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元素及其化合物
元素及其化合物(ii)
一、选择题
1.下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是
①氯气 ②液氯 ③新制氯水 ④氯气的酒精溶液
⑤盐酸 ⑥盐酸酸化的漂白粉溶液
A.③⑥B.①②③④C.②④⑤D.①②③④⑥
2.下列能够检验出KI中是否含有Br-的实验是
A.加入足量的新制氯水,溶液变色则有Br-B.加入酸性KMnO4溶液,观察溶液颜色是否褪去
C.加入少量的碘水,再加入CCl4振荡,有机层有色,则有Br-
D.加入足量FeCl3溶液,用CCl4萃取后,取无色的水层并加入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,则含有Br-
3.下列各物质在通常条件下既可通过置换反应又可通过复分解反
应制得的是
A.Na2OB.NaOHC.NaHCO3D.NaNO3
4.下列关于金属铝的叙述中,不正确的是
A.Al是地壳中含量最多的金属元素,但铝是使用较晚的金属
B.Al是比较活泼的金属,在化学反应中容易失去电子,表现还原性
C.Al箔在空气中受热可以熔化,且发生剧烈燃烧
D.Al箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的Al并不滴落
5.如图所示是向MgCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量NaOH溶液,紧接着再加入一定量稀盐酸,生成沉淀的物质的量y与加入溶液的体积x的关系图。
根据图示判断,下列结论中不正确的是( )。
A.N点时溶液中的溶质只有NaClB.M点之前加入的
是NaOH溶液,M点之后加入的是盐酸
C.c(NaOH)=c(HCl)D.原混合溶液中c(MgCl2)
∶c(AlCl3)=1∶1
6.下列离子方程式表达正确的是
A.氯化铝溶液中加入过量氨水:
Al3++4NH3·H2O===AlO
+4NH
+2H2O
B.“84消毒液”(有效成分NaClO溶液)和“洁厕灵”(浓盐酸)混合放出氯气:
ClO-+Cl-+H+===Cl2↑+OH-
C.硫酸亚铁溶液被空气中氧气氧化:
4Fe2++O2+2H2O===4Fe3++4OH-
D.AlCl3溶液与NaAlO2溶液混合:
Al3++3AlO
+6H2O=4Al(OH)3↓
7.下列有关说法中不正确的是
( )。
A.铁与Cl2、盐酸均能发生反应,但生成的含铁物质组成不同
B.分别加热蒸干并灼烧铁、铝的氯化物溶液,最后得到的物质均为金属氧化物
C.等物质的量的Na、Cu、Al与足量氯气反应时,消耗的氯气一样多
D.常温下,铁片、铝片与浓硫酸的反应均只能停留在金属的表面上
8.将由NaOH、BaCl2、Al2(SO4)3三种固体组成的混合物溶于足量的水中,充分溶解,向混合物溶液中滴加1mol·L-1的稀硫酸,加入稀硫酸的体积与生成沉淀的质量关系如图所示。
下列有关判断不正确的是
A.AB段发生反应的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SO
===BaSO4↓+2H2O
B.BC段发生反应的离子方程式为H++OH-===H2O
C.D点表示的沉淀的化学式为Al(OH)3、BaSO4D.E点表示的溶液呈中性
9.用已被部分氧化的金属屑A制备某工业常用盐C的步骤如下:
将C溶于水,向其中滴入NaOH溶液,出现白色沉淀,后逐渐变为红褐色,下列判断正确的是
A.过滤所得的残渣中一定没有金属A
B.滤液可能是CuSO4溶液或MgSO4溶液
C.水合盐B可能是FeSO4·7H2OD.无水盐C可能是Fe2(SO4)3
10.已知酸性条件下有如下反应:
2Cu+===Cu2++Cu。
由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。
一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证,实验操作和实验现象记录如下:
加入试剂
稀硫酸
浓硫酸、加热
稀硝酸
浓硝酸
实验现象
红色固体和蓝色溶液
无色气体
无色气体和蓝色溶液
红棕色气体和蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是
A.CuB.Cu2OC.一定有Cu,可能有Cu2OD.一定有Cu2O,可能有Cu
11.下列说法正确的是( )。
A.云、雾、烟都属于胶体,其分散剂都是空气B.新制氯水中的所有物质都是电解质
C.水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D.制造光导纤维的原料是晶体硅
12.SiO2是一种化工原料,可以制备一系列物质(如下图所示)。
下列说法错误的是
A.上图所含反应都不属于氧化还原反应
B.纯净的二氧化硅和单晶硅都是信息产业的重要基础材料
C.用盐酸可除去石英砂(主要成分为SiO2)中少量的碳酸钙
D.高炉炼铁时用石灰石将铁矿石中的脉石转化为易熔的炉渣
13.工业生产的生石灰中常混有二氧化硅和石灰石。
现将生石灰样品溶于过量的盐酸中。
然后在不断搅拌(必要时可以加热)的情况下,向反应混合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,如果纵坐标表示固体难溶物的质量(m),横坐标表示所加入氢氧化钠溶液的体
积(V),则下列图示正确的是B
14.下列关于浓硫酸的叙述正确的是( )
A.浓H2SO4使蔗糖炭化变黑,体现了浓H2SO4的氧化性
B.浓H2SO4使蓝色胆矾变成白色,体现了浓H2SO4的脱水性
C.浓H2SO4滴在润湿的蓝色石蕊试纸,试纸先变红,然后褪色,最后变黑,说明浓H2SO4具有酸性、氧化性和脱水性
D.100mL18mol/L的浓H2SO4中加入足量的Cu并加热,被还原的H2SO4的物
质的量为0.9mol
15.下列有关SO2的性质的探究实验报告记录的实验现象正确的是
16.硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、漂白粉等一系列物质,转化关系如图所示。
下列说法正确的是( )。
A.CO、SO2、SO3均是酸性氧化物B.除去与水的反应,图示转化反应均为氧化还原反应
C.工业上利用Cl2和澄清石灰水反应来制取漂白粉
D.用CO合成CH3OH进而合成HCHO的两步反应,原子利用率均为100%
17.如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。
则下列有关说法正确的是( )。
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、沾有酸性KMnO4溶液的滤纸均褪色,证明SO2具有漂白性
C.湿润淀粉KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2D.NaCl溶液可用于除去实验中多余的SO2
18.锌与100mL18.5mol·L-1的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6L(标准状况)。
将反应后的溶液稀释至1L,测得溶液的pH=1。
下列叙述不正确的是( )。
A.反应中共消耗1.8molH2SO4B.气体甲中SO2与H2的体积比为4∶1
C.反应中共消耗97.5gZnD.反应中共转移3mol电子
19.NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图)。
下列说法正确的是( )。
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可发生水解
20.在下图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。
则a和b分别是( )。
a(干燥气体)
b(液体)
A
NO2
水
B
CO2
水
C
Cl2
饱和食盐水
D
NH3
1mol·L-1盐酸
21.向50mL稀H2SO4与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉,假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,且每一段只对应一个反应。
下列说法正确的是( )。
A.开始时产生的气体为H2
B.AB段发生的反应为置换反应
C.所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L-1
D.参加反应铁粉的总质量m2=5.6g
22.氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。
下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程。
根据上述流程回答下列问题:
(1)混合①中发生反应的化学方程式为________________________________。
(2)混合①中使用冰水的目的是________________________________。
(3)操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是________、________。
(4)混合液②中加入Na2SO3的目的是_________________________________。
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)常带有淡淡的黄色。
于是甲、乙两同学设计了简单实验加以探究:
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为________,若假设成立可观察的现象为__________________________。
乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________________________,其用于证明该假设所用的试剂为________。
解析 本题以模拟工业制备氢溴酸为背景,考查制备反应原理、混合物分离提纯的方法、实验的设计、分析能力等。
(1)SO2和Br2用冰水混合,二者反应生成H2SO4和HBr。
(2)由于Br2具有易挥发性,使用冰水能降低体系温度,防止溴挥发,使反应进行完全。
(3)操作Ⅱ是分离沉淀和溶液,用过滤的方法,操作Ⅲ是加热将沸点较低的氢溴酸(溴化氢和水
)挥发出去,再收集(冷凝)得到精制的氢溴酸,分离方法为蒸馏。
(4)加入Na2SO3可以除去少量未反应的Br2。
(5)检验Fe3+通常选用KSCN溶液,溶液变成血红色;溶液中含有少量单质溴也能使溶液呈淡黄色,可以用CCl4萃取检验,若是Fe3+则不能被萃取。
答案
(1)SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr
(2)降低体系温度,防止溴挥发,使反应进行完全 (3)过滤 蒸馏 (4)除去粗产品中未反应完的溴 (5)KSCN溶液溶液变成血红色 含有Br2 CCl4
23.明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质。
利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:
回答下列问题:
(1)焙烧过程中发生的反应为2Al2(SO4)3+3S
2Al2O3+9SO2↑,其中氧化剂为________。
(2)“溶解”时反应的离子方程式为_____________________________。
(3)调节pH后过滤、洗涤Al(OH)3沉淀,证明已洗涤干净的实验操作和现象是____________________________________________________________。
(4)调节pH时使用的是质量浓度(单位体积溶液所含溶质的质量)为882g·L-1的H2SO4,配制1L该溶液,需用量筒量取质量分数为98%的硫酸(密度是1.8g·cm-3)________mL。
(5)“废渣”“母液”中可回收的
物质分别是________、________。
解析
(1)根据化合价分析,Al2(SO4)3中硫元素由+6价降为+4价,Al2(SO4)3为氧化剂。
(2)“溶解”时与氢氧化钠反应的是氧化铝,反应生成偏铝酸钠和水。
(3)洗涤Al(OH)3沉淀时是洗去残留在表面的硫酸钠
和硫酸钾溶液,可以取最后的洗涤液
用氯化钡或硝酸钡溶液检验是否含有硫酸根的方法进行判断。
(4)需要配制的1L溶液中含溶质硫酸为882g,根据质量分数和浓硫酸的密度可以
求得浓硫酸的体积。
(5)要仔细分析各步转化中的化学反应,明矾石脱水后加硫磺焙烧时,硫酸铝被还原而硫酸钾、氧化铁没变,加氢氧化钠溶解时,氧化铝反应掉,硫酸钾也溶解在溶液中,氧化铁就留在废渣
中,氢氧化铝沉淀后,母液中是硫酸钾和硫酸钠,所以废渣中可以回收的是氧化铁,母液中可以回收的硫酸钾和硫酸钠。
答案
(1)Al2(SO4)3
(2)Al2O3+2OH-===2AlO
+H2O (3)取最后一次洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则已洗涤干净 (4)500.0
(5)Fe2O3
K2SO4、Na2SO4
24.铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧
酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物Fe
Clx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。
实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和
OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。
交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。
计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:
________(列出计算过程);
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。
在实验室中,FeCl2可用铁粉和________反应制备,FeCl3可用铁粉和________反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为
_________________________________________________________________
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。
FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为
____________________。
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为________,该电池总反应的离子方程式为____________________________________。
解析
(1)Cl-和OH-发生交换,则n(Cl-)=n(OH-)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol。
则:
0.54gFeClx样品中铁的质量为:
0.54g-0.010mol×35.5g·mol-1=0.19g。
铁的物质的量为:
=0.0034mol。
FeClx中n(Fe)∶n(Cl)=0.0034∶0.010≈1∶3,则x=3。
(2)设FeCl2、FeCl3的物质的量分别为x、y,则
=
,解得x∶y=9∶1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为:
=0.10。
FeCl2可由Fe与弱氧化剂盐酸制备,FeCl3可由Fe与强氧化剂Cl2制备。
(3)Fe3+具有氧化性,I-具有还原性,二者发生氧化还原反应:
2Fe3++2I-===2Fe2++I2(或2Fe3++3I-===2Fe2++I
)。
[来源:
]
(4)Fe3+在强碱性条件下被ClO-氧化为FeO
,ClO-被还原为Cl-,由化合价升降法可配平得:
2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO
+5H2O+3Cl-。
在K2FeO4-Zn组成的碱性电池中,FeO
作氧化剂在碱性条件下生成Fe(OH)3,Zn作还原剂生成Zn(OH)2,总反应的离子方程式为2FeO
+8H2O+3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-,其正极反应式为FeO
+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-。
答案
(1)n(Cl-)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol
0.54g-0.010mol×35.5g·mol-1=0.19g
n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol
n(Fe)∶n(Cl)=0.0034∶0.010≈1∶3,x=3
(2)0.10 盐酸 氯气
(3)
2Fe3++2I-===2Fe2++I2(或2Fe3++3I-===2Fe2++I
)
(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO
+5H2O+3Cl-
FeO
+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-
2FeO
+8H2O+3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
25.中学化学中几种常见物质的转化关系如下图(部分产物未列出)。
A是一种金属单质,D是一种非金属固体单质。
请回答下
列问题:
(1)A、C的化学式分别为A________,C________。
(2)F的浓溶液与A反应过程中,F体现的性质与下列反应中H2SO4体现的性质完全相同的是________。
A.C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
B.Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
C.Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
D.Fe
O+H2SO4===FeSO4+H2O
(3)写出反应E+H2O2―→F的化学方程式:
________________________
______________________________________________
(4)若反应F+D―→E转移电子数为6.02×1023,则消耗D的质量为________。
解析 A
B
C,则A为变价金属Fe,B为FeSO4,C为Fe2(SO4)3,由F
C知F为H
2SO4,进而推出D为S,E为SO2,故F+D
E为2H2SO4(浓)+S
3SO2↑+2H2O,所以转移1mole-时,消耗S的质量为8g。
答案
(1)Fe Fe2(SO4)3
(2)C (3)SO2+H2O2===H2SO4 (4)8g
26.某研究小组探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应。
已知:
1.0mol·L-1的Fe(NO3)3溶液的pH=1
请回答:
(1)装置A中反应的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________。
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是__________。
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是________,说明SO2具有________性。
(4)分析B中产生白色沉淀的原因:
猜想1:
__________________________________________________;
猜想2:
SO2与Fe3+反应;
猜想3:
在酸性条件下SO2与NO
反应;
①按猜想2,装置B中反应的离子方程式是__________________________,证明该猜想正确应进一步确认生成了________。
②按猜想3,只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验。
应选择的试剂是________(填字母)。
a.0.1mol·L-1稀硝酸
b.1.5mol·L-1Fe(NO3
)2溶液
c.6.0mol·L-1NaNO3和0.2mol·L-1盐酸等体积混合的溶液
解析 本题通过制取二氧化硫并探究二氧化硫与硝酸铁溶液反应的产物,考查实验方案的设计、反应原理的猜想、实验现象的描述、实验条件的控制等实验能力。
(1)装置A制备二氧化硫,反应原理为强酸与弱酸盐的反应。
(2)根据图示提示,排除空气干扰的方法是通氮气,答题时要注意“打开”弹簧
夹通入氮气,一段时间后“关闭”弹簧夹。
(3)亚硫酸钡溶于强酸,在强酸条件下生成白色沉淀只能是硫酸钡,硫酸根由氧化二氧化硫得到,二氧化硫体现还原性。
(4)二氧化硫被氧化生成硫酸根离子,要么是被Fe3+氧化(猜想2),要么酸性条件下被NO
氧化(猜想3
),其他没有氧化剂可氧化二氧化硫,猜想1只能是上述两种氧化剂都氧化了二氧化硫;要证明猜想2正确
必须检验生成了Fe2+,要证明猜想3正确应选用c组溶液,因其除了铁离子换成钠离子外,硝酸根离子和氯离子浓度与装置B中混合溶液中相同。
答案
(1)Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹 (3)BaSO4 还原 (4)猜想1:
SO2与Fe3+、酸性条件下NO
都反应 ①SO2+2Fe3++Ba2++2H2O===BaSO4↓+2Fe2++4H+(可分两步写SO2+2Fe3++2H2O===2Fe2++SO
+4H+、SO
+Ba2+===BaSO4↓) Fe2+ ②c
27.已知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物,为了探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2),某小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器和连接用的胶管已经省略)。
(1)为了完成该实验,虚线框内还需要连接B~E四套装置,按气流方向连接的顺序为:
a→(________)(________)→(________)(________)→(________)(________)→(________)(________)(填仪器接口的字母编号)。
连接好仪器,检查气密性,装入药品后,要通入一段时间的氮气,再滴加浓硝酸,点燃酒精灯,通入氮气的主要目的是_________________________________。
(2)装置E中观察到的主要实验现象有________________________________。
(3)装置C的作用是____________________________________________。
(4)某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸,性质不稳定,室温下易分解生成一氧化氮。
装置D中充分反应后,设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成:
______________________________________(写出检验步骤及现象)。
(5)亚硝酸钠在酸性条件下可将I-氧化为I2,同时生成NO,该反应常用于亚硝酸钠含量的测定,请写出该反应的离子方程式:
______________________。
解析 :
由题意可以看出A中发生的反应为C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O,要得到NO,则
要E装置发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
为了防止NO被氧化成NO2,装置中要保持无氧的条件,则装入药品后,要通入一段时间的氮气,再滴加浓硝酸,点燃酒精灯。
E装置出来的气体是CO2、NO、N2和少量的水蒸气。
先用装置C除去CO2,再用装置B除去水蒸气。
在装置D中探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2)。
实验二:
NO易与氧气反应,铜与稀硝酸反应制取NO,应排尽装置内的氧气。
向U形管中加注稀硝酸时应加满,不留空隙。
当收集一定量的气体后,将注射器中的气体注入U形管中,气体的颜色变为红棕色可确定是NO而不是H2。
答案
(1)h i d e b c f g(或g f) 排除装置中的空气,防止一氧化氮被空气中的氧气氧化为二氧化氮
(2)溶液由无色变成蓝色,有无色气泡产生
(3)除去一氧化氮中的二氧化碳
(4)取少量D中的固体于试管中,加入稀硫酸,若溶液中有
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