内容正文:
第三章 物质的性质与转化(期末复习讲义)
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明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
亚铁盐和铁盐的性质
考查亚铁盐和铁盐组成及常见物质的性质等
Fe2+、Fe3+的检验方法
考查Fe2+、Fe3+的检验及除杂方法
铁单质及其氧化物
考查铁与水蒸气的反应、铁的氧化物的性质等
铁的氢氧化物
考查Fe(OH)2和Fe(OH)3的对比以及铁的氢氧化物的制备
铁及其化合物之间的转化
考查铁及其化合物的“价-类”二维图
硫单质
考查硫的性质,尤其是氧化性和还原性
二氧化硫的性质
考查常见物质的漂白原理、SO2和CO2的性质比较
硫酸及硫酸盐
考查浓硫酸的主要性质、浓硫酸和稀硫酸的区别及其硫酸根的检验
、
自然界中氮的循环
考查氮的价类二维图、氮的循环、氮的固定等
氮的氧化物
考查NO、NO2的性质比较、氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析
氨气
考查氨气的性质及用途
铵盐
考查铵盐的性质
氨的实验室制法
考查氨的实验室制法
硝酸
考查硝酸的性质,人类活动对氮循环和环境的影响
要点01 铁元素的含量和存在形态
1、铁元素的含量:铁元素在地壳中的含量处于第四位,铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。
2、铁元素的存在形态
(1)游离态:存在于陨铁中。
(2)化合态:主要以+2、+3价铁的化合物存在。如黄铁矿(FeS2)、赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。
3、日常生活用品中含铁元素的物质
(1)铁锅的主要成分铁单质;
(2)补铁保健品中含亚铁盐;
(3)粉刷墙壁的红色涂料中含Fe2O3;
(4)激光打印机的墨粉中含Fe3O4。
4、铁及其化合物价态和类别的关系
要点02 亚铁盐和铁盐的性质
1、亚铁盐和铁盐组成及常见物质
物质
亚铁盐
铁盐
组成
含有Fe2+的盐
含有Fe3+的盐
常见物质
FeSO4·7H2O、FeCl2等,其水溶液呈浅绿色
FeCl3·6H2O、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等,其水溶液呈黄(或棕黄)色
2、实验探究
(1)知识支持:Fe3+和KSCN溶液反应,溶液显血红色,离子方程式:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
(2)可供选择的试剂:FeSO4溶液、FeCl3溶液、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KSCN(硫氰酸钾)溶液、KI溶液、淀粉溶液、铁粉、锌片、铜片。
[实验1] 探究Fe3+的性质
实验操作
实验现象
离子方程式
与碱反应
产生红褐沉淀
Fe3++3OH-=== Fe(OH)3↓
氧化性
加入KSCN溶液,溶液变为血红色,再加入足量铁粉,振荡,溶液变为浅绿色
2Fe3++Fe===3Fe2+
加入KSCN溶液,溶液变为血红色,再加入足量铜片,振荡,溶液变为蓝色
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+
无色溶液变为浅绿色
2Fe3++2I-===2Fe2++I2
[实验2] 探究Fe2+的性质
实验操作
实验现象
离子方程式
与碱反应
慢慢挤入NaOH溶液,生成白色沉淀
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
还原性
加入KSCN溶液,无明显现象,滴加氯水后,溶液呈血红色
2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-、
Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
溶液由紫红色变为棕黄色
5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
氧化性
溶液由浅绿色变为无色
Zn+Fe2+===Fe+Zn2+
归|纳|总|结
1、Fe2+既有氧化性又有还原性
如2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Zn+Fe2+===Fe+Zn2+。
2、Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为+2价的亚铁离子或0价的铁
如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
要点03 Fe2+、Fe3+的检验方法
1、Fe2+ 和Fe3+的检验
离子
方法
现象
Fe2+
加入NaOH溶液
先生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色沉淀
先加入KSCN溶液,再加氯水
加入KSCN溶液不变色,再加氯水,溶液变红色。
加入铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]溶液
产生蓝色沉淀
Fe3+
加入NaOH溶液
生成红褐色沉淀
先加入KSCN溶液
溶液变红
2、含Fe2+、Fe3+的除杂问题
主要成分
杂质
除杂方法
FeCl3(aq)
FeCl2(aq)
加入氯水或H2O2
FeCl2(aq)
FeCl3(aq)
加过量铁粉后过滤
FeCl2(aq)
CuCl2(aq)
加过量铁粉后过滤
归|纳|总|结
1、如何检验氯化亚铁溶液中是否含有氯化铁?
取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,则说明氯化亚铁溶液中含有氯化铁。
2、如何检验氯化铁溶液中是否含有氯化亚铁?
取少量溶液于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,如果酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去,则证明含有氯化亚铁。
要点04 铁单质
1、铁的物理性质
色、态
密度
熔点
抗腐蚀性
导热性、延展性
导电性
特性
银白色固体
7.86 g·cm-3
1 538 ℃
较差
良好
比铜、铝差
能被磁铁吸引
2、铁的化学性质
(1)与酸反应生成氢气:与盐酸、硫酸反应的离子方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
(2)与某些盐溶液发生置换反应:与硫酸铜溶液反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu。
(3)与非金属反应
①与氧气反应:3Fe+2O2Fe3O4。
②与氯气反应:2Fe+3Cl22FeCl3。
(4)铁与水的反应:
①铁与冷水或热水不反应。
②铁与水蒸气的反应。
实验装置
实验现象
试管内得到黑色固体;用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声
实验结论
铁与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
注意事项
湿棉花的作用:提供水蒸气;肥皂液的作用:收集氢气
归|纳|总|结
如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态?
提示:取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。
要点05 铁的氧化物
1、铁的氧化物的物理性质及用途
名称
氧化亚铁
三氧化二铁
四氧化三铁
化学式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
铁红
磁性氧化铁
铁元素的化合价
+2
+3
+2、+3
颜色、状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色固体 (具有磁性)
溶解性
都不溶于水
用途
用作色素
用作油漆、涂料、油墨的红色颜料
磁性材料
2、铁的氧化物的化学性质:
(1)从物质类别角度,铁的氧化物都能和酸反应生成相应的盐和水。写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式:
①FeO:FeO+2H+===Fe2++H2O;
②Fe2O3:Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O ;
③Fe3O4:Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O 。
(2)从化合价角度,铁的氧化物都具有氧化性,其中FeO中Fe元素的化合价为+2价,化合价还可以升高,具有还原性。
①FeO不稳定,在空气中受热被氧化生成Fe3O4,FeO在反应中表现还原性。
②铝热反应
实验装置
实验现象
a、镁条剧烈燃烧,并发出耀眼白光。
b、三氧化二铁与铝粉剧烈反应,放出大量的热,火星四射。
c、纸漏斗下面被烧穿,有红热熔融物落入蒸发皿中。
d、熔融物冷却后变黑,能被磁铁吸引
实验结论
铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应,置换出铁。反应的化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,Fe2O3在反应中表现氧化性
归|纳|总|结
1、铝热剂:铝粉与难熔金属氧化物的混合物。
2、铝热反应:铝与某些难熔金属氧化物在高温条件下发生的置换反应。
3、铝热反应的原理:利用金属铝的强还原性,铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应,产生大量的热。
4、铝热反应的应用:铝与三氧化二铁反应放出大量的热,该反应用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。
要点06 铁的氢氧化物
1、铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色和溶解性
白色固体,不溶于水
红褐色固体,不溶于水
稳定性
在空气中易转化为Fe(OH)3
受热易分解:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
与盐酸反应(离子方程式)
Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
制备
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
转化
化学方程式
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
现象
白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
2、铁的氢氧化物的制备
在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液。
FeCl3溶液
FeSO4溶液
加入NaOH溶液后的现象
产生红褐色沉淀
生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
离子方程式
Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
归|纳|总|结
防止Fe(OH)2被氧化的方法
1、将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶液中的氧气。
2、将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部,并慢慢挤出NaOH溶液。
3、在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。
4、在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。
要点07 铁及其化合物之间的转化
1、铁及其化合物的“价-类”二维图(写出对应的化学方程式及其反应类型)
①Fe+2H+===H2↑+Fe2+(氧化还原反应)
②3Fe+2O2Fe3O4(氧化还原反应)
③3CO+Fe2O32Fe+3CO2(氧化还原反应)
④FeO+2H+===Fe2++H2O (复分解反应)
⑤Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O (复分解反应)
⑥Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(复分解反应)
⑦4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3(氧化还原反应)
⑧Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O (复分解反应)
⑨2Fe3++Fe===3Fe2+(氧化还原反应)
⑩2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-(氧化还原反应)
⑪Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(复分解反应)
⑫Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O (复分解反应)
2、铁及其化合物之间存在两种转化关系
含有相同价态铁元素的物质之间的转化,可借助复分解反应实现;含有不同价态铁元素的物质之间的转化,可借助氧化还原反应实现。
归|纳|总|结
集成电路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。印刷电路板的原材料是覆铜板,制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”。
1、用化学方程式解释FeCl3溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板。
提示:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。
2、由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能写出其化学方程式吗?
提示:FeCl2+Zn===ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
要点08 铁及其化合物之间的转化应用
1、实现Fe、Fe2+、Fe3+之间转化的反应物
列举①~⑥实现对应转化的反应物:
①I2、S、H+、Cu2+、Fe3+等;
②Cl2、O2、HNO3、KMnO4(H+)等;
③Zn、CO、H2、C、Al等;
④Cl2、O2、HNO3、KMnO4(H+)、H2O2等;
⑤Fe、Cu、I-、S2-、H2S等;
⑥C、CO、H2、Al等。
2、含铁物质的分离与提纯
主要物质
杂质
除杂方法
反应原理
Fe2+
Fe3+
加过量铁粉后过滤
Fe+2Fe3+3Fe2+
FeCl3
FeCl2
加氯水或H2O2
2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
或2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
Fe2+
Cu2+
加过量铁粉后过滤
Cu2++FeFe2++Cu
3、亚铁盐的保存
保存亚铁盐溶液应加入少量铁屑或铁粉,目的是防止Fe2+被空气中的氧气氧化:Fe+2Fe3+===3Fe2+。
利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
4、铁及其化合物的制备
例如,无水FeCl3可用铁屑和Cl2直接作用制得:2Fe+3Cl22FeCl3。
归|纳|总|结
教材P88“如铁及其化合物的制备、亚铁盐溶液的保存等”实验室中如何保存硫酸亚铁?
提示:为了防止亚铁离子被氧化、在配制硫酸亚铁时需要加入少量的铁粉。
要点09 硫单质
1、物理性质
同素异形体
俗名
颜色
状态
溶解性
熔沸点
斜方硫单斜硫
硫黄
淡黄色
固体
不溶于水,微溶于酒精,易溶CS2
较低
2、同素异形体:由同一种元素组成的性质不同的单质叫同素异形体,化学性质相同,物理性质有差异,
如正交硫和单斜硫,金刚石、石墨和C60,O2和O3,红磷和白磷。
3、硫的化学性质
(1)与变价金属反应Fe:Fe+SFeS;Cu:2Cu+SCu2S。
硫单质与变价金属反应生成低价的金属硫化物,而氯气与变价金属反应生成高价的金属氯化物,说明S的氧化性比Cl2弱。
(2)与非金属H2反应:H2+SH2S。
(3)与氧化剂反应
①与强氧化剂反应,如浓硫酸:S+2H2SO4(浓) 3SO2↑+2H2O。
②O2:S+O2SO2。
(4)与热的强碱反应(如NaOH溶液):3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
4、用途
(1)制造硫酸、硫化橡胶;(2)黑火药、焰火、火柴;(3)农药(石灰硫黄合剂);(4)医药(硫黄软膏)。
5、硫单质的氧化性和还原性
硫单质中硫元素化合价为0,在化学反应中,化合价既可以升高又可以降低,表现出还原性和氧化性。
(1)表现还原性
当硫与氧化性较强的物质反应时,通常失电子,化合价升高,表现一定的还原性,如S+O2SO2。
(2)表现氧化性
①当硫与H2、部分金属等还原性较强的物质反应时,通常得电子,化合价降低,表现氧化性,如:
S+H2H2S,S+2CuCu2S,S+Hg===HgS。
②在黑火药爆炸的反应中,硫的化合价降低,表现氧化性,化学方程式为:
S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑。
(3)既表现氧化性又表现还原性
硫与热的碱溶液反应时,既表现氧化性,又表现还原性,如3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。
归|纳|总|结
1、在黑火药爆炸反应S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑中→K2,KO3→2,→O2,
S和KNO3做氧化剂,C做还原剂
2、由于S的氧化性不很强,与变价金属反应,产物中金属元素显低价态。
要点10 二氧化硫的性质
1、物理性质
颜色
气味
密度
毒性
状态
溶解性
无色
刺激性
>ρ空气
有毒
气态
易溶于水
2、二氧化硫性质探究
实验操作
实验现象
溶液红色变浅,有白色沉淀生成
溶液褪色,加热后溶液颜色恢复红色
实验结论
SO2属于酸性氧化物
SO2具有漂白性,能与品红生成无色化合物,但生成的化合物不稳定
3、常见物质的漂白原理:HClO、Na2O2、O3、H2O2、SO2、活性炭的漂白性比较:
用于漂白的物质
实际参与漂白的物质
漂白原理
变化类别
漂白特点
能漂白的物质
活性炭
活性炭
吸附漂白
物理变化
物理漂白不可逆
一般用于溶液漂白
Cl2
HClO
利用HClO的强氧化性进行漂白
化学变化
氧化还原漂白,不可逆
可以漂白所有有机色质
次氯酸盐
HClO
Na2O2
H2O2
H2O2的强氧化性
化学变化
氧化还原漂白,不可逆
可以漂白所有有机色质
H2O2
SO2
SO2
SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质
化学变化
非氧化还原漂白,可逆
具有选择性,如品红、棉、麻、草等
4、SO2和CO2的性质比较
SO2
CO2
物
理
性
质
颜色气味
无色、刺激性气味
无色无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
易溶,常温常压下1:40
微溶,常温常压下1:1
与水反应
SO2+H2O=H2SO3
CO2+H2O=H2CO3
与碱反应
通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O
CaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)2
通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
化
学
性
质
氧化性
SO2+2H2S=3S↓+2H2O
CO2+C=2CO
还原性
能被高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化
无
漂白性
能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色
无
对环境的影响
形成酸雨,直接危害人体健康
引起温室效应
要点11 硫酸及硫酸盐
1、浓硫酸的主要性质
物理性质
纯净的硫酸是无色黏稠状液体,沸点高,难挥发,密度大于水(98%的浓H2SO4的密度为1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的热
化学性质
吸水性
常用作
干燥剂
能干燥
H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能
干燥
碱性气体,如 NH3等
还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等
脱水性
能按水的元素组成质量比脱去纸屑、棉花所含有机化合物中的氢、氧元素,使这些有机化合物炭化
强氧
化性
与活泼金属反应
2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
与非金属反应
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
2、浓硫酸和稀硫酸的区别
浓硫酸
稀硫酸
物理
性质
加水
放出大量热
无明显变化
状态
油状液体
液态
密度
ρ(浓H2SO4)>ρ(稀H2SO4)
化学
性质
铁片
无明显变化(钝化)
铁片逐渐溶解,
并产生无色气体
铜片(加热)
铜片溶解,产生无色气体
不反应
白纸
变黑
无明显变化
胆矾
蓝色变白
胆矾溶解形成蓝色溶液
3、S的检验
(1)正确操作
被检液无明显现象有白色沉淀有S
(2)杂质离子的干扰
①Ag+干扰
盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-AgCl↓。
②C、S、P干扰
因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中(如BaCO3+2H+H2O+CO2↑+Ba2+)。因此检验S时,必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。
要点12 自然界中氮的循环
1、自然界中的氮循环
(1)氮元素的存在:在自然界中的存在形式有游离态和化合态。
(2)自然界中氮的循环
(3)人类活动对自然界中的氮循环的影响
①氮气―→氮肥、硝酸等含氮化合物;
②氮氧化物参与氮的循环。
2、氮的价类二维图
3、氮的固定
(1)含义:将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定。
(2)分类
氮的固定
4、氮气的性质
(1)物理性质:
颜色
状态
气味
密度
溶解性
无色
气体
无味
与空气接近
难溶于水
(2)化学性质:氮气的化学性质不活泼,通常很难与其他物质发生反应。
①还原性:与O2反应产生NO。N2+O22NO。
②氧化性:与H2反应生成NH3;反应方程式:N2+3H22NH3
③N2与Mg的反应(表现出氧化性):化学方程式为N2+3MgMg3N2
要点13 氮的氧化物
1、NO、NO2的性质比较
物质
NO
NO2
色、态、味、毒性
无色、无味、有毒气体
红棕色、有刺激性气味、有毒气体
水溶性
不溶于水
易溶于水
与氧气反应
2NO+O22NO2
不反应
与水反应
不反应
3NO2+H2O
2HNO3+NO(自身氧化还原)
与氧气、水同时作用
4NO+3O2+2H2O4HNO3
4NO2+O2+2H2O4HNO3
氧化性
有氧化性,但通常情况下表现出还原性
强氧化性,在溶液中生成硝酸,能氧化S2-、I-、Fe2+等离子
对环境的影响
有毒,大气污染物之一
有毒,大气污染物之一
2、氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时,可根据反应3NO2+H2O2HNO3+NO,利用气体体积的变化差值进行计算。
(2)NO2和O2的混合气体溶于水时,根据反应4NO2+O2+2H2O4HNO3:
当V(NO2)∶V(O2)=4∶1时,恰好反应,无剩余气体;
当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时,剩余氧气;
当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时,NO2过量,剩余气体为NO,且体积为过量NO2体积的1/3。
(3)NO和O2同时通入水中,此时的反应为4NO+3O2+2H2O4HNO3:
当V(NO) ∶V(O2) =4∶3时,恰好反应,无剩余气体;
当V(NO)∶V(O2)<4∶3时,剩余氧气;
当V(NO)∶V(O2)>4∶3时,剩余NO。
(4)规律延伸:将方程式4NO2+O2+2H2O4HNO3与4NO+3O2+2H2O4HNO3相加可以得到方程式NO2+NO +O2+H2O2HNO3,由此可知NO、NO2、O2等体积混合时恰好能被水完全吸收,但混合气体能被水完全吸收时三者不一定是等体积,其实只需要将混合气体的O2分为两部分,一部分恰好与NO反应,另一部分恰好与NO2反应即可。
归|纳|总|结
NO、NO2均不属于酸性氧化物。酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物,而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。NO不能与碱反应,NO2与NaOH溶液的反应为2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。但由于生成的不是相应的盐,因此二氧化氮也不是酸性氧化物。
要点14 氨气
1、物理性质:无色有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气,易液化。
2、实验探究
实验装置
操作
打开止水夹,并挤压滴管的胶头
撤去玻璃片
现象
烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成红色喷泉,瓶内液体呈红色
集气瓶内产生大量白烟
结论
氨极易溶于水,水溶液呈碱性
氨气与氯化氢气体反应生成白色固体
3、化学性质
化学(或离子)方程式
现象
说明
能与水反应
NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-
形成喷泉
可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
能与酸反应
HCl (挥发性酸)
HCl+NH3=== NH4Cl
产生白烟
可用浓盐酸检验氨气;氨气与不挥发性酸也反应
H2SO4 (难挥发性酸)
H2SO4+2NH3===(NH4)2SO4
无现象
能与氧气反应(催化氧化)
4NH3+5O24NO+6H2O
反应放热
是工业制HNO3的基础
能与Cl2反应
8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
产生白烟
用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
能与CuO反应
2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
黑色固体变为红色
可用排水法收集产生的N2
4、氨的用途
(1)工业上:主要应用于氮肥工业和硝酸工业。
化学氮肥
(2)生活中:NH3易液化,常用作制冷剂。
要点15 铵盐
1、铵盐
(1)物理性质
颜色
溶解性
状态
多为白色
多易溶于水
晶体
(2)化学性质
预期转化:铵盐(N)→氨气(NH3)
实验装置及操作
现象
结论
试管中固体逐渐减少,产生无色、有刺激性气味的气体,试纸变蓝
NH4HCO3分解产生NH3
试管中有无色、有刺激性气味的气体产生,试纸变蓝
NH4Cl和NaOH溶液反应生成NH3
(3)铵盐的化学性质
①不稳定性:铵盐受热易分解,碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式为
NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O、NH4ClNH3↑+HCl↑。
②与碱反应:铵盐与碱反应产生氨气,这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为
NH+OH-NH3↑+H2O。
要点16 氨的实验室制法
1、反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
2、验满方法:使湿润的红色石蕊试纸立即变蓝。
3、实验室快速制取氨气的方法
(1)加热浓氨水制氨,利用NH3·H2OH2O+NH3↑。其装置如图甲所示。
(2)浓氨水与生石灰:利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热,使NH3逸出。其装置如图乙所示。
(3)浓氨水和固体NaOH:利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质,使NH3逸出。
4、氨气的干燥装置
由于氨是一种碱性气体,通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸等酸性干燥剂和无水氯化钙干燥(氨气与氯化钙反应)。
5、尾气处理
多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气,在尾气吸收时要防止倒吸,常采用的装置有:
要点17 硝酸
1、物理性质
颜色
状态
气味
密度
特性
无色
液态
刺激性
ρHNO3>ρH2O
易挥发
2、硝酸的化学性质
(1)酸的通性:硝酸在水溶液中可以电离出H+,具有酸的通性,电离方程式:HNO3===H++NO。
(2)不稳定性
①不稳定性:浓硝酸受热或见光易分解,化学方程式为4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。
②保存方法:保存在棕色试剂瓶里,放置在阴凉处。
(3)强氧化性
①硝酸能与除铂、金、钛以外的大多数金属反应,如:Cu、Ag等
Cu与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
②使金属钝化:常温下,浓硝酸可使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而钝化。
③浓硝酸在加热条件下,能与碳单质发生氧化还原反应。
化学方程式为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
3、人类活动对氮循环和环境的影响
(1)以NO和NO2为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的重要原因。
(2)汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒烟雾,称为光化学烟雾。
(3)水体中过量的氮会对水体造成污染,当进入水体的氮元素的含量增大时,会造成水体的富营养化,导致藻类“疯长”并迅速地覆盖在水面上。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。
(4)减少人类活动对氮循环和环境的影响措施
①控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量。
②增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力。
(5)常见的环境污染
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2的含量不断增加
全球变暖,冰雪融化
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
土壤、湖泊酸化,腐蚀建筑物
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长,降低大气能见度
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使水体富营养化
藻类过度繁殖,水质恶化,海水中为赤潮,淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用,任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
题型01 铁及铁元素的存在
【典例1】(24-25高一上·广东广州·期末)下列叙述正确的是
A.红热的铁与水蒸气反应,有红色固体生成
B.将钠粒投入水中,钠在水面游动,溶液变红色
C.将打磨过的铝片放入NaOH溶液中,一段时间后才产生气泡
D.向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水,振荡后溶液变成棕黄色
【答案】D
【详解】A.红热的铁与水蒸气反应生成Fe3O4是黑色固体,而非红色固体,A项错误;
B.钠与水反应生成NaOH和H2,溶液呈强碱性但不会自发变红,需加入无色酚酞溶液作指示剂,B项错误;
C.打磨后的铝片已去除氧化膜,与NaOH溶液反应应迅速产生H2气泡,而非延迟,C项错误;
D.溴水中的Br2将KI中的I-氧化为I2,溶液因I2的溶解呈现棕黄色,D项正确;答案选D。
方|法|点|拨
血液显红色主要是因为血红蛋白的存在,而血红蛋白中必然含有铁元素
【变式1-1】(24-25高一上·广东广州·期末)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列反应方程式书写正确的是
A.铁粉在高温下与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
B.用FeCl3溶液制作印刷电路板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
C.碳酸氢钠在水中电离:
D.向足量氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:
【答案】A
【详解】A.铁粉高温下与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,A正确;
B.Fe3+与Cu反应生成Fe2+和Cu2+,电荷不守恒,正确应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,B错误;
C.碳酸氢钠为强碱弱酸盐,电离应生成Na+和,电离方程式为:,C错误;
D.向足量氢氧化钡溶液中加入稀硫酸,离子方程式为:,D错误;故选A。
【变式1-2】(24-25高一上·河南新乡·期末)铁是目前产量最大,使用最广泛的金属。请回答下列问题:
(1)目前用量最大、用途最广的合金是钢,根据其化学成分可分为 和 两大类。
(2)写出红热的铁与水蒸气反应的化学方程式: ,该反应的氧化剂为 (写化学式)。
(3)取铁粉与水蒸气反应后的少量固体,加入过量的稀硫酸充分反应后过滤得滤液a.
①检验滤液a中是否含有Fe3+:取少量滤液a,滴入几滴 (写化学式)溶液,观察溶液是否变红。
②若观察到溶液不变红,也不能说明铁粉与水蒸气反应所得的产物中不含+3价的铁,请结合化学方程式和部分文字说明可能的原因: 。
(4)向滤液a中加入NaOH溶液后,观察到的现象为 。
(5)为了尽可能长时间观察到白色沉淀Fe(OH)2,同学们设计了如图实验方案,通入N2的作用是 。
【答案】(1)碳素钢 合金钢 (2) H2O
(3) KSCN 若铁粉与水蒸气反应后的固体中铁粉过量,可发生反应:,铁粉将生成的Fe3+全部还原为Fe2+,加入KSCN溶液后不会变为红色
(4)先生成白色絮状沉淀,后沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
(5)先打开止水夹排尽装置中的空气,一段时间后关闭止水夹可将FeSO4溶液挤压到NaOH溶液中
【详解】(1)目前用量最大、用途最广的合金是钢,其中有的钢材中含有碳元素,有的含有其他金属成分,则根据其化学成分,可分为碳素钢和合金钢两大类;
(2)红热的铁与水蒸气反应得到四氧化三铁和氢气,化学方程式为;该反应中水中的氢元素化合价降低,H2O体现出氧化性是氧化剂;
(3)①三价铁遇到硫氰化钾显示红色,则取少量滤液a,滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红;
②三价铁可以和单质铁反应生成二价铁,此时滴加硫氰化钾不会显示红色,故答案为:若铁粉与水蒸气反应后的固体中铁粉过量,可发生反应:,铁粉将生成的Fe3+全部还原为Fe2+,加入KSCN溶液后不会变为红色;
(4)滤液a中含有二价铁,加入氢氧化钠后会生成白色的氢氧化亚铁,随后会被氧化为红褐色的氢氧化铁,故答案为:先生成白色絮状沉淀,后沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色;
(5)为了尽可能长时间观察到白色沉淀Fe(OH)2,则要防止氢氧化亚铁被氧化,即要排除装置中的空气,故答案为:先打开止水夹排尽装置中的空气,一段时间后关闭止水夹可将FeSO4溶液挤压到NaOH溶液中。
【变式1-3】(24-25高一上·山东淄博·期末)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是
A.酒精灯点燃的顺序:先①后②
B.用火柴点燃肥皂泡检验生成的
C.反应为
D.由此可知炽热的铁水注入模具之前,模具须干燥
【答案】C
【详解】A.选点燃①处酒精灯产生水主蒸汽,赶走空气,点燃②处酒精灯发生反应,A正确;
B.用木柴点燃肥皂泡,若产生尖锐的爆鸣声,则可检验生成的气体为氢气,B正确;
C.反应为,C错误;
D.炽热的铁水注入模具之前,模具必须充分干燥,否则铁与水蒸气反应生成氢气会有爆炸危险,D正确;
故选C。
题型02 亚铁盐和铁盐
【典例2】(24-25高一上·福建三明·期末)某兴趣小组设计实验探究的性质。
实验编号
预测性质
实验操作及现象
①
能与某些盐反应
向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀
②
能与碱反应
向溶液中滴加溶液,产生的白色沉淀迅速变成灰绿色,一段时间后变成红褐色
③
具有氧化性
向溶液中加入锌粒,锌粒表面变黑,溶液浅绿色褪去
④
具有还原性
向溶液中滴加溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色
下列说法错误的是
A.实验①中产生白色沉淀的原因:
B.实验②中沉淀由白色变成红褐色的原因:
C.实验③中用铜片替换锌粒,也可证明具有氧化性
D.实验④中向溶液中滴加酸性,也可证明具有还原性
【答案】C
【详解】A.实验①中产生白色沉淀的原因是Ba2+与反应生成BaSO4沉淀,该解释正确,A正确;
B.实验②中沉淀由白色变成红褐色是由于Fe(OH)2被氧气氧化为Fe(OH)3,该解释正确,B正确;
C.实验③中用铜片替换锌粒,铜不能与FeSO4反应(因铜的金属活动性弱于铁),无法证明FeSO4的氧化性,C错误;
D.向溶液中滴加溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色,说明亚铁离子被氯气氧化为铁离子,可证明Fe2+被氧化,从而说明FeSO4具有还原性,该推论正确,D正确;故选C。
【变式2-1】下列选项的描述与对应图示相符的是
A.图A可表示新制氯水在阳光直射时,溶液中浓度随着时间变化的曲线
B.图B为向溶液中滴入稀溶液,溶液电导率随时间变化的曲线
C.图C为向物质的量均为0.1 mol的和的混合溶液中加入过量铁粉,溶液中固体质量变化随铁粉加入变化的曲线
D.图D为氯化钠溶液能够导电的示意图
【答案】A
【详解】A.新制氯水在阳光直射时,次氯酸分解生成盐酸和氧气,溶液中浓度随阳光直射逐渐增大,A项正确;
B.向溶液中滴入稀溶液,生成硫酸钡和水,恰好反应时导电能力最低,此时溶质为NaOH,溶液仍具有一定的导电性,不会接近0,B项错误;
C.溶液中含有和,各为0.1 mol,Fe加入后,先与反应,消耗0.05 mol Fe,后与反应,开始产生固体,C项错误;
D.NaCl溶于水后,形成水合离子,接通电源后,水合离子发生定向移动,该图示为熔融NaCl的导电图示,D项错误;答案选A。
【变式2-2】下列实验操作能达到实验目的的是
A.用经水湿润的pH试纸测量盐酸溶液的pH
B.将固体置于容量瓶中,加水至刻度线,配制溶液
C.用装置甲蒸干溶液制备固体
D.装置乙检验某工业尾气成分,若澄清石灰水变浑浊说明尾气中可能含有
【答案】D
【详解】A.用经水湿润的pH试纸测量盐酸溶液pH会使盐酸浓度减小,溶液中氢离子浓度减小,导致测量的溶液pH偏大, A错误;
B.不能用容量瓶溶解固体或稀释溶液,B错误;
C.亚铁离子具有还原性,易被空气中氧气氧化,且蒸干时会失去结晶水,所以直接蒸干硫酸亚铁溶液无法制得FeSO4·7H2O晶体, C错误;
D.二氧化碳气体能与澄清石灰水反应生成碳酸钙白色沉淀,使溶液变浑浊,所以澄清石灰水变浑浊,说明尾气中可能含有二氧化碳,D正确;故选D。
【变式2-3】(24-25高一上·浙江金华·期末)黑木耳中含有丰富的人体所必需的铁元素。某研究小组测定黑木耳中铁元素含量,实验方案如下。回答下列问题:
(1)配制标准液。本实验预计要用90mL0.10mol/L(g/mol)的溶液:
①选择仪器:所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒外,还有 。
②计算,称量:需用托盘天平称量 克固体。
③溶解,恢复到室温,转移、洗涤、定容。定容的操作是:继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面离刻度线1~2cm时 ,盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
④下列操作会使标准液浓度偏低的是 。
A.定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体
B.容量瓶未经干燥即用来配制溶液
C.定容时,俯视刻度线
D.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
(2)测定黑木耳中铁元素含量(已知黑木耳提取液中铁元素以和的形式存在)。
步骤一
取224克黑木耳,经灼烧、酸浸制得提取液,加入过量的铜粉
步骤二
过滤,向滤液中加入10mL0.10mol/L酸性溶液(被还原为),恰好完全反应
①“步骤一”中加入过量铜粉的目的是 。
②请写出步骤二中发生反应的离子反应方程式: 。
③实验测得黑木耳中铁元素的质量分数为 。
【答案】(1)100mL容量瓶 2.9 改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切 AD
(2)将铁离子还原为亚铁离子,测定更准确,减小实验误差 0.15%
【详解】(1)①配制一定物质的量浓度的溶液,所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒外,还有100mL容量瓶;
②配制90mL0.10mol/L K2Cr2O7溶液需要选用100mL容量瓶,需要K2Cr2O7固体的质量为:,托盘天平称取固体的质量为:2.9g;
③定容的操作是:将蒸馏水注入容量瓶,先直接加蒸馏水至离刻度线1~2cm时,再改用胶头滴管加水至溶液凹液面最低处与刻度线相切;
④A.定容时,加水超过刻度线,溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,用胶头滴管吸取多余的液体后浓度仍然偏低,A符合题意;
B.定容时也需要加入蒸馏水,故容量瓶未干燥即用来配制溶液,不影响配制溶液浓度,B不符合题意;
C.定容时,俯视刻度线,溶液体积偏小,配制溶液浓度偏高,C不符合题意;
D.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒,溶质的量偏少,配制溶液的浓度偏低,D符合题意;
故选AD;
(2)①根据分析,“步骤一”中加入过量铜粉的目的是:将铁离子还原为亚铁离子,测定更准确,减小实验误差;
②根据分析,步骤二中发生反应的离子反应方程式为:;
③根据离子反应方程式可找出关系式:,故黑木耳中铁元素的质量分数为:。
题型03 Fe2+、Fe3+的检验
【典例3】(24-25高一上·浙江宁波·期末)现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应条件没有标出)。
回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A ,丙 ,H 。
(2)描述在未隔绝空气条件下,将D与F混合的现象: 。
(3)检验物质F中的金属阳离子: 。
(4)写出反应③的离子方程式: 。
【答案】(1)Na HCl Fe(OH)3
(2)产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色
(3)取少量F溶液于试管中,先加入几滴KSCN溶液,无明显现象后再加入几滴氯水,溶液变红,则说明物质F中的金属阳离子为(或其他合理答案)
(4)
【详解】(1)由分析知,A为Na,丙为HCl ,H为Fe(OH)3,故答案为Na;HCl; Fe(OH)3。
(2)由分析知,D为氢氧化钠溶液,F为FeCl2溶液在空气中混合发生反应为,生成白色Fe(OH)2沉淀不稳定,在空气中迅速变成灰绿色,最后变为红褐色,故答案:产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色。
(3)由分析知,F为FeCl2溶液,溶液中的金属阳离子为,检验时向溶液中加入KSCN溶液,无明显现象后再加入氯水,溶液变红,故答案为取少量F溶液于试管中,先加入几滴KSCN溶液,无明显现象后再加入几滴氯水,溶液变红,则说明物质F中的金属阳离子为(或其他合理答案)。
(4)由分析知,反应③为铝与氢氧化钠溶液反应生成和氢气,离子方程式为,故答案为。
方|法|点|拨
1、检验Fe2+的最佳方法:先加KSCN溶液(无明显现象),然后加新制氯水(溶液变成红色),加入试剂顺序不能颠倒。
2、检验Fe3+的方法有很多,但在没有特殊要求的条件下,优先选择KSCN溶液,因为此方法最灵敏。
【变式3-1】元素及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一、下列各组物质的转化关系中不能全部通(24-25高一上·广东广州·期末)劳动创造美好生活。下列劳动项目对应的化学知识解释不正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
兴趣活动:新榨果汁提取液可使酸性KMnO4溶液褪色
果汁中含有还原性物质
B
生活探究:用KSCN溶液检验菠菜中是否含有铁元素
含Fe2+的溶液遇SCN-变为红色
C
家庭卫生:用“管道通”(含烧碱和铝粒)清通管道
使用过程中产生大量气体
D
日常洗衣:为增强漂白粉的漂白效果,加入适量白醋
醋酸酸性大于次氯酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.酸性KMnO4具有强氧化性,能被还原性物质(如维生素C)还原而褪色,A正确;
B.KSCN只能与Fe3+结合显红色,Fe2+需先被氧化为Fe3+才能检测,B错误;
C.铝与NaOH反应生成氢气(),C正确;
D.醋酸(CH3COOH)酸性强于次氯酸(HClO),促使次氯酸钙转化为HClO,增强漂白效果,D正确;选B。
【变式3-2】(24-25高一上·吉林松原·期末)“铁肥”(主要含)常用于解决植物叶面变黄问题。已知溶液与反应生成蓝色沉淀,下列有关“铁肥”的说法错误的是
A.“铁肥”易因保存不当被空气氧化变质
B.可用溶液检验“铁肥”中的
C.为保证“铁肥”的效果,可向配制后的溶液中加入少量铁粉
D.可用KSCN溶液检验“铁肥”是否完全变质
【答案】D
【详解】A.中具有还原性,易被空气中的氧气氧化而变质,A正确;
B.溶液与反应生成蓝色沉淀,可用来检验“铁肥”中的,B正确;
C.铁粉可与反应生成,从而保证“铁肥”的效果,C正确;
D.需要验证不存在才能证明“铁肥”完全变质,D错误;故选D。
【变式3-3】(24-25高一上·北京·期末)实验小组利用实验室里的一瓶溶液,进行以下实验。
实验序号
实验装置
试剂X
实验现象
实验结论
①
溶液
产生白色沉淀
能与某些盐反应
②
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
能与碱反应
③
锌粒
锌粒表面变黑,溶液浅绿色褪去
具有氧化性
④
溶液氯水
滴加溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色
溶液中含,不含
下列说法正确的是
A.①中产生白色沉淀的原因:
B.②中沉淀变成红褐色的原因:
C.③中用Na替换锌粒,可得到相同的现象和结论
D.④中调换试剂的加入顺序,也能得出相同结论
【答案】A
【详解】A.硫酸亚铁溶液中加入氯化钡溶液,发生复分解反应生成硫酸钡沉淀:,A正确;
B.硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,发生反应生成白色沉淀氢氧化亚铁,氢氧化亚铁会被氧化为氢氧化铁:,B错误;
C.钠与硫酸亚铁溶液中的水先发生反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成白色沉淀氢氧化亚铁,不发生置换反应,现象不同,C错误;
D.调换试剂添加顺序,若先加入氯水再加入溶液,溶液变红,无法确定原溶液中是否存在,D错误;答案选A。
题型04 铁的氧化物
【典例4】(24-25高一上·广东广州·期末)部分含Na或含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是
A.、都能与水发生反应 B.在空气中强热d就得到g
C.可能存在的转化 D.理论上a能与f发生反应
【答案】B
【详解】A.Fe、Na、Na2O、Na2O2都能与水反应,A正确;
B.在空气中强热Fe(OH)2得到Fe2O3,B错误;
C.Fe2O3可被CO还原为Fe单质,铁在高温下且氧气不足的情况下可以生成FeO,C正确;
D.Fe2O3中Fe为+3价,Na金属性比铁强,理论上钠与熔融的氧化铁反应可以得到铁单质,D正确; 选B。
方|法|点|拨
1、Fe2O3是红棕色粉末,常用作红色油漆和涂料,俗称磁性氧化铁的是Fe3O
2、FeO、Fe2O3属碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物
【变式4-1】(24-25高一上·广东惠州·期末)近年我国在科技领域不断取得新成就,下列说法不正确的是
A.长征火箭使用的液氢燃料是常用的还原剂
B.北京冬奥会部分场馆用作制冷剂的干冰属于酸性氧化物
C.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO
D.“蛟龙”号载人器的外壳是超高压的钛合金,其硬度比金属钛大
【答案】C
【详解】A.液氢在燃烧反应中被氧化,作为还原剂,A正确;
B.CO2属于酸性氧化物,与碱反应生成盐和水,B正确;
C.赤铁矿主要成分是Fe2O3,FeO是氧化亚铁,C错误;
D.合金硬度高于其成分金属,钛合金硬度大于纯钛,D正确;故答案选C。
【变式4-2】(24-25高一上·广东梅州·期末)部分含 Na或含Fe物质的分类与相应化合价关系如题图所示。下列推断不合理的是
A.a只有还原性 B.f可用作红色颜料
C.d→g可直接转化 D.可以用d在空气中加热分解制备e
【答案】D
【详解】A.a为Fe或Na,属于金属单质,只有还原性,A项正确;
B.f为Fe2O3,可用作红色颜料,B项正确;
C.d为Fe(OH)2,在水和氧气的作用下,可以转化为Fe(OH)3,C项正确;
D.d为Fe(OH)2,在空气中加热会被氧化为+3价铁,无法制备FeO,D项错误; 答案选D。
题型05 铁的氢氧化物
【典例5】(24-25高一上·黑龙江牡丹江·期末)已知A为淡黄色固体,T、R为两种用途广泛的常见金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C是无色无味的气体,H是白色沉淀, Q为两性氧化物。
根据如图转化关系回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A ,N ,W 。
(2)B与E混合得到H并在潮湿空气中变成M的过程中,观察到的现象是 ;H在潮湿空气中变成M的过程中发生反应的化学方程式为 。下列能较长时间观察到H的是 (填序号)。
(3)按要求写方程式:
i.B与R反应的离子方程式: 。
ii.D与盐酸发生反应的离子方程式: 。
iii.A与水反应的化学方程式: 。
【答案】(1)Na2O2 Na[Al(OH)]4 FeCl3
(2)产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ①②④
(3) 2Al+2OH-+6H2O = 2Al(OH)+3H2↑ Fe3O4 + 8H+= Fe2+ + 2Fe3++ 4H2O 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【详解】(1)根据以上分析,A是,N是,W是FeCl3;
(2)NaOH与FeCl2混合得到Fe(OH)2并在潮湿空气中变成Fe(OH)3的过程中,观察到的现象是产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色;Fe(OH)2在潮湿空气中被氧气氧化变成Fe(OH)3,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
①中铁和硫酸反应放出氢气,氢气排出试管内空气后再滴入氢氧化钠生成氢氧化亚铁沉淀,能隔绝空气,防止氧化;
②装置先打开a,试管A中生成的氢气把B中的空气排出,再关闭a,A中生成的硫酸亚铁被压入B中与氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化亚铁,能隔绝空气,防止氧化;
③中生成的氢氧化亚铁与空气接触,迅速被氧化为氢氧化铁;
④中苯起到油封的作用,能隔绝空气,防止氧化;
所以能较长时间观察到氢氧化亚铁的是①②④;
(3)i.氢氧化钠与Al反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为;
ii.四氧化三铁与盐酸发生反应生成氯化铁、氯化亚铁、水,反应的离子方程式;
iii.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应的化学方程式为。
方|法|点|拨
制取Fe(OH)2,实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸,需先排尽装置内的空气
【变式5-1】(24-25高一上·福建厦门·期末)用部分被氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如图所示。将C溶于水,向其中滴入NaOH溶液,出现白色沉淀,后逐渐变为红褐色,下列判断正确的是
A.过滤所得的残渣中一定没有金属A
B.滤液可能是CuSO4溶液
C.水合盐B可能是FeSO4•7H2O
D.无水盐C可能是Fe2(SO4)3
【答案】C
【详解】A.“向其中滴入NaOH溶液,出现白色沉淀,后逐渐变为红褐色”知道C是亚铁盐,那么金属屑就是铁屑,在酸溶时可能有一些铁没有反应完,过滤后残渣中有金属A,故A错误;
B.根据推断滤液是含铁的盐溶液,所以滤液可能是FeSO4溶液,故B错误;
C.C盐中含有亚铁离子,则水合盐B可能是FeSO4•7H2O,故C正确;
D.滴入NaOH溶液,先出现白色沉淀,后逐渐变为红褐色,说明C盐中含有亚铁离子,故D错误;选:C。
【变式5-2】(24-25高一上·江苏·期末)铁的化合物如、等在生产、生活中有重要作用。
(1)某学生用下列两种方法(如图)制备白色沉淀。方法1中加入维生素C片的目的是 。方法2为了制得白色沉淀,在锥形瓶A和锥形瓶B中加入试剂后,打开止水夹C一段时间,再关闭止水夹C,关闭止水夹C的目的是 。
(2)高铁酸钾()是一种高效水处理剂,易溶于水,在强碱性条件下比较稳定,将溶液酸化时,迅速分解而转化为并放出;酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。高铁酸盐通常可用NaClO溶液与溶液反应制得。
①制备的离子方程式为 。
②能析出晶体的原因是 。
③操作的分离方法为 。
④得到的晶体需洗涤,请设计实验证明晶体是否洗涤完全? 。
⑤高铁酸盐可用于氧化去除高氯(含高浓度)废水中的有机物。以处理高氯废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是 。
(3)高铁酸盐也可以氧化酸性废液制备。若酸性废液中:,,,则该溶液的 。
【答案】(1)除去溶解在FeSO4溶液中的O2,防止生成的Fe(OH)2被氧化 利用产生的H2将锥形瓶A中生成的FeSO4溶液压入锥形瓶B中
(2) K2FeO4的溶解度更小 过滤 取少许最后一次洗涤液于洁净的试管中,加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则说明已洗净; 可防止分解;防止将氯离子氧化为氯气
(3)0.2mol·L-1
【详解】(1)因为Fe(OH)2很容易被氧化,维生素C又具有还原性,加入维生素C可以还原溶解在水中的氧气,防止Fe(OH)2被氧化,所以方法1中加入维生素C的目的是除去溶解在FeSO4溶液中的O2,防止生成的Fe(OH)2被氧化。方法2为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在锥形瓶A中发生Fe+H2SO4= FeSO4+H2,结合图二打开止水夹C一段时间,排除锥形瓶B中的空气,再关闭止水夹C,生成的氢气可以把生成的FeSO4溶液压入锥形瓶B中,使FeSO4+2NaOH= Fe(OH)2+Na2SO4。所以打开止水夹C一段时间,再关闭止水夹C的目的是利用产生的H2将锥形瓶A中生成的FeSO4溶液压入锥形瓶B中。
(2)①高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效水处理剂,可用NaClO溶液与FeCl3溶液反应制得,则离子方程式为。
②由框图知Na2FeO4溶液中加入KOH,能析出K2FeO4,说明K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的小。所以能析出K2FeO4的原因是K2FeO4的溶解度更小。
③由图分析操作的分离方法为过滤;
④的表面可能有残留的氯化钠,所以检验是否洗涤干净的方法为:取少许最后一次洗涤液于洁净的试管中,加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则说明已洗净,故答案为:取少许最后一次洗涤液于洁净的试管中,加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则说明已洗净;
⑤酸性溶液中的氧化性大于的氧化,且迅速分解而转化为并放出,因此在碱性条件下,可防止分解;防止将氯离子氧化为氯气。
(3)根据电荷守恒,2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-),代入数值,2×0.2+3×0.01+c(H+)=0.63,解得c(H+)=0.2mol·L-1。
【变式5-3】(24-25高一上·新疆喀什·期末)各物质间的转化关系如下图所示,请完成下列空白。
(1)写出B和D的化学式:B ;D 。
(2)写出E转变成F的化学方程式: 。
(3)向G溶液中加入A,写出反应的离子方程式: 。
(4)G溶液中金属阳离子检验操作: 。
【答案】(1)FeCl2 KCl (2)4Fe(OH)4+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (3)2Fe3++Fe=3Fe2+
(4)取少量溶液于试管中,加入几滴KSCN溶液,若溶液变成红色,则说明Fe3+存在
【详解】(1)分析可知,B和D的化学式分别为FeCl2、KCl;
(2)E、F分别为氢氧化亚铁、氢氧化铁,则E转变成F的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)G为氯化铁,G中加入Fe反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+;
(4)G中Fe3+的检验操作为取少量溶液于试管中,加入几滴KSCN溶液,若溶液变成红色,则说明Fe3+存在。
题型06 铁及其化合物的“价-类”二维图
【典例6】(24-25高一上·湖南衡阳·期末)铁的化合物在生活中具有广泛的应用,利用铁元素的“价-类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系,试回答下列问题:
(1)若服用的药物胶囊中铬(Cr)含量超标,则人体会受到巨大的伤害。已知中铬元素为价,则其中的铁元素为 价,属于 (填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”),根据“价-类”二维图,可能具有的性质为 (填标号)。
A.只有氧化性 B.只有还原性
C.既有还原性又有氧化性 D.无法判断
(2)琥珀酸亚铁片(呈暗黄色,难溶于水,可溶于盐酸)是市场上常见的一种补铁药物。
①服用维生素C片,可以使补铁药品中的转化为,说明维生素C具有 。
②证明在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质的方法为 。
(3)是一种新型的多功能水处理剂,与水反应放出氧气,同时产生具有强吸附性的胶体,可除去水中细微的悬浮物,具有净水作用。
①根据上述“价-类”二维图,位于图中 (填字母)点。
②将与水反应的化学方程式配平: 。
_____+_____=_____(胶体)+_____+_____KOH
③每生成3.36L(标准状况)时,转移的电子数为 。
【答案】(1) 盐 C
(2)还原性 取少量琥珀酸亚铁片碾碎后置于小试管中,加入适量稀盐酸溶解,完全溶解后向溶液中滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,则说明药品已变质
(3) f 4+10=4(胶体)+3+8KOH 0.6
【详解】(1)设铁元素化合价为x,根据化合物中各元素化合价代数和为0,则:x+[3+(-2)×2]×2=0,即x=+2,故铁元素为+2价;Fe(CrO2)2由金属阳离子和酸根阴离子构成,属于盐;Fe(CrO2)2中铁元素为+2价,根据“价-类”二维图,处于中间价态,其化合价既可以升高也可以降低,则Fe(CrO2)2可能具有的性质为既有还原性又有氧化性,故选C;
(2)①服用维生素C片,可以使补铁药品中的Fe3+转化为Fe2+,即Fe3+被维生素C还原为Fe2+,说明维生素C具有还原性;
②久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质,说明药品中Fe2+已被氧化为Fe3+,检验药品中是否含有Fe3+即可,则证明在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质的方法为:取在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品少许溶于盐酸,滴加KSCN溶液,溶液变红,证明药品已被氧化变质;
(3)①K2FeO4由金属阳离子和酸根阴离子构成,属于铁元素化合价为+6价的盐,故K2FeO4位于图中f点;
②K2FeO4被还原生成,铁元素化合价由+6价降低至+3价,降低3价,同时氧元素化合价由-2价升高至0价,根据化合价升降法和原子守恒配平得该反应为:4+10=4(胶体)+3+8KOH;
③每生成3.36L(标准状况)O2时,转移的电子数为。
【变式6-1】(24-25高一上·云南德宏·期末)下图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化
B.维生素C能将转化为,该过程中维生素C作氧化剂
C.在空气中,加热发生转化⑥,加热可生成
D.中的铁为+6价,具有较强的氧化性,可以作为消毒剂使用
【答案】D
【详解】A.高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,不能实现上述①转化,A错误;
B.维生素C具有还原性,可将Fe3+转化为Fe2+,铁元素化合价降低,则该过程中维生素C作还原剂, B错误;
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁,氧化铁不能溶于水,氢氧化亚铁具有还原性,在空气中很容易被氧化为氢氧化铁,则若在空气中加热不能生成, C错误;
D.中铁元素的化合价为+6价,处于较高价态,容易转化为铁离子,因此具有强氧化性,具有杀菌消毒作用,可以作为消毒剂使用,D正确;故选D。
【变式6-2】(24-25高一上·湖南长沙·期末)“价-类”二维图是学习元素化合物性质的归纳方法。下列“价-类”二维图中,部分物质含钠或铁元素。下列说法不正确的是
A.d→c→e→f→d转化均可一步实现
B.b代表的物质中,有既能与酸反应也能与碱反应的物质
C.a代表的物质中,阴阳离子个数比均为
D.若物质g燃烧火焰呈黄色,该单质在空气中久置最终变成其酸式盐
【答案】D
【详解】A.若该元素表示铁元素,d→c表示铁离子被还原为亚铁离子,c→e亚铁离子与碱反应生成氢氧化亚铁,e→f表示氢氧化铁与氧气和水反应生成氢氧化铁,f→d表示氢氧化铁与酸反应生成铁离子,A正确;
B.b为钠盐,碳酸氢钠既能与酸反应也能与碱反应,B正确;
C.a为Na2O或Na2O2,阴阳离子个数比均均为,C正确;
D.物质g燃烧火焰呈黄色,此时元素为Na元素,其单质在空气中久置最终变为碳酸钠,属于正盐,D错误;答案选D。
【变式6-3】(24-25高一上·广东惠州·期末)部分铁及其化合物的“价类二维图”如图所示。下列说法不正确的是
A.a可与g反应生成f B.e在潮湿的空气中容易被氧化生成d
C.b分别与水、盐酸反应对应生成e、f D.g可用KSCN溶液检验
【答案】C
【详解】A.a为Fe,g为Fe2(SO4)3,f为FeSO4,发生反应,A正确;
B.e为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,Fe(OH)2在潮湿的空气中容易被氧化转变为Fe(OH)3,B正确;
C.b为氧化亚铁,不能与水反应,C错误;
D.可用KSCN溶液检验Fe3+,D正确;故答案选C。
题型07 有关铁及其化合物转化的流程题
【典例7】(24-25高一上·广东广州·期末)以废铁屑(含少量Fe2O3、FeS等杂质)为原料,制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),流程示意图如下:
已知:FeSO4·7H2O晶体受热易失水
(1)酸浸过程中,H2SO4的作用是、、 (用离子方程式表示)。
(2)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。
酸浸时间
1 min
30 min
120 min
用KSCN溶液检验
变红
未变红
变红
①30 min时检验,用离子方程式表示溶液未变红的原因 。
②120 min时检验,溶液又变红,用离子方程式说明原因 。
③操作Ⅲ是 。
(3)实验室需要75 mL该硫酸,用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸进行配制,需要该浓硫酸体积是 mL(保留1位小数)。如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是 (填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
【答案】(1)
(2) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(3) 26.1 AC 烧杯、玻璃棒
【详解】(1)酸浸过程中,硫酸发生反应:、、。
(2)①30 min时用KSCN溶液检验,溶液未变红,说明溶液中不含,其原因为被Fe还原为,其反应为。
②120 min时检验,溶液复又变红说明溶液中有,说明在酸性条件下,被空气中氧气氧化为,离子方程式为;。
③操作Ⅲ是从溶液中获得,作为带有结晶水的物质需要通过冷却结晶法获得,故具体操作为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(3)实验室需要75 mL、的硫酸,选用100 mL容量瓶进行配制,,用质量分数为98%、密度为的浓硫酸进行配制,配制前后溶质物质的量不变,设需要该浓硫酸体积是V mL,则有,解得V=26.1mL;配制该溶液需要用到100 mL规格的容量瓶、烧杯、胶头滴管、量筒、玻璃棒,故不需要的是AC,配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒。
【变式7-1】(24-25高一上·福建龙岩·期末)俗名铁红,是具有工业应用价值的铁的氧化物。
.制备
用废铁屑(含少量FeO、杂质)制备的流程如图:
(1)控制溶液反应温度为50-80℃的方法为 。
(2)操作的名称为 。
(3)写出“煅烧”过程发生的主要化学方程式 。
(4)以上流程中,氧化还原反应共___________个。
.探究的性质
A、B、C、D均是含铁元素的物质,其中B溶液呈浅绿色。发生的反应及含铁物质转化关系如图:
(5)检验A溶液中阳离子的方法是 。
(6)物质X可以是___________(填相应字母)。
A.Fe B. C. D.
(7)白色沉淀C→D的化学方程式为 。
(8)下列装置中,无法制备较长时间存在的白色沉淀的是___________(填相应字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)水浴加热 (2)洗涤 (3) (4)3
(5)用试管取少量A溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,说明溶液中存在(或其他合理答案)
(6)A (7) (8)B
【详解】(1)控制溶液反应温度为50-80℃,温度低于水的沸点,方法为水浴加热;
(2)操作为洗涤沉淀的操作,名称为洗涤;
(3)“煅烧”过程中碳酸亚铁被空气中氧气氧化为氧化铁,同时生成二氧化碳,主要化学方程式;
(4)以上流程中,铁和稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气,氧化铁生成的铁离子被单质铁还原为亚铁离子,碳酸亚铁被空气中氧气氧化为氧化铁,三者均存在元素化合价改变,则氧化还原反应共3个。
(5)铁离子和KSCN溶液变为红色,故检验A溶液中阳离子的方法是:用试管取少量A溶液,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,说明溶液中存在(或其他合理答案);
(6)物质X将铁离子还原为亚铁离子,且不引入新杂质,则物质X可以是还原剂铁,故选A;
(7)Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3,反应为;
(8)A.铁和稀硫酸生成氢气和硫酸亚铁,排净装置中空气,然后滴加氢氧化钠生成氢氧化亚铁白色沉淀,能制备较长时间存在的白色沉淀,故A不符合题意;
B.氢氧化钠和硫酸亚铁生成氢氧化亚铁白色沉淀,在空气中被氧化为Fe(OH)3沉淀,不能制备较长时间存在的白色沉淀,故B符合题意;
C.铁和稀硫酸生成氢气和硫酸亚铁,排净装置中空气,然后关闭a,硫酸亚铁溶液被压入B装置,和氢氧化钠生成氢氧化亚铁白色沉淀,能制备较长时间存在的白色沉淀,故C不符合题意;
D.植物油能隔绝氧气,能制备较长时间存在的白色沉淀,故D不符合题意;故选B。
【变式7-2】(24-25高一上·吉林长春·期末)Ⅰ.高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比、、、氧化性更强,无二次污染,工业上先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)湿法制备高铁酸钾()是在碱性环境中进行,反应体系中有六种反应微粒:、、、、、。
①请依据上述信息,写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子方程式: 。
②若反应过程中转移了电子,则还原产物的物质的量为 。
Ⅱ.工业上用氯化铁腐蚀铜箔制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并获得氯化铁晶体,准备采用下列步骤:
回答下列问题:
(2)试剂是 ,操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)滤液、中都有同一种溶质,它们转化为溶液的离子方程式为 。
(4)上述流程中操作Ⅲ包括 、 、过滤、洗涤等。
【答案】(1)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O 0.25mol (2)Fe 漏斗
(3) (4)蒸发浓缩 冷却结晶
【详解】(1)①湿法制备高铁酸钾时,Fe(OH)3失电子被氧化生成K2FeO4,则ClO-作氧化剂被还原生成Cl-,该反应在碱性条件下进行,则反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O;
②反应2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO+3Cl-+5H2O中,Fe(OH)3中Fe的化合价由+3价升高至+6价,ClO-作氧化剂,发生还原反应生成Cl-,即Cl-为还原产物,Cl的化合价由+1价降低至-1价,每生成1molCl-转移2mol电子,若反应中转移了0.5mol电子,则还原产物的物质的量为0.25mol;
(2)由分析可知,试剂a是铁,操作I是过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
(3)滤液X、Z中都有FeCl2,FeCl2溶液中通入氯气,转化为FeCl3,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−;
(4)操作Ⅲ是氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到氯化铁晶体。
【变式7-3】(24-25高一上·辽宁·期末)已知某工业废水中含有大量的,还含有较多的、,以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收晶体及固体单质。已知氧化性:。下列说法错误的是
A.步骤1、步骤2和步骤3的操作均为过滤
B.若步骤2中铁粉不足,将导致制备的晶体不纯
C.步骤2可确定含有,步骤3中试剂X为稀盐酸
D.步骤4中涉及的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
【答案】C
【详解】A.步骤1、步骤2和步骤3都是固液分离,操作均为过滤,故A正确;
B.若步骤2中铁粉不足,溶液中含有,将导致制备的晶体不纯,故B正确;
C.步骤3中用试剂X溶解铁粉,为了不引入杂质,X为稀硫酸,故C错误;
D. 溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得,故D正确;选C。
题型08 Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系及其应用
【典例8】(24-25高一上·陕西安康·期末)下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.钠和氧气常温生成氧化钠,氧化钠和硝酸生成硝酸钠,故A不符合题意;
B.氯气和水生成次氯酸,次氯酸见光分解为氧气,故B不符合题意;
C.铁和稀盐酸等生成氯化亚铁,氯化亚铁和氢氧化钠生成氢氧化亚铁沉淀,故C不符合题意;
D.铝和氧气生成氧化铝,氧化铝不能一步转化为氢氧化铝,故D符合题意;故选D。
方|法|点|拨
该反应的离子方程式2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+铜片上反应掉的部分会有凹陷
【变式8-1】(24-25高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A.,A项正确;
B.Na在溶液中先与反应生成NaOH,NaOH再与反应生成,无法置换出Cu,B项错误;
C.在空气中受热生成,C项错误;
D.与NaOH溶液不反应,D项错误;故答案按选A。
【变式8-2】(24-25高一上·山东枣庄·期末)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a制容器可以用于盛放液氯,也可用于盛放浓硫酸
B.可存在c→d,e→b的转化,均可用化合反应实现
C.向e的溶液中加入溶液可制得胶体
D.物质b中铁元素价态可以用溶液来判定
【答案】C
【详解】A.Fe在常温下不和液氯反应,铁制容器可以用于盛放液氯,Fe在常温下会和浓硫酸发生钝化,铁制容器可以用于盛放浓硫酸,A正确;
B.c→d过程中Fe(OH)2与O2、H2O直接化合生成Fe(OH)3,属化合反应;e→b过程中Fe3+转化为Fe2+,FeCl3和Fe发生化合反应可以生成FeCl2,B正确;
C.向Fe3+的溶液中加入溶液只能得到Fe(OH)3沉淀,不能得到Fe(OH)3胶体,C错误;
D.Fe2+与溶液可发生显色反应,生成蓝色沉淀,可用来检验Fe2+,D正确;故选C。
【变式8-3】(24-25高一上·内蒙古通辽·期末)下列各组物质之间的转化不是全部通过一步反应完成的是
A.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
B.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
C.Cl2→NaClO→NaHCO3→BaCO3→BaCl2→HCl
D.FeO→Fe3O4→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3
【答案】B
【详解】A.Na与H2O反应产生NaOH,在溶液中NaOH吸收CO2气体反应产生Na2CO3,Na2CO3与足量HCl反应产生NaCl,能够全部通过一步反应完成,A不符合题意;
B.Al与O2加热反应产生Al2O3,但Al2O3不能溶于水,不能与水直接反应产生Al(OH)3,Al(OH)3可以与HCl反应产生AlCl3,可见上述转化中Al2O3→Al(OH)3不能一步反应完成,B符合题意;
C.加入NaOH溶液得到NaClO,通入得到,加入溶液得到,加入稀HCl得到,和反应生成HCl,可一步实现,C不符合题意;
D.FeO在空气中加热可得到Fe3O4,Fe3O4与HCl溶液反应产生FeCl2,FeCl2与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2,Fe(OH)2可以被O2氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3受热分解产生Fe2O3,因此物质之间能够全部通过一步反应完成,D不符合题意;故选B。
题型09 单质硫的存在及性质
【典例9】(24-25高一上·山东菏泽·期末)类推时要注意物质的相似性和特殊性,下列类推符合客观事实的是
选项
化学事实
类推结论
A
钠与水反应生成NaOH和H2
高温下铁与水蒸气反应生成Fe(OH)3和H2
B
Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu
Na与CuSO4溶液反应置换出Cu
C
NaOH能将NaHCO3转化为Na2CO3
NaOH能将NaHSO3转化为Na2SO3
D
Fe与S直接化合生成FeS
Cu与S直接化合生成CuS
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.钠与水反应生成和,但高温下铁与水蒸气反应生成和,而非,A错误;
B.与溶液置换出Cu,但Na与溶液反应时,Na先与水反应生成NaOH和,NaOH再与生成沉淀,而非置换出Cu,B错误;
C.与反应生成,同理与可生成,C正确;
D.Fe与S直接化合生成,但Cu与S直接化合生成而非,D错误;
故答案为:C。
方|法|点|拨
硫单质的化学性质
【变式9-1】下列说法中,不正确的是
A.硫是一种淡黄色的固体
B.可用铁制容器盛装运输浓硫酸
C.氯气具有强氧化性,无还原性
D.用强光照射氯水,一段时间后溶液变成无色
【答案】C
【详解】A.硫是一种淡黄色的固体,A正确;
B.常温下,铁遇到浓硫酸会钝化,故可用铁制容器盛装运输浓硫酸,B正确;
C.氯气中氯元素为0价,中间价态,既有氧化性,又有还原性,C错误;
D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸见光分解生成盐酸和氧气,故用强光照射氯水,一段时间后溶液变成无色,D正确;答案选C。
【变式9-2】(24-25高一上·上海·期末)关于硫下列说法不正确的是
A.通常是淡黄色晶体
B.单质硫既有氧化性,又有还原性
C.硫的化合物常存在于火山口喷出的气体中和矿泉水里
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
【答案】D
【详解】A.硫单质俗称硫磺,为淡黄色晶体,故A正确;
B.S单质的化合价处于-2到+6之间,为中间价态,既有氧化性,又有还原性,故B正确;
C.火山口喷出的气体中含二氧化硫,矿泉水中含硫酸盐,故C正确;
D.S在空气中或纯氧中燃烧生成物都是二氧化硫,故D错误;故选:D。
【变式9-3】(24-25高一上·上海长宁·期末)汞蒸气有毒,处理散落在桌面上的汞最好用下列物质中的
A.铁粉 B.硫粉 C.锌粉 D.氧气
【答案】B
【详解】汞蒸气有毒,万一不慎使汞洒落在地,可以在溅落有细微汞珠的地方撒一层硫磺粉,Hg与S在常温下发生反应产生HgS,有毒的Hg蒸气就转化为无毒且无挥发性的HgS,这样可以防止Hg的危害及危害,故含量选项是B。
题型10 不同价态硫元素间转化
【典例10】(24-25高一上·福建宁德·期末)硫及其化合物与生产、生活、环境等密切相关。下图是自然界中硫元素的存在及转化示意图,回答下列问题。
(1)硫分子在气态下呈现为双原子分子,在液态时发生4S2(g) = S8(l),该过程发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄(即硫黄)能化……银、铜、铁,奇物”,所得产物不可能是 (填标号)。
A.Ag2S B.CuS C.FeS
(3)SO2属于 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。向BaCl2溶液中通入SO2至饱和,此过程看不到现象,再向溶液中通入一种物质,溶液变浑浊,通入的这种物质不可能是 (填标号)。
A.NH3 B.Cl2 C.CO2 D.O2
(4)工业上利用硫铁矿(含60% 的FeS2)制备硫酸。
①FeS2中S的化合价为 ,硫铁矿在氧气中焙烧产物为Fe2O3和SO2,写出该反应的化学方程式为 。
②不考虑生产过程中硫的损失,2吨该矿石可制得98%的浓硫酸 吨。
(5)H2S有毒,在一定条件下,用H2O2可脱除尾气中的H2S。随着参加反应的变化,氧化产物不同。当= 4时,氧化产物的分子式为 。
【答案】(1)化学 (2)B (3)酸性 C
(4) -1 2 (5)H2SO4或SO3
【详解】(1)S2和S8是硫的两种同素异形体,在气态时,硫以S2分子存在;而在液态时发生4S2(g) = S8(l),产生了新物质,该过程发生了化学变化;
(2)S的氧化性较弱,与变价金属反应时将金属氧化为其低价态,故与变价金属铜反应生成Cu2S,与变价金属铁反应生成FeS,故选B;
(3)SO2能与碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物;
A. 通入NH3后,溶液呈碱性,溶液中的SO2(或亚硫酸)转化为,可与Ba2+结合生成BaSO3沉淀,溶液变浑浊,A不符合题意;
B. Cl2能将SO2(或亚硫酸)氧化为,结合钡离子可生成BaSO4沉淀,溶液变浑浊,B不符合题意;
C.CO2与SO2(或亚硫酸)、BaCl2不发生反应,溶液仍澄清,C符合题意;
D.O2可将SO2(或亚硫酸)缓慢氧化为,与Ba2+结合生成BaSO4沉淀,溶液变浑浊,D不符合题意;
故选C。
(4)FeS2中Fe为+2价,设S的化合价为x,则2 + 2x = 0,解得x = -1;硫铁矿在氧气中焙烧产物为Fe2O3和SO2,反应的化学方程式为;2吨矿石中FeS2的质量为2 t × 60% = 1.2 t,根据S守恒:,120g FeS2 ~ 2×98g H2SO4,1.2 t FeS2~1.96t H2SO4,则可制得98%的浓硫酸:=2 t;
(5)根据已知=4,设H2S的物质的量为1 mol,则H2O2为4 mol,反应过程中,H2O2作氧化剂,其中的O元素化合价从-1价降为-2价,4 mol H2O2共得8mole⁻;H2S中S元素化合价从-2价升为x价,1 mol H2S失(x + 2)mole⁻,根据电子得失守恒: (x+2)×1=8⟹x=+6,即S元素被氧化为+6价,可能的氧化产物为H2SO4或SO3。
【变式10-1】(24-25高一上·福建龙岩·期末)工业上用()与为原料制备,发生反应为。下列有关说法错误的是
A.X的化学式为
B.是硫元素的一种同素异形体
C.该反应转移8 mol电子,则被氧化
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比是1:2
【答案】D
【详解】A.由质量守恒,X化学式为,A正确;
B.同素异形体是同种元素组成的单质;为硫单质,是硫元素的一种同素异形体,B正确;
C.根据,C元素化合价由-4升高为+4,发生氧化反应被氧化为,硫单质得到电子被还原为和,1mol CH4反应转移8mol电子,若该反应转移8 mol电子,则被氧化,C正确;
D.结合C分析,氧化产物与还原产物的物质的量之比是2:(2+4)=1:3,D错误; 故选D;
【变式10-2】(24-25高一上·北京昌平·期末)某小组同学探究不同价态硫元素之间的相互转化。
可以选用的试剂有:①SO2水溶液 ②Na2SO3溶液 ③Na2S溶液 ④稀硫酸 ⑤浓硫酸 ⑥品红溶液 ⑦新制氯水 ⑧铜片
实验序号
预期的价态转化
选择的试剂(填入试剂编号)
实验现象
i
+6 → +4
⑤ ⑧
产生刺激性气味气体
ii
+4 → 0
② ③
___________
iii
___________
① ⑦
黄绿色褪去
(1)实验i的化学方程式为 。设计实验证明实现了+6 → +4的转化,实验操作及现象是 。
(2)结合实验ii的实验目的,说明选择试剂③的理由是 。②③溶液混合后,无明显现象,加入稀硫酸后,产生淡黄色沉淀。该实验说明物质的氧化性强弱受 影响。产生淡黄色沉淀的离子方程式为 。
(3)实验iii预期的价态转化为 。为验证Cl2被SO2还原为Cl-,甲同学向反应后的溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀。乙同学认为该方案不合理,理由是 。
【答案】(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 将产生的气体通入品红溶液,溶液褪色,加热后恢复原来的颜色
(2) Na2SO3中S元素从+4价降低成0价,发生还原反应,需要还原剂,Na2S中S为-2价为最低价态,可升高,具有还原性,可做还原剂 酸性 +2S2-+6H+=3S↓+3H2O
(3) +4 → +6 氯水中有氯离子干扰实验或硝酸有氧化性,将SO2氧化为,生成白色沉淀Ag2SO4干扰Cl-检验
【详解】(1)实验i中铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。二氧化硫具有漂白性,将产生的气体通入品红溶液,溶液褪色,加热后恢复原来的颜色,说明实验i产生二氧化硫气体,实验证明实现了+6 → +4的转化。
(2)Na2SO3中S元素从+4价降低成0价,发生还原反应,需要还原剂,Na2S中S为-2价为最低价态,可升高,具有还原性,可做还原剂,所以实验ii选择试剂③。②③溶液混合后,无明显现象,加入稀硫酸后,产生淡黄色沉淀。该实验说明物质的氧化性强弱受酸性影响。Na2SO3、Na2S在酸性条件下生成硫酸钠、二氧化硫、水,产生淡黄色沉淀的离子方程式为+2S2-+6H+=3S↓+3H2O。
(3)氯气具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二氧化硫能被氯气氧化,实验iii预期的价态转化为+4 → +6。
氯水中有氯离子干扰实验,硝酸有氧化性,硝酸将SO2氧化为,生成白色沉淀Ag2SO4干扰Cl-检验,该方案不合理。
【变式10-3】(24-25高一上·浙江丽水·期末)黄铁矿(主要成分是FeS2)是一种重要的矿石,以黄铁矿为原料制备硫酸和绿矾晶体(FeSO4•7H2O)的工艺流程如图:
已知:①固体A为红棕色;②所加试剂均过量。
回答下列问题:
(1)固体A的化学式 。
(2)反应⑤的化学方程式 。
(3)反应④涉及的离子方程式 、 。
(4)下列说法正确的是_____。
A.反应②通入的X可能是H2或CO
B.操作Y为蒸发结晶
C.气体B是造成酸雨的原因之一
D.反应③中稀硫酸可用稀盐酸或稀硝酸代替
(5)设计实验检验溶液E中的金属阳离子 。
【答案】(1)Fe2O3 (2)2SO2+O22SO3 (3)Fe+2Fe3+═3Fe2+ Fe+2H+═Fe2++H2↑ (4)AC
(5)取少量溶液于试管中,加入KSCN,无明显现象,加入氯水(或其他氧化剂),溶液变红,则说明有Fe2+
【详解】(1)FeS2和氧气反应生成Fe2O3和SO2,固体A的化学式Fe2O3;
(2)反应⑤是二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,反应的化学方程式2SO2+O22SO3;
(3)反应④是硫酸铁和Fe反应生成FeSO4、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,涉及的离子方程式Fe+2Fe3+═3Fe2+、Fe+2H+═Fe2++H2↑;
(4)A. 反应②是Fe2O3被X还原生成Fe,通入的X可能是H2或CO,故A正确;
B. 操作Y为FeSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得FeSO4•7H2O,故B错误;
C. 气体B是SO2,SO2是造成酸雨的原因之一,故C正确;
D. 黄铁矿为原料制备绿矾晶体,反应③中稀硫酸若用稀盐酸或稀硝酸代替,会引入氯离子、硝酸根离子,所以反应③中稀硫酸不能用稀盐酸或稀硝酸代替,故D错误;
选AC。
(5)溶液E中的溶质是FeSO4,取少量溶液于试管中,加入KSCN,无明显现象,加入氯水,溶液变红,则说明有Fe2+;
题型11 二氧化硫
【典例11】(24-25高一上·福建南平·期末)物质类别和核心元素的化合价是研究物质的重要角度。根据图示回答下列问题:
(1)b为 (填化学式)。
(2)实现①和③的转化需加入 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)与混合反应,生成含硫元素物质的颜色为 ,氧化产物与还原产物的质量之比为 。
(4)在充足的空气中点燃实现②的转化,化学方程式为 。
(5)通过复分解反应实现⑤的转化,离子方程式为 。
(6)酿造葡萄酒过程产生的杂菌会影响葡萄酒的酿造和保存,另外葡萄酒中所含的还原性物质易被氧化影响口感。使用食品添加剂可解决这两大问题。
ⅰ.食品添加剂的作用为 、 。
ⅱ.实验室常用碘一淀粉法实现④的转化来测定葡萄酒中的含量,化学方程式为。取某葡萄酒100 mL,经测定消耗的,该葡萄酒中的含量 (填“合格”或“不合格”)。(国家规定葡萄酒中的含量小于)。
【答案】(1) (2)还原剂 (3)黄色或淡黄
(4) (5)
(6)杀菌消毒 还原剂(或作抗氧化剂) 合格
【详解】(1)b对应的类别是“酸”、S的化合价为+4,故化学式为:;
(2)转化①(S→H2S)、③(→S)中,S的化合价降低,均发生还原反应,需加入还原剂实现;
(3)与混合反应,有:,生成的硫单质为黄色或淡黄固体;氧化产物:中S(−2→0)被氧化得到的S;还原产物:中S(+4→0)被还原得到的S,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1,质量比也为2:1;
(4)在充足空气中点燃,生成,化学方程式为:;
(5)转化⑤是(盐)转化为,离子方程式为:
(6)作为食品添加剂,抑制杂菌生长,杀菌消毒;具有还原性,能抗氧化(防止葡萄酒中还原性物质被氧化);
根据,有,葡萄酒中的含量,故合格。
方|法|点|拨
SO2虽具有漂白性,但不能漂白石蕊溶液。将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。
SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为SO2是酸性氧化物,可与碱性物质发生反应。
【变式11-1】(24-25高一上·浙江杭州·期末)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.能使某些色素褪色,可用作漂白剂
B.金属钠导热性好,可用作传热介质
C.浓硫酸具有脱水性,可用作干燥剂
D.具有强氧化性,可用作自来水的消毒剂
【答案】C
【详解】A.SO2具有漂白性,能使某些有机色素褪色,因此可用作漂白剂,A正确;
B.金属钠具有良好的导热性,在核反应堆等场景中可用作传热介质,B正确;
C.浓硫酸能用作干燥剂是利用其具有吸水性而非脱水性,C错误;
D.ClO2具有强氧化性,能有效杀灭有害细菌等,因此可用作自来水消毒剂,D正确;故答案选C。
【变式11-2】(24-25高一上·福建泉州·期末)某兴趣小组为测定硫酸厂周围空气中含量,取周围空气10 L(标准状况下),缓慢通入足量溴水中,再往所得溶液加溶液,生成沉淀的质量与溶液体积关系如图所示。下列说法错误的是
A.空气通入溴水发生反应:
B.溶液的物质的量浓度为
C.加60 mL 溶液后,溶液中
D.该空气样品中的体积分数为0.224%
【答案】C
【详解】A.空气通入溴水发生反应:,A正确;
B.由图像可知,当加入50mL溶液时,生成沉淀的质量为233mg即0.233 g,其物质的量为0.001mol,根据的物质的量守恒可知,50mL溶液中含有0.001mol,则溶液的物质的量浓度为, B正确;
C.加60mL溶液后,溶液中的物质的量为,的物质的量为,同一溶液,体积相等,所以和的物质的量浓度之比等于物质的量之比,则,C错误;
D.当加入50mL溶液时,沉淀完全,生成0.001mol沉淀,根据硫元素的物质的量守恒可知,标准状况下10L空气中含有0.001mol,则该空气样品中的体积分数为,D正确;故答案选C。
【变式11-3】(24-25高一上·福建福州·期末)Ⅰ、利用下图装置制备,并研究的性质。
(1)A装置利用亚硫酸钠和硫酸反应制备,写出化学方程式 。
(2)填写下表:
B中棉花的位置
①
②
③
④
所蘸试剂
石蕊试液
品红溶液
淀粉和碘水混合液
氢硫酸
现象
褪色
浅黄色浑浊
体现的性质
Ⅱ、“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为)吸收烟气中的,得到亚硫酸钠()粗品。其流程如下:
(3)上述流程中,加入NaOH后,发生反应的离子方程式为 。
(4)亚硫酸钠粗品中含有少量,原因是 。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)变红 酸性氧化物 褪色 漂白性 还原性 氧化性
(3) (4)Na2SO3具有还原性,能够被空气氧化
【详解】(1)亚硫酸钠和硫酸反应生成、硫酸钠、水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)①是酸性氧化物,与水反应生成H2SO3,所以石蕊溶液变红;②具有漂白性,所以品红溶液褪色;③和I2发生反应SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,所以淀粉和碘水混合液蓝色褪去,中S元素化合价升高,是还原剂,表现还原性;④与氢硫酸能发生反应SO2+2H2S=3S↓+2H2O,生成浅黄色的硫单质,中S元素化合价降低,是氧化剂,表现氧化性;
(3)亚硫酸氢钠溶液加入NaOH生成亚硫酸钠和水,发生反应的离子方程式为 ;
(4)亚硫酸钠中硫元素处于+4价,具有还原性,能被空气中的氧气氧化,故亚硫酸钠粗品中含有少量。
题型12 浓硫酸
【典例12】(24-25高一上·福建漳州·期末)工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。某兴趣小组的同学发现将一定量的生铁与浓硫酸加热时,观察到固体能完全溶解,并产生大量气体。为此他们进行了如下探究实验:
【探究一】
(1)将已除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷的浓硫酸中,10分钟后移入溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)将铁钉(碳素钢)放入浓硫酸中,加热,充分反应后得到气体。将通入足量双氧水中,向反应后的溶液中加入足量溶液,系列操作后得到固体4.66g,则标准状况下的体积为 mL。
【探究二】验证气体的成分
(3)甲同学认为中可能混有和,设计了如图所示装置进行探究。
①仪器a的名称为 。
②B中盛放酸性溶液,C中品红溶液的作用是 。
③D中应盛放 溶液,证明中是否混有,A中可能产生的原因是 (用化学方程式表示)。
④证明中混有的实验现象是 。
⑤H中碱石灰的作用是 。
【探究三】验证的化学性质
(4)该小组同学设计如图装置验证的化学性质。
①若验证的氧化性,则b中的试剂为 ;若验证其还原性,则b中的试剂为 。
②探究c中红色逐渐褪去的原因
猜想ⅰ、漂白了红色物质
猜想ⅱ、消耗了NaOH
请将下列表格补充完整:
实验操作
现象
结论
a.取适量褪色后的溶液于试管中,加热
猜想ⅰ不成立
b.另取适量褪色后的溶液于试管中,
溶液变红
猜想ⅱ成立
【答案】(1)铁在冷的浓硫酸中钝化 (2)448
(3)圆底烧瓶 检验二氧化硫是否除尽 或氢氧化钙 F中固体由黑色变成红色和G中固体变成蓝色 防止空气中的水蒸气进入装置G
(4)溶液等 酸性高锰酸钾溶液或溴水等 溶液颜色不恢复 滴入足量NaOH溶液
【详解】(1)铁在冷的浓硫酸中钝化,表面生成了致密的氧化膜,因此放入硫酸铜溶液中,无明显变化,故答案为铁在冷的浓硫酸中钝化;
(2)根据反应方程式:、,可得:,;
(3)①根据图示,仪器a的名称为圆底烧瓶;
②SO2具有漂白性,可使品红溶液褪色,故可以用C中品红溶液来检验SO2是否被酸性高锰酸钾溶液吸收完全;
③根据分析,D中应盛放澄清石灰水,A中可能产生CO2的原因是碳素钢中的碳与浓硫酸在加热条件下反应生成CO2,化学方程式为;
④若气体中含有H2,则H₂会还原CuO生成Cu和H2O。F中黑色固体(CuO)变为红色(Cu),同时G中无水硫酸铜由白色变为蓝色(生成CuSO4·5H2O)。这两个现象共同证明气体中含有H2;
⑤根据分析,装置H用来防止空气中水蒸气进入干燥管;
(4)①足量二氧化硫与硫化钠溶液反应生成S沉淀,反应中SO2的硫元素化合价降低,表现氧化性,故b中的试剂为溶液等;若验证SO2的还原性,b中应加入酸性KMnO4溶液(或溴水、氯水等),观察溶液是否褪色;
②若猜想i(SO2漂白)不成立,说明褪色不是SO2的漂白作用(SO2的漂白具有可逆性,加热会恢复原色),因此现象为溶液颜色不恢复;向褪色后的溶液中加入足量NaOH溶液,溶液变红,说明SO2消耗了NaOH,猜想ii成立。
方|法|点|拨
脱水性:浓硫酸能把有机化合物中的氢、氧元素按水的元素组成质量比脱去,而使这些有机化合物炭化。
【变式12-1】(24-25高一上·福建福州·期末)工业上以硫铁矿为原料制备硫酸的工艺流程如下图所示,下列说法错误的是
A.将硫铁矿粉碎的目的是增大接触面积,使反应更充分
B.步骤①的反应方程式为
C.步骤②在接触室中进行
D.步骤③工业上用水吸收三氧化硫可制得硫酸
【答案】D
【详解】A.将硫铁矿粉碎的目的是增大接触面积,从而加快二者反应速率,提高原料的转化率,A正确;
B.在焙烧硫铁矿的反应中,Fe元素化合价由+2价变为+3价,化合价升高,S元素化合价由-1价变为+4价,化合价升高,O元素化合价由0价变为-2价,化合价降低,根据得失电子守恒和质量守恒定律可知,该反应的化学方程式为:,B正确;
C.由分析可知,接触室中将SO2与空气混合净化后加热到400-500℃,在V2O5催化条件下发生氧化还原反应产生SO3,C正确;
D.由分析可知,工业上用98.3%的浓硫酸吸收SO3,D错误;故选D。
【变式12-2】(24-25高一上·福建泉州·期末)浓硫酸广泛应用于化工、制药等领域。某小组为探究浓硫酸的性质,进行如下实验。下列说法错误的是
实验①
实验②
实验③
A.实验①木块变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.实验②胆矾变白,主要体现了浓硫酸的吸水性
C.实验③铜丝溶解且有气泡产生,主要体现了浓硫酸的强氧化性
D.实验③品红溶液逐渐褪色,说明气体产物有氧化性
【答案】D
【详解】A.浓硫酸具有脱水性,能使木块中的H、O元素按水的比例脱去,体现脱水性,A正确;
B.胆矾变白,是浓硫酸吸收了胆矾中的结晶水,体现吸水性,B 正确;
C.铜与浓硫酸加热反应:,生成,S元素价态下降,体现浓硫酸的强氧化性,同时生成,体现浓硫酸的酸性,而铜丝溶解且有气泡产生主要体现了浓硫酸的强氧化性,C正确;
D.使品红褪色是因为其与品红结合生成不稳定的无色物质,这一过程体现了的漂白性,D错误;
故答案选D。
【变式12-3】(24-25高一上·浙江金华·期末)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其“焙烧氧化”及产物存在如下转化关系:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中体现的化学性质是 。
(2)请写出反应Ⅱ的化学方程式 。
(3)在实际工业生产中,反应Ⅲ常用 来吸收B气体,其目的是 。
(4)下列说法不正确的是______。
A.“A→B→C”与“A→D→C”是形成酸雨的两种常见途径
B.硫铁矿和黄铜矿()中硫的化合价均为价
C.在富氧条件下,用氨水吸收可以得到化肥
D.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
(5)已知硫铁矿在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,此过程相比“焙烧氧化”的优势是 。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生 C.设备无需耐高温
【答案】(1)还原性 (2)
(3)98.3%的浓硫酸 防止形成酸雾,影响吸收效率 (4)BD (5)BC
【详解】(1)反应Ⅰ是硫铁矿(FeS2)和氧气反应,FeS2被氧气氧化,体现了还原性。
故答案为:还原性。
(2)FeS2被氧气氧化后生成SO2,因此反应Ⅱ是SO2与O2的反应,化学方程式为。
故答案为:。
(3)反应Ⅲ中B是SO3,在实际工业生产中,常用98.3%的浓硫酸来吸收SO3。目的是防止形成酸雾,使SO3被充分吸收,因为如果用水吸收SO3,会形成酸雾,影响吸收效果。
故答案为:98.3%的浓硫酸;防止形成酸雾,影响吸收效率。
(4)A.“ A(SO2)→B(SO3)→C(H2SO4)”与“A(SO2)→D(H2SO3)→C(H2SO4)”是形成酸雨的两种常见途径,A正确;
B.硫铁矿(FeS2)中硫的化合价为-1价,B错误;
C.在富氧条件下,用氨水吸收SO2,能将SO2氧化为,可以得到,是氮肥,C正确;
D.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性,D错误;
故答案为:BD。
(5)A.细菌氧化也需要控制温度,A错误;
B.“焙烧氧化”会产生SO2等有毒气体,“细菌氧化”转化为硫酸盐,可减少有毒气体产生,B正确;
C.“焙烧氧化”需要高温,“细菌氧化”在常温下进行,设备无需耐高温,C正确;故答案为:BC。
题型13 自然界中氮的循环
【典例13】(24-25高一上·北京昌平·期末)农业级NH4NO3作为高效氮肥,广泛应用于提高土壤含氮量和促进植物生长。其中一种制备流程如下:
(1)在括号中写出以下物质中加点元素的化合价。 , 。
(2)试剂X为 。
(3)步骤i反应的化学方程式为 。
(4)步骤iv反应的化学方程式为 。
(5)有文献资料显示:在一定条件下NH3可将氮氧化物(如NO2)转化为无污染的气体。
①从理论角度说明论证该反应发生的可能性 。
②补全该反应的化学方程式 。
☐NH3 + ☐NO2 ☐_____+☐_____。
【答案】(1) +4 -3 (2)O2 (3)N2+3H2 2NH3 (4)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(5) NO2中的氮元素化合价为+4价,可以降低为0价,具有氧化性;氨气中的氮元素化合价为-3价,可以升高到零价,具有还原性,两者可反应生成无污染的氮气
【详解】(1)中氮元素的化合价为+4价,中中氮原子的化合价为-3价;
(2)由分析可知,试剂X为;
(3)由分析可知,步骤i为与的反应,化学方程式为:;
(4)由分析可知,步骤iv为与水反应生成,化学方程式为:;
(5)①从理论角度说明在一定条件下可将氮氧化物(如)转化为无污染的气体的可能性是:中的氮元素化合价为+4价,可以降低为0价,具有氧化性;氨气中的氮元素化合价为-3价,可以升高到零价,具有还原性,两者可反应生成无污染的氮气;
②氨气与二氧化氮反应生成氮气与水,根据得失电子与元素守恒可得化学方程式为:;
【变式13-1】(24-25高一上·山东威海·期末)下列说法中正确的有
①金属钠通常保存在煤油或石蜡油中
②云、雾、烟都是胶体,其分散剂是空气
③均能与盐酸发生氧化还原反应
④均可由单质之间直接化合得到
⑤两步转化都必须加入还原剂才能实现
⑥氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程,此过程中氮元素被氧化
⑦在熔融状态和水溶液中均能导电,是因为在通电条件下电离出和
⑧为主的氮氧化物的排放可能导致酸雨、雾霾、光化学烟雾等环境问题
A.①③⑤ B.②⑤⑧ C.①②⑧ D.④⑥⑦
【答案】C
【详解】①钠的化学性质活泼,在常温下与氧气反应,也会与水反应,因此需保存在煤油中以隔绝空气和水,故①正确;
②云、雾、烟均为胶体(气溶胶),分散剂为空气,故②正确;
③Na2O与盐酸反应生成NaCl和H2O,元素化合价没有发生变化,为非氧化还原反应;Na2O2与盐酸反应生成O2、NaCl和H2O,氧元素化合价发生变化,为氧化还原反应,故③错误;
④Cu与S生成Cu2S而非CuS;S燃烧生成SO2而非SO3,故④错误;
⑤HNO3→NO2可通过自身分解,无需外加还原剂,故⑤错误;
⑥氮的固定过程中,氮元素化合价有可能升高,如高能固氮中氮气变为一氧化氮,也有可能降低,如工业合成氨中氮气变为氨气,故⑥错误;
⑦NaCl电离是自发过程,无需通电,故⑦错误;
⑧酸雨的主要成因是二氧化硫和氮氧化物的排放,氮氧化物在大气中可转化为硝酸,贡献酸雨的酸性成分(硝酸型酸雨),因此,氮氧化物是酸雨的主要成因之一;
雾霾的形成与氮氧化物排放密切相关,氮氧化物可参与大气化学反应,生成硝酸盐颗粒,这些二次颗粒物是PM2.5的重要组成部分,从而加剧雾霾,因此,氮氧化物是雾霾的主要成因之一;
光化学烟雾主要由氮氧化物和挥发性有机化合物在阳光照射下发生光化学反应形成,氮氧化物是这一过程的关键起始物质。因此,氮氧化物与光化学烟雾直接相关,故⑧正确;
综上,正确说法为①、②、⑧;故答案选C。
【变式13-2】(24-25高一上·山东威海·期末)化学与工业生产密切相关。下列过程中不涉及氧化还原反应的是
A.食盐的精制 B.工业合成氨 C.高炉炼铁 D.工业制硝酸
【答案】A
【详解】A.该过程主要是物理提纯(如溶解、过滤、蒸发结晶)和离子沉淀反应(如加入沉淀剂去除 Ca²⁺、Mg²⁺),各元素的化合价均未变化,不涉及氧化还原反应,故A符合题意;
B.合成氨工业的原理为:N2+3H22NH3,N从0价变为-3价,H从0价变为+1价,涉及氧化还原反应,故B不符合题意;
C.高炉炼铁时发生反应: , Fe从+3价还原为0价,C从+2价氧化为+4价,涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.硝酸制备工业涉及4NH3+5O24NO+6H2O,2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O==2HNO3+NO,三个反应均属于氧化还原反应,D不符合题意;故答案选A。
【变式13-3】(24-25高一上·浙江杭州·期末)关于合成氨工艺,下列说法不正确的是
A.合成氨是一种重要的人工固氮方法
B.该反应过程中氮元素被氧化
C.合成的NH3可以用于化肥工业
D.反应采用高温、高压等苛刻条件,与N2化学性质很稳定有关
【答案】B
【详解】A.合成氨是将氮气转化为氨气,一种重要的人工固氨方法,A正确;
B.该反应过程中氮元素化合价降低,被还原,B错误;
C.合成的氨气可以用于生成碳酸氢铵、尿素等化肥产品,C正确;
D.N2的化学性质很稳定,氮氮键难以断裂,故该反应采用高温、高压等苛刻条件来促进反应进行,与N2化学性质很稳定有关,D正确;故答案为:B。
题型14 氮的氧化物
【典例14】(24-25高一上·浙江宁波·期末)为了探究受热分解的固体产物,设计了如图实验。实验中观察到有红棕色气体产生,在装置D中收集到无色气体,当反应结束后,试管中残留固体为黑色,已知和新生的Ag粉都是黑色固体。假设每步反应均充分进行,下列说法不正确的是
A.B装置的作用是作安全瓶,防止倒吸
B.反应结束后,C装置溶液中一定有生成
C.D装置中发生反应
D.装置D收集到较多气体,可说明试管中有Ag生成
【答案】C
【详解】A.C装置中NaOH溶液可吸收NO2,则B装置起到安全瓶的作用,防止NaOH溶液倒吸进入A中,A正确;
B.根据分析可知,C装置溶液中发生反应,则一定有NaNO3生成,B正确;
C.由题干信息知,假设每步反应均充分进行,则从C装置出来的气体不可能是NO、O2的混合气体,C错误;
D.若AgNO3分解生成Ag2O,根据得失电子守恒,生成的NO2和O2物质的量之比为4:1,则混合气体恰好被NaOH溶液吸收;若AgNO3分解生成Ag,根据得失电子守恒,生成的NO2和O2物质的量之比为2:1,则混合气体被NaOH溶液吸收后有O2剩余,即D中能收集到更多气体,D正确;故答案选C。
方|法|点|拨
二氧化氮
1、红棕色有刺激性气味的有毒气体,易溶于水;
2、能使多种织物褪色,有腐蚀作用;
3、与水反应3NO2+H2O===2HNO3+NO。
【变式14-1】(24-25高一上·福建宁德·期末)某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其它成分),设计了流程如下:
下列说法中正确的是
A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO3
B.向气体1中通入的空气需要过量
C.捕获剂捕获的气体主要是CO,防止污染空气
D.通过处理含的废水,可生成标况下33.6 L无污染气体
【答案】C
【详解】A.固体1含有碳酸钙、亚硫酸钙、过量的石灰乳,A错误;
B.若空气过量反应生成硝酸钠,硝酸钠不与含铵根离子的溶液反应,B错误;
C.由以上分析可以知道,捕获剂所捕获的气体主要是一氧化碳,可防止污染空气,C正确;
D.亚硝酸钠和铵根离子的溶液反应生成的无污染的气体氮气,发生反应的离子方程式为,反应生成3mol N2,标准状况下氮气体积为67.2L,D错误;故选C。
【变式14-2】(24-25高一上·福建三明·期末)化学反应经常伴随着颜色变化,下列关于颜色变化的叙述错误的是
A.无色NO遇空气变成红棕色
B.淀粉KI试纸遇氯化铁溶液变成蓝色
C.通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
D.白色的蔗糖中滴入浓硫酸变成黑色
【答案】C
【详解】A.无色NO与空气中的氧气反应生成红棕色的,A描述正确;
B.氯化铁溶液中的氧化KI生成碘单质,碘与淀粉作用显蓝色,B描述正确;
C.溶于水形成亚硫酸(),使紫色石蕊试液变红,但不能漂白酸碱指示剂,C描述错误;
D.浓硫酸具有脱水性,使蔗糖脱水碳化,呈现黑色,D描述正确;故答案选C。
【变式14-3】Ⅰ.从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质,是一种行之有效的方法。如图是硫、氮两元素的价类二维图。
请回答下列问题:
(1)物质X可作为火箭发动机的燃料,其结构式为 。
(2)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有关于“银针验毒”的记载,银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为:(反应末配平),已知:为一种不溶于水的灰黑色固体。以下有关说法错误的是___________(填字母)。
A.当银针变黑时,说明所检验的物质中可能有毒
B.银针验毒时,被氧化
C.上述验毒反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:1
D.H2S在上述验毒反应中作还原剂
(3)已知物质Z是一种可溶性正盐,能被酸性溶液氧化为,被还原为,请写出此反应的离子方程式 。
(4)大苏打在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要用途。现欲在实验室制备大苏打,从氧化还原的角度分析,下列选用的试剂合理的是 (填字母)。
A. B. C.
(5)氮的氧化物是常见的大气污染物之一,催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。当物质P与的物质的量之比为1:1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成两种无污染的物质,请写出该反应的化学方程式为 。
Ⅱ.亚硝酸钠()是一种白色固体,在生活中应用广泛:少量可做食品的护色剂,可防止肉毒杆菌在肉类食品中生长等。某学习小组查阅资料得知:,该小组利用下列装置进行了干燥的制备(夹持及加热装置略去)及相关实验探究。
已知:①能被高锰酸钾氧化,但不能被浓硫酸氧化。②酸性溶液可将氧化为。
回答下列问题:
(6)盛放铜的仪器名称为 ,仪器按气流方向连接顺序为 (装置可重复使用)。
(7)反应开始前打开止水夹,通入过量氮气,其目的是 。
(8)盛水的洗气瓶的作用是 ;为了提高产率,可在该洗气瓶中加入铜片,请用化学方程式解释加入铜片的作用 。
【答案】(1) (2)CD (3) (4)B
(5)2NH3+NO2+NO2N2+3H2O (6)三颈烧瓶 e→f→c(或d)→d(或c)→e→f→i
(7)排除装置内空气,防止NO、Na2O2与空气中的成分反应
(8)吸收挥发的HNO3,将NO2转化为NO
【详解】(1)物质X为N2H4,可作为火箭发动机的燃料,其结构式为。
(2)A.当银针变黑时,说明生成了Ag2S,所检验的物质中含有硫化物,可能有毒,A正确;
B.银针验毒时,转化为Ag2S,Ag失电子被氧化,B正确;
C.依据得失电子守恒,验毒反应中氧化剂(O2,1个O2得到4e-)和还原剂(Ag,1个Ag失去e-)的物质的量之比为1:4,C错误;
D.H2S在上述验毒反应中所含H、S元素化合价都未改变,则其不作还原剂,D错误;
故选CD。
(3)物质Z是一种可溶性正盐,能被酸性溶液氧化为,则Z为Na2SO3,被还原为,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,此反应的离子方程式。
(4)大苏打中,S元素平均价态为+2价。
A.Na2S中,S显-2价,S单质中S显0价,则反应产物中S元素的价态不可能为+2价,A不符合题意;
B.Na2SO3中S显+4价,S单质中S显0价,二者反应的产物中,S可能显+2价,B符合题意;
C.Na2SO3中S显+4价,Na2SO4中S显+6价,二者反应的产物中,S不可能显+2价,C不符合题意;
故选B。
(5)由分析可知,P为NO,当物质P与的物质的量之比为1:1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成两种无污染的物质分别为N2和H2O,依据得失电子守恒和原子守恒,可得出该反应的化学方程式为2NH3+NO2+NO2N2+3H2O。
(6)盛放铜的仪器名称为三颈烧瓶。装置中,铜与浓硝酸反应制取NO2,但混有HNO3蒸汽和水蒸气,过氧化钠用于与NO反应,浓硫酸用于干燥NO,水用于将NO2转化为NO,同时吸收HNO3蒸汽,酸性高锰酸钾溶液用于进行尾气处理。则仪器按气流方向连接顺序为e→f→c(或d)→d(或c)→e→f→i。
(7)起初装置内有空气,空气中的O2、CO2、水蒸气都会干扰实验,所以需先排出,反应开始前打开止水夹,通入过量氮气,其目的是:排除装置内空气,防止NO、Na2O2与空气中的成分反应。
(8)由分析可知,盛水的洗气瓶的作用是:吸收挥发的HNO3,将NO2转化为NO;为了提高产率,可在该洗气瓶中加入铜片,使生成的HNO3与Cu反应生成NO,则用化学方程式解释加入铜片的作用为:。
题型15 氨气
【典例15】(24-25高一上·河北保定·期末)下列叙述中正确的是
①易液化,液氨常用作制冷剂 ②可用铁、铝制容器盛装浓硝酸和稀硝酸
③氨气极易溶于水,氨气可做喷泉实验 ④所有的氮氧化物均易溶于水
⑤铵盐受热分解一定都会产生氨气 ⑥氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
A.①②③④⑤⑥ B.①③⑥ C.①②③ D.①②③④
【答案】B
【详解】①NH3易液化,液氨气化吸热,常用作制冷剂,正确;
②铁、铝在常温下遇浓硝酸发生钝化,可盛装浓硝酸,但稀硝酸会腐蚀金属,不可用,错误;
③NH3极易溶于水,可形成喷泉实验,正确;
④NO难溶于水,并非所有氮氧化物均易溶,错误;
⑤部分铵盐(如NH4NO3)受热分解可能生成N2O等,不一定产生NH3,错误;
⑥N2化学性质稳定,常温下不燃烧也不支持燃烧,且不能供呼吸,正确;
①③⑥正确,故选B。
方|法|点|拨
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、SO2、H2S
NO2
NO、O2(体积比为4∶3)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
【变式15-1】(24-25高一上·北京昌平·期末)下列实验操作中,能达到实验目的的是
A.制NaHCO3晶体
B.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
C.验证NH3易溶于水且溶液具有碱性
D.分离粗盐中的Na2SO4杂质
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.NaHCO3受热易分解,蒸干NaHCO3溶液最终得到Na2CO3,A错误;
B.溶液转移时需要玻璃棒引流,B错误;
C.将胶头滴管中的水挤入圆底烧瓶,打开止水夹,若产生红色喷泉,可证明NH3易溶于水且溶液具有碱性,C正确;
D.硫酸钠易溶于水,不能用过滤的方法分离粗盐中的Na2SO4杂质,D错误;故选C。
【变式15-2】(24-25高一上·北京·期末)铁与水蒸气反应、氨气与水反应的实验装置图如下。
I.铁与水蒸气反应
II.氨气与水反应
下列说法不正确的是
A.I中点燃肥皂泡,产生爆鸣声,说明有生成
B.I中铁与水蒸气反应的化学方程式:
C.II中烧瓶内产生红色喷泉,证明极易溶于水并能与水反应生成碱性物质
D.II中实验结束时,水未完全充满烧瓶,原因是氨气太多,溶解已经达到饱和状态
【答案】D
【详解】A.铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,点燃肥皂泡,产生爆鸣声,说明有生成,A正确;
B.铁与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气:,B正确;
C.极易溶于水,产生烧瓶内外压强差,酚酞变红说明生成碱性物质,C正确;
D.氨气极易溶于水,所以水未完全充满烧瓶与氨气太多无关,可能是装置气密性不好、氨气太少未充满烧瓶或氨气中混有杂质气体所导致,D错误;答案选D。
【变式15-3】(24-25高一上·河南南阳·期末)某小组用甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(夹持装置略)。
下列说法错误的是
A.若制备SO2,则甲中a、b分别为10%稀硫酸和Na2SO3
B.若制备Cl2,则乙中可用CaCl2作干燥剂
C.若制备NO2,则丙可作气体收集装置
D.若制备NH3,则丁可作尾气处理装置
【答案】A
【详解】A.SO2易溶于水,制备SO2时,若使用10%稀硫酸,生成的SO2很难逸出,甲中a、b应分别为70%的硫酸和Na2SO3固体,A错误;
B.若制备Cl2,Cl2中常混有水蒸气,乙为干燥管,其中的干燥剂应能吸收水蒸气,但不吸收氯气,则乙中可用CaCl2作干燥剂,B正确;
C.NO2的密度比空气大,且与空气中的O2、CO2等不发生反应,若制备NO2,则丙可作气体收集装置,C正确;
D.NH3极易溶于水且会产生倒吸,但NH3不溶于CCl4,NH3从CCl4中逸出后,被上层的水吸收,则若制备NH3,丁可作尾气处理装置,D正确;故选A。
题型16 氨气的实验室制法
【典例16】(24-25高一上·福建南平·期末)三氯化氮()可用于漂白和消毒。实验室用氯气和氨气为原料制取少量并探究其与水反应的产物。
【资料】
ⅰ.是黄色油状液体,有刺激性气味,熔点为,沸点为71℃,95℃以上易爆炸;
ⅱ.制备原理为;
ⅲ.会部分溶解在中,的分解温度为300℃左右。
Ⅰ.制备
实验装置如图所示。
回答下列问题:
(1)装置A制取氯气,试剂X能选用的是 (填标号)。
a. b.KCl c. d.
(2)除去氯气中HCl气体的装置是 (填装置标号);装置E的名称为 ,其作用为 。
(3)装置F中发生反应的化学方程式为 。
(4)①三颈烧瓶中的现象除产生大量白烟外,还可观察到 。
②欲从a口导出气体再冷凝得到少量,需控制水浴的温度范围为 。
Ⅱ.与水反应产物的探究
取收集到的滴入一定量40℃左右的水中,有无色无味的气体生成。静置后得溶液A,进行如下实验:
(查相关资料可知:与水反应产生的气体为)
[实验1]
[实验2]
(5)根据实验1的现象判断:溶液A具有酸性和 性。
(6)实验2中“红色不褪去”的原因为 。
(7)综上所述,与水反应的化学方程式为 。
【答案】(1)a (2) B (球形)干燥管 除去氨气中的水蒸气或干燥氨气
(3) (4)有黄色油状液体生成 71℃~95℃ (5)漂白
(6)光照较长时间,溶液中次氯酸分解,无漂白性,故红色不褪去
(7)
【详解】(1)装置A制取氯气,不需要加热,可以选择浓盐酸和高锰酸钾反应,故选a。
(2)由分析可知,B装置中盛放饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,装置E的名称为(球形)干燥管,作用是除去氨气中的水蒸气或干燥氨气。
(3)装置F中氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制备氨气,化学方程式为:。
(4)①D装置中氨气和氯气发生反应:,产生的大量白烟为颗粒,是黄色油状液体,则还可观察到有黄色油状液体生成;
②的沸点为71℃,95℃以上易爆炸,欲从a口导出气体再冷凝得到少量,需控制水浴的温度范围为71℃~95℃。
(5)溶液A中加入2滴紫色石蕊溶液,溶液变红说明溶液A具有酸性,后红色又褪去说明溶液A具有漂白性。
(6)实验一中紫色石蕊试液变红色,说明有HCl生成;最后溶液褪色,说明含有HClO,实验2中“红色不褪去”的原因为光照较长时间,溶液中次氯酸分解,无漂白性,故红色不褪去。
(7)与水反应产生的气体为,综上所述,该过程中还有HCl和HClO生成,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
方|法|点|拨
【变式16-1】(24-25高一上·浙江宁波·期末)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作正确的是
A.溶液加热
B.除去中的HCl
C.制备并收集少量
D.收集NO气体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.用试管加热溶液时,试管夹应夹在距离管口的处,A错误;
B.饱和NaCl溶液能吸收HCl气体(HCl极易溶于水),同时能降低Cl2的溶解度,故能用饱和NaCl溶液除去Cl2中的HCl,B正确;
C.实验室制备少量氨气,应用氯化铵和熟石灰共热,C错误;
D.NO易和空气中的O2反应生成NO2,故收集NO不能使用排空气法,D错误;故答案选B。
【变式16-2】(24-25高一上·福建宁德·期末)某小组欲探究NH3还原Fe2O3的固体产物。装置如下图所示。
回答下列问题:
(1)装置A中盛装浓氨水的仪器名称为 。写出装置A中反应的化学方程式为 。烧瓶中的生石灰可以用 (填药品名称)代替。
(2)装置B中试剂宜选择 (填标号)。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水CuSO4
(3)点燃C处酒精灯之前要先通入一段时间的氨气,其目的是 。
(4)实验中当观察到装置C中红色粉末全部变为黑色粉末M时,熄灭C处酒精灯,继续通入气体至玻璃管冷却,硬质玻璃管内壁有水珠。小组进一步探究M成分(假设M不含FeO):
①提出假设:小组提出如下三种假设,请你补充第二种假设。
假设1:M是Fe.
假设2:M是 。
假设3:M是Fe和Fe3O4混合物。
②设计实验:
序号
实验与现象
实验结论
i
甲同学用强磁铁接近黑色粉末,发现能吸附黑色粉末。
假设1成立
ii
乙同学取少量黑色粉末溶于稀硫酸,再滴加KSCN溶液,未见溶液变红色。
假设3一定不成立
上述实验结论错误的是 (填序号)。
(5)丙同学取8.6 g上述黑色粉末于烧瓶中,加入250 mL 1 mol·L−1的盐酸恰好使固体粉末完全溶解,收集到560 mL(标准状态)氢气。向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红色。根据相关数据,回答下列问题。
①8.6 g黑色粉末中含铁元素的质量为 g。
②M的成分是 (填化学式)。
【答案】(1)分液漏斗 氢氧化钠 (2)B
(3)排尽装置内的空气 (4)Fe3O4 i、ii (5)7 Fe和Fe3O4
【详解】(1)装置A中盛装浓氨水,根据图中装置可知该装置为分液漏斗;装置A中反应的化学反应为浓氨水和生石灰的反应,故该反应为:;烧瓶中的生石灰可以用氢氧化钠等碱性物质代替,氢氧化钠溶于水放热促进氨水分解;
(2)A.浓硫酸为酸性干燥剂,不能干燥碱性气体,故A错误;
B.碱石灰为碱性干燥剂,可以干燥碱性气体,故B正确;
C.无水CuSO4可以检验产物中是否有水生成,不用于干燥气体,故C错误;
故答案选B。
(3)氨气为可燃气体,当装置内存在空气的时候,加热会发生爆炸,故作用为排尽装置内的空气;
(4)氨气还原氧化铁,固体可能是铁的单质或化合物,且不含氧化亚铁,则M可能为铁和四氧三铁的其中一种或都有,故假设2:M是Fe3O4;实验i,由于铁和四氧化三铁,都能磁铁吸引,不能确定黑色的成分,故实验i错误,实验ii,由于四氧化三铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,硫酸铁和铁粉反应又生成硫酸亚铁,滴加硫氰化钾不变红,不能说明假设3不成立,故实验i、ii结论错误;
(5)根据题意可知,最终溶液为氯化亚铁溶液,最终溶液为溶液,根据电荷守恒,,可计算出铁元素总物质的量,则8.6 g黑色粉末中,含铁元素的质量为:,所以铁元素质量为7g,铁元素物质的量为0.125 mol,氧元素的质量为1.6 g,物质的量为0.1 mol,故M的成分是Fe和Fe3O4;
【变式16-3】(24-25高一上·福建三明·期末)氮及其化合物在工农业生产中有重要用途。
Ⅰ、农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料。某化学兴趣小组设计如图1所示装置制备氨气并探究其性质。
(1)装置甲中发生反应的化学方程式为 。
(2)把装置丙中的浓盐酸挤入广口瓶中,可观察到的现象为 。
(3)图2中可代替装置丁用于吸收多余氨气的是 (填标号)。
(4)该兴趣小组利用压强传感器测定氨气喷泉实验中的压强变化情况,实验装置如图3所示。待三颈烧瓶充满后,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口,关闭,将胶头滴管中的水挤入三颈烧瓶中,打开,完成喷泉实验,三颈烧瓶内压强变化曲线如图4所示。下列说法错误的是______(填标号)。
A.制取氨气时烧瓶中的可以换成
B.可用蓝色石蕊试纸置于三颈烧瓶口处验满
C.实验进行到点时喷泉最剧烈
D.喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是因为收集的氨气不纯
Ⅱ、硝酸是一种重要的化工原料,某工厂制硝酸的流程如图所示。
(5)上述转化中,属于氮的固定的是反应 (填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)。
(6)“氧化炉”中反应ⅱ的化学方程式为 。
(7)“吸收塔”中发生的反应为,理论上生成需消耗标准状况下的体积为 。
【答案】(1) (2)产生白烟 (3)CD (4)AB (5)ⅰ
(6) (7)6.72
【详解】(1)装置甲中氯化铵和熟石灰共热产生氨气,反应的化学方程式为。
(2)把装置丙中的浓盐酸挤入广口瓶中,发生,可观察到的现象为产生白烟。
(3)A.为封闭环境,不能尾气处理,A错误;
B.NH3极易溶于水,导管插入水中引起倒吸,不能进行尾气处理, B错误;
C.氨气不溶于四氯化碳、逸出的氨气被上层的水充分吸收,同时可以防止倒吸现象的发生,C正确;
D.可以充分吸收NH3,同时可以防止倒吸现象的发生,D正确;
故合理选项是CD;
(4)A.固体为CaO能够与氨水中的水反应或遇水放热,且溶液呈碱性,使氨气溶解度降低,则可制备氨气,而CaCl2能与氨气反应,故制取氨气时烧瓶中的不可以换成,A说法错误;
B.氨水呈碱性,遇到石蕊显蓝色,则可用湿润的红色石蕊试纸置于三颈瓶口c处验满,不可用蓝色石蕊试纸,B说法错误;
C.由瓶内压强变化曲线可知,O点时容器内外压强差最大,则喷泉最剧烈,C说法正确;
D.喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,则存在有未溶解的气体,由于三颈烧瓶内的氨气是用排空气法收集的,则可能是因为收集的氨气不纯,D说法正确;
答案为AB。
(5)氮的固定为游离态氮转化为化合态氮,故属于氮的固定的是:i。
(6)“氧化炉”中“发生反应为氨气和氧气催化氧化生成NO和水,反应ⅱ的化学方程式为。
(7)“吸收塔”中发生的反应为,理论上生成需消耗氧气为0.3mol,标准状况下的体积为。
题型17 铵盐
【典例17】(24-25高一上·福建龙岩·期末)对于溶液中某些离子的检验及结论正确的是
A.滴加稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,一定有
B.先滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,一定有
C.滴加溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有
D.滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,一定有
【答案】D
【详解】A.滴加稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,可能有、、或 等,不一定是,A 错误;
B.先滴加新制氯水再滴加KSCN溶液变红色,原因可能是原溶液中存在(直接与 反应显红色),也可能是溶液中的被氧化成后与 反应显红色,因此溶液中不一定有,B 错误;
C.滴加溶液有白色沉淀产生,再加盐酸沉淀不消失,原因可能是与反应生成沉淀,但也可能是与反应生成AgCl沉淀,两种沉淀均不溶于盐酸,所以溶液中不一定有,C 错误;
D.滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,是的特征反应,无其他常见离子干扰,D 正确;故答案选D。
方|法|点|拨
检验NH的答题规范
1、实验操作:取少许待测液或晶体于小试管中,加入浓氢氧化钠溶液,微热,将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。
2、现象、结论:试纸变蓝色(或者冒白烟),说明是铵盐或待测液含有NH。
【变式17-1】(24-25高一上·福建龙岩·期末)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是
A.开发清洁能源可有效减少酸雨
B.将受潮的碳酸氢铵放在太阳下暴晒
C.小苏打可作为制作面包的膨松剂
D.84消毒液不能与洁厕剂等酸性产品同时使用
【答案】B
【详解】A.开发清洁能源(如太阳能、风能)可减少化石燃料燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物,从而降低酸雨发生率,该说法正确,A正确;
B.碳酸氢铵受热易分解:,暴晒会加速分解导致失效,因此受潮后不应暴晒,而应阴凉干燥处理,该说法错误,B错误;
C.小苏打(碳酸氢钠)加热分解产生二氧化碳,能使面包疏松多孔,常用作膨松剂,该说法正确,C正确;
D.84消毒液含次氯酸钠(NaClO),与酸性洁厕剂(如含盐酸)反应会生成有毒氯气(),存在安全隐患,不能同时使用,该说法正确,D正确;故答案选B。
【变式17-2】过氧化钙是一种安全无毒的固体,难溶于水,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下:
①在溶液中加入;
②在第①步的生成物中加入,反应生成沉淀;
③经过陈化、过滤,水洗得到,再脱水干燥得到。
回答下列问题:
(1)第①步发生的反应为复分解反应,反应的化学方程式为 。
(2)检验是否洗净的方法是 。
(3)生产中可以循环使用的物质是 (填化学式)。
(4)已知在时迅速分解生成CaO和。实验室测定产品中含量的装置如下(夹持装置省略):
若所取产品质量是,测得气体体积为(已换算成标准状况下),则产品中的质量分数为 (用表示);测定过氧化钙的含量也可用重量法测定,此时需要测定的物理量是 。
【答案】(1)
(2)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀,如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净,否则洗涤干净
(3) (4) 样品质量和反应后固体质量
【详解】(1)第①步中氯化铵和氢氧化钙发生复分解反应生成一水合氨和氯化钙,反应方程式为:;
(2)CaO2•8H2O表面会附着氯化铵,检验洗涤干净方法为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀,如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净,否则洗涤干净;
(3)第②步发生反应:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,第①步消耗,第②步又生成,故可以循环利用;
(4)设产品中CaO2的质量分数为y,则:
,解得y==;
过氧化钙的含量也可用重量法测定,需要测定的物理量有样品质量和反应后固体质量。
【变式17-3】(24-25高一上·北京丰台·期末)铵盐和硝酸是重要的化工原料。
(1)铵盐可以作化肥。
①是含氮量较高的氮肥,可由和 (填化学式)直接制取。
②可作氮肥,其保存和使用的方法合理的是 (填序号)。
A.保存要注意防雨防晒
B.不能与酸性肥料一起使用
C.与碱性肥料使用效果更佳
③检验某化肥中含有:取少量样品于试管中,加少量水溶解,再加入浓NaOH溶液,加热,产生的气体能使 ,说明含有。
(2)利用硝酸制备硝酸铜。
某工厂利用固体废渣(主要含Cu和CuO,还含有少量和)制取的部分工艺流程如图。
已知:①在酸性溶液中不稳定,会转变成Cu和。②是酸性氧化物,难于水和酸。
①酸溶过程中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。
②试剂X应选用 (填序号)。
A.NaOH B. C.CuO
③若除酸时加入的X恰好完全反应,则过滤后所得废渣的成分为 。
④将酸溶使用的稀硝酸改为10%和20%稀硝酸的混合液,其中作氧化剂,基本无氮氧化物排放,写出固体废渣中Cu与该混合液反应的离子方程式 。
【答案】(1) AB 湿润的红色石蕊试纸变蓝
(2) BC
【详解】(1)①是含氮量较高的氮肥,可由和发生反应:直接制取;
②A.不稳定、易发生分解反应:,易潮解并且在潮湿条件下分解加快,因此需要密封存放,防雨防晒,避免受潮和高温,A正确;
B.碳酸氢铵不能与酸性肥料一起使用,酸会加快分解,降低肥效,同时造成环境污染,B正确;
C.是弱酸性盐,与碱性肥料(如)混合,会发生化学反应:,加快分解,导致氨气挥发,使氮肥流失,C错误;
答案选AB。
③检验某化肥中含有,取少量样品于试管中,加少量水溶解,再加入浓NaOH溶液,加热,发生反应,可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明含有;
(2)固体废渣中加入稀硝酸酸溶,反应后溶液中含有,硝酸被还原生成NO,不与硝酸反应为沉淀。随后加入X中和过量的硝酸,生成硝酸铜和水,过滤后废渣为,滤液为硝酸铜溶液。
①酸溶过程中,铜被氧化为,稀硝酸被还原为,离子方程式为:;
②由分析可知,X的作用是中和过量的硝酸,为了避免引入杂质离子,试剂X可以选用含铜元素的碱性物质,则答案答案选BC;
③由分析可知,若除酸时加入的X恰好完全反应,则过滤后所得废渣的成分为;
④将酸溶使用的稀硝酸改为10%和20%稀硝酸的混合液,其中作氧化剂,被还原为,基本无氮氧化物排放,说明稀硝酸只体现酸性,铜单质被氧化为,离子方程式为:;
题型18 硝酸
【典例18】(24-25高一上·浙江宁波·期末)取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,向其中逐渐加入铁粉,产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO气体,不考虑气体的溶解)。
回答下列问题:
(1)C点溶液中的溶质为 (填化学式)。
(2)OA段发生的离子方程式为 。
(3)原混合溶液中的物质的量浓度为 mol/L。
【答案】(1) (2) (3)2
【详解】(1)依据分析可知,C点溶质是;
(2)依据分析可知,OA段发生的离子方程式为;
(3)反应最终消耗22.4 g铁粉,,最终溶质为硫酸亚铁,根据S元素守恒,原混合溶液中硫酸浓度等于硫酸根浓度,所以;
【变式18-1】浓硝酸、浓盐酸和浓硫酸分别暴露在空气中,下列说法正确的是
A.质量都减少,质量分数都减少 B.浓硫酸质量增大,质量分数减少
C.浓硝酸质量减少,质量分数增大 D.浓硝酸、浓盐酸质量增大,质量分数减少
【答案】B
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中的水蒸气而使溶液质量增大,A错误;
B.浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中的水蒸气而使溶剂质量增大,从而溶质质量分数变小,B正确;
C.浓硝酸具有挥发性,易挥发出溶质而导致溶质质量减小,质量分数减小,C错误;
D.浓盐酸具有挥发性,易挥发出溶质氯化氢而导致溶液质量减小,浓硝酸具有挥发性,易挥发出溶质而导致溶液质量减小,D错误;故选B。
【变式18-2】(24-25高一上·福建龙岩·期末)硫及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,某实验小组设计了如图装置制备并探究二氧化硫的性质。回答下列问题:
(1)导管b的作用是 。
(2)上述实验中,能证明具有漂白性的现象是 。
(3)装置D中反应的离子方程式为 。
(4)上述实验装置存在的缺陷是 。
(5)实验中观察到E中产生了白色沉淀,某学习小组为探究与溶液的反应进行如下实验:
实验
现象
向盛有溶液的试管中,缓慢通入气体
试管内有白色沉淀产生,接近试管口处略有红棕色气体
①白色沉淀是 (填化学式)。
②甲同学认为白色沉淀产生的原因是与发生了反应,则溶液中反应的离子方程式为 。
③乙同学认为白色沉淀产生的原因是溶液中溶解的氧化了,进行实验验证:向盛有溶液 (填X的化学式)的试管中,缓慢通入气体,试管内产生白色沉淀,说明其推测正确,则溶液中反应的离子方程式为 。
④在氧化的过程中,为探究和哪种微粒起主要作用,小组用pH传感器分别测定上述两组实验溶液pH随时间(t)变化的曲线如下图:
综上所述,在氧化的过程中,起主要作用的微粒是 (填化学式),理由是 。
【答案】(1)平衡气压使液体顺利流下 (2)C中的品红溶液褪色
(3) (4)未进行尾气处理
(5) (或其他合理答案) (或其他合理答案) 图中cd的pH变化趋势和幅度接近(或其他合理答案)
【详解】(1)导管b的作用是:平衡气压使液体顺利流下;
(2)C中品红溶液褪色,证明具有漂白性;
(3)D中二氧化硫被酸性高锰酸钾氧化,反应生成锰离子和硫酸根离子,锰化合价由+7变为+2、硫化合价由+4变为+6,结合电子守恒,反应为;
(4)二氧化硫有毒,实验装置存在的缺陷是缺少尾气处理装置;
(5)①二氧化硫和硝酸钡发生氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀;故白色沉淀为BaSO4;
②与发生了氧化还原反应生成硫酸根离子和NO,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,结合质量守恒,总反应为。
③乙同学认为白色沉淀产生的原因是溶液中溶解的氧化了,则需要设计实验排除溶液中硝酸根离子的干扰,故实验设计可以为:向盛有2 mLBaCl2溶液的试管中,缓慢通入二氧化硫气体,试管内产生白色沉淀,说明溶液中溶解的氧化了,反应中硫化合价由+4变为+6、氧气中氧化合价由0变为-2,二氧化硫被氧化为硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,反应的离子方程式:。
④分别向氯化钡溶液、硝酸钡溶液,通入,pH的变化趋势幅度接近,因此在氧化的过程中,起主要作用的微粒是O2。
【变式18-3】(24-25高一上·上海·期末)化学小组同学用铜与过量浓硝酸反应制备NO2气体,实验后发现溶液呈绿色,对其原因进行如下探究:
甲同学提出猜想:浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色,黄色与蓝色叠加显绿色。
实验:向2 mL 6 mol·L-1 中通入稳定的NO2气流,溶液变黄。取该溶液与蓝色Cu(NO3)2溶液混合,观察到溶液显绿色,验证了猜想。
甲同学进一步探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色。
实验装置
操作
编号
溶液a
现象
向溶液a中通入稳定的NO2气流8s
实验1
___________
溶液基本无色
实验2
3 mol·L-1 H2SO4
立即变黄
实验3
3 mol·L-1 Na2SO4
溶液基本无色
(1)写出铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式 。
(2)实验1中溶液a是 。
(3)依据上述实验推知,浓硝酸中溶解NO2呈黄色是溶液中 与NO2作用的结果。
资料:i.铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2,HNO2易分解产生无色气体
ii.HNO2是一种弱酸。HNO2电离出,与Cu2+发生如下反应:
乙同学依据资料提出猜想:铜与浓硝酸反应过程中生成,使溶液呈绿色。
实验4:2 mL NaNO2溶液与2 mL Cu(NO3)2溶液混合,溶液呈绿色,加入1 mL浓硝酸后,溶液变蓝。
丙同学对加入浓硝酸后溶液变蓝的原因提出猜想并进行实验验证。
猜想1:加入浓硝酸后发生反应:,浓度下降,绿色消失。
猜想2:酸性条件下HNO2分解,浓度下降,绿色消失。
将实验4中蓝色溶液分成两份
加入2 mL NaOH溶液,振荡
溶液变绿色
加入2 mL H2O,振荡
溶液仍为蓝色
(4)用离子方程式表示加入NaOH溶液的作用: 。
(5)丙同学依据实验推知猜想 (填“1”或“2”)成立。
(6)综合上述实验得出:过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是 。
【答案】(1) (2) (3);
(4)加入氢氧化钠溶液后,,浓度增大,与铜离子反应生成,溶液变绿色 (5)1 (6)过量浓硝酸中与作用呈黄色,硝酸铜溶液呈蓝色,黄色蓝色叠加显绿色
【详解】(1)铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式
(2)实验1中溶液a是:
(3)实验1溶液无色,说明硝酸根不与作用;实验2变黄色,说明H+与NO2作用,故浓硝酸中溶液呈黄色是溶液中与作用的结果;
(4)加入氢氧化钠溶液后,,浓度增大,与铜离子反应生成,溶液变绿色;
(5)根据分析,猜想1成立;
(6)综合上述实验得出:过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是:过量浓硝酸中与作用呈黄色,硝酸铜溶液呈蓝色,黄色蓝色叠加显绿色。
期末基础通关练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一上·福建南平·期末)下列实验装置或操作正确的是
A.观察钠在空气中燃烧的现象
B.配制250 mL一定物质的量浓度的稀硫酸
C.验证铁与水蒸气反应能生成
D.制备胶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.钠在空气中燃烧放出大量的热,会损坏玻璃表面皿,应在坩埚中燃烧,A错误;
B.配制250 mL一定物质的量浓度的稀硫酸时,应先在烧杯中稀释浓硫酸,待溶液冷却至室温后再转移到容量瓶,B错误;
C.验证铁与水蒸气反应能生成H2,先点燃湿棉花处的酒精灯,排尽试管内的空气,再点燃铁粉下面的酒精灯,让还原铁粉与水蒸气发生反应,然后用燃着的火柴点燃肥皂泡,若产生爆鸣声,则有H2生成,C正确;
D.制备胶体时,应向沸水中滴加饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,停止加热,若将饱和溶液滴入NaOH溶液中会直接生成沉淀,此时不能制备胶体,D错误;故选C。
2.(24-25高一上·福建宁德·期末)用下列装置或操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A.检查装置的气密性
B.实验室制备少量Cl2
C.制备并收集少量NO2 气体
D.制小苏打晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.关闭止水夹,向长颈漏斗中加水,若漏斗内液面高于烧瓶内液面且保持稳定,说明装置气密性良好,能达到实验目的,A符合题意;
B.MnO2和浓盐酸需要加热才能反应制取Cl2,B不合题意;
C.Cu与浓硝酸常温下能反应生成NO2,但NO2能与水反应()而不能用排水法收集,C不合题意;
D.NaHCO3受热易分解(),不能采用蒸发结晶法制小苏打晶体,应采用冷却结晶等方法,D不合题意;
故答案为A。
3.(24-25高一上·福建泉州·期末)化工厂产生的污水可能含有多种离子,排放前需经严格的检测。以下相关离子检测试剂及用品选择正确的是
A.:淀粉溶液 B.:稀硝酸、溶液
C.:溶液 D.:NaOH溶液,湿润蓝色石蕊试纸
【答案】B
【详解】A.淀粉溶液用于检测碘单质(I2),不能直接检测碘离子(I-),A错误;
B.稀硝酸用于排除干扰离子(如),AgNO3溶液与Cl-反应生成白色沉淀AgCl,是检测Cl-的标准方法,B正确;
C.BaCl2溶液可与反应生成白色沉淀BaSO4,但未提及酸化步骤以排除碳酸根等干扰离子,C错误;
D.检测时,加NaOH溶液加热产生氨气(NH3),应使用湿润红色石蕊试纸(遇碱变蓝),而蓝色石蕊试纸用于检测酸性,D错误;
故选B。
4.(24-25高一上·福建三明·期末)下列行为不符合安全要求的是
A.金属钠着火时用泡沫灭火器灭火
B.在通风橱内进行铜与浓硝酸反应制备的实验
C.稀释浓硫酸时将浓硫酸沿器壁缓慢注入水中并不断搅拌
D.闻时用手在瓶口轻轻扇动,使极少量的飘进鼻孔
【答案】A
【详解】A.金属钠着火时用泡沫灭火器灭火,因为金属钠与水剧烈反应产生氢气,泡沫灭火器中的水分会加剧火势甚至引发爆炸,不符合安全要求,A符合题意;
B.在通风橱内进行铜与浓硝酸反应制备NO2的实验,通风橱能有效排出有毒的NO2气体,防止中毒,符合安全要求,B不符合题意;
C.稀释浓硫酸时将浓硫酸沿器壁缓慢注入水中并不断搅拌,可避免因剧烈放热导致酸液飞溅伤人,符合安全要求,C不符合题意;
D.闻SO2时用手在瓶口轻轻扇动,使极少量的SO2飘进鼻孔,这是一种安全的闻气体方法,可避免大量吸入有毒气体,符合安全要求,D不符合题意;
故选A。
5.(24-25高一上·福建福州·期末)易燃、易爆、有毒的化学物质,其包装上贴有危险警告标签。下面所列物质对应标签有误的是
A
B
C
D
物质
氧化镁
浓硫酸
高锰酸钾
金属钠
危险警告标签
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.氧化镁不属于爆炸品,故A错误;
B.浓硫酸具有强腐蚀性,其包装上应贴有腐蚀品标签,故B正确;
C.高锰酸钾是强氧化剂,属于氧化剂,其包装上应贴有氧化剂标签,故C正确;
D.钠属于易燃品,其包装上应贴有易燃品标签,故D正确;
故选A。
6.(24-25高一上·浙江金华·期末)下列物质间的转化不能一步实现的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.SiO2与氢氟酸反应可直接生成SiF4,一步可实现,A不符合题意;
B.Fe与盐酸反应可直接生成FeCl2,一步可实现,B不符合题意;
C.S在氧气中燃烧只能生成SO2,无法一步直接生成SO3,C符合题意;
D.N2与O2在放电或高温下可直接生成NO(如雷雨天气),一步可实现,D不符合题意;
故选C。
7.(24-25高一上·浙江金华·期末)“侯氏制碱法”与“氨碱法”是世界上生产的两种主要方法,其流程示意如下:
下列说法不正确的是
A.联合制碱法中母液的成分为
B.氨碱法循环Ⅱ的物质X主要是,排出液W中主要溶质是和NaCl
C.氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入至饱和再通入
D.与氨碱法相比,联合制碱法提高了食盐的利用率
【答案】A
【详解】A.联合制碱法中母液的成分为和氯化钠,A错误;
B.由分析,氨碱法循环Ⅱ的物质X主要是,排出液W中主要溶质是和NaCl,B正确;
C.氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入溶解度大的氨气,营造碱性环境,增大二氧化碳的溶解度,然后再通入二氧化碳反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体,C正确;
D.与氨碱法相比,联合制碱法得母液中的NaCl可以循环使用,提高了食盐的利用率,D正确;故选A。
期末重难突破练(测试时间:30分钟)
1.(24-25高一上·福建南平·期末)下列离子反应方程式正确的是
A.用氢氧化钠溶液吸收氯气:
B.过氧化钠与水反应:
C.向稀硝酸中加入过量的铁粉:
D.向小苏打溶液中滴入氢氧化钾溶液:
【答案】A
【详解】A.氯气与氢氧化钠溶液的反应生成氯化钠,次氯酸钠和水,选项符合原子守恒和电荷守恒,且反应产物合理,A正确;
B. 该离子方程式中氢原子不守恒(左边4个H,右边2个H),B错误;
C.向稀硝酸中加入过量铁粉时,应生成而非,因过量铁会还原至,C错误;
D.小苏打()与氢氧化钾()反应生成碳酸钾()和水,不产生CO₂气体,方程式产物错误,D错误;故答案选A。
2.(24-25高一上·福建宁德·期末)氮及其化合物与生产、生活、环境等密切相关。部分含氮物质的转化关系如图所示,回答下列问题。
(1)由N2转化成NO过程中,氮元素 (填“被氧化”或“被还原”)。
(2)图中物质溶于水,溶液呈碱性的是 (写分子式)。
(3)写出NH3转化成NO的化学方程式为 。
(4)图中关于NO2和HNO3的相互转化,下列说法正确的是______(填标号)。
A.由NO2转化为HNO3,实现了氮的固定
B.工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3
C.不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2
D.由硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量相同
(5)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的NO,反应原理如图所示。
①反应Ⅰ中体现了纳米铁粉的 (填“氧化性”或“还原性”)。
②反应Ⅱ中生成N2的离子方程式为 。在铁粉总量一定的条件下,废水中的溶解氧过多不利于NO的去除,原因是 。
(6)NH4NO3受撞击生成和NO2的物质的量之比为,则生成1 mol N2时,转移电子的物质的量为 mol。
【答案】(1)被氧化 (2)NH3 (3)4NH3+5O24NO+6H2O (4)BC
(5)还原性 10Fe2++2+12H+=10Fe3++N2↑+6H2O 若氧气过多,会将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+过少不利于还原 (6)4
【详解】(1)由N2转化成NO过程中,氮元素化合价升高,由0价升高到+2价,氮元素被氧化,故答案为:被氧化;
(2)氨气溶于水生成的一水合氨为一元弱碱,N2、NO难溶于水,NO2、HNO3溶于水后的溶液呈酸性,故答案为:NH3;
(3)NH3发生催化氧化反应生成NO,化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;
(4)A.氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的过程,由NO2转化为HNO3,是化合物之间转化,不是氮的固定,A错误;
B.工业上利用NO2与H2O反应生成NO和HNO3,是工业制备硝酸的反应,B正确;
C.不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2,如浓硝酸见光分解生成二氧化氮、氧气和水,C正确;
D.由硝酸转化成等物质的量的NO2时,氮元素化合价由+5价降低到+4价,碳和浓硝酸反应,碳元素化合价由0价升高到+4价,铜和浓硝酸反应,铜元素化合价0价升高到+2价,则消耗碳单质和铜单质的物质的量不相同,D错误;
故答案为:BC;
(5)①反应Ⅰ中铁元素化合价升高,体现了纳米铁粉的还原性,故答案为:还原性;
②根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒,反应Ⅱ中生成N2的离子方程式为:10Fe2++2+12H+=10Fe3++N2↑+6H2O,在铁粉总量一定的条件下,废水中的溶解氧过多不利于的去除,原因是:若氧气过多,会将Fe2+氧化为Fe3+,Fe2+过少不利于还原。
(6)NH4NO3受撞击生成N2和NO2的物质的量之比为3:2,结合得失电子守恒和原子守恒可得到反应的化学方程式:4NH4NO33N2+2NO2+8H2O,若参与反应的NH4NO3为4mol,则有4molN原子的化合价由-3升至0价,有2molN原子的化合价由+5降至+4价,有2molN原子的化合价由+5降至0价,故每生成3mol N2,转移电子12mol,则生成1mol N2时,转移电子的物质的量为4mol。
3.(24-25高一上·福建宁德·期末)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化
Fe2+ 具有还原性
B
向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,观察溶液颜色变化
SO2具有漂白性
C
将Na2O2用棉花包裹放在石棉网上,向棉花上滴几滴水,观察棉花是否燃烧
Na2O2与H2O是放热反应
D
向某溶液中滴加BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成
原溶液中一定含有SO
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.实验方案通过滴加KSCN无现象,再滴加氯水后溶液变红证明Fe2+被氧化生成了Fe3+,生成Fe3+与生成红色络合物,从而说明Fe2+具有还原性,能达到探究目的,A不合题意;
B.实验方案中SO2能使品红溶液褪色,这是SO2漂白性的特征反应,观察颜色变化可达到探究目的,B不合题意;
C.实验方案中Na2O2与H2O反应剧烈放热,放出的热量可能使棉花燃烧,通过观察棉花燃烧可证明反应放热,能达到探究目的,C不合题意;
D.实验方案中滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,可能是BaSO4(含),但也可能是BaCO3、BaSO3或AgCl等(如溶液中含、或Ag+),无法确定一定含有,因此不能达到“一定含有”的探究目的,D符合题意;故答案为:D。
4.(24-25高一上·福建宁德·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
B.Cl2通入石灰乳中:Cl2 + 2OH-= Cl-+ ClO-+ H2O
C.向Na2SO3溶液中加入稀HNO3:SO+ 2H+ = SO2↑ + H2O
D.Fe(OH)3胶体的制备:Fe3+ + 3NH3 ∙ H2O = Fe(OH)3(胶体)+ 3NH
【答案】A
【详解】A. 该离子方程式正确描述了Fe3+氧化Cu的反应,电荷守恒(左边总电荷+6,右边+6),原子守恒,符合FeCl3刻蚀铜板的反应事实,A正确;
B. 石灰乳是Ca(OH)2悬浊液,不能直接写成OH-;实际反应为2Cl2 + 2Ca(OH)2 =CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O,离子方程式为:Cl2+Ca(OH)2=Ca2++ClO-+Cl-+H2O,B错误;
C. 稀HNO3具有强氧化性,会将氧化为,而非生成SO2,正确反应应为3+2+2H+=3+2NO↑+H2O, C错误;
D. 用氨水(NH3·H2O)与Fe3+反应生成Fe(OH)3沉淀,而非胶体;Fe(OH)3胶体制备需将FeCl3饱和溶液滴入沸水中水解,D错误;故答案为:A。
5.(24-25高一上·福建三明·期末)黄铁矿(主要成分)是自然界分布较广的一种硫化物矿物。工业上以黄铁矿为原料生产硫酸,并以制硫酸产生的尾气()为原料制备焦亚硫酸钠的流程如图所示。
(1)反应①中被氧化的元素是 (写元素符号)。
(2)设计实验检验“炉渣”中的铁元素为+3价 。
(3)“制硫酸”时,如果大量尾气直接排放,引起的环境问题主要为 (写一种)。
(4)反应②的化学方程式为 。
(5)实验小组用“W”形玻璃管(如图)验证的性质,①④处的试剂分别为固体、品红溶液、酸性溶液、滴有酚酞的溶液。下列说法正确的是______(填标号)。
A.①处出现气泡,体现的氧化性
B.②处溶液褪色,用酒精灯加热后红色复原
C.③处、④处溶液褪色,且褪色原理相同
D.①处试剂换成碳粉也可以达到实验目的
(6)可用作葡萄酒的抗氧化剂。为测定某葡萄酒中的含量,取葡萄酒样品与碘标准液反应,消耗标准液(假设葡萄酒中其他成分不与反应),则样品中的含量为 。(已知:)
【答案】(1)、S
(2)取少量炉渣样品于试管中,加入稀硫酸(或稀盐酸)溶解后滴加KSCN溶液,若溶液变红,说明炉渣中铁元素为+3价 (3)形成酸雨等合理答案 (4) (5)B (6)0.19
【详解】(1)反应①的化学方程式为,其中Fe的化合价由+2升至+3,S的化合价由-1升至+4,故被氧化的元素为Fe、S;
(2)Fe3+遇KSCN溶液会显红色,故检验“炉渣”中的铁元素为+3价的实验方案为:取少量炉渣样品于试管中,加入稀硫酸(或稀盐酸)溶解后滴加KSCN溶液,若溶液变红,说明炉渣中铁元素为+3价;
(3)SO2如果直接排放到大气中,会造成的主要环境问题是形成酸雨;
(4)反应②为SO2与NaOH反应生成NaHSO3,化学方程式为;
(5)装置中利用70%浓硫酸与Na2SO3固体反应生成SO2气体,再通过品红溶液、酸性溶液、滴有酚酞的NaOH溶液验证SO2的性质,最后用蘸有NaOH溶液的棉花吸收SO2尾气,则:
A.①处利用70%浓硫酸与Na2SO3固体反应生成SO2气体,属于“强酸制弱酸”的复分解反应,体现H2SO4的强酸性,A错误;
B.SO2具有漂白性,能够和品红结合生成无色物质,但该无色物质不稳定,加热后溶液又会恢复红色,B正确;
C.③处褪色原因是SO2具有还原性,能够还原为Mn2+从而使酸性高锰酸钾溶液褪色;④处褪色原因是SO2是酸性氧化物,能够和NaOH溶液反应成盐从而降低溶液的碱性,使酚酞褪色,褪色原理不同,C错误;
D.常温下,C和浓硫酸不反应,不能生成SO2气体,无法达到实验目的,D错误;故选B;
(6)根据化学方程式可知,100.00 mL葡萄酒样品中含有的的物质的量为,则样品中的含量为。
6.(24-25高一上·福建三明·期末)关于反应(极稀),下列说法正确的是
A.反应中只表现氧化性 B.反应中电子由硝酸转移到锌
C.是还原产物 D.氧化剂和还原剂的物质的量之比为
【答案】D
【详解】A. HNO3在反应中部分氮被还原(表现氧化性),部分形成硝酸盐(表现酸性),因此不只表现氧化性,A错误;
B.电子从还原剂锌转移到氧化剂硝酸中的氮,因此电子由锌转移到硝酸,B错误;
C.Zn(NO3)2是锌被氧化(化合价升高)后的产物,属于氧化产物,还原产物为,C错误;
D.氧化剂为被还原的HNO3(物质的量为1mol),还原剂为Zn(物质的量为4mol),二者物质的量之比为1:4,D正确;故选D。
7.(24-25高一上·福建龙岩·期末)以下是氨氮废水的处理流程:
高浓度氨氮废水低浓度氨氮废水含硝酸废水达标废水
下列说法错误的是
A.过程中发生的化学反应不属于氧化还原反应
B.过程中发生的离子反应方程式为
C.过程中,转移时可生成(标准状况)
D.该处理方案可有效防止水体富营养化
【答案】C
【详解】A.过程Ⅰ中,高浓度氨氮废水在NaOH溶液、加热和鼓入空气条件下,主要发生反应:。该反应是酸碱中和反应,氮元素的化合价未发生变化,无电子转移,因此不属于氧化还原反应,A正确;
B.过程Ⅱ为微生物硝化过程,将氨氮()氧化为硝酸盐()。在碱性条件下,反应方程式为,该方程式原子和电荷均守恒,符合硝化过程的原理,B正确;
C.过程Ⅲ为反硝化过程,硝酸被还原为氮气。生成1 mol时,2个氮原子各降低5价,共转移10 mol电子。标准状况下,1 mol的体积为22.4 L,因此转移10 mol电子时应生成22.4L,C错误;
D.该流程通过过程Ⅰ去除大部分氨氮,过程Ⅱ将氨氮转化为硝酸盐,过程Ⅲ将硝酸盐还原为氮气释放,最终废水达标排放,有效降低了氮含量,从而防止水体富营养化,D正确;故答案选C。
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第三章 物质的性质与转化(期末复习讲义)
内容导航
明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
亚铁盐和铁盐的性质
考查亚铁盐和铁盐组成及常见物质的性质等
Fe2+、Fe3+的检验方法
考查Fe2+、Fe3+的检验及除杂方法
铁单质及其氧化物
考查铁与水蒸气的反应、铁的氧化物的性质等
铁的氢氧化物
考查Fe(OH)2和Fe(OH)3的对比以及铁的氢氧化物的制备
铁及其化合物之间的转化
考查铁及其化合物的“价-类”二维图
硫单质
考查硫的性质,尤其是氧化性和还原性
二氧化硫的性质
考查常见物质的漂白原理、SO2和CO2的性质比较
硫酸及硫酸盐
考查浓硫酸的主要性质、浓硫酸和稀硫酸的区别及其硫酸根的检验
、
自然界中氮的循环
考查氮的价类二维图、氮的循环、氮的固定等
氮的氧化物
考查NO、NO2的性质比较、氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析
氨气
考查氨气的性质及用途
铵盐
考查铵盐的性质
氨的实验室制法
考查氨的实验室制法
硝酸
考查硝酸的性质,人类活动对氮循环和环境的影响
要点01 铁元素的含量和存在形态
1、铁元素的含量:铁元素在地壳中的含量处于 ,铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝。
2、铁元素的存在形态
(1)游离态:存在于陨铁中。
(2)化合态:主要以 价铁的化合物存在。如黄铁矿( )、赤铁矿( )、磁铁矿( )、菱铁矿( )等。
3、日常生活用品中含铁元素的物质
(1)铁锅的主要成分 ;
(2)补铁保健品中含 ;
(3)粉刷墙壁的红色涂料中含 ;
(4)激光打印机的墨粉中含 。
4、铁及其化合物价态和类别的关系
要点02 亚铁盐和铁盐的性质
1、亚铁盐和铁盐组成及常见物质
物质
亚铁盐
铁盐
组成
含有 的盐
含有 的盐
常见物质
FeSO4·7H2O、FeCl2等,其水溶液呈 色
FeCl3·6H2O、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等,其水溶液 色
2、实验探究
(1)知识支持:Fe3+和KSCN溶液反应,溶液显 ,离子方程式:
(2)可供选择的试剂:FeSO4溶液、FeCl3溶液、NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、氯水、KSCN(硫氰酸钾)溶液、KI溶液、淀粉溶液、铁粉、锌片、铜片。
[实验1] 探究Fe3+的性质
实验操作
实验现象
离子方程式
与碱反应
产生红褐沉淀
氧化性
加入KSCN溶液,溶液变为血红色,再加入足量铁粉,振荡,溶液变为浅绿色
加入KSCN溶液,溶液变为血红色,再加入足量铜片,振荡,溶液变为蓝色
无色溶液变为浅绿色
[实验2] 探究Fe2+的性质
实验操作
实验现象
离子方程式
与碱反应
慢慢挤入NaOH溶液,生成白色沉淀
还原性
加入KSCN溶液,无明显现象,滴加氯水后,溶液呈血红色
溶液由紫红色变为棕黄色
氧化性
溶液由浅绿色变为无色
归|纳|总|结
1、Fe2+既有氧化性又有还原性
如2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- Zn+Fe2+===Fe+Zn2+。
2、Fe3+具有较强的氧化性,可被还原为+2价的亚铁离子或0价的铁
如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
要点03 Fe2+、Fe3+的检验方法
1、Fe2+ 和Fe3+的检验
离子
方法
现象
Fe2+
加入NaOH溶液
先生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色沉淀
先加入KSCN溶液,再加氯水
加入KSCN溶液不变色,再加氯水,溶液变红色。
加入铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]溶液
Fe3+
加入NaOH溶液
先加入KSCN溶液
2、含Fe2+、Fe3+的除杂问题
主要成分
杂质
除杂方法
FeCl3(aq)
FeCl2(aq)
FeCl2(aq)
FeCl3(aq)
FeCl2(aq)
CuCl2(aq)
归|纳|总|结
1、如何检验氯化亚铁溶液中是否含有氯化铁?
取少量溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,则说明氯化亚铁溶液中含有氯化铁。
2、如何检验氯化铁溶液中是否含有氯化亚铁?
取少量溶液于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,如果酸性高锰酸钾溶液的紫红色褪去,则证明含有氯化亚铁。
要点04 铁单质
1、铁的物理性质
色、态
密度
熔点
抗腐蚀性
导热性、延展性
导电性
特性
银白色固体
7.86 g·cm-3
1 538 ℃
较差
良好
比铜、铝差
能被磁铁吸引
2、铁的化学性质
(1)与酸反应生成氢气:与盐酸、硫酸反应的离子方程式为 。
(2)与某些盐溶液发生置换反应:与硫酸铜溶液反应的离子方程式为 。
(3)与非金属反应
①与氧气反应: 。
②与氯气反应: 。
(4)铁与水的反应:
①铁与冷水或热水不反应。
②铁与水蒸气的反应。
实验装置
实验现象
试管内得到黑色固体;用火柴点燃肥皂泡,听到爆鸣声
实验结论
铁与水蒸气在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2,化学方程式为
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
注意事项
湿棉花的作用: ;肥皂液的作用:
归|纳|总|结
如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态?
提示:取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。
要点05 铁的氧化物
1、铁的氧化物的物理性质及用途
名称
氧化亚铁
三氧化二铁
四氧化三铁
化学式
俗名
—
铁元素的化合价
颜色、状态
溶解性
用途
用作色素
用作油漆、涂料、油墨的红色颜料
磁性材料
2、铁的氧化物的化学性质:
(1)从物质类别角度,铁的氧化物都能和酸反应生成相应的盐和水。写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式:
①FeO: ;
②Fe2O3: ;
③Fe3O4: 。
(2)从化合价角度,铁的氧化物都具有 ,其中FeO中Fe元素的化合价为 价,化合价还可以升高,具有 。
①FeO不稳定,在空气中受热被氧化生成 ,FeO在反应中表现 。
②铝热反应
实验装置
实验现象
a、镁条剧烈燃烧,并发出耀眼白光。
b、三氧化二铁与铝粉剧烈反应,放出大量的热,火星四射。
c、纸漏斗下面被烧穿,有红热熔融物落入蒸发皿中。
d、熔融物冷却后变黑,能被磁铁吸引
实验结论
铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应,置换出铁。反应的化学方程式为 ,Fe2O3在反应中表现
归|纳|总|结
1、铝热剂:铝粉与难熔金属氧化物的混合物。
2、铝热反应:铝与某些难熔金属氧化物在高温条件下发生的置换反应。
3、铝热反应的原理:利用金属铝的强还原性,铝单质与其他金属氧化物之间发生置换反应,产生大量的热。
4、铝热反应的应用:铝与三氧化二铁反应放出大量的热,该反应用于焊接钢轨、制备金属纳米复合材料等。
要点06 铁的氢氧化物
1、铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色和溶解性
白色固体,不溶于水
红褐色固体,不溶于水
稳定性
在空气中易转化为Fe(OH)3
受热易分解:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
与盐酸反应(离子方程式)
Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
制备
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
转化
化学方程式
现象
白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
2、铁的氢氧化物的制备
在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液,然后各滴入NaOH溶液。
FeCl3溶液
FeSO4溶液
加入NaOH溶液后的现象
产生红褐色沉淀
生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
离子方程式
归|纳|总|结
防止Fe(OH)2被氧化的方法
1、将配制溶液的蒸馏水煮沸,除去溶液中的氧气。
2、将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入盛有亚铁盐溶液的试管底部,并慢慢挤出NaOH溶液。
3、在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。
4、在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。
要点07 铁及其化合物之间的转化
1、铁及其化合物的“价-类”二维图(写出对应的化学方程式及其反应类型)
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑪
⑫
2、铁及其化合物之间存在两种转化关系
含有相同价态铁元素的物质之间的转化,可借助 反应实现;含有不同价态铁元素的物质之间的转化,可借助 反应实现。
归|纳|总|结
集成电路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。印刷电路板的原材料是覆铜板,制印刷电路板时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”。
1、用化学方程式解释FeCl3溶液为什么能腐蚀铜而用于制造印刷电路板。
提示:2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2。
2、由FeCl2生成Fe或FeCl3,你能写出其化学方程式吗?
提示:FeCl2+Zn===ZnCl2+Fe,2FeCl2+Cl2===2FeCl3。
要点08 铁及其化合物之间的转化应用
1、实现Fe、Fe2+、Fe3+之间转化的反应物
列举①~⑥实现对应转化的反应物:
① 等;
② 等;
③ 等;
④ 等;
⑤ 等;
⑥ 等。
2、含铁物质的分离与提纯
主要物质
杂质
除杂方法
反应原理
Fe2+
Fe3+
FeCl3
FeCl2
或
Fe2+
Cu2+
Cu2++FeFe2++Cu
3、亚铁盐的保存
保存亚铁盐溶液应加入少量 ,目的是 : 。
利用FeCl3溶液腐蚀铜箔制造印刷电路板:
4、铁及其化合物的制备
例如,无水FeCl3可用铁屑和Cl2直接作用制得:
归|纳|总|结
教材P88“如铁及其化合物的制备、亚铁盐溶液的保存等”实验室中如何保存硫酸亚铁?
提示:为了防止亚铁离子被氧化、在配制硫酸亚铁时需要加入少量的铁粉。
要点09 硫单质
1、物理性质
同素异形体
俗名
颜色
状态
溶解性
熔沸点
斜方硫单斜硫
2、同素异形体: 叫同素异形体,化学性质 ,物理性质 ,
如正交硫和单斜硫,金刚石、石墨和C60,O2和O3,红磷和白磷。
3、硫的化学性质
(1)与变价金属反应Fe: ;Cu: 。
硫单质与变价金属反应生成低价的金属硫化物,而氯气与变价金属反应生成高价的金属氯化物,说明S的氧化性比Cl2 。
(2)与非金属H2反应: 。
(3)与氧化剂反应
①与强氧化剂反应,如浓硫酸: 。
②O2: 。
(4)与热的强碱反应(如NaOH溶液): 。
4、用途
(1)制造硫酸、硫化橡胶;(2)黑火药、焰火、火柴;(3)农药(石灰硫黄合剂);(4)医药(硫黄软膏)。
5、硫单质的氧化性和还原性
硫单质中硫元素化合价为0,在化学反应中,化合价既可以升高又可以降低,表现出 和 。
(1)表现还原性
当硫与氧化性较强的物质反应时,通常失电子,化合价升高,表现一定的 ,如 。
(2)表现氧化性
①当硫与H2、部分金属等还原性较强的物质反应时,通常得电子,化合价降低,表现 ,如:
, ,
②在黑火药爆炸的反应中,硫的化合价降低,表现 ,化学方程式为:
。
(3)既表现氧化性又表现还原性
硫与热的碱溶液反应时,既表现氧化性,又表现还原性,如
归|纳|总|结
1、在黑火药爆炸反应S+2KNO3+3CK2S+3CO2↑+N2↑中→K2,KO3→2,→O2,
S和KNO3做氧化剂,C做还原剂
2、由于S的氧化性不很强,与变价金属反应,产物中金属元素显低价态。
要点10 二氧化硫的性质
1、物理性质
颜色
气味
密度
毒性
状态
溶解性
>ρ空气
2、二氧化硫性质探究
实验操作
实验现象
溶液红色变浅,有白色沉淀生成
溶液褪色,加热后溶液颜色恢复红色
实验结论
SO2属于酸性氧化物
SO2具有漂白性,能与品红生成无色化合物,但生成的化合物不稳定
3、常见物质的漂白原理:HClO、Na2O2、O3、H2O2、SO2、活性炭的漂白性比较:
用于漂白的物质
实际参与漂白的物质
漂白原理
变化类别
漂白特点
能漂白的物质
活性炭
活性炭
吸附漂白
物理变化
物理漂白不可逆
一般用于溶液漂白
Cl2
HClO
利用HClO的强氧化性进行漂白
化学变化
氧化还原漂白,不可逆
可以漂白所有有机色质
次氯酸盐
HClO
Na2O2
H2O2
H2O2的强氧化性
化学变化
氧化还原漂白,不可逆
可以漂白所有有机色质
H2O2
SO2
SO2
SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质
化学变化
非氧化还原漂白,可逆
具有选择性,如品红、棉、麻、草等
4、SO2和CO2的性质比较
SO2
CO2
物
理
性
质
颜色气味
无色、刺激性气味
无色无味
毒性
有毒
无毒
溶解性
易溶,常温常压下1:40
微溶,常温常压下1:1
与水反应
与碱反应
通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
通入澄清的石灰水中,先生成沉淀,当气体过量时沉淀又溶解
化
学
性
质
氧化性
还原性
能被高锰酸钾、氧气、氯水、溴水、碘水等氧化剂氧化
无
漂白性
能与某些有色物质生成不稳定的无色物质而使其褪色
无
对环境的影响
形成酸雨,直接危害人体健康
引起温室效应
要点11 硫酸及硫酸盐
1、浓硫酸的主要性质
物理性质
纯净的硫酸是无色黏稠状液体,沸点高,难挥发,密度大于水(98%的浓H2SO4的密度为1.84 g·cm-3),溶于水放出大量的热
化学性质
吸水性
常用作
干燥剂
能干燥
H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等
不能
干燥
碱性气体,如 NH3等
还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等
脱水性
能按水的元素组成质量比脱去纸屑、棉花所含有机化合物中的氢、氧元素,使这些有机化合物炭化
强氧
化性
与活泼金属反应
2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,常温下浓硫酸使Fe、Al钝化
与不活泼金属反应
与非金属反应
2、浓硫酸和稀硫酸的区别
浓硫酸
稀硫酸
物理
性质
加水
放出大量热
无明显变化
状态
油状液体
液态
密度
ρ(浓H2SO4)>ρ(稀H2SO4)
化学
性质
铁片
无明显变化(钝化)
铁片逐渐溶解,
并产生无色气体
铜片(加热)
铜片溶解,产生无色气体
不反应
白纸
变黑
无明显变化
胆矾
蓝色变白
胆矾溶解形成蓝色溶液
3、S的检验
(1)正确操作
被检液无明显现象有白色沉淀有S
(2)杂质离子的干扰
①Ag+干扰
盐酸酸化能防止Ag+干扰,因为Ag++Cl-AgCl↓。
②C、S、P干扰
因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀,与BaSO4白色沉淀所不同的是这些沉淀能溶于强酸中(如BaCO3+2H+H2O+CO2↑+Ba2+)。因此检验S时,必须用酸酸化(一般用盐酸而不能用HNO3酸化)。
要点12 自然界中氮的循环
1、自然界中的氮循环
(1)氮元素的存在:在自然界中的存在形式有游离态和化合态。
(2)自然界中氮的循环
(3)人类活动对自然界中的氮循环的影响
①氮气 ―→ ;
② 参与氮的循环。
2、氮的价类二维图
3、氮的固定
(1)含义:将空气中 的氮转化为 的过程叫作氮的固定。
(2)分类
氮的固定
4、氮气的性质
(1)物理性质:
颜色
状态
气味
密度
溶解性
(2)化学性质:氮气的化学性质 ,通常很难与其他物质发生反应。
①还原性:与O2反应产生NO。 。
②氧化性:与H2反应生成NH3;反应方程式:
③N2与Mg的反应(表现出氧化性):化学方程式为
要点13 氮的氧化物
1、NO、NO2的性质比较
物质
NO
NO2
色、态、味、毒性
无色、无味、有毒气体
红棕色、有刺激性气味、有毒气体
水溶性
不溶于水
易溶于水
与氧气反应
2NO+O22NO2
不反应
与水反应
不反应
3NO2+H2O
2HNO3+NO(自身氧化还原)
与氧气、水同时作用
4NO+3O2+2H2O4HNO3
4NO2+O2+2H2O4HNO3
氧化性
有氧化性,但通常情况下表现出还原性
强氧化性,在溶液中生成硝酸,能氧化S2-、I-、Fe2+等离子
对环境的影响
有毒,大气污染物之一
有毒,大气污染物之一
2、氮的氧化物以及与氧气混合后溶于水的情况分析
(1)NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时,可根据反应3NO2+H2O2HNO3+NO,利用气体体积的变化差值进行计算。
(2)NO2和O2的混合气体溶于水时,根据反应4NO2+O2+2H2O4HNO3:
当V(NO2)∶V(O2)=4∶1时,恰好反应,无剩余气体;
当V(NO2)∶V(O2)<4∶1时,剩余氧气;
当V(NO2)∶V(O2)>4∶1时,NO2过量,剩余气体为NO,且体积为过量NO2体积的1/3。
(3)NO和O2同时通入水中,此时的反应为4NO+3O2+2H2O4HNO3:
当V(NO) ∶V(O2) =4∶3时,恰好反应,无剩余气体;
当V(NO)∶V(O2)<4∶3时,剩余氧气;
当V(NO)∶V(O2)>4∶3时,剩余NO。
(4)规律延伸:将方程式4NO2+O2+2H2O4HNO3与4NO+3O2+2H2O4HNO3相加可以得到方程式NO2+NO +O2+H2O2HNO3,由此可知NO、NO2、O2等体积混合时恰好能被水完全吸收,但混合气体能被水完全吸收时三者不一定是等体积,其实只需要将混合气体的O2分为两部分,一部分恰好与NO反应,另一部分恰好与NO2反应即可。
归|纳|总|结
NO、NO2均不属于酸性氧化物。酸性氧化物是能够与碱反应生成盐和水的氧化物,而且生成的盐是该氧化物同价态的含氧酸所对应的盐。NO不能与碱反应,NO2与NaOH溶液的反应为2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。但由于生成的不是相应的盐,因此二氧化氮也不是酸性氧化物。
要点14 氨气
1、物理性质:无色有刺激性气味的气体,密度比空气 , 水,常温、常压下1体积水能溶解约700体积氨气,易液化。
2、实验探究
实验装置
操作
打开止水夹,并挤压滴管的胶头
撤去玻璃片
现象
烧杯中的溶液由玻璃管进入烧瓶,形成红色喷泉,瓶内液体呈红色
集气瓶内产生大量白烟
结论
氨极易溶于水,水溶液呈碱性
氨气与氯化氢气体反应生成白色固体
3、化学性质
化学(或离子)方程式
现象
说明
能与水反应
可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气
能与酸反应
HCl (挥发性酸)
可用浓盐酸检验氨气;氨气与不挥发性酸也反应
H2SO4 (难挥发性酸)
能与氧气反应(催化氧化)
是工业制HNO3的基础
能与Cl2反应
用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
能与CuO反应
可用排水法收集产生的N2
4、氨的用途
(1)工业上:主要应用于氮肥工业和硝酸工业。
化学氮肥
(2)生活中:NH3易液化,常用作制冷剂。
要点15 铵盐
1、铵盐
(1)物理性质
颜色
溶解性
状态
多为白色
多易溶于水
晶体
(2)化学性质
预期转化:铵盐(N)→氨气(NH3)
实验装置及操作
现象
结论
试管中固体逐渐减少,产生无色、有刺激性气味的气体,试纸变蓝
NH4HCO3分解产生NH3
试管中有无色、有刺激性气味的气体产生,试纸变蓝
NH4Cl和NaOH溶液反应生成NH3
(3)铵盐的化学性质
①不稳定性:铵盐受热易分解,碳酸氢铵、氯化铵分解的化学方程式为
、 。
②与碱反应:铵盐与碱反应产生 ,这是铵盐的通性。铵盐与碱液加热反应的离子方程式为 。
要点16 氨的实验室制法
1、反应原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
2、验满方法:使湿润的红色石蕊试纸立即变蓝。
3、实验室快速制取氨气的方法
(1)加热浓氨水制氨,利用NH3·H2OH2O+NH3↑。其装置如图甲所示。
(2)浓氨水与生石灰:利用生石灰和水反应减少水的同时放出大量的热,使NH3逸出。其装置如图乙所示。
(3)浓氨水和固体NaOH:利用NaOH的吸水性和溶于水放热的性质,使NH3逸出。
4、氨气的干燥装置
由于氨是一种碱性气体,通常用碱石灰干燥氨气,不能用五氧化二磷、浓硫酸等酸性干燥剂和无水氯化钙干燥(氨气与氯化钙反应)。
5、尾气处理
多余的氨要吸收掉(可在导管口放一团用水或稀硫酸浸湿的棉花球)以避免污染空气,在尾气吸收时要防止倒吸,常采用的装置有:
要点17 硝酸
1、物理性质
颜色
状态
气味
密度
特性
无色
液态
刺激性
ρHNO3>ρH2O
易挥发
2、硝酸的化学性质
(1)酸的通性:硝酸在水溶液中可以电离出H+,具有酸的通性,电离方程式:HNO3===H++NO。
(2)不稳定性
①不稳定性:浓硝酸受热或见光易分解,化学方程式为 。
②保存方法:保存在棕色试剂瓶里,放置在阴凉处。
(3)强氧化性
①硝酸能与除铂、金、钛以外的大多数金属反应,如:Cu、Ag等
Cu与浓硝酸反应的化学方程式为 。
Cu与稀硝酸反应的化学方程式为 。
②使金属钝化:常温下,浓硝酸可使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而钝化。
③浓硝酸在加热条件下,能与碳单质发生氧化还原反应。
化学方程式为 。
3、人类活动对氮循环和环境的影响
(1)以NO和NO2为主的氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的重要原因。
(2)汽车尾气中的氮氧化物与碳氢化合物经紫外线照射发生反应形成的一种有毒烟雾,称为光化学烟雾。
(3)水体中过量的氮会对水体造成污染,当进入水体的氮元素的含量增大时,会造成水体的富营养化,导致藻类“疯长”并迅速地覆盖在水面上。水体中的氮主要来源于工业废水、生活污水、农田灌溉以及水产养殖所投入的饵料和肥料等。
(4)减少人类活动对氮循环和环境的影响措施
①控制进入大气、土壤和水体中含有氮元素的物质的量。
②增强生态系统对含有氮元素的物质的吸收能力。
(5)常见的环境污染
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2的含量不断增加
全球变暖,冰雪融化
酸雨
SO2和氮氧化物的排放
土壤、湖泊酸化,腐蚀建筑物
光化学烟雾
氮氧化物和碳氢化合物的排放
危害人体健康和植物生长,降低大气能见度
臭氧空洞
氮氧化物和氟氯代烃的排放
地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧
赤潮和水华
含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放使水体富营养化
藻类过度繁殖,水质恶化,海水中为赤潮,淡水中为水华
白色污染
聚乙烯塑料的大量使用,任意丢弃
破坏土壤结构和生态环境
题型01 铁及铁元素的存在
【典例1】(24-25高一上·广东广州·期末)下列叙述正确的是
A.红热的铁与水蒸气反应,有红色固体生成
B.将钠粒投入水中,钠在水面游动,溶液变红色
C.将打磨过的铝片放入NaOH溶液中,一段时间后才产生气泡
D.向盛有4mLKI溶液的试管中加入1mL溴水,振荡后溶液变成棕黄色
方|法|点|拨
血液显红色主要是因为血红蛋白的存在,而血红蛋白中必然含有铁元素
【变式1-1】(24-25高一上·广东广州·期末)宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一。下列反应方程式书写正确的是
A.铁粉在高温下与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
B.用FeCl3溶液制作印刷电路板:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
C.碳酸氢钠在水中电离:
D.向足量氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:
【变式1-2】(24-25高一上·河南新乡·期末)铁是目前产量最大,使用最广泛的金属。请回答下列问题:
(1)目前用量最大、用途最广的合金是钢,根据其化学成分可分为 和 两大类。
(2)写出红热的铁与水蒸气反应的化学方程式: ,该反应的氧化剂为 (写化学式)。
(3)取铁粉与水蒸气反应后的少量固体,加入过量的稀硫酸充分反应后过滤得滤液a.
①检验滤液a中是否含有Fe3+:取少量滤液a,滴入几滴 (写化学式)溶液,观察溶液是否变红。
②若观察到溶液不变红,也不能说明铁粉与水蒸气反应所得的产物中不含+3价的铁,请结合化学方程式和部分文字说明可能的原因: 。
(4)向滤液a中加入NaOH溶液后,观察到的现象为 。
(5)为了尽可能长时间观察到白色沉淀Fe(OH)2,同学们设计了如图实验方案,通入N2的作用是 。
【变式1-3】(24-25高一上·山东淄博·期末)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是
A.酒精灯点燃的顺序:先①后②
B.用火柴点燃肥皂泡检验生成的
C.反应为
D.由此可知炽热的铁水注入模具之前,模具须干燥
题型02 亚铁盐和铁盐
【典例2】(24-25高一上·福建三明·期末)某兴趣小组设计实验探究的性质。
实验编号
预测性质
实验操作及现象
①
能与某些盐反应
向溶液中滴加溶液,产生白色沉淀
②
能与碱反应
向溶液中滴加溶液,产生的白色沉淀迅速变成灰绿色,一段时间后变成红褐色
③
具有氧化性
向溶液中加入锌粒,锌粒表面变黑,溶液浅绿色褪去
④
具有还原性
向溶液中滴加溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色
下列说法错误的是
A.实验①中产生白色沉淀的原因:
B.实验②中沉淀由白色变成红褐色的原因:
C.实验③中用铜片替换锌粒,也可证明具有氧化性
D.实验④中向溶液中滴加酸性,也可证明具有还原性
【变式2-1】下列选项的描述与对应图示相符的是
A.图A可表示新制氯水在阳光直射时,溶液中浓度随着时间变化的曲线
B.图B为向溶液中滴入稀溶液,溶液电导率随时间变化的曲线
C.图C为向物质的量均为0.1 mol的和的混合溶液中加入过量铁粉,溶液中固体质量变化随铁粉加入变化的曲线
D.图D为氯化钠溶液能够导电的示意图
【变式2-2】下列实验操作能达到实验目的的是
A.用经水湿润的pH试纸测量盐酸溶液的pH
B.将固体置于容量瓶中,加水至刻度线,配制溶液
C.用装置甲蒸干溶液制备固体
D.装置乙检验某工业尾气成分,若澄清石灰水变浑浊说明尾气中可能含有
【变式2-3】(24-25高一上·浙江金华·期末)黑木耳中含有丰富的人体所必需的铁元素。某研究小组测定黑木耳中铁元素含量,实验方案如下。回答下列问题:
(1)配制标准液。本实验预计要用90mL0.10mol/L(g/mol)的溶液:
①选择仪器:所必需的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管、玻璃棒外,还有 。
②计算,称量:需用托盘天平称量 克固体。
③溶解,恢复到室温,转移、洗涤、定容。定容的操作是:继续向容量瓶中加入蒸馏水,直到液面离刻度线1~2cm时 ,盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
④下列操作会使标准液浓度偏低的是 。
A.定容时,加水超过刻度线,用胶头滴管吸取多余的液体
B.容量瓶未经干燥即用来配制溶液
C.定容时,俯视刻度线
D.配制过程中,未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
(2)测定黑木耳中铁元素含量(已知黑木耳提取液中铁元素以和的形式存在)。
步骤一
取224克黑木耳,经灼烧、酸浸制得提取液,加入过量的铜粉
步骤二
过滤,向滤液中加入10mL0.10mol/L酸性溶液(被还原为),恰好完全反应
①“步骤一”中加入过量铜粉的目的是 。
②请写出步骤二中发生反应的离子反应方程式: 。
③实验测得黑木耳中铁元素的质量分数为 。
题型03 Fe2+、Fe3+的检验
【典例3】(24-25高一上·浙江宁波·期末)现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应条件没有标出)。
回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A ,丙 ,H 。
(2)描述在未隔绝空气条件下,将D与F混合的现象: 。
(3)检验物质F中的金属阳离子: 。
(4)写出反应③的离子方程式: 。
方|法|点|拨
1、检验Fe2+的最佳方法:先加KSCN溶液(无明显现象),然后加新制氯水(溶液变成红色),加入试剂顺序不能颠倒。
2、检验Fe3+的方法有很多,但在没有特殊要求的条件下,优先选择KSCN溶液,因为此方法最灵敏。
【变式3-1】元素及其化合物转化关系是化学学习的重要内容之一、下列各组物质的转化关系中不能全部通(24-25高一上·广东广州·期末)劳动创造美好生活。下列劳动项目对应的化学知识解释不正确的是
选项
劳动项目
化学知识
A
兴趣活动:新榨果汁提取液可使酸性KMnO4溶液褪色
果汁中含有还原性物质
B
生活探究:用KSCN溶液检验菠菜中是否含有铁元素
含Fe2+的溶液遇SCN-变为红色
C
家庭卫生:用“管道通”(含烧碱和铝粒)清通管道
使用过程中产生大量气体
D
日常洗衣:为增强漂白粉的漂白效果,加入适量白醋
醋酸酸性大于次氯酸
A.A B.B C.C D.D
【变式3-2】(24-25高一上·吉林松原·期末)“铁肥”(主要含)常用于解决植物叶面变黄问题。已知溶液与反应生成蓝色沉淀,下列有关“铁肥”的说法错误的是
A.“铁肥”易因保存不当被空气氧化变质
B.可用溶液检验“铁肥”中的
C.为保证“铁肥”的效果,可向配制后的溶液中加入少量铁粉
D.可用KSCN溶液检验“铁肥”是否完全变质
【变式3-3】(24-25高一上·北京·期末)实验小组利用实验室里的一瓶溶液,进行以下实验。
实验序号
实验装置
试剂X
实验现象
实验结论
①
溶液
产生白色沉淀
能与某些盐反应
②
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
能与碱反应
③
锌粒
锌粒表面变黑,溶液浅绿色褪去
具有氧化性
④
溶液氯水
滴加溶液,无明显现象,再滴加氯水,溶液变为红色
溶液中含,不含
下列说法正确的是
A.①中产生白色沉淀的原因:
B.②中沉淀变成红褐色的原因:
C.③中用Na替换锌粒,可得到相同的现象和结论
D.④中调换试剂的加入顺序,也能得出相同结论
题型04 铁的氧化物
【典例4】(24-25高一上·广东广州·期末)部分含Na或含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是
A.、都能与水发生反应 B.在空气中强热d就得到g
C.可能存在的转化 D.理论上a能与f发生反应
方|法|点|拨
1、Fe2O3是红棕色粉末,常用作红色油漆和涂料,俗称磁性氧化铁的是Fe3O
2、FeO、Fe2O3属碱性氧化物,Fe3O4不是碱性氧化物
【变式4-1】(24-25高一上·广东惠州·期末)近年我国在科技领域不断取得新成就,下列说法不正确的是
A.长征火箭使用的液氢燃料是常用的还原剂
B.北京冬奥会部分场馆用作制冷剂的干冰属于酸性氧化物
C.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO
D.“蛟龙”号载人器的外壳是超高压的钛合金,其硬度比金属钛大
【变式4-2】(24-25高一上·广东梅州·期末)部分含 Na或含Fe物质的分类与相应化合价关系如题图所示。下列推断不合理的是
A.a只有还原性 B.f可用作红色颜料
C.d→g可直接转化 D.可以用d在空气中加热分解制备e
题型05 铁的氢氧化物
【典例5】(24-25高一上·黑龙江牡丹江·期末)已知A为淡黄色固体,T、R为两种用途广泛的常见金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,C是无色无味的气体,H是白色沉淀, Q为两性氧化物。
根据如图转化关系回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A ,N ,W 。
(2)B与E混合得到H并在潮湿空气中变成M的过程中,观察到的现象是 ;H在潮湿空气中变成M的过程中发生反应的化学方程式为 。下列能较长时间观察到H的是 (填序号)。
(3)按要求写方程式:
i.B与R反应的离子方程式: 。
ii.D与盐酸发生反应的离子方程式: 。
iii.A与水反应的化学方程式: 。
方|法|点|拨
制取Fe(OH)2,实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸,需先排尽装置内的空气
【变式5-1】(24-25高一上·福建厦门·期末)用部分被氧化的金属屑A制备某工业常用的无水盐C的步骤如图所示。将C溶于水,向其中滴入NaOH溶液,出现白色沉淀,后逐渐变为红褐色,下列判断正确的是
A.过滤所得的残渣中一定没有金属A
B.滤液可能是CuSO4溶液
C.水合盐B可能是FeSO4•7H2O
D.无水盐C可能是Fe2(SO4)3
【变式5-2】(24-25高一上·江苏·期末)铁的化合物如、等在生产、生活中有重要作用。
(1)某学生用下列两种方法(如图)制备白色沉淀。方法1中加入维生素C片的目的是 。方法2为了制得白色沉淀,在锥形瓶A和锥形瓶B中加入试剂后,打开止水夹C一段时间,再关闭止水夹C,关闭止水夹C的目的是 。
(2)高铁酸钾()是一种高效水处理剂,易溶于水,在强碱性条件下比较稳定,将溶液酸化时,迅速分解而转化为并放出;酸性溶液中的氧化性大于的氧化性。高铁酸盐通常可用NaClO溶液与溶液反应制得。
①制备的离子方程式为 。
②能析出晶体的原因是 。
③操作的分离方法为 。
④得到的晶体需洗涤,请设计实验证明晶体是否洗涤完全? 。
⑤高铁酸盐可用于氧化去除高氯(含高浓度)废水中的有机物。以处理高氯废水中的有机物需在碱性条件下进行,其原因是 。
(3)高铁酸盐也可以氧化酸性废液制备。若酸性废液中:,,,则该溶液的 。
【变式5-3】(24-25高一上·新疆喀什·期末)各物质间的转化关系如下图所示,请完成下列空白。
(1)写出B和D的化学式:B ;D 。
(2)写出E转变成F的化学方程式: 。
(3)向G溶液中加入A,写出反应的离子方程式: 。
(4)G溶液中金属阳离子检验操作: 。
题型06 铁及其化合物的“价-类”二维图
【典例6】(24-25高一上·湖南衡阳·期末)铁的化合物在生活中具有广泛的应用,利用铁元素的“价-类”二维图可以从不同角度研究含铁物质的性质及其转化关系,试回答下列问题:
(1)若服用的药物胶囊中铬(Cr)含量超标,则人体会受到巨大的伤害。已知中铬元素为价,则其中的铁元素为 价,属于 (填“酸”“碱”“盐”或“氧化物”),根据“价-类”二维图,可能具有的性质为 (填标号)。
A.只有氧化性 B.只有还原性
C.既有还原性又有氧化性 D.无法判断
(2)琥珀酸亚铁片(呈暗黄色,难溶于水,可溶于盐酸)是市场上常见的一种补铁药物。
①服用维生素C片,可以使补铁药品中的转化为,说明维生素C具有 。
②证明在空气中久置的琥珀酸亚铁片药品已被氧化变质的方法为 。
(3)是一种新型的多功能水处理剂,与水反应放出氧气,同时产生具有强吸附性的胶体,可除去水中细微的悬浮物,具有净水作用。
①根据上述“价-类”二维图,位于图中 (填字母)点。
②将与水反应的化学方程式配平: 。
_____+_____=_____(胶体)+_____+_____KOH
③每生成3.36L(标准状况)时,转移的电子数为 。
【变式6-1】(24-25高一上·云南德宏·期末)下图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法正确的是
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述①转化
B.维生素C能将转化为,该过程中维生素C作氧化剂
C.在空气中,加热发生转化⑥,加热可生成
D.中的铁为+6价,具有较强的氧化性,可以作为消毒剂使用
【变式6-2】(24-25高一上·湖南长沙·期末)“价-类”二维图是学习元素化合物性质的归纳方法。下列“价-类”二维图中,部分物质含钠或铁元素。下列说法不正确的是
A.d→c→e→f→d转化均可一步实现
B.b代表的物质中,有既能与酸反应也能与碱反应的物质
C.a代表的物质中,阴阳离子个数比均为
D.若物质g燃烧火焰呈黄色,该单质在空气中久置最终变成其酸式盐
【变式6-3】(24-25高一上·广东惠州·期末)部分铁及其化合物的“价类二维图”如图所示。下列说法不正确的是
A.a可与g反应生成f B.e在潮湿的空气中容易被氧化生成d
C.b分别与水、盐酸反应对应生成e、f D.g可用KSCN溶液检验
题型07 有关铁及其化合物转化的流程题
【典例7】(24-25高一上·广东广州·期末)以废铁屑(含少量Fe2O3、FeS等杂质)为原料,制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O),流程示意图如下:
已知:FeSO4·7H2O晶体受热易失水
(1)酸浸过程中,H2SO4的作用是、、 (用离子方程式表示)。
(2)酸浸时间对所得溶液的成分影响如下表所示。
酸浸时间
1 min
30 min
120 min
用KSCN溶液检验
变红
未变红
变红
①30 min时检验,用离子方程式表示溶液未变红的原因 。
②120 min时检验,溶液又变红,用离子方程式说明原因 。
③操作Ⅲ是 。
(3)实验室需要75 mL该硫酸,用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸进行配制,需要该浓硫酸体积是 mL(保留1位小数)。如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是 (填字母),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
【变式7-1】(24-25高一上·福建龙岩·期末)俗名铁红,是具有工业应用价值的铁的氧化物。
.制备
用废铁屑(含少量FeO、杂质)制备的流程如图:
(1)控制溶液反应温度为50-80℃的方法为 。
(2)操作的名称为 。
(3)写出“煅烧”过程发生的主要化学方程式 。
(4)以上流程中,氧化还原反应共___________个。
.探究的性质
A、B、C、D均是含铁元素的物质,其中B溶液呈浅绿色。发生的反应及含铁物质转化关系如图:
(5)检验A溶液中阳离子的方法是 。
(6)物质X可以是___________(填相应字母)。
A.Fe B. C. D.
(7)白色沉淀C→D的化学方程式为 。
(8)下列装置中,无法制备较长时间存在的白色沉淀的是___________(填相应字母)。
A. B.
C. D.
【变式7-2】(24-25高一上·吉林长春·期末)Ⅰ.高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,比、、、氧化性更强,无二次污染,工业上先制得高铁酸钠,然后在低温下,向高铁酸钠溶液中加入至饱和,使高铁酸钾析出。
(1)湿法制备高铁酸钾()是在碱性环境中进行,反应体系中有六种反应微粒:、、、、、。
①请依据上述信息,写出并配平湿法制备高铁酸钾的离子方程式: 。
②若反应过程中转移了电子,则还原产物的物质的量为 。
Ⅱ.工业上用氯化铁腐蚀铜箔制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并获得氯化铁晶体,准备采用下列步骤:
回答下列问题:
(2)试剂是 ,操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(3)滤液、中都有同一种溶质,它们转化为溶液的离子方程式为 。
(4)上述流程中操作Ⅲ包括 、 、过滤、洗涤等。
【变式7-3】(24-25高一上·辽宁·期末)已知某工业废水中含有大量的,还含有较多的、,以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收晶体及固体单质。已知氧化性:。下列说法错误的是
A.步骤1、步骤2和步骤3的操作均为过滤
B.若步骤2中铁粉不足,将导致制备的晶体不纯
C.步骤2可确定含有,步骤3中试剂X为稀盐酸
D.步骤4中涉及的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤
题型08 Fe2+、Fe3+、Fe之间的相互转化关系及其应用
【典例8】(24-25高一上·陕西安康·期末)下列物质间的转化不能通过一步反应实现的是
A. B.
C. D.
方|法|点|拨
该反应的离子方程式2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+铜片上反应掉的部分会有凹陷
【变式8-1】(24-25高一上·内蒙古鄂尔多斯·期末)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. B.
C. D.
【变式8-2】(24-25高一上·山东枣庄·期末)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a制容器可以用于盛放液氯,也可用于盛放浓硫酸
B.可存在c→d,e→b的转化,均可用化合反应实现
C.向e的溶液中加入溶液可制得胶体
D.物质b中铁元素价态可以用溶液来判定
【变式8-3】(24-25高一上·内蒙古通辽·期末)下列各组物质之间的转化不是全部通过一步反应完成的是
A.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
B.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
C.Cl2→NaClO→NaHCO3→BaCO3→BaCl2→HCl
D.FeO→Fe3O4→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3
题型09 单质硫的存在及性质
【典例9】(24-25高一上·山东菏泽·期末)类推时要注意物质的相似性和特殊性,下列类推符合客观事实的是
选项
化学事实
类推结论
A
钠与水反应生成NaOH和H2
高温下铁与水蒸气反应生成Fe(OH)3和H2
B
Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu
Na与CuSO4溶液反应置换出Cu
C
NaOH能将NaHCO3转化为Na2CO3
NaOH能将NaHSO3转化为Na2SO3
D
Fe与S直接化合生成FeS
Cu与S直接化合生成CuS
A.A B.B C.C D.D
方|法|点|拨
硫单质的化学性质
【变式9-1】下列说法中,不正确的是
A.硫是一种淡黄色的固体
B.可用铁制容器盛装运输浓硫酸
C.氯气具有强氧化性,无还原性
D.用强光照射氯水,一段时间后溶液变成无色
【变式9-2】(24-25高一上·上海·期末)关于硫下列说法不正确的是
A.通常是淡黄色晶体
B.单质硫既有氧化性,又有还原性
C.硫的化合物常存在于火山口喷出的气体中和矿泉水里
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
【变式9-3】(24-25高一上·上海长宁·期末)汞蒸气有毒,处理散落在桌面上的汞最好用下列物质中的
A.铁粉 B.硫粉 C.锌粉 D.氧气
题型10 不同价态硫元素间转化
【典例10】(24-25高一上·福建宁德·期末)硫及其化合物与生产、生活、环境等密切相关。下图是自然界中硫元素的存在及转化示意图,回答下列问题。
(1)硫分子在气态下呈现为双原子分子,在液态时发生4S2(g) = S8(l),该过程发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)据我国古代第一部药物学专著《神农本草经》记载:“石硫黄(即硫黄)能化……银、铜、铁,奇物”,所得产物不可能是 (填标号)。
A.Ag2S B.CuS C.FeS
(3)SO2属于 (填“酸性”或“碱性”)氧化物。向BaCl2溶液中通入SO2至饱和,此过程看不到现象,再向溶液中通入一种物质,溶液变浑浊,通入的这种物质不可能是 (填标号)。
A.NH3 B.Cl2 C.CO2 D.O2
(4)工业上利用硫铁矿(含60% 的FeS2)制备硫酸。
①FeS2中S的化合价为 ,硫铁矿在氧气中焙烧产物为Fe2O3和SO2,写出该反应的化学方程式为 。
②不考虑生产过程中硫的损失,2吨该矿石可制得98%的浓硫酸 吨。
(5)H2S有毒,在一定条件下,用H2O2可脱除尾气中的H2S。随着参加反应的变化,氧化产物不同。当= 4时,氧化产物的分子式为 。
【变式10-1】(24-25高一上·福建龙岩·期末)工业上用()与为原料制备,发生反应为。下列有关说法错误的是
A.X的化学式为
B.是硫元素的一种同素异形体
C.该反应转移8 mol电子,则被氧化
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比是1:2
【变式10-2】(24-25高一上·北京昌平·期末)某小组同学探究不同价态硫元素之间的相互转化。
可以选用的试剂有:①SO2水溶液 ②Na2SO3溶液 ③Na2S溶液 ④稀硫酸 ⑤浓硫酸 ⑥品红溶液 ⑦新制氯水 ⑧铜片
实验序号
预期的价态转化
选择的试剂(填入试剂编号)
实验现象
i
+6 → +4
⑤ ⑧
产生刺激性气味气体
ii
+4 → 0
② ③
___________
iii
___________
① ⑦
黄绿色褪去
(1)实验i的化学方程式为 。设计实验证明实现了+6 → +4的转化,实验操作及现象是 。
(2)结合实验ii的实验目的,说明选择试剂③的理由是 。②③溶液混合后,无明显现象,加入稀硫酸后,产生淡黄色沉淀。该实验说明物质的氧化性强弱受 影响。产生淡黄色沉淀的离子方程式为 。
(3)实验iii预期的价态转化为 。为验证Cl2被SO2还原为Cl-,甲同学向反应后的溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,观察是否产生白色沉淀。乙同学认为该方案不合理,理由是 。
【变式10-3】(24-25高一上·浙江丽水·期末)黄铁矿(主要成分是FeS2)是一种重要的矿石,以黄铁矿为原料制备硫酸和绿矾晶体(FeSO4•7H2O)的工艺流程如图:
已知:①固体A为红棕色;②所加试剂均过量。
回答下列问题:
(1)固体A的化学式 。
(2)反应⑤的化学方程式 。
(3)反应④涉及的离子方程式 、 。
(4)下列说法正确的是_____。
A.反应②通入的X可能是H2或CO
B.操作Y为蒸发结晶
C.气体B是造成酸雨的原因之一
D.反应③中稀硫酸可用稀盐酸或稀硝酸代替
(5)设计实验检验溶液E中的金属阳离子 。
题型11 二氧化硫
【典例11】(24-25高一上·福建南平·期末)物质类别和核心元素的化合价是研究物质的重要角度。根据图示回答下列问题:
(1)b为 (填化学式)。
(2)实现①和③的转化需加入 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)与混合反应,生成含硫元素物质的颜色为 ,氧化产物与还原产物的质量之比为 。
(4)在充足的空气中点燃实现②的转化,化学方程式为 。
(5)通过复分解反应实现⑤的转化,离子方程式为 。
(6)酿造葡萄酒过程产生的杂菌会影响葡萄酒的酿造和保存,另外葡萄酒中所含的还原性物质易被氧化影响口感。使用食品添加剂可解决这两大问题。
ⅰ.食品添加剂的作用为 、 。
ⅱ.实验室常用碘一淀粉法实现④的转化来测定葡萄酒中的含量,化学方程式为。取某葡萄酒100 mL,经测定消耗的,该葡萄酒中的含量 (填“合格”或“不合格”)。(国家规定葡萄酒中的含量小于)。
方|法|点|拨
SO2虽具有漂白性,但不能漂白石蕊溶液。将SO2通入紫色石蕊溶液中,溶液只变红不褪色。
SO2能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为SO2是酸性氧化物,可与碱性物质发生反应。
【变式11-1】(24-25高一上·浙江杭州·期末)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.能使某些色素褪色,可用作漂白剂
B.金属钠导热性好,可用作传热介质
C.浓硫酸具有脱水性,可用作干燥剂
D.具有强氧化性,可用作自来水的消毒剂
【变式11-2】(24-25高一上·福建泉州·期末)某兴趣小组为测定硫酸厂周围空气中含量,取周围空气10 L(标准状况下),缓慢通入足量溴水中,再往所得溶液加溶液,生成沉淀的质量与溶液体积关系如图所示。下列说法错误的是
A.空气通入溴水发生反应:
B.溶液的物质的量浓度为
C.加60 mL 溶液后,溶液中
D.该空气样品中的体积分数为0.224%
【变式11-3】(24-25高一上·福建福州·期末)Ⅰ、利用下图装置制备,并研究的性质。
(1)A装置利用亚硫酸钠和硫酸反应制备,写出化学方程式 。
(2)填写下表:
B中棉花的位置
①
②
③
④
所蘸试剂
石蕊试液
品红溶液
淀粉和碘水混合液
氢硫酸
现象
褪色
浅黄色浑浊
体现的性质
Ⅱ、“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为)吸收烟气中的,得到亚硫酸钠()粗品。其流程如下:
(3)上述流程中,加入NaOH后,发生反应的离子方程式为 。
(4)亚硫酸钠粗品中含有少量,原因是 。
题型12 浓硫酸
【典例12】(24-25高一上·福建漳州·期末)工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。某兴趣小组的同学发现将一定量的生铁与浓硫酸加热时,观察到固体能完全溶解,并产生大量气体。为此他们进行了如下探究实验:
【探究一】
(1)将已除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷的浓硫酸中,10分钟后移入溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)将铁钉(碳素钢)放入浓硫酸中,加热,充分反应后得到气体。将通入足量双氧水中,向反应后的溶液中加入足量溶液,系列操作后得到固体4.66g,则标准状况下的体积为 mL。
【探究二】验证气体的成分
(3)甲同学认为中可能混有和,设计了如图所示装置进行探究。
①仪器a的名称为 。
②B中盛放酸性溶液,C中品红溶液的作用是 。
③D中应盛放 溶液,证明中是否混有,A中可能产生的原因是 (用化学方程式表示)。
④证明中混有的实验现象是 。
⑤H中碱石灰的作用是 。
【探究三】验证的化学性质
(4)该小组同学设计如图装置验证的化学性质。
①若验证的氧化性,则b中的试剂为 ;若验证其还原性,则b中的试剂为 。
②探究c中红色逐渐褪去的原因
猜想ⅰ、漂白了红色物质
猜想ⅱ、消耗了NaOH
请将下列表格补充完整:
实验操作
现象
结论
a.取适量褪色后的溶液于试管中,加热
猜想ⅰ不成立
b.另取适量褪色后的溶液于试管中,
溶液变红
猜想ⅱ成立
方|法|点|拨
脱水性:浓硫酸能把有机化合物中的氢、氧元素按水的元素组成质量比脱去,而使这些有机化合物炭化。
【变式12-1】(24-25高一上·福建福州·期末)工业上以硫铁矿为原料制备硫酸的工艺流程如下图所示,下列说法错误的是
A.将硫铁矿粉碎的目的是增大接触面积,使反应更充分
B.步骤①的反应方程式为
C.步骤②在接触室中进行
D.步骤③工业上用水吸收三氧化硫可制得硫酸
【变式12-2】(24-25高一上·福建泉州·期末)浓硫酸广泛应用于化工、制药等领域。某小组为探究浓硫酸的性质,进行如下实验。下列说法错误的是
实验①
实验②
实验③
A.实验①木块变黑,主要体现了浓硫酸的脱水性
B.实验②胆矾变白,主要体现了浓硫酸的吸水性
C.实验③铜丝溶解且有气泡产生,主要体现了浓硫酸的强氧化性
D.实验③品红溶液逐渐褪色,说明气体产物有氧化性
【变式12-3】(24-25高一上·浙江金华·期末)硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其“焙烧氧化”及产物存在如下转化关系:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中体现的化学性质是 。
(2)请写出反应Ⅱ的化学方程式 。
(3)在实际工业生产中,反应Ⅲ常用 来吸收B气体,其目的是 。
(4)下列说法不正确的是______。
A.“A→B→C”与“A→D→C”是形成酸雨的两种常见途径
B.硫铁矿和黄铜矿()中硫的化合价均为价
C.在富氧条件下,用氨水吸收可以得到化肥
D.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
(5)已知硫铁矿在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,此过程相比“焙烧氧化”的优势是 。
A.无需控温 B.可减少有害气体产生 C.设备无需耐高温
题型13 自然界中氮的循环
【典例13】(24-25高一上·北京昌平·期末)农业级NH4NO3作为高效氮肥,广泛应用于提高土壤含氮量和促进植物生长。其中一种制备流程如下:
(1)在括号中写出以下物质中加点元素的化合价。 , 。
(2)试剂X为 。
(3)步骤i反应的化学方程式为 。
(4)步骤iv反应的化学方程式为 。
(5)有文献资料显示:在一定条件下NH3可将氮氧化物(如NO2)转化为无污染的气体。
①从理论角度说明论证该反应发生的可能性 。
②补全该反应的化学方程式 。
☐NH3 + ☐NO2 ☐_____+☐_____。
【变式13-1】(24-25高一上·山东威海·期末)下列说法中正确的有
①金属钠通常保存在煤油或石蜡油中
②云、雾、烟都是胶体,其分散剂是空气
③均能与盐酸发生氧化还原反应
④均可由单质之间直接化合得到
⑤两步转化都必须加入还原剂才能实现
⑥氮的固定是将游离态的氮转化为含氮化合物的过程,此过程中氮元素被氧化
⑦在熔融状态和水溶液中均能导电,是因为在通电条件下电离出和
⑧为主的氮氧化物的排放可能导致酸雨、雾霾、光化学烟雾等环境问题
A.①③⑤ B.②⑤⑧ C.①②⑧ D.④⑥⑦
【变式13-2】(24-25高一上·山东威海·期末)化学与工业生产密切相关。下列过程中不涉及氧化还原反应的是
A.食盐的精制 B.工业合成氨 C.高炉炼铁 D.工业制硝酸
【变式13-3】(24-25高一上·浙江杭州·期末)关于合成氨工艺,下列说法不正确的是
A.合成氨是一种重要的人工固氮方法
B.该反应过程中氮元素被氧化
C.合成的NH3可以用于化肥工业
D.反应采用高温、高压等苛刻条件,与N2化学性质很稳定有关
题型14 氮的氧化物
【典例14】(24-25高一上·浙江宁波·期末)为了探究受热分解的固体产物,设计了如图实验。实验中观察到有红棕色气体产生,在装置D中收集到无色气体,当反应结束后,试管中残留固体为黑色,已知和新生的Ag粉都是黑色固体。假设每步反应均充分进行,下列说法不正确的是
A.B装置的作用是作安全瓶,防止倒吸
B.反应结束后,C装置溶液中一定有生成
C.D装置中发生反应
D.装置D收集到较多气体,可说明试管中有Ag生成
方|法|点|拨
二氧化氮
1、红棕色有刺激性气味的有毒气体,易溶于水;
2、能使多种织物褪色,有腐蚀作用;
3、与水反应3NO2+H2O===2HNO3+NO。
【变式14-1】(24-25高一上·福建宁德·期末)某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其它成分),设计了流程如下:
下列说法中正确的是
A.固体1中主要含有CaCO3、CaSO3
B.向气体1中通入的空气需要过量
C.捕获剂捕获的气体主要是CO,防止污染空气
D.通过处理含的废水,可生成标况下33.6 L无污染气体
【变式14-2】(24-25高一上·福建三明·期末)化学反应经常伴随着颜色变化,下列关于颜色变化的叙述错误的是
A.无色NO遇空气变成红棕色
B.淀粉KI试纸遇氯化铁溶液变成蓝色
C.通入紫色石蕊试液中,溶液先变红后褪色
D.白色的蔗糖中滴入浓硫酸变成黑色
【变式14-3】Ⅰ.从元素化合价和物质类别两个角度学习、研究物质的性质,是一种行之有效的方法。如图是硫、氮两元素的价类二维图。
请回答下列问题:
(1)物质X可作为火箭发动机的燃料,其结构式为 。
(2)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有关于“银针验毒”的记载,银针主要用于检验是否有含硫元素的有毒物质。其反应原理之一为:(反应末配平),已知:为一种不溶于水的灰黑色固体。以下有关说法错误的是___________(填字母)。
A.当银针变黑时,说明所检验的物质中可能有毒
B.银针验毒时,被氧化
C.上述验毒反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为4:1
D.H2S在上述验毒反应中作还原剂
(3)已知物质Z是一种可溶性正盐,能被酸性溶液氧化为,被还原为,请写出此反应的离子方程式 。
(4)大苏打在照相、电影、纺织、化纤、造纸、皮革、农药等方面均有重要用途。现欲在实验室制备大苏打,从氧化还原的角度分析,下列选用的试剂合理的是 (填字母)。
A. B. C.
(5)氮的氧化物是常见的大气污染物之一,催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。当物质P与的物质的量之比为1:1时,与足量氨气能在催化剂作用下发生反应,生成两种无污染的物质,请写出该反应的化学方程式为 。
Ⅱ.亚硝酸钠()是一种白色固体,在生活中应用广泛:少量可做食品的护色剂,可防止肉毒杆菌在肉类食品中生长等。某学习小组查阅资料得知:,该小组利用下列装置进行了干燥的制备(夹持及加热装置略去)及相关实验探究。
已知:①能被高锰酸钾氧化,但不能被浓硫酸氧化。②酸性溶液可将氧化为。
回答下列问题:
(6)盛放铜的仪器名称为 ,仪器按气流方向连接顺序为 (装置可重复使用)。
(7)反应开始前打开止水夹,通入过量氮气,其目的是 。
(8)盛水的洗气瓶的作用是 ;为了提高产率,可在该洗气瓶中加入铜片,请用化学方程式解释加入铜片的作用 。
题型15 氨气
【典例15】(24-25高一上·河北保定·期末)下列叙述中正确的是
①易液化,液氨常用作制冷剂 ②可用铁、铝制容器盛装浓硝酸和稀硝酸
③氨气极易溶于水,氨气可做喷泉实验 ④所有的氮氧化物均易溶于水
⑤铵盐受热分解一定都会产生氨气 ⑥氮气在通常情况下不燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
A.①②③④⑤⑥ B.①③⑥ C.①②③ D.①②③④
方|法|点|拨
下面是几种常见的能形成喷泉的气体和吸收剂
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、SO2、H2S
NO2
NO、O2(体积比为4∶3)
吸收剂
水、NaOH溶液
水
NaOH溶液
水
水
【变式15-1】(24-25高一上·北京昌平·期末)下列实验操作中,能达到实验目的的是
A.制NaHCO3晶体
B.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
C.验证NH3易溶于水且溶液具有碱性
D.分离粗盐中的Na2SO4杂质
A.A B.B C.C D.D
【变式15-2】(24-25高一上·北京·期末)铁与水蒸气反应、氨气与水反应的实验装置图如下。
I.铁与水蒸气反应
II.氨气与水反应
下列说法不正确的是
A.I中点燃肥皂泡,产生爆鸣声,说明有生成
B.I中铁与水蒸气反应的化学方程式:
C.II中烧瓶内产生红色喷泉,证明极易溶于水并能与水反应生成碱性物质
D.II中实验结束时,水未完全充满烧瓶,原因是氨气太多,溶解已经达到饱和状态
【变式15-3】(24-25高一上·河南南阳·期末)某小组用甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(夹持装置略)。
下列说法错误的是
A.若制备SO2,则甲中a、b分别为10%稀硫酸和Na2SO3
B.若制备Cl2,则乙中可用CaCl2作干燥剂
C.若制备NO2,则丙可作气体收集装置
D.若制备NH3,则丁可作尾气处理装置
题型16 氨气的实验室制法
【典例16】(24-25高一上·福建南平·期末)三氯化氮()可用于漂白和消毒。实验室用氯气和氨气为原料制取少量并探究其与水反应的产物。
【资料】
ⅰ.是黄色油状液体,有刺激性气味,熔点为,沸点为71℃,95℃以上易爆炸;
ⅱ.制备原理为;
ⅲ.会部分溶解在中,的分解温度为300℃左右。
Ⅰ.制备
实验装置如图所示。
回答下列问题:
(1)装置A制取氯气,试剂X能选用的是 (填标号)。
a. b.KCl c. d.
(2)除去氯气中HCl气体的装置是 (填装置标号);装置E的名称为 ,其作用为 。
(3)装置F中发生反应的化学方程式为 。
(4)①三颈烧瓶中的现象除产生大量白烟外,还可观察到 。
②欲从a口导出气体再冷凝得到少量,需控制水浴的温度范围为 。
Ⅱ.与水反应产物的探究
取收集到的滴入一定量40℃左右的水中,有无色无味的气体生成。静置后得溶液A,进行如下实验:
(查相关资料可知:与水反应产生的气体为)
[实验1]
[实验2]
(5)根据实验1的现象判断:溶液A具有酸性和 性。
(6)实验2中“红色不褪去”的原因为 。
(7)综上所述,与水反应的化学方程式为 。
方|法|点|拨
【变式16-1】(24-25高一上·浙江宁波·期末)化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作正确的是
A.溶液加热
B.除去中的HCl
C.制备并收集少量
D.收集NO气体
A.A B.B C.C D.D
【变式16-2】(24-25高一上·福建宁德·期末)某小组欲探究NH3还原Fe2O3的固体产物。装置如下图所示。
回答下列问题:
(1)装置A中盛装浓氨水的仪器名称为 。写出装置A中反应的化学方程式为 。烧瓶中的生石灰可以用 (填药品名称)代替。
(2)装置B中试剂宜选择 (填标号)。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水CuSO4
(3)点燃C处酒精灯之前要先通入一段时间的氨气,其目的是 。
(4)实验中当观察到装置C中红色粉末全部变为黑色粉末M时,熄灭C处酒精灯,继续通入气体至玻璃管冷却,硬质玻璃管内壁有水珠。小组进一步探究M成分(假设M不含FeO):
①提出假设:小组提出如下三种假设,请你补充第二种假设。
假设1:M是Fe.
假设2:M是 。
假设3:M是Fe和Fe3O4混合物。
②设计实验:
序号
实验与现象
实验结论
i
甲同学用强磁铁接近黑色粉末,发现能吸附黑色粉末。
假设1成立
ii
乙同学取少量黑色粉末溶于稀硫酸,再滴加KSCN溶液,未见溶液变红色。
假设3一定不成立
上述实验结论错误的是 (填序号)。
(5)丙同学取8.6 g上述黑色粉末于烧瓶中,加入250 mL 1 mol·L−1的盐酸恰好使固体粉末完全溶解,收集到560 mL(标准状态)氢气。向反应后的溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变红色。根据相关数据,回答下列问题。
①8.6 g黑色粉末中含铁元素的质量为 g。
②M的成分是 (填化学式)。
【变式16-3】(24-25高一上·福建三明·期末)氮及其化合物在工农业生产中有重要用途。
Ⅰ、农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料。某化学兴趣小组设计如图1所示装置制备氨气并探究其性质。
(1)装置甲中发生反应的化学方程式为 。
(2)把装置丙中的浓盐酸挤入广口瓶中,可观察到的现象为 。
(3)图2中可代替装置丁用于吸收多余氨气的是 (填标号)。
(4)该兴趣小组利用压强传感器测定氨气喷泉实验中的压强变化情况,实验装置如图3所示。待三颈烧瓶充满后,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口,关闭,将胶头滴管中的水挤入三颈烧瓶中,打开,完成喷泉实验,三颈烧瓶内压强变化曲线如图4所示。下列说法错误的是______(填标号)。
A.制取氨气时烧瓶中的可以换成
B.可用蓝色石蕊试纸置于三颈烧瓶口处验满
C.实验进行到点时喷泉最剧烈
D.喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是因为收集的氨气不纯
Ⅱ、硝酸是一种重要的化工原料,某工厂制硝酸的流程如图所示。
(5)上述转化中,属于氮的固定的是反应 (填“ⅰ”、“ⅱ”或“ⅲ”)。
(6)“氧化炉”中反应ⅱ的化学方程式为 。
(7)“吸收塔”中发生的反应为,理论上生成需消耗标准状况下的体积为 。
题型17 铵盐
【典例17】(24-25高一上·福建龙岩·期末)对于溶液中某些离子的检验及结论正确的是
A.滴加稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,一定有
B.先滴加新制氯水,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,一定有
C.滴加溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有
D.滴加NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,一定有
方|法|点|拨
检验NH的答题规范
1、实验操作:取少许待测液或晶体于小试管中,加入浓氢氧化钠溶液,微热,将湿润的红色石蕊试纸(或者蘸有浓盐酸的玻璃棒)放在试管口。
2、现象、结论:试纸变蓝色(或者冒白烟),说明是铵盐或待测液含有NH。
【变式17-1】(24-25高一上·福建龙岩·期末)化学与生产生活密切相关,下列说法错误的是
A.开发清洁能源可有效减少酸雨
B.将受潮的碳酸氢铵放在太阳下暴晒
C.小苏打可作为制作面包的膨松剂
D.84消毒液不能与洁厕剂等酸性产品同时使用
【变式17-2】过氧化钙是一种安全无毒的固体,难溶于水,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下:
①在溶液中加入;
②在第①步的生成物中加入,反应生成沉淀;
③经过陈化、过滤,水洗得到,再脱水干燥得到。
回答下列问题:
(1)第①步发生的反应为复分解反应,反应的化学方程式为 。
(2)检验是否洗净的方法是 。
(3)生产中可以循环使用的物质是 (填化学式)。
(4)已知在时迅速分解生成CaO和。实验室测定产品中含量的装置如下(夹持装置省略):
若所取产品质量是,测得气体体积为(已换算成标准状况下),则产品中的质量分数为 (用表示);测定过氧化钙的含量也可用重量法测定,此时需要测定的物理量是 。
【变式17-3】(24-25高一上·北京丰台·期末)铵盐和硝酸是重要的化工原料。
(1)铵盐可以作化肥。
①是含氮量较高的氮肥,可由和 (填化学式)直接制取。
②可作氮肥,其保存和使用的方法合理的是 (填序号)。
A.保存要注意防雨防晒
B.不能与酸性肥料一起使用
C.与碱性肥料使用效果更佳
③检验某化肥中含有:取少量样品于试管中,加少量水溶解,再加入浓NaOH溶液,加热,产生的气体能使 ,说明含有。
(2)利用硝酸制备硝酸铜。
某工厂利用固体废渣(主要含Cu和CuO,还含有少量和)制取的部分工艺流程如图。
已知:①在酸性溶液中不稳定,会转变成Cu和。②是酸性氧化物,难于水和酸。
①酸溶过程中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 。
②试剂X应选用 (填序号)。
A.NaOH B. C.CuO
③若除酸时加入的X恰好完全反应,则过滤后所得废渣的成分为 。
④将酸溶使用的稀硝酸改为10%和20%稀硝酸的混合液,其中作氧化剂,基本无氮氧化物排放,写出固体废渣中Cu与该混合液反应的离子方程式 。
题型18 硝酸
【典例18】(24-25高一上·浙江宁波·期末)取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,向其中逐渐加入铁粉,产生气体的体积随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸被还原为NO气体,不考虑气体的溶解)。
回答下列问题:
(1)C点溶液中的溶质为 (填化学式)。
(2)OA段发生的离子方程式为 。
(3)原混合溶液中的物质的量浓度为 mol/L。
【变式18-1】浓硝酸、浓盐酸和浓硫酸分别暴露在空气中,下列说法正确的是
A.质量都减少,质量分数都减少 B.浓硫酸质量增大,质量分数减少
C.浓硝酸质量减少,质量分数增大 D.浓硝酸、浓盐酸质量增大,质量分数减少
【变式18-2】(24-25高一上·福建龙岩·期末)硫及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,某实验小组设计了如图装置制备并探究二氧化硫的性质。回答下列问题:
(1)导管b的作用是 。
(2)上述实验中,能证明具有漂白性的现象是 。
(3)装置D中反应的离子方程式为 。
(4)上述实验装置存在的缺陷是 。
(5)实验中观察到E中产生了白色沉淀,某学习小组为探究与溶液的反应进行如下实验:
实验
现象
向盛有溶液的试管中,缓慢通入气体
试管内有白色沉淀产生,接近试管口处略有红棕色气体
①白色沉淀是 (填化学式)。
②甲同学认为白色沉淀产生的原因是与发生了反应,则溶液中反应的离子方程式为 。
③乙同学认为白色沉淀产生的原因是溶液中溶解的氧化了,进行实验验证:向盛有溶液 (填X的化学式)的试管中,缓慢通入气体,试管内产生白色沉淀,说明其推测正确,则溶液中反应的离子方程式为 。
④在氧化的过程中,为探究和哪种微粒起主要作用,小组用pH传感器分别测定上述两组实验溶液pH随时间(t)变化的曲线如下图:
综上所述,在氧化的过程中,起主要作用的微粒是 (填化学式),理由是 。
【变式18-3】(24-25高一上·上海·期末)化学小组同学用铜与过量浓硝酸反应制备NO2气体,实验后发现溶液呈绿色,对其原因进行如下探究:
甲同学提出猜想:浓硝酸中溶解了生成的NO2呈黄色,黄色与蓝色叠加显绿色。
实验:向2 mL 6 mol·L-1 中通入稳定的NO2气流,溶液变黄。取该溶液与蓝色Cu(NO3)2溶液混合,观察到溶液显绿色,验证了猜想。
甲同学进一步探究硝酸溶液中何种粒子与NO2作用显黄色。
实验装置
操作
编号
溶液a
现象
向溶液a中通入稳定的NO2气流8s
实验1
___________
溶液基本无色
实验2
3 mol·L-1 H2SO4
立即变黄
实验3
3 mol·L-1 Na2SO4
溶液基本无色
(1)写出铜和浓硝酸反应产生NO2的离子方程式 。
(2)实验1中溶液a是 。
(3)依据上述实验推知,浓硝酸中溶解NO2呈黄色是溶液中 与NO2作用的结果。
资料:i.铜与浓硝酸反应过程中可生成HNO2,HNO2易分解产生无色气体
ii.HNO2是一种弱酸。HNO2电离出,与Cu2+发生如下反应:
乙同学依据资料提出猜想:铜与浓硝酸反应过程中生成,使溶液呈绿色。
实验4:2 mL NaNO2溶液与2 mL Cu(NO3)2溶液混合,溶液呈绿色,加入1 mL浓硝酸后,溶液变蓝。
丙同学对加入浓硝酸后溶液变蓝的原因提出猜想并进行实验验证。
猜想1:加入浓硝酸后发生反应:,浓度下降,绿色消失。
猜想2:酸性条件下HNO2分解,浓度下降,绿色消失。
将实验4中蓝色溶液分成两份
加入2 mL NaOH溶液,振荡
溶液变绿色
加入2 mL H2O,振荡
溶液仍为蓝色
(4)用离子方程式表示加入NaOH溶液的作用: 。
(5)丙同学依据实验推知猜想 (填“1”或“2”)成立。
(6)综合上述实验得出:过量浓硝酸与铜反应后溶液呈绿色的主要原因是 。
期末基础通关练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高一上·福建南平·期末)下列实验装置或操作正确的是
A.观察钠在空气中燃烧的现象
B.配制250 mL一定物质的量浓度的稀硫酸
C.验证铁与水蒸气反应能生成
D.制备胶体
A.A B.B C.C D.D
2.(24-25高一上·福建宁德·期末)用下列装置或操作进行相应实验,能达到实验目的的是
A.检查装置的气密性
B.实验室制备少量Cl2
C.制备并收集少量NO2 气体
D.制小苏打晶体
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25高一上·福建泉州·期末)化工厂产生的污水可能含有多种离子,排放前需经严格的检测。以下相关离子检测试剂及用品选择正确的是
A.:淀粉溶液 B.:稀硝酸、溶液
C.:溶液 D.:NaOH溶液,湿润蓝色石蕊试纸
4.(24-25高一上·福建三明·期末)下列行为不符合安全要求的是
A.金属钠着火时用泡沫灭火器灭火
B.在通风橱内进行铜与浓硝酸反应制备的实验
C.稀释浓硫酸时将浓硫酸沿器壁缓慢注入水中并不断搅拌
D.闻时用手在瓶口轻轻扇动,使极少量的飘进鼻孔
5.(24-25高一上·福建福州·期末)易燃、易爆、有毒的化学物质,其包装上贴有危险警告标签。下面所列物质对应标签有误的是
A
B
C
D
物质
氧化镁
浓硫酸
高锰酸钾
金属钠
危险警告标签
A.A B.B C.C D.D
6.(24-25高一上·浙江金华·期末)下列物质间的转化不能一步实现的是
A. B. C. D.
7.(24-25高一上·浙江金华·期末)“侯氏制碱法”与“氨碱法”是世界上生产的两种主要方法,其流程示意如下:
下列说法不正确的是
A.联合制碱法中母液的成分为
B.氨碱法循环Ⅱ的物质X主要是,排出液W中主要溶质是和NaCl
C.氨碱法与联合制碱法沉淀池中均是先通入至饱和再通入
D.与氨碱法相比,联合制碱法提高了食盐的利用率
期末重难突破练(测试时间:30分钟)
1.(24-25高一上·福建南平·期末)下列离子反应方程式正确的是
A.用氢氧化钠溶液吸收氯气:
B.过氧化钠与水反应:
C.向稀硝酸中加入过量的铁粉:
D.向小苏打溶液中滴入氢氧化钾溶液:
2.(24-25高一上·福建宁德·期末)氮及其化合物与生产、生活、环境等密切相关。部分含氮物质的转化关系如图所示,回答下列问题。
(1)由N2转化成NO过程中,氮元素 (填“被氧化”或“被还原”)。
(2)图中物质溶于水,溶液呈碱性的是 (写分子式)。
(3)写出NH3转化成NO的化学方程式为 。
(4)图中关于NO2和HNO3的相互转化,下列说法正确的是______(填标号)。
A.由NO2转化为HNO3,实现了氮的固定
B.工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3
C.不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2
D.由硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量相同
(5)纳米铁粉可用于处理含氧酸性废水中的NO,反应原理如图所示。
①反应Ⅰ中体现了纳米铁粉的 (填“氧化性”或“还原性”)。
②反应Ⅱ中生成N2的离子方程式为 。在铁粉总量一定的条件下,废水中的溶解氧过多不利于NO的去除,原因是 。
(6)NH4NO3受撞击生成和NO2的物质的量之比为,则生成1 mol N2时,转移电子的物质的量为 mol。
3.(24-25高一上·福建宁德·期末)室温下,下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向盛有FeSO4溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化
Fe2+ 具有还原性
B
向盛有SO2水溶液的试管中滴加几滴品红溶液,观察溶液颜色变化
SO2具有漂白性
C
将Na2O2用棉花包裹放在石棉网上,向棉花上滴几滴水,观察棉花是否燃烧
Na2O2与H2O是放热反应
D
向某溶液中滴加BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成
原溶液中一定含有SO
A.A B.B C.C D.D
4.(24-25高一上·福建宁德·期末)下列离子方程式书写正确的是
A.用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
B.Cl2通入石灰乳中:Cl2 + 2OH-= Cl-+ ClO-+ H2O
C.向Na2SO3溶液中加入稀HNO3:SO+ 2H+ = SO2↑ + H2O
D.Fe(OH)3胶体的制备:Fe3+ + 3NH3 ∙ H2O = Fe(OH)3(胶体)+ 3NH
5.(24-25高一上·福建三明·期末)黄铁矿(主要成分)是自然界分布较广的一种硫化物矿物。工业上以黄铁矿为原料生产硫酸,并以制硫酸产生的尾气()为原料制备焦亚硫酸钠的流程如图所示。
(1)反应①中被氧化的元素是 (写元素符号)。
(2)设计实验检验“炉渣”中的铁元素为+3价 。
(3)“制硫酸”时,如果大量尾气直接排放,引起的环境问题主要为 (写一种)。
(4)反应②的化学方程式为 。
(5)实验小组用“W”形玻璃管(如图)验证的性质,①④处的试剂分别为固体、品红溶液、酸性溶液、滴有酚酞的溶液。下列说法正确的是______(填标号)。
A.①处出现气泡,体现的氧化性
B.②处溶液褪色,用酒精灯加热后红色复原
C.③处、④处溶液褪色,且褪色原理相同
D.①处试剂换成碳粉也可以达到实验目的
(6)可用作葡萄酒的抗氧化剂。为测定某葡萄酒中的含量,取葡萄酒样品与碘标准液反应,消耗标准液(假设葡萄酒中其他成分不与反应),则样品中的含量为 。(已知:)
6.(24-25高一上·福建三明·期末)关于反应(极稀),下列说法正确的是
A.反应中只表现氧化性 B.反应中电子由硝酸转移到锌
C.是还原产物 D.氧化剂和还原剂的物质的量之比为
7.(24-25高一上·福建龙岩·期末)以下是氨氮废水的处理流程:
高浓度氨氮废水低浓度氨氮废水含硝酸废水达标废水
下列说法错误的是
A.过程中发生的化学反应不属于氧化还原反应
B.过程中发生的离子反应方程式为
C.过程中,转移时可生成(标准状况)
D.该处理方案可有效防止水体富营养化
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