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人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料练习题
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料练习题,共21页。试卷主要包含了单选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
第三章《铁金属材料》测试题
一、单选题(共12题)
1.《厉害了,我的国》“中国名片”中航天、军事、天文等领域的发展受到世界瞩目。它们与化学有着密切联系。下列说法正确的是
A.“中国天眼”的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于传统无机非金属材料
B.“长征五号”运载火箭使用的碳纤维复合材料属于碳的同素异形体
C.“神舟十一号”返回舱外表面的高温结构陶瓷是新型无机非金属材料
D.硅太阳能电池、石英、光导纤维和计算机芯片所用的材料都是
2.足量的两份铝粉分别与等体积的NaOH溶液和稀硫酸反应,同温同压下产生等体积的气体,则NaOH溶液和稀硫酸的物质的量浓度之比为
A.3:2 B.2:3 C.1:3 D.1:1
3.下列有关物质用途的说法中不正确的是( )
A.Fe2O3 ---红色油漆和涂料 B.Na2O2---漂白剂、供氧剂
C.NaHCO3---治疗胃酸过多 D.Fe粉---食品的干燥剂
4.称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱溶液。若生成的氢气的质量相同,则两份铝粉的质量比为
A.1:6 B.2:3 C.3:2 D.1:1
5.在指定分散系中可以大量共存的粒子组是:
A.在空气中:H2 、NH3、NO 、CO2
B.在K2CO3溶液中:Na+、H+、Cl-、Br-
C.在无水乙醇的CCl4溶液中:Br2、I2、苯、甲醇
D.在Fe(NO3)3溶液中:H+、SO42-、I-、K+
6.铝在地壳中含量居金属元素的首位,但人类大量使用铝制品却很晚,这是由于铝是非常活泼的金属。现代主要利用电解法制备金属铝,用于电解制铝的化合物是
A.AlCl3溶液 B.熔融的AlCl3
C.Al2(SO4)3溶液 D.熔融的Al2O3
7.向溶液中投入一小块金属钠(如图所示),反应完全后,过滤并洗涤,所得沉淀干燥后在空气中完全灼烧。下列说法正确的是
A.所得沉淀为
B.溶液可以导电,故溶液是电解质
C.可以用手代替镊子直接取用金属钠进行该实验操作
D.灼烧后所得产物既能与稀的强酸溶液反应,也能与稀的强碱溶液反应
8.关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是 ( )
A.用图示装置可以制备沉淀Fe(OH)2
B.配制FeCl3溶液时,先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度
C.因Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,向浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,溶液浅绿色加深
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
9.某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号
I
II
III
实验步骤
充分振荡,加2mL蒸馏水
充分振荡,加入2mL蒸馏水
充分振荡,加入2mL蒸馏水
实验现象
铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀
铜粉有剩余,溶液黄色褪去,
变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀
下列说法不正确的是( )
A.实验I、II、III中均发生了反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B.对比实验I、II、III说明白色沉淀的产生可能与铜粉的量及溶液的阴离子种类有关
C.实验I、III中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D.向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀
10.下列实验的现象与对应结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀
浓硫酸有脱水性和强氧化性
B
常温下将Al片放入浓硝酸中
无明显变化
Al与浓硝酸不反应
C
二氧化硫通入品红溶液中
品红溶液褪色
二氧化硫具有还原性
D
将水蒸气通过灼热的铁粉
粉末变红
铁与水在高温下发生反应
A.A B.B C.C D.D
11.下列实验操作、现象及结论均正确的是实验操作现象结论
选项
实验操作
现象
结论
A
向溶液中滴加
溶液变为蓝色
溶液中存在
B
向两份蛋白质溶液中分别滴加和氯化钠溶液和饱和硫酸铜溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
C
向某溶液中滴加盐酸,并将生成的气体通入品红溶液
品红溶液褪色
溶液中含有或
D
向溶液中通入气体
有白色沉淀生成
非金属性C>Si
A.A B.B C.C D.D
12.将由FeSO4、Ba(OH)2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量的水中,用玻璃棒搅拌,充分溶解,一段时间后,向稳定的混合物溶液中滴加1mol·L-1的稀硫酸,加入稀硫酸的体积与生成沉淀的物质的量关系如图所示。下列有关判断不正确的是( )
A.AB段发生反应的离子方程式为:Ba2++SO42-+2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O
B.D点表示的溶液呈酸性
C.C点表示的沉淀的化学式为Al(OH)3、BaSO4、Fe(OH)2
D.混合物中FeSO4和AlCl3的物质的量相等
二、非选择题(共10题)
13.电子工业中常用覆盖铜板(以绝缘板为基材,一面或两面覆以铜箱,经热压而成的一种板状材料)为基材材料制作印刷电路板,印刷电路板广泛用于电视机、计算机、手机等电子产品中。“腐蚀液”为:30%的FeCl3溶液。
(1)印刷电路板制作原理(化学方程式): 。
(2)腐蚀液的制备:铁在过量黄绿色气体中燃烧,冷却后得到的固体加浓盐酸溶解后,再加水稀释至30%的“腐蚀液”溶液。
①铁在黄绿色气体中燃烧的现象: ;
②欲得到32.5gFeCl3固体,求消耗标况下黄绿色气体的体积为: ;
(3)为使使用后的“腐蚀液”能得到充分的利用,如何处理使用后的“腐蚀液”?
14.铝是生活中非常常见的一种金属,运用所学知识回答:
(1)金属铝是活泼的金属,可在生活中应用很广泛,原因是 。
(2)铝盐或铁盐能用于净水,是因为铝盐或铁盐在水溶液中形成了 。
(3)在一个瘪了的铝制易拉罐加入适量的NaOH溶液,并密封,易拉罐会慢慢复原,原因是(用化学方程式表示) 。
(4)铝粉与氧化铁粉末在高温下得到铁的反应叫做“铝热反应”,发生反应的化学方程式为 。
15.下图是铁丝在氧气中燃烧实验的操作图。试回答下列问题:
(1)瓶中放水的作用是 。
(2)铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为 。
16.如图是部分金属和非金属材料发现和使用的时间简轴。
(1)材料的不断发展可以促进社会进步。
①上述金属的常见化合物中,呈淡黄色的是 (填化学式)。
②目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 (填化学式)。
③氮化铝(AlN)广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过反应Al2O3+N2+C→AlN+CO合成,配平并用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目 。
(2)向充满CO2的铝制易拉罐中注入足量的NaOH溶液,立即用胶布封严罐口,罐壁立即内陷,一段时间后,罐壁又重新鼓起来恢复原样。写出易拉罐重新鼓起来时发生反应的化学方程式 。
(3)某同学用下图实验装置探究铁盐与亚铁盐的性质。
①试管A中发生反应的离子方程式为 。
②试管B中可观察到的现象是 。
(4)“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。若制得的纯碱中只含有杂质NaCl,要测定该纯碱的纯度,下列方案可行的是 (填字母)。
a.向m g纯碱样品中加入足量CaCl2溶液,沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为b g
b.向m g纯碱样品中加入足量稀盐酸,用碱石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收产生的气体,碱石灰增重b g
c.准确称量m g样品,加热至恒重,称量得b g固体
17.硫酸亚铁晶体(FeSO4· 7H2O)俗称绿矾,加热至高温会分解。某化学研究小组利用下列装置探究FeSO4分解后的产物。
实验步骤:
按图组装好仪器(已省略夹持仪器)并检查装置的气密性,准确称取mgFeSO4固体置于硬质玻璃管中,将E中的导管撤出水槽,打开活塞K,通入一段时间的N2,关闭活塞K。加热A中的玻璃管一段时间后,将E中导管置于水槽集气瓶口收集产生的,用带火星的木条检验E中所收集的气体,带火星的木条能够复燃。待A中固体不再分解后,停止加热,打开K,缓慢通入氮气至玻璃管冷却,得到红棕色粉末。请回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是 ;
(2)B中浓硫酸的作用 。
(3)实验过程中发现C中溶液颜色变浅,D中无明显变化。写出C中发生反应的离子方程式 ;
(4) FeSO4完全分解后,还需要通入一段时间N2的原因是 。
(5)若C中原先加入了20mL 1.00mol/L的KMnO4溶液,为了确定FeSO4分解的化学方程式,某同学进行了如下实验:
Ⅰ、称量B装置在实验前后增重 0.80g;
Ⅱ、将实验后C中的溶液全部转移至100mL容量瓶中,并加水稀释至刻度线;
Ⅲ、准确量取20.00mL溶液至锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化,用0.20mo1/L标准H2C2O4溶液滴定至终点:
Ⅳ、重复实验3次.记录数据如下:
①滴定至终点的现象 。
②FeSO4分解的化学方程式为 。
(6)请设计一个实验来检验A中的FeSO4是否完全分解 。
18.某研究性学习小组的同学对绿矾(FeSO4•7H2O)受热分解的情况进行探究。
(1)甲同学认为,绿矾受热分解的产物是FeO、SO3、H2O假设你不支持甲同学的观点,说明你的理由:
乙同学用如图装置通过实验来探究绿矾受热分解的产物情况,D中可制得一种无色粘稠的液体“绿矾油”,A中剩余的固体变为红棕色,b中品红溶液褪色。
(2)绿矾油中溶质的化学式为 。
(3)①上述装置正确的连接顺序A→ (用大写字母表示)
②写出煅烧绿矾的化学方程式 。
③的作用是
(4)FeSO4完全分解后,还需要通入一段时间N2的原因是
(5)已知绿矾FeSO4•7H2O和硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2二者都是绿色固体,鉴别二者的方法是:取未知物少量,溶于水配成溶液。向其中加入 溶液, 。如果产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体,证明是硫酸亚铁铵。如果不能,证明是绿矾。
(6)工业上常用铁屑跟硫酸反应并经除杂、浓缩、结晶、干燥等过程,来制取绿矾晶体( FeSO4•7H2O ),为了得到较纯的绿矾晶体,合理的方法是
A.使用硫酸过量B.使用铁屑过量C.使用稀硫酸D.使用浓硫酸
(7)已知SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l),硫酰氯SO2Cl2常温下下为无色液体,在潮湿空气中会“发烟”;“发烟”的原因是与水反应生成一种气体,该气体是 。长期存放的硫酰氯会发黄,其原因可能为 。
19.将质量为2.3 g Na用刺了孔的铝箔( Al )包裹后放入水中,一共只收集到1.792 L(标准状况)气体。若反应后溶液的体积为200 mL,则溶液中NaOH的物质的量浓度为多少mol·L-1?
20.把含镁,铝、铜的合金粉末分为两等份,一份放入过量氢氧化钠溶液中,得到氢气(标准状况),另一份放入过量盐酸中,得到氢气(标准状况)。试计算(无解题过程不给分);
(1)该合金中铝的质量为 g。
(2)该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为 。
21.将6.5g锌放入足量的稀硫酸中充分反应,得到80mL混合溶液。试计算:
(1)反应完全后,生成标准状况下的H2 L?
(2)所得溶液中硫酸锌的物质的量浓度是 ?
22.化合物A由三种元素组成,是一种矿物的主要成分,可发生如下变化:
(1)A的化学式为
(2)固体B与盐酸反应的离子方程式为
(3)含化合物A的浊液长时间暴露在空气,会有部分固体表面变为红褐色,该红褐色物质的化学式为
参考答案:
1.C
A.钢铁是合金,属于金属材料,故A错误;
B.碳纤维复合材料是混合物,不是单质,不属于碳的同素异形体,故B错误;
C.结构陶瓷是新型无机非金属材料,故C正确;
D.石英、光导纤维所用的材料是SiO2,故D错误;
故选C。
2.B
设生成的氢气的物质的量为n mol,根据反应:2Al + 2OH—+2H2O =AlO2—+3H2↑和2 Al +6H+=Al3+ +3H2↑知道生成n mol的H2消耗的OH—和H+的物质的量分别为:2n/3mol 、2nmol,则需要的NaOH和H2SO4的物质的量为2n/3mol 、nmol,溶液的体积相同,所以NaOH溶液和稀硫酸的物质的量浓度比为:2n/3 :n=2:3,选B。
3.D
A. 氧化铁为红棕色固体,用于制造红色油漆和涂料,故A正确;
B. 过氧化钠具有强的氧化性,可以做漂白剂,能够与水、二氧化碳反应生成氧气,可以做供氧剂,故B正确;
C. 碳酸氢钠能够与盐酸反应,消耗盐酸,且碱性较弱,可以用于治疗胃酸过多,故C正确;
D. 铁粉具有还原性,不具有吸水性,不能做食品干燥剂,可配合干燥剂使用做食品抗氧化剂,故D错误;
答案选D。
4.D
试题分析:铝与盐酸反应的化学方程式为2Al + 6HCl==2AlCl3 + 3H2↑,与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑。若生成的氢气的质量相同,则两份铝粉的质量比为1:1,选D。
考点:考查金属铝的性质,根据化学方程式计算。
5.C
A.在空气中NO易被O2氧化为NO2,不能大量存在,选项A不符合题意;
B.K2CO3与H+反应生成CO2,不能大量存在,选项B不符合题意;
C.各微粒之间不反应,能大量共存,选项C符合题意;
D.在Fe(NO3)3溶液中,能电离出Fe3+和NO3-,Fe3+和酸性条件下的NO3-能氧化I-,不能大量存在,选项D不符合题意;
答案选C。
6.D
A.电解AlCl3溶液生成氢氧化铝沉淀、氢气和氯气,无法获得铝,故A错误;
B.AlCl3为共价化合物熔融AlCl3不导电,无法电解熔融氯化铝,故B错误;
C. 电解Al2(SO4)3溶液实质是电解水,电解水生成氢气和氧气,无法获得铝,故C错误;
D.Al2O3为离子化合物,工业上通常采用电解熔融,Al2O3获得铝,故D正确;
故选D。
7.D
少量钠和水生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和过量硫酸铝生成氢氧化铝沉淀;
A.由分析可知,所得沉淀为氢氧化铝,A错误;
B.电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子,溶液是混合物,不是电解质,B错误;
C.金属钠化学性质活泼,不能用手触摸,C错误;
D.灼烧后所得产物为氢氧化铝分解生成的氧化铝,氧化铝既能与稀的强酸溶液反应,也能与稀的强碱溶液反应,D正确;
故选D。
8.C
A.由图可知,A中发生Fe与稀硫酸的反应生成硫酸亚铁和氢气,利用氢气将装置中的空气排出,然后关闭C,氢气将硫酸亚铁压入B中,硫酸亚铁与NaOH反应生成Fe(OH)2,故用图示装置可以制备沉淀Fe(OH)2,A项正确;
B.FeCl3易水解,配制FeCl3溶液时应防止FeCl3因水解生成氢氧化铁沉淀,可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中,再加水稀释到所需要的浓度,B项正确;
C.Fe(NO3)2溶液中加入盐酸时发生反应:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O,有棕黄色的Fe3+生成,溶液颜色由浅绿色变成棕黄色,C项错误;
D.Fe3+与铁反应可生成Fe2+,则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,D项正确;
答案选C。
【点睛】C选项:因为NO3-(H+)具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,应考虑发生的氧化还原反应,不能直接从平衡的移动方面去考虑。
9.C
A.三组实验中溶液中均含有Fe3+,加入了铜粉,均会发生2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故A正确;
B.对比实验I、Ⅱ可知,白色沉淀的产生与铜粉的量有关,对比实验Ⅱ、III可知,白色沉淀的产生与溶液的阴离子种类有关,故B正确;
C.实验I中铜粉少量,且完全消失,所以不能确定是否将Fe3+全部反应,所以实验I、III中加入蒸馏水后c(Cu2+)不一定相同,故C错误;
D.根据实验Ⅱ的现象可知,当铜过量且氯离子存在时会产生沉淀,所以向实验Ⅲ反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液,可能出现白色沉淀,故D正确;
故答案为C。
10.A
试题分析:A、浓硫酸使蔗糖表面变黑,说明浓硫酸具有脱水性,后膨胀,说明有气体生成,则说明浓硫酸具有强氧化性,产生二氧化碳、二氧化硫气体,正确;B、常温下,Al与浓硝酸发生钝化,阻止反应进行,所以无明显现象,结论错误,错误;C、二氧化硫使平衡溶液褪色,说明二氧化硫具有漂白性,不是还原性,错误;D、铁粉为黑色粉末,水蒸气与铁粉反应,生成的仍是黑色的四氧化三铁,现象错误,错误,答案选A。
考点:考查对反应现象、结论的判断
11.D
A.向溶液中滴加 K3[Fe(CN)6],若产生蓝色沉淀,溶液中存在 Fe2+,A错误;
B.加氯化钠溶液发生蛋白质的盐析,加饱和硫酸铜溶液发生蛋白质的变性,B错误;
C.若溶液中含有硫代硫酸根,也能产生二氧化硫,C错误;
D.非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则向 Na2SiO3 溶液中通入 CO2 气体,有白色沉淀生成,说明碳酸酸性比硅酸强,非金属性C>Si,D正确;
故选D。
12.C
由图可知最终沉淀0.05mol为BaSO4,则固体混合物中n[Ba(OH)2]为0.05mol,根据图像知,未加H2SO4前A点的沉淀为0.02mol,小于0.05mol,说明FeSO4完全反应,Ba2+有剩余,
由A→B一定发生反应Ba2++SO42-=BaSO4↓,加入20mL H2SO4,n(H2SO4)为0.02mol,由图可知沉淀量增加0.04mol-0.02mol=0.02mol,沉淀增加的物质的量等于加入的硫酸的物质的量,故不可能发生反应AlO2- +H++H2O=Al(OH)3↓,该反应硫酸的物质的量与沉淀的物质的量之比为1:2,也不会发生其它沉淀的溶解反应,否则沉淀量增加不可能为0.02mol,说明加入的20mL硫酸只与氢氧化钡反应;故未加H2SO4前A点的溶液中Ba(OH)2有剩余,剩余三种固体组成的混合物溶于足量的水中,用玻璃棒搅拌,充分溶解,一段时间发生反应:FeSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Al3++4OH-=AlO2-+2H2O;故A点沉淀为Fe(OH)3、BaSO4,由方程式可知n[Fe(OH)3]=n(BaSO4)=0.01mol,此时Al3+变为AlO2-,可知n(FeSO4)=0.01mol;B→C,加入5mL硫酸,硫酸的物质的量为0.005mol,由图可知沉淀量增加0.055mol-0.04mol=0.015mol,沉淀增加的物质的量等于加入的硫酸的物质的量的3倍,故发生反应Ba2++SO42-=BaSO4↓,AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓,由方程式可知,该阶段生成BaSO4为0.005mol,生成Al(OH)3为0.01mol,故C的沉淀为Fe(OH)3、BaSO4、Al(OH)3;C→D,加入15mL硫酸,硫酸的物质的量为0.015mol,由图可知沉淀量增加0.06mol-0.055mol=0.005mol,沉淀增加的物质的量等于加入的硫酸的物质的量的倍,沉淀量达最大值,不可能单独发生Ba2++SO42-=BaSO4↓(沉淀增加的物质的量等于加入的硫酸的物质的量)或AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓(沉淀的物质的量是硫酸的2倍)或二者都发生;故该阶段发生反应Ba2++SO42-=BaSO4↓(生产BaSO4多)、Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O(沉淀溶解少),说明C点AlO2-完全反应,D点的溶液含有Al3+、Fe3+、Ba2+沉淀完全,溶液为Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3;D→E发生反应Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O、Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O,E点完全溶解,溶液为Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,由C→E共消耗30mL H2SO4,而0.01mol Fe(OH)3消耗15mL H2SO4,可知Al(OH)3消耗15mL H2SO4,判定n[Al(OH)3]=n[Fe(OH)3]=0.01mol,可知原混合固体中n(AlCl3)=0.01mol,据此分析作答。
A. 由上述分析可知,硫酸只与氢氧化钡反应,反应离子方程式为Ba2++SO42-+2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O,A项正确;
B. 由上述分析可知,D点的溶液含有Al3+、Fe3+,溶液为Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3,Al3+、Fe3+水解,溶液呈酸性,B项正确;
C. 由上述分析可知,C的沉淀为Fe(OH)3、BaSO4、Al(OH)3,C项错误;
D. 由上述分析可知,原混合固体中n(FeSO4)=0.01mol,n(AlCl3)=0.01mol,两者物质的量相等,D项正确;
答案选C。
13.(1)2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2
(2) 剧烈燃烧,产生棕褐色的烟 6.72L或6720mL
(3)①“腐蚀液”中加入过量铁粉,充分反应后,加入过量盐酸至不再产生气泡后过滤,洗涤、干燥。即回收得到铜;②上述滤液中加入双氧水(或氯水),提取FeCl3溶液(可用铁氰化钾溶液检测亚铁是否完全转化)
【解析】(1)
工业上制作印刷电路板的原理为FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,该反应为:2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2;
(2)
①黄绿色气体为氯气,铁在氯气中燃烧生成棕褐色的三氯化铁,故现象为:剧烈燃烧,产生棕褐色的烟;
②32.5gFeCl3的物质的量为:,根据氯元素守恒,消耗氯气的物质的量=,体积为或6720mL;
(3)
废液中含有FeCl2,CuCl2 ,FeCl3 ,向废液中加入过量Fe,发生的离子反应为:,,然后过滤,滤液中含有FeCl2,滤渣中含有Cu,Fe,向滤渣中加入过量盐酸﹐Fe溶解,Cu不溶解﹐然后过滤得到金属单质Cu,滤液中含有FeCl2,向FeCl2滤液中通入过量双氧水(或氯水),从而得到FeCl3溶液,故答案为:①“腐蚀液”中加入过量铁粉,充分反应后,加入过量盐酸至不再产生气泡后过滤,洗涤、干燥。即回收得到铜;②上述滤液中加入双氧水(或氯水),提取FeCl3溶液(可用铁氰化钾溶液检测亚铁是否完全转化)。
14. 铝表面容易生成一层致密的氧化物保护膜,对内部的金属起到了保护作用 胶体 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑ 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
(1)金属铝是一种比较活泼的金属,在常温下就很容易跟氧气发生反应,生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜,这层薄膜可以阻止内层的铝进一步氧化;
(2)铝盐、铁盐水解生成胶体,胶体具有吸附悬浮杂质的作用;
(3)铝可以和氢氧化钠及水反应生成偏铝酸钠和氢气,其化学方程式为:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑;
(4)铝热反应是铝和金属氧化物反应得到金属和氧化铝,铝粉与氧化铁粉末在高温下得到铁的化学方程式为:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
15. 防止集气瓶炸裂 铁+氧气四氧化三铁
(1)铁丝在盛有氧气的集气瓶中燃烧,生成的熔融物温度很高,直接溅落瓶底会炸裂瓶底,所以集气瓶底部加一些水,故答案为:防止集气瓶炸裂;
(2)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,文字表达式为:铁+氧气四氧化三铁,故答案为:铁+氧气四氧化三铁;
16.(1) Na2O2 Si
(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
(3) 2Fe3++Fe=3Fe2+ 有白色沉淀产生,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
(4)a
FeCl3溶液呈棕黄色,加入过量Fe粉后,Fe3+被还原为Fe2+,此时溶液变为浅绿色;往溶液中加入NaOH溶液,起初生成Fe(OH)2白色沉淀,随后有一部分Fe(OH)2被溶解的空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,此时沉淀变为灰绿色,最终固体变为红褐色。
(1)①上述金属的常见化合物中,只有钠燃烧生成的过氧化钠呈淡黄色,所以呈淡黄色的是Na2O2。
②硅是良好的半导体材料,能发生光电效应,可用于生产太阳能电池,目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是Si。
③在一定条件下,生产氮化铝的反应为Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO,用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目为。答案为:Na2O2;Si;;
(2)向充满CO2的铝制易拉罐中注入足量的NaOH溶液,起初NaOH吸收CO2气体,使罐内压强减小,罐壁内陷;随后,铝与氢氧化钠溶液反应生成氢气等,一段时间后,罐壁又重新鼓起来恢复原样,此时发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。答案为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(3)①试管A中,铁还原氯化铁生成氯化亚铁,反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+。
②由分析可知,先生成Fe(OH)2,然后发生部分变质,最后发生完全变质,则试管B中可观察到的现象是:有白色沉淀产生,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+;有白色沉淀产生,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色;
(4)a.向m g纯碱样品中加入足量CaCl2溶液,由CaCO3的质量为b g,可求出Na2CO3的质量,从而求出纯碱样品的纯度,a可行;
b.向m g纯碱样品中加入足量稀盐酸,碱石灰吸收CO2和水蒸气共b g,由于二者组成不确定,无法求出CO2的物质的量,也就无法求出Na2CO3的质量,从而无法求出纯碱的纯度,b不可行;
c.准确称量m g样品,加热至恒重,由于样品中碳酸钠、氯化钠都不分解,b g固体仍为碳酸钠、氯化钠混合物的质量,所以无法求出Na2CO3的质量,最终无法求出纯碱的纯度,c不可行;
故选a。答案为:a。
【点睛】在铝与氢氧化钠溶液的反应中,氢氧化钠只表现出碱性,不表现出氧化性。
17. 酒精喷灯 吸收分解产生的SO3 5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4 H+ 将装置内残留的气体排入吸收装置中完全吸收,同时防止发生倒吸 溶液由浅紫色(或浅红色)变成无色,且半分钟不恢复成浅紫色 8FeSO44Fe2O3+ 6SO2↑+ 2SO3↑+ O2↑ 将反应后的固体转移至小烧杯中,加入少量水,搅拌,过滤,取少量滤液于试管中,加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,若产生特征蓝色沉淀,说明FeSO4没有完全分解,反之则分解完全
(1)仪器甲为酒精喷灯,故答案为酒精喷灯;
(2)硫酸亚铁分解生成二氧化硫和三氧化硫和氧化铁,B中浓硫酸可以吸收分解产生的SO3,故答案为吸收分解产生的SO3;
(3)二氧化硫具有还原性,能够被高锰酸钾氧化,C中发生反应的离子方程式为5SO2+2MnO+2H2O=5SO +2Mn2++4H+,故答案为5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+;
(4) FeSO4完全分解后,继续通入一段时间N2,可以将装置内残留的气体排入吸收装置中完全吸收,同时防止发生倒吸,故答案为将装置内残留的气体排入吸收装置中完全吸收,同时防止发生倒吸;
(5)①高锰酸钾溶液呈紫色,滴定终点的现象为溶液由浅紫色(或浅红色)变成无色,且半分钟不恢复成浅紫色,故答案为溶液由浅紫色(或浅红色)变成无色,且半分钟不恢复成浅紫色;
②E中收集的气体,能够使带火星的木条复燃,说明还生成了氧气。FeSO4分解的化学方程式为8FeSO44Fe2O3+ 6SO2↑+ 2SO3↑+ O2↑,故答案为8FeSO44Fe2O3+ 6SO2↑+ 2SO3↑+ O2↑。
(6)检验A中的FeSO4是否完全分解,只要检验是否存在亚铁离子即可,故答案为将反应后的固体转移至小烧杯中,加入少量水,搅拌,过滤,取少量滤液于试管中,加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,若产生特征蓝色沉淀,说明FeSO4没有完全分解,反之则分解完全。
18. FeO有还原性,SO3有氧化性,二者受热时会发生氧化还原反应而不能共存 H2SO4 D→E→B→C 2FeSO4•7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O 安全瓶或防倒吸 将装置内残留的气体排入吸收装置完全吸收,同时防止冷却后发生倒吸 过量NaOH 微热或加热 BC HCl 分解生成二氧化硫和氯气,氯气溶解在其中
(1)FeO具有还原性,SO3有氧化性,利用氧化还原反应来分析;
(2)D中可制得一种无色粘稠的液体“绿矾油”,说明绿矾分解得到浓硫酸;
(3)①煅烧绿矾一段时间后,发现D中U形管出现无色粘稠的液体,b中品红溶液褪色,则先通过装置D中冰水冷凝浓硫酸,再通过装置E防止倒吸,通过装置B中品红溶液,品红溶液褪色,最后通过氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染空气;
②分析可知绿矾煅烧得到红色固体为氧化铁,同时生成二氧化硫、三氧化硫和水;
③E中导气管都略露出胶塞。起到的作用安全瓶或防倒吸;
(4)通入一段时间N2的原因是将装置内残留的气体排入吸收装置完全吸收;
(5)已知绿矾FeSO4•7H2O和硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2二者都是绿色固体,利用铵根离子检验二者;
(6)空气中的氧气能够氧化Fe2+,加入铁粉可以将铁离子转化为亚铁离子,就此回答判断;
(7)硫酰氯SO2Cl2常温下下为无色液体,在潮湿空气中会“发烟”;“发烟”的原因是与水反应生成一种气体,该气体是氯化氢气体极易溶于水,100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气,氯气为黄绿色气体。
(1)由FeO具有还原性,SO3有氧化性可知,不支持该观点,FeO有还原性,SO3有氧化性,二者受热时会发生氧化还原反应而不能共存;
(2)隔绝空气煅烧绿矾(FeSO4•7H2O),将蒸气冷却可制得一种无色粘稠的液体“绿矾油”,为浓硫酸;
(3)①煅烧绿矾一段时间后,发现D中U形管出现无色粘稠的液体,b中品红溶液褪色,则先通过装置D中冰水冷凝浓硫酸,再通过装置E防止倒吸,通过装置B中品红溶液,品红溶液褪色,最后通过氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染空气,上述装置正确的连接顺序A→D→E→B→C;
②分析可知绿矾煅烧得到红色固体为氧化铁,同时生成二氧化硫、三氧化硫和水,结合单质守恒和原子守恒配平书写化学方程式为:2FeSO4•7H2OFe2O3+SO3↑+SO2↑+14H2O;
③E中导气管都略露出胶塞,起到的作用安全瓶或防倒吸;
(4) FeSO4完全分解后,还需要通入一段时间N2,原因是:将装置内残留的气体排入吸收装置,使其完全被吸收;
(5)已知绿矾FeSO4•7H2O和硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2二者都是绿色固体,鉴别二者的方法是:取未知物少量,溶于水配成溶液。向其中加入过量氢氧化钠溶液,微热或加热如果产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体,证明是硫酸亚铁铵,如果不能,证明是绿矾;
(6)在制备硫酸亚铁的过程中,空气可以将亚铁离子氧化为铁离子,可以加入过量的铁粉,将之还原为亚铁离子,使用的硫酸是否过量不会改变亚铁离子转化为铁离子的事实,使用浓硫酸会将亚铁离子氧化,所以不能使用,使用稀硫酸可以防止亚铁离子的水解;
答案选BC;
(7)硫酰氯SO2Cl2常温下为无色液体,在潮湿空气中会“发烟”;“发烟”的原因是与水反应生成一种气体,该气体是氯化氢气体,氯化氢极易溶于水形成发烟现象,100℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气,氯气为黄绿色气体,所以长期存放的硫酰氯会发黄,可能是溶解氯气所致。
19.0.4 mol·L-1
n(Na)=2.3g÷23g/mol=0.1mol
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2mol 2mol 1mol
0.1mol n(NaOH)生成 n(H2)1
2mol:0.1mol=2mol:n(NaOH)生成=1mol:n(H2)1
解得n(NaOH)生成=0.1mol n(H2)1=0.05mol
则Al与NaOH溶液反应生成的H2物质的量为1.792L÷22.4L/mol-0.05mol=0.03mol
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
2mol 3mol
n(NaOH)消耗 0.03mol
2mol:n(NaOH)消耗=3mol:0.03mol
解得n(NaOH)消耗=0.02mol
溶液中NaOH物质的量浓度为(0.1mol-0.02mol)÷0.2L=0.4mol/L。
20.(1)10.8g
(2)2:2:1
(1)标准状况,6.72L H2 的物质的量是
设一份合金中铝的物质的量是x。
解得 x=0.2mol
所以该合金中铝的质量为0.2mol×27g/mol×2= 10.8g。
(2)铝和镁都能与盐酸反应放出氢气,另一份放入过量盐酸中,得到气体共11.2L(标准状况),则镁与盐酸反应放出氢气的体积是(11.2-6.72)L=4.48L(标准状况),氢气的物质的量是0.2mol
设一份合金中镁的物质的量是y。
解得y=0.2mol
则一份合金中镁的质量是0.2mol×24g/mol=4.8g
铜的质量是16.6g-4.8g-0.2mol×27g/molg=6.4g,铜的物质的量是0.1mol
该合金中镁、铝、铜的物质的量之比为0.2:0.2:0.1=2:2:1。
21. 2.24L 1.25mol·L-1
因硫酸足量,则锌完全反应,将锌的量代入化学反应方程式可计算氢气的物质的量及体积,由方程式计算出硫酸锌的物质的量,然后计算浓度。
因硫酸足量,则锌完全反应,锌的物质的量为=0.1mol;
设生成氢气的物质的量为x,硫酸锌的物质的量为y,则:
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
1 1 1
0.1mol y x
==,
解得x=y=0.1mol;
(1)生成标准状况下的H2的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L;
(2)所得溶液中硫酸锌的物质的量浓度是=1.25mol•L-1。
22. FeCO3 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O Fe(OH)3
根据血红色溶液D可判断3.20g红棕色固体B是氧化铁,物质的量是==0.02mol;无色无味的气体E能使澄清石灰水变浑浊,说明是二氧化碳,F是碳酸钙,物质的量是=0.04mol,根据碳原子守恒可知碳原子的物质的量是0.04mol,质量是0.04mol ×12g/mol=0.48g,n(Fe)=2n(Fe2O3)=0.02×2mol=0.04mol,铁原子的质量是0.04mol×56g/mol=2.24g,因此根据原子守恒、质量守恒可知另一种元素是氧元素,质量是4.64g-2.24g-0.48g=1.92g,物质的量是==0.12mol,即Fe、C、O三种原子的个数之比是0.04mol:0.04mol:0.12mol=1:1:3,所以A的化学式为FeCO3,由此分析。
(1)根据分析可知:A的化学式为FeCO3;
(2)固体B是三氧化二铁,与盐酸反应生成氯化铁和水,离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(3)含化合物A的浊液长时间暴露在空气,会有部分固体表面变为红褐色,说明亚铁离子被氧化为铁离子,该变化的化学方程式为4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2,该红褐色物质的化学式为Fe(OH)3。
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