福建省南安市侨光中学高一下学期4月月考 化学试题(解析版)-A4
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这是一份福建省南安市侨光中学高一下学期4月月考 化学试题(解析版)-A4,共16页。试卷主要包含了单选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
可能会用到的相对原子质量:N-14 Fe-56
一、单选题:(本大题共18小题,1-10题各2分,11-18题各3分,共44分)。
1. 文物见证历史,化学创造文明。某省出土的下列文物中主要成分属于陶瓷材料的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.玉猪龙是一种玉器,其主要成分通常是硅酸盐等的无机矿物质,但不是陶瓷,A错误;
B.鸭形玻璃注,其主要成分是玻璃,属于硅酸盐产品,但不是陶瓷,B错误;
C.洛神赋图为纸张或帛绢作品,不是陶瓷材料,C错误;
D.松竹梅纹八棱罐是一种瓷器,是陶瓷材料,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的电子式:
B. 分子的球棍模型:
C. 的结构示意图:
D. 中子数为 10 的氧原子:O
【答案】A
【解析】
【详解】A.是共价化合物,不是离子化合物,电子式:,A错误;
B.分子中碳原子半径大于氢原子半径,球棍模型:,B正确;
C.Al的电子数为13,失去3个电子,还有10个电子,的结构示意图:,C正确;
D.氧原子质子数是8,中子数为 10 ,质量数为18,即O,D正确;
故选A。
3. 下列说法错误的是
A. NH4HCO3可用作化肥
B. 用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨
C. NH3易溶于水,可用作制冷剂
D. NOx的任意排放会带来酸雨等环境问题
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH4HCO3含有氮元素,可用作化肥,A正确;
B.用烧碱处理含高浓度NH的废水,氢氧根与NH生成氨气与水,B正确;
C.氨气易液化,液氨汽化吸收大量的热,所以可用作制冷剂,不是因为易溶于水,C错误;
D.NOx有毒,而且在空气中会生成硝酸等物质,则任意排放会带来酸雨等环境问题,D正确;
故选C。
4. 下列制备金属单质的方法或原理正确的是
A. 在通电条件下,电解饱和食盐水制备金属Na
B. 在通电条件下,电解熔融MgO制备单质Mg
C. 通电条件下,电解熔融Al2O3制备单质Al
D. 加强热,使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
【答案】C
【解析】
【详解】A.制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法,电解溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,故A错误;
B.Mg为活泼金属,电解熔融MgO理论上可以制备单质Mg, 但是MgO熔点高,熔融MgO需消耗大量能源,常通过电解熔融MgCl2制备镁,故B错误;
C.Al为活泼金属,应用电解熔融Al2O3制备,故C正确;
D.制备单质Cu用热还原法制备,故D错误;
故C正确。
5. 我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”:“粤中洋行有舶上铁丝,……日久起销,用刀刮其销,……,所刮下之销末,名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指
A. FeB. FeCl3C. FeOD. Fe2O3
【答案】D
【解析】
【详解】铁在空气中容易发生氧化反应得到铁锈,铁线粉即为铁锈,主要成分为Fe2O3,故D正确;故选D。
6. 镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等,下列与这些用途无关的性质是( )
A. 不易生锈B. 导电性好
C. 密度小D. 强度高
【答案】B
【解析】
【详解】铝镁合金因其不易生锈,密度小,强度高而适合做窗框,卷帘门,防护栏等,与其导电性无关。综上所述,符合题意的选项为导电性好;答案:B。
7. 下列制取NH3并验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理均正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铵分解生成氨气和氯化氢,在试管口遇冷又重新化合生成氯化铵,不能制取氨气,A错误;
B.氨气具有还原性,氯气具有强氧化性,二者能发生氧化还原反应,又因为氨气密度小于空气,所以长口通入,装置和原理均正确,B正确;
C.氨气密度小于空气,收集时应该是短口进、长口出,C错误;
D、氨气极易溶于水,倒置的漏斗插入水中,不能防倒吸,D错误;
答案选B。
8. 如下图所示,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.浓盐酸易挥发,挥发出的HCl气体遇NH3会反应生成白烟,烟是NH4Cl固体,A正确;
B.浓硫酸与NH3发生反应:,硫酸难挥发,无明显现象,B错误;
C.氯化物溶液变浑浊,说明产生了沉淀,该溶液可能为MgCl2溶液、AlCl3溶液、FeCl3溶液等,C错误;
D.干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝,是因为NH3与H2O反应生成的NH3·H2O是一种弱碱,能电离出OH-,使溶液显碱性,NH3本身没有碱性,D错误;
故选A。
9. 下列物质变化,只与分子间作用力有关的是
A. 电解水B. 氯化钠溶于水C. 干冰的升华D. 铁与稀盐酸反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.电解水破坏水分子内部的O-H共价键,生成氢气和氧气,属于化学键的断裂与形成,与分子间作用力无关,故A错误;
B.氯化钠为离子晶体,溶解时Na⁺和Cl⁻脱离离子键进入溶液,主要破坏离子键,虽然水分子与离子间的作用涉及分子间作用力,但主导变化的是离子键的断裂,故B错误;
C.干冰为二氧化碳的分子晶体,升华时仅需克服分子间的范德华力,二氧化碳分子内部的共价键未被破坏,因此只涉及分子间作用力,故C正确;
D.铁与稀盐酸反应中,金属铁中的金属键被破坏,同时H-Cl的共价键断裂形成H2和Fe2+,属于化学键的变化,故D错误;
故答案为C。
10. 下列说法中正确的是
A. KOH中含有离子键也含有共价键,属于离子化合物
B. N2属于单质,不存在化学键
C. MgCl2中既有离子键又有共价键
D. NH4Cl中含有共价键,又全部由非金属元素组成,属于共价化合物
【答案】A
【解析】
【详解】A.KOH中钾离子和氢氧根离子之间存在离子键,氢原子和氧原子之间存在共价键,所以KOH含有离子键也含有共价键,属于离子化合物,故A正确;
B.N2属于单质,氮原子和氮原子之间存在非极性共价键,故B错误;
C.MgCl2中只有离子键,是离子化合物,故C错误;
D.NH4Cl中含有共价键、离子键,属于离子化合物,故D错误。
故选A。
11. 下列有关铁及其化合物说法中不正确的是( )
A. 工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
B. 铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4
C. 工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸和浓硫酸
D. 氯化铁溶液有较强氧化性,故可用作净水剂
【答案】D
【解析】
【详解】A. 金属活动顺序表中铁到铜是用还原法冶炼,工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁,故A正确;
B. 铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4,故B正确;
C. 常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中发生钝化现象,阻止反应进行,工业上可用铁质容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸,故C正确;
D. 氯化铁有氧化性,但不是做净水剂的原因,净水是利用铁离子水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性,能吸附悬浮的杂质净水,故D错误;
故选D。
12. 我国嫦娥五号探测器带回的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是
A. 原子半径大小顺序为
B. 化合物XW中的化学键为离子键
C. Y单质的导电性能弱于Z单质的
D. Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【解析】
【分析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期相邻元素,可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,故W一定不是第ⅢA族元素,即W一定是第ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si,据此答题。
【详解】A.O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,即,A错误;
B.化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B正确;
C.Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C错误;
D.Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D错误;
故选B。
13. 将铜粉放入稀硫酸中,加热后无明显现象,但加入某盐一段时间后,发现铜粉质量减少,则该盐不可能是
A. B. NaClC. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A. 铜与发生反应,离子方程式为,所以铜粉溶解,A不符合题意;
B. 铜与NaCl不发生反应,,所以铜粉不溶解,B符合题意;
C. 铜与和发生反应,离子方程式为,所以铜粉溶解,C不符合题意;
D. 铜与和发生反应,离子方程式为,所以铜粉溶解,D不符合题意;
答案选B。
14. 实验室可用如图装置制取少量氮气。下列说法不正确是
A. 反应过程中,③中硬质玻璃管中固体由黑变红
B. ②中盛放的固体可是碱石灰
C. 实验开始时先点燃③中的酒精灯,再点燃①中的酒精灯
D. 实验结束时,先将导管从水槽中拿出,再熄灭①③中的酒精灯
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.加热条件下,氨气与CuO反应生成氮气、Cu和水,反应的方程式为2NH3+3CuON2↑+3Cu+3H2O,所以反应过程中,③中硬质玻璃管中固体由黑变红,故A正确;
B.干燥氨气应该用碱性干燥剂,所以②中盛放的是碱石灰,不能是五氧化二磷,故B正确;
C.先用①中产生的氨气排尽装置中的空气,所以实验开始时先点燃①的酒精灯,再点燃③的酒精灯,故C错误;
D.结束实验时,先把水槽中的导管取出,然后熄灭酒精灯,否则水槽中的导管会产生倒吸,故D正确。
故选C。
15. 通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向KI-淀粉溶液中加入氯化铁溶液,溶液变蓝是因为2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,碘单质使淀粉溶液变蓝,故A错误;
B.铁锈的主要成分是三氧化二铁,故B错误;
C.铁与稀硝酸反应生成的气体是NO,不能得到氢气,故C错误;
D.铝箔表面易被氧化形成Al2O3,氧化铝熔点高于金属铝,使熔化的铝不滴下,故D正确;
故答案为D。
16. 有一块铁的“氧化物”样品,用140 mL5.0 ml·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025 ml Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为
A. Fe2O3B. Fe3O4C. Fe4O5D. Fe5O7
【答案】D
【解析】
【详解】n(HCl)=0.14 L×5.0 ml/L=0.7 ml,由氧化物和盐酸反应生成水可知,氧化物中含有n(O)=n(HCl)=0.35 ml,所得溶液还能吸收0.025 ml Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,反应后所得溶液为FeCl3,因n(Cl-)=0.7 ml+0.025 ml×2=0.75 ml,则n(Fe3+) = n(Cl-)=0.25 ml,所以氧化物中n(Fe):n(O)=0.25:0.35=5:7,故该铁的氧化物化学式为Fe5O7,故合理选项是D。
17. 将1.12 g铁粉加入25 mL 2 ml·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是
A. 铁有剩余,溶液呈浅绿色,Cl-浓度基本不变
B. 往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色
C. Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
【答案】B
【解析】
【详解】铁的物质的量为ml,氯化铁的物质的量为,二者反应的方程式为Fe+2FeCl3=3FeCl2,铁完全反应,消耗氯化铁的物质的量为0.04ml,剩余0.05-0.04=0.01ml,反应生成氯化亚铁的物质的量为0.06ml。
A. 铁没有剩余,故A错误;
B.溶液中有铁离子,往溶液中滴入无色KSCN溶液,显红色,故B正确;
C. Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1,故C错误;
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2,故D错误。
故选B。
18. 一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性纳米粒子的工艺流程如图。
已知Zn的化学性质与Al相似。下列说法错误的是
A. “碱洗”是为了去除废旧镀锌铁皮表面的油污和锌
B. “氧化”时发生反应的离子方程式为
C. “氧化”后溶液中的金属阳离子是
D. 持续通入的目的是防止被氧化
【答案】C
【解析】
【分析】向废旧镀锌铁皮中加入氢氧化钠溶液除去锌和油污,过滤向固体中加入稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入次氯酸钠溶液,将一部分亚铁离子氧化为铁离子,发生反应:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,先通入氮气排尽空气(防止后续生成的氢氧化亚铁被氧化),加入氢氧化钠溶液产生氢氧化亚铁、氢氧化铁沉淀,分离得到氢氧化亚铁和氢氧化铁,灼烧得到四氧化三铁。
【详解】A.由分析可知,“碱洗”是为了除去锌,生成Na2ZnO2,同时除去油污,故A正确;
B.“氧化”时,亚铁离子与次氯酸根离子发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故B正确;
C.“氧化”时,部分亚铁离子与次氯酸根离子发生反应:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故溶液中金属阳离子主要有Fe2+、Fe3+、Na+,故C错误;
D.最后一步“反应”中N2的作用是保护气,防止Fe2+被O2氧化,故D正确;
故选:C。
二、非选择题(共4大题,56分)
19. 如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系,回答下列问题:
(1)写出N2的一种用途:___________。
(2)从N元素化合价分析,N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示)
氧化性:___________。
还原性:___________。
(3)实验室制取物质B的化学方程式为___________。
(4)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为___________。
(5)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等)
(2) ①. N2+3H22NH3(或N2+3MgMg3N2) ②. N2+O22NO
(3)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(4)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(5)4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O
【解析】
【小问1详解】
N2化学性质不是很活泼,可以作保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等);
【小问2详解】
氧化性(氮元素化合价降低):N2+3H22NH3(或N2+3MgMg3N2);还原性(氮元素化合价升高):N2+O22NO;
【小问3详解】
物质B是NH3,实验室制取NH3的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;
【小问4详解】
物质A是NO,NO2与水反应生成NO的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
【小问5详解】
浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为:4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O。
20. 某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al,此外还含有少量Al2O3和Fe2O3,为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答:
(1)步骤Ⅰ、步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中需要过滤操作的有___________步(填数字)。
(2)写出步骤Ⅰ中Al与NaOH溶液反应的离子方程式___________。
(3)步骤Ⅲ试剂X是___________(填化学式), 固体C是___________(填化学式)。
(4)溶液E中含有CuSO4,生成该物质的原因是___________(用离子方程式表示)。
(5)由固体F转化为CuSO4溶液,下列途径最合理可行的是___________。
A. 固体F与浓硫酸共热
B. 固体F与混酸(浓硫酸和硝酸)常温下反应,
C. 固体F溶于稀H2SO4和H2O2的混合液中
D. 固体F与硫反应后,灼烧,再加水溶解
【答案】(1)3 (2)2Al+2OH−+2H2O=2AlO+3H2↑
(3) ①. H2SO4 ②. Al(OH)3
(4)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ (5)C
【解析】
【分析】废金属屑中含有Cu、Fe和Al和少量Al2O3、Fe2O3,氢氧化钠与Al、Al2O3反应,而Cu、Fe和Fe2O3不反应,过滤得到固体B为Cu、Fe和Fe2O3,溶液A中含有偏铝酸钠和氢氧化钠,向溶液A中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,过滤,向沉淀(固体C)中加入盐酸生成氯化铝,最终得到氯化铝固体;向固体B中加入过量稀硫酸,生成硫酸亚铁,过滤得溶液E,溶液E中含有硫酸亚铁和硫酸,最终得到绿矾,过滤得到固体F为Cu,Cu与氧气、硫酸反应得到硫酸铜。
【小问1详解】
由分析可知,步骤I、II、III都需要过滤操作。
【小问2详解】
步骤I中,铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH−+2H2O=2AlO+3H2↑。
【小问3详解】
由分析可知,试剂X是H2SO4;溶液A中含有偏铝酸钠和氢氧化钠,向溶液中通入过量二氧化碳,反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,因此固体C是Al(OH)3。
【小问4详解】
由分析可知,固体B为Cu、Fe和Fe2O3,加入稀硫酸,生成的Fe2(SO4)3会氧化Cu生成CuSO4,离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
【小问5详解】
由分析可知,F为Cu,
A.Cu和浓硫酸反应生成CuSO4,但同时会生成有毒气体SO2,故A不可行;
B.Cu与混酸(浓硫酸和硝酸)常温下反应会生成Cu(NO3)2和有毒气体,故B不可行;
C.H2O2具有氧化性,Cu溶于稀H2SO4和H2O2的混合液中生成CuSO4和H2O,不产生污染性气体,故C可行;
D.Cu和S反应生成Cu2S,灼烧后生成CuO和SO2,SO2有毒,CuO不溶于水,故D不可行;
答案为C。
21. 氮、硫的氧化物都会引起环境问题,越来越引起人们的重视。
Ⅰ.某兴趣小组用Fe2(SO4)3溶液吸收含SO2的尾气(SO2的体积分数约为10%,其余为空气),实验装置如图所示:
(1)装置A中SO2与Fe2(SO4)3溶液反应生成FeSO4,写出该反应的化学方程式:___________。
(2)反应后,若要检验装置A中Fe3+是否过量,可用试剂为___________;若要检验SO2是否过量,可用试剂为___________。
(3)装置B中所用X溶液常为碱溶液,其作用是___________。
(4)若实验测得反应后装置A中不含有SO2,为测定其中所含FeSO4的物质的量浓度,现进行如下实验:取20.00 mL装置A中溶液,向其中逐滴加入0.100 0 ml/L Ce(SO4)2溶液,发生反应Fe2++Ce4+= Ce3++Fe3+,当反应恰好完全时,共消耗Ce(SO4)2溶液18.00 mL。则FeSO4的物质的量浓度为___________。
Ⅱ.工业制硝酸中“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出,为消除它们对环境的破坏作用,通常用以下两种方法处理:
(5)①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2反应的原理为Na2CO3+2NO2=NaNO3+___________+CO2(请填写完成化学方程式)。
②氨转化法。已知7 ml氨恰好能将含NO和NO2共6 ml 的混合气体完全转化为N2,则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为___________,若用通式NOx表示氮氧化物,则每摩尔氨可将___________ml的NOx转化为N2。
【答案】(1)SO2+Fe2(SO4)3+2H2O =2FeSO4+2H2SO4
(2) ①. KSCN溶液 ②. 品红溶液
(3)吸收未完全反应的SO2,防止污染空气
(4)0.09 ml/L
(5) ①. NaNO2 ②. 1∶3 ③.
【解析】
【分析】含SO2的尾气通入装置A中的Fe2(SO4)3溶液,发生氧化还原反应,剩余的SO2用装置B中的碱液吸收,倒立的漏斗防倒吸;KSCN溶液与Fe3+反应,溶液变红,则若要检验装置A中Fe3+是否过量,可用试剂为KSCN溶液;SO2可以使品红溶液褪色,则若要检验SO2是否过量,可用试剂为品红溶液。
【小问1详解】
SO2与Fe2(SO4)3溶液发生氧化还原反应,根据得失电子守恒、原子守恒,该反应的化学方程式:SO2+Fe2(SO4)3+2H2O =2FeSO4+2H2SO4;
【小问2详解】
KSCN溶液与Fe3+反应,溶液变红,则若要检验装置A中Fe3+是否过量,可用试剂为KSCN溶液;SO2可以使品红溶液褪色,则若要检验SO2是否过量,可用试剂为品红溶液;
【小问3详解】
碱溶液的作用是吸收未完全反应的SO2,防止污染空气;
【小问4详解】
根据反应Fe2++Ce4+= Ce3++Fe3+,n(FeSO4)=n(Fe2+)=n(Ce4+)=n[Ce(SO4)2]=0.1000ml/L18.0010-3 L=1.810-3ml,则FeSO4的物质的量浓度为:=0.09ml/L;
【小问5详解】
①根据得失电子守恒以及原子守恒,可知Na2CO3+2NO2=NaNO3+NaNO2+CO2;
②根据得失电子守恒可得,3n(NH3)=2n(NO)+4n(NO2),即37ml=2[n(NO)+n(NO2)]+2n(NO2)=26 ml+2n(NO2),则n(NO2)=4.5ml,n(NO)=6ml-4.5ml=1.5ml,则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3;根据得失电子守恒可得,3n(NH3)=2x n(NOx),n(NOx)=ml。
22. 实验室由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、、)制备软磁性材料。主要转化流程如下:
(1)制绿矾。烧渣到绿矾的工艺中涉及“酸浸”“还原”“除杂”“结晶”等实验流程。
①酸浸。写出烧渣酸浸时Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式___________。
②还原。向“酸浸”后的溶液中加入过量铁粉,使完全转化为,该过程除生成外,还会生成___________(填化学式);
③除杂。向“还原”后滤液中加入NaOH溶液,调节pH为___________,使除去完全。[已知:时沉淀完全,时开始沉淀。]
④结晶。结合题图所示的绿矾溶解度曲线,补充完整获得晶体的实验操作。向溶液中再加入稀硫酸酸化,___________,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥,得到晶体。
(2)制:将溶液与氨水混合溶液中的一种加入到三颈瓶中(装置见图),通过分液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。
①分液漏斗中溶液是___________;生成的离子方程式为___________。
②生成的沉淀需“洗涤完全”,检验方法是___________。
(3)制。将纯净的放入管式炉内煅烧2h,获得产品。下图为其他条件相同时不同煅烧温度对产品中Fe2O3质量分数的影响,当煅烧温度高于800℃时,产品中Fe2O3质量分数降低,铁元素质量分数升高,其可能原因是___________。
【答案】(1) ①. Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4) 3+3H2O ②. H2 ③. 5~5.8 ④. 蒸发浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶
(2) ①. 氨水—NH4HCO3混合溶液 ②. Fe2++NH3·H2O+HCO=FeCO3↓+NH+ H2O ③. 取最后一次洗涤液少许置于试管中,加入BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明沉淀洗涤干净
(3)高温条件分解生成Fe3O4
【解析】
【分析】由题给流程可知,制备软磁性材料α—Fe2O3的过程为烧渣经酸浸、还原、除杂、结晶制得绿矾,绿矾溶于水得到硫酸亚铁溶液,向硫酸亚铁溶液中加入氨水和碳酸氢铵混合溶液反应、过滤制得碳酸亚铁,碳酸亚铁在一定温度下受热分解制得α—Fe2O3。
【小问1详解】
①烧渣酸浸时氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4) 3+3H2O;
②向酸浸后的溶液中加入过量铁粉,溶液中铁离子与铁粉反应生成亚铁离子,过量的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以还原过程中除生成亚铁离子外,还有H2生成;
③向还原后滤液中加入氢氧化钠溶液的目的是调节溶液pH在5—5.8范围内,将溶液中的铝离子转化为偏铝酸根离子,但亚铁离子不转化为氢氧化亚铁沉淀;
④由绿矾溶解度曲线可知,制得绿矾的操作为向硫酸亚铁溶液中再加入稀硫酸酸化,蒸发浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥,得到绿矾晶体;
【小问2详解】
①为防止亚铁离子与过量氨水反应生成氢氧化亚铁沉淀,制备碳酸亚铁沉淀时,应将氨水和碳酸氢铵混合溶液缓慢加入硫酸亚铁溶液中,则分液漏斗中的溶液是氨水—NH4HCO3混合溶液,反应的离子方程式为Fe2++NH3·H2O+HCO=FeCO3↓+NH+ H2O;
②硫酸亚铁溶液与氨水和碳酸氢铵混合溶液反应制得的碳酸亚铁表面会附有可溶的硫酸铵杂质,则检验碳酸亚铁沉淀洗涤是否干净就是检验洗涤液中是否存在硫酸根离子,检验方法为取最后一次洗涤液少许置于试管中,加入BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,说明沉淀洗涤干净;
【小问3详解】
文物
名称
A.玉猪龙
B.鸭形玻璃注
C.洛神赋图
D.元青花松竹梅纹八棱罐
A.制取NH3
B.验证还原性
C.收集NH3
D.尾气处理
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
与浓盐酸反应产生了固体
B
浓硫酸附近无明显现象
与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色,
湿润红色石蕊试纸变蓝
是一种可溶性碱
选项
操作与现象
解释
A
向淀粉KI溶液中加入FeCl3溶液,溶液变蓝
Fe3+能与淀粉发生显色反应
B
把生铁长期放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生
Fe置换出硝酸中的氢,生成了氢气
D
将铝箔放置与酒精灯上方,铝箔熔化但未滴下。
Al易被O2氧化成致密的Al2O3层
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