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第三章 综合检测
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 O 16 Fe 56 Cu 64 Zn 65
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.中国古代文化中蕴含着丰富的化学知识。下列说法正确的是( )
A.唐代三彩釉陶中,黄色釉、褐色釉是利用赭石来着色的,赭石的主要成分为Fe3O4
B.“司南之杓,投之于地,其柢指南”是因为含有Fe2O3
C.《本草纲目》中对酿酒有如下记载:“……大麦蒸熟,和曲酿瓮中七日,以甑蒸取。其清如水,味极浓烈……”。其中用到的操作为蒸馏
D.战国时期《周礼·考工记》中记载:“以涚水沤其丝”。涚水为草木灰的水浸液,内含大量的KOH
2.合金在日常生产生活中的应用非常广泛、以下说法正确的是( )
A.铝是地壳中含量最高的金属元素,铝合金也是用量最大、用途最广的合金
B.稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,一共包含17种元素
C.铁合金中,高碳钢的含碳量是最高的
D.喷气式飞机的发动机叶片是由镍钴合金制成的,主要利用其密度小的性质
3.下列说法不正确的是( )
A.氢氧化铝具有较高的熔点和沸点,常用于制造耐火材料
B.过氧化钠在呼吸面具或潜水艇中可作为氧气的来源
C.氯化铁溶液在工业上可作为制作印刷电路板的“腐蚀液”
D.碳酸钠和碳酸氢钠溶液均显碱性,可用作食用碱或工业用碱
4.下列物质中,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的有( )
①Na ②Na2CO3 ③Al2O3 ④NaHSO4
⑤NaHCO3 ⑥(NH4)2CO3
A.①③④⑤⑥
B.①③⑤⑥
C.②③⑤⑥
D.①②③⑤
5.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.无色透明溶液中:N、K+、Mn、S
B.含有Fe3+的溶液中:Cl-、SCN-、Cu2+、Na+
C.使石蕊溶液变红的溶液中:I-、S、Fe2+、Al3+
D.室温下,与Al能反应放出H2的溶液中:Fe3+、Mg2+、S、Cl-
6.下列离子方程式书写正确的是( )
A.Fe3O4溶于过量稀硝酸中:Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O
B.氯气通入澄清石灰水中:Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
C.氢氧化铝溶于盐酸:OH-+H+H2O
D.将铜粉加入氯化铁溶液中:2Fe3++3Cu2Fe+3Cu2+
7.类推是化学学习和研究常用的重要思维方法,但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。根据你所掌握的知识,判断下列类推结论中正确的是 ( )
A.Mg燃烧不能用CO2灭火,故Na燃烧也不能用CO2灭火
B.Al在空气中易形成致密的氧化层,故Fe在空气中也易形成致密的氧化层
C.Al在O2中燃烧生成Al2O3,故Fe在O2中燃烧生成Fe2O3
D.碱性氧化物是金属氧化物,故酸性氧化物一定是非金属氧化物
8.铁、铝各1 mol 组成的混合物溶于一定量的盐酸,恰好完全反应后,再加入4 mol Na2O2固体使之充分反应,最终产物是( )
A.Fe(OH)3、Na[Al(OH)4]、NaCl、NaOH
B.Fe(OH)2、Al(OH)3、AlCl3、NaCl
C.Fe(OH)2、Na[Al(OH)4]、NaCl、NaOH
D.Fe(OH)3、Al(OH)3、Na[Al(OH)4]、NaCl
9.验证FeSO4的性质,进行如下实验。
实验
序号
验证性质
实验装置
试剂X
实验现象
①
能与某些盐反应
BaCl2
溶液
产生白色沉淀
②
能与碱反应
NaOH
溶液
产生白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,一段时间后变成红褐色
③
具有氧化性
锌粒
锌粒表面变黑,溶液浅绿色褪去
④
具有还原性
KSCN溶
液、氯水
滴加KSCN溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色
下列关于该实验的说法不正确的是( )
A.①中产生白色沉淀的原因:Ba2++S BaSO4↓
B.②中沉淀变成红褐色的原因:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
C.③中用镁条(已打磨)替换锌粒,也可以证明FeSO4具有氧化性
D.④中调换试剂的加入顺序,也可以证明FeSO4具有还原性
10.利用废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)制明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的一种工艺流程如图:
铝箔 甲溶液
Al(OH)3 乙溶液 明矾
下列说法中,不正确的是( )
A.①中加NaOH溶液,发生反应的离子方程式是2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑
B.操作a是过滤
C.乙溶液中含有的离子是Al3+、S
D.由④可推测,室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度
11.如图为探究氯气与铁反应并验证产物的微型封闭实验装置。下列说法错误的是( )
A.滴入浓盐酸,发生的离子反应为ClO-+Cl-+2H+ Cl2↑+H2O
B.若铁丝用量过大,可能会导致有FeCl2生成
C.当H管中充满红棕色烟时,拉注射器3,KSCN溶液变红,则说明生成了FeCl3
D.气球有调节反应装置气压和收集过量Cl2的作用
12.科学家研制出了一种在催化剂作用下用H2处理酸性废水中N的方法,该过程的反应原理如图所示(NA为阿伏加德罗常数的值)。下列说法正确的是( )
A.反应过程中需要不断补充Fe3O4
B.该过程中每消耗1 mol H2,同时生成个N2
C.处理过程中的催化剂只有Pd
D.处理后的废水酸性增强
13.向500 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉,充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉的质量的关系如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列说法中正确的是( )
A.AB段发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+ Fe2++Cu
B.A点溶液中的金属阳离子为Fe2+、Fe3+
C.原溶液中Fe2(SO4)3与CuSO4的物质的量浓度之比为2∶1
D.C点溶液中溶质的物质的量浓度为0.5 mol/L
14.取一定体积的两种试剂进行反应,改变两种试剂的滴加顺序(试剂浓度均为0.1 mol/L),反应现象、产物均没有明显差别的是( )
选项
试剂①
试剂②
A
氯水
FeI2溶液
B
NaOH溶液
Al2(SO4)3溶液
C
FeSO4溶液
酸性KMnO4溶液
D
KSCN溶液
FeCl3溶液
15.现有部分被氧化的Fe、Cu混合物(氧化物为Fe2O3、CuO)样品共5.6 g,经如下处理:
下列说法错误的是( )
A.V=672
B.滤液A中的阳离子为Fe2+、H+
C.样品中氧元素的物质的量为0.01 mol
D.溶解样品的过程中消耗硫酸的总物质的量为0.05 mol
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(11分)合金是重要的金属材料。
(1)下列物品所使用的主要材料属于合金的是 (填字母)。
A.青花瓷瓶
B.橡胶充气艇
C.不锈钢锅
(2)生铁是常用的合金,生铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(3)黄铜是铜锌合金,将纯铜片和黄铜片互相刻画(如图所示),纯铜片上留下明显的刻痕,说明 。
(4)黄铜渣中约含Zn 7%、ZnO 31%、Cu 50%、CuO 5%,其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌,其主要流程如图(杂质不溶于水、不参与反应):
①Ⅱ中反应的化学方程式为 。
②下列说法正确的是 (填字母)。
a.Ⅰ、Ⅱ中的操作均包含过滤
b.溶液A中ZnSO4的质量大于CuSO4
c.溶液A的质量小于溶液B
d.溶液C中溶质的质量分数小于溶液B
17.(14分)A常温常压下为无色液体,B、C是无色无味的气体,M、R是两种常见的金属,且M是地壳中含量最多的金属元素的单质,T是淡黄色固体,E是具有磁性的黑色晶体,G和H组成元素相同。各物质在一定条件下有如下转化关系。
(1)物质T的电子式为 。16.8 g R与足量的A反应生成E和B转移的电子数目为 (设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)D和M在溶液中反应生成B的离子方程式为 。
(3)G向H转化的实验现象为 。
(4)T和F反应生成C、H和一种盐,其化学方程式为 。
(5)若向E和R的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448 mL(标准状况)气体。若用足量的CO在高温下还原相同质量的上述混合物,得到的固体质量为 g。
18.(16分)实验小组用如图装置探究Cl2、Fe3+、I2的氧化性强弱(夹持装置和加热装置已省略,气密性已检验)。
已知:淀粉溶液遇I2变蓝。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹K1和K2,通入一段时间N2,再将导管插入B中,继续通入N2一段时间,然后夹紧K1;
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量浓盐酸后关闭活塞a,给A加热;
Ⅲ.当B中的溶液变为黄色时,停止加热,夹紧K2;
Ⅳ.打开活塞b,将少量B中溶液滴入C中,关闭活塞b。
(1)操作Ⅰ中通入一段时间N2的目的是 。
(2)浸有NaOH溶液的棉花的作用是 。
(3)B中溶液变黄说明氧化性Cl2>Fe3+,反应的离子方程式是 。
(4)为探究Fe3+和I2的氧化性强弱,甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,并检测B中黄色溶液和C中混合溶液中的部分微粒,结果如表所示(忽略空气中O2的影响)。
B中部分微粒
C中部分微粒
甲
既有Fe3+又有Fe2+
有I2
乙
有Fe3+无Fe2+
有I2
丙
有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
①检验B中黄色溶液中含有Fe3+的试剂是 。
②进一步检验I2的实验操作及现象是 。
③能证明该实验条件下氧化性Fe3+>I2的有 (填“甲”“乙”或“丙”)。不能证明的请说明理由: 。
19.(14分)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌做还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)d中析出砖红色沉淀,为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗涤、干燥。
(3)Cr2+也可用锌粒还原K2Cr2O7制备,写出反应的离子方程式: 。
(4)该实验中盐酸必须适量,不能过量的原因是 。
(5)该制备实验能否成功的关键是排除O2的干扰,下列关于O2的存在及如何消除O2对实验的影响均正确的是 (填字母)。
选项
O2的存在
消除O2的方法
A
溶液中溶解有O2
配制溶液所使用的蒸馏水煮沸后在空气中自然冷却
B
装置中的空气含有O2
利用生成的氢气将装置中的空气排尽
C
外界空气进入制备装置
将锥形瓶d用下列装置替换
(6)某实验小组设计如下改进装置制备醋酸亚铬晶体,改进后的优点是 (答一点即可)。
第三章 综合检测
1.C 利用赭石来着色,可知其主要成分为Fe2O3,A错误;“杓”的主要成分是Fe3O4,B错误;涚水为草木灰的水浸液,内含大量的K2CO3,D错误;故选C。
2.B 铝是地壳中含量最高的金属元素,而钢是用量最大、用途最广的合金,A错误;稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,包含元素周期表中的镧系元素和钪、钇,共十七种元素,B正确;铁合金中,生铁的含碳量高于钢,C错误;喷气式飞机的发动机叶片是由镍钴合金制成的,主要利用其耐高温、硬度大的性质,D错误。
3.A 氢氧化铝不稳定,受热易分解,常用Al2O3制造耐火材料,A不正确;过氧化钠能分别与二氧化碳、水反应放出氧气,其可在呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源,B正确;用覆铜板制作印刷电路板时,可利用FeCl3溶液做“腐蚀液”,反应为2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2,C正确;碳酸钠和碳酸氢钠的溶液均显碱性,可用作食用碱或工业用碱,D正确。
4.B ①Na能与盐酸反应,也能与氢氧化钠溶液中的水反应;②Na2CO3是弱酸的正盐,与氢氧化钠溶液不反应;③Al2O3是两性氧化物,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应;④NaHSO4与盐酸不反应,能与氢氧化钠溶液反应;⑤NaHCO3是弱酸的酸式盐,既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应;⑥(NH4)2CO3既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应;综上所述,①③⑤⑥符合题意,故选B。
5.C 含Mn的溶液呈紫色,A项不符合题意;SCN-与Fe3+不能大量共存,B项不符合题意;使石蕊溶液变红的溶液呈酸性,酸性溶液中I-、S、Fe2+、Al3+之间不发生反应,可以大量共存,C项符合题意;与Al能反应放出H2的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,Fe3+、Mg2+在碱性溶液中不能大量存在,D项不符合题意。
6.B 在酸性条件下,N能将Fe2+氧化为Fe3+,A项错误;书写离子方程式时,氢氧化铝不能拆分,C项错误;Fe3+与Cu反应生成Fe2+和Cu2+,D项错误。
7.A 钠燃烧生成的Na2O2能与CO2反应生成O2,Na燃烧不能用CO2灭火,故A正确;Fe在空气中反应生成Fe2O3,不是致密氧化层,故B错误;Fe在O2中燃烧生成Fe3O4,故C错误;酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7,故D错误。
8.A 铁、铝各1 mol 组成的混合物溶于盐酸恰好完全反应,生成1 mol FeCl2和1 mol AlCl3,再加入4 mol Na2O2,发生反应2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,生成8 mol NaOH和2 mol O2,2 mol NaOH与1 mol FeCl2反应生成1 mol Fe(OH)2和2 mol NaCl,1 mol Fe(OH)2再与O2、H2O反应生成1 mol Fe(OH)3沉淀,1 mol AlCl3与4 mol NaOH反应生成1 mol Na[Al(OH)4]和3 mol NaCl,还剩余2 mol NaOH,最终产物有Fe(OH)3、Na[Al(OH)4]、NaOH、NaCl,故选A。
9.D ①中产生的白色沉淀为硫酸钡,反应的离子方程式为Ba2++S BaSO4↓,A正确;氢氧化亚铁可以与空气中O2、H2O反应生成氢氧化铁,故②中沉淀变成红褐色的原因:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3,B正确;Mg、Zn金属性均大于Fe,③中用镁条(已打磨)替换锌粒,也可以证明FeSO4具有氧化性,C正确;氯气可以将亚铁离子氧化为铁离子,④中调换试剂的加入顺序,不能确定溶液中是否含有亚铁离子,不能证明FeSO4具有还原性,D错误。
归纳总结 铁元素价态变化规律
10.C 审题指导 Al能与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,而Mg、Fe不反应,以固体形式除去,则操作a是过滤;再加稀硫酸调节pH析出Al(OH)3沉淀,过滤、洗涤,向Al(OH)3沉淀中加入过量稀硫酸得到Al2(SO4)3和硫酸的混合溶液,最后加K2SO4饱和溶液结晶得到溶解度更小的明矾。
解题思路 Al与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑,A正确;操作a为过滤,B正确;乙溶液为Al2(SO4)3和硫酸的混合溶液,含有的离子有H+、Al3+、S,C错误;④是根据溶解度差异来制取明矾,即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度,D正确。
11.B 次氯酸钠与浓盐酸反应生成氯气,反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+ Cl2↑+H2O,A正确;氯气与铁在加热时反应生成氯化铁,与二者相对量的多少无关,B错误;Fe3+遇到KSCN溶液变红色,当H管中充满红棕色烟时,拉注射器3,KSCN溶液变红,则说明生成了FeCl3,C正确;氯气有毒,故连接气球可以起收集过量Cl2的作用,并可调节反应装置气压,D正确。
12.B 由题图可知,Fe3O4中的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)在不断循环,反应过程中不消耗Fe3O4,不需要补充Fe3O4,故A错误;从题图可以看出,反应物为N和H2,生成物中有N2,由得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒可得反应的离子方程式为2N+3H2+2H+N2+4H2O,每消耗1 mol H2,生成 mol N2,即 个N2,故B正确;从题图可以看出,Pd和Fe3O4都是催化剂,故C错误;根据反应的离子方程式可知,反应过程中消耗H+,且生成H2O,处理后的废水酸性减弱,故D错误。
13.A 审题指导 氧化性:Fe3+>Cu2+,铁先与Fe3+反应,A点之前无固体剩余,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+ 3Fe2+;AB段发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+ Fe2++Cu,这一阶段消耗的n(Fe)==0.02 mol,生成的n(Cu)=0.02 mol,剩余固体为铜;BC段不发生任何化学反应,剩余固体为铜和铁。
解题思路 由审题指导可知,A正确;A点时,铁与铁离子恰好完全反应,溶液中的金属阳离子为Fe2+、Cu2+,B错误;A点时消耗n(Fe3+)=×2=0.02 mol,则原溶液中Fe2(SO4)3的物质的量为0.01 mol,AB段参与反应的n(Cu2+)=0.02 mol,原溶液中CuSO4的物质的量为0.02 mol,则原溶液中Fe2(SO4)3与CuSO4的物质的量浓度之比为1∶2,C错误;C点溶液中溶质为FeSO4,根据S守恒可知,n(FeSO4)=0.01 mol×3+0.02 mol×1=0.05 mol,c(FeSO4)==0.1 mol/L,D错误。
14.D 将氯水滴入碘化亚铁溶液中,开始时氯水不足,只有碘离子被氧化为碘单质;将碘化亚铁溶液滴入氯水中,开始时氯水过量,碘离子、亚铁离子均被氧化,分别生成碘单质、铁离子,A不符合题意。将硫酸铝溶液滴入NaOH溶液中,反应生成Na[Al(OH)4],开始时无沉淀生成,随着硫酸铝溶液的不断滴入,Al3+与[Al(OH)4]-反应生成氢氧化铝白色沉淀;向硫酸铝溶液中滴入NaOH溶液,一开始就会生成氢氧化铝白色沉淀,B不符合题意。FeSO4能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,向FeSO4溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液,随着酸性高锰酸钾溶液的不断滴入,当二者恰好完全反应时,溶液逐渐由浅绿色变为黄色;向酸性高锰酸钾溶液中滴入FeSO4溶液,随着FeSO4溶液的不断滴入,二者恰好完全反应时,溶液逐渐由紫红色变为黄色,C不符合题意。KSCN与FeCl3反应生成Fe(SCN)3,KSCN溶液和FeCl3溶液滴加顺序不同,现象均为溶液变为红色,D符合题意。
15.D 审题指导 Fe2O3、CuO与硫酸反应产生Fe3+、Cu2+,氧化性:Fe3+>Cu2+>H+,可知Fe先和Fe3+发生反应,由于滤液A中不含Cu2+,且有气体生成,可推知该气体为H2,滤液A中含有亚铁离子、氢离子和硫酸根离子;得到的3.2 g滤渣为金属铜,其物质的量为0.05 mol,则样品中含有0.05 mol Cu原子;滤液A中加入足量氢氧化钠溶液,所得滤渣充分灼烧得到的3.2 g固体为Fe2O3,其物质的量为0.02 mol,则样品中含有0.04 mol Fe原子;样品中含O原子的物质的量为=0.01 mol。
解题思路 由审题指导可知,B、C正确;根据铁原子守恒可知,溶解样品过程中消耗的n(H2SO4)=n(FeSO4)=n(Fe)=0.04 mol,D错误;金属氧化物中O原子转化为水,则生成水的氢离子的物质的量为0.01 mol×2=0.02 mol,由氢原子守恒可知,生成氢气的氢离子的物质的量为0.04 mol×2-0.02 mol=0.06 mol,即生成氢气的物质的量为0.03 mol,其在标准状况下的体积为0.03 mol×22.4 L/mol=0.672 L=672 mL,A正确。
16.答案 (1)C(1分) (2)混合物(1分)
(3)黄铜的硬度比纯铜的硬度大(2分)
(4)①Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑、Zn+CuSO4ZnSO4+Cu(3分) ②abc(4分)
解题思路 (4)①黄铜渣中加入过量稀硫酸后,所得溶液为H2SO4、CuSO4、ZnSO4的混合液,加入过量锌,发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑、Zn+CuSO4ZnSO4+Cu。②由题给流程可知,操作Ⅰ是为了除去铜和杂质,操作Ⅱ是为了除去剩余锌和置换出的铜,都需要用到过滤操作,a正确;铜和稀硫酸不反应,CuO的含量偏低,故溶液A中硫酸锌的质量大于硫酸铜,b正确;溶液A中加入锌后,Zn与H2SO4、CuSO4反应,由于M(Zn)>M(Cu)>M(H2),故溶液A的质量小于溶液B,c正确;溶液C为饱和溶液,溶质质量分数达到同温度下的最大值,d错误。
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1) 0.8NA
(2)2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
(4)4Na2O2+4FeCl2+6H2O 8NaCl+4Fe(OH)3+O2↑(3分)
(5)2.8(3分)
审题指导 A常温常压下为无色液体,B、C是无色无味的气体,B、C两种气体反应生成A,则A是H2O,B、C各为H2、O2中的一种;T是淡黄色固体,能够与水发生反应,则T是Na2O2,Na2O2与H2O反应生成NaOH、O2,则C是O2,D是NaOH,B是H2;M是地壳中含量最多的金属元素的单质,则M是金属Al;E是具有磁性的黑色晶体,则E是Fe3O4,R能和H2O反应生成Fe3O4、H2,则R是Fe;Fe3O4中先加入盐酸,再加入足量Fe,反应生成的F是FeCl2,FeCl2与NaOH反应生成的G是Fe(OH)2,H和G组成元素相同,且G能转化为H,则H是Fe(OH)3。
解题思路 (1)T是Na2O2,是由钠离子和过氧根离子构成的,电子式为;Fe与H2O发生反应:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,反应中氢元素化合价由+1变为0,电子转移关系为3Fe~4H2~8e-,16.8 g铁的物质的量为0.3 mol,完全参与反应转移的电子数目为0.8(2)铝和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠、氢气,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑。(3)Fe(OH)2可被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,现象为白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。(4)过氧化钠具有强氧化性,会氧化二价铁为三价铁,Na2O2与FeCl2发生反应,生成O2、Fe(OH)3和一种盐,根据原子守恒可知,该盐是NaCl,则该反应的化学方程式为4Na2O2+4FeCl2+6H2O 8NaCl+4Fe(OH)3+O2↑。(5)向Fe3O4和Fe的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,并放出448 mL(标准状况)气体,气体为铁和盐酸反应生成的氢气,氧化性:Fe3+>H+,生成氢气说明得到的溶液中溶质为FeCl2,根据氯原子守恒可知,FeCl2的物质的量为=0.05 mol,根据铁原子守恒可知,混合物中Fe原子的物质的量为0.05 mol,若用足量的CO在高温下还原相同质量的上述混合物,得到的固体为铁单质,质量为0.05 mol×56 g/mol=2.8 g。
18.答案 (除标注外,每空2分)
(1)排出装置中空气,避免影响实验
(2)吸收多余的氯气
(3)Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-
(4)①KSCN溶液 ②取少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝(3分) ③甲、丙 乙中B中溶液不含Fe2+,则B中溶液可能溶有过量的Cl2,Cl2和Fe3+均能将I-氧化为I2,C中有I2生成不能证明氧化性Fe3+>I2(3分)
解题思路 (1)Fe2+可被空气中的O2氧化,通入一段时间N2可以排出装置中空气,避免影响实验。(2)浸有NaOH溶液的棉花是为了吸收多余的氯气。(3)B中溶液变黄说明氧化性Cl2>Fe3+,反应的离子方程式是Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-。(4)①向溶液中加入KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中含有Fe3+。②取少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有I2生成。③甲中B中溶液有Fe2+,说明氯气不足,有I2生成,说明是Fe3+将I-氧化为I2,能证明氧化性Fe3+>I2;乙中B中溶液不含Fe2+,则B中溶液可能溶有过量的Cl2,Cl2和Fe3+均能将I-氧化为I2,C中有I2生成不能证明氧化性Fe3+>I2;丙中B中溶液无Fe2+,C中溶液有Fe2+,说明Fe3+被I-还原为Fe2+,同时生成I2,能证明氧化性Fe3+>I2。
19.答案 (1)分液漏斗(1分)
(2)冰浴冷却(2分) 过滤(1分)
(3)4Zn+Cr2+14H+ 4Zn2++2Cr2++7H2O(3分)
(4)盐酸过量,会溶解醋酸亚铬,不利于醋酸亚铬的生成(2分)
(5)C(3分)
(6)可防止外界空气进入制备装置将产品氧化(答案合理即可,2分)
审题指导 实验时,先关闭K3,打开K1、K2,让锥形瓶c内锌粒分别与盐酸、氯化铬发生反应,生成的氢气可排尽锥形瓶c内的空气,保护Cr2+不被氧化;然后关闭K1、K2,打开K3,利用反应产生的H2将锥形瓶c内的溶液压入锥形瓶d内,使醋酸钠与CrCl2发生反应,从而制得醋酸亚铬。
解题思路 (2)醋酸亚铬难溶于冷水,为使沉淀充分析出并分离,需降低醋酸亚铬的溶解度,可采用的操作是冰浴冷却、过滤、洗涤、干燥。(3)用锌粒还原K2Cr2O7制备Cr2+,反应的离子方程式为4Zn+Cr2+14H+ 4Zn2++2Cr2++7H2O。(4)醋酸亚铬易溶于酸,该实验中盐酸必须适量,否则混合液被压入锥形瓶d内后,会造成醋酸亚铬的溶解,不利于醋酸亚铬的生成。(5)配制溶液所使用的蒸馏水煮沸后在空气中自然冷却,则在蒸馏水冷却过程中,又会溶解空气中的O2,A不正确;利用生成的氢气只能将锥形瓶c中的空气排尽,不能排尽锥形瓶d中的空气,因为反应生成的H2无法进入锥形瓶d,且锥形瓶d是敞口容器,B不正确;在制备装置后面再增加一个洗气瓶,可防止空气中的O2进入制备装置内,C正确。(6)改进后的装置,既能排尽甲、乙装置内的空气,丙装置中的水又可防止外界空气进入乙装置内,从而防止醋酸亚铬被氧化。
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