精品解析:北京市北师大二附中2025-2026学年高一上学期期末考试化学试题(选考班)
2026-01-24
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2份
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32页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.72 MB |
| 发布时间 | 2026-01-24 |
| 更新时间 | 2026-04-13 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56128258.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2026北京北师大二附中高一(上)期末
化学(选考班)
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。请将答案写在答题纸上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Fe 56
第一部分 (共42分)
本部分共21题,每题2分,共42分。在每题给出的四个选项中,选出最符合要求的一项。
1. 下列元素属于第三周期的是
A. Ca B. Al C. O D. He
2. 下列元素的原子半径最大的是
A. N B. Na C. Si D. S
3. 下列元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是
A. Cl B. S C. P D. Si
4. 用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液放在酒精灯外焰上灼烧,可观察到火焰的颜色为
A. 紫色 B. 红色 C. 绿色 D. 黄色
5. 当光束通过下列分散系时,能观察到丁达尔效应的是
A. 胶体 B. 蔗糖溶液 C. 溶液 D. 溶液
6. 下列反应一定属于氧化还原反应的是
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
7. 下列化学用语不正确的是
A. S的原子结构示意图:
B. CO2的电子式:
C. CH4的分子结构模型:
D. HCl的形成过程:
8. 下列行为不符合实验安全要求的是
A. 在通风橱内制备Cl2
B. 点燃H2前,先进行验纯操作
C. 用专用灭火剂或干砂覆盖少量燃着的Na
D. 将NaOH固体直接放在天平的托盘上称量
9. 下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. Na+、K+、OH-、 B. H+、Na+、、OH-
C. H+、Fe2+、Cl-、 D. Na+、Ba2+、、
10. 下列物质属于电解质且能导电的是
A. 石墨 B. KNO3固体 C. MgCl2溶液 D. 熔融NaCl
11. 我国科学家在“嫦娥五号”带回的月壤样本中发现了丰富的氦-3()。下列关于的说法中,不正确的是
A. 质子数为2 B. 核外电子数为3
C. 质量数为3 D. 与互为同位素
12. 下列离子方程式书写正确的是
A. Al(OH)3治疗胃酸过多:OH-+ H+ = H2O
B. FeO与稀盐酸:FeO + 2H+ = Fe3+ + H2O
C. Na放入水中:2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH-+ H2↑
D. 用FeCl3溶液腐蚀覆Cu板制作印刷电路板:Fe3+ + Cu = Fe2+ + Cu2+
13. 用NA表示阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A. CH4的摩尔质量是16 g/mol
B. 32 g O2中含有的电子数目为32 NA
C. 1 mol/L FeCl3溶液中所含Cl-的数目为3NA
D. 常温常压下,22.4 L CO2的物质的量为1 mol
14. 下列实验不能达到目的的是
A除去中少量HCl
B制取纯净
C验证与水反应生成
D验证铁粉与水蒸气反应生成可燃性气体
A. A B. B C. C D. D
15. 向久置的漂白粉中加入一定量的稀盐酸,产生,同时观察到反应后的溶液呈黄绿色。下列说法不正确的是
A. 产生CO2的反应:
B. 溶液呈黄绿色说明该过程产生了
C. 可用酸化的溶液检验该漂白粉是否完全变质
D. 漂白粉在空气中易变质,需密封保存
16. 我国科学家研制出一种复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. H2O的空间结构呈V形
B. 过程Ⅰ中有极性键的断裂,过程Ⅱ中有非极性键的形成
C. 该过程中氧元素的化合价有2种
D. 该反应的化学方程式:2H2OO2 ↑ + 2H2↑
17. 向一定浓度的Ba(OH)2溶液中滴加盐酸,测定溶液的导电能力随盐酸体积变化如下图。下列说法不正确的是
A. ab段发生反应的离子方程式:H++ OH-= H2O
B. b点表示Ba(OH)2和盐酸恰好完全反应
C. c点的溶质是HCl和BaCl2
D. 若将盐酸换为稀硫酸,则图像不会发生改变
18. 直接空气碳捕获(简称DAC)是一种直接从大气中“捕获”CO2的技术,用KOH溶液“捕获”CO2的原理如下。
下列说法不正确的是
A. 物质a是Ca(OH)2
B. ①、②、③均为非氧化还原反应
C. 上述过程中仅KOH能够循环利用
D. CO2的捕获能高效降低大气中碳浓度,有助于减弱温室效应
19. 向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是
A. 11.2 g B. 5.6 g C. 2.8 g D. 无法计算
20. 钛精矿(主要成分TiO2)制备Ti的主要流程如下(部分产物未标出)。
下列说法不正确的是
A. 加入的物质X为还原剂
B. 加入Ar的作用是防止金属被氧化
C. 电解熔融MgCl2的化学方程式:MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑
D. 反应制得1 mol Ti,需要投入2 mol Cl2
21. 某小组同学向KI溶液中持续通入过量Cl2,溶液由无色变为棕黄色,一段时间后褪色,推测褪色的原因可能是I2被氧化。为检验高价态碘的存在,分别进行如下实验。
装置
序号
试剂a
现象
①
FeCl2溶液
溶液变黄
②
KI溶液
溶液变黄,滴加淀粉溶液后变蓝
③
Na2SO3溶液
溶液变黄,滴加淀粉溶液后变蓝
下列说法正确的是
A. 持续通入Cl2过程中仅发生反应:Cl2 + 2I-= 2Cl- + I2
B. ②中滴加淀粉溶液后变蓝,说明高价态碘参与反应
C. 只有③可证实碘元素被氧化至高价态
D. ①、②、③中溶液均变黄,说明3个实验都产生了I2
第二部分 (共58分)
22. 工业生产Al2O3形成的废渣中含有Fe2O3,被称为“赤泥”。将赤泥和高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、FeS2等)联合处理,可回收Al2O3,并制得Fe3O4。部分工艺流程如下。
资料:i.一定条件下,含铝元素的盐和硅酸盐可生成复杂的难溶物。
ii.产品中某物质的纯度= (某物质的质量÷产品质量) ×100%
(1)添加CaO有利于除去SiO2,反应的化学方程式是________。
(2)Al2O3的浸出率随焙烧温度变化如图1。由图可知下列最有利于Al2O3浸出的焙烧温度是________(填字母)。
a.900 ℃ b.1100 ℃ c.1200 ℃
(3)碱浸时,Al2O3和NaOH溶液反应的离子方程式是________。浸泡相同的时间,Al2O3的浸出率随NaOH溶液浓度变化如图2。Al2O3浸出率下降可能的原因是________。
(4)高硫铝土矿中的FeS2能还原赤泥中的Fe2O3,补全反应的化学方程式:________。
FeS2 + 16 Fe2O3_____ + SO2↑。
(5)测定产品中Fe3O4的纯度。称取a g产品,加入足量的稀硫酸充分溶解、过滤,向滤液中加入b mL c mol/L的酸性KMnO4溶液(被还原为Mn2+),恰好完全反应(杂质等不参与反应),则产品中Fe3O4的纯度为________。 [M (Fe3O4) = 232 g/mol]
(6)下列关于该工艺的说法中,正确的是________(填字母)。
a.回收Al2O3,同时制得Fe3O4,使废渣得到充分利用
b.FeS2作还原剂,Fe2O3作氧化剂,两者相互反应
c.该工艺无污染,产生的废液和废气可直接排放
23. 以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等)为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工作流程如下:
(1)溶液a的溶质主要是NH4Cl,还有少量ZnCl2。NH4Cl属于______________化合物(填“离子”或“共价”)。
(2)过程Ⅰ,在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是______________。
(3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+:取少量溶液,加入______________(填试剂和现象),证明溶液中Fe3+沉淀完全。
(4)探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。
ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
① ⅰ中反应的化学方程式是______________。
② ⅱ中MnO2溶解的化学方程式是______________。
③ 运用氧化还原反应规律解释ⅱ中反应发生的原因:______________。
上述实验说明,试剂加入顺序不同,物质体现的性质可能不同,产物也可能不同。
24. 是制备某负载型活性铁催化剂 的主要原料,具有工业生产价值。某化学小组用如下方法制备,并测定产品中铁的含量。
I.制备晶体
i.称取 5 g 莫尔盐,用 15 mL 水和几滴溶液充分溶解,再加入25 mL饱和溶液,加热至沸,生成黄色沉淀;
ⅱ.将沉淀洗涤至中性,加入10 mL饱和溶液,水浴加热至40℃,边搅拌边缓慢滴加溶液,沉淀逐渐变为红褐色;
ⅲ.将混合物煮沸30 s,加入8 mL饱和溶液,红褐色沉淀溶解,趁热过滤,滤液冷却后,析出翠绿色晶体,过滤、干燥。
II.测定产品中铁的含量
ⅳ.称量制得的样品,加水溶解,并加入稀酸化,再滴入溶液使其恰好反应;
v.向ⅳ的溶液中加入过量Zn粉,反应完全后,弃去不溶物,向溶液中加入稀酸化,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
已知:为二元弱酸,具有较强的还原性
(1)莫尔盐中铁元素的化合价是_______。
(2)步骤ⅰ中黄色沉淀的化学式为,生成该沉淀的离子方程式是_______。
(3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀,另一部分铁元素转化为、将下述反应的离子方程式补充完整+____+____=____,_____________。
(4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高,原因是_______。
(5)步骤iv在铁的含量测定中所起的作用是_______。
(6)已知:ⅴ中Zn粉将铁元素全部还原为;反应中转化为。则该样品中铁元素的质量分数是_______(用含的代数式表示)。
25. 某小组同学进行如下实验,探究草酸(H2C2O4,二元弱酸)与铁屑的反应。
资料:i.FeC2O4·2H2O为黄色固体,微溶于水,可溶于强酸;受热容易分解。
ii.Fe3+ + 3 = [Fe(C2O4)3]3−,[Fe(C2O4)3]3−浓度低时近无色。
实验Ⅰ:
(1)H2C2O4中碳元素的化合价是_______价。
(2)铁屑与H2C2O4反应,生成气体(H2)和黄色固体的化学方程式是_______。
(3)A中还检测到生成了Fe3O4。对Fe3O4产生的途径进行分析及探究。
①甲认为酸性溶液中的Fe2+部分被氧化为Fe3+,反应的离子方程式是_______;然后Fe3+、Fe2+与水共同反应,经复杂变化产生Fe3O4。进一步实验证实了该观点。
②乙认为Fe3O4也可由黄色固体受热分解产生。进行实验Ⅱ:取A中所得黄色固体,洗涤后置于试管中加热,观察到_______(填现象),并检测到有气体_______(填化学式)生成,结合仪器分析证实黄色固体受热分解可得到Fe3O4。
③丙认为若要证实乙观点成立,从反应条件的角度还应对比_______。
(4)C中滴加硫酸后,溶液显浅红色,原因之一是发生了非氧化还原反应,用离子方程式表示为_______、Fe3+ + 3SCN-= Fe(SCN)3。
结论:铁屑与草酸的反应复杂,随时间变化发生了多个氧化还原反应。
26. 实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是___________________________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂 :______________________________
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有____________________________________(写离子方程式)。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有_______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由__________________________________________产生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是______________________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2_______FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
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2026北京北师大二附中高一(上)期末
化学(选考班)
本试卷共10页,100分。考试时长90分钟。请将答案写在答题纸上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Fe 56
第一部分 (共42分)
本部分共21题,每题2分,共42分。在每题给出的四个选项中,选出最符合要求的一项。
1. 下列元素属于第三周期的是
A. Ca B. Al C. O D. He
【答案】B
【解析】
【详解】A.钙的原子序数为20,有4个电子层,属于第四周期,A不符合题意;
B.铝的原子序数为13,有3个电子层,属于第三周期,B符合题意;
C.氧的原子序数为8,有2个电子层,属于第二周期,C不符合题意;
D.氦的原子序数为2,有1个电子层,属于第一周期,D不符合题意;
故答案选B。
2. 下列元素的原子半径最大的是
A. N B. Na C. Si D. S
【答案】B
【解析】
【详解】原子半径大小的规律是:一般而言,电子层数越多半径越大;当电子层数相同时,同一周期主族元素,从左到右核电荷数逐渐增大,原子核对外层电子的吸引力逐渐增强,原子半径逐渐减小。N在第二周期,原子半径较小;Na、Si、S均在第三周期,且原子序数依次增大,故原子半径依次减小,因此Na的原子半径最大,故选B。
3. 下列元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是
A. Cl B. S C. P D. Si
【答案】A
【解析】
【详解】元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:Cl>S>P>Si,则酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3,故选A。
4. 用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液放在酒精灯外焰上灼烧,可观察到火焰的颜色为
A. 紫色 B. 红色 C. 绿色 D. 黄色
【答案】D
【解析】
【详解】部分金属元素在火焰中会呈现不同的颜色,钠元素的焰色为黄色,故选D。
5. 当光束通过下列分散系时,能观察到丁达尔效应的是
A. 胶体 B. 蔗糖溶液 C. 溶液 D. 溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A. 胶体,光通过胶体时,光在胶体中发生散射,观察到丁达尔现象,故A正确;
B. 蔗糖溶液不属于胶体,故B错误;
C. 溶液不属于胶体,故 C错误;
D. 溶液不属于胶体,故D错误。
答案为:A。
6. 下列反应一定属于氧化还原反应的是
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
【答案】C
【解析】
【详解】氧化还原反应必有元素化合价的升降。置换反应一定属于氧化还原反应;而化合反应、分解反应都不一定有元素化合价发生变化,不一定属于氧化还原反应;复分解反应一定没有元素化合价变化,一定不属于氧化还原反应;
故选C。
7. 下列化学用语不正确的是
A. S的原子结构示意图:
B. CO2的电子式:
C. CH4的分子结构模型:
D. HCl的形成过程:
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫原子的质子数为16,原子结构示意图为,A正确;
B.二氧化碳分子中C与两个O分别形成两对共用电子,该电子式正确,B正确;
C.甲烷分子为正四面体形,并且碳原子半径大于氢原子半径,图示为甲烷分子的球棍模型,是一种常见的分子结构模型,可以正确表示甲烷的分子结构,C正确;
D.氯化氢是共价化合物,氢原子和氯原子通过形成一个共用电子对而形成共价键,并不是通过得失电子形成离子键,因此其形成过程应为,D错误;
故选D。
8. 下列行为不符合实验安全要求的是
A. 在通风橱内制备Cl2
B. 点燃H2前,先进行验纯操作
C. 用专用灭火剂或干砂覆盖少量燃着的Na
D. 将NaOH固体直接放在天平的托盘上称量
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气有毒,在通风橱中制备可有效排出有害气体,符合安全要求,A正确;
B. 氢气存在爆炸极限,点燃前验纯可防止爆炸,符合安全要求,B正确;
C.钠是活泼金属,能与水和二氧化碳发生反应,燃烧时用水或二氧化碳灭火会加剧反应,专用灭火剂或干砂能隔绝氧气灭火,符合安全要求,C正确;
D.氢氧化钠固体具有强腐蚀性和吸水性,直接接触天平托盘会腐蚀仪器且导致称量不准,应放在烧杯中称量,D错误;
故答案选D。
9. 下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A. Na+、K+、OH-、 B. H+、Na+、、OH-
C. H+、Fe2+、Cl-、 D. Na+、Ba2+、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na+、K+、OH-、之间不发生反应,能大量共存,A符合题意;
B.H+与OH-反应生成H2O,H+与反应生成CO2和H2O,不能大量共存,B不符合题意;
C.酸性环境下,具有强氧化性,能与Fe2+发生氧化还原反应,也能与Cl-发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;
D.Ba2+与反应生成BaCO3沉淀,不能大量共存,D不符合题意;
故答案选A。
10. 下列物质属于电解质且能导电的是
A. 石墨 B. KNO3固体 C. MgCl2溶液 D. 熔融NaCl
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨是单质,不属于电解质,因其含有自由移动的电子而能导电,A不符合题意;
B.固体为盐,是电解质,但固体中的离子因不能自由移动而不能导电,B不符合题意;
C.溶液为混合物,不是化合物,不是电解质,溶液中含有自由移动的离子而能导电,C不符合题意;
D.熔融NaCl为盐,是电解质,且熔融NaCl中含有自由移动的离子,能导电,D符合题意;
故答案选D。
11. 我国科学家在“嫦娥五号”带回的月壤样本中发现了丰富的氦-3()。下列关于的说法中,不正确的是
A. 质子数为2 B. 核外电子数为3
C. 质量数为3 D. 与互为同位素
【答案】B
【解析】
【详解】A. 氦的原子序数为2,因此质子数为2,A正确;
B. 对于中性原子,核外电子数等于质子数,质子数为2,因此核外电子数应为2,而不是3,B错误;
C.表示质量数为3,C正确;
D.和质子数相同(均为2),中子数不同(中子数为1,中子数为2),互为同位素,D正确;
故选B。
12. 下列离子方程式书写正确的是
A. Al(OH)3治疗胃酸过多:OH-+ H+ = H2O
B. FeO与稀盐酸:FeO + 2H+ = Fe3+ + H2O
C. Na放入水中:2Na + 2H2O = 2Na+ + 2OH-+ H2↑
D. 用FeCl3溶液腐蚀覆Cu板制作印刷电路板:Fe3+ + Cu = Fe2+ + Cu2+
【答案】C
【解析】
【详解】A.Al(OH)3是弱碱,不能拆成和OH-的形式,离子方程式应写为,A错误;
B.FeO与稀盐酸反应生成Fe2+和水,不生成Fe3+,离子方程式应为,B错误;
C.钠与水反应生成NaOH和H2,氢氧化钠为可溶性强电解质,离子形式为Na+和OH-,离子方程式,符合反应事实,且电荷、原子守恒,C正确;
D.Fe3+与Cu反应为,选项的电荷不守恒,D错误;
故答案选C。
13. 用NA表示阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A. CH4的摩尔质量是16 g/mol
B. 32 g O2中含有的电子数目为32 NA
C. 1 mol/L FeCl3溶液中所含Cl-的数目为3NA
D. 常温常压下,22.4 L CO2的物质的量为1 mol
【答案】A
【解析】
【详解】A.因为的相对分子质量为12(C)+ 4×1(H)= 16,的摩尔质量是16 g/mol,A正确;
B.的物质的量为,含16 mol电子,电子数为,B错误;
C.未指明溶液体积,无法计算的具体数目,C错误;
D.标况下,22.4 L的物质的量是1 mol,常温常压下气体摩尔体积不是22.4L/mol,所以22.4 L的物质的量不是1 mol,D错误;
故答案选A。
14. 下列实验不能达到目的的是
A除去中少量HCl
B制取纯净
C验证与水反应生成
D验证铁粉与水蒸气反应生成可燃性气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化碳与饱和碳酸氢钠溶液不反应,氯化氢可以和碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,则题给装置能除去中少量HCl,A不符合题意;
B.向氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液,两者会反应生成氢氧化亚铁沉淀和氯化钠,氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁,则题给装置不能制取纯净,B符合题意;
C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应生成的氧气能使带火星的木条复燃,则题给装置能验证与水反应生成,C不符合题意;
D.还原铁粉与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,反应生成的氢气会使肥皂液产生气泡,点燃气泡产生爆鸣声,能说明铁粉与水蒸气反应生成可燃性气体,D不符合题意;
故选B。
15. 向久置的漂白粉中加入一定量的稀盐酸,产生,同时观察到反应后的溶液呈黄绿色。下列说法不正确的是
A. 产生CO2的反应:
B. 溶液呈黄绿色说明该过程产生了
C. 可用酸化的溶液检验该漂白粉是否完全变质
D. 漂白粉在空气中易变质,需密封保存
【答案】C
【解析】
【详解】A.久置漂白粉因变质含,加盐酸产生,A正确。
B.黄绿色溶液表明生成,源于与盐酸反应:,B正确。
C.酸化的仅能检测,但漂白粉原始状态和变质后均含(如),无法区分是否完全变质,C错误。
D.漂白粉易与、反应导致变质,需密封保存,D正确。
故答案为C。
16. 我国科学家研制出一种复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. H2O的空间结构呈V形
B. 过程Ⅰ中有极性键的断裂,过程Ⅱ中有非极性键的形成
C. 该过程中氧元素的化合价有2种
D. 该反应的化学方程式:2H2OO2 ↑ + 2H2↑
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心原子价层电子对数为,有2对孤电子对,空间结构为V形,A不符合题意;
B.过程Ⅰ中的键断裂;过程Ⅱ中键形成,B不符合题意;
C.过程中中为-2价,中为0价,过程Ⅱ中H2O2的键中的为-1价,共3种化合价,C符合题意;
D.反应为水分解生成和,化学方程式正确,D不符合题意;
故选C。
17. 向一定浓度的Ba(OH)2溶液中滴加盐酸,测定溶液的导电能力随盐酸体积变化如下图。下列说法不正确的是
A. ab段发生反应的离子方程式:H++ OH-= H2O
B. b点表示Ba(OH)2和盐酸恰好完全反应
C. c点的溶质是HCl和BaCl2
D. 若将盐酸换为稀硫酸,则图像不会发生改变
【答案】D
【解析】
【分析】初始点a表示纯Ba(OH)2溶液,含有Ba2+和OH⁻,导电能力较强, 随着盐酸的加入,溶液中发生反应:,离子方程式为:,由于溶液总体积增大,溶液中自由移动的离子浓度逐渐降低,导电能力下降(ab段);b点时,Ba(OH)2与盐酸恰好完全反应,此时溶液中溶质为BaCl2,导电能力最弱, 继续加入盐酸(bc段),溶液中H⁺和Cl⁻浓度增加,导电能力逐渐回升。
【详解】A.ab段发生的反应是Ba(OH)2与HCl的中和反应,离子方程式为,A正确;
B.结合分析知,b点表示Ba(OH)2与盐酸恰好完全反应,B正确;
C.c点位于b点之后,说明盐酸已过量,此时溶液中的溶质应为BaCl2和HCl,C正确;
D.若将盐酸替换为稀硫酸,反应方程式为,这里不仅有H⁺与OH⁻发生中和,还有Ba2+与的沉淀反应,在恰好完全反应时(即b点对应位置),溶液中几乎无自由移动的离子(BaSO4为沉淀,水的电离可忽略),导电能力接近于零,D错误;
故选D。
18. 直接空气碳捕获(简称DAC)是一种直接从大气中“捕获”CO2的技术,用KOH溶液“捕获”CO2的原理如下。
下列说法不正确的是
A. 物质a是Ca(OH)2
B. ①、②、③均为非氧化还原反应
C. 上述过程中仅KOH能够循环利用
D. CO2的捕获能高效降低大气中碳浓度,有助于减弱温室效应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由流程图可知,反应③中CaO和反应生成物质a,则物质a为Ca(OH)2,A正确;
B.由流程图可知,反应①中碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钾,反应②中碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳,反应③中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,反应前后各元素化合价均未发生变化,故均为非氧化还原反应,B正确;
C.由流程图可知,KOH、、、、均有消耗有生成,均能循环利用,C错误;
D.该技术直接从大气中捕获CO2,可以降低大气中二氧化碳的浓度,有助于减弱温室效应,D正确;
故选C。
19. 向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol/L的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是
A. 11.2 g B. 5.6 g C. 2.8 g D. 无法计算
【答案】C
【解析】
【详解】盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知2n(FeCl2)=n(HCl),n(HCl)=1mol/L×0.1L=0.1mol,所以n(FeCl2)=0.05mol,用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)n(FeCl2)=0.05mol,则Fe的质量为m(Fe)=0.05mol×56g/mol=2.8g,故合理选项是C。
20. 钛精矿(主要成分TiO2)制备Ti的主要流程如下(部分产物未标出)。
下列说法不正确的是
A. 加入的物质X为还原剂
B. 加入Ar的作用是防止金属被氧化
C. 电解熔融MgCl2的化学方程式:MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑
D. 反应制得1 mol Ti,需要投入2 mol Cl2
【答案】D
【解析】
【分析】钛精矿(主要成分二氧化钛)与氯气、单质碳(X)反应生成粗四氯化钛;然后精制获得四氯化钛纯品,在氩气保护下,四氯化钛纯品与镁发生还原反应生成钛和氯化镁,氩气可防止金属被氧化;对氯化镁进行电解,产生的氯气可以循环利用。
【详解】A.此过程中钛元素化合价不变,加入单质碳(物质X)发生反应,,反应中碳元素化合价升高,故X作还原剂,A正确;
B.在氩气保护下,四氯化钛纯品与镁发生还原反应生成钛和氯化镁,氩气可防止金属镁、钛被氧化,B正确;
C.将生成的钛和氯化镁分离,同时对熔融的氯化镁进行电解,生成镁和氯气,C正确;
D.根据反应、,需要2 mol Cl2才能生成1 mol TiCl4,从而间接得到1 mol Ti,但在完整的工艺流程中,所用Cl2会在后续电解MgCl2时被再生并循环使用,实际并不需要投入2 mol Cl2,D错误;
故选D。
21. 某小组同学向KI溶液中持续通入过量Cl2,溶液由无色变为棕黄色,一段时间后褪色,推测褪色的原因可能是I2被氧化。为检验高价态碘的存在,分别进行如下实验。
装置
序号
试剂a
现象
①
FeCl2溶液
溶液变黄
②
KI溶液
溶液变黄,滴加淀粉溶液后变蓝
③
Na2SO3溶液
溶液变黄,滴加淀粉溶液后变蓝
下列说法正确的是
A. 持续通入Cl2过程中仅发生反应:Cl2 + 2I-= 2Cl- + I2
B. ②中滴加淀粉溶液后变蓝,说明高价态碘参与反应
C. 只有③可证实碘元素被氧化至高价态
D. ①、②、③中溶液均变黄,说明3个实验都产生了I2
【答案】C
【解析】
【分析】向KI溶液中持续通入过量氯气,溶液由无色变为棕黄色,一段时间后褪色,说明反应先生成了单质碘,继续通入氯气,溶液褪色,说明氯气氧化了单质碘,此时溶液中存在高价态的碘,也含有残留的氯气。实验①:残留的氯气也可以氧化氯化亚铁,,生成了,导致溶液变黄;实验②:残留的氯气可以氧化碘离子,,单质碘可以使淀粉溶液变蓝;实验③:加入溶液,溶液变黄,滴加淀粉溶液后变蓝,由于不引入碘元素,那么生成的I2一定是高价态的碘被还原得到,导致溶液变蓝。
【详解】A.向KI溶液中持续通入过量氯气,氯气首先氧化碘离子,,溶液变为棕黄色;一段时间后褪色,是I2被氯气继续氧化,生成高价态碘,所以持续通入Cl2过程中不仅发生这一个反应,A错误;
B.②中滴加淀粉溶液后变蓝,溶液中生成了I2,但有可能是KI被溶液中剩余的Cl2氧化生成的I2,不能说明一定是高价态碘氧化碘离子生成单质碘,B错误;
C.由以上分析可知,①、②不能证实碘元素被氧化至高价态,③中加入溶液,溶液变黄,滴加淀粉溶液后变蓝,由于不引入碘元素,那么生成的I2一定是高价态的碘被还原得到的,所以③实验可证实碘元素被氧化至高价态,C正确;
D.①中溶液变黄,可能是剩余的Cl2氧化亚铁离子为,不一定产生了I2;②中溶液变黄可能是KI被剩余Cl2氧化,或高价态碘氧化碘离子生成了I2;③中溶液加亚硫酸钠,变黄是因为亚硫酸钠还原高价态碘生成了I2,D错误;
故选C。
第二部分 (共58分)
22. 工业生产Al2O3形成的废渣中含有Fe2O3,被称为“赤泥”。将赤泥和高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、SiO2、FeS2等)联合处理,可回收Al2O3,并制得Fe3O4。部分工艺流程如下。
资料:i.一定条件下,含铝元素的盐和硅酸盐可生成复杂的难溶物。
ii.产品中某物质的纯度= (某物质的质量÷产品质量) ×100%
(1)添加CaO有利于除去SiO2,反应的化学方程式是________。
(2)Al2O3的浸出率随焙烧温度变化如图1。由图可知下列最有利于Al2O3浸出的焙烧温度是________(填字母)。
a.900 ℃ b.1100 ℃ c.1200 ℃
(3)碱浸时,Al2O3和NaOH溶液反应的离子方程式是________。浸泡相同的时间,Al2O3的浸出率随NaOH溶液浓度变化如图2。Al2O3浸出率下降可能的原因是________。
(4)高硫铝土矿中的FeS2能还原赤泥中的Fe2O3,补全反应的化学方程式:________。
FeS2 + 16 Fe2O3_____ + SO2↑。
(5)测定产品中Fe3O4的纯度。称取a g产品,加入足量的稀硫酸充分溶解、过滤,向滤液中加入b mL c mol/L的酸性KMnO4溶液(被还原为Mn2+),恰好完全反应(杂质等不参与反应),则产品中Fe3O4的纯度为________。 [M (Fe3O4) = 232 g/mol]
(6)下列关于该工艺的说法中,正确的是________(填字母)。
a.回收Al2O3,同时制得Fe3O4,使废渣得到充分利用
b.FeS2作还原剂,Fe2O3作氧化剂,两者相互反应
c.该工艺无污染,产生的废液和废气可直接排放
【答案】(1)CaO + SiO2CaSiO3
(2)b (3) ①. Al2O3 + 2OH-+ 3H2O= 2[Al(OH)4]- ②. Na[Al(OH)4]与体系中的CaSiO3等物质发生副反应,生成复杂的难溶物
(4)FeS2 + 16Fe2O311Fe3O4 + 2SO2↑
(5)
(6)ab
【解析】
【分析】将赤泥与高硫铝土矿混合,添加CaO后焙烧,使CaO与SiO2反应生成CaSiO3除去硅杂质,同时FeS2还原Fe2O3生成Fe3O4。然后用NaOH溶液碱浸,Al2O3与NaOH反应生成四羟基合铝酸钠,但NaOH浓度过高会生成难溶物阻碍反应。最后通过磁选分离出Fe3O4,四羟基合铝酸钠溶液后续处理可回收Al2O3。
【小问1详解】
添加CaO有利于除去SiO2,反应的化学方程式是。
【小问2详解】
氧化铝浸出率随焙烧温度升高先增后降,900℃时浸出率较低,1100℃时达到最高, 1200℃时下降。因此最适宜温度为1100℃,选b。
【小问3详解】
Al2O3和NaOH溶液反应的离子方程式是:。结合资料i,高浓度NaOH可能导致铝元素与硅酸盐生成难溶物,覆盖在矿石表面,阻碍反应进行,从而降低浸出率。故原因为:Na[Al(OH)4]与体系中的CaSiO3等物质发生副反应,生成复杂的难溶物。
【小问4详解】
FeS2能还原赤泥中的Fe2O3,FeS2作还原剂,其中S元素的化合价从-1价升高到+4价,铁的化合价从+2价升高到价;Fe2O3作氧化剂,其中Fe元素的化合价从+3价降低到价,故方程式为:。
【小问5详解】
可写成,加入足量稀硫酸溶解后,溶液中的与酸性溶液反应,离子方程式为,,则,故,所以产品中的纯度为:。
【小问6详解】
a.该工艺回收氧化铝,同时制得四氧化三铁,使废渣得到充分利用,a正确;
b.FeS2中S元素化合价升高,作还原剂,Fe2O3中Fe元素化合价降低,作氧化剂,两者相互反应,b正确;
c.焙烧时会产生SO2等废气,不能直接排放,c错误;
综上,答案选ab。
23. 以废旧锌锰电池中的黑锰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等)为原料制备MnCl2,实现锰的再利用。其工作流程如下:
(1)溶液a的溶质主要是NH4Cl,还有少量ZnCl2。NH4Cl属于______________化合物(填“离子”或“共价”)。
(2)过程Ⅰ,在空气中加热黑锰粉的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。O2氧化MnO(OH)的化学方程式是______________。
(3)检验MnSO4溶液中是否含有Fe3+:取少量溶液,加入______________(填试剂和现象),证明溶液中Fe3+沉淀完全。
(4)探究过程Ⅱ中MnO2溶解的适宜条件。
ⅰ.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
ⅱ.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
① ⅰ中反应的化学方程式是______________。
② ⅱ中MnO2溶解的化学方程式是______________。
③ 运用氧化还原反应规律解释ⅱ中反应发生的原因:______________。
上述实验说明,试剂加入顺序不同,物质体现的性质可能不同,产物也可能不同。
【答案】(1)离子 (2)
(3)KSCN溶液,溶液不变红
(4) ①. ②. ③. 加入稀H2SO4后,MnO2的氧化性增强,被H2O2还原为MnSO4
【解析】
【分析】加热黑锰粉,炭粉与空气中的氧气反应生成二氧化碳,MnO(OH)被氧化生成二氧化锰粗品,同时含有氧化铁;溶液a则是可溶于水的氯化铵、氯化锌。加入稀硫酸和过氧化氢,在一定条件下反应,生成氢氧化铁沉淀,同时过氧化氢将二氧化锰还原为硫酸锰,最后硫酸锰和氯化钙反应生成氯化锰。
【小问1详解】
由铵根和氯离子构成,属于离子化合物。
【小问2详解】
氧化为二氧化锰,化学方程式是。
【小问3详解】
遇到溶液显血红色,取少量溶液,滴加KSCN溶液,若溶液不变红,则证明溶液中沉淀完全。
【小问4详解】
①向MnO2中加入H2O2溶液,二氧化锰作催化剂,过氧化氢发生分解反应:。
②过氧化氢将二氧化锰还原为硫酸锰,化学方程式为:。
③向MnO2中加入稀H2SO4,二氧化锰的氧化性增强,与过氧化氢反应,二氧化锰被还原,生成硫酸锰。
24. 是制备某负载型活性铁催化剂 的主要原料,具有工业生产价值。某化学小组用如下方法制备,并测定产品中铁的含量。
I.制备晶体
i.称取 5 g 莫尔盐,用 15 mL 水和几滴溶液充分溶解,再加入25 mL饱和溶液,加热至沸,生成黄色沉淀;
ⅱ.将沉淀洗涤至中性,加入10 mL饱和溶液,水浴加热至40℃,边搅拌边缓慢滴加溶液,沉淀逐渐变为红褐色;
ⅲ.将混合物煮沸30 s,加入8 mL饱和溶液,红褐色沉淀溶解,趁热过滤,滤液冷却后,析出翠绿色晶体,过滤、干燥。
II.测定产品中铁的含量
ⅳ.称量制得的样品,加水溶解,并加入稀酸化,再滴入溶液使其恰好反应;
v.向ⅳ的溶液中加入过量Zn粉,反应完全后,弃去不溶物,向溶液中加入稀酸化,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
已知:为二元弱酸,具有较强的还原性
(1)莫尔盐中铁元素的化合价是_______。
(2)步骤ⅰ中黄色沉淀的化学式为,生成该沉淀的离子方程式是_______。
(3)步骤ⅱ中除了生成红褐色沉淀,另一部分铁元素转化为、将下述反应的离子方程式补充完整+____+____=____,_____________。
(4)步骤ⅱ中水浴加热的温度不宜过高,原因是_______。
(5)步骤iv在铁的含量测定中所起的作用是_______。
(6)已知:ⅴ中Zn粉将铁元素全部还原为;反应中转化为。则该样品中铁元素的质量分数是_______(用含的代数式表示)。
【答案】 ①. +2 ②. ③. ++=12 ④. 避免过氧化氢分解,防止草酸根离子和更多的水解 ⑤. 将草酸和草酸根离子全部氧化,避免对测定产生影响 ⑥.
【解析】
【详解】(1)莫尔盐中铁元素的化合价是0−(−2)×2−(+1)×2=+2,故答案为:+2;
(2)步骤i中黄色沉淀的化学式为FeC2O4⋅2H2O,生成该沉淀的离子方程式是,故答案为:;
(3)步骤ii中除了生成红褐色沉淀,另一部分铁元素转化为[Fe(C2O4)3] ,由电子及原子、电荷守恒可知离子反应为++=12,故答案为:++=12;
(4)步骤ii中水浴加热的温度不宜过高,原因是过氧化氢受热易分解,同时防止草酸根和铁离子水解,故答案为:避免过氧化氢分解,防止草酸根离子和 Fe3+ 更多的水解;
(5)步骤iv在铁的含量测定中是将草酸和草酸根离子全部氧化,避免对 Fe2+ 测定产生影响,故答案为:将草酸和草酸根离子全部氧化,避免对 Fe2+ 测定产生影响;
(6)滴定过程中,铁元素化合价从+2→+3,锰元素化合价从+7→+2,则由氧化还原反应中得失电子守恒可得关系式:,则,,该样品中铁元素的质量分数为。
25. 某小组同学进行如下实验,探究草酸(H2C2O4,二元弱酸)与铁屑的反应。
资料:i.FeC2O4·2H2O为黄色固体,微溶于水,可溶于强酸;受热容易分解。
ii.Fe3+ + 3 = [Fe(C2O4)3]3−,[Fe(C2O4)3]3−浓度低时近无色。
实验Ⅰ:
(1)H2C2O4中碳元素的化合价是_______价。
(2)铁屑与H2C2O4反应,生成气体(H2)和黄色固体的化学方程式是_______。
(3)A中还检测到生成了Fe3O4。对Fe3O4产生的途径进行分析及探究。
①甲认为酸性溶液中的Fe2+部分被氧化为Fe3+,反应的离子方程式是_______;然后Fe3+、Fe2+与水共同反应,经复杂变化产生Fe3O4。进一步实验证实了该观点。
②乙认为Fe3O4也可由黄色固体受热分解产生。进行实验Ⅱ:取A中所得黄色固体,洗涤后置于试管中加热,观察到_______(填现象),并检测到有气体_______(填化学式)生成,结合仪器分析证实黄色固体受热分解可得到Fe3O4。
③丙认为若要证实乙观点成立,从反应条件的角度还应对比_______。
(4)C中滴加硫酸后,溶液显浅红色,原因之一是发生了非氧化还原反应,用离子方程式表示为_______、Fe3+ + 3SCN-= Fe(SCN)3。
结论:铁屑与草酸的反应复杂,随时间变化发生了多个氧化还原反应。
【答案】(1)+3 (2)Fe + H2C2O4 + 2H2O = H2↑ + FeC2O4·2H2O
(3) ①. 4Fe2++ O2 + 4H+ = 4Fe3++ 2H2O ②. 黄色固体变黑色 ③. CO ④. FeC2O4·2H2O的分解温度和反应的温度
(4)[Fe(C2O4)3] 3−+ 6H+ = Fe3+ + 3H2C2O4
【解析】
【分析】铁屑与草酸溶液混合,产生大量气泡,溶液变浅绿色,温度明显上升,说明发生了化学反应,生成了气体(氢气),同时有亚铁离子生成,该反应为放热反应。持续产生气泡,有黄色固体生成,溶液接近无色,结合资料可知黄色固体为。向A中取的溶液滴加溶液,生成特征蓝色沉淀,说明溶液中有。向另一份溶液先滴加KSCN溶液无明显变化,此时溶液中浓度极低(可能以形式存在,其浓度低时近无色),滴加硫酸后溶液变浅红色,说明有铁离子生成,是因为酸性条件下发生反应产生了。
【小问1详解】
在草酸中,氢元素显+1价,氧元素显 −2价,根据化合物化合价代数和为0 的原则,则碳元素的化合价是+3价。
【小问2详解】
铁屑与草酸反应,生成氢气 和黄色固体,化学方程式为。
【小问3详解】
①酸性溶液中的亚铁离子部分被氧化为铁离子,是因为溶液中溶解的氧气将其氧化,反应的离子方程式是。
②黄色固体受热分解得到四氧化三铁,会观察到黄色固体变黑,从氧化还原反应角度分析,中铁元素化合价升高,则碳元素从+3价降低,故分解会产生CO等气体,所以检测到的气体是CO。
③要证实乙观点成立,从反应条件的角度还应对比A中黄色固体()分解温度与实验中反应的温度。
【小问4详解】
C中滴加硫酸后,溶液显浅红色,原因之一是非氧化还原反应,因为在酸性条件下会发生反应生成 和,离子方程式为,然后与反应使溶液变红。
26. 实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是___________________________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂 :______________________________
③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有____________________________________(写离子方程式)。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
i.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有_______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由__________________________________________产生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是______________________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2_______FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
【答案】 ①. 2KMnO4+16HCl=2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O 或2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O ②. ③. Cl2+2OH−=Cl−+ClO−+H2O ④. Fe3+ ⑤. 4FeO42−+20H+=4Fe3++3O2↑+10H2O ⑥. 洗去固体表面附着的ClO−,排除ClO−的干扰 ⑦. > ⑧. 溶液的酸碱性不同
【解析】
【分析】(1)①A为氯气发生装置,由高锰酸钾和浓盐酸反应制取得到Cl2,MnO4-被还原为Mn2+,Cl-被氧化为Cl2,写出反应的方程式;
②装置B为除杂装置,浓盐酸会挥发产生HCl,使得产生的Cl2中混有HCl,要除去HCl,可将混合气体通过饱和食盐水;
③C中得到紫色固体和溶液,紫色的溶液为K2FeO4,碱性条件下,Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4,还存在Cl2和KOH反应;
(2)①i.方案I中加入KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明反应产生Fe3+,不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,可能是K2FeO4在碱性溶液中稳定,酸性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+;
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-,使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体,使K2FeO4稳定析出,并除去ClO-离子,防止酸性条件下ClO-和Cl-反应产生Cl2干扰实验;
②Fe(OH)3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42-,可以说明Cl2的氧化性大于FeO42-,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,方案Ⅱ是FeO42-在酸性条件下氧化Cl-生成Cl2,两种反应体系所处酸碱性介质不一样;
【详解】(1)①A为氯气发生装置,由高锰酸钾和浓盐酸反应制取得到Cl2,MnO4-被还原为Mn2+,Cl-被氧化为Cl2,所以反应的方程式为:2MnO4-+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O;
②装置B为除杂装置,反应使用浓盐酸,浓盐酸会挥发产生HCl,使得产生的Cl2中混有HCl,需要除去HCl,可将混合气体通过饱和食盐水达到除杂的目的,所以装置B应为:
③C中得到紫色固体和溶液,紫色的为K2FeO4,在碱性条件下,Cl2可以氧化Fe(OH)3制取K2FeO4,还存在反应为Cl2和KOH反应,所以还发生的反应方程式为:Cl2+2KOH═KCl+KClO+H2O;
(2)①i.方案I中加入KSCN溶液至过量,溶液呈红色,说明反应产生Fe3+,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,注意K2FeO4在碱性溶液中稳定,酸性溶液中快速产生O2,自身转化为Fe3+,发生反应为:4FeO42-+20H+═4Fe3++3O2↑+10H2O;
ii.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-,使用KOH溶液溶出K2FeO4晶体,可以使K2FeO4稳定析出,同时考虑到K2FeO4表面可能吸附ClO-,ClO-在酸性条件下可与Cl-反应生成Cl2,从而干扰实验,所以用KOH溶液洗涤的目的是:使K2FeO4稳定溶出,并把K2FeO4表面吸附的ClO-除尽,防止ClO-与Cl-在酸性条件下反应产生Cl2,避免ClO-干扰实验;
②Fe(OH)3在碱性条件下被Cl2氧化为FeO42-,可以说明Cl2的氧化性大于FeO42-,而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,方案Ⅱ是FeO42-在酸性条件下氧化Cl-生成Cl2,两种反应体系所处酸碱性介质不一样,溶液酸碱性会影响粒子氧化性的强弱;
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