摘要:
**基本信息**
聚焦铁、硫、氮元素化合物性质与转化,以“考点-题型”架构系统整合价态分析、实验探究及工业流程,强化物质转化逻辑与核心素养培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|铁及其化合物|7考点19题|性质分析、鉴别检验、转化关系|基于Fe²⁺/Fe³⁺价态转化,构建“单质-氧化物-氢氧化物-盐”转化链|
|硫及其化合物|5考点22题|性质应用、工业制备、价态转化|以S价态(-2→0→+4→+6)为线索,串联硫单质、氧化物、硫酸及酸雨防治|
|氮及其化合物|3考点24题|性质实验、计算、工业流程|围绕氮循环(N₂→NOₓ→NH₃→HNO₃),整合氨、铵盐、硝酸性质及制备|
内容正文:
第三章 物质的性质与转化
常考题型·精准突破
考点一 铁盐和亚铁盐
题型1 铁盐的化学性质
题型2 亚铁盐的化学性质
题型3 Fe2+和Fe3+的鉴别(高频)
考点二 铁及其氧化物
题型1 铁的化学性质(重)
题型2 铁的氧化物的性质
考点三 铁的氢氧化物及其化合物之间的转化关系
题型1 氢氧化亚铁的制备
题型2 铁及其化合物的转化关系(难)
考点四 硫及其化合物的性质
题型1 硫单质的性质(重)
题型2 硫化氢的性质
题型3 硫的氧化物的性质(高频)
题型4 不同价态含硫物质之间的转化(难)
考点五 硫酸的性质、用途及制备
题型1 硫酸的性质(重)
题型2 硫酸根离子的检验(重)
题型3 硫酸的工业制备(高频)
题型4 酸雨的防治
考点六 氮及氮的氧化物
题型1 氮气的性质
题型2 氮的固定
题型3 氮氧化物的性质及相关计算(难)
考点七 氨和铵盐
题型1 氨的性质及应用(重)
题型2 铵盐的性质及用途(高频)
题型3 铵根的检验(重)
题型4 实验室制取氨的方法(重)
考点八 硝酸
题型1 浓、稀硝酸的性质(重)
题型2 浓、稀硝酸与金属反应的相关计算(难)
题型3 硝酸的工业制法
题型4 含氮化合物之间的转化(难)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 铁盐和亚铁盐
◆题型1 铁盐的化学性质
1.向溶液中同时加入铁粉和铜粉,充分反应后不会出现的结果是
A.铁、铜均有 B.铁、铜均无 C.有铜无铁 D.有铁无铜
【答案】D
【详解】A.若量不足,优先与还原性更强的反应,未完全反应时不参与反应,剩余固体铁、铜均有,该情况可能出现,A不符合题意;
B.若过量,将和全部消耗,最终铁、铜均无剩余,该情况可能出现,B不符合题意;
C.若的量恰好将完全反应,或反应完后剩余的不足以将完全消耗,剩余固体只有铜无铁,该情况可能出现,C不符合题意;
D.还原性,先与反应,若有铁剩余,说明已被完全消耗,未发生反应,必然有铜剩余,不可能出现有铁无铜的情况,D符合题意;
故选D。
2.将铜片放入一定体积1溶液(记为甲溶液)中浸泡,一段时间后取出铜片称重,铜片质量减轻了6.4g,反应后的溶液(记为乙溶液)中。忽略溶液体积的变化,则下列说法错误的是
A.乙溶液中与的物质的量之比为1∶3 B.甲溶液中的物质的量为1.5mol
C.乙溶液最多可溶解8.4g Fe D.溶液的体积为500mL
【答案】C
【分析】设原溶液中的体积为xL,依题意知参与反应的铜片的物质的量为0.1mol,则,解得x=0.5,故可得乙溶液中c(Fe3+)=0.6,c(Fe2+)=0.4,c(Cu2+)=0.2。
【详解】A.乙溶液中与的物质的量之比为1∶3,A正确;
B.甲溶液中的物质的量为,B正确;
C.还可以再溶解铁的质量由两部分组成:①铁置换溶液中的,②铁与溶液中的反应,故还可以再溶解铁的质量为,C项错误;
D.溶液的体积为0.5L=500mL,D正确;
故选择C。
◆题型2 亚铁盐的化学性质
3.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是
A.用上图装置可以制备Fe(OH)2沉淀
B.用氯化铁溶液可以制备氢氧化铁胶体
C.FeCl2溶液中滴加KI溶液,会有碘单质生成
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
【答案】C
【分析】打开止水夹c,反应开始时生成的氢气进入b中,可排出氧气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后关闭止水夹c,a中硫酸亚铁溶液进入b中可生成Fe(OH)2沉淀。
【详解】A.打开止水夹c,反应开始时生成的氢气进入b中,可排出氧气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化,一段时间后关闭止水夹c,a中硫酸亚铁溶液进入b中可生成Fe(OH)2沉淀,A正确;
B.将饱和氯化铁溶液滴加到沸水中加热至液体呈红褐色停止加热,制得氢氧化铁胶体,B正确;
C.FeCl2溶液的氧化性比较弱,无法氧化KI,不会有碘单质生成, C错误;
D.Fe3+与铁反应可生成Fe2+,向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化,D正确;
故答案为:C。
4.有下列三个反应:①,②,③,若某溶液中有、和,要除去而不除去和,可加入的试剂是
A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
【答案】C
【分析】由反应①可得氧化性;②,氧化性;③,氧化性;由此可推知氧化性强弱顺序为。根据题目要求:除去,但不氧化和,即所选试剂的氧化性需要强于(能氧化),且不强于、(不能氧化、),即氧化性强弱顺序为。
【详解】A.若加入,不仅会氧化,还氧化,A错误;
B.若加入,会将、、都氧化,B错误;
C.加入试剂,只氧化,C正确;
D.加入试剂HCl,不能氧化,D错误;
故选C。
◆题型3 Fe2+和Fe3+的鉴别
5.为了验证与能够相互转化,按下表操作进行实验:
操作顺序
对应现象
①向溶液中加入过量铁粉
②滴加溶液
③再滴加几滴氯水
①溶液由黄色变为浅绿色
②溶液无明显变化
③溶液变红
下列分析中不合理的是
A.解释现象①的反应为
B.操作②可说明操作①后的溶液中无
C.溶液变红涉及的反应有
D.比较氧化性:
【答案】D
【详解】向溶液中加入过量铁粉,铁与反应生成,溶液由黄色变为浅绿色,A正确;滴加溶液后,溶液不变色,说明无,B正确;滴入氯水后,被氯气氧化生成,C正确;由实验现象和反应方程式可知,氧化性的强弱顺序为,D错误。
6.溶液中含、、、、、、中的几种,且各离子的物质的量浓度相等,为探究其成分进行如下三组实验:
①取少量溶液,向其中滴加新制氯水,再滴加溶液,溶液变成红色;
②另取少量溶液,加入足量溶液后,得到沉淀,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量不变;
③另取少量溶液,滴入溶液,无明显现象。
已知:与溶液反应生成深蓝色沉淀。
下列说法正确的是
A.溶液中可能含有、
B.溶液中一定不含,可能含有
C.溶液中一定含有、、
D.需要补充焰色试验来判断溶液中是否含有
【答案】C
【分析】①滴加新制氯水,再加溶液变红,说明溶液中含或被氧化为;
②加入足量溶液得沉淀,经盐酸洗涤后质量不变,说明沉淀为,溶液含,不含、;
③滴入溶液无明显现象,说明溶液不含,则①中变红是因为原溶液含;各离子物质的量浓度相等,根据电荷守恒,溶液一定含,据此分析。
【详解】A.溶液不含,一定含,A不符合题意;
B.溶液一定不含,一定含,B不符合题意;
C.溶液一定含、、,C符合题意;
D.根据电荷守恒,溶液不含,无需补充焰色试验,D不符合题意;
故选C。
7.某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”,如图所示。
【资料】
a.茶水中含有鞣酸,与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁,进而变为蓝黑色的鞣酸铁。
b.鞣酸、维生素C均具有还原性。
下列分析不正确的是
A.①→②,铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁
B.由③→④→⑤,可推知③中含二价鉄
C.由①、③、④几乎颜色相同,可推知其所含粒子种类相同
D.④→⑤,至少有两种粒子被氧化
【答案】C
【分析】已知a.茶水中含有鞣酸,与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁,进而变为蓝黑色的鞣酸铁。证明了鞣酸亚铁易被氧气氧化为鞣酸铁,已知维生素C具有还原性,证明了维生素C能将鞣酸铁还原成鞣酸亚铁,加入KSCN溶液是检验三价铁离子是否存在,H2O2氧化Fe2+生成Fe3+;
【详解】A.①→②过程中,鞣酸转化为鞣酸亚铁,鞣酸亚铁发生氧化反应生成蓝黑色的鞣酸铁,故A正确;
B.③→④的过程中加入KSCN,无现象,说明不含有Fe3+,④→⑤的过程中加入H2O2时生成了红色的Fe(SCN)3,说明③中含二价铁,故B正确;
C.①中含有鞣酸,①→③的过程中加入了FeSO4、维生素C,③→④的过程中又加入了KSCN,所以①、③、④中所含粒子种类不相同,故C错误;
D.④中含有维生素C、鞣酸、鞣酸亚铁或Fe2+等粒子,均具有还原性,则④→⑤的过程中至少有两种粒子被氧化,故D正确;
故选:C。
考点二 铁及其氧化物
◆题型1 铁的化学性质
8.将某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL平均分成两份,向第一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2g铜(已知硝酸只被还原为NO气体);向第二份中逐渐加入铁粉,产生气体的体积随加入铁粉质量的变化如图所示。下列分析或结果不正确的是
A.原200mL混合酸中的物质的量为0.4mol
B.图中BC段发生的离子反应为
C.原混合酸中的物质的量浓度为
D.第二份溶液中最终溶质为
【答案】A
【分析】由图可知,由于铁过量,OA段发生反应为:,AB段发生反应为:,BC段发生反应为:。
【详解】A. 反应消耗22.4g铁,也就是=0.4mol,所有的铁都在硫酸亚铁中,根据硫酸根守恒,所以每份含硫酸0.4mol,所以硫酸的浓度是4mol/L,原混合酸中物质的量为4mol/L×0.2L=0.8mol,故A错误;
B.由分析:AB段发生的离子反应为,故B正确;
C.OA段发生反应为:,硝酸全部起氧化剂作用,所以n()=2n(Fe)=2×=0.4mol,混合酸中HNO3物质的量浓度为 =2mol·L-1,故C正确;
D. 硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,故D正确;
故选A。
9.实验室利用如图所示装置完成铁与水蒸气的反应。下列说法正确的是
已知:①;②有磁性。
A.用酒精喷灯加热装置中的①处效果更好
B.当观察到肥皂液中有气泡逸出时,说明生成
C.取反应后的固体,溶于稀硫酸中产生大量气泡,说明铁粉有剩余
D.取反应后的固体,用磁铁可吸引固体颗粒,说明反应生成
【答案】C
【详解】A.①处为湿棉花,作用是受热提供水蒸气,仅需酒精灯加热即可,需要高温的是②处铁粉与水蒸气的反应,A错误;
B.加热初期装置内的空气受热膨胀逸出,也会使肥皂液中产生气泡,需点燃肥皂泡有爆鸣声才能证明生成,B错误;
C.铁的氧化物与稀硫酸反应无气体生成,只有剩余的铁粉和稀硫酸反应生成产生大量气泡,因此可说明铁粉有剩余,C正确;
D.铁粉本身具有磁性可被磁铁吸引,若铁粉未完全反应也会出现该现象,不能说明反应生成了,D错误;
故选C。
10.Ⅰ.兴趣小组利用下图实验测定某稀盐酸的溶质质量分数。
请完成下列分析及计算:
(1)反应生成气体的质量为___________g。
(2)计算稀盐酸中溶质的质量分数___________。
Ⅱ.某兴趣小组完成了Fe与水蒸气反应的实验,实验装置如下图所示:
(3)在D处玻璃管口点燃生成的气体前,必须对该气体进行的操作是________。
(4)硬质玻璃管中反应的化学方程式:________。
(5)当有8.4g铁粉参加反应时,生成的气体在标准状况下的体积是________L。(要求写出具体计算过程)
【答案】(1)0.2
(2)
(3)检验气体的纯度
(4)
(5)参加反应的铁粉的物质的量为:。
根据化学方程式 可知,。
则生成氢气的物质的量为:。
在标准状况下,生成气体的体积为:
【分析】本题分为两部分实验探究与计算。第Ⅰ部分利用质量守恒定律,通过反应前后烧杯内物质的总质量差计算出生成氢气的质量,再根据化学方程式计算出参与反应的氯化氢质量,进而求得稀盐酸的溶质质量分数。第Ⅱ部分为铁与水蒸气反应的实验,A装置加热水提供水蒸气,B装置中铁粉与水蒸气在高温下发生反应生成四氧化三铁和氢气,C装置中的碱石灰用于干燥生成的氢气,D装置用于收集并点燃氢气。由于氢气是可燃性气体,点燃前必须验纯以防爆炸。最后根据化学方程式进行相关物质的量的计算。
【详解】(1)根据质量守恒定律,反应前后减少的质量即为生成氢气的质量。因此,反应生成气体的质量为:。
(2)设稀盐酸中溶质()的质量为。, 解得: 稀盐酸中溶质的质量分数为:。
(3)铁与水蒸气反应生成的气体是氢气(),氢气具有可燃性,若不纯时点燃易发生爆炸,因此在点燃前必须进行的操作是检验气体的纯度。
(4)硬质玻璃管中,铁粉与水蒸气在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为:。
(5)参加反应的铁粉的物质的量为:。根据化学方程式 可知,。则生成氢气的物质的量为:。在标准状况下,生成气体的体积为:。
◆题型2 铁的氧化物的性质
11.下列有关铁的氧化物的叙述中,不正确的是
A.FeO在空气中受热会迅速被氧化为Fe3O4
B.Fe2O3常用作红色油漆和涂料
C.Fe3O4与稀盐酸反应只生成一种盐
D.铁的氧化物都不溶于水
【答案】C
【详解】A.性质不稳定,在空气中受热会迅速被氧化为,A正确;
B.为红棕色固体,俗称铁红,常用作红色油漆和涂料,B正确;
C.可表示为,与稀盐酸反应生成和两种盐,不是只生成一种盐,C错误;
D.铁的常见氧化物、、都不溶于水,也不与水发生反应,D正确;
故选C。
12.以太阳能为热源分解,并利用铁的氧化物进行分解水制,其过程如图。下列说法错误的是
A.过程I的能量转化形式是太阳能→化学能
B.该方法制具有成本低,产物易分离的优点
C.过程I的反应中每生成9molFeO转移电子数为6mol
D.过程II的反应中FeO与的化学计量数之比为2:1
【答案】D
【分析】由物质变化过程可知:过程I为;过程II为;
【详解】A.过程I利用太阳能分解,能量转化形式为太阳能转化为化学能,A正确;
B.该方法以太阳能为热源,成本低;产物和在不同步骤生成,易分离,B正确;
C.由过程I的反应可知,每生成6 mol 转移4 mol电子,因此生成9 mol 时转移6 mol电子,C正确;
D.过程II中与的化学计量数之比为3:1,D错误;
故答案选D。
考点三 铁的氢氧化物及其化合物之间的转化关系
◆题型1 氢氧化亚铁的制备
13.下列关于、的说法错误的是
A.用该装置制备沉淀的操作为先关闭处止水夹,一段时间后再打开处止水夹
B.若用如上图装置制备沉淀,使用未经煮沸的纯净水进行相关溶液配制,则实验可能会失败
C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象可确定溶液中含有
D.向溶液中加入少量铁粉是为了防止被氧化
【答案】A
【详解】A.制备的正确操作是先打开C处止水夹,利用A中反应生成的排尽装置内空气,防止被氧化,再关闭C处止水夹,使A中压强增大将溶液压入B中反应生成沉淀,选项操作顺序错误,A错误;
B.未经煮沸的纯净水中溶解有,会将氧化为,导致实验失败,B正确;
C.滴加溶液不变色说明原溶液不含,滴加氯水后溶液显红色,说明氯水将氧化为,可确定溶液中含有,C正确;
D.易被氧化为,加入铁粉可发生反应,防止被氧化,D正确;
故答案为A。
14.一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示。下列说法正确的是
A.保存溶液时加入铁粉是为了防止被还原
B.实验时先注入稀硫酸,再注入溶液和溶液
C.装置N的唯一作用是判断装置M中的空气是否排尽
D.用铁粉代替粉末,也能排尽装置内空气
【答案】B
【详解】A.容易被氧化,加入铁粉是为了防止被氧化,A错误;
B.实验时先注入稀硫酸,等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入溶液和溶液,生成氢氧化亚铁,B正确;
C.烧杯内紫色石蕊试液变红,说明锥形瓶内空气完全排出,同时装置N可以防止空气进入锥形瓶,起到液封作用,C错误;
D.氢气的密度比空气小,用铁粉代替粉末,不能排尽装置内的空气,D错误;
故答案选B。
15.已知的熔点为,沸点为,易升华且易溶于水。某小组同学欲制备并对其性质进行研究,同时该小组还探究氢氧化亚铁的性质。
(1)小组同学先用与反应得到,该反应的方程式为__________。
(2)小组同学又对无水能否分解产生。进行了如图实验探究。
甲同学认为装置B中湿润的淀粉-KI试纸(浸泡在盐酸中)变蓝即可证明无水能分解产生,乙同学认为不能得出此结论,理由是__________(用离子方程式表示)。
(3)乙同学提出了改进意见,用如图所示装置进行实验(实验过程保持氮气氛围):
①加热一段时间后,装置中的试纸__________(填现象),说明已经开始分解了。
②实验结束后,将装置D中残留固体完全溶于稀盐酸,取少量反应后溶液加入__________(填化学式)溶液,若观察到溶液变红,说明未分解完全。
(4)该小组成员使用下图装置制备氢氧化亚铁
制得沉淀后,取下层的悬浊液放在空气中静置,观察到的现象是__________,该过程发生的反应的化学方程式为__________,将静置后的沉淀置于坩埚中加热,最终得到的固体是__________(填化学式)。
【答案】(1)
(2)或
(3) 先变红后褪色 KSCN
(4) 白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色
【分析】氯化铁受热易升华,且可能发生分解生成氯气。氯气具有强氧化性,能使淀粉碘化钾试纸变蓝。但要注意除氯气氧化碘化钾外,空气中氧气以及升华的氯化铁都能氧化碘离子,改进后装置先用氮气排尽装置中的空气排除氧气的干扰,再连接安全瓶,然后用饱和食盐水除去氯化铁蒸气后,再将氯气通入湿润的蓝色石蕊试纸,瓶中观察现象(先变红后褪色),最后过量的氯气用氢氧化钠溶液吸收,据此分析;
【详解】(1)铁与氯气在加热条件下反应生成氯化铁,反应的化学方程式为;
(2)装置中含有空气,空气中的氧气在酸性条件下能将碘离子氧化为碘单质,离子方程式为;此外,氯化铁易升华,挥发出的氯化铁蒸气进入B装置中,也能将碘离子氧化,离子方程式为。因此不能仅凭试纸变蓝就得出氯化铁分解产生氯气的结论;
(3)①若氯化铁分解产生氯气,氯气进入装置G中与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸具有酸性,能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,次氯酸具有漂白性,能使变红的试纸褪色,故现象为先变红后褪色;
②检验残留固体中是否含有未分解的氯化铁,即检验铁离子,通常使用硫氰化钾溶液,化学式为,铁离子遇溶液会使溶液变红;
(4)氢氧化亚铁是具有强还原性的白色沉淀,在空气中极易被氧气氧化为红褐色的氢氧化铁,观察到的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;该过程发生的反应的化学方程式为;将氢氧化铁沉淀置于坩埚中高温加热,氢氧化铁分解生成氧化铁和水,最终得到的固体是。
◆题型2 铁及其化合物的转化关系
16.元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。铁元素的“价-类”二维图如图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法错误的是
A.该图中缺失的类别M应为盐
B.反应①③⑤⑥均需加入氧化剂才能实现
C.在溶液中加入溶液时,可连续发生反应④和③
D.、均是碱性氧化物,均可与酸反应生成盐和水
【答案】B
【详解】A.铁的化合物包含单质、氧化物、氢氧化物和盐,、对应物质类别为盐,故M应为盐,A正确;
B.反应⑥为转化为,化合价从+6降低到+3,需要加入还原剂实现,并非均需加入氧化剂,B错误;
C.溶液中加入,首先生成,易被氧化为,可连续发生反应④和③,C正确;
D.、均属于碱性氧化物,均可与酸反应生成对应的盐和水,D正确;
故选B。
17.甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,反应④为置换反应,往乙溶液中滴加KSCN溶液,乙溶液变为血红色。它们之间的转化关系如图所示(部分反应物及生成物已略去)。下列说法错误的是
A.反应①、②可能为化合反应
B.反应④的另一反应物可以为共价化合物的水溶液
C.甲可以为金属单质,不可能是化合物
D.若甲为金属单质,甲、乙、丙中的相同元素化合价不同
【答案】C
【分析】甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,往乙溶液中滴加溶液,乙溶液变为血红色,乙溶液中含有Fe3+,结合反应④为置换反应,以及转化关系分析判断。
【详解】A.往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为血红色,乙溶液中含有Fe3+;反应④为置换反应,甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,其中反应①为铁与氯气的化合反应,反应②为铁与氯化铁的化合反应,故A正确;
B.往乙溶液中滴加KSCN,溶液变为血红色,乙溶液中含有Fe3+;反应④为置换反应,则甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,其中反应④可能为铁与盐酸的反应,也可能为铁与氯化铜的反应,HCl为共价化合物,故B正确;
C.甲不一定是单质,可能是化合物,如甲为FeI2,乙为FeCl3、丙为FeCl2,其中反应④为FeI2溶液中通入少量氯气置换出碘为置换反应,符合题意,故C错误;
D.若甲为金属单质,甲为Fe、乙为FeCl3、丙为FeCl2符合题意,甲、乙、丙中的相同元素Fe的化合价不同,故D正确;
故选C。
18.部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示,由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是
A.可用溶液检验
B.常温下,可用材质容器储运浓硫酸
C.与氧化剂在碱性条件下反应可生成
D.若为金属阳离子,可通过与稀溶液反应生成
【答案】A
【详解】A.M的电荷数为0,化合价为+2,应为FeO(或Fe(OH)2等中性物质)。K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)用于检验,生成蓝色沉淀。但M是FeO,不是离子,无法直接用溶液检验,A错误;
B.R为铁,常温下,铁在浓硫酸中会发生钝化,生成致密氧化膜,阻止反应继续,因此可用铁质容器储运浓硫酸,B正确;
C.中Fe元素为+6价,在碱性条件下被氧化得到,C正确;
D. 若为金属阳离子,则Q为, 与稀溶液反应,三价铁被还原为,D正确;
故答案选A。
19.根据含铁物质的转化关系图,判断下列说法正确的是
A.在上述标号的反应中有3个非氧化还原反应
B.反应①可表示铁与水蒸气在高温下的反应
C.、在空气中灼烧至恒重,其产物分别是和FeO
D.高铁酸钾作为水处理剂的原理为:(胶体)
【答案】D
【详解】A.氧化还原反应中元素的化合价会发生变化,非氧化还原反应中元素的化合价不发生变化;图中反应④、⑥、⑦、⑩中Fe的化合价均不发生变化,故有4个非氧化还原反应,A错误;
B.铁在高温下与水蒸气反应生成Fe3O4,而非Fe2O3,B错误;
C.空气中的氧气具有氧化性,Fe(OH)2会被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)2后得到的也是Fe2O3,C错误;
D.高铁酸钾中Fe显+6价,具有强氧化性,Fe由+6价被还原为+3价,同时O由-2价升高到0价,生成Fe(OH)3胶体粒子带电,可吸附水中的杂质后沉降,可用作水处理剂,D正确;
故答案选D。
考点四 硫及其化合物的性质
◆题型1 硫单质的性质
20.下列关于硫的说法不正确的是
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.单质硫既有氧化性又有还原性
C.单质硫与氢气反应体现了单质硫的氧化性
D.硫单质能与铜反应生成硫化铜,体现了硫单质的氧化性
【答案】D
【详解】A.由于硫不溶于水,易溶于二硫化碳,所以试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去,A正确;
B.单质硫处在中间价态0价,可作为氧化剂被还原为-2价,也可作为还原剂被氧化为+4、+6等价态,B正确;
C.单质硫与氢气反应生成硫化氢,硫得到电子化合价降低,体现了单质硫的氧化性,C正确;
D.硫单质能与铜反应生成硫化亚铜,体现了硫单质的氧化性,D错误;
故选D。
21.硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.11.2LSO2中原子总数为1.5NA
B.0.1mol•L﹣1Na2SO3溶液中,Na+ 数目为0.2NA
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为2NA
【答案】D
【详解】A.题目未说明气体处于标准状况,无法用22.4L/mol计算SO2的物质的量,无法确定原子总数,A错误;
B.仅给出溶液浓度,未给出溶液体积,无法计算Na+的物质的量及数目,B错误;
C.反应①为,3.4g 的物质的量为,消耗0.1mol 生成0.15mol S,生成物中硫原子数目为0.15,C错误;
D.反应②为,还原产物为,生成1mol 时,S元素从0价变为-2价,转移电子物质的量为2mol,数目为2,D正确;
故选D。
22.中医用药讲究“十八反”和“十九畏”,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”,硫黄即硫单质。下列说法正确的是
A.硫是一种淡黄色、易溶于水的固体
B.试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗
C.过量的硫与铁反应生成,体现了硫单质的氧化性
D.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫
【答案】B
【详解】A.硫单质为淡黄色固体,硫单质难溶于水,A错误;
B.硫单质易溶于二硫化碳溶剂,因此试管内壁的硫黄可以用二硫化碳溶解清洗,B正确;
C.硫的氧化性较弱,无论硫是否过量,与铁发生反应时都只能将铁氧化到+2价,生成,无法得到,C错误;
D.硫单质的燃烧产物是固定的,无论硫是否过量,硫在氧气中燃烧都只能生成二氧化硫,三氧化硫需要二氧化硫在催化剂、加热的条件下才能和氧气化合得到, D错误;
故答案为B。
◆题型2 硫化氢的性质
23.H2S是无色有恶臭味的有毒气体,其水溶液是一种二元弱酸,下列说法不正确的是
A.硫化氢能被氯气、碘、溴等卤素单质氧化成硫单质
B.将H2S通入足量的氢氧化钠溶液,可得到含Na2S的溶液
C.将H2S在足量的氧气中燃烧,可得到淡黄色的固体
D.H2S通入到FeCl3溶液中,溶液酸性增强
【答案】C
【详解】A.卤素单质的氧化性强于硫单质,因此、、均可将氧化为S单质,A正确;
B.足量与反应的化学方程式为 ,可得到含的溶液,B正确;
C.足量氧气中,完全燃烧的化学方程式为,产物为和,无淡黄色固体S生成,C错误;
D.通入溶液中发生反应:,反应生成强酸,溶液酸性增强,D正确。
故选C。
24.硫化氢(H2S)是一种有毒、有害的气体。处理废气中的H2S,是将废气与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,其转化的流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应I中铁元素被氧化,O2是氧化剂
B.过程Ⅲ中发生反应的离子方程式为:CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+
C.氧化性由强到弱的顺序:O2>Fe3+>S
D.该转化过程可以回收硫,反应一段时间后溶液中氯离子浓度不变
【答案】D
【分析】由图可知,过程I的离子方程式为:;过程II的离子方程式为:;过程III的离子方程式为:,据此分析作答。
【详解】A.反应I中铁元素被氧气氧化,Fe化合价升高,O化合价降低,则O2是氧化剂,A项正确;
B.根据分析,过程Ⅲ中发生反应的离子方程式为:,B项正确;
C.过程I中氧化性:,过程III中氧化性:,则氧化性由强到弱的顺序:O2>Fe3+>S ,C项正确;
D.该转化过程中,硫化氢最终变为硫单质,可以回收硫,氯离子的物质的量不变,过程I有水生成,则氯离子浓度降低,D项错误;
答案选D。
◆题型3 硫的氧化物的性质
25.用下图所示实验装置(部分夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验或说法不合理的是
A.上下移动①中铜丝可控制的量
B.②中品红溶液是验证的生成
C.③中石蕊溶液变红后不褪色
D.为确认生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【详解】A.上下移动①中铜丝可控制与浓硫酸的接触,可控制SO2的量,A正确;
B.②中品红溶液是验证SO2的生成,B正确;
C.SO2不能漂白酸碱指示剂,通入石蕊溶液仅变红不褪色,C正确;
D.铜丝与过量浓硫酸的反应生成硫酸铜,试管中还含有过量的浓硫酸,为确认CuSO4生成,应将反应后的物质缓慢倒入水中,观察颜色,若溶液显蓝色,证明有硫酸铜生成。不能将水加入过量的浓硫酸中,否则易产生暴沸现象,D错误;
故选D。
26.按照图示装置开展实验,将浓硫酸全部加入装置Ⅰ的试管中后关闭活塞,观察到装置Ⅰ的试管内产生大量气泡。下列说法中正确的是
A.装置Ⅰ试管内发生的反应体现了浓硫酸的强氧化性
B.装置Ⅱ中溶液先变红后褪色
C.装置Ⅲ、装置Ⅴ中溶液褪色均可说明具有漂白性
D.装置Ⅳ中溶液出现浑浊现象可说明具有氧化性
【答案】D
【分析】I中发生反应:;II检验酸性氧化物通性;III检验的漂白性,IV检验弱氧化性;V检验的还原性;VI吸收,防止污染空气。
【详解】A.装置Ⅰ中浓硫酸与发生复分解反应生成,反应无元素化合价变化,仅体现浓硫酸的酸性,不体现强氧化性,A错误;
B.溶于水生成亚硫酸使石蕊溶液变红,但无法漂白酸碱指示剂,溶液不会褪色,B错误;
C.装置Ⅲ品红褪色可说明有漂白性,装置Ⅴ氯水褪色是因为与氯水发生氧化还原反应,体现还原性,C错误;
D.装置Ⅳ中发生反应,中S元素化合价降低作氧化剂,体现氧化性,浑浊为生成的S单质,D正确;
故选D。
27.一种以黄铁矿(主要成分是,设杂质均不参与反应)为原料生产硫酸的简要流程图如图:
下列说法不正确的是
A.黄铁矿“煅烧”时反应的化学方程式为
B.是还原剂,发生氧化反应
C.标准状况下,22.4L 中含有的原子总数为
D.“吸收”时若用水吸收三氧化硫会有酸雾产生
【答案】C
【分析】由题给流程可知,黄铁矿粉碎后在空气中煅烧时二硫化铁与氧气高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫,二氧化硫与空气中的氧气共热发生催化氧化反应生成三氧化硫,三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收制得成品硫酸。
【详解】A.由分析可知,黄铁矿煅烧时发生的反应为二硫化铁与氧气高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫,反应的化学方程式为,故A正确;
B.由分析可知,黄铁矿粉碎后在空气中煅烧时二硫化铁与氧气高温条件下反应生成氧化铁和二氧化硫,反应中铁元素和硫元素的化合价升高被氧化,二硫化铁是反应的还原剂,发生氧化反应,故B正确;
C.标准状况下,三氧化硫为固体,无法计算22.4L三氧化硫的物质的量和含有的原子总数,故C错误;
D.三氧化硫与水反应生成硫酸会产生大量热量,反应放出的热量会使得水转化为水蒸气,三氧化硫与水蒸气反应会产生硫酸酸雾,不利于三氧化硫的吸收,故D正确;
故选C。
◆题型4 不同价态含硫物质之间的转化
28.部分含硫、氯元素物质的“价-类”二维图如图所示。下列说法错误的是
A.向b的水溶液中通入c′会降低漂白效果
B.e的钠盐与浓的a溶液反应生成黄绿色气体b
C.工业上制备e′时,常用水吸收d′
D.c和足量c′在水中反应时消耗的物质的量之比为2:5(不考虑各自与水的反应)
【答案】C
【分析】由“价-类”二维图可知,a为HCl,b为、c为、d为、e为HClO、a′为,b′为S,c′为、d′为、e′为。
【详解】A.向b的溶液中通入c′,发生反应,漂白性减弱,A正确;
B.e的钠盐是NaClO、a是HCl,二者反应生成氯气,B正确;
C.工业上制备硫酸时用98.3%浓硫酸吸收,不用水吸收,防止形成酸雾,降低吸收率,C错误;
D.c为,c′为,c和足量c′在水中发生反应,消耗的物质的量之比为2:5,D正确;
故答案选C。
29.含硫煤燃烧会产生大气污染物。为消除污染,某工厂设计了以下治理方案,其工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是
A.该流程中化合价发生改变的元素为Fe、S和O
B.该流程中可得到化工产品
C.该流程中吸收的与消耗的的质量比为
D.流程中总反应的化学方程式:
【答案】D
【详解】A.该流程中化合价发生改变的元素为Fe、S和O,A正确;
B.由图可知是化工产品,B正确;
C.根据得失电子守恒2个需要1个,所以质量比为,C正确;
D.流程中总反应的化学方程式为,D错误;
故选D。
30.微生物法炼铜是在反应釜中加入黄铜矿(,其中为+2价)、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,各物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应釜中保持高温更有利于反应进行
B.整个转化过程中,可以循环利用的物质有和
C.反应①的离子方程式为
D.当黄铜矿中的铁元素全部转化为时,生成共消耗
【答案】A
【详解】A.微生物的活性受温度影响,反应釜中应保持适宜温度,高温会使微生物失活,不利于反应进行,A错误;
B.由转化关系可知,参与黄铜矿的溶解并转化为,反应①又将氧化为;反应①消耗的可在硫转化为硫酸根的过程中得到补充,因此和均可循环利用,B正确;
C.反应①中氧气将氧化为,离子方程式为,原子数和电荷均守恒,C正确;
D.由黄铜矿中铜为+2价、硫为-2价可知铁为+2价。每中铁转化为失去电子,两个硫原子转化为硫酸根共失去电子,即生成时共失去电子。氧气每摩尔得到电子,所以生成消耗氧气的物质的量为,D正确;
故选A。
考点五 硫酸的性质、用途及制备
◆题型1 硫酸的性质
31.下列关于浓硫酸的说法中,正确的是
A.浓硫酸可干燥硫化氢气体 B.可用锌和浓硫酸反应制取氢气
C.浓硫酸必须保存在棕色试剂瓶中 D.浓硫酸可使纸张脱水炭化
【答案】D
【详解】A.硫化氢具有强还原性,浓硫酸具有强氧化性,二者会发生氧化还原反应,因此浓硫酸不能干燥硫化氢,A错误;
B.浓硫酸具有强氧化性,与锌反应的还原产物为二氧化硫,不会生成氢气,因此不能用锌和浓硫酸反应制取氢气,B错误;
C.浓硫酸性质稳定,见光不发生分解,无需保存在棕色试剂瓶中,C错误;
D.浓硫酸具有脱水性,可将纸张中的H、O元素按水的组成比脱去,使纸张脱水炭化,D正确;
故选D。
32.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是
硫酸 化学纯(CP)(500mL)
品名:硫酸
化学式:
相对分子质量:98
密度:1.84g/cm3
质量分数:98%
A.硫酸在水溶液中的电离方程式为
B.该硫酸的物质的量浓度为
C.室温下1mol Cu与足量稀硫酸反应,产生2g氢气
D.配制500mL 的稀硫酸需取该硫酸125.0mL
【答案】D
【详解】A.硫酸为二元强酸,在水溶液中完全电离,正确电离方程式为,选项中电离方程式H+系数错误、电荷不守恒,A错误;
B.根据物质的量浓度与质量分数的换算公式,代入数据得,不是,B错误;
C.铜的金属活动性顺序位于氢之后,室温下和稀硫酸不发生反应,无法生成氢气,C错误;
D.溶液稀释前后溶质的物质的量不变,设需取该浓硫酸体积为,则,解得,D正确;
故选D。
33.浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为检验反应的产物,某同学设计实验装置如图所示(部分夹持装置略,不考虑空气的干扰,每种装置仅用一次)。下列说法错误的是
A.装置应连在装置A、B之间
B.装置B中品红溶液褪色证明反应的某种产物具有漂白性
C.若装置C中溶液褪色,装置D中出现浑浊,则证明反应产物含
D.装置A中发生反应的化学方程式为
【答案】C
【分析】浓硫酸与木炭的反应方程式为,产物含、、,需按“先水后气、先检验并除尽再检验”的顺序检验。装置E(无水硫酸铜)用于检验,应连在A之后、B之前;装置B(品红)检验;装置C(酸性)除去;装置D(澄清石灰水)检验。检验前需确保已除尽,据此分析。
【详解】A.装置E(无水硫酸铜)用于检验水蒸气,应连接在装置A、B之间,防止后续溶液中水蒸气干扰检验,A正确;
B.装置B中品红溶液褪色,证明反应产物含,具有漂白性,B正确;
C.装置C中酸性溶液褪色,说明未被完全除尽,此时装置D中澄清石灰水变浑浊,无法证明含,应待装置C中溶液颜色变浅时,D中浑浊才能证明含,C错误;
D.装置A中浓硫酸与木炭加热反应的化学方程式为,D正确;
故选C。
34.某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用如图所示装置进行有关实验。甲同学取agCu片和12mL18mol/L浓放入圆底烧瓶中加热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有一定量的和Cu剩余。
(1)Cu与浓反应的化学方程式是_____________________;装置D中试管内盛有品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是_______________,为避免实验装置D有可能造成环境污染,试用最简单方法加以解决(实验用品自选)______________。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中应放置的液体是______(填序号)。
a.饱和溶液 b.酸性溶液
c.饱和溶液 d.浓氯水
(3)反应完毕后,烧瓶中还有一定量的余酸,却不能使Cu完全溶解的原因是_____________________;为观察硫酸铜溶液的颜色,反应完毕后,先冷却,再_______________。(填写具体的操作)
(4)实验中某学生向A中反应后溶液中通入氧气,并加热使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液,该反应的化学方程式是_____________________。
【答案】(1) (浓) 品红溶液褪色 用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
(2)c
(3) 反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 把烧瓶里的液体慢慢沿烧杯壁倒入盛有水的烧杯里
(4)
【分析】利用浓硫酸与铜共热制二氧化硫,利用装置B贮存多余的气体,采用向上排空气法收集二氧化硫,利用品红溶液检验二氧化硫;
【详解】(1)Cu与浓反应的化学方程式是(浓);装置D中试管内盛有品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是品红溶液褪色,为避免实验装置D有可能造成环境污染,可用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口;
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中溶液不能与二氧化硫反应,饱和溶液、酸性溶液、浓氯水均能与二氧化硫反应,只有饱和溶液不与二氧化硫反应,故应放置的液体是饱和溶液;答案选c;
(3)反应完毕后,烧瓶中还有一定量的余酸,却不能使Cu完全溶解的原因是反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应;为观察硫酸铜溶液的颜色,反应完毕后,先冷却,再把烧瓶里的液体慢慢沿烧杯壁倒入盛有水的烧杯里;
(4)实验中某学生向A中反应后溶液中通入氧气,并加热使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液,该反应的化学方程式是。
◆题型2 硫酸根离子的检验
35.下列离子检验的方法正确的是
A.某溶液中加硝酸银溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有
B.某溶液中加溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有
C.某溶液中加溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有
D.某溶液中加无现象,再滴入氯水,若溶液变红,则说明原溶液中有
【答案】D
【详解】A.能与硝酸银生成白色沉淀的离子不只有,比如、也可与生成白色沉淀,检验需要加稀硝酸排除干扰,A错误;
B.加生成的白色沉淀可能是(若原溶液含),也可能是等沉淀,检验需要先加稀盐酸排除、等离子的干扰,B错误;
C.加生成白色沉淀的离子不只有,比如、也可与生成白色沉淀,且和反应生成的白色沉淀会迅速变灰绿、最终变红褐,仅靠白色沉淀无法判定是,C错误/不符合题意;
D.加无现象说明原溶液不含,滴入氯水后溶液变红,说明氯水将氧化为,与结合使溶液显红色,可以证明原溶液存在,D正确;
故选D。
36.某实验小组设计如下实验探究与溶液的反应(夹持、加热仪器省略),实验过程中装置丙中产生白色沉淀。下列说法正确的是
A.装置甲中的反应体现了浓硫酸的氧化性和酸性
B.试剂a应选用浓硫酸,作用是除水
C.取装置丙中沉淀,加入稀盐酸中并滴加品红溶液,溶液褪色可证明沉淀中含
D.取装置丙中上层清液滴加溶液,若无白色沉淀生成可证明沉淀中含
【答案】C
【分析】装置甲中与浓硫酸反应制备,反应方程式为,据此分析。
【详解】A.装置甲中与浓硫酸反应生成和,反应中S元素化合价没有变化,浓硫酸只表现酸性,不表现强氧化性,A错误;
B.丙中是溶液,不需要干燥,而且通入溶液反应,气体不需要除水,试剂a不需要浓硫酸干燥,B错误;
C.若沉淀中含,加入稀盐酸会反应生成,反应方程式为,能使品红溶液褪色,故该操作可证明沉淀中含,C正确;
D.取装置丙中上层清液滴加溶液,若无白色沉淀生成可证明清夜中不含,即沉淀中不含,D错误;
故答案选C。
37.有一包固体样品可能是由NaOH、CaCO3、Na2SO4、FeCl3、BaCl2、MgSO4中的一种或几种组成,某兴趣小组同学为确定其成分,进行如图实验:
下列说法正确的是
A.白色固体a中有CaCO3、BaSO4、Mg(OH)2
B.无色溶液A可能显碱性
C.白色沉淀b为BaSO4、BaCO3
D.原固体样品中一定有CaCO3,可能有NaOH、Na2SO4和MgSO4,一定没有FeCl3、BaCl2
【答案】B
【分析】由题给流程可知,向固体样品中加入足量水,充分搅拌、过滤得到白色固体a和无色溶液A,说明固体样品中一定不含有氯化铁;向4.9 g白色固体a中加入足量盐酸得到无色溶液B和0.88 g气体,说明样品中一定含有碳酸钙,一定不含有硫酸钡;由气体的质量可知,白色固体a中碳酸钙的质量为:×100 g/mol=2 g,由碳酸钙固体的质量小于4.9 g可知,样品中一定含有氢氧化钠、硫酸镁,二者反应生成白色沉淀氢氧化镁和硫酸钠,因此一定不含有氯化钡;向无色溶液A中加入足量氯化钡溶液,过滤得到白色沉淀b,说明无色溶液A中含有硫酸根离子,但不能说明样品中一定含有硫酸钠,因为氢氧化钠能和硫酸镁反应生成硫酸钠,综上可知,样品中一定含有氢氧化钠、碳酸钙、硫酸镁,可能含有硫酸钠,一定不含有氯化铁、氯化钡。
【详解】A.由分析可知,白色固体a中一定不含有硫酸钡,A错误;
B.由分析可知,样品中一定含有氢氧化钠、碳酸钙、硫酸镁,若反应中氢氧化钠过量,过滤得到的无色溶液A中含有氢氧化钠,溶液显碱性,B正确;
C.由分析可知,白色沉淀b中只含有硫酸钡,不含有碳酸钙,C错误;
D.由分析可知,样品中一定含有氢氧化钠、碳酸钙、硫酸镁,可能含有硫酸钠,一定不含有氯化铁、氯化钡,D错误;
故选B。
◆题型3 硫酸的工业制备
38.硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法错误的是
A.Ⅰ的化学方程式:
B.III中用水吸收
C.和均为酸性氧化物
D.生产过程中产生的尾气可用生石灰吸收
【答案】B
【分析】黄铁矿和空气中的在加热条件下发生反应生成和Fe3O4,和空气中的在400~500℃、常压、催化剂的作用下发生反应得到,用98.3%的浓硫酸吸收得到H2SO4。
【详解】A.反应I是黄铁矿和空气中的在加热条件下发生反应,生成和Fe3O4,化学方程式:,A正确;
B.若用水吸收会形成酸雾,降低吸收效率,工业上实际用98.3%浓硫酸吸收,B错误;
C.、都能和碱反应仅生成盐和水,均属于酸性氧化物,C正确;
D.生石灰是,属于碱性氧化物,可与尾气中的反应生成盐,实现尾气净化,D正确;
故选B。
39.工业上用黄铁矿(主要成分为)制硫酸的原理示意图如下:下列说法错误的是
A.“炉气制造”环节中,黄铁矿从进料口1投入,空气从进料口2鼓入
B.“炉气精制”环节,是为了防止后续反应中催化剂“中毒”
C.“催化氧化”环节,若进气口a气体温度为,出气口b气体温度为,则
D.“吸收”环节,喷淋冷的蒸馏水可更有效吸收三氧化硫
【答案】D
【分析】黄铁矿与空气发生反应产生,反应方程式为:,反应产生的氧气与未反应的经净化后再催化氧化产生,反应方程式为:,反应产生的在吸收塔中被98.3%的浓硫酸中的水吸收,据此分析;
【详解】A.炉气制造在沸腾炉中进行,黄铁矿从上部进料口1投入,空气从下部进料口2鼓入,可使反应物充分接触、反应更充分,A正确;
B.炉气中含有的杂质会使后续催化氧化的催化剂失去活性(催化剂中毒),“炉气精制”可除去杂质防止催化剂中毒,B正确;
C.为放热反应,反应放出的热量使气体温度升高,因此,C正确;
D.若用冷蒸馏水吸收,反应放出大量热会使水气化,形成酸雾阻碍的吸收,工业上常用98.3%的浓硫酸吸收,D错误;
故选D。
40.工业上以黄铁矿(主要成分为)为原料制备硫酸和绿矾()的工艺流程如下图。
已知:煅烧后烧渣含和少量、等。
(1)黄铁矿在“煅烧”前需粉碎,粉碎的目的是通过_________加快反应速率。
(2)“催化氧化”的化学方程式为_________。
(3)“吸收”步骤中,的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图。
据图分析,最适合的吸收条件:硫酸的浓度_________%,温度_________℃。
(4)“碱浸”后,浸出液中的阴离子有、_________和_________(填离子符号)。
(5)“还原”时所用物质Y可以为_________(填字母)。
A.铜粉 B.铁粉 C. D.
(6)“系列操作”包括_________、_________、过滤、洗涤、干燥。
(7)工业制硫酸产生的尾气常用过量的氨水吸收。写出相应的离子方程式_________。
(8)用32吨含硫40%的黄铁矿为原料制备硫酸,假设硫在燃烧过程中损失10%,生成的转化率是90%,其他步骤的损失忽略不计,最多可以生产98%的硫酸_________吨(保留1位小数)。
【答案】(1)增大反应物接触面积
(2)
(3) 98.3 60
(4) [Al(OH)4]-
(5)BC
(6) 蒸发浓缩 冷却结晶
(7)
(8)32.4
【分析】锻烧黄铁矿生成二氧化硫,同时还能生成铁的氧化物,二氧化硫催化氧化为三氧化硫,三氧化硫和水生成硫酸;煅烧后烧渣含和少量、,加入NaOH溶液后,和溶解,氧化铁不反应过滤成为滤渣,加入硫酸得到硫酸铁,加入铁将铁离子还原为亚铁离子,蒸发浓缩、降温结晶、过滤,洗涤,干燥得到绿矾;
【详解】(1)粉碎固体反应物可以增大接触面积,加快反应速率;
(2)工业制硫酸中,催化氧化是在催化剂、加热条件下被氧气氧化为,化学方程式为;
(3)由图可知,硫酸浓度为、温度为时,吸收率最高,为最适条件;
(4)烧渣中与碱反应生成硅酸盐,与碱反应生成偏铝酸盐,因此浸出液中除外,还有和;
(5)该步骤需要将还原为,不引入新杂质:
A.铜粉还原引入杂质,A错误;
B.铁粉还原生成,无新杂质,B正确;
C.还原生成和,不引入新杂质,C正确;
D.是氧化剂,不能还原,D错误;
故选BC。
(6)从溶液中获得带结晶水的绿矾,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,不能直接蒸发结晶防止失去结晶水;
(7)氨水过量,与过量氨水反应生成亚硫酸铵和水,化学方程式为;
(8)根据硫元素守恒,关系式: 总硫质量:,实际转化的硫质量:,设生成硫酸的质量为,则:,解得。
◆题型4 酸雨的防治
41.酸雨是一种突出的环境问题。下列有关酸雨及其防治的说法正确的是
A.酸雨是指pH<7的雨水
B.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林,加速桥梁的腐蚀
C.向煤中加入适量石灰石,在燃烧时最终生成,可减少酸雨
D.汽车排气管上的“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成和,但不利于酸雨的防治
【答案】B
【详解】A.正常雨水由于溶解二氧化碳,pH约为5.6, 酸雨是指pH<5.6的雨水,A错误;
B.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林,加速桥梁的腐蚀,B正确;
C.向煤中加入生石灰,发生反应CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4,最终生成硫酸钙,C错误;
D.2CO+2NO2CO2+N2,能防止硝酸型酸雨的生成,利于酸雨的防治,D错误;
故选B。
42.中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》,可见国家对环境保护的重视程度。酸雨是一种突出的环境问题,下列有关酸雨及其防治的说法正确的是
A.酸雨主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
B.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林,加速桥梁的腐蚀
C.酸雨的形成只与SO2的排放有关
D.汽车尾气中的氮氧化物是由于汽油的不完全燃烧
【答案】B
【详解】A.酸雨主要是由SO2、NO2等气体引起的,而SO2、NO2溶于雨水分别生成H2SO4和HNO3,使雨水pH<5.6,即为酸雨,故A错误;
B.酸雨影响土壤酸碱性不适合植物生长,能直接损伤农作物,破坏森林,酸雨会腐蚀金属,加速桥梁的腐蚀,故B正确;
C.酸雨的形成不仅与SO2的排放有关,还与氮氧化合物的排放有关,故C错误;
D.汽油中不含N元素故氮氧化合物不是来自汽油的不完全燃烧,而是来自汽车打火空气中的氮气与氧气反应产生的氮氧化合物,故D错误;
故答案为B
考点六 氮及氮的氧化物
◆题型1 氮气的性质
43.下列关于氮气的说法错误的是
A.氮的固定能够将氮气转化为可被人类利用的形式,比如将氮气液化或固化
B.氮气分子因存在氮氮三键而具有很稳定的化学性质
C.汽车尾气中的氮氧化物来自反应
D.氮气在化学反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂
【答案】A
【详解】A.氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程,氮气液化或固化仅改变物质状态,仍属于单质氮,不属于氮的固定,A错误;
B.氮气分子中存在氮氮三键,键能大、难以断裂,因此氮气化学性质很稳定,B正确;
C.汽车发动机工作时的高温环境下,空气中的和发生反应,是汽车尾气中氮氧化物的来源,C正确;
D.氮气中氮元素为0价,属于中间价态,化合价既可以升高又可以降低,所以N2既可以作氧化剂又可以作还原剂,D正确;
故选A。
44.氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.分子内原子间以共价三键结合,化学性质稳定
B.在细菌作用下转化为被植物吸收,属于氮的固定
C.步骤①中在雷电作用下发生反应的化学方程式为:
D.步骤②中在细菌作用下生成,发生氧化反应
【答案】A
【详解】A.分子内两个原子以共价三键结合,三键键能大,因此化学性质稳定,A正确;
B.氮的固定是将游离态(单质)的氮转化为化合态氮的过程,和均为化合态氮,该转化不属于氮的固定,B错误;
C.在放电条件下与反应生成,正确的化学方程式为,不生成,C错误;
D.中元素为价,生成价的时,元素化合价降低,得到电子,发生还原反应,D错误;
故答案选A。
◆题型2 氮的固定
45.下列过程属于固氮的是
A.闪电时氮气转化为一氧化氮 B.氨气被氧气氧化为一氧化氮
C.一氧化氮与氧气化合生成二氧化氮 D.分离液态空气获得
【答案】A
【分析】氮的固定:将游离态的氮(即单质)转化为化合态含氮化合物的过程,叫做氮的固定。
【详解】A.闪电时,游离态的转化为化合态的,该过程属于氮的固定,A符合题意;
B.反应物属于含氮化合物,该过程不属于氮的固定,B不符合题意;
C.反应物属于含氮化合物,该过程不属于氮的固定,C不符合题意;
D.该过程为物理变化,最终得到的仍是游离态的,没有转化为含氮化合物,不属于氮的固定,D不符合题意;
故选A。
46.自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是
A.④维持大气中氮元素含量稳定
B.①是野生植物生长所需氮元素的重要来源
C.④⑤都是氮元素的还原反应过程
D.②是氮肥工业基础,科学家们努力将固氮变化条件趋近生物固氮
【答案】C
【详解】A.④为硝酸盐被细菌分解转化为返回大气,可维持大气中氮元素含量稳定,A正确;
B.①是雷电作用下转化为含氮化合物,是野生植物生长所需氮元素的重要来源,B正确;
C.④中氮元素从硝酸盐中的价降低为中的价,发生还原反应;⑤中氮元素从氨或铵盐中的价升高为亚硝酸盐中的价,发生氧化反应,并非都是还原反应,C错误;
D.②是人工固氮,是氮肥工业基础,科学家致力于研发温和条件的固氮技术,使固氮条件趋近生物固氮,D正确;
故选C。
◆题型3 氮氧化物的性质及相关计算
47.下列关于NO和NO2的说法正确的是
A.NO可以用排空气法收集
B.NO2是红棕色气体,能溶于水生成HNO3
C.NO和NO2均为酸性氧化物
D.NO2与水的反应中,NO2只作氧化剂
【答案】B
【详解】A.NO会与空气中的发生反应,且密度与空气接近,不能用排空气法收集,A错误;
B.是红棕色气体,与水发生反应,可生成,B正确;
C.酸性氧化物是能与碱反应只生成盐和水的氧化物,NO不与碱反应,属于不成盐氧化物;与碱反应生成两种盐和水,无对应+4价的含氧酸,不属于酸性氧化物,C错误;
D.与水反应为,中部分N元素化合价从+4升高到+5,部分N元素从+4降低到+2,既作氧化剂又作还原剂,D错误;
故选B。
48.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内液面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中液面继续上升,经过多次重复后,试管内完全充满液体,原来试管中盛装的气体是
A.可能是和的混合气体 B.一定是气体
C.可能是与的混合气体 D.可能是与的混合气体
【答案】C
【详解】A.不溶于水也不参与题中相关反应,最终试管无法完全充满液体,A错误;
B.原气体不一定只有,也可能同时含有无色的NO,混合后气体仍为红棕色,且通入氧气后NO也可与氧气、水反应生成硝酸完全溶解,B错误;
C.若为NO和的混合气体,倒扣水槽时发生反应,液面上升但剩余NO气体,通入氧气后发生反应,最终可完全充满试管,符合现象,C正确;
D.NO和常温下会发生反应,二者不能大量共存于原混合气体中,D错误。
故选C。
49.在一支50 mL注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,静置后观察现象①。打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气[,忽略其他气体]后夹上弹簧夹,立即观察现象②。振荡注射器,静置后再观察现象③。
下列关于该过程的分析正确的是
A.现象①为注射器活塞位置在5 mL处
B.现象②为气体变成红棕色,且
C.现象③中所得溶液的浓度近似为(假设气体处于标准状况下)
D.若将10 mL空气换成,则现象③为注射器内充满液体
【答案】C
【详解】A.NO与水不反应,注射器内有20 mL气体和5 mL液体,活塞位置应在25 mL处;A错误;
B.吸入10 mL空气含2 mL O2和8 mL N2发生反应 2NO+O2=2NO2,2 mL O2与4 mL NO反应生成4 mL NO2;此时气体组成为:16 mL NO、4 mL NO2、8 mL N2,其体积比为 16:4:8 = 4:1:2;B错误;
C.振荡后发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO;4 mL NO2(物质的量为mol)反应生成×mol的HNO3;溶液体积为5 mL,则 c (HNO3) =;C正确;
D.若换成10 mL O2,根据总反应 4NO+3O2+2H2O=4HNO3,20 mL NO与10 mL O2反应;O2不足量,最终会剩余mL NO气体,注射器内不会充满液体;D错误;
故答案选C。
50.有一倒置于水槽且装满水的容器,向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2,充分反应后,若容器中仍充满溶液,则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是
A.1∶1∶2 B.4∶3∶2
C.4∶16∶13 D.4∶3∶4
【答案】C
【分析】反应后容器中仍充满溶液,说明没有气体剩余,根据反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3进行判断。
【详解】A.若NO2为1体积,NO为1体积,则消耗=1体积O2,故NO2、NO和O2的体积比为1∶1∶1,A项不符合题意;
B.若NO2为4体积,NO为3体积,则消耗体积O2,故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶,B项不符合题意;
C.若NO2为4体积,NO为16体积,则消耗=13体积O2,故NO2、NO和O2的体积比为4∶16∶13,C项符合题意;
D.若NO2为4体积,NO为3体积,则消耗=体积O2,故NO2、NO和O2的体积比为4∶3∶,D项不符合题意;
故选C。
考点七 氨和铵盐
◆题型1 氨的性质及应用
51.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,合成氨以及氨氧化制硝酸的流程如图所示。下列说法错误的是
A.流程中发生氮的固定的设备是合成塔
B.H2O的热稳定性强于NH3
C.氧化炉内发生的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为5:4
D.当吸收塔中的n(NO):n(O2)>4:3时,NO可以在吸收塔中完全转化为HNO3
【答案】D
【分析】氮气与氢气通入合成塔,在高温高压催化剂条件下发生合成氨反应实现氮的固定,混合气体经氨分离器分离出氨气,氨气送入氧化炉与氧气发生催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮进入吸收塔,持续通入氧气并加水,NO、、共同反应生成硝酸,未完全反应的氮氧化物尾气送入尾气处理装置进行无害化吸收。
【详解】A.氮的固定定义:将游离态转化为化合态含氮化合物,合成塔内、生成,游离氮变为化合氮,发生氮的固定,A正确;
B.热稳定性由非金属性判断,氧的非金属性强于氮,非金属性越强,简单氢化物热稳定性越强,因此热稳定性强于,B正确;
C.氧化炉内反应为,中O元素化合价降低,作氧化剂;中N元素化合价升高,作还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为,C正确;
D.吸收塔总反应:,恰好完全反应时;若,代表NO过量、不足,NO无法完全转化为硝酸,剩余NO气体,D错误;
故选D。
52.钠在液氨中溶剂化速度极快,生成和溶剂合电子,如图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡,随反应的进行,溶液颜色逐渐变浅。下列说法错误的是
A.氨合电子具有强的氧化性
B.微粒A代表的是
C.溶液的导电性增强
D.钠和液氨可发生以下反应:
【答案】A
【详解】A.题干中生成的是带负电的氨合电子,该粒子易失去电子,具有强还原性,选项的粒子符号错误,性质描述也错误,A错误;
B.是极性分子,N原子带部分负电荷,会被正电荷吸引,微粒A周围的的N端朝向A,说明A带正电,为,B正确;
C.液氨本身几乎没有自由移动的带电粒子,加入钠后生成可自由移动的氨合钠离子和氨合电子,溶液导电性增强,C正确;
D.钠与液氨反应生成和,配平后方程式为,D正确;
故选A。
53.“双色双喷泉”实验装置如图所示,图中相同体积的两个烧瓶内分别充满氨气和氯化氢,烧杯内均装有滴有紫色石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是
A.在实验室中,不能通过直接加热氯化铵来制备氨气
B.在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时均可选用无水氯化钙作干燥剂
C.同时打开止水夹a、c、d,左侧形成蓝色喷泉,右侧形成红色喷泉
D.喷泉实验结束后,打开止水夹b一段时间后,混合溶液中的主要溶质为
【答案】B
【详解】A.直接加热时,其分解生成的和在试管口会重新化合生成,无法制得氨气,A正确;
B.会与无水反应生成,不能用无水氯化钙干燥氨气,B错误;
C.同时打开止水夹、、,与反应生成固体,两瓶内压强均减小形成喷泉;左侧溶于水显碱性,使紫色石蕊试液变蓝,右侧溶于水显酸性,使紫色石蕊试液变红,故左侧形成蓝色喷泉,右侧形成红色喷泉,C正确;
D.两个烧瓶体积相同,充满和时二者物质的量相等,喷泉结束后两瓶中溶质的物质的量相等,打开止水夹,与恰好反应生成,混合溶液主要溶质为,D正确;
故选B。
54.已知极易溶于水,HCl易溶于乙醇。某同学用收集满的或HCl进行喷泉实验,设计了如下多个装置,图1装置实验前先关闭止水夹。下列说法错误的是
A.利用图1进行喷泉实验,将胶头滴管中的水挤入烧瓶,立即形成喷泉
B.图1进行喷泉实验后,烧瓶内氨水的物质的量浓度约为
C.利用图2进行喷泉实验,用冰冷的毛巾覆盖烧瓶可引发形成喷泉
D.图3锥形瓶内盛有乙醇,向盛有水的水槽中加入浓硫酸可引发喷泉
【答案】A
【详解】A.图1装置实验前关闭止水夹,将胶头滴管中的水挤入烧瓶后,溶于水,烧瓶内压强减小,但由于止水夹关闭,外界大气压无法将水压入烧瓶,因此不能立即形成喷泉,A错误;
B.设烧瓶体积为,则的物质的量为,喷泉实验后溶液充满烧瓶,溶液体积为,因此氨水的物质的量浓度为,B正确;
C.用冰冷的毛巾覆盖烧瓶,烧瓶内温度降低,气体压强减小,外界大气压将水压入烧瓶,可引发喷泉,C正确;
D.向水槽中加入浓硫酸,浓硫酸溶于水放热,使锥形瓶内乙醇挥发,锥形瓶内压强增大,乙醇蒸气进入烧瓶与接触,易溶于乙醇,烧瓶内压强减小,可引发喷泉,D正确;
故选A。
◆题型2 铵盐的性质及用途
55.下列有关铵根离子(NH)或铵盐的性质的叙述中,不正确的是
A.溶液中NH和OH-在加热时可生成NH3
B.铵盐受热分解均有生成NH3放出
C.铵盐均易溶于水
D.铵盐属于离子化合物
【答案】B
【详解】A.铵根离子和氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气和水,A叙述正确;
B.大多数铵盐受热分解为酸和氨气,部分铵盐受热分解不产生氨气,B叙述错误;
C.铵盐都易溶于水,C叙述正确;
D.铵盐中铵根和酸根之间以离子键结合,属于离子化合物,D叙述正确;
答案为B。
56.下列反应中,体现还原性的是
A.NH4HCO3加热分解有NH3生成
B.NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成
C.Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解并生成NH3·H2O
D.(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液生成BaSO4白色沉淀
【答案】B
【详解】A.加热分解生成的反应中,中元素化合价始终为价,无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,未体现还原性,A错误;
B.与共热生成时,中元素从价升高到中的价,失电子被氧化,体现还原性,B正确;
C.在溶液中溶解生成的反应为复分解反应,元素化合价不变,未体现还原性,C错误;
D.与反应生成沉淀属于复分解反应,无元素化合价变化,未体现还原性,D错误;
故选B。
57.我国“蓝天保卫战”成果显著,肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.空气中悬浮颗粒可催化SO2完全被O2氧化为SO3
B.工业制硝酸第一步将NH3催化氧化时,n(氧化剂)∶n(氧化产物)=5∶4
C.H2SO4和NH3生成的过程属于氮的固定
D.NH4NO3和均可以作氮肥,高温天气施用效果更好
【答案】B
【分析】该流程含氮化合物和含硫化合物形成雾霾的过程,和氧化成,与水反应形成,当大气中的氨含量较高时,和形成无机物颗粒;同理氧化成,与水反应形成,当大气中的氨含量较高时,和形成无机物颗粒,因此大气中的氨含量高时会形成雾霾,由此解答;
【详解】A.与生成的反应为可逆反应,悬浮颗粒作为催化剂只能改变反应速率,不能使完全转化,A错误;
B.工业制硝酸第一步催化氧化的反应为,其中是氧化剂,是氧化产物,(氧化剂)∶(氧化产物)=5∶4,B正确;
C.氮的固定是指将游离态的氮()转化为化合态氮的过程,该反应中反应物本身就是化合态的氮,不属于氮的固定,C错误;
D.和均为铵盐,铵盐受热易分解,高温天气施用会导致氮元素以形式流失,肥效降低,施用效果更差,D错误;
故答案为B。
◆题型3 铵根的检验
58.用一种试剂可将NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2SO4三种溶液鉴别开的是
A.硝酸银 B.氯化钡 C.氢氧化钡 D.烧碱
【答案】C
【详解】A.为白色沉淀,微溶也会出现白色浑浊,所以硝酸银与三种溶液反应均产生白色沉淀,无法鉴别,A不符合题意;
B.氯化钡与、反应均生成白色沉淀,无法区分这两种溶液,B不符合题意;
C.氢氧化钡与共热仅产生刺激性气味的氨气;与共热既产生白色沉淀又有刺激性气体;与反应仅产生白色沉淀,三种现象不同可鉴别,C符合题意;
D.烧碱()与、反应均产生刺激性气味的氨气,无法区分这两种溶液,D不符合题意;
故选C。
59.下列实验操作及现象和结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有溶液的试管中通入,有白色沉淀产生
该白色沉淀是
B
向某稀盐溶液中滴加稀NaOH溶液,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,未见试纸变蓝
该盐溶液中不含
C
向Cu与浓反应后的试管中加蒸馏水稀释,溶液变蓝色
Cu与浓反应有生成
D
向某溶液中加入用盐酸酸化的溶液,有白色沉淀生成
该溶液一定含有
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.向溶液中通入,溶液呈酸性,将氧化为,与反应生成白色沉淀,A符合题意;
B.向盐溶液中滴加稀溶液,未加热时,与反应生成,无法释放出,不能检验出,B不符合题意;
C.与浓反应后的试管中浓硫酸浓度较高,应将反应后的溶液缓慢倒入水中稀释,若直接向试管中加水,会因浓硫酸稀释放热导致液体飞溅,C不符合题意;
D.加入盐酸酸化的溶液,有白色沉淀生成,该沉淀可能是,原溶液中可能含有,不一定含,D不符合题意;
故选A。
60.取某固体样品,进行如下实验:
①取一定量的样品,加足量水充分溶解,过滤得到滤液和滤渣。
②取少量滤液,加入溶液,有白色沉淀产生;加热,产生的刺激性气体遇浓盐酸产生白烟;再加过量盐酸酸化,溶液变澄清。
③取少量滤渣,加入稀盐酸,滤渣全部溶解,同时有气体产生。
根据上述实验现象,该固体样品的成分可能是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】A
【详解】A.、、加水溶解时,与反应生成滤渣;若过量,滤液含和,加生成白色沉淀,加热时与反应生成,遇浓盐酸产生白烟,加过量盐酸溶解,溶液澄清;滤渣加稀盐酸完全溶解且生成气体,符合所有实验现象,A正确;
B.三种物质不含,步骤②加热不会产生刺激性气体,且滤渣加盐酸会生成不溶的 沉淀,不符合③,B错误;
C.三种物质加水溶解会生成沉淀,不溶于稀盐酸,步骤③滤渣不能全部溶解,且步骤②加生成的沉淀含,加盐酸不会完全澄清,不符合要求,C错误;
D.三种物质加水生成的滤渣为,加稀盐酸溶解无气体产生,不符合③,D错误;
故答案为A。
◆题型4 实验室制取氨的方法
61.下列方法中,不能用于实验室制备氨气的是
A.将熟石灰和氯化铵的混合物加热 B.加热氯化铵固体
C.将浓氨水滴到生石灰上 D.加热浓氨水
【答案】B
【详解】A.将熟石灰[]和氯化铵()的混合物加热,二者发生复分解反应生成氯化钙、氨气和水,是实验室制备氨气的常用方法,A不符合题意;
B.加热氯化铵固体,氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,两种气体在低温区域会重新化合生成氯化铵,无法收集到氨气,不能用于实验室制备氨气,B符合题意;
C.将浓氨水滴到生石灰()上,与水反应放热使溶液温度升高,同时反应生成增大溶液中浓度,促进一水合氨分解放出氨气,可用于实验室制备氨气,C不符合题意;
D.加热浓氨水,一水合氨受热分解为氨气和水,氨气逸出,可用于实验室制备氨气,D不符合题意;
故选B。
62.探究的催化氧化的实验装置如图所示。③中气体颜色无明显变化;④中收集到红棕色气体,一段时间后,④中产生白烟。
下列分析正确的是
A.若②中只加入也可以实现上述现象
B.③、④中现象说明③中发生了的催化氧化反应
C.④中白烟的主要成分是
D.一段时间后,⑤中铜粉不可能完全反应
【答案】B
【分析】①中加热分解制,②中和加热制,两种气体进入③发生反应,产物依次进入④、⑤,据此分析:
【详解】A.受热分解生成和,温度降低后二者会重新化合为固体,无法持续得到,不能实现题述现象,A错误;
B.催化氧化生成无色的,因此③中气体颜色无明显变化,进入④后被过量氧化为红棕色的,符合题述现象,可证明③中发生了的催化氧化反应,B正确;
C.与水反应生成,过量与反应生成固体,白烟的主要成分是,C错误;
D.进入⑤的氮氧化物、和水反应生成,可以持续和铜粉反应,若足量,铜粉可以完全反应,D错误;
答案选B。
63.已知遇水发生复分解反应,需密封保存。利用如下装置制取氮气,并用氮气制备,下列说法错误的是
A.①中发生的反应为
B.②的作用为安全瓶,防止停止加热时③中的溶液进入①中
C.③、④、⑥中依次盛装浓、酸性氯化亚铁溶液、碱石灰
D.取⑤中少量产物,加适量蒸馏水,再滴加石蕊试液,溶液显蓝色
【答案】C
【详解】A.①中和加热发生归中反应,反应方程式为,A正确,不符合题意;
B.②为安全瓶,位于①和③之间,可防止停止加热时装置内压强减小,③中溶液倒吸进入①中,B正确,不符合题意;
C.需先除去装置内的氧气避免与反应,再干燥避免与水反应,因此③、④应依次盛装酸性氯化亚铁溶液、浓,C错误,符合题意;
D.与水发生复分解反应生成和,溶液呈碱性,滴加石蕊试液显蓝色,D正确,不符合题意;
故选C。
64.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。
Ⅰ.实验室氨的制备
(1)氨的发生装置可以选择上图中的A,反应的化学方程式为________________________。
(2)B中盛碱石灰的仪器名称为________,E中漏斗的作用是________________________。
(3)欲收集一瓶干燥的氨,选择上图中的装置,其连接顺序为:a→____________(按气流方向,用小写字母表示)。
Ⅱ.下图为工业合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
(4)氧化炉中发生反应的化学方程式为________________________________。
(5)物质M为__________,作用是使氧化炉中的产物尽可能转化为硝酸。尾气处理装置中可能发生的反应为________________________________________________________。
Ⅲ.工业酸性废水中含,可通过微生物法处理。
(6)废水中的检验方法是________________________________________________________。
【答案】(1)
(2)
球形干燥管(或干燥管)
防止倒吸
(3)
d→c→f→e→i
(4)
(5)
空气(或氧气)
(或 )
(6)
取少量废水于试管中,加入NaOH溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝,则说明废水中含有
【分析】A为氨气的发生装置,B为氨气的干燥装置,装有碱石灰,C为氨气的收集装置,氨气密度比空气小,用向下排空气法,需要短进长出,E为尾气处理,倒置漏斗可以防倒吸,据此回答。
【详解】(1)氨的发生装置选择A,因为A装置适用于固体加热制气体,反应方程式为:;
(2) B中盛碱石灰的仪器名称为球形干燥管,E中漏斗的作用是防止倒吸;
(3) 根据分析可知,收集干燥的氨气需要连接干燥装置,连接顺序为:a→d→c→f→e→i;
(4)氧化炉中氨气与氧气反应生成一氧化氮和水,反应方程式为:;
(5)吸收塔中NO需要和过量氧气、水多次反应才能充分转化为硝酸,因此通入的M为空气,促进NO完全转化为硝酸;尾气中的氮氧化物常用NaOH等碱液吸收,对应上述反应:(或 );
(6)取少量废水于试管中,加入NaOH溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝,则说明废水中含有。
考点八 硝酸
◆题型1 浓、稀硝酸的性质
65.下列表述正确的是:
①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以先加硝酸溶液,再加氯化钡溶液来检验
③锌与稀硝酸反应可以得到氢气
④足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化
⑤浓硫酸滴到纸张上变黑,说明浓硫酸具有脱水性
⑥二氧化硫和二氧化氮都能形成酸雨,酸雨的pH等于5.6
A.①③④ B.①② C.①⑤ D.①②⑥
【答案】C
【详解】① 浓硝酸见光易分解需保存在棕色试剂瓶中,正确;
② 硝酸具有强氧化性,会将氧化为,即使亚硫酸钠未变质也会产生白色沉淀,无法检验是否变质,错误;
③ 稀硝酸具有强氧化性,与锌反应生成氮氧化物,不能得到氢气,错误;
④ 足量铁与稀硝酸反应生成浅绿色,是因为过量将反应生成的还原为,稀硝酸可以氧化,错误;
⑤浓硫酸滴到纸张上,纸脱水炭化变黑,说明浓硫酸具有脱水性,正确;
⑥ 酸雨的小于,错误;
符合题意的为①⑤,故答案选C。
66.室温下,研究一定量浓硝酸与铜的反应,装置和试剂如图所示。下列分析不正确的是
A.a中将铜丝卷成螺旋状可增大反应速率
B.a中发生反应:
C.b中气体为红棕色,反应一段时间后,其中可能含
D.将铜丝换成铁片,反应更剧烈,产生大量气体
【答案】D
【分析】将铜丝插入溶液中,铜与浓硝酸反应生成,密度比空气大,用向上排空气法收集,用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮,防止污染空气,据此分析回答。
【详解】A.铜丝卷成螺旋状可增大铜与浓硝酸的接触面积,加快反应速率,A正确;
B.室温下,铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应方程式为,B正确;
C.反应初始阶段,铜与浓硝酸反应生成红棕色,随着反应进行浓硝酸逐渐变稀,铜与稀硝酸反应生成,故b中可能含,C正确;
D.室温下,铁遇浓硝酸发生钝化,表面生成致密氧化膜阻碍反应进一步进行,不会剧烈反应产生大量气体,D错误;
故选D。
67.下图实验装置用于探究铜与浓、稀硝酸反应(夹持装置已省略),下列说法不正确的是
A.关闭止水夹1,打开止水夹2,适当向外拉动针管Ⅰ,仪器B中Cu粉与浓硝酸反应
B.仪器B中,铜与浓硝酸反应产生气体会将液体压回试管,适当拉动针管Ⅱ可以进行尾气处理
C.关闭止水夹2,打开止水夹1,拉动针管Ⅰ,然后关闭止水夹1,打开止水夹2,推动针管Ⅰ,重复上述操作多次可得到稀硝酸
D.烧杯A中使用热蒸馏水的目的是加快后续反应
【答案】A
【分析】该装置为一简易的启普发生器,实验时,关闭止水夹1,打开止水夹2,向外拉动针管Ⅰ,仪器B中气压减小,可将浓硝酸吸入长颈漏斗中与铜单质反应。若要终止反应,可关闭止水夹2,装置B中Cu单质与浓硝酸反应生成,气压增加,将浓硝酸从长颈漏斗中压回试管下部,Cu单质与浓硝酸不再接触,反应停止。若打开止水夹1,关闭止水夹2,拉动针管Ⅰ,烧杯A中的热蒸馏水被抽入针管,之后关闭止水夹1,打开止水夹2,将蒸馏水推入试管B中,重复上述操作可得到稀硝酸。之后再关闭止水夹1,打开止水夹2,向外拉动针管Ⅰ,可将试管中的稀硝酸吸入长颈漏斗中与铜单质反应,据此作答。
【详解】A.由分析可知,该装置为启普发生器,若使用铜粉可能会从长颈漏斗漏入试管中,会使反应失控,造成危险,应使用直径大于漏斗颈的铜粒进行实验,A错误;
B.拉动针管Ⅱ,仪器B中气压减小,反应生成的被抽入针管Ⅱ,与NaOH溶液发生反应:,可以实现尾气处理,B正确;
C.由分析可知,重复“关闭止水夹2,打开止水夹1,拉动针管Ⅰ,然后关闭止水夹1,打开止水夹2,推动针管Ⅰ”的操作,可以将热蒸馏水转移进试管中,将浓硝酸稀释为稀硝酸,C正确;
D.烧杯A中使用热蒸馏水稀释浓硝酸可得到热的稀硝酸,可以有效加快与Cu单质的反应速率,D正确;
故答案选A。
68.某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下对稀硝酸的性质进行了实验探究。
【实验设计与验证】按图示设计实验。
实验装置
实验现象
溶液先变红,一段时间后褪色
有气泡冒出,产生无色气体X,无色气体X遇空气变红棕色的有刺激性气味的气体
【提出问题】稀硝酸中加入紫色石蕊溶液变色后为何会褪色?上述产生的无色气体X是什么?硝酸具有哪些特性?
【查阅资料】硝酸具有强氧化性,可与等多种金属反应生成相应的硝酸盐,但不会生成。
【猜想与分析】
(1)甲同学认为稀硝酸中加入紫色石蕊溶液变色后又褪色是由于试管不干净,含有其他杂质,要证明甲同学的观点,应进行的操作是_______________________________。
(2)小组同学一致认为红棕色气体是,但对于无色气体X及变化的原因有不同的观点。
①乙同学认为气体X是,但遭到大家的一致反对,理由是_______________________________。
②丙同学认为气体X是,也遭到大家的一致反对,理由是_______________________________。
③经讨论,最终大家达成了气体X是的共识。写出铜片与稀硝酸反应的离子方程式:_______________________________。
【表达交流】
(3)根据探究结果,请分析稀盐酸和铜不反应而稀硝酸却能与铜反应的原因:____________________________。
【反思拓展】
(4)将铜片加入足量的浓硝酸中,发现反应后所得溶液呈绿色,活动小组的同学查阅资料得知,这是由生成的红棕色气体溶解在溶液中引起的,请设计一个简单的实验证明:_______________________________。
(5)活动小组设计了多组实验探究发现,铜与不同质量分数的硝酸反应对应的产物:质量分数为1%时生成;质量分数为15%时生成;质量分数为50%时生成;质量分数为80%时生成。由此可以得到的规律是_______________________________。
(6)工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜,从节约原料和环境保护的角度,下列宜选用的是________(填标号)。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)换一支干净的试管重新进行实验
(2) 氮气常温下化学性质稳定,不会与空气中的成分反应产生红棕色气体 氨气极易溶于水且可与酸反应,生成铵盐,不会逸出
(3)硝酸具有强氧化性,而盐酸不具有此性质
(4)取适量溶液加入试管内,加热,观察有红棕色的气体逸出,溶液变为蓝色
(5)硝酸浓度越大,还原产物价态越高
(6)C
【详解】(1)要验证褪色是否由杂质导致,只需排除杂质变量,使用洁净试管重复原实验,对比现象即可完成验证。
(2)① 题目明确无色气体X遇空气会变为红棕色的,但常温下化学性质稳定,不会与空气中的成分反应产生红棕色气体,因此猜想不成立;
② 稀硝酸为强酸性环境,碱性气体极易溶于水且可与酸发生中和反应,生成铵盐,不可能从稀硝酸体系中逸出,因此猜想不成立;
③ 铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,根据守恒规则配平可得离子方程式为。
(3)稀盐酸中没有强氧化性的粒子,硝酸具有强氧化性,可以将Cu氧化,自身被还原。
(4)要验证绿色是溶解的导致的,只需通过加热/鼓入空气的方式让溶解的从溶液中逸出,观察溶液是否从绿色变为正常铜盐的蓝色即可完成验证;操作方法:取适量溶液加入试管内,加热,观察有红棕色的气体逸出,溶液变为蓝色。
(5)对比不同浓度硝酸的还原产物中N的化合价:中被还原的N为-3价、N2O中N为+1价、NO中N为+2价、中N为+4价,可见硝酸浓度越高,还原产物中氮元素化合价越高。
(6)A.,生成污染物,且硝酸利用率低,A不符合要求;
B.,生成污染物NO,硝酸利用率较低,B不符合要求;
C.铜先被空气氧化为CuO,再和硝酸发生复分解反应,无有毒气体生成,硝酸全部转化为硝酸铜,原子利用率高,C符合要求,
D.发生反应:、,生成污染性的SO2,还会生成难处理的钡盐副产物,原料浪费且不环保,D不符合要求;
故选C。
◆题型2 浓、稀硝酸与金属反应的相关计算
69.将完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含、、)的混合物共,这些气体恰好能被的溶液完全吸收,生成含和的盐溶液。其中的物质的量为
A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.3 mol D.0.4 mol
【答案】A
【分析】依据终态电子守恒+钠守恒分析,容易看出只有两种元素的价态有变化,其一是,Cu元素化合价由0价升高为+2价,每个Cu原子失2个电子;另一个是,N元素由+5价降低为+3价,每个N原子得2个电子,由电子转移守恒可知,25.6 g Cu失去的电子等于到得到的电子,据此计算产物中的物质的量,由Na守恒可知,据此计算的物质的量。
【详解】计算Cu的失电子总量:,被氧化为,每个失2个电子,总失电子:,电子守恒求的物质的量:整个反应最终生成和,只有中为+3价(原中为+5价),每个得2个电子,中化合价不变,不得电子,因此:,得,依据钠守恒可知,因此:,故答案选A。
70.向质量为3.36 g的Cu和CuO的混合物中加入稀硝酸至混合物恰好完全溶解,同时收集到224 mL(标准状况)气体X。下列说法正确的是
A.Cu和CuO均被稀硝酸氧化
B.混合物中含有铜元素的质量为0.96 g
C.未被还原的的物质的量为0.09 mol
D.气体X与56 mL(标准状况)混合后可被水完全吸收
【答案】C
【分析】混合物与稀硝酸反应生成的气体为,物质的量,根据得失电子守恒:,得,,的质量为,,总铜元素物质的量,总Cu的质量为。
【详解】A.Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,Cu的化合价升高,被氧化;CuO与稀硝酸反应生成硝酸铜和水,属于复分解反应,Cu化合价不发生变化,未被氧化,A错误;
B.据分析,总铜元素质量为2.88 g,B错误;
C.未被还原的全部转化为中的,因此,C正确;
D.与被水完全吸收的反应为,需要,标况体积为,D错误;
故选C。
71.将铜粉投入硝酸和硫酸组成的混合溶液中,充分反应后,固体有剩余,共收集到和的混合气体(不考虑与的转化),向反应后的溶液中继续加入的溶液,铜离子恰好完全沉淀,过滤后得到固体,下列说法不正确的是
A.铜离子完全沉淀后得到
B.收集到的混合气体中体积分数为90%
C.混合酸中硫酸的浓度为,
D.混合酸中氢离子的浓度为
【答案】C
【分析】已知:总铜的物质的量 ,加入的物质的量 ,总气体()物质的量为。
【详解】A.设反应消耗的为,则生成为,剩余铜单质为,沉淀后总固体为剩余铜和的质量和: 解得,因此,A正确;
B.设混合气体中NO为、为,则,电子守恒得,解得、,体积分数为,B正确;
C.加入的,沉淀消耗,说明反应后溶液无剩余, 根据电荷守恒:,,代入得: , 硫酸浓度,因此的范围是,C错误;
D.反应后溶液无剩余,结合反应的离子方程式计算得总物质的量为,浓度为,D正确;
故选C。
72.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是
A.第二份溶液从反应开始至结束,所得气体总体积在标况下为4.48 L
B.OA段产生的是NO,AB段发生的反应为,BC段产生氢气
C.原混合酸中的物质的量为0.2 mol
D.C点浓度为
【答案】D
【分析】混合酸200mL平均分为两份,每份体积为100mL。结合铁粉反应曲线的各段质量变化与气体产量特征,OA段加入5.6gFe即0.1molFe时产生气体,此时酸性条件下具有强氧化性,将Fe氧化为,自身被还原为NO;AB段加入Fe质量从5.6g到8.4g,新增Fe质量为2.8g即0.05mol,气体量不变,此时已完全反应,Fe与生成的发生归中反应生成;BC段加入Fe质量从8.4g到14.0g,新增Fe质量为5.6g即0.1mol,再次产生气体,此时为过量Fe与剩余反应生成。结合铜粉溶解的量计算每份溶液中的物质的量,9.6gCu物质的量为0.15mol,按反应,0.15molCu完全反应消耗0.1mol,即每份溶液中物质的量为0.1mol。
【详解】A.OA段0.1molFe反应失去0.3mol电子,生成NO的物质的量为0.1mol,BC段0.1molFe反应失去0.2mol电子,生成的物质的量为0.1mol,总气体物质的量为0.2mol,标况下体积为,A正确;
B.OA段酸性条件下氧化Fe生成NO,AB段Fe与发生归中反应,BC段Fe与剩余反应生成,B正确;
C.每份溶液中物质的量为0.1mol,原混合酸体积为200mL,故原混合酸中总物质的量为,C正确;
D.C点溶液溶质为,加入Fe总质量为14.0g,物质的量为,故每份溶液中物质的量为0.25mol,每份溶液体积为0.1L,浓度为,D错误;
故选D。
◆题型3 硝酸的工业制法
73.工业制硝酸的原理如图所示,设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,15 g NO的体积为11.2 L
B.第①步反应中,和过量的充分反应后可得到
C.第③步反应中,每生成转移的电子数为
D.的溶液中含有的氧原子数为
【答案】A
【分析】工业制硝酸过程中反应①为,反应②为,反应③为,反应④为,由此解答;
【详解】A.15 g NO的物质的量为,标准状况下气体体积为,A正确;
B.第①步合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,3 mol 和过量反应得到的物质的量小于2 mol,B错误;
C.第③步反应为,N元素从+2价升高到+4价,每生成1 mol 转移电子的物质的量为2 mol,即,C错误;
D.1 L 1 mol/L的溶液中,溶质含有的氧原子为3 mol,但溶剂水中也含有氧原子,故溶液中氧原子总数大于,D错误;
故选A。
74.工业上制备硝酸的主要工艺如下。
下列说法不正确的是:
A.合成塔的条件为:高温、高压和催化剂
B.氨分离器主要利用沸点低的特点将其与和分离
C.氧化炉中催化氧化反应的主要氧化产物是
D.氮氧化物尾气既可用碱液吸收,也可用催化还原
【答案】B
【分析】氮气、氢气进入合成塔中反应生成氨气,氨分离塔中氨气液化分离出来,氮气、氢气进入合成塔循环利用,氨气进入氧化炉发生催化氧化生成NO,NO和氧气、水反应生成硝酸,以此解答。
【详解】A.合成塔中发生氮气和氢气合成氨的反应,工业合成氨的条件就是高温、高压、催化剂,A正确;
B.分子间存在氢键,沸点远高于和,氨分离器是利用沸点高、易液化的特点,将液化后与气态、分离,B错误;
C.氧化炉中发生氨的催化氧化反应,主要产物是,C正确;
D.氮氧化物可以与碱液反应被吸收,也可以和发生归中反应,经催化还原生成无污染的,两种处理方法都可行,D正确;
故选B。
75.某工厂设计了一种将制硝酸和制纯碱的工艺相结合的方案,其工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)A的化学式_____________,吸收塔中通入A的作用:__________________。
(2)写出催化氧化步骤中发生反应的化学方程式:______________________________。
(3)为了将B恰好完全转化为HNO3,理论上A和B的体积(标准状况)比为____________。
(4)反应2中向饱和食盐水中先通入NH3,再通入气体X,按这种顺序通入气体的原因是___________________________________________________________。
(5)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化合物污染空气,科学家开发了以某分子筛为催化剂,用NH3还原NO和NO2,其反应历程如图所示:
①该反应的总方程式:______________________________;
②每生成标准状况下2.24 L N2,转移电子数目为____________。
【答案】(1) 使氮的氧化物全部转化为
(2)
(3)
(4)极易溶于水,且溶于水后使溶液呈碱性,可增大的溶解度,便于后续生成更多的,析出晶体
(5)
【分析】和合成,再和通入饱和食盐水中反应生成和,由于的溶解度较小,会析出固体,即固体M。再将其加热使其分解得到、和,可返回反应2中循环利用。和在一定条件下发生反应生成,即B是,再在、的共同作用下转化为。
【详解】(1)根据分析知,A是氧气,化学式是;吸收塔中发生:、、,因此通入的作用:使氮的氧化物全部转化为;
(2)催化氧化的化学方程式:;
(3)完全转化为硝酸的总反应为,同温同压下气体体积比等于物质的量比,即氧气与一氧化氮的体积比为;
(4)根据分析,该工艺中气体X为,极易溶于水,且氨水溶液呈碱性,先通可以吸收更多,得到高浓度的,才能析出晶体;
(5)①根据反应历程图可知,进入体系的物质、NO、为反应物,从体系出来的物质、为生成物,总反应:;
②每生成标准状况下2.24 L N2,即0.1,则有0.1参加反应,中氮元素化合价从-3价升高到0价,则转移电子为0.1,即转移电子数目为。
◆题型4 含氮化合物之间的转化
76.氮及其化合物的变化关系如图所示。则下列说法不正确的是
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
C.图中所有标号的反应都是氧化还原反应
D.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
【答案】B
【分析】转化为的反应为,转化为的反应为,转化为的反应为,转化为的反应为,转化为的反应为,由此解答;
【详解】A.工业生产硝酸的主要途径为氨气催化氧化生成,与氧气反应生成,与水反应生成硝酸,因此图中路线①②③是工业生产硝酸的主要途径,A正确;
B.氮气在足量的氧气中只生成,只能继续氧化才能生成,不能通过一步反应生成,B错误;
C.由分析可知,①②③反应中均涉及N元素化合价的变化,均为氧化还原反应,C正确;
D.雷电固氮时氮气先转化为,氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,则路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径,D正确。
故选B。
77.氮在自然界中的转化是一个复杂的过程,如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列有关氮循环的说法错误的是
A.动植物蛋白质中一定含有氮元素 B.在氮的循环过程中涉及氧化还原反应
C.图中所示转化有3种属于氮的固定 D.转化⑤⑥说明含氮有机物与含氮无机物可相互转化
【答案】C
【详解】A.由题图可知,动植物蛋白质中一定含有N元素,A正确;
B.由题图可知,在氮的循环过程中,N元素的化合价发生变化,有氧化还原反应发生,B项正确;
C.氮的固定是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程,图中转化②③属于氮的固定,共2种,C错误;
D.转化⑤是无机含氮盐转化为动植物蛋白质,转化⑥是动植物蛋白质转化为氨和铵盐,说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化,D正确;
故选C。
78.如图为含氮或含硫常见物质间的转化关系,下列说法一定正确的是
A.常温下发生的转化,X均可为单质Fe B.d和c可在一定条件下反应生成a
C.的转化均在点燃条件下发生 D.图示中的所有转化过程均为氧化还原反应
【答案】B
【分析】如果是含硫常见物质的转化,a为S单质,d为H2S,c为SO2,b为SO3,e为H2SO4;如果是含氮常见物质的转化,a为N2,d为NH3,c为NO,b为NO2,e为HNO3。
【详解】A.若为硫元素体系,e为H2SO4(浓),Fe与浓硫酸会钝化,无法生成SO2,若为氮元素体系,浓HNO3常温下也会使Fe钝化,故X不可均为单质Fe,A错误;
B.硫体系中d(H2S)和c(SO2)反应2H2S+SO2=3S↓+2H2O生成S,氮体系中d(NH3)和c(NO)反应4NH3+6NO5N2+6H2O生成a(N2),两种体系中d和c均能生成a,B正确;
C.氮体系中a→c(N2+O2=2NO)需放电或高温条件,不需点燃,硫元素体系中a→c(S+O2=SO2)需点燃,C错误;
D.所有含硫化合物中硫的化合价除b(SO3)和e(H2SO4)相同外其他均不同,所有含氮化合物的化合价均不同,故b→e转化反应SO3+H2O=H2SO4为非氧化还原反应,其他各物质的转化均为氧化还原反应,D错误;
故答案为B。
79.科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的转化为N2进入大气层,反应过程如图所示:
下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中发生还原反应 B.过程Ⅲ中产生的电子全部用于过程Ⅱ中
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO):n()=1:1 D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为
【答案】B
【分析】由图可知,过程Ⅰ中在酶I的作用下,被还原为NO,同时产生H2O;在过程Ⅱ中,NO与在酶2的作用下,发生归中反应,生成了N2H4;在过程Ⅲ中,N2H4被氧化为N2,据此分析作答。
【详解】A.过程Ⅰ中转化为NO,N元素化合价由+3价降低为+2价,得到电子被还原,发生还原反应,A正确;
B.在过程Ⅲ中N2H4转化为N2,N元素化合价由-2价升高为0价,失去4e-;在过程Ⅱ中NO和发生归中反应,消耗3e-,故过程Ⅲ产生的4e-并未全部用于过程Ⅱ,B错误;
C.过程Ⅱ发生的反应方程式为NO++3e-+2H+=N2H4+H2O,故参加反应的n(NO):n()=1:1,C正确;
D.总反应为与反应生成N2和H2O,中的N元素化合价+3→0(得到电子3e-)、中的N元素化合价-3→0(失去电子3e-),根据题意可知过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为:+=N2↑+2H2O,D正确;
故合理选项为B。
综合攻坚·知能拔高
1.铁器久置于空气中会与空气中的水蒸气、氧气作用产生铁锈,铁锈能与酸反应生成铁盐和水。某同学利用下述一系列反应实现了含铁元素物质的转化(如下图所示),则下列说法正确的是
A.④一定为复分解反应 B.⑤一定为置换反应
C.铁锈属于盐 D.乙可能为氧化铁
【答案】D
【详解】A.反应④为转化为乙,若受热分解生成和,属于分解反应,不一定是复分解反应,A错误;
B.反应⑤为乙转化为,若乙为,用还原得到,该反应无单质参与,不属于置换反应,B错误;
C.铁锈的主要成分为,属于氧化物,不属于盐,C错误;
D.受热分解可生成(氧化铁)和水,因此乙可能为氧化铁,D正确;
故选D。
2.下列说法正确的是
①只含有一种元素的物质不一定是纯净物
②NO2与H2O反应生成HNO3和NO,故NO2是酸性氧化物
③碱性氧化物一定是金属氧化物
④根据酸分子中H原子个数分为一元酸、二元酸等
⑤酸性氧化物和水都能反应生成酸,碱性氧化物和水都能反应生成碱
⑥在电流作用下,盐酸中的HCl电离成H+和Cl-
A.①③⑥ B.①③ C.②③④⑤ D.②③⑥
【答案】B
【详解】①只含一种元素的物质可能是同素异形体的混合物(如和的混合物),不一定是纯净物,正确;
②酸性氧化物的定义是与碱反应只生成盐和水的氧化物,与水反应除外还生成,不属于酸性氧化物,错误;
③碱性氧化物全部是金属氧化物,正确;
④酸是按照可电离出的个数分为一元酸、二元酸等,不是分子中原子的总个数,错误;
⑤部分酸性氧化物(如)、碱性氧化物(如)不与水反应,错误,
⑥在水溶液中是在水分子作用下电离为和,不需要电流作用,错误;
故选B。
3.为了检验浓硫酸与木炭加热后产生的三种物质:将混合气体慢慢通过检验试剂,并记录现象。下列实验能够达到实验目的的是
选项
实验流程及现象
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】无水硫酸铜变蓝证明反应生成,品红溶液褪色证明生成,酸性高锰酸钾溶液紫色变浅说明被完全除去且高锰酸钾有剩余,澄清石灰水变浑浊证明生成,可检验三种产物。
【详解】A.先通过酸性高锰酸钾溶液、澄清石灰水时,会从溶液中带出水蒸气,无法证明使无水硫酸铜变蓝的水是反应生成的,A错误;
B.酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,无法保证完全反应,残留的也能使澄清石灰水变浑浊,无法检验,B错误;
C.酸性高锰酸钾溶液紫色褪去,说明高锰酸钾已完全反应,无法保证被完全除去,残留的会干扰的检验,C错误;
D.无水硫酸铜变蓝证明反应生成,品红溶液褪色证明生成,酸性高锰酸钾溶液紫色变浅说明被完全除去且高锰酸钾有剩余,澄清石灰水变浑浊证明生成,可检验三种产物,D正确;
故选D。
4.下列对离子共存的结论和分析均正确的是
选项
离子种类
结论及分析
A
、、、
有白色沉淀生成:
B
、、、
产生黄绿色气体:
C
、、、
溶液变浑浊:
D
、、、
上述离子不能大量共存:
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.次氯酸根离子具有强氧化性,能氧化亚铁离子,二者不能大量共存;生成的氢氧化亚铁也易被氧化,所述结论和分析均不成立,A错误;
B.酸性条件下次氯酸根离子能将氯离子氧化为氯气,但题给离子方程式电荷不守恒,正确方程式为,B错误;
C.碳酸氢根离子与氢氧根离子反应生成碳酸根离子,碳酸根离子再与钙离子生成碳酸钙沉淀,总反应为,不是生成氢氧化钙沉淀,C错误;
D.三价铁离子能氧化碘离子,反应为,所列离子不能大量共存,D正确;
故选D。
5.将一定量的铁粉投入到硫酸铜与硫酸铁的混合溶液中,充分反应后有固体剩余。下列分析正确的是
A.剩余固体中只含未反应的铁粉
B.若固体中有铜,则反应后的溶液中不可能含有Cu2+
C.若剩余固体中有铁,则反应后的溶液中只有一种溶质
D.若剩余固体中只有铜,则反应后的溶液中含有Fe3+
【答案】C
【分析】铁粉投入硫酸铜与硫酸铁的混合溶液时,反应遵循氧化性强弱顺序,因此铁粉优先发生反应,待完全消耗后,铁粉才会发生置换反应。
【详解】A.剩余固体的成分有两种可能,要么只有生成的Cu,要么是未反应完的Fe和生成的Cu的混合物,并非一定只含铁粉,A错误;
B.若固体中有铜,只能说明已经完全反应,但如果铁粉的量仅能消耗完所有、只置换出部分,溶液中仍会残留,B错误;
C.若剩余固体中有铁,说明铁粉过量,此时、都已经被完全消耗,反应后的溶液中仅存在这一种溶质,C正确;
D.会和Cu发生反应,若剩余固体中有铜,溶液中不可能含有,D错误;
故选C。
6.某研究性学习小组为探究某矿石的主要成分,开展了如下实验:先将矿石粉碎,再向其中加入过量的稀盐酸,充分反应后进行过滤,取过滤后得到的滤液进行后续实验。下列说法正确的是
A.取少量滤液滴加少量溶液,无白色沉淀,说明矿石中一定不含
B.取少量滤液滴加过量溶液,产生白色沉淀,说明矿石中含有
C.取少量滤液滴加过量NaOH溶液,产生白色沉淀,说明矿石中一定含有
D.取少量滤液加入硝酸酸化的硝酸银,产生白色沉淀,说明矿石中一定含有
【答案】B
【详解】A.滤液中含有过量稀盐酸,滴加的少量会先与盐酸反应被消耗,即使矿石含也不会产生白色沉淀,无法证明矿石不含,A错误;
B.滤液中已含过量稀盐酸,排除了、等的干扰,滴加过量溶液产生的白色沉淀为,说明矿石中含有,B正确;
C.能与过量溶液反应生成白色沉淀的离子除外,还可能是浓度较高的(生成微溶的沉淀)等,不能说明矿石一定含,C错误;
D.实验过程中加入了过量稀盐酸,引入了外源,加入硝酸酸化的硝酸银产生白色沉淀无法证明矿石本身含有,D错误;
故选B。
7.将1.12g铁粉加入的氯化铁溶液中,充分反应后的结果与下列叙述不相符的是
A.铁粉完全溶解,溶液中浓度基本不变
B.和的物质的量之比为
C.往溶液中滴入KSCN溶液,溶液不显红色
D.反应后,铁粉没有剩余
【答案】C
【分析】计算反应物的物质的量:
铁粉的物质的量:;
氯化铁的物质的量:;
二者发生反应,根据反应比例,0.02mol Fe最多消耗0.04mol ,生成0.06mol 。
【详解】A.铁粉完全溶解,反应中不参与反应,溶液体积变化可忽略,因此浓度基本不变,A正确;
B.反应后剩余的物质的量为,与物质的量之比为,B正确;
C.溶液中还有剩余的,滴入KSCN溶液后,溶液会变为红色,C错误;
D.0.02mol铁粉完全参与反应,没有剩余,D正确;
故选C。
8.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,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.上述物质中只有和之间可以相互转化
B.胶体可以作为消毒剂
C.金属不能将转化为,因为的还原性比弱
D.是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速被氧化成
【答案】D
【详解】A.上述物质中不只有和之间可以相互转化,如和也可以相互转化,、,A错误;
B.胶体具有吸附作用,可以净水,但无氧化性,不可以作为消毒剂,B错误;
C.Cu具有还原性,能将Fe3+转化为Fe2+,该过程中Cu作还原剂,为还原产物,Cu与不反应,Fe的还原性强于的还原性,C错误;
D.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速被氧化,氧化生成Fe3O4,D正确;
故选D。
9.高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。用二硫化亚铁制备高铁酸钠和硫酸流程如下。下列分析正确的是
A.反应①②③④均为氧化还原反应
B.反应①中每消耗还原剂,生成
C.反应③中每生成氧化产物,消耗氧化剂
D.理论上制备的硫酸,需要消耗(标准状况),转移
【答案】B
【分析】反应①为:,②为,③为:,④为,⑤为。
【详解】A.根据分析,反应①③④中有元素化合价变化,为氧化还原反应,②不是,A错误;
B.反应①中FeS2为还原剂, FeS2的物质的量为:,生成,B正确;
C.反应③为:,氯元素化合价降低,NaClO为氧化剂,铁元素化合价升高,Na2FeO4为氧化产物,每生成氧化产物,消耗氧化剂,C错误;
D.的硫酸中H2SO4的物质的量为:,根据S元素守恒,理论上消耗SO2的物质的量为0.2 mol,标况下体积为4.48 L,S元素由+4价升高为+6价,转移,D错误;
故选B。
10.某化学兴趣小组用图甲所示装置探究实验中三颈烧瓶内的压强变化。图甲中的三颈烧瓶收集满氨气后关闭,用在冰水中浸泡后的湿毛巾覆盖在三颈烧瓶上,时拿走毛巾并打开,整个过程中测得三颈烧瓶内压强变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是
A.滴加试剂a,只需打开分液漏斗的玻璃旋塞
B.时三颈烧瓶内气体压强最大,喷泉现象最明显
C.三颈烧瓶内压强减小是和水生成导致
D.打开K2,用热水浸泡的湿毛巾替换冰水浸泡的湿毛巾,也可观察到喷泉现象
【答案】D
【分析】氨气极易溶于水,导致三颈烧瓶内压强减小,烧杯中溶液进入三颈烧瓶形成喷泉。
【详解】A.分液漏斗滴加液体时,不仅需要打开玻璃旋塞,还需要打开分液漏斗上口的玻璃塞(或使塞上凹槽对准漏斗口小孔),平衡分液漏斗内外压强,液体才能顺利流下,A错误;
B.喷泉产生的原理是三颈烧瓶内压强远小于外界大气压,压强差越大喷泉越明显。20s时压强最大,压强差最小,此时没有引发喷泉,B错误;
C.关闭,水与氨气未接触,三颈烧瓶受冷毛巾的降温而压强减小,C错误;
D.热毛巾可以加热三颈烧瓶,打开K2,使得氨气与水接触溶解,引发喷泉,D正确;
故选D。
11.在一定条件下,a g镁和铁的混合物与b L氯气(标准状况下)恰好完全反应,生成氯化镁和氯化铁,加入适量水得到溶液。向溶液中加入c mol·L-1氢氧化钠溶液V mL,使金属离子刚好沉淀完全,得到的沉淀质量为d g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到氧化镁和氧化铁,固体质量为m g。则下列关系中,错误的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.标准状况下的物质的量为,反应得电子总物质的量为;金属离子恰好沉淀时,结合的物质的量等于金属失电子总物质的量,即,整理得,A正确;
B.沉淀质量为金属质量与质量之和,的质量,故,选项未将的单位换算为,B错误;
C.灼烧后氧化物质量为金属质量与结合的元素质量之和,根据电荷守恒,结合的,元素质量为,故,C正确;
D.采用极值法计算:若全为,最终得到的质量为;若全为,最终得到的质量为,故镁和铁的混合物对应的氧化物的质量为,D正确;
故选B。
12.硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气,废气中只含有NO、两种气体。将一定量废气通入到足量的溶液中被完全吸收,溶液中生成的、两种离子的物质的量与废气中的物质的量分数变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应:
①
②
下列说法正确的是
A.图中线段a表示离子
B.随x值增大,溶液中变大
C.若测得所得溶液中为0.5 mol,则x值为0.8
D.时,反应中可收集到标准状况下22.4 L
【答案】D
【详解】A.线段a上当x=0.5,发生反应①,只生成,其物质的量为2mol,而x=1.0,发生反应②,溶液中生成的、均为1mol,随x增大,的物质的量减小,而的物质的量增大,故线段a表示、线段b表示,故A错误;
B.由反应方程式可知≤1时,即x≥0.5,混合气体可以被完全吸收,由氮原子守恒可知=,NO、NO2总物质的量一定,则为定值,故B错误;
C.由A中分析可知,线段a表示、线段b表示,溶液中为0.5mol,根据氮原子守恒可知=2mol-0.5mol=1.5mol,作如图所示辅助线:,可知AB为0.5mol,利用相似三角形有,解得BC=0.25,故C点对应的x=0.5+0.25=0.75,故C错误;
D.x=0.6时,NO、NO2被完全吸收,由反应方程式可知n(CO2)==0.5×2mol=1mol,标准状况下可以收集CO2体积为1mol×22.4L/mol=22.4L,故D正确;
故选D。
13.自然界中钠的碳酸盐主要以天然碱的形式存在,是目前工业获得碳酸钠和碳酸氢钠的主要途径,按要求回答下列问题:
(1)关于等质量和固体,下列说法错误的是__________。
A.热稳定性:
B.水中的溶解度:
C.与同浓度的盐酸反应产生的速率:
D.与足量盐酸反应产生的质量:
(2)把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中和的物质的量浓度恰好相等。则已反应的和未反应的的物质的量之比为__________。
A.2:3 B.2;5 C.1:1 D.5:2
(3)下列离子方程式中,不正确的是__________。
A.铁与稀盐酸反应:
B.氧化亚铁与稀盐酸反应:
C.氯化铁溶液与铜反应:
D.向氯化亚铁溶液中滴加双氧水:
氢氧化亚铁是合成多种铁基功能材料的前驱体,下图是实验室制取氢氧化亚铁的装置。
(4)装置I制备时,先向试管中滴入稀硫酸,这步操作的作用是__________,装置Ⅱ能起到相同作用的试剂为__________。
A、NaOH溶液 B、苯 C、溶液 D、蒸馏水
(5)装置I中完成上述操作后,再用长滴管滴入氢氧化钠,若这时误将盛有水的烧杯移开,使试管内外空气流通,试管内观察到的现象为__________,产生上述现象的化学方程式为__________。
【答案】(1)D
(2)A
(3)D
(4)
产生氢气排尽装置内的空气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化 B
(5)
白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
【详解】(1)A:碳酸钠热稳定性远强于碳酸氢钠,碳酸氢钠受热易分解,A正确;
B:相同条件下碳酸钠在水中的溶解度大于碳酸氢钠,B正确;
C:碳酸钠与盐酸反应分步进行,先生成碳酸氢根,再放出,而碳酸氢钠直接和反应生成,因此反应速率,C正确;
D:设二者质量均为m,摩尔质量,摩尔质量,等质量下的物质的量更大,根据碳元素守恒,和足量盐酸反应生成的质量,D错误;
故选D。
(2)铁粉和氯化铁发生反应:,设反应后溶液中物质的量为,根据方程式可知反应生成时,已反应的为;题目要求反应后和物质的量相等,因此未反应的也为,故已反应和未反应的物质的量之比为,故选A;
(3)A.离子方程式均满足电荷守恒、原子守恒,符合反应事实,A正确;
B.离子方程式均满足电荷守恒、原子守恒,符合反应事实,B正确;
C.离子方程式均满足电荷守恒、原子守恒,符合反应事实,C正确;
D.方程式电荷不守恒,正确的离子方程式应为:,该选项书写错误,D错误;
故选D。
(4) 装置Ⅰ中滴入稀硫酸后,铁粉和硫酸反应产生,可以将试管内的空气从右侧导管排出,避免后续生成的氢氧化亚铁接触氧气,装置Ⅱ中苯的密度小于水,浮在溶液上方,可以隔绝空气,起到相同的防氧化作用,其余试剂均无法实现隔绝空气的效果,故选B;
(5)氢氧化亚铁具有强还原性,接触空气中的氧气后会被快速氧化,现象为白色的沉淀迅速变灰绿色,最终转化为红褐色的氢氧化铁,对应氧化还原反应的化学方程式为:。
14.硝酸和硫酸都是重要的基础化工原料。
Ⅰ.历史上先后出现多种不同的制备硝酸的方法。
方法一:17世纪,人们以硝石(主要成分)为氮源制备硝酸。
(1)该方法原理为:(浓)。该反应中,浓硫酸体现了___________。
A.强氧化性 B.脱水性 C.吸水性 D.难挥发性
方法二:合成氨问世后,氨氧化法进入工业化阶段,这种方法至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。某化学小组模拟工业生产制取,设计了下图所示装置,其中为一个可持续鼓入空气的橡皮球。
(2)写出装置B中发生反应的化学方程式___________。
(3)装置C中浓硫酸的主要作用是___________。
Ⅱ.工业上采用接触法制硫酸的工艺如下图所示。
(4)下列说法不正确的是___________。
A.在沸腾炉和和吸收塔中含硫物质均发生氧化反应
B.在进入接触室前,需要进行净化,以免催化剂会“中毒”失效
C.接触室中使用高效催化剂可使平衡转化率达到100%
D.吸收塔中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂,目的是防止形成酸雾,有利于吸收完全
(5)沸腾炉中发生反应:(未配平),其中氧化产物是(填化学式)___________,若有完全反应,则转移电子___________。
(6)目前,溶液广泛应用于工业脱硫脱硝。
①某课外小组同学设计了如图喷淋吸收塔装置(如图1),设计该装置的优点是___________。
②如图2为浓度对脱硫脱硝效率()的影响。当温度为,溶液的(溶液显碱性),时,的脱除效率一直维持在以上,而脱除效率相对较低,其原因是___________。
【答案】(1)D
(2)
(3)干燥气体(或吸收水蒸气),防止水蒸气干扰后续装置中转化为的颜色观察
(4)AC
(5) 、
(6) 增大气体与液体的接触面积,加快反应速率,提高吸收效率 为酸性氧化物,在碱性溶液中不仅能被氧化,还能直接与碱发生反应,且在水中的溶解度较大;而是不成盐氧化物,不能与碱反应,在水中的溶解度较小,只能依靠将其氧化来脱除
【分析】硝酸制备包含硝石法与氨氧化法,其中硝石法利用浓硫酸的难挥发性制备硝酸,氨氧化法:,接触法制硫酸分三步:沸腾炉高温煅烧黄铁矿生成;接触室中催化氧化生成:,最终用98.3%浓硫酸吸收制得硫酸,据此分析。
【详解】(1)反应中,浓硫酸为难挥发性酸,硝酸为易挥发性酸,反应利用“难挥发性酸制易挥发性酸”的原理,体现了浓硫酸的难挥发性,故选D;
(2)装置B中发生氨的催化氧化反应,氨气与氧气在催化剂、加热条件下反应生成一氧化氮和水,化学方程式为:;
(3)装置C中浓硫酸的主要作用:干燥气体,除去水蒸气,防止水蒸气干扰后续装置中转化为的颜色观察;
(4)A.沸腾炉中被氧化为,含硫物质发生氧化反应;吸收塔中与水反应生成硫酸,无元素化合价变化,不属于氧化反应,A错误;
B.进入接触室前需净化,防止催化剂“中毒”失效,B正确;
C.催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡转化率,接触室中反应为可逆反应,平衡转化率无法达到100%,C错误;
D.吸收塔中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂,可防止形成酸雾,提高的吸收效率,D正确;
故选AC;
(5)沸腾炉中反应:;中元素从+2价升至+3价,元素从-1价升至+4价,故氧化产物为、;1 mol完全反应时,转移电子的物质的量为11 mol;
(6)①喷淋吸收塔装置的优点:增大气体与液体的接触面积,加快反应速率,提高吸收效率;
②碱性条件下,为酸性氧化物,不仅能被氧化,还能直接与碱反应,且在水中溶解度较大;而为不成盐氧化物,不能与碱反应,在水中溶解度较小,只能依靠的氧化作用脱除,因此脱除效率相对较低。
15.氮是生命体重要组成元素,自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。
(1)“价—类”二维图是学习元素化合物性质的重要方法,利用所学知识能更好地了解氮的循环。
①实验室用固固加热法制取并收集一瓶干燥的甲气体,从下图中选择合适的装置,其连接顺序为_________________按从左到右的气流方向,用小写字母和箭头表示,甲气体的检验方法是__________________________________________(写出具体步骤)。
②以下物质可用于研究乙的性质,预测能与乙发生反应的物质为_______填字母。
A.Na2SO3 B.CaCl2 C.CO2 D.NH3
(2)如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分。
①下列说法不正确的是___________填字母。
A.自然固氮过程中,N2既作氧化剂,也作还原剂
B.硝化过程需要外加还原剂
C.反硝化过程会加剧大气中氮氧化物的污染
D.同化、氨化过程中,实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化
②反硝化过程中,H2可作为反应的还原剂。请写出与H2在酸性溶液中生成N2的离子方程式:_________________________________________。
(3)探究NaNO3中阴离子的氧化性与溶液中H+浓度的关系,进行如图实验:
①实验一的作用是_____________________________。
②实验一无现象。实验二观察到铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,并产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色,写出铜片参与反应的离子方程式______________。
③实验三观察到铜片迅速溶解,溶液由无色变为蓝色,有红棕色气体产生,说明实验三生成的气体是_______。
④由实验可知:的氧化性随溶液中H⁺浓度增大而________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1) a→d→c→f→e→i 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若看到试纸变蓝,则该气体为NH3或用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口,若看到有白烟,则该气体为NH3 AD
(2) BC 2+5H2+2H+=N2+6H2O
(3) 空白实验或对照实验 3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O NO2 增大
【分析】根据氮元素价—类二维图:甲是氮元素为-3价的氢化物,为;乙是氮元素为+5价的酸,为;丙是氮元素为+5价的硝酸盐,如;丁是氮元素为+3价的亚硝酸盐,如。实验室制备氨气原理:,据此分析。
【详解】(1)① 甲为氮元素-3价的氢化物,即。实验室用固固加热法制取反应原理为:,装置连接顺序为:发生装置(a)→干燥装置,采用碱石灰,d进c出→收集装置,采用向下排空气法,短进长出,f进e出→尾气处理装置,防倒吸i,即;氨气的检验方法为:用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝,证明是氨气;或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,产生白烟,证明是氨气;
② 乙为+5价的酸,即。硝酸具有强氧化性,可与还原性物质反应。
A. 具有还原性,能与发生氧化还原反应;
B. 与不反应;
C. 与不反应;
D. 是碱性气体,能与反应生成;
故选AD;
(2)①A.自然固氮过程中, 与 反应生成,作还原剂,与 反应生成,作氧化剂,既作氧化剂也作还原剂,A正确;
B.硝化过程中,、 被氧化为、,需外加氧化剂,如,B错误;
C.反硝化过程中,、 被还原为,减少了大气中氮氧化物的污染,C错误;
D.同化过程中,无机氮转化为动植物蛋白;氨化过程中,有机氮转化为无机氮,实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化,D正确;
故选BC;
② 反硝化过程中, 与 在酸性溶液中生成, 被氧化为,离子方程式:;
(3)① 实验一为空白对照实验,排除水、 本身对反应的影响,证明在中性条件下 不与 反应;
② 实验二中, 与酸性条件下的 反应,生成、 和,离子方程式为:;
③ 实验三中有红棕色气体产生,说明生成的气体为;
④ 对比实验可知 的氧化性随溶液中浓度增大而增大。
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第三章 物质的性质与转化
常考题型·精准突破
考点一 铁盐和亚铁盐
◆题型1 铁盐的化学性质
1.D
2.C
◆题型2 亚铁盐的化学性质
3.C
4.C
◆题型3 Fe2+和Fe3+的鉴别
5.D
6.C
7.C
考点二 铁及其氧化物
◆题型1 铁的化学性质
8.A
9.C
10.(1)0.2
(2)
(3)检验气体的纯度
(4)
(5)参加反应的铁粉的物质的量为:。
根据化学方程式 可知,。
则生成氢气的物质的量为:。
在标准状况下,生成气体的体积为:
◆题型2 铁的氧化物的性质
11.C
12.D
考点三 铁的氢氧化物及其化合物之间的转化关系
◆题型1 氢氧化亚铁的制备
13.A
14.D
15.(1)
(2)或
(3) 先变红后褪色 KSCN
(4) 白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色
◆题型2 铁及其化合物的转化关系
16.B
17.C
18.A
19.D
考点四 硫及其化合物的性质
◆题型1 硫单质的性质
20.D
21.D
22.B
◆题型2 硫化氢的性质
23.C
24.D
◆题型3 硫的氧化物的性质
25.D
26.D
27.C
◆题型4 不同价态含硫物质之间的转化
28.C
29.D
30.A
考点五 硫酸的性质、用途及制备
◆题型1 硫酸的性质
31.D
32.D
33.A
34.(1) (浓) 品红溶液褪色 用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
(2)c
(3) 反应过程中浓硫酸被消耗,逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 把烧瓶里的液体慢慢沿烧杯壁倒入盛有水的烧杯里
(4)
◆题型2 硫酸根离子的检验
35.D
36.C
37.B
◆题型3 硫酸的工业制备
38.B
39.D
40.(1)增大反应物接触面积
(2)
(3) 98.3 60
(4) [Al(OH)4]-
(5)BC
(6) 蒸发浓缩 冷却结晶
(7)
(8)32.4
◆题型4 酸雨的防治
41.B
42.B
考点六 氮及氮的氧化物
◆题型1 氮气的性质
43.A
44.A
◆题型2 氮的固定
45.A
46.C
◆题型3 氮氧化物的性质及相关计算
47.B
48.C
49.C
50.C
考点七 氨和铵盐
◆题型1 氨的性质及应用
51.D
52.A
53.B
54.A
◆题型2 铵盐的性质及用途
55.B
56.B
57.B
◆题型3 铵根的检验
58.C
59.A
60.A
◆题型4 实验室制取氨的方法
61.B
62.B
63.C
64.(1)
(2) 球形干燥管(或干燥管) 防止倒吸
(3)d→c→f→e→i
(4)
(5) 空气(或氧气)
(或 )
(6)取少量废水于试管中,加入NaOH溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝,则说明废水中含有
考点八 硝酸
◆题型1 浓、稀硝酸的性质
65.C
66.A
67.D
68.(1)换一支干净的试管重新进行实验
(2) 氮气常温下化学性质稳定,不会与空气中的成分反应产生红棕色气体 氨气极易溶于水且可与酸反应,生成铵盐,不会逸出
(3)硝酸具有强氧化性,而盐酸不具有此性质
(4)取适量溶液加入试管内,加热,观察有红棕色的气体逸出,溶液变为蓝色
(5)硝酸浓度越大,还原产物价态越高
(6)C
◆题型2 浓、稀硝酸与金属反应的相关计算
69.A
70.C
71.C
72.D
◆题型3 硝酸的工业制法
73.A
74.B
75.(1) 使氮的氧化物全部转化为
(2)
(3)
(4)极易溶于水,且溶于水后使溶液呈碱性,可增大的溶解度,便于后续生成更多的,析出晶体
(5)
◆题型4 含氮化合物之间的转化
76.B
77.C
78.B
79.B
综合攻坚·知能拔高
1.D
2.B
3.D
4.D
5.C
6.B
7.C
8.D
9.B
10.D
11.B
12.D
13.(1)D
(2)A
(3)D
(4)
产生氢气排尽装置内的空气,防止生成的氢氧化亚铁被氧化 B
(5)
白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
14.(1)D
(2)
(3)干燥气体(或吸收水蒸气),防止水蒸气干扰后续装置中转化为的颜色观察
(4)AC
(5) 、
(6) 增大气体与液体的接触面积,加快反应速率,提高吸收效率 为酸性氧化物,在碱性溶液中不仅能被氧化,还能直接与碱发生反应,且在水中的溶解度较大;而是不成盐氧化物,不能与碱反应,在水中的溶解度较小,只能依靠将其氧化来脱除
15.(1) a→d→c→f→e→i 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若看到试纸变蓝,则该气体为NH3或用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在试管口,若看到有白烟,则该气体为NH3 AD
(2) BC 2+5H2+2H+=N2+6H2O
(3) 空白实验或对照实验 3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O NO2 增大
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第三章 物质的性质与转化
常考题型·精准突破
考点一 铁盐和亚铁盐
题型1 铁盐的化学性质
题型2 亚铁盐的化学性质
题型3 Fe2+和Fe3+的鉴别(高频)
考点二 铁及其氧化物
题型1 铁的化学性质(重)
题型2 铁的氧化物的性质
考点三 铁的氢氧化物及其化合物之间的转化关系
题型1 氢氧化亚铁的制备
题型2 铁及其化合物的转化关系(难)
考点四 硫及其化合物的性质
题型1 硫单质的性质(重)
题型2 硫化氢的性质
题型3 硫的氧化物的性质(高频)
题型4 不同价态含硫物质之间的转化(难)
考点五 硫酸的性质、用途及制备
题型1 硫酸的性质(重)
题型2 硫酸根离子的检验(重)
题型3 硫酸的工业制备(高频)
题型4 酸雨的防治
考点六 氮及氮的氧化物
题型1 氮气的性质
题型2 氮的固定
题型3 氮氧化物的性质及相关计算(难)
考点七 氨和铵盐
题型1 氨的性质及应用(重)
题型2 铵盐的性质及用途(高频)
题型3 铵根的检验(重)
题型4 实验室制取氨的方法(重)
考点八 硝酸
题型1 浓、稀硝酸的性质(重)
题型2 浓、稀硝酸与金属反应的相关计算(难)
题型3 硝酸的工业制法
题型4 含氮化合物之间的转化(难)
综合攻坚·知能拔高
常考题型·精准突破
考点一 铁盐和亚铁盐
◆题型1 铁盐的化学性质
1.向溶液中同时加入铁粉和铜粉,充分反应后不会出现的结果是
A.铁、铜均有 B.铁、铜均无 C.有铜无铁 D.有铁无铜
2.将铜片放入一定体积1溶液(记为甲溶液)中浸泡,一段时间后取出铜片称重,铜片质量减轻了6.4g,反应后的溶液(记为乙溶液)中。忽略溶液体积的变化,则下列说法错误的是
A.乙溶液中与的物质的量之比为1∶3 B.甲溶液中的物质的量为1.5mol
C.乙溶液最多可溶解8.4g Fe D.溶液的体积为500mL
◆题型2 亚铁盐的化学性质
3.下列关于Fe3+、Fe2+性质实验的说法错误的是
A.用上图装置可以制备Fe(OH)2沉淀
B.用氯化铁溶液可以制备氢氧化铁胶体
C.FeCl2溶液中滴加KI溶液,会有碘单质生成
D.向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
4.有下列三个反应:①,②,③,若某溶液中有、和,要除去而不除去和,可加入的试剂是
A.Cl2 B.KMnO4 C.FeCl3 D.HCl
◆题型3 Fe2+和Fe3+的鉴别
5.为了验证与能够相互转化,按下表操作进行实验:
操作顺序
对应现象
①向溶液中加入过量铁粉
②滴加溶液
③再滴加几滴氯水
①溶液由黄色变为浅绿色
②溶液无明显变化
③溶液变红
下列分析中不合理的是
A.解释现象①的反应为
B.操作②可说明操作①后的溶液中无
C.溶液变红涉及的反应有
D.比较氧化性:
6.溶液中含、、、、、、中的几种,且各离子的物质的量浓度相等,为探究其成分进行如下三组实验:
①取少量溶液,向其中滴加新制氯水,再滴加溶液,溶液变成红色;
②另取少量溶液,加入足量溶液后,得到沉淀,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量不变;
③另取少量溶液,滴入溶液,无明显现象。
已知:与溶液反应生成深蓝色沉淀。
下列说法正确的是
A.溶液中可能含有、
B.溶液中一定不含,可能含有
C.溶液中一定含有、、
D.需要补充焰色试验来判断溶液中是否含有
7.某化学兴趣小组利用铁元素的性质设计了“魔法实验”,如图所示。
【资料】
a.茶水中含有鞣酸,与亚铁离子结合成无色的鞣酸亚铁,进而变为蓝黑色的鞣酸铁。
b.鞣酸、维生素C均具有还原性。
下列分析不正确的是
A.①→②,铁元素被氧气氧化生成了鞣酸铁
B.由③→④→⑤,可推知③中含二价鉄
C.由①、③、④几乎颜色相同,可推知其所含粒子种类相同
D.④→⑤,至少有两种粒子被氧化
考点二 铁及其氧化物
◆题型1 铁的化学性质
8.将某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL平均分成两份,向第一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2g铜(已知硝酸只被还原为NO气体);向第二份中逐渐加入铁粉,产生气体的体积随加入铁粉质量的变化如图所示。下列分析或结果不正确的是
A.原200mL混合酸中的物质的量为0.4mol
B.图中BC段发生的离子反应为
C.原混合酸中的物质的量浓度为
D.第二份溶液中最终溶质为
9.实验室利用如图所示装置完成铁与水蒸气的反应。下列说法正确的是
已知:①;②有磁性。
A.用酒精喷灯加热装置中的①处效果更好
B.当观察到肥皂液中有气泡逸出时,说明生成
C.取反应后的固体,溶于稀硫酸中产生大量气泡,说明铁粉有剩余
D.取反应后的固体,用磁铁可吸引固体颗粒,说明反应生成
10.Ⅰ.兴趣小组利用下图实验测定某稀盐酸的溶质质量分数。
请完成下列分析及计算:
(1)反应生成气体的质量为___________g。
(2)计算稀盐酸中溶质的质量分数___________。
Ⅱ.某兴趣小组完成了Fe与水蒸气反应的实验,实验装置如下图所示:
(3)在D处玻璃管口点燃生成的气体前,必须对该气体进行的操作是________。
(4)硬质玻璃管中反应的化学方程式:________。
(5)当有8.4g铁粉参加反应时,生成的气体在标准状况下的体积是________L。(要求写出具体计算过程)
◆题型2 铁的氧化物的性质
11.下列有关铁的氧化物的叙述中,不正确的是
A.FeO在空气中受热会迅速被氧化为Fe3O4
B.Fe2O3常用作红色油漆和涂料
C.Fe3O4与稀盐酸反应只生成一种盐
D.铁的氧化物都不溶于水
12.以太阳能为热源分解,并利用铁的氧化物进行分解水制,其过程如图。下列说法错误的是
A.过程I的能量转化形式是太阳能→化学能
B.该方法制具有成本低,产物易分离的优点
C.过程I的反应中每生成9molFeO转移电子数为6mol
D.过程II的反应中FeO与的化学计量数之比为2:1
考点三 铁的氢氧化物及其化合物之间的转化关系
◆题型1 氢氧化亚铁的制备
13.下列关于、的说法错误的是
A.用该装置制备沉淀的操作为先关闭处止水夹,一段时间后再打开处止水夹
B.若用如上图装置制备沉淀,使用未经煮沸的纯净水进行相关溶液配制,则实验可能会失败
C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,此现象可确定溶液中含有
D.向溶液中加入少量铁粉是为了防止被氧化
14.一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示。下列说法正确的是
A.保存溶液时加入铁粉是为了防止被还原
B.实验时先注入稀硫酸,再注入溶液和溶液
C.装置N的唯一作用是判断装置M中的空气是否排尽
D.用铁粉代替粉末,也能排尽装置内空气
15.已知的熔点为,沸点为,易升华且易溶于水。某小组同学欲制备并对其性质进行研究,同时该小组还探究氢氧化亚铁的性质。
(1)小组同学先用与反应得到,该反应的方程式为__________。
(2)小组同学又对无水能否分解产生。进行了如图实验探究。
甲同学认为装置B中湿润的淀粉-KI试纸(浸泡在盐酸中)变蓝即可证明无水能分解产生,乙同学认为不能得出此结论,理由是__________(用离子方程式表示)。
(3)乙同学提出了改进意见,用如图所示装置进行实验(实验过程保持氮气氛围):
①加热一段时间后,装置中的试纸__________(填现象),说明已经开始分解了。
②实验结束后,将装置D中残留固体完全溶于稀盐酸,取少量反应后溶液加入__________(填化学式)溶液,若观察到溶液变红,说明未分解完全。
(4)该小组成员使用下图装置制备氢氧化亚铁
制得沉淀后,取下层的悬浊液放在空气中静置,观察到的现象是__________,该过程发生的反应的化学方程式为__________,将静置后的沉淀置于坩埚中加热,最终得到的固体是__________(填化学式)。
◆题型2 铁及其化合物的转化关系
16.元素的“价-类”二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具。铁元素的“价-类”二维图如图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系,下列说法错误的是
A.该图中缺失的类别M应为盐
B.反应①③⑤⑥均需加入氧化剂才能实现
C.在溶液中加入溶液时,可连续发生反应④和③
D.、均是碱性氧化物,均可与酸反应生成盐和水
17.甲、乙、丙三种不同的物质中均含有同一种元素,反应④为置换反应,往乙溶液中滴加KSCN溶液,乙溶液变为血红色。它们之间的转化关系如图所示(部分反应物及生成物已略去)。下列说法错误的是
A.反应①、②可能为化合反应
B.反应④的另一反应物可以为共价化合物的水溶液
C.甲可以为金属单质,不可能是化合物
D.若甲为金属单质,甲、乙、丙中的相同元素化合价不同
18.部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示,由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是
A.可用溶液检验
B.常温下,可用材质容器储运浓硫酸
C.与氧化剂在碱性条件下反应可生成
D.若为金属阳离子,可通过与稀溶液反应生成
19.根据含铁物质的转化关系图,判断下列说法正确的是
A.在上述标号的反应中有3个非氧化还原反应
B.反应①可表示铁与水蒸气在高温下的反应
C.、在空气中灼烧至恒重,其产物分别是和FeO
D.高铁酸钾作为水处理剂的原理为:(胶体)
考点四 硫及其化合物的性质
◆题型1 硫单质的性质
20.下列关于硫的说法不正确的是
A.试管内壁附着的硫可用二硫化碳溶解除去
B.单质硫既有氧化性又有还原性
C.单质硫与氢气反应体现了单质硫的氧化性
D.硫单质能与铜反应生成硫化铜,体现了硫单质的氧化性
21.硫及其化合物部分转化关系如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.11.2LSO2中原子总数为1.5NA
B.0.1mol•L﹣1Na2SO3溶液中,Na+ 数目为0.2NA
C.反应①每消耗3.4gH2S,生成物中硫原子数目为0.1NA
D.反应②每生成1mol还原产物,转移电子数目为2NA
22.中医用药讲究“十八反”和“十九畏”,其中有“硫黄原是火中精,朴硝一见便相争”,硫黄即硫单质。下列说法正确的是
A.硫是一种淡黄色、易溶于水的固体
B.试管内壁上的硫黄可用二硫化碳清洗
C.过量的硫与铁反应生成,体现了硫单质的氧化性
D.硫在空气中燃烧生成二氧化硫,硫在过量氧气中燃烧生成三氧化硫
◆题型2 硫化氢的性质
23.H2S是无色有恶臭味的有毒气体,其水溶液是一种二元弱酸,下列说法不正确的是
A.硫化氢能被氯气、碘、溴等卤素单质氧化成硫单质
B.将H2S通入足量的氢氧化钠溶液,可得到含Na2S的溶液
C.将H2S在足量的氧气中燃烧,可得到淡黄色的固体
D.H2S通入到FeCl3溶液中,溶液酸性增强
24.硫化氢(H2S)是一种有毒、有害的气体。处理废气中的H2S,是将废气与空气混合通入FeCl2、CuCl2、FeCl3的混合液中,其转化的流程如图所示。下列说法不正确的是
A.反应I中铁元素被氧化,O2是氧化剂
B.过程Ⅲ中发生反应的离子方程式为:CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+
C.氧化性由强到弱的顺序:O2>Fe3+>S
D.该转化过程可以回收硫,反应一段时间后溶液中氯离子浓度不变
◆题型3 硫的氧化物的性质
25.用下图所示实验装置(部分夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验或说法不合理的是
A.上下移动①中铜丝可控制的量
B.②中品红溶液是验证的生成
C.③中石蕊溶液变红后不褪色
D.为确认生成,向①中加水,观察颜色
26.按照图示装置开展实验,将浓硫酸全部加入装置Ⅰ的试管中后关闭活塞,观察到装置Ⅰ的试管内产生大量气泡。下列说法中正确的是
A.装置Ⅰ试管内发生的反应体现了浓硫酸的强氧化性
B.装置Ⅱ中溶液先变红后褪色
C.装置Ⅲ、装置Ⅴ中溶液褪色均可说明具有漂白性
D.装置Ⅳ中溶液出现浑浊现象可说明具有氧化性
27.一种以黄铁矿(主要成分是,设杂质均不参与反应)为原料生产硫酸的简要流程图如图:
下列说法不正确的是
A.黄铁矿“煅烧”时反应的化学方程式为
B.是还原剂,发生氧化反应
C.标准状况下,22.4L 中含有的原子总数为
D.“吸收”时若用水吸收三氧化硫会有酸雾产生
◆题型4 不同价态含硫物质之间的转化
28.部分含硫、氯元素物质的“价-类”二维图如图所示。下列说法错误的是
A.向b的水溶液中通入c′会降低漂白效果
B.e的钠盐与浓的a溶液反应生成黄绿色气体b
C.工业上制备e′时,常用水吸收d′
D.c和足量c′在水中反应时消耗的物质的量之比为2:5(不考虑各自与水的反应)
29.含硫煤燃烧会产生大气污染物。为消除污染,某工厂设计了以下治理方案,其工艺流程如图所示。下列有关说法不正确的是
A.该流程中化合价发生改变的元素为Fe、S和O
B.该流程中可得到化工产品
C.该流程中吸收的与消耗的的质量比为
D.流程中总反应的化学方程式:
30.微生物法炼铜是在反应釜中加入黄铜矿(,其中为+2价)、硫酸铁、硫酸和微生物,并鼓入空气,黄铜矿逐渐溶解,各物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A.反应釜中保持高温更有利于反应进行
B.整个转化过程中,可以循环利用的物质有和
C.反应①的离子方程式为
D.当黄铜矿中的铁元素全部转化为时,生成共消耗
考点五 硫酸的性质、用途及制备
◆题型1 硫酸的性质
31.下列关于浓硫酸的说法中,正确的是
A.浓硫酸可干燥硫化氢气体 B.可用锌和浓硫酸反应制取氢气
C.浓硫酸必须保存在棕色试剂瓶中 D.浓硫酸可使纸张脱水炭化
32.如图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是
硫酸 化学纯(CP)(500mL)
品名:硫酸
化学式:
相对分子质量:98
密度:1.84g/cm3
质量分数:98%
A.硫酸在水溶液中的电离方程式为
B.该硫酸的物质的量浓度为
C.室温下1mol Cu与足量稀硫酸反应,产生2g氢气
D.配制500mL 的稀硫酸需取该硫酸125.0mL
33.浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为检验反应的产物,某同学设计实验装置如图所示(部分夹持装置略,不考虑空气的干扰,每种装置仅用一次)。下列说法错误的是
A.装置应连在装置A、B之间
B.装置B中品红溶液褪色证明反应的某种产物具有漂白性
C.若装置C中溶液褪色,装置D中出现浑浊,则证明反应产物含
D.装置A中发生反应的化学方程式为
34.某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用如图所示装置进行有关实验。甲同学取agCu片和12mL18mol/L浓放入圆底烧瓶中加热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有一定量的和Cu剩余。
(1)Cu与浓反应的化学方程式是_____________________;装置D中试管内盛有品红溶液,当C中气体集满后,D中有可能观察到的现象是_______________,为避免实验装置D有可能造成环境污染,试用最简单方法加以解决(实验用品自选)______________。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中应放置的液体是______(填序号)。
a.饱和溶液 b.酸性溶液
c.饱和溶液 d.浓氯水
(3)反应完毕后,烧瓶中还有一定量的余酸,却不能使Cu完全溶解的原因是_____________________;为观察硫酸铜溶液的颜色,反应完毕后,先冷却,再_______________。(填写具体的操作)
(4)实验中某学生向A中反应后溶液中通入氧气,并加热使铜片全部溶解且仅生成硫酸铜溶液,该反应的化学方程式是_____________________。
◆题型2 硫酸根离子的检验
35.下列离子检验的方法正确的是
A.某溶液中加硝酸银溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有
B.某溶液中加溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有
C.某溶液中加溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有
D.某溶液中加无现象,再滴入氯水,若溶液变红,则说明原溶液中有
36.某实验小组设计如下实验探究与溶液的反应(夹持、加热仪器省略),实验过程中装置丙中产生白色沉淀。下列说法正确的是
A.装置甲中的反应体现了浓硫酸的氧化性和酸性
B.试剂a应选用浓硫酸,作用是除水
C.取装置丙中沉淀,加入稀盐酸中并滴加品红溶液,溶液褪色可证明沉淀中含
D.取装置丙中上层清液滴加溶液,若无白色沉淀生成可证明沉淀中含
37.有一包固体样品可能是由NaOH、CaCO3、Na2SO4、FeCl3、BaCl2、MgSO4中的一种或几种组成,某兴趣小组同学为确定其成分,进行如图实验:
下列说法正确的是
A.白色固体a中有CaCO3、BaSO4、Mg(OH)2
B.无色溶液A可能显碱性
C.白色沉淀b为BaSO4、BaCO3
D.原固体样品中一定有CaCO3,可能有NaOH、Na2SO4和MgSO4,一定没有FeCl3、BaCl2
◆题型3 硫酸的工业制备
38.硫酸是重要化工原料,工业生产制取硫酸的原理示意图如下。下列说法错误的是
A.Ⅰ的化学方程式:
B.III中用水吸收
C.和均为酸性氧化物
D.生产过程中产生的尾气可用生石灰吸收
39.工业上用黄铁矿(主要成分为)制硫酸的原理示意图如下:下列说法错误的是
A.“炉气制造”环节中,黄铁矿从进料口1投入,空气从进料口2鼓入
B.“炉气精制”环节,是为了防止后续反应中催化剂“中毒”
C.“催化氧化”环节,若进气口a气体温度为,出气口b气体温度为,则
D.“吸收”环节,喷淋冷的蒸馏水可更有效吸收三氧化硫
40.工业上以黄铁矿(主要成分为)为原料制备硫酸和绿矾()的工艺流程如下图。
已知:煅烧后烧渣含和少量、等。
(1)黄铁矿在“煅烧”前需粉碎,粉碎的目的是通过_________加快反应速率。
(2)“催化氧化”的化学方程式为_________。
(3)“吸收”步骤中,的吸收率与所用硫酸的浓度、温度的关系如图。
据图分析,最适合的吸收条件:硫酸的浓度_________%,温度_________℃。
(4)“碱浸”后,浸出液中的阴离子有、_________和_________(填离子符号)。
(5)“还原”时所用物质Y可以为_________(填字母)。
A.铜粉 B.铁粉 C. D.
(6)“系列操作”包括_________、_________、过滤、洗涤、干燥。
(7)工业制硫酸产生的尾气常用过量的氨水吸收。写出相应的离子方程式_________。
(8)用32吨含硫40%的黄铁矿为原料制备硫酸,假设硫在燃烧过程中损失10%,生成的转化率是90%,其他步骤的损失忽略不计,最多可以生产98%的硫酸_________吨(保留1位小数)。
◆题型4 酸雨的防治
41.酸雨是一种突出的环境问题。下列有关酸雨及其防治的说法正确的是
A.酸雨是指pH<7的雨水
B.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林,加速桥梁的腐蚀
C.向煤中加入适量石灰石,在燃烧时最终生成,可减少酸雨
D.汽车排气管上的“催化转化器”,使有毒的CO和NO反应生成和,但不利于酸雨的防治
42.中办、国办在第二轮中央生态环保督察启动之际印发了《中央生态环境保护督察工作规定》,可见国家对环境保护的重视程度。酸雨是一种突出的环境问题,下列有关酸雨及其防治的说法正确的是
A.酸雨主要是由空气中CO2的浓度增大引起的
B.酸雨能直接损伤农作物,破坏森林,加速桥梁的腐蚀
C.酸雨的形成只与SO2的排放有关
D.汽车尾气中的氮氧化物是由于汽油的不完全燃烧
考点六 氮及氮的氧化物
◆题型1 氮气的性质
43.下列关于氮气的说法错误的是
A.氮的固定能够将氮气转化为可被人类利用的形式,比如将氮气液化或固化
B.氮气分子因存在氮氮三键而具有很稳定的化学性质
C.汽车尾气中的氮氧化物来自反应
D.氮气在化学反应中既可以作氧化剂又可以作还原剂
44.氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是
A.分子内原子间以共价三键结合,化学性质稳定
B.在细菌作用下转化为被植物吸收,属于氮的固定
C.步骤①中在雷电作用下发生反应的化学方程式为:
D.步骤②中在细菌作用下生成,发生氧化反应
◆题型2 氮的固定
45.下列过程属于固氮的是
A.闪电时氮气转化为一氧化氮 B.氨气被氧气氧化为一氧化氮
C.一氧化氮与氧气化合生成二氧化氮 D.分离液态空气获得
46.自然界中氮的循环如图所示。下列说法错误的是
A.④维持大气中氮元素含量稳定
B.①是野生植物生长所需氮元素的重要来源
C.④⑤都是氮元素的还原反应过程
D.②是氮肥工业基础,科学家们努力将固氮变化条件趋近生物固氮
◆题型3 氮氧化物的性质及相关计算
47.下列关于NO和NO2的说法正确的是
A.NO可以用排空气法收集
B.NO2是红棕色气体,能溶于水生成HNO3
C.NO和NO2均为酸性氧化物
D.NO2与水的反应中,NO2只作氧化剂
48.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内液面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中液面继续上升,经过多次重复后,试管内完全充满液体,原来试管中盛装的气体是
A.可能是和的混合气体 B.一定是气体
C.可能是与的混合气体 D.可能是与的混合气体
49.在一支50 mL注射器里充入20 mL NO,然后吸入5 mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口,振荡注射器,静置后观察现象①。打开弹簧夹,快速吸入10 mL空气[,忽略其他气体]后夹上弹簧夹,立即观察现象②。振荡注射器,静置后再观察现象③。
下列关于该过程的分析正确的是
A.现象①为注射器活塞位置在5 mL处
B.现象②为气体变成红棕色,且
C.现象③中所得溶液的浓度近似为(假设气体处于标准状况下)
D.若将10 mL空气换成,则现象③为注射器内充满液体
50.有一倒置于水槽且装满水的容器,向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2,充分反应后,若容器中仍充满溶液,则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是
A.1∶1∶2 B.4∶3∶2
C.4∶16∶13 D.4∶3∶4
考点七 氨和铵盐
◆题型1 氨的性质及应用
51.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,合成氨以及氨氧化制硝酸的流程如图所示。下列说法错误的是
A.流程中发生氮的固定的设备是合成塔
B.H2O的热稳定性强于NH3
C.氧化炉内发生的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为5:4
D.当吸收塔中的n(NO):n(O2)>4:3时,NO可以在吸收塔中完全转化为HNO3
52.钠在液氨中溶剂化速度极快,生成和溶剂合电子,如图为钠投入液氨中的溶剂化图。钠沉入液氨中,快速得到深蓝色溶液,并慢慢产生气泡,随反应的进行,溶液颜色逐渐变浅。下列说法错误的是
A.氨合电子具有强的氧化性
B.微粒A代表的是
C.溶液的导电性增强
D.钠和液氨可发生以下反应:
53.“双色双喷泉”实验装置如图所示,图中相同体积的两个烧瓶内分别充满氨气和氯化氢,烧杯内均装有滴有紫色石蕊试液的蒸馏水。下列说法错误的是
A.在实验室中,不能通过直接加热氯化铵来制备氨气
B.在实验室中制备干燥的氨气和氯化氢时均可选用无水氯化钙作干燥剂
C.同时打开止水夹a、c、d,左侧形成蓝色喷泉,右侧形成红色喷泉
D.喷泉实验结束后,打开止水夹b一段时间后,混合溶液中的主要溶质为
54.已知极易溶于水,HCl易溶于乙醇。某同学用收集满的或HCl进行喷泉实验,设计了如下多个装置,图1装置实验前先关闭止水夹。下列说法错误的是
A.利用图1进行喷泉实验,将胶头滴管中的水挤入烧瓶,立即形成喷泉
B.图1进行喷泉实验后,烧瓶内氨水的物质的量浓度约为
C.利用图2进行喷泉实验,用冰冷的毛巾覆盖烧瓶可引发形成喷泉
D.图3锥形瓶内盛有乙醇,向盛有水的水槽中加入浓硫酸可引发喷泉
◆题型2 铵盐的性质及用途
55.下列有关铵根离子(NH)或铵盐的性质的叙述中,不正确的是
A.溶液中NH和OH-在加热时可生成NH3
B.铵盐受热分解均有生成NH3放出
C.铵盐均易溶于水
D.铵盐属于离子化合物
56.下列反应中,体现还原性的是
A.NH4HCO3加热分解有NH3生成
B.NH4Cl和NaNO2的混合溶液加热有N2生成
C.Mg(OH)2固体在NH4Cl溶液中溶解并生成NH3·H2O
D.(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液生成BaSO4白色沉淀
57.我国“蓝天保卫战”成果显著,肆虐的雾霾逐渐被遏止。科学家研究发现含氮化合物和含硫化合物在形成雾霾时与大气中的氨有关,转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.空气中悬浮颗粒可催化SO2完全被O2氧化为SO3
B.工业制硝酸第一步将NH3催化氧化时,n(氧化剂)∶n(氧化产物)=5∶4
C.H2SO4和NH3生成的过程属于氮的固定
D.NH4NO3和均可以作氮肥,高温天气施用效果更好
◆题型3 铵根的检验
58.用一种试剂可将NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2SO4三种溶液鉴别开的是
A.硝酸银 B.氯化钡 C.氢氧化钡 D.烧碱
59.下列实验操作及现象和结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
向盛有溶液的试管中通入,有白色沉淀产生
该白色沉淀是
B
向某稀盐溶液中滴加稀NaOH溶液,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,未见试纸变蓝
该盐溶液中不含
C
向Cu与浓反应后的试管中加蒸馏水稀释,溶液变蓝色
Cu与浓反应有生成
D
向某溶液中加入用盐酸酸化的溶液,有白色沉淀生成
该溶液一定含有
A.A B.B C.C D.D
60.取某固体样品,进行如下实验:
①取一定量的样品,加足量水充分溶解,过滤得到滤液和滤渣。
②取少量滤液,加入溶液,有白色沉淀产生;加热,产生的刺激性气体遇浓盐酸产生白烟;再加过量盐酸酸化,溶液变澄清。
③取少量滤渣,加入稀盐酸,滤渣全部溶解,同时有气体产生。
根据上述实验现象,该固体样品的成分可能是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
◆题型4 实验室制取氨的方法
61.下列方法中,不能用于实验室制备氨气的是
A.将熟石灰和氯化铵的混合物加热 B.加热氯化铵固体
C.将浓氨水滴到生石灰上 D.加热浓氨水
62.探究的催化氧化的实验装置如图所示。③中气体颜色无明显变化;④中收集到红棕色气体,一段时间后,④中产生白烟。
下列分析正确的是
A.若②中只加入也可以实现上述现象
B.③、④中现象说明③中发生了的催化氧化反应
C.④中白烟的主要成分是
D.一段时间后,⑤中铜粉不可能完全反应
63.已知遇水发生复分解反应,需密封保存。利用如下装置制取氮气,并用氮气制备,下列说法错误的是
A.①中发生的反应为
B.②的作用为安全瓶,防止停止加热时③中的溶液进入①中
C.③、④、⑥中依次盛装浓、酸性氯化亚铁溶液、碱石灰
D.取⑤中少量产物,加适量蒸馏水,再滴加石蕊试液,溶液显蓝色
64.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。
Ⅰ.实验室氨的制备
(1)氨的发生装置可以选择上图中的A,反应的化学方程式为________________________。
(2)B中盛碱石灰的仪器名称为________,E中漏斗的作用是________________________。
(3)欲收集一瓶干燥的氨,选择上图中的装置,其连接顺序为:a→____________(按气流方向,用小写字母表示)。
Ⅱ.下图为工业合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意图。
(4)氧化炉中发生反应的化学方程式为________________________________。
(5)物质M为__________,作用是使氧化炉中的产物尽可能转化为硝酸。尾气处理装置中可能发生的反应为________________________________________________________。
Ⅲ.工业酸性废水中含,可通过微生物法处理。
(6)废水中的检验方法是________________________________________________________。
考点八 硝酸
◆题型1 浓、稀硝酸的性质
65.下列表述正确的是:
①浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中
②检验亚硫酸钠溶液在空气中放置是否变质可以先加硝酸溶液,再加氯化钡溶液来检验
③锌与稀硝酸反应可以得到氢气
④足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化
⑤浓硫酸滴到纸张上变黑,说明浓硫酸具有脱水性
⑥二氧化硫和二氧化氮都能形成酸雨,酸雨的pH等于5.6
A.①③④ B.①② C.①⑤ D.①②⑥
66.室温下,研究一定量浓硝酸与铜的反应,装置和试剂如图所示。下列分析不正确的是
A.a中将铜丝卷成螺旋状可增大反应速率
B.a中发生反应:
C.b中气体为红棕色,反应一段时间后,其中可能含
D.将铜丝换成铁片,反应更剧烈,产生大量气体
67.下图实验装置用于探究铜与浓、稀硝酸反应(夹持装置已省略),下列说法不正确的是
A.关闭止水夹1,打开止水夹2,适当向外拉动针管Ⅰ,仪器B中Cu粉与浓硝酸反应
B.仪器B中,铜与浓硝酸反应产生气体会将液体压回试管,适当拉动针管Ⅱ可以进行尾气处理
C.关闭止水夹2,打开止水夹1,拉动针管Ⅰ,然后关闭止水夹1,打开止水夹2,推动针管Ⅰ,重复上述操作多次可得到稀硝酸
D.烧杯A中使用热蒸馏水的目的是加快后续反应
68.某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下对稀硝酸的性质进行了实验探究。
【实验设计与验证】按图示设计实验。
实验装置
实验现象
溶液先变红,一段时间后褪色
有气泡冒出,产生无色气体X,无色气体X遇空气变红棕色的有刺激性气味的气体
【提出问题】稀硝酸中加入紫色石蕊溶液变色后为何会褪色?上述产生的无色气体X是什么?硝酸具有哪些特性?
【查阅资料】硝酸具有强氧化性,可与等多种金属反应生成相应的硝酸盐,但不会生成。
【猜想与分析】
(1)甲同学认为稀硝酸中加入紫色石蕊溶液变色后又褪色是由于试管不干净,含有其他杂质,要证明甲同学的观点,应进行的操作是_______________________________。
(2)小组同学一致认为红棕色气体是,但对于无色气体X及变化的原因有不同的观点。
①乙同学认为气体X是,但遭到大家的一致反对,理由是_______________________________。
②丙同学认为气体X是,也遭到大家的一致反对,理由是_______________________________。
③经讨论,最终大家达成了气体X是的共识。写出铜片与稀硝酸反应的离子方程式:_______________________________。
【表达交流】
(3)根据探究结果,请分析稀盐酸和铜不反应而稀硝酸却能与铜反应的原因:____________________________。
【反思拓展】
(4)将铜片加入足量的浓硝酸中,发现反应后所得溶液呈绿色,活动小组的同学查阅资料得知,这是由生成的红棕色气体溶解在溶液中引起的,请设计一个简单的实验证明:_______________________________。
(5)活动小组设计了多组实验探究发现,铜与不同质量分数的硝酸反应对应的产物:质量分数为1%时生成;质量分数为15%时生成;质量分数为50%时生成;质量分数为80%时生成。由此可以得到的规律是_______________________________。
(6)工业上可以废铜屑为原料制备硝酸铜,从节约原料和环境保护的角度,下列宜选用的是________(填标号)。
A.
B.
C.
D.
◆题型2 浓、稀硝酸与金属反应的相关计算
69.将完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含、、)的混合物共,这些气体恰好能被的溶液完全吸收,生成含和的盐溶液。其中的物质的量为
A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.3 mol D.0.4 mol
70.向质量为3.36 g的Cu和CuO的混合物中加入稀硝酸至混合物恰好完全溶解,同时收集到224 mL(标准状况)气体X。下列说法正确的是
A.Cu和CuO均被稀硝酸氧化
B.混合物中含有铜元素的质量为0.96 g
C.未被还原的的物质的量为0.09 mol
D.气体X与56 mL(标准状况)混合后可被水完全吸收
71.将铜粉投入硝酸和硫酸组成的混合溶液中,充分反应后,固体有剩余,共收集到和的混合气体(不考虑与的转化),向反应后的溶液中继续加入的溶液,铜离子恰好完全沉淀,过滤后得到固体,下列说法不正确的是
A.铜离子完全沉淀后得到
B.收集到的混合气体中体积分数为90%
C.混合酸中硫酸的浓度为,
D.混合酸中氢离子的浓度为
72.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是
A.第二份溶液从反应开始至结束,所得气体总体积在标况下为4.48 L
B.OA段产生的是NO,AB段发生的反应为,BC段产生氢气
C.原混合酸中的物质的量为0.2 mol
D.C点浓度为
◆题型3 硝酸的工业制法
73.工业制硝酸的原理如图所示,设代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,15 g NO的体积为11.2 L
B.第①步反应中,和过量的充分反应后可得到
C.第③步反应中,每生成转移的电子数为
D.的溶液中含有的氧原子数为
74.工业上制备硝酸的主要工艺如下。
下列说法不正确的是:
A.合成塔的条件为:高温、高压和催化剂
B.氨分离器主要利用沸点低的特点将其与和分离
C.氧化炉中催化氧化反应的主要氧化产物是
D.氮氧化物尾气既可用碱液吸收,也可用催化还原
75.某工厂设计了一种将制硝酸和制纯碱的工艺相结合的方案,其工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)A的化学式_____________,吸收塔中通入A的作用:__________________。
(2)写出催化氧化步骤中发生反应的化学方程式:______________________________。
(3)为了将B恰好完全转化为HNO3,理论上A和B的体积(标准状况)比为____________。
(4)反应2中向饱和食盐水中先通入NH3,再通入气体X,按这种顺序通入气体的原因是___________________________________________________________。
(5)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化合物污染空气,科学家开发了以某分子筛为催化剂,用NH3还原NO和NO2,其反应历程如图所示:
①该反应的总方程式:______________________________;
②每生成标准状况下2.24 L N2,转移电子数目为____________。
◆题型4 含氮化合物之间的转化
76.氮及其化合物的变化关系如图所示。则下列说法不正确的是
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
C.图中所有标号的反应都是氧化还原反应
D.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
77.氮在自然界中的转化是一个复杂的过程,如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。下列有关氮循环的说法错误的是
A.动植物蛋白质中一定含有氮元素 B.在氮的循环过程中涉及氧化还原反应
C.图中所示转化有3种属于氮的固定 D.转化⑤⑥说明含氮有机物与含氮无机物可相互转化
78.如图为含氮或含硫常见物质间的转化关系,下列说法一定正确的是
A.常温下发生的转化,X均可为单质Fe B.d和c可在一定条件下反应生成a
C.的转化均在点燃条件下发生 D.图示中的所有转化过程均为氧化还原反应
79.科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的转化为N2进入大气层,反应过程如图所示:
下列说法错误的是
A.过程Ⅰ中发生还原反应 B.过程Ⅲ中产生的电子全部用于过程Ⅱ中
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO):n()=1:1 D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为
综合攻坚·知能拔高
1.铁器久置于空气中会与空气中的水蒸气、氧气作用产生铁锈,铁锈能与酸反应生成铁盐和水。某同学利用下述一系列反应实现了含铁元素物质的转化(如下图所示),则下列说法正确的是
A.④一定为复分解反应 B.⑤一定为置换反应
C.铁锈属于盐 D.乙可能为氧化铁
2.下列说法正确的是
①只含有一种元素的物质不一定是纯净物
②NO2与H2O反应生成HNO3和NO,故NO2是酸性氧化物
③碱性氧化物一定是金属氧化物
④根据酸分子中H原子个数分为一元酸、二元酸等
⑤酸性氧化物和水都能反应生成酸,碱性氧化物和水都能反应生成碱
⑥在电流作用下,盐酸中的HCl电离成H+和Cl-
A.①③⑥ B.①③ C.②③④⑤ D.②③⑥
3.为了检验浓硫酸与木炭加热后产生的三种物质:将混合气体慢慢通过检验试剂,并记录现象。下列实验能够达到实验目的的是
选项
实验流程及现象
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
4.下列对离子共存的结论和分析均正确的是
选项
离子种类
结论及分析
A
、、、
有白色沉淀生成:
B
、、、
产生黄绿色气体:
C
、、、
溶液变浑浊:
D
、、、
上述离子不能大量共存:
A.A B.B C.C D.D
5.将一定量的铁粉投入到硫酸铜与硫酸铁的混合溶液中,充分反应后有固体剩余。下列分析正确的是
A.剩余固体中只含未反应的铁粉
B.若固体中有铜,则反应后的溶液中不可能含有Cu2+
C.若剩余固体中有铁,则反应后的溶液中只有一种溶质
D.若剩余固体中只有铜,则反应后的溶液中含有Fe3+
6.某研究性学习小组为探究某矿石的主要成分,开展了如下实验:先将矿石粉碎,再向其中加入过量的稀盐酸,充分反应后进行过滤,取过滤后得到的滤液进行后续实验。下列说法正确的是
A.取少量滤液滴加少量溶液,无白色沉淀,说明矿石中一定不含
B.取少量滤液滴加过量溶液,产生白色沉淀,说明矿石中含有
C.取少量滤液滴加过量NaOH溶液,产生白色沉淀,说明矿石中一定含有
D.取少量滤液加入硝酸酸化的硝酸银,产生白色沉淀,说明矿石中一定含有
7.将1.12g铁粉加入的氯化铁溶液中,充分反应后的结果与下列叙述不相符的是
A.铁粉完全溶解,溶液中浓度基本不变
B.和的物质的量之比为
C.往溶液中滴入KSCN溶液,溶液不显红色
D.反应后,铁粉没有剩余
8.元素的价类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型和工具,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.上述物质中只有和之间可以相互转化
B.胶体可以作为消毒剂
C.金属不能将转化为,因为的还原性比弱
D.是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速被氧化成
9.高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。用二硫化亚铁制备高铁酸钠和硫酸流程如下。下列分析正确的是
A.反应①②③④均为氧化还原反应
B.反应①中每消耗还原剂,生成
C.反应③中每生成氧化产物,消耗氧化剂
D.理论上制备的硫酸,需要消耗(标准状况),转移
10.某化学兴趣小组用图甲所示装置探究实验中三颈烧瓶内的压强变化。图甲中的三颈烧瓶收集满氨气后关闭,用在冰水中浸泡后的湿毛巾覆盖在三颈烧瓶上,时拿走毛巾并打开,整个过程中测得三颈烧瓶内压强变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是
A.滴加试剂a,只需打开分液漏斗的玻璃旋塞
B.时三颈烧瓶内气体压强最大,喷泉现象最明显
C.三颈烧瓶内压强减小是和水生成导致
D.打开K2,用热水浸泡的湿毛巾替换冰水浸泡的湿毛巾,也可观察到喷泉现象
11.在一定条件下,a g镁和铁的混合物与b L氯气(标准状况下)恰好完全反应,生成氯化镁和氯化铁,加入适量水得到溶液。向溶液中加入c mol·L-1氢氧化钠溶液V mL,使金属离子刚好沉淀完全,得到的沉淀质量为d g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到氧化镁和氧化铁,固体质量为m g。则下列关系中,错误的是
A. B. C. D.
12.硝酸工业生产中常用纯碱溶液吸收排出的氮氧化物废气,废气中只含有NO、两种气体。将一定量废气通入到足量的溶液中被完全吸收,溶液中生成的、两种离子的物质的量与废气中的物质的量分数变化关系可用如图所示。已知溶液中可发生以下两个反应:
①
②
下列说法正确的是
A.图中线段a表示离子
B.随x值增大,溶液中变大
C.若测得所得溶液中为0.5 mol,则x值为0.8
D.时,反应中可收集到标准状况下22.4 L
13.自然界中钠的碳酸盐主要以天然碱的形式存在,是目前工业获得碳酸钠和碳酸氢钠的主要途径,按要求回答下列问题:
(1)关于等质量和固体,下列说法错误的是__________。
A.热稳定性:
B.水中的溶解度:
C.与同浓度的盐酸反应产生的速率:
D.与足量盐酸反应产生的质量:
(2)把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中和的物质的量浓度恰好相等。则已反应的和未反应的的物质的量之比为__________。
A.2:3 B.2;5 C.1:1 D.5:2
(3)下列离子方程式中,不正确的是__________。
A.铁与稀盐酸反应:
B.氧化亚铁与稀盐酸反应:
C.氯化铁溶液与铜反应:
D.向氯化亚铁溶液中滴加双氧水:
氢氧化亚铁是合成多种铁基功能材料的前驱体,下图是实验室制取氢氧化亚铁的装置。
(4)装置I制备时,先向试管中滴入稀硫酸,这步操作的作用是__________,装置Ⅱ能起到相同作用的试剂为__________。
A、NaOH溶液 B、苯 C、溶液 D、蒸馏水
(5)装置I中完成上述操作后,再用长滴管滴入氢氧化钠,若这时误将盛有水的烧杯移开,使试管内外空气流通,试管内观察到的现象为__________,产生上述现象的化学方程式为__________。
14.硝酸和硫酸都是重要的基础化工原料。
Ⅰ.历史上先后出现多种不同的制备硝酸的方法。
方法一:17世纪,人们以硝石(主要成分)为氮源制备硝酸。
(1)该方法原理为:(浓)。该反应中,浓硫酸体现了___________。
A.强氧化性 B.脱水性 C.吸水性 D.难挥发性
方法二:合成氨问世后,氨氧化法进入工业化阶段,这种方法至今依然是世界上生产硝酸的主要方法。某化学小组模拟工业生产制取,设计了下图所示装置,其中为一个可持续鼓入空气的橡皮球。
(2)写出装置B中发生反应的化学方程式___________。
(3)装置C中浓硫酸的主要作用是___________。
Ⅱ.工业上采用接触法制硫酸的工艺如下图所示。
(4)下列说法不正确的是___________。
A.在沸腾炉和和吸收塔中含硫物质均发生氧化反应
B.在进入接触室前,需要进行净化,以免催化剂会“中毒”失效
C.接触室中使用高效催化剂可使平衡转化率达到100%
D.吸收塔中选用98.3%的浓硫酸作吸收剂,目的是防止形成酸雾,有利于吸收完全
(5)沸腾炉中发生反应:(未配平),其中氧化产物是(填化学式)___________,若有完全反应,则转移电子___________。
(6)目前,溶液广泛应用于工业脱硫脱硝。
①某课外小组同学设计了如图喷淋吸收塔装置(如图1),设计该装置的优点是___________。
②如图2为浓度对脱硫脱硝效率()的影响。当温度为,溶液的(溶液显碱性),时,的脱除效率一直维持在以上,而脱除效率相对较低,其原因是___________。
15.氮是生命体重要组成元素,自然界中氮的循环对生命活动有重要意义。
(1)“价—类”二维图是学习元素化合物性质的重要方法,利用所学知识能更好地了解氮的循环。
①实验室用固固加热法制取并收集一瓶干燥的甲气体,从下图中选择合适的装置,其连接顺序为_________________按从左到右的气流方向,用小写字母和箭头表示,甲气体的检验方法是__________________________________________(写出具体步骤)。
②以下物质可用于研究乙的性质,预测能与乙发生反应的物质为_______填字母。
A.Na2SO3 B.CaCl2 C.CO2 D.NH3
(2)如图的氮循环是生态系统物质循环的重要部分。
①下列说法不正确的是___________填字母。
A.自然固氮过程中,N2既作氧化剂,也作还原剂
B.硝化过程需要外加还原剂
C.反硝化过程会加剧大气中氮氧化物的污染
D.同化、氨化过程中,实现了氮元素在无机物和有机物之间的转化
②反硝化过程中,H2可作为反应的还原剂。请写出与H2在酸性溶液中生成N2的离子方程式:_________________________________________。
(3)探究NaNO3中阴离子的氧化性与溶液中H+浓度的关系,进行如图实验:
①实验一的作用是_____________________________。
②实验一无现象。实验二观察到铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,并产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色,写出铜片参与反应的离子方程式______________。
③实验三观察到铜片迅速溶解,溶液由无色变为蓝色,有红棕色气体产生,说明实验三生成的气体是_______。
④由实验可知:的氧化性随溶液中H⁺浓度增大而________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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