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- 2021-07-05 发布
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2019-2020学年高一第一学期11月考化学科试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Fe-56 Na-23 Ba-137 S-32 Cl-35.5
第Ⅰ卷 (选择题)
一、选择题
1.室温下,在强酸性和强碱性溶液中均能够大量共存的离子组是( )
A. NH4+、Cu2+、Cl-、NO3- B. K+、Na+、HCO3-、SO42-
C. Fe2+、NO3-、Na+、ClO- D. Cl-、NO3-、Na+、SO42-
【答案】D
【解析】
【详解】A. NH4+在碱性溶液中不能共存,故A错误;
B. HCO3-在碱性溶液或者酸性溶液中都不能共存,故B错误;
C. ClO-不能在酸性溶液中共存,并且酸性溶液中NO3-有强氧化性不能和Fe2+共存,故C错误;
D. 碱性溶液或碱性溶液中该组离子之间都不反应,可大量共存,故D正确;
正确答案是D。
【点睛】本题考查离子的共存,为高频考点,把握常见离子之间的反应为解答的关键,侧重复分解反应的离子共存及分析与应用能力的考查,题目难度不大。
2.下列各组中的两种物质作用,反应条件(温度、反应物浓度、用量或滴加顺序等)改变,不会引起产物改变的是( )
A. Na和O2 B. Fe与HCl C. Cu和HNO3 D. Na2CO3和HCl
【答案】B
【解析】
【详解】A. Na和O2分别在常温、加热条件下生成氧化钠、过氧化钠,产物改变,故A不选;
B. Fe与HCl反应生成氯化亚铁和氢气,不会因为反应条件(温度、反应物浓度、用量或滴加顺序等)改变而改变,故B选;
C. Cu和稀HNO3反应生成NO,和浓硝酸反应生成NO2,产物改变,故C不选;
D. Na2CO3和少量HCl反应生成NaHCO3,和过量盐酸反应生成二氧化碳,产物改变,故D不选;
正确答案是B。
3.下列离子方程式正确的是( )
A. 钠与水反应:Na+H2O = Na++OH-+H2↑
B. 氯气溶于水:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C. 氢氧化钡溶液与稀H2SO4反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓
D. 过量CO2通入氢氧化钠溶液中:OH-+CO2===HCO3-
【答案】D
【解析】
【详解】A. 钠与水的反应的离子反应为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,故A错误;
B. 氯气与水反应的离子反应为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,故B错误;
C. 氢氧化钡溶液与稀 H2SO4 反应生成硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,故C错误;
D. 过量CO2通入过量的氢氧化钠溶液生成HCO3-,反应的离子方程式为OH-+CO2===HCO3-,故D正确;
正确答案是D。
【点睛】本题考查离子反应方程式书写的正误判断,为高频考点,把握发生的化学反应及离子反应的书写方法为解答的关键,注意离子反应中保留化学式的物质,侧重氧化还原反应的离子反应考查,明确电子、电荷守恒的应用,题目难度不大。
4.选择合适的如下试剂组合,其中能证明Fe3+具有氧化性的是( )
供选试剂:①KSCN溶液 ②FeCl2溶液 ③氯水 ④NaOH溶液 ⑤Fe粉
A. ①⑤ B. ①③ C. ③④ D. ②③
【答案】A
【解析】
【详解】A. 能使硫氰化钾显示红色的是Fe3+,将KSCN溶液滴入盛有FeCl3溶液的试管中,溶液显红色,再加入Fe粉,Fe3+能被铁粉还原成Fe2+,Fe3+作氧化剂具有氧化性,溶液会变无色,可以证明Fe3+具有氧化性,故A正确;
B. 氯水和Fe3+不反应,不能证明Fe3+具有氧化性,故B错误;
C. Fe3+和NaOH溶液反应生成氢氧化铁沉淀,不是氧化还原反应,不能证明Fe3+具有氧化性,故C错误;
D. 氯水可以把Fe2+氧化成Fe3+,不能证明Fe3+具有氧化性,故D错误;
正确答案是A。
【点睛】本题考查了铁离子和亚铁离子的检验方法,题目难度不大,要求学生掌握铁离子、亚铁离子的性质以及检验方法。
5.类比是研究物质性质的常用方法之一。下列说法正确的是( )
A. CuO是碱性氧化物可以和酸反应生成盐和水,推测Fe2O3也可以和酸反应生成盐和水
B. Cu与Cl2能化合生成CuCl2,推测Fe与Cl2也能化合生成FeCl2
C. 碳酸氢钠可以治疗胃酸过多,推测碳酸钠也可以治疗胃酸过多
D. Fe可以置换出CuSO4溶液中的铜,推测Na也可以置换出CuSO4溶液中的铜
【答案】A
【解析】
【详解】A. 碱性氧化物是能和酸反应生成盐和水的氧化物。CuO是碱性氧化物可以和酸反应生成盐和水,Fe2O3也是碱性氧化物可以和酸反应生成盐和水,故A正确;
B. Fe与Cl2反应生成FeCl3,故B错误;
C. 胃酸的主要成分是HCl,治疗胃酸,就是用盐碱去中和胃中过多的酸,碳酸钠和碳酸氢钠都可以和HCl反应,生成对人体无害的氯化钠、水和二氧化碳。但是,由于碳酸钠的碱性较强,与HCl反应剧烈,生成的二氧化碳气体多,容易造成内脏膨胀,可能对人体造成伤害。所以,一般选用碳酸氢钠治疗胃酸过多,故C错误;
D. Na投入到CuSO4溶液中,钠先和水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,然后NaOH和CuSO4反应:2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4,故不能生成单质铜,故D错误;
正确答案是A。
【点睛】本题考查了知识迁移方法的利用,明确物质的性质是解本题关键,再结合物质之间的反应来分析解答,题目难度不大。
6.下列说法不正确的是( )
A. NaClO可作为漂白剂 B. NaHCO3是制做糕点馒头的膨松剂成分之一
C. 液态NH3用作致冷剂 D. 明矾(KAl(SO4)2·12H2O)作为消毒杀菌剂
【答案】D
【解析】
【详解】A. NaClO是漂白液的主要成分,可以作为漂白剂,故A正确;
B. NaHCO3在加工过程中受热分解,产生气体,使面坯起发,形成致密多孔组织,从而使制品具有膨松、柔软,故B正确;
C.氨气在很低温时是液态,在常温它很容易挥发而大量地吸收周围的温度,从而可以起到制冷的作用,可以把NH3变成液态,再蒸发,用它来做制冷剂,故C正确;
D. 日常生活中,可用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作为净水剂,但是不能消毒杀菌,故D错误;
题目要求选错误的,故选D。
7.自然界氮循环如下图所示,下列说法不正确的是( )
A. ①中N2与O2反应生成NO
B. ②中合成氨属于人工固氮
C. ③中氮元素只被氧化
D. 氧元素参与了氮循环
【答案】C
【解析】
【详解】A. N2和O2在放电作用下化合,生成NO,NO被氧化生成NO2,NO2溶于水生成硝酸,故A正确;
B. 氮的固定是指氮元素由游离态变为化合态的过程,大气中氮气转化成氮肥属于人工固氮,故B正确;
C. ③中细菌还原硝酸根中正五价的氮,生成无污染的0价的氮气,所以③中氮元素被还原,而不是被氧化,故C错误;
D. 如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体,氧元素参与,二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,氧元素参加,故D正确;
题目要求选不正确的,故选C。
【点睛】本题主要考查了氮以及化合物的性质,理解还原反应、人工固氮等知识点是解答的关键,选项D是解答的易错点。
8.下列叙述中不正确的是( )
A. 含氮量超标的废水直接排放会造成水体富营养化
B. NO、NO2为主的氮氧化物排放是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因
C. 化石燃料燃烧,大气中CO2含量猛增会导致温室效应
D. 减少煤、石油等化石燃料的使用不符合“绿色发展”理念
【答案】D
【解析】
【详解】A. 氮磷是植物的营养元素,含氮、磷等生活废水的大量排放,会导致水体富营养化,藻类疯长,引发水华、赤潮;故A正确;
B. 光化学烟雾形成的重要原因是汽车尾气排放的氮氧化物,SO2和NO2气体会转变成硫酸和硝酸,造成酸雨,故B正确;
C. 温室效应的根源是二氧化碳的增多,这主要是因为人类大量使用化石燃料所致,故C正确;
D. 大力开发太阳能、风能、沼气等能源,尽量控制煤等化石燃料的使用可以减少污染,符合“绿色发展”理念,故D错误;
题目要求选不正确的,故选D。
【点睛】题考查了光化学烟雾、酸雨、水体富营养化、温室效应等环境问题,难度不大。
9.NA表示阿伏伽德罗常数,下列判断正确的是( )
A. NA个O2和28g N2所占的体积都约为22.4 L
B. 标准状况下,22.4 L H2O含有NA个水分子
C. 71g Cl2与足量NaOH溶液反应,转移的电子数为2NA
D. 1.8g的NH4+ 离子中含有的电子数NA
【答案】D
【解析】
【详解】A. NA个O2和28g N2的物质的量都是1mol,若氧气和氮气所处的状态是标准状况,则1molO2和1molN2所占有的体积都约是22.4L,选项没有说明是在标况下,所以1molO2和1molN2所占有的体积可能为22.4L,可能不是,故A错误;
B. 标准状况下水是液体,不能使用气体摩尔体积22.4L/mol计算,故B错误;
C. 依据n=计算物质的量= =1mol,结合氯气既是氧化剂又是还原剂,元素化合价0价变化为-1价和+1价,转移的电子数为1NA,故C错误;
D. 1.8g NH4+的物质的量为=0.1mol,1个NH4+有10个电子,0.1mol NH4+
离子中含有的电子数NA,故D正确;
正确答案是D。
【点睛】本题考查了阿伏伽德罗常数的分析应用,主要是气体摩尔体积的条件应用,氧化还原反应电子转移计算分析,掌握基础是关键,题目较简单。
10.人体血红蛋白中含有Fe2+,如果误食亚硝酸盐,会使人中毒,因为亚硝酸盐会使Fe2+转变为Fe3+,生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力,服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒。下列说法正确的( )
A. 亚硝酸盐表现出还原性 B. 维生素C可被亚硝酸盐氧化
C. 维生素C表现出氧化性 D. 中毒时亚硝酸盐被Fe2+氧化成硝酸盐
【答案】B
【解析】
【分析】
服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒,即可以将+3价的Fe3+转化为+2价的Fe2+亚铁离子,所以加入的物质维生素C具有还原性,起还原剂的作用,是还原剂,以此解答。
【详解】A. 由分析可知维生素C具有还原性,起还原剂的作用,是还原剂,则亚硝酸盐是氧化剂,表现出还原性,故A错误;
B. 由分析可知维生素C是还原剂,亚硝酸盐是氧化剂,维生素C可被亚硝酸盐氧化,故B正确;
C. 由分析可知维生素C具有还原性,起还原剂的作用,是还原剂,故C错误;
D. 亚硝酸盐会使Fe2+转变为Fe3+,Fe2+是还原剂,中毒时亚硝酸盐被Fe2+还原成硝酸盐,故D错误;
正确答案是B。
11.下列除去物质中少量杂质的方法不正确的是( )
A. 除去CO2中混有的少量HCl:用饱和碳酸钠溶液,洗气
B. 除去NO中混有少量的NO2:将气体通入水中,洗气
C. 除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3:加入过量铁粉,过滤
D. 除去NaCl固体中混有的少量NH4Cl:加热
【答案】A
【解析】
【详解】A.
饱和碳酸钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,将原物质除掉,不符合除杂原则,故A错误;
B. 二氧化氮能与水反应生成一氧化氮,可以除去NO中混有少量的NO2,符合除杂原则,故B正确;
C. 铁粉不与氯化亚铁反应,能与氯化铁反应生成氯化亚铁,可以除去FeCl2溶液中混有的少量FeCl3,故C正确;
D. 氯化铵不稳定,加热易分解,可用加热的方法除杂,故D正确;
正确答案是A。
【点睛】本题主要主要考查了物质的除杂,抓住除杂质至少要满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质是解题的关键。
12.溶洞中溶有碳酸氢钙的水,当从洞顶向洞底滴落时,水分的蒸发、压强的减小及温度的升高都会析出碳酸钙沉淀。下列实验不能实现碳酸氢钙转化为碳酸钙的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A. 浓硫酸能够吸水,促进碳酸氢钙溶液中水分蒸发,溶液中会析出碳酸钙沉淀,能实现碳酸氢钙转化为碳酸钙,故A正确;
B. 浓硝酸不能吸水,不能促进碳酸氢钙溶液中水分蒸发,溶液中不会析出碳酸钙沉淀,不能实现碳酸氢钙转化为碳酸钙,故B错误;
C. 浓氨水不断挥发出NH3,溶解在碳酸氢钙溶液中呈碱性,保证碳酸氢钙溶液中没有酸性物质,防止部分碳酸氢钙不转化,能实现碳酸氢钙转化为碳酸钙,故C正确;
D. 碳酸氢钙加热,温度升高会析出碳酸钙沉淀,能实现碳酸氢钙转化为碳酸钙,故D正确;
题目要求选不能实现的,故选B。
13.某化学兴趣小组为了制取并探究氨气的性质,按下图装置进行实验,制取氨气的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,下列说法不正确的是( )
A. 装置B中的干燥剂可以是P2O5 B. 装置C中的试纸不变色,D中试纸变蓝色
C. 在装置E中滴入几滴浓盐酸会出现白烟 D. 装置F中的漏斗能起防倒吸作用
【答案】A
【解析】
【详解】A. 氨气为碱性气体,应选择碱性干燥剂碱石灰,不能用P2O5,故A错误;
B. 氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,所以D中颜色发生变化,C中的试纸不变色,故B正确;
C. 装置E中因有多余的氨气,当滴入几滴浓盐酸时会生成氯化铵晶体,产生白烟,故C正确;
D. 因为氨气极易溶于水,所以F中吸收氨气时用倒扣漏斗来防倒吸,故D正确;
题目要求选不正确的,故选A。
【点睛】本题考查了氨气的制备及氨气的性质,题目难度中等,明确实验原理和氨气干燥方式
是解本题关键。
14.下列有关溶液中离子的检验方法合理的是( )
A. 向溶液滴加盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,一定含有CO32-
B. 向溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,一定含有SO42-
C. 向溶液滴加NaOH溶液,生成白色絮状沉淀,迅速变灰绿色,最后变红褐色,一定含有Fe2+
D. 向溶液滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,一定含有Ca2+
【答案】C
【解析】
【详解】A. 能使澄清石灰水变浑浊的气体可以是二氧化碳或二氧化硫,故原溶液中可能含有:CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-,故A错误;
B. 氯化钡与硫酸盐可以生成硫酸钡难溶于稀硝酸的白色沉淀,也可以与硝酸银生成氯化银沉淀,故可能含有SO42-或者Ag+,故B错误;
C. 加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀,后迅速变为灰绿色,最后变为红褐色,该变化为亚铁离子与氢氧根离子反应的现象,据此判断一定存在亚铁离子,故C正确;
D. 向溶液滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,也可能含有Ba2+,碳酸钡白色沉淀也能溶于盐酸,故D错误;
正确答案是C。
【点睛】本题主要考查的是溶液中阴离子以及阳离子的检验,排除一些同等现象离子的干扰是解决本题的关键,难度不大。
15.已知:2KMnO4 + 16HCl(浓) ═ 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O,下列有关说法正确的是( )
A. KMnO4发生氧化反应 B. 盐酸既表现酸性又表现还原性
C. 如果有16molHCl被氧化,则生成5molCl2 D. 每生成2.24 L Cl2有0.2mol的电子转移
【答案】B
【解析】
【详解】A. 反应2KMnO4 + 16HCl(浓) ═ 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O中,Mn元素化合价降低,KMnO4是氧化剂,发生还原反应,故A错误;
B. 反应2KMnO4 + 16HCl(浓) ═ 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O生成盐,体现HCl的酸性,反应生成氯气,Cl元素化合价升高,体现HCl还原性,故B正确;
C. 2KMnO4 + 16HCl(浓) ═ 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑+ 8H2O中,HCl既表现酸性又表现还原性,每生成5mol的Cl2,被氧化的HCl为10mol,如果有16molHCl被氧化,则生成8molCl2,故C错误;
D. 反应中Cl元素化合价由-1价升高到0价,则当有0.1mol氯气生成时,转移0.2mol电子,选项中没有说明是在标况下,2.24LCl2不一定是0.1mol,故D错误;
正确答案是B。
【点睛】本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重氧化还原反应及规律性知识的应用,题目难度不大,选项C为解答的难点
16.在1L某混合溶液中,H2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3物质的量浓度相等,其中SO42-的物质的量浓度为5.0 mol·L-1。该溶液最多能溶解铁粉的质量为( )。
A. 28g B. 56g C. 78g D. 112g
【答案】D
【解析】
【详解】n(SO42-)=1L×5mol•L-1=5mol,H2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3物质的量浓度相等,则有2n(Fe2+)=n(H+)=n(Fe3+),设Fe2+、Fe3+、H+三种离子物质的量分别为n、2n、2n。根据电荷守恒知道:2n+2n×3+2n=5mol×2,由此解得n=1mol,H+、Fe3+都能与Fe反应生成Fe2+,最后溶液的成分为FeSO4,则n(FeSO4)=5mol,根据Fe的守恒可知,由反应后溶液中Fe2+的物质的量,减去原溶液中Fe3+、Fe2+物质的量,可计算最多溶解的铁粉的质量为5mol-1mol-2mol=2mol,则此溶液最多溶解铁粉的质量为2mol×56g/moL=112g,故选D。
【点睛】本题考查混合物的有关计算,注意用电荷守恒和质量守恒去解答。根据H+、Fe3+都能与Fe反应生成Fe2+,最后溶液的成分为FeSO4,由硫酸根离子的物质的量可知反应后溶液中Fe2+的物质的量,减去原溶液中Fe3+、Fe2+物质的量,可计算最多溶解的铁粉的质量。
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、填空题
17.(1)请写出NaHCO3在水中的电离方程式:______________;NaOH溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式:________________。
(2)某无色透明溶液中可能大量存在NH4+、Na+、Ba2+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-中的几种离子。从其中取两份各100mL溶液,进行如下实验:
①根据溶液颜色可以判断溶液中不存在的离子是_____________;
②取其中的一份溶液进行实验,加入过量氢氧化钠浓溶液并加热,共生成448mL气体(标准状况下),有关的离子方程式为______________;
③取另一份溶液加入过量Ba(NO3)2溶液,生成3.94g白色沉淀,过滤,向沉淀中再加入足量稀盐酸,沉淀全部溶解;根据以上实验结果确定:原溶液中肯定存在的离子有___________;请你设计实验方案证明该溶液中是否含有Cl-?_____________ 。
(3)某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。该厂的技术团队设计该废水处理方案流程如下:
①过程Ⅱ:在微生物的作用下实现NH4+→NO2-→NO3-转化,称为硝化过程。在碱性条件下,NH4+被氧气(O2)氧化成NO3-的总反应的离子方程式为________________。
②过程Ⅲ:在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH),实现HNO3→NO2-→N2转化,称为反硝化过程。反硝化过程中甲醇(C元素为-2价)转化为CO2,若有6molHNO3完全转化成N2
,消耗的甲醇的物质的量为_____________。
【答案】 (1). NaHCO3===Na++HCO3— (2). OH—+ HCO3-=CO32—+H2O (3). Fe3+ (4). NH4++OH-NH3↑+ H2O (5). NH4+、Na+、CO32- (6). 取少量原溶液于试管中,先加足量稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则存在Cl- (7). NH4++2OH-+2O2=NO3-+3H2O (8). 5mol
【解析】
【分析】
(1)碳酸氢钠是强电解质完全电离生成钠离子和碳酸根离子;NaOH和NaHCO3反应生成碳酸根和水;
(2)①无色透明溶液中不会有Fe3+;
②加入过量氢氧化钠浓溶液并加热,生成气体,说明存在NH4+;
③根据电荷守恒和原子守恒分析;
②根据电子得失守恒计算。
【详解】(1)碳酸氢钠是强电解质完全电离生成钠离子和碳酸根离子,电离方程式为NaHCO3=Na++HCO3-;NaOH和NaHCO3反应生成碳酸根和水,离子方程式为:OH-+ HCO3-=CO32-+H2O;
(2)①Fe3+有颜色,无色透明溶液中不会有Fe3+,故根据溶液颜色可以判断溶液中不存在的离子是Fe3+;
②取其中的一份溶液进行实验,加入过量氢氧化钠浓溶液并加热,共生成448mL气体,说明存在NH4+,离子方程式为:NH4++OH-NH3↑+ H2O;
③取其中的一份进行实验,加448入过量氢氧化钠溶液并加热,生成气体44mL气体即为氨气,n(NH3)==0.02mol,一定含有0.02mol NH4+,浓度是0.02mol÷0.1L=0.2mol/L;取其中的一份加入过量Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀3.94g,过滤,向沉淀中再加入过量稀盐酸,沉淀全部消失,则一定含有CO32-,所以一定不存在Ba2+、SO42-;其中碳酸钡是3.94g,物质的量是0.02mol,碳酸根的物质的量是0.02mol,浓度是0.02mol÷0.1L=0.2mol/L;根据电荷守恒可知溶液中必定还存在Na+,不能确定是否存在氯离子;检验氯离子可以取少量原溶液于试管中,先加足量稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则存在Cl-;
(3)①NH4+被氧气(O2)氧化成NO3-,同时氧气被还原成水,该反应的离子方程式为:NH4++2OH-+2O2=NO3-+3H2O;
②HNO3完全转化成N2,N元素得到5个电子由+5价下降到0价,6molHNO3完全转化得到30mol电子;反硝化过程中甲醇(C元素为-2价)转化为CO2,C元素失去6个电子由-2价上升到+4价,根据得失电子守恒消耗的甲醇的物质的量为=5mol。
18.如图为碳元素的价类二维图,结合图中的物质部分转化关系,完成下列问题:
(1)下列说法正确的是 __________
a.要实现反应①一定要与氧化剂作用
b要实现反应②一定要与还原剂作用
c.在一定条件下木炭与浓硝酸能实现 反应①转化
d.反应⑤属于非氧化还原反应
(2)下列有关碳及其化合物类别及性质说法不正确的是__________
a.CO不属于酸性氧化物,具有还原性
b.CO2属于酸性氧化物,可以与碱反应生成碳酸盐
c.NaHCO3属于弱酸的酸式盐,既能与硫酸反应又能与NaOH反应
d.金刚石和石墨互为同素异形体,其物理性质和化学性质均相同
(3)高炉炼铁的过程是将铁矿石(Fe2O3)还原成金属铁的过程,实现了反应③的转化,请写出其反应的化学方程式,并用“双线桥”表示电子的得失情况______________________________ 。
(4)化学活动课上,两组同学分别用如图所示甲、乙两装置探究“Na2CO3、NaHCO3与稀盐酸的反应”。按下表中的试剂用量,在相同条件下,将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。请回答:
①两组反应开始时,装置___________(填“甲”或“乙”)中的气球体积先变大,该装置中反应的离子方程式是______________________。
②当试管中不再有气体生成时,两组实验出现不同现象。
试剂用量
实验现象
分析原因
第A组
0.84gNaHCO3
1.06gNa2CO3
6ml 4mol·L-1盐酸
甲中气球与乙中气球的
体积相等
甲、乙盐酸均过量
n(NaHCO3)= n(Na2CO3)
V(CO2)甲=V(CO2)乙
第B组
1.2gNaHCO3
1.2gNa2CO3
6ml 2mol·L-1盐酸
甲中气球比乙中气球的体积大
片刻后,乙中气球又缩小,甲中气球的体积基本不变
按上表第A组原因分析方法,分析第B组实验甲中气球为比乙中气球体积大的原因__________。用离子方程式表示第B组乙中气球又缩小的原因:______________。
【答案】 (1). A C (2). D (3). (4). 甲 (5). H++HCO3-=CO2↑+H2O (6). 甲、乙盐酸均不足,消耗的n(NaHCO3)﹥n(Na2CO3) ,V(CO2)甲﹥V(CO2)乙 (7). CO32-+CO2+H2O=2HCO3-
【解析】
【分析】
(1)根据氧化还原反应的有关规律判断;
(2)a. CO不属于酸性氧化物,C元素化合价为+2价,具有还原性,故a正确;
b CO2属于酸性氧化物,可以与碱反应生成碳酸盐,故b正确;
c. NaHCO3属于弱酸的酸式盐,既能与硫酸反应生成二氧化碳和水,又能与NaOH反应生成碳酸钠,故c正确;
d. 金刚石和石墨互为同素异形体,其化学性质相似,物理性质有很大差异,故d错误;
(3)Fe2O3在高温下可以被CO还原成Fe单质,Fe元素由+3价下降到0价,得到3个电子;
(4)①碳酸氢钠和盐酸反应的速率更快;
②按上表第A组原因分析方法,分析第B组实验中反应物之间
数量关系,二氧化碳可以溶于碳酸钠溶液中。
【详解】(1)a.①C CO2,C化合价升高作为还原剂,需要加入氧化剂才能实现,故a正确;
b.①C CO,C化合价升高作为还原剂,需要加入氧化剂才能实现,故b错误;
c.木炭与浓硝酸在加热的条件下可以生成二氧化碳,可以实现反应①转化,故c正确;
d. 反应⑤中C化合价变化,属于氧化还原反应,故d错误;
正确答案是ac;
(2)a. CO不属于酸性氧化物,C元素化合价为+2价,具有还原性,故a正确;
b. CO2属于酸性氧化物,可以与碱反应生成碳酸盐,故b正确;
c. NaHCO3属于弱酸的酸式盐,既能与硫酸反应生成二氧化碳和水,又能与NaOH反应生成碳酸钠,故c正确;
d. 金刚石和石墨互为同素异形体,其化学性质相似,物理性质有很大差异,故d错误;
题目要求选错的,故选d;
(3)Fe2O3在高温下可以被CO还原成Fe单质,Fe元素由+3价下降到0价,得到3个电子,用“双线桥”表示电子的得失情况为:
(4)①碳酸钠和盐酸的反应可以分成两步:第一步Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,第二步 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,而碳酸氢钠只进行第二步反应,所以更快一些,故装置甲中的气球体积先变大,甲中发生的离子方程式是:H++HCO3-=CO2↑+H2O;
②根据化学方程式计算可知A组中NaHCO3和Na2CO3都已完全反应。B组中,n(Na2CO3)= =0.011mol,n(NaHCO3)= =0.014mol,n(HCl)=0.012mol,根据反应NaHCO3 +HCl =NaCl + CO2↑+H2O和Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O可知,Na2CO3、NaHCO3都过量,NaHCO3产生的CO2较Na2CO3的多。因为气体收集于气球中,乙中CO2又与过量的Na2CO3溶液反应,故甲中气球比乙中气球的体积大片刻后,乙中气球又缩小,甲中气球的体积基本不变,分析原因为:甲、乙盐酸均不足,消耗的n(NaHCO3)﹥n(Na2CO3) ,V(CO2)甲﹥V(CO2)乙;CO2与过量的Na2CO3溶液反应为:CO32-+CO2+H2O=2HCO3-。
19.铁元素是重要的金属元素,铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。
(1)所含铁元素具有氧化性也有还原性的物质是_________。
a.铁单质 b.氯化亚铁 c.铁红 d.Fe3O4
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂,湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:____ Fe(OH)3+___ ClO-+_______=____FeO42-+____Cl-+______
(3)电子工业上用氯化铁腐蚀铜箔,制造印刷电路板,并从使用过的腐蚀废液(含有FeCl2、CuCl2、FeCl3)中回收铜,并获得氯化铁晶体,其工艺流程如下:回答下列问题:
①反应①的化学方程式:_______________;
②从反应①和②可以判断出Fe2+、Cu2+、Fe3+的氧化性从强到弱顺序为:____________;
③操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________;
④滤液X、Z中都有同一种溶质,它们转化为溶液W的离子方程式为:___________________。
【答案】 (1). BD (2). 2 (3). 3 (4). 4OH- (5). 2 (6). 3 (7). 5H2O (8). 2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2 (9). Fe3+>Cu2+>Fe2+ (10). 漏斗 (11). 2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-
【解析】
【分析】
腐蚀液中含有FeCl2、CuCl2,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以操作I为过滤;向腐蚀液中加入过量的试剂a,得到滤渣Y和滤液X,加入的a为Fe,滤渣Y为Cu、Fe,滤液X为FeCl2,向滤渣Y中加入试剂b为稀盐酸,然后过滤得到Cu和滤液Z,Z中含有FeCl2和过量稀盐酸,然后加入试剂c,应该加入氯水,将FeCl2氧化为FeCl3,最后将溶液W蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到氯化铁晶体,以此解答。
【详解】(1)铁单质是0价;氯化亚铁是二价铁;铁红是三价铁;Fe3O4 既有三价铁也有二价铁;铁元素具有氧化性也有还原性的物质中,铁元素的化合价是中间价态,正确答案是BD;
(2)Fe(OH)3中铁是+3价,K2FeO4中铁元素是+6价,制备K2FeO4需要和氧化剂ClO-反应,根据得失电子守恒和原子守恒可以配平方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O ;
(3)①反应①中FeCl3和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,方程式为:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2;
②反应①2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2中Fe3+是氧化剂,Cu2+是氧化产物,则氧化性:Fe3+>Cu2+;反应②为Fe+ Cu2+= Fe2++Cu,该反应中Cu2+是氧化剂,Fe2+是氧化产物,则氧化性: Cu2+>Fe2+,Fe2+、Cu2+、Fe3+的氧化性从强到弱顺序为:Fe3+>Cu2+>Fe2+;
③操作I为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;
④由分析可知滤液X、Z中都有同一种溶质FeCl2,应该加入氯水,将FeCl2氧化FeCl3,离子方程式为:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-。
20.某小组同学通过“FeSO4被HNO3氧化”的实验,验证Fe2+的还原性。
实验一:验证Fe2+的还原性
实验操作
预测现象
实验现象
向盛有2mLFeSO4溶液的试管中,滴入几滴浓硝酸,振荡
试管中产生红棕色气体,溶液变为黄色
试管中产生红棕色气体,
溶液变为深棕色
(1)红棕色气体是______________ (填化学式);
(2)实验现象与预期不符,继续进行实验。取深棕色溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,该现象说明____________。
实验二:探究溶液变为深棕色的原因
〔资料与猜想〕查阅资料后猜想,可能是生成的NO2或者NO与溶液中的Fe2+或Fe3+反应,而使溶液变为深棕色。
〔实验与探究〕用下图所示装置进行实验,步骤及现象如下:(装置的气密性已检验,尾气处理已略去)
ⅰ关闭c,打开a和b,通入N2,一段时间后关闭a;
ⅱ向甲中加入适量浓HNO3,一段时间后丙中溶液变为深棕色,丁中溶液无明显变化;
ⅲ关闭b,打开c,更换丙、丁中的溶液(试剂不变);
ⅳ继续向甲中加入浓HNO3,一段时间后观察到了与ⅱ相同的实验现象。
根据以上实验步骤和实验现象回答下列问题:
(3)通入N2的目的是______________;
(4)铜与浓硝酸反应的化学方程式是_______________;
(5)装置乙的作用是_________________;
(6)实验结论是____________。
【答案】 (1). NO2 (2). Fe2+具有还原性 (3). 排净装置内的空气,防止O2与产生的NO反应生成NO2 (4). Cu+4HNO3(浓)═ Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (5). 使NO2转化NO (6). 溶液的深棕色是由于Fe2+与NO或者NO2反应,不是由于Fe3+与NO或者NO2反应
【解析】
【分析】
实验一:(1)硝酸将Fe2+氧化为Fe3+的同时被还原生成NO,NO遇空气生成二氧化氮;
(2)取深棕色溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,该现象说明溶液中有Fe3+;
实验二:(1)通入N2的目的是排净装置内的空气;
(2)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;
(3)装置乙的作用是利用水与二氧化氮反应,使NO2转化为NO;
(4)实验结论是溶液的深棕色是由于Fe2+与NO发生了反应,也可能是由于Fe2+与NO2发生了反应,不是由于Fe3+与NO或NO2发生反应。
【详解】实验一:(1)硝酸将Fe2+氧化为Fe3+的同时被还原生成NO,NO遇空气生成二氧化氮,故红棕色气体是二氧化氮;
(2)取深棕色溶液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,该现象说明Fe2+具有还原性,被氧化生成Fe3+,溶液中有Fe3+,与KSCN溶液反应使溶液变为红色;
实验二:(1)为防止产生的NO遇空气中的氧气反应生成二氧化氮,通入N2的目的是排净装置内的空气;
(2)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(3)装置乙的作用是利用水与二氧化氮反应,使NO2转化为NO;
(4)实验结论是溶液的深棕色是由于Fe2+与NO发生了反应,也可能是由于Fe2+与NO2发生了反应,不是由于Fe3+与NO或NO2发生反应。