚开始盐酸不足,金属过量,产生氢气质量相同图像应该重合,图像不符,错误。
C、二氧化锰只能改变反应的速度,不能改变生成氧气多少,生成氧气质量应相等,图像不符,错误。
D、一定量的镁在过量的氧气中充分燃烧,镁完全反应,氧气有剩余,根据质量守恒反应的镁和氧气质量总和等于生成氧化镁质量,图像符合,正确。
故选:D。
9.下列图像中,坐标标示的量之间的变化关系与反应过程对应正确的是
A.电解水
B.分别加热 KNO3、Ca(OH)2 的饱和溶液(溶剂蒸发忽略不计)C.向两份等质量、相同质量分数的稀硫酸中,分别不断加入镁粉和锌粉
D.用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A、电解水时,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,氧气和氢气的体积比约为1:2,质量比是8:1,该选项对应关系不正确;
B、分别加热KNO3、Ca(OH)2的饱和溶液时,虽然硝酸钾溶解度增大,但是质量分数不变,氢氧化钙溶解度减小,导致部分氢氧化钙析出,质量分数减小,该选项对应关系正确;
C、向两份等质量、相同质量分数的稀硫酸中,分别不断加入镁粉和锌粉,硫酸中氢元素全部转化为氢气,稀硫酸完全反应后生成氢气质量相等,该选项对应关系不正确;
D、用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,由于二氧化锰是催化剂,反应过程中二氧化锰质量不变,该选项对应关系不正确。
故选:B。
10.下列四个图像不能正确反映对应变化关系的是( )
A.向质量相等的锌粉和铁粉中分别加入浓度相等且足量的稀硫酸
B.在密闭容器中用红磷测定空气中氧气含量
C .向饱和的氯化钠溶液中加入硝酸钾固体
D .向饱和石灰水中加入少量生石灰
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A 、向质量相等的锌粉和铁粉中分别加入浓度相等且足量的稀硫酸,根据质量守恒定律,参加反应的酸的质量相等,产生氢气的质量相等,所以锌和铁没有反应完时,锌和铁应该在同一曲线上,且金属完全反应时,铁消耗的硫酸质量要多,A 不正确;
B 、在密闭容器中用红磷测定空气中氧气含量,红磷燃烧放出热量,气体膨胀,压强增大,反应后冷却到原来温度,氧气被消耗,压强减小,且小于原来的压强,B 正确;
C 、向饱和的氯化钠溶液中加入硝酸钾固体,饱和的氯化钠溶液虽然不能溶解氯化钠,但能溶解一定量的硝酸钾,溶液质量增加,直至硝酸钾饱和为止,溶液质量不再增加,C 正确;
D 、向饱和石灰水中加入少量生石灰,氧化钙与水反应放出热量,使溶液温度升高,氢氧化钙溶解度随温度的升高而减小,反应后,冷却到原来温度,溶解度与原来加入生石灰前的相等,根据饱和溶液的溶质质量分数=100%100+⨯溶解度溶解度
,所以该溶液的溶质质量分数是先变小再增大,且反应前后相等,D 正确。
故选A 。
【点睛】
当溶液达到饱和时,溶液的溶质质量分数=100%100+⨯溶解度溶解度。
11.等质量等浓度的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,下列图像能正确表示产生氢气质量与反应时间之间关系的是 ( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
等质量等浓度的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,生成氢气中的氢元素全部来自于硫酸溶质,金属分别都是足量的,所以生成的氢气质量相等(对应同一纵坐标);又因为三种金属分别与等质量等浓度的稀硫酸反应,三种金属的活动性:镁>锌>铁,所以反应速率镁>锌>铁,反应完所用的时间镁最少,其次是锌,最长是铁(反应结束的拐点对应的横坐标:镁<锌<铁)。
故选B。
12.下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.常温下,稀释KOH溶液
B.将浓硫酸露置在空气中
C.足量粉末状和块状金属分别与等质量、等浓度的稀盐酸反应D.一定质量的饱和石灰水中加入生石灰
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A、稀释后氢氧化钾溶液的pH不能小于7,选项A不正确;
B、浓硫酸有吸水性,随着硫酸浓度的减小,吸收水分的能力越来越小,且硫酸溶液的质量分数不会为0,选项B不正确;
C、因为等质量、等浓度的酸溶液中,含有的氢离子数目相同,故生成的气体的质量相同,二者的接触面积不同,故反应的速率不同,选项C正确;
D、生石灰和水反应生成氢氧化钙,溶液中水的质量减小,同时有氢氧化钙析出;且反应放热,氢氧化钙的溶解度减小,溶液中有氢氧化钙析出,因此加入生石灰后氢氧化钙饱和溶液的质量不能增加,选项D不正确。
故选C。
二、中考初中化学流程图
13.以下是印刷线路板的生产及废液的处理过程:
请回答下列问题:
(1)写出步骤②中发生的一个反应:______________________
(2)滤渣的成份有________,步骤③中发生反应的化学方程式是______________________
(3)该流程中可以循环、回收利用的物质是:________________。
【答案】Fe+CuCl2==Cu+FeCl2Fe、Cu Fe+2HCl==FeCl2+H2↑FeCl2
【解析】(1)金属活动顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au,在金属活动顺序表中,排在氢前边的金属能和酸发生置换反应生成盐和氢气。
金属的位置越靠前,金属的活动性越强。
位置靠前的金属能将位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来。
将铁
放入氯化铜、氯化铁、氯化亚铁的溶液中,铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁,与氯化铜反
应生成氯化亚铁和铜;反应方程式为:2FeCl3 + Cu= CuCl2 +2FeCl2,
Fe+CuCl2==Cu+FeCl2,(2) 步骤②反应后的固体即为滤渣,成份有生成的铜和过量的铁,步骤③中铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式是Fe+2HCl==FeCl2+H2↑(3) 步骤②与步骤③生成的氯化亚铁可以在一定条件下转化成氯化铁,可循环利用。
14.回答下列问题。
(1)“侯氏制碱法”制备Na2CO3的流程如下。
①反应②的化学方程式是___。
②操作a的名称是__,实验室进行此操作所需的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和____。
③流程图中能循环利用的物质是_(填化学式) ,副产品为_ ( 填化学式)。
(2)实验室制备纯碱( Na2CO3 )的主要步骤为:将饱和NaCl溶液倒入烧杯加热,控制
30~35°C,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕,保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。
用少量蒸馏水洗涤除去杂质、抽干,转入蒸发皿中灼烧得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度表( g/100g水)
温度
0°C10° C20° C30° C40° C50° C60°C100°C
溶解度
NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8
NH4HCO311.915.821.027.0一一一一NaHCO3 6.98.19.611.112.714.516.4一
NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.3
①反应温度需要控制在30~ 35°C ,原因是__。
为控制此温度,通常采取的加热方法为___。
②保温30分钟,静置后只析出NaHCO3晶体的原因__。
NH+CO+H O+NaC1=NH Cl+NaHCO 过滤漏斗 CO2 NH4Cl 该温【答案】
32243
度范围内,各物质溶解度最大,而又不会分解水浴加热该温度下, NaHCO3溶解度最小,其余物质溶解度较大,故只有NaHCO3析出
【解析】
【分析】
【详解】
(1)①反应②是氨气、二氧化碳、水、和氯化钠反应生成氯化铵和碳酸氢钠,故的方程式NH+CO+H O+NaC1=NH Cl+NaHCO
为:
32243
②操作a是将固液分离,故是过滤。
过滤过程中用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗。
③在流程中二氧化碳既是反应的反应物,又是反应的生成物,流程图中能循环利用的物质是二氧化碳。
(2)①根据表格的数据可知,30~ 35°C时,各物质溶解度最大,而又不会分解,故填:该温度范围内,各物质溶解度最大,而又不会分解
②由表可知,该温度下,碳酸氢钠的溶解度最小,其余物质溶解度较大,故只有NaHCO3析出。
15.硫酸钠是制造纸浆、染料稀释剂、医药品等的重要原料。
某硫酸钠粗品中含有少量的氯化钙、氯化镁,实验室进行提纯的流程如下:
(1)滤渣中两种主要成分的化学式为_____________
(2)NaOH 和 Na2CO3如果添加过量了,可加入适量____溶液除去。
(3)“后续处理”的主要操作是蒸发,为了获得纯净的硫酸钠,应蒸发至_____(选填字母)。
A 完全蒸干时停止加热
B 有大量固体析出时停止加热,利用余热蒸干
(4)已知硫酸钠的溶解度随温度变化的曲线如图所示。
40℃时,硫酸钠的饱和溶液中溶质质量分数为__________(结果精确到0.1%),将该饱和溶液转化为该温度下不饱和溶液的方法是_________ 、_______
【答案】Mg(OH)2、CaCO 3 稀硫酸 B 33.3% 添加溶剂 升(降)温后,过滤再恢复到原来温度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)硫酸钠粗品中含有少量的氯化钙、氯化镁,加入氢氧化钠是为了除去氯化镁,发生的反应方程式为22MgCl +2NaOH=Mg(OH)+2NaCl ↓,加入碳酸钠是为了除去氯化钙,发生的反应方程式为3322=Na CO +CaCl aCO +2l C NaC ↓ ,故滤渣中的两种主要成分是Mg(OH)2、CaCO 3;
(2)NaOH 和H 2SO 4反应生成硫酸钠和水, Na 2CO 3和H 2SO 4反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,均可除杂又不引入新杂质,所以可加入适量稀硫酸溶液;
(3)进行蒸发操作时,不需要完全蒸干,有大量固体析出时即可停止加热,利用余热进行蒸干,故选B ;
(4)由图像可知,40℃时,硫酸钠的溶解度为50g ,若配成饱和溶液,溶质的质量分数为
50100%33.3%50100g g g
⨯=+ ;由于40℃时硫酸钠的溶解度达到最大值,此时无论是升高温度或是降低温度,都会使硫酸钠的溶解度下降,造成饱和溶液有晶体析出,所以将该饱和溶液转化为该温度下不饱和溶液的方法可以是添加溶剂;也可以升(降)温后,过滤析出的晶体后再恢复到原来温度。
16.绿矾(42FeSO 7H O ⋅)是硫酸法生产钛白粉的主要副产物,可用于制备23Fe O 、复印用34Fe O 粉、还原铁粉等,开发利用绿矾工艺是一项十分有意义的工作,某研究性小组展开了系列研究。
(1)制备23Fe O :甲同学用如图20-13所示装置制备23Fe O 并验证绿矾受热分解的其他产物。
(资料一)绿矾(42FeSO 7H O ⋅)高温分解产生一种金属氧化物和几种气态非金属氧化物;2SO 是无色有窒息性臭味的有毒气体,能使品红溶液褪色。
实验过程中发现:A 中有_____色固体生成,B 中无水硫酸铜变蓝,C 中U 形管内有无色晶体(3SO )析出,D 中品红溶液褪色,装置E 的作用是_____,绿矾高温分解的化学方程式为_____。
(2)制备34Fe O ;乙同学模拟生产复印用34Fe O 粉的实验流程如图所示:
(资料二)()2Fe OH 是一种白色难溶于水的固体,在空气中易被氧化。
4FeSO 溶液中加入NaOH 溶液,反应的化学方程式依次为①_____,
②()22324Fe(OH)O 2H O H =4Fe O ++。
由沉淀a 获得34Fe O 的化学方程式为
342222Fe(OH)O 2H H O Fe O =O +++。
若制取2Fe(OH),釆取的实验操作是:向盛有5mL 新制4FeSO 溶液的试管中加入10滴植物油,然后用胶头滴管加煮沸的NaOH 溶液(驱赶2O ),胶头滴管的正确使用方法是_____(填字母)。
(3)制备还原铁粉:制备还原铁粉的工业流程如图所示。
①操作1的名称是_____,43NH HCO 和4FeSO 溶液反应的化学方程式为_____。
②若将14.06g 粗还原铁粉(假设粗还原铁粉中杂质仅含少量Fe C x )在氧气流中完全反应,得到0.22g 2CO ,将相同质量的粗还原铁粉与足量稀硫酸反应,得到0.48g 2H (Fe C x 与稀硫酸反应不产生2H )。
试通过计算确定Fe C x 的化学式_____(请写出计算过程)。
③粗还原铁粉经加工处理后变成纯还原铁粉,纯还原铁粉和水蒸气在高温条件下也可制得四氧化三铁,同时生成一种气体。
其装置如图所示。
SAP 材料吸水性强,湿润的SAP 材料能为该反应持续提供水蒸气。
实验开始一段时间后观察到在肥皂液中有大量的气泡产生,此气泡用火柴即能点燃,同时有肥皂泡飘到空中。
生成的气体是_____,干燥的SAP 材料作用是_____。
【答案】红 吸收2SO ,防止污染环境
42232322FeSO 7H O Fe O SO SO H 1O 4⋅+↑+↑+↑高温
42242NaOH FeSO Fe(OH)Na SO =+↓+ A 过滤
()443222434NH SO FeC 2NH HCO FeSO =O H O CO +↓+++↑ 2Fe C 2H 吸收冷凝水及多余的水蒸气,进而有利于进行氢气的验证
【解析】
【分析】
(1)制备23Fe O :要知道23Fe O 是红色粉末要依据题给实验现象推断绿矾分解的产物。
(2)制备34Fe O :关键步骤是制取()2Fe OH ,由于()2Fe OH 在空气中易被氧化,所以从制备原料到操作过程都要尽量避免接触空气,因此要选择A 的操作。
(3)制备还原铁粉:要回看框图信息推出43NH HCO 和4FeSO 反应的化学方程式;要确定Fe C x 的化学式先要求得Fe 、C 中的Fe 、C 元素的质量,再换算为Fe 、C 原子的个数
比;纯还原铁粉和水蒸气在高温条件下制得34Fe O ,同时生成的气体是2H ,用吹肥皂泡的方法验证氢气应该除去氢气中的水蒸气。
【详解】
(1)实验过程中发现:氧化铁是红棕色固体,所以A 中有红色固体生成;氢氧化钠能和二氧化硫气体反应,装置E 的作用是吸收2SO ,防止污染环境;绿矾高温分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水蒸气,化学方程式为
42232322FeSO 7H O Fe O SO SO 14H O ⋅+↑+↑+↑高温。
(2)4FeSO 溶液中加入NaOH 溶液,反应的化学方程式依次为
42242NaOH FeSO Fe(OH)Na SO =+↓+,胶头滴管的正确使用方法是A 。
(3)①分离固体和液体用过滤,操作1的名称是过滤,43NH HCO 和4FeSO 溶液反应的化学方程式为()443222434NH SO FeC 2NH HCO FeSO =O H O CO +↓+++↑。
②0.22g 2CO 中碳元素的质量为120.22100%=0.0644g g ⨯
⨯,根据化学方程式利用0.48g 2H 计算铁的质量为560.48=13.442
g g ⨯。
Fe C x 中铁元素的质量为14.06-13.44-0.060.56g g g g =,Fe C x 中铁元素和铁元素的质量比
5612=0.56:0.06x g g :,x=2,化学式为2Fe C 。
③生成的气体是2H ,干燥的SAP 材料作用是吸收冷凝水及多余的水蒸气,进而有利于进行氢气的验证。
【点睛】
(1)化学实验探究与综合应用,凸显实验观、定量观和STSE 观。
此类题要综合应用化学概念理论、化学物质、化学实验、化学计算等板块的知识是集物质的制备、检验、提纯、推断、计算以及实验设计和评价于一体的题型,综合性强需要选择多种方法应对。
(2)解答综合应用题的前提:要关注化学与科学、技术、社会、环境的相互关系,关注新科技新能源、新材料,关注社会、环境、健康中的社会热点问题。
(3)解答综合应用题的关键:是对题给信息(尤其是隐蔽信息)的处理。
在解题时,也要借鉴“实验答题三步术”的答题思路,还要借助“三个环节”的信息处理攻略。
17.某融雪剂是由氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铁、碳酸钾、氯化钾中的两种或两种以上的物质组成。
某兴趣小组为探究其成分设计了以下实验流程,请你共同参与探究。
查阅资料:钠盐、钾盐、钙盐的溶液在进行焰色反应时,分别呈现黄色、紫色(透过蓝色钴破璃片观察)和砖红色火焰。