内容正文:
第一章 化学基本概念
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39Fe-56
一、单项选择题:共15题,每题3分,共45分。每题只有一个选项最符合题意。
1.(2025·江苏省淮安市一模)工业上常用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作净水剂。按物质组成分类,KAl(SO4)2·12H2O属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
2.(2025·江苏省盐城中学月考)化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是
A.节日燃放烟花过程中焰色试验是化学反应
B.铁磁流体液态机器人中驱动机器人运动的磁铁的主要成分是Fe2O3
C.“天问一号”火星车使用热控保温材料——纳米气凝胶,可产生丁达尔效应
D.“天和”核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于新型有机高分子材料
3.(2025·山东卷)称取1.6 g固体NaOH配制400 mL浓度约为0.1 mol·L-1的NaOH溶液,下列仪器中不需要使用的是
A.100 mL烧杯 B.500 mL容量瓶
C.500 mL量筒 D.500 mL细口试剂瓶(具橡胶塞)
4.(2025·江苏省模拟)下列化学反应表示不正确的是
A.Cl2通入NaBr溶液:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
B.用惰性电极电解MgCl2溶液:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C.NaClO3溶液中通入SO2制ClO2:2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42
D.Cl2通入NaOH溶液中:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
5.(2025·江苏省常州市期末)下列有关配制一定物质的量浓度溶液的操作(图中箭头表示运动方向)正确的是
6.(2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol 18O2的中子数,比1 mol 16O2的多2NA
B.1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl的溶液中,NH的数目为0.1NA
D.标准状况下的22.4 L Cl2与足量H2反应,形成的共价键数目为2NA
7.(2025·浙江省绍兴市上学期一模)下列离子方程式正确的是
A.Fe2(SO4)3溶液中通H2S气体:2Fe3++3H2S=Fe2S3↓+6H+
B.Na[Al(OH)4]溶液中加入小苏打溶液:[Al(OH)4]-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-+H2O
C.用KMnO4固体和浓盐酸制备少量氯气:2KMnO4+16H++10Cl-=2K++Mn2++5Cl2↑+8H2O
D.在亚硫酸中加入过量的次氯酸钠溶液:H2SO3+ClO-=Cl-+2H++SO42-
8.(2025·江苏各地模拟重组)下列说法正确的有
A.将Fe(NO3)3溶液加到HI溶液中,充分溶解后,滴入CCl4后振荡、静置,观察CCl4层颜色变化,证明氧化性:Fe3+>I2
B.向PbO2中滴加浓盐酸,出现黄绿色气体,氧化性:PbO2>Cl2
C.向滴有KSCN的FeCl2溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,溶液变红,则氧化性:Ag+>Fe3+
D.向含0.1 mol FeI2的FeI2溶液中通入0.1 mol Cl2,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝色,则还原性:I->Fe2+
9.(2025·江苏省南通市启东中学12月月考)Mg、Al、Ni都是活泼金属,其单质能在一定条件的水溶液中产生氢气。镁基合金材料具有良好的储氢—释氢性能。以Mg、Ni混合粉末为原料,利用氢化燃烧合成法可制得高效镁基储氢材料MgxNiyH z。向MgxNiyH z中掺杂铝原子有利于释氢。
下列化学反应表示正确的是
A.镁在碳酸氢钠溶液中生成氢气:2Mg+2HCO3-+H2O=MgCO3↓+CO32-+H2↑+Mg(OH)2↓
B.铝在氢氧化钠溶液中生成氢气:2Al+3H2O+8OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑
C.氢化镁投入醋酸溶液中生成氢气:MgH2+2H+=Mg2++2H2↑
D.以惰性电极电解氯化镁溶液生成氢气:Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓
10.(2025·江苏省南通市开学考试)燃煤烟气中产生的氮氧化物(NOx)及SO2会对大气造成严重污染,目前有多种处理吸收污染物的方法。其中一种隔膜电化学法去除NO装置如图所示。下列化学反应表示正确的是
A.吸收池中发生的反应:2S2O42-+2NO+2H2O=4HSO3-+N2
B.电解时电极A上发生的反应:SO2+2e-+2H2O=4H++SO42-
C.用氨水吸收过量SO2的反应:SO2+2NH3·H2O=2NH+SO32-+H2O
D.用NaOH溶液吸收NO2的反应:NO2+2OH-=NO3-+H2O
11.(2024·江苏省海安市期末检测)下列各组离子能大量共存,且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生的离子反应
A
I-、NH、SO42-
H2O2溶液
2I-+2H2O2=I2+2H2O+O2↑
B
K+、HCO3-、NO3-
AlCl3溶液
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
C
Ag+、Ba2+、S2-
H2SO4溶液
2H++S2-=H2S↑
D
Fe3+、Cl-、SCN-
NaOH溶液
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
12.(2025·湖北省七市州3月联考)下列离子方程式书写错误是
A.向AgCl沉淀中加入氨水:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
B.用Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢:CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)
C.黄绿色的CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[Cu(Cl)4]2-+4H2O
D.向含3 mol FeI2的溶液中通入4 mol Cl2:2Fe2++4I-+3Cl2=2Fe3++2I2+6Cl-
13.(2025·江苏省淮安市一模)氯气与碱反应可以得到次氯酸盐、氯酸盐等含氧酸盐,次氯酸盐应用广泛。通过KClO溶液在碱性条件下与Fe(NO3)3溶液反应制备高效水处理剂K2FeO4,K2FeO4在强碱性溶液中稳定;通过KClO溶液在碱性条件下与尿素[CO(NH2)2]水溶液制备N2H4,N2H4(l)的燃烧热为642 kJ·mol-1,具有强还原性,能与KClO剧烈反应生成N2;通过KClO溶液与Ag反应可以回收光盘金属层中的少量Ag,其反应产物为AgCl、KOH和O2;通过KClO溶液在碱性条件下与NiSO4反应可制得电极材料NiOOH。
下列化学反应表示正确的是
A.KClO溶液与Ag反应:4Ag+4KClO+2H2O=4AgCl+4KOH+O2↑
B.KClO碱性溶液与Fe(NO3)3溶液反应:3ClO-+2Fe3++5H2O=3Cl-+2FeO42-+10H+
C.尿素与过量的KClO溶液反应:CO(NH2)2+ClO-=N2H4+Cl-+CO2↑
D.N2H4的燃烧:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
14.(2025·江苏省姜堰中学测试)利用NaClO氧化尿素制备N2H4·H2O(水合肼),同时可制备Na2SO3,制备流程如图所示:
已知:N2H4·H2O有强还原性,N2H4·H2O能与NaClO反应生成N2;0.1 mol·L-1亚硫酸钠溶液的pH约为9.5。
下列说法错误的是
A.步骤Ⅰ反应时,若产物中n(NaClO)∶n(NaClO3)=5∶1,则n(NaCl)∶n(NaClO)=2∶1
B.步骤Ⅱ中须将尿素缓慢加入NaClO碱性溶液中
C.步骤Ⅱ反应的离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4·H2O+CO32-
D.步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性,有利于吸收SO2
15.(2025·江苏省高邮市下学期第一次联考)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2•12H2O]常用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是
A.铁铵矾溶液与氨水混合反应:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
B.向铁铵矾溶液中通入H2S气体:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+4H+
C.强碱溶液中铁铵与NaClO生成Na2FeO4:3ClO-+2Fe3++6OH-=2FeO42-+3Cl-+H2O+4H+
D.向铁铵矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液:Fe3++2SO42-+2Ba2++3OH-=Fe(OH)3↓+2BaSO4↓
二、非选择题:共4题,共55分。
16.(14分)(2025·江苏省海安高级中学期中)某学习小组探究以Cr2O3为原料制备K2Cr2O7。
已知:ⅰ.部分含铬离子或化合物颜色及性质如下表:
Cr3+
Cr(OH)3
[Cr(NO2)6]3-
Cr2O72-
CrO42-
绿色
灰绿色,不溶于水
玫瑰红色
橙色
黄色
ⅱ.2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;Cr(Ⅵ)氧化性随酸性增强而增强。
ⅲ.HNO2是一种弱酸,易分解:3HNO2=2NO↑+HNO3+H2O
(1)制备K2CrO4。将7.60 g Cr2O3固体和15.15 g KNO3固体(物质的量之比为1∶3)与过量的K2CO3固体混合,高温煅烧得含KNO2的K2CrO4的黄色固体,其化学方程式为_____________________________。
(2)将K2CrO4转化为K2Cr2O7。
①实验中产生的无色气体成分为___________。
②资料显示溶液变为棕黑色是Cr3+与Cr2O72-混合所致。补充完整实验方案证实溶液中存在Cr3+与Cr2O72-:取少量棕黑色溶液于试管中,_________________________________________________________
_______________________。(实验中必须使用的试剂:1 mol·L-1 NaOH溶液、1 mol·L-1 H2SO4溶液)
(3)验证Cr3+来自KNO2还原酸性K2Cr2O7溶液。
取2 mL 0.5 mol·L-1 K2Cr2O7溶液(pH=3)逐滴加入0.5 mol·L-1 KNO2溶液,溶液由橙色逐渐变为棕黑色,进而变为绿色,过程中无红棕色气体产生;继续加入KNO2溶液,溶液变为玫瑰红色;加入1 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液后,溶液恢复绿色。
①溶液由橙色变为绿色反应的离子方程式为___________________________________________。
②从平衡移动的角度解释溶液由玫瑰红色变为绿色的原因:___________________________________。
(4)为避免K2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中产生Cr3+,将煅烧后的黄色固体浸泡于100 mL水中,过滤,向滤液中加入醋酸溶液,调至pH=5,溶液变为橙色。此时溶液的颜色没有变成棕黑色的可能原因是_______________________________________________________________________。
17.(15分)(2025·江苏省扬州中学联考)Ⅰ.“皮鞋很忙”的恶搞段子曾经风靡网络,揭露了某些行业用烂皮鞋制造酸奶或毒胶囊的不法行为。央视《每周质量报告》曝光了河北省一些明胶企业将皮革废料熬制成工业明胶,出售给浙江绍兴某些制药企业,最终变成药用胶囊。由工业明胶制成的胶囊往往含有超标的重金属铬会对人体造成伤害。明胶是水溶性蛋白质混合物,溶于水形成胶体。
(1)已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,则其中铁元素是_____价。CrO2-是一种酸根离子,则Fe(CrO2)2属于__________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(2)明胶的水溶液和K2SO4溶液共同具备的性质是__________(填序号)。
A.都不稳定,密封放置会产生沉淀
B.二者均有丁达尔效应
C.分散质粒子可通过滤纸
(3)提纯明胶的装置是下列中的______(填序号),此方法叫作__________。
Ⅱ.实验室需要配制0.5 mol·L-1 NaCl溶液100 mL,现使用NaCl(M:58.5 g·mol-1)固体配制,按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(4)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平、药匙、烧杯、胶头滴管、____________、玻璃棒以及等质量的两片滤纸。
(5)计算、称量。配制该溶液需称取NaCl晶体的质量为________g。
(6)配制时下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是____________。
A.转移时有少量溶液溅出
B.容量瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C.定容时俯视读取刻度
D.称量时氯化钠和砝码放反
E.称量NaCl时用了生锈的砝码
Ⅲ.取4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解,加热过程中固体质量随温度的变化如图所示。
(7)硫酸铝铵晶体在300 ℃、633 ℃分解生成的固体分别为______________、____________。(填化学式)
18.(15分)(2025·江苏省徐州模拟)已知1 L待测液中含有下列离子中的6种:K+、NH、Al3+、Ba2+、Cl-、CO32-、ClO-、NO3-、[Al(OH)4]-、SiO32-。现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均足量):
(1)生成无色气体B的离子方程式为_______________________________________________________,有同学认为无色气体F中只含有一种物质,这个判断_____________(填“正确”或“不正确”),理由______________________________________________________________。
(2)无色溶液E中通入足量二氧化碳生成白色沉淀G时,发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(3)已知无色气体D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,写出少量的CO2气体通入气体D的水溶液中反应的离子方程式_________________________________________________。
(4)结合上述分析,白色沉淀A一定含____________。
(5)结合白色沉淀G 7.8 g,可以推测原溶液中的_______浓度为_______mol·L-1。
(6)无色溶液C中大量含有的离子是_______________________________。
19.(11分)(2025·江苏省泰州中学月考)一种以低品位菱锰矿(含MnCO3和少量钙、铝的碳酸盐及SiO2等)为主要原料制备MnO2的流程如下。
(1)基态Mn2+核外电子排布式为________________。
(2)已知常温下:Ksp(CaF2)=3.0×10-11,Ksp(MgF2)=6.0×10-9,取“除钙”后得到的0.1 mol CaF2(s),向其中加入5 L H2O,再加入MgCl2(s)充分搅拌至CaF2(s)完全转化,至少需要加入MgCl2(s)的物质的量为_______mol(溶液体积变化忽略不计)。
(3)常温下,Na2S2O8在含Mn2+的水溶液中会产生具有强氧化性的自由基•OH。
写出“氧化”时•OH与Mn2+的发生反应的离子方程式:_________________________________。
(4)MnO2含量测定:称取0.100 g MnO2样品,加入25.00 mL 0.200 mol·L-1的Na2C2O4溶液和适量H2SO4溶液,加热使MnO2充分转化为MnSO4溶液。冷却后,向溶液中加入0.100 mol·L-1的KMnO4溶液滴定过量C2O42-,消耗KMnO4溶液16.00 mL。计算样品中MnO2的质量分数。(写出计算过程),已知:MnO2+C2O42-+H+Mn2++CO2↑+H2O;MnO4-+C2O42-+H+Mn2++CO2↑+H2O。(方程式均未配平)
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第一章 化学基本概念
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 S-32 Cl-35.5 K-39Fe-56
一、单项选择题:共15题,每题3分,共45分。每题只有一个选项最符合题意。
1.(2025·江苏省淮安市一模)工业上常用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作净水剂。按物质组成分类,KAl(SO4)2·12H2O属于
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
【答案】C
【解析】A项,酸是指在水溶液中电离出的阳离子全部是H+的化合物,而KAl(SO4)2·12H2O在水溶液中电离出K+、Al3+和硫酸根离子,故KAl(SO4)2·12H2O不属于酸,不合题意;B项,碱是指在水溶液中电离出的阴离子全部是OH-的化合物,而KAl(SO4)2·12H2O在水溶液中电离出K+、Al3+和硫酸根离子,故KAl(SO4)2·12H2O不属于碱,不合题意;C项,盐是指在水溶液中电离出金属阳离子或者铵根离子和酸根阴离子(不包括OH-)的化合物,而KAl(SO4)2·12H2O在水溶液中电离出K+、Al3+和硫酸根离子,故KAl(SO4)2·12H2O属于盐,符合题意;D项,混合物是指含有两种或两种以上物质的物质,而KAl(SO4)2·12H2O只含有一种物质,属于纯净物,不合题意。
2.(2025·江苏省盐城中学月考)化学与生活、科技、社会发展息息相关。下列有关说法正确的是
A.节日燃放烟花过程中焰色试验是化学反应
B.铁磁流体液态机器人中驱动机器人运动的磁铁的主要成分是Fe2O3
C.“天问一号”火星车使用热控保温材料——纳米气凝胶,可产生丁达尔效应
D.“天和”核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷基复合材料属于新型有机高分子材料
【答案】C
【解析】A项,焰色试验是物理变化,错误;B项,Fe3O4具有磁性,铁磁流体液态机器人中驱动机器人运动的磁铁的主要成分是Fe3O4,错误;C项,纳米气凝胶属于胶体,可产生丁达尔效应,正确;D项,氮化硼陶瓷基复合材料属于新型无机非金属材料,错误。
3.(2025·山东卷)称取1.6 g固体NaOH配制400 mL浓度约为0.1 mol·L-1的NaOH溶液,下列仪器中不需要使用的是
A.100 mL烧杯 B.500 mL容量瓶
C.500 mL量筒 D.500 mL细口试剂瓶(具橡胶塞)
【答案】C
【解析】配制NaOH溶液的步骤包括计算,称量,溶解,转移,洗涤,定容,摇匀等步骤。
A项,溶解1.6 g NaOH需要在烧杯中进行,烧杯是需要的,不符合题意;B项,因无400 mL容量瓶,必须改用500 mL配制,计算时按500mL计算,需要500 mL容量瓶,不符合题意;C项,溶解时直接加水至固体溶解,无需精确量取;定容由容量瓶完成,无需500 mL量筒,符合题意;D项,NaOH溶液配制好后需要转移到试剂瓶中储存,氢氧化钠溶液是液体,而且易与玻璃中的二氧化硅反应,不能选择玻璃塞,所以需要500 mL细口试剂瓶(具橡胶塞),不符合题意。
4.(2025·江苏省模拟)下列化学反应表示不正确的是
A.Cl2通入NaBr溶液:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
B.用惰性电极电解MgCl2溶液:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
C.NaClO3溶液中通入SO2制ClO2:2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-
D.Cl2通入NaOH溶液中:Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O
【答案】B
【解析】A项,氯气氧化性强,可以氧化Br-为单质Br2,氯气还原为Cl-,正确;B项,用惰性电极电解MgCl2溶液,阴极上H2O放电:2H2O+2e-+Mg2+=H2↑+Mg(OH)2↓,阳极上Cl-放电:2Cl--2e-=Cl2↑,同时生成Mg(OH)2沉淀,错误;C项,NaClO3溶液中通入SO2制ClO2,由于NaClO3具有氧化性,作氧化剂使用,SO2具有还原性,作还原剂使用,生成硫酸根离子,方程式为2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-,正确;D项,Cl2通入NaOH溶液中生成NaCl、NaClO和H2O,方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,正确。
5.(2025·江苏省常州市期末)下列有关配制一定物质的量浓度溶液的操作(图中箭头表示运动方向)正确的是
【解析】A
【解析】A项,通过玻璃棒转移溶液,操作正确,符合题意;B项,振荡时,应塞紧容量瓶的瓶塞,错误,不符合题意;C项,定容时,应平视刻度线,错误,不符合题意;D项,摇匀时,应盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手托住瓶底,把容量瓶反复倒转多次,摇匀,错误,不符合题意。
6.(2025·广东卷)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1 mol 18O2的中子数,比1 mol 16O2的多2NA
B.1 mol Fe与水蒸气完全反应,生成H2的数目为2NA
C.在1 L 0.1 mol·L-1 NH4Cl的溶液中,NH的数目为0.1NA
D.标准状况下的22.4 L Cl2与足量H2反应,形成的共价键数目为2NA
【答案】D
【解析】A项,18O的中子数为10,16O的中子数为8,每个O2分子含2个O原子,1 mol 18O2比1 mol 16O2多4NA个中子,错误;B项,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,1 mol Fe生成 mol H2,数目为NA,错误;C项,NH在水中会水解,溶液中NH的数目小于0.1NA,错误;D项,1 mol Cl2与H2反应生成2 mol HCl,形成2 mol H-Cl键,共价键数目为2NA,正确。
7.(2025·浙江省绍兴市上学期一模)下列离子方程式正确的是
A.Fe2(SO4)3溶液中通H2S气体:2Fe3++3H2S=Fe2S3↓+6H+
B.Na[Al(OH)4]溶液中加入小苏打溶液:[Al(OH)4]-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-+H2O
C.用KMnO4固体和浓盐酸制备少量氯气:2KMnO4+16H++10Cl-=2K++Mn2++5Cl2↑+8H2O
D.在亚硫酸中加入过量的次氯酸钠溶液:H2SO3+ClO-=Cl-+2H++SO42-
【答案】B
【解析】A项,H2S具有强还原性,与Fe2(SO4)3混合会发生氧化还原反应,且根据题意,硫化氢为少量,离子方程式为:2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓,错误;B项,Na[Al(OH)4]溶液中加入小苏打溶液,由于氢氧化铝的酸性弱于碳酸氢根,因此四羟基合铝酸根与氢离子结合能力强于碳酸根,离子方程式为:[Al(OH)4]-+HCO3-=Al(OH)3↓+CO32-+H2O,正确;C项,KMnO4为强电解质,可拆,离子方程式为:2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,错误;D项,亚硫酸中加入过量次氯酸钠,会生成次氯酸分子,离子方程式为:H2SO3+3ClO-=2HClO+Cl-+SO42-,错误。
8.(2025·江苏各地模拟重组)下列说法正确的有
A.将Fe(NO3)3溶液加到HI溶液中,充分溶解后,滴入CCl4后振荡、静置,观察CCl4层颜色变化,证明氧化性:Fe3+>I2
B.向PbO2中滴加浓盐酸,出现黄绿色气体,氧化性:PbO2>Cl2
C.向滴有KSCN的FeCl2溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,溶液变红,则氧化性:Ag+>Fe3+
D.向含0.1 mol FeI2的FeI2溶液中通入0.1 mol Cl2,再滴加淀粉溶液,溶液变蓝色,则还原性:I->Fe2+
【答案】B
【解析】A项,Fe(NO3)3与HI反应时,NO3-在酸性条件下也具有强氧化性,故可能是Fe3+与I-反应生成I2,也可能是HNO3与I-反应生成I2,因此不能证明氧化性:Fe3+>I2,错误;B项,向PbO2中滴加浓盐酸生成Cl2,说明氧化性:PbO2>Cl2,正确;C项,向滴有KSCN的FeCl2溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,溶液变红,说明有Fe3+与SCN-反应,则Fe2+被氧化为Fe3+,硝酸具有强氧化性,可能是硝酸氧化Fe2+,不能得出氧化性:Ag+>Fe3+,错误;D项,若氯气先氧化亚铁离子Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-,根据比例关系可知亚铁离子完全氧化后氯气有剩余,会有部分碘离子被氯气氧化,淀粉遇碘变蓝,不能证明还原性I->Fe2+,错误。
9.(2025·江苏省南通市启东中学12月月考)Mg、Al、Ni都是活泼金属,其单质能在一定条件的水溶液中产生氢气。镁基合金材料具有良好的储氢—释氢性能。以Mg、Ni混合粉末为原料,利用氢化燃烧合成法可制得高效镁基储氢材料MgxNiyH z。向MgxNiyH z中掺杂铝原子有利于释氢。
下列化学反应表示正确的是
A.镁在碳酸氢钠溶液中生成氢气:2Mg+2HCO3-+H2O=MgCO3↓+CO32-+H2↑+Mg(OH)2↓
B.铝在氢氧化钠溶液中生成氢气:2Al+3H2O+8OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑
C.氢化镁投入醋酸溶液中生成氢气:MgH2+2H+=Mg2++2H2↑
D.以惰性电极电解氯化镁溶液生成氢气:Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓
【答案】D
【解析】A项,镁在碳酸氢钠溶液中生成氢气的离子方程式为:2Mg+2HCO3-+2H2O=MgCO3↓+CO32-+2H2↑+Mg(OH)2↓,错误;B项,铝在氢氧化钠溶液中生成氢气的离子方程式为:2Al+6H2O+2OH-=2[Al(OH)4]-+3H2↑,错误;C项,氢化镁投入醋酸溶液中生成氢气,醋酸为弱酸,不能拆成离子形式,离子方程式:MgH2+2CH3COOH=Mg2++2H2↑+2CH3COO-,错误;D项,以惰性电极电解氯化镁溶液生成氢气的离子方程式为:Mg2++2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓,正确。
10.(2025·江苏省南通市开学考试)燃煤烟气中产生的氮氧化物(NOx)及SO2会对大气造成严重污染,目前有多种处理吸收污染物的方法。其中一种隔膜电化学法去除NO装置如图所示。下列化学反应表示正确的是
A.吸收池中发生的反应:2S2O42-+2NO+2H2O=4HSO3-+N2
B.电解时电极A上发生的反应:SO2+2e-+2H2O=4H++SO42-
C.用氨水吸收过量SO2的反应:SO2+2NH3·H2O=2NH+SO32-+H2O
D.用NaOH溶液吸收NO2的反应:NO2+2OH-=NO3-+H2O
【答案】A
【解析】A项,由图可知,吸收池中NO被S2O42-还原为氮气,S2O42-被氧化为HSO3-,离子方程式为2S2O42-+2NO+2H2O=4HSO3-+N2,正确;B项,由图可知,电解时电极A上HSO3-发生还原反应生成S2O42-,电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=2H2O+S2O42-,错误;C项,用氨水吸收过量SO2时生成酸式盐,反应为SO2+NH3·H2O=NH+HSO3-,错误;D项,用NaOH溶液吸收NO2的反应为2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O,错误。
11.(2024·江苏省海安市期末检测)下列各组离子能大量共存,且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生的离子反应
A
I-、NH、SO42-
H2O2溶液
2I-+2H2O2=I2+2H2O+O2↑
B
K+、HCO3-、NO3-
AlCl3溶液
Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
C
Ag+、Ba2+、S2-
H2SO4溶液
2H++S2-=H2S↑
D
Fe3+、Cl-、SCN-
NaOH溶液
Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
【答案】B
【解析】A项,过氧化氢和碘离子反应生成碘单质和水,离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O,错误;B项,铝离子和碳酸氢根离子发生相互促进的水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,正确;C项,银离子和硫离子生成硫化银沉淀,不共存,错误;D项,Fe3+和SCN-生成红色物质,不共存,错误。
12.(2025·湖北省七市州3月联考)下列离子方程式书写错误是
A.向AgCl沉淀中加入氨水:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-
B.用Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢:CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)
C.黄绿色的CuCl2溶液中存在平衡:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[Cu(Cl)4]2-+4H2O
D.向含3 mol FeI2的溶液中通入4 mol Cl2:2Fe2++4I-+3Cl2=2Fe3++2I2+6Cl-
【答案】D
【解析】A项,AgCl沉淀可以溶于氨水形成银氨络离子,离子方程式为:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]++Cl-,正确;B项,CaCO3的溶度积小于CaSO4的溶度积,用Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢,硫酸钙可以转化为更难溶的CaCO3,离子方程式为:CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq),正确;C项,黄绿色的CuCl2溶液中存在[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+,二者可以相互转化,存在反应:[Cu(H2O)4]2++4Cl-[Cu(Cl)4]2-+4H2O,正确;D项,I-的还原性大于Fe2+的还原性,向含3 mol FeI2的溶液中通入4 mol Cl2的离子方程式为:2Fe2++6I-+4Cl2=2Fe3++3I2+8Cl-,错误。
13.(2025·江苏省淮安市一模)氯气与碱反应可以得到次氯酸盐、氯酸盐等含氧酸盐,次氯酸盐应用广泛。通过KClO溶液在碱性条件下与Fe(NO3)3溶液反应制备高效水处理剂K2FeO4,K2FeO4在强碱性溶液中稳定;通过KClO溶液在碱性条件下与尿素[CO(NH2)2]水溶液制备N2H4,N2H4(l)的燃烧热为642 kJ·mol-1,具有强还原性,能与KClO剧烈反应生成N2;通过KClO溶液与Ag反应可以回收光盘金属层中的少量Ag,其反应产物为AgCl、KOH和O2;通过KClO溶液在碱性条件下与NiSO4反应可制得电极材料NiOOH。
下列化学反应表示正确的是
A.KClO溶液与Ag反应:4Ag+4KClO+2H2O=4AgCl+4KOH+O2↑
B.KClO碱性溶液与Fe(NO3)3溶液反应:3ClO-+2Fe3++5H2O=3Cl-+2FeO42-+10H+
C.尿素与过量的KClO溶液反应:CO(NH2)2+ClO-=N2H4+Cl-+CO2↑
D.N2H4的燃烧:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH=-642 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】A项,KClO溶液与Ag反应生成AgCl、KOH和O2,反应的离子方程式为:4Ag+4KClO+2H2O=4AgCl+4KOH+O2↑,正确;B项,KClO碱性溶液与Fe(NO3)3溶液反应生成FeO42-,Cl-和NO3-,反应的离子方程式为:3ClO-+2Fe3++10OH-=3Cl-+2FeO42-+5H2O,错误;C项,尿素与过量的KClO溶液反应生成N2、KCl、CO2和H2O,反应的离子方程式为:CO(NH2)2+3ClO-=N2↑+3Cl-+CO2↑+2H2O,错误;D项,N2H4燃烧生成N2和H2O,反应的热化学方程式为:N2H4(l)+O2(g)=2H2O(l)+N2(g) ΔH=-642 kJ·mol-1,错误。
14.(2025·江苏省姜堰中学测试)利用NaClO氧化尿素制备N2H4·H2O(水合肼),同时可制备Na2SO3,制备流程如图所示:
已知:N2H4·H2O有强还原性,N2H4·H2O能与NaClO反应生成N2;0.1 mol·L-1亚硫酸钠溶液的pH约为9.5。
下列说法错误的是
A.步骤Ⅰ反应时,若产物中n(NaClO)∶n(NaClO3)=5∶1,则n(NaCl)∶n(NaClO)=2∶1
B.步骤Ⅱ中须将尿素缓慢加入NaClO碱性溶液中
C.步骤Ⅱ反应的离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4·H2O+CO32-
D.步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性,有利于吸收SO2
【答案】B
【解析】由流程可知,步骤Ⅰ中发生Cl2+2OH-=ClO-+Cl-+H2O,温度过高时易发生3Cl2+6OH-=ClO3-+5Cl-+3H2O,步骤Ⅱ中发生ClO-+2OH-+CO(NH2)2=Cl-+N2H4·H2O+CO32-,且将NaClO溶液逐滴滴加到尿素中,可防止过量的NaClO溶液将N2H4·H2O氧化,步骤Ⅲ中分离出碳酸钠、水合肼;步骤Ⅳ向碳酸钠溶液中通入SO2,反应过程中控制溶液为碱性有利于吸收SO2,将碳酸钠转化为亚硫酸钠。
A项,步骤Ⅰ反应时,若产物中n(NaClO)∶n(NaClO3)=5∶1,假设产物中n(NaClO)=5 mol,n(NaClO3)=1 mol,根据得失电子守恒可知n(NaCl)=10 mol,故n(NaCl)∶n(NaClO)=2∶1,正确;B项,由分析可知:步骤Ⅱ中将NaClO溶液逐滴滴加到尿素中,可防止过量的NaClO溶液将N2H4·H2O氧化,错误;C项,步骤Ⅱ反应的离子方程式为ClO-+CO(NH2)2+2OH-=Cl-+N2H4·H2O+CO32-,正确;D项,由分析可知,步骤Ⅳ中反应过程中控制溶液为碱性,有利于吸收SO2,正确。
15.(2025·江苏省高邮市下学期第一次联考)铁铵矾[NH4Fe(SO4)2•12H2O]常用于制备高铁酸盐。下列反应的离子方程式正确的是
A.铁铵矾溶液与氨水混合反应:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
B.向铁铵矾溶液中通入H2S气体:2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+4H+
C.强碱溶液中铁铵与NaClO生成Na2FeO4:3ClO-+2Fe3++6OH-=2FeO42-+3Cl-+H2O+4H+
D.向铁铵矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液:Fe3++2SO42-+2Ba2++3OH-=Fe(OH)3↓+2BaSO4↓
【答案】B
【解析】A项,一水合氨为弱碱,应以化学式表示,则铁铵矾溶液与氨水混合反应:Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH,错误;B项,向铁铵矾溶液中通入H2S气体,Fe3+将H2S氧化为S,Fe3+被还原为Fe2+,离子方程式为:2Fe3++H2S=2Fe2++2H+,正确;C项,强碱溶液中铁铵与NaClO生成Na2FeO4,同时NH与OH-也会反应生成NH3·H2O,错误;D项,向铁铵矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液:NH+Fe3++2SO42-+2Ba2++4OH-=Fe(OH)3↓+2BaSO4↓+NH3·H2O,错误。
二、非选择题:共4题,共55分。
16.(14分)(2025·江苏省海安高级中学期中)某学习小组探究以Cr2O3为原料制备K2Cr2O7。
已知:ⅰ.部分含铬离子或化合物颜色及性质如下表:
Cr3+
Cr(OH)3
[Cr(NO2)6]3-
Cr2O72-
CrO42-
绿色
灰绿色,不溶于水
玫瑰红色
橙色
黄色
ⅱ.2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;Cr(Ⅵ)氧化性随酸性增强而增强。
ⅲ.HNO2是一种弱酸,易分解:3HNO2=2NO↑+HNO3+H2O
(1)制备K2CrO4。将7.60 g Cr2O3固体和15.15 g KNO3固体(物质的量之比为1∶3)与过量的K2CO3固体混合,高温煅烧得含KNO2的K2CrO4的黄色固体,其化学方程式为___________________________________________________________。
(2)将K2CrO4转化为K2Cr2O7。
①实验中产生的无色气体成分为___________。
②资料显示溶液变为棕黑色是Cr3+与Cr2O72-混合所致。补充完整实验方案证实溶液中存在Cr3+与Cr2O72-:取少量棕黑色溶液于试管中,_________________________________________________________
__________________________________________。(实验中必须使用的试剂:1 mol·L-1 NaOH溶液、1 mol·L-1 H2SO4溶液)
(3)验证Cr3+来自KNO2还原酸性K2Cr2O7溶液。
取2 mL 0.5 mol·L-1 K2Cr2O7溶液(pH=3)逐滴加入0.5 mol·L-1 KNO2溶液,溶液由橙色逐渐变为棕黑色,进而变为绿色,过程中无红棕色气体产生;继续加入KNO2溶液,溶液变为玫瑰红色;加入1 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液后,溶液恢复绿色。
①溶液由橙色变为绿色反应的离子方程式为___________________________________________。
②从平衡移动的角度解释溶液由玫瑰红色变为绿色的原因:___________________________________。
(4)为避免K2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中产生Cr3+,将煅烧后的黄色固体浸泡于100 mL水中,过滤,向滤液中加入醋酸溶液,调至pH=5,溶液变为橙色。此时溶液的颜色没有变成棕黑色的可能原因是_______________________________________________________________________。
【答案】(1)Cr2O3+3KNO3+2K2CO32K2CrO4+2CO2↑+3KNO2(2分) (2)①NO、CO2(2分) ②逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液,生成灰绿色沉淀,含有Cr3+(2分),继续加NaOH溶液至不再生成沉淀时,静置,过滤,取滤液加入1 mol·L-1 H2SO4溶液,调至pH=3,溶液由黄色变为橙色,含有Cr2O72-(2分) (3)①Cr2O72-+3NO2-+8H+=2Cr3++3NO3-+4H2O(2分) ②[Cr(NO2)6]3-Cr3++3NO2-,加入H2SO4溶液NO2-与H+生成HNO2,且HNO2易分解,c(NO2-)减小,平衡正向移动,[Cr(NO2)6]3-转化为Cr3+,溶液由玫瑰红色变为绿色(2分) (4)溶液中的H+浓度小,Cr2O72-的氧化性减弱,使Cr2O72-与HNO2不能反应生成Cr3+,溶液仍为橙色(2分)
【解析】将Cr2O3固体和KNO3固体与过量的K2CO3固体混合,高温煅烧得K2CrO4固体,加水溶解后加入稀硫酸调节pH,反应可生成K2Cr2O7;反应过程中在酸性环境下,Cr2O72-与NO2-发生氧化还原反应生成Cr3+,会导致生成的产物中含有Cr3+杂质。
(1)根据得失电子守恒和质量守恒定律,KNO3与过量的K2CO3固体混合,高温煅烧得含KNO2的K2CrO4的黄色固体,化学方程式为:Cr2O3+3KNO3+2K2CO32K2CrO4+2CO2↑+3KNO2;(2)①过量的碳酸盐与硫酸反应生成二氧化碳气体,亚硝酸盐在酸性环境下形成亚硝酸,亚硝酸不稳定分解出NO气体,因此实验中产生的无色气体成分为:NO、CO2;②溶液中存在Cr3+与Cr2O72-,结合题干信息可知,可通过改变溶液酸碱性,通过颜色变化进行成分判断,具体操作及现象:取少量棕黑色溶液于试管中,逐滴加入1 mol·L-1 NaOH溶液,生成灰绿色沉淀,含有Cr3+,继续加NaOH溶液至不再生成沉淀时,静置,过滤,取滤液加入1 mol·L-1 H2SO4溶液,调至pH=3,溶液由黄色变为橙色,含有Cr2O72-;(3)①结合题干信息各微粒颜色,结合得失电子守恒及电荷守恒可知,溶液由橙色变为绿色的离子方程式为:Cr2O72-+3NO2-+8H+=2Cr3++3NO3-+4H2O;②[Cr(NO2)6]3-Cr3++3NO2-,加入H2SO4溶液,NO2-+H+=HNO2,且HNO2易分解,c(NO2-)减小,平衡正向移动,[Cr(NO2)6]3-转化为Cr3+,溶液由玫瑰红色变为绿色;(4)实验Ⅱ中,过滤除去了Cr2O3,溶液中的c(H+)比实验Ⅰ中的小,Cr2O72-的氧化性减弱的程度大于HNO2的还原性增强的程度,使Cr2O72-与HNO2不能反应生成Cr3+,溶液仍为橙色。
17.(15分)(2025·江苏省扬州中学联考)Ⅰ.“皮鞋很忙”的恶搞段子曾经风靡网络,揭露了某些行业用烂皮鞋制造酸奶或毒胶囊的不法行为。央视《每周质量报告》曝光了河北省一些明胶企业将皮革废料熬制成工业明胶,出售给浙江绍兴某些制药企业,最终变成药用胶囊。由工业明胶制成的胶囊往往含有超标的重金属铬会对人体造成伤害。明胶是水溶性蛋白质混合物,溶于水形成胶体。
(1)已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,则其中铁元素是_____价。CrO2-是一种酸根离子,则Fe(CrO2)2属于__________(填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”)。
(2)明胶的水溶液和K2SO4溶液共同具备的性质是__________(填序号)。
A.都不稳定,密封放置会产生沉淀
B.二者均有丁达尔效应
C.分散质粒子可通过滤纸
(3)提纯明胶的装置是下列中的______(填序号),此方法叫作__________。
Ⅱ.实验室需要配制0.5 mol·L-1 NaCl溶液100 mL,现使用NaCl(M:58.5 g·mol-1)固体配制,按下列操作步骤填上适当的文字,以使整个操作完整。
(4)选择仪器。完成本实验所必需的仪器有:托盘天平、药匙、烧杯、胶头滴管、____________、玻璃棒以及等质量的两片滤纸。
(5)计算、称量。配制该溶液需称取NaCl晶体的质量为________g。
(6)配制时下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是____________。
A.转移时有少量溶液溅出
B.容量瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C.定容时俯视读取刻度
D.称量时氯化钠和砝码放反
E.称量NaCl时用了生锈的砝码
Ⅲ.取4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O加热分解,加热过程中固体质量随温度的变化如图所示。
(7)硫酸铝铵晶体在300 ℃、633 ℃分解生成的固体分别为______________、____________。(填化学式)
【答案】(1)+2(1分) 盐(1分) (2)C(1分) (3)C(1分) 渗析(1分) (4)100 mL容量瓶(2分) (5)2.9(2分) (6)CE(2分) (7)NH4Al(SO4)2(2分) Al2(SO4)3(2分)
【解析】(1)Fe(CrO2)2中,氧元素的化合价是-2价,铬元素的化合价是+3价,根据化合物价态总和为0得到铁元素化合价是+2价;Fe(CrO2)2是由亚铁离子和CrO2-组成的盐;(2)A项,胶体较稳定,溶液是稳定的,不符合题意;B项,溶液无丁达尔效应,胶体有丁达尔效应,不符合题意;C项,胶粒和溶液都可透过滤纸,符合题意;(3)提纯明胶是利用渗析法将胶体和溶液中水分子等小分子或离子能透过半透膜分离,装置为C;(4)配制0.5 mol·L-1 NaCl溶液100 mL,完成本实验所必需的仪器有:托盘天平、药匙、烧杯、胶头滴管、100 mL容量瓶、玻璃棒以及等质量的两片滤纸;(5)配制该溶液需称取NaCl晶体的质量为0.5 mol·L-1×0.1 L×58.5 g·mol-1=2.9 g;(6)A项,转移时有少量溶液溅出,溶质物质的量减少,导致所配溶液浓度偏低,不符合题意;B项,容量瓶未干燥对结果无影响,不符合题意;C.定容俯视刻度线,溶液体积偏少,所配溶液浓度偏高,符合题意;D项,称量时氯化钠和砝码放反使实际称量的氯化钠质量减小,所配溶液浓度偏低,不符合题意;E项,砝码生锈使实际称量的氯化钠质量增大,导致溶液浓度偏高,故E符合题意;(7)4.53 g NH4Al(SO4)2·12H2O物质的量为0.01 mol,在A点质量为2.37 g,质量减少2.16 g,减去的质量刚好等于水的质量,因此A点固体物质为NH4Al(SO4)2,在633 ℃即B点质量为1.71 g,从A点到B点氮元素可能流失,根据铝守恒得到Al2(SO4)3物质的量为0.005 mol,其质量刚好为1.71 g。
18.(15分)(2025·江苏省徐州模拟)已知1 L待测液中含有下列离子中的6种:K+、NH、Al3+、Ba2+、Cl-、CO32-、ClO-、NO3-、[Al(OH)4]-、SiO32-。现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均足量):
(1)生成无色气体B的离子方程式为_______________________________________________________,有同学认为无色气体F中只含有一种物质,这个判断_____________(填“正确”或“不正确”),理由______________________________________________________________。
(2)无色溶液E中通入足量二氧化碳生成白色沉淀G时,发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(3)已知无色气体D能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,写出少量的CO2气体通入气体D的水溶液中反应的离子方程式_________________________________________________。
(4)结合上述分析,白色沉淀A一定含____________。
(5)结合白色沉淀G 7.8 g,可以推测原溶液中的_______浓度为_______mol·L-1。
(6)无色溶液C中大量含有的离子是_______________________________。
【答案】(1)2NO3-+3SO2+2H2O=2NO↑+3SO42-+4H+(2分) 不正确(1分) NO和空气中氧气反应后还剩余多种气体成分(2分) (2)[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-(2分) (3)2NH3·H2O+CO2=2NH+CO32-+H2O(2分) (4)BaSO4(1分) (5)Al3+(1分) 0.1(2分) (6)K+、NH、Al3+、Cl-(2分)
【解析】白色沉淀A加入硝酸不溶解,则A为BaSO3或BaSO4,因为溶液含有硝酸根离子,氧化亚硫酸钡为硫酸钡,则A为BaSO4,n(BaSO4)==0.1 mol,则含有Ba2+,则不含CO32-、SiO32-;气体B遇到空气变为红棕色为NO2,结合NO2和水反应生成无色气体,则F为O2反应后剩余空气,则B为NO,则必含NO3-;溶液C和氢氧化钠反应生成气体D为2.24 L,则含有NH,则不含[Al(OH)4]-,NH物质的量为=0.1 mol,溶液E通入CO2生成白色沉淀,该沉淀为氢氧化铝,则必含Al3+,不含ClO-,Al3+物质的量为=0.1 mol,则含有的离子为K+、NH、Al3+、Ba2+、Cl-、NO3-。
(1)NO3-和SO2反应生成NO,离子方程式为2NO3-+3SO2+2H2O=2NO↑+3SO42-+4H+,NO和空气中氧气反应后还剩余多种气体成分,F为和NO反应后剩余气体,为混合气体;(2)无色溶液E为四羟基合铝酸钠溶液,通入足量二氧化碳生成白色沉淀G为氢氧化铝,发生反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-;(3)气体D为氨气,少量的CO2气体通入气体D溶液生成碳酸铵,反应的离子方程式为2NH3·H2O+CO2=2NH+CO32-+H2O;(4)结合上述分析,白色沉淀A一定含BaSO4;(5)结合白色沉淀G为7.8 g,Al3+物质的量为=0.1 mol,可以推测原溶液中的Al3+浓度为0.1 mol·L-1;(6)D为氨气、E为四羟基铝酸钠溶液,结合溶液存在离子,则无色溶液C中大量含有的离子是K+、NH、Al3+、Cl-。
19.(11分)(2025·江苏省泰州中学月考)一种以低品位菱锰矿(含MnCO3和少量钙、铝的碳酸盐及SiO2等)为主要原料制备MnO2的流程如下。
(1)基态Mn2+核外电子排布式为________________。
(2)已知常温下:Ksp(CaF2)=3.0×10-11,Ksp(MgF2)=6.0×10-9,取“除钙”后得到的0.1 mol CaF2(s),向其中加入5 L H2O,再加入MgCl2(s)充分搅拌至CaF2(s)完全转化,至少需要加入MgCl2(s)的物质的量为_______mol(溶液体积变化忽略不计)。
(3)常温下,Na2S2O8在含Mn2+的水溶液中会产生具有强氧化性的自由基•OH。
写出“氧化”时•OH与Mn2+的发生反应的离子方程式:_________________________________。
(4)MnO2含量测定:称取0.100 g MnO2样品,加入25.00 mL 0.200 mol·L-1的Na2C2O4溶液和适量H2SO4溶液,加热使MnO2充分转化为MnSO4溶液。冷却后,向溶液中加入0.100 mol·L-1的KMnO4溶液滴定过量C2O42-,消耗KMnO4溶液16.00 mL。计算样品中MnO2的质量分数。(写出计算过程),已知:MnO2+C2O42-+H+Mn2++CO2↑+H2O;MnO4-+C2O42-+H+Mn2++CO2↑+H2O。(方程式均未配平)
【答案】(1)[Ar]3d5(2分) (2)20.1(3分) (3)2·OH+Mn2++2OH—=MnO2↓+2H2O(2分) (4)87%(4分)
【解析】由题给流程可知,菱锰矿中加入稀硫酸酸浸时,金属碳酸盐与稀硫酸反应生成可溶性硫酸盐,二氧化硅不与稀硫酸反应,过滤得到二氧化硅和可溶性硫酸盐溶液;向溶液中加入氢氧化钠溶液,将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀,过滤得到氢氧化铝和滤液;向滤液中加入氟化铵溶液,将溶液中的钙离子转化为氟化钙沉淀,过滤得到氟化钙和硫酸锰溶液;向溶液中加入过二硫酸钠和氢氧化钠溶液,将硫酸锰转化为二氧化锰,过滤得到硫酸钠溶液和二氧化锰。
(1)锰元素的原子序数为25,基态锰离子的电子排布式为[Ar]3d5,故答案为:[Ar]3d5;(2)由题意可得如下方程式:CaF2+Mg2+=MgF2+Ca 2+,反应的平衡常数K=====,当0.1 mol氟化钙完全转化为氟化镁时,消耗氯化镁的物质的量为0.1 mol,溶液中钙离子的浓度为=0.02 mol·L-1,则溶液中镁离子的物质的量为0.02 mol·L-1×200×5 L=20 mol,所以至少需要加入氯化镁的物质的量为20.1 mol,故答案为:20.1;(3)①由题意可知,碱性条件下·OH与锰离子反应生成二氧化锰沉淀和水,反应的离子方程式为2·OH+Mn2++2OH—=MnO2↓+2H2O,故答案为:2·OH+Mn2++2OH—=MnO2↓+2H2O;(4)由得失电子数目守恒可得: n(C2O42-)×2=n(MnO2)×2+n(MnO4-)×5, 0.200 mol·L-1×0.02500 L×2=2n(MnO2)+0.100 mol·L-1×0.01600 L×5,n(MnO2)=,滴定消耗16.00 mL 0.100 mol·L-1高锰酸钾溶液,则样品中二氧化锰的质量分数为×100%=87%,故答案为:87%。
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