1、单元质检卷(三)金属及其化合物(分值:100 分)一、选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题意。1.下列说法不正确的是()A.宋代希孟千里江山图中的绿色颜料铜绿,其主要成分是碱式碳酸铜B.战国时期的“曾侯乙编钟”属于青铜制品,青铜是一种铜合金C.高炉炼铁的过程中发生了氧化还原反应D.工业上通过加热氧化铝的方法来冶炼得到铝2.(2020 山西晋中平遥第二中学月考)下列有关物质的应用与性质相对应的说法正确的有()明矾能用于净水是因为铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有强氧化性氯化铁溶液可用于制作印刷电路板是因为其能氧化单质铜浓硫酸可用作干燥剂是因为其具有脱水
2、性光导纤维可用作通讯材料是因为其具有导电性MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料NaHCO3能与碱反应,因此食品工业上可用作焙制糕点的膨松剂Al 具有良好的延展性和抗腐蚀性,可制成铝箔包装物品 A.2 个B.3 个C.4 个D.5 个3.下列中学常见实验的现象表述正确的是()A.过量的铁投入到一定量的稀硝酸中充分反应后取上层清液置于试管中,滴加 KSCN 溶液,溶液显红色B.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁C.检验红砖中有氧化铁,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 滴即可D.往 FeCl3
3、和 BaCl2的混合溶液中通入 SO2,溶液颜色由棕黄色变为浅绿色,同时有白色沉淀产生,表示 FeCl3具有还原性4.(2020 江苏化学,6)下列有关化学反应的叙述正确的是()A.室温下,Na 在空气中反应生成 Na2O2B.室温下,Al 与 4.0 molL-1NaOH 溶液反应生成 NaAlO2C.室温下,Cu 与浓硝酸反应放出 NO 气体D.室温下,Fe 与浓硫酸反应生成 FeSO45.(2020 安徽皖南八校联考)下列关于金属及其化合物的说法正确的是()A.表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔熔化但不滴落B.将 Na、Fe、Cu 分别在 Cl2中燃烧,可分别得到 NaCl、Fe
4、Cl2、CuCl2C.Na2O2与水反应和红热的 Fe 与水蒸气反应均能生成碱D.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6.(2020 黑龙江双鸭山第一中学月考)下列有关实验操作,现象和解释或结论都正确的是()选项 操作 现象 解释或结论 A 向饱和 Na2CO3溶液中通入足量CO2 溶液变浑浊 析出了NaHCO3晶体 B 向含有酚酞的烧碱溶液中通入SO2 溶液红色褪去 二氧化硫有漂白性 C 用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 溶液中有 Na+、无 K+D 向 NaHCO3溶液中滴加 NaAlO2溶液 有白色沉淀和气体产生 AlO2-与 HC
5、O3-发生了相互促进的水解反应 7.(2020 河北辛集中学阶段考试)下列各组物质相互混合反应后,最终没有沉淀生成的是()A.将少量 Ca(OH)2投入过量 NaHCO3溶液中B.向 NaAlO2溶液中滴入 NaHCO3溶液C.向饱和 Na2CO3溶液中通入足量 CO2D.过量 NaOH 溶液和明矾溶液混合8.(2020 安徽怀宁中学月考)已知 CuO 经高温灼烧生成 Cu2O,Cu2O 与 H+发生反应的化学方程式为Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O。把经过高温灼烧后的 CuO 样品投入足量的热的稀硝酸中,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
6、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9.(2020 辽宁朝阳建平二中期中)关于反应过程中的先后顺序,下列评价正确的是()A.向浓度均为 0.1 molL-1的 FeCl3和 CuCl2混合溶液加入铁粉,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.向浓度均为 0.1 molL-1的 Na2CO3和 NaOH 的混合溶液通入 CO2气体,NaOH 首先反应D.向浓度为 0.1 molL-1的 Fe
7、Cl3溶液中加入质量相同、大小相同的铁和铜,铜先反应10.(2020 河北辛集中学阶段考试)碱式氯化铜CuaClb(OH)cxH2O是一种重要的无机杀虫剂,它可以通过以下步骤制备。步骤 1:将铜粉加入稀盐酸中,并持续通空气反应生成 CuCl2。已知 Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如下图所示。步骤 2:在制得的 CuCl2溶液中加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜。下列有关说法正确的是()A.a、b、c 之间的关系式为:a=b+cB.图中 M、N 分别为 Fe2+、Fe3+C.步骤 1 充分反应后,加入少量 CuO 是为了除去 Fe3+D.若制备 1 mol CuCl2,理论上消耗 1
8、1.2 L O2二、选择题:本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。11.(2020 山东泰安第四中学期中)在含有 Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各 0.1 mol 的混合溶液中加入 0.1 mol 铁粉,充分搅拌后铁完全反应,同时析出 0.1 mol Ag。则下列结论中不正确的是()A.向反应后的溶液中继续加入少量铁粉,铁粉可以继续溶解B.氧化性:Ag+Fe3+Cu2+Zn2+C.反应后溶液的质量增加D.反应后溶液中 Cu2+与 Fe2+的物质的量之比为
9、1112.(2020 安徽合肥质量检测)混合物 M 中可能含有 Al2O3、Fe2O3、Al、Cu,为确定其组成,某同学设计如图所示分析方案。下列分析正确的是()A.已知 m1m2,则混合物 M 中不一定含有 Al2O3B.生成蓝绿色溶液的离子方程式为 Cu+Fe3+Cu2+Fe2+C.固体 P 既可能是纯净物,又可能是混合物D.要确定混合物 M 中是否含有 Al,可取 M 加入过量 NaOH 溶液中13.(2020 湖南部分重点中学期末)工业上常用铁碳混合物处理含 Cu2+废水获得金属铜。当保持铁屑和活性炭总质量不变时,测得废水中 Cu2+的浓度在不同铁碳质量比(x)条件下随时间变化的曲线如
10、下图所示。下列推论不合理的是()A.活性炭对 Cu2+具有一定的吸附作用B.铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池,铁为负极C.增大铁碳混合物中铁碳比(x),一定会提高废水中 Cu2+的去除速率D.利用铁碳混合物回收含 Cu2+废水中铜的反应原理:Fe+Cu2+Fe2+Cu14.(2020 山东泰安三模)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如图所示,下列有关说法正确的是()A.“灼烧”时,可在玻璃坩埚中进行B.“浸取”时,可用无水乙醇代替水C.“转化”反应中,通入 CO2的目的是提供还原剂D.“浓缩结晶”的目的是分离提纯 KMnO415.(2020 山东泰安第四中学期中)铁粉和铜粉的均匀混合物
11、,平均分成四等份,分别加入同浓度不同体积的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成 NO 的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有 NO):反应编号 稀硝酸体积/mL 100 200 300 400 剩余金属/g 18.0 9.6 0 0 NO 体积/mL 2 240 4 480 6 720 V 下列计算结果错误的是()A.中溶解了 8.4 g FeB.原混合物总质量为 105.6 gC.硝酸的浓度为 4 molL-1D.中 V=6 720三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分。16.(2020 江西第一次大联考)(12 分)随着工农业的发展,NH4Cl 的价格低迷、需求降低导致利用
12、“侯氏制碱法”生产的碱厂出现亏损。“新联合制碱法”应运而生,流程如下:(1)写出气体 X 的结构式:。(2)上述工艺流程中参与循环使用的气体有 、。(3)所得产品 Na2CO3中不会含有 NH4Cl,原因是 (用化学方程式表示)。(4)过程以 MgO 为催化剂进行转化,示意图如下:步骤实际上要经过加热和高温两步反应,“加热”步骤制得 HCl,“高温”步骤得到 MgO,其化学方程式分别为 、。过程分两步得到 NH3和 HCl,比一步得到 NH3和 HCl 的好处是 。17.(2020 北京 101 中学月考)(12 分)某小组模拟工业上回收分银渣中的银,过程如下:(1)Na2SO3溶液和氨水均可
13、作浸出剂,但由于氨水易 (填物理性质),故用 Na2SO3溶液更环保。(2)中主要反应:AgCl+2SO32-Ag(SO3)23-+Cl-。研究发现:其他条件不变时,该反应在敞口容器中进行,浸出时间过长会使银的浸出率(浸出液中银的质量占起始分银渣中银的质量的百分比)降低,可能的原因是 (用离子方程式表示)。(3)研究发现:浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液 pH 的关系如下图。pH=10 时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化趋势是 。解释中变化趋势的原因:。pH=5 时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与 pH=10 时不同,原因是 。(4)将中反应的离子方程式
14、补充完整:Ag(SO3)23-+OH-+C O32-(5)中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银的浸出率会降低。从回收液离子浓度变化和反应限度的角度分析原因:。18.(2020 福建师范大学第二附中期中)(12 分)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是 Fe2O3、Cu2O 或二者的混合物。探究过程如下:查阅资料:Cu2O 几乎不溶于水,溶于稀硫酸可生成 Cu 和 CuSO4,Cu2O 在空气中加热生成 CuO。【提出假设】假设 1:红色粉末是 Fe2O3假设 2:红色粉末是 Cu2O假设 3:红色粉末是 Fe2O3和 Cu2O 的混合物
15、【设计探究实验】取少量粉末放入足量的稀硫酸中,在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂。(1)若假设 1 成立,则预期实验现象是 。(2)若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?。(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色,则证明红色粉末是 ,写出发生反应的所有离子方程式:。【探究延伸】经实验分析,确定红色粉末为 Fe2O3和 Cu2O 的混合物。(4)实验小组欲用加热法测定 Cu2O 的质量分数。取 a g 固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为 b g(ba),则混合物中 Cu2O 的质量分数为
16、 。(5)欲利用红色粉末 Fe2O3和 Cu2O 的混合物制取较纯净的胆矾(CuSO45H2O),经查阅资料得知,在溶液中调节溶液的酸碱性而使 Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的 pH 如下表:物质 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀 pH 6.0 7.5 1.4 沉淀完全 pH 13 14 3.7 实验室有下列试剂可供选择:A.氯水 B.H2O2 C.硝酸 D.NaOH E.氨水 F.Cu2(OH)2CO3实验小组设计如下实验方案:试回答:试剂 1 为 ,试剂 2 为 (填字母)。固体 X 的成分为 ,操作 1 为 。19.(2020 江苏化学,19)(12 分
17、)实验室由炼钢污泥(简称铁泥,主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料-Fe2O3。其主要实验流程如下:铁泥酸浸还原除杂沉铁-Fe2O3(1)酸浸。用一定浓度的 H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变,实验中采取下列措施能提高铁元素浸出率的有 (填序号)。A.适当升高酸浸温度B.适当加快搅拌速度C.适当缩短酸浸时间(2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉,使 Fe3+完全转化为 Fe2+。“还原”过程中除生成 Fe2+外,还会生成 (填化学式);检验 Fe3+是否还原完全的实验操作是 。(3)除杂。向“还原”后的滤液中加入 NH4F 溶液,使 Ca2+转化为 CaF2沉淀除去。若溶液
18、的 pH 偏低,将会导致 CaF2沉淀不完全,其原因是 Ksp(CaF2)=5.310-9,Ka(HF)=6.310-4。(4)沉铁。将提纯后的 FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成 FeCO3沉淀。生成 FeCO3沉淀的离子方程式为。设计以 FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料,制备 FeCO3的实验方案:FeCO3沉淀需“洗涤完全”,Fe(OH)2开始沉淀的 pH=6.5。20.(2020 山东化学模拟试题)(12 分)五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂,研制了一种利用废催化剂(含有 V2
19、O5、VOSO4、不溶性硅酸盐)回收 V2O5的新工艺流程如下:已知:a.部分含钒物质常温下在水中溶解性如下表所示:物质 VOSO4 V2O3 NH4VO3(VO2)2SO4 溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶 b.VO2+2OH-VO3-+H2O回答下列问题:(1)用水浸泡废催化剂,为了提高单位时间内废钒的浸出率,可以采取的措施为 (写一条)。(2)滤液 1 和滤液 2 中钒的存在形式相同,其存在形式为 (填离子符号)。(3)在滤渣 1 中加入 Na2SO3和过量 H2SO4 溶液发生反应的化学方程式为 。(4)生成 VO2+的反应中消耗 1 mol KClO3时转移 6 mol 电子,该反应的
20、离子方程式为 。(5)在第步反应中需要加入氨水,结合化学用语,用平衡移动原理解释加入氨水的一种作用为 。(6)最后钒以 NH4VO3的形式沉淀出来。以沉钒率(NH4VO3沉淀中 V 的质量和废催化剂中 V 的质量之比)表示该步反应钒的回收率。请解释下图温度超过 80 以后,沉钒率下降的可能原因是 ;(写两条)。(7)该工艺流程中可以循环利用的物质为 。(8)测定产品中 V2O5的纯度:称取 a g 产品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入 b1 mL c1molL-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2+2H+Fe2+VO2+Fe3+H2O)。最后用 c2 molL-1 KM
21、nO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗 KMnO4溶液的体积为 b2 mL。已知 MnO4-被还原为 Mn2+,假设杂质不参与反应。则产品中 V2O5(摩尔质量:182 gmol-1)的质量分数是 。(列出计算式)单元质检卷(三)金属及其化合物1.D 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,A 项正确;青铜是一种铜合金,B 项正确;高炉炼铁的过程是化合态的铁转化为游离态的铁,发生了氧化还原反应,C 项正确;工业上通过电解熔融态氧化铝的方法来冶炼金属铝,D 项错误。2.B 明矾电离产生的 Al3+水解产生氢氧化铝胶体,胶体的表面积大,有很强的吸附能力,能吸附水中悬浮的物质,从而使水净化
22、,错误。氯化铁溶液可用于制作印刷电路板是因为发生反应:2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+,在该反应中氯化铁是氧化剂,有氧化性,正确;浓硫酸可用作干燥剂是因为其具有强吸水性,错误;光导纤维的主要成分是二氧化硅,是光通信的传输材料,光导纤维不能导电,错误;MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料,正确;NaHCO3受热分解生成 CO2和水,因此食品工业上用作焙制糕点的膨松剂,错误;Al 具有良好的延展性和抗腐蚀性,可制成铝箔包装物品,正确。3.C 过量的铁投入到一定量的稀硝酸中,铁先被硝酸氧化为三价铁,过量的铁能和三价铁反应生成亚铁离子,铁元素最终显示为+2 价,滴加 KSCN 溶液,溶液不会
23、显红色,故 A 错误;向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液发生复分解反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,搅拌后,氢氧化亚铁很容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,得不到白色沉淀物质,故 B 错误;氧化铁和盐酸反应生成氯化铁溶液和水,三价铁遇 KSCN 溶液会变红色,故 C 正确;氯化铁具有氧化性,能与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根离子,再与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,铁离子被还原为亚铁离子,溶液由棕黄色变成浅绿色,表示铁离子有氧化性,故D 错误。4.B A 项,室温下 Na 在空气中与 O2反应生成 Na2O,加热时 Na 与 O2反应得到 Na2O2,错误;B 项,Al 与 NaOH 溶液反应的化学方程式
24、为 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2,正确;C 项,室温下 Cu 与浓硝酸反应生成 NO2,错误;D 项,在室温下 Fe 遇浓硫酸发生钝化,生成致密的氧化物薄膜,错误。5.A 由于 Al 可以在空气中迅速生成氧化铝,且氧化铝的熔点高于 Al,因此表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热时,铝箔熔化但不滴落,A 正确;由于氯气氧化性较强,故 Fe在氯气中燃烧得到的产物为氯化铁,而不是氯化亚铁,B 错误;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,Fe 与水蒸气反应可生成四氧化三铁和氢气,C 错误;Fe 还原性强于 Cu,故氯化铁溶液会优先与 Fe 发生反应,若反应结束后,烧杯中的固体若有铁
25、,则一定有 Cu 剩余,D 错误。6.A 向饱和 Na2CO3溶液中通入足量 CO2时生成 NaHCO3,由于 NaHCO3溶解度比Na2CO3小,故而有晶体析出,故 A 正确;向含有酚酞的烧碱(氢氧化钠)溶液中通入 SO2,氢氧化钠与二氧化硫反应可以生成亚硫酸氢钠,溶液由碱性逐渐变为弱酸性,故溶液红色褪去,不是利用二氧化硫的漂白性,故 B 错误;进行焰色试验时若火焰呈黄色,则原溶液中一定含有 Na+,不能确定是否含有 K+,故 C 错误;NaHCO3溶液与 NaAlO2溶液混合产生白色沉淀氢氧化铝和碳酸钠,没有气体生成,故 D 错误。7.D 将少量 Ca(OH)2投入过量 NaHCO3溶液中
26、只生成白色沉淀碳酸钙,最终有沉淀生成,故 A 错误;碳酸氢根离子酸性强于氢氧化铝,则 NaAlO2和 NaHCO3发生反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钠,离子方程式为 AlO2-+HCO3-+H2OAl(OH)3+CO32-,故 B 错误;向饱和Na2CO3溶液中通入足量 CO2发生反应的化学方程式为 Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,碳酸氢钠的溶解性小于碳酸钠的溶解性,向饱和 Na2CO3溶液中通入足量 CO2会析出碳酸氢钠晶体,所以产生白色沉淀,故 C 错误;过量 NaOH 溶液和明矾溶液混合,依次发生反应 3OH-+Al3+Al(OH)3,Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,
27、所以最终没有沉淀生成,故 D 正确。8.C CuO 经高温灼烧生成 Cu2O,因硝酸具有强氧化性,且稀硝酸足量,Cu、CuO 以及Cu2O 都可与硝酸发生反应,最终生成硝酸铜,则反应后没有紫色固体,也不能说明 CuO 的分解程度,可用稀硫酸检验 CuO 的分解程度,C 正确。9.C 向浓度均为 0.1 molL-1的 FeCl3和 CuCl2混合溶液加入铁粉,因为 Fe3+的氧化能力强于 Cu2+,所以溶质 FeCl3首先与铁粉反应,A 错误;向过量的 Ba(OH)2溶液中滴加少量的KAl(SO4)2溶液,开始生成 BaSO4沉淀,B 错误;向浓度均为 0.1 molL-1的 Na2CO3和
28、NaOH的混合溶液通入 CO2气体,CO2和 NaOH 首先反应,C 正确;向浓度为 0.1 molL-1的 FeCl3溶液中加入质量相同、大小相同的铁和铜,因为铁的还原能力强,所以铁先反应,D 错误。10.C 根据化合物中正负化合价的代数和等于 0 可知,2a=b+c,A 错误;根据题干叙述可知步骤 1 反应的化学方程式为 2Cu+O2+4HCl2CuCl2+2H2O,则 M 是 O2,N 是 H2O,B 错误;Fe3+水解使溶液显酸性,CuO 与 H+反应产生 Cu2+和水,当溶液的 pH 增大到一定程度,Fe3+形成 Fe(OH)3沉淀而除去,从而达到除去 Fe3+的目的,C 正确;制备
29、 1 mol CuCl2时转移 2 mol 电子,根据电子守恒,需要消耗 0.5 mol O2,由于不清楚氧气所处的条件,所以不能确定气体的体积,D 错误。11.CD 向含 Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各 0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol 铁粉,充分搅拌后铁完全反应,同时析出 0.1 mol Ag,且 Fe3+和 Ag+亦完全反应:2Ag+FeFe2+2Ag,2Fe3+Fe3Fe2+,向反应后的溶液中继续加入少量铁粉会发生反应 Fe+Cu2+Fe2+Cu,铁粉可以继续溶解,故 A 正确;根据金属活泼性顺序可知氧化性:Zn2+Cu2+Ag+,根据
30、金属铜和三价铁反应生成氯化铜和氯化亚铁,可知氧化性Cu2+m2,则混合物 M 中可能含有 Al2O3或 Al 或者是两者均有,不一定含有 Al2O3,A 正确;Cu 和 Fe3+反应的离子方程式为 Cu+2Fe3+2Fe2+Cu2+,故 B 错误;由于加入了过量的盐酸,因此固体 P 只能是铜,不可能是混合物,故C 错误;要确定混合物 M 中是否含有 Al,可取 M 加入过量 NaOH 溶液中,若产生气体,则一定含铝,否则不含铝,故 D 正确。13.C 活性炭具有许多细小微孔,且表面积巨大,具有很强的吸附能力,由图像可知,Cu2+在纯活性炭中浓度减小,表明活性炭对 Cu2+具有一定的吸附作用,A
31、 项正确。铁屑和活性炭在溶液中形成微电池,其中铁具有较强的还原性,易失去电子形成 Fe2+,发生氧化反应,因此铁为负极,B 项正确。由图像可知,随着铁碳混合物中铁含量的增加使铁碳比 x=21 时,Cu2+的去除速率逐渐增加;但当铁碳混合物变为纯铁屑时,Cu2+的去除速率又降低;因此增大铁碳混合物中铁碳比(x),不一定会提高废水中 Cu2+的去除速率,C 项错误;在铁碳微电池中,碳所在电极发生还原反应,Cu2+得到电子生成铜单质;因此该微电池的总反应方程式为 Fe+Cu2+Fe2+Cu,D 项正确。14.D“灼烧”时,由于 KOH 可与玻璃中的二氧化硅反应,因此灼烧不能在玻璃坩埚中进行,可在铁坩
32、埚中进行,故 A 错误;“浸取”时,不能用无水乙醇代替水,因 K2MnO4不易溶于乙醇,且转化时生成的高锰酸钾能与乙醇反应而导致高锰酸钾变质,故 B 错误;“转化”中CO2与 K2MnO4发生反应 3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2+2K2CO3,CO2中元素化合价没有变化,故 CO2不是还原剂,故 C 错误;由实验流程可知,“浓缩结晶”的目的是分离提纯 KMnO4,故 D 正确。15.D 反应有金属剩余,反应结束后溶液中铁元素以 Fe2+的形式存在,反应可看作在反应的基础上又加入 100 mL 稀硝酸,消耗金属的质量为 18 g-9.6 g=8.4 g,产生气体的体积为 4 48
33、0 mL-2 240 mL=2 240 mL,即 n(NO)=0.1 mol,根据反应 3M+8HNO3(稀)3M(NO3)2+2NO+4H2O,此时消耗金属的物质的量为 30.1mol2=0.15 mol,M 的摩尔质量为 8.4 g0.15mol=56 gmol-1,则反应消耗的是铁,且消耗铁的质量为 8.4 g,A 正确;根据 A 的分析,消耗 100 mL 稀硝酸,消耗 8.4 g 铁,因此一份合金的质量为 18 g+8.4 g=26.4 g,即原混合物总质量为 426.4 g=105.6 g,B 正确;根据 A 的分析,100 mL 溶液中含硝酸的物质的量为 80.1mol2=0.4
34、 mol,则硝酸的浓度为0.4mol0.1 L=4 molL-1,C 正确;反应可看作在反应的基础上又加入 100 mL 稀硝酸消耗 9.6 g 的金属,产生(6 720-4 480)mL=2 240 mL NO,即 0.1 mol NO,按照反应方程式,消耗金属的物质的量为 0.15 mol,金属的摩尔质量为9.6 g0.15mol=64 gmol-1,即 9.6 g 金属为 Cu,从上述分析可知,反应中 Fe 恰好反应完全,此时铁元素以 Fe2+形式存在,其物质的量为4 48010-3L22.4 Lmol-1 123=0.3 mol,反应是在反应的基础之上又增加 100 mL 稀硝酸将 F
35、e2+氧化成 Fe3+,根据反应方程式 3Fe2+4H+NO3-3Fe3+NO+2H2O 得,则反应又生成 0.1 mol NO,V(NO)=0.1 mol22.4 Lmol-1=2.24 L,因此V=6 720 mL+2 240 mL=8 960 mL,D 错误。16.答案(1)O C O(2)CO2 NH3(3)NH4ClNH3+HCl(4)MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl Mg(OH)2MgO+H2O 能防止 NH3和 HCl 因接触而反应生成氯化铵解析(1)碳酸氢钠分解生成碳酸钠、二氧化碳气体和水,则 X 为二氧化碳,其结构式为 OC O。(2)根据流程图,反应中生成的二氧
36、化碳和反应生成的氨气可以参与反应,因此参与循环使用的气体有 CO2、NH3。(3)所得产品 Na2CO3中不会含有 NH4Cl,因为氯化铵受热容易分解,NH4ClNH3+HCl。(4)步骤实际上要经过加热和高温两步反应,“加热”步骤中促进氯化镁水解制得HCl,“高温”步骤使得氢氧化镁分解得到 MgO,化学方程式分别为 MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl、Mg(OH)2MgO+H2O。过程分两步得到 NH3和 HCl,可以防止NH3和 HCl 反应生成氯化铵,比一步得到 NH3和 HCl 好。17.答案(1)挥发(2)2SO32-+O22SO42-(3)含银化合物总浓度随含硫化合物总浓
37、度的增大而增大 浸出液中 c(SO32-)增大,使浸出反应的平衡正向移动pH 较小时,SO32-与 H+结合生成 HSO3-或 H2SO3,尽管含硫化合物总浓度增大,但 c(SO32-)均较小(4)46 HCHO 4Ag 8SO32-4H2O(5)随着循环次数增加,浸出液中 c(SO32-)减小、c(Cl-)增大,均使反应 AgCl+2SO32-Ag(SO3)23-+Cl-的限度减小解析 分银渣中主要成分是 AgCl,中用 Na2SO3溶液作为浸出剂,主要反应为AgCl+2SO32-Ag(SO3)23-+Cl-;浸出液与甲醛反应,中发生反应 4Ag(SO3)23-+6OH-+HCHO4Ag+8
38、SO32-+4H2O+CO32-,生成 Ag 回收,同时又生成 SO32-可循环使用。(1)氨水易挥发 NH3而污染空气,故用 Na2SO3溶液更环保。(2)反应在敞口容器中进行,SO32-很容易被空气中的氧气氧化,反应的离子方程式为2SO32-+O22SO42-。(3)根据图像可知,当 pH=10 时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大;根据反应分析中变化趋势的原因是浸出液中 c(SO32-)增大,使浸出反应AgCl+2SO32-Ag(SO3)23-+Cl-的平衡正向移动;pH=5 时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与 pH=10 时不同,主要原因是 pH 较小时,SO
39、32-与 H+结合生成 HSO3-或H2SO3,尽管含硫化合物总浓度增大,但 c(SO32-)均较小。(4)Ag 的化合价由+1 价降至 0 价,HCHO 被氧化成 CO32-,回收液循环使用,说明有SO32-生成,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平反应的离子方程式为4Ag(SO3)23-+6OH-+HCHO4Ag+8SO32-+4H2O+CO32-。(5)随着循环次数增加,浸出液中 c(SO32-)减小、c(Cl-)增大,均使反应 AgCl+2SO32-Ag(SO3)23-+Cl-的限度减小。18.答案(1)溶液变为红色(2)不合理(3)Fe2O3和 Cu2O 的混合物Fe2O3+6H
40、+2Fe3+3H2O、Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O、2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+(4)9(-)100%(5)B F Cu2(OH)2CO3和 Fe(OH)3 蒸发浓缩、冷却结晶解析(1)若假设 1 成立,Fe2O3与足量稀硫酸反应生成 Fe2(SO4)3和 H2O,溶液中有 Fe3+,加入 KSCN 试剂,溶液变为红色。(2)若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色,说明与稀硫酸反应后的溶液中不含 Fe3+,但不能证明原固体中一定不含 Fe2O3。若原固体是 Fe2O3和 Cu2O 的化合物,Cu2O 与稀硫酸反应生成的 Cu 将 Fe2O3与稀硫酸反应生成的 Fe3+还原成 Fe2+
41、发生反应:Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Cu+Fe2(SO4)3CuSO4+2FeSO4,所以题中说法不合理。(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色,则证明红色粉末是 Fe2O3和 Cu2O 的混合物。发生反应的所有离子方程式为 Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O、Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O、Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+。(4)根据题给资料,加热时发生反应:2Cu2O+O24CuO,固体增加的质量为消耗 O2的质量,n(O2)=-32 mol,根据化学方程式可知反应的 Cu2
42、O 的物质的量是-16 mol,则 Cu2O 的质量为-16 mol144 gmol-1=9(b-a)g,则 Cu2O 的质量分数为9(-)100%。(5)向红色粉末中加入稀硫酸发生反应:Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O、Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O、Cu+Fe2(SO4)3CuSO4+2FeSO4,所得溶液中含CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3,根据题中提供的 Cu2+、Fe2+、Fe3+开始沉淀和沉淀完全的 pH,要将 FeSO4除去必须先将 Fe2+氧化成 Fe3+,则试剂 1 为氧化剂,试剂 1 不能用氯水,用氯水会引入杂质离子 Cl-,不能
43、用硝酸,用硝酸会产生大气污染物,所以试剂 1 选用 H2O2,H2O2的还原产物为 H2O,不引入新杂质也不产生大气污染物。试剂 2 是调节溶液的 pH 使Fe3+完全沉淀而除去,为了不引入新杂质,试剂 2 选择 Cu2(OH)2CO3,不选用 NaOH 和氨水,用 NaOH 或氨水会引入杂质。所得悬浊液经过滤得到的固体 X 的成分为 Fe(OH)3和Cu2(OH)2CO3,滤液为 CuSO4溶液。从 CuSO4溶液中获得 CuSO45H2O 的操作为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,则操作 1 为蒸发浓缩、冷却结晶。19.答案(1)AB(2)H2 取少量清液,向其中滴加几滴 KSCN
44、溶液,观察溶液颜色是否呈红色(3)pH 偏低形成 HF,导致溶液中 F-浓度减小,CaF2沉淀不完全(4)Fe2+HCO3-+NH3H2OFeCO3+NH4+H2O(或 Fe2+HCO3-+NH3FeCO3+NH4+)在搅拌下向 FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液,控制溶液 pH 不大于6.5;静置后过滤,所得沉淀用蒸馏水洗涤 23 次;取最后一次洗涤后的滤液,滴加盐酸酸化的 BaCl2溶液,不出现白色沉淀解析(1)升高酸浸温度、加快搅拌速度和适当增加酸浸时间,均可加快反应速率,提高浸出率。(2)因滤液中含有 Fe3+、Fe2+、H+,加入适量铁粉时,H+与 Fe 发生反应放
45、出氢气。利用 KSCN 溶液检验 Fe3+是否反应完全。(3)pH 偏低,会发生如下反应:H+F-HF,平衡正向移动导致 c(F-)减小,CaF2沉淀不完全。(4)氨水的存在有利于 HCO3-电离出更多 CO32-,与 Fe2+生成沉淀,反应的离子方程式为 Fe2+HCO3-+NH3H2OFeCO3+NH4+H2O。注意控制 pH 不大于 6.5,防止 Fe(OH)2沉淀的生成,还要注意分离(过滤)、洗涤等要求。20.答案(1)粉碎废钒、搅拌、适当升温(2)VO2+(3)V2O5+Na2SO3+2H2SO42VOSO4+Na2SO4+2H2O(4)6VO2+ClO3-+3H2O6VO2+Cl-
46、+6H+(5)作用 1:溶液中存在平衡:VO2+2OH-VO3-+H2O,加入氨水,使 OH-浓度增大,该平衡正移,从而使 VO2+尽可能都转化为 VO3-。作用 2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)NH4+(aq)+VO3-(aq),加入氨水,使NH4+浓度增大,该平衡逆向移动,从而使 NH4VO3尽可能沉淀析出(6)原因 1:温度升高,NH4VO3溶解度增大,沉钒率下降 原因 2:温度升高,氨水受热分解逸出 NH3,使 NH4+浓度下降,沉钒率下降(7)氨水或 NH3和 H2O(8)91(11-522)1 000100%解析(1)用水浸泡废催化剂,为了提高单位时间内废钒的浸出率,可以采取
47、粉碎废钒、搅拌、适当升温等措施。(2)由部分含钒物质常温下在水中的溶解性可知,滤液 1 溶质为 VOSO4,滤液 1 和滤液 2 中钒的存在形式相同,其存在形式为 VO2+。(3)滤渣 1 的成分为 V2O5、不溶性硅酸盐,因为滤液 1 和滤液 2 中钒的存在形式相同,所以滤渣 1 的成分中的 V2O5与亚硫酸钠、硫酸反应生成 VOSO4,发生反应的化学方程式为 V2O5+Na2SO3+2H2SO42VOSO4+Na2SO4+2H2O。(4)生成 VO2+的反应中消耗 1 mol KCIO3时转移 6 mol 电子,故 ClO3-被还原为 Cl-,反应的离子方程式为 6VO2+ClO3-+3H
48、2O6VO2+Cl-+6H+。(5)含 VO2+的溶液中加入氨水生成 NH4VO3,用平衡移动原理解释其作用,作用 1:溶液中存在平衡:VO2+十 2OH-VO3-+H2O,加入氨水,使 OH-浓度增大,该平衡正移,从而使VO2+尽可能都转化为 VO3-,作用 2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)NH4+(aq)+VO3-(aq),加入氨水,使 NH4+浓度增大,该平衡逆向移动,从而使 NH4VO3尽可能沉淀析出。(6)温度超过 80 以后,沉钒率下降的原因:温度升高,NH4VO3溶解度增大,沉钒率下降;温度升高,氨水受热分解逸出氨气,氨气在水中的溶解度降低,使 NH4+浓度下降,沉钒率下降
49、。(7)NH4VO3受热分解的化学方程式为 2NH4VO3V2O5+2NH3+H2O,故该工艺流程中可以循环利用的物质为 NH3和 H2O。(8)根据元素化合价升降相等,滴定过程中有 5(NH4)2Fe(SO4)2KMnO4,则过量的(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为 5n(KMnO4)=5b2c210-3 mol,则与(VO2)2SO4溶液反应的(NH4)2Fe(SO4)2的物质的量为(b1c1-5b2c2)10-3 mol,根据钒元素守恒,则V2O52VO2+2(NH4)2Fe(SO4)2,故 n(V2O5)=12(b1c1-5b2c2)10-3 mol,则产品中 V2O5的质量分数是12(11-522)10-3182 l-1g100%=91(11-522)1 000100%。
