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【化学】四川省棠湖中学2018-2019学年高一下学期期末模拟试题(解析版)
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四川省棠湖中学2018-2019学年高一下学期期末模拟试题
一.选择题(本题共12小题,每小题4分;共48分,在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求)
1.南京大屠杀死难者国家公祭鼎用青铜铸造。关于铜的一种核素6429Cu,下列说法正确的是( )
A. 6429Cu的核电荷数为29 B. 6429Cu的质子数为35
C. 6429Cu的中子数为64 D. 6429Cu的核外电子数为64
【答案】A
【解析】试题分析:核素Cu,其质量数为64,质子数=电子数=29,中子数=64-29=35,故A正确;故选A。
2.下列关于铝及其化合物叙述中,正确的是( )
A. 不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B. 铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C. 氯化铝溶液与NaOH溶液互滴现象完全相同
D. 纯铝比铝合金的硬度更大、熔点更低
【答案】A
【解析】A、无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应,不能用铝制器皿长期存放酸性或碱性食品,故A正确;
B、铝表面形成致密的氧化膜,对内层的铝起保护作用,而不是铝本身化学性质稳定,故B错误;
C、氯化铝溶液中滴入NaOH溶液,先有沉淀后沉淀溶解;NaOH溶液中滴入氯化铝溶液,开始没有沉淀后产生沉淀,互滴现象不同,故C错误;
D、铝合金比纯铝的硬度大,故D错误。
3. 用铝制易拉罐收集满CO2,加入过量NaOH浓溶液,立即把口封闭。发现易拉罐“咔咔”作响并变瘪了,过了一会儿,易拉罐又作响并鼓起来,下列有关判断正确的是( )
A. 导致易拉罐变瘪的离子反应是CO2+OH−HCO3-
B. 导致易拉罐又鼓起来的原因是:又生成了二氧化碳气体使得压强增大
C. 上述过程中共发生了三个化学反应,且反应结束后的溶液呈碱性
D. 若将CO2换为NH3,浓NaOH溶液换为水,易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象
【答案】C
【解析】试题分析:A.气体与碱反应,导致易拉罐变瘪,反应为CO2+2OH-CO32-+H2O,A错误;B.易拉罐又会作响并鼓起来,发生2A1+2OH-+6H2O"2" Al[(OH)4]-+3H2↑,气体压强增大,B错误;C.上述过程与氢氧化钠反应的物质有CO2、氧化铝和铝,偏铝酸钠溶液显碱性,共计3个离子反应,C正确;D将CO2换为NH3,浓NaOH溶液换为水,只发生氨气与水反应,则易拉罐只会会出现变瘪的现象,D错误,答案选C。
4.在含有Fe2+、Al3+、Fe3+、Na+的溶液中,加入足量的Na2O2固体,充分反应后,再加入过量的稀盐酸,完全反应后,溶液中离子数目几乎没有变化的是( )
A. Fe2+ B. Al3+ C. Fe3+ D. Na+
【答案】B
【解析】A、因为Na2O2是强氧化剂,而且遇水生成NaOH,因此Fe2+被氧化成Fe3+,并沉淀,然后再加入盐酸产生氯化铁,所以二价铁离子数目减小,故A错误;
B、Na2O2遇水生成NaOH,铝离子能和过量的氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸根离子,在盐酸作用下又会生成铝离子,根据铝元素守恒,铝离子数目不变,故B正确;
C、因为Na2O2是强氧化剂,而且遇水生成NaOH,因此Fe2+被氧化成Fe3+,并沉淀,然后再加入盐酸产生氯化铁,所以三价铁离子数目增加,故C错误;
D、加入Na2O2固体,生成了NaOH和O2,在盐酸作用下又会生成氯化钠,Na+数目增大,故D错误。
5.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构.则下列叙述正确的是()
A. 原子半径 A>B>D>C B. 原子序数 d>c>b>a
C. 离子半径 C>D>B>A D. 原子结构的最外层电子数目 A>B>D>C
【答案】C
【解析】aA2+、bB+、cC3-、dD- 都具有相同的电子层结构,则一定满足关系式a-2=b-1=c+3=d+1。其中A和B属于金属,位于同一周期,且A在B的右侧。C和D是非金属,位于同一周期,且位于A和B的上一周期,其中D位于C的右侧。同周期自左向右原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,氢化物的稳定性也是逐渐增强的。核外电子排布相同的微粒其微粒半径随原子序数的增大而减小,所以只有选项C是正确的,其余都是错误的,答案选C。
6.下列各项中表达正确的是( )
A. HCl的电子式: B. N2的结构式:
C. H2S的电子式: D. 次氯酸的电子式:
【答案】B
【解析】分析:A.氯化氢含有共价键;
B. 分子中含有三键;
C.硫化氢含有共价键;
D.次氯酸中氧元素分别与H、Cl形成共价键。
详解:A. HCl分子中含有共价键,电子式:,A错误;
B N2分子中含有三键,结构式:,B正确;
C. H2S分子中含有共价键,电子式:,C错误;
D. 次氯酸中氧元素分别与H、Cl形成共价键,电子式:,D错误。
答案选B。
7.下列化学用语的表达正确的是( )
A. Cl-的结构示意图:
B. 醋酸铵的电离方程式:CH3COONH4CH3COOˉ+ NH4+
C. 漂白粉的有效成分是CaClO
D. 中子数为20的氯原子:
【答案】B
【解析】A. 氯离子与氯原子属于同种元素,其质子数均为17,则Cl—的结构示意图:,故A项错误;
B. 醋酸铵是强电解质,在溶液中完全电离出醋酸根离子与铵根离子,其电离方程式为:CH3COONH4 == CH3COOˉ+ NH4+,故B项正确;
C. 次氯酸根离子化学式为:ClO−,则漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,故C项错误;
D. 质子数为17,中子数为20的氯原子表示为:,故D项错误;
答案选B。
8.有BaCl2和NaCl的混合溶液VL,将它分成两等份。一份滴加稀硫酸,使Ba2+完全沉淀;另一份滴加AgNO3溶液,使Cl-完全沉淀。反应中消耗amolH2SO4、bmolAgNO3。则原混合溶液中的c(Na+)为( )
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
【答案】A
【解析】
【分析】根据SO42-+Ba2+=BaSO4↓计算溶液中的Ba2+离子的物质的量,根据Ag++Cl-=AgCl↓算Cl-的物质的量,再根据c=计算Ba2+离子、Cl-离子浓度,利用电荷守恒有2c(Ba2+)+c(Na+)=c(Cl-),据此计算原溶液中的c(Na+)。
【详解】BaCl2和NaCl的混合溶液VL,将它均分成两份,
一份滴加稀硫酸,使Ba2+完全沉淀,消耗a molH2SO4,则:根据SO42-+Ba2+=BaSO4↓可知amol SO42-消耗amol Ba2+;则c(Ba2+)==mol/L;
另一份滴加AgNO3溶液,使Cl-完全沉淀,反应中消耗bmolAgNO3,则:根据Ag++Cl-=AgCl↓关系可知bmolAgNO3消耗bmol Cl-,c(Cl-)==mol/L,溶液不显电性,由电荷守恒可知,2c(Ba2+)+c(Na+)=c(Cl-),解得c(Na+)=mol/L -2×mol/L =mol/L,
9.根据下列反应化学方程式:①I2+SO2+2H2OH2SO4 +2HI;②2FeCl2+Cl22FeCl3;③2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2 判断有关物质的还原性强弱顺序是( )
A. I->Fe2+>Cl->SO2 B. Cl->Fe2+>SO2>I-
C. Fe2+>I->Cl->SO2 D. SO2>I->Fe2+>Cl-
【答案】D
【解析】
【分析】同一自发进行的氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,据此分析解答。
【详解】①I2+SO2+2H2OH2SO4 +2HI中还原剂是SO2、还原产物是HI,所以还原性SO2>HI;
②2FeCl2+Cl22FeCl3中还原剂是FeCl2、还原产物是FeCl3,所以还原性FeCl2>FeCl3;
③2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2中还原剂是HI、还原产物是FeCl2,所以还原性HI>FeCl2;
通过以上分析知,还原性强弱顺序是SO2>I->Fe2+>Cl-,故合理选项是D。
10. 已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性,下列说法正确的是( )
A. X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B. W与X形成的化合物中只含离子键
C. W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D. 若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
【答案】A
【解析】根据题目信息,W、X、Y、Z的位置关系如图,X、Y、Z、W的原子半径依次为X > Y > Z>W,A正确;如W为氧元素,则可形成过氧化物,就含有共价键,B不正确;W如为碳元素,CH4的沸点就低于SiH4,C不正确;若W与Y的原子序数相差5,设W为氮元素,则Y为Mg元素,则可形成Mg3N2,D不正确。
11.如图是常见四种有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是( )
A. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 可与溴水发生取代反应使溴水褪色
C. 在铁作催化剂下与溴水发生取代反应
D. 在浓硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
【答案】D
【解析】A.表示的甲烷,该物质具有稳定性,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,A错误;
B.该模型表示的乙烯分子,由于含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应而使溴水褪色,B错误;
C.该物质表示苯,该物质在一定条件下能够与液溴发生取代反应,产生溴苯和HBr,不是与溴水发生取代反应,C错误;
D.该比例模型表示的是乙醇,乙醇与乙酸在浓硫酸存在和加热条件下,可以发生取代反应产生乙酸乙酯和水,D正确。
12.目前世界上60%的镁是从海水中提取的.主要步骤如下:
下列说法不正确的是( )
A. 为使海水中的MgSO4转化成Mg(OH)2,试剂①可选择石灰乳
B. 加入试剂①后,分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤
C. 加入试剂②反应的离子方程式为:OH﹣+H+H2O
D. 通过电解熔融的无水MgCl2得到48gMg,共转移4mol电子
【答案】C
【解析】A、MgSO4转化为氢氧化镁需要加入碱液,可选取石灰乳,故A正确;B、氢氧化镁为沉淀,采用过滤的方法分离,故B正确;C、试剂②为盐酸,氢氧化镁为沉淀,书写离子方程式时不能拆,故C错误;D、根据反应MgCl2 Mg+Cl2↑,电解氯化镁时,生成48g镁,即为2mol,转移4mol电子,故D正确;故选C。
二.综合题(本大题共4个小题,共52分)
13.用A+、B-、C2-、D、E、F分别表示含有18个电子几种微粒(离子或分子),请回答下列问题:
(1)A元素是________、B元素是________、C元素是_______(用元素符号表示)。
(2)B的单质可用来制“84”消毒液的主要成分,写出反应的离子方程式________________。
(3)用文字描述比较B、C两元素的非金属性强弱的方法(必要时可用方程式,至少一条):___________________________________。
(4)D是由两种元素组成的双原子分子,用电子式表示其形成过程________________。
(5)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其与水反应的化学方程式为___________________。
(6)F分子中含有4个原子,既有极性键又有非极性键,其电子式是_________。
【答案】(1). K (2). Cl (3). S (4). Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (5). Cl2+S2-=2Cl-+S或Cl2+H2S2HCl+S2- (6). + (7). 2F2+2H2O4HF+O2 (8).
【解析】分析:A+、B-、C2-、D、E、F分别表示含有18个电子的几种微粒(离子或分子),因此A是K,B是Cl,C是S,D、E、F可能是H2O2、H2S、HCl、F2、Ar等,据此解答。
详解:(1)根据以上分析可知A元素是K、B元素是Cl、C元素是S。
(2)B的单质氯气可用来制“84”消毒液的主要成分,该反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
(3)氯气能把硫化钠氧化为单质硫,可以说明氯元素非金属性强于硫元素,反应的离子方程式为Cl2+S2-2Cl-+S。
(4)D是由两种元素组成的双原子分子,因此D是HCl,含有共价键的共价化合物,用电子式表示其形成过程为。
(5)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,E是单质氟,其与水反应的化学方程式为2F2+2H2O4HF+O2。
(6)F分子中含有4个原子,既有极性键又有非极性键,F是双氧水,含有共价键的共价化合物,其电子式是。
14.下表为元素周期表的一部分, 表中列出10种元素在周期表中的位置,按要求回答下列各题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑧
⑩
3
①
③
⑤
⑥
⑦
⑨
4
②
④
(1)写出下列序号所代表的元素符号③_____;⑩______
(2)写出⑥的一种用途_________________;常温下可与表中_______单质反应(填化学式)
(3)元素④的原子结构示意图为________________________;
(4)⑤和⑨形成的化合物的化学式为:_____________;向该化合物的水溶液里逐滴滴入苛性钠溶液,现象为__________________________________________________.
(5)②⑤⑦⑧的原子半径由大到小的顺序是__________________________(用元素符号表示)
(6)将①⑤同时投入到水中,发生反应的化学方程式有:______________
【答案】(1). Mg (2). Ne (3). 半导体等 (4). F2 (5). (6). AlCl3 (7). 先有白色沉淀产生,而后沉淀溶解 (8). K > Al > P> F (9). 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 ↑、2Al + 2NaOH +6H2O2 Na[Al(OH)4] +3 H2 ↑
【解析】
【分析】由元素在周期表中位置,可知①Na、②为K、③为Mg、④为Ca、⑤为Al、⑥为Si、⑦为P、⑧为F、⑨为Cl、⑩为Ne。
【详解】(1)根据元素在周期表中的位置,③是Mg;⑩是Ne;
(2)⑥是Si元素,是常用的半导体材料;常温下单质Si可与F2反应生成SiF4;
(3)元素④是Ca,Ca有4个电子层,最外层电子数为2,原子结构示意图为;
(4)⑤是Al、⑨是Cl,形成的化合物的化学式为AlCl3;向AlCl3溶液里逐滴滴入氢氧化钠溶液,先生成氢氧化铝沉淀,后氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,现象为先有白色沉淀产生,而后沉淀溶解;
(5) 电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,所以K、Al、P、F的原子半径由大到小的顺序是K> Al>P>F;
(6) Na、Al同时投入到水中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与铝反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,发生反应的化学方程式有2Na + 2H2O2NaOH + H2↑、2Al + 2NaOH +6H2O2 Na[Al(OH)4] +3H2↑。
15.Ⅰ.我国的青海省有许多盐湖盛产食盐,人类与食盐关系密切,食盐在老百姓生活和现代社会的工农业生产中均有重要作用。粗盐中含Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,为了除去可溶性杂质,有以下实验步骤进行提纯:
①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液。
(1)以下操作顺序不合理的是 _______。
A.②⑤④③① B.④⑤②①③ C.⑤②④①③ D.⑤④②①③
(2)用提纯的NaCl配制450 mL 4.00 mol·L-1NaCl溶液,所用仪器除天平、药匙、烧杯、玻璃棒外还有________(填仪器名称)。
(3)通过步骤①中过滤后的滤液,检验SO42-是否除尽的操作方法是_________________________
Ⅱ.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入2.0 mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。回答下列问题:
(1)图1中通入CO2后所得溶液的溶质成分为____________________;
(2)图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为____________________。
Ⅲ.已知氮化镁极易与水反应:Mg3N2+6H2O===2NH3↑+3Mg(OH)2↓。将足量的镁条置于空气燃烧,可能会发生下列反应①2Mg+O22MgO;②3Mg+N2Mg3N2;③2Mg+CO22MgO+C;④Mg+H2O(g)MgO+H2。请设计一个实验,验证产物中含有氮化镁(Mg3N2):_________________________。
【答案】(1). AB (2). 500 mL容量瓶、胶头滴管 (3). 取少量滤液于一支试管中,滴加BaCl2溶液,若试管中的溶液无明显变化则证明SO42-已除尽,若试管中的溶液出现浑浊则证明SO42-未除尽。 (4). Na2CO3 (5). Na2CO3和NaOH (6). 取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成
【解析】
【分析】Ⅰ.(1)在粗盐提纯时,要在最后一步加入盐酸,碳酸钠加在氯化钡的后面,根据除杂原则分析作答;
(2)根据配制一定浓度的标准溶液的基本操作步骤分析所缺少的仪器;
(3)检验SO42-是否除尽,即判断氯化钡是否过量,据此分析作答;
Ⅱ.当向100 mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体25 mL时,可能发生的反应有:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O或NaOH+CO2NaHCO3,可能的情况如下为① CO2:NaOH<1:2时,溶质成分为Na2CO3和NaOH;② CO2:NaOH = 1:2时溶质成分为Na2CO3;③1:2<CO2:NaOH <1:1时,溶质成分为Na2CO3和NaHCO3;④ CO2:NaOH>1:1时,溶质成分为NaHCO3,结合图像关系,分析作答;
Ⅲ.结合已知信息根据氮化镁极易与水反应生成碱性气体氨气作答。
【详解】Ⅰ.(1)在粗盐提纯时,要在最后一步加入盐酸,除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子,碳酸钠加在氯化钡的后面,除去钙离子和加入的过量的钡离子,NaOH溶液除镁离子,顺序在过滤前即可,所以正确的操作顺序为:⑤②④①③或⑤④②①③,故C、D项正确,A、B项错误,答案选AB;
(2)配制450 mL 4.00 mol·L-1NaCl溶液,需要500 mL容量瓶,定容时需要胶头滴管,则所缺少的仪器为:500 mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:500 mL容量瓶、胶头滴管;
(3)溶液中硫酸根离子是否除尽,可通过滴加过量氯化钡方法判断,其具体操作方法为:取少量滤液于一支试管中,滴加BaCl2溶液,若试管中的溶液无明显变化则证明SO42-已除尽,若试管中的溶液出现浑浊则证明SO42-未除尽,故答案为:取少量滤液于一支试管中,滴加BaCl2溶液,若试管中的溶液无明显变化则证明SO42-已除尽,若试管中的溶液出现浑浊则证明SO42-未除尽;
Ⅱ.根据上述分析可知,图1中加入HCl时,开始没有二氧化碳生成,排除第③、④种可能情况,继续滴加HCl时,有二氧化碳生成,且前后消耗HCl的体积比为1:1,据此可知第②种情况,即二氧化碳刚好与氢氧化钠按1:2反应完全的情况,则其溶液溶质为:Na2CO3;
图3信息显示,x:y = 1:1,采用逆向思维分析,则应为盐酸与碳酸氢钠按物质的量之比为1:1生成二氧化碳的反应过程,设此阶段反应的盐酸体积为V,可以看出未生成二氧化碳之前,反应消耗盐酸的体积为2V,应为氢氧化钠与碳酸钠分别消耗V体积盐酸所致,综上所述,图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为Na2CO3和NaOH,故答案为:Na2CO3;Na2CO3和NaOH;
Ⅲ.由于氮化镁极易与水反应,结合化学方程式Mg3N2+6H2O===2NH3↑+3Mg(OH)2↓易知,若产物中有氮化镁,则会水反应生成氨气,设计一个实验,借助是否有氨气来检验是否有氮化镁生成,具体操作为:取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成,故答案为:取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成。
16.工业生产需要大量原料,消耗大量能源,在得到所需产品同时产生了大量废气、废水、废渣。某工厂排放废水中含有Cu2+、Fe2+、Hg2+、H+等离子,某化学小组为了充分利用资源和保护环境,准备回收废水中的铜和汞,同时得到绿矾。他们设计了如下实验方案:
(1)现有仪器:酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等,完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的玻璃仪器是__________设计简单实验检验绿矾是否变质,简述你的操作:__________。
(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是__________,步骤Ⅱ中__________(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。
(3)步骤V利用氧化铜制取铜有如下四种方案:
方案甲:利用氢气还原氧化铜;
方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;
方案丙:利用炭粉还原氧化铜;
方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉、过滤,再将滤渣溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。
从安全角度考虑,方案__________不好;从产品纯度考虑,方案__________不好。
(4)写出步骤Ⅱ中涉及反应的离子方程式:__________;步骤Ⅳ得到绿矾的操作蒸发浓缩__________、__________。
【答案】(1). 漏斗 (2). 取产品少量溶于水,加入KSCN溶液,如溶液变血红色,则产品变质 (3). 将Cu2+ Hg2+全部置换出来 (4). 不能 (5). 甲 乙 (6). 丙 (7). Fe+2H+Fe2+ +H2↑ (8). 冷却结晶 (9). 过滤
【解析】分析:通过流程可知步骤Ⅳ是从溶液中得到绿矾晶体,应为蒸发结晶和过滤操作,由此可确定仪器的选择;亚铁盐变质会被氧化成三价铁离子,故检验变质即检验三价铁离子即可;酸的选择要考虑最终的目标产物,选取的原则是不要引入杂质离子。可燃性气体作为还原剂在加热的过程中会有爆炸的可能性,而固体还原剂一般不易控制量会引入杂质;一种反应物过量的目的往往是为了使另一种反应物充分反应。 加入铁粉可将不如铁活泼的金属置换出来,得到亚铁盐和不活泼的金属;再在滤渣中加入硫酸可将过量的铁反应掉,剩下的固体中为铜和汞,通过灼烧可分离出汞,然后将氧化铜还原成铜单质。
详解:(1)滤液中硫酸亚铁的浓度较低,先蒸发水到热饱和溶液,然后降温结晶,最后过滤得到硫酸亚铁晶体,过滤还需要漏斗,蒸发结晶还需要坩埚;绿矾变质生成+3价铁,检验Fe3+用硫氰化钾溶液,即取少量晶体溶于水,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变红色,说明绿矾已变质。答案:漏斗;取产品少量溶于水,加入KSCN溶液,如溶液变血红色,则产品变质。
(2)加入过量的铁粉,将铜离子和汞离子全部转化成相应单质得到铜和汞;若用稀盐酸代替稀硫酸,制得的绿矾中会混有氯化亚铁杂质;所以不能用稀盐酸代替稀硫酸。答案:将Cu2+ Hg2+全部置换出来;不能。
(3)氢气和一氧化碳易燃烧,且一氧化碳有毒,用二者还原氧化铜存在不安全因素,即易发生爆炸,所以从安全方面考虑甲、乙不好;用炭粉还原氧化铜,所得铜中易混有炭粉,即从纯度方面考虑,丙不好。答案:甲 乙;丙。
(4)根据框图知滤渣成分为的为Cu、Fe、Hg步骤II加入稀硫酸只有Fe能与酸反应,所以反应的离子方程式分别为2H++FeFe2++H2↑。步骤Ⅳ是由硫酸亚铁溶液得到绿矾的操作,需要经过蒸发浓缩,冷却结晶和过滤即可。答案:2H++FeFe2++H2↑;冷却结晶;过滤。
一.选择题(本题共12小题,每小题4分;共48分,在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求)
1.南京大屠杀死难者国家公祭鼎用青铜铸造。关于铜的一种核素6429Cu,下列说法正确的是( )
A. 6429Cu的核电荷数为29 B. 6429Cu的质子数为35
C. 6429Cu的中子数为64 D. 6429Cu的核外电子数为64
【答案】A
【解析】试题分析:核素Cu,其质量数为64,质子数=电子数=29,中子数=64-29=35,故A正确;故选A。
2.下列关于铝及其化合物叙述中,正确的是( )
A. 不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B. 铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C. 氯化铝溶液与NaOH溶液互滴现象完全相同
D. 纯铝比铝合金的硬度更大、熔点更低
【答案】A
【解析】A、无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应,不能用铝制器皿长期存放酸性或碱性食品,故A正确;
B、铝表面形成致密的氧化膜,对内层的铝起保护作用,而不是铝本身化学性质稳定,故B错误;
C、氯化铝溶液中滴入NaOH溶液,先有沉淀后沉淀溶解;NaOH溶液中滴入氯化铝溶液,开始没有沉淀后产生沉淀,互滴现象不同,故C错误;
D、铝合金比纯铝的硬度大,故D错误。
3. 用铝制易拉罐收集满CO2,加入过量NaOH浓溶液,立即把口封闭。发现易拉罐“咔咔”作响并变瘪了,过了一会儿,易拉罐又作响并鼓起来,下列有关判断正确的是( )
A. 导致易拉罐变瘪的离子反应是CO2+OH−HCO3-
B. 导致易拉罐又鼓起来的原因是:又生成了二氧化碳气体使得压强增大
C. 上述过程中共发生了三个化学反应,且反应结束后的溶液呈碱性
D. 若将CO2换为NH3,浓NaOH溶液换为水,易拉罐也会出现先瘪后鼓的现象
【答案】C
【解析】试题分析:A.气体与碱反应,导致易拉罐变瘪,反应为CO2+2OH-CO32-+H2O,A错误;B.易拉罐又会作响并鼓起来,发生2A1+2OH-+6H2O"2" Al[(OH)4]-+3H2↑,气体压强增大,B错误;C.上述过程与氢氧化钠反应的物质有CO2、氧化铝和铝,偏铝酸钠溶液显碱性,共计3个离子反应,C正确;D将CO2换为NH3,浓NaOH溶液换为水,只发生氨气与水反应,则易拉罐只会会出现变瘪的现象,D错误,答案选C。
4.在含有Fe2+、Al3+、Fe3+、Na+的溶液中,加入足量的Na2O2固体,充分反应后,再加入过量的稀盐酸,完全反应后,溶液中离子数目几乎没有变化的是( )
A. Fe2+ B. Al3+ C. Fe3+ D. Na+
【答案】B
【解析】A、因为Na2O2是强氧化剂,而且遇水生成NaOH,因此Fe2+被氧化成Fe3+,并沉淀,然后再加入盐酸产生氯化铁,所以二价铁离子数目减小,故A错误;
B、Na2O2遇水生成NaOH,铝离子能和过量的氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸根离子,在盐酸作用下又会生成铝离子,根据铝元素守恒,铝离子数目不变,故B正确;
C、因为Na2O2是强氧化剂,而且遇水生成NaOH,因此Fe2+被氧化成Fe3+,并沉淀,然后再加入盐酸产生氯化铁,所以三价铁离子数目增加,故C错误;
D、加入Na2O2固体,生成了NaOH和O2,在盐酸作用下又会生成氯化钠,Na+数目增大,故D错误。
5.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构.则下列叙述正确的是()
A. 原子半径 A>B>D>C B. 原子序数 d>c>b>a
C. 离子半径 C>D>B>A D. 原子结构的最外层电子数目 A>B>D>C
【答案】C
【解析】aA2+、bB+、cC3-、dD- 都具有相同的电子层结构,则一定满足关系式a-2=b-1=c+3=d+1。其中A和B属于金属,位于同一周期,且A在B的右侧。C和D是非金属,位于同一周期,且位于A和B的上一周期,其中D位于C的右侧。同周期自左向右原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,氢化物的稳定性也是逐渐增强的。核外电子排布相同的微粒其微粒半径随原子序数的增大而减小,所以只有选项C是正确的,其余都是错误的,答案选C。
6.下列各项中表达正确的是( )
A. HCl的电子式: B. N2的结构式:
C. H2S的电子式: D. 次氯酸的电子式:
【答案】B
【解析】分析:A.氯化氢含有共价键;
B. 分子中含有三键;
C.硫化氢含有共价键;
D.次氯酸中氧元素分别与H、Cl形成共价键。
详解:A. HCl分子中含有共价键,电子式:,A错误;
B N2分子中含有三键,结构式:,B正确;
C. H2S分子中含有共价键,电子式:,C错误;
D. 次氯酸中氧元素分别与H、Cl形成共价键,电子式:,D错误。
答案选B。
7.下列化学用语的表达正确的是( )
A. Cl-的结构示意图:
B. 醋酸铵的电离方程式:CH3COONH4CH3COOˉ+ NH4+
C. 漂白粉的有效成分是CaClO
D. 中子数为20的氯原子:
【答案】B
【解析】A. 氯离子与氯原子属于同种元素,其质子数均为17,则Cl—的结构示意图:,故A项错误;
B. 醋酸铵是强电解质,在溶液中完全电离出醋酸根离子与铵根离子,其电离方程式为:CH3COONH4 == CH3COOˉ+ NH4+,故B项正确;
C. 次氯酸根离子化学式为:ClO−,则漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,故C项错误;
D. 质子数为17,中子数为20的氯原子表示为:,故D项错误;
答案选B。
8.有BaCl2和NaCl的混合溶液VL,将它分成两等份。一份滴加稀硫酸,使Ba2+完全沉淀;另一份滴加AgNO3溶液,使Cl-完全沉淀。反应中消耗amolH2SO4、bmolAgNO3。则原混合溶液中的c(Na+)为( )
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
【答案】A
【解析】
【分析】根据SO42-+Ba2+=BaSO4↓计算溶液中的Ba2+离子的物质的量,根据Ag++Cl-=AgCl↓算Cl-的物质的量,再根据c=计算Ba2+离子、Cl-离子浓度,利用电荷守恒有2c(Ba2+)+c(Na+)=c(Cl-),据此计算原溶液中的c(Na+)。
【详解】BaCl2和NaCl的混合溶液VL,将它均分成两份,
一份滴加稀硫酸,使Ba2+完全沉淀,消耗a molH2SO4,则:根据SO42-+Ba2+=BaSO4↓可知amol SO42-消耗amol Ba2+;则c(Ba2+)==mol/L;
另一份滴加AgNO3溶液,使Cl-完全沉淀,反应中消耗bmolAgNO3,则:根据Ag++Cl-=AgCl↓关系可知bmolAgNO3消耗bmol Cl-,c(Cl-)==mol/L,溶液不显电性,由电荷守恒可知,2c(Ba2+)+c(Na+)=c(Cl-),解得c(Na+)=mol/L -2×mol/L =mol/L,
9.根据下列反应化学方程式:①I2+SO2+2H2OH2SO4 +2HI;②2FeCl2+Cl22FeCl3;③2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2 判断有关物质的还原性强弱顺序是( )
A. I->Fe2+>Cl->SO2 B. Cl->Fe2+>SO2>I-
C. Fe2+>I->Cl->SO2 D. SO2>I->Fe2+>Cl-
【答案】D
【解析】
【分析】同一自发进行的氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,据此分析解答。
【详解】①I2+SO2+2H2OH2SO4 +2HI中还原剂是SO2、还原产物是HI,所以还原性SO2>HI;
②2FeCl2+Cl22FeCl3中还原剂是FeCl2、还原产物是FeCl3,所以还原性FeCl2>FeCl3;
③2FeCl3+2HI2FeCl2+2HCl+I2中还原剂是HI、还原产物是FeCl2,所以还原性HI>FeCl2;
通过以上分析知,还原性强弱顺序是SO2>I->Fe2+>Cl-,故合理选项是D。
10. 已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性,下列说法正确的是( )
A. X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B. W与X形成的化合物中只含离子键
C. W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D. 若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
【答案】A
【解析】根据题目信息,W、X、Y、Z的位置关系如图,X、Y、Z、W的原子半径依次为X > Y > Z>W,A正确;如W为氧元素,则可形成过氧化物,就含有共价键,B不正确;W如为碳元素,CH4的沸点就低于SiH4,C不正确;若W与Y的原子序数相差5,设W为氮元素,则Y为Mg元素,则可形成Mg3N2,D不正确。
11.如图是常见四种有机物的比例模型示意图。下列说法正确的是( )
A. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 可与溴水发生取代反应使溴水褪色
C. 在铁作催化剂下与溴水发生取代反应
D. 在浓硫酸作用下可与乙酸发生取代反应
【答案】D
【解析】A.表示的甲烷,该物质具有稳定性,不能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,A错误;
B.该模型表示的乙烯分子,由于含有碳碳双键,可以与溴水发生加成反应而使溴水褪色,B错误;
C.该物质表示苯,该物质在一定条件下能够与液溴发生取代反应,产生溴苯和HBr,不是与溴水发生取代反应,C错误;
D.该比例模型表示的是乙醇,乙醇与乙酸在浓硫酸存在和加热条件下,可以发生取代反应产生乙酸乙酯和水,D正确。
12.目前世界上60%的镁是从海水中提取的.主要步骤如下:
下列说法不正确的是( )
A. 为使海水中的MgSO4转化成Mg(OH)2,试剂①可选择石灰乳
B. 加入试剂①后,分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是过滤
C. 加入试剂②反应的离子方程式为:OH﹣+H+H2O
D. 通过电解熔融的无水MgCl2得到48gMg,共转移4mol电子
【答案】C
【解析】A、MgSO4转化为氢氧化镁需要加入碱液,可选取石灰乳,故A正确;B、氢氧化镁为沉淀,采用过滤的方法分离,故B正确;C、试剂②为盐酸,氢氧化镁为沉淀,书写离子方程式时不能拆,故C错误;D、根据反应MgCl2 Mg+Cl2↑,电解氯化镁时,生成48g镁,即为2mol,转移4mol电子,故D正确;故选C。
二.综合题(本大题共4个小题,共52分)
13.用A+、B-、C2-、D、E、F分别表示含有18个电子几种微粒(离子或分子),请回答下列问题:
(1)A元素是________、B元素是________、C元素是_______(用元素符号表示)。
(2)B的单质可用来制“84”消毒液的主要成分,写出反应的离子方程式________________。
(3)用文字描述比较B、C两元素的非金属性强弱的方法(必要时可用方程式,至少一条):___________________________________。
(4)D是由两种元素组成的双原子分子,用电子式表示其形成过程________________。
(5)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其与水反应的化学方程式为___________________。
(6)F分子中含有4个原子,既有极性键又有非极性键,其电子式是_________。
【答案】(1). K (2). Cl (3). S (4). Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (5). Cl2+S2-=2Cl-+S或Cl2+H2S2HCl+S2- (6). + (7). 2F2+2H2O4HF+O2 (8).
【解析】分析:A+、B-、C2-、D、E、F分别表示含有18个电子的几种微粒(离子或分子),因此A是K,B是Cl,C是S,D、E、F可能是H2O2、H2S、HCl、F2、Ar等,据此解答。
详解:(1)根据以上分析可知A元素是K、B元素是Cl、C元素是S。
(2)B的单质氯气可用来制“84”消毒液的主要成分,该反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
(3)氯气能把硫化钠氧化为单质硫,可以说明氯元素非金属性强于硫元素,反应的离子方程式为Cl2+S2-2Cl-+S。
(4)D是由两种元素组成的双原子分子,因此D是HCl,含有共价键的共价化合物,用电子式表示其形成过程为。
(5)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,E是单质氟,其与水反应的化学方程式为2F2+2H2O4HF+O2。
(6)F分子中含有4个原子,既有极性键又有非极性键,F是双氧水,含有共价键的共价化合物,其电子式是。
14.下表为元素周期表的一部分, 表中列出10种元素在周期表中的位置,按要求回答下列各题。
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑧
⑩
3
①
③
⑤
⑥
⑦
⑨
4
②
④
(1)写出下列序号所代表的元素符号③_____;⑩______
(2)写出⑥的一种用途_________________;常温下可与表中_______单质反应(填化学式)
(3)元素④的原子结构示意图为________________________;
(4)⑤和⑨形成的化合物的化学式为:_____________;向该化合物的水溶液里逐滴滴入苛性钠溶液,现象为__________________________________________________.
(5)②⑤⑦⑧的原子半径由大到小的顺序是__________________________(用元素符号表示)
(6)将①⑤同时投入到水中,发生反应的化学方程式有:______________
【答案】(1). Mg (2). Ne (3). 半导体等 (4). F2 (5). (6). AlCl3 (7). 先有白色沉淀产生,而后沉淀溶解 (8). K > Al > P> F (9). 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 ↑、2Al + 2NaOH +6H2O2 Na[Al(OH)4] +3 H2 ↑
【解析】
【分析】由元素在周期表中位置,可知①Na、②为K、③为Mg、④为Ca、⑤为Al、⑥为Si、⑦为P、⑧为F、⑨为Cl、⑩为Ne。
【详解】(1)根据元素在周期表中的位置,③是Mg;⑩是Ne;
(2)⑥是Si元素,是常用的半导体材料;常温下单质Si可与F2反应生成SiF4;
(3)元素④是Ca,Ca有4个电子层,最外层电子数为2,原子结构示意图为;
(4)⑤是Al、⑨是Cl,形成的化合物的化学式为AlCl3;向AlCl3溶液里逐滴滴入氢氧化钠溶液,先生成氢氧化铝沉淀,后氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,现象为先有白色沉淀产生,而后沉淀溶解;
(5) 电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,所以K、Al、P、F的原子半径由大到小的顺序是K> Al>P>F;
(6) Na、Al同时投入到水中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与铝反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,发生反应的化学方程式有2Na + 2H2O2NaOH + H2↑、2Al + 2NaOH +6H2O2 Na[Al(OH)4] +3H2↑。
15.Ⅰ.我国的青海省有许多盐湖盛产食盐,人类与食盐关系密切,食盐在老百姓生活和现代社会的工农业生产中均有重要作用。粗盐中含Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,为了除去可溶性杂质,有以下实验步骤进行提纯:
①过滤 ②加过量NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液。
(1)以下操作顺序不合理的是 _______。
A.②⑤④③① B.④⑤②①③ C.⑤②④①③ D.⑤④②①③
(2)用提纯的NaCl配制450 mL 4.00 mol·L-1NaCl溶液,所用仪器除天平、药匙、烧杯、玻璃棒外还有________(填仪器名称)。
(3)通过步骤①中过滤后的滤液,检验SO42-是否除尽的操作方法是_________________________
Ⅱ.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入2.0 mol/L的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。回答下列问题:
(1)图1中通入CO2后所得溶液的溶质成分为____________________;
(2)图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为____________________。
Ⅲ.已知氮化镁极易与水反应:Mg3N2+6H2O===2NH3↑+3Mg(OH)2↓。将足量的镁条置于空气燃烧,可能会发生下列反应①2Mg+O22MgO;②3Mg+N2Mg3N2;③2Mg+CO22MgO+C;④Mg+H2O(g)MgO+H2。请设计一个实验,验证产物中含有氮化镁(Mg3N2):_________________________。
【答案】(1). AB (2). 500 mL容量瓶、胶头滴管 (3). 取少量滤液于一支试管中,滴加BaCl2溶液,若试管中的溶液无明显变化则证明SO42-已除尽,若试管中的溶液出现浑浊则证明SO42-未除尽。 (4). Na2CO3 (5). Na2CO3和NaOH (6). 取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成
【解析】
【分析】Ⅰ.(1)在粗盐提纯时,要在最后一步加入盐酸,碳酸钠加在氯化钡的后面,根据除杂原则分析作答;
(2)根据配制一定浓度的标准溶液的基本操作步骤分析所缺少的仪器;
(3)检验SO42-是否除尽,即判断氯化钡是否过量,据此分析作答;
Ⅱ.当向100 mLNaOH溶液中通入一定量的CO2气体25 mL时,可能发生的反应有:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O或NaOH+CO2NaHCO3,可能的情况如下为① CO2:NaOH<1:2时,溶质成分为Na2CO3和NaOH;② CO2:NaOH = 1:2时溶质成分为Na2CO3;③1:2<CO2:NaOH <1:1时,溶质成分为Na2CO3和NaHCO3;④ CO2:NaOH>1:1时,溶质成分为NaHCO3,结合图像关系,分析作答;
Ⅲ.结合已知信息根据氮化镁极易与水反应生成碱性气体氨气作答。
【详解】Ⅰ.(1)在粗盐提纯时,要在最后一步加入盐酸,除去过量的氢氧根离子和碳酸根离子,碳酸钠加在氯化钡的后面,除去钙离子和加入的过量的钡离子,NaOH溶液除镁离子,顺序在过滤前即可,所以正确的操作顺序为:⑤②④①③或⑤④②①③,故C、D项正确,A、B项错误,答案选AB;
(2)配制450 mL 4.00 mol·L-1NaCl溶液,需要500 mL容量瓶,定容时需要胶头滴管,则所缺少的仪器为:500 mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:500 mL容量瓶、胶头滴管;
(3)溶液中硫酸根离子是否除尽,可通过滴加过量氯化钡方法判断,其具体操作方法为:取少量滤液于一支试管中,滴加BaCl2溶液,若试管中的溶液无明显变化则证明SO42-已除尽,若试管中的溶液出现浑浊则证明SO42-未除尽,故答案为:取少量滤液于一支试管中,滴加BaCl2溶液,若试管中的溶液无明显变化则证明SO42-已除尽,若试管中的溶液出现浑浊则证明SO42-未除尽;
Ⅱ.根据上述分析可知,图1中加入HCl时,开始没有二氧化碳生成,排除第③、④种可能情况,继续滴加HCl时,有二氧化碳生成,且前后消耗HCl的体积比为1:1,据此可知第②种情况,即二氧化碳刚好与氢氧化钠按1:2反应完全的情况,则其溶液溶质为:Na2CO3;
图3信息显示,x:y = 1:1,采用逆向思维分析,则应为盐酸与碳酸氢钠按物质的量之比为1:1生成二氧化碳的反应过程,设此阶段反应的盐酸体积为V,可以看出未生成二氧化碳之前,反应消耗盐酸的体积为2V,应为氢氧化钠与碳酸钠分别消耗V体积盐酸所致,综上所述,图3中通入CO2后所得溶液的溶质成分为Na2CO3和NaOH,故答案为:Na2CO3;Na2CO3和NaOH;
Ⅲ.由于氮化镁极易与水反应,结合化学方程式Mg3N2+6H2O===2NH3↑+3Mg(OH)2↓易知,若产物中有氮化镁,则会水反应生成氨气,设计一个实验,借助是否有氨气来检验是否有氮化镁生成,具体操作为:取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成,故答案为:取适量产物放入试管中,滴加蒸馏水,将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口,如果红色石蕊试纸变蓝,则可以证明有氮化镁生成。
16.工业生产需要大量原料,消耗大量能源,在得到所需产品同时产生了大量废气、废水、废渣。某工厂排放废水中含有Cu2+、Fe2+、Hg2+、H+等离子,某化学小组为了充分利用资源和保护环境,准备回收废水中的铜和汞,同时得到绿矾。他们设计了如下实验方案:
(1)现有仪器:酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等,完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的玻璃仪器是__________设计简单实验检验绿矾是否变质,简述你的操作:__________。
(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是__________,步骤Ⅱ中__________(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。
(3)步骤V利用氧化铜制取铜有如下四种方案:
方案甲:利用氢气还原氧化铜;
方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;
方案丙:利用炭粉还原氧化铜;
方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉、过滤,再将滤渣溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。
从安全角度考虑,方案__________不好;从产品纯度考虑,方案__________不好。
(4)写出步骤Ⅱ中涉及反应的离子方程式:__________;步骤Ⅳ得到绿矾的操作蒸发浓缩__________、__________。
【答案】(1). 漏斗 (2). 取产品少量溶于水,加入KSCN溶液,如溶液变血红色,则产品变质 (3). 将Cu2+ Hg2+全部置换出来 (4). 不能 (5). 甲 乙 (6). 丙 (7). Fe+2H+Fe2+ +H2↑ (8). 冷却结晶 (9). 过滤
【解析】分析:通过流程可知步骤Ⅳ是从溶液中得到绿矾晶体,应为蒸发结晶和过滤操作,由此可确定仪器的选择;亚铁盐变质会被氧化成三价铁离子,故检验变质即检验三价铁离子即可;酸的选择要考虑最终的目标产物,选取的原则是不要引入杂质离子。可燃性气体作为还原剂在加热的过程中会有爆炸的可能性,而固体还原剂一般不易控制量会引入杂质;一种反应物过量的目的往往是为了使另一种反应物充分反应。 加入铁粉可将不如铁活泼的金属置换出来,得到亚铁盐和不活泼的金属;再在滤渣中加入硫酸可将过量的铁反应掉,剩下的固体中为铜和汞,通过灼烧可分离出汞,然后将氧化铜还原成铜单质。
详解:(1)滤液中硫酸亚铁的浓度较低,先蒸发水到热饱和溶液,然后降温结晶,最后过滤得到硫酸亚铁晶体,过滤还需要漏斗,蒸发结晶还需要坩埚;绿矾变质生成+3价铁,检验Fe3+用硫氰化钾溶液,即取少量晶体溶于水,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变红色,说明绿矾已变质。答案:漏斗;取产品少量溶于水,加入KSCN溶液,如溶液变血红色,则产品变质。
(2)加入过量的铁粉,将铜离子和汞离子全部转化成相应单质得到铜和汞;若用稀盐酸代替稀硫酸,制得的绿矾中会混有氯化亚铁杂质;所以不能用稀盐酸代替稀硫酸。答案:将Cu2+ Hg2+全部置换出来;不能。
(3)氢气和一氧化碳易燃烧,且一氧化碳有毒,用二者还原氧化铜存在不安全因素,即易发生爆炸,所以从安全方面考虑甲、乙不好;用炭粉还原氧化铜,所得铜中易混有炭粉,即从纯度方面考虑,丙不好。答案:甲 乙;丙。
(4)根据框图知滤渣成分为的为Cu、Fe、Hg步骤II加入稀硫酸只有Fe能与酸反应,所以反应的离子方程式分别为2H++FeFe2++H2↑。步骤Ⅳ是由硫酸亚铁溶液得到绿矾的操作,需要经过蒸发浓缩,冷却结晶和过滤即可。答案:2H++FeFe2++H2↑;冷却结晶;过滤。
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