2022-2023学年内蒙古集宁一中高一上学期期末考试化学试题含解析
展开内蒙古集宁一中2022-2023学年高一上学期期末考试
化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.某运载火箭的主要燃料是偏二甲肼(用R表示)和四氧化二氮,在火箭发射时,二者剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,该反应的化学方程式为R+2N2O4=3N2↑+4H2O↑+2CO2↑,则下列叙述错误的是
A.此反应是氧化还原反应
B.反应瞬间产生大量高温气体,推动火箭飞行
C.在反应中N2O4作还原剂
D.R的分子式为C2H8N2
【答案】C
【详解】A. N元素在四氧化二氮中的化合价为+4价,反应生成氮气,N元素的化合价变化,反应是氧化还原反应,故A正确;
B. 偏二甲肼和四氧化二氮剧烈反应产生大量气体并释放出大量的热,瞬间产生大量高温气体,推动火箭飞行,故B正确;
C. N2O4中N元素化合价降低,N2O4是氧化剂,偏二甲肼中所含元素化合价一定有升高,故偏二甲肼作还原剂,故C错误;
D. 根据原子守恒可知,偏二甲肼的分子式为C2H8N2,故D正确;
故选:C。
2.化学与社会、健康及环境保护息息相关,下列说法不正确的是
A.FeSO4作补血剂时可与维生素C同时服用
B.水质检验员在自来水出厂前会对水中的SO、Cl-、微生物等进行检测和分析
C.食物腐败、Fe(OH)2沉淀的变色、植物光合作用都与氧化还原反应有关
D.向碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸,先不冒气泡,后冒气泡
【答案】D
【详解】A.维生素C具有还原性,可抑制Fe2+被氧化,补铁剂与维生素C同时服用,效果更佳,A正确;
B.为了保证用水安全,水质检验员需要在自来水出厂前对水中的SO、Cl-、微生物等进行检测和分析,B正确;
C.食物腐败、Fe(OH)2沉淀的变色、植物光合作用都有氧气参与,存在化合价的升降,他们都与氧化还原反应有关,C正确;
D.根据方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,向碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸,立即冒出冒气泡,D错误;
故答案为:D。
3.分类是科学研究的重要方法,下列物质分类不正确的是
A.化合物:干冰、冰水混合物、烧碱
B.同素异形体:石墨、C60、金刚石
C.胶体:稀豆浆、淀粉溶液、氯化铁溶液
D.混合物:漂白粉、纯净矿泉水、盐酸
【答案】C
【详解】A.干冰是固态的二氧化碳,冰水混合物实质是水,烧碱即NaOH,三者均是合化合物,A正确;
B.由同种元素组成的性质不同的单质互为同素异形体,石墨、、金刚石是碳元素组成的同素异形体,B正确;
C.稀豆浆、淀粉溶液都是胶体,氯化铁溶液为溶液,C错误;
D.漂白粉是主要成分为氯化钙、次氯酸钙的混合物,纯净矿泉水是含多种电解质的水溶液为混合物,盐酸是氯化氢的水溶液为混合物,D正确;
故答案为:C。
4.我国明代《余东录》记载“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者,炒为黄丹。”涉及物质转化如下:下列有关说法错误的是
A.既不是电解质也不是非电解质
B.属于碱式盐
C.反应中的为还原产物
D.反应为分解反应
【答案】C
【详解】A.Pb为单质,既不是电解质也不是非电解质,A正确;
B.2Pb(OH)2·PbCO3中含有两种阴离子,其中一种阴离子为氢氧根,所以为碱式盐,B正确;
C.反应i中Pb元素化合价升高生成(CH3COO)2Pb,所以(CH3COO)2Pb为氧化产物,C错误;
D.反应iii的化学方程式应为2Pb(OH)2·PbCO3=3PbO+CO2+2H2O,属于分解反应,D正确;
故选C。
5.下列无色溶液在强酸性条件下能大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】A
【详解】A.、、、之间均不发生反应,故可以大量共存,A正确;
B.Fe3+显棕黄色,B错误;
C.Ba2+与结合生成硫酸钡沉淀,故不可以大量共存,C错误;
D.在强酸性溶液中与氢离子反应生成水和二氧化碳,故不可以大量共存,D错误;
故选A。
6.下列物质长期露置于空气中会变质,但不涉及氧化还原反应的是
A.Na B.Ca(OH)2 C.Fe(OH)2 D.氯水
【答案】B
【详解】A. Na在空气中会发生氧化还原反应,故A不选;
B. Ca(OH)2在空气中与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,但不涉及氧化还原反应,故B选;
C. Fe(OH)2在空气中被氧化生成Fe(OH)3,是氧化还原反应,故C不选;
D. 氯水中的次氯酸分解,生成氧气和氯化氢,是氧化还原反应,故D不选;
故选B。
7.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.狗头兽首铜像
B.柔性显示屏(基础材料:石墨烯)
C.流通硬币
D.潜水器外壳(钛、铝等)
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.狗头兽首铜像属于合金,A错误;
B.柔性显示屏(基础材料:石墨烯)不属于合金,B正确;
C.流通硬币属于合金,C错误;
D.潜水器外壳(钛、铝等)属于合金,D错误。
答案选B。
8.世界卫生组织(WHO)和中国卫健委公认二氧化氯(ClO2)为新时代绿色消毒剂。常温下,ClO2气体与Cl2具有相似的颜色与气味,易溶于水,在水中的溶解度是Cl2的5~8倍。ClO2对热、震动、撞击和摩擦相当敏感,极易分解发生爆炸。ClO2几乎不与冷水反应,遇热水则会分解。经研究表明,ClO2反应释放出的原子氧可以氧化色素,所以ClO2也是优良的漂白剂。工业上可采用SO2与氯酸钠在酸性条件下反应制取ClO2,并生成NaHSO4,相信在不久的将来,ClO2将广泛应用到杀菌消毒领域。实验室可通过下列反应制取ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4═2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O。下列说法不正确的是
A.ClO2是优良的漂白剂是因为具有强氧化性
B.生成1molClO2有2mol电子发生转移
C.一般可用冰水吸收ClO2气体,形成ClO2溶液
D.工业上制取ClO2过程中,参加反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1
【答案】B
【分析】2KClO3+H2C2O4+H2SO4═2ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2O中Cl元素化合价从+5价变为+4价,化合价降低被还原,KClO3为氧化剂,C元素化合价从+3价变为+4价,化合价升高被氧化,H2C2O4为还原剂。
【详解】A.ClO2反应释放出的原子氧可以氧化色素,所以ClO2是优良的漂白剂是因为具有强氧化性,A正确;
B.KClO3中Cl元素化合价从+5价变为+4价,则生成1molClO2转移电子的物质的量为1mol×(5﹣4)=1mol,B错误;
C.因为ClO2几乎不与冷水反应,因此一般可用冰水吸收ClO2气体,形成ClO2溶液,C正确;
D.工业上可采用SO2与氯酸钠在酸性条件下反应制取ClO2,并生成NaHSO4,在反应中氯酸钠是氧化剂,SO2是还原剂,根据得失电子守恒可知氯酸钠和SO2之比为2∶1,故参加反应的氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1,D正确;
故答案为:B。
9.实验中的下列操作不正确的是
A.进行Na的性质实验时,把多取的金属钠放回原试剂瓶中
B.将NaOH固体放在小烧杯中称量其质量
C.用蒸发的方法使NaCl从溶液中析出,当有大量晶体析出时停止加热,利用余热蒸干
D.配制一定物质的量浓度的稀硫酸时,用量筒量取浓硫酸后,用少量水洗涤量筒2~3次,并把洗涤液倒入烧杯中
【答案】D
【详解】A.金属钠易燃,进行Na的性质实验时,把多取的金属钠放回原试剂瓶中,A正确;
B.NaOH具有腐蚀性,需要放在小烧杯中称量,B正确;
C.当有大量晶体析出时停止加热,防止氯化钠飞溅,可利用余热蒸干,C正确;
D.用量筒量取浓硫酸后,用少量水洗涤量筒2~3次,并把洗涤液倒入烧杯中,会使所配的稀硫酸的浓度偏大,D错误;
故答案为:D。
【点睛】用量筒量取液体药品,量筒不必洗涤,因为量筒中的残留液是量筒的自然残留液,在制造仪器时已经将该部分的体积扣除,若洗涤并将洗涤液转移到容量瓶中,所配溶液浓度偏高。
10.下列说法正确的是
A.某溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中可能含Cl-
B.工业上将氯气通入石灰水中制取漂白粉
C.等浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液,后者碱性更强
D.胶体与其他分散系的本质区别在于胶体具有丁达尔效应
【答案】A
【详解】A.某溶液中滴入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中可能含或Cl-等,A正确;
B.工业上将氯气通入石灰乳中制取漂白粉,石灰水中溶质较少,不能制备漂白粉,B错误;
C.等浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液,前者碱性更强,C错误;
D.胶体与其他分散系的本质区别在于粒子半径大小,D错误;
故答案为:A。
11.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是
A.在常温常压下,28 g氮气和一氧化碳的混合气体所含分子数是NA
B.7.8 g Na2O2中含有的阴离子数目为0.2NA
C.标准状况下,22.4 L Cl2参加反应转移电子数一定为2NA
D.标准状况下,33.6L氦气所含的分子数为NA
【答案】A
【详解】A.因为氮气和一氧化碳的摩尔质量相等,所以 28 g 混合气体的物质的量为1 mol ,分子数目一定为NA,选项A 正确;
B.7.8g Na2O2的物质的量是0.1mol,一个过氧化钠化学式中含有一个阴离子,所以7.8g Na2O2含有的阴离子数目为0.1 NA,选项B错误;
C.标准状况下,22.4 L Cl2为1mol,氯气与水、NaOH溶液的反应中,1 mol Cl2参加反应转移电子数为NA,选项C错误;
D.标准状况下,33.6L氦气的物质的量为1.5mol,氦气是单原子分子,故3.6L氦气所含的分子数为1.5 NA,选项D错误;
答案选A。
12.某同学设计实验确定的结晶水数目。将加热发生反应,测得生成和(标准状况)。则x等于
A.4.5 B.4 C.6 D.9
【答案】D
【详解】的物质的量为,标准状况下的物质的量为,根据化学方程式可知,反应生成的O2与H2O的物质的量之比为,解得x=9,故答案为D。
13.一定温度和压强下,用m g的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个体积大小不同的气球(如图),下列说法中正确的是
A.气球①中装的是CH4
B.气球①和气球③中气体分子数相等
C.气球①和气球④中气体物质的量之比为4∶1
D.气球③和气球④中气体密度之比为2∶1
【答案】D
【详解】A.根据,,则气体体积与摩尔质量成反比,因此气球①中装的是SO2,故A错误;
B.根据,得到气球①中分子数比气球③中气体分子数少,故B错误;
C.气球①装的是SO2,气球④装的是CH4,根据,,气球①和气球④中气体物质的量之比为1∶4,故C错误;
D.气球③装的是O2,气球④装的是CH4,根据密度之比等于摩尔质量之比,因此气球③和气球④中气体密度之比为2∶1,故D正确。
综上所述,答案为D。
14.工业上曾经通过反应“3Fe+4NaOH=Fe3O4+2H2↑+4Na↑”生产金属钠。下列有关说法正确的是
A.用磁铁可以将Fe 与Fe3O4分离
B.将生成的气体在空气中冷却可获得钠
C.该反应中的氧化剂是NaOH
D.反应中若生成22.4 L H2(标准状况下),则转移的电子数约为2×6.02×1023
【答案】C
【详解】A.不能用磁铁可以将Fe与Fe3O4分离,两者都被吸引,所以不能用磁铁将Fe与Fe3O4分离,选项A错误;
B.钠极易被空气中的氧气氧化,选项B错误;
C.该反应中Na元素从+1价降为0价,发生还原反应,NaOH是氧化剂,选项C正确;
D.反应3Fe+4NaOH=Fe3O4+2H2↑+4Na↑转移电子数为8,若生成22.4 L H2(标准状况下),即1mol H2,转移的电子数约为4×6.02×1023,选项D错误;
答案选C。
15.生菜无土栽培营养液的配方要求KNO3、MgSO4、NH4NO3 物质的量之比为1∶2∶1,为了配制该营养液,已溶解0.02 mol K2SO4、0.02 mol (NH4)2SO4和0.04 mol Mg(NO3)2,还需再溶解MgSO4的质量为
A.3.6 g B.4.8 g C.2.4 g D.6.0 g
【答案】B
【详解】已溶解0.02 mol K2SO4、0.02 mol (NH4)2SO4和0.04 mol Mg(NO3)2,其中K+含有0.02mol×2=0.04mol,SO含有0.02mol+0.02mol=0.04mol,含有0.02mol×2=0.04mol,Mg2+含有0.04mol,NO含有0.04mol×2=0.08mol,这些离子结合后相当于0.04molKNO3、0.04molMgSO4、0.04molNH4NO3,根据要求KNO3、MgSO4、NH4NO3 物质的量之比为1∶2∶1,可知还需MgSO4的物质的量是0.04mol,其质量为0.04mol×120g/mol=4.8g;
故答案为:B。
16.将一定量的Fe、Cu、CuCl2、FeCl3放入同一烧杯中,加入适量蒸馏水,充分反应后,仍有固体存在,则下列判断不正确的是
A.充分反应后的溶液中不一定含Cu2+
B.充分反应后的溶液中一定含有Fe2+,可能含有Fe3+
C.剩余固体中一定含Cu,可能含Fe
D.向充分反应后溶液中加入KSCN溶液一定不变红色
【答案】B
【分析】一定量的Fe、Cu、CuCl2、FeCl3放入同一烧杯中,还原性:Fe>Cu,氧化性Fe3+>Cu2+,分为5种情况:
若Fe少量,FeCl3都消耗不完,Cu继续与FeCl3反应并反应完,则固体是Cu,溶液是FeCl2和CuCl2;
若Fe刚好将FeCl3反应完,则固体是Cu,溶液是FeCl2和CuCl2;
若Fe将FeCl3反应完后还有剩余,将继续与CuCl2反应,并且CuCl2没反应完,则固体为Cu,溶液是FeCl2和CuCl2;
若Fe将FeCl3和CuCl2刚好反应完,则固体为Cu,溶液是FeCl2;
若Fe过量,则固体为Cu和Fe,溶液是FeCl2;
因此充分反应后,仍有固体存在,则一定含有Cu,可能含有Fe。
【详解】A.若固体中存在Fe,则充分反应后的溶液中不含Cu2+,所以反应后的溶液中不一定含Cu2+,A正确;
B.充分反应后,仍有固体存在,说明反应后的溶液中不可能含有Fe3+,因为Fe和Cu都与Fe3+反应,B错误;
C.有分析可知剩余固体中一定含Cu,可能含Fe,C正确;
D.因为反应后溶液中没有Fe3+,故向充分反应后溶液中加入KSCN溶液一定不变红色,D正确;
故答案为:B。
17.如图所示,在室温下,某容器固定的密闭由可移动的活塞隔成左、右两室,左室充入氢气和氧气,右室充入一氧化碳和氧气,活塞停在图示位置,则左右两室内混合气体一定相同的物理量是
A.质量 B.密度 C.物质的量 D.平均摩尔质量
【答案】C
【详解】根据阿伏伽德罗定律的推论,同温、同压、同体积的情况下,气体的分子数相同;
故答案为:C。
18.已知反应:
①Cl2+2KBr=2KCl+Br2,
②KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,
③2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3。
下列说法正确的是
A.上述三个反应都有单质生成,所以都是置换反应
B.氧化性由强到弱顺序为KBrO3>KClO3>Cl2>Br2
C.反应②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶6
D.反应③中若有1 mol还原剂参加反应,则氧化剂得到电子的物质的量为5 mol
【答案】B
【详解】A.该反应KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O中反应物没有单质参加,因此该反应不属于置换反应,A错误;
B.在氧化还原反应中氧化性:氧化剂>氧化产物,在Cl2+2KBr=2KCl+Br2中,氧化剂是Cl2,氧化产物是Br2,所以氧化性:Cl2>Br2;在KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O中,氧化剂是KClO3,氧化产物是Cl2,则氧化性:KClO3>Cl2;在2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3中,氧化剂是KBrO3,氧化产物是KClO3,所以氧化性:KBrO3>KClO3,故物质氧化性由强到弱的顺序是:KBrO3>KClO3>Cl2>Br2,B正确;
C.在反应KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O中,KClO3为氧化剂,HCl为还原剂,每有6个HCl参加反应,其中5个作还原剂,反应中转移5个电子,故氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:5,C错误;
D.在③2KBrO3+Cl2=Br2+2KClO3中,Cl2为还原剂,KBrO3为氧化剂,每有1mol还原剂Cl2发生反应,氧化剂KBrO3得到电子的物质的量为10mol,D错误;
故答案为:B。
19.1mol/L硫酸溶液的含义是
A.1L水中含有1mol硫酸 B.1L溶液中含1molH+
C.将98g硫酸溶于1L水所配成的溶液 D.1L溶液中含有1mol硫酸
【答案】D
【详解】A.1mol/L硫酸溶液表示1L溶液中含有1mol H2SO4,不是指溶剂的体积,A不符合题意;
B.硫酸是强酸,在溶液中全部电离,1L 1mol/L硫酸中硫酸的物质的量为,含有2mol,B不符合题意;
C.将98g硫酸溶于1L水中,溶液体积不等于是1L,硫酸溶液浓度无法计算,C不符合题意;
D.1L 1mol/L硫酸溶液中含有1mol硫酸,D符合题意;
故答案为:D。
20.下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向FeCl3溶液中滴加淀粉KI溶液
溶液变成蓝色
氧化性:I2 > FeCl3
B
向硫酸铜溶液中加入小颗粒钠
产生红色固体
钠比铜活泼
C
向硫酸亚铁溶液中加入过氧化钠粉末
产生红褐色沉淀
FeSO4已变质
D
向烧碱样品中滴加氯化钡溶液
产生白色沉淀
烧碱已变质
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.溶液变蓝说明FeCl3将I-氧化为I2,所以氧化性FeCl3>I2,A错误;
B.钠会先和水反应生成NaOH和氢气,NaOH再和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,不会有铜单质析出,B错误;
C.过氧化钠具有氧化性,即便没有变质也会将亚铁离子氧化为铁离子,C错误;
D.烧碱样品变质生成Na2CO3与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,D正确;
综上所述答案为D。
21.黄铁矿(主要成分为)是工业制硫酸的主要原料,暴露在空气中会被缓慢氧化,其氧化过程如图所示。下列有关说法不正确的是
A.经氧化后的黄铁矿可能呈现与铁锈类似的红褐色
B.步反应中每生成转移电子的物质的量为
C.氧化过程会产生较多酸性废水,破坏矿区生态环境
D.标准状况下,过程中被氧化时大约消耗空气
【答案】B
【分析】中反应的化学方程式为,亚铁离子经氧气氧化成铁离子,铁离子水解后得到氢氧化铁沉淀,铁离子加入也能被还原为亚铁离子,由此分析。
【详解】A.黄铁矿经氧化后有氢氧化铁生成,因此经氧化后的黄铁矿可能呈现与铁锈类似的红褐色,故A正确;
B.中反应的化学方程式为,则生成消耗,被氧化时,元素失电子,两个硫原子的化合价从-1价升高到+6价,因此失电子总物质的量是,故B错误;
C.由图可知,黄铁矿的氧化过程和三价铁离子的水解会产生较多酸性废水,破坏矿区生态环境,故C正确;
D.中被氧化时,转移电子,根据得失电子守恒,消耗氧气的物质的量是,因此被氧化时消耗氧气,空气中氧气的体积约占空气体积的五分之一,则消耗标准状况下空气的体积为,故D正确;
答案选B。
二、多选题
22.用如图所示的甲、乙两个装置做导电实验,下列叙述正确的是
A.石墨、金刚石及C60都是单质
B.甲装置中石墨和NaOH溶液均能导电,所以均为电解质
C.甲装置中NaOH溶液能导电的原因是NaOH电离出自由移动的离子.
D.乙装置中纯醋酸液体不能导电,所以纯醋酸不是电解质
【答案】AC
【详解】A.石墨、金刚石及C60都是碳的单质,故A正确;
B.石墨是单质,不是电解质,故B错误;
C.NaOH是电解质,在溶液中电离出自由移动的离子而导电,故C正确;
D.醋酸在水溶液中可导电,为电解质,故D错误;
故答案选AC。
三、填空题
23.“生活无处不化学”,请你回答下列问题。
(1)厨房中的调味品有:①盐(主要成分为氯化钠)、②碱面(主要成分为碳酸钠)、③白醋(主要成分为乙酸)。
将上述物质分别溶于水,水溶液具有碱性的是_______(填序号,下同),主要成分属于盐类的是_______,相互间能发生反应的是_______。
(2)食盐不慎洒落在天然气的火焰上,可观察到_______。
(3)沾有水的铁制器皿在高温的的火焰上会发黑,该反应的化学方程式是_______。
(4)使用“84”消毒液(含NaClO)时,按一定比例与水混合,并在空气中放置一段时间,使NaClO与H2O及空气中的CO2充分反应,目的是得到杀菌消毒效果更好的_______(填物质名称),将该反应的离子方程式补充完整:
ClO- + CO2 + H2O = _______ + _____
(5)用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为_______。
【答案】(1) ② ①② ②③
(2)黄色火焰
(3)
(4) 次氯酸 HClO
(5)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
【详解】(1)氯化钠溶液为中性,乙酸溶液显酸性,碳酸钠溶于水,溶液显碱性;氯化钠和碳酸钠属于盐,乙酸属于酸;碳酸钠和乙酸反应生成醋酸钠、二氧化碳和水;
(2)食盐中含有钠元素,不慎洒落在天然气火焰上,可观察到黄色火焰;
(3)沾有水的铁制器皿在高温火焰上会发黑,有四氧化三铁生成,发生反应的化学方程式是;
(4)由于碳酸的酸性强于次氯酸,“84”消毒液(含NaClO)在空气中放置段时间,NaClO与H2O及空气中的CO2反应得到次氯酸,反应的离子方程式为;
(5)KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
24.某磁铁矿石A的主要成分是磁性氧化铁(Fe3O4),还含少量的Al2O3、Cu2O。某工厂利用此矿石进行有关物质的回收利用,工艺流程如图:(已知Cu2O不溶于水和碱,但溶于酸:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O)。根据流程回答下列问题:
(1)溶液C的主要成分是_______。
(2)在溶液F中滴加NaOH溶液的现象是_______;发生的化学反应方程式为_______。
(3)检验溶液F中金属离子的方法是:_______(请写出实验操作和现象、结论)
【答案】(1)NaAlO2
(2) 先生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+2H2O+ O2=4Fe(OH)3
(3)取少量F溶液于试管中,加入KSCN无明显现象,再加氯水,溶液变为红色,则证明原溶液中含有Fe2+
【分析】由图可知,向磁铁矿石A中加入氢氧化钠溶液时,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,四氧化三铁和氧化亚铜不溶解,过滤得到含有四氧化三铁、氧化亚铜的固体B和偏铝酸钠溶液C;向固体B中加入稀硫酸,四氧化三铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸铁和水,氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和铜,反应生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜,过滤得到含有硫酸亚铁、硫酸铜的溶液D和铜固体E;向溶液D中加入过量的铁(试剂X),硫酸铜溶液与铁反应生成硫酸亚铁和铜,过滤得到硫酸亚铁溶液F和含有铜、铁的固体II;向固体II中加入足量稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不与稀硫酸反应,过滤得到铜固体E和硫酸亚铁溶液F。
【详解】(1)由分析可知,溶液C的主要成分是NaAlO2;
(2)向硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,立即发生反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,反应生成的氢氧化亚铁具有强还原性,被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,故现象是先生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,有关的化学反应方程式为FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+2H2O+ O2=4Fe(OH)3;
(3)根据分析,F溶液中含有的阳离子为Fe2+,可使用KSCN和氧化剂检验Fe2+,方法为取少量F溶液于试管中,加入KSCN无明显现象,再加氯水,溶液变为红色,则证明原溶液中含有Fe2+。
四、实验题
25.实验室需要480 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液,根据溶液配制情况回答下列问题。
(1)实验中除了托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒外还需要的仪器有_______。
(2)下图是某同学在实验室配制该NaOH溶液的过程示意图,其中错误的是_______(填序号)。
(3)称取NaOH固体时,所需砝码的质量为_______(填字母)。
A.19.2 g B.20 g
C.19.2~20 g D.大于20 g
(4)在溶液的配制过程中,有以下基本实验步骤,其中只需进行一次的步骤是_______(填代号)。
①称量 ②溶解 ③转移 ④洗涤 ⑤定容
(5)下列操作会导致所配溶液的物质的量浓度偏大的是_______。
A.NaOH固体长期露置在空气中
B.用水溶解NaOH固体后,立即转入容量瓶中定容
C.称量NaOH固体时,将物质和砝码位置放反
D.定容时液面高于刻度线,用胶头滴管将多出的部分液体吸出
E.定容时俯视刻度线
(6)若用质量分数为98%、密度为1.84g/mL的浓硫酸来配制0.4mol/L硫酸溶液475mL,需用量筒量取体积为_______mL的浓硫酸来稀释。
【答案】(1)500ml容量瓶、胶头滴管
(2)①③⑤
(3)D
(4)②⑤
(5)BE
(6)10.9
【详解】(1)操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌,加速溶解,冷却后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒23次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1∼2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀,所以所需仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管。根据提供的仪器可知,还需仪器有500ml容量瓶、胶头滴管;
(2)①量筒为量取仪器,不能用来溶解物质,故①错误;
②用玻璃杯搅拌加速固体的溶解,故②正确;
③玻璃棒引流操作时,玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线下方,故③错误;
④用玻璃棒引流,加水至刻度线的下方,操作正确,故④正确;
⑤定容时,眼睛应平视刻度线,故⑤错误;
⑥加盖摇匀,使溶液混合均匀,操作正确,故⑥正确;
故答案为①③⑤;
(3)由于无450mL的容量瓶,故选用500mL的容量瓶,配制出500mL的1.0mol/L的溶液,500mL1.0mol/L的氢氧化钠溶液中含有溶质的物质的量为,其质量为:,需要称量的氢氧化钠的质量为20.0g,而称量氢氧化钠固体时,要放到小烧杯里称量,故选用的砝码的质量大于20.0g,故答案为D;
(4)①称量时先称空烧杯的质量再称烧杯和药品的质量,故①不符合题意;
②固体在烧杯中溶解,冷却后转移到500mL容量瓶中,只有1次,故②符合题意;
③转移时除了将溶液转移到容量瓶中,还要将洗涤液转移到容量瓶中,故③不符合题意;
④洗涤时要洗涤烧杯及玻璃棒23次,故④不符合题意;
⑤定容时,当加水至液面距离刻度线1∼2cm时,改用胶头滴管滴加,使溶液的凹液面的最低点与刻线相平,只有1次,故⑤符合题意;
故选②⑤;
(5)A.NaOH固体长期暴露在空气中,导致部分氢氧化钠变质,配制的溶液中溶质的物质的量偏小,配制的浓度偏低,A不符合题意;
B.用水溶解NaOH固体后,立即转入容量瓶中定容,热的溶液体积偏大,冷却后体积变小,则配制的溶液体积偏小,配制的溶液浓度偏高,B符合题意;
C.称量NaOH固体时,若将物质和砝码放反,称量出的氢氧化钠的质量偏小,配制的溶液浓度偏低,C不符合题意;
D.定容后发现液面高于刻线,若用胶头滴管将多余的水吸出,配制的溶液中溶质的物质的量偏小,配制的溶液浓度偏低,D不符合题意;
E.定容时俯视刻度线,导致加入的蒸馏水体积偏小,配制的溶液体积偏小,则配制的溶液浓度偏高,E符合题意;
故答案为:BE;
(6)稀释后溶质的量不变,配制475mL 0.4mol/L硫酸溶液,需要用中500mL的容量瓶,H2SO4的物质的量为,其质量为,则需用量筒量取体积V=mL。
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