2025届高三化学一轮专题 化学物质及其变化
2024-11-03
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内容正文:
2025届高三化学一轮
专题 化学物质及其变化
一、基础达标
1.中华传统文化源远流长,下列诗歌描述中存在氧化还原反应的是
A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲 B.野火烧不尽,春风吹又生
C.一日一钱,千日千钱;绳锯木断,水滴石穿 D.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来
2.下列反应的化学方程式中有一个与其他三个在分类上不同,该反应是( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.CO2+C2CO
C.NH4HSNH3↑+H2S↑
D.Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
3.某粗盐水a中含有Mg2+、杂质,可用下列方法去除(部分产物、步骤略去):
下列说法不正确的是
A.盐泥的主要成分是Mg(OH)2
B.生成N2的反应为:3Cl2+2+8OH−=N2+6Cl−+8H2O
C.粗盐水b中还可能含有ClO−
D.上述除杂过程涉及到的反应都是氧化还原反应
4.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.
B.
C.
D.
5.已知:某地区的雾霾中可能含有如下可溶性离子:、、、、、、、某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后试样溶液,设计并完成如下实验:
根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论错误的是
A.试样中肯定存在、和,可能有
B.试样中不一定存在、、
C.沉淀2中可能含碳酸钡、碳酸镁和氢氧化铝
D.该雾霾中可能存在、和
6.下列各组离子中,能在水溶液里大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
7.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法不正确的是
A.过程①中,生成CuS的反应为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
B.过程②中,CuS作还原剂
C.过程③中,各元素化合价均未改变
D.回收S的总反应为2H2S+O2=2H2O+2S↓
8.水是一种重要的资源,它在化学反应中担任着重要的角色,既可作为反应物又可作为生成物,如图中和水相连的物质都能和水发生反应,则有关说法正确的是
A.上述反应中属于氧化还原反应的有①②④⑥⑦⑧
B.①和⑦中都有氧气生成,且生成1 mol O2转移的电子数相同
C.①④⑧反应中,水都既不做氧化剂也不做还原剂
D.⑦中水做氧化剂,②中水做还原剂
9.联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀。其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是
A.N2H4分子中σ键与π键的数目之比为5:1
B.1molN2H4可处理水中2molO2
C.O2和O3都是非极性共价键形成的非极性分子
D.氨水中NH3与H2O间存在氢键
10.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4═2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法不正确的是
A.KClO3作氧化剂
B.还原性:H2C2O4>ClO2
C.氧化产物与还原产物的分子数之比为1:1
D.每产生135g ClO2时可得44.8LCO2
二、能力提升
11.氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的意义。请回答下列问题:
Ⅰ、NaNO2易溶于水,外观和食盐相似,有咸味,人误食会中毒。
(1)NaNO2中氮元素的化合价为 价。
(2)已知 NaNO2能发生反应:NaNO2+HI→NO↑+I2+NaI+H2O (未配平)。
①请配平该反应,并用单线桥法表示反应中电子转移情况 。
②淀粉遇碘会变蓝色,则鉴别NaNO2固体和NaCl固体,无须选用的物质为 (填标号)。
a、水 b、淀粉-碘化钾溶液 c、白醋 d、白酒
Ⅱ、既有氧化性又有还原性,通常以还原性为主。
(3)人体正常的血红蛋白中含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而使人体中毒,服用维生素C可解毒。Fe2+转化为Fe3+时,Fe2+在反应中被 (填“氧化”或“还原”);服用维生素C可使血红蛋白中的Fe3+转变成Fe2+,说明维生素C作 (填“氧化”或“还原”)剂。
(4)工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4•7H2O)作处理剂,能将Cr2O中+6价Cr转化为+3价Cr。则反应中氧化剂(氧化性离子)与还原剂(还原性离子)的个数之比为 。
(5)已知:①铁钉在氯气中被锈蚀成棕褐色含Fe3+的物质,而在稀硫酸中生成浅绿色溶液(含FeSO4);
②2KMnO4+16HCl=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O。
则Cl2、H+、MnO氧化性强弱关系为 (按由强到弱排序)。
12.高铁酸钾(K2FeO4)是一种易溶于水、高效的多功能水处理剂。工业上通常先制得高铁酸钠,然后在一定温度下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,从而使高铁酸钾析出。
(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为 ,推测其具有的化学性质是 。
(2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。
①该反应的离子方程式为 。
②高铁酸钾作为水处理剂起到的作用是 。
(3)①在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+aNa2O2===2Na2FeO4+bX+2Na2SO4+cO2↑,该反应中物质X的化学式为 ,b与c的关系是 。
②一定温度下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾,原因是 。
(4)在碱性条件下,由氯化铁、氯气可制备高铁酸钾,写出该反应的离子方程式: 。
三、解答题
13.硫脲()是一种白色而有光泽的晶体,味苦,可用于制造树脂,也用作橡胶的硫化促进剂以及金属矿物的浮选剂等。回答下列问题:
(1)①硫脲中硫的化合价为 ;与硫脲互为同分异构且能与FeCl3溶液发生显色反应的化合物的化学式为 。
②向盛有少量硫脲的试管中加入NaOH溶液,有NH3放出,检验该气体的方法为 。
③可用酸性KMnO4溶液滴定硫脲,已知MnO被还原为Mn2+,CS(NH2)2被氧化为CO2、N2及SO ,该反应的离子方程式为 。
(2)某化学实验小组同学用Ca(HS)2与CaCN2(石灰氮)合成硫脲并测定硫脲含量。
①制备Ca(HS)2溶液,所用装置如图(已知酸性:H2CO3 > H2S):
装置b中盛放的试剂是 ,装置c中的长直导管的作用是 。
②制备硫脲:将CaCN2与Ca(HS)2溶液混合,加热至80℃时,可合成硫脲,同时生成一种常见的碱。合适的加热方式是 ;该反应的化学方程式为 。
③测定硫脲含量的方法如下:
步骤1:准确称取a g产品,经溶解等步骤最后在500 mL容量瓶中定容。
步骤2:准确量取20.00 mL配制好的溶液注入碘量瓶中,加入V1 mL c1 mol·L-1 I2的标准溶液及适量的NaOH溶液,于暗处放置10 min。 (2NaOH+I2=NaIO+NaI+H2O,4NaIO+(NH2)2CS+H2O =(NH2)2CO+4NaI+H2SO4)
步骤3:加水及适量的盐酸,摇匀。
步骤4:用c2 mol·L-1标准Na2S2O3溶液滴定剩余的I2 ( I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6) ,加入淀粉溶液,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液V2mL。“步骤4”滴定至终点时的颜色变化是 ,产品中(NH2)2CS的质量分数为 (列出计算式)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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2025届高三化学一轮
专题 化学物质及其变化
一、基础达标
1.中华传统文化源远流长,下列诗歌描述中存在氧化还原反应的是
A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲 B.野火烧不尽,春风吹又生
C.一日一钱,千日千钱;绳锯木断,水滴石穿 D.美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来
【答案】B
【详解】A.“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”这里描述了石灰石(主要成分为碳酸钙)高温分解成氧化钙也就是生石灰的过程,反应的化学方程式为,A错误;
B.“野火烧不尽,春风吹又生”包含了草木的燃烧反应,这属于氧化还原反应,B正确;
C.水滴石穿蕴含着石灰石和水、二氧化碳反应生成能溶于水的石灰乳也就是碳酸氢钙的过程,反应的化学方程式为,不属于氧化还原反应,C错误;
D.这里提及了淘沙取金的采金法,在淘沙的过程中由于金的重量比沙大得多,因此先沉降,与沙分高,利用了物理方法,D错误;
故选B。
2.下列反应的化学方程式中有一个与其他三个在分类上不同,该反应是( )
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.CO2+C2CO
C.NH4HSNH3↑+H2S↑
D.Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
【答案】C
【详解】ABD都是化合反应,C是分解反应,所以答案选C。
3.某粗盐水a中含有Mg2+、杂质,可用下列方法去除(部分产物、步骤略去):
下列说法不正确的是
A.盐泥的主要成分是Mg(OH)2
B.生成N2的反应为:3Cl2+2+8OH−=N2+6Cl−+8H2O
C.粗盐水b中还可能含有ClO−
D.上述除杂过程涉及到的反应都是氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.根据流程图知,粗盐水a中含有Mg2+,加入NaOH调节pH=11时,Mg2+结合OH-生成Mg(OH)2沉淀,则盐泥的主要成分是Mg(OH)2,故A正确;
B.根据流程图分析,通入氯气时反应生成氮气,在碱性条件下反应为:3Cl2+2+8OH−=N2+6Cl−+8H2O,故B正确;
C.过量的氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,所以粗盐水b中还可能含有ClO−,故C正确;
D.上述除杂过程中,生成Mg(OH)2沉淀的反应是非氧化还原反应,故D错误;
故选D。
4.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,则物质间的转化不能实现,故A错误;
B.,次氯酸在光照的条件下分解生成盐酸和氧气,则物质间的转化可以实现,故B正确;
C.电解熔融状态氯化钠可以得到钠单质,但是钠单质要与熔融状态的TiCl4才可以得到Ti单质,故C错误;
D.三氧化二铁与盐酸反应可以得到氯化铁溶液,但,不能得到铁单质,故D错误;
故答案选B。
5.已知:某地区的雾霾中可能含有如下可溶性离子:、、、、、、、某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后试样溶液,设计并完成如下实验:
根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论错误的是
A.试样中肯定存在、和,可能有
B.试样中不一定存在、、
C.沉淀2中可能含碳酸钡、碳酸镁和氢氧化铝
D.该雾霾中可能存在、和
【答案】C
【详解】试样溶液中加入过量并加热,生成的气体1能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,说明气体1是,则试样中含有;
向滤液中通入,得到溶液2、沉淀2,溶液2中加入Al,生成气体2,该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝色,说明含有气体2是,根据已知条件知,溶液2中含有,根据元素守恒知,原溶液中含有;
滤液1中通入,得到沉淀2,向沉淀2中加入酸,沉淀溶解并放出气体,说明沉淀2是碳酸钡等难溶性碳酸盐,还可能掺杂着与生成的沉淀;
沉淀1加入酸后,沉淀部分溶解,硫酸钡不溶于酸,说明原来溶液中含有,以及能和过量反应生成能溶于酸的沉淀,根据离子知,该沉淀为或或两者均有,所以溶液中一定含,还可能含有、或两者均有;
A.通过以上分析知,试样中肯定存在、和,的存在不能确定,选项A正确;
B.通过以上分析知,试样中不能确定是否含有、、,选项B正确;
C.通过以上分析知,沉淀2中一定含碳酸钡,可能含氢氧化铝,无碳酸镁,选项C错误;
D.根据以上分析知,试样中一定存在、和,可能存在、、、,所以该雾霾中可能存在、和,选项D正确;
答案选C。
6.下列各组离子中,能在水溶液里大量共存的是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】B
【详解】A.氢离子和碳酸氢根离子反应生成水和二氧化碳,A错误;
B.四种离子能大量共存,B正确;
C.铁离子和碘离子会发生氧化还原反应生成亚铁离子和碘单质,C错误;
D.银离子和氯离子反应生成氯化银沉淀,D错误;
答案选B。
7.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法不正确的是
A.过程①中,生成CuS的反应为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
B.过程②中,CuS作还原剂
C.过程③中,各元素化合价均未改变
D.回收S的总反应为2H2S+O2=2H2O+2S↓
【答案】C
【详解】A.根据图示可知在过程①中,H2S与Cu2+反应产生CuS沉淀和H+,根据电荷守恒、原子守恒及物质的拆分原则,可知反应生成CuS的反应为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,A正确;
B.在过程②中,CuS与Fe3+反应产生Fe2+、Cu2+、S单质,反应方程式为CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S↓,在反应中S元素化合价由反应前CuS中的-2价变为反应后S中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,所以CuS作还原剂,B正确;
C.在过程③中,Fe2+失去电子被氧化为Fe3+;O2得到电子,与溶液中的H+结合生成H2O,所以反应过程中Fe、O元素化合价发生了改变,C错误;
D.根据图示将各步反应方程式叠加,可得总反应方程式为:2H2S+O2=2H2O+2S↓,Cu2+、Fe3+是反应的催化剂,D正确;
故合理选项是C。
8.水是一种重要的资源,它在化学反应中担任着重要的角色,既可作为反应物又可作为生成物,如图中和水相连的物质都能和水发生反应,则有关说法正确的是
A.上述反应中属于氧化还原反应的有①②④⑥⑦⑧
B.①和⑦中都有氧气生成,且生成1 mol O2转移的电子数相同
C.①④⑧反应中,水都既不做氧化剂也不做还原剂
D.⑦中水做氧化剂,②中水做还原剂
【答案】C
【分析】题干中发生的反应方程式分别为:①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,②2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,③Na2O+H2O = 2NaOH,④3NO2+H2O=2HNO3+NO,⑤SO3+H2O=H2SO4,⑥Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑,⑦2F2+2H2O=4HF+O2,⑧Cl2+H2O=HCl+HClO,据此解题。
【详解】A.由分析可知,③⑤⑥即H2O与Na2O、SO3、Mg3N2的反应不属于氧化还原反应,其余反应均属于氧化还原反应,A错误;
B.由分析可知,①中2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,生成1 mol O2转移2 mol e-,⑦中2F2+2H2O=4HF+O2,生成1 mol O2转移4 mol e-,B错误;
C.由分析可知,①④⑧反应中,水都既不做氧化剂也不做还原剂,C正确;
D.由分析可知,⑦中水做还原剂,②中水做氧化剂,D错误;
故答案为:C。
9.联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀。其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是
A.N2H4分子中σ键与π键的数目之比为5:1
B.1molN2H4可处理水中2molO2
C.O2和O3都是非极性共价键形成的非极性分子
D.氨水中NH3与H2O间存在氢键
【答案】D
【详解】A.联氨分子中含有4个N-H键和1个N-N键,只含有单键,即只含有σ键,不含有π键,A错误;
B.1molN2H4失去电子生成氮气,转移4mol电子,而1molO2得到4mol电子,根据得失电子守恒可知,1molN2H4可处理水中1mol O2,B错误;
C.O3中心原子阶层电子对数:,含1对孤电子对,分子构型为V形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,C错误;
D.N、O元素电负性都较大,能和另一分子中的H原子形成氢键,所以氨水中NH3与H2O间存在氢键,D正确;
答案选D。
10.ClO2是一种消毒杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4═2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法不正确的是
A.KClO3作氧化剂
B.还原性:H2C2O4>ClO2
C.氧化产物与还原产物的分子数之比为1:1
D.每产生135g ClO2时可得44.8LCO2
【答案】D
【详解】A.KClO3中Cl元素的化合价由+5价降低为+3价,KClO3在反应中得到电子被还原,作氧化剂,故A正确;
B.H2C2O4中C元素的化合价由+3价升高为+5价,作还原剂CO2是还原产物,根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性H2C2O4>ClO2,故B正确;
C.C元素化合价升高CO2是氧化产物,ClO2是还原产物,氧化产物与还原产物的分子数之比为1:1,故C正确;
D.未告知气体的状态,故D错误;
故选:D。
二、能力提升
11.氧化还原反应原理在研究物质性质及物质转化方面具有重要的意义。请回答下列问题:
Ⅰ、NaNO2易溶于水,外观和食盐相似,有咸味,人误食会中毒。
(1)NaNO2中氮元素的化合价为 价。
(2)已知 NaNO2能发生反应:NaNO2+HI→NO↑+I2+NaI+H2O (未配平)。
①请配平该反应,并用单线桥法表示反应中电子转移情况 。
②淀粉遇碘会变蓝色,则鉴别NaNO2固体和NaCl固体,无须选用的物质为 (填标号)。
a、水 b、淀粉-碘化钾溶液 c、白醋 d、白酒
Ⅱ、既有氧化性又有还原性,通常以还原性为主。
(3)人体正常的血红蛋白中含有Fe2+,若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而使人体中毒,服用维生素C可解毒。Fe2+转化为Fe3+时,Fe2+在反应中被 (填“氧化”或“还原”);服用维生素C可使血红蛋白中的Fe3+转变成Fe2+,说明维生素C作 (填“氧化”或“还原”)剂。
(4)工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2O)有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4•7H2O)作处理剂,能将Cr2O中+6价Cr转化为+3价Cr。则反应中氧化剂(氧化性离子)与还原剂(还原性离子)的个数之比为 。
(5)已知:①铁钉在氯气中被锈蚀成棕褐色含Fe3+的物质,而在稀硫酸中生成浅绿色溶液(含FeSO4);
②2KMnO4+16HCl=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O。
则Cl2、H+、MnO氧化性强弱关系为 (按由强到弱排序)。
【答案】(1)+3
(2) ad
(3) 氧化 还原
(4)1∶6
(5)MnO>Cl2>H+
【详解】(1)NaNO2中Na为+1价,O为-2价,根据化合价之和为0可知N为+3价;
(2)
①根据已知信息可知NaNO2为氧化剂,HI为还原剂,N元素化合价降低1价,部分HI中I元素化合价升高1价得到I2,根据得失电子守恒可知NaNO2和I2的系数比为2∶1,再结合元素守恒可得化学方程式为2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,用单线桥法表示反应中电子转移情况为;
②根据①可知酸性环境中,NaNO2可以氧化I-生成碘单质,而NaCl不行,所以可以用淀粉碘化钾溶液、白醋(提供酸性环境)区分二者,无需水和白酒,故选ad;
(3)Fe2+转化为Fe3+时,Fe元素化合价升高,失电子被氧化;Fe3+转变成Fe2+,Fe元素被还原,所以维生素C作还原剂;
(4)Cr2O中+6价Cr转化为+3价Cr,化合价降低被还原,所以Cr2O为氧化剂,Fe2+被氧化为Fe3+,Fe2+作还原剂,根据得失电子守恒可知氧化剂(氧化性离子)与还原剂(还原性离子)的个数之比为1∶6;
(5)氧化剂的氧化性大于氧化产物,①中Fe被Cl2氧化为Fe3+,被H+氧化为Fe2+,可知Cl2的氧化性大于H+,②中氯离子被高锰酸钾氧化为Cl2,则氧化性MnO>Cl2,综上所述氧化性:MnO>Cl2>H+。
12.高铁酸钾(K2FeO4)是一种易溶于水、高效的多功能水处理剂。工业上通常先制得高铁酸钠,然后在一定温度下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和,从而使高铁酸钾析出。
(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为 ,推测其具有的化学性质是 。
(2)高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH。
①该反应的离子方程式为 。
②高铁酸钾作为水处理剂起到的作用是 。
(3)①在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+aNa2O2===2Na2FeO4+bX+2Na2SO4+cO2↑,该反应中物质X的化学式为 ,b与c的关系是 。
②一定温度下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾,原因是 。
(4)在碱性条件下,由氯化铁、氯气可制备高铁酸钾,写出该反应的离子方程式: 。
【答案】 +6价 强氧化性 4+10H2O===4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑ 杀菌消毒、净水 Na2O b=2c 相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度 2Fe3++3Cl2+16OH-===2+6Cl-+8H2O
【分析】(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零计算Fe的化合价;
(2)根据氧化还原反应原理书写反应的离子方程式,根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒配平化学反应方程式。
【详解】(1)根据化合物中各元素化合价的代数和为零,可得K2FeO4中铁元素的化合价为+6价;高铁酸钾中铁元素处于高价态,则高铁酸钾具有强氧化性,故答案:+6价;强氧化性。
(2)①高铁酸钾与水反应生成O2、Fe(OH)3(胶体)和KOH,则反应的离子方程式为4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,故答案:4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑;
②高铁酸钾具有强氧化性,作为水处理剂能起到杀菌消毒的作用,同时其还原产物为Fe(OH)3胶体,又能起到净水的作用,故答案:杀菌消毒、净水。
(3)①根据元素守恒可知,X应是Na2O,根据钠元素守恒有2a=8+2b,根据氧元素守恒有2a=8+b+2c,两式联立,可得b=2c,故答案:Na2O;b=2c;
②一定温度下,向高铁酸钠溶液中加入KOH至饱和可析出高铁酸钾,原因是相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度,故答案:相同条件下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度;
(4)用氯气在碱性条件下氧化氯化铁可制备高铁酸钾,根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒,反应的离子方程式为2Fe3++3Cl2+16OH-===2+6Cl-+8H2O,故答案:2Fe3++3Cl2+16OH-===2+6Cl-+8H2O。
三、解答题
13.硫脲()是一种白色而有光泽的晶体,味苦,可用于制造树脂,也用作橡胶的硫化促进剂以及金属矿物的浮选剂等。回答下列问题:
(1)①硫脲中硫的化合价为 ;与硫脲互为同分异构且能与FeCl3溶液发生显色反应的化合物的化学式为 。
②向盛有少量硫脲的试管中加入NaOH溶液,有NH3放出,检验该气体的方法为 。
③可用酸性KMnO4溶液滴定硫脲,已知MnO被还原为Mn2+,CS(NH2)2被氧化为CO2、N2及SO ,该反应的离子方程式为 。
(2)某化学实验小组同学用Ca(HS)2与CaCN2(石灰氮)合成硫脲并测定硫脲含量。
①制备Ca(HS)2溶液,所用装置如图(已知酸性:H2CO3 > H2S):
装置b中盛放的试剂是 ,装置c中的长直导管的作用是 。
②制备硫脲:将CaCN2与Ca(HS)2溶液混合,加热至80℃时,可合成硫脲,同时生成一种常见的碱。合适的加热方式是 ;该反应的化学方程式为 。
③测定硫脲含量的方法如下:
步骤1:准确称取a g产品,经溶解等步骤最后在500 mL容量瓶中定容。
步骤2:准确量取20.00 mL配制好的溶液注入碘量瓶中,加入V1 mL c1 mol·L-1 I2的标准溶液及适量的NaOH溶液,于暗处放置10 min。 (2NaOH+I2=NaIO+NaI+H2O,4NaIO+(NH2)2CS+H2O =(NH2)2CO+4NaI+H2SO4)
步骤3:加水及适量的盐酸,摇匀。
步骤4:用c2 mol·L-1标准Na2S2O3溶液滴定剩余的I2 ( I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6) ,加入淀粉溶液,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液V2mL。“步骤4”滴定至终点时的颜色变化是 ,产品中(NH2)2CS的质量分数为 (列出计算式)。
【答案】(1) -2 NH4SCN 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝,证明有NH3放出 5CS(NH2)2+14MnO+32H+=14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5SO+26H2O
(2) 饱和NaHCO3溶液 平衡气压 水浴加热 2CaCN2+Ca(HS)2+6H2O2CS(NH2)2+3Ca(OH)2 由蓝色变为无色 ×100%
【分析】(2)装置a为启普发生器,石灰石与盐酸反应可制备CO2,b中用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl杂质,装置c中CO2与CaS和水反应制备Ca(HS)2溶液,制备Ca(HS)2溶液时,CO2不能过量,否则过量CO2会与Ca(HS)2溶液反应生成H2S,与反应生成的碳酸钙沉淀反应生成可溶的碳酸氢钙引入杂质,装置d和e中盛有的石灰乳用于观察CO2是否过量,起到控制通入二氧化碳速率的目的。
【详解】(1)①硫脲化学式为CS(NH2)2,C为+4价,N为-3价,H为+1价,根据化合物的化合价为0可知,S为-2价;能与FeCl3溶液发生显色反应说明该物质含有SCN-,与硫脲互为同分异构说明该物质与硫脲分子式相同,结构不同,则该物质为NH4SCN;
②NH3与水反应生成NH3∙H2O,NH3∙H2O显碱性,因此可将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝,证明有NH3放出;
③KMnO4与硫脲反应生成Mn2+、CO2、N2及SO,根据转移电子守恒及元素守恒,可得离子方程式为5CS(NH2)2+14MnO+32H+=14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5SO+26H2O;
(2)①根据分析,装置b中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液;若三颈瓶中压力过大,瓶中溶液会进入长直导管中,起到平衡气压的作用;
②恒温在80℃,可使用水浴加热;CaCN2与Ca(HS)2反应生成硫脲和Ca(OH)2,方程式为2CaCN2+Ca(HS)2+6H2O2CS(NH2)2+3Ca(OH)2;
③“步骤4” 用标准Na2S2O2溶液滴定溶液中的I2,以淀粉为指示剂,滴定终点前,溶液中有I2,溶液为蓝色,滴定至终点时,溶液中I2被消耗完,溶液由蓝色变为无色,且30s内不恢复蓝色;结合I2+2Na2S2O2=2NaI+Na2S4O6可知,和Na2S2O2反应的I2的物质的量=c2V2×10-3mol,“步骤2”消耗的I2的物质的量=(c1V1-c2V2)×10-3mol,由2NaOH+I2=NaIO+NaI+H2O,4NaIO+(NH2)2CS+H2O =(NH2)2CO+4NaI+H2SO2可知:4I2~4NaIO~(NH2)2CS,所以,溶液中(NH2)2CS的物质的量=(c1V1-c2V2)×10-3×mol,则样品中(NH2)2CS的质量=(c1V1-c2V2)×10-3××76×g,所以该样品中(NH2)2CS的质量分数==×100%。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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