


高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 铁的多样性课后练习题
展开1.向盛有FeCl3溶液的试管中滴入KSCN溶液,溶液呈( )
A.红色B.黄色C.蓝色D.浅绿色
2.关于生铁和钢的区别正确的是
A.生铁属于纯净物,钢属于混合物
B.生铁比钢的含碳量更高
C.生铁比钢弹性更好
D.生铁属于铁-碳合金,钢也是合金但不含碳
3.下列各组混合物中,能防止食品受潮及氧化变质的是( )
A.无水硫酸铜和蔗糖 B.生石灰和纯碱
C.食盐和硫酸铁 D.硅胶和铁粉
4.科研小组用氧化—沉淀法从废电池浸出液中去除铁:用MnO2氧化废电池没出液中的Fe2+(2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O),再加适量Na2CO3调pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。研究发现pH对Fe2+的氧化率和铁去除率的影响如图1和图2所示。
已知:i.pH越大,c(H+)越小;
ii.酸性条件下MnO2被还原为Mn2+
下列说法不合理的是
A.由图1可知,Fe2+氧化率随浸出液pH增大而减小
B.若起始浸出液pH=1,MnO2与Fe2+反应一段时间后,浸出液pH会减小
C.Fe3+转变为沉淀的离子方程式为:2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑
D.推测若用NaHCO3调溶液pH也可以使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
5.下列有关物质燃烧现象的叙述中,正确的是( )
A.铁丝在氧气中燃烧:火星四射,生成红色固体
B.硫粉在空气中燃烧:产生淡蓝色火焰,生成一种刺激性气味的气体
C.镁条在空气中燃烧:发出耀眼的白光,只生成一种黑色固体
D.红磷在空气中燃烧:发出白光,生成大量的白色烟雾
6.K+ 、 SO42- 、 Fe3+ 和X四种离子以个数比 3:1:1:4 大量共存于同一溶液中,X可能是( )
A.Na+B.OH-C.Cl-D.I-
7.以包列科学家Danici Shcchtman因发现准晶体获得2011年诺贝尔化学奖.人们在自然界中也找到了组成为Al63Cu24Fe13的天然准晶体.将相同质量的此准晶体分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应,产生气体的物质的量关系为( )
A.n(烧碱)<n(稀硝酸)<n(盐酸)
B.n(烧碱)<n(盐酸)<n(稀硝酸)
C.n(稀硝酸)<n(烧碱)<n(盐酸)
D.n(盐酸)<n(稀硝酸)<n(烧碱)
8.室温下,下列探究方案不能达到探究目的的是( )
A.AB.BC.CD.D
9.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可使用的试剂是( )
A.NaOHB.KSCNC.KMnO4D.
10.关于下列转化过程分析不正确的是
A.Fe3O4中Fe元素的化合价为+2、+3
B.该转化过程中FeO和Fe3O4均做催化剂
C.过程Ⅱ的化学方程式为:3FeO+H2OΔ__Fe3O4+H2↑
D.该过程的总反应为:2H2O=O2↑+2H2↑
11.下列用品的主要成分及用途对应错误的是( )
A.AB.BC.CD.D
12.化学与日常生活息息相关,下列说法错误的是
A.食醋除去水垢中的碳酸钙
B.乙二醇可用于生产汽车防冻液
C.纯铁器皿比生铁器皿更容易锈蚀
D.氯化铁用于电子元件的五金蚀刻
13.K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O为草绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇,可用FeC2O4制备,流程如下已知:FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3↓
下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ中不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2
B.步骤Ⅱ中加热煮沸是为了除去多余的H2O2
C.步骤Ⅲ中加入无水乙醇是为了降低三草酸合铁酸钾的溶解度
D.可用亚铁氰化钾溶液来检验翠绿色溶液中是否还有Fe2+ 未被氧化
14.将下列固体物质溶于水,再将其溶液加热、蒸发结晶、再灼烧,能得到化学组成与原固体物质相同的是( )
A.FeCl3B.NaAlO2C.NaHCO3D.Na2SO3
15.一定量的铝铁合金与300mL 2ml/L的硝酸完全反应,生成3.36L NO(标准状况),三价铁盐和铝盐等,向反应后的溶液中加入3ml/L NaOH溶液恰好使Al3+、Fe3+完全反应并生成沉淀最多,则所加入NaOH溶液的体积是( )
A.150mLB.300 mLC.450 mLD.600 mL
16.下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是( )
A.AB.BC.CD.D
17.铁粉具有平肝镇心,消痈解毒之功效,主治惊痫、癫狂、脚气冲心、贫血等。某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物,实验装置如图。下列说法不正确的是( )
A.通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢
B.装置①的作用是干燥氢气
C.装置②、③中的药品可分别是无水硫酸铜、无水氯化钙
D.无需加③装置
18.已知一定条件下A,B,C,D之间的转化关系如右图所示。下列说法正确的是( )
A.若A为Fe,D为氢气,则B一定为酸
B.若A,D为化合物,B为水,则C一定是气体单质
C.若A,B,C,D均为化合物,该反应一定属于复分解反应
D.若A,B,C,D均为10电子微粒(分子或离子),且C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则D常温下一定呈液态
19.已知甲、乙、丙和X是中学化学常见的物质,其转化关系符合下图。则甲和X不可能是( )
A.Fe和Cl2B.C和O2
C.AlCl3和NaOH溶液D.CO2和NaOH溶液
20.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1L0.1ml/LHNO3溶液中氧原子总数为0.3NA
B.常温常压下,32gO2含有共用电子对数目为2NA
C.1mlN2与足量的H2反应,生成的NH3分子总数为2NA
D.1ml氯气与足量铁完全反应,转移的电子数为3NA
21.下列物质转化在给定条件下能实现的是有( )
①Si →NaOH(aq) Na2SiO3(aq) →CO2 H2SiO3
②S →点燃O2 SO3→H2O H2SO4
③Na →O2 Na2O2 NaOH
④饱和NaCl(aq) →NH3、CO2 NaHCO3→△ Na2CO3
⑤MgCl2(aq) →△ MgCl2•6H2O →融化通电 Mg
⑥Al2O3→△NaOH(aq) NaAlO2→CO2 Al(OH)3
⑦Fe2O3 FeCl3(aq) →△ 无水FeCl3
⑧CuSO4(aq) →NaOH(aq) Cu(OH)2→△葡萄糖 Cu2O.
A.4个B.5个C.6个D.7个
22.痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要的方法,AgNO3显现法就是其中一种:人的手上有汗渍,用手动过白纸后,手指纹线就留在纸上。如果将溶液①小心涂到纸上,溶液①中的溶质就跟汗渍中的物质②作用,生成物质③,物质③在光照下,分解出的银粒呈灰褐色,随着反应的进行,银粒逐渐增多,由棕色变成黑色的指纹线。用下列化学式表示这三种物质都正确的是 ( )
A.①AgNO3;②NaBr;③AgBrB.①AgNO3;②NaCl;③AgCl
C.①AgCl; ②AgNO3;③NaClD.①AgNO3;②NaCl;③Ag
23.在给定条件下,下列选项所示的物质转化不能通过一步反应实现的是( )
A.NaHCO3→ΔNa2CO3→澄清石灰水NaOH
B.Fe2O3→高温COFe→高温H2OFe3O4
C.Na→ΔO2Na2O3→H2ONaOH
D.Fe→空气Fe2O3→H2OFe(OH)3
24.从炼钢粉尘(主要含ZnO、ZnFe2O4)中回收锌的过程如图所示。“浸取”过程ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,并有少量铁元素浸出。已知:25℃Kb(NH3⋅H2O)=2×10-5,Ksp(ZnS)=1×10-23。下列说法正确的是( )
A.25℃,pH=9的NH3⋅H2O/NH4Cl溶液中:c(NH4+)c(NH3⋅H2O)=2×104
B.0.1ml⋅L-1(NH4)2S溶液中:c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(NH3⋅H2O)+c(OH-)
C.“沉锌”过程中,溶液的pH减小
D.“沉锌”后的溶液中:c(Zn2+)⋅c(S2-)<1×10-23
25.实验室测定氧化物X(FexO)的组成实验如下:
下列有关说法正确的是( )
A.样品X中氧元素的质量分数约为26.3%
B.溶液Y中c(Fe2+):c(Fe3+)=2:1
C.用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+
D.根据步骤I、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O
二、实验探究题
26.某化学兴趣小组研究浓硝酸与KSCN溶液的反应。
资料:Ⅰ.SCN‒中S、C、N元素的化合价依次为:-2价、+4价、-3价。
Ⅱ.SCN‒的性质类似卤素离子,能被氧化为(SCN)2,(SCN)2可聚合为红色的(SCN)x。
Ⅲ.NO2可溶于浓硝酸。
(1)实验一:
向浓硝酸中滴加KSCN溶液,溶液立即变红是因为生成了 (填化学式)。
(2)实验二:研究SCN‒的转化产物。
a.将实验一ⅲ中的气体通入Ba(OH)2和NaOH的混合溶液中,有白色沉淀生成。
b.过滤、洗涤白色沉淀,取少量于试管中,加入过量的稀硝酸,沉淀完全溶解,再滴加少量KMnO4溶液,不褪色。
c.另取少量实验一ⅲ中试管内的溶液加入BaCl2溶液,产生大量白色沉淀。
①甲同学根据实验一iii的现象推断SCN‒的氧化产物中一定有NO2,乙同学认为证据不足,理由是 。
②通过b证实了红棕色气体中不含SO2,证据是 。
③由上述实验现象可知:SCN‒转化的最终产物中一定有 。
(3)实验三:研究实验一ⅲ中“静置一段时间后,突然剧烈反应,红色迅速褪去”的原因。丙同学设计了实验三,与实验一进行对比,证实了一定浓度的NO2能加快浓硝酸氧化(SCN)x的化学反应速率。
实验三:
①操作1是 。
②操作2是 。
27.某小组在验证 H2O2 氧化 Fe2+ 时发现异常现象,并对其进行深入探究。
(1)实验I:
实验I中溶液变红是因为 Fe3+ 与 SCN- 发生了反应,其离子方程式是 。
(2)探究实验I中红色褪去的原因:取反应后溶液, (填实验操作和现象),证明溶液中有 Fe3+ ,而几乎无 SCN- 。
(3)研究发现,酸性溶液中 H2O2 能氧化 SCN- ,但反应很慢且无明显现象,而实验I中褪色相对较快,由此推测 Fe3+ 能加快 H2O2 与 SCN- 的反应。通过实验II和III得到了证实。参照实验II的图例,在虚线框内补全实验III: 。
实验II:
实验III:
(4)查阅资料: Fe3+ 加快 H2O2 与 SCN- 反应的主要机理有
i. Fe3++H2O2=Fe2++HO2⋅+H+
ii. Fe2++H2O2=Fe3++⋅OH+OH-
iii. ·OH (羟基自由基)具有强氧化性,能直接氧化 SCN-
为探究 Fe2+ 对 H2O2 与 SCN- 反应速率的影响,设计实验如下:
实验IV:
①t′<t,对比实验IV和II可得出结论:在本实验条件下, 。
②结合资料和(1)~(4)的研究过程,从反应速率和化学平衡的角度解释实验I中溶液先变红后褪色的原因: 。
③实验I~IV中均有 O2 生成,小组同学推测可能是 HO2⋅ 与溶液中其他微粒相互作用生成的,这些微粒有 。
28.铁是人体必需的微量元素,严重缺铁时需要服用补铁剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量,设计并进行了如下实验:
【查阅资料】Ⅰ.该补铁剂不溶于水,但能溶于人体中的胃液(含盐酸)。
Ⅱ. KSCN中的硫元素为-2价。
Ⅲ.Fe(OH)3受热分解生成Fe2O3。
实验Ⅰ.检验该补铁剂中铁元素的价态。
(1)将补铁剂碾碎的目的是 。
(2)试剂1是 ,试剂2是 。
(3)加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有 。
(4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是 。
(5)补全在上述条件下Fe2+与H2O2发生反应的离子方程式:
H+ + Fe2+ + H2O2 = _+ _
(6)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。
a.甲同学猜测的依据是 。
b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测,其实验方案及现象是 。
(7)计算每片该补铁剂含铁元素的质量为 g。
(8)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用有较强还原性的维生素C,理由是 。
29.某无机盐除结晶水外,还含两种阳离子和一种阴离子,摩尔质量为392 g·ml−1,为探究其组成和性质,设计并完成了如下实验:
请回答:
(1)X的化学式为 。
(2)生成红褐色沉淀A的反应方程式 。
(3)检验X溶液中金属阳离子的方法为 。
参考答案
1.【答案】A
【解析】【解答】FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,Fe3+和SCN-可以发生离子反应,生成血红色的硫氰化铁等物质;
故答案为:A。
【分析】KSCN溶液遇Fe3+能变红,这是因为发生反应Fe3++SCN-=Fe(SCN)3,生成的Fe(SCN)3为血红色的络合物。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.生铁和刚都是铁的合金,都属于混合物,A选项是错误的;
B.生铁中碳的含量高于钢,B选项是正确的;
C.碳的含量越少弹性越好,所以钢的弹性更好,C选项是错误的;
D.生铁和钢都是含碳的铁合金,D选项是错误的。
故答案为:B。
【分析】生铁和钢都是混合物,机械强度不同,铸造性不同,但是最主要的区别是含碳量不同。 钢系由生铁再炼而行,有较高的机械强度和韧性,还具有耐热、耐腐蚀、耐磨等特殊性能。 一般含碳量小于0.0218%的叫熟铁或纯铁,含量在0.0218-2.11%的叫钢,含量在2%以上的叫生铁。
3.【答案】D
【解析】【解答】A、无水硫酸铜吸水效果不好,无水硫酸铜无还原性、蔗糖还原性很弱,A不符合题意;
B、生石灰可以吸水,但生石灰和纯碱都没有还原性,B不符合题意;
C、食盐和硫酸铁都不能吸收水分,且这两种物质都没有还原性,C不符合题意;
D、硅胶具有吸水性,铁粉是常用的还原剂,能吸收氧气和水,所以硅胶和铁粉能防止食品受潮及氧化而变质,D符合题意;
故答案为:D
【分析】能防止食品受潮,说明该物质具有吸水性;能防止食品氧化变质,说明该物质具有还原性。据此结合选项所给物质的性质进行分析。
4.【答案】B
【解析】【解答】解:A、由图1可知,随着浸出液pH值的增大,Fe2+氧化率逐渐减低,A不符合题意。
B、MnO2与Fe2+反应的离子方程式为MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O,随着反应的进行,溶液中c(H+)逐渐减小,pH值逐渐增大,B符合题意。
C、Fe3+与CO32-、H2O反应生成Fe(OH)3和CO2,该反应的离子方程式为2Fe3++2CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑,C不符合题意。
D、Na2CO3溶液与Fe3+反应体现了Na2CO3的碱性,NaHCO3溶液也具有碱性,因此也能与Fe3+反应生成Fe(OH)3沉淀,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、根据图1曲线的变化分析。
B、根据反应的离子方程式确定溶液中c(H+)的变化,从而判断pH的变化。
C、Fe3+与CO32-反应生成Fe(OH)3沉淀和CO2气体。
D、HCO3-也能与Fe3+反应。
5.【答案】B
【解析】【解答】解:A.铁丝在氧气中燃烧:火星四射,生成黑色固体四氧化三铁,故A错误;
B.硫燃烧生成二氧化硫,产生淡蓝色火焰,二氧化硫有刺激性气味,故B正确;
C.镁条在空气中发出耀眼的白光,生成白色固体氧化镁和氮化镁,故C错误;
D.红磷在空气中燃烧,产生大量的白烟,而不是白色烟雾,故D错误;
故选:B.
【分析】A.四氧化三铁为黑色固体;
B.硫燃烧生成二氧化硫,产生淡蓝色火焰;
C.根据镁条在空气中燃烧的现象进行分析判断.
D.根据红磷在空气中燃烧的现象进行分析判断.
6.【答案】C
【解析】【解答】溶液中有 Fe3+ ,则一定没有OH-和I-, K+ 、 SO42- 、 Fe3+ 三种离子个数比为 3:1:1 ,此时阳离子所带正电荷总数明显大于阴离子所带负电荷总数,根据溶液中的电荷守恒规律,可知X应为阴离子,则只有Cl-符合条件,故答案为C。
【分析】根据离子共存和溶液的电中性分析解答。
7.【答案】C
【解析】【解答】解:该合金中只有铝与氢氧化钠溶液反应生成气体,铁和铝都与盐酸反应生成氢气,所以加入盐酸放出的气体体积大于氢氧化钠溶液,
铁、铝和铜都与稀硝酸反应生成气体,
为便于计算,可设Al63Cu24Fe13为1ml,
根据金属和生成气体之间的关系式得生成气体体积分别为:
与HCl反应时:n(H2)=13+63×1.5=107.5 ml,
与NaOH反应时:n(H2)=63×1.5=94.5 ml,
与HNO3反应时:n(NO)=63+13+24× 23 =92 ml,
所以生成气体体积大小顺序是n(稀硝酸)<n(烧碱)<n(盐酸),
故选C.
【分析】该合金中只有铝与氢氧化钠溶液反应生成气体,铁和铝都与盐酸反应生成氢气,所以加入盐酸放出的气体体积大于氢氧化钠溶液,铁、铝和铜都与稀硝酸反应生成NO气体,结合得失电子的物质的量关系可确定生成气体的物质的量.
8.【答案】A
【解析】【解答】 A. H2O2溶液与Na2SO3溶液反应无明显现象,不能探究浓度对反应速率的影响,故A符合题意;
B. 酸性越强,对应酸根离子水解程度越弱,对应盐溶液pH越小,可通过 pH计测定同浓度NaClO和NaF溶液的 pH,比较HClO与HF的酸性强弱,故B不符合题意;
C. CuS为黑色, ZnS为白色或微黄色,可通过观察沉淀颜色变化,比较CuS和ZnS的Ksp大小,故C不符合题意;
D.过量KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应 , 再加KSCN,观察溶液颜色变化,若变红,则说明有Fe3+,说明反应为可逆反应,可探究化学反应限度,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】 H2O2溶液与Na2SO3溶液反应无明显现象,不能判断反应速率的快慢。
酸性越强,对应酸根离子水解程度越弱,对应盐溶液pH越小。
等浓度 CuSO4和ZnSO4混合溶液中滴加少量Na2S溶液,先产生沉淀的Ksp小。
可逆反应不能反应完全,充分反应后体系仍存在反应物。
9.【答案】C
【解析】【解答】解:A.加入氢氧化钠,因含有铁离子,可生成红褐色沉淀,不能检验是否含有亚铁离子,故A错误;
B.亚铁离子与KSCN不反应,不能鉴别,只能鉴别铁离子,故B错误;
C.亚铁离子具有还原性,可与高锰酸钾等发生氧化还原反应,高锰酸钾溶液褪色,可鉴别,故C正确;
D.亚铁离子与苯酚不反应,不能鉴别,只能鉴别铁离子,故D错误.
故选C.
【分析】亚铁离子具有还原性,可与氯水、高锰酸钾等氧化剂反应,以此解答该题.
10.【答案】B
【解析】【解答】A.Fe3O4可看作FeO·Fe2O3形式,因此Fe元素的化合价为+2、+3价,A不符合题意。
B.该过程中Fe3O4为催化剂,FeO为中间产物,B符合题意。
C.过程过程Ⅱ中FeO和H2O反应生成Fe3O4和H2,该反应的化学方程式为3FeO+H2O=∆Fe3O4+H2↑,C不符合题意。
D.由图可知,该过程中的反应物为H2O,生成物为H2和O2,因此总反应为2H2O=2H2↑+O2↑,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、Fe3O4可看作FeO·Fe2O3形式。
B、Fe3O4为催化剂,FeO为中间产物。
C、过程Ⅱ中FeO和H2O反应生成Fe3O4和H2。
D、该过程中H2O分解成H2和O2。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.纯碱是碳酸钠,不是碳酸氢钠,选项A符合题意;
B.氧化铁为红色,俗称铁红,可用于做红色涂料,选项B不符合题意;
C.漂白液的是次氯酸钠溶液,次氯酸钠具有强氧化性,漂白性,能用于消毒、漂白,选项C不符合题意;
D.手工肥皂是高级脂肪酸钠,能用于清洁洗涤,选项D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.纯碱是碳酸钠;
B.氧化铁为红色;
C.次氯酸钠具有强氧化性;
D.肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.食醋的主要成分是醋酸,2CH3COOH+CaCO3=(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O,故可以用醋酸除水垢,A项不符合题意;
B.乙二醇熔点较低,因此乙二醇可用于生产汽车防冻液,B项不符合题意;
C.生铁中由于含有铁和碳,可形成原电池,加速Fe的腐蚀,C项符合题意;
D.氯化铁可以与镀铜电路板上金属铜反应,因此氯化铁用于电子元件的五金蚀刻,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据强酸制弱酸分析;
B.乙二醇熔点较低;
C.生铁中由于含有铁和碳,可形成原电池,腐蚀加速;
D.氯化铁可以与镀铜电路板上金属铜反应。
13.【答案】D
【解析】【解答】A、步骤Ⅰ中过氧化氢为氧化剂,将亚铁离子氧化为铁离子,用高锰酸钾会引入杂质,因此 不可用酸性KMnO4溶液替代H2O2 ,故A不符合题意;
B、过氧化氢受热易分解,因此 步骤Ⅱ中加热煮沸是为了除去多余的H2O2 ,故B不符合题意;
C、加入无水乙醇是可以降低三草酸合铁酸钾的溶解度,提高产率,故C不符合题意;
D、检验Fe2+用铁氰化钾溶液而不是亚铁氰化钾溶液,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】用H2O2将亚铁离子氧化为铁离子,水浴加热得到含氢氧化铁沉淀的悬浊液,加热煮沸除去过量的过氧化氢,加入草酸、饱和的草酸钾溶液形成K3[Fe(C2O4)3]溶液,加入无水乙醇降低三草酸合铁酸钾的溶解度,使之析出,过滤、洗涤、干燥得到K3[Fe(C2O4)3]⋅3H2O晶体。
14.【答案】B
【解析】【解答】解:A.氯化铁溶于水后,将溶液蒸发结晶时促进氯化铁水解,氯化氢具有挥发性,所以蒸发结晶得到的固体是氢氧化铁,再灼烧氢氧化铁得到氧化铁,所以得不到原物质,故A不选;
B.NaAlO2溶于水后,蒸发结晶过程中得到的固体是NaAlO2,NaAlO2较稳定,加热时不分解,所以最终得到原物质,故B选;
C.NaHCO3受热易分解,NaHCO3溶于水后,蒸发结晶过程中得到的固体是碳酸钠,所以得不到原物质,故C不选;
D.Na2SO3具有还原性,在溶液中能被氧气氧化为Na2SO4,蒸发结晶过程中得到的固体是Na2SO4,所以得不到原物质,故D不选.
故选B.
【分析】将固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶、再灼烧,能得到化学组成与原固体物质相同,说明该物质较稳定,加热不分解,且不水解生成挥发性酸,据此分析解答.
15.【答案】A
【解析】【分析】正确答案:A
n(NaOH)=n(NO3―)=0.3 L×2ml/L-3.36L/22.4ml/ L=0.45ml,
所加入NaOH溶液的体积是0.45ml÷3ml/L=0.15L,A正确。
16.【答案】B
【解析】【解答】A.钠投入硫酸铜溶液中,先与水反应,反应产物NaOH再与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,所以没有红色的铜单质生成,A不符合题意;
B.维生素C具有还原性,可吸收食品包装袋内的O2,从而防止食品被氧化,起到抗氧化剂作用,B符合题意;
C.Na2CO3比NaHCO3更易溶于水,所以溶解度:Na2CO3>NaHCO3,C不符合题意;
D.将Na2O2溶于水,生成NaOH和O2,滴入酚酞溶液,溶液先变红色,同时过氧化钠有漂白性,然后溶液红色褪去,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.钠投入硫酸铜溶液中,先与水反应,反应产物NaOH再与硫酸铜反应,不会发生金属钠置换硫酸铜溶液中的铜单质;
B.维生素C具有还原性;
C.从溶解度的角度考虑;
D.过氧化钠有漂白性。
17.【答案】D
【解析】【解答】A.分液漏斗有活塞,可以通过旋转活塞的角度来调节液体的流速,以便控制反应生成气体的速率,故A不选;
B.Zn与稀硫酸反应生成氢气,又因生成的氢气中混有水蒸气,在硬质玻璃管中需要干燥的氢气与碳酸亚铁反应,所以要用浓硫酸除去氢气中的水蒸气,即干燥氢气,故B不选;
C.干燥的氢气与碳酸亚铁在加热条件下反应生成铁、水以及二氧化碳,装置②中的的无水硫酸铜检验水的生成,装置③中的无水氯化钙防止④中的水蒸气进入②中使无水硫酸铜变蓝,从而影响实验现象的观察,所以C不选;
D.由C分析可知为了防止④中的水蒸气进入②中使无水硫酸铜变蓝,从而影响实验现象的观察,故装置③不能少,
故答案为:D。
【分析】①、②、③依次盛装浓H2SO4(干燥H2) 、无水硫酸铜(检验水蒸气)、无水氯化钙(防止④中水蒸气使②中无水CuSO4变蓝干扰实验而吸收水蒸气);装置②、④的作用分别是检验H2O和CO2;H2与空气混合加热易发生爆炸,故加热Y前,应先通入一段时间H2排除装置中的空气。
18.【答案】D
【解析】【解答】A.铁与水蒸气高温条件下能生成氢气,故A不符合题意;
B.若A、D为化合物,B为水,则C不一定是气体单质,如3NO2+H2O=2HNO3+NO,故B不符合题意;
C.若A、B、C、D均为化合物,该反应不一定属于复分解反应,如3NO2+H2O=2HNO3+NO,故C不符合题意;
D.C是可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则C是氨气,若A、B、C、D均为10电子微粒,且生成氨气,该反应为:NH4++OH-=NH3+H2O,水在常温下呈液态,故D符合题意。
【分析】根据四种物质的要求或性质,代入转化关系图,分析能否实现转化即可。
19.【答案】A
【解析】【解答】A.若甲为Cl2,X为Fe,则乙为FeCl3、丙为FeCl2,不能实现三氯化铁和氯气反应生成氯化亚铁,只有甲为Cl2,X为Fe符合转化关系,故A不可能;
B.若甲为C,X为O2,则C和O2反应生成CO,CO和氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳和C反应再生成CO,都符合转化关系,故B可能;
C.若甲为AlCl3,X为NaOH溶液,则三氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝沉淀再和NaOH反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠和氯化铝可以发生双水解反应又生成氢氧化铝沉淀,故C可能;
D.若甲为CO2,X为NaOH溶液,则CO2和少量NaOH反应生成NaHCO3,NaHCO3与NaOH溶液继续反应生成Na2CO3,Na2CO3溶液与CO2反应生成NaHCO3,故D可能;
故答案为:A。
【分析】A.若甲为Cl2,X为Fe,则乙为FeCl3、丙为FeCl2;
B.若甲为C,X为O2,则乙为CO,丙为CO2;
C.若甲为AlCl3,X是NaOH,则乙为氢氧化铝,丙为NaAlO2;
D.若甲为CO2,X为NaOH溶液,则乙为NaHCO3,丙为Na2CO3。
20.【答案】B
21.【答案】B
【解析】【解答】解:①Si能溶于强碱溶液,Si与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶液,碳酸的酸性大于硅酸,Na2SiO3溶液通二氧化碳生成硅酸沉淀,物质转化在给定条件下能实现,故正确;
②S点燃生成SO2,不生成SO3,不能实现物质之间的转化,故错误;
③Na在空气中燃烧生成Na2O2,Na2O2再与水反应生成NaOH,物质转化在给定条件下能实现,故正确;
④饱和NaCl溶液中通入氨气和二氧化碳生成NaHCO3晶体,NaHCO3受热易分解,在加热条件下,NaHCO3分解生成Na2CO3,物质转化在给定条件下能实现,故正确;
⑤MgCl2在溶液中能发生水解,加热促进水解,而且生成的HCl易挥发,所以加热蒸干MgCl2溶液得不到MgCl2•6H2O,不能实现物质之间的转化,故错误;
⑥Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2溶液,NaAlO2与足量的二氧化碳生成Al(OH)3 和碳酸氢钠,所以物质转化在给定条件下能实现,故正确;
⑦Fe2O3 与盐酸反应生成FeCl3溶液,FeCl3在溶液中能发生水解,加热促进水解,而且生成的HCl易挥发,所以加热蒸干FeCl3溶液得不到FeCl3,不能实现物质之间的转化,故错误;
⑧CuSO4溶液加NaOH生成Cu(OH)2,在加热条件下新制的氢氧化铁悬浊液能与含有醛基的有机物发生反应生成Cu2O,所以Cu(OH)2与葡萄糖反应生成Cu2O,物质转化在给定条件下能实现,故正确.
故选B.
【分析】①Si与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶液,再通二氧化碳生成硅酸沉淀;
②S点燃生成SO2,不生成SO3;
③Na在空气中燃烧生成Na2O2,再与水反应生成NaOH;
④饱和NaCl溶液中通入氨气和二氧化碳生成NaHCO3晶体,NaHCO3受热分解生成Na2CO3;
⑤MgCl2溶液加热得不到MgCl2•6H2O;
⑥Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2溶液,再通入足量的二氧化碳生成Al(OH)3;
⑦Fe2O3 与盐酸反应生成FeCl3溶液,加热蒸发得不到FeCl3;
⑧CuSO4溶液加NaOH生成Cu(OH)2,在加热条件下与葡萄糖反应生成Cu2O.
22.【答案】B
【解析】【解答】汗渍中含有NaCl,即②为NaCl,AgCl不稳定,在光照条件下分解生成灰褐色银粒,2AgCl 光__ 2Ag+Cl2↑,而物质③在光照下,分解出的银粒呈灰褐色,则说明①为AgNO3,③为AgCl,将AgNO3涂在纸上,发生AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3;
故答案为:B。
【分析】汗渍中含有NaCl,加入AgNO3生成AgCl,AgCl不稳定,在光照条件下分解生成灰褐色银粒。
23.【答案】D
【解析】【解答】A. 2NaHCO3△__Na2CO3+CO2↑+H2O , Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓ ,A项不符合题意;
B. Fe2O3+3CO高温__2Fe+3CO2 , 3Fe+4H2O(g)高温__Fe3O4+4H2 ,B项不符合题意;
C. 2Na+O2△__Na2O2 , 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ,C项不符合题意;
D. Fe2O3 与 H2O 在室温下不反应,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,碳酸钠与氢氧化钙反应生成氢氧化钠和碳酸钙;
B.氧化铁与一氧化碳高温反应生成铁,铁与水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气;
C.钠与氧气点燃生成过氧化钠,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气;
D.铁在空气中燃烧生成四氧化三铁,氧化铁与水不反应。
24.【答案】B
【解析】【解答】A、 25℃,pH=9的NH3⋅H2O/NH4Cl溶液中 ,c(OH-)=10-5ml/L, c(NH4+)c(NH3⋅H2O)=Kbc(OH-)=2,故A错误;
B、 0.1ml⋅L-1(NH4)2S 溶液中,根据质子守恒有 c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(NH3⋅H2O)+c(OH-) ,故B正确;
C、“沉锌”过程中发生反应[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3⋅H2O,生成氨水,溶液碱性增强,pH增大,故C错误;
D、“沉锌”后的溶液中,存在ZnS的沉淀溶解平衡, c(Zn2+)⋅c(S2-)= Ksp(ZnS)=1×10-23,故D错误;
故答案为:B。
【分析】 炼钢粉尘(主要含ZnO、ZnFe2O4) 中加入氨水和氯化铵浸取,“浸取”过程中,ZnO转化为[Zn(NH3)4]2+,发生反应ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O,有少量铁元素浸出,则后续需要除铁,“沉锌”过程发生反应为:[Zn(NH3)4]2++4H2O+S2-=ZnS↓+4NH3⋅H2O,经洗涤干燥后得到产物ZnS及滤液NH4Cl。
25.【答案】A
【解析】【解答】溶液Y消耗0.01ml氯气,这说明溶液中含有0.02ml亚铁离子,因此X中相当于含有氧化亚铁的物质的量是0.02ml,质量是0.02ml×72g/ml=1.44g,则相当于含有氧化铁的质量是3.04g-1.44g=1.6g,物质的量是0.01ml,即X可以看作是2FeO·Fe2O3,因此x=4/5=0.8,则A、样品X中氧元素的质量分数为 1616+0.8×56×100%≈26.3% ,A符合题意;
B、根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2+):c(Fe3+)=1:1,B不符合题意;
C、Z溶液中含有氯离子,氯离子也能被高锰酸钾溶液氧化,不能用酸性高锰酸钾溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+,应该用铁氰化钾,C不符合题意;
D、根据步骤I、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.8O,D不符合题意,
故答案为:A。
【分析】 通入氯气发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Cl2为0.01ml,则Fe2+为0.02ml,设3.04gX中含有mml, n mlFe3+,则 0.02x2+3n=2m ,0.02x56+56n+16m=3.04=0.05,解得m=0.05,n=0.02
26.【答案】(1)(SCN)x
(2)浓硝酸氧化(SCN)x的还原产物为NO2;向洗净的白色沉淀中加入过量的稀硝酸,沉淀完全溶解,再滴加少量KMnO4溶液,不褪色;CO2、SO42-
(3)通入一定量的NO2;滴加5滴1ml/L的KSCN溶液
27.【答案】(1)Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3
(2)滴加KSCN溶液,溶液变红
(3)
(4)Fe2+也能加速H2O2与SCN-反应,且效果比Fe3+更好;刚滴入H2O2时,ii反应速率快,生成的Fe3+迅速与SCN-结合,溶液立即变红;继续滴加H2O2,c(·OH)升高,加快·OH氧化SCN-,使c(SCN-)降低,Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3,平衡逆向移动,红色褪去;·OH、H2O2、Fe3+
【解析】【解答】(1) Fe3+与SCN-发生反应生成Fe(SCN)3,使溶液显红色,其反应的离子方程式为Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3;故答案为Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3;
(2)检验Fe3+,常用KSCN溶液,若溶液变红,说明含有Fe3+,反之,则不含Fe3+,证明实验中含有Fe3+,几乎无SCN-,具体操作是取反应后溶液少量于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,证明溶液中有Fe3+,几乎无SCN-;故答案为滴加KSCN溶液,溶液变红;
(3)根据题意,酸性溶液中H2O2能氧化SCN-,但反应很慢且无明显现象,滴加Fe2(SO4)3溶液后,溶液褪色相对较快;实验Ⅱ和实验Ⅲ应为对照实验,根据实验Ⅱ,推出实验Ⅲ:先加入0.5mLpH=1的硫酸溶液,无明显现象,静置后,滴加数滴Fe2(SO4)3溶液,溶液立即变红;故答案为 ;
(4)①根据实验Ⅳ加入FeSO4溶液,溶液变红,静置后,溶液红色恰好褪去,说明Fe2+也能加速H2O2与SCN-的反应,t′<t,说明实验Ⅳ的反应速率比实验Ⅱ快,即Fe2+催化的效果比Fe3+更好;故答案为Fe2+也能加速H2O2与SCN-反应,且效果比Fe3+更好;
②实验Ⅰ现象,开始时溶液立即变红,说明刚滴入H2O2时,ii反应速率快,生成Fe3+迅速与SCN-结合,使溶液立即变红;依据反应主要机理,继续滴加H2O2溶液,产生c(·OH)升高,加快·OH氧化SCN-,使c(SCN-)降低,Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3,平衡逆向移动,红色褪去;故答案为刚滴入H2O2时,ii反应速率快,生成的Fe3+迅速与SCN-结合,溶液立即变红;继续滴加H2O2,c(·OH)升高,加快·OH氧化SCN-,使c(SCN-)降低,Fe3++3SCN-⇌ Fe(SCN)3,平衡逆向移动,红色褪去;
③HO2⋅ 可与·OH、H2O2、Fe3+相互作用生成O2,故答案为·OH、H2O2、Fe3+。
【分析】(1)根据反应物和生成物即可写出离子方程式
(2) 有 Fe3+ ,而几乎无 SCN-,继续加入KSCN溶液即可
(3)控制变量法进行实验,因此将pH=1的硫酸铁溶液换成硫酸溶液即可
(4)① 根据时间的长短即可判断催化剂的效果 ② 主要考虑的是 ·OH (羟基自由基)具有强氧化性,能直接氧化 SCN- ,因此导致褪色③找出与HO2⋅结合产生氧气的物质即可
28.【答案】(1)增大接触面积,使其充分溶解
(2)盐酸;KSCN溶液
(3)Fe3+
(4)加入H2O2溶液后,溶液②由浅红色变成深红色
(5)2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O
(6)SCN-中硫元素为-2价,具有还原性;H2O2中氧元素为-1价,具有氧化性;取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红;或取少量无色溶液④于试管中,滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀(合理答案给分)实验Ⅱ.测定该补铁剂中铁元素的含量。
(7)7a10m
(8)维生素C具有较强还原性,防止Fe2+被氧化
【解析】【解答】(1)将补铁剂碾碎的目的是增大接触面积,使其在用盐酸溶解时能够充分反应;
(2)根据上述分析可知试剂1是盐酸,试剂2是KSCN溶液
(3)由于Fe3+与SCN-反应产生血红色物质Fe(SCN)3,所以加入试剂2后溶液变为浅红色,说明溶液①中含有Fe3+;
(4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是:加入H2O2溶液后,溶液②由浅红色变成深红色,说明溶液中有更多的Fe3+生成,是Fe2+被H2O2氧化产生的;
(5)在该反应中Fe元素化合价由反应前Fe2+中的+2价变为反应后Fe3+的+3价,升高1价;O元素化合价由反应前H2O2中的-1价变为反应后H2O中的-2价,化合价降低1×2=2价,化合价升降最小公倍数是2,所以Fe2+、Fe3+的系数是2,H2O2的系数是1,然后根据电荷守恒可知H+的系数是2,最后根据原子守恒可知H2O的系数是2,则配平后的离子方程式为:2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O;
(6)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的SCN-与H2O2发生了化学反应。
a.甲同学猜测的依据是SCN-中硫元素为-2价,具有还原性;H2O2中氧元素为-1价,具有氧化性,二者发生氧化还原反应消耗SCN-,导致溶液红色褪去;
b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测,可通过再加入SCN-,根据溶液是否变为红色判断;也可以根据反应后溶液中是否含有 SO42-进行判断。其实验方案及现象是:取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红;或取少量无色溶液④于试管中,滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀;
(7)m 片补铁剂经上述处理后反应产生Fe2O3质量是a g,则其中Fe元素的质量为m(Fe)= ag160g/ml×2×56g/ml=7a10g,故每一片补铁剂中含有铁元素的质量为 7a10mg;
(8)人体只能吸收Fe2+,医生建议在服用该补铁剂时,同时服用有较强还原性的维生素C,这是由于维生素C具有较强还原性,能够与Fe3+反应产生Fe2+,从而可防止Fe2+被氧化而导致失效变质。
【分析】将补铁剂碾碎,然后向其中加入足量盐酸,使二者充分接触发生反应,看到溶液几乎无色,向与盐酸反应后的溶液中加入KSCN溶液,看到溶液显浅红色,说明其中含有少量Fe3+,然后再加入绿色氧化剂H2O2,看到溶液变为深红色,说明该溶液中同时含有Fe2+,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,要验证补铁剂中铁元素的含量,可以将补铁剂碾碎,然后向其中加入足量盐酸,使二者充分接触发生反应,然后过滤除去不溶性杂质,再向滤液中加入足量H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入足量NaOH溶液,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3红褐色沉淀,将沉淀洗涤、灼烧,分解产生Fe2O3,根据Fe2O3的质量,利用Fe元素可计算出补铁剂中铁元素的含量。
29.【答案】(1)(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O
(2)Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
(3)先加KSCN溶液无明显现象,再加氯水,溶液变为红色或 滴加酸性KMnO4溶液,溶液褪色
【解析】【解答】X的水溶液中加入过量的NaOH溶液,加热,生成0.02ml气体A,气体A为氨气,说明含有0.02ml NH4+,沉淀A灼烧生成红色固体B,B为氧化铁(Fe2O3),含有铁元素的物质的量为 0.8g160g/ml ×2=0.01ml,溶液A中加入氯化钡和稀盐酸,生成白色沉淀C,C为硫酸钡,说明含有SO42-,且物质的量= 4.66g233g/ml =0.02ml,根据电荷守恒,含有的铁元素为Fe2+,化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•nH2O,根据摩尔质量为392 g·ml−1,n=6。(1)根据上述分析,X的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O,故答案为:(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O;(2)亚铁离子首先生成氢氧化亚铁,然后氢氧化亚铁被氧化生成氢氧化铁,反应的方程式为Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3,故答案为:Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3;(3)检验Fe2+的方法为:先加KSCN溶液无明显现象,再加氯水,溶液变为红色(或滴加酸性KMnO4溶液,溶液褪色),故答案为:先加KSCN溶液无明显现象,再加氯水,溶液变为红色(或滴加酸性KMnO4溶液,溶液褪色)。
【分析】(1)根据题干信息先推断出X物质,书写其化学式;
(2)根据 Fe2+ 在碱性溶液中反应生成 Fe(OH)2沉淀 ,其与氧气、水反应生成 Fe(OH)3 沉淀;
(3)根据三价铁离子的检验方法解答。选项
探究方案
探究目的
A
用不同浓度、等体积的H2O2溶液分别与相同浓度相同体积的Na2SO3溶液反应,观察现象
探究浓度对反应速率的影响
B
用pH计测定同浓度NaClO和NaF溶液的pH,比较溶液pH大小
比较HClO与HF的酸性强弱
C
向浓度均为0.1ml·L-1的CuSO4和ZnSO4混合溶液中滴加少量Na2S溶液,观察沉淀颜色变化
比较CuS和ZnS的Ksp大小
D
向3mL0.1ml·L-1KI溶液中滴加0.1ml·L-1FeCl3溶液3~4滴,充分反应后,再加KSCN,观察溶液颜色变化
探究化学反应的限度
选项
A
B
C
D
用品
主要成分
NaHCO3
Fe2O3
NaClO
C17H35COONa
用途
食品加工
红色涂料
消毒、漂白
清洁洗涤
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
将一小块钠投入装有硫酸铜溶液的试管里,试管底部有红色物质生成
钠和硫酸铜发生反应,置换出铜单质
B
维生素C具有还原性
维生素C可作为包装食品抗氧剂
C
溶解度:CaCO3
将Na2O2溶于水,并滴入酚酞溶液,溶液只变红色
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
装置与操作
现象
溶液立即变红,继续滴加 H2O2 溶液,红色变浅并逐渐褪去
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