内容正文:
九上专题6:物质的转化讲义
【知识回顾】
一、非金属单质及其化合物之间的转化
1.非金属单质与氧气反应
(1)实验:硫黄的燃烧
实验操作
实验现象
取一药匙硫黄,观察其外观
淡黄色粉末状固体
将硫黄放到燃烧匙中,在酒精灯上点燃硫黄,观察现象
硫黄先熔化后燃烧,产生淡蓝色火焰,生成一种有刺激性气味的气体
把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内,观察现象
产生蓝紫色火焰
【注意】生成物二氧化硫是一种有毒、有刺激性气味的气体,不能直接排放到空气中。
实验结论:有的非金属在氧气中燃烧可以生成非金属氧化物。
【结论】有的非金属在氧气中燃烧,可以生成非金属氧化物
2.非金属氧化物与水反应
(1)实验:二氧化碳与碳酸的转化实验
实验操作
实验现象
取两杯蒸馏水,向其中一杯蒸馏水中吹气或通入CO2。然后,分别向两只烧杯中滴加几滴紫色石蕊试液,观察现象
吹气或通入CO2的烧杯中的紫色石蕊试液变红,没有吹气或通入CO2的烧杯中液体变为紫色
从两只烧杯中分别取少量液体放入试管中,加热,观察现象
加热后其中一支试管中的红色液体变为紫色,另一支试管中液体无明显变化
实验分析:液体变红的原因是CO2溶于水生成碳酸,使烧杯中的溶液显酸性。红色液体变为紫色的原因是碳酸不稳定,加热后会分解为水和二氧化碳。
C+O2=== (点燃)CO2 CO2+H2O==H2CO3 H2CO3===H2O+CO2↑
【结论】大部分非金属氧化物与水反应生成对应的酸,不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物
二、非金属与其酸之间的转化
【引申】
【注意】非金属氧化物与水反应是化学变化;溶于水是物理变化。两者为不同的概念
三、金属单质与其化合物的转化
1、金属与非金属的反应
2、铁粉和硫黄的实验
(铁粉与硫粉混合点燃后即可反应,放出大量的热,生成黑色固体)
【结论】有些金属能与非金属反应生成盐
3、金属氧化物与水的反应
实验:生石灰与水反应
实验操作
实验现象
在蒸发皿上放一小块生石灰,加少量水,搅拌,观察现象
块状的生石灰粉碎成粉末状,并放出大量的热
滴加几滴无色酚酞试液,观察现象
无色酚酞试液变为红色
实验分析:氧化钙与水反应生成了氢氧化钙。
实验结论:有些金属氧化物可以与水反应生成相应的碱。
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。氧化钡、氧化钾、氧化钙、氧化钠与反应水都生成相应的碱。
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水,也不与水反应。
MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水,也不与水反应。
4.金属与化合物反应
2Mg+CO2=== (点燃)2MgO+C 8A1+3Fe3O4=== (高温)9Fe+4Al2O3
四.金属的冶炼
1.游离态:物质以单质的形式存在
2.化合态:物质以化合物的形式存在
3.少数金属是以游离态形式存在,大多数金属是以化合态形式存在
4.金属冶炼的原理:
金属氧化物与还原剂(C、CO、H2等)在高温下反应,还原剂夺取金属氧化物中的氧,使其还原成金属单质。
(盛放CuO的试管口略向下倾斜;防止生成的水流入试管底部,使试管炸裂;先通H2,再加热,防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;实验停止后,继续通H2,直至试管冷却,防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成CuO)
C+2CuO=加热=2Cu+CO2↑ H2+CuO=加热=Cu+H2O 3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO2
1) C:黑色固体逐渐变为红色,澄清石灰水变浑浊
2) H2:试管内黑色粉末变红色,试管口出现水珠
步骤:实验开始时先通入H2, 一段时间后再加热(防止氢气与空气混合加热时试管爆裂);
实验结束后,先熄灭酒精灯,继续通入H2, 直到试管冷却为止(防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成氧化铜)
提示:试管口要略低于试管底,防止反应生成的水倒流。
导管贴试管上壁伸入试管底部
3) CO:最好在通风橱中进行。实验时应该先通一会CO,以排除试管中的空气,防止CO
与空气混合加热时引起爆炸。多余的CO不能直接排到空气中,应对着火焰烧掉(实验装置末端设置点燃的酒精灯燃烧尾气)
五.化合物之间的转化
1. 石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋,就是岩石中的碳酸钙经过复杂的化学反应转化而成的。这些悬挂的钟乳石、挺拔矗立的石笋和石柱。
2.实验:鸡蛋壳和盐酸反应
实验步骤
现象
步骤1:将一只生鸡蛋放到盛有稀盐酸的容器中,观察实验现象
1.鸡蛋表面有气泡产生,且一会儿浮出液面,一会儿沉入溶液底部,不断地上下浮沉
步骤2:2分钟后,将生鸡蛋从酸中取出,用水冲洗干净,观察蛋壳的变化
2.蛋壳表面变白、变薄、变得粗糙凹凸不平,质量减轻
步骤3:将鸡蛋继续放置在稀盐酸中,10分钟后取出,用水冲洗干净,观察蛋壳的变化
3.蛋壳几乎反应完全,只剩一个软软的外皮
实验分析:当鸡蛋刚刚放入稀盐酸时,由于蛋壳的主要成分碳酸钙,与盐酸反应产生大量二氧化碳气体,当大量气泡汇聚附着在蛋壳表面时,鸡蛋受到的浮力增大至大于重力而上浮。浮到液面时,气泡逸出,鸡蛋所受浮力减小至小于其重力而下沉,这个过程不断循环,鸡蛋便不断上下浮沉。反应几分钟时,由于反应一部分碳酸钙,鸡蛋壳表面变得粗糙且质量减小,当碳酸钙完全反应时,就只剩下一个“软皮蛋”。研究表明,酸、碱、盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化。
六.物质转化的规律与反应发生的条件
物质转化的一般规律是:单质转化为氧化物,氧化物再转化为酸或者是碱,由酸或者是碱再转化为盐。而在一定的条件下,氧化物也会转化为单质。可用下图表示:
1.两条纵线
(1)某些非金属―→非金属氧化物―→酸―→盐 如:C―→CO2―→H2CO3―→Na2CO3
(2)某些金属―→金属氧化物―→碱―→盐 如:Na―→Na2O―→NaOH―→NaCl
2.两条弯线
(1)活泼金属+酸―→盐+氢气 如:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
[注意] 只有排在氢前的金属才可以与酸反应放出氢气。
(2)金属+盐―→新金属+新盐 如:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
[注意] “前金置换后金”。
3.三条横线
(1)某些金属+某些非金属―→无氧酸盐 如:Fe+SFeS
(2)某些金属氧化物+某些非金属氧化物―→盐 如:CaO+SO3===CaSO4
(3)酸+碱―→盐+水 如:H2SO4+Cu(OH)2===CuSO4+2H2O
(4)溶盐+溶盐―→新盐+新盐(至少一种不溶) 如:AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
4.四条交叉线
(1)金属氧化物+酸―→盐+水 如:Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
(2)非金属氧化物+碱―→盐+水 如:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
(3)酸+盐―→新酸+新盐 如:H2SO4+BaCl2===2HCl+BaSO4↓
(4)溶碱+溶盐―→新碱+新盐(至少一种不溶) 如:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
【学习探究】根据上述物质之间相互反应的规律,你能设计四种制取ZnSO4 的方法吗?我们怎样制取一种盐类物质?
(1)制取硫酸锌的常用方法为: Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑;Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu;ZnO+H2SO4===ZnSO4+H2O;Zn(OH)2+H2SO4===ZnSO4+2H2O。
(2)制取盐类物质的方法。
①某些金属+某些非金属―→无氧酸盐 如:2Na+Cl2====2NaCl
②碱性氧化物+酸性氧化物―→含氧酸盐 如:CaO+SO3===CaSO4
③碱+盐―→新碱+新盐 如:3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl
④酸+碱―→盐+水 如:HCl+NaOH===NaCl+H2O
⑤盐+盐―→新盐+新盐 如:BaCl2+CuSO4===BaSO4↓+CuCl2
⑥酸+盐―→新酸+新盐 如: H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl
⑦碱性氧化物+酸―→盐+水 如: Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
⑧碱+酸性氧化物―→盐+水 如:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O
⑨活泼金属+酸(盐酸、稀硫酸)―→盐+氢气 如:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
⑩(排前面的,除K、Ca、Na)金属+盐―→(后)新金属+新盐 如:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
【经典例题】
【例题1】下列关于碳和碳的氧化物知识网络图(图中“→”表示转化关系,“……表示相互能反应)的说法正确的是( )
A.“C……CO2”的反应是放热反应
B. “CO→CO2”的反应类型为置换反应
C.“CO2→CaCO3”的反应有可能用于检验二氧化碳
D.“CO2H2CO3”的反应可用酚酞试液验证
【例题2】在燃烧正旺的煤炉上滴水,炉火不仅不会熄灭,反而燃烧得更旺,原因是炽热的煤炭和水蒸
气反应生成水煤气(主要成分是氢气和一氧化碳),水煤气又会燃烧,所以燃烧得更旺。请写出这
一过程中涉及的所有反应的化学方程式:
(1)_________________________;
(2)_________________________;
(3)_________________________ 。
【例题3】与图示微观变化相符的化学反应是( )
【例题4】下列实验现象的描述正确的是( )
A.铁丝在空气中燃烧,火星四射,并生成黑色固体
B.把燃着的硫黄放进盛满氧气的集气瓶内,观察到微弱的淡蓝色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
C.取少量铁粉放在白纸上,再将少量硫黄与铁粉混合,把混合物放入试管内,用酒精灯加热,现象是生成黑色固体,同时放出大量的热
D.白磷在氧气中燃烧,可观察到集气瓶中充满白雾
【例题5】 课外,小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验:他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后堆放在石棉网上,在其中插入烧红的玻璃棒,反应立即发生。拿掉玻璃棒后,反应继续剧烈进行,反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生。反应结束后,都得到了黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引,而小科的却会被磁铁吸引。
(1)铁和硫的反应是 _______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)气体X的化学式为 ________。
(3)对比老师的实验结果,小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小科想验证是否有铁剩余。
老师启发小科:硫化亚铁能与稀硫酸反应,产生硫化氢气体,该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是,小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验,如果a处有水压出,就能验证有铁剩余。
①小科依次连接各装置的导管口:e→ _______ →b→a。(填“c→d”或“d→c”)
②老师指出设计不够合理,不能就此验证猜想。请你说出不够合理的原因:______________________。
于是小科改进了实验设计,继续进行探究……
【例题6】1839年虎门销烟采用的方法是:在海边挖池,放入烟土,引入海水浸泡,投入石灰,石灰遇水沸腾, 烟土溶解。该过程发生的反应有CaO+H2O===Ca(OH)2。下列说法不正确的是( )
A.该反应属于化合反应 B.该反应会放出热量
C.由此反应推测氧化钙可干燥氯化氢气体 D.此反应可制备氢氧化钙
【例题7】下列各组变化中,只有加入酸才能一步实现的是( )
A.Zn→ZnSO4 B.CuO→CuCl2 C.CaCO3→CO2 D.BaCl2→BaSO4
【例题8】下列物质的转化在给定条件下均能实现的是( )
【例题9】下列物质间的转化只通过一步反应就能实现的是( )
A.H2O2→H2 B.NaCl→AgCl C.Fe→Fe(SO4)3 D.CuO→Cu(OH)2
【例题10】甲、乙、丙、丁是初中化学常见的物质,它们的转化关系如图所示(反应条件已省略)。下列说法正确的是( )
A.若丁是水,则该反应一定属于中和反应
B.若丙为沉淀,则甲、乙中一定有一种物质是盐
C.若甲、丁均为单质,则该反应一定属于置换反应
D.若乙是一种碱、丁是一种盐,则该反应一定属于复分解反应
【例题11】甲、乙、丙三种物质的转化关系如图所示,下表中不符合该转化关系的一组物质是( )
【例题12】下列各物质之间相互转化(注:物质间的转化均通过一步实现)关系与如图不符的是( )
【例题13】小明设计了下列四组物质,要求在一定条件下都能一步转化,其中错误的是( )
A.Na2CO3→NaCl→NaNO3→NaOH B.C→CO→CO2→Na2CO3
C.Cu→CuO→CuSO4→Cu(OH)2 D.CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOH
【例题14】各物质间有着一定的转化关系,下列各组物质间可以按下图所示直接转化的是( )
A.Fe→Fe2O3→FeSO4→Fe B.CO→CO2→H2CO3→CO
C.NaOH→NaCl→Na2CO3→NaOH D.HCl→CuCl2→BaCl2→HCl
【例题15】下列物质间的转化不能实现的是( )
A.CO2 H2CO3 B.Fe2O3 Fe C.S FeS D.CuO Cu(OH)2
【例题16】“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。CO2与H2在一定条件下转化为CH4(反应过程如图所示,虚线处部分中间产物略去),可实现CO2的再利用。以下说法合理的是( )
A.二氧化碳会造成空气严重污染
B.MgO在上述转化中质量不变
C.上述反应中的产物只有CH4
D.参加该反应的CO2与H2分子个数之比是1:2
【例题17】某同学在学习了物质的化的规律后,给制了可以通过一步反应制取ZnSO4的思维导图,其中所选的物质错误的是( )
A.①﹣Zn B.②﹣ZnCl2 C.③﹣H2SO4 D.④﹣Zn(OH)2
【例题18】下列物质间的转化,不能通过一步反应实现的是( )
A.Cu→Cu(NO3)2 B.Cu(OH)2→CuO
C.BaCl2→BaSO4 D.CaCO3→Ca(OH)2
【例题19】下列制备物质的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( )
A.CO CO2Na2CO3溶液
B.Cu Cu(NO3)2溶液 Cu(OH)2
C.Fe Fe2O3Fe2(SO4)3溶液
D.CaO Ca(OH)2溶液 NaOH溶液
【例题20】符合下列转化关系的物质甲是( )
A.Cu B.CuO C.Fe2O3 D.Mg
【例题21】下列物质不能够一步转化的是( )
A.NaOH→NaCl B.Ba(OH)2→NaOH C.Ca(OH)2→CaCO3 D.Mg(OH)2→Cu(OH)2
【例题22】能实现下列物质类别间直接转化的单质是( )
A.氢气 B.铜 C.铁 D.钙
【例题23】比较归纳是科学学习中的常用方法。若以下的物质转化都由一步反应完成,则( )
①Mg(OH) 2 →MgCl2 ②MgCO3 → MgCl2 ③ Mg → MgCl2
A.三种转化都必须加入盐酸才能进行 B.三种转化中元素化合价都没有改变
C.只有①发生了中和反应 D.三种转化的生成物中都有水
【例题24】如图为四种物质的相互转化关系,根据图示关系判断,X的化学式可能是( )
A.NaCl B.Ca(NO3)2 C.CuCl2 D.CaCl2
【例题25】下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是( )
A.Fe→FeS B.AgNO3→Ag C.CaCl2→CaCO3 D.Cu→Cu(OH)2
【例题26】下列转化能一步完成的是( )
①CO2→CO②HNO3→HCl ③Cu(OH)2→CuO④Ca(OH)2→NaOH ⑤Cl2→NaCl
A.①③④⑤ B.②③④⑤ C.①②④ D.②③④
【例题27】用铁、氧化铜、稀硫酸三种原料制取铜单质,有下列两种途径:
①FeH2Cu ②CuOCuSO4Cu
用这两种途径制得相同质量的铜时,下列叙述中符合实际实验结果的是( )
A.消耗相同质量的氧化铜 B.消耗相同质量的铁
C.消耗相同质量的硫酸 D.生成硫酸铁的质量不相同
【例题28】某同学在学习了金属及其化合物之间的转化规律后,绘制了可以通过一步反应制取MgSO4的思维导图,其中所选用的物质错误的是( )
A.①FeSO4+Mg B.②Mg(OH)2+Na2SO4
C.③MgO+H2SO4 D.④H2SO4+Mg(OH)2
【例题29】如图中甲、乙、丙是初中化学中常见的物质,图中“——”表示相连的物质之间可以在溶液中发生化学反应,“→”表示由某种物质可转化为另一种物质(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙、丙可能依次为Fe、NaOH、CO2
B.丙物质只能是氧化物或盐
C.当乙为NaOH时,它由Ca(OH)2与Na2CO3反应生成
D.当甲为一种碱时,它与硫酸铜溶液的反应可能产生两种沉淀
【例题30】近年来,冠以“绿色”的新概念不断产生,如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等,这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应,据此,由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中,你认为可行并且符合“绿色化学”要求的方案是( )
【例题31】下列各组变化中,每-转化在一定条件下均能一步实现的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【例题32】下列从原料到制取最终产物的实验设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( )
A.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
B.CaCO3CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
C.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D.CuOCuCl2溶液CuSO4溶液
【例题33】如图给出了三种物质存在的转化关系,根据所学的物质性质及化学变化规律,判断下列选项正确的是( )
A.不能一步转化的有①② B.实现③转化,可通至氯化钠溶液
C.实现⑤转化,可加入碳酸钙粉末 D.实现⑥转化,可加入氢氧化钾溶液
【例题34】三氧化二碳(化学式C2O3)通常情况下是一种无色无味的气体,可溶于水、与水反应生成草酸,且常温下不稳定,其他的化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳的说法错误的是( )
A.C2O3中碳元素的化合价为+4 B.三氧化二碳具有还原性
C.在空气中燃烧的产物为二氧化碳 D.与氢氧化钠溶液反应可生成盐
【例题35】甲、乙、丙有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去),下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合要求的是( )
A.C、CO、CO2 B.H2O2、H2O、O2 C.KOH、K2CO3、KNO3 D.Fe2O3、FeCl3、Fe(OH)3
【例题36】人类常利用化学反应得到所需要的物质。如图是Mg(OH)2、MgCl2、Mg(NO3) 2三种物质间的转化关系,根据所学知识判断,下列说法正确的是( )
A.通过加入氯化铜溶液或稀盐酸可实现①的转化
B.通过一步反应无法实现②的转化
C.通过一步反应可实现Mg(NO3) 2向MgCl2的转化
D.通过加入氢氧化钠等可溶性碱可实现③的转化
【例题37】某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大
【例题38】如图表示了初中科学中一些常见物质的相互转化关系(部分反应条件已省略)。下列说法错误的是( )
A. 圈Ⅰ中发生的反应都是分解反应
B.利用反应①可制得纯碱
C.利用反应②可用来检验二氧化碳气体
D.圈Ⅱ中的化学反应说明氧气具有助燃性
【例题39】化学物质王国中举行节日游戏活动,游戏规则如图所示(图中“→”表示一步反应生成),以形成物质间相互转化的循环接龙。
请你将下列八位队员:①Ca(OH)2; ②Cu; ③CaO;④CO; ⑤CaCl2; ⑥CuO; ⑦CO2; ⑧CaCO3 平均分成红、蓝两队。游戏规定,物质⑤任红队的队长,物质⑦任蓝队的队长,且红、蓝两队的队长均处于甲的位置,两队分别形成循环接龙。
请回答:
(1)红队乙的化学式:______________。
(2)红队中丙→丁的化学方程式为__________________________________________。
(3)蓝队队员依甲、乙、丙、丁的顺序排列是⑦______________(填序号)。
【例题40】以石灰浆[Ca(OH)2、CaCO3] 为原料制备超细CaCO3的原理如图。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中产生CO2,说明NH4Cl溶液呈酸性
B.过程Ⅱ中NH3需过量,否则会减少超细CaCO3的产率
C.过程Ⅱ中的反应为CaCl2+2NH3+CO2+H2O===CaCO3+2NH4Cl
D.理论上, 生产过程中无须补充CO2和NH4Cl溶液
【例题41】节能减排中“减排”的关键是减少CO2的排放,而“减排”的重要手段是合理利用CO2。科学家利用CO2为原料制取炭黑的流程如图。下列说法不正确的是( )
A.过程2的变化中太阳能转化为化学能
B.过程1和过程2的变化都属于分解反应
C.此流程中有炭黑生成,还有氧气生成
D.此流程还需要解决炭黑和Fe3O4的分离问题
【例题42】如图所示,围棋棋盘上有五枚棋子,代表铁、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钙、硝酸银五种物质,相邻棋子间的连线表示物质间可以反应。已知与戊的反应中:甲——戊的反应类型不同于其他几个反应;丙——戊反应能产生一种气体,且该气体还能与丁反应生成沉淀。则下列对应关系正确的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
A
铁
硝酸银
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
B
硝酸银
铁
稀盐酸
氢氧化钡
碳酸钙
C
硝酸银
铁
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
D
铁
氢氧化钡
碳酸钙
硝酸银
稀盐酸
【例题43】如图中A、B、甲、乙、丙均是初中化学常见的物质,其中甲、乙、丙属于同种类别的化合物;甲、丙和足量的A反应能生成相同的生成物。A、B均含两种元素,其混合物有挥发性,挥发出的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。丙的相对分子质量为106,被广泛应用于玻璃、纺织等工业。图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应;“→”表示物质间存在相应的转化关系,部分反应物、生成物及反应条件已略去。下列推断错误的是( )
A.甲、乙、丙均属于盐类
B.丙和A发生的反应属于复分解反应
C.除去乙中混有的丙可通过溶解、过滤、洗涤、干燥来达到目的
D.可用无色酚酞溶液一次性鉴别甲、丙、A的溶液
【例题44】如图表示元素的化合价与物质类别的关系,“→”表示物质之间可以转化,甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见物质,它们均含有X元素。下列有关说法正确的是( )
A.戊代表的物质均易溶于水
B.由X元素形成的不同单质具有相同的性质
C.“甲→乙→丙”的转化都只能通过与,反应来实现
D.加热丁和紫色石蕊的混合液,溶液颜色由红色变紫色
【例题45】碳和碳的部分化合物间的关系如图所示:
(1)物质X的化学式为______________。
(2) 在物质的分类中, CaCO3属于_____________ (填字母)。
A.氧化物 B.酸 C.碱 D.盐
(3)写出该图转化关系中属于化合反应的一个化学方程式:__________________________。
【例题46】A~F均为初中化学常见的物质,它们之间的关系如图所示(“→”表示转化关系,所涉及反应均为初中常见的化学反应),其中A俗称生石灰,C是最常用的溶剂,C与F元素组成相同。
(1)C的化学式是_____________。
(2)D的一种用途是____________________________。
(3)A→B反应的基本类型是_____________。
(4)F→E反应的化学方程式为_______________________________________。
【例题47】“暖宝宝”发热原理可看作是铁粉与空气中的水和氧气相互作用,生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2].最终转化为氢氧化铁[Fe(OH)3].下列说法中不正确的是( )
A.总反应为:2Fe+3H2O=2Fe(OH)3 B.使用“暖宝宝”的过程中存在放热反应
C.上述含铁的物质中铁元素的化合价有3种 D.“暖宝宝”在使用前必须密封保存
【例题48】比较归纳是科学学习中的常用方法。若以下的物质转化都由一步反应完成,则( )
①Zn→ZnCl2 ②Zn(OH)2→ZnCl2 ③ZnCO3→ZnCl2
A.②的转化发生的一定是复分解反应 B.三种转化都必须加入盐酸才能完成
C.三种转化发生的都是复分解反应 D.三种转化的生成物中都有水
【例题49】火柴头原本是一种不被磁铁吸引的物体,但火柴烧过后,却能被磁铁吸引,原因是很多火柴头用氧化铁着色,点燃后会与木棒中的碳反应产生四氧化三铁和二氧化碳,由此作出的推断不合理的是( )
A.Fe3O4与Fe2O3磁性不同,体现他们物理性质不同
B.Fe3O4中铁的质量分数大于Fe2O3
C.火柴头燃烧的方程式为C+O2+6Fe2O34Fe3O4+CO2
D.火柴头不被磁铁吸引的是因为不易被磁化
【例题50】NSR技术通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx(氮氧化物)的储存和还原,能有效降低柴油发动机在空气中过量条件下的NOx排放。工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.吸收 NOx(如NO、NO2等)的物质是BaO
B.CO2过多排放会引起温室效应
C.上述工作图中共有3种氧化物
D.该技术实现了NOx(如NO)气体通过NSR技术转化为N2,减少了对空气的污染
【例题51】利用废旧电池铜帽(含Cu、Zn)制取海绵铜(Cu),并得到硫酸锌溶液的主要流程如下:(反应条件已略去)
已知:2Cu+2H2SO4+O2=== (Δ)2CuSO4+2H2O,下列说法正确的是( )
A.步骤②中分离操作必须用到的玻璃仪器是烧杯和漏斗 B.溶液A中溶质是H2SO4、CuSO4
C.上述流程中物质B是锌,物质D是盐酸 D.A~E中都含有铜、锌两种元素的物质有A和C
【例题52】A、B、C、D、E五种物质中含有同一种金属元素,转化关系如图所示(图中“→”表示物质间的转化能一步实现,部分反应物、生成物和反应条件均已略去)。其中A是磁铁矿的主要成分,B是单质,C是铁锈。请回答下列问题:
(1)若A与一种氧化物反应生成单质B,则反应的化学方程式为__________________________。
(2)当B作为金属材料制成金属制品时,防止其可能转化为C的方法是_____________ (写一种)。
(3)当D→E为化合反应时,化学方程式为__________________________。
(4)若B与某盐溶液发生置换反应生成E,其化学方程式为__________________________。
【例题53】氢能是绿色的能源,如图是制取与贮存氢气的一种方法。下列说法正确的是( )
资料:①Mg2Cu是一种贮氢合金, 吸氢后生成MgH2和MgCu2合金;
②MgH2和HCl反应的化学方程式为MgH2+2HCl——MgCl2+2H2↑。
A.反应3的基本类型是置换反应
B.循环制氢反应中需要不断加入ZnO和Fe3O4
C.反应3中氩气作保护气,防止金属镁、铜在高温下与氧气反应
D.反应3的产物与足量稀盐酸反应生成的氢气和反应2产生的氢气质量相等
【例题54】某白色固体可能由CaCO3、NaCl、BaCl2、NaOH、Na2SO4中的一种或几种组成, 实验记录如图:下列分析中正确的是( )
A.原固体中不含BaCl2、Na2SO4
B.原固体中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH
C.步骤②中得到的溶液中溶质是CaCl2
D.为了确定固体中是否有NaCl,可以取无色溶液A直接滴入AgNO3溶液
【例题55】华为使中国的芯片技术领先于世界。芯片是电脑、智能家电的核心部件,它是以高纯度的单质硅(Si) 为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应:
①Si+O2SiO2 ②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑ ④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
下列说法不正确的是( )
A.反应③属于置换反应 B.上述反应中共生成三种可燃性气体
C.Na2SiO3中Si 为+4价 D.Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
【例题56】已知,16克CuO与CO得到Cu、混合物13.6克,将此混合物溶于足量的100克稀硫酸中得到9.6克铜,下列说法正确的是( )
A.混合物中含有9.6克铜元素
B.将CuO与CO反应得到的混合物与稀硫酸反应,溶液变蓝,证明氧化铜未完全反应
C.混合物中铜与氧化亚铜的质量比8︰9
D.CuO与CO反应得到Cu、的混合物,这个化学反应体现了CuO的还原性
【例题57】“中国高铁,世界第一”,高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢,工业上火法炼镍的原高温理是C+2NiO=== (高温)2Ni+CO2↑, 下列说法错误的是( )
A.反应中NiO发生还原反应 B.气体产物中可能有CO
C.该不锈钢中还含有铁和碳 D.该不锈钢合金的硬度小于纯铁
【例题58】用“W”形玻璃管进行微型实验,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a处红棕色粉末变为黑色 B.a处的反应为CO+Fe2O3===2Fe+CO2
C.b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成 D.可利用点燃的方法进行尾气处理
【例题59】有三瓶无色无味的气体X、Y、Z,它们分别是甲烷、氢气、一氧化碳中的一种,分别点燃三种气体,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,只有X和Z火焰上方的烧杯内壁有水滴出现,燃烧后分别向烧杯中注入少量澄清石灰水,振荡,只有Y和Z的烧杯内石灰水变浑浊。则X、Y、Z分别是( )
A.H2 CO CH4 B.CH4 CO H2 C.CO CH4 H2 D.CO H2 CH4
【例题60】如图为氢气还原氧化铜的实验装置,下列有关说法错误的是( )
A.药品需平铺在试管底部,使反应更加充分
B.试管口需略向下倾斜,防止冷凝水倒流引起试管破裂
C.试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内空气
D.反应结束后,先停止通氢气、再撤去并熄灭酒精灯
【例题60】按图所示装置,持续通入气态物质X,可以看到紫色石蕊小花不变红,玻璃管中有红色物质生成,无水CuSO4变蓝,澄清石灰水变浑浊,则X可能是( )
A.氢气和水蒸气
B.氢气、一氧化碳和二氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳
D.氢气、二氧化碳和水蒸气
【例题61】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是( )
A.实验时应先点燃酒精灯后通CO B.充分加热,a处固体由黑色变为红色
C.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 D.可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
【例题62】如图是CO和Fe2O3反应的装置。下列关于图示实验的说法,正确的是( )
①说明CO具有氧化性 ②玻璃管中的红色粉末变成黑色粉末 ③防止了CO对空气的污染 ④反应前应先通CO,再加热酒精灯
A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.全部
【例题63】用一氧化碳还原氧化铁的实验中, Fe2O3转化为铁的具体过程是:
已知铁的氧化物除Fe2O3外,其余均为黑色。下列说法正确的是( )
A.装置中漏斗的作用是防止倒吸
B.通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C.该实验中所有的化学反应里,氧元素的化合价均未改变
D.当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时, 固体成分是Fe3O4和FeO
【例题64】氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.实验时都应该先通入气体后加热,防止发生爆炸
B.两者都可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生
C.甲无尾气处理装置而乙有,是因为一氧化碳有毒而氢气无毒
D.甲试管口略向下倾斜,乙玻璃管保持水平,是因为两种气体的密度不同
【例题65】常温下,铁在潮湿的空气中容易生锈, 产物主要为Fe2O3•nH2O; 铁丝在氧气中燃烧,产物为黑色的Fe3O4.
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时,是否与空气中氧气发生反应?产物是什么?
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种:FeO、Fe2O3、Fe3O4, 其中Fe3O4是磁性物质。②FeCl3溶液呈黄色, FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】①按图连接实验装置,检查 ★ 。
向试管内加入铁粉,针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中,活塞发生移动。停止加热后,活塞逐渐向左移动,最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末,发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸,发现有气泡产生,溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入盛有盐酸的试管内,发现有气泡产生,溶液变为浅绿色。经检验,步骤④、⑤产生的气体相同。
(1)步骤①中“★”处应填:_____________。
(2)步骤④、⑤中产生的气体是_____________。
(3)本实验探究的结论是铁粉在空气中用酒精灯加热时,与空气中氧气发生反应,产物是_____________。
(4)结合已学知识和本次探究分析可得,铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的_____________等因素影响。
【例题66】如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
(1)在B装置的液面下降到安全线之前,不能加热氧化铁,这是因为____________________。
(2)反应结束后停止加热,继续通CO,此时B装置的作用是______________________________。
【例题67】(2020•杭州)小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如下:
步骤1:连接装置并检查装置的气密性,在确保装置气密性良好的基础上,按图示在各装置中添加药品;
步骤2:缓慢推注射器活塞,利用甲酸(一种无色溶液,溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件
浓硫酸下制一氧化碳(化学方程式为HCOOHCO↑+H2O);
步骤3:待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯,当W形管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时,继续加热2分钟后熄灭酒精灯;步骤4:撤去酒精灯和盛热水的烧杯,用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。
(1)进行气密性检查时,可在万用瓶中盛适量水,然后推注射器活塞,当观察到_________________(填现象),说明装置气密性良好。
(2)点燃酒精灯前,需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是____________________
____________________________________________________________。
(3)步骤3后,W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸,若固体产物全部是铁,步骤4中能观察到的现象是____________________________________________________________。
【例题68】在学习“金属的冶炼”时,某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数,实验所取氧化铜样品质量为10克。(所含杂质不参加反应)
(1)该实验利用了一氧化碳的 性,玻璃管内观察到的现象是 。
(2)甲同学的方法:先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克,待反应完全后再次称量,质量为54.4克。请你计算样品中氧化铜的质量分数。(一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应)
(3)乙同学的方法:先称量出玻璃管及样品的总质量为m1,待反应完全后再次称量,质量为m2,利用m1-m2的值,求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1-m2的值是指 的质量。
(4)同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外,还具有毒性。因此,本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理方法: 。
【例题69】某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分,提出了如下猜想:
a.可能是二氧化碳; b.可能是一氧化碳。
并设计如图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下:
Ⅰ.若澄清石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;
Ⅱ.若澄清石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。请你分析并回答:
(1)该同学的猜想是否严谨?请你说明理由:________________________________________________。
(2)设计一个实验,验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案:__________________________________
________________________________________________;
(3)该实验装置存在的缺陷是____________________________________;
(4)反应结束时,停止实验的操作步骤是________________________________________________;
(5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物,清洗试管①的方法是________________________________________________。
【例题70】为减少汽车尾气的污染,我国宣布将推广“车用乙醇汽油”。乙醇(C2H5OH)完全燃烧生成CO2和H2O,若燃烧时氧气不足,可能还有CO生成,为检验乙醇的燃烧产物,设计如下实验:
(1)按气流从左至右顺序连接装置(填装置序号)___________→①。
(2)C装置的作用是___________ 。
(3)若实验中观察到A装置内澄清石灰水变浑浊,③内黑色固体变红色,①②共增重4.4克,则参加反应的乙醇中碳元素的质量为___________克。
(4)为处理尾气,可选用下图所示装置中的___________代替①。
【例题71】铜是一种不活泼的金属,但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式:Cu2(OH)2CO3]。某科研小组为探究铜绿生成的条件,并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜(假设不含其它杂质),实验设计如下:
(1)证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外,还必须有CO2。为“证明必须有CO2”需要进行以上实验中的_____________(填实验编号)。
(2)利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O,则步骤I中发生的反应类型有____________。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为_______________________________________。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,你认为可能的原因是______________(写一条即可)。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag,则a的取值范围为________。
【例题72】定性和定量结合既是化学的重要思想,也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O(红色),进行了认真的探究。请你一起踏上探究之路,回答下列问题。
【查阅资料】
①无水CuSO4遇水变蓝; ②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2; ③Cu2O与稀H2SO4反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。
【设计实验方案】
方案1 取该红色固体加入适量稀H2SO4,实验现象___________,结论为红色固体中含有Cu2O。
方案2装置如图所示,拟通过干燥管中CuSO4变蓝来判断红色固体是否含有Cu2O。
(1)为确保探究的科学、合理、安全。实验中还应采取的措施有___________;填序号)
①加热前先排尽装置中的空气; ②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置;
③在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶。
(2)由方案2实验后得出结论:红色固体中含有Cu2O。写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式___________
方案3 称得干燥坩埚(常用于固体加热的容器)的质量为ag,取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg,在空气中高温灼烧至质量恒定,称得最后坩埚与固体总质量为cg。
(1)该实验方案最少得进行___________次称量;
(2)若确认红色固体中含有Cu2O,则c与a,b应符合的数学关系式为___________。
【例题73】草酸存在于自然界的植物中。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀:H2C2O4+Ca(OH)2===CaC2O4↓+2H2O。
请回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。仪器a的名称是______________。装置B的主要作用是_____________________________________。装置C中有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊。由此可知草酸晶体分解的产物中一定有_______________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO。为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
1 乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为A→B→(___________)→(___________)→ (___________)→I→D→H。
2 装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化,欲证明草酸晶体分解的产物中有CO,乙组同学需要两次使用装置D,其现象分别是______________________________________________。
【例题74】某科研小组设计利用稀硫酸浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案,实现废物综合利用。部分实验流程如下:
请根据上述实验流程回答下列问题:
(1)操作1的名称是______________。
(2)在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸,充分反应后溶液中的溶质为_________________________。
(3)加过量铁粉,发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(4)在实验过程中,双氧水会与Fe2+反应生成Fe3+和水,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去,高锰酸钾溶液也能将Fe2+氧化成Fe3+,并生成可溶性的锰盐,选用双氧水的优点是_____________________。
【例题75】火锅是我国独创的美食,历史悠久。火锅常用的一种燃料是固体酒精。某科学兴趣小组的同学对“固体酒精”产生了好奇,对其成分进行探究。请你回答下列问题。
【查阅资料】a.固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成。
b.氯化钙、氯化钠溶液均呈中性。
【提出问题】①酒精中是否含有碳元素?
3 固体酒精中的氢氧化钠是否变质?
【实验探究】①按如图所示进行实验,发现烧杯内壁有一层白膜,可得出酒精中含有碳元素的结论,理由是_________________________________________________________________________________。
②取少量固体酒精于烧杯中,加足量的水充分溶解后静置,发现烧杯底部有白色沉淀,请用化学方程式表示该沉淀是如何形成的:_____________________________________,由此说明氢氧化钠已变质。
③为进一步确定氢氧化钠的变质程度,分组进行探究。
甲组同学取烧杯上层清液于两支试管中,按如图所示进行实验。
实验方案
实验现象
溶液变红
产生_____________
实验结论
清液中有氢氧化钠
清液中有碳酸钠
乙组同学认为甲组实验不能证明清液中一定有氢氧化钠,理由是__________________________。他们另取烧杯中上层清液,加足量氯化钡溶液,充分反应后,静置,取上层清液,滴加酚酞试液,酚酞试液变红。
【反思交流】乙组实验中加足量氯化钡溶液的目的是_____________________________________。
【实验结论】小组同学经过讨论,一致认为该固体酒精中的氢氧化钠部分变质。
【例题76】小明同学利用自制仪器模拟工业炼铁实验,用如图所示微型实验装置制取CO,然后用CO还原Fe3O4并检验气体产物。已知甲酸(HCOOH)具有挥发性,在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水。
(1)位置4发生的化学方程式是__________________________________________。
(2)位置5处的化学方程式是__________________________________________。
【例题77】碱式碳酸锌[Znx(OH)y(CO3)z]是制备功能材料ZnO的原料, 化学方程式为Znx(OH)y(CO3)z ZnO+CO2↑+H2O(x、y、z为正整数)。小金设计了图甲所示装置对碱式碳酸锌的组成进行探究(装置气密性良好,药品足量,实验操作正确):
(1)图甲中装置B的作用是_____________________。
(2)查阅资料发现在不同温度条件下充分加热等质量的碱式碳酸锌样品,剩余固体的质量与加热温度的关系如图乙所示。实验中加热时,热分解装置的温度至少要达到________________ (填“200”“300”或“100”)℃。
(3)部分实验步骤为:“.....加热前先通入N2排尽装置内的空气,关闭通入N2的活塞,……控制一定温度下加热……”。实验过程中可根据________________________________________________现象判断碱式碳酸锌样品已完全分解。
(4)小金取54.7g碱式碳酸锌样品(不含杂质),放置于热分解装置内,完全反应后测得装置A增重5.4g,装置B增重8.8g。则x:y:z的最简整数比为________________.
【例题78】某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成,某兴趣小组对此进行了相关实验:
【查阅资料】①SO2能使品红溶液褪色;②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;④CO和CO2均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
【实验研究】为验证这三种气体,同学们设计并进行如下实验。
【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。
(1)装置A的作用是________________________________________________。
(2)能证明气体中含有CO2的现象是_____________________________________。
【反思与评价】
(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,则无法验证的气体是__________________________。
(4)有同学提出上述原装置中省略D装置也能达到实验目的,你认为该同学的设计有无道理并说明理由:_______________________________________________。
【例题79】已知Fe(OH)2是白色絮状沉淀,并极易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3红褐色沉淀。如图所示的是Fe(OH)2制备实验的改进装置,使用该装置能在较长时间内观察到生成的Fe(OH)2白色絮状沉淀。
(1)写出A试管中发生反应的化学方程式:_____________________________________。
(2)A试管中反应开始时,打开止水夹,B试管中看到的现象是_________________________。
(3)若要在该装置中得到Fe(OH)2白色絮状沉淀,并在一定时间内防止被氧化成Fe(OH)3红褐色沉淀,下一步的实验操作是__________________________。
(4)写出该装置中生成的Fe(OH)2的化学方程式:____________________________________。
【例题80】一种制备氢氧化镁的生产流程如图,MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料。
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式:____________________________。
(2)x=_________。
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是_________。
(4)上述流程中若用下列物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化镁的是_________。
①盐酸 ②氯化钙 ③氨水 ④硫酸镁
【例题81】一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH3)4]SO4•H2O,是一种高效、安全的杀菌剂。它在乙醇一水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线如图甲所示。小明在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,他设计的合成路线如图乙所示:
(1)溶液A中一定存在的溶质为_________。
(2)溶液B中含硫酸四氨合铜,“一系列操作”是指向溶液B中加入适量_________、过滤、洗涤、干燥等。
(3)得到的产物是一种晶体,与非晶体相比,晶体具有一定的_________和特定的形状。
【例题82】如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集的部分仪器。
(组装实验装置时,可重复选择仪器)试根据题目要求,回答下列问题:
(1)小庆同学以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室欲制备并收集一瓶干燥、纯净的CO2气体。他按照要求设计了实验装置,连接仪器并检验装置的气密性,制取气体。
提示:挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收。
①他所选仪器的连接顺序应为__________________(填字母)。
②装置A中发生反应的化学方程式为____________________________________。
③证明CO2已收集满的方法:___________________________。
(2)小颖同学欲用CO气体测定某氧化铁样品中所含Fe2O3的质量分数(假设杂质不挥发,也不发生反应),仪器的连接顺序为[一氧化碳]→C→F→[燃着的酒精灯]
①装置C处发生反应的化学方程式为____________________________________,该装置中可观察到的实验现象为________________________。
②若一氧化碳中含有少量二氧化碳,则通过测量反应前后装置F的增重,来测算氧化铁样品中所含Fe2O3的质量分数, 测算结果将___________(填“偏小”“偏大”或“不受影响”)。
③若实验过程中不进行尾气处理,逸出的CO气体会危害人身安全,并污染空气。下列有关煤气(主要成分CO)的说法中,正确的是__________(填字母)。
A.在有煤炭炉的室内放置一盆水,可防止煤气中毒
B.发现室内有人煤气中毒时,应立即开灯检查并用手机打急救电话
C.发现有人煤气轻微中毒时,应速将病人移到通风良好、空气新鲜的地方
D.点燃一氧化碳气体前,必须先检验其纯度
【例题83】某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种,某学习小组的同学为了探究气体的组成,设计了如下装置进行实验(夹持装置已省略)。实验中出现的现象及在反应前后测量C、D装置的质量(各步反应均完全)记录如下表:
试分析回答下列问题:
(1)请写出A装置中反应的化学方程式____ ____。
(2)能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象应该是____ ____。
(3)若混合气体中含有CO,则a、b、c、d之间满足的关系式为___ _____。
【例题84】已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳;在空气中加热,则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用如图所示的装置测定某样品中碳酸亚铁的含量(该装置气密性良好,B中氢氧化钠溶液足量)
实验过程中,先打开K通人一氧化碳再加热;装置A中固体质量不再减少后,停止加热,待装置A冷却到室温后关闭K,实验测得装置A中固体质量减少了a克,装置B中液体质量增加了b克。请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的一个反应方程式:________。
(2)能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是:装置B的质量增加且________。
(3)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收,不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应,则a________(填“>”“=”或“<”)b。
(4)D处为收集尾气的装置,应选择________填“甲”“乙”或“丙”)装置。
【例题85】以下是关于硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)热分解产物的研究
【查阅资料】
①亚铁离子遇具有氧化性的物质易被氧化成铁离子;
②硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物;
③SO2能使高锰酸钾溶液褪色.
【进行实验】
图1为某兴趣小组同学称取a克硫酸亚铁晶体样品高温加热,使其完全分解,对所得产物进行探究,并通过称量装置B质量测出x的值.
图2某实验室利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)进行热分解,获得相关数据,绘制成固体质量﹣﹣分解温度的关系图.
(1)硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中红棕色固体,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液,则该红棕色固体为_____ ___;根据__ _____(填实验现象)可知反应生成SO2 .
(2)实验中持续通入氮气。实验中如果不持续通入氮气对x值的测量有何影响,为什么?____ ___ _.
(3)小明根据质量守恒定律从理论上分析得出硫酸亚铁晶体分解还生成另一物质SO3 , 请结合分子和原子的角度回答小明的判断理由__ ______.
【例题86】利用如图装置在实验室模拟炼铁,并将得到的尾气中的一氧化碳和二氧化碳进行分离和收集,实验步骤如下:
(1)检查装置气密性良好后,取一定质量的氧化铁加入硬质玻璃管中,其它容器中各加入适量试剂(如图所示)。关闭分液漏斗开关和K2 , 打开K1 , 通入CO气体一段时间,排除装置内的空气,此时装置存在的缺陷是________排放会造成空气污染。
(2)继续通CO,在出口M处将气体干燥并用小试管收集后检验气体纯度,待装置内气体纯净后,打开分液漏斗开关K,将足量的氢氧化钠溶液放入锥形瓶中,使液面没过导管下端关闭开关K,点燃酒精灯,装置A的玻璃管中反应的化学方程式是___ _____。
(3)当装置C中没有出现浑浊时,说明装置B中的反应是充分的,立即关闭K1 , 打开K2 , 此时装置D的作用是收集________。
【例题87】小明为了测定铜和氧化铜混合物中氧化铜的质量分数,设计组装了如图的实验装置:
(1)仪器识别:a ________ ;b ________ 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式 ________ 。
(3)能除去H2中混有少量HCl气体的装置是________(填装置序号)。
(4)装置E中硫酸铜粉末变蓝色,说明硬质试管中反应后有 ________生成。
(5)实验前硬质试管中混合物的质量为5g,实验后剩余固体质量为4.2g,求混合物中氧化铜的质量分数 ________ %。
【例题88】某无色气体,可能含有H2、CO、HCl、CO2、N2中的一种或多种.现将该气体依次经过下列装置处理后,最终收集到一定量气体(假设每步作用均完全).有关的实验现象是:①A装置质量增重,未见有浑浊出现;②C装置中的固体由黑变红;③D装置中无水硫酸铜不变蓝.请回答下列问题:
(1)装置C中仪器Ⅰ的名称是_____________;
(2)由现象②③可知原混合气体中肯定不含_____________,一定含_____________;
(3)请分析原无色气体的组成:_______________________________________.
【例题89】如图所示的是实验室以石灰石和稀盐酸为原料制备二氧化碳气体和性质实验的部分仪器。请根 据要求回答:
(1)收集二氧化碳气体通常用 F 装置而不用 B 装置,其原因是__________________________。
(2)若实验要求如下:①验证二氧化碳气体混有氯化氢和水蒸气;②收集一瓶干燥的二氧化碳气体,则该实验装置的连接顺序应是 a→__________________________(填仪器接口字母)。
(3)实验室在制取二氧化碳后的剩余废液中,常含有剩余的少量盐酸。为消除酸液对水环境的污染,在不用指示剂的条件下,欲将含有盐酸的氯化钙溶液由酸性变为中性,可选用的药品是_____________(选填字母)
A.生石灰B.熟石灰C.石灰石。
【例题90】实验室可以选用如图所示的装置,制取二氧化碳气体(混有氯化氢,水蒸气)和进行有关实验,回答下列问题:
(1)如果要证明制得的气体中混有水蒸气,应把A装置与___________装置(填装置序号下同)连接该装置中的现象是_________________________________。
(2)如果要证明制得的气体中混有氯化氢,应把A装置与_________装置连接,该装置中观察到现象是______________________。
(3)如果要验证制得的气体是二氧化碳,除A装置外,还应选用上述装置中的___________。
(4)如果要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体,请从上述各装置中选择适当的装置进行连接,连接顺序是_____________。
【例题91】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂,小金模仿化工生产,用如图装置来制取Na2S2O5。
已知:A中发生的反应为:
H2SO4(浓)+Na2SO3═Na2SO4+SO2↑+H2O
B中发生的反应为:Na2SO3+SO2═Na2S2O5
(1)图中盛放焦亚硫酸钠的仪器名称是 ;
(2)写出C中漏斗作用 ;
(3)在实验过程中,若滴加浓硫酸过快,会出现什么后果?
。
(4)该实验开始滴加浓硫酸时,应先除尽装置内的空气,若忘记这一操作,新制取的Na2S2O5产品中会混有Na2SO4杂质,请分析原因 。
【例题92】KMnO4是常用的强氧化剂,工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过液相法生产,即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到K2MnO4,再用惰性材料为电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,简略生产过程如下:①2MnO2+O2+KOH═2K2MnO4+2H2O,
②2K2MnO4+2H2O═2KMnO4+2KOH+H2↑;
(1)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量最低的贫矿中A1、Si的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量 (填“偏高”或“偏低”),若其中Si的氧化物以SiO2的形式存在,且SiO2的化学性质类似于CO2,请写出SiO2和KOH溶液反应的化学方程式为: 。
(2)在传统工艺中得到K2MnO4后,向其中通入CO2制备KMnO4,化学反应方程式为 。
3K2MnO2+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3,根据上述反应,从Mn元素的角度考虑KMnO4的产率最高为 (精确到0.1%)。与该传统工艺相比,电解法的优势是
【例题93】“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料,它在空气中可以自燃。如图所示是用新制的四氧化三铁与纯净干燥的氢气制备“引火铁”的装置。请回答:
(1)广口瓶乙中盛放的物质是 。
(2)加热前,如何用实验检验装置中的空气是否排尽? 。
(3)如果要制备16.8g“引火铁”,被稀盐酸反应的锌质量可能为 。
(4)普通铁粉不易燃烧,而“引火铁”易自然,下列对此现象的认识中,错误的是 。
A.“引火铁”的自燃是吸热反应 B.“引火铁”的自燃一定是氧化反应
C.“引火铁”的自燃需要达到它的着火点 D.“引火铁”比普通铁粉更易与氧气反应
【巩固提高】
一、选择题
1.下列物质间的转化不能一步完成的是( )
A.NaNO3→Na2CO3 B.HCl→HNO3 C.CaCO3→CaCl2 D.BaCl2→NaCl
2.下列各组转化中,一定条件下均能一步实现的组合是
A.只有② B.②③ C.①③ D.①②③
3.木炭还原氧化铜的实验如图所示,实验结束时先将导管从石灰水中取出,后停止加热,并冷却至室温。则下列相关分析中正确的是( )
A.装置II中出现气泡,说明I中反应已开始
B.反应中,装置1减少的质量是氧元素的质量
C.冷却后,若装置1中有黑色固体,说明碳有剩余
D.冷却后,装置1减少的质量小于生成气体的质量
4.某无色无味的干燥气体通过甲装置后使红棕色的氧化铁粉末变黑。小明猜测该气体可能是氢气、一氧化碳中的一种或两种。为验证猜测,小明从图乙中选择装置和对应药品,并按一定次序连接在甲装置 的后面,其中装置和药品选择及装置连接次序最好的是( )
A.①②③⑤ B.③①②⑤ C.①④②⑤ D.①③②⑤
5.木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下图,下列说法正确的是( )
A.为了节约一氧化碳,所以在一氧化碳与氧化铜反应的实验中应先加热后通一氧化碳
B.两个实验的相关反应中,只有碳元素的化合价发生改变
C.两个实验中都可观察到红色固体变黑
D.两个实验的操作中都要防止液体倒吸
6.物质之间的转化有一定规律。如图甲属于碱,乙、丙属于盐,“→”表示反应可以一步实现转化(部分物质和反应条件已省略),下面选项中符合要求的是( )
选项
甲
乙
丙
A
H2SO4
Na2SO4
H2O
B
NaOH
NaCl
NaNO3
C
Ba(OH) 2
Ba(NO3) 2
Na2CO3
D
Ca(OH) 2
CaCl2
CaCO3
7.某化工厂按如下步骤进行生产:(1)以煤为燃料煅烧石灰石;(2)用饱和碳酸钠溶液充分吸收(1)中产生的二氧化碳(Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3);(3)使步骤(1)中产生的氧化钙跟水反应;(4)熟石灰与碳酸钠溶液反应。该厂生产过程中所涉及的物质有①石灰石;②碳酸钠;③碳酸氢钠;④烧碱;⑤二氧化碳;⑥熟石灰。下列说法正确的是( )
A.起始原料是①③ B.起始原料是②⑥ C.最终产品是⑤⑥ D.最终产品是③④
8.芯片是电脑、智能家电的核心部件,它是以高纯度的单质硅(Si)为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应:①Si+O2SiO2 ②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ ③SiO2+2CSi+2CO↑ ④Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
下列说法不正确的是( )
A.③属于置换反应 B.硅不属于金属材料
C.上述反应中生成了三种可燃性气体 D.Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
9.绿色化学也称环境友好化学,就是利用化学原理,实现从生产源头减少或消除对环境的污染。某科学小组的同学欲利用单质铜制备硫酸铜,设计了如下甲、乙两个制备实验方案:
甲:CuCuOCuSO4 乙:CuCuSO4[已知:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O]
下列有关甲、乙实验方案的评价合理的是( )
A.铜的活动性排在H前,所以能和浓硫酸发生反应
B.铜和氧气反应属于化合反应,铜和浓硫酸反应属于置换反应
C.取等质量的铜,理论上通过两种不同方案制取的硫酸铜质量不相等
D.甲方案不会产生污染性气体,乙方案产生SO2不符合绿色化学理念
10.下列各组物质的转化设计中,能够实现的是( )
A.CO Na2CO3 BaCO3 B.CuO Cu(OH)2 CuSO4
C.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3 D.CaO Ca(OH)2 NaOH
11.下列各组变化中,每一转化在一定条件下均能一步实现的是( )
A.①和② B.②和③ C.①和③ D.①②③
12.如图所示,甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验,相同之处是( )
A.都能说明氢气和一氧化碳具有还原性和可燃性
B.都能通过观察试管、玻璃管内物质颜色的变化判断反应是否发生
C.都应先使试管、玻璃管均匀受热,再通入气体,以防止发生爆炸
D.氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜,都发生了置换反应
13.下列物质不能够一步转化的是( )
A.NaOH→NaCl B.Ba(OH)2→NaOH C.Ca(OH)2→CaCO3 D.Mg(OH)2→Cu(OH)2
14.下列变化不能通过一步化学反应实现的是( )
A.CuCu(OH)2 B.BaCl2BaSO4 C.NaOHNa2CO3 D.H2SO4 H2O
15.甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验,下列有关说法正确的是
A.甲实验试管口向下倾斜可防止反应生成的水倒流
B.乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C.甲、乙两实验中,都应先使试管、玻璃管均匀受热,再通入气体,以防止发生爆炸
D.乙实验中,应在装置后加上一个盛有氢氧化钠的洗气装置
16.某同学用一定量的铁与足量稀硫酸及足量氧化铜制单质铜,他设计了以下两种方案:
① CuOCuSO4Cu ; ② FeH2Cu
他若按实际实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量为
A.①多 B.②多 C.一样多 D.无法判断
17.木炭与氧化铜、一氧化碳与氧化铜反应的实验装置分别如图所示,下列说法正确的是( )
A.一氧化碳与氧化铜的反应中的作用是尾气处理
B.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应中,都只有碳元素的化合价发生变化
C.两个实验中都可以观察到红色固体变黑
D.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应
18.按图所示装置,持续通入气态物质X,可以看到紫色石蕊小花不变红,玻璃管中有红色物质生成,无水CuSO4变蓝,澄清石灰水变浑浊,则X可能是( )
A.氢气和水蒸气 B.氢气、一氧化碳和二氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳 D.氢气、二氧化碳和水蒸气
19.下列物质的转化在给定条件下均能实现的是( )
A. B.
C. D.
20.下列选项所示的物质转化均能一步实现的是( )
A.Cu CuOCu(OH)2 B.AgNO3AgClCuCl2
C.BaCl2HCl NaCl D.Fe2O3 CO2CaCO3
21.工业炼铁的部分反应如图所示,则( )
A.X可以是木炭 B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放 D.Y中铁元素以游离态存在
22.某科学小组的同学利用混有少量H2O、CO2的CO气体还原氧化铜,并验证反应后的气体产物。实验室现有如图所示实验装置(可重复使用)。按气体从左到右的方向,装置连接顺序正确的是
A.甲→乙→丙→丁→戊 B.甲→丙→乙→戊→丁
C.乙→甲→戊→丙→甲→丁 D.乙→甲→丙→戊→乙→丁
23.下列物质的转化,不能一步实现的是( )
A.Cu→Cu(OH)2 B.Ba(NO3)2→BaSO4 C.Zn→ZnCl2 D.Ca(OH)2→NaOH
24.A~F为初中化学学习中常见物质,且A、B、C、D中均含有同一种金属元素,物质间转化关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.物质X能用于金属除锈
B.反应②中和反应
C.反应①②③都属于复分解反应
D.A、B、E、F一定是氧化物
25.下列各组物质,不能按照关系图(“→”表示反应一步完成)相互转化的是( )
A
B
C
D
x
CaO
BaCl2
Cu(NO3)2
K2SO4
y
CaCl2
Ba(NO3)2
Cu(OH)2
KCl
z
CaCO3
BaCO3
CuSO4
KNO3
A.A B.B C.C D.D
26.如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验(图中固定玻璃管的仪器已略去),下列说法正确的是( )
A.丙装置的作用是收集二氧化碳
B.该装置的不足之处是未进行尾气处理
C.甲和乙两处现象分别是黑色粉末减少,黑色粉末逐渐变红
D.甲处发生的是化合反应,乙处发生的是置换反应
27.如图中“﹣”表示相连的物质间在一定条件下可以反应,“→”表示甲在一定条件下可以转化为戊。下面四组选项中,符合右图要求的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
A
Al
H2SO4
NaOH
MgCl2
Al2O3
B
Na2CO3
Ca(OH)2
NaOH
HCl
CO2
C
C
CuO
HCl
O2
CO
D
HCl
Zn
H2SO4
Fe
CuCl2
28.实验室有以下两种途径制取铜:
假设每步反应都完全,要制得等质量的铜,两个途径相比较,下列有关说法中正确的是( )
A.消耗等质量的 H2SO4 B.生成等质量的 ZnSO4
C.消耗等质量的 CuO D.所有反应的条件相同
29.下列转化能由一步反应实现的是( )
A.Fe →Fe2(SO4)3 B.CuO →Cu(OH)2 C.CaCO3→Ca(OH)2 D.BaCl2→Ba(NO3)2
30.学了物质的转化后,老师给出甲乙丙丁之间的转化关系,小金的推测正确的是( )
A.若丙为沉淀,则甲、乙中一定有一种物质是碱
B.若丙为气体,则甲、乙中一定有单质
C.若丁为水,则该反应一定是复分解反应
D.若甲、丁为单质,则该反应一定是置换反应
31.下列化学方程式书写正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧:
B.使澄清石灰水变浑浊:
C.溶液与溶液混合:
D.一氧化碳从氧化铁中还原出铁:
32.下列物质间的转化,只通过一步反应就能实现的是( )
A.BaCO3→Ba(OH)2 B.Na2SO4→NaCl C.Fe→Fe2(SO4)3 D.CuO→Cu(OH)2
33.下列物质的转变,不能一步实现的是( )
A.CO2→CO B.H2O2→H2 C.CaCO3→CO2 D.S→SO2
34.图中甲、乙、丙、丁是四种不同类别的物质,且相连物质之间均能发生化学反应。下列符合图示要求的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
A
H2SO4
Ca(OH)2
BaCl2
Na2CO3
B
Cu
AgNO3
Ca(OH)2
HCl
C
P
CH4
CO
O2
D
FeCl3
SO2
HNO3
NaOH
35.实验室有一包白色固体由K2CO3、K2SO4、KCl和CuSO4中的一种或几种组成,实验记录如下:
①取该样品溶于水,得到无色溶液;
②取适量上述溶液加过量的BaCl2溶液,出现白色沉淀,过滤;
③向步骤②所得沉淀中加入过量的稀HNO3,沉淀全部消失并产生气泡。
下列分析中正确的是( )
A.原固体中一定含有K2CO3,可能含有CuSO4和KCl
B.原固体中一定不含K2SO4和CuSO4、可能含有KCl
C.原固体中一定含有K2CO3和K2SO4,一定不含CuSO4
D.若在步骤②所得滤液中滴入AgNO3溶液,出现白色沉淀,则原固体中一定含有KCl
二、填空题
36.氢气、木炭、一氧化碳是金属冶炼中常用的还原剂。如图甲是氢气还原氧化铜的实验,如图乙是木炭还原氧化铁的实验,如图丙是一氧化碳还原氧化铜的实验。
(1)甲实验反应后试管中出现红色固体变成黑色现象的原因 ;
(2)乙实验的冶炼效果不理想,后采用酒精喷灯代替普通酒精灯重做此实验效果较理想。由此可以推断,冶炼不理想的原因 。
(3)丙实验中为防止发生CO中毒,应先点燃 (填A或B)酒精灯。
37.某科学兴趣小组本着“在游戏中学习,在学习中成长”的理念,开发了一款名为“化学跑得快”的纸牌游戏。 游戏规则是:每张牌对应一种物质,按顺序抽完牌,上家出牌后,下家所出牌中的物质能与上家所出牌中的物质反应,或者能由上家所出牌中的物质转化而来。如图是某五位同学出的牌,请根据游戏规则回答:
(1)写出反应④的化学方程式 。
(2)以上四个反应中,反应前后各种元素的化合价均无变化的是 (填序号①②③④)。
38.有一混合气体的成分中可能含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳,某同学设计了如下的实验装置探究混合气体的成分。请根据要求回答下列问题:
(1)实验中,证明混合气体中有水蒸气的现象是白色固体变为蓝色;若B中澄清石灰水出现浑浊现象,则证明混合气体中有二氧化碳,证明混合气体中有一氧化碳的现象是 。
(2)若混合气体中含有CO,在F处尚缺少的实验仪器的名称是 。
(3)如果将上述装置中的A,B交换.则不能检验混合气体中是否含有 。
39.竹炭包是集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某小组利用如图所示装置来对竹炭中是否含有碳元素进行初步探究。实验中,装置中产生白色沉淀,装置中新鲜的鸡血变为暗红色。(查阅资料可知新鲜的血液,遇一氧化碳由鲜红变为暗红色)
(1)由实验现象可知,竹炭燃烧后的产物是 。
(2)装置A的作用是 。
(3)小科认为可以用装置,替换装置,你认为是否可行并且说明原因?
40.某工厂废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁。某课外小组要从废液中回收铜并得到铁红(主要成分Fe2O3),要求全过程不引入其他金属元素。设计实验方案如下图所示
回答下列问题。
(1)加入过量A(Fe粉)反应后,再进行操作a,此操作为 。
(2)工厂废液中加入过量A反应的化学方程式为 。
(3)溶液甲中的金属离子是 、 (写离子符号)。
(4)步骤①②③中所发生的化学反应,其中属于置换反应的是 (填序号)。
(5)铁红是炼铁的主要原料,写出用CO和铁红炼铁的化学方程式 。
41.有一包白色粉末,可能是由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、BaCl2 、NaCl中的一种或几种组成,现做如下实验。
(Ⅰ):将少量粉末放在烧杯中加足量水,搅拌、静置、过滤,得无色溶液及白色沉淀;
(Ⅱ):向(Ⅰ)过滤得到的白色沉淀中加足量稀硝酸,沉淀部分溶解并有气体产生;
(Ⅲ):向(Ⅱ)过滤得到的滤液中滴加硝酸银溶液,立即有较多的白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不溶解。根据以上实验现象推断:白色粉末中:
①一定存在的是 ,
②一定不存在的是 ,
③可能存在的是 。
④写出步骤(Ⅱ)中沉淀部分溶解的化学方程式 。
42.过氧化钙()是一种对环境友好的多功能无机化合物, 通常有两种制备方法。已知:温度过高过氧化钙会分解生成氧化物和氧气。
【方法1】由为原料最终制得,其制备流程如下:
【方法2】由鸡蛋壳(含高达90%)为原料最终反应制得,其制备流程如下:
(1)方法1中搅拌的目的是 ;搅拌过程中发生反应的化学方程式如下,请补充: ;制备过程中除水外可循环使用的物质是
(填化学式)。
(2)方法2中气体X是 ;煅烧后的反应是化合反应,也能生成,反应的化学方程式为 ;该反应需控制温度在0~2℃,可将反应器放置在 中,获得产品中主要含有的固体杂质是 (填化学式)。
(3)这两种制法均要求在低温下进行(除煅烧外),温度过高除了防止氨水挥发外,还能 。
(4)绿色化学一般是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物,则上述两种方法中生成的反应符合绿色化学的是 (填方法1或方法2)。
43.如图是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜和氯化镁五种
(1)A物质是 (填化学式)。
(2)从物质反应规律分析,在单质、氧化物、酸、碱和盐中,能与B反应生成D的物质有 (填序号)。
A. 2类 B.3类 C.4类 D.5类
44.某化学小组利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铜,并验证反应后的气体产物。
(1)请写出用一氧化碳还原氧化铜的化学方程式 。
(2)实验室现有下图所示实验装置(可重复使用)。按气体从左到右的方向,装置连接顺序正确的是 。
A、b→c→a→b→d B、a→c→b→a→d C、a→b→c→b→d D、b→a→c→a→d
45.亚硝酸钠是实验室常用的试剂,实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取N2。N2的化学性质十分稳定,但在一定条件下能与H2部分化合生成NH3。如图为制取少量NH3的装置(制取H2的装置已略去):
(1)请写出图中仪器B名称: ;
(2)写出C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式: ;
(3)结合本实验装置,证明确实有NH3生成的简单方法以及实验现象 ;
(4)归纳与演绎是重要的科学方法,也是常用的学习方法。我们已经学过实验室制取气体的反应原理、制取与收集方法。请你归纳出实验室制取气体反应的共同点: (填序号)。
①需要加热 ②使用催化剂 ③没有气体参加反应 ④原料为纯净物 ⑤只生成一种气体
46.如图是一些常见物质间互相转化的关系图(部分反应条件已省略)。A、B均为无色气体,X为固体,Y为能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,E、F为常见金属,试推断:
(1)乙、戊物质的化学式分别为 。
(2)写出下列转化的化学方程式(丙+X→F+Y): 。
47.某工厂欲从含有CuSO4的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,其工业流程如图:
(1)操作Ⅰ的名称是 ;
(2)A物质的化学式是 ;
(3)加入适量H2SO4时发生化学反应的化学方程式是 。
48.有一包白色粉末,可能含有Ba(OH)2、KNO3、FeCl3、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种,为了确定其成分,进行如下实验:
①取一定量的白色粉末加入足量的水,振荡,静置,得白色沉淀,上层清液为无色.
②过滤,在白色沉淀中加入足量稀盐酸,白色沉淀全部溶解,且有气泡产生.
据此推断,该白色粉末中一定含有 ;可能含有 ;一定不含有 .
三、探究题
49.有一包白色粉末,可能含有硫酸铜、氯化钠、氯化钡、硫酸钠中的一种或几种物质,实验小组设计如下实验方案,探究白色粉末的成分。
请回答:
(1)操作a的名称: ,白色沉淀A的化学式: 。
(2)由步骤1的现象判断,原白色粉末一定不含 。
(3)无色溶液b中溶质的成分是 。
(4)由以上实验可知,原白色粉末一定含有 。
50.炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应,某同学利用该原理设计了一个实验,实验装置如图。请你对实验进行分析并回答:
(1)给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯,要用其 (填“外焰”、“内焰”或“焰心”)进行加热。
(2)实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是 ,反应的化学方程式是 。
(3)实验前先通入CO,后再开始加热,实验后先停止加热,后再停止通入CO的原因而是(答一点) 。
(4)实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯,其作用是 。
51.铜是一种不活泼的金属,但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式:Cu2(OH)2CO3]。某科研小组为探究铜绿生成的条件,并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜(假设不含其它杂质),实验设计如下:
(1)证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外,还必须有CO2。为“证明必须有CO2”需要进行以上实验中的 (填实验编号)。
(2)利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O,则步骤I中发生的反应类型有 。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为 。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,你认为可能的原因是 (写一条即可)。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag,则a的取值范围为 。
52.有一气体发生装置产生的无色气体可能含有 H2、CO、CO2、HCl中的一种或几种,现将气体通过以下装置。
实验现象如下:B 处由紫色变成红色;C 处有白色沉淀生成;D 处有白色沉淀生成;F 处由黑色变成红色;G 处由白色变成蓝色;H 处无现象。
(1)无色气体肯定含有 。
(2)由长颈漏斗加入的酸是 。
(3)E装置的作用是 。
53.已知木炭粉(假设木炭粉中不含杂质)和氧化铁粉末在加热条件 下能发生化学反应,某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动。
查阅资料:将CO通入氯化钯溶液中,会出现黑色沉淀。
设计实验:实验装置如下图所示 (部分夹持仪器已略去)。
探究与分析:
(1)探究反应中产生气体的成分:称取9.0 g氧化铁和1.2 g木炭粉,混合均匀后进行实验。打开止水夹a通一段时间的氮气,关闭a。再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间,观察到澄清石灰水变浑浊,氯化钯溶液中出现黑色固体。据此可知木炭粉与氧化铁反应一定生成了 气体。E处的酒精灯的作用 。
(2)探究反应后剩余固体的成分:小组同学测得剩余固体质量为6.6g ,将剩余固体置于烧杯中,向其中加入足量的稀盐酸,固体全部溶解且有大量气泡出现。据此可知剩余固体中含有的物质是 ,质量分别为 。
54.欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数(碳酸钙在高温下分解生成二氧化碳和氧化钙;石灰石样品中杂质受热不分解,且不与酸反应),甲、乙两位同学分别了设计如下两个实验方案:
方案一:①称取石灰石样品8克;②用酒精灯加热样品,直到质量不再改变;③将固体残余物放在干燥的器皿中冷却后称的质量6.9克:④计算
方案二:①称取石灰石样品8克;②加入质量分数为7.3%的盐酸100克,使碳酸钙完全反应;③向反应后的溶液中加含溶质4克的氢氧化钠溶液,恰好中和多余的盐酸:④计算
请回答下列有关问题:
(1)碳酸钙在高温下分解的化学方程式是 ;
(2)100克质量分数为7.3%的盐酸中,溶质氯化氢的质量为 克;
(3)你认为上述方案中,切实可行的方案是 ,不选用另一方案的原因是 。
55.某兴趣小组在实验室取用NaOH溶液时,发现瓶口有白色粉末状物质,该小组质疑该NaOH溶液可能已变质,于是进行了如下探究:
【提出问题】该瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度?
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性
【猜想与假设】
猜想
一、没有变质
二、部分变质
三、完全变质
溶液中溶质
NaOH
NaOH、Na2CO3
Na2CO3
【探究过程】
(1)结合操作Ⅰ和Ⅱ,猜想 正确。
(2)加入过量BaCl2溶液的目的是 。
(3)若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液是否可行,判断并简述理由: 。
【反思交流】
(1)NaOH溶液易与空气中的CO2反应而变质,故应注意密封保存。
(2)如果氢氧化钠溶液中混有少量碳酸钠杂质,常加入适量 (选填BaCl2或Ba(OH)2)除去。
56.实验中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密封保存的KOH固体,对其成分提出以下猜想,并完成了实验探究。
猜想1:只含KOH; 猜想2:含KOH和K2CO3; 猜想3:只含K2CO3。
(1)成分中可能含有K2CO3的原因是 。(用化学方程式回答)。
(2)取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,观察到 ,说明猜想2或猜想3成立。
(3)查阅资料:K2CO3的水溶液呈碱性,CaCl2的水溶液呈中性。
(4)进一步探究过程如下:
①操作I所需要用到的玻璃仪器有 。
②加入足量CaCl2溶液的作用是 。
57.杭州市的一家网络公司特地装了高科技的禁烟设备-烟雾探测器。某区青少年活动中心的科学探究小组的同学们欲对香烟燃烧的烟雾中含有的二氧化碳和一氧化碳进行检验。请你参与他们的探究。对烟雾进行适当处理后,他们设计如下装置并进行实验。可供选择的试剂有:澄清石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸、酚酞试剂、氧化铜。
(1)装置①和装置⑤完全相同,并且是同一种试剂,该试剂是 。
(2)装置⑥的作用是 。
(3)判断一氧化碳气体存在的依据是 。
58.某化学兴趣小组利用下图所示装置测定样品中(样品中杂质高温下不分解,也不参加反应)的质量分数,请据图分析完成下列问题。
⑴实验开始时,应先挤压鼓气球持续一段时间,其目的是 ;白色粉末逐渐变蓝
⑵反应前准确称量样品的质量为5g,完全反应后C装置增加了1.62g,则样品中的质量分数为 ;
⑶若省去D装置,则实验所测定的样品中的质量分数比实际的质量分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
59.已知某气体可能是氢气或一氧化碳气体,或者是氢气和一氧化碳的混合物。为验证该气体的成分,小科设计了下图所示的实验,实验中小科观察到玻璃管中黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊的现象。请回答下列问题:
(1)实验开始时,应先打开 (选填“a或b”)通气体;
(2)根据装置中出现的实验现象,还无法确定气体成分,还需要添加一组实验装置,请写出该装置的位置和所需的药品 ;
(3)小科实验中若要对尾气进行回收再利用,C处酒精灯可换下列 装置最为合理。
四、简答题
60.已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳;在空气中加热,则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用如图所示的装置测定某样品中碳酸亚铁的含量(该装置气密性良好,B中氢氧化钠溶液足量)
实验过程中,先打开K通入一氧化碳再加热;装置A中固体质量不再减少后,停止加热,待装置A冷却到室温后关闭K,实验测得装置A中固体质量减少了a克,装置B中液体质量增加了b克。请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的一个反应方程式: 。
(2)能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是:装置B的质量增加且 。
(3)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收,不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应,则a (填“>”“=”或“<”)b。
(4)D处为收集尾气的装置,应选择 填“甲”“乙”或“丙”)装置。
61.实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的 CO,然后用 CO 还原 Fe2O3并检验气体产物。
(1)A装置中草酸(H2C2O4)在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物,请写出反应的化学方程式: 。
(2)为达到实验目的,正确的装置连接顺序依次为A 。(用大写字母依次表示)
(3)该实验装置有不足之处,请给出改进措施 。
62.已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳。某兴趣小组用下图所示的装置模拟炼铁过程(该装置气密性良好,B中氢氧化钠溶液足量)。
实验过程中,先打开K通入一氧化碳再加热;装置A中固体质量不再减少后,停止加热,待装置A冷却到室温后关闭K。实验测得装置A中固体质量减少了ag,装置B中液体质量增加了bg。回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的一个反应的化学方程式 ;
(2)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收,不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应,则a b(填>、=或<);
(3)D处为收集尾气的装置,应选择 装置(填甲、乙或丙)
63.现有一包白色固体混合物,可能由硫酸铜、碳酸钙、碳酸钾、硫酸钠、氯化钡中的一种或几种混合而成,为确定其组成进行下图所示的实验:
试推断:
(1)气体B是 (填化学式)。
(2)混合物中一定含有的物质是 (填化学式)。
64.甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时,在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气,然后继续实验。
(1)B中反应的还原剂是
(2)对本实验的分析正确的是 (选填编号)
a.实验结束时应先熄灭B处酒精灯
b.C中增加的质量与B中固体减小的质量相等
c.反应开始后通入2.8g一氧化碳可生成6.4g铜
d.反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
(3)甲同学认为A装置的作用是证明一氧化碳不能和石灰水反应,乙同学认为省略A可达到同样的目的,理由是
65.为了检验CO2中是否混有氢气和一氧化碳,某同学设计如下实验装置:
(1)装置A中加入足量烧碱溶液的作用是 ;
(2)如果原气体中混有氢气,则装置C中出现的现象是 ;
(3)如果D装置中无明显现象发生,装置E中却有白色沉淀生成,则气体中一定混有 ;
(4)从环保的角度考虑,该实验装置存在明显的缺陷是 。
66.某同学在一份资料中了解到:铜有CuO和Cu2O(红色)两种常见的氧化物。因为Cu和Cu2O均为红色,故他们猜测,在H2还原CuO所得的红色产物中可能含有Cu2O。(H2+CuO ═ Cu+H2O反应条件“△”)
(1)该同学准确称取了8.0g黑色CuO粉末放入大试管中,不断通入足量的H2,在加热条件下进行还原,如果产物只有Cu,其质量应为 。
(2)该同学在H2还原CuO时,当发现8.0g黑色CuO粉末全部转变成红色时,停止加热,冷却后称得固体质量为6.8g。此红色固体中氧元素的质量为 ,以此推得Cu2O的质量为 。
(3)将⑵中所得的6.8g固体放入烧杯中,加入48.0g过量稀盐酸(Cu2O与稀盐酸的反应为:Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O),充分搅拌,除有红色固体外,还发现溶液变蓝。试计算此蓝色溶液中CuCl2的质量分数?
67.下列有关的物质及相互转化,都与人类生活有密切关系,其中A、B、M、E均为常见单质,F为难溶于水的白色沉淀;
①一定量的A在B中点燃可生成C和D的混合物,且C、D均为无色气体,C是常见的还原剂,可与B进一步反应生成D; ②M+B→G(此反应是人类获取能量的最佳反应); ③D+L→F+G; ④C+K→D+E。
(1)写出D和F的化学式:D ,F ;
(2)转化④在金属冶炼中常用来冶炼 ;
(3)A在B中燃烧可能发生反应的化学方程式(写两个): 、 。
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九上专题6:物质的转化讲义
【知识回顾】
一、非金属单质及其化合物之间的转化
1.非金属单质与氧气反应
(1)实验:硫黄的燃烧
实验操作
实验现象
取一药匙硫黄,观察其外观
淡黄色粉末状固体
将硫黄放到燃烧匙中,在酒精灯上点燃硫黄,观察现象
硫黄先熔化后燃烧,产生淡蓝色火焰,生成一种有刺激性气味的气体
把燃烧着的硫黄放进盛有氧气的集气瓶内,观察现象
产生蓝紫色火焰
【注意】生成物二氧化硫是一种有毒、有刺激性气味的气体,不能直接排放到空气中。
实验结论:有的非金属在氧气中燃烧可以生成非金属氧化物。
【结论】有的非金属在氧气中燃烧,可以生成非金属氧化物
2.非金属氧化物与水反应
(1)实验:二氧化碳与碳酸的转化实验
实验操作
实验现象
取两杯蒸馏水,向其中一杯蒸馏水中吹气或通入CO2。然后,分别向两只烧杯中滴加几滴紫色石蕊试液,观察现象
吹气或通入CO2的烧杯中的紫色石蕊试液变红,没有吹气或通入CO2的烧杯中液体变为紫色
从两只烧杯中分别取少量液体放入试管中,加热,观察现象
加热后其中一支试管中的红色液体变为紫色,另一支试管中液体无明显变化
实验分析:液体变红的原因是CO2溶于水生成碳酸,使烧杯中的溶液显酸性。红色液体变为紫色的原因是碳酸不稳定,加热后会分解为水和二氧化碳。
C+O2=== (点燃)CO2 CO2+H2O==H2CO3 H2CO3===H2O+CO2↑
【结论】大部分非金属氧化物与水反应生成对应的酸,不稳定的酸受热分解后又重新生成非金属氧化物
二、非金属与其酸之间的转化
三、金属单质与其化合物的转化
1、金属与非金属的反应
2、铁粉和硫黄的实验
(铁粉与硫粉混合点燃后即可反应,放出大量的热,生成黑色固体)
【结论】有些金属能与非金属反应生成盐
3、金属氧化物与水的反应
实验:生石灰与水反应
实验操作
实验现象
在蒸发皿上放一小块生石灰,加少量水,搅拌,观察现象
块状的生石灰粉碎成粉末状,并放出大量的热
滴加几滴无色酚酞试液,观察现象
无色酚酞试液变为红色
实验分析:氧化钙与水反应生成了氢氧化钙。
实验结论:有些金属氧化物可以与水反应生成相应的碱。
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。氧化钡、氧化钾、氧化钙、氧化钠与反应水都生成相应的碱。
活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水,也不与水反应。
MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水,也不与水反应。
4.金属与化合物反应
2Mg+CO2=== (点燃)2MgO+C 8A1+3Fe3O4=== (高温)9Fe+4Al2O3
四.金属的冶炼
1.游离态:物质以单质的形式存在
2.化合态:物质以化合物的形式存在
3.少数金属是以游离态形式存在,大多数金属是以化合态形式存在
4.金属冶炼的原理:
金属氧化物与还原剂(C、CO、H2等)在高温下反应,还原剂夺取金属氧化物中的氧,使其还原成金属单质。
(盛放CuO的试管口略向下倾斜;防止生成的水流入试管底部,使试管炸裂;先通H2,再加热,防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;实验停止后,继续通H2,直至试管冷却,防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成CuO)
C+2CuO=加热=2Cu+CO2↑ H2+CuO=加热=Cu+H2O 3CO+Fe2O3=高温=2Fe+3CO2
1) C:黑色固体逐渐变为红色,澄清石灰水变浑浊
2) H2:试管内黑色粉末变红色,试管口出现水珠
步骤:实验开始时先通入H2, 一段时间后再加热(防止氢气与空气混合加热时试管爆裂);
实验结束后,先熄灭酒精灯,继续通入H2, 直到试管冷却为止(防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成氧化铜)
提示:试管口要略低于试管底,防止反应生成的水倒流。
导管贴试管上壁伸入试管底部
3) CO:最好在通风橱中进行。实验时应该先通一会CO,以排除试管中的空气,防止CO
与空气混合加热时引起爆炸。多余的CO不能直接排到空气中,应对着火焰烧掉(实验装置末端设置点燃的酒精灯燃烧尾气)
五.化合物之间的转化
1. 石灰岩岩洞里的钟乳石和石笋,就是岩石中的碳酸钙经过复杂的化学反应转化而成的。这些悬挂的钟乳石、挺拔矗立的石笋和石柱。
2.实验:鸡蛋壳和盐酸反应
实验步骤
现象
步骤1:将一只生鸡蛋放到盛有稀盐酸的容器中,观察实验现象
1.鸡蛋表面有气泡产生,且一会儿浮出液面,一会儿沉入溶液底部,不断地上下浮沉
步骤2:2分钟后,将生鸡蛋从酸中取出,用水冲洗干净,观察蛋壳的变化
2.蛋壳表面变白、变薄、变得粗糙凹凸不平,质量减轻
步骤3:将鸡蛋继续放置在稀盐酸中,10分钟后取出,用水冲洗干净,观察蛋壳的变化
3.蛋壳几乎反应完全,只剩一个软软的外皮
实验分析:当鸡蛋刚刚放入稀盐酸时,由于蛋壳的主要成分碳酸钙,与盐酸反应产生大量二氧化碳气体,当大量气泡汇聚附着在蛋壳表面时,鸡蛋受到的浮力增大至大于重力而上浮。浮到液面时,气泡逸出,鸡蛋所受浮力减小至小于其重力而下沉,这个过程不断循环,鸡蛋便不断上下浮沉。反应几分钟时,由于反应一部分碳酸钙,鸡蛋壳表面变得粗糙且质量减小,当碳酸钙完全反应时,就只剩下一个“软皮蛋”。研究表明,酸、碱、盐、氧化物在一定条件下能发生相互转化。
六.物质转化的规律与反应发生的条件
物质转化的一般规律是:单质转化为氧化物,氧化物再转化为酸或者是碱,由酸或者是碱再转化为盐。而在一定的条件下,氧化物也会转化为单质。可用下图表示:
1.两条纵线
(1)某些非金属―→非金属氧化物―→酸―→盐
如:C―→CO2―→H2CO3―→Na2CO3
(2)某些金属―→金属氧化物―→碱―→盐
如:Na―→Na2O―→NaOH―→NaCl
2.两条弯线
(1)活泼金属+酸―→盐+氢气
如:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
[注意] 只有排在氢前的金属才可以与酸反应放出氢气。
(2)金属+盐―→新金属+新盐
如:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
[注意] “前金置换后金”。
3.三条横线
(1)某些金属+某些非金属―→无氧酸盐 如:Fe+SFeS
(2)某些金属氧化物+某些非金属氧化物―→盐 如:CaO+SO3===CaSO4
(3)酸+碱―→盐+水 如:H2SO4+Cu(OH)2===CuSO4+2H2O
(4)溶盐+溶盐―→新盐+新盐(至少一种不溶) 如:AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3
4.四条交叉线
(1)金属氧化物+酸―→盐+水 如:Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
(2)非金属氧化物+碱―→盐+水 如:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
(3)酸+盐―→新酸+新盐 如:H2SO4+BaCl2===2HCl+BaSO4↓
(4)溶碱+溶盐―→新碱+新盐(至少一种不溶) 如:2NaOH+CuSO4===Cu(OH)2↓+Na2SO4
【学习探究】根据上述物质之间相互反应的规律,你能设计四种制取ZnSO4 的方法吗?我们怎样制取一种盐类物质?
(1)制取硫酸锌的常用方法为: Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑;Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu;ZnO+H2SO4===ZnSO4+H2O;Zn(OH)2+H2SO4===ZnSO4+2H2O。
(2)制取盐类物质的方法。
①某些金属+某些非金属―→无氧酸盐 如:2Na+Cl2====2NaCl
②碱性氧化物+酸性氧化物―→含氧酸盐 如:CaO+SO3===CaSO4
③碱+盐―→新碱+新盐 如:3NaOH+FeCl3===Fe(OH)3↓+3NaCl
④酸+碱―→盐+水 如:HCl+NaOH===NaCl+H2O
⑤盐+盐―→新盐+新盐 如:BaCl2+CuSO4===BaSO4↓+CuCl2
⑥酸+盐―→新酸+新盐 如: H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl
⑦碱性氧化物+酸―→盐+水 如: Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
⑧碱+酸性氧化物―→盐+水 如:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O
⑨活泼金属+酸(盐酸、稀硫酸)―→盐+氢气 如:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
⑩(排前面的,除K、Ca、Na)金属+盐―→(后)新金属+新盐 如:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4
【经典例题】
【例题1】下列关于碳和碳的氧化物知识网络图(图中“→”表示转化关系,“……表示相互能反应)的说法正确的是( )
A.“C……CO2”的反应是放热反应
B. “CO→CO2”的反应类型为置换反应
C.“CO2→CaCO3”的反应有可能用于检验二氧化碳
D.“CO2H2CO3”的反应可用酚酞试液验证
【答案】C
【解析】“C……CO2”中的某些反应需在高温条件下发生,是吸热反应;“CO→CO2”的反应类型也可能为化合反应;“CO2H2CO3”的反应过程中,酚酞试液不变色,不能用酚酞试液验证。
【例题2】在燃烧正旺的煤炉上滴水,炉火不仅不会熄灭,反而燃烧得更旺,原因是炽热的煤炭和水蒸
气反应生成水煤气(主要成分是氢气和一氧化碳),水煤气又会燃烧,所以燃烧得更旺。请写出这
一过程中涉及的所有反应的化学方程式:
(1)_________________________;
(2)_________________________;
(3)_________________________ 。
【答案】(1)C+H2O(气)=== (高温)CO+H2
(2)2CO+O2=== (点燃)2CO2
(3)2H2+O2=== (点燃)2H2O
【解析】掌握常见非金属单质与其化合物的转化规律,特别注意转化条件。
【例题3】与图示微观变化相符的化学反应是( )
【答案】A
【解析】反应前的物质中共含有两种分子,即两种物质,一种物质的分子是由不同种的原子构成的,属于化合物;另一种物质的分子是由同种的原子构成的,属于单质;反应后生成了一种分子,是由不同种原子构成,属于化合物,所以该反应是由一种化合物与一种单质生成一种化合物的化合反应。A反应是由一种化合物与一种单质生成一种化合物的化合反应,与图示相符。
【例题4】下列实验现象的描述正确的是( )
A.铁丝在空气中燃烧,火星四射,并生成黑色固体
B.把燃着的硫黄放进盛满氧气的集气瓶内,观察到微弱的淡蓝色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
C.取少量铁粉放在白纸上,再将少量硫黄与铁粉混合,把混合物放入试管内,用酒精灯加热,现象是生成黑色固体,同时放出大量的热
D.白磷在氧气中燃烧,可观察到集气瓶中充满白雾
【答案】C
【解析】A的现象应是铁丝在氧气中燃烧;B硫在氧气中燃烧为蓝紫色火焰;D为白烟。
【例题5】 课外,小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验:他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后堆放在石棉网上,在其中插入烧红的玻璃棒,反应立即发生。拿掉玻璃棒后,反应继续剧烈进行,反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生。反应结束后,都得到了黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引,而小科的却会被磁铁吸引。
(1)铁和硫的反应是 _______(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)气体X的化学式为 ________。
(3)对比老师的实验结果,小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小科想验证是否有铁剩余。
老师启发小科:硫化亚铁能与稀硫酸反应,产生硫化氢气体,该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是,小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验,如果a处有水压出,就能验证有铁剩余。
①小科依次连接各装置的导管口:e→ _______ →b→a。(填“c→d”或“d→c”)
②老师指出设计不够合理,不能就此验证猜想。请你说出不够合理的原因:______________________。
于是小科改进了实验设计,继续进行探究……
【答案】(1)放热 (2)SO2
(3)c→d 反应前装置中有空气存在
【解析】(3)②因为反应前锥形瓶中含有空气,加入稀硫酸时,锥形瓶中的一部分空气会被排出,即使没有氢气进入盛有水的试剂瓶中,a处也会有水压出。
【方法归纳】学习过程中应注意对知识进行系统化的归纳。如金属单质及其化合物之间转化的一般规律可归纳为:(1)有的金属和氧气可以反应生成金属氧化物;(2)有的金属和非金属(除氧气外)反应可以生成盐;(3)某些金属氧化物(只有 BaO、K2O、CaO、Na2O 四种)和水反应生成碱。
【例题6】1839年虎门销烟采用的方法是:在海边挖池,放入烟土,引入海水浸泡,投入石灰,石灰遇水沸腾, 烟土溶解。该过程发生的反应有CaO+H2O===Ca(OH)2。下列说法不正确的是( )
A.该反应属于化合反应 B.该反应会放出热量
C.由此反应推测氧化钙可干燥氯化氢气体 D.此反应可制备氢氧化钙
【答案】C
【解析】由化学方程式可知,该反应是由两种物质反应生成一种新物质,属于化合反应;根据投入石灰,石灰遇水沸腾,烟土溶解,推知该反应过程中会放出大量的热;氯化氢溶于水形成盐酸,氧化钙能与盐酸反应,不能用氧化钙来干燥氯化氢气体;氧化钙与水反应生成氢氧化钙,此反应可制备氢氧化钙。
【例题7】下列各组变化中,只有加入酸才能一步实现的是( )
A.Zn→ZnSO4 B.CuO→CuCl2 C.CaCO3→CO2 D.BaCl2→BaSO4
【答案】B
【解析】锌能与稀硫酸或金属活动性排在锌后面的可溶性硫酸盐反应生成硫酸锌,A错误;氧化铜能与稀盐酸反应生成氯化铜和水,只能与酸反应生成,B正确;碳酸钙能与盐酸反应或高温分解生成二氧化碳,C错误;氯化钡能与硫酸或可溶性硫酸盐反应生成硫酸钡沉淀,D错误。
【例题8】下列物质的转化在给定条件下均能实现的是( )
【答案】D
【解析】氯化钙和二氧化碳不反应,A错误。铁在氧气中燃烧会生成四氧化三铁,而不是三氧化二铁,B错误。硫酸钠和碳酸钾混合没有气体、沉淀或者水生成,不符合复分解的条件,不反应,C错误。碳酸钙高温条件下分解产生二氧化碳,二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳,D正确。
【例题9】下列物质间的转化只通过一步反应就能实现的是( )
A.H2O2→H2 B.NaCl→AgCl C.Fe→Fe(SO4)3 D.CuO→Cu(OH)2
【答案】B
【解析】过氧化氢分解生成了水和氧气,转化不能由一步反应实现,A不符合题意。氯化钠与硝酸银反应生成了氯化银白色沉淀和硝酸钠,转化能由一步反应实现,B符合题意。铁与稀硫酸、某些硫酸盐等反应生成了硫酸亚铁,不能生成硫酸铁,转化不能由一步反应实现,C不符合题意。氧化铜不能够与水反应,转化不能由一步反应实现,D不符合题意。故选B。
【例题10】甲、乙、丙、丁是初中化学常见的物质,它们的转化关系如图所示(反应条件已省略)。下列说法正确的是( )
A.若丁是水,则该反应一定属于中和反应
B.若丙为沉淀,则甲、乙中一定有一种物质是盐
C.若甲、丁均为单质,则该反应一定属于置换反应
D.若乙是一种碱、丁是一种盐,则该反应一定属于复分解反应
【答案】C
【解析】若丁是水,该反应不一定属于中和反应,如氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,该反应不是中和反应,A错误;若丙为沉淀,甲、乙中不一定有一种物质是盐,如氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,B错误;置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物,若甲为单质,丁为单质,则该反应一定是置换反应,C正确;若乙是一种碱、丁是一种盐,则该反应不一定属于复分解反应,如氢氧化钠(碱)和二氧化碳反应生成碳酸钠(盐)和水,该反应不是复分解反应,D错误。
【例题11】甲、乙、丙三种物质的转化关系如图所示,下表中不符合该转化关系的一组物质是( )
【答案】C
【解析】碳完全燃烧生成二氧化碳,不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,高温条件下二氧化碳和碳反应生成一氧化碳,故A符合;过氧化氢分解生成水和氧气,氢气燃烧生成水,电解水生成氢气和氧气,故B符合;硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,和硝酸钡反应生成硝酸铜和硫酸钡沉淀,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,硝酸铜和铁反应生成硝酸亚铁和铜,故D符合。
【例题12】下列各物质之间相互转化(注:物质间的转化均通过一步实现)关系与如图不符的是( )
【答案】C
【解析】二氧化碳通过光合作用转化成氧气,氧气和碳发生不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳燃烧或与某些金属氧化物反应生成二氧化碳,转化成立,A正确。碳酸钙高温条件下分解生成氧化钙,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳或可溶性碳酸盐(如碳酸钠)反应生成碳酸钙沉淀,转化成立,B正确。过氧化氢分解生成水,水在通电条件下分解生成氢气,氢气不能转化成过氧化氢,转化不成立,C错误。铜和氧气在加热条件下生成氧化铜,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜和比铜活泼的金属(如铁等)反应生成铜,转化成立,D正确。
【例题13】小明设计了下列四组物质,要求在一定条件下都能一步转化,其中错误的是( A )
A.Na2CO3→NaCl→NaNO3→NaOH B.C→CO→CO2→Na2CO3
C.Cu→CuO→CuSO4→Cu(OH)2 D.CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOH
【解析】一步反应实现即所涉及物质只发生一个反应即可转化为目标物质,根据所涉及物质的性质,分析能否只通过一个反应而实现转化即可.
解:A、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,氯化钠与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠;硝酸钠转化为NaOH,假设能反应,生成物是硝酸盐和氢氧化钠,而硝酸盐是可溶性盐,氢氧化钠易溶于水,不符合复分解反应的条件,该反应不能实现,故选项正确。B、碳不充分燃烧生成一氧化碳,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,在一定条件下都能一步转化,故选项错误。C、铜在空气中加热生成氧化铜,氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,在一定条件下都能一步转化,故选项错误。D、碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,在一定条件下都能一步转化,故选项错误。
【例题14】各物质间有着一定的转化关系,下列各组物质间可以按下图所示直接转化的是( )
A.Fe→Fe2O3→FeSO4→Fe B.CO→CO2→H2CO3→CO
C.NaOH→NaCl→Na2CO3→NaOH D.HCl→CuCl2→BaCl2→HCl
【答案】D
【解析】A项三氧化二铁到硫酸亚铁是不能一步完成的;B项碳酸不能直接转化成一氧化碳;C项氯化钠不能直接转化成碳酸钠。
【例题15】下列物质间的转化不能实现的是( )
A.CO2 H2CO3 B.Fe2O3 Fe
C.S FeS D.CuO Cu(OH)2
【解答】解:A、二氧化碳与水反应生成碳酸,物质间转化能实现,故选项错误。
B、一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,物质间转化能实现,故选项错误。
C、铁和硫在加热条件下反应生成硫化亚铁,物质间转化能实现,故选项错误。
D、氧化铜难溶于水,不能与水反应,该物质间转化不能实现,故选项正确。
故选:D。
【例题16】“碳中和”是指一定时间内CO2的排放量与吸收量基本相当。CO2的捕集、利用是实现“碳中和”的重要途径我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。CO2与H2在一定条件下转化为CH4(反应过程如图所示,虚线处部分中间产物略去),可实现CO2的再利用。以下说法合理的是( )
A.二氧化碳会造成空气严重污染
B.MgO在上述转化中质量不变
C.上述反应中的产物只有CH4
D.参加该反应的CO2与H2分子个数之比是1:2
【解答】解:A、二氧化碳不是空气污染物,A说法错误;
B、在反应过程中,氧化镁的作用是催化作用,故质量和化学性质均未改变,B说法正确;
C、由流程图可知,该反应中,除CH4外另一种生成物为H2O,C说法错误;
D、根据流程图可以知道,该反应的化学方程式为:CO2+4H2CH4+2H2O,所得CO2与H2分子的分子个数之比为1:4,D说法错误;
故选:B。
【例题17】某同学在学习了物质的化的规律后,给制了可以通过一步反应制取ZnSO4的思维导图,其中所选的物质错误的是( )
A.①﹣Zn B.②﹣ZnCl2 C.③﹣H2SO4 D.④﹣Zn(OH)2
【解答】解:A、锌和硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,故A正确;
B、氢氧化钠和氯化锌反应生成氢氧化锌沉淀和氯化钠,不能得到硫酸锌,故B错误;
C、氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,故C正确;
D、稀硫酸和氢氧化锌反应生成硫酸锌和水,故D正确;
故选:B。
【例题18】下列物质间的转化,不能通过一步反应实现的是( )
A.Cu→Cu(NO3)2 B.Cu(OH)2→CuO
C.BaCl2→BaSO4 D.CaCO3→Ca(OH)2
【解答】解:A、Cu→Cu(NO3)2,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜,故正确;
B、Cu(OH)2→CuO,可以由氢氧化铜加热反应制得,故正确;
C、BaCl2→BaSO4,可以由氯化钡与硫酸或硫酸盐制得,故正确;
D、CaCO3→Ca(OH)2必须是碳酸钙和碱溶液反应,而盐与碱的反应反应物必须可溶,而碳酸钙难溶,故错误;
故选:D。
【例题19】下列制备物质的设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( )
A.CO CO2Na2CO3溶液
B.Cu Cu(NO3)2溶液 Cu(OH)2
C.Fe Fe2O3Fe2(SO4)3溶液
D.CaO Ca(OH)2溶液 NaOH溶液
【解答】解:A、一氧化碳高温下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠;理论上正确,操作中需要加热不够简便,且使用氢氧化钠制取碳酸钠,经济上不合理;故A不正确;
B、与硝酸银反应可生成硝酸铜,硝酸铜与氢氧化钠可生成氢氧化铜沉淀;理论上正确,操作上也较简便,但利用硝酸银、氢氧化钠制取氢氧化铜,经济上不合理;故B不正确;
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁而不能生成三氧化二铁,因此该方案在理论上就是错误的;故C不正确;
D、氧化钙与水反应可生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应可生成氢氧化钠;理论上正确,操作也只需要加入液体较为简便,利用碳酸钠获得氢氧化钠,经济上也合理;故D正确;
故选:D。
【例题20】符合下列转化关系的物质甲是( B )
A.Cu B.CuO C.Fe2O3 D.Mg
【解析】本题的突破口在乙和硝酸银反应得到丙,丙属盐,丙和铁反应得到丁,丁是金属,铁能和硫酸铜反应得到铜,铜能和氧气反应得到氧化铜从而得出答案.
解:甲若是金属时,和酸反应得到盐和氢气,那么只能是D不能是A因为铜不能和盐酸反应,若甲是镁则乙是氯化镁,氯化镁和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸镁,所以丙就是硝酸镁,铁不能和硝酸镁反应因为镁比铁活泼,故这一思路不对。再假设甲是金属氧化物,若是氧化铁,氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,氯化铁和硝酸银反应生成硝酸铁和氯化银,丙此时是硝酸铁,铁就不能和丙反应所以假设不成立。那么甲只能是氧化铜,氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,氯化铜和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸铜,丙就是硝酸铜,铁和硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,丁即是铜,铜和氧气反应生成氧化铜,故符合题中转化关系,故答案选B。
【例题21】下列物质不能够一步转化的是( )
A.NaOH→NaCl B.Ba(OH)2→NaOH
C.Ca(OH)2→CaCO3 D.Mg(OH)2→Cu(OH)2
【答案】D
【详解】A.氢氧化钠和稀盐酸反应,生成氯化钠和水,故A不合题意。
B.氢氧化钡和碳酸钠反应,生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,故B不合题意。
C.氢氧化钙与碳酸钠反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,故C不合题意。
D.氢氧化镁和氢氧化铜都不溶于水,无法通过一步转化生成,故D符合题意。
故选D。
【例题22】能实现下列物质类别间直接转化的单质是( )
A.氢气 B.铜 C.铁 D.钙
【答案】D
【详解】A、氢气与氧气反应生成水,加水无法生成酸或碱,不符合题意。
B、铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜不与水反应,不符合题意。
C、铁与氧气反应生成四氧化三铁,四氧化三铁与水不反应,不符合题意。
D、钙与氧气反应生成氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与酸反应生成盐,符合题意。
故选D。
【例题23】比较归纳是科学学习中的常用方法。若以下的物质转化都由一步反应完成,则( )
①Mg(OH) 2 →MgCl2 ②MgCO3 → MgCl2 ③ Mg → MgCl2
A.三种转化都必须加入盐酸才能进行 B.三种转化中元素化合价都没有改变
C.只有①发生了中和反应 D.三种转化的生成物中都有水
【答案】C
【详解】A、镁与氯化铜可反应生成氯化镁,不需加入盐酸,故错误。
B、Mg → MgCl2过程中,镁元素由零价变为+2价,故错误。
C、①中氢氧化镁与稀盐酸反应可生成氯化镁,属于酸和碱的反应,是中和反应;②中发生的反应是碳酸镁与稀盐酸的反应,属于复分解反应;③中发生的反应是置换反应,故正确。
D、镁与稀盐酸生成氢气和氯化镁,与氯化铜溶液反应生成氯化镁和铜,没有水生成,故错误。
故选C。
【例题24】如图为四种物质的相互转化关系,根据图示关系判断,X的化学式可能是( )
A.NaCl B.Ca(NO3)2 C.CuCl2 D.CaCl2
【答案】C
【详解】A、若物质X为NaCl,根据物质转化关系图,NaCl应能和一种物质反应生成FeCl2,由复分解反应的规律可判断该反应的另一生成物应是含钠元素的化合物,根据物质的溶解性,含钠化合物都可以溶解于水,则该反应因不能形成沉淀而不符合复分解反应发生的条件而不能发生反应;因此,物质X不能为NaCl,故A不正确。
B、Ca(NO3)2为硝酸盐,不能满足物质X为氯化物的要求,不能满足四种物质的转化关系,故B不正确。
C、若物质X为CuCl2,则CuCl2可与单质铁或与KOH溶液发生反应,可生成FeCl2或KCl,盐酸和氧化铜反应可以生成CuCl2,物质X为CuCl2符合转化关系,故C正确。
D、若物质X为CaCl2,则CaCl2可与FeSO4反应生成FeCl2、可与K2SO4反应生成KCl,盐酸可以和氢氧化钡反应生成CaCl2,物质X为CaCl2符合转化关系,故D错误。
故选C。
【例题25】下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是( )
A.Fe→FeS B.AgNO3→Ag
C.CaCl2→CaCO3 D.Cu→Cu(OH)2
【解答】解:A、一定条件下,铁和硫反应生成硫化亚铁,该选项能够一步实现;
B、硝酸银和铁反应生成硝酸亚铁和银,该选项能够一步实现;
C、氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,该选项能够一步实现;
D、铜不能和其它物质通过一步反应生成氢氧化铜,该选项不能一步实现。
故选:D。
【例题26】下列转化能一步完成的是( )
①CO2→CO②HNO3→HCl ③Cu(OH)2→CuO④Ca(OH)2→NaOH ⑤Cl2→NaCl
A.①③④⑤ B.②③④⑤ C.①②④ D.②③④
【解答】解:①高温条件下,二氧化碳和碳反应生成一氧化碳,该选项能够一步实现;
②硝酸不能通过一步反应生成盐酸,该选项不能一步实现;
③加热条件下,氢氧化铜分解生成氧化铜和水,该选项能够一步实现;
④氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,该选项能够一步实现;
⑤钠在氯气中燃烧生成氯化钠,该选项能够一步实现。
故选:A。
【例题27】用铁、氧化铜、稀硫酸三种原料制取铜单质,有下列两种途径:
①FeH2Cu
②CuOCuSO4Cu
用这两种途径制得相同质量的铜时,下列叙述中符合实际实验结果的是( )
A.消耗相同质量的氧化铜
B.消耗相同质量的铁
C.消耗相同质量的硫酸
D.生成硫酸铁的质量不相同
【解答】解:因为整个制备过程中,所有Cu元素都能形成单质Cu,而都来自CuO,没有损失,所以①②氧化铜质量相同。
①Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,H2+CuOH2O+Cu 生成1份Cu需要1份CuO和1份H2SO4和1份Fe;
②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,CuSO4+Fe=Cu+FeSO4生成1份Cu需要1份CuO和1份H2SO4和1份Fe;
看上去都是相同的。特别注意用H2还原氧化铜的时候,需要先通H2然后加热,以将空气从玻璃管中排出。如果不排出,会引起爆炸,所以H2的量要多一些。所以H2SO4和Fe的量也要多一些,同时生成的FeSO4的量也要多一些,但是不会生成硫酸铁。
故选:A。
【例题28】某同学在学习了金属及其化合物之间的转化规律后,绘制了可以通过一步反应制取MgSO4的思维导图,其中所选用的物质错误的是( )
A.①FeSO4+Mg B.②Mg(OH)2+Na2SO4
C.③MgO+H2SO4 D.④H2SO4+Mg(OH)2
【解答】解:A、硫酸亚铁和镁反应生成硫酸镁和铁;
B、氢氧化镁和硫酸钠不能反应,是因为两种物质混合后,不能产生沉淀、水、气体等,因此不能转化成硫酸镁;
C、氧化镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和水;
D、稀硫酸和氢氧化镁反应生成硫酸镁和水;
由以上分析可知,B选项所选用的物质错误。
故选:B。
【例题29】如图中甲、乙、丙是初中化学中常见的物质,图中“——”表示相连的物质之间可以在溶液中发生化学反应,“→”表示由某种物质可转化为另一种物质(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法中不正确的是( )
A.甲、乙、丙可能依次为Fe、NaOH、CO2
B.丙物质只能是氧化物或盐
C.当乙为NaOH时,它由Ca(OH)2与Na2CO3反应生成
D.当甲为一种碱时,它与硫酸铜溶液的反应可能产生两种沉淀
【答案】B
【解析】铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,硫酸与氢氧化钙反应生成硫酸钙和水,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜和水,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀与氢氧化钠,A说法正确;乙可以是氢氧化钠,丙和氢氧化钠、氢氧化钙都能反应,所以丙可以是酸, B说法错误; 当乙为NaOH时,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,C说法正确;当甲为Ba(OH)2时,氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡白色沉淀和氢氧化铜蓝色沉淀,D说法正确。
【例题30】近年来,冠以“绿色”的新概念不断产生,如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等,这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应,据此,由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中,你认为可行并且符合“绿色化学”要求的方案是( )
【答案】C
【解析】题中A、D分别生成污染性气体二氧化氮、二氧化硫,不符合绿色化学的要求;B反应复杂,消耗原料较多,经济上不可行,C生成氧化镁与硝酸反应生成硝酸镁和水,绿色环保,符合绿色化学的要求。
【例题31】下列各组变化中,每-转化在一定条件下均能一步实现的是( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】C
【解析】①氧化铜能与硫酸发生反应生成硫酸铜,硫酸铜又能与金属铁等发生置换而得到铜,铜与氧气反应则可得到氧化铜,因此该转化关系中的三种物质均可实现一步转化;②虽然碳酸钠与氢氧化钙可一步生成氢氧化钠、氢氧化钠可与盐酸中和生成氯化钠,但是由于大多数碳酸盐不可溶,而可溶性碳酸盐却又不能与氯化钠发生反应,所以氯化钠不能一步转化为碳酸钠,因此该转化中的三种物质不能实现一步转化;③碳酸钙在高温下分解可一步转化为氧化钙,氧化钙再与盐酸反应又可一步转化为氯化钙,氯化钙与碳酸钠可一步转化为碳酸钙,因此该转化关系中的三种物质均可实现一步转化。
【例题32】下列从原料到制取最终产物的实验设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( B )
A.CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
B.CaCO3CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
C.FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D.CuOCuCl2溶液CuSO4溶液
【解析】 铜能和硝酸银反应生成硝酸铜,硝酸铜和氢氧化钠反应能生成氢氧化铜沉淀,此项实验设计理论上正确、操作上可行,但因为AgNO3成本高,经济上不合理。碳酸钙高温下分解生成的氧化钙与水反应可生成氢氧化钙,氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液通过复分解反应,可以得到氢氧化钠溶液,此方案理论上正确,操作也较为简单可行,又可实现纯碱制得烧碱,经济上合理。Fe在O2里燃烧的生成物是Fe3O4,而不是Fe2O3。从CuO变为CuSO4只需CuO和H2SO4反应一步即可完成。
【例题33】如图给出了三种物质存在的转化关系,根据所学的物质性质及化学变化规律,判断下列选项正确的是( )
A.不能一步转化的有①② B.实现③转化,可通至氯化钠溶液
C.实现⑤转化,可加入碳酸钙粉末 D.实现⑥转化,可加入氢氧化钾溶液
【答案】 A
【解析】A、氢氧化钠和二氧化碳之间不能相互转化。正确;B、实现③转化,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠,所以可通入到氢氧化钠溶液而非氯化钠。错误;C、氢氧化钠转化为碳酸钠,需要通入二氧化碳或者某些可溶性碳酸盐,但是不能是难溶性的碳酸钙粉末。错误;D、碳酸钠转化为氢氧化钠,可以加入氢氧化钙或者氢氧化钡等,但是不能加入氢氧化钾。错误。
【例题34】三氧化二碳(化学式C2O3)通常情况下是一种无色无味的气体,可溶于水、与水反应生成草酸,且常温下不稳定,其他的化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳的说法错误的是( )
A.C2O3中碳元素的化合价为+4 B.三氧化二碳具有还原性
C.在空气中燃烧的产物为二氧化碳 D.与氢氧化钠溶液反应可生成盐
【答案】A
【解析】A、由化合价原则可知,C2O3中氧元素的化合价为-2价,可推出碳元素的化合价为+3价,故A错误;B、根据CO具有还原性,而三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似,可判断C2O3具有还原性,故B正确;C、根据CO具有可燃性,在氧气中燃烧生成二氧化碳,三氧化二碳化学性质与一氧化碳相似,在空气中燃烧的产物为二氧化碳,故C正确;D、三氧化二碳(化学式C2O3)可溶于水,与水反应生成草酸,与氢氧化钠溶液反应可生成盐,故D正确
【例题35】甲、乙、丙有如图所示的转化关系(“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去),下列各组物质按照甲、乙、丙的顺序不符合要求的是( C )
A.C、CO、CO2 B.H2O2、H2O、O2 C.KOH、K2CO3、KNO3 D.Fe2O3、FeCl3、Fe(OH)3
【解析】A、碳在氧气不充分燃烧生成一氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,该组物质按照甲乙丙的顺序符合要求。B、过氧化氢分解生成水和氧气,氢气燃烧生成了水,该组物质按照甲乙丙的顺序符合要求。C、氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾和水,但硝酸钾不能一步转为碳酸钾,该组物质按照甲乙丙的顺序不符合要求。D、氧化铁与稀盐酸反应生成了氯化铁,氢氧化铁与稀盐酸反应生成了氯化铁,该组物质按照甲乙丙的顺序符合要求。
【例题36】人类常利用化学反应得到所需要的物质。如图是Mg(OH)2、MgCl2、Mg(NO3) 2三种物质间的转化关系,根据所学知识判断,下列说法正确的是( )
A.通过加入氯化铜溶液或稀盐酸可实现①的转化
B.通过一步反应无法实现②的转化
C.通过一步反应可实现Mg(NO3) 2向MgCl2的转化
D.通过加入氢氧化钠等可溶性碱可实现③的转化
【答案】D
【解析】氢氧化镁难溶于水,不能与氯化铜溶液反应,A错误。氯化镁能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸镁,通过一步反应能实现②的转化,B错误。Mg(NO3)2转化为MgCl2假设能行, 对应的生成物是硝酸盐和氯化镁, 硝酸盐和氯化镁均易溶于水,不能发生复分解反应,C错误。氢氧化钠能与硝酸镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀和硝酸钠,通过加氢氧化钠等可溶性碱可实现③的转化,D正确。
【例题37】某兴趣小组利用如图装置对二氧化碳的性质进行探究,下列说法错误的是( )
A.B处现象说明二氧化碳能使紫色石蕊变红
B.C处溶液变浑浊,是因为生成了不溶于水的碳酸钙
C.D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭
D.D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大
【答案】A
【解析】A、二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊变红色,但是不能说二氧化碳使紫色石蕊变红色,故A错误;B、二氧化碳和氢氧化钙反应会生成碳酸钙沉淀和水,所以C出溶液变浑浊,故B正确;C、二氧化碳的密度比空气大,不具有助燃性,所以D处的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,故C正确;D、通过分析可知,D处现象说明二氧化碳不可燃,不助燃,密度比空气大,故D正确。
【例题38】如图表示了初中科学中一些常见物质的相互转化关系(部分反应条件已省略)。下列说法错误的是( )
A.圈Ⅰ中发生的反应都是分解反应 B.利用反应①可制得纯碱
C.利用反应②可用来检验二氧化碳气体 D.圈Ⅱ中的化学反应说明氧气具有助燃性
【答案】B
【解析】A.Ⅰ中发生的反应分别是过氧化氢的分解和水的分解,反应均符合“一变多”的特征,均属于分解反应,故选项说法正确。B.反应①是氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,制取的是火碱而不是纯碱,故选项说法错误。C.反应②是二氧化碳转化为碳酸钙,可通过二氧化碳与氢氧化钙反应实现,利用反应②可用来检验二氧化碳气体,故选项说法正确。D.Ⅱ中的化学反应,氧气与碳、磷、硫、铁反应,说明氧气能支持燃烧,即氧气具有助燃性,故选项说法正确。
【例题39】化学物质王国中举行节日游戏活动,游戏规则如图所示(图中“→”表示一步反应生成),以形成物质间相互转化的循环接龙。
请你将下列八位队员:①Ca(OH)2; ②Cu; ③CaO;④CO; ⑤CaCl2; ⑥CuO; ⑦CO2; ⑧CaCO3 平均分成红、蓝两队。游戏规定,物质⑤任红队的队长,物质⑦任蓝队的队长,且红、蓝两队的队长均处于甲的位置,两队分别形成循环接龙。
请回答:
(1)红队乙的化学式:______________。
(2)红队中丙→丁的化学方程式为__________________________________________。
(3)蓝队队员依甲、乙、丙、丁的顺序排列是⑦______________(填序号)。
【答案】(1)CaCO3 (2) CaO+H2O===Ca(OH)2 (3) ④②⑥
【解析】蓝队:物质⑦CO2任蓝队的队长,且队长处于甲的位置,形成循环接龙。根据二氧化碳能够和碳反应产生一氧化碳,一氧化碳能够还原氧化铜得到铜,铜和氧气生成氧化铜,氧化铜和碳反应产生二氧化碳,因此甲是二氧化碳,乙是一氧化碳,丙是铜,丁是氧化铜。
【例题40】以石灰浆[Ca(OH)2、CaCO3] 为原料制备超细CaCO3的原理如图。下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中产生CO2,说明NH4Cl溶液呈酸性
B.过程Ⅱ中NH3需过量,否则会减少超细CaCO3的产率
C.过程Ⅱ中的反应为CaCl2+2NH3+CO2+H2O===CaCO3+2NH4Cl
D.理论上, 生产过程中无须补充CO2和NH4Cl溶液
【答案】D
【解析】过程Ⅰ中产生CO2, 说明NH4Cl溶液呈酸性,因为碳酸钙能和显酸性物质反应生成盐、水和二氧化碳,A正确;过程Ⅱ中二氧化碳全部转化成碳酸根离子,NH3需过量, 否则会减少超细CaCO3的产率, B正确; 过程Ⅱ中的反应为CaCl2+2NH3+CO2+H2O===CaCO2↓+2NH4Cl,C正确;氢氧化钙需要转化成碳酸钙,根据质量守恒定律,需要补充二氧化碳,不需要补充氯化铵,D不正确。故选D。
【例题41】节能减排中“减排”的关键是减少CO2的排放,而“减排”的重要手段是合理利用CO2。科学家利用CO2为原料制取炭黑的流程如图。下列说法不正确的是( )
A.过程2的变化中太阳能转化为化学能
B.过程1和过程2的变化都属于分解反应
C.此流程中有炭黑生成,还有氧气生成
D.此流程还需要解决炭黑和Fe3O4的分离问题
【答案】B
【解析】过程2的变化中有太阳能的参与才能进行,太阳能转化为化学能,A正确;过程1中反应物为两种,生成物也为两种,不符合分解反应的特征,不属于分解反应,B错误;过程1中有炭黑生成,过程2中有氧气生成,C正确;因为炭黑和Fe sO, 不易分离, 所以此流程还需要解决炭黑和Fe3O4的分离问题,D正确。
【例题42】如图所示,围棋棋盘上有五枚棋子,代表铁、稀盐酸、氢氧化钡、碳酸钙、硝酸银五种物质,相邻棋子间的连线表示物质间可以反应。已知与戊的反应中:甲——戊的反应类型不同于其他几个反应;丙——戊反应能产生一种气体,且该气体还能与丁反应生成沉淀。则下列对应关系正确的是( A )
甲
乙
丙
丁
戊
A
铁
硝酸银
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
B
硝酸银
铁
稀盐酸
氢氧化钡
碳酸钙
C
硝酸银
铁
碳酸钙
氢氧化钡
稀盐酸
D
铁
氢氧化钡
碳酸钙
硝酸银
稀盐酸
【解析】丙-戊反应能产生一种气体,且该气体还能与丁反应生成沉淀,盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,铁与盐酸反应产生氢气,但氢气不能与其他物质产生沉淀,所以丙-戊反应只能是盐酸与碳酸钙反应,甲-戊的反应类型不同于其它几个反应,只有铁与盐酸反应属于置换反应,其他反应都是复分解反应,所以甲是铁,戊是盐酸,丙是碳酸钙,丙-戊反应能产生一种气体,且该气体还能与丁反应生成沉淀,二氧化碳与氢氧化钡反应产生白色沉淀,所以丁是氢氧化钡,剩下的乙属于硝酸银了。
【例题43】如图中A、B、甲、乙、丙均是初中化学常见的物质,其中甲、乙、丙属于同种类别的化合物;甲、丙和足量的A反应能生成相同的生成物。A、B均含两种元素,其混合物有挥发性,挥发出的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红。丙的相对分子质量为106,被广泛应用于玻璃、纺织等工业。图中“—”表示两端的物质间能发生化学反应;“→”表示物质间存在相应的转化关系,部分反应物、生成物及反应条件已略去。下列推断错误的是( )
A.甲、乙、丙均属于盐类
B.丙和A发生的反应属于复分解反应
C.除去乙中混有的丙可通过溶解、过滤、洗涤、干燥来达到目的
D.可用无色酚酞溶液一次性鉴别甲、丙、A的溶液
【答案】D
【解析】A、B、甲、乙、丙均是初中化学常见的纯净物,丙的相对分子质量为106,广泛应用于玻璃、纺织的生产,所以丙为碳酸钠,A、B均含两种元素,其混合物有挥发性,挥发出的气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红色,说明挥发出的气体呈酸性,学过的物质中浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体呈酸性,且A与碳酸钠能反应,所以A为氯化氢,B为水,甲、丙和足量的A反应能生成相同的生成物,所以甲为碳酸氢钠,甲、乙、丙物质的类别相同,所以乙为盐类物质,能由丙(碳酸钠)物质制取且能与盐酸反应,所以乙为难溶性碳酸盐,常见的为碳酸钙。通过推导可知,甲、乙、丙均属于盐类,A正确;碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,属于复分解反应,B正确;碳酸钙难溶于水,所以除去碳酸钙中的碳酸钠,可通过溶解、过滤、洗涤、干燥来达到目的,C正确;碳酸钠、碳酸氢钠显碱性,所以不可用无色酚酞溶液一次性鉴别甲、丙、A的溶液,D错误。
【例题44】如图表示元素的化合价与物质类别的关系,“→”表示物质之间可以转化,甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见物质,它们均含有X元素。下列有关说法正确的是( )
A.戊代表的物质均易溶于水
B.由X元素形成的不同单质具有相同的性质
C.“甲→乙→丙”的转化都只能通过与,反应来实现
D.加热丁和紫色石蕊的混合液,溶液颜色由红色变紫色
【答案】D
【解析】甲、乙、丙、丁、戊是初中化学常见物质,它们均含有X元素,氧化物丙和氧化物乙可以相互转化,所以乙是一氧化碳,丙是二氧化碳,二氧化碳和酸丁可以相互转化,所以丁是碳酸,盐戊会转化成酸丁,所以戊可以是不溶性碳酸盐或可溶性碳酸盐,甲会转化成一氧化碳,所以甲是碳,经过验证,推导正确。戊代表的物质可以溶于水,也可以不溶于水,如碳酸钙,A错误;由X元素形成的不同单质具有不相同的性质,如金刚石是天然存在的最硬的物质,而石墨较软,B错误;“甲→乙→丙”的转化能通过与氧气、金属氧化物等反应来实现,C错误;碳酸受热分解生成水和二氧化碳,所以加热丁和紫色石蕊的混合液,溶液颜色由红色变紫色,D正确。
【例题45】碳和碳的部分化合物间的关系如图所示:
(1)物质X的化学式为______________。
(2) 在物质的分类中, CaCO3属于_____________ (填字母)。
A.氧化物 B.酸 C.碱 D.盐
(3)写出该图转化关系中属于化合反应的一个化学方程式:__________________________。
【答案】(1)CO2 (2)D (3)C+O2=== (点燃)CO2 (合理答案均可)
【解析】(1)碳能转化为二氧化碳;一氧化碳能转化为二氧化碳;碳酸和二氧化碳能相互转化;碳酸钙和二氧化碳能相互转化,所以X为二氧化碳,其化学式为CO2.
(2)碳酸钙电离时会生成金属离子钙离子和酸根离子碳酸根离子,属于盐.
(3)碳和氧气点燃生成二氧化碳;碳和氧气点燃生成一氧化碳;二氧化碳和水反应生成碳酸;一氧化碳和氧气点燃生成二氧化碳.这四个反应的反应物都是两种,生成物都是一种,都属于化合反应.
【例题46】A~F均为初中化学常见的物质,它们之间的关系如图所示(“→”表示转化关系,所涉及反应均为初中常见的化学反应),其中A俗称生石灰,C是最常用的溶剂,C与F元素组成相同。
(1)C的化学式是_____________。
(2)D的一种用途是____________________________。
(3)A→B反应的基本类型是_____________。
(4)F→E反应的化学方程式为_______________________________________。
【答案】(1)H2O (2)作建筑材料等 (3)化合反应
(4)2H2O2=== (MnO2)2H2O+O2↑
【解析】高温条件下,碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氧化钙能和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,过氧化氢分解生成水和氧气,电解水生成氢气和氧气,氢气燃烧生成水,因此A~F分别是氧化钙、氢氧化钙、水、碳酸钙、水和过氧化氢;
(1)C的化学式是H2O;(2)D是碳酸钙,可以用作建筑材料;(3)A→B中,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,属于化合反应;(4)F→E中,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气。
【例题47】“暖宝宝”的发热原理可看作是铁粉与空气中的水和氧气相互作用,生成氢氧化亚铁[Fe(OH)2].最终转化为氢氧化铁[Fe(OH)3].下列说法中不正确的是( A )
A.总反应为:2Fe+3H2O=2Fe(OH)3 B.使用“暖宝宝”的过程中存在放热反应
C.上述含铁的物质中铁元素的化合价有3种 D.“暖宝宝”在使用前必须密封保存
【解析】A、这一变化过程的总反应可表示为:4Fe+3O2+6H2O═4Fe(OH)3,该选项说法错误;B、热敷袋放出的热量是由化学反应产生的,该选项说法正确;C、铁属于单质,铁单质中铁元素的化合价是0,氢氧化亚铁中铁元素的化合价是+2,氢氧化铁中铁元素的化合价是+3,该选项说法正确;D、热敷袋中的铁粉与水在未使用时要分别密封保存,以防过早发生化学反应,该选项说法正确。
【例题48】比较归纳是科学学习中的常用方法。若以下的物质转化都由一步反应完成,则( A )
①Zn→ZnCl2 ②Zn(OH)2→ZnCl2 ③ZnCO3→ZnCl2
A.②的转化发生的一定是复分解反应 B.三种转化都必须加入盐酸才能完成
C.三种转化发生的都是复分解反应 D.三种转化的生成物中都有水
【解析】A、氢氧化锌和盐酸反应生成氯化锌和水,是复分解反应,该选项说法正确;B、锌和氯化亚铁反应生成氯化锌和铁,该选项说法不正确;C、锌和氯化亚铁反应生成氯化锌和铁,是置换反应,该选项说法不正确;D、锌和氯化亚铁反应生成氯化锌和铁,生成物中没有水,该选项说法不正确。
【例题49】火柴头原本是一种不被磁铁吸引的物体,但火柴烧过后,却能被磁铁吸引,原因是很多火柴头用氧化铁着色,点燃后会与木棒中的碳反应产生四氧化三铁和二氧化碳,由此作出的推断不合理的是( )
A.Fe3O4与Fe2O3磁性不同,体现他们物理性质不同
B.Fe3O4中铁的质量分数大于Fe2O3
C.火柴头燃烧的方程式为C+O2+6Fe2O34Fe3O4+CO2
D.火柴头不被磁铁吸引的是因为不易被磁化
【解答】解:A、磁性属于物理性质,Fe3O4与Fe2O3磁性不同,体现他们的物理性质不同,故选项说法正确。
B、在Fe2O3、Fe3O4中,将化学式变形得FeO1.5、FeO1.3,其它原子的相对质量之和越小的,在该化合物中铁元素的质量分数就越大,变形后FeO1.3中其它原子的相对质量之和越小,则Fe3O4中铁的质量分数大于Fe2O3,故选项说法正确。
C、很多火柴头用氧化铁着色,点燃后会与木棒中的碳反应产生四氧化三铁和二氧化碳,反应的化学方程式为C+6Fe2O34Fe3O4+CO2,故选项说法错误。
D、火柴头原本是一种不被磁铁吸引的物体,火柴头不被磁铁吸引的是因为不易被磁化,故选项说法正确。
故选:C。
【例题50】NSR技术通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx(氮氧化物)的储存和还原,能有效降低柴油发动机在空气中过量条件下的NOx排放。工作原理如图所示,下列说法错误的是( )
A.吸收 NOx(如NO、NO2等)的物质是BaO
B.CO2过多排放会引起温室效应
C.上述工作图中共有3种氧化物
D.该技术实现了NOx(如NO)气体通过NSR技术转化为N2,减少了对空气的污染
【解答】解:A、通过分析图中生成的硝酸钡可知,吸收NOx(如NO、NO2)的物质是BaO,故A正确;
B、CO2过多排放会引起温室效应,故B正确;
C、上述工作图中共有氧化钡、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳5种氧化物,故C错误;
D、通过分析转化流程控制,该技术实现了由NOx到N2的转化,减少了对空气的污染,故D正确。
故选:C。
【例题51】利用废旧电池铜帽(含Cu、Zn)制取海绵铜(Cu),并得到硫酸锌溶液的主要流程如下:(反应条件已略去)
已知:2Cu+2H2SO4+O2=== (Δ)2CuSO4+2H2O,下列说法正确的是( )
A.步骤②中分离操作必须用到的玻璃仪器是烧杯和漏斗
B.溶液A中溶质是H2SO4、CuSO4
C.上述流程中物质B是锌,物质D是盐酸
D.A~E中都含有铜、锌两种元素的物质有A和C
【答案】D
【解析】依据框图可知步骤②后得到固体和液体,所以步骤②为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,A错误。铜与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌,所以溶液A含有溶质硫酸铜、硫酸锌和过量的硫酸,B错误。若流程中加入的物质B为锌,物质D为盐酸,则溶液E中含有杂质氯化锌,所以D不能用盐酸,应该用硫酸,C错误。依据分析可知A为硫酸铜、硫酸锌、稀硫酸,B为锌,C为铜和锌,D为硫酸,E为硫酸锌,所以A~E中含铜、锌两种元素的物质有A和C,D正确。
【例题52】A、B、C、D、E五种物质中含有同一种金属元素,转化关系如图所示(图中“→”表示物质间的转化能一步实现,部分反应物、生成物和反应条件均已略去)。其中A是磁铁矿的主要成分,B是单质,C是铁锈。请回答下列问题:
(1)若A与一种氧化物反应生成单质B,则反应的化学方程式为__________________________。
(2)当B作为金属材料制成金属制品时,防止其可能转化为C的方法是_____________ (写一种)。
(3)当D→E为化合反应时,化学方程式为__________________________。
(4)若B与某盐溶液发生置换反应生成E,其化学方程式为__________________________。
【答案】(1) Fe3O4+4CO=== (高温)3Fe+4CO2 (2)刷漆(或涂油等,合理即可)
(3)Fe+2FeCl3===3FeCl2 (4)Fe+CuCl2===FeCl2+Cu
【解析】A是磁铁矿的主要成分,则A是四氧化三铁,B是单质,C是铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁,则B是铁,C是氧化铁;氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,则D是氯化铁,铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁,铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,则D是氯化铁,E是氯化亚铁。
(1)若A与一种氧化物反应生成单质B,四氧化三铁能与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳。
(2)当B作为金属材料制成金属制品时,防止其可能转化为C的方法,即防止生锈,可在其表面刷漆、涂油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法,这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水。
(3)D→E为化合反应时,即铁与氯化铁反应生成氯化亚铁, 反应的化学方程式为Fe+2FeCl3===3FeCl2。
(4)B与某盐溶液发生置换反应生成E,即铁与氯化铜溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜,反应的化学方程式为Fe+CuCl2===FeCl2+Cu。
【例题53】氢能是绿色的能源,如图是制取与贮存氢气的一种方法。下列说法正确的是( )
资料:①Mg2Cu是一种贮氢合金, 吸氢后生成MgH2和MgCu2合金;
②MgH2和HCl反应的化学方程式为MgH2+2HCl——MgCl2+2H2↑。
A.反应3的基本类型是置换反应
B.循环制氢反应中需要不断加入ZnO和Fe3O4
C.反应3中氩气作保护气,防止金属镁、铜在高温下与氧气反应
D.反应3的产物与足量稀盐酸反应生成的氢气和反应2产生的氢气质量相等
【答案】C
【解析】反应3是氢气和Mg2Cu在高温的条件下、氩气的环境中反应生成MgH2和MgCu2, 生成物中有两种化合物, 不属于置换反应,A错误; ZnFe2O4在反应2中逐渐消耗,在反应1中又会逐渐的合成,所以循环制氢反应中不需要不断加入,B错误;镁和氧气反应会生成氧化镁,铜和氧气反应会生成氧化铜,所以反应3中氩气作保护气,可防止金属镁、铜在高温下与氧气反应,C正确;反应2是水在催化剂的作用下通过太阳能分解生成氢气,反应3所得的混合物中的镁、氢化镁和盐酸反应会生成氢气,但是两者生成【例题54】某白色固体可能由CaCO3、NaCl、BaCl2、NaOH、Na2SO4中的一种或几种组成, 实验记录如图:下列分析中正确的是( )
A.原固体中不含BaCl2、Na2SO4
B.原固体中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH
C.步骤②中得到的溶液中溶质是CaCl2
D.为了确定固体中是否有NaCl,可以取无色溶液A直接滴入AgNO3溶液
【答案】B
【解析】白色固体甲加入过量的稀盐酸,固体全部消失,而氯化钡和硫酸钠反应生成的硫酸钡是不溶于盐酸的沉淀,故沉淀一定不含有硫酸钡,一定含有碳酸钙,没有硫酸钡,则氯化钡和硫酸钠不能同时存在;无色溶液A通入二氧化碳产生了白色沉淀,说明一定含有氯化钡和氢氧化钠,故一定不能含有硫酸钠,氯化钠可能存在;
A、一定不会含有硫酸钠,一定含有氯化钡,错误;B、原固体中一定含有CaCO3、BaCl2、NaOH,正确;C、步骤②加入的是过量的稀盐酸,故得到的溶液中溶质是CaCl2和HCl,错误;D、氯化钡中含有氯离子,不能使用加入硝酸银溶液的方法检验是否含有氯化钠,错误。
【例题55】华为使中国的芯片技术领先于世界。芯片是电脑、智能家电的核心部件,它是以高纯度的单质硅(Si) 为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应:
①Si+O2SiO2 ②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑ ④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
下列说法不正确的是( )
A.反应③属于置换反应 B.上述反应中共生成三种可燃性气体
C.Na2SiO3中Si 为+4价 D.Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
【答案】B
【详解】A.反应③中,一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和一种化合物,属于置换反应,该选项说法正确。
B.上述反应中共生成两种可燃性气体,即一氧化碳和氢气,该选项说法不正确。
C.Na2SiO3中,钠元素化合价是+1,氧元素化合价是-2,根据化合物中元素化合价代数和为零可知,Si为+4价,该选项说法正确。
D.由①③可知,Si和SiO2在一定条件下可以相互转化,该选项说法正确。
故选B。
【例题56】已知,16克CuO与CO得到Cu、混合物13.6克,将此混合物溶于足量的100克稀硫酸中得到9.6克铜,下列说法正确的是( )
A.混合物中含有9.6克铜元素
B.将CuO与CO反应得到的混合物与稀硫酸反应,溶液变蓝,证明氧化铜未完全反应
C.混合物中铜与氧化亚铜的质量比8︰9
D.CuO与CO反应得到Cu、的混合物,这个化学反应体现了CuO的还原性
【答案】C
【详解】A、铜不与稀硫酸反应,和稀硫酸能反应生成硫酸铜、铜和水,反应最终得到9.6g的铜,但是生成的硫酸铜中还有铜元素,所以混合物中的铜元素不可能为9.6g,故A错误。
B、CuO与CO反应得到铜和二氧化碳,反应后得到的混合物与稀硫酸反应溶液变蓝,说明溶液中有硫酸铜,但是不一定是氧化铜,还有可能是反应过程中生成了氧化亚铜和稀硫酸反应生成的硫酸铜,故B错误。
C、设13.6g的混合物中Cu2O的质量为x
x=7.2g
混合物中Cu与Cu2O的质量之比为(13.6g-7.2g):7.2g=8:9,
故C正确。
D、CuO与CO反应得到Cu、的混合物,这个化学反应中铜元素化合价降低,做氧化剂,一氧化碳做还原剂,体现出了一氧化碳的还原性,故D错误。
故选C。
【例题57】“中国高铁,世界第一”,高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢,工业上火法炼镍的原高温理是C+2NiO=== (高温)2Ni+CO2↑, 下列说法错误的是( )
A.反应中NiO发生还原反应 B.气体产物中可能有CO
C.该不锈钢中还含有铁和碳 D.该不锈钢合金的硬度小于纯铁
【答案】D
【解析】由化学方程式可知, 反应中NiO失去了氧元素, 发生了还原反应; 该反应的反应物是C和NiO, 由质量守恒定律可知,气体产物中可能有CO;钢是含碳量在0.03%~2%之间的铁合金,所以该不锈钢中还含有铁和碳;由合金的性质可知,该不锈钢合金的硬度大于纯铁。
【例题58】用“W”形玻璃管进行微型实验,如图所示。下列说法不正确的是( B )
A.a处红棕色粉末变为黑色 B.a处的反应为CO+Fe2O3===2Fe+CO2
C.b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成 D.可利用点燃的方法进行尾气处理
【解析】A、一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,a处红棕色粉末变为黑色,故选项说法正确。B、该化学方程式没有注明反应条件——高温,且配平错误。C、一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,b处澄清石灰水变浑浊,故选项说法正确。D、根据一氧化碳具有可燃性,为防止污染空气,可利用点燃的方法进行尾气处理,故选项说法正确。
【例题59】有三瓶无色无味的气体X、Y、Z,它们分别是甲烷、氢气、一氧化碳中的一种,分别点燃三种气体,用干燥的冷烧杯罩在火焰上方,只有X和Z火焰上方的烧杯内壁有水滴出现,燃烧后分别向烧杯中注入少量澄清石灰水,振荡,只有Y和Z的烧杯内石灰水变浑浊。则X、Y、Z分别是( A )
A.H2 CO CH4 B.CH4 CO H2 C.CO CH4 H2 D.CO H2 CH4
【解析】根据质量守恒,反应前后元素种类不变,X和Z火焰上方的烧杯内壁有水滴出现,说明Y不含氢元素,是CO;只有Y和Z的烧杯内石灰水变浑浊,都生成了二氧化碳,说明都含碳元素,说明Z是CH4,故X是H2。
【例题60】如图为氢气还原氧化铜的实验装置,下列有关说法错误的是( )
A.药品需平铺在试管底部,使反应更加充分
B.试管口需略向下倾斜,防止冷凝水倒流引起试管破裂
C.试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内空气
D.反应结束后,先停止通氢气、再撤去并熄灭酒精灯
【答案】D
【详解】A、药品需平铺在试管底部,可以增大氧化铜与氢气的接触面积,使反应更加充分,故A正确。
B、装置中试管口需略向下倾斜,主要是为了防止冷凝水倒吸,炸裂试管,故B正确。
C、在给试管内药品加热前,需先通氢气排尽试管内的空气,以防加热时发生爆炸,故C正确。
D、实验结束后,先熄灭酒精灯再停止通氢气,要继续通氢气至试管冷却为止,目的是防止生成的铜再次被氧化,故D错误。
故选D。
【例题60】按图所示装置,持续通入气态物质X,可以看到紫色石蕊小花不变红,玻璃管中有红色物质生成,无水CuSO4变蓝,澄清石灰水变浑浊,则X可能是( )
A.氢气和水蒸气
B.氢气、一氧化碳和二氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳
D.氢气、二氧化碳和水蒸气
【答案】B
【详解】A.氢气和水蒸气,不可能出现澄清石灰水变浑浊的现象,错误。
B.氢气、一氧化碳和二氧化碳,本身有二氧化碳但无水;反应后有水,和二氧化碳,现象符合,正确。
C.一氧化碳和二氧化碳 ,不会出现硫酸铜变蓝的现象,错误。
D.氢气、二氧化碳和水蒸气,同时有二氧化碳和水,通入气体后,能看到紫色石蕊小花变红,与事实不符,错误。
故选B。
【例题61】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是( )
A.实验时应先点燃酒精灯后通CO B.充分加热,a处固体由黑色变为红色
C.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 D.可用NaOH溶液吸收尾气中的CO
【答案】C
【解析】实验开始先通入一氧化碳,排出装置内的空气后,再点燃酒精灯加热玻璃管中的氧化铁,防止一氧化碳与空气混合发生爆炸,故A错误;一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,实验时玻璃管中的红棕色粉末逐渐变黑,故B错误;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,b处可用澄清石灰水检验生成的CO2,故C正确;一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应,氢氧化钠溶液无法吸收有毒性的一氧化碳气体,故D错误。
【例题62】如图是CO和Fe2O3反应的装置。下列关于图示实验的说法,正确的是( )
①说明CO具有氧化性 ②玻璃管中的红色粉末变成黑色粉末 ③防止了CO对空气的污染 ④反应前应先通CO,再加热酒精灯
A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.全部
【答案】C
【解析】①玻璃管中黑色粉末变成红色,说明生成了铜,说明CO具有还原性,故说法错误。②氧化铁颜色为红色,被一氧化碳还原为铁粉,铁粉颜色为黑色,所以硬质玻璃管中的现象为红色粉末变黑,故正确;③尾气中含有有毒的一氧化碳,需要对尾气进行处理,以防造成空气污染,故正确;④反应前应先通CO,再加热酒精灯,排出装置内的空气,防止加热时发生爆炸,故正确;故选C。
【例题63】用一氧化碳还原氧化铁的实验中, Fe2O3转化为铁的具体过程是:
已知铁的氧化物除Fe2O3外,其余均为黑色。下列说法正确的是( )
A.装置中漏斗的作用是防止倒吸
B.通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
C.该实验中所有的化学反应里,氧元素的化合价均未改变
D.当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时, 固体成分是Fe3O4和FeO
【答案】D
【解析】装置中漏斗的作用是为了聚集一氧化碳,而不是防止倒吸,A错误;生成的四氧化三铁、氧化亚铁以及铁粉都是黑色的,无法通过实验现象判断氧化铁是否完全转化为铁,B错误;尾气中的一氧化碳与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳,氧气中的氧元素的化合价为0,二氧化碳中氧元素的化合价为-2,氧元素的化合价发生改变,C错误; Fe2O3中铁元素的质量分数为,Fe3O4中铁元素的质量分数为,FeO中铁元素的质量分数为,因此当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时,固体成分是Fe3O4和FeO,D正确。
【例题64】氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.实验时都应该先通入气体后加热,防止发生爆炸
B.两者都可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生
C.甲无尾气处理装置而乙有,是因为一氧化碳有毒而氢气无毒
D.甲试管口略向下倾斜,乙玻璃管保持水平,是因为两种气体的密度不同
【答案】D
【解析】A、氢气、一氧化碳都属于可燃性气体,与空气混合达到爆炸极限时,受热或遇明火会发生爆炸,实验时都应该先通入气体一会儿后再加热,这样可以防止发生爆炸,该选项说法正确;
B、实验过程中,能够观察到黑色的氧化铜粉末逐渐变成红色,说明氧化铜和氢气、一氧化碳反应生成了红色的铜,该选项说法正确;
C、氢气无毒,不污染环境,所以不需要处理尾气,而一氧化碳有毒,能够污染环境,应该对尾气进行处理,该选项说法正确;
D、甲中试管口略向下倾斜,是为了防止生成的水回流炸裂试管,与气体的密度无关,该选项说法错误。
【例题65】常温下,铁在潮湿的空气中容易生锈, 产物主要为Fe2O3•nH2O; 铁丝在氧气中燃烧,产物为黑色的Fe3O4.
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时,是否与空气中氧气发生反应?产物是什么?
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种:FeO、Fe2O3、Fe3O4, 其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色, FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】①按图连接实验装置,检查 ★ 。
向试管内加入铁粉,针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中,活塞发生移动。停止加热后,活塞逐渐向左移动,最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末,发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸,发现有气泡产生,溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入盛有盐酸的试管内,发现有气泡产生,溶液变为浅绿色。经检验,步骤④、⑤产生的气体相同。
(1)步骤①中“★”处应填:_____________。
(2)步骤④、⑤中产生的气体是_____________。
(3)本实验探究的结论是铁粉在空气中用酒精灯加热时,与空气中氧气发生反应,产物是_____________。
(4)结合已学知识和本次探究分析可得,铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的_____________等因素影响。
【答案】(1)装置气密性 (2)氢气(或H2) (3) 氧化铁(或Fe2O3或三氧化二铁) (4)浓度
【解析】(1)图中连接了带有容积刻度的注射器,在实验过程中用于观测试管内气体体积的变化,因此在实验前需检查装置的气密性;
(2)向步骤④试管中加入盐酸后有气泡产生,这是没有被氧化的铁与盐酸发生反应生成的氢气(发生反应的化学方程式为Fe+2HCl===FeCl2+H2↑) ; (3) 氧化亚铁和氧化铁与盐酸反应的化学方程式分别为FeO+2HCl===FeCl2+H2O、Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O,氯化亚铁的溶液呈浅绿色、氯化铁的溶液呈黄色,向步骤④试管中加入盐酸后得到的溶液呈黄色,说明铁粉在加热条件下与空气中的氧气发生反应得到的产物是氧化铁;
(4)铁只有在纯氧气中燃烧才生成四氧化三铁,说明铁与氧气反应的产物与氧气浓度有关
【例题66】如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
(1)在B装置的液面下降到安全线之前,不能加热氧化铁,这是因为____________________。
(2)反应结束后停止加热,继续通CO,此时B装置的作用是______________________________。
【答案】(1)CO和空气混合,加热可能会发生爆炸 (2)收集CO,防止污染空气
【解析】(1)一氧化碳具有可燃性,和助燃性气体混合,加热可能发生爆炸,所以在B装置的液面下降到安全线之前,不能加热氧化铁,因为一氧化碳和空气混合,加热可能会发生爆炸;(2)一氧化碳有毒,需要尾气处理,所以B装置的作用是:收集一氧化碳、防止污染空气。
【例题67】(2020•杭州)小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如下:
步骤1:连接装置并检查装置的气密性,在确保装置气密性良好的基础上,按图示在各装置中添加药品;
步骤2:缓慢推注射器活塞,利用甲酸(一种无色溶液,溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件
浓硫酸下制一氧化碳(化学方程式为HCOOHCO↑+H2O);
步骤3:待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯,当W形管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时,继续加热2分钟后熄灭酒精灯;步骤4:撤去酒精灯和盛热水的烧杯,用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。
(1)进行气密性检查时,可在万用瓶中盛适量水,然后推注射器活塞,当观察到_________________(填现象),说明装置气密性良好。
(2)点燃酒精灯前,需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是____________________
____________________________________________________________。
(3)步骤3后,W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸,若固体产物全部是铁,步骤4中能观察到的现象是____________________________________________________________。
【答案】(1)万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱
(2)排尽W形管内的空气,防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸 (3)有气泡产生,固体有溶解,且溶液呈浅录色(写出有气泡产生即可)
【解析】(1)检验装置气密性,利用装置内外的压强差检验,所以当观察到万用瓶中的水进入导管并形成一段稳定的水柱,说明装置气密性良好;
(2)一氧化碳具有可燃性,和空气混合,加热时可能发生爆炸,所以点燃酒精灯前,需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是排尽W形管内的空气,防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸;
(3)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以步骤4中能观察到的现象是有气泡产生,固体溶解,溶液变成浅绿色
【例题68】在学习“金属的冶炼”时,某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数,实验所取氧化铜样品质量为10克。(所含杂质不参加反应)
(1)该实验利用了一氧化碳的 性,玻璃管内观察到的现象是 。
(2)甲同学的方法:先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克,待反应完全后再次称量,质量为54.4克。请你计算样品中氧化铜的质量分数。(一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应)
(3)乙同学的方法:先称量出玻璃管及样品的总质量为m1,待反应完全后再次称量,质量为m2,利用m1-m2的值,求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1-m2的值是指 的质量。
(4)同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外,还具有毒性。因此,本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理方法: 。
【答案】(1)还原 黑色固体变成红色
(2)解:设样品中CuO的质量为x。
CO+CuO=== (△)Cu+CO2
80 44
x 4.4g
x=8g,样品中氧化铜的质量分数=8g/10g×100%=80%
答:样品中氧化铜的质量分数为80%。
(3)氧化铜中氧元素
(4)将尾气点燃(或用气囊收集后集中处理)
【解析】(1)一氧化碳具有还原性,与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。(2)根据质量差计算生成二氧化碳的质量,再求出样品中氧化铜的质量分数。(3)化学反应前后原子个数不变,所以先称量出玻璃管及样品的总质量为m1,待反应完全后再次称量,质量为m2,利用m1-m2的值,求出样品中氧化铜的质量分数,其中m1-m2的值是指氧化铜中氧元素的质量。(4)CO具有可燃性,可将其点燃处理或用气囊收集后处理。
【例题69】某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分,提出了如下猜想:
a.可能是二氧化碳; b.可能是一氧化碳。
并设计如图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下:
Ⅰ.若澄清石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;
Ⅱ.若澄清石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。请你分析并回答:
(1)该同学的猜想是否严谨?请你说明理由:________________________________________________。
(2)设计一个实验,验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案:__________________________________
________________________________________________;
(3)该实验装置存在的缺陷是____________________________________;
(4)反应结束时,停止实验的操作步骤是________________________________________________;
(5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物,清洗试管①的方法是________________________________________________。
【答案】(1) 不严谨, 气体产物可能是CO和CO2的混合物
(2)先将混合气体通入澄清石灰水, 再通入足量NaOH溶液, 再通过盛装CuO的硬质玻璃管加热, 观察现象, 若澄清石灰水变浑浊且CuO变红则猜想正确
(3)没有尾气处理装置
(4)先将导管移出水面,再熄灭酒精灯
(5)用足量稀盐酸清洗
【解析】(1)该同学的猜想不严谨,因为还可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物;
(2)要证明含有二氧化碳和一氧化碳,需要先将气体通过澄清的石灰水,观察澄清的石灰水变浑浊,说明含有二氧化碳,要证明一氧化碳,可以利用一氧化碳的还原性,与氧化铜反应,此前先通过氢氧化钠除去可能剩余的二氧化碳,然后通过加热的氧化铜粉末,观察到氧化铜变为红色,说明含有一氧化碳;
(3)一氧化碳是有毒的气体,而该实验装置没有进行尾气处理;现有装置没有检验一氧化碳。
(4)反应结束时,为防止液体回流导致试管炸裂,需要先将导管从试管中移出,再熄灭酒精灯;
(5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固休生成物,该物质是反应生成的碳酸钙,能与盐酸反应生成易溶于水的氯化钙,故可以采用盐酸清洗试管①。
【例题70】为减少汽车尾气的污染,我国宣布将推广“车用乙醇汽油”。乙醇(C2H5OH)完全燃烧生成CO2和H2O,若燃烧时氧气不足,可能还有CO生成,为检验乙醇的燃烧产物,设计如下实验:
(1)按气流从左至右顺序连接装置(填装置序号)___________→①。
(2)C装置的作用是___________ 。
(3)若实验中观察到A装置内澄清石灰水变浑浊,③内黑色固体变红色,①②共增重4.4克,则参加反应的乙醇中碳元素的质量为___________克。
(4)为处理尾气,可选用下图所示装置中的___________代替①。
【答案】 ④ →②→ ③ 检验二氧化碳是否被完全吸收 1.2 A
【详解】(1)检验乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O,CO可用热的氧化铜,根据固体颜色的变化;检验二氧化碳可以用澄清石灰水,看是否变浑浊;检验水用无水硫酸铜,看是否变蓝色;三者都有时,应先检验水蒸气的存在,因为在验证二氧化碳、一氧化碳的存在时都需通过溶液,可带出水蒸气;再检验二氧化碳,最后除去二氧化碳后,再根据固体颜色变化和产物检验一氧化碳,所以顺序为④②③①。
(2)C中瓶的石灰水是检验二氧化碳是否被完全吸收。
(3)若实验中观察到A装置内澄清石灰水变浑浊,③内黑色固体变红色,则说明乙醇燃烧生成了二氧化碳和一氧化碳,①装置吸收一氧化碳还原氧化铜生成的二氧化碳,所以,①②装置增重量为二氧化碳的质量,即4.4g,根据质量守恒定律,则乙醇中碳元素的质量为。
(4)一氧化碳有毒,需要进行尾气处理,所以代替①装置的仪器既能吸收二氧化碳,又能收集一氧化碳,则A符合题意。
【例题71】铜是一种不活泼的金属,但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式:Cu2(OH)2CO3]。某科研小组为探究铜绿生成的条件,并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜(假设不含其它杂质),实验设计如下:
(1)证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外,还必须有CO2。为“证明必须有CO2”需要进行以上实验中的_____________(填实验编号)。
(2)利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O,则步骤I中发生的反应类型有____________。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为_______________________________________。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,你认为可能的原因是______________(写一条即可)。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag,则a的取值范围为________。
【答案】 甲和丁 分解反应和化合反应 CO + CuOCu + CO2 反应温度不够高
12.8g<a<14.4g
【详解】(1)为“证明必须有CO2”需要进行实验甲和丁,即控制变量二氧化碳进行对比实验。
(2)①铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O属于分解反应,铜和空气中的氧气加热生成氧化铜是化合反应,则步骤I中发生的反应类型有分解反应、化合反应;
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为CO + CuOCu + CO2;
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,可能的原因是反应温度不够高;
④见答案。
【例题72】定性和定量结合既是化学的重要思想,也是研究物质组成的重要方法。某研究性学习小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O(红色),进行了认真的探究。请你一起踏上探究之路,回答下列问题。
【查阅资料】
①无水CuSO4遇水变蓝;
②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2;
③Cu2O与稀H2SO4反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。
【设计实验方案】
方案1 取该红色固体加入适量稀H2SO4,实验现象___________,结论为红色固体中含有Cu2O。
方案2装置如图所示,拟通过干燥管中CuSO4变蓝来判断红色固体是否含有Cu2O。
(1)为确保探究的科学、合理、安全。实验中还应采取的措施有___________;填序号)
①加热前先排尽装置中的空气;
②在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置;
③在盛有CuSO4的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶。
(2)由方案2实验后得出结论:红色固体中含有Cu2O。写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式___________
方案3 称得干燥坩埚(常用于固体加热的容器)的质量为ag,取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg,在空气中高温灼烧至质量恒定,称得最后坩埚与固体总质量为cg。
(1)该实验方案最少得进行___________次称量;
(2)若确认红色固体中含有Cu2O,则c与a,b应符合的数学关系式为___________。
【答案】 溶液变为蓝色 ①②③ 4
【详解】设计实验方案:
方案1:
结论为红色固体中含有Cu2O,已知:,硫酸铜溶液呈蓝色,所以取该红色固体加入适量稀H2SO4,实验现象为溶液变为蓝色,结论为红色固体中含有Cu2O。
方案2:
(1)根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时,要注意水的干扰因素,所以制取的氢气要干燥,可以在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一个干燥装置,并且要将空气中的水的干扰排除,可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管,实验前要将装置中的空气排净,防止干扰;故答案为①②③;
(2)氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水,反应的化学方程式为:;
方案3:
(1)根据在空气中高温灼烧至质量恒定,这一步骤至少需称量2次,加上前面的2次称量,故该实验方案最少得进行4次称量。
(2)单质铜加热生成氧化铜,氧化铜高温灼烧生成Cu2O和O2,故坩埚中最后剩下的红色固体是Cu2O;其质量为:(c-a)g;则铜元素的质量为:,所取红色固体的质量为(b-a)g;若红色固体中含有Cu2O,则铜元素的质量小于(b-a)g,即,故
【例题73】草酸存在于自然界的植物中。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀:H2C2O4+Ca(OH)2===CaC2O4↓+2H2O。
请回答下列问题:
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。仪器a的名称是______________。装置B的主要作用是_____________________________________。装置C中有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊。由此可知草酸晶体分解的产物中一定有_______________。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO。为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
1 乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为A→B→(___________)→(___________)→ (___________)→I→D→H。
2 装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化,欲证明草酸晶体分解的产物中有CO,乙组同学需要两次使用装置D,其现象分别是______________________________________________。
【答案】(1)酒精灯;冷却草酸蒸气,防止与澄清石灰水反应生成白色沉淀,干扰二氧化碳的检验,二氧化碳;(2)①F,D,G;②第一次D中无明显变化,第二次D中澄清石灰水变浑浊。
【解析】(1)通过分析题中所指仪器的作用可知,a是酒精灯;草酸能与氢氧化钙反应生成沉淀,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以装置B的主要作用是:冷却草酸蒸气,防止与澄清石灰水反应生成白色沉淀,干扰二氧化碳的检验,装置C中有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊,由此可知草酸晶体分解的产物中一定有二氧化碳;
(2)①除去二氧化碳用氢氧化钠溶液,浓硫酸具有吸水性,所以乙组同学的实验装置依次连接的合理顺序为:A→B→( F)←( D)→( G)→I→D→H;②在实验室常用氢氧化钠吸收二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以装置I中盛有的氧化铁发生了颜色变化,欲证明草酸晶体分解的产物中有CO,乙组同学需要两次使用装置D,其现象分别是:澄清石灰水不变浑浊,澄清石灰水变浑浊。
【例题74】某科研小组设计利用稀硫酸浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要成分为CuO和ZnO,其余成分既不与酸反应,也不溶解于水)的方案,实现废物综合利用。部分实验流程如下:
请根据上述实验流程回答下列问题:
(1)操作1的名称是______________。
(2)在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸,充分反应后溶液中的溶质为_________________________。
(3)加过量铁粉,发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(4)在实验过程中,双氧水会与Fe2+反应生成Fe3+和水,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去,高锰酸钾溶液也能将Fe2+氧化成Fe3+,并生成可溶性的锰盐,选用双氧水的优点是_____________________。
【答案】(1)过滤。(2)ZnSO4、CuSO4、H2SO4。(3)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu、Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。(4)最后的产物是水,不引入新的杂质。
【解析】(1)操作1是得到难溶性氢氧化铁和硫酸锌溶液,所以是过滤。(2)由于氧化铜锌矿主要成分为CuO和ZnO,在氧化铜锌矿中加入过量稀硫酸,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜,氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌,所以充分反应后溶液中的溶质为生成的 ZnSO4和CuSO4以及剩余的H2SO4。(3)由于是往酸浸过滤得到的溶液中加过量铁粉,该液体中有生成的 ZnSO4和CuSO4以及剩余的H2SO4.所以加入铁粉后,铁能够和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,对应的化学方程式为 Fe+CuSO4═FeSO4+Cu、Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。(4)在实验过程中,双氧水会与Fe2+反应生成Fe3+和水,以便在后续的操作中将溶液中铁元素除去,而没有引入新的杂质。而高锰酸钾溶液也能将Fe2+氧化成Fe3+,并生成可溶性的锰盐,该可溶性锰盐对硫酸锌是新的杂质,所以选用双氧水的优点是最后的产物是水,不引入新的杂质。
【例题75】火锅是我国独创的美食,历史悠久。火锅常用的一种燃料是固体酒精。某科学兴趣小组的同学对“固体酒精”产生了好奇,对其成分进行探究。请你回答下列问题。
【查阅资料】a.固体酒精是用酒精、氯化钙和氢氧化钠按一定的质量比混合制成。
b.氯化钙、氯化钠溶液均呈中性。
【提出问题】①酒精中是否含有碳元素?
3 固体酒精中的氢氧化钠是否变质?
【实验探究】①按如图所示进行实验,发现烧杯内壁有一层白膜,可得出酒精中含有碳元素的结论,理由是_________________________________________________________________________________。
②取少量固体酒精于烧杯中,加足量的水充分溶解后静置,发现烧杯底部有白色沉淀,请用化学方程式表示该沉淀是如何形成的:_____________________________________,由此说明氢氧化钠已变质。
③为进一步确定氢氧化钠的变质程度,分组进行探究。
甲组同学取烧杯上层清液于两支试管中,按如图所示进行实验。
实验方案
实验现象
溶液变红
产生_____________
实验结论
清液中有氢氧化钠
清液中有碳酸钠
乙组同学认为甲组实验不能证明清液中一定有氢氧化钠,理由是__________________________。他们另取烧杯中上层清液,加足量氯化钡溶液,充分反应后,静置,取上层清液,滴加酚酞试液,酚酞试液变红。
【反思交流】乙组实验中加足量氯化钡溶液的目的是_____________________________________。
【实验结论】小组同学经过讨论,一致认为该固体酒精中的氢氧化钠部分变质。
【答案】【实验探究】①烧杯内壁出现白膜说明有二氧化碳生成,依据化学反应前后元素的种类不变,得出酒精中含有碳元素 ②Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl ③白色沉淀 碳酸钠溶液也能使酚酞试液变红 【反思交流】除去碳酸钠,以免对氢氧化钠的检验造成干扰
【解析】【实验探究】①按右图所示进行实验,发现烧杯内壁有一层白膜,是因为氢氧化钙和二氧化碳反应生成了碳酸钙和水,因此反应生成了二氧化碳,二氧化碳中的碳元素来自于酒精,可得出酒精精中含有碳元素的结论。②取少量固体酒精于烧杯中,加足量的水充分溶解后静置,发现烧杯底部有白色沉淀,是因为碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠。
乙组同学认为甲组实验不能证明清液中一定有氢氧化钠,理由是碳酸钠溶液也能使酚酞溶液变红。
【反思交流】乙组实验中加足量氯化钡溶液的目的是除去碳酸钠,以免对氢氧化钠的检验造成干扰。
【例题76】小明同学利用自制仪器模拟工业炼铁实验,用如图所示微型实验装置制取CO,然后用CO还原Fe3O4并检验气体产物。已知甲酸(HCOOH)具有挥发性,在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水。
(1)位置4发生的化学方程式是__________________________________________。
(2)位置5处的化学方程式是__________________________________________。
【答案】(1)Fe3O4+4CO=== (高温) 3Fe+4CO2
(2) CO2+Ca(OH) 2===CaCO3↓+H2O
【解析】(1)Fe3O4发生反应是一氧化碳和四氧化三铁在高温下生成铁和二氧化碳;
(2)由于生成二氧化碳,而二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊,是由于会生成碳酸钙.
【例题77】碱式碳酸锌[Znx(OH)y(CO3)z]是制备功能材料ZnO的原料, 化学方程式为Znx(OH)y(CO3)z ZnO+CO2↑+H2O(x、y、z为正整数)。小金设计了图甲所示装置对碱式碳酸锌的组成进行探究(装置气密性良好,药品足量,实验操作正确):
(1)图甲中装置B的作用是_____________________。
(2)查阅资料发现在不同温度条件下充分加热等质量的碱式碳酸锌样品,剩余固体的质量与加热温度的关系如图乙所示。实验中加热时,热分解装置的温度至少要达到________________ (填“200”“300”或“100”)℃。
(3)部分实验步骤为:“.....加热前先通入N2排尽装置内的空气,关闭通入N2的活塞,……控制一定温度下加热……”。实验过程中可根据________________________________________________现象判断碱式碳酸锌样品已完全分解。
(4)小金取54.7g碱式碳酸锌样品(不含杂质),放置于热分解装置内,完全反应后测得装置A增重5.4g,装置B增重8.8g。则x:y:z的最简整数比为________________.
【答案】(1)吸收反应生成的CO2 (2)300 (3)一段时间,A装置中的长导管管口不再有气泡冒出 (4)5:6:2
【解析】(1)碱石灰能吸收二氧化碳,因此B装置的作用是吸收反应生成的二氧化碳;
(2)根据图示乙在300℃以上时,固体质量减少最多,300℃和400℃效果一样,即选择热分解装置的温度至少要达到300℃;
(3)碱式碳酸锌加热分解产生二氧化碳和水,即加热一段时间后碱式碳酸锌全部分解,此时不再产生二氧化碳和水,因此A装置中的长导管管口不再有气泡冒出;
(4)A装置的作用是吸收水分,即生成水5.4g,B装置的作用是吸收二氧化碳,即生成二氧化碳8.8g,根据质量守恒定律,生成氧化锌的质量为54.7g-5.4g-8.8g=40.5g,比较z、y、z的个数,即比较锌、氢、碳原子的个数即可,根据质量守恒定律,Zn、H、C的原子个数比为5:6∶2。
【例题78】某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成,某兴趣小组对此进行了相关实验:
【查阅资料】①SO2能使品红溶液褪色;②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;④CO和CO2均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
【实验研究】为验证这三种气体,同学们设计并进行如下实验。
【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。
(1)装置A的作用是________________________________________________。
(2)能证明气体中含有CO2的现象是_____________________________________。
【反思与评价】
(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,则无法验证的气体是__________________________。
(4)有同学提出上述原装置中省略D装置也能达到实验目的,你认为该同学的设计有无道理并说明理由:_______________________________________________。
【答案】(1) 检验并吸收二氧化硫,排除对二氧化碳的验证产生干扰 (2) B中品红不褪色,C中溶液变浑浊 (3) CO2、SO2 (4) 有道理,CO2气体对CO气体的检验没有干扰
【解析】(1)装置A的作用是检验并且除去二氧化硫。
(2)能证明气体中含有CO2的现象是B中品红溶液不褪色(说明二氧化硫被A装置完全吸收),C中溶液变浑浊(说明二氧化碳和氢氧化钡反应生成了沉淀)。
(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接时,C中溶液变浑浊,说明气体中含有二氧化硫,或含有二氧化碳,或含有二氧化硫和二氧化碳,D中澄清石灰水不变浑浊,说明气体被浓氢氧化钡溶液吸收,则A中高锰酸钾溶液不褪色,因此无法验证的气体是二氧化碳、二氧化硫。
(4)该同学的设计有道理,这是因为D装置是检验二氧化碳而不是检验一氧化碳,如果E装置中黑色固体变成红色固体,说明气体中含有一氧化碳。
【例题79】已知Fe(OH)2是白色絮状沉淀,并极易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3红褐色沉淀。如图所示的是Fe(OH)2制备实验的改进装置,使用该装置能在较长时间内观察到生成的Fe(OH)2白色絮状沉淀。
(1)写出A试管中发生反应的化学方程式:_____________________________________。
(2)A试管中反应开始时,打开止水夹,B试管中看到的现象是_________________________。
(3)若要在该装置中得到Fe(OH)2白色絮状沉淀,并在一定时间内防止被氧化成Fe(OH)3红褐色沉淀,下一步的实验操作是__________________________。
(4)写出该装置中生成的Fe(OH)2的化学方程式:____________________________________。
【答案】(1)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。(2) 导管口有气泡产生 (3) 关闭止水夹 (4) 2NaOH+FeSO4===Na2SO4+Fe(OH)2↓
【解析】 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,当打开止水夹时,气体通过导管进入B试管,由于氢气不能和NaOH反应,气体从导管口逸出。当关闭止水夹时,A试管内气压增大,A试管中的FeSO4溶液进入B试管,与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2沉淀。
【例题80】一种制备氢氧化镁的生产流程如图,MgCl2和NaOH按恰好完全反应的比例加料。
(1)写出步骤c中发生反应的化学方程式:____________________________。
(2)x=_________。
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是_________。
(4)上述流程中若用下列物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化镁的是_________。
①盐酸 ②氯化钙 ③氨水 ④硫酸镁
【答案】(1)MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2+2NaCl
(2)280 (3) 氯化钠(或NaCl) (4)③
【解析】(1)步骤c中氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,发生反应的化学方程式:MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2+2NaCl。
(2)每分钟反应的氯化镁质量332.5g/L×0.1L=33.25g,
MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl
95 80
33.25g xg/L×0.1L
95/33.25g=80/ xg/L×0.1L x=280
(3)过滤得到的粗产品还要经过洗涤,洗涤时主要除去的杂质是反应生成的氯化钠。
(4)如图流程中若用所给物质代替氢氧化钠,也能制得氢氧化镁的是氨水,因为氨水是碱,能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化铵。
【例题81】一水硫酸四氨合铜的化学式为[Cu(NH3)4]SO4•H2O,是一种高效、安全的杀菌剂。它在乙醇一水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线如图甲所示。小明在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质,他设计的合成路线如图乙所示:
(1)溶液A中一定存在的溶质为_________。
(2)溶液B中含硫酸四氨合铜,“一系列操作”是指向溶液B中加入适量_________、过滤、洗涤、干燥等。
(3)得到的产物是一种晶体,与非晶体相比,晶体具有一定的_________和特定的形状。
【答案】(1)CuSO4 (2) 乙醇 (3)熔化温度(或熔点)
【解析】(1)溶液A中一定存在的溶质有稀硫酸和氧化铜反应生成的硫酸铜;
(2)由图甲可知,一水硫酸四氨合铜不溶于乙醇,溶液B中含硫酸四氨合铜,“因此一系列操作”是指向溶液B中加入适量乙醇、过滤、洗涤、干燥等;
(3)晶体具有一定的熔点。
【例题82】如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集的部分仪器。
(组装实验装置时,可重复选择仪器)试根据题目要求,回答下列问题:
(1)小庆同学以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室欲制备并收集一瓶干燥、纯净的CO2气体。他按照要求设计了实验装置,连接仪器并检验装置的气密性,制取气体。
提示:挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收。
①他所选仪器的连接顺序应为__________________(填字母)。
②装置A中发生反应的化学方程式为____________________________________。
③证明CO2已收集满的方法:___________________________。
(2)小颖同学欲用CO气体测定某氧化铁样品中所含Fe2O3的质量分数(假设杂质不挥发,也不发生反应),仪器的连接顺序为[一氧化碳]→C→F→[燃着的酒精灯]
①装置C处发生反应的化学方程式为____________________________________,该装置中可观察到的实验现象为________________________。
②若一氧化碳中含有少量二氧化碳,则通过测量反应前后装置F的增重,来测算氧化铁样品中所含Fe2O3的质量分数, 测算结果将___________(填“偏小”“偏大”或“不受影响”)。
③若实验过程中不进行尾气处理,逸出的CO气体会危害人身安全,并污染空气。下列有关煤气(主要成分CO)的说法中,正确的是__________(填字母)。
A.在有煤炭炉的室内放置一盆水,可防止煤气中毒
B.发现室内有人煤气中毒时,应立即开灯检查并用手机打急救电话
C.发现有人煤气轻微中毒时,应速将病人移到通风良好、空气新鲜的地方
D.点燃一氧化碳气体前,必须先检验其纯度
【答案】(1)①AEDH ②CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
③将燃烧的木条放在集气瓶口,观察到木条熄灭
(2)①3CO +Fe2O3=== (高温)2Fe+3CO2 红色粉末变成黑色
②偏大 ③CD
【解析】(1)小庆同学以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室欲制备并收集一瓶干燥、纯净的CO2气体。他按照要求设计了实验装置,连接仪器并检验装置的气密性,制取气体。
提示:挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氨钠的溶液吸收)
①在实验室欲制备并收集一瓶干燥、纯净的CO2气体,可以选用固液常温型反应制备,先通过碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体,然后通过浓硫酸除去水,最后采用向上排空气法收集,故所选仪器的连接顺序应为AEDH.
②装置A中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
③证明CO2已收集满的方法是将燃烧的木条放在集气瓶后,观察到木条熄灭.
(2)①装置C处一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳,该装置中可观察到红色粉末变成黑色.
②若一氧化碳中含有少量二氧化碳,则通过测量反应前后装置F的增重,则测算结果将偏大;
③A.一氧化碳难溶于水,在有煤炭炉的室内放置一盆水,不可防止煤气中毒,错误;B.一氧化碳是可燃性的气体,发现室内有人煤气中毒时,不能立即开灯检查并用手机打急救电话,可能会产生爆炸,错误;C.发现有人煤气轻微中毒时,应速将病人移到通风良好、空气新鲜的地方,正确;D.点燃一氧化碳气体前,必须先检验其纯度,正确。
【例题83】某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种,某学习小组的同学为了探究气体的组成,设计了如下装置进行实验(夹持装置已省略)。实验中出现的现象及在反应前后测量C、D装置的质量(各步反应均完全)记录如下表:
试分析回答下列问题:
(1)请写出A装置中反应的化学方程式________。
(2)能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象应该是________。
(3)若混合气体中含有CO,则a、b、c、d之间满足的关系式为________。
【答案】 (1)CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O(2)C中黑色固体变红色,D中白色固体变蓝色
(3)(a-c)> 8(d-b)/9
【解析】(1)装置A中CO2与Ba(OH)2发生了反应,化学方程式为:CO2+ Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O;
(2)由上面分析可知,能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象应该是:C中黑色固体变红色,D中白色固体变蓝色;
(3)由上面分析可知,C中减少的氧元素质量在大于D水中含有氧元素的质量,所以c-a>8(d-b)/9
【例题84】已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳;在空气中加热,则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用如图所示的装置测定某样品中碳酸亚铁的含量(该装置气密性良好,B中氢氧化钠溶液足量)
实验过程中,先打开K通人一氧化碳再加热;装置A中固体质量不再减少后,停止加热,待装置A冷却到室温后关闭K,实验测得装置A中固体质量减少了a克,装置B中液体质量增加了b克。请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的一个反应方程式:________。
(2)能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是:装置B的质量增加且________。
(3)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收,不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应,则a________(填“>”“=”或“<”)b。
(4)D处为收集尾气的装置,应选择________填“甲”“乙”或“丙”)装置。
【答案】 (1)FeCO3 FeO+CO2↑ 或 FeO+CO Fe+CO2(2)装置C澄清的石灰水不变浑浊(3)<(4)乙
【解析】(1)根据题中所给信息可知,A中反应为 FeCO3 FeO+CO2↑ 或 FeO+CO Fe+CO2 ;
(2)二氧化碳全部被吸收,则装置C中澄清石灰水不会变浑浊;
(3)装置A中减少的质量为碳酸亚铁分解产生的二氧化碳质量和氧化亚铁中氧元素的质量,而B增加质量为两个反应生成的二氧化碳质量,所以a<b;
(4)一氧化碳有毒会污染空气,所以要有尾气处理装置,处理尾气应选择乙装置。
【例题85】以下是关于硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)热分解产物的研究
【查阅资料】
①亚铁离子遇具有氧化性的物质易被氧化成铁离子;
②硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物;
③SO2能使高锰酸钾溶液褪色.
【进行实验】
图1为某兴趣小组同学称取a克硫酸亚铁晶体样品高温加热,使其完全分解,对所得产物进行探究,并通过称量装置B质量测出x的值.
图2某实验室利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)进行热分解,获得相关数据,绘制成固体质量﹣﹣分解温度的关系图.
(1)硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中红棕色固体,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液,则该红棕色固体为________;根据________(填实验现象)可知反应生成SO2 .
(2)实验中持续通入氮气。实验中如果不持续通入氮气对x值的测量有何影响,为什么?________.
(3)小明根据质量守恒定律从理论上分析得出硫酸亚铁晶体分解还生成另一物质SO3 , 请结合分子和原子的角度回答小明的判断理由________.
【答案】 (1)Fe2O3;高锰酸钾溶液褪色(2)偏小, 生成的部分水蒸气会在装置A处玻璃管内冷凝
(3)每两个FeSO4分解生成1个Fe2O3后剩余S、O原子个数比为2:5不等于1:2
【解析】(1)硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物,结合A中固体呈红棕色,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液的信息,则该红棕色固体为Fe2O3;根据高锰酸钾溶液褪色,可知反应生成SO2 . (2)反应完全后仍要要持续通入氮气,将生成的水蒸气全部排出,并被B装置吸收,否则测出的x值会偏小.因为生成的部分水蒸气会在装置A处玻璃管内冷凝;(3)根据质量守恒定律原子个数反应前后不改变,三氧化硫溶于水和水反应生成酸,但二氧化硫也能和水反应生成亚硫酸,故答案:每两个FeSO4分解生成1个Fe2O3后剩余S、O原子个数比为2:5不等于1:2.
【例题86】利用如图装置在实验室模拟炼铁,并将得到的尾气中的一氧化碳和二氧化碳进行分离和收集,实验步骤如下:
(1)检查装置气密性良好后,取一定质量的氧化铁加入硬质玻璃管中,其它容器中各加入适量试剂(如图所示)。关闭分液漏斗开关和K2 , 打开K1 , 通入CO气体一段时间,排除装置内的空气,此时装置存在的缺陷是________排放会造成空气污染。
(2)继续通CO,在出口M处将气体干燥并用小试管收集后检验气体纯度,待装置内气体纯净后,打开分液漏斗开关K,将足量的氢氧化钠溶液放入锥形瓶中,使液面没过导管下端关闭开关K,点燃酒精灯,装置A的玻璃管中反应的化学方程式是________。
(3)当装置C中没有出现浑浊时,说明装置B中的反应是充分的,立即关闭K1 , 打开K2 , 此时装置D的作用是收集________。
【答案】 (1)一氧化碳(2)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2(3)一氧化碳
【解析】(1)在CO排除装置内的空气时,CO会直接进入空气造成空气污染,所以存在的缺陷是CO排放会造成空气污染;
(2)装置A的玻璃管中反应的化学方程式是:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
(3)在A装置中反应产生的CO2已在B装置中被吸收,进入D装置的气体只能是多余的CO气体,所以此时装置D的作用是收集CO。
【例题87】小明为了测定铜和氧化铜混合物中氧化铜的质量分数,设计组装了如图的实验装置:
(1)仪器识别:a ________ ;b ________ 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式 ________ 。
(3)能除去H2中混有少量HCl气体的装置是________(填装置序号)。
(4)装置E中硫酸铜粉末变蓝色,说明硬质试管中反应后有 ________生成。
(5)实验前硬质试管中混合物的质量为5g,实验后剩余固体质量为4.2g,求混合物中氧化铜的质量分数 ________ %。
【答案】 (1)锥形瓶;酒精灯(2)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑(3)B
(4)水(或水蒸气或H2O)(5)80
【解析】(1)依据对常见仪器的认识可知:a是锥形瓶,b是酒精灯。
(2)A中发生的是锌与稀盐酸生成氯化锌和氢气的反应,其方程式为:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑。
(3)氯化氢气体溶于水形成盐酸,盐酸能和氢氧化钠发生中和反应,所以能除去H2中混有少量HCl气体的装置是B。
(4)硫酸铜粉末遇水会与之反应生成蓝色的硫酸铜晶体,所以装置E中硫酸铜粉末变蓝色,说明硬质试管中反应后有水生成。
(5)氢气还原氧化铜会生成水与铜,所以固体减小的质量就是氧化铜中氧元素的质量=5g-4.2g=0.8g,氧化铜的质量=0.8g÷ =4g,则混合物中氧化铜的质量分数= ×100%=80%。
【例题88】某无色气体,可能含有H2、CO、HCl、CO2、N2中的一种或多种.现将该气体依次经过下列装置处理后,最终收集到一定量气体(假设每步作用均完全).有关的实验现象是:①A装置质量增重,未见有浑浊出现;②C装置中的固体由黑变红;③D装置中无水硫酸铜不变蓝.请回答下列问题:
(1)装置C中仪器Ⅰ的名称是_____________;
(2)由现象②③可知原混合气体中肯定不含_____________,一定含_____________;
(3)请分析原无色气体的组成:_______________________________________.
【答案】(1)酒精灯;(2)H2;CO;(3)一定含有CO、HCl、N2,可能含有CO2.
【解析】(1)I装置是为直玻璃管中的氧化铜反应提供热量的,结合常见的仪器可知该仪器的名称;(2)C装置中的固体由黑变红,说明了混合气中有还原性的气体氢气、一氧化碳中的一种或两种,但是D装置中无水硫酸铜不变蓝.说明了没有水生成,原混合气中也就没有氢气,说明一定存在一氧化碳,一定没有氢气;(3)二氧化碳和氯化氢气体都会和氢氧化钙反应,所以没法判断二氧化碳是否一定存在,C装置中的固体由黑变红,说明了混合气中有还原性的气体氢气、一氧化碳中的一种或两种,但是D装置中无水硫酸铜不变蓝.说明了没有水生成,原混合气中也就没有氢气,说明一定存在一氧化碳,一定没有氢气。
【例题89】如图所示的是实验室以石灰石和稀盐酸为原料制备二氧化碳气体和性质实验的部分仪器。请根 据要求回答:
(1)收集二氧化碳气体通常用 F 装置而不用 B 装置,其原因是__________________________。
(2)若实验要求如下:①验证二氧化碳气体混有氯化氢和水蒸气;②收集一瓶干燥的二氧化碳气体,则该实验装置的连接顺序应是 a→__________________________(填仪器接口字母)。
(3)实验室在制取二氧化碳后的剩余废液中,常含有剩余的少量盐酸。为消除酸液对水环境的污染,在不用指示剂的条件下,欲将含有盐酸的氯化钙溶液由酸性变为中性,可选用的药品是_____________(选填字母)
A.生石灰B.熟石灰C.石灰石。
【答案】(1)二氧化碳溶于水;(2)j→k→g→h→c→d→i;(3)C
【解析】(1)二氧化碳溶于水,密度比空气大,所以收集二氧化碳只能用向上排空气法,不能用排水法;(2)除去二氧化碳中的氯化氢用硝酸银和稀硝酸,浓硫酸有吸水性,洗气应该是长进短出,二氧化碳密度比空气大,所以该实验装置的连接顺序应是 j→k→g→h→c→d→i;(3)生石灰和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和盐酸的反应需要借助指示剂才能确保恰好完全反应,碳酸钙和盐酸的反应不需要借助指示剂,含有盐酸的氯化钙溶液由酸性变为中性,碳酸钙将不再溶解。
【例题90】实验室可以选用如图所示的装置,制取二氧化碳气体(混有氯化氢,水蒸气)和进行有关实验,回答下列问题:
(1)如果要证明制得的气体中混有水蒸气,应把A装置与___________装置(填装置序号下同)连接该装置中的现象是_________________________________。
(2)如果要证明制得的气体中混有氯化氢,应把A装置与_________装置连接,该装置中观察到现象是______________________。
(3)如果要验证制得的气体是二氧化碳,除A装置外,还应选用上述装置中的___________。
(4)如果要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体,请从上述各装置中选择适当的装置进行连接,连接顺序是_____________。
【答案】(1)F;白色的无水硫酸铜变蓝 (2)E;有白色沉淀生成 (3)C (4)A、E、B、D
【解析】(1)水蒸气与无水硫酸铜反应生成蓝色晶体;(2)氯化氢与硝酸银反应生成白色沉淀氯化银;(3)验证二氧化碳的存在一般是用澄清石灰水完成;(4)制取纯净气体需先把可能混有的氯化氢气体除掉而后进行干燥。
【例题91】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂,小金模仿化工生产,用如图装置来制取Na2S2O5。
已知:A中发生的反应为:
H2SO4(浓)+Na2SO3═Na2SO4+SO2↑+H2O
B中发生的反应为:Na2SO3+SO2═Na2S2O5
(1)图中盛放焦亚硫酸钠的仪器名称是 集气瓶 ;
(2)写出C中漏斗作用 防止NaOH溶液倒吸进入B中 ;
(3)在实验过程中,若滴加浓硫酸过快,会出现什么后果? 生成的二氧化硫气体过快,来不及与B中的亚硫酸钠进一步反应生成Na2S2O5 。
(4)该实验开始滴加浓硫酸时,应先除尽装置内的空气,若忘记这一操作,新制取的Na2S2O5产品中会混有Na2SO4杂质,请分析原因 Na2S2O5会被空气中的氧气氧化成Na2SO4 。
【解答】解:(1)图中盛放焦亚硫酸钠的仪器的名称为集气瓶;故填集气瓶;
(2)根据反应会产生过量的SO2气体,SO2气体可溶于水,与NaOH反应,若反应过快会导致NaOH溶液倒吸进入B装置引入杂质,所以C漏斗作用是防止NaOH溶液倒吸进入B中;
(3)若滴加浓硫酸过快,则生成二氧化硫气体较快,可能导致二氧化硫气体来不及与B中的亚硫酸钠进一步反应生成Na2S2O5;故填:生成的二氧化硫气体过快,来不及与B中的亚硫酸钠进一步反应生成Na2S2O5;
(4)Na2S2O5会被空气中的氧气氧化成Na2SO4。
故答案为:(1)集气瓶;(2)防止NaOH溶液倒吸进入B中;(3)生成的二氧化硫气体过快,来不及与B中的亚硫酸钠进一步反应生成Na2S2O5;(4)Na2S2O5会被空气中的氧气氧化成Na2SO4
【例题92】KMnO4是常用的强氧化剂,工业上以软锰矿(主要成分MnO2)为原料,通过液相法生产,即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到K2MnO4,再用惰性材料为电极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,简略生产过程如下:①2MnO2+O2+KOH═2K2MnO4+2H2O,
②2K2MnO4+2H2O═2KMnO4+2KOH+H2↑;
(1)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量最低的贫矿中A1、Si的氧化物含量较高,会导致KOH消耗量 偏高 (填“偏高”或“偏低”),若其中Si的氧化物以SiO2的形式存在,且SiO2的化学性质类似于CO2,请写出SiO2和KOH溶液反应的化学方程式为: SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O 。
(2)在传统工艺中得到K2MnO4后,向其中通入CO2制备KMnO4,化学反应方程式为 3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3 。
3K2MnO2+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3,根据上述反应,从Mn元素的角度考虑KMnO4的产率最高为 66.7% (精确到0.1%)。与该传统工艺相比,电解法的优势是 产率更高、KOH循环利用
【解答】解:(1)氧化铝是两性氧化物,氧化铝能和强碱反应生成偏铝酸盐和水,所以会导致KOH消耗量偏高,二氧化硅和氢氧化钾反应生成偏铝酸钾和水,化学方程式为:SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O;
(2)锰酸钾和二氧化碳反应生成高锰酸钾、二氧化锰和碳酸钾,化学方程式为:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3;
由化学反应方程式为:3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3分析得出,3份锰参加反应生成2份KMnO4,所以KMnO4的产率最高为100%=66.7%;与该传统工艺相比,电解法阳极都生成KMnO4,产率更高,所以优势是产率更高、KOH循环利用。
故答案为:(1)偏高,SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O;
(2)3K2MnO4+2CO2═2KMnO4+MnO2+2K2CO3;
66.7%,产率更高、KOH循环利用。
【例题93】“引火铁”(极细的铁粉)是一种准纳米材料,它在空气中可以自燃。如图所示是用新制的四氧化三铁与纯净干燥的氢气制备“引火铁”的装置。请回答:
(1)广口瓶乙中盛放的物质是 氢氧化钠溶液 。
(2)加热前,如何用实验检验装置中的空气是否排尽? 用试管在丁的出口导管处收集气体,检验氢气的纯度 。
(3)如果要制备16.8g“引火铁”,被稀盐酸反应的锌质量可能为 大于26g 。
(4)普通铁粉不易燃烧,而“引火铁”易自然,下列对此现象的认识中,错误的是 A 。
A.“引火铁”的自燃是吸热反应
B.“引火铁”的自燃一定是氧化反应
C.“引火铁”的自燃需要达到它的着火点
D.“引火铁”比普通铁粉更易与氧气反应
【解答】解:(1)用锌和稀盐酸制取的氢气中含有氯化氢气体和水,浓硫酸有吸水性,氯化氢需要用碱液吸收,所以广口瓶乙中盛放的物质是氢氧化钠溶液;
(2)从导气管末端收集一小试管气体,点燃,不发出尖锐爆鸣声,说明空气已经排完;
(3)如果要制备16.8g“引火铁”,设被稀盐酸反应的锌质量为x
Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑
Fe3O4+4H23Fe+4H2O
则有:4Zn﹣﹣3Fe
4×65 3×56
x 16.8g
x=26g
由于实际操作中提前要通入氢气,实验结束要继续通入氢气,故需要锌的质量大于26g
(4)A、燃烧一般都是放热反应,所以“引火铁”的自燃是放热反应,故A错误;
B、有氧参与的反应就是氧化反应,所以“引火铁”的自燃是氧化反应,故B正确;
C、“引火铁”的自燃需要达到它的着火点,故C正确;
D、普通铁粉不易燃烧,而“引火铁”易自燃,故D正确。
故选:A。
故答案为:(1)氢氧化钠溶液;
(2)用试管在丁的出口导管处收集气体,检验氢气的纯度;
(3)大于26g;
(4)A。
【巩固提高】
一、选择题
1.下列物质间的转化不能一步完成的是( )
A.NaNO3→Na2CO3 B.HCl→HNO3
C.CaCO3→CaCl2 D.BaCl2→NaCl
【答案】A
【详解】A、硝酸钠不能一步形成碳酸钠,符合题意;
B、盐酸与硝酸银反应可转化为硝酸,不符合题意;
C、碳酸钙与盐酸反应可一步转化为氯化钙,不符合题意;
D、氯化钡与硫酸钠反应可一步转化为氯化钠,不符合题意;
故选A。
2.下列各组转化中,一定条件下均能一步实现的组合是
A.只有② B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】D
【详解】①中硫酸与活泼金属反应生成氢气,氢气燃烧生成水,水与三氧化硫反应生成硫酸,均能一步实现;②中氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙,碳酸钙高温分解生成氧化钙,均能一步实现;③中氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁,氢氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁,硫酸镁与氯化钡反应生成氯化镁,均能一步实现;D选项正确,符合题意。故选D。
3.木炭还原氧化铜的实验如图所示,实验结束时先将导管从石灰水中取出,后停止加热,并冷却至室温。则下列相关分析中正确的是( )
A.装置II中出现气泡,说明I中反应已开始
B.反应中,装置1减少的质量是氧元素的质量
C.冷却后,若装置1中有黑色固体,说明碳有剩余
D.冷却后,装置1减少的质量小于生成气体的质量
【答案】D
【详解】A、装置II中出现气泡,可能是刚开始加热装置I中排出的空气,不能说明I中反应已开始,分析错误;
B、反应中,装置1减少的质量是碳和氧元素的质量,分析错误;
C、冷却后,若装置1中有黑色固体,不能说明碳有剩余,也可能是氧化铜,分析错误;
D、实验结束时先将导管从石灰水中取出,后停止加热,生成的铜和进入试管的空气中氧气反应,生成氧化铜,所以冷却后,装置1减少的质量小于生成气体的质量,分析正确。
故选D。
4.某无色无味的干燥气体通过甲装置后使红棕色的氧化铁粉末变黑。小明猜测该气体可能是氢气、一氧化碳中的一种或两种。为验证猜测,小明从图乙中选择装置和对应药品,并按一定次序连接在甲装置 的后面,其中装置和药品选择及装置连接次序最好的是( )
A.①②③⑤ B.③①②⑤ C.①④②⑤ D.①③②⑤
【答案】D
【详解】一氧化碳和氢气都能还原氧化铁,分别产生水和二氧化碳,检验水需要通过硫酸铜粉末,看是否变成蓝色;检验二氧化碳需要通过石灰水,看是否变浑浊;为防止对水的干扰,因此要先通过硫酸铜粉末检验水的存在,从而确定氢气的存在;再通过石灰水,若石灰水变浑浊,可以检验二氧化碳的生成,从而确定一氧化碳的存在;为防止空气中二氧化碳等的干扰,要接一个干燥吸收装置碱石灰,若有一氧化碳,最后还要对一氧化碳进行尾气处理,因此顺序为①③②⑤;
故选:D。
5.木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下图,下列说法正确的是( )
A.为了节约一氧化碳,所以在一氧化碳与氧化铜反应的实验中应先加热后通一氧化碳
B.两个实验的相关反应中,只有碳元素的化合价发生改变
C.两个实验中都可观察到红色固体变黑
D.两个实验的操作中都要防止液体倒吸
【答案】D
【详解】A、为了排净空气防止加热时发生爆炸,所以在一氧化碳与氧化铜反应的实验中应先加热后通一氧化碳,故选项说法错误;
B、两个实验的相关反应中,铜元素由化合物转化为单质,化合价也发生了改变,故选项说法错误;
C、木炭和一氧化碳均具有还原性,两个实验中都可观察到黑色固体变红,故选项说法错误;
D、两个实验中均使用了石灰水,两个实验的操作中都要防止液体倒吸,故选项说法正确。
故选D。
6.物质之间的转化有一定规律。如图甲属于碱,乙、丙属于盐,“→”表示反应可以一步实现转化(部分物质和反应条件已省略),下面选项中符合要求的是( )
选项
甲
乙
丙
A
H2SO4
Na2SO4
H2O
B
NaOH
NaCl
NaNO3
C
Ba(OH) 2
Ba(NO3) 2
Na2CO3
D
Ca(OH) 2
CaCl2
CaCO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、硫酸能与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸钠和水不能实现相互一步转化,故A选项错误。
B、NaOH与盐酸反应生成氯化钠和水,与硝酸反应生成硝酸钠和水,硝酸钠不能一步转化为氯化钠,故B选项错误。
C、氢氧化钡与硝酸反应生成硝酸钡和水,氢氧化钡不能一步转化为碳酸钠,故C选项错误。
D、氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水,与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,氯化钙与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故D选项正确。故选:D。
7.某化工厂按如下步骤进行生产:(1)以煤为燃料煅烧石灰石;(2)用饱和碳酸钠溶液充分吸收(1)中产生的二氧化碳(Na2CO3+CO2+H2O= 2NaHCO3);(3)使步骤(1)中产生的氧化钙跟水反应;(4)熟石灰与碳酸钠溶液反应。该厂生产过程中所涉及的物质有①石灰石;②碳酸钠;③碳酸氢钠;④烧碱;⑤二氧化碳;⑥熟石灰。下列说法正确的是( )
A.起始原料是①③ B.起始原料是②⑥
C.最终产品是⑤⑥ D.最终产品是③④
【答案】D
【详解】(1)以煤为燃料煅烧石灰石,反应的方程式为:CaCO3CaO+CO2↑,反应物为石灰石,生成物为氧化钙和二氧化碳;
(2)用饱和碳酸钠溶液充分吸收(1)中产生的二氧化碳(Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3),(1)中的二氧化碳又作为反应物参加反应,同时生成碳酸氢钠;
(3)使步骤(1)中产生的氧化钙跟水反应,同样(1)中的氧化钙又作为反应物参加反应,生成氢氧化钙;
(4)熟石灰与碳酸钠溶液反应,反应的方程式为:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH,氢氧化钙和碳酸钠作为反应物参加反应,同时生成氢氧化钠和碳酸钙,生成的碳酸钙又可以作为(1)中的反应物循环使用;
通过以上分析可起始原料为石灰石和碳酸钠,最终产品为碳酸氢钠和氢氧化钠,故选D。
【点睛】本题考查实际生产中的流程问题,判断反应物和生成物可依据化学反应方程式进行,熟练掌握化学反应方程式是解题的关键。
8.芯片是电脑、智能家电的核心部件,它是以高纯度的单质硅(Si)为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应:
①Si+O2SiO2 ②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
③SiO2+2CSi+2CO↑ ④Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
下列说法不正确的是( )
A.③属于置换反应
B.硅不属于金属材料
C.上述反应中生成了三种可燃性气体
D.Si和SiO2在一定条件下可以相互转化
【答案】C
【详解】A、③是单质碳与化合物二氧化硅反应生成单质硅和化合物一氧化碳的过程,是置换反应,故不符合题意;
B、硅属于固体非金属单质,不属于金属材料,故不符合题意;
C、上述四个反应中生成的可燃性气体只有一氧化碳和氢气两种,说有三种可燃性气体是错误的,故符合题意;
D、硅与氧气在点燃的条件下可生成二氧化硅,二氧化硅可用碳在高温的条件下还原出硅,故不符合题意。故选C。
9.绿色化学也称环境友好化学,就是利用化学原理,实现从生产源头减少或消除对环境的污染。某科学小组的同学欲利用单质铜制备硫酸铜,设计了如下甲、乙两个制备实验方案:
甲:CuCuOCuSO4
乙:CuCuSO4[已知:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O]
下列有关甲、乙实验方案的评价合理的是( )
A.铜的活动性排在H前,所以能和浓硫酸发生反应
B.铜和氧气反应属于化合反应,铜和浓硫酸反应属于置换反应
C.取等质量的铜,理论上通过两种不同方案制取的硫酸铜质量不相等
D.甲方案不会产生污染性气体,乙方案产生SO2不符合绿色化学理念
【答案】D
【详解】A、铜的活动性排在H后,不符合题意。
B、铜和氧气反应属于化合反应,铜和浓硫酸反应生成物有三种物质,且没有单质,不属于置换反应,不符合题意。
C、由反应前后元素质量不变可知,取等质量的铜,理论上通过两种不同方案制取的硫酸铜质量相等,不符合题意。
D、甲方案不会产生污染性气体,乙方案产生SO2不符合绿色化学理念,符合题意。
故选D。
10.下列各组物质的转化设计中,能够实现的是( )
A.CO Na2CO3 BaCO3
B.CuO Cu(OH)2 CuSO4
C.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3
D.CaO Ca(OH)2 NaOH
【答案】D
【详解】A、一氧化碳不能与氢氧化钠反应,不能得到碳酸钠,故A不能实现;
B、氧化铜不溶于水,需要用酸溶解,不能直接转化为氢氧化铜,故B不能实现;
C、铁在氧气中燃烧的产物是四氧化三铁不是氧化铁,故C不能实现;
D、氧化钙能与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钙能与碳酸钠反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠,故D能实现。
故选D。
【点睛】掌握常见的酸碱盐化学反应是解题的关键。
11.下列各组变化中,每一转化在一定条件下均能一步实现的是( )
A.①和② B.②和③ C.①和③ D.①②③
【答案】B
【分析】抓住物质间反应的规律,理解复分解反应的条件:必须有水、气体或沉淀生成,及一些特殊的反应。
【详解】①铜加热得到氧化铜,氧化铜与稀硫酸反应得硫酸铜,硫酸铜加铁可得单质铜,每步均可以一步实现,故①正确;
②碳酸钠与澄清石灰水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠,氯化钠不能转化为碳酸钠,故②错误;
③H2和氧化铜、氧气等反应生成H2O,H2O和SO3反应生成H2SO4,H2SO4和活泼金属反应得到H2,均可以实现,故③正确;
答案选B。
12.如图所示,甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验,相同之处是( )
A.都能说明氢气和一氧化碳具有还原性和可燃性
B.都能通过观察试管、玻璃管内物质颜色的变化判断反应是否发生
C.都应先使试管、玻璃管均匀受热,再通入气体,以防止发生爆炸
D.氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜,都发生了置换反应
【答案】B
【详解】A、一氧化碳、氢气都能与氧化铜反应说明具有还原性,甲中不能说明氢气具有可燃性,乙中最后一氧化碳燃烧可以说明一氧化碳具有可燃性,故A错。
B、甲中氢气与氧化铜反应生成铜和水,试管内现象是黑色固体变为红色,乙中一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,玻璃管内现象是黑色固体变为红色,所以都能通过观察试管、玻璃管内物质颜色的变化判断反应是否发生,故B正确。
C、甲、乙两实验中,都应先通入气体,再使试管、玻璃管均匀受热,以防止发生爆炸,故C错。
D、氢气与氧化铜反应生成铜和水,属于置换反应;一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,反应物均为化合物,不属于置换反应,故D错。
故选B。
13.下列物质不能够一步转化的是( )
A.NaOH→NaCl B.Ba(OH)2→NaOH C.Ca(OH)2→CaCO3 D.Mg(OH)2→Cu(OH)2
【答案】D
【详解】A.氢氧化钠和稀盐酸反应,生成氯化钠和水,故A不合题意。
B.氢氧化钡和碳酸钠反应,生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,故B不合题意。
C.氢氧化钙与碳酸钠反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,故C不合题意。
D.氢氧化镁和氢氧化铜都不溶于水,无法通过一步转化生成,故D符合题意。
故选D。
14.下列变化不能通过一步化学反应实现的是( )
A.CuCu(OH)2 B.BaCl2BaSO4 C.NaOHNa2CO3 D.H2SO4 H2O
【答案】A
【详解】A、铜无法通过一步的转化变成氢氧化铜;
B、氯化钡与硫酸反应可生产硫酸钡;
C、氢氧化钠与二氧化碳可生成碳酸钠;
D、硫酸与氢氧化钠可生成水;
故A项错误。
15.甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验,下列有关说法正确的是
A.甲实验试管口向下倾斜可防止反应生成的水倒流
B.乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C.甲、乙两实验中,都应先使试管、玻璃管均匀受热,再通入气体,以防止发生爆炸
D.乙实验中,应在装置后加上一个盛有氢氧化钠的洗气装置
【答案】A
【详解】A、氢气还原氧化铜生成水,为了防止冷凝水倒流回试管底部将试管炸裂,所以试管口应略向下倾斜,故正确;
B、乙实验中还会观察到黑色的粉末慢慢变成红色,来判断反应的发生,故错误;
C、两实验都应先通入一段时间的气体,以排净装置内的空气,再进行加热,以免发生爆炸,故错误;
D、一氧化碳不溶于氢氧化钠溶液,应点燃除去,故错误。
故选A。
16.某同学用一定量的铁与足量稀硫酸及足量氧化铜制单质铜,他设计了以下两种方案:
① CuOCuSO4Cu ; ② FeH2Cu
他若按实际实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量为
A.①多 B.②多 C.一样多 D.无法判断
【答案】A
【详解】两方案的化学方程式为:①CuO+H2SO4═CuSO4+H2O;Fe+CuSO4═Cu+FeSO4
②Fe+H2SO4 ═FeSO4+H2↑;H2+CuO Cu+H2O
方案②中氢气还原氧化铜实验开始时需选通入一部分氢气,排除装置中的空气,实验结束时还要通一会氢气,防止生成的铜被氧化,铁相同产生的氢气的量相同,如果不考虑先通后停,铜是相同的,但是由于部分氢气被浪费,导致对应的铜减少。故①生成的铜多。
故选A。
17.木炭与氧化铜、一氧化碳与氧化铜反应的实验装置分别如图所示,下列说法正确的是( )
A.一氧化碳与氧化铜的反应中的作用是尾气处理
B.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应中,都只有碳元素的化合价发生变化
C.两个实验中都可以观察到红色固体变黑
D.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应
【答案】A
【详解】A、一氧化碳是有毒的气体,一氧化碳与氧化铜的反应中A的作用是尾气处理,防止一氧化碳污染空气,选项正确;
B、木炭、一氧化碳与氧化铜的反应中,不是只有碳元素的化合价发生变化,铜元素的化合价也改变,选项错误;
C、两个实验中都有铜生成,都可以观察到黑色固体变红,选项错误;
D、一氧化碳与氧化铜发生的反应中,两种化合物作反应物,不符合置换反应的特点,不属于置换反应,选项错误,故选A。
【点睛】本题考查了一氧化碳、木炭的化学性质,它们共同的化学性质是可燃性和还原性,因此都可以做还原剂;一氧化碳、木炭还原氧化铜的现象相同:黑色变红色,澄清的石灰水变浑浊;由于一氧化碳有毒,能够污染环境,所以一氧化碳还原氧化铜要对尾气进行处理;木炭还原氧化铜时发生的是置换反应,一氧化碳发生的不是置换反应。
18.按图所示装置,持续通入气态物质X,可以看到紫色石蕊小花不变红,玻璃管中有红色物质生成,无水CuSO4变蓝,澄清石灰水变浑浊,则X可能是( )
A.氢气和水蒸气
B.氢气、一氧化碳和二氧化碳
C.一氧化碳和二氧化碳
D.氢气、二氧化碳和水蒸气
【答案】B
【分析】二氧化碳与水反应生成的碳酸能使石蕊试纸的小花变红,二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸的小花变色,“看到紫色石蕊小花不变红”,证明混合气体中一定不会同时含有水蒸气和二氧化碳;玻璃管中有红色物质生成,说明气体有还原性,无水CuSO4变蓝,说明反应生成水,说明混合气体中有氢气;澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳,二氧化碳可能是氧化还原反应生成的,也可能是原有的。
【详解】A.氢气和水蒸气,不可能出现澄清石灰水变浑浊的现象,错误。
B.氢气、一氧化碳和二氧化碳,本身有二氧化碳但无水;反应后有水,和二氧化碳,现象符合,正确。
C.一氧化碳和二氧化碳 ,不会出现硫酸铜变蓝的现象,错误。
D.氢气、二氧化碳和水蒸气,同时有二氧化碳和水,通入气体后,能看到紫色石蕊小花变红,与事实不符,错误。
故选B。
19.下列物质的转化在给定条件下均能实现的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A、氯化钙和二氧化碳不反应,故A错。
B、铁在氧气中燃烧会生成四氧化三铁,而不是三氧化二铁,故B错。
C、硫酸钠和碳酸钾没有气体、沉淀或者水生成,不符合复分解的条件,所以不反应,故C错。
D、碳酸钙高温条件下分解产生二氧化碳,二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳,故D正确。
故选D。
20.下列选项所示的物质转化均能一步实现的是( )
A.Cu CuOCu(OH)2 B.AgNO3AgClCuCl2
C.BaCl2HCl NaCl D.Fe2O3 CO2CaCO3
【答案】D
【详解】A、铜和氧气在加热的条件下能生成氧化铜,但是氧化铜不与二氧化碳反应,故A错误。
B、硝酸银能和盐酸生成氯化银,但是氯化银不可溶于水,铜不能置换出氯化银中的银,故B错误。
C、氯化钡能和硫酸反应生成盐酸,但是盐酸不与硝酸钠反应,因为没有沉淀、水、气体生成,故C错误。
D、氧化铁能被一氧化碳还原成二氧化碳和铁,二氧化碳和氢氧化钙反应能生成碳酸钙,故D正确。
故选D。
21.工业炼铁的部分反应如图所示,则( )
A.X可以是木炭 B.X与CO都具有氧化性
C.③反应后的尾气可直接排放 D.Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【详解】A、碳与氧气反应生成二氧化碳,木炭的主要成分是碳,可以是木炭,故选项说法正确。
B、碳与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,X是碳,碳与CO都具有还原性,故选项说法错误。
C、③是与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,反应后的尾气不能直接排放,故选项说法错误。
D、Y是氧化铁,铁元素以化合态存在,故选项说法错误。
故选A。
22.某科学小组的同学利用混有少量H2O、CO2的CO气体还原氧化铜,并验证反应后的气体产物。实验室现有如图所示实验装置(可重复使用)。按气体从左到右的方向,装置连接顺序正确的是
A.甲→乙→丙→丁→戊 B.甲→丙→乙→戊→丁
C.乙→甲→戊→丙→甲→丁 D.乙→甲→丙→戊→乙→丁
【答案】C
【详解】首先应除去混合气体中的CO2,避免造成对反应后生成气体中CO2检验的影响,因此混合气体先通入盛有氢氧化钠溶液的乙装置;通过装置乙的混合气体再通过甲装置的澄清石灰水,检验二氧化碳是否被完全吸收,然后通入装置戊进行干燥气体,再通入装置丙进行还原氧化铜的反应,最后再通过甲装置检验二氧化碳的生成进而确定一氧化碳的存在,因反应后的气体中还含有未完全反应的有毒气体CO,应用气囊收集,防止污染空气,
故选C。
23.下列物质的转化,不能一步实现的是( )
A.Cu→Cu(OH)2 B.Ba(NO3)2→BaSO4
C.Zn→ZnCl2 D.Ca(OH)2→NaOH
【答案】A
【详解】A、铜不能与碱溶液反应,不能由一步反应实现,符合题意;
B、硝酸钡溶液与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和硝酸,能一步实现,不符合题意;
C、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,能一步实现,,不符合题意;
D、碳酸钠与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,能一步实现,不符合题意。
故选:A。
24.A~F为初中化学学习中常见物质,且A、B、C、D中均含有同一种金属元素,物质间转化关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.物质X能用于金属除锈
B.反应②中和反应
C.反应①②③都属于复分解反应
D.A、B、E、F一定是氧化物
【答案】D
【分析】A-F为初中化学学习中常见物质,且A、B、C、D中均含有同一种金属元素,A、B、C都会与X反应生成E,所以猜想A是氧化钙,B是氢氧化钙,C是碳酸钙,碳酸钙高温生成氧化钙,三种物质都会与盐酸反应生成氯化钙,所以X是盐酸,E是氯化钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,所以D是水,F是二氧化碳,经过验证,推导正确。
【详解】A、根据上述分析可知,物质X即稀盐酸,能用于金属除锈,故A正确;
B、根据上述分析可知,反应②即氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,反应物为酸和碱,生成物为盐和水,属于中和反应,故B正确;
C、根据上述分析可知,反应①即氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,属于复分解反应;反应②即氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,属于复分解反应;反应③即碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,属于复分解反应,故C正确;
D、根据上述分析可知,A是氧化钙、B是氢氧化钙、E是水、F是二氧化碳,所以B是氢氧化钙含有三种元素,不属于氧化物,故D错误。
故选:D。
25.下列各组物质,不能按照关系图(“→”表示反应一步完成)相互转化的是( )
A
B
C
D
x
CaO
BaCl2
Cu(NO3)2
K2SO4
y
CaCl2
Ba(NO3)2
Cu(OH)2
KCl
z
CaCO3
BaCO3
CuSO4
KNO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、氧化钙和盐酸反应生成氯化钙,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙,碳酸钙高温条件下分解生成氧化钙,能一步完成转化;
B、氯化钡和硝酸银反应生成硝酸钡,硝酸钡和碳酸钠反应生成碳酸钡,碳酸钡和盐酸反应生成氯化钡,能一步完成转化;
C、硝酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜,氢氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜和硝酸钡反应生成硝酸铜,反应可以一步完成相互转化;
D、硫酸钾和氯化钡反应生成硫酸钡和氯化钾,氯化钾不能通过反应转化成硝酸钾;反应不能一步完成相互转化。
故选D。
26.如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验(图中固定玻璃管的仪器已略去),下列说法正确的是( )
A.丙装置的作用是收集二氧化碳
B.该装置的不足之处是未进行尾气处理
C.甲和乙两处现象分别是黑色粉末减少,黑色粉末逐渐变红
D.甲处发生的是化合反应,乙处发生的是置换反应
【答案】C
【详解】A、该实验中,丙装置作用是停止加热后,防止丁装置中的液体倒吸入玻璃管中,而非收集二氧化碳,故A错。
B、当CO进入丁装置时,会被该装置收集,不能排出。因此丁装置的作用为:①检验CO2,②尾气处理,防止CO逸出污染空气,所以不需要再进行尾气处理,故B错。
C、甲处现象是黑色粉末减少,乙处现象是黑色粉末逐渐变红,故C正确。
D、甲处,碳与二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳,属于化合反应;乙处,一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成了铜和二氧化碳,该反应的反应物是两种化合物,不属于置换反应,故D错。
故选C。
27.如图中“﹣”表示相连的物质间在一定条件下可以反应,“→”表示甲在一定条件下可以转化为戊。下面四组选项中,符合右图要求的是( )
甲
乙
丙
丁
戊
A
Al
H2SO4
NaOH
MgCl2
Al2O3
B
Na2CO3
Ca(OH)2
NaOH
HCl
CO2
C
C
CuO
HCl
O2
CO
D
HCl
Zn
H2SO4
Fe
CuCl2
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、根据框图,结合A组物质,铝可与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,硫酸可与氢氧化钠发生中和反应,氢氧化钠可与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,铝和氯化镁不反应,硫酸可与氧化铝反应生成硫酸铝和水,铝可被氧气氧化为氧化铝,不符合题意;
B、根据框图,结合B组物质,乙为氢氧化钙,丙为氢氧化钠,这两种物质都属于碱类物质,不能发生化学反应,不符合题意;
C、根据框图,结合C组物质,丙为盐酸,丁为氧气,这两种物质不能发生化学反应,不符合题意;
D、根据框图,结合D组物质,盐酸可与锌反应生成氯化锌和氢气,锌可与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,锌可与氯化铜反应生成氯化锌和铜,盐酸可与氧化铜等物质反应转化为氯化铜,符合题意。故选D。
28.实验室有以下两种途径制取铜:
假设每步反应都完全,要制得等质量的铜,两个途径相比较,下列有关说法中正确的是( )
A.消耗等质量的 H2SO4 B.生成等质量的 ZnSO4
C.消耗等质量的 CuO D.所有反应的条件相同
【答案】C
【分析】氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜和锌反应生成硫酸锌和铜,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氢气和氧化铜高温生成铜和水。
【详解】A、,,生成64克铜需要65克锌和160克硫酸铜,同时生成硫酸锌的质量为161克;生成160克硫酸铜需要80克氧化铜和98克硫酸,、,氢气要通入一段时间后才开始加热反应,因此氢气是过量的。所以生成64克铜需要氧化铜的质量等于80克,需要氢气的质量大于2克;生成大于2克的氢气需要锌的质量大于65克,需要硫酸的质量大于98克,同时生成硫酸锌的质量大于161克,消耗的质量不相等,故A不正确;
B、,,生成64克铜需要65克锌和160克硫酸铜,同时生成硫酸锌的质量为161克;、,氢气要通入一段时间后才开始加热反应,因此氢气是过量的。所以生成64克铜需要氧化铜的质量等于80克,需要氢气的质量大于2克;生成大于2克的氢气需要锌的质量大于65克,生成的质量不相等,故B不正确;
C、,,生成64克铜需要65克锌和160克硫酸铜,同时生成硫酸锌的质量为161克;生成160克硫酸铜需要80克氧化铜,
、,氢气要通入一段时间后才开始加热反应,因此氢气是过量的。所以生成64克铜需要氧化铜的质量等于80克,消耗等质量的,故C正确;
D、氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜和锌反应生成硫酸锌和铜,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氢气和氧化铜高温生成铜和水,反应的条件不同,故D不正确。故选C。
29.下列转化能由一步反应实现的是( )
A.Fe →Fe2(SO4)3 B.CuO →Cu(OH)2
C.CaCO3→Ca(OH)2 D.BaCl2→Ba(NO3)2
【答案】D
【分析】一步反应实现即原物质只发生一个反应即可转化为目标物质,根据所涉及物质的性质,分析能否只通过一个反应而实现即可。
【详解】A、Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁,转化不能由一步反应实现,故选项错误。
B、CuO难溶于水,不与水反应,转化不能由一步反应实现,故选项错误。
C、碳酸钙难溶于水,不能与碱溶液发生复分解反应,转化不能由一步反应实现,故选项错误。
D、氯化钡能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钡,转化能由一步反应实现,故选项正确。
故选D。
【点睛】本题有一定难度,熟练掌握所涉及物质的性质、抓住关键词“能否一步实现”是解决此类问题的关键。
30.学了物质的转化后,老师给出甲乙丙丁之间的转化关系,小金的推测正确的是( )
A.若丙为沉淀,则甲、乙中一定有一种物质是碱
B.若丙为气体,则甲、乙中一定有单质
C.若丁为水,则该反应一定是复分解反应
D.若甲、丁为单质,则该反应一定是置换反应
【答案】D
【详解】A、盐和盐反应也可产生沉淀,A项错误;
B、稀盐酸和大理石反应也可产生气体但反应物无单质,B项错误;
C、二氧化碳和澄清石灰水反应有水生成,但不是复分解反应,C项错误;
D、单质和一种化合物反应生成单质和化合物为置换反应,D选项正确;
故选择D项。
31.下列化学方程式书写正确的是( )
A.硫在氧气中燃烧:
B.使澄清石灰水变浑浊:
C.溶液与溶液混合:
D.一氧化碳从氧化铁中还原出铁:
【答案】D
【详解】A、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,化学方程式为:,故选项错误;
B、CO2使澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:,故选项错误;
C、Ba(OH)2溶液与Na2SO4溶液混合生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,化学方程式为:,故选项错误;
D、一氧化碳和氧化铁中在高温条件下生成铁和二氧化碳,化学方程式为:,故选项书写正确,故选项正确。
故选D。
32.下列物质间的转化,只通过一步反应就能实现的是( )
A.BaCO3→Ba(OH)2 B.Na2SO4→NaCl C.Fe→Fe2(SO4)3 D.CuO→Cu(OH)2
【答案】B
【详解】A、碳酸钡难溶于水,不能与碱溶液反应,通过一步反应不能实现,故选项错误。
B、硫酸钠能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,只需通过一步反应就能实现,故选项正确。
C、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气,不能通过一步反应生成硫酸铁,故选项错误。
D、氧化铜难溶于水,不能与水反应,不能通过一步反应生成氢氧化铜,故选项错误。
故选B。
33.下列物质的转变,不能一步实现的是( )
A.CO2→CO B.H2O2→H2 C.CaCO3→CO2 D.S→SO2
【答案】B
【详解】A、二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳,能一步实现,故不符合题意。
B、过氧化氢分解生成水和氧气,不能一步实现,故符合题意。
C、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,能一步实现,故不符合题意。
D、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,能一步实现,故不符合题意。
故选B
34.图中甲、乙、丙、丁是四种不同类别的物质,且相连物质之间均能发生化学反应。下列符合图示要求的是( )
物质
甲
乙
丙
丁
A
H2SO4
Ca(OH)2
BaCl2
Na2CO3
B
Cu
AgNO3
Ca(OH)2
HCl
C
P
CH4
CO
O2
D
FeCl3
SO2
HNO3
NaOH
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】如图所示,甲、乙、丙、丁是四种不同类别的物质,且丁分别能与甲、乙、丙发生反应。
【详解】A、BaCl2和Na2CO3都是由酸根阴离子和金属阳离子构成,都属于盐,故A错误。
B、Cu不能和HCl发生反应,故B错误。
C、P和O2都是由一种元素组成的纯净物,都属于非金属单质,故C错误。
D、甲、乙、丙、丁是四种不同类别的物质,且丁分别能与甲、乙、丙发生反应,故D正确。
故选D。
35.实验室有一包白色固体由K2CO3、K2SO4、KCl和CuSO4中的一种或几种组成,实验记录如下:
①取该样品溶于水,得到无色溶液;
②取适量上述溶液加过量的BaCl2溶液,出现白色沉淀,过滤;
③向步骤②所得沉淀中加入过量的稀HNO3,沉淀全部消失并产生气泡。
下列分析中正确的是( )
A.原固体中一定含有K2CO3,可能含有CuSO4和KCl
B.原固体中一定不含K2SO4和CuSO4、可能含有KCl
C.原固体中一定含有K2CO3和K2SO4,一定不含CuSO4
D.若在步骤②所得滤液中滴入AgNO3溶液,出现白色沉淀,则原固体中一定含有KCl
【答案】B
【详解】①取该样品溶于水,得到无色溶液;由于硫酸铜溶液是蓝色的,故一定不会含有硫酸铜;
②取适量上述溶液加过量的BaCl2溶液,出现白色沉淀过滤;碳酸钾和硫酸钾都能与氯化钡反应产生白色沉淀;
③向步骤②所得沉淀中加入过量的稀HNO3,沉淀全部消失并产生气泡,说明一定含有碳酸钡沉淀,则一定含有碳酸钾;一定不含有硫酸钡沉淀,则一定不含有硫酸钾;氯化钾可能存在;
A、原固体中一定含有K2CO3,可能含有CuSO4和KCl,一定不含有硫酸铜,故错误;
B、原固体中一定不含K2SO4和CuSO4、可能含有KCl,故正确;
C、原固体中一定含有碳酸钾,一定不含有硫酸钾和硫酸铜,故错误;
D、由于步骤②加入的是氯化钡,故加入硝酸银产生白色沉淀不能说明含有氯化钾,故错误。
故选B。
二、填空题
36.氢气、木炭、一氧化碳是金属冶炼中常用的还原剂。如图甲是氢气还原氧化铜的实验,如图乙是木炭还原氧化铁的实验,如图丙是一氧化碳还原氧化铜的实验。
(1)甲实验反应后试管中出现红色固体变成黑色现象的原因 ;
(2)乙实验的冶炼效果不理想,后采用酒精喷灯代替普通酒精灯重做此实验效果较理想。由此可以推断,冶炼不理想的原因 。
(3)丙实验中为防止发生CO中毒,应先点燃 (填A或B)酒精灯。
【答案】 反应结束后未继续通入氢气(生成的铜又被空气氧化) 反应需要高温条件(反应缺少高温条件) B
【详解】(1)甲实验反应后试管中出现红色固体变成黑色现象的原因是反应结束后未继续通入氢气,生成的铜又被空气中的氧气氧化为氧化铜;
(2)乙实验的冶炼效果不理想,后采用酒精喷灯代替普通酒精灯重做此实验效果较理想。由此可以推断,冶炼不理想的原因是反应需要高温条件。
(3)丙实验中为防止发生CO中毒,应先点燃B酒精灯,以防尾气中的一氧化碳排放到空气中,造成一氧化碳中毒。
37.某科学兴趣小组本着“在游戏中学习,在学习中成长”的理念,开发了一款名为“化学跑得快”的纸牌游戏。 游戏规则是:每张牌对应一种物质,按顺序抽完牌,上家出牌后,下家所出牌中的物质能与上家所出牌中的物质反应,或者能由上家所出牌中的物质转化而来。如图是某五位同学出的牌,请根据游戏规则回答:
(1)写出反应④的化学方程式 。
(2)以上四个反应中,反应前后各种元素的化合价均无变化的是 (填序号①②③④)。
【答案】 CO2+H2O=H2CO3 ④
【分析】根据游戏规则是:每张牌对应一种物质,按顺序抽完牌,上家出牌后,下家所出牌中的物质能与上家所出牌中的物质反应,或者能由上家所出牌中的物质转化而来,戊能使澄清石灰水变浑浊,所以戊是二氧化碳,常见的无色液体丁会与二氧化碳反应,所以丁是水,丙是能供给呼吸的气体,所以丙是氧气,非金属氧化物会与氧气反应,所以乙是一氧化碳,一氧化碳会与黑色的金属氧化物反应,所以A可以是氧化铜,然后将推出的物质进行验证即可。
【详解】(1)游戏规则是:每张牌对应一种物质,按顺序抽完牌,上家出牌后,下家所出牌中的物质能与上家所出牌中的物质反应,或者能由上家所出牌中的物质转化而来,戊能使澄清石灰水变浑浊,所以戊是二氧化碳,常见的无色液体丁会与二氧化碳反应,所以丁是水,丙是能供给呼吸的气体,所以丙是氧气,非金属氧化物会与氧气反应,所以乙是一氧化碳,一氧化碳会与黑色的金属氧化物反应,所以A可以是氧化铜,经过验证,推导正确,所以④是水和二氧化碳反应生成碳酸,化学方程式为:CO2+H2O=H2CO3;
(2)①中铜元素的化合价从+2变成0,②中氧元素的化合价从0变成-2,③中氧元素的化合价从0变成-2,④中各物质的化合价不变,所以以上四个反应中,反应前后各种元素的化合价均无变化的是④;
38.有一混合气体的成分中可能含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳,某同学设计了如下的实验装置探究混合气体的成分。请根据要求回答下列问题:
(1)实验中,证明混合气体中有水蒸气的现象是白色固体变为蓝色;若B中澄清石灰水出现浑浊现象,则证明混合气体中有二氧化碳,证明混合气体中有一氧化碳的现象是 。
(2)若混合气体中含有CO,在F处尚缺少的实验仪器的名称是 。
(3)如果将上述装置中的A,B交换.则不能检验混合气体中是否含有 。
【答案】 D中黑色固体变成红色;E中澄清石灰水变浑浊 酒精灯 水蒸气
【详解】(1)装置A中无水硫酸铜遇水变蓝色,在实验中检验水的存在;而装置B中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,实验中用于检验混合气体中的二氧化碳;装置D中的氧化铜在加热条件下与一氧化碳相遇则会变成红色,同时装置E中澄清石灰水也因一氧化碳与氧化铜生成的二氧化碳而浑浊,装置D、E中的现象可说明混合气体中一氧化碳的存在;
(2)若混合气体中含有CO,则未能与氧化铜反应的一氧化碳会直接排到空气中造成污染,因此,应在装置F处添置一酒精灯,把尾气中有毒的一氧化碳燃烧掉;
(3)若将装置A、B互换,混合气体首先通入澄清石灰水,不影响混合气体中二氧化碳的检验,但通过澄清石灰水的混合气体中一定会含有水,因此通过无色硫酸铜时变成的蓝色却不能说明原混合气体中是否含有水,或者说使无色硫酸铜变蓝色的水是还是澄清石灰水还是来自原混合气体将得不到说明,因此互换后不能检验混合气体中是否含有水;
39.竹炭包是集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某小组利用如图所示装置来对竹炭中是否含有碳元素进行初步探究。实验中,装置中产生白色沉淀,装置中新鲜的鸡血变为暗红色。(查阅资料可知新鲜的血液,遇一氧化碳由鲜红变为暗红色)
(1)由实验现象可知,竹炭燃烧后的产物是 。
(2)装置A的作用是 。
(3)小科认为可以用装置,替换装置,你认为是否可行并且说明原因?
【答案】 二氧化碳和一氧化碳 吸收空气中的二氧化碳 不可行,生成的一氧化碳与空气中的氧气在加热的条件下可能发生爆炸
【详解】(1)实验中观察到C装置中生成白色沉淀,是氢氧化钙与二氧化碳反应生成的碳酸钙沉淀,说明竹炭燃烧生成了二氧化碳,新鲜的血液遇一氧化碳由鲜红变为暗红色,F装置中新鲜的鸡血变为暗红色,说明竹炭燃烧还生成了一氧化碳,即竹炭燃烧生成二氧化碳和一氧化碳,故填二氧化碳和一氧化碳。
(2)氢氧化钠能够与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,空气通过A装置中的氢氧化钠溶液,其中的二氧化碳能够被氢氧化钠溶液吸收,避免空气中的二氧化碳对实验产生干扰,故填吸收空气中的二氧化碳。
(3)不能够由F装置代替E装置,生成的一氧化碳与空气中的氧气在加热的条件下可能发生爆炸,故填不可行,生成的一氧化碳与空气中的氧气在加热的条件下可能发生爆炸。
40.某工厂废液中含有氯化钠、氯化铜和氯化亚铁。某课外小组要从废液中回收铜并得到铁红(主要成分Fe2O3),要求全过程不引入其他金属元素。设计实验方案如下图所示
回答下列问题。
(1)加入过量A(Fe粉)反应后,再进行操作a,此操作为 。
(2)工厂废液中加入过量A反应的化学方程式为 。
(3)溶液甲中的金属离子是 、 (写离子符号)。
(4)步骤①②③中所发生的化学反应,其中属于置换反应的是 (填序号)。
(5)铁红是炼铁的主要原料,写出用CO和铁红炼铁的化学方程式 。
【答案】 过滤 Fe+CuCl2=Cu+FeCl2 Na+ Fe2+ ①②
【详解】(1)加入过量Fe粉反应后,铁和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,进行操作a的目的是将生成的铜和过量的铁粉从溶液中分离出来,所以此操作为:过滤。
(2)工厂废液中加入过量Fe粉,铁和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,反应的化学方程式为:Fe+CuCl2=Cu+FeCl2。
(3)溶液甲是步骤1中过滤后得到的滤液,因为氯化铜已被过量的铁粉反应完,此时溶液中只含有氯化钠和氯化亚铁,所以溶液甲中的金属离子是:Na+、Fe2+。
(4)步骤①中发生的是铁和氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,是置换反应;②中发生的是铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,是置换反应;③中发生的化学反应是氯化亚铁和可溶性碱反应生成氢氧化亚铁和盐,是复分解反应。因此步骤①②③中所发生的化学反应,属于置换反应的是:①②。
(5)铁红的主要成分是Fe2O3, CO和Fe2O3反应生成Fe和CO2,因此炼铁的化学方程式是:。
41.有一包白色粉末,可能是由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、BaCl2 、NaCl中的一种或几种组成,现做如下实验。
(Ⅰ):将少量粉末放在烧杯中加足量水,搅拌、静置、过滤,得无色溶液及白色沉淀;
(Ⅱ):向(Ⅰ)过滤得到的白色沉淀中加足量稀硝酸,沉淀部分溶解并有气体产生;
(Ⅲ):向(Ⅱ)过滤得到的滤液中滴加硝酸银溶液,立即有较多的白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不溶解。根据以上实验现象推断:白色粉末中:
①一定存在的是 ,
②一定不存在的是 ,
③可能存在的是 。
④写出步骤(Ⅱ)中沉淀部分溶解的化学方程式 。
【答案】 Na2CO3、Na2SO4、BaCl2 CuSO4 NaCl
【分析】根据题中将少量粉末放在烧杯中加足量水,搅拌、静置、过滤,得无色溶液及白色沉淀,说明了飞沫中一定不存在的物质是CuSO4;再根据白色沉淀部分溶解于稀硝酸,可确定一定含Na2CO3、Na2SO4和BaCl2;根据加入硝酸银立即有较多的白色沉淀生成,再加稀硝酸,沉淀不溶解,可判断溶液中一定含Cl-,由于一定含氯化钡,可能含有NaCl,据此分析回答有关的问题.
【详解】由上述分析可知,白色粉末中一定含Na2CO3、Na2SO4和BaCl2;一定不存在的物质是CuSO4;可能含有NaCl;
向(Ⅰ)过滤得到的白色沉淀中加足量稀硝酸,沉淀部分溶解并有气体产生,反应方程式为:
【点睛】在解此类题时,首先要对混合物中的各种物质有个全面的认识,然后根据题中的现象进行逐一的排除验证,注意不溶于酸的沉淀有:氯化银、硫酸钡.
42.过氧化钙()是一种对环境友好的多功能无机化合物, 通常有两种制备方法。已知:温度过高过氧化钙会分解生成氧化物和氧气。
【方法1】由为原料最终制得,其制备流程如下:
【方法2】由鸡蛋壳(含高达90%)为原料最终反应制得,其制备流程如下:
(1)方法1中搅拌的目的是 ;搅拌过程中发生反应的化学方程式如下,请补充: ;制备过程中除水外可循环使用的物质是 (填化学式)。
(2)方法2中气体X是 ;煅烧后的反应是化合反应,也能生成,反应的化学方程式为 ;该反应需控制温度在0~2℃,可将反应器放置在 中,获得产品中主要含有的固体杂质是 (填化学式)。
(3)这两种制法均要求在低温下进行(除煅烧外),温度过高除了防止氨水挥发外,还能 。
(4)绿色化学一般是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物,则上述两种方法中生成的反应符合绿色化学的是 (填方法1或方法2)。
【答案】 使反应充分,提高原料利用率 H2O NH4Cl CO2 Ca(OH)2+H2O2+6H2O=CaO2•8H2O 冰水 Ca(OH)2 防止CaO2分解 方法2
【详解】(1)搅拌可以使药品均匀混合,所以方法1中搅拌的目的是:使反应充分,提高原料利用率;依据质量守恒定律可知,化学反应前后原子个数不变,所以需要补充的物质是水,氯化铵既出现在了反应物中,也出现在了生成物中,所以制备过程中除水外可循环使用的物质是:NH4C1。
(2)鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙在高温的条件下生成氧化钙和二氧化碳,所以X是二氧化碳,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和双氧水反应生成过氧化钙晶体,化学方程式为:Ca(OH)2+H2O2+6H2O=CaO2•8H2O,冰水混合物的温度是0℃,所以反应需控制温度在0~2℃,可将反应器放置在冰水中,氢氧化钙是反应物,但是在反应过程中不一定会完全反应,所以获得的CaO2产品中主要含有的固体杂质是Ca(OH)2。
(3)依据题中的知识可知,温度过高过氧化物会分解生成氧化物和氧气,所以温度过高会造成氨水挥发外,还能使CaO2分解。
(4)“绿色化学”一般是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物,方法2中有副产物,方法1中有副产物二氧化碳,所以上述两种方法中生成CaO2•8H2O的反应符合“绿色化学”的是:方法2。
43.如图是铁、盐酸、氢氧化钙、硫酸铜和氯化镁五种
(1)A物质是 (填化学式)。
(2)从物质反应规律分析,在单质、氧化物、酸、碱和盐中,能与B反应生成D的物质有 (填序号)。
A. 2类 B.3类 C.4类 D.5类
【答案】 Fe C
【分析】A能与C、B反应,E能与C、B、D三种物质反应,B能转化为D,氢氧化钙能与盐酸、硫酸铜、氯化镁三种物质反应,则E为氢氧化钙,盐酸能转化为氯化镁,则B为盐酸,D为氯化镁;铁能与盐酸、硫酸铜溶液反应,则A为铁,C为硫酸铜。
【详解】(1)A物质是铁,其化学式为Fe。
(2)稀盐酸能与镁反应生成氯化镁和氢气,能与氧化镁反应生成氯化镁和水,能与氢氧化镁反应生成氯化镁和水,能与碳酸镁反应生成氯化镁、水和二氧化碳,不能与酸反应,能与B反应生成D的物质有单质、氧化物、碱和盐4类。故选C。
44.某化学小组利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铜,并验证反应后的气体产物。
(1)请写出用一氧化碳还原氧化铜的化学方程式 。
(2)实验室现有下图所示实验装置(可重复使用)。按气体从左到右的方向,装置连接顺序正确的是 。
A、b→c→a→b→d B、a→c→b→a→d
C、a→b→c→b→d D、b→a→c→a→d
【答案】 CO+CuOCu+CO2 C
【详解】(1)在加热条件下,一氧化碳还原氧化铜生成了铜和二氧化碳,反应的化学方程式是:CO+CuOCu+CO2;故填:CO+CuOCu+CO2
(2)利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铜,并验证反应后的气体产物,首先通过装置a氢氧化钠溶液应除去混合气体中的CO2,避免造成对反应后生成气体中CO2检验的影响;再通过装置b澄清的石灰水,检验二氧化碳是否被完全吸收,然后通入装置c进行还原氧化铜的反应,再通过b装置检验二氧化碳的生成进而确定一氧化碳的存在,因反应后的气体中还含有未完全反应的有毒气体CO,最后通过燃着的酒精灯燃烧尾气中的一氧化碳,防止污染空气。所以装置连接顺序正确的是a→b→c→b→d;故填:C
【点睛】对混合气体进行除杂和干燥操作时,因除杂时需要把混合气体通过溶液,除杂后的气体中会含有一定量水分,所以,干燥操作应放在除杂操作之后,但本题水分对实验无干扰,所以不用除水分。
45.亚硝酸钠是实验室常用的试剂,实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取N2。N2的化学性质十分稳定,但在一定条件下能与H2部分化合生成NH3。如图为制取少量NH3的装置(制取H2的装置已略去):
(1)请写出图中仪器B名称: ;
(2)写出C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式: ;
(3)结合本实验装置,证明确实有NH3生成的简单方法以及实验现象 ;
(4)归纳与演绎是重要的科学方法,也是常用的学习方法。我们已经学过实验室制取气体的反应原理、制取与收集方法。请你归纳出实验室制取气体反应的共同点: (填序号)。
①需要加热 ②使用催化剂 ③没有气体参加反应 ④原料为纯净物 ⑤只生成一种气体
【答案】 集气瓶 N2+H2NH3 D试管中滴加酚酞试剂,观察溶液是否变红 ①②③⑤
【详解】(1)由图可知,仪器B为集气瓶,故填写:集气瓶;
(2) C装置发生的化学反应是氮气与氢气在催化剂存在下,加热,生成氨气,故填写:N2+H2NH3;
(3)氨气易溶于水,并与水反应生成氨水,氨水显碱性,可以用无色酚酞检验,故填写:D试管中滴加酚酞试剂,观察溶液是否变红;
(4) 实验室制取气体的装置有两种:固液加热型和液液不加热型;有些反应需要催化剂,如:用过氧化氢溶液制氧气,就需加入二氧化锰作催化剂;实验室制取气体的原料为混合物,如:过氧化氢溶液由水和过氧化氢组成;一般没有气体参加反应,而且只生成一种气体;故填写:①②③⑤。
46.如图是一些常见物质间互相转化的关系图(部分反应条件已省略)。A、B均为无色气体,X为固体,Y为能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,E、F为常见金属,试推断:
(1)乙、戊物质的化学式分别为 。
(2)写出下列转化的化学方程式(丙+X→F+Y): 。
【答案】 Fe3O4、FeSO4 2CuO+C△2Cu+CO2↑
【分析】根据无色液体甲通电生成A和B,且B能跟E常见金属反应,所以该无色液体甲为水,B为氧气,A为氢气。
黑色固体丙与硫酸反应生成蓝色溶液丁,蓝色溶液丁为硫酸铜溶液,所以可以断定丙为氧化铜,则F为铜。且E与蓝色溶液反应生成浅绿色溶液戊,浅绿色溶液戊为硫酸亚铁溶液,所以我们可以确定E为铁,所以黑色固体乙为四氧化三铁。
E和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以A为氢气,又因X为固体,且能还原金属氧化物,且能得气体,所以X为碳单质,Y为二氧化碳。
【详解】(1)由分析可知,乙、戊物质的化学式分别为Fe3O4、FeSO4;
(2)丙+X→F+Y,即氧化铜和碳单质反应生成铜和二氧化碳,化学反应方程式为:2CuO+C2Cu+CO2↑。
47.某工厂欲从含有CuSO4的废液中回收金属铜,并得到工业原料硫酸亚铁,其工业流程如图:
(1)操作Ⅰ的名称是 ;
(2)A物质的化学式是 ;
(3)加入适量H2SO4时发生化学反应的化学方程式是 。
【答案】 过滤 Fe Fe +H2SO4= FeSO4+H2↑
【详解】(1)由操作过程可知。操作Ⅰ是将固液分离,操作名称是过滤。
(2)由于铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,铁与硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气。由题意可知,要回收铜和得到硫酸亚铁,应向废液中加入过量A物质是铁,最后再加入过量的B应是稀硫酸,将过量的铁除去,所以A的化学式是Fe。
(3)由上述分析可知,加入适量硫酸时反应的化学方程式是:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。
48.有一包白色粉末,可能含有Ba(OH)2、KNO3、FeCl3、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种,为了确定其成分,进行如下实验:
①取一定量的白色粉末加入足量的水,振荡,静置,得白色沉淀,上层清液为无色.
②过滤,在白色沉淀中加入足量稀盐酸,白色沉淀全部溶解,且有气泡产生.
据此推断,该白色粉末中一定含有 ;可能含有 ;一定不含有 .
【答案】 氢氧化钡、碳酸钠 硝酸钾 硫酸钠和氯化铁
【详解】由①取一定量的白色粉末加入足量的水,振荡,静置,得白色沉淀,上层清液为无色.可知固体中不可能含有氯化铁(氯化铁的溶液为黄色,与其它物质间反应生成的沉淀也是有色的沉淀),能生成白色沉淀则固体中一定含有氢氧化钡(氢氧化钡能与碳酸钠或硫酸钠反应生成白色沉淀);
由②过滤,在白色沉淀中加入足量稀盐酸,白色沉淀全部溶解,且有气泡产生.则该沉淀是碳酸盐的沉淀,所以该固体中一定含有碳酸钠,一定不含硫酸钠;
由分析知:该白色粉末中一定含有氢氧化钡、碳酸钠,可能含有硝酸钾,一定不含硫酸钠和氯化铁
三、探究题
49.有一包白色粉末,可能含有硫酸铜、氯化钠、氯化钡、硫酸钠中的一种或几种物质,实验小组设计如下实验方案,探究白色粉末的成分。
请回答:
(1)操作a的名称: ,白色沉淀A的化学式: 。
(2)由步骤1的现象判断,原白色粉末一定不含 。
(3)无色溶液b中溶质的成分是 。
(4)由以上实验可知,原白色粉末一定含有 。
【答案】 过滤 BaSO4 硫酸铜 氯化钠、硝酸钡、硝酸钠 氯化钡、硫酸钠
【分析】硫酸铜在溶液中显蓝色,硫酸根离子和钡离子生成白色的硫酸钡沉淀,氯离子和银离子反应生成氯化银沉淀,所以:白色粉末中加入足量的水溶解,得到白色沉淀A,无色溶液a,所以白色粉末中一定不含硫酸铜,一定含有氯化钡、硫酸钠,a中加入过量的硝酸钡生成白色沉淀A和无色溶液b,所以A是硫酸钡,b中含有反应剩余的硝酸钡,氯化钡和硫酸钠反应生成的氯化钠,硫酸钠和硝酸钡反应生成的硝酸钠,氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀。
【详解】由分析可知(1)操作a的名称:过滤,白色沉淀A的化学式BaSO4;
(2)由步骤1的现象判断,原白色粉末一定不含硫酸铜;
(3)无色溶液b中溶质的成分是:氯化钠、硝酸钡、硝酸钠;
(4)由以上实验可知,原白色粉末一定含有氯化钡、硫酸钠。
50.炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应,某同学利用该原理设计了一个实验,实验装置如图。请你对实验进行分析并回答:
(1)给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯,要用其 (填“外焰”、“内焰”或“焰心”)进行加热。
(2)实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是 ,反应的化学方程式是 。
(3)实验前先通入CO,后再开始加热,实验后先停止加热,后再停止通入CO的原因而是(答一点) 。
(4)实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯,其作用是 。
【答案】 外焰 固体粉末由红棕色逐渐变为黑色 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 除去装置中的空气,以免加热时装置发生爆炸(或作保护气,以免生成的铁在高温下被氧化) 除去尾气中的一氧化碳,以免一氧化碳污染空气
【详解】(1)由于酒精喷灯的外焰的温度最高,加热时要用外焰进行加热;故填:外焰。
(2)由于在高温下,一氧化碳将氧化铁还原为铁,同时生成了二氧化碳.所以可以观察到实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是红色粉末变黑色;
故填:固体粉末由红棕色逐渐变为黑色;3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
(3)由于玻璃管内有空气,通入一氧化碳高温时易发生爆炸.所以,实验前先通入CO,排净玻璃管中的空气再开始加热;由于还原出的铁温度较高,易于空气中的氧气反应重新生成铁的氧化物.所以,实验后先停止加热再停止通入CO,直到玻璃管冷却为止;
故填:除去装置中的空气,以免加热时装置发生爆炸(或作保护气,以免生成的铁在高温下被氧化)。
(4)为了防止一氧化碳对大气的污染,所以,实验时要在装置末端a处燃着一盏酒精灯除去反应剩余的CO;故填:除去尾气中的一氧化碳,以免一氧化碳污染空气。
51.铜是一种不活泼的金属,但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式:Cu2(OH)2CO3]。某科研小组为探究铜绿生成的条件,并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜(假设不含其它杂质),实验设计如下:
(1)证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外,还必须有CO2。为“证明必须有CO2”需要进行以上实验中的 (填实验编号)。
(2)利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O,则步骤I中发生的反应类型有 。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为 。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,你认为可能的原因是 (写一条即可)。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag,则a的取值范围为 。
【答案】 甲和丁 分解反应和化合反应 CO + CuOCu + CO2 反应温度不够高
12.8g<a<14.4g
【详解】(1)为“证明必须有CO2”需要进行实验甲和丁,即控制变量二氧化碳进行对比实验。
(2)①铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O属于分解反应,铜和空气中的氧气加热生成氧化铜是化合反应,则步骤I中发生的反应类型有分解反应、化合反应;
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为CO + CuOCu + CO2;
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,可能的原因是反应温度不够高;
④见答案。
52.有一气体发生装置产生的无色气体可能含有 H2、CO、CO2、HCl中的一种或几种,现将气体通过以下装置。
实验现象如下:B 处由紫色变成红色;C 处有白色沉淀生成;D 处有白色沉淀生成;F 处由黑色变成红色;G 处由白色变成蓝色;H 处无现象。
(1)无色气体肯定含有 。
(2)由长颈漏斗加入的酸是 。
(3)E装置的作用是 。
【答案】 H2、CO2、HCl 稀盐酸 吸收水分,排除对氢气检验的干扰
【详解】(1)C 处有白色沉淀生成是因为氯化氢和硝酸银反应生成氯化银沉淀,D处有白色沉淀生成是因为二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,G 处由白色变成蓝色,是因为氢气与氧化铜反应生成铜和水,H 处无现象说明没有二氧化碳产生,进而说明原混合气体中无一氧化碳,因此还原性气体中一定含有:H2、CO2、HCl。
(2)C处的硝酸银溶液产生白色沉淀,说明有氯化氢的存在,氯化氢来自盐酸的挥发性,因此有长颈漏斗加入的酸是盐酸,D处的石灰水产生白色沉淀,说明有二氧化碳的存在,是盐酸与碳酸盐(如碳酸钙)反应产生的,故填稀盐酸
(3)E装置的浓硫酸把还原性气体干燥后,就能证明硫酸铜变色是来源于氢气,而不是还原性气体带来的水,故填:吸收水分,排除对氢气检验的干扰。
53.已知木炭粉(假设木炭粉中不含杂质)和氧化铁粉末在加热条件 下能发生化学反应,某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动。
查阅资料:将CO通入氯化钯溶液中,会出现黑色沉淀。
设计实验:实验装置如下图所示 (部分夹持仪器已略去)。
探究与分析:
(1)探究反应中产生气体的成分:称取9.0 g氧化铁和1.2 g木炭粉,混合均匀后进行实验。打开止水夹a通一段时间的氮气,关闭a。再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间,观察到澄清石灰水变浑浊,氯化钯溶液中出现黑色固体。据此可知木炭粉与氧化铁反应一定生成了 气体。E处的酒精灯的作用 。
(2)探究反应后剩余固体的成分:小组同学测得剩余固体质量为6.6g ,将剩余固体置于烧杯中,向其中加入足量的稀盐酸,固体全部溶解且有大量气泡出现。据此可知剩余固体中含有的物质是 ,质量分别为 。
【答案】(1)CO2和CO、尾气处理
(2) Fe、Fe2O3、 5.6gFe、1gFe2O3
【详解】(1)澄清石灰水变浑浊,氯化钯溶液中出现黑色固体,说明此反应一定生成了CO和CO2气体;因CO有毒,所以要在E处用酒精灯处理尾气;
故答案为CO和CO2;处理尾气;
(2)设9.0g氧化铁能生铁的质量为x,则参加反应的氧化铁质量为9.0g-(6.6g-x)=2.4g+x.
x=5.6g
剩余的固体5.6gFe以及9.0g-(2.4g+5.6g)=1g的Fe2O3.
故答案为(1)CO2和CO;尾气处理;(2)5.6gFe、1gFe2O3
54.欲测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数(碳酸钙在高温下分解生成二氧化碳和氧化钙;石灰石样品中杂质受热不分解,且不与酸反应),甲、乙两位同学分别了设计如下两个实验方案:
方案一:①称取石灰石样品8克;②用酒精灯加热样品,直到质量不再改变;③将固体残余物放在干燥的器皿中冷却后称的质量6.9克:④计算
方案二:①称取石灰石样品8克;②加入质量分数为7.3%的盐酸100克,使碳酸钙完全反应;③向反应后的溶液中加含溶质4克的氢氧化钠溶液,恰好中和多余的盐酸:④计算
请回答下列有关问题:
(1)碳酸钙在高温下分解的化学方程式是 ;
(2)100克质量分数为7.3%的盐酸中,溶质氯化氢的质量为 克;
(3)你认为上述方案中,切实可行的方案是 ,不选用另一方案的原因是 。
【答案】 CaCO3CaO+CO2↑ =7.3 方案二 方案一中,酒精灯火焰的温度不能使碳酸钙完全分解
【详解】(1) 碳酸钙在高温下分解的化学方程式是:CaCO3CaO+CO2↑;
(2) 100g质量分数为7.3%的盐酸中,溶质氯化氢的质量为:100g×7.3%=7.3g;
(3) 上述方案中,切实可行的方案是方案二,不选用另一方案的原因是:方案一中,酒精灯火焰的温度不能使碳酸钙完全分解。
55.某兴趣小组在实验室取用NaOH溶液时,发现瓶口有白色粉末状物质,该小组质疑该NaOH溶液可能已变质,于是进行了如下探究:
【提出问题】该瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度?
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性
【猜想与假设】
猜想
一、没有变质
二、部分变质
三、完全变质
溶液中溶质
NaOH
NaOH、Na2CO3
Na2CO3
【探究过程】
(1)结合操作Ⅰ和Ⅱ,猜想 正确。
(2)加入过量BaCl2溶液的目的是 。
(3)若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液是否可行,判断并简述理由: 。
【反思交流】
(1)NaOH溶液易与空气中的CO2反应而变质,故应注意密封保存。
(2)如果氢氧化钠溶液中混有少量碳酸钠杂质,常加入适量 (选填BaCl2或Ba(OH)2)除去。
【答案】 二 检验碳酸钠并将碳酸钠完全除去 不可行,若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液,会引入氢氧根离子,干扰NaOH的检验,无法确定原溶液中是否含有NaOH Ba(OH)2
【详解】探究过程:
(1)结合操作Ⅰ可以检验并除去溶液中的碳酸钠,操作Ⅱ可以检验溶液中有氢氧化钠,故猜想二正确。
(2)碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,因为碳酸钠溶液呈碱性,为了防止对检验氢氧化钠的干扰,所以加入过量BaCl2溶液的目的是检验碳酸钠并将碳酸钠完全除去。
(3)不可行,若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液,会引入氢氧根离子,干扰NaOH的检验,无法确定原溶液中是否含有NaOH。
反思交流:
(2)氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,会引入新的杂质,故应该选用氢氧化钡来除去氢氧化钠溶液中混有少量碳酸钠杂质。
56.实验中的试剂一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密封保存的KOH固体,对其成分提出以下猜想,并完成了实验探究。
猜想1:只含KOH; 猜想2:含KOH和K2CO3; 猜想3:只含K2CO3。
(1)成分中可能含有K2CO3的原因是 。(用化学方程式回答)。
(2)取少量样品于试管中,加入足量稀盐酸,观察到 ,说明猜想2或猜想3成立。
(3)查阅资料:K2CO3的水溶液呈碱性,CaCl2的水溶液呈中性。
(4)进一步探究过程如下:
①操作I所需要用到的玻璃仪器有 。
②加入足量CaCl2溶液的作用是 。
【答案】 2KOH+CO2=K2CO3+H2O 有气泡生成 烧杯、漏斗、玻璃棒 除尽碳酸钾,避免对检验氢氧化钾产生干扰
【详解】(1)成分中可能含有K2CO3的原因是氢氧化钾能够与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钾和水,故反应的化学方程式写为:2KOH+CO2=K2CO3+H2O。
(2)猜想2或猜想3成立,说明样品中含有碳酸钾,碳酸钾能够与稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳,观察到有气泡生成,故填有气泡生成。
(4)①由图可知,操作I将固体A与溶液B进行了分离,该操作为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故填烧杯、漏斗、玻璃棒。
②碳酸钾和氢氧化钾的溶液都呈碱性,都能够使酚酞试液变红,加入足量CaCl2溶液的作用是除尽碳酸钾,避免对检验氢氧化钾产生干扰,故填除尽碳酸钾,避免对检验氢氧化钾产生干扰。
57.杭州市的一家网络公司特地装了高科技的禁烟设备-烟雾探测器。某区青少年活动中心的科学探究小组的同学们欲对香烟燃烧的烟雾中含有的二氧化碳和一氧化碳进行检验。请你参与他们的探究。对烟雾进行适当处理后,他们设计如下装置并进行实验。可供选择的试剂有:澄清石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸、酚酞试剂、氧化铜。
(1)装置①和装置⑤完全相同,并且是同一种试剂,该试剂是 。
(2)装置⑥的作用是 。
(3)判断一氧化碳气体存在的依据是 。
【答案】 澄清石灰水 收集尾气 ④中黑色的变红色,并且⑤中液体变浑浊
【详解】(1)因为要对CO2和CO进行检验,所以装置中应该是装置澄清石灰水,①用来检验烟雾中是否有二氧化碳,装置⑤用来检验是否有二氧化碳生成从而反映是否有一氧化碳的存在。
(2)一氧化碳有毒,所以要进行尾气处理,防止一氧化碳污染空气,所以装置⑥的作用是收集尾气。
(3)CO具有还原性,能够还原氧化铜,生成铜和二氧化碳气体,所以判断CO气体存在的理由是:④中黑色的CuO变红色,并且⑤中液体变浑浊。
58.某化学兴趣小组利用下图所示装置测定样品中(样品中杂质高温下不分解,也不参加反应)的质量分数,请据图分析完成下列问题。
⑴实验开始时,应先挤压鼓气球持续一段时间,其目的是 ;白色粉末逐渐变蓝
⑵反应前准确称量样品的质量为5g,完全反应后C装置增加了1.62g,则样品中的质量分数为 ;
⑶若省去D装置,则实验所测定的样品中的质量分数比实际的质量分数会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 除去装置中的空气,防止加热时发生爆炸 96% 偏大
【分析】氢气和氧化铁高温生成铁和水,无水硫酸铜遇水变蓝色,根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,元素的质量不变,水中氧元素的质量等于氧化铁中的氧元素的质量,先求出水中氧元素的质量,然后求出氧化铁的质量,计算样品中的质量分数。
【详解】(1)氢气具有可燃性,装置内有空气时会发生爆炸,故实验开始时,应先挤压鼓气球持续一段时间,除去装置中的空气,防止加热时发生爆炸;无水硫酸铜遇水变蓝,白色粉末逐渐变蓝。
(2)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,元素的质量不变,反应前准确称量样品的质量为5g,完全反应后C装置增加了1.62g,增加的为水的质量,水中氧元素的质量等于氧化铁中的氧元素的质量,水中氧元素的质量是,则的质量为,故样品中的质量分数为
(3)若省去D装置,空气中的水蒸气会进入U形管,被无水硫酸铜所吸收,导致水的质量增大,结果使求得的样品中的质量分数比实际的偏大。
【点睛】
59.已知某气体可能是氢气或一氧化碳气体,或者是氢气和一氧化碳的混合物。为验证该气体的成分,小科设计了下图所示的实验,实验中小科观察到玻璃管中黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊的现象。请回答下列问题:
(1)实验开始时,应先打开 (选填“a或b”)通气体;
(2)根据装置中出现的实验现象,还无法确定气体成分,还需要添加一组实验装置,请写出该装置的位置和所需的药品 ;
(3)小科实验中若要对尾气进行回收再利用,C处酒精灯可换下列 装置最为合理。
【答案】 a AB之间再加一个无水硫酸铜装置 c
【详解】(1)实验开始前,应先通一段时间N2,排尽装置内的空气,防止爆炸。
(2)澄清石灰水只能检验原气体中是否含有一氧化碳,若要证明氢气的存在与否,应检验反应后的混合气体中是否含有水蒸气,可以根据无水硫酸铜变色判断有水蒸气生成,证明氢气的存在,所以需要在AB之间再加一个无水硫酸铜装置。
(3)尾气中的可燃气体中混有二氧化碳,氢氧化钠会与二氧化碳反应。C装置中左侧长导管可使二氧化碳被充分吸收,右侧长导管便于排出溶液收集可燃气体,所以选择c。
四、简答题
60.已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳;在空气中加热,则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用如图所示的装置测定某样品中碳酸亚铁的含量(该装置气密性良好,B中氢氧化钠溶液足量)
实验过程中,先打开K通入一氧化碳再加热;装置A中固体质量不再减少后,停止加热,待装置A冷却到室温后关闭K,实验测得装置A中固体质量减少了a克,装置B中液体质量增加了b克。请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的一个反应方程式: 。
(2)能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是:装置B的质量增加且 。
(3)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收,不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应,则a (填“>”“=”或“<”)b。
(4)D处为收集尾气的装置,应选择 填“甲”“乙”或“丙”)装置。
【答案】 或 装置C澄清的石灰水不变浑浊 < 乙
【分析】碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳,一氧化碳和氧化亚铁高温生成铁和二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。
【详解】(1)A中反应为碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳,一氧化碳和氧化亚铁高温生成铁和二氧化碳,故反应的化学方程式为或。
(2)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳全部被吸收,则装置C中澄清石灰水不会变浑浊。
(3)装置A中减少的质量为碳酸亚铁分解产生的二氧化碳质量和氧化亚铁中氧元素的质量,而B增加质量为两个反应生成的二氧化碳质量,故a<b。
(4)一氧化碳有毒会污染空气,要有尾气处理装置,处理尾气应选择乙装置。
61.实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的 CO,然后用 CO 还原 Fe2O3并检验气体产物。
(1)A装置中草酸(H2C2O4)在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物,请写出反应的化学方程式: 。
(2)为达到实验目的,正确的装置连接顺序依次为A 。(用大写字母依次表示)
(3)该实验装置有不足之处,请给出改进措施 。
【答案】 H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑ EBCD 增加尾气处理装置
【详解】(1)A装置中草酸(H2C2O4)在浓硫酸和加热的条件下发生分解生成CO、H2O和另一种氧化物,由质量守恒定律可知另一种氧化物应为二氧化碳,反应的化学方程式:H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑;
(2)由题意可知,在制取的气体中含有二氧化碳、一氧化碳和水蒸气,为了制取纯净、干燥的CO,应先利用氢氧化钠除去二氧化碳,再利用浓硫酸干燥,即可得到纯净、干燥的一氧化碳,一氧化碳还原氧化铁得到的二氧化碳可用澄清的石灰水检验,所以达到实验目的,正确的接口连接顺序为:AEBCD;
(3)由于尾气中含有一氧化碳能污染空气,所以该实验装置有不足之处,改进措施为:在f处连接尾气处理装置。
62.已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳。某兴趣小组用下图所示的装置模拟炼铁过程(该装置气密性良好,B中氢氧化钠溶液足量)。
实验过程中,先打开K通入一氧化碳再加热;装置A中固体质量不再减少后,停止加热,待装置A冷却到室温后关闭K。实验测得装置A中固体质量减少了ag,装置B中液体质量增加了bg。回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的一个反应的化学方程式 ;
(2)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收,不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应,则a b(填>、=或<);
(3)D处为收集尾气的装置,应选择 装置(填甲、乙或丙)
【答案】 (或) < 乙
【分析】(1)根据题中给出的条件写出化学方程式;
(2)装置A中固体最终只有铁单质,因此质量减小的量等于其中碳元素和氧元素的质量;而B中吸收的二氧化碳,即包括碳酸亚铁分解得到的,也包括和一氧化碳反应得到的;
(3)根据一氧化碳有毒和不溶于水作答。
【详解】(1)在装置A中,碳酸亚铁在高温的条件下分解为氧化亚铁和二氧化碳,氧化亚铁再和一氧化碳反应生成铁单质和二氧化碳,据此写出反应的化学方程式: (或);
(2)装置A中固体最终只有铁单质,因此质量减小的量等于其中碳元素和氧元素的质量;而B中吸收的二氧化碳,即包括碳酸亚铁分解得到的,也包括和一氧化碳反应得到的,由于一氧化碳的加入,所以b的质量增大量肯定大于a;
(3)尾气一氧化碳有毒,由于它不溶于水,因此应该从短管进入集气瓶,将水从长管压出瓶外,从而将它收集起来,应选择乙装置。
63.现有一包白色固体混合物,可能由硫酸铜、碳酸钙、碳酸钾、硫酸钠、氯化钡中的一种或几种混合而成,为确定其组成进行下图所示的实验:
试推断:
(1)气体B是 (填化学式)。
(2)混合物中一定含有的物质是 (填化学式)。
【答案】 CO2 BaCl2
【分析】白色固体混合物加入足量的水过滤,得到白色沉淀A和无色滤液,一定没有硫酸铜;白色沉淀A加入稀盐酸生成无色气体B,沉淀全部溶解,沉淀有碳酸钙或碳酸钡或两者的混合物;碳酸钡或碳酸钙和盐酸反应生成氯化钡或氯化钙和水和二氧化碳,B是二氧化碳,原固体中有碳酸盐;无色滤液中加入硝酸银和稀硝酸,生成白色沉淀C,一定有氯离子,即白色固体中一定有氯化钡,一定没有硫酸钠。
【详解】(1)白色固体混合物加入足量的水过滤,得到白色沉淀A和无色滤液,一定没有硫酸铜,白色沉淀A加入稀盐酸生成无色气体B,沉淀全部溶解,沉淀有碳酸钙或碳酸钡或两者的混合物,碳酸钡或碳酸钙和盐酸反应生成氯化钡或氯化钙和水和二氧化碳,B是二氧化碳,化学式为CO2。
(2)无色滤液中加入硝酸银和稀硝酸,生成白色沉淀C,一定有氯离子,即白色固体中一定有氯化钡,化学式为BaCl2。
【点睛】白色固体混合物加入足量的水过滤,得到白色沉淀A和无色滤液,一定没有硫酸铜,碳酸钡或碳酸钙和盐酸反应生成氯化钡或氯化钙和水和二氧化碳,原固体中有碳酸盐。
64.甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时,在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气,然后继续实验。
(1)B中反应的还原剂是
(2)对本实验的分析正确的是 (选填编号)
a.实验结束时应先熄灭B处酒精灯
b.C中增加的质量与B中固体减小的质量相等
c.反应开始后通入2.8g一氧化碳可生成6.4g铜
d.反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
(3)甲同学认为A装置的作用是证明一氧化碳不能和石灰水反应,乙同学认为省略A可达到同样的目的,理由是
【答案】 一氧化碳 ad 为了排尽装置内的空气,反应前已经通入一段时间的CO
【详解】(1)一氧化碳和氧化铜在加热是生成铜和二氧化碳,故B中的反应是CO+CuOCu+CO2,该反应中一氧化碳是还原剂;
(2)a、实验结束时应先熄灭B处酒精灯,故正确;
b、C中增加的质量是二氧化碳的质量,B中固体减小的质量是氧元素的质量,故质量不相等,故错误;
c、该反应前后都要通入一氧化碳,故反应开始后通入2.8g一氧化碳不可生成6.4g铜,故错误;
d、反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化,同时也防止C中的澄清石灰水回流,故正确;
(3)省略A可达到同样的目的,因为为了排尽装置内的空气,反应前已经通入一段时间的CO。
65.为了检验CO2中是否混有氢气和一氧化碳,某同学设计如下实验装置:
(1)装置A中加入足量烧碱溶液的作用是 ;
(2)如果原气体中混有氢气,则装置C中出现的现象是 ;
(3)如果D装置中无明显现象发生,装置E中却有白色沉淀生成,则气体中一定混有 ;
(4)从环保的角度考虑,该实验装置存在明显的缺陷是 。
【答案】 吸收混合气体中的二氧化碳; C中黑色固体变红色;D中无水硫酸铜固体变蓝 一氧化碳; 无尾气处理装置
【详解】(1)该实验流程是:烧碱溶液可以吸收二氧化碳,所以A装置用来吸收混合气体中的二氧化碳;故答案为吸收混合气体中的二氧化碳;
(2)氢气能够还原氧化铜,所以如果原气体中混有氢气,则装置C中出现的现象是黑色物质变成红色,而D中的现象是无色硫酸铜变成蓝色。故答案为C中黑色固体变红色;D中无水硫酸铜固体变蓝。
(3)如果D装置中无明显现象发生,装置E中却有白色沉淀生成,则气体中一定混有一氧化碳。故答案为一氧化碳。
(4)由于一氧化碳具有毒性,为了防止污染环境,所以E装置出来的气体应如何处理可点燃,所以该装置存在的缺陷是无尾气处理装置。故答案为无尾气处理装置。
66.某同学在一份资料中了解到:铜有CuO和Cu2O(红色)两种常见的氧化物。因为Cu和Cu2O均为红色,故他们猜测,在H2还原CuO所得的红色产物中可能含有Cu2O。(H2+CuO ═ Cu+H2O反应条件“△”)
(1)该同学准确称取了8.0g黑色CuO粉末放入大试管中,不断通入足量的H2,在加热条件下进行还原,如果产物只有Cu,其质量应为 。
(2)该同学在H2还原CuO时,当发现8.0g黑色CuO粉末全部转变成红色时,停止加热,冷却后称得固体质量为6.8g。此红色固体中氧元素的质量为 ,以此推得Cu2O的质量为 。
(3)将⑵中所得的6.8g固体放入烧杯中,加入48.0g过量稀盐酸(Cu2O与稀盐酸的反应为:Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O),充分搅拌,除有红色固体外,还发现溶液变蓝。试计算此蓝色溶液中CuCl2的质量分数?
【答案】 6.4g 0.4g 3.6g 6.75%
【详解】(1)本题中通入足量的H2,在加热条件下进行还原,如果固体产物只有Cu,根据元素守恒,CuO粉末是8.0g,那么铜的质量是:8.0g××100%=6.4g,故答案为6.4g 。
(2)固体产物只有铜时,质量是6.4g,第二次反应,冷却后称得固体质量为6.8g,是铜与氧化亚铜的混合物,因此增加的质量是氧元素的质量,氧元素的质量是:6.8g-6.4g=0.4g;根据氧元素的质量求氧化亚铜的质量为:0.4g÷=3.6g.故答案为0.4g;3.6g。
(3)设生成CuCl2的质量为x,生成Cu的质量为y.
x=3.375g y=1.6g
w(CuCl2)=×100%=6.75%
答:蓝色溶液中CuCl2的质量分数6.75%。
故答案为6.75%。
67.下列有关的物质及相互转化,都与人类生活有密切关系,其中A、B、M、E均为常见单质,F为难溶于水的白色沉淀;
①一定量的A在B中点燃可生成C和D的混合物,且C、D均为无色气体,C是常见的还原剂,可与B进一步反应生成D;
②M+B→G(此反应是人类获取能量的最佳反应);
③D+L→F+G;
④C+K→D+E。
(1)写出D和F的化学式:D ,F ;
(2)转化④在金属冶炼中常用来冶炼 ;
(3)A在B中燃烧可能发生反应的化学方程式(写两个): 、 。
【答案】 铁
【分析】A、B为常见单质,一定量的A在B中点燃可生成C和D的混合物,且C、D均为无色气体,C是常见的还原剂,可与B进一步反应生成D,A是碳,B是氧气,C是一氧化碳,D是二氧化碳,M+B→G(此反应是人类获取能量的最佳反应),说明此反应为氢气与氧气的反应,M为氢气,G为水,F为难溶于水的白色沉淀,为碳酸钙,由二氧化碳与L生成,L可为氢氧化钙。
【详解】(1)由分析可知,D是二氧化碳,F为碳酸钙,故D和F的化学式:D是,F是。
(2) C是常见的还原剂一氧化碳,在金属冶炼中常用来炼铁,故转化④在金属冶炼中常用来冶炼铁。
(3) 碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳,不完全燃烧生成一氧化碳,故A在B中燃烧可能发生反应的化学方程式为,。
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