1、专题质量评估(三)(专题3)(90分钟100分)一、单项选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列说法不正确的是()A.镁合金被大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件B.硫酸铜可作泳池池水消毒剂C.碳酸钠可用于中和胃酸过多D.氢氧化铁胶体能用于净水【解析】选C。碳酸钠碱性较强,不适合用于胃酸过多,一般选用碳酸氢钠中和胃酸过多。2.(2017浙江4月选考真题)下列说法不正确的是()A.实验室应将钠保存在煤油中B.分液漏斗和容量瓶在使用前都要检漏C.可用酒精代替CCl4萃取碘水中的碘单质D.金属镁失火不可用水来灭
2、火【解析】选C。钠的密度比煤油的小,钠沉在煤油底部,可以隔绝空气和水蒸气,达到保护金属钠的目的,A选项正确;分液漏斗和容量瓶都带有活塞,在使用前都要检查是否漏液,B选项正确;酒精溶于水,和碘水混合后不分层,不能萃取碘水中的碘单质,C选项错误;金属镁能够和水反应生成氢气,若金属镁失火时用水来灭火,则容易引起爆炸,应该用沙土盖灭,D选项正确。3.(2018浙江11月选考真题)可用于治疗胃酸过多的物质是()A.碳酸氢钠B.氯化钠C.氯化钾D.氢氧化钠【解析】选A。治疗胃酸过多应选弱碱性物质碳酸氢钠,氯化钠、氯化钾呈中性,氢氧化钠有强腐蚀性。4.(2020莆田模拟)若用铁制取较纯净的氧化铁,且要求符合
3、“绿色化学”思想,下列实验方案最好的是 ()A.使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B.铁在氯气中燃烧,加水溶解,然后加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,最后充分加热分解C.使铁溶解于稀硫酸中,然后加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,最后充分加热分解D.使铁与足量稀硝酸反应,然后加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,最后充分加热分解【解析】选C。铁在潮湿的空气中缓慢氧化,反应时间长,而且制得的氧化铁纯度低,A项错误;B、D项中都涉及有污染性物质的使用或生成,不符合“绿色化学”的要求。5.(2020邯郸模拟)金属及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是()A
4、.NaNaOHNa2CO3NaClB.FeFe(NO3)3Fe(OH)3Fe2O3C.MgMgCl2Mg(OH)2MgSO4D.AlAl2O3Al(OH)3AlCl3【解析】选D。A.三步转化需加入以下物质可实现一步转化:水、适量二氧化碳、盐酸或者氯化钙,故A可以一步转化;B.通过加入以下物质或控制条件可实现一步转化:硝酸、氢氧化钠或者氢氧化钙、灼烧,故B可一步转化;C.通过加入以下物质或控制条件可实现一步转化:氯气或盐酸、强碱、硫酸,故C可一步转化;D.氧化铝不溶于水,不能直接得到氢氧化铝,故D不能一步实现转化。6. 在检验用FeCl3溶液生产铜制印刷线路板后所得的废液成分的实验中,下列根据
5、实验现象得出的结论不正确的是()A.向废液中加入少量的葡萄糖溶液,无红色沉淀产生,说明废液中不含Cu2+B.向废液中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明废液中含有Cl-C.向废液中加少量铁粉,充分反应后无固体剩余,说明废液中含有Fe3+D.向废液中滴加KSCN溶液,无现象,再加入氯水后溶液呈红色,说明废液中含有Fe2+【解析】选A。A项,葡萄糖在碱性条件下能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成红色Cu2O沉淀,若废液为酸性,不反应,错误;B项,Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀,正确;C项,若无Fe3+,Fe与Cu2+反应则会有铜沉淀生成,正确;D项,为Fe2+的间接检验,正确。7.
6、(2020保定模拟)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()A.Y可以是葡萄糖B.途径所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为32C.相对于途径、,途径更好地体现了绿色化学思想D.1 mol CuSO4在1 100 分解所得混合气体X中O2为0.75 mol【解析】选D。向CuSO4溶液中加入过量的NaOH溶液生成Cu(OH)2悬浊液,再加入含有醛基的物质,如葡萄糖、醛类等,并加热煮沸,就会发生氧化还原反应生成砖红色的Cu2O沉淀,因此Y可以是葡萄糖,A正确;途径反应的实质为3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O,产生2 mol的NO消
7、耗2 mol硝酸,则同时提供2 mol的H+,所以8 mol的H+中硫酸提供6 mol,这样消耗硫酸最少,为 3mol,混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为32,B正确;途径2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4CuSO4+H2O,没有生成有毒气体,而铜与浓硫酸或硝酸反应都会生成有毒气体,因此相对于途径、,途径更好地体现了绿色化学思想,C正确;X为SO3、SO2和O2的混合物,发生反应:2CuSO4Cu2O+SO2+SO3+O2,由方程式可知,1 mol CuSO4在1 100 所得混合气体X中O2为0.5 mol,D错误。8.下列离子方程式书写正确的是()A.MnO2与浓盐酸反应制
8、Cl2:MnO2+4HClMn2+2Cl-+Cl2+2H2OB.Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+Fe3+3H2OC.向酸性FeCl2溶液中滴加H2O2:Fe2+2H+H2O2Fe3+2H2OD.向铵明矾NH4Al(SO4)212H2O溶液中加入少量Ba(OH)2溶液:2Al3+3S+3Ba2+6OH-2Al(OH)3+3BaSO4【解析】选D。A项,HCl是强电解质,应拆为H+、Cl-;B项,Fe3+能与I-发生氧化还原反应;C项,电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe2+2H+H2O22Fe3+2H2O;D项,结合OH-能力的大小顺序为Al3+N,故D项正确。9.从经济效益和环
9、境保护考虑,大量制取Cu(NO3)2最宜采用的方法是()A.CuCu(NO3)2B.CuCu(NO3)2C.CuCuOCu(NO3)2D.CuCuCl2Cu(NO3)2【解析】选C。A项,Cu与浓硝酸反应生成NO2,NO2是有毒气体,污染环境,错误;B项,Cu与稀硝酸反应生成NO,NO是有毒气体,污染环境,错误;C项,发生反应2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3Cu(NO3)2+H2O,过程中无有毒气体生成,不污染环境,正确;D项,硝酸银成本较高,不经济,错误。10.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是()氯气NaCl溶液KMnO4溶液稀硝酸盐酸NaNO3溶液A.B.C.D.【解析
10、】选D。 Cl2、KMnO4、稀硝酸都有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,而NaCl溶液、盐酸、NaNO3溶液不能将Fe2+氧化成Fe3+。11.a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知:(1)a、c均能与稀硫酸反应放出气体;(2)b与d的硝酸盐反应,置换出单质d;(3)c与强碱反应放出气体;(4)c、e在冷浓硫酸中发生钝化。由此判断a、b、c、d、e依次为()A.Fe、Cu、Al、Ag、MgB.Mg、Cu、Al、Ag、FeC.Al、Cu、Mg、Ag、FeD.Mg、Ag、Al、Cu、Fe【解析】选B。c与强碱反应放出气体,在高中阶段学过的能和强碱反应生成氢
11、气的金属为铝,则c是铝,c、e在冷浓硫酸中发生钝化,为铁和铝,则e是铁,a、c均能与稀硫酸反应放出气体说明a和c的活动性顺序位于氢元素之前,则a是镁,b与d的硝酸盐反应,置换出单质d,说明b的金属性比d强,铜的活动性大于银,所以b是铜,d是银,所以a、b、c、d、e分别为Mg、Cu、Al、Ag、Fe。12.AD是含同一元素的四种物质,它们相互之间有如图所示的转化关系,其中A是单质,D是氢氧化物,则A可能是()AlMgFeNaA.B.C.D.【解析】选C。据题意满足该转化关系的关键是“D(氢氧化物)B(氧化物)”,中的“Fe(OH)3不能一步转化为Fe3O4”,中的“NaOH不能一步转化为Na2
12、O”,故只有铝、镁元素满足要求。13.(2020沧州模拟)为验证还原性:SO2Fe2+Cl-,三组同学分别进行了如图实验,并对溶液1和溶液2中所含离子进行了检验,能证明上述还原性顺序的实验组有()溶液1溶液2甲含Fe3+、Fe2+含S乙含Fe3+,无Fe2+含S丙含Fe3+,无Fe2+含Fe2+A.只有甲B.甲、乙C.甲、丙 D.甲、乙、丙【解析】选C。本实验利用“还原剂的还原性大于还原产物”“强还原性制弱还原性”的原理来验证还原性的强弱顺序。向FeCl2溶液中通入Cl2,得到溶液1,再向溶液1中通入SO2,得到溶液2。甲、溶液1中含有Fe3+、Fe2+,说明发生反应2Fe2+Cl22Fe3+
13、2Cl-,且Cl2反应完全,可证明还原性Fe2+Cl-;溶液2中含有S,则说明发生反应2Fe3+SO2+2H2O2Fe2+S+4H+,可证明还原性SO2Fe2+,故甲能证明还原性SO2Fe2+Cl-;乙、溶液1中含有Fe3+,无Fe2+剩余,则还原性Fe2+Cl-,但Cl2可能过量,再通入SO2,可能发生的反应是Cl2+SO2+2H2O2Cl-+S+4H+,不能比较SO2与Fe2+的还原性强弱,故乙不能验证;丙、溶液1中含有Fe3+,没有Fe2+,通入SO2后溶液中又含有Fe2+,说明SO2将Fe3+还原得到Fe2+,证明还原性SO2Fe2+,故丙实验结论能证明还原性SO2Fe2+Cl-。14
14、.已知CuO经高温灼烧生成Cu2O,Cu2O与H+ 发生反应:Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中,下列有关说法中正确的是()A.如果溶液变为蓝色,同时有紫红色固体出现,说明样品全部生成Cu2OB.溶液中最终可能有紫红色固体出现C.该实验的结果无法说明CuO分解的程度D.如果溶液中出现蓝色,最终没有紫红色固体出现,说明CuO没有分解【解析】选C。解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化性,能溶解CuO、Cu2O和单质Cu,因而该实验结果无法说明CuO分解的程度。15.(2020梧州模拟)关于反应过程中的先后顺序,下列评价正确的是()A.向
15、浓度都为0.1 molL-1的FeCl3和CuCl2混合溶液中加入铁粉,溶质CuCl2首先与铁粉反应B.向过量的Ba(OH)2溶液中滴加少量的KAl(SO4)2溶液,开始没有白色沉淀生成C.向浓度都为0.1 molL-1 Na2CO3和NaOH混合溶液中通入CO2气体,NaOH首先反应D.向浓度为0.1 molL-1的FeCl3溶液中,加入质量相同、颗粒大小相同的铁和铜,铜单质首先参加反应【解析】选C。铁离子的氧化性强于铜离子,还原剂铁先和氧化性强的铁离子反应,故A错误;钡离子和硫酸根离子反应生成白色沉淀硫酸钡,所以开始有白色沉淀生成,故B错误;碳酸钠和氢氧化钠均可以和二氧化碳反应,但是氢氧化
16、钠的碱性强于碳酸钠,所以NaOH先和二氧化碳发生反应,C正确;一种氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的铁先反应,故D错误。16.采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质制取绿矾(FeSO47H2O),某学习小组设计了如下流程:下列说法错误的是()A.酸浸时选用足量硫酸,试剂X为铁粉B.滤渣a主要含SiO2,滤渣b主要含Al(OH)3C.从滤液B得到绿矾产品的过程中,必须控制条件防止其氧化和分解D.试剂X若为过量NaOH溶液,得到的沉淀用硫酸溶解,再结晶分离也可得绿矾【解析】选D。硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑
17、其他杂质)中加入足量硫酸,Fe2O3、Al2O3与酸反应生成硫酸铁、硫酸铝,二氧化硅不反应,过滤,滤渣a为二氧化硅;在滤液A中加入铁粉将Fe3+还原为Fe2+,调节pH使Al3+完全生成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣b主要为氢氧化铝,滤液B为硫酸亚铁,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,得到硫酸亚铁晶体。由流程分析可知,溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X为铁粉,A正确;根据以上分析可知滤渣a主要含SiO2,滤渣b主要含Al(OH)3,B正确;Fe2+易被空气中的氧气氧化,而且绿矾受热易失去结晶水,所以从滤液B得到FeSO47H2O产品的过程中,必须控制条件防止其氧化和分解,C正确;试剂X若为过量NaOH溶液,得到的
18、沉淀是氢氧化铁,用硫酸溶解得到的是硫酸铁而不是硫酸亚铁,D错误。17.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A.将铜丝插入浓硫酸中加热,反应后把水加入反应器中,观察硫酸铜溶液的颜色B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体D.将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿【解析】选D。A项,应将反应后液体倒入盛水的烧杯中;B项,应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛装氯气的集气瓶中;C项,CuCl2水解生成的盐酸易挥发,加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
19、18.根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验,经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是()【解析】选C。A项中,制取NH3应用Ca(OH)2和NH4Cl固体加热,不正确;B项中,CO2气体应长管进、短管出,不正确;C项中,析出的NaHCO3晶体用过滤的方法分离,正确;D项中NaHCO3应低温烘干,不能直接加热,易发生反应2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,不正确。19.绿水青山就是金山银山,水污染整治已刻不容缓。某工厂拟综合处理含N废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO),设计了如下工业流程:下
20、列说法错误的是()A.气体中主要含有的气体有N2、NO、COB.X在反应中作氧化剂,可通入过量的空气C.处理含N废水时,发生离子方程式是N+NN2+2H2OD.捕获剂所捕获的气体主要是CO【解析】选B。工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收,生成固体为CaCO3、CaSO3,气体是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO,气体中通入气体X,用NaOH溶液处理后得到NaNO2,X可为空气,但不能过量,否则得到NaNO3,NaNO2与含有N的废水反应生成无污染气体,应生成氮气,则气体含有CO、N2,捕获剂所捕获的气体主要是CO。A.工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收,生成CaCO3、CaSO3,
21、因Ca(OH)2过量,则固体主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3,气体是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO,A正确;由分析可知,气体是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO,气体中通入气体X,用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2,X可为空气,但不能过量,否则得到NaNO3,B错误;NaNO2与含有N的废水反应生成无污染气体,应生成N2,发生氧化还原反应,离子方程式为N+NN2+2H2O, C正确;气体含有CO、N2,经捕获剂所捕获的气体主要是CO,D正确。20.在FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是()A.加入KSCN溶液一定不变
22、红色B.溶液中一定含Fe2+C.溶液中一定含Cu2+D.剩余固体中一定含铜【解析】选C。氧化性Fe3+Cu2+,加入Fe先还原Fe3+,然后再还原Cu2+。21.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液23滴,溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红
23、色原溶液中含有Fe2+【解析】选A。B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应:Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,错误;C项中N+H+具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,两者发生氧化还原反应,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈红色,无法证明样品是否变质,错误;D项中若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,也有此现象,错误。22.绿矾(FeSO47H2O)的相关性质如图所示,反应至均在隔绝空气条件下进行,气体1、2、3的摩尔质量依次增大。下列推断合理的是()A.能发生氧化还原反应的只有、B.将反应和反应产生的气体混合,气体
24、颜色发生变化C.反应生成的固体在空气中高温灼烧只发生分解反应D.将气体1和气体3冷凝再混合,能计算出所得溶液的物质的量浓度【解析】选B。FeSO4具有还原性,能被过氧化钠、硝酸钾(酸性环境)、氯水氧化,绿矾在隔绝空气时煅烧生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水蒸气,该反应也属于氧化还原反应,故属于氧化还原反应的有、,A不合理;反应产生的气体为O2,反应生成的气体为NO,NO与O2混合生成红棕色的NO2,B合理;反应生成的FeCO3有还原性,能被空气中的氧气氧化,C不合理;根据绿矾组成知,反应的化学方程式为2FeSO47H2OFe2O3+SO3+SO2+14H2O,气体1、2、3依次是H2O、SO2
25、、SO3。气体1和3冷却至室温所得溶液是硫酸溶液,其组成比为n(H2O)n(H2SO4)=131,能计算溶液中溶质的质量分数,但计算硫酸的物质的量浓度缺少溶液密度,D不合理。23.一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2、SO3和O2。已知:SO2、SO3都能被碱石灰和氢氧化钠溶液吸收。利用如图所示装置加热硫酸铜粉末直至完全分解。若硫酸铜粉末质量为10.0 g,完全分解后,各装置的质量变化关系如表所示。装置A(试管+粉末)BC反应前42.0 g75.0 g140.0 g反应后37.0 g79.5 g140.0 g请通过计算,推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式是()A.4CuSO44C
26、uO+2SO3+2SO2+O2B.3CuSO43CuO+SO3+2SO2+O2C.5CuSO45CuO+SO3+4SO2+2O2D.6CuSO46CuO+4SO3+2SO2+O2【解析】选A。根据质量守恒定律分析,反应生成气体的质量为42.0 g-37.0 g=5 g,生成氧化铜的质量为10 g-5 g=5 g;干燥管完全吸收了二氧化硫和三氧化硫,其质量为79.5 g-75 g=4.5 g,生成的氧气的质量为5 g-4.5 g=0.5 g;则参加反应的硫酸铜和生成的氧化铜及生成的氧气的质量比为10 g5 g0.5 g=20101,表现在化学方程式中的化学计量数之比为=441,从题干中可以看出,
27、只有A答案符合这个比例。24.(2020沧州模拟)某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,设计装置如图,下列说法正确的是()A.装置A气密性检查方法:直接向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好B.装置B中盛放浓硫酸,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气C.装置C加热前,用试管在干燥管管口处收集气体点燃,通过声音检验气体纯度D.装置A也可直接用于Cu与浓硫酸反应制取SO2【解析】选C。装置A气密性的检查方法,关闭K1,然后向长颈漏斗中加水,当漏斗中液面高于试管中液面且高度不变说明气密性良好,故A不正确;装置B中应盛放碱石灰,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气和
28、氯化氢等,故B不正确;装置C加热前,用试管在干燥管管口处收集气体点燃,通过声音检验气体纯度,若听到“噗”的一声,则说明氢气已纯净,故C正确;Cu与浓硫酸反应制取SO2需要加热,故装置A不能直接用于该反应,故D不正确。25.在医药上常用硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)作补血剂,某化学活动小组为测定某补血剂中铁元素的含量进行了如下实验操作:根据上述操作判断下列说法正确的是()A.步骤中研细时所用的仪器名称为坩埚B.步骤发生反应的离子方程式为Fe2+H2O2+2H+Fe3+2H2OC.步骤中一系列操作应为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重D.假设实验过程中无损耗,可知该补血剂中铁的含量为100%【解析】
29、选C。步骤中研细时应在研钵中进行,A项错误;步骤发生反应为Fe2+被氧化,离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O,B项错误;步骤中一系列操作应为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重,C项正确;n g Fe2O3中铁元素的质量为n g=0.7n g,因此该补血剂中铁元素的质量分数为100%,D项错误。二、非选择题(本大题共6小题,共50分)26.(6分)FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3。请回答:(1)将FeSO4受热产生的气体按图示装置进行实验,证实含有SO3和SO2。能说明SO2存在的实验现象是_;为测定BaSO4沉淀的质量,后续的操作步骤依次为
30、_、洗涤、干燥、称重。(2)设计一个实验方案,用化学方法验证FeSO4受热后固体的成分(不考虑其他反应) _。【解析】(1)检验二氧化硫用品红溶液,若品红溶液红色褪去,则说明含有SO2。SO3溶于水生成硫酸,硫酸和BaCl2溶液反应生成BaSO4沉淀。然后过滤、洗涤、干燥、称量即可测定BaSO4沉淀的质量。(2)FeSO4受热后得到的固体有两种情况:一是FeSO4完全分解,得到的固体是Fe2O3,二是若FeSO4未完全分解,得到的固体是Fe2O3和未分解的FeSO4。故检验方法为取适量固体,加足量稀盐酸溶解。取一份试液滴加KSCN溶液,若显红色,则有Fe3+(含Fe2O3);另取一份试液滴加B
31、aCl2溶液,若有白色沉淀,则有S(含有未分解的FeSO4)。答案:(1)品红溶液褪色过滤(2)取适量固体,加足量稀盐酸溶解。取一份试液滴加KSCN溶液,若显红色,则有Fe3+(含Fe2O3);另取一份试液滴加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则有S(含有未分解的FeSO4)27.(7分)铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:(1)Cu不活泼,通常情况下不与稀硫酸反应,但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后,溶液很快变蓝色,试写出该反应的离子方程式_。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体,试写出该反应的离子方程式_。(3)火法炼铜的原理:Cu2S+O22C
32、u+SO2,在该反应中每生成1 mol Cu,转移mol e-。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_(填选项字母)。a.粗铜接电源正极,发生氧化反应b.溶液中Cu2+向阴极移动c.电解过程中,阳极和阴极的质量变化相等d.利用阳极泥可回收Al、Zn等金属【解析】(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应,但再加入H2O2溶液后铜开始溶解,溶液逐渐变为蓝色,说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性,能氧化铜,离子方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2+2H2O。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3,反应的离子方
33、程式为2Cu2+C+2H2OCu2(OH)2CO3+2H+。(3)反应中铜元素化合价由+1降低到0,氧元素化合价由0降低到-2,硫元素化合价由-2升高到+4,由方程式可知生成2 mol Cu,转移6 mol电子,则该反应中每生成1 mol Cu,转移3 mol电子。(4)精炼铜时,粗铜作阳极,连接电源正极,发生氧化反应,故a正确;溶液中Cu2+向阴极移动,故b正确;在阳极比铜活泼的金属先放电,所以阳极和阴极的质量变化不相等,故c错误;Ag、Pt、Au不如铜活泼,铜放电后,Ag、Pt、Au从粗铜上脱落,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,故d错误。答案:(1)Cu+H2O2+2H+Cu2+2
34、H2O(2)2Cu2+C+2H2OCu2(OH)2CO3+2H+(3)3(4)ab28.(10分)为了探究某合金材料的成分,某校化学兴趣小组取mg该合金材料粉碎后进行了如下实验:请据此回答以下问题:(1)操作的名称为_。(2)若该合金材料的成分元素均为金属元素,则D的化学式为_。由此可知,该合金材料中可以确定的成分有_。(3)若试剂a为稀盐酸,则滤液E的主要成分为_,实验室中保存E的溶液的方法是在溶液中加入过量的_,原因是_。(4)若试剂a为足量稀硫酸,写出F在加热条件下和稀硫酸反应制备胆矾溶液的化学方程式: _。若实验测得胆矾(CuSO45H2O)的质量为a g,则可知该合金材料中铜的质量分
35、数为_。(5)甲同学查阅资料得知硅与NaOH溶液反应也有H2放出,因此根据上述实验的现象认为该合金中也可能含有Si,请你设计一最佳方案,帮助他们进行证明这一结论是否正确(写出所选试剂、实验现象及结论): _。【解析】(1)操作为过滤;(2)若合金均为金属元素,且能与NaOH溶液反应放出氢气,说明含有Al,再根据滤液E能与铁氰化钾反应产生蓝色沉淀,说明滤液E中有亚铁离子,滤渣F能制胆矾,滤渣F中含有铜,可知该合金成分为Al、Fe、Cu。(3)若试剂a为稀盐酸,则滤液E为氯化亚铁,为了防止其被氧化,在实验室中保存氯化亚铁需要在其中加入铁粉;(4)若试剂a为过量稀硫酸,则F中含有Cu,在加热条件下C
36、u可与氧气反应生成CuO,再与稀硫酸反应生成硫酸铜;a g胆矾(CuSO45H2O)中Cu的质量为a g,因此原合金材料中铜的质量分数为100%=100%;(5)利用氢氧化铝的两性和硅酸难于水和酸来设计实验方案。答案:(1)过滤(2)Al(OH)3Al、Fe、Cu (3)FeCl2铁粉防止Fe2+被氧化 (4)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O100%(5)取少量滤液A于试管中,逐滴滴加稀盐酸至过量,开始时,先生成白色沉淀,酸过量时,若沉淀完全溶解,则只有Al无Si;若沉淀部分溶解,则Al、Si都有;若沉淀始终不溶,则只有Si,不含Al29.(10分)水合草酸亚铁(FeC2O4x
37、H2O)是生产锂电池的原料。难溶于水,受热易分解。某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。分别取2 mL此溶液于3支试管中,进行实验。能证明水合草酸亚铁中存在Fe2+的试剂有_(填代号)。A.KSCN溶液B.K3Fe(CN)6溶液C.酸性KMnO4溶液(2)为测定水合草酸亚铁中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g。按如图连接好装置进行实验。实验步骤如下:a.打开K1和K2,缓缓通入N2b.低温加热装置A一段时间c.停上加热,冷却到室温d.关闭K
38、1和K2,称量Ae._,记为m3 g。补充实验步骤e为_(填实验操作和要求)。步骤b至步骤e继续通入N2的目的是_。(3)为探究草酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入如图所示部分的装置(可重复选用)进行实验。打开K1和K2,缓缓通入N2,充分加热。实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。实验装置中,依次连接的合理顺序为A_。证明产物有CO生成的现象是_。写出草酸亚铁受热分解的化学方程式_。【解析】(1)A.KSCN溶液加到亚铁盐溶液中没有明显的现象,故A错误;B.K3Fe(CN)6溶液与亚铁离子反应生成蓝色沉淀,故B正确;C.酸性KMnO4溶液能够被亚铁离子和草酸根离子还
39、原褪色,不能说明一定含有亚铁离子,故C错误。(2)实验过程为a.打开K1和K2,缓缓通入N2;b.低温加热装置A一段时间;c.停上加热,冷却到室温;d.关闭K1和K2,称量A;e.重复上述ad步骤,直至A恒重;氮气不参加反应,为保护气体,考虑到实验目的是测定水合草酸亚铁中结晶水含量,所以通入氮气有两个目的:将装置A中的水蒸气排出,同时防止FeC2O4被空气氧化。(3)加热分解草酸亚铁生成一氧化碳和二氧化碳,则实验应验证一氧化碳和二氧化碳,先验证二氧化碳,可用澄清石灰水;然后除去二氧化碳、并检验二氧化碳已除尽;接着验证一氧化碳,可用还原氧化铜实验。所以连接装置顺序为C(验证二氧化碳)E(除去二氧
40、化碳)C(验证二氧化碳被除尽)F(干燥气体)G(验证一氧化碳)C(验证一氧化碳被氧化成二氧化碳)H(尾气收集);证明产物有CO生成的现象是G装置中黑色固体变红,其后的C中澄清石灰水变浑浊;实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物,此黑色化合物为四氧化三铁,因此,加热后草酸亚铁分解,生成物为一氧化碳、二氧化碳和四氧化三铁,该反应的化学方程式为3FeC2O4Fe3O4+4CO+2CO2。答案:(1)B(2)重复上述ad步骤,直至A恒重将装置A中的水蒸气排出;同时防止FeC2O4被空气氧化(3)CECFGCHG装置中黑色固体变红,其后的C中澄清石灰水变浑浊3FeC2O4Fe3O4+4CO+
41、2CO230.(8分)工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a.浓硫酸b.稀硝酸c.NaOH溶液d.氨水(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_。(3)利用反应2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为_。【解析】(1)气体A中的大气污染物为SO2,可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依据图示,泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。(3)根据总反应,O2发生还原反应,因此正极反应式为O2+4H+4e-2H2O。答案:(1)cd(2)3Cu2O+2A
42、lAl2O3+6Cu(3)4H+O2+4e-2H2O【加固训练】钨是我国的丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,钨在自然界主要以钨(W)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4,含有二氧化硅、氧化铁等杂质,工业冶炼钨的流程如下:已知:钨酸酸性很弱,难溶于水离子完全沉淀的pH:Si为8,W为5碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨(1)根据铝热反应的原理可以用WO3制取钨,化学方程式是_。(2)CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式是_。(3)滤渣B的主要成分是_(写化学式)。调节pH可选用的试剂是_(填字母序号)。A.氨水B.氢氧化钠溶液C.盐酸D.碳酸钠溶液
43、(4)母液中加入盐酸的离子方程式为_。检验沉淀C是否洗涤干净的操作是_。(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是_。【解析】(1) 铝与WO3制取钨的化学方程式是WO3+2AlW+Al2O3。(2)由于Na2WO4是易溶性盐,CaCO3高温下会分解,所以高温反应生成Na2WO4、CaO、CO2。(3)Na2CO3能与SiO2反应生成可溶性的Na2SiO3,所以滤渣A的主要成分是Fe2O3,调节pH可将Si转化为H2SiO3(滤渣B);因生成的CaO与水反应生成Ca(OH)2,使得溶液呈较强的碱性,所以必须使用酸来调节pH。(4)母液中加入盐酸是将W转化为H
44、2WO4沉淀;若沉淀未洗净则洗涤液中含有Cl-,所以取最后一次洗涤液并用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验即可。(5)过量的碳混在固体中不易除去,且碳易与生成的钨反应又引入新的杂质,而H2是气体,且生成物H2O可蒸发除去。答案:(1) WO3+2AlW+Al2O3(2)CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2(3)H2SiO3C(4)W+2H+H2WO4取最后一次的洗涤液少量于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴加12滴AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净,若出现白色沉淀则表明沉淀未洗涤干净(5)若用碳作还原剂,混杂在金属中的碳不易除去,而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳
45、化钨,不容易获得纯的金属钨,用氢气作还原剂可避免以上问题31.(9分)无水AlCl3易升华,可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为_。(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl2,此反应的离子方程式为_。(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入少量Al,其作用是_。(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度,称取16.25 g无水AlCl3样品,溶于过量的NaOH溶液中,过滤出沉淀物,沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,得其质量为0.
46、32 g。写出上述除杂过程中涉及的离子方程式:_、_。AlCl3产品的纯度为_。【解析】(1)由经冷却器出来的气体有CO和Cl2可知,CO是氯化炉中的生成物,且Cl2是过量的,故氯化炉中发生反应的化学方程式为Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO。(2)亚硫酸钠是还原剂,氯气是氧化剂,则离子方程式为S+Cl2+H2OS+2Cl-+2H+。(4)除杂过程中涉及的离子方程式为Fe3+3OH-Fe(OH)3,Al3+4OH-Al+2H2O。沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重,得到的0.32 g 固体物质是氧化铁,即其物质的量为0.002 mol,则氯化铁的物质的量为0.004 mol,即其质量为0.65 g,得出AlCl3的质量为16.25 g-0.65 g=15.6 g,AlCl3的纯度为100%=96%。答案:(1)Al2O3+3Cl2+3C2AlCl3+3CO(2)S+Cl2+H2OS+2Cl-+2H+(3)除去FeCl3(4)Fe3+3OH-Fe(OH)3Al3+4OH-Al+2H2O96%
