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人教版 (2019)必修 第一册第三章 铁 金属材料第二节 金属材料练习题
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第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题(共12题)
1.铁是人体必需的微量元素,下列含铁物质中不适合做缺铁性贫血患者的补铁剂的是
A.硫酸亚铁 B.硫酸铁 C.富马酸亚铁 D.琥珀酸亚铁
2.下列表示溶液中发生反应的化学方程式错误的是
A.MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
B.K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+7H2O
C.2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
D.2KMnO4+HCOOK+KOH=2K2MnO4+CO2↑+H2O
3.已知反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O,室温下,向容积不变的密闭容器中充入aLH2S气体和bLSO2气体充分反应后,恢复至室温,容器内压强变为原来的1/2(忽略水的挥发),则a和b的比值可能为
A.1:3 B.2:3 C.4:5 D.5:1
4.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Mg(OH)2具有碱性,可用于制胃酸中和剂 B.H2O2是无色液体,可用作消毒剂
C.FeCl3具有氧化性,可用作净水剂 D.Mg与CO2反应生成MgO和CO
5.下列关于物质的性质与用途具有对应关系的是
A.ClO2具有氧化性,可用作自来水的杀菌消毒剂
B.浓硫酸有吸水性,可用于干燥 H2S 气体
C.Fe2O3是碱性氧化物,可用作颜料
D.SO2具有还原性,可用作纸浆的漂白剂
6.下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是
物质(括号内为杂质)
除杂试剂
A
FeCl3溶液(FeCl2)
Cl2
B
NaCl溶液(MgCl2)
饱和碳酸钠溶液、稀HCl
C
HCl(Cl2)
CCl4
D
NO(NO2)
NaOH溶液、无水CaCl2
A.A B.B C.C D.D
7.下列除去杂质的实验方法正确的是
A.在粗盐的提纯实验中,应该先加盐酸调节溶液的pH值,再加沉淀剂除杂质
B.Fe2+中的少量Fe3+:加KSCN溶液后过滤
C.除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2:加入稍过量双氧水后放置
D.除去粗盐中的可溶性杂质Na2SO4,可以加入适量的氢氧化钡除去
8.下列铁元素的代表物描述错误的是
代表物
物质类别
铁元素价态
部分性质描述
A.
单质
0价
在氯气中燃烧生成
B.
碱
+2价
不稳定,易被氧化
C.
碱性氧化物
+3价
红棕色粉末,制作油漆或颜料
D.
盐
+2价
水溶液能和氯气反应
A.A B.B C.C D.D
9.自来水可用氯气消毒,某学生用这种自来水去配制下列物质溶液,会产生明显的药品变质问题的是
A.NaNO3 B.FeCl2 C.Na2SO4 D.AlCl3
10.向FeI2溶液中滴加适量氯水,将反应后溶液分3份,甲试管中滴加淀粉溶液,乙试管滴加KSCN溶液,丙试管中滴加酸性高锰酸钾溶液,下列说法正确的是
A.若甲试管溶液呈蓝色,则乙试管溶液一定呈血红色
B.若甲试管溶液呈蓝色,则乙试管溶液可能无明显现象
C.乙试管溶液呈血红色,则甲试管溶液不可能呈蓝色
D.甲试管溶液呈蓝色,丙试管中紫红色褪去,说明滴加氯水后的溶液中一定存在Fe3+和Fe2+
11.化学与生产、生活密切相关,下列对应关系正确的是
选项
性质
实际应用
A
活性炭可吸附水中的悬浮物
用于自来水的杀菌消毒
B
SO2具有还原性
漂白纸浆
C
铁被氧气氧化时会放出热量
铁、活性炭、无机盐、水等的混合物制成暖宝贴
D
氧化铝是两性氧化物
作耐高温材料
A.A B.B C.C D.D
12.元素及其化合物的转化关系是化学学习中的核心和主干知识。下列各组物质中,物质之间的转化能通过一步反应实现的是。
A. B.
C.Cu→CuS D.
二、非选择题(共10题)
13.钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示
物质A为 (填化学式),“一系列操作”为
14.(1)在一个白色点滴板的二个孔穴中分别加入火柴梗、少量CuSO4·5H2O。分别滴入几滴浓硫酸,观察现象。回答下列问题:
浓硫酸滴到火柴梗上,火柴梗变 (填实验现象),说明浓硫酸具有 性。
浓硫酸滴入CuSO4·5H2O中,胆矾 (填实验现象),说明浓硫酸具有 性。
(2)为探究Fe3+能转化为Fe2+,实验室提供下列试剂:铁粉、0.1mol·L-1 FeCl3溶液、0.1mol·L-1 FeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水。请你就实验操作、实验现象、结论完成以下填空:
取少量 溶液于试管中,加入足量 ,充分振荡后静置,滴加1至2滴 ,无明显变化,说明Fe3+已转化为Fe2+。
15.请回答下列问题:
(1)2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数比是 ;原子数比是 。
(2)9.5 g某二价金属氯化物(ACl2)中含有0.2 molCl-,则A的摩尔质量是 。
(3)铁与蒸汽反应的化学方程式 ;
(4)实验室以二氧化锰为原料制氯气的离子方程式 。
(5)中国的瓷器驰名世界,制备陶瓷是以粘土[主要成分Al2Si2O5(OH)4]为原料,经高温烧结而成.若以氧化物形式表示粘土的组成,应写为 。
16.长期放置的FeSO4溶液易被氧化而变质,某兴趣小组进行了如下实验:
(1)设计实验检验FeSO4溶液的变质程度,请将方案补充完整。
实验方案
实验现象
实验结论
步骤1
取待检测液于试管中,向其中滴加KSCN溶液
①
FeSO4溶液部分变质
步骤2
取待检测液于试管中,向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液
②
③若要使部分变质的FeSO4复原,方法是 。(写离子反应方程式)
(2)利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3,请在内填写所需试剂或条件
① ;② ;③ ;
④若100mL该变质溶液制得1.6gFe2O3,则变质前FeSO4溶液的浓度为 。
(3)FeSO4可用作补铁剂,使用时建议与维生素C同服,同学甲猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+,以利于人体吸收。为了验证这一猜想,设计了如下实验:
实验方案
实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液。
紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论?请说明结论和理由 。
17.某小组用实验1验证FeCl3与Cu的反应,观察到有白色沉淀产生,决定对其进行深入探究。
实验1:
资料:
i. CuSCN、CuCl均为难溶于水的白色固体;均能与硝酸反应,分别生成Cu2+与SO42-、Cu2+与Cl-。
ii. SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似;(SCN)2性质与卤素单质相似,其水溶液呈黄色。
(1)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为 。
(2)下列由实验1得到的推论中,合理的是 (填字母序号)。
a. Cu能还原Fe3+
b. Fe3+与SCN-的反应是可逆反应
c. 白色沉淀中的Cu(I)(I表示+1价铜元素)可能是由Fe3+氧化Cu得到的
(3)为探究实验1中白色沉淀的成分,小组同学实施了实验2:
由实验2可知,实验1中白色沉淀的成分是 。
(4)该小组欲进一步探究实验1中白色沉淀产生的原因,实施了实验3:
步骤
实验操作
实验现象
I
溶液变为蓝色,澄清透明,底部只有少量红色固体剩余
II
取I中上层清液于试管中,滴加1滴 0.1mol/L KSCN溶液
立刻出现红色,同时有白色沉淀生成
III
振荡II中试管,静置
白色沉淀变多,红色逐渐褪去
①步骤I的实验操作是 。
②根据实验3的现象,小组同学认为Fe3+与Cu反应的氧化产物不含Cu(I),他们的判断依据是 。
③步骤II中加入KSCN溶液后出现红色的可能原因是 。
④解释步骤III中实验现象产生的可能原因: 。
18.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在 范围内,使溶液中的 离子沉淀。
(2)反应Ⅱ中加入NaNO2,反应的离子方程式为 。
(3)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有5.6 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为 。
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合离子,该水解反应的离子方程式为 。
(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-。为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为 。
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.K3Fe(CN)6溶液
19.将11.2g铁投入400 mL某浓度的盐酸中,铁和盐酸恰好完全反应。求:
(1)11.2 g铁的物质的量 ;
(2)所用盐酸中HCl中的物质的量浓度 ;
(3)反应中生成的H2在标准状况下的体积 。
20.把15.6gNa2O2放入100mL水中,充分反应后,计算:(要求写出解题过程,按过程计分)
(1)生成O2在标准状况的体积 mL;
(2)反应后所得NaOH的物质的量浓度 。(反应前后溶液体积变化忽略不计)。
21.将一定质量的镁铝合金投入100 mL一定物质的量浓度的盐酸中,合金全部溶解,向所得溶液中滴加5 mol/L NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积的关系如图所示。
(1)当沉淀达到最大值时,Al(OH)3的质量;
(2)原合金中Mg的质量;
(3)盐酸的物质的量浓度。
22.化合物A是一种重要的光化学试剂,属不含结晶水的复盐。A~H之间相互转化关系如下图所示(部分反应物、生成物没有列出):
已知:A中含二种阳离子和一种带二个单位负电荷的阴离子,三种离子的个数比为3:1:3。阴离子中各元素的质量分数与C相同且式量是C的2倍。C、D都为气体且含有元素种类相同,C能使澄清石灰水变浑浊,E是一种红棕色的颜料,F的焰色反应呈紫色,I能使苯酚溶液显紫色。
(1)C的化学式 ;
(2)A的化学式 ;
(3)D+E→C+G的化学方程式 ;
(4)H+H2O2→I的离子方程式 。
参考答案:
1.B
由于人体易于吸收Fe2+,给贫血者补充铁时,应给予含Fe2+的亚铁盐,口服铁剂主要为二价铁(亚铁)盐,包括硫酸亚铁、富马酸亚铁、琥珀酸亚铁、葡萄糖酸亚铁和枸橼酸铁铵等。硫酸铁为三价铁,不适合做缺铁性贫血患者的补铁剂,故B符合题意,答案选B。
2.D
A.MnO2的氧化性强于Cl2的,实验室常用MnO2和浓盐酸反应来制备氯气,其反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,A正确;
B.K2Cr2O7具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原Cr3+,因此反应方程式为K2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4=Cr2(SO4)3+K2SO4+7H2O,B正确;
C.金属铝先于水反应,2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑,Al(OH)3表现两性,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,两式叠加得到:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,C正确;
D.KMnO4在碱性条件下被还原生成K2MnO4,但在碱性条件下不能产生CO2,D错误;
故选D。
3.D
室温下,向容积不变的密闭容器中充入aLH2S气体和bLSO2气体充分反应后,恢复至室温,容器内压强变为原来的1/2,设反应后剩余气体的体积为V,则H2S和SO2的总体积为2V,反应消耗气体体积为2V-V=V;
若剩余SO2,根据反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O可知,混合气体中H2S的体积为V×=V;SO2的体积为2V-V=V,则原混合气体中则a和b的比值为:V:V=1:2;
若剩余气体为H2S,根据反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O可知,混合气体中SO2的体积为:V×=V,H2S的体积为2V-V=V,则原混合气体中则a和b的比值为:V:V=5:1;
故选D。
4.A
A.Mg(OH)2具有弱碱性,难溶于水,能与HCl反应生成氯化镁和水,并且无毒,所以Mg(OH)2可用于制胃酸中和剂,故A正确;
B.H2O2具有氧化性,可用作消毒剂,与H2O2是无色液体无关,故B错误;
C.FeCl3易水解生成氢氧化铁胶体、吸附作用强,能吸附水中的悬浮物形成沉淀,达到净水目的,与FeCl3具有氧化性无关,故C错误;
D.Mg在CO2中燃烧生成MgO和C,故D错误;
故选A。
5.A
A. ClO2具有氧化性,可杀菌漂白,是一种优质的自来水的杀菌消毒剂,有对应关系,A正确;
B. 浓硫酸有强氧化性,H2S 气体具有强还原性,二者能在室温下发生氧化还原反应,故不可用浓硫酸干燥硫化氢,B错误;
C. Fe2O3是碱性氧化物,也可用作颜料,二者不存在对应关系,C错误;
D. SO2的还原性与作漂白剂不存在对应关系,二氧化硫有漂白性故可用作纸浆的漂白剂,D错误;
答案选A。
6.C
A.氯气能够把氯化亚铁氧化为氯化铁,方程式为:2FeCl2+Cl2=2FeCl3,除杂过程涉及氧化还原反应,故A不选;
B.碳酸镁溶解度较大,而氢氧化镁的溶解度较小;因此MgCl2杂质用氢氧化钠溶液除去,不能用饱和碳酸钠溶液,所选试剂不正确,故B不选;
C.Cl2是非极性分子,易溶于CCl4溶剂中,除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应,故C选;
D.NO2与NaOH溶液反应生成亚硝酸钠和硝酸钠,是氧化还原反应,NO、NO2与氢氧化钠共同反应生成亚硝酸钠,也属于氧化还原反应,二氧化氮能够与水反应而一氧化氮与水不反应,除杂试剂应选用水,故D不选;
故选C。
7.C
A.粗盐提纯加碳酸钠、NaOH除杂质,过滤后滤液含碳酸钠、NaOH,再加盐酸调节pH值,不能先加盐酸,故A错误;
B.加KSCN溶液与铁离子形成络离子,可用于检验,但是不能除去杂质,应选铁粉除杂,故B错误;
C.FeCl2被双氧水氧化为FeCl3,所以除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2可以加入稍过量双氧水,故C正确;
D.除去粗盐中的可溶性杂质Na2SO4,应该加氯化钡溶液,一般不选择氢氧化钡溶液,故D错误;
故选:C。
8.A
A.为单质,元素化合价为0价,在氯气中燃烧生成,A错误;
B.属于碱,Fe元素化合价为+2价,容易被氧化,性质不稳定,B正确;
C.为红棕色粉末,常用作油漆或颜料,可与酸反应生成盐和水,属于碱性氧化物,Fe元素化合价为+3价,C正确;
D.属于盐,Fe元素化合价为+2价,具有还原性,其水溶液可与氯气发生氧化还原反应,D正确;
故选A。
9.B
用氯气消毒的自来水,有一定的氧化性,B中Fe2+有还原性,二者发生氧化还原反应,最易变质,答案选B。
10.B
试题分析:A、还原性I->Fe2+,氯气先氧化I-,后氧化Fe2+,所以若甲试管溶液呈蓝色,说明氯气和反应生成碘,如果氯水少量,则Fe2+可能未被氧化,则乙试管溶液不一定呈血红色,A错误;B、若甲试管溶液呈蓝色,则乙试管溶液可能无明显现象,B正确;C、如果乙试管溶液呈血红色,说明Fe2+已被氧化,则I-一定完全被氧化为碘单质,则甲试管溶液一定呈蓝色,C错误;D、甲试管溶液呈蓝色,说明I-被氧化生成碘,丙试管中紫红色褪去,溶液中有Fe2+,但不一定有Fe3+,D错误。答案选B。
考点:氧化还原反应
11.C
A、活性炭可吸附水中的悬浮物,用于自来水的净化,不能消毒,选项A错误;
B、SO2漂白纸浆,利用SO2漂白性,选项B错误;
C、铁、活性炭、无机盐、水等的混合物制成暖宝贴,利用铁被氧气氧化时会放出热量,选项C正确;
D、利用氧化铝耐高温,氧化铝作耐高温材料,选项D错误。
答案选C。
【点睛】本题考查物质性质与用途。正确理解性质判定性质是解答本题的关键。
12.D
A.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,碳酸钠、二氧化碳和水反应才能得到碳酸氢钠,A项错误;
B.氧化铝与水不反应,无法一步生成氢氧化铝,B项错误;
C.Cu与S反应,生成Cu2S,C项错误;
D.Fe与氯气反应可以一步生成氯化铁,D项正确;
答案选D。
13. Fe 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
根据流程图可知,钛酸亚铁、Fe2O3分别与稀硫酸反应生成TiOSO4、Fe2+、Fe3+,该流程中还有副产物FeSO4·7H2O,需将溶浸产物中的Fe3+转化成Fe2+,推出物质A为Fe,“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;故答案为Fe;蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
14. 黑 脱水 变白 吸水 FeCl3 铁粉 KSCN溶液
浓硫酸有脱水性,使火柴中的氢元素和氧元素按水中的原子个数比脱出来;浓硫酸有吸水性,能吸收硫酸铜晶体中的结晶水;要证明铁离子转化成亚铁离子,需要将FeCl3溶液放在试管中,加入足量的铁,再根据三价铁能使硫氰化钾变红,二价铁不能。
(1)浓硫酸脱水使火柴梗变黑;浓硫酸吸收硫酸铜晶体中的结晶水,使蓝色的硫酸铜晶体变成白色;
故答案为:黑;脱水;变白;吸水;
(2)将FeCl3溶液放在试管中,加入足量的铁,充分振荡后滴加2滴硫氰化钾,铁发生价态归中反应,生成亚铁离子,加入硫氰化钾,溶液不变红色;
故答案为:FeCl3溶液;铁粉;KSCN溶液。
【点睛】浓硫酸脱水是将氢元素和氧元素按水中的原子个数比脱出来;吸水性是指吸收原本有的水分子。
15. 2:3 1:2 24g·mol-1 3Fe+ 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2 MnO2 + 4H+ + 2Cl-Mn2+ +Cl2↑ +2H2O Al2O3·2SiO2·2H2O
(1)2 mol的CO2与3 mol的SO3的分子数比等于物质的量比,是2:3;原子数比是2×3:3×4=1:2。
(2)9.5 g某二价 (ACl2)中含有0.2 molCl-,金属氯化物的物质的量为0.1mol,则金属氯化物的摩尔质量是=95g/mol,则A的摩尔质量95-71=24g/mol;
(3)铁与蒸汽反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式为3Fe+ 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2;
(4)实验室以二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气和氯化锰和水,离子方程式为MnO2 + 4H+ + 2Cl-Mn2+ +Cl2↑ +2H2O。
(5) Al2Si2O5(OH)4以氧化物形式表示粘土的组成,按照金属氧化物·二氧化硅·水的顺心书写,应写为Al2O3·2SiO2·2H2O。
16.(1) 溶液变红 紫色褪去
(2) H2O2 NaOH 加热(或灼烧) 0.2mol/L
(3)不能,维生素C可能过量,也可使高锰酸钾溶液褪色,则无法说明一定有Fe2+生成
【解析】(1)
①要想证明FeSO4溶液部分变质,需要证明溶液中含有Fe3+和Fe2+;步骤1中,向待测液中加入KSCN溶液,溶液变为红色,说明溶液中含有Fe3+;
②步骤2中,取待检测液于试管中,向其中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,酸性KMnO4溶液紫色褪去,说明酸性高锰酸钾被亚铁离子还原,则溶液中含有Fe2+;
③若要使变质的FeSO4溶液复原,可以向溶液中加入过量的Fe粉,再经过滤除去剩余的Fe粉即可,反应的离子方程式为;
(2)
利用部分变质的FeSO4溶液制备Fe2O3,首先需要将亚铁离子氧化成铁离子,为了不引入新的杂质,可用H2O2作氧化剂,得到Fe2(SO4)3溶液,然后向溶液中加入过量的NaOH溶液,得到Fe(OH)3沉淀,过滤后加热使氢氧化铁分解即可得到Fe2O3;若100mL该变质溶液制得1.6gFe2O3,,则变质前,100mLFeSO4溶液中,,。
(3)
该实验现象不能验证猜想,因为维生素C也具有还原性,若维生素C过量,也可使高锰酸钾溶液褪色,则无法说明一定有Fe2+生成。
17. Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3 abc CuCl和CuSCN 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g铜粉,振荡、静置 若有Cu(I)生成,步骤I中应产生CuCl白色沉淀,但步骤I中无白色沉淀产生 Cu2+与SCN-反应生成(SCN)2,Fe2+被(SCN)2氧化为Fe3+ Cu2+与SCN-发生反应:2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2,CuSCN与Cl-发生沉淀转化反应:CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-,SCN-继续与Cu2+反应,导致白色沉淀变多;随着反应的进行SCN-逐渐被消耗,平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移动,导致红色逐渐褪去
(1)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3,
答案为:Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3;
(2)a. 加入Cu,溶液红色退去,产生白色固体,结合已知信息,CuSCN、CuCl均为难溶于水的白色固体,说明溶液中三价铁离子消失,铜单质转变为亚铜离子,可证明铜和溶液中的Fe3+发生氧化还原反应,三价铁离子化合价降低,被还原,故a正确;
b. 铜和溶液中的Fe3+发生反应时,溶液中Fe3+浓度减小,使反应Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 逆向移动,Fe(SCN)3 逐渐减少,溶液褪色,则可以说明Fe3+与SCN-的反应是可逆反应,故b正确;
c. 铜元素由0价变为+1价,化合价升高被氧化,溶液中含有Cl-、SCN-、Fe3+和K+,Cl-为-1价是氯元素的最低价,只具有还原性,SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似,则SCN-具有还原性,不能使铜单质被氧化;单质的还原性越强,其离子的氧化性越弱,K的还原性强于Fe,则Fe3+的氧化性强于K+,则铜单质与Fe3+发生氧化还原反应,故c正确;
(3)根据已知信息,CuSCN、CuCl均为难溶于水的白色固体;均能与硝酸反应,硝酸具有氧化性,将亚铜离子和SCN-氧化,分别生成Cu2+与SO42-、Cu2+与Cl-,根据图中反应,向加入硝酸后的溶液中加入硝酸银,产生白色沉淀,说明溶液中含有Cl-;向加入硝酸后的溶液中加入氯化钡,产生白色沉淀,说明溶液中含有SO42-,故根据以上分析可知,实验1中白色沉淀的成分是CuSCN、CuCl,
答案为:CuSCN、CuCl;
(4)①结合实验1及步骤I中的实验现象,要进一步探究实验1中白色沉淀产生的原因,需要铜和氯化铁溶液反应,步骤I的实验操作是向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g铜粉,振荡、静置,
答案为:向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g铜粉,振荡、静置;
②Fe3+与Cu反应若有Cu(I)生成,步骤I中应产生CuCl白色沉淀,但步骤I中现象为溶液变为蓝色,澄清透明,底部只有少量红色固体剩余;无白色沉淀产生,则认为Fe3+与Cu反应的氧化产物不含Cu(I),
答案为:若有Cu(I)生成,步骤I中应产生CuCl白色沉淀,但步骤I中无白色沉淀产生;
③步骤II中加入KSCN溶液后出现红色,同时有白色沉淀生成,说明Cu2+与SCN-反应生成(SCN)2和亚铜离子,亚铜离子与氯离子结合生成CuCl白色沉淀,(SCN)2与卤素单质的性质相似,Fe2+被(SCN)2氧化为Fe3+,Fe3+遇SCN-产生红色溶液,
答案为:Cu2+与SCN-反应生成(SCN)2,Fe2+被(SCN)2氧化为Fe3+;
④Cu2+与SCN-发生反应:2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2,CuSCN与Cl-发生沉淀转化反应:CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-,SCN-继续与Cu2+反应,导致白色沉淀变多;随着反应的进行SCN-逐渐被消耗,平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移动,导致红色逐渐褪去,
答案为:Cu2+与SCN-发生反应:2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2,CuSCN与Cl-发生沉淀转化反应:CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-,SCN-继续与Cu2+反应,导致白色沉淀变多;随着反应的进行SCN-逐渐被消耗,平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移动,导致红色逐渐褪去。
18.(1)4.4—7.5(2分) Al3+ (2分)
(2)2H+ + Fe2++ NO2- = Fe3+ + NO↑ + H2O (2分)
(3)1 mol (2分)
(4)2Fe(OH)2+ +2H2OFe2(OH)42+ + 2H+ (2分)
(5)D (2分)
试题分析:废铁屑中含有少量氧化铝、氧化铁等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,发生反应 Fe+H2SO4 =FeSO4+H2 ↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,然后反应I中加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,发生反应Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以滤渣中成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,据此回答。
(1)根据氢氧化物沉淀所需要的pH可知,pH在4.4-7.5之间能将铝离子转化为Al(OH)3沉淀,而亚铁离子不能生成沉淀,所以加入少量NaHCO3的目的是调节pH在4.4—7.5范围内,使溶液中的Al3+沉淀。
(2)酸性条件下,亚硝酸钠具有氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原生成NO,则发生反应的离子方程式为2H+ + Fe2++ NO2- = Fe3+ + NO↑ + H2O。
(3)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有5.6L(标准状况),反应过程中提供电子相等,则相当于节约NaNO2的物质的量=5.6L÷22.4L/mol×4=1mol。
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生Fe(OH)2+离子,Fe(OH)2+ 可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为2Fe(OH)2+ +2H2OFe2(OH)42+ + 2H+。
(5)亚铁离子具有还原性,能被强氧化剂氧化生成铁离子,反应过程中颜色变化明显的效果最佳,A.氯水为黄绿色,氯水将亚铁离子氧化为铁离子,溶液呈黄色,颜色变化不明显,A项不选;B.KSCN溶液和亚铁离子不反应,没有颜色变化,B项不选;C.NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀,铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀,掩盖氢氧化亚铁颜色,C项不选;D. K3Fe(CN)6溶液与Fe2+能反应生成蓝色溶液,现象明显,D项选,答案选D。
考点:考查工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程分析。
19. 0.2mol 1mol/L 4.48L
根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑结合物质的量相关的常见公式分析解答。
(1)n(Fe)==0.2mol,
答:11.2g铁的物质的量为0.2mol;
(2)由反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑知,n(HCl)=2n(Fe)=0.4mol,则c(HCl)==0.2mol/L,
答:所用盐酸中HCl的物质的量浓度为0.2mol/L;
(3)n(H2)=n(Fe)=0.2mol,标况下体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L,
答:生成的H2在标准状况下的体积为4.48L。
20.(1)2240
(2)4mol/L
(1)15.6gNa2O2的物质的量为0.2mol,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,则参与反应的水为0.2mol,因此水足量,15.6gNa2O2完全反应生成O20.1mol,标准状况下体积为2240mL。
(2)15.6gNa2O2完全反应生成NaOH0.4mol,反应后液体体积为0.1L,则NaOH的物质的量浓度为4mol/L。
21.(1)3.9(g)(2分)(2)2.4g(2分) (3)4mol/L (2分)
试题分析:从图中横坐标可以看出,加入10mL的氢氧化钠溶液时,没有产生沉淀,此段是盐酸与氢氧化钠发生中和反应;当氢氧化钠继续加入时,沉淀不断增加,沉淀为氢氧化镁和氢氧化铝,直到沉淀最大值;加入10mL氢氧化钠溶液后继续滴加氢氧化钠溶液,则氢氧化铝参与反应,生成偏铝酸钠,故5.8g沉淀是氢氧化镁,(9.7-5.8)g=3.9g为氢氧化铝的质量;
(1)氢氧化镁沉淀的质量为5.8g,氢氧化铝沉淀的质量为:(9.7-5.8)g=3.9g,A1(0H)3的物质的量为=0.05mol答:当沉淀达到最大值时,Al(OH)3的物质的量为0.05mol;
(2)根据守恒法可知,n(Mg)=n(Mg(OH)2)==0.1mol,故镁的质量为:0.1mol×24g/mol=2.4g,答:原合金中Mg的质量为2.4g;
(3)当氢氧化钠加入量为80mL时,溶质均为NaCl,根据守恒法可知,n(HCl) = n(Cl-) =" n(NaOH)" =" 0.08L" × 5 mol/L = 0.4mol,则该盐酸的物质的量浓度为:c(HCl)==4mol/L,答:盐酸的物质的量浓度为4mol/L。
【考点定位】考查混合物的计算
【名师点晴】本题考查了混合物反应的计算,题目难度中等,试题侧重于学生的计算能力和分析能力的考查,注意金属及其化合物是重要的无机物,是历年高考的重点,学生在备考过程中应注意积累各物质的性质及重要的化学反应。
22. CO2 K3Fe(C2O4)3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3+2H2O
【解析】略
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