元素及其化合物大题集锦文档格式.docx
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(3)Ⅲ中生成B的离子方程式是.
(4)Ⅳ中B溶解的离子方程式是.
(5)沉淀C的化学式是.
(6)若上述n(A):
n(B):
n(C)=1:
1:
3,则X的化学式是.
(1)CO2;
(2)钠、硅;
(3)Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+;
(4)Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O;
(5)Mg
(OH)2;
(6)Mg3
Al(OH)7
CO3.
3.FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。
请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是_.FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示).
(2)为节约成本,工业上用NaClO3
氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3.①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×
10−2mol⋅L−1,c(Fe3+)=1.0×
10−3mol⋅L−1,c(Cl−)=5.3×
10−2mol⋅L−1,则该溶液的PH约为_.
②完成NaClO3氧化FeCl2
的离子方程式:
ClO−3+Fe2++=Cl−+Fe3++.
(3)FeCl3
在溶液中分三步水K1:
Fe3++H2O⇌Fe(OH)2++H+;
Fe(OH)2++H2O⇌Fe(OH)+2+H+
K2
Fe(OH)++H2O⇌Fe(OH)3+H+K3
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:
xFe3++yH2O⇌Fex(OH)(3x−y)+y+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)___.
a.降温
b.加水稀释
c.加入NH4Cl
d.加入NaHCO3.
(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用;
钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子,离子方程式是:
2Fe3++Fe=3Fe2+,
故答案为:
Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质;
2Fe3++Fe=3Fe2+;
(2)①根据电荷守恒:
c(Cl−)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH−浓度很小,在这里可以忽略不计),则c(H+)=c(Cl−)−2c(Fe2+)−3c(Fe3+)=1.0×
10−2mol⋅L−1,则溶液pH=−lg1.0×
10−2=2,
2;
②氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,则生成物中有水生成,Cl元素的化合价从+5价降低到−1价,得到6个电子,而Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,则氯酸根离子的系数为1,Fe2+的系数为6,则铁离子的系数也是6,氯离子的系数是1,根据电荷守恒,则氢离子的系数是6,水的系数是3,配平后离子方程式为:
ClO−3+6Fe2++6H+=Cl−+6Fe3++3H2O,
1;
6;
6H+;
3H2O;
(3)控制条件使平衡正向移动,使平衡正向移动,因为水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;
加水稀释,则水解平衡也正向移动;
加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;
加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动,故选bd;
bd.
4.某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol⋅L−1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取少量黑色固体,洗涤后,___(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag.
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有___.
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是___(用离子方程式表示).针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;
溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀;
较3min时量小;
溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
较30min时量小;
溶液红色较3
0min时变浅
(资料:
Ag+与SCN−生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:
可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:
空气中存在O2,由于___(用离子方程式表示),可产生Fe3+;
假设c:
酸性溶液中NO−3具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:
根据___现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+.
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。
实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:
向硝酸酸化的___溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3min时溶液呈浅红色,3
0min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:
装置如图。
其中甲溶液是___,操作现象是___.
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ∼ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:
___.
(1)①黑色固体中含有过量铁,如果同时含有银,则可以加入HCl或H2SO4溶解Fe,而银不能溶解,
加入足量加入足量稀盐酸(或稀硫酸)酸化,固体未完全溶解;
②K3[Fe(CN)3]是检验Fe2+的试剂,所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+,
Fe2+;
(2)过量铁粉与Fe3+反应生成Fe2+,即Fe+2Fe3+=3Fe2+,
Fe+2Fe3+=3Fe2+;
②O2氧化Fe2+反应为4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O,白色沉淀是AgSCN,所以实验可以说明含有Ag+,Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+,
4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O;
白色沉淀;
③证明假设abc错误,就是排除Ag+时实验比较,相当于没有Ag+存在的空白实验,考虑其他条件不要变化,可以选用NaNO3,原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现,所以甲池应当注入FeCl2、FeCl3混合溶液,按图连接好装置,如电流表指针发生偏转,可说明d正确,
NaNO3;
FeCl2/FeCl3;
按图连接好装置,电流表指针发生偏转;
(3)i→iii中Fe3+变化的原因:
i→iiAg++Fe2+=Ag+Fe3+,反应生成Fe3+的使Fe3+浓度增加,ii→iii溶液红色较3
0min时变浅,说明空气中氧气氧化SCN−,使平衡向生成Fe3+的方向移动,Fe(SCN)3浓度减小,则溶液的颜色变浅,
i→iiAg++Fe2+=Ag+Fe3+,反应生成Fe3+的使Fe3+增加,红色变深,ii→iii空气中氧气氧化SCN−,红色变浅。
5.工业上,向500−600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;
向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。
现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。
回答下列问题:
(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为,装置B中加入的试剂是,D中反应的离子方程式为.
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取___.尾气的成分是___.若仍用D的装置进行尾气处理,存在的问题是、。
(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先,再.
(1)制取无水氯化铁的实验中,A装置制取的是氯气,实验室常用浓盐酸与二氧化锰加热制取,化学反应方程式为:
MnO2+4HCl(浓)====MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置B的作用是干燥氯气,常用浓硫酸;
氯气有毒,需要用强碱溶液吸收,所以D中发生反应的离子方程式为:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
浓硫酸;
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)制取无水氯化亚铁,需要HCl气体,故A装置制取的是HCl,反应方程式为:
Fe+2HClFeCl2+H2,故尾气的成分为未反应的HCl和生成的氢气,由于HCl极易溶于水,故若仍然采用D装置进行尾气处理,很容易造成倒吸,且氢气不溶于水,不利于氢气的吸收,氢气易燃,造成安全隐患,
HCl;
HCl和H2;
发生倒吸;
可燃性气体H2不能被吸收;
(3)若要制取纯净的FeCl2,需先排净装置中的空气,故先点燃A处的酒精灯,再点燃C处的酒精灯,
点燃A处的酒精灯;
点燃C处的酒精灯.
6.氯化亚铜是一种重要的化工原料,广泛应用于有机合成、石油、油脂、染料等工业。
一种利用低品位铜矿(Cu2S、CuS及FeO和Fe2O3等)为原料制取CuCl的工艺流程如下:
(1)步骤Ⅰ“浸取”前需将铜矿粉碎的目的是___;
“浸取”时,被氧化的元素有___(填元素符号)
(2)已知Cu2+、Mn2+、Fe3+开始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表,则步骤Ⅱ“中和”时,pH应控制的
范围为___.
物质
Cu(OH)2
Mn(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
4.7
8.3
1.2
完全沉淀pH
6.7
9.8
3.2
(3)步骤IV加热“蒸氨”时发生反应的化学方程式为___.
(4)步骤VI反应的离子方程式为___,其中盐酸需过量___,其原因是___
(5)步骤Ⅶ获得CuCl晶体需经过滤、洗涤、干燥。
洗涤时,常有无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂的优点是___(写一点).
(1)将铜矿粉碎的目的是提高浸取反应速率和原料的浸取率;
“浸取”时,Cu2S、CuS及FeO发生氧化还原反应生成硫单质、硫酸铁、硫酸铜,Cu、S和Fe化合价升高,被氧化;
提高浸取反应速率和原料的浸取率;
Cu、S和Fe;
(2)步骤Ⅱ“中和”时,沉淀铁离子,不沉淀Cu2+、Mn2+,由表可知,pH应控制的范围为3.2≤pH<
4.7;
3.2≤pH<
(3)根据流程,步骤IV加热“蒸氨”时[Cu(NH3)4]CO3溶液生成氧化铜粉末、氨气,则还有二氧化碳,反应为:
Cu(NH3)4CO3===CuO+4NH3↑+CO2↑;
(4)步骤VI反应为氧化铁铜粉末与水、盐酸、氯化钠、铜反应得到Na[CuCl2],离子方程式为:
CuO+4Cl-+2H++Cu=2[CuCl2]-+H2O;
防止Cu2+和Cu+水解,提高CuCl产率,故盐酸应过量;
防止Cu2+和Cu+水解,提高CuCl产率;
(5)避免CuCl溶于水而损失(或防止被氧化,或缩短干燥时间降低能耗),故常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂;
避免CuCl溶于水而损失(或防止被氧化,或缩短干燥时间降低能耗).
7.中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司为中国航空事业做出了巨大贡献,先后研制了歼5、歼教5、歼7、歼教7、歼10、枭龙等歼击机和教练机.银铜合金广泛应用于航空工业.从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下:
(注:
Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极电极反应式为______;
滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,将红棕色气体溶于水的化学方程式为______.
(2)固体混合物B的组成为______;
在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为______.
(3)配平煅烧过程中一个反应的化学方程式:
______CuO+______Al2O3=
______Cu
AlO2+______↑
(4)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是______、过滤、洗涤和干燥.
(5)若银铜合金中铜的质量分数为64.0%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO2,至少需要1.0mol•L-1的Al2(SO4)3溶液______L.
(1)电镀法精炼银时,粗银为阳极,精银为阴极,阳极上失电子变成离子进入溶液了:
Ag-e-=Ag+,阴极银离子得到电子形成单质银:
Ag++e-=Ag;
无色的NO在常温下与空气中的O2迅速化合生成红棕色N02:
2NO+O2=2NO2,红棕色气体溶于水生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为:
3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)未煮沸之前是Cu(OH)2和Al(OH)3,Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃,煮沸后Cu(OH)2分解产生氧化铜,可知B为Al(OH)3和CuO;
氢氧化铝显两性能与碱反应:
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;
Al(OH)3和CuO;
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(3)反应前Cu为+2价,反应后为+1,化合价降低1,Al化合价没有变化,所以氧元素的化合价升高,生成氧气,反应前氧为-2价,反应后为0,化合价升高2,两者的最小公倍数是2,再根据原子守恒得:
4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑,故答案为:
4;
O2;
(4)由CuSO4溶液获得CuSO4•5H2O晶体,需要经过蒸发浓缩,冷却结晶(或结晶),过滤等操作,故答案为:
蒸发浓缩、冷却结晶;
(5)由关系式:
Cu~CuAlO2得n(CuAlO2)==50.0mol,则CuAlO2为50.0mol,
由关系式:
Al2(SO4)3~2CuAlO2得Al2(SO4)3=n(CuAlO2)×
25.0.
8.研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1)溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中HCO3-占95%,写出CO2溶于水产生HCO3-的方程式______________________________;
(2)在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式:
__________________________;
②同位素示踪法证实光合作用的化学方程式如下,将其补充完整:
_______+______
(CH2O)x+x18O2+xH2O
(3)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础.测量溶解无机
碳,可采用如下方法:
①气提、吸收CO2.用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下).将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂.
②滴定.将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol▪L-1HCl溶液滴定,消耗ymLHCl溶液.海水中溶解无机碳的浓度=_________mol▪L-1.
(5)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量.
①结合方程式简述提取CO2的原理:
_____________________;
②用该装置产生的物质处理室排出的海水,合格后排回大海.处理至合格的方法是_____________;
(1)故答案为:
CO2+H2O⇌H2CO3,H2CO3⇌H++HCO−3;
(2)①2HCO−3+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O;
②故答案为:
CO2;
H182O;
(3)①
②xy/2;
(4)a室:
2H2O−4e=4H++O2↑,氢离子通过阳离子交换膜进入b室,发生反应:
H++HCO−3=CO2↑+H2O;
②c室:
2H2O+2e−=2OH−+H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至装置入口海水的pH.
9.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备
Cl2
的过程中有水蒸气和
HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置
(
支撑用的铁架台省略
),按要求回答问题。
(1)下列方法中,可制得氯气的正确组合是___.(已知酸性条件下,K2Cr207、KClO3的氧化性均强于Cl2;
酒精灯可以不用)
①MnO2
和浓盐酸混合共热;
②次氯酸钠和浓盐酸混合;
③K2Cr207
和浓盐酸混合;
④KClO3
⑤KMn04和浓盐酸混合;
A.只有①B.只有①⑤C.只有①③④⑤D.全部可以
(2)若用含有
0.2mol
HCl
的浓盐酸与足量的
MnO2
反应制
Cl2,制得的
体积
标准状况下
)总是小于1.12L的原因是___.
(3)装置
B
的作用___,现象是___.
(4)装置
C
和
D
出现的不同现象说明的问题是___、装置
E
的作用是___.
(5)写出装置
F
中发生反应的离子方程式___.
(6)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入
AgNO3
溶液中的气体只有一种。
为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入
溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。
你认为该装置应加在___与___之间
填装置字母序号
),装置中应放入___.
(1)①MnO2、次氯酸钠、K2Cr207、KClO3、KMn04氧化性都强于盐酸,都能够氧化盐酸中的氯离子生成氯气,都是实验室常用制备氯气的方法;
故选:
D;
(2)浓盐酸与足量MnO2反应制取Cl2,反应需要加热,氯化氢易挥发,反应消耗氯化氢,随反应的不断进行浓盐酸的浓度逐渐变稀,稀盐酸不反应不与MnO2反应,所以生成氯气的量小于理论产量;
浓盐酸的浓度随着反应的进行变稀以后,将不再反应;
加热时浓盐酸因挥发而损失;
(3)白色的硫酸铜吸水生成蓝色硫酸铜晶体,通常用来检验是否含有水蒸气;
证明有水蒸气产生;
白色变蓝色;
(4)干燥的有色布条不褪色,说明氯气不具有漂白性;
湿润的有色布条褪色,氯气与水反应生成盐酸与次氯酸,盐酸不具有漂白性,所以使有色布条褪色的物质是次氯酸,故次氯酸漂白性;
氯气通入硝酸银溶液中,也会产生白色沉淀,对氯化氢检验造成干扰,氯气易溶于四氯化碳,用四氯化碳吸收氯气,防止干扰F中氯化氢的检验;
干燥氯气无漂白性,次氯酸有漂白性;
吸收氯气;
(5)氯化氢与硝酸银反应生成氯化银和硝酸,反应离子方程式为Ag++Cl−=AgCl↓,
Ag++Cl−=AgCl↓;
(6)氯气与水反应会生成盐酸,干扰F中氯化氢的检验,故在E.
F之间加一装置,用湿润的淀粉碘化钾试纸或湿润的有色布条检验氯气是否被完全吸收,
F;
湿润的淀粉KI试纸(或湿润的有色布条).
10.某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作
取4g漂粉精固体,加入100mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
①液面上方出现白雾;
②稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
③稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)C12和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是.
(2)pH试纸颜色褪去说明漂粉精溶液具有的性质是_.
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。
推测现象①的白雾由HC1小液滴形成,进行如下实验
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a目的是.
②有学生提出,实验b中生成的白色沉淀不一定是AgCl,理由是.
(4)用离子方程式解释现象③中黄绿色褪去的原因:
.
(1)Cl2和Ca(OH)2生成氯化钙、次氯酸钙与水,反应方程式为:
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O;
(2)pH试纸先变蓝(约为12),说明溶液呈碱性,后颜色褪去,说明又具有漂白性,
漂白性;
推测现象i的白雾由HCl小液滴形成
①反应中生成Cl2,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰,
检验氯气;
②白雾中含有SO2,可以被硝酸氧化为硫酸,硫酸与AgNO3溶液反应产生硫酸银白色沉淀,故SO2可以使酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,
SO2也能和酸化的硝酸银反应生成白色沉淀;
(4)溶液呈黄绿色,有Cl2生成,Cl2与SO2反应生成盐酸与硫酸,反应方程式为:
Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl−+SO2−4,
Cl2+SO2+2H2O═2Cl−+4H++SO2−4.
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