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- 2021-07-05 发布
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一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。)
1.(2020·廊坊模拟)北魏贾思勰《齐民要术·作酢法》这样描述苦酒:“乌梅苦酒法:乌梅去核,一升许肉,以五升苦酒渍数日,曝干,捣作屑。欲食,辄投水中,即成醋尔。”下列有关苦酒主要成分的说法正确的是 ( )
A.苦酒的主要溶质是非电解质
B.苦酒的主要溶质是强电解质
C.苦酒的主要溶质是弱电解质
D.苦酒的溶液中只存在分子,不存在离子
【解析】选C。根据题意分析苦酒即成醋尔,说明苦酒的成分是乙酸。A.苦酒的主要溶质是乙酸,属于弱电解质,故A、B错误,C正确;D.苦酒的溶质属于弱电解质,在水中部分电离,所以既有电解质分子CH3COOH,又有H+和CH3COO-,故D错误。
2.(2020·大连模拟)将30 mL 0.5 mol·L-1 NaOH溶液加水稀释到500 mL。NA表示阿伏加德罗常数的值,关于稀释后溶液的叙述不正确的是( )
A.溶液中OH-浓度为0.03 mol·L-1
B.该溶液中含Na+个数为0.015NA
C.向原溶液中加入470 mL蒸馏水即可
D.该溶液中含有氧原子个数大于0.015NA
【解析】选C。溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则30 mL×0.5 mol·L-1=
500 mL×c,c=0.03 mol·L-1,A正确;稀释前后Na+物质的量不变,为0.015 mol,B正确;应在500 mL容量瓶中定容配制,C错误;溶液中水分子也含有氧原子,D正确。
3.下列关于氢氧化铁胶体的说法不正确的是 ( )
A.往NaOH饱和溶液中滴加FeCl3饱和溶液,加热煮沸制备氢氧化铁胶体
B.氢氧化铁胶体的胶粒大小在1~100 nm
C.氢氧化铁胶体可发生丁达尔效应
D.往氢氧化铁胶体中滴加电解质溶液可发生聚沉现象
【解析】选A。往NaOH饱和溶液中滴加FeCl3饱和溶液,得到氢氧化铁红褐色沉淀,A项错误;胶体的胶粒大小在1~100 nm,这是胶体区别于其他分散系的本质特征,B项正确;
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胶体可发生丁达尔效应,可借助此性质区分胶体与溶液,C项正确;氢氧化铁胶体的胶粒带电,滴加电解质溶液可发生聚沉现象,D项正确。
4.(2020·烟台模拟)NA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,22.4 L乙烯和丁烯的混合气体中含氢原子数可能为6NA
B.1 L 0.1 mol·L-1 HF溶液中H+个数为0.1NA
C.6.4 g Cu完全溶于浓硝酸,产生5.6 L NO2时转移电子数为0.25NA
D.12 g NaHSO4和MgSO4的混合物中含阳离子数可能为0.15NA
【解析】选A。1 mol乙烯含4 mol氢原子,1 mol丁烯含8 mol氢原子,根据平均值原理,1 mol二者的混合气体含氢原子4~8 mol,A项正确;HF是弱电解质,部分电离,B项错误;没有标明标准状况,应该根据铜的质量计算,C项错误;NaHSO4固体中含有Na+、HS两种离子,12 g NaHSO4和MgSO4的混合物中含阳离子数为0.1NA,D项错误。
5.下列相关反应的离子方程式书写正确的是( )
A.将少量醋酸加入NaAlO2溶液中:CH3COOH+Al+H2OCH3COO-+Al(OH)3↓
B.将钠粒投入CuSO4溶液中:2Na+Cu2+Cu+2Na+
C.将NaHSO4溶液滴加到含有酚酞的Ba(OH)2溶液中,溶液由红色变成无色:Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O
D.硫化钠溶液中加入少量的氯化亚铁溶液:Fe2++S2-Fe+S↓
【解析】选A。B项,Na不能置换出盐溶液中的金属;C项,应改为2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O;D项,应改为Fe2++S2-FeS↓。
6.(2020·周口模拟)下列指定反应的离子方程式书写正确的是 ( )
A.用白醋除铁锈:Fe2O3·xH2O+6H+(3+x)H2O+2Fe3+
B.向Ba(OH)2溶液中加入少量的NH4HSO4溶液:Ba2++2OH-+N+H++S
BaSO4↓+NH3·H2O+H2O
C.(NH4)2Fe(SO4)2溶液中加入过量NaOH溶液:N+Fe2++3OH-Fe(OH)2↓+NH3·H2O
D.用过氧化氢从酸化的海带灰浸出液中提取碘:2I-+H2O2I2+2OH-
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【解析】选B。白醋的主要成分是CH3COOH,CH3COOH是弱酸,不能拆,A项错误;NaOH过量,(NH4)2Fe(SO4)2按化学式组成反应,正确的离子方程式为2N+Fe2++4OH-Fe(OH)2↓+2NH3·H2O,C项错误;溶液呈酸性,不能生成OH-,D项错误。
7.(2020·永安模拟)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.0.1 mol O与D2O的混合物中所含中子数为NA
B.17 g羟基所含电子的数目为10NA
C.1 L pH=1的H2SO4溶液中含有的H+数目为0.2NA
D.密闭容器中1 mol H2(g)与1 mol I2(g)共热反应制备HI增加2NA个H—I键
【解析】选A。一个O、D2O分子均含有10个中子,0.1 mol混合物所含中子数等于NA,故A项正确;B. 17 g羟基的物质的量为1 mol,所含电子的数目为9NA,故B错;C.1 L pH=1的H2SO4溶液中含0.05 mol H2SO4,电离出0.1NA H+,水还可以电离出H+为10-13mol,所以1 L pH=1的H2SO4溶液中含有的H+数目小于0.2NA,故C错误;D.密闭容器中 H2(g)+I2(g)2HI,1 mol H2(g)与1 mol I2(g)共热反应制备HI,含H—I键小于2NA个,故D错误。
8.(双选)(2020·运城模拟改编)在下列溶液中一定能大量共存的离子组是
( )
A.c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液:Na+、Ca2+、S、C
B.c(HC)=0.1 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、C、Br-
C.含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、N、SCN-
D.含有大量N的溶液:H+、Fe3+、S、Cl-
【解析】选B、D。c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液呈碱性,氢氧化钙和硫酸钙微溶、碳酸钙难溶, 所以Ca2+、S、C、OH-不能大量共存,A项错误;c(HC)=
0.1 mol·L-1的溶液中:Na+、K+、C、Br-不反应,B项正确;含有大量Fe3+的溶液中Fe3+与SCN-生成Fe(SCN)3,C项错误;含有大量N的溶液:D项中不会发生反应,D项正确。
【易错提醒】D项,要注意酸性条件下N隐藏的强氧化性。
9.(2020·铜陵模拟)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是 ( )
A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
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B.气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2
【解析】选B。Fe3+遇KSCN会使溶液呈现红色,Fe2+遇KSCN无现象,如果该溶液既含Fe3+,又含Fe2+,滴加KSCN溶液,溶液呈红色,则证明存在Fe3+,但并不能证明无Fe2+,A项错误;气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,则发生反应:CuSO4+5H2OCuSO4·5H2O,CuSO4·5H2O为蓝色,故可证明原气体中含有水蒸气,B项正确;灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,Na+焰色反应为黄色,但并不能证明无K+,因为Na+的黄色对K+的焰色反应具有干扰作用,故需透过蓝色的钴玻璃观察K+的焰色反应,C项错误;能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2等,故将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,则原气体不一定是CO2,D项错误。
10.下列实验操作和现象与结论都正确的是 ( )
选项
操作和现象
结论
A
向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硝酸,在管口观察到红棕色气体
HNO3分解产生了NO2
B
用红色石蕊试纸蘸取浓氨水,试纸变蓝
浓氨水呈碱性
C
将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,再加CCl4,振荡,静置,可观察到下层溶液呈紫色
氧化性:Fe3+>I2
D
将Cu粉加入1.0 mol· L-1的Fe2(SO4)3溶液中,溶液变蓝,有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
【解析】选C。向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硝酸,在管口观察到红棕色气体,因为发生3Fe2++4H++N3Fe3++ NO↑+2H2O反应,NO 在试管口遇空气变为红棕色,不是硝酸分解,A项错误;直接用试纸蘸取浓氨水,会污染浓氨水,应用玻璃棒蘸取滴在试纸上,B项错误;发生反应2Fe3++2I-I2+2Fe2+,I2溶于CCl4显紫色,在下层,C项正确;发生反应2Fe3++ Cu2Fe2+ +Cu2+,不能置换出铁,D项错误。
11.(双选)(2020年山东等级考模拟改编)已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应Ⅰ:Pb3O4+4H+PbO2+2Pb2++2H2O;PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应Ⅱ:5PbO2+2Mn2++4H++5S2Mn+5PbSO4+2H2O。下列推断正确的是 ( )
A.由反应Ⅰ可知,Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1
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B.由反应Ⅰ、Ⅱ可知,氧化性:HNO3>PbO2>Mn
C.Pb可与稀硝酸发生反应:3Pb+16HNO33Pb(NO3)4+4NO↑+8H2O
D.Pb3O4可与盐酸发生反应:Pb3O4+8HCl3PbCl2+4H2O+Cl2↑
【解析】选A、D。A.反应Ⅰ未发生氧化还原反应,且产物Pb2+与PbO2物质的量之比为2∶1,说明Pb3O4中Pb(Ⅱ)和Pb(Ⅳ)含量之比为2∶1,故A正确;B.反应Ⅰ中HNO3未能将Pb(Ⅱ)氧化成Pb(Ⅳ),说明氧化性HNO3Mn,故B错误;C.根据反应Ⅰ可得硝酸不能将Pb氧化成+4价,不能生成Pb(NO3)4,故C错误;D.据反应Ⅱ可知氧化性 PbO2>Mn,而酸性条件下Mn能将HCl氧化成Cl2,则Pb(Ⅳ)也能将HCl氧化成Cl2,所以此反应Pb3O4+8HCl3PbCl2+4H2O+Cl2↑能发生,故D正确。
12.(2020·衡水中学模拟)下列反应的离子方程式不正确的是 ( )
A.向Na2S溶液中滴加H2O2溶液,溶液变浑浊:S2-+ H2O2S↓+2OH-
B.向氯化亚铁溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-
Fe3[Fe(CN)6]2↓
C.向次氯酸钠溶液中通入少量CO2:2ClO-+CO2+H2OC+2HClO
D.向碘酸钠溶液滴加NaHSO3溶液制得碘单质:2I+5HS5S+H2O+3H++I2
【解析】选C。向Na2S溶液中滴加H2O2溶液,溶液变浑浊的离子方程式为S2-+H2O2S↓+2OH-,A项正确;向氯化亚铁溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液的离子方程式为3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓,B项正确;向次氯酸钠溶液中通入少量CO2的离子方程式为ClO-+CO2 +H2OHC+ HClO,C项错误;向碘酸钠溶液滴加NaHSO3溶液制得碘单质的离子方程式为2I+5HS 5S+H2O+3H++I2,D项正确。
【加固训练】
汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应:10NaN3+2KNO3K2O+xNa2O+16N2↑,下列说法错误的是 ( )
A.x=5
B.每生成16 mol N2转移10 mol电子
C.N2既是氧化产物又是还原产物
D.反应中氧化产物与还原产物的质量之比为1∶15
- 15 -
【解析】选D。据Na原子守恒可知,2x=10,则有x=5,A项正确;该反应中,N元素由+5价、-价变为0价,故每生成16 mol N2转移10 mol电子,B项正确;该反应中,N元素既被氧化又被还原,则N2既是氧化产物又是还原产物,C项正确;生成16 mol N2时,有15 mol N2是氧化产物,1 mol N2是还原产物,则氧化产物与还原产物的质量之比为15∶1,D项错误。
13.(双选)(2019·河东区模拟改编)将a g二氧化锰粉末加入c L b mol·L-1的浓盐酸中加热完全溶解,反应中转移电子数为d,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 ( )
A.可以收集到标准状况下的氯气为 L
B.反应后溶液中的Cl-数目为
C.NA可表示为
D.反应后溶液中的H+数目为bc-2d
【解析】选A、C。A项,标准状况下生成Cl2的体积为×22.4 L;B项,反应后溶液中Cl-数目为bcNA-d;C项,×2NA=d,NA=;D项,反应后溶液中的H+数目为bcNA-×4NA(或bcNA-2d)。
14.(2019·邯郸模拟)有学者利用空气中的二氧化碳与氢气反应制备甲醇,生产流程图如下,下列说法正确的是 ( )
A.吸收池中的饱和K2CO3溶液可以用饱和食盐水代替
B.分解池中发生反应的化学类型为氧化还原反应
C.从合成塔中分离出甲醇的实验操作方法是蒸馏
D.上述流程中能“循环利用”的物质只有K2CO3溶液
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【解析】选C。吸收池中的饱和K2CO3溶液的作用为富集空气中的CO2,饱和食盐水起不到相同的作用,A项错误;分解池中发生反应为KHCO3的分解反应,该反应不是氧化还原反应,B项错误;甲醇可以和水混溶,必须用蒸馏的方法分离出甲醇,C项正确;上述流程中能“循环利用”的物质有K2CO3溶液和高温水蒸气,D项错误。
15.运载火箭常用偏二甲肼(C2H8N2)(其中N的化合价为-3)作燃料和四氧化二氮(N2O4)反应。在火箭升空过程中,燃料发生反应:C2H8N2+2N2O42CO2+3N2+4H2O提供能量。下列有关叙述正确的是 ( )
A.该燃料绿色环保,在燃烧过程中不会造成任何环境污染
B.该反应中N2O4是氧化剂,偏二甲肼是还原剂
C.N2既是氧化产物又是还原产物,CO2既不是氧化产物也不是还原产物
D.每有0.6 mol N2生成,转移电子数目为2.4 NA
【解析】选B。四氧化二氮可污染环境,故A错误;C2H8N2中C化合价由-1价升高到+4价,N化合价由-3价升高到0价,偏二甲肼是还原剂,Na2O4中N元素化合价由+4降低到0,N2O4是氧化剂,故B正确;C化合价升高,则CO2为氧化产物,故C错误;由反应方程式可知,每有0.6 mol N2生成,则消耗0.4 mol N2O4,则转移电子的物质的量为0.4 mol×4×2=3.2 mol,则每有0.6 mol N2生成,转移电子数目为3.2 NA,故D错误。
16.(2020·株洲模拟)向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到有沉淀(CuI)生成,且溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列有关分析中正确的是 ( )
A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>SO2>I2
B.在SO2与I2反应中得到的还原产物为H2SO4
C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性
D.滴加KI溶液时,每转移2 mol e-会生成2 mol CuI沉淀
【解析】选D。由题干信息可知,向CuSO4溶液中加入KI溶液时发生反应:
,当转移2 mol e-时生成2 mol CuI沉淀,D项正确;向反应后的混合物中再通入SO2气体,又发生反应:I2+SO2+2H2OH2SO4+2HI②,该反应中SO2作还原剂,体现了SO2的还原性,得到的还原产物是HI,故B、C均不正确;根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,反应①中氧化性Cu2+>I2,反应②中I2将SO2氧化,说明氧化性I2>SO2,故A项错误。
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【加固训练】
工业生产钠和烧碱的原理如下:
①电解熔融氯化钠制钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
②电解饱和食盐水制烧碱:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
下列有关说法正确的是 ( )
A.在反应①和②中,氯化钠均既是氧化剂,又是还原剂
B.在反应①中氯气是还原产物,在反应②中氢气是还原产物
C.若标准状况下生成等体积的气体,则反应①和②中转移电子总数相等
D.若消耗等质量的氯化钠,则反应①和②中转移电子总数相等
【解析】选D。反应②中氯化钠是还原剂,水是氧化剂,A项错误;反应①中氯气是氧化产物,B项错误;反应①中,转移2 mol电子,生成1 mol气体,反应②中,转移2 mol电子,生成2 mol气体,C项错误;反应①和②中,消耗1 mol氯化钠均转移1 mol电子,D项正确。
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17. (8分)(2020·宜昌模拟)某同学欲用98%的浓硫酸(ρ=1.84 g·cm-3)配制
500 mL 0.5 mol·L-1的稀硫酸。
(1)填写下列操作步骤:
①所需浓硫酸的体积为________。
②如果实验室有10 mL、20 mL、50 mL量筒,应选用________mL量筒量取。
③将量取的浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入盛有约100 mL水的烧杯中,并不断搅拌,目的是______________。
④立即将上述溶液沿玻璃棒注入________中,并用50 mL蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液注入其中,并不时轻轻振荡。
⑤加水至距刻度线下________处,改用________加水,使溶液的凹液面最低点正好与刻度线相切。盖上瓶塞,上下颠倒数次,摇匀。
(2)请指出上述操作中一处明显错误:____________________。
(3)误差分析:请分析以下错误操作对所配制的溶液浓度的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①若进行操作⑤定容时,眼睛俯视刻度线,则所配制溶液的浓度将________。
②问题(2)的错误操作将导致所配制溶液的浓度________。
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【解析】(1)①代入公式进行计算:浓硫酸的物质的量浓度c==
18.4 mol·L-1,由稀释公式c1V1=c2V2,求得所需的浓硫酸的体积为13.6 mL,量筒一般精确到小数点后一位。
(3)①定容时视线的变化对溶液浓度的影响如下:
②没有将稀释后的浓硫酸冷却到室温便注入500 mL容量瓶将导致最终溶液体积偏小,浓度偏高。
答案:(1)①13.6 mL ②20 ③使大量的热及时排出,防止液体飞溅 ④500 mL的容量瓶 ⑤1~2 cm 胶头滴管
(2)第④步没有将稀释后的浓硫酸冷却到室温便注入500 mL容量瓶中
(3)①偏高 ②偏高
18.(8分)(2020·石家庄模拟)次磷酸 H3PO2是一种一元中强酸,具有较强还原性,可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银。回答下列问题:
(1)次磷酸(H3PO2)中,磷元素的化合价为________, 利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为________。
A.H3PO3 B.H3PO4 C.PH3 D.P2O3
(2)H3PO2 与足量的 NaOH 溶液反应,其离子反应方程式为___________。
(3)次磷酸(H3PO2)的工业制法是将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成 PH3 气体和Ba(H2PO2)2,后者再与硫酸反应,白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式:2P4+3Ba(OH)2+6H2O3Ba(H2PO2)2+2PH3↑,当有 124 g的白磷作还原剂,则生成标准状况下________L PH3。
【解析】(1)H3PO2中,总化合价为0,其中氢元素为+1价,氧元素为-2价,则P元素的化合价为+1价;该反应中Ag+为氧化剂,H3PO2为还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,设反应产物中P的化合价为x,根据化合价升降相等可得,4×(1-0)=1×(x-1),解得x=5,所以氧化产物为+5价的H3PO4。
(2)H3PO2是一元中强酸与氢氧化钠反应生成NaH2PO2,反应的离子方程式为H3PO2+OH-H2P+H2O。
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(3)白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式:2P4+3Ba(OH)2+6H2O3Ba(H2PO2)2+2PH3↑。反应中有的P的化合价升高作还原剂,的P转化为PH3,当有 124 g的白磷即1 mol作还原剂时,则生成的PH3为 mol,其标准状况下的体积为29.87 L。
答案:(1)+1 B
(2)H3PO2+OH-H2P+H2O
(3)29.87
19.(12分)(2020·怀柔区模拟)以硫铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下:
(1)“酸浸”过程,矿渣中的Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式是________。
(2)烟气中的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,写出该反应的离子方程式________。
(3)滤液中金属阳离子的检验方法是___________。
(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量,理由___________。
(结合化学用语说明原因)
(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示:
已知总反应为FeS2+14Fe3++8H2O2S+15Fe2++16H+
①将过程Ⅰ离子方程式补充完整
FeS2+ Fe3++ ____ Fe2++ S2+ ____
②过程Ⅱ反应的离子方程式为_________________。
③研究发现,用氧化亚铁硫杆菌脱硫,温度过高脱硫效率降低(如图),可能的原因是_______________________。
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(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取x g样品,加水完全溶解,用酸化的
a mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理:6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为________。
(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g·mol-1)
【解析】硫铁矿的主要成分为FeS2,在焙烧时FeS2发生反应产生Fe2O3,矿渣用硫酸处理,Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁和水,而CuS、SiO2等杂质不能与酸反应,向反应后的溶液中加入铁粉还原,硫酸铁反应转化为硫酸亚铁,然后过滤,将滤液蒸发浓缩,冷却结晶可得绿矾;根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及原子守恒,结合题目已知信息书写相应的离子方程式;根据反应过程中的电子守恒,利用反应方程式中物质之间的关系式先计算出Fe2+的物质的量,再根据物质含量计算方法得到绿矾晶体纯度的计算式,据此解答。
(1)“酸浸”过程,矿渣中的碱性氧化物Fe2O3与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O;(2)在焙烧时硫铁矿中的S元素转化为烟气中的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,SO2与氨水反应产生亚硫酸铵和水,该反应的离子方程式为SO2+2NH3·H2O2N+S+ H2O;(3)滤液中金属阳离子是Fe2+,检验Fe2+的方法是取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,若有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+;(4)在由FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量,这是由于FeSO4是强酸弱碱盐,在溶液中Fe2+发生水解反应:Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,向溶液中加入过量的H+,c(H+)增大,水解平衡逆向移动,从而可抑制Fe2+的水解;(5)①FeS2与Fe3+及水发生反应产生Fe2+、S2、H+,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得反应的离子方程式:FeS2+6Fe3++3H2O7Fe2++S2+6H+;②由于总反应:FeS2+14Fe3++8H2O2S+15Fe2++16H+,所以过程Ⅱ反应的离子方程式为8Fe3++S2+5H2O2S+8Fe2++10H+;③研究发现,用氧化亚铁硫杆菌脱硫,温度过高脱硫效率降低,这是由于氧化亚铁硫杆菌主要是由蛋白质构成,升高温度,蛋白质发生变性,使氧化亚铁硫杆菌失去催化能力。(6)K2Cr2O7溶液会将FeSO4
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氧化为硫酸铁,K2Cr2O7被还原为硫酸铬,反应离子方程式为6Fe2++Cr2+14H+ 6Fe3++2Cr3++7H2O。根据反应方程式可知n(FeSO4)=6n(K2Cr2O7)=6ab×10-3 mol,由于FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g·mol-1,则绿矾晶体纯度的计算式为×100%。
答案:(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
(2)SO2+2NH3·H2O2N+S+H2O
(3)取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+
(4)Fe2++2H2OFe(OH)2 +2H+,H+过量抑制Fe2+的水解
(5)①1FeS2+6Fe3++3H2O7Fe2++1S2+6H+
②8Fe3+ +S2+5H2O2S+8Fe2++10H+ ③升高温度,蛋白质变性,细菌失去催化能力
(6)×100%
20.(12分)(2020·西宁模拟)双氧水是中学常见的绿色化学试剂,既可以表现氧化性,又可以表现还原性。某学习小组设计一组与双氧水相关的实验如表所示:
实验
实验操作与现象
Ⅰ
向含少量硫酸亚铁的硫酸铁溶液中滴加双氧水和稀硫酸
Ⅱ
向双氧水中滴加酸性高锰酸钾溶液,产生气泡,紫红色褪去
Ⅲ
向KI-淀粉溶液中滴加双氧水,溶液变蓝色
Ⅳ
向双氧水中加入铁红粉末,产生大量气泡
请回答下列问题:
(1)实验Ⅰ的离子方程式为_______________________;该原理广泛用于除去Fe3+中的Fe2+的操作中,此操作的优点是____________。
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(2)实验Ⅱ可用于测定双氧水的浓度,用酸性高锰酸钾溶液滴定双氧水,达到滴定终点的标志是________,反应的离子方程式为________________。当有1.7 g过氧化氢参加反应时转移的电子数目为________。
(3)在实验Ⅲ和Ⅳ中双氧水没有表现的性质是____(填选项字母)。
A.氧化性 B.还原性 C.不稳定性 D.酸性
(4)双氧水能将碱性废水中的CN-转化成碳酸盐和一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,写出反应的离子方程式 __________________________。
【解析】(1) 实验Ⅰ中双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O;该原理广泛用于除去Fe3+中的Fe2+的操作中,此操作的优点是不引入杂质且产物无污染。
(2)实验Ⅱ可用于测定双氧水的浓度,用酸性高锰酸钾溶液滴定双氧水,达到滴定终点的标志是溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色,过程中双氧水被氧化为氧气,同时高锰酸钾被还原为锰离子,反应的离子方程式为2Mn+5H2O2+ 6H+2Mn2++5O2↑+8H2O。H2O2~2e-,当有1.7 g H2O2即0.05 mol H2O2参加反应时转移的电子数目为0.1 NA。
(3)在实验Ⅲ中双氧水将KI氧化为I2而表现氧化性,实验Ⅳ中双氧水分解为水和氧气,既表现氧化性,又表现还原性,所以没有表现的性质是酸性,故选D。
(4)双氧水能将碱性废水中的CN-转化成碳酸盐和一种使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体氨气,反应的离子方程式为CN-+H2O2+OH-NH3↑+C。
答案:(1)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O 不引入杂质且产物无污染
(2)溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色 2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++
5O2↑+8H2O 0.1 NA
(3)D
(4)CN-+H2O2+OH-NH3↑+C
21.(12分)(2020·石家庄模拟)化学工作者一直在积极探索影响大气质量的因素及改善措施。
(1)硫酸盐是大气中可吸入颗粒物的主要成分之一,是在含水的气溶胶液滴中通过化学反应产生的。
①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到 ____________效应。
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②大气中的SO2转化为硫酸盐的过程中,以下物质能起氧化作用的是____________(填字母序号)。
A. O2 B. H2S C. NH3 D. O3
③有研究者发现特定条件下,大气中的NOx会成为氧化SO2的主要物质,于是认为,当城市大气中的可吸入颗粒物严重超标时,应采取汽车限行措施,原因是
__________________________。
(2)燃煤烟气中含有NOx和SO2,工业上常用亚氯酸钠(NaClO2)对燃煤烟气进行脱硝和脱硫处理。
已知:酸性条件下,Cl会转化成ClO2和Cl-。ClO2是黄绿色、易溶于水的气体,具有强氧化性,能氧化NOx或SO2。
Ⅰ.在实验室模拟脱硝过程:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含NO的模拟烟气。
①测得脱硝反应后溶液中的阴离子为N和Cl-,则脱硝反应的离子方程式为
__________________________。
②测得脱硝效率(即NO的吸收率)随温度变化的曲线如图所示。结合已知信息分析,温度大于50 ℃时,随温度升高脱硝效率下降的原因是__________________。
Ⅱ.在实验室模拟同时脱硝、脱硫过程:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含SO2和NO(体积比2∶1)的模拟烟气。
③测得脱硝、脱硫反应后溶液中的阴离子为N、S和Cl-,其中c(S) =a mol·L-1,c(Cl-) =b mol·L-1,已知脱硫效率为100%,计算脱硝效率为____________________。
【解析】(1)①气溶胶属于胶体分散系。当日光射入充满气溶胶的暗室时,可观察到丁达尔效应;②大气中的SO2转化为硫酸盐的过程中,能起氧化作用的是O2和O3;③汽车尾气中含NOx,能将SO2氧化成硫酸盐,从而增加大气中可吸入颗粒物含量。
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(2)①ClO2氧化NO的离子方程式为5NO+3ClO2+4H2O5N+3Cl-+8H+;②吸收液pH为5,显酸性,NaClO2转化成ClO2,温度升高, ClO2气体容易从溶液体系中逸出,使脱硝反应难以发生;③根据得失电子守恒,有4b=2a+3c(N),解得实际上得到的c(N)= mol·L-1,因为SO2和NO的体积比为2∶1,且脱硫效率为100%,所以理论上得到的c(N)= mol·L-1,故脱硝率为[]×100%。
答案:(1)① 丁达尔 ②AD
③汽车尾气中含NOx,能将SO2氧化成硫酸盐,从而增加大气中可吸入颗粒物含量
(2)①5NO+3ClO2+4H2O5N+3Cl-+8H+
(或4NO+3Cl+2H2O4N+3Cl-+4H+)
②吸收液pH为5,显酸性,NaClO2转化成ClO2,温度升高, ClO2气体容易从溶液体系中逸出,使脱硝反应难以发生
③ []×100%
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