2021年新高考化学各地模拟题精细分类汇编 第16讲 金属及其化合物(二)(一轮二轮通用)
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第16讲金属及其化合物(二)
一.选择题(共14小题)
1.(2020秋•浙江月考)下列说法错误的是( )
A.向碳酸氢钠中加少量水,插入温度计,显示温度下降
B.碳酸钠是发酵粉成分之一
C.过氧化钠可做呼吸面罩的供氧剂
D.钠着火不能用CO2灭火
2.(2021春•岑溪市校级月考)可用作呼吸面具中供氧剂的物质是( )
A.Na2O B.Na2O2 C.Na2CO3 D.NaHCO3
3.(2020秋•会宁县校级月考)第ⅡA的铍在一定条件下可形成化合物Na2BeO2。下列有关铍及其化合物的叙述正确的是( )
A.氧化铍不能溶于盐酸
B.氢氧化铍易溶于水
C.单质铍可溶于氢氧化钠溶液生成氢气
D.Na2BeO2溶液呈酸性
4.(2020秋•浙江月考)焰火“脚印”、“笑脸”、“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中“焰色试验”知识相关.下列说法中不正确的是( )
A.焰色试验时发生的是物理变化
B.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝
C.所有金属及其化合物灼烧时火焰均有特征颜色
D.Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同
5.(2020春•河南月考)已知Mg2C3的结构与CaC2相似。下列关于Mg2C3与水反应的说法中错误的是( )
A.生成难溶碱
B.生成不饱和烃
C.Mg2C3中的碳元素被氧化
D.生成Mg(OH)2和C3H4
6.(2020秋•沙坪坝区校级月考)重庆一中化学组李善梅老师,带着银制配饰用硫磺皂沐浴,发现配饰变黑了。于是在一个铝制容器中放入一定浓度的食盐溶液,再将变黑的银器浸入溶液中。放置一段时间后,黑色褪去,而银不会损失,已知此过程中能闻到淡淡的臭鸡蛋气味。下列关于以上现象说法错误的是( )
A.银饰变黑属于化学腐蚀
B.此硫磺皂为正品
C.李老师的补救办法运用了原电池原理
D.铝制容器可以用其它金属容器代替,只要能导电即可
7.(2020秋•运城月考)下表各组物质(或者它们的溶液)通过一步反应可实现如图所示转化的是( )
选项
X
Y
Z
A
Al(OH)3
Al2O3
AlCl3
B
S
H2S
SO2
C
Fe
FeCl3
FeCl2
D
Mg(OH)2
MgCO3
MgCl2
8.(2020春•易县校级月考)下列化合物既与硫酸反应,又与氢氧化钠反应的是( )
①NaHCO3;②NaHSO4;③(NH4)2CO3;④NaNO3;⑤Al(OH)3
A.只有① B.只有③ C.①②③ D.①③⑤
9.(2020秋•榆阳区校级月考)关于铁及其化合物的叙述正确的是( )
A.铁锈的主要成分是氧化铁
B.氢氧化铁是可溶于水的蓝色晶体
C.铁的金属活动性比锌强
D.在氯化铁中铁的化合价是+2价
10.(2020秋•淇滨区校级月考)硫酸亚铁的用途广泛,可以制备如图所示物质,下列说法错误的是( )
A.Fe4(OH)2(SO4)5属于碱式盐,可用作净水剂
B.与足量NH4HCO3反应的离子方程式为:2HCO3﹣+Fe2+═FeCO3↓+CO2↑+H2O
C.可用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3
D.“冷却结晶”后的操作是过滤,“锻烧”操作的主要仪器有酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
11.(2020春•济宁期末)不同条件下,用O2氧化amol•L﹣1的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示,下列分析或推测不合理的是( )
A.Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B.pH越大,Fe2+氧化速率越快
C.60℃、pH=2.5时,4 h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15a mol•L﹣1•h﹣1
D.氧化过程的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O
12.(2020•海南)向CuSO4溶液中滴加氨水至过量,下列叙述正确的是( )
A.先出现沉淀,后沉淀溶解变为无色溶液
B.离子方程式为Cu2++4NH3•H2O═[Cu(NH3)4]2++4H2O
C.Cu2+与NH3中的氮原子以π键结合
D.NH3分子中∠HNH为109°28ˊ
13.(2021春•岑溪市校级月考)为了检验某FeCl2溶液是否变质,可选用的试剂是( )
A.氯水 B.盐酸 C.KSCN 溶液 D.NaNO3 溶液
14.(2020秋•香坊区校级月考)下列关于金属及其化合物的说法正确的是( )
A.Na2O2与水反应和红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
B.将Na、Fe、Cu分别在Cl2中燃烧,可分别得到NaCl、FeCl2、CuCl2
C.向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后烧杯中的固体若有铁,则无铜
D.表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔融化但不滴落
二.填空题(共8小题)
15.(2020春•海淀区校级期末)现有下列4种物质:①SO2、②FeCl3溶液、③NaHCO3、④Na2O2请回答:
(1)受热分解放出气体的是 。(填序号)
(2)用于腐蚀印刷电路板的是 。(填序号)
(3)能用做葡萄酒等食品防腐剂的是 。(填序号)
(4)能用于呼吸面具的是 。(填序号)
16.(2020•普陀区二模)过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)晶体性质具有Na2CO3 和H2O2 的双重性,被广泛用于氧气发生、漂白杀菌、污水处理、金属表面处理以及高分子聚合控制等。
(1)Na 原子的核外电子排布式为 ,O 原子核外L 层上有 种能量不同的电子,H2O2 的电子式是 。
(2)设计一个简单实验,比较O 元素与其同主族短周期元素的非金属性强弱(简要写出实验方法、实验现象和结论) ;并用原子结构知识对作出的结论进行解释 。
(3)用一个离子方程式表示过碳酸钠溶液显碱性的原因 。
(4)高锰(MnO4﹣)水对人体危害极大,可用过碳酸钠改性赤泥进行处理,反应如下:
MnO4﹣+ CO32﹣+ H2O2→ MnCO3↓+ + OH﹣+ H2O,补全并配平上述化学反应方程式,反应中,过碳酸钠起沉淀剂和 剂作用;若将 1L含Mn 2000mg•L﹣1 的高锰废水处理至含Mn 1.2mg•L﹣1,则转移电子数为 mol(保留 2 位小数)
17.(2020春•黔江区校级期中)回答下列问题:
(1)将等质量的镁分别与足量的CO2、O2、N2、空气中充分燃烧,反应前后固体增重由大到小的顺序为 。
(2)在常温下,实验室用固体亚硫酸钠和中等浓度的硫酸制取SO2气体。将制得的SO2气体通入紫色石蕊试液,可观察到的现象为 。
(3)在常温下,把NO气体压缩到1.01×108 Pa,在一个体积固定的容器里加热到50℃,发现气体的压力迅速下降,压力降至略小于原压力2/3就不再改变,已知其中一种产物为N2O,写出上述变化的化学方程式 。
(4)按图进行实验,试管中装有NO,然后缓慢地通入84mLO2,充分反应后液面高度不变,则原试管中装有NO的体积为 。
(5)标况下,将一定体积的盛满NO、NO2、O2的混合气体的试管倒立于水槽中,水充满整个试管,则试管内的溶液的物质的量浓度范围是(假定试管内溶液不扩散)为 。
18.(2020•平阳县模拟)(1)已知Al(OH)3是两性氢氧化物,但不溶于弱碱溶液氨水,也不溶于弱酸碳酸。试用离子方程式说明原理: 。
(2)分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子均满足8电子稳定结构。写出(CN)2的电子式 。
(3)请在图的虚线框中补充完成SiO2晶体的结构模型示意图,(部分原子已画出),并进行必要的标注。
19.(2020春•雁峰区校级月考)铁是应用最广的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐为重要的化合物。高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱条件下反应制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 。
20.(2020秋•芜湖月考)完成以下反应的填空。
(1)我国的铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高,湿法炼铜的优势日益突出。氧化浸出法是主要方法之一,氧化浸出法即是在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化,测得有SO42﹣生成,该反应的离子方程式为 。
(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示,当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。该反应的化学方程式为 。
21.(2020春•莲花县校级月考)铁、氯、铜及其化合物在生产、生活中有广泛的用途,试回答下列问题.
(1)二氧化氯(C102)已逐步代替C12用于自来水处理,用C102处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(C102﹣).已知:25℃时Ka(HCl0)=3.2×10﹣8,Ksp(HClO2)=1.0×10﹣2,则酸性强弱关系为 ;在pH=5的上述处理过的饮用水中= .若饮用水中C102﹣的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将C102﹣还原成Cl一,写出酸性条件下该反应的离子方程式: .
(2)①腐蚀铜板后的溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+浓度均为0.1mol/l,如图为金属离子的浓度的对数与溶液pH的关系,现向混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5.6时,溶液中存在的金属阳离子为 .(当溶液中金属离子浓度≤10﹣5mol/l时,可认为沉淀完全)
②从图中数据计算可得Fe(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2] .
(3)Na2S是常用的沉淀剂.某工业污水中含有等浓度的Cu2+、Fe2+、Pb2+,滴加Na2S溶液后首先析出的沉淀是 ;当最后一种离子沉淀完全时(该离子浓度为10﹣5m01/l),此时的S2一的浓度为 .
已知:Ksp(FeS)=6.3×10﹣18(mol•L﹣1)2;Ksp(CuS)=6×10﹣36(mol•L﹣1)2;Ksp(PbS)=2.4×10﹣18(mol•L﹣1)2.
22.(2020秋•香坊区校级月考)(1)X、Y、Z三种物质存在如图所示转化关系。
回答下列问题:
①若X为黑色固体单质,A为O2,写出Z→Y的化学方程式: 。
②若X为NaOH溶液,写出Y→Z的化学方程式: 。
(2)已知常温下在溶液中可发生如下两个反应:
Ce4++Fe2+═Fe3++Ce3+
Sn2++2Fe3+═2Fe2++Sn4+
由此可以确定Ce4+、Sn4+、Fe3+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是 。
(3)Mn2+、Bi3+、BiO3﹣、MnO4﹣、H+、H2O组成的一个氧化还原反应体系中,发生BiO3﹣→Bi3+的反应过程。
①该反应中,被氧化的元素是 ,氧化剂是 。
②将以上物质分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的离子方程式:
+ + → + +H2O
三.实验题(共6小题)
23.(2020春•泸县校级月考)纯碱是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。
(1)起初,人们从盐碱地和盐湖中获得纯碱,但远远不能满足工业发展的需要,纯碱的化学式为 。
1791年,“路布兰制碱法”取得专利。该方法以硫酸、氯化钠、木炭、白垩石(主要成分为碳酸钙)为原料,但在20世纪20年代后被淘汰,因为生产过程中释放出HCl气体,该气体遇空气中的水蒸气易形成酸雾,腐蚀金属设备。
(2)1861年,“索尔维制碱法”问世,该方法是在用氯化钠溶液吸收两种工业废气时意外发现的,反应后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl),再加热碳酸氢钠即可制得纯碱,氯化钠溶液吸收的两种气体为 (填字母)。
A.Cl2B.NH3C.SO2D.CO2
(3)“侯氏制碱法”由我国化学工程专家侯德榜先生于1943年创立,是对“索尔维制碱法”的改进,将氨碱法制取碳酸钠与合成氨联合起来,大大提高了食盐的利用率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染,至今仍为全世界广泛采用。用如图所示装置可以模拟“加热碳酸氢钠制得纯碱”的过程。
当观察到B中出现浑浊时,停止加热,A中发生反应的化学方程式为 。
24.(2020春•韩城市校级月考)如图所示,把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再用滴管滴入5mL盐酸于试管中,试回答下列问题:
(1)写出试管内反应的离子方程式 ;
(2)写出生成物MgCl2的电子式 ;
(3)实验中观察到石灰水中的现象 ,产生上述现象的原因是 。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量
25.(2020秋•榆阳区校级月考)铁是生产、生活中应用很广泛的一种金属。下列是与铁的性质有关的部分实验图,请回答下列问题。
(1)A中细铁丝燃烧生成黑色固体物质的化学式是 。
(2)B中铁钉最易生锈的部位是 (填“a”、“b”或“c”)。
(3)C中刚开始无气泡产生,溶液颜色逐渐由无色变为黄色,此时试管内发生反应的化学方程式是 。
(4)D中反应一段时间后,试管内固体质量比反应前增大,据此推断,试管内溶液质量与反应前相比 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
26.(2020春•翠屏区校级期中)按要求填空:某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)甲组同学取2mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(2)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
27.(2020秋•浙江月考)某兴趣小组利用废铜屑制备硫酸铜晶体,装置如图所示(夹持装置和加热装置已略去),在实验中将适量硝酸逐滴加入到废铜屑与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发浓缩、冷却结晶,制得硫酸铜晶体。
(1)将硝酸逐滴加入到废铜屑与稀硫酸的混合物中的目的是 。
(2)实验过程中盛有NaOH溶液的烧杯上方仍然出现了红棕色气体,请对该实验装置提出改进意见: 。
28.(2020秋•随州月考)甲是一种可用于净水的盐,由A、B、C、D、E五种短周期元素组成。甲溶于水后可电离出三种离子,其中一种是由A、B形成的五核10电子阳离子。A元素原子的核内质子数比E的少1,D、E位于同主族。用甲进行如下实验:
①取少量甲的固体溶于蒸馏水配成溶液。
②取少量甲溶液于试管中,向其中加入稀盐酸,再加入BaCl2溶液,出现白色沉淀。
③另取少量甲溶液于试管中,逐滴滴入NaOH溶液,生成沉淀的质量与滴入NaOH溶液的体积的关系如图所示。
④取少量甲溶液于试管中,加入过量NaOH溶液并加热。回答下列问题:
(1)C的元素符号是 ,D在元素周期表中位于 。
(2)经测定甲固体的摩尔质量为453g/mol,其中阳离子和阴离子的物质的量之比为1:1,则甲的化学式为 。
(3)实验③中根据图象得V(Oa):V(ab):V(bc)= 。
(4)实验④中发生反应的离子方程式是 。
四.解答题(共10小题)
29.(2020春•北京期末)Na2CO3和NaHCO3是中学化学中常见的物质,在生产生活中有重要的用途。
(1)常温下,0.1mol/L碳酸钠溶液pH约为12.原因是 。(用离子方程式表示)
(2)若在FeCl3溶液中加入碳酸氢钠浓溶液,观察到红褐色沉淀和无色气体,用离子方程式解释产生该现象的原因。
(3)工业回收铅蓄电池中的铅,常用Na2CO3或NaHCO3溶液处理铅膏(主要成分PbSO4)获得PbCO3,再经过处理最终得到P。
①PbCO3的溶解度 PbSO4.(填“大于”或“小于”)
②用离子方程式解释Na2CO3的作用 。
③用等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别处理PbSO4,Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大。原因是 。
(4)25℃时,在10mL 0.1mol•L﹣1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol•L﹣1HCl溶液,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示。
①请写出OAB段的离子方程式 。
②当pH=7时,溶液中主要含有哪些离子? 。(除H+和OH﹣外)
30.(2020春•天心区校级月考)最近,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素,相对原子质量是85.根据材料回答下列问题:
(1)铷位于元素周期表的第 周期 族。
(2)关于铷的下列说法中不正确的是 (填数字序号)。
①与水反应比钠更剧烈
②Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳
③Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2
④它是极强的还原剂
⑤RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱
(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金5 g,与足量水反应时生成标准状况下的气体2.24 L,则另一碱金属可能是 (填元素符号)。
(4)铷久置于空气中,最终变成产物是 。
A.Rb2OB.Rb2O2C.Rb2CO3D.RbHCO3
31.(2020秋•海安市月考)金属镁是一种活泼的常见金属,用途广泛。在25℃,101kPa条件下。有关物质的能量如表所示(X2表示任意卤素单质):
物质
Mg
X2
MgF2
MgCl2
MgBr2
MgI2
能量/kJ•mol﹣1
0
0
﹣1124
﹣641.3
﹣524
﹣364
回答下列问题:
(1)镁与卤素单质的反应属于 (“放热”或“吸热”)反应。
(2)镁与卤素单质反应的生成物中,热稳定性最差的是 。
(3)镁与液溴反应的热化学方程式为 。
(4)反应F2(g)+MgCl2(s)═MgF2(s)+Cl2(g)的△H= kJ•mol﹣1。
32.(2020秋•湖北月考)铝及化合物是中学化学中常见物质,请用所学知识回答下列问题:
Ⅰ.在做铝的燃烧实验时,用坩埚钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热至其熔化,会看到的现象是铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝并不滴落。原因是 。
Ⅱ.以铝土矿为原料,提取氧化铝、冶炼铝的工艺流程如图。
(1)试剂A、B分别是 、 。
(2)过程③的离子方程式为 。
(3)滤渣1是(填化学式) 。
(4)冶炼金属铝不用氯化铝代替氧化铝的原因是 。
Ⅲ.NaAlH4是重要的具有研究前景的络合金属络合氢化物,具有很强的还原性,遇水剧烈反应产生大量气体,其反应化学方程式为 。
33.(2020秋•金安区校级月考)金属及其化合物在工农业生产、生活中具有广泛应用。
(1)工业上常用铝土矿(含SiO2等杂质)生产铝从Na2SiO3和 NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3,需要从下列试剂中选择两种,选用的试剂组合最好是 。
a.NaOH溶液
b.氨水
c.CO2
d.盐酸
(2)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。
a.KClO3
b.KCl
c.MnO2
d.Mg
(3)某CuSO4溶液中混有少量FeSO4和Fe(SO4)3杂质。
①为了除去杂质通常是加入H2O2再调节溶液pH,其中加入H2O2的作用是 ,与其他试剂相比使用H2O2的优点是 。
②除去杂质、过滤后,由滤液获得CuSO4•5H2O晶体的操作步骤依次是 。
34.(2020秋•尖山区校级月考)如图为铁及其化合物的“价﹣类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别① 和化学式② 。
(2)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质,进行了如下预测:①Cl2;②Fe;③NaOH;④H2SO4;⑤AgNO3从物质类别上看,FeCl3属于 ,可能与 发生反应(填序号);从化合价角度看,Fe3+具有 性,可能与 发生反应(填序号)。
(3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路,其化学原理为如下反应:Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2。
①用双线桥表示电子转移 。
②写出该反应的离子方程式 。
35.(2020秋•上杭县校级月考)《我在故宫修文物》展示了专家精湛的技艺和对传统文化的热爱与坚守也令人体会到化学方法在文物保护中的巨大作用。某博物馆修复出土铁器的过程如下:
(1)检测锈蚀产物
锈蚀产物的主要成分为Fe3O4、Fe2O3•H2O、FeO(OH)、FeOCl。
铁器在具有O2、 (填化学式)等环境中易被腐蚀。
(2)分析腐蚀原理
一般认为,铁器腐蚀经过了如下循环:
①Fe转化为Fe2+;
②Fe2+在自然环境中形成FeO(OH),该物质中铁元素的化合价为 ;
③FeO(OH)和Fe2+反应形成致密的Fe3O4保护层;
④Fe3O4保护层被氧化为FeO(OH),如此往复。请配平化学方程式: Fe3O4+ O2+ H2O= FeO(OH)。
(3)研究发现,Cl﹣对铁的腐蚀有严重影响。化学修复过程为脱氯,还原形成Fe3O4保护层,方法如下:
将铁器浸没在盛有0.5mol•L﹣1Na2SO3和0.5mol•L﹣1NaOH的混合溶液的容器中,缓慢加热,使温度保持在60~90℃。一段时间后,取出器物,用NaOH溶液洗涤至无Cl﹣。
①检测洗涤液中是否含有Cl﹣的方法是 。
②脱氯反应:FeOCl+OH﹣═FeO(OH)+Cl﹣。离子反应的本质是溶液中某些离子的浓度降低,则溶解度FeOCl (填“>”、“<”或“=”)FeO(OH)。
③写出Na2SO3还原FeO(OH)形成Fe3O4的离子方程式
36.印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的。蚀刻印刷线路板时,要用过量的氯化铁溶液作为腐蚀液,使铜转化为氯化铜,所得废液A经处理后可循环利用。请回答下列问题。
(1)FeCl3溶液腐蚀铜的离子方程式为 。
(2)从保护环境和节约资源的角度考虑,废液A不应作为废液排放。某化学兴趣小组的同学向废液A中加入某种足量的金属粉末,充分反应后,过滤,回收了铜,得到废液B。此过程中有关反应的离子方程式 、 。
该小组的同学为了重新得到腐蚀液,又向废液B中通入一种气体,该气体参与反应的化学方程式是 。
(3)若利用500mL 2mol•L﹣1的FeCl3溶液蚀刻印刷线路板,并循环使用废液,当初次使用的FeCl3溶液恰好完全反应,可回收铜的质量为 。
37.(2020秋•运城月考)中国炼丹家大约在唐代或五代时期就掌握了以炉甘石点化鍮石(即鍮石金)的技艺:将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(主要成分为Cu2O)和木炭粉混合加热至800℃左右可制得与黄金颜色相似的鍮石金。
(1)鍮石金的成分是 ,将鍮石金在空气中灼烧,可观察到的现象是 。
(2)炉甘石转化为鍮石的有关方程式为 、 。
(3)下列试剂或方法常用于冶炼铜的是 。
A.CO
B.CO2
C.Al
D.电解
38.(2020秋•丽水月考)化合物A中含有三种元素,3.68g A在氧气中充分煅烧后生成1.28g B、1.60g C和气体D。物质A~H存在如图转化关系。已知B是一种红色固体单质,C是金属氧化物,D是非金属氧化物,E、F、G是盐。请回答:
(1)化合物A的化学式: 。
(2)检验气体D的实验方法: 。
(3)写出B与H浓溶液反应的化学方程式: 。
(4)写出A在氧气中充分煅烧的化学方程式: 。
【备战2021】新高考化学各地模拟题精细分类汇编-第16讲金属及其化合物(二)
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.答案:B
解:A.碳酸氢钠溶于水吸收热量,因为碳酸氢钠的扩散过程吸收的热量大于碳酸氢根离子、钠离子和水形成水合离子时放出的热量,插入温度计,显示温度下降,故A正确;
B.发酵粉可以使食品松软可口,属于发酵粉成分之一是碳酸氢钠,受热分解生成二氧化碳,不是碳酸钠,故B错误;
C.过氧化钠与水蒸气、二氧化碳反应都放出氧气,可以用在潜艇和呼吸面罩中作供氧剂,故C正确;
D.加热时钠能与CO2反应生成C、CO、Na2O和Na2CO3等物质,所以钠着火不能用CO2灭火,故D正确;
故选:B。
2.答案:B
解:Na2O2能和水、二氧化碳反应生成氧气,可用作呼吸面具中供氧剂,Na2O、Na2CO3、NaHCO3都不能和水、二氧化碳反应生成氧气,故B正确;
故选:B。
3.答案:C
解:A.氧化铝易溶于盐酸,根据对角线规则知,氧化铍也能溶于盐酸,故A错误;
B.氢氧化铝难溶于水,根据对角线规则知,氢氧化铍也难溶于水,故B错误;
C.Al能和氢氧化钠溶液反应生成钠盐和氢气,根据对角线规则知,Be可以溶于NaOH溶液生成氢气,故C正确;
D.偏铝酸钠是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,根据对角线规则知,Na2BeO2也属于强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,故D错误;
故选:C。
4.答案:C
解:A.焰色反应是一种元素的物理性质,则焰色试验时发生的是物理变化,故A正确;
B.盐酸可以溶解氧化物等杂质,且易挥发,不会残留,所以用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝,故B正确;
C.焰色反应是部分金属元素的性质,不是所有金属及其化合物灼烧时火焰均有特征颜色,如铁元素不能发生焰色反应,故C错误;
D.Na与NaCl都含有钠元素,焰色反应为黄色,则Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同,故D正确;
故选:C。
5.答案:C
解:CaC2与水发生反应:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2,Mg2C3的结构与CaC2的结构相似,则Mg2C3与水反应的方程式为:Mg2C3+4H2O=2Mg(OH)2+C3H4,C3H4的结构简式为CH3C≡CH,该反应中C元素化合价不变,
故选:C。
6.答案:D
解:A.银饰变黑,是因为Ag与硫磺皂中的S反应生成Ag2S,属于化学腐蚀,故A正确;
B.银饰变黑,是因为Ag与硫磺皂中的S反应生成Ag2S,说明此硫磺皂为正品,故B正确;
C.李老师的补救办法是将铝、银和食盐溶液构成原电池,运用了原电池原理,故C正确;
D.铝、银和食盐溶液构成原电池,铝作负极,银作正极,所以铝制容器必须要比银活泼,不只要能导电即可,故D错误;
故选:D。
7.答案:C
解:A.Al(OH)3与盐酸反应生成AlCl3,Al(OH)3分解生成Al2O3,但是AlCl3不能直接生成Al2O3,故A不选;
B.SO2不能直接生成H2S,SO2与H2S生成S,S与氢气反应生成H2S,故B错误;
C.Fe与盐酸反应生成FeCl2,与氯气反应生成FeCl3,FeCl2与氯气反应生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,故C正确;
D.Mg(OH)2不能直接转化为MgCO3,Mg(OH)2先与酸反应生成可溶性镁盐,再与碳酸钠反应生成MgCO3,故D错误。
故选:C。
8.答案:D
解:①NaHCO3是弱酸的酸式盐,既能与硫酸反应又能与氢氧化钠反应,故①选;
②NaHSO4与硫酸不反应,故②不选;
③(NH4)2CO3弱酸对应铵盐,既能与硫酸反应又能与氢氧化钠反应,故③选;
④NaNO3和盐酸、氢氧化钠都不反应,故④不选;
⑤Al(OH)3是两性氢氧化物,既能与硫酸反应又能与氢氧化钠反应,故⑤选;
故选:D。
9.答案:A
解:A.铁锈是铁在潮湿的空气中生成的红棕色的铁的氧化物,则铁锈的主要成分是氧化铁,故A正确;
B.氢氧化铁是不溶于水的红褐色沉淀,不是可溶于水的蓝色晶体,故B错误;
C.在金属活动顺序表中,铁排在锌的后面,则铁的金属活动性比锌弱,故C错误;
D.氯化铁中氯的化合价为﹣1,则铁的化合价是+3价,故D错误;
故选:A。
10.答案:D
解:A、Fe4(OH)2(SO4)5中含有硫酸根离子和氢氧根离子,则该盐是碱式盐,其中铁元素的化合价为+3价,Fe3+易水解生成Fe(OH)3胶体,具有强吸附性,能沉淀水中悬浮物而净水,故A正确;
B、FeSO4与NH4HCO3反应生成碳酸亚铁和二氧化碳,化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+CO2↑+(NH4)2SO4+H2O,离子方程式为2HCO3﹣+Fe2+═FeCO3↓+CO2↑+H2O,故B正确;
C、FeCO3与稀硫酸反应生成的Fe2+,能与K3[Fe(CN)6]反应会生成Fe3[Fe(CN)6]2的蓝色沉淀,所以可用于检验铁红中是否含有FeCO3,故C正确;
D、“冷却结晶”后的操作是过滤、洗涤、干燥;“锻烧”操作的主要仪器有三脚架、泥三角、酒精灯、坩埚、坩埚钳,不需要蒸发皿,故D错误;
故选:D。
11.答案:B
解:A.由图片数据可知,反应时间相对越长,Fe2+和O2的接触越充分,Fe2+的氧化率越大,故A正确;
B.由②和③可知,②的Fe2+氧化速率快,但②的PH小、酸性强,所以条件相同时,pH越小,Fe2+氧化速率越快,故B错误;
C.50℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率为 0.15a mol/(L•h),在60℃、pH=2.5时,温度升高,速率增大,所以60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于 0.15a mol/(L•h),故C正确;
D.氧化过程是酸性条件下,O2和Fe2+发生氧化还原反应的过程,反应的离子方程式为4Fe2++O2 +4H+═4Fe3++2H2O,故D正确;
故选:B。
12.答案:B
解:A.向CuSO4溶液中滴加氨水至过量,先生成氢氧化铜蓝色沉淀,后溶解形成铜氨溶液,为深蓝色溶液,故A错误;
B.离子方程式为:Cu2++4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O,故B正确;
C.Cu2+提供空轨道,NH3中的氮原子提供孤电子对,形成配位键,故C错误;
D.NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对,所以其价层电子对是4,采用sp3杂化,NH3分子为三角锥形,键角∠HNH为107°18ˊ,故D错误;
故选:B。
13.答案:C
解:亚铁离子不稳定,易被空气氧化生成铁离子,二价铁离子和KSCN溶液不反应,三价铁离子和KSCN溶液反应生成络合物硫氰化铁而使溶液呈血红色,用硫氰化铁检验三价铁离子,
故选:C。
14.答案:D
解:A.Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,红热的Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,故A错误;
B.氯气具有强氧化性,则Fe在Cl2中燃烧得到FeCl3,故B错误;
C.向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,铁先和铁离子反应,反应结束后烧杯中的固体若有铁,则说明铜没有反应,因此铜一定存在,故C错误;
D.表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔融化但不滴落,是因为氧化铝的熔点高,像一层膜一样将熔化的铝兜着,故D正确;
故选:D。
二.填空题(共8小题)
15.答案:见试题解答内容
解:(1)NaHCO3对热不稳定,受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,
故答案为:③;
(2)FeCl3具有强氧化性,FeCl3溶液能与Cu等金属反应,常用于腐蚀印刷电路板,
故答案为:②;
(3)二氧化硫具有还原性,在葡萄酒中添加微量SO2作抗氧化剂,SO2可用作葡萄酒等食品防腐剂,
故答案为:①;
(4)Na2O2能与二氧化碳、水反应生成氧气,该物质能用于呼吸面具的供氧剂,
故答案为:④。
16.答案:见试题解答内容
解:(1)Na原子核外有11个电子,根据构造原理及能量最低原理书写Na原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1;同一能级上的电子能量相同,基态O原子核外1s、2s、2p能级上有电子,2s、2p能级位于L层,所以L层上有2种能量不同的电子;H2O2分子中H和O原子之间共用一个电子对、O原子之间存在一对共用电子对,其电子式为,
故答案为:1s22s22p63s1;2;;
(2)非金属的非金属性越强,其单质的氧化性越强,如果硫离子能被氧气氧化生成S单质就能证明O元素非金属性大于S元素,设计的实验为:硫化钠溶液暴露在空气中,溶液变浑浊,说明金属性O>S(合理即可);O、S原子最外层电子数相同,S的电子层数比O多,半径比O大,得电子比O难,
故答案为:硫化钠溶液暴露在空气中,溶液变浑浊,说明金属性O>S(合理即可);O、S原子最外层电子数相同,S的电子层数比O多,半径比O大,得电子比O难;
(3)Na2CO3是强碱弱酸盐,CO32﹣水解导致溶液呈碱性,其水解方程式为CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣,
故答案为:CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣;
(4)该反应中Mn元素化合价由+7价变为0价,所以MnO4﹣作氧化剂,则H2O2作还原剂,O元素化合价由﹣1价变为0价,所以氧化产物为O2,转移电子数为10,根据电荷守恒、转移电子守恒、原子守恒配平方程式为2MnO4﹣+2CO32﹣+5H2O2=2MnCO3↓+5O2↑+6OH﹣+2H2O,
反应中,过碳酸钠中碳酸根离子和锰离子生成沉淀,双氧水失电子而作还原剂;若将 1L含Mn 2000mg•L﹣1 的高锰废水处理至含Mn 1.2mg•L﹣1,则处理n(Mn)==0.036mol,转移电子物质的量=0.036mol×(7﹣2)=0.18mol,
故答案为:2;2;5;2;5O2↑;6;2;还原;0.18。
17.答案:见试题解答内容
解:(1)根据关系式Mg~MgO可知,1molMg生成MgO,固体增重为:1mol×16g/mol=16g,根据关系式3Mg~Mg3N2 可知,1molMg生成Mg3N2,固体增重为:1mol××14g/mol=g≈9.3g,Mg与CO2反应,除生成等量的MgO,还有固体碳,1molMg在二氧化碳中燃烧所得固体增重大于16g,因空气的主要成分为氧气和氮气,镁在空气中燃烧MgO、Mg3N2,故1Mg完全燃烧后的固体增重介于9.3g~16g之间,
故答案为:CO2>O2>空气>N2;
(2)二氧化硫为酸性氧化物,能够与水反应生成亚硫酸,紫色石蕊试液遇到酸显红色,所以看到现象为:溶液变红;
故答案为:溶液变红;
(3)在常温下,把NO气体压缩到1.01×108Pa,再加热到50℃,发现气体的压强迅速下降,压强降至略小于原压强的,然后压强就不再改变。已知其中一种产物为N2O,依据原子个数守恒可知该反应为:3NO=N2O+NO2,因为存在2NO2⇌N2O4,即生成的NO2又双聚成N2O4,导致气体分子数减少,压强降至略小于原压强的,反应的化学方程式:3NO=N2O+NO2;
故答案为:3NO=N2O+NO2;
(4)按图进行实验,试管中装有NO,然后缓慢地通入84mLO2,充分反应后液面高度不变,设原来NO体积为V,则依据方程式可得:
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
4 3
V V
依据题意可知:84﹣V=V,解得V=48mL
故答案为:48mL;
(5)标况下,将一定体积的盛满NO、NO2、O2的混合气体的试管倒立于水槽中,水充满整个试管,
设试管体积为V,如果NO体积为0,则依据方程式:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3,
4 4
反应后溶液体积为V,则硝酸浓度为:=×=0.0357mol/L;
设试管体积为V,如果NO2体积为0,则依据方程式:
4NO+3O2+2H2O=4HNO3,
4 4
反应后溶液体积为V,则硝酸浓度为:=×=0.0255mol/L;
气体为NO、NO2、O2混和气体,所以硝酸浓度应介于 0.0255mol/L和 0.0357mol/L之间,两端值不能取到,
故答案为:0.0357>c(HNO3)>0.0255。
18.答案:见试题解答内容
解:(1)Al(OH)3是两性氢氧化物,但不溶于弱碱溶液氨水,也不溶于弱酸碳酸,用离子方程式说明原理为AlO2﹣+NH4++H2O=Al(OH)3↓+NH3•H2O、Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑或2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:AlO2﹣+NH4++H2O=Al(OH)3↓+NH3•H2O、Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑或2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(2)(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子均满足8电子稳定结构,其结构式为N≡C﹣C≡N,其电子式为,
故答案为:;
(3)虚线框中Si周围有4个O,形成四面体结构,且每个O连接2个Si,则标注如图,
答:SiO2晶体的结构模型示意图为。
19.答案:见试题解答内容
解:用FeCl3与KClO在强碱性条件下反应制取K2FeO4,反应的离子方程式为2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O;
故答案为:2Fe3++3ClO﹣+10OH﹣=2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O。
20.答案:(1)2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42﹣+18H2O;
(2)2NH3+NO+NO22N2+3H2O。
解:(1)CuFeS2用双氧水氧化,生成Cu2+、Fe3+、SO42﹣,1molCuFeS2被氧化失去17mol电子,1molH2O2被还原得到2mol电子,由电子守恒、电荷守恒和原子守恒,可知配平后的离子方程式为2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42﹣+18H2O,
故答案为:2CuFeS2+17H2O2+2H+=2Cu2++2Fe3++4SO42﹣+18H2O;
(2)根据图示NH3、NO2和NO为反应物,N2和H2O为生成物,1molNH3被氧化失去3mol电子,1molNO2被还原得到4mol电子,1molNO被还原得到2mol电子,且NO2与NO的物质的量之比为1:1,由电子守恒、原子守恒可知以反应的化学方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,
故答案为:2NH3+NO+NO22N2+3H2O。
21.答案:见试题解答内容
解:(1)电离平衡常数越大酸性越强,已知:25℃时Ka(HCl0)=3.2×10﹣8,Ksp(HClO2)=1.0×10﹣2,则酸性强弱关系为HClO2 >HCl0;在pH=5的上述处理过的饮用水中,K=,c(H+)=10﹣5mol/L
===103;若饮用水中C102﹣的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将C102﹣还原成Cl一,写出酸性条件下该反应的离子方程式:4Fe2++ClO2﹣+4H+=4Fe3++Cl﹣+2H2O;
故答案为:HClO2 >HCl0;103;4Fe2++ClO2﹣+4H+=4Fe3++Cl﹣+2H2O;
(2)①向混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5.6时,由图象可知易生成Fe(OH)3沉淀,溶液中存在的金属阳离子为Cu2+、Fe2+,
故答案为:Cu2+、Fe2+;
②由图象可知:c(Fe2+)=1.0×10﹣5(mol•L﹣1),c(OH﹣)=1.0×10﹣6(mol•L﹣1),Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)×c2(OH﹣)=1.0×10﹣17(mol•L﹣1)3,
故答案为:1.0×10﹣17;
(3)物质组成类型相同,溶度积越小,溶解度越小,滴加硫化钠,相应阳离子最先沉淀,故首先析出沉淀是CuS,
Fe2+最后沉淀,沉淀完全时该浓度为10﹣5mol•L﹣1,此时的S2﹣的浓度为mol/L=6.3×10﹣13mol/L,
故答案为:CuS;6.3×10﹣13mol/L.
22.答案:(1)①CO2+C2CO;
②CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3;
(2)Ce4+>Fe3+>Sn4+;
(3)①Mn;BiO3﹣;
②BiO3﹣;Mn2+;H+;Bi3+;MnO4﹣。
解:(1)①结X为黑色固体单质,A为O2,则X为C,Y为CO、Z为CO2,Z→Y的化学方程式为:CO2+C2CO,
故答案为:CO2+C2CO;
②若X为NaOH溶液,则A为CO2、Y为Na2CO3、Z为NaHCO3等符合转化关系,Y→Z的化学方程式可以为:CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3,
故答案为:CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3;
(2)根据反应Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+,可知氧化性:Ce4+>Fe3+,根据反应Sn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+,可知氧化性:Fe3+>Sn4+,所以Ce4+、Sn4+、Fe3+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是Ce4+>Fe3+>Sn4+,
故答案为:Ce4+>Fe3+>Sn4+;
(3)①BiO3﹣→Bi3+的反应过程中化合价降低,应发生化合价升高的过程,即发生Mn2+→MnO4﹣的反应过程,Mn元素被氧化,BiO3﹣是氧化剂,
故答案为:Mn;BiO3﹣;
②BiO3﹣→Bi3+的反应过程中化合价降低,应发生化合价升高的过程,即发生Mn2+→MnO4﹣的反应过程,根据H原子守恒可知H+是反应物,组成一个未配平的化学方程式:BiO3﹣+Mn2++H+→Bi3++MnO4﹣+H2O,
故答案为:BiO3﹣;Mn2+;H+;Bi3+;MnO4﹣。
三.实验题(共6小题)
23.答案:(1)Na2CO3;
(2)BD;
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
解:(1)纯碱是碳酸钠俗称,其化学式为Na2CO3,
故答案为:Na2CO3;
(2)用氯化钠溶液吸收两种工业废气,反应后生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl),根据元素守恒及物质状态知,两种气体分别是氨气和二氧化碳,
故答案为:BD;
(3)碳酸氢钠不稳定,受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,反应方程式为 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,
故答案为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
24.答案:见试题解答内容
解:(1)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,离子反应方程式为Mg+2H+=Mg2++H2↑,故答案为:Mg+2H+=Mg2++H2↑;
(2)生成物MgCl2是离子化合物,其电子式为,故答案为:;
(3)镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应为放热反应,放出的热量使烧杯中饱和石灰水温度升高,氢氧化钙溶解度随着温度升高而降低,饱和石灰水中会有氢氧化钙沉淀析出;故答案为:烧杯中析出晶体;镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2晶体;
(4)反应物总能量高于生成物总能量的反应为放热反应,镁与盐酸反应产生氢气,该反应为放热反应所以MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量;
故答案为:小于。
25.答案:(1)Fe3O4;
(2)b;
(3)Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O;
(4)减小。
解:(1)铁丝的燃烧产物是四氧化三铁,四氧化三铁是黑色的固体,化学式为:Fe3O4,
故答案为:Fe3O4;
(2)铁生锈的条件:铁与水和氧气同时接触,所以因b处与水和氧气同时充分接触,所以最易生锈,
故答案为:b;
(3)C中刚开始无气泡产生,是因为铁锈与硫酸反应产生硫酸铁和水,化学方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O,
故答案为:Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O;
(4)铁和硫酸铜反应产生硫酸亚铁和铜,由反应的方程式Fe+CuSO4=FeSO4+Cu可知,每56份质量的铁参加反应生成了64份质量的铜,试管内固体质量比反应前增大,试管内溶液质量与反应前相比减小,化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,
故答案为:减小。
26.答案:见试题解答内容
解:(1)氯气具有氧化性,能氧化氯化亚铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl﹣,
故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl﹣;
(2)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响,
故答案为:隔离空气。
27.答案:(1)确保所有硝酸都作氧化剂,在溶液中将铜氧化生成硫酸铜,避免一次性加入导致硝酸过量,使产物中混有硝酸铜;
(2)可在中间安全瓶胶塞处加一根导管,向安全瓶中通入空气。
解:(1)硝酸具有强氧化性,能与铜反应,但稀硫酸不能与铜反应,但一次性加入的硝酸过量会生成硝酸铜,为确保硝酸根无剩余,制备的硫酸铜较为纯净,应该将硝酸逐滴加入到废铜屑与稀硫酸的混合物中,
故答案为:确保所有硝酸都作氧化剂,在溶液中将铜氧化生成硫酸铜,避免一次性加入导致硝酸过量,使产物中混有硝酸铜;
(2)因为NO不能单独与NaOH溶液,需要将NO氧化成NO2或将NO、NO2的混合气体同时通入NaOH溶液中才能完全被吸收,所以可向安全瓶中通入空气以解决NO的吸收问题或污染问题,
故答案为:可在中间安全瓶胶塞处加一根导管,向安全瓶中通入空气。
28.答案:(1)Al;第三周期ⅥA族;
(2)NH4Al(SO4)2•12H2O;
(3)3:1:1;
(4)NH4++Al3++5OH﹣NH3↑+AlO2﹣+3H2O。
解:(1)由分析可知,C为Al元素,D是S元素,D位于周期表中第三周期ⅥA族,
故答案为:Al;第三周期ⅥA族;
(2)经测定甲固体的摩尔质量为453g/mol,阳离子和阴离子物质的量之比1:1,根据电中性原理,其化学式表示为:NH4Al(SO4)2•nH2O,则237+18n=453,故n=12,甲的化学式为NH4Al(SO4)2•12H2O,
故答案为:NH4Al(SO4)2•12H2O;
(3)取少量甲溶液于试管中逐滴滴入NaOH溶液,先发生反应:Al3++3OH﹣=Al(OH)3↓,而后发生反应:NH4++OH﹣=NH3•H2O,最后阶段氢氧化铝溶解,发生反应:OH﹣+Al(OH)3=AlO2﹣+2H2O,假设NH4Al(SO4)2•12H2O为1mol,则各阶段消耗NaOH分别为3mol、1mol、1mol,所以V(Oa):V(ab):V(bc)=3mol:1mol:1mol=3:1:1,
故答案为:3:1:1;
(4)甲溶液中加入过量NaOH溶液并加热,铵根离子、铝离子均可以和过量的氢氧化钠之间反应,NH4+、Al3+的物质的量之比为1:1,反应离子方程式为:NH4++Al3++5OH﹣NH3↑+AlO2﹣+3H2O,
故答案为:NH4++Al3++5OH﹣NH3↑+AlO2﹣+3H2O。
四.解答题(共10小题)
29.答案:见试题解答内容
解:(1)碳酸根离子水解显碱性,离子反应为CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣,
故答案为:CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣;
(2)在FeCl3浓溶液中加NaHCO3浓溶液,观察到红褐色沉淀并且产生无色气体,二者发生了双水解反应,反应的离子方程式为Fe3++3HCO3﹣═Fe(OH)3↓+3CO2↑,
故答案为:Fe3++3HCO3﹣═Fe(OH)3↓+3CO2↑;
(3)①发生沉淀的转化,可知PbCO3的溶解度小于PbSO4,
故答案为:小于;
②用离子方程式解释Na2CO3的作用为PbSO4(s)+CO32﹣(aq)═PbCO3(s)+SO42﹣(aq),
故答案为:PbSO4(s)+CO32﹣(aq)═PbCO3(s)+SO42﹣(aq);
③Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大,原因是等体积等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液,由于碳酸氢根的电离程度小,导致碳酸根离子浓度小,而碳酸钠溶液中碳酸根浓度大,所以碳酸钠使得PbSO4(s)⇌Pb2+(aq)+SO42﹣(aq)向正方向移动的程度更大,即Na2CO3溶液中的PbSO4转化率大,
故答案为:等体积等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液,由于碳酸氢根的电离程度小,导致碳酸根离子浓度小,而碳酸钠溶液中碳酸根浓度大,所以碳酸钠使得PbSO4(s)⇌Pb2+(aq)+SO42﹣(aq)向正方向移动的程度更大,即Na2CO3溶液中的PbSO4转化率大;
(4)①由图可知,OAB段碳酸氢根离子浓度增大、碳酸根离子浓度减小,其离子方程式为CO32﹣+H+⇌HCO3﹣,
故答案为:CO32﹣+H+⇌HCO3﹣;
②当pH=7时,由图可知溶液中含氯化钠、碳酸氢钠、碳酸,主要含有离子为Na+、Cl﹣、HCO3﹣,
故答案为:Na+、Cl﹣、HCO3﹣。
30.答案:见试题解答内容
【解答】解;(1)铷是37号元素,原子结构中有5个电子层,最外层电子数为1,则位于第五周期第IA族,
故答案为:五;IA;
(2)①铷排在钠的下方,活泼性强于铷,铷与水反应比钠更剧烈,故正确;
②依据氧化钠性质可知,氧化铷为碱性氧化物,在空气中易吸收水生成氢氧化铷和与二氧化碳反应生成碳酸铷,故正确;
③依据过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,可知:Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2,故正确;
④铷金属性强于钠,所以单质铷是极强的还原剂,故正确;
⑤铷金属性强于钠,所以RbOH的碱性比同浓度的NaOH强,故错误;
故选:⑤;
(3)铷与水反应的化学方程式为2Rb+2H2O═2RbOH+H2↑,氢气的物质的量为=0.1mol,
由2M+2H2O═2MOH+H2↑,
2 1
0.2mol 0.1mol
则金属的平均摩尔质量为=25g/mol,
铷的摩尔质量为85.5g/mol,则另一种碱金属的摩尔质量一定小于25g/mol,所以另一碱金属可能是Li或Na;
故答案为:Li或Na;
(4)依据钠的性质可知,铷在空气放置生成氧化铷,氧化铷与水、二氧化碳反应生成带结晶水的碳酸铷晶体,最后风化失去结晶水生成碳酸铷,
故选:C。
31.答案:(1)放热;
(2)MgI2;
(3)Br2(l)+Mg(s)=MgBr2(s)△H=﹣524kJ•mol﹣1;
(4)﹣482.7。
解:(1)由表中数据知,镁与卤素单质生成卤化镁的反应,反应物的总能量比生成物的总能量高,因此,镁与卤素单质的反应属于放热反应,
故答案为:放热;
(2)能量由高到低的顺序为:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2,MgI2的能量最高,其热稳定性最差,
故答案为:MgI2;
(3)25℃,101kPa下,镁与液溴反应生成固体溴化镁,当生成1molMgBr2(s)时,反应的焓变为1molMgBr2(s)的能量减去反应物的总能量即1molMg(s)和1molBr2(l)的总能量=﹣524kJ•mol﹣1,则热化学方程式为:Br2(l)+Mg(s)=MgBr2(s)△H=﹣524kJ•mol﹣1,
故答案为:Br2(l)+Mg(s)=MgBr2(s)△H=﹣524kJ•mol﹣1;
(4)由表格数据可知,反应①F2(g)+Mg(s)=MgF2(s)△H1=﹣1124kJ•mol﹣1;反应②Cl2(g)+Mg(s)=MgCl2(s)△H2=﹣641.3kJ•mol﹣1;据盖斯定律,反应①﹣反应②就得到反应F2(g)+MgCl2(s)=MgF2(s)+Cl2(g),则△H=△H1﹣△H2=﹣482.7kJ•mol﹣1,
故答案为:﹣482.7。
32.答案:Ⅰ.加热时,铝与空气中的氧气迅速反应生成高熔点的氧化铝,包裹在较低熔点的铝单质外面,所以内层的铝受热融化但被固态氧化铝包裹不能滴落;
Ⅱ.(1)OH﹣(或强碱);H+(或强酸);
(2)Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(3)H2SiO3;
(4)氯化铝是共价化合物,熔融状态不电离,无法导电;
Ⅲ.NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑。
解:Ⅰ.在酒精灯上加热铝箔时,铝的难点不高而熔化,外围的铝与空气中的氧气反应生成氧化铝,氧化铝薄膜熔点高未熔化,所以包裹着的内层熔化的铝而不会滴落,
故答案为:加热时,铝与空气中的氧气迅速反应生成高熔点的氧化铝,包裹在较低熔点的铝单质外面,所以内层的铝受热融化但被固态氧化铝包裹不能滴落;
Ⅱ.(1)Fe2O3与试剂A不反应,但SiO2、Al2O3能与试剂A反应,则试剂A为强碱;试剂B能将含有SiO32﹣和AlO2﹣的溶液转化为沉淀和含有Al3+的滤液,则试剂B为强酸,
故答案为:OH﹣(或强碱);H+(或强酸);
(2)沉淀Al3+常常选择通入NH3或滴加氨水,以减少Al(OH)3的损耗,滴加氨水的离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(3)加入过量强酸,SiO32﹣转化为生成H2SiO3沉淀,所以滤渣1为H2SiO3,
故答案为:H2SiO3;
(4)氯化铝是共价化合物,熔融状态下不能电离出自由移动的阴阳离子,不能导电,而氧化铝是离子化合物,熔融状态下能导电,所以冶炼金属铝不用氯化铝代替氧化铝,
故答案为:氯化铝是共价化合物,熔融状态不电离,无法导电;
Ⅲ.NaAlH4与水发生氧化还原反应生成H2和NaAlO2,化学方程式为NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑,
故答案为:NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑。
33.答案:(1)bd;
(2)ad;
(3)①将Fe2+氧化为Fe3+;不引入其他杂质,对环境无污染;
②蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
解:(1)从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3,与碱不反应,则加足量盐酸转化为硅酸沉淀和氯化铝,滤液中加氨水转化为Al(OH)3,
故答案为:bd;
(2)铝热反应需要引发剂引发高温反应,用少量氯酸钾和镁条引发,点燃镁条燃烧放热使氯酸钾分解生成氧气助燃产生反应引发所需要的温度,故ad正确,
故答案为:ad;
(3)①H2O2具有强氧化性,可以将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH使将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而过滤除去;使用H2O2不引入杂质,其还原产物又是水,对环境无污染,
故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;不引入其他杂质,对环境无污染;
②从溶液中获得带结晶水的晶体,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
34.答案:(1)单质;Fe(OH)3;
(2)盐、③⑤;氧化、②;
(3)①;
②Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。
解:(1)铁单质的化合价为0,二维图缺失的类别①单质;三价铁形成的氢氧化物是氢氧化铁,则化学式②Fe(OH)3,
故答案为:单质;Fe(OH)3;
(2)FeCl3属于盐,能发生复分解反应,能与NaOH反应生成氢氧化铁沉淀、能与硝酸银反应生成氯化银沉淀;FeCl3具有氧化性,能与活泼金属反应,能把Fe氧化为亚铁离子,
故答案为:盐;③⑤;氧化、②;
(3)①反应中铜失电子被氧化,Fe3+得电子被还原,可利用双线桥分析为:,
故答案为:;
②铜与铁离子反应生成铜离子和亚铁离子,则离子方程式为:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,
故答案为:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。
35.答案:(1)H2O;
(2)②+3;
④4、1、6、1、2;
(3)①取少量洗涤液于试管中,加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,说明无Cl﹣;
②>;
③SO32﹣+6FeO(OH)=SO42﹣+2Fe3O4+3H2O。
解:(1)铁器在潮湿的环境中和氧气发生电化腐蚀生成铁锈,铁器在具有O2、H2O 等环境中容易被腐蚀,
故答案为:H2O;
(2)②根据化合物中元素化合价代数和为0计算FeO(OH)中铁元素的化合价为+3,
故答案为:+3;
④反应中O2中O元素的化合价降低4,Fe3O4中3个Fe的化合价共升高1,根据化合价升降守恒可知,Fe3O4的计量数为4,O2的计量数为1,结合原子守恒配平得到反应的化学方程式为:4Fe3O4+O2+6H2O=12FeO(OH),
故答案为:4;1;6;12;
(3)①检验Cl﹣常用硝酸酸化的硝酸银溶液,操作为:取少量洗涤液于试管中,加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,说明无Cl﹣,
故答案为:取少量洗涤液于试管中,加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,说明无Cl﹣;
②化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势,由于不溶物FeOCl→FeO(OH),所以FeOCl的溶解度大于FeO(OH),
故答案为:>;
③Na2SO3还原FeO(OH)生成Fe3O4和Na2SO4,其中S的化合价升高2,3个Fe的化合价共降低1,所以FeO(OH)的计量数为6,Fe3O4的计量数为2,结合电荷守恒、原子守恒得到离子方程式为:SO32﹣+6FeO(OH)=SO42﹣+2Fe3O4+3H2O,
故答案为:SO32﹣+6FeO(OH)=SO42﹣+2Fe3O4+3H2O。
36.答案:(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)Fe+2Fe3+=3Fe2+;Cu2++Fe=Cu+Fe2+;2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣或O2+4Fe2++4H+═4Fe3++2H2O;
(3)32g。
解:(1)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,反应的离子方程式为:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,
故答案为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)过量的氯化铁溶液作为腐蚀液,使铜转化为氯化铜,所得废液A中含有的金属阳离子是:Fe3+、Fe2+、Cu2+,铁和Fe3+反应生成Fe2+,反应的离子方程式为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,铁和Cu2+反应生成单质Cu和Fe2+,反应的离子方程式为:Cu2++Fe=Cu+Fe2+,氯化亚铁溶液中通入氯气的离子反应为:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣,O2把Fe2+氧化为Fe3+的离子方程式是:O2+4Fe2++4H+═4Fe3++2H2O,
故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+;Cu2++Fe=Cu+Fe2+;2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣或O2+4Fe2++4H+═4Fe3++2H2O;
(3)根据得失电子守恒有:2Fe3+~~~2e+~~~Cu
2mol 64g
0.500L×2mol/L mg m==32g
故答案为:32g。
37.答案:(1)铜锌合金;表面变成黑色;
(2)ZnCO3ZnO+CO2↑、2ZnO+C2Zn+CO2↑;
(3)A。
解:(1)将炉甘石(ZnCO3)受热易分解,生成的金属氧化物ZnO,Cu2O、ZnO和木炭粉发生置换反应生成金属单质Zn、Cu,所以鍮石金的主要成分是铜锌合金,铜锌合金在空气中加热与氧气反应生成CuO,固体表面变为黑色,
故答案为:铜锌合金;表面变成黑色;
(2)炉甘石点化鍮石(即鍮石金)是碳酸盐发生了分解反应,然后与C发生置换反应,反应的方程式为ZnCO3ZnO+CO2↑、2ZnO+C2Zn+CO2↑,
故答案为:ZnCO3ZnO+CO2↑、2ZnO+C2Zn+CO2↑;
(3)冶炼铜一般用热还原法,常用C、CO作还原剂,故A正确,
故答案为:A。
38.答案:(1)CuFeS2;
(2)将气体通入品红溶液,红色褪去,加热溶液,红色恢复,则为SO2气体;
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(4)4CuFeS2+11O24Cu+2Fe2O3+8SO2↑。
解:B是一种红色固体单质,B为Cu,n(Cu)==0.02mol。D是非金属氧化物,D与双氧水反应生成H,H和氯化钡溶液反应生成白色沉淀,则D是SO2,H是H2SO4。Cu与浓硫酸反应是生成E为CuSO4。C是金属氧化物,C与稀硫酸反应生成盐G,G和Cu反应生成E(硫酸铜)与盐F,则C是Fe2O3,n(Fe2O3)==0.01mol,G是Fe2(SO4)3,F是FeSO4。由元素守恒可知A含有Fe、Cu、S三种元素,n(S)==0.04mol,则Cu、Fe、S原子个数之比为0.02mol:0.02mol:0.04mol=1:1:2,故A为CuFeS2。
(1)由上述分析可知,化合物A的化学式为:CuFeS2,
故答案为:CuFeS2;
(2)D是SO2,具有漂白性,检验SO2的实验方法:将气体通入品红溶液,红色褪去,加热溶液,红色恢复,则为SO2气体,
故答案为:将气体通入品红溶液,红色褪去,加热溶液,红色恢复,则为SO2气体;
(3)B与H浓溶液反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(4)A在氧气中充分煅烧的化学方程式:4CuFeS2+11O24Cu+2Fe2O3+8SO2↑,
故答案为:4CuFeS2+11O24Cu+2Fe2O3+8SO2↑。
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