2022-2023学年黑龙江省富锦市第一中学高一上学期期末考试化学试题含解析
展开黑龙江省富锦市第一中学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.明代宋应星所著的《天工开物》被誉为“17世纪中国工艺百科全书”。下列说法错误的是
A.“凡石灰经火焚,火力到后,烧酥石性,置于风中久自吹化成粉”中的“粉”为CaO
B.“凡铁分生熟,出炉未炒则生,既炒则熟”中的“炒”为氧化除碳过程
C.“凡将水银再升朱用,故名曰银朱(即硫化汞)”过程中涉及氧化还原反应
D.“凡金箔,每金七厘造方寸一千片…金性又柔,可屈折如枝柳”说明了金有良好的延展性
【答案】A
【详解】
A.碳酸钙煅烧生成氧化钙,氧化钙久置生成氢氧化钙,氢氧化钙吸收二氧化碳生成碳酸钙,所以凡石灰经火焚,火力到后,烧酥石性,置于风中久自吹化成粉”中的“粉”为 碳酸钙,故A错误;
B.生铁是含碳量大于2%的铁碳合金,为降低含碳量,可以通过烧制,将碳元素氧化除去,故B正确;
C.水银为Hg单质,生成硫化汞时Hg元素的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C正确;
D.金能加工成金箔,体现了金具有良好的延展性,故D正确;
答案为A。
2.下列说法正确的是
A.合金只能由金属和金属熔合而成
B.用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸钠漂白纸浆的原理相同
C.碳酸钠溶液能使酚酞试液变红,说明碳酸钠属于碱
D.加热铝箔时,铝箔熔化,但液态的铝不滴落,说明熔点:氧化铝>铝
【答案】D
【详解】A.合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的混合物,故A错误;
B.漂白纸浆时,活性炭利用吸附性、次氯酸钠利用强氧化性使纸浆漂白,二者漂白原理不同,故B错误;
C.无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,碳酸钠溶液能使无色酚酞试液变红,说明碳酸钠溶液显碱性,但碳酸钠不属于碱,属于盐,故C错误;
D.铝与氧气反应生成的氧化铝的熔点高,而铝的熔点较低,则铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,故D正确;
故选D。
3.下列说法中,不正确的是
A.Al的摩尔质量是27g·mol−1
B.标准状况下,22.4LH2O的物质的量为1mol
C.1molCH4中含有的分子数约为6.02×1023
D.1L1mol·L−1KCl溶液中含有1molK+
【答案】B
【详解】A.摩尔质量以g·mol−1做单位时,在数值上等于物质的式量,则Al的摩尔质量是27g·mol−1,A正确;
B.标准状况下,水为非气态,不能用气体的摩尔体积进行计算,则无法计算22.4 L H2O的物质的量,B错误;
C.1mol CH4中含有的分子数约为1mol×6.02×1023mol-1=6.02×1023,C正确;
D.1L 1mol·L−1 KCl溶液中含有K+的物质的量为1L×1mol·L−1 =1mol,D正确;
故答案为B。
4.设阿伏加德罗常数的值为,则下列说法正确的是
A.常温常压下,22g气体中含有的原子数为
B.溶液中,含有的钠离子总数为
C.2.3g钠由原子变成离子时,失去的电子数为0.1
D.个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的原子个数比为5∶4
【答案】C
【详解】A. 22g CO2物质的量为0.5mol,含有的原子数为1.5NA ,故A项错误;
B. 未告知溶液体积无法计算 Na2SO4溶液中含有的钠离子总数,故B项错误;
C. 2.3g 钠物质的量为0.1mol,钠变为钠离子失去一个电子,因此2.3g钠变成钠离子失去电子数为0.1NA,故C项正确;
D. NA个一氧化碳分子和0.5mol甲烷的原子个数比为4∶5,D错误。
故答案为:C。
5.在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有
B.向氯水中滴加硝酸酸化的溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有
C.向氯水中加入粉末,有气泡产生,说明氯水中含有
D.新制的氯水能使红色布条褪色,说明氯水中含有
【答案】D
【分析】溶液中存在平衡,只有氯气有颜色,为黄绿色,氯水中含有氯气而呈浅黄绿色,溶液中HCl与硝酸银反应产生AgCl白色沉淀,而溶液呈酸性,能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,溶液中氯气、HClO都强氧化性,都可以将亚铁离子氧化为铁离子,而使溶液变为棕黄色。
【详解】溶液中存在平衡,
A.只有氯气有颜色,为黄绿色,氯水呈浅黄绿色是由于含有氯气,选项A正确;
B.溶液与硝酸银反应产生白色沉淀,只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀,说明氯水中含有,选项B正确;
C.溶液呈酸性,能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,选项C正确;
D.只有氯气有颜色,为黄绿色,氯水呈浅黄绿色是由于含有氯气,而不能说明次氯酸的存在,选项D错误。
答案选D。
6.下列实验对应的化学用语正确的是
A.溶液中滴加溶液,静置一段时间后:
B.酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:
C.足量二氧化碳与氢氧化钠溶液反应:2OH-+CO2= +H2O
D.澄清石灰水中加入过量溶液:
【答案】D
【详解】A.Fe2+不稳定,易被空气中氧气氧化,正确反应式为:4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3,选项A错误;
B.离子方程式要满足电荷守恒,正确反应式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,选项B错误;
C.足量CO2与碱反应生成酸式盐,正确反应式为:CO2+OH-= ,选项C错误;
D.依照“定少为1”,氢氧化钙不足,NaHCO3过量,反应的离子方程式为,选项D正确;
答案选D。
7.下列除杂质的操作中正确的是
A.铁粉中混有铝粉:加入过量氨水充分反应、过滤
B.中混有:将其通入溶液
C.溶液中混有少量:往该溶液中通入过量气体
D.中含有:滴加过量的溶液
【答案】C
【详解】A.铁、铝与氨水均不反应,不能除去铁粉中混有的铝粉,可以用氢氧化钠溶液,A错误;
B.HCl与CO2均与NaOH溶液反应,应该选用饱和NaHCO3溶液,B错误;
C.碳酸钠溶液吸收二氧化碳生成碳酸氢钠:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,可以除去碳酸氢钠溶液中含有的碳酸钠,C正确;
D.和都能和反应生成和,不能除杂,可用过量铁粉除杂,D错误;
故选C。
8.类推时要注意物质的相似性和特殊性,下列类推结论正确的是
选项
化学事实
类推结论
A
铝在氧气中燃烧生成
铁在氧气中燃烧也生成
B
溶解度:
溶解度:
C
受热分解为和
也能受热分解生成和
D
、溶液均显碱性
钠盐溶液均能使酚酞溶液变红
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.铁在氧气中燃烧也生成Fe3O4,推理不正确,选项A不合题意;
B.溶解度: Na2CO3>NaHCO3,推理不正确,选项B不合题意;
C.Al(OH)3受热分解为Al2O3和H2O,Fe(OH)3也能受热分解生成相应价态的金属氧化物Fe2O3和H2O,推理正确,选项C符合题意;
D.并不是钠盐溶液均能使酚酞溶液变红,只有弱酸的钠盐因水解呈碱性能使酚酞溶液变红,推理不正确,选项D不合题意;
答案选C。
9.下列有关铁、铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是
A.在自然界中,不可能有游离态的铁存在
B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,Fe2O3俗称铁红
C.能通过化合反应制得Fe(OH)3,但不能通过化合反应制得FeCl2
D.铁的氧化物能与酸反应生成盐和水,因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物
【答案】B
【详解】A.在自然界中,铁陨石有游离态的铁存在,A错误;
B.在自然界中,赤铁矿的主要成分是,俗称铁红,B正确;
C.能通过制得,也能通过制得,C错误;
D.是复杂氧化物,它不是碱性氧化物,、是碱性氧化物,D错误;
故答案为:B。
10.下列关于元素周期表的说法正确的是
A.每一周期的元素都从碱金属开始,最后以稀有气体结束
B.某元素原子最外层电子数为2,则该元素一定位于ⅡA
C.第二、三周期上下相邻的元素的原子核外电子数相差8个
D.元素周期表有七个横行即7个周期,十六个纵行即十六个族
【答案】C
【详解】A. 第一周期的元素从氢开始的,氢元素不是碱金属元素,A项错误;
B. 氦元素的最外层电子数为2,属于0族元素,B项错误;
C. 第二、三周期元素种类均为8,上下相邻的元素的原子核外电子数相差8个,C项正确;
D. 元素周期表有七个横行即7个周期,十八个纵行,第8、9、10纵行称为VIII族,其余每一纵行叫一族,D项错误;
答案选C。
【点睛】注意,H是1号元素,为第IA族,但不是碱金属元素。
11.在第n电子层中,当它作为原子的最外电子层时,最多容纳的电子数与n-1层相同,当它作为原子的次外层时,其电子数比n+1层最少能多10个,则此电子层是
A.K层 B.M层 C.L层 D.N层
【答案】B
【详解】n作为最外层电子时,最多只能容纳8个电子,所以n-1层为8个电子,为L层,则n应该为M层;若n为次外层,则n+1为最外层,次外层电子数最多为10+8=18,则进一步证明了n为M层;
故答案为B。
12.短周期元素A和B,其中A元素的原子最外层电子数是a,次外层电子数是b; B元素的原子M层电子数是(a- b),L层电子数是(a+b),则A、B两种元素形成的化合物的化学式可能表示为
A.B3A2 B.AB2 C.A3B2 D.BA2
【答案】D
【详解】短周期元素A和B,其中A元素的原子最外层电子数是a,次外层电子数是b; B元素的原子M层电子数是(a- b),L层电子数是(a+b),则L层电子数为8,即a+b=8,元素A有两个电子层,则b=2,所以a=8-2=6,则A为氧元素;B元素的原子M层电子数是a-b=6-2=4,B为硅元素,A、B两元素形成的化合物为SiO2,即BA2。
故答案为:D
13.已知某元素的原子结构示意图如图所示,试推测其在元素周期表的位置为
A.第四周期VII族 B.第五周期7A族 C.第五周期VIA族 D.第五周期VIIA族
【答案】D
【详解】根据某元素的原子结构示意图可以推知其在周期表中的位置,其一般规律为,对于主族元素,原子核外电子层数等于其周期数,原子最外层电子数等于其族序数,根据题目给的原子结构示意图,原子核外共有5层电子,且最外层电子数为7,可知该元素在周期表中的位置为第五周期第VIIA族,故答案选D。
【点睛】本题中有一个小陷阱,也是学生在作答填空题时经常会犯的错误,就是要注意,在写周期数时最好使用汉字,在写族序数时一定要使用罗马数字,主族、副族分别要用A、B来表示。
14.A、B、C均为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示。已知 B、 C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍;B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则A、B、C所在的一组元素是
A.Be、Na、Al B.O、P、Cl
C.C、Al、P D.B、Mg、Si
【答案】B
【详解】根据图可知:设A元素的原子序数为x,则B的原子序数为x+8-1,C的原子序数为x+8+1,因为B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则有x+8-1+ x+8+1=4x,解得x=8,所以A为O,B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍,则B为P, C为Cl,故B符合题意;
故答案:B。
15.下列说法正确的是
A.同温同压下甲烷和氧气的密度之比为2∶1
B.1g甲烷和1g氧气的原子数之比为5∶1
C.等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为2∶1
D.在标准状况下等质量的甲烷和氧气的体积之比为1∶2
【答案】B
【详解】A.同温同压下,甲烷和氧气的密度之比等于二者的相对分子质量之比,则ρ(CH4):ρ(O2)=16:32=1:2,A错误;
B.1g的甲烷和氧气的物质的量的比为n(CH4):n(O2)=:=2:1。CH4中含有5个原子,O2中含有2个原子,则等质量的甲烷和氧气的原子数之比为:(2×5):(1×2)=5:1,B正确;
C.根据m=n·M可知:等物质的量的甲烷和氧气的质量之比等于二者的摩尔质量之比,则m(CH4):m(O2)=16:32=1:2,C错误;
D.根据V=n·Vm可知:同温同压下,等质量的甲烷和氧气的体积之比等于气体的物质的量的比,则n(CH4):n(O2)=:=2:1,故V(CH4):V(O2)=2:1,D错误;
故合理选项是B。
16.二氧化氯(ClO2)是一种优良的消毒剂,可用氯酸钠和双氧水在酸性条件下制备,反应方程式为NaClO3+H2O2+H2SO4®ClO2+Na2SO4+H2O+O2(未配平)。下列说法不正确的是
A.NaClO3做氧化剂,发生还原反应
B.将该方程式配平后H2O的化学计量数应为2
C.NaClO3与H2O2的化学计量系数之比为2:1
D.反应过程中每生成2.24LO2转移0.2mol电子
【答案】D
【详解】A.该反应中NaClO3中Cl元素由+5价下降为+4价为氧化剂,发生还原反应,故A正确;
B.根据化合价升降守恒和元素质量守恒配平方程可得:,H2O的化学计量数应为2,故B正确;
C. 由化学方程式可知NaClO3与H2O2的化学计量系数之比为2:1,故C正确;
D.没有说明是否为标况下2.24LO2,不能用气体摩尔体积进行计算,故D错误。
故答案选:D。
17.关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是
A.它们的物质的量相等时,跟足量的盐酸反应,在相同状况时放出的CO2体积相同
B.它们的物质的量相等时,跟足量的盐酸反应,所消耗盐酸的物质的量相同
C.它们的质量相等时,在水中电离出相同数目的Na+
D.它们的质量相等时,与足量盐酸反应产生物质的量相等的CO2
【答案】A
【详解】A.它们的物质的量相等时,跟足量的盐酸反应,反应后都生成二氧化碳,根据C元素守恒可知,生成二氧化碳体积相同,故A正确;
B.根据Na元素守恒,物质的量相等的碳酸钠和碳酸氢钠,与盐酸反应后都生成NaCl,则碳酸钠消耗的盐酸多,故B错误;
C.Na2CO3=2Na++CO32−,NaHCO3=Na++HCO3−,设它们的质量相等时都是1g,物质的量分别为:和,在水中电离出的Na+离子的物质的量为:和,数目不同,故C错误;
D.它们的质量相等时,碳酸钠和碳酸氢钠的摩尔质量不相等,它们的物质的量不相等,与足量盐酸反应后都生成二氧化碳,根据C元素守恒可知,生成CO2的物质的量不相等,故D错误;
答案选A。
18.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列叙述不合理的是
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
D.检验e中阳离子,可用溶液,现象是溶液变成红色
【答案】D
【分析】铁0,+2,+3三种价态的转化,其中单质a为Fe,+2价的盐为亚铁盐,碱为氢氧化亚铁,+3价的盐为铁盐,碱为氢氧化铁;
【详解】A.铁单质可以和三价铁盐发生归中反应,生成亚铁盐,离子方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+,故A正确;
B.2价铁为其中间价态,可以被氧化,也可以被还原,故B正确;
C.亚铁盐加碱生成氢氧化亚铁(b→c),氢氧化亚铁在空气中被氧化为氢氧化铁(c→d),氢氧化铁加酸生成三价铁盐(d→e),铁单质可以和三价铁盐发生归中反应,生成亚铁盐(e→b),故C正确,
D.e中阳离子是Fe3+,应用KSCN检验,故D错误;
故选:D。
19.已知一个原子的质量数等于其质子数和中子数相加,若R 原子核内共有 x 个中子,R 原子的质量数为 A,则a 克 RO3 中含有质子的物质的量为
A.(A﹣x+24)mol B.(x+24)mol
C.(A+x)mol D.(A-x)mol
【答案】A
【详解】R原子核内共有x个中子,R原子的质量数为A,则R原子含有质子数为A-x,RO3中含有质子数为A-x+24,a克RO3中含有质子的物质的量为:×(A-x+24)=(A﹣x+24)mol,故答案为A。
20.从含有CuCl2、FeCl2、FeCl3的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是
A.试剂a是铁,试剂b是稀硫酸
B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用的仪器完全相同
C.试剂c是氯气,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.用KSCN溶液可检验溶液W中是否有Fe2+
【答案】C
【分析】从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜,工业废水中加入试剂a为过量的铁,操作Ⅰ为过滤,得到滤渣Y为Fe、Cu,滤液氯化亚铁溶液,滤渣Y中加入试剂b为盐酸溶解过量的铁生成氯化亚铁溶液,铜不溶,操作Ⅱ过滤得到铜和滤液Z为氯化亚铁溶液,滤液Z和X合并通入氯气,氧化亚铁离子为氯化铁溶液,蒸发结晶,过滤洗涤干燥得到氯化铁晶体,以此解答该题。
【详解】A.由最终得到FeCl3及其流程图可知,b为盐酸,若为硫酸会引入硫酸根杂质离子,故A错误;
B.上述分析可知,操作Ⅰ、Ⅱ是过滤,操作Ⅲ是蒸发结晶,过滤,所用仪器不同,故B错误;
C.滤液X,滤液Z中均含有FeCl2,c为氯气,氧化亚铁离子为铁离子反应为:2Fe2++Cl2═2Cl-+2Fe3+,故C正确;
D.KSCN溶液可检验溶液中是否含有Fe3+,检验Fe2+应选择铁氰化钾溶液,滴加后有蓝色沉淀,即说明溶液W中含有Fe2+,故D错误;
故答案为C。
二、填空题
21.根据下列叙述,回答下列问题:
(1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍,写出A的原子结构示意图_____。
(2)与Ar原子电子层结构相同的-1价阴离子,则其离子符号为 _________。
(3)质量数为23,中子数为12的原子,写出其在周期表中的位置_________。
(4)《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果,这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空:
①26Al和27Al ______(选填编号)。
A.是同一种元素 B.是同一种核素
C.具有相同的中子数 D.具有相同的化学性质
②碳元素的一种核素也可以考古断代,其原子符号为 ______。
③10g10Be所含的中子数与质子数之差为 ______个。
【答案】(1)
(2)Cl-
(3)第三周期,第IA族
(4) AD 14C 2NA
【详解】(1)根据核外电子排布规律可知,原子的最外层电子数不超过8个,A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍,则A只能是氧元素,其原子结构示意图为;
(2)与Ar原子电子层结构相同的-1价阴离子为氯离子,氯离子的符号为Cl-;
(3)质量数为23,中子数为12的原子,质子数为23-12=11,即是钠原子,其在周期表中的位置为第三周期,第IA族;
(4)①A.26Al和27Al都是铝元素,是同一种元素,选项A正确;
B.26Al和27Al为质子数相同中子数不同的同一种元素形成的不同核素,是铝的两种不同核素,选项B错误;
C.26Al和27Al的中子数分别为13和14,不相同,选项C错误;
D.同位素具有相同的化学性质,选项D正确;
答案选AD;
②碳元素的一种核素也可以考古断代,质量数为14,其原子符号为14C;
③10g10Be 的物质的量为1mol,10Be的中子数为6,质子数为4, 10g10Be所含的中子数与质子数之差为2NA个。
22.高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。
(1)实验室里欲用KMnO4固体来配制250.00 mL 0.1000 mol•L-1的KMnO4酸性溶液。
①需用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、_________、_________。
②下列关于“容量瓶及其使用”的叙述中正确的是_________ (填序号)。
A.使用前必须检查是否漏水 B.能配制一定体积准确浓度的标准溶液
C.可用来长期贮存溶液 D.能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器
③下列操作对实验结果的影响偏高的是_________ (填序号)。
A.加水定容时俯视刻度线
B.未洗涤溶解后的烧杯和玻璃棒
C.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线,没有加水补到刻度线
D.未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容
(2)用上述酸性KMnO4溶液来测定FeSO4溶液中Fe2+的物质的量浓度。原理如下:FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 — K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O (未配平),实验时应测定的数据有:量取FeSO4溶液的体积和__________________。该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_________。
(3)维生素C的水溶液能使高锰酸钾溶液褪色,根据这一原理,常用高锰酸钾测定蔬菜或水果中的维生素C的含量。上述实验原理体现了维生素C具有_____(填氧化性、还原性)。
【答案】(1) 胶头滴管 250ml容量瓶 AB AD
(2) 消耗高锰酸钾溶液的体积 5:1
(3)还原性
【详解】(1)①根据配制步骤是计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知所需的仪器有:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、250m容量瓶和胶头滴管;
②A.容量瓶使用前必须检查是否漏水,故A正确;
B.容量瓶可以配制一定体积准确浓度的标准溶液,故B正确;
C.容量瓶不可用来长期贮存溶液,故C错误;
D.容量瓶不能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器,故D错误;
故答案为:AB;
③A.加水定容时俯视刻度线,则加入的水偏少,故浓度偏高,故A符合题意;
B.未洗涤溶解后的烧杯和玻璃棒,溶质会损失一部分,浓度偏低,故B不符合题意;
C.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线,可能是因为摇动时溶液有一部分附着在了刻度线上方的瓶壁和瓶塞上,没有加水补到刻度线是正确的,浓度无影响,故C不符合题意;
D.未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中并进行定容,根据溶液的热胀冷缩可知,加入的水偏少,故浓度偏高,故D符合题意;
故答案为AD;
(2)在反应中,Fe2+做还原剂,被氧化为+3价,1molFe2+失1mol电子,MnO4-做氧化剂,锰元素被还原为+2价,1molMnO4-得5mol电子,根据得失电子数相等来配平可有:10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2 MnSO4+5Fe2(SO4)3+8H2O,根据反应可知,用上述0.10000mol/L的酸性KMnO4溶液来测定FeSO4溶液中Fe2+的物质的量浓度的计算关系式为:c(Fe2+)v(Fe2+)=5c()v(),可知要想求出c(Fe2+),只需知道量取的FeSO4溶液的体积和测出消耗掉的KMnO4溶液的体积即可带入式子计算出c(Fe2+);FeSO4是还原剂,KMnO4是氧化剂,由方程式可知FeSO4和KMnO4的系数比为10:2=5:1。
(3)由题意知,高锰酸钾是氧化剂,维生素C是还原剂,具有还原性,能使高锰酸钾溶液褪色。
三、实验题
23.铁是人类较早使用的金属之一,运用所学知识,回答下列问题。
(1)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。
写出FeCl3溶液与金属铜发生反应的离子方程式___________。
(2)已知FeCl3易吸收空气里的水分而潮解,100℃左右时易升华,实验室制备FeCl3的装置如图所示。
回答下列问题:
①仪器X的名称为___________,装置A中发生反应的化学方程式为___________。
②装置B中溶液为___________,C的作用是___________。
③加热时,先点燃装置A的酒精灯,当___________时,再点燃装置D的酒精灯。
④用粗硬质玻璃管直接连接装置D和E,比用细导管连接的优点是___________。
⑤装置F中碱石灰的成分是NaOH和CaO混合物,其作用是(提示:从不同角度作答2条)___________。
【答案】(1)
(2) 圆底烧瓶 饱和食盐水 除水或者干燥Cl2 装置E开始出现黄绿色气体(或黄绿色气体充满装置D的硬质玻璃管) 防止堵塞 防止空气中水蒸气进入,导致FeCl3潮解;吸收多余的Cl2,防止污染
【分析】装置A为制取氯气的装置,其反应为;浓盐酸具有挥发性,生成的氯气中含有少量HCl气体,为了防止HCl对实验干扰,装置B中的为饱和食盐水,用于除去氯气中混有的HCl;因为装置D中为氯气与铁粉在加热下的反应,所以装置C中的作用于为干燥氯气,盛放浓硫酸;装置D制取的装置,其反应为;装置E为接收的装置,其中冷水用于冷凝凝华蒸气;装置F为尾气处理装置,其中碱石灰,可以吸收未反应完的氯气,同时防止空气中的水蒸气进入装置E;
【详解】(1)具有氧化性,能将Cu氧化,溶液与金属铜发生反应的离子方程式为;
故答案为:
(2)①装置A为制取氯气的装置,其反应为,其中仪器X为圆底烧瓶;
故答案为:圆底烧瓶;;
②浓盐酸具有挥发性,生成的氯气中含有少量HCl气体,为了防止HCl对实验干扰,装置B中的为饱和食盐水,用于除去氯气中混有的HCl;因为装置D中为氯气与铁粉在加热下的反应,所以装置C中的作用于为干燥氯气,盛放浓硫酸;
故答案为:饱和食盐水;除水或者干燥;
③避免装置中的空气干扰实验,需要排尽装置内的空气加热时,先点燃装置A的酒精灯,当装置E开始出现黄绿色气体(或黄绿色气体充满装置D的硬质玻璃管)时,再点燃装置D的酒精灯;
故答案为:装置E开始出现黄绿色气体(或黄绿色气体充满装置D的硬质玻璃管);
④易凝华,若使用细导管,易造成导管堵塞,用粗硬质玻璃管可防止凝华造成导管堵塞;
故答案为:防止堵塞;
⑤装置F为尾气处理装置,其中碱石灰,可以吸收未反应完的氯气,防止污染空气;易吸收空气里的水分而潮解,同时可以防止空气中的水蒸气进入装置E;
故答案为:防止空气中水蒸气进入,导致FeCl3潮解;吸收多余的Cl2,防止污染。
四、填空题
24.铁元素存在多种价态,且不同价态的铁元素在一定条件下可以相互转化。
(1)向2 mL 1 mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入2 mol/L的H2SO4溶液至Fe2+恰好转化为Fe3+为止,写出反应的离子方程式___________。
(2)是一种新型水处理剂,将溶液、溶液与溶液混合可得到。
①中铁元素的化合价为___________,当有生成时,反应中转移的电子数目为___________。
②发生相应反应的离子方程式为___________。
(3)某同学设计如图装置制备一定量的,并使其能在较长时间内存在。
①写出易被空气中的氧气氧化的方程式_______。
②X是___________(填试剂名称),装置4的作用是___________。
③实验开始时,开关应___________(填“打开”成“关闭”);这样操作的目的是___________。
【答案】(1)
(2) +6 9 2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O
(3) 硫酸(或盐酸) 液封,防止空气进入装置3中导致无法得到纯净的Fe(OH)2 打开 利用生成的H2将装置中的空气排出
【详解】(1)在酸性条件下具有氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为:;
(2)①在K2FeO4中K为+1价,O为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知Fe为+6价;
②在反应前Fe2(SO4)3中Fe为+3价,反应后K2FeO4中Fe为+6价,每反应产生1 mol K2FeO4,反应过程中转移3 mol电子,则当复原产生3 mol K2FeO4时转移9 mol电子,则转移电子数目为9NA;
③在该反应中Fe元素化合价由反应前Fe2(SO4)3中Fe为+3价,反应后K2FeO4中Fe为+6价,化合价升高3价,Cl元素化合价由反应前KClO中的+1价变为反应后KCl中的-1价,化合价降低2价,化合价升降最小公倍数是6,所以Fe2(SO4)3的系数是1,K2FeO4的系数是2;KClO、 KCl的系数是3,根据S元素守恒,可知生成物中有K2SO4,系数是3,再根据K元素守恒可知反应物KOH系数是10,最后根据H原子守恒,可知生成物H2O的系数是5,故配平后化学方程式为:Fe2(SO4)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+3KCl+3K2SO4+5H2O,该反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O;
(3)①写出易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,其方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
②要制取Fe(OH)2白色沉淀,在2中是酸X与铁屑反应产生Fe2+,由于硝酸具有强氧化性,会将Fe氧化产生Fe3+,导致无法生成Fe(OH)2,所以X不能是硝酸,可以是硫酸(或盐酸);装置4中蒸馏水的作用是形成液封,防止空气进入装置3中导致无法得到纯净的Fe(OH)2;
③实验开始时打开K2,利用Fe与酸反应产生的H2将装置中的空气排出,使NaOH溶液中无空气,待装置4中气泡均匀时,关闭开关K2,利用反应产生的H2将装置2中Fe2+压入装置3中,与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2,保证制取得到纯净Fe(OH)2,并能够较长时间观察Fe(OH)2白色沉淀。
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