高考化学100道金属及其化合物填空题试题汇编含解析 89页

高考化学 100 道金属及其化合物填空题试题汇编（含解析） 1．某课外小组学生对 Cl 2 与 FeBr 2 溶液反应进行实验探究。 操 作 现 象 取 0．1 mol/L 的 FeBr 2 溶液 10 mL， 测溶液的 pH pH 试纸变红（约为 4） ⅰ．开始通入 100 mL（折合标准状况），溶 液由浅绿色逐渐变黄； ⅱ．稍后，继续通入Cl2，溶液黄色加深，变 为棕黄色； iii．稍后，溶液由棕黄色变浅，最终变为黄 色 （1）用浓盐酸和 MnO2反应制取 Cl2的化学方程式是 。 （2）pH≈4的原因是 （用化学用语表示）。 （3）现象i中溶液由浅绿色逐渐变黄。某学生猜测可能原因：① Cl 2 将Fe 2+ 氧化为Fe 3+ ， 使溶液呈黄色；② Cl 2 将 Br － 氧化为 Br 2，使溶液呈黄色。证明原因①的实验方案 是 ；证明原因②的实验方案是 。 （4）现象ⅱ中，溶液变为棕黄色。部分学生猜测①：可能是Cl 2 先将 Fe 2+ 氧化生成 Fe 3+ ， Cl 2 又继续氧化 Br － 生成 Br 2。部分学生猜测②：可能是Cl 2 先将 Fe 2+ 氧化生成 Fe 3+ ，Fe 3+ 将 Br － 氧化生成 Br 2。某学生设计实验进行验证，请完成下列表格： 由此实验得出的结论是 。 试管 操作 现象 结论 a 取 2 mL FeCl 2 溶液，滴加少量氯水、 2 滴 KSCN 溶液，振荡 Cl 2 的 氧 化 性 强于 Fe 3+ b 取 2 mL FeCl 3 溶液，滴加少量溴化 钠溶液和少量 CCl 4，振荡 CCl 4 层 没 有 明 显 变 化 c CCl 4 层 由 无 色 变 为 橙黄色 Cl 2 的 氧 化 性 强于 Br 2 【答案】（1）MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O； （1 分） （2）Fe 2+ +2H2O Fe（OH）2+2H + （1 分 ） （3）取少量 i中溶液放入试管中，滴加 KSCN 溶液，若溶液变红，说明①对，否则不成 立；（2分） 取 5 mL 上述黄色溶液于试管中，向其中滴加少量 CCl4 ，振荡，若 CCl4 层呈现橙红色， 说明原因②对；否则不成立。 （2分） （4）a．溶液变成红色（1分） b．氧化性 Fe 3+ ＜Br2 或 还原性 Fe 2+ ＞Br － (1 分） c．取 2 mL 溴化钠溶液，滴加少量氯水和少量 CCl4，振荡（1 分） 结论：猜测①是正确的。（1 分） 【 解 析 】（ 1 ） 用 浓 盐 酸 和 MnO2 反 应 制 取 Cl2 的 化 学 方 程 式 是 MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O； （2）pH≈4 的原因是亚铁离子水解使溶液显酸性，离子方程式是 Fe 2+ +2H2O Fe（OH） 2+2H + （3）溶液变成黄色，若①对，溶液中存在 Fe 3+ ，取少量 i 中溶液放入试管中，滴加 KSCN 溶液，若溶液变红，说明①对，否则不成立； 若②对，溶液中存在溴单质，取 5 mL 上述黄色溶液于试管中，向其中滴加少量 CCl4 ， 振荡，若 CCl4 层呈现橙红色，说明原因②对；否则不成立。 （4）a．Cl2的氧化性强于 Fe 3+ ，所以氯气将亚铁离子氧化成 Fe 3+ ，滴加 KSCN 溶液，溶 液变红； b．CCl4层没有明显变化，说明 Fe 3+ 不能将 Br － 氧化生成 Br2，结论是氧化性 Fe 3+ ＜Br2 或 还原性 Fe 2+ ＞Br － c．验证氯气的氧化性强于单质溴氧化性，需进行的操作是取 2 mL 溴化钠溶液，滴加 少量氯水和少量 CCl4，振荡 ； 结论：猜测①是正确的 2．为证明 Fe 3+ 具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将 Cu 片放入 0.5mol/L Fe(NO3)3 溶液中，观察到 Cu 片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到 Fe 3+ 具有较 强氧化性的结论。 乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO3)3溶液具有酸性，在此酸性条件下 NO3 - 也能氧化 Cu”，并设计实验进行探究。已知： 水解反应 平衡常数（K） Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H + 7.9 × 10 -4 Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+ 3.2 × 10-10 Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ 3.2 × 10-7 请回答：（1）稀硝酸和 Cu 反应的化学方程式为 。 （2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。 试剂：0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu 片、精密 pH 试纸（0.5～5.0）、硝酸钠溶液、稀盐 酸。 方案： 。 （3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用 pH 计监测溶液 pH 的变化，实验记录如下。 实验内容 实验现象 甲同学的实验方案 溶液逐渐变成蓝绿色， pH 略有上升 乙同学的实验方案 无明显现象，pH 没有明显变化。 ①据实验现象写出发生反应的离子方程式： 。 ②导致实验过程中溶液 pH 略有上升的可能原因是 。 ③解释乙同学的实验现象 。 （ 4 ） 请 你 设 计 更 简 便 可 行． ． ． ． ．的 实 验 方 案 ， 帮 助 甲 同 学 达 到 实 验 目 的： 。 【答案】（1）3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O （2 分） （2）测定硝酸铁溶液的 pH，再用硝酸钠溶液和稀盐酸配制成与硝酸铁溶液 PH 相同、 硝酸根离子浓度相同的溶液，将铜片加入到该溶液中，观察二者是否反应。（3 分） （3）①Cu + 2Fe 3+ = Cu 2+ + 2Fe 2+ （2分） ②Fe 3+ 变为 Cu 2+ 和 Fe 2+ ，水解能力下降（2 分） ③在此酸性条件下 NO3 - 不能氧化 Cu。（2分） （4）将铜片放入 0.5mol/L 氯化铁．．．溶液中（2分） 【解析】 （1）稀硝酸和 Cu 反应的化学方程式为 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O （2）乙同学认为 Fe(NO3)3溶液具中的 NO3 - 也能氧化 Cu，据此设计对照实验，配制 pH 与 Fe(NO3)3溶液相同但只含 NO3 - 不能氧化 CuNO3 - 不含 Fe 3+ 的溶液即可，将铜放入该溶液中， 观察二者是否反应 （3）①根据丙同学的实验证明甲同学的结论是正确的，发生的离子反应方程式为 Cu + 2Fe 3+ = Cu 2+ + 2Fe 2+ ②根据水解反应的平衡常数知 Fe 3+ 水解程度最大，溶液的 pH 略有上 升，说明 Fe 3+ 变为 Cu 2+ 和 Fe 2+ 浓度减小，水解能力下降 ③乙同学的实验现象说明在 Fe(NO3)3溶液的酸性条件下，NO3 - 不能氧化 Cu （4）甲同学的实验中，NO3 - 造成干扰，将原溶液中的 NO3 - 换成其他易溶盐的酸根离子即 可证明 3．氧化还原反应在生产、生话中应用广泛，酸性 KMnO4、H2O2、Fe（NO3）3是重要的氧化 剂。用所学知识回答问题： （ 1 ） 在 稀 硫 酸 中 ， KMnO4 能 将 H2C2O4 氧 化 为 CO2 。 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ，反应中消耗 1mol 的 MnO4 — 时转移电子数为 。 （2）取 300mL 0．2mol/L 的 KI 溶液与一定量的酸性 KMnO4溶液恰好反应，生成等物质 的量的 I2和 KIO3，则消耗 KMnO4的物质的量的是 mol。 （3）在 Fe（NO3）3溶液中加入 Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变 为棕黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是 ，又变为棕黄色的原 因是 。 【答案】（1）2KMnO4+5H2C2O4+ 3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O（2 分） 3．01×10 24 （或 答 5NA也给分，2分）（2）0．032（2 分） （3）2Fe 3+ + SO3 2- + H2O = 2Fe 2+ + SO4 2- + 2H + （2 分） H + 与 NO3 - 组成的硝酸把 Fe 2+ 氧化 （1分） 【解析】（1）酸性条件下 KMnO4与 H2C2O4发生氧化还原反应生成 MnSO4、K2SO4、CO2和水， 反应的化学方程式为 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O，反应中 Mn 元素 化合价由+7 价降低到+2 价，反应中消耗 1mol 的 MnO4 - 时转移电子 5mol，电子数为 5NA 或 3.01×10 24 ；（2）根据题给信息知 n（KI）=0.06mol，与一定量的酸性 KMnO4溶液恰好 反应，生成等物质的量的 I2和 KIO3，则 n（I2）=n（KIO3）=0.02mol，失的物质的量为 2×0.02mol+0.02mol×6=0.16mol，1mol 的 MnO4 - 时得电子 5mol，根据得失电子数目相 等知，则消耗 KMnO4的物质的量的是 0.032mol；（3）在 Fe（NO3）3溶液中加入 Na2SO3溶 液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，原因是 Fe 3+ 与 SO3 2- 发生氧化还原反应生成 Fe 2+ 和 SO4 2- ， 反应的离子方程式为 2Fe 3+ +SO3 2- +H2O=2Fe 2+ +SO4 2- +2H + ，反应后溶液呈酸性，则在酸性条件 下，H + 与 NO3 - 组成的硝酸把 Fe 2+ 氧化成 Fe 3+ ，过一会又变为棕黄色。 4．A、B、C、D、E 是常见化合物或单质，有如下转化关系(略去条件和副产品)。 （1）若 D 为氧气，C为 NaAlO2，试写出 B 转化为 C 的化学方程式 。 （2）若 A 为气态单质，B 为漂白粉的有效成份，C具有漂白性。试写 A 转化为 B的化学 方程式 。画出组成单质 A 的元素原子结构示意图 。 （3）若 A、B、C 均为钠盐的水溶液，D、E 均为卤素单质，请写出 B转化为 C 的离子方 程式 。 （4）若 A 常温下为固态单质，化合物 B 在常温常压下为气体，B 和 C 的相对分子质量 之比为 4:5，且 D、E为同一物质，则 B为 。 （5）若B、D为质子数小于18的元素原子形成的单质，A、E、C均为氧化物，且D所含元素 原子的质子数是B的2倍，A转化为B，B转化为C两个反应均属置换反应，请写出A转化为B 的化学方程式 。 【答案】（1）Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+2H2O （2）2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O， （3）2Br - +Cl2=Br2+2Cl - （4）SO2 （5）2Mg+CO2 点燃 2MgO+C 【解析】 试题分析：（1）若 D 为氧气，C 为 NaAlO2，则 A 是 Al,发生的反应为：Al+3O2 点燃 2Al2O3； Al2O3+2NaOH= 2NaAlO2+2H2O。（2）若 A为气态单质，B 为漂白粉的有效成份，C 具有漂白 性，则 A是 Cl2，B是 Ca(ClO)2；C 是 HClO。发生的反应为 2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2 ＋2H2O；Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。Cl 原子结构示意图为： 。（3） 根据非金属活动性强弱的顺序可知：若 A、B、C 均为钠盐的水溶液，D、E 均为卤素单 质，则符合要求的物质是 A：NaI；B 是 NaBr；C 是 NaCl。D 是 Br2；E是 Cl2．发生反应 的方程式为 Br2＋2NaI=2NaBr＋I2；Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2 。（4）若 A 常温下为固态单 质，化合物 B在常温常压下为气体，B 和 C 的相对分子质量之比为 4:5，且 D、E为同一 物质，则 A 是 S；B是 SO2；C为 SO3；D 或 E 为 O2。（5）若B、D为质子数小于18的元素原 子形成的单质，A、E、C均为氧化物，且D所含元素原子的质子数是B的2倍，A转化为B，B 转化为C两个反应均属置换反应，则A是CO2；D 是 Mg；B 是 C；E 是 SiO2 A转化为B的化学 方程式是2Mg+CO2 点燃 2MgO+C；B 转化为 C 的方程式为 2C+ SiO2 高温 2CO↑+Si。 考点：考查物质间的相互转化关系及化学方程式的书写的知识。 5．为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了 以下探究活动： [探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中，10 分钟后移入硫酸 铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。 (2)称取碳素钢 6.0 g 放入 15.0 mL 浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液 X 并收集到 混合气体 Y。 ①甲同学认为 X 中除 Fe 3＋ 之外还可能含有 Fe 2＋ 。若要确认其中的 Fe 2＋ ，应选用 (选填序号)。 A．KSCN 溶液和氯水 B．铁粉和 KSCN 溶液 C．浓氨水 D．酸性 KMnO4溶液 ②乙同学取 560 mL(标准状况)气体 Y 通入足量溴水中，发生 SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4 反应，然后加入足量 BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体 4.66 g。由此推知气体 Y中 SO2的体积分数为 。 [探究二]根据上述实验中 SO2体积分数的分析，丙同学认为气体 Y中还可能含有 Q1和 Q2 两种气体，其中 Q1气体，在标准状况下，密度为 0.0893 g·L －1 。为此设计了下列探究 实验装置(假设有关气体完全反应)。 (3)装置 B 中试剂的作用是 。 (4)分析 Y 气体中的 Q2气体是如何生成的 (用化学方程式表示)。 (5)已知洗气瓶 M 中盛装澄清石灰水，为确认 Q2的存在，需在装置中添加洗气瓶 M 于 (填序号)。 A．A 之前 B．A—B 间 C．B—C间 D．C—D 间 (6)如果气体 Y 中含有 Q1，预计实验现象应是 。 【答案】(1)铁被钝化 (2)①D ②0.80 (3)检验 SO2是否除尽 (4)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (5)C (6)D 中的固体由黑变红、E 中的固体由白变蓝 【解析】(1)由于在常温下，铁在浓硫酸中钝化，从而在铁表面形成一层致密的氧化膜， 所以不再和 CuSO4溶液反应。 (2)①Fe 2＋ 具有还原性，可以被 KMnO4(H ＋ )氧化，从而溶液褪色，据此可以鉴别，答案选 D。 ，所以 SO2的体积分数为 。 (3)M＝0.0893 g·L －1 ×22.4 L·mol －1 ＝2.0 g·mol －1 。所以 Q1为 H2。 由于 C 能被浓 H2SO4氧化成 CO2，所以 Q2应为 CO2。检验 H2用 CuO，而检验 CO2气体需用澄 清石灰水，在验证 CO2之前，须除尽 SO2气体，所以 A 装置用来除去 SO2，B 装置用来检 验是否除尽，M装置应放在 B、C 之间。若有 H2，CuO 应由黑变红，CuSO4由白变蓝。 6．王老师在用酒精喷灯做“铁与水蒸气反应”后，该校高一化学研究性小组同学对得 到的黑色固体物质进行了如下实验： （1）甲同学认为：该黑色固体为四氧化三铁。请写出黑色固体溶于稀盐酸的化学方程 式____________； （2）乙同学提出：根据上述实验现象甲同学的观点不可靠，理由是__________； （3）深红色溶液 C 放置一段时间后，发现红色褪去。关于溶液褪色的原因，同学们纷 纷猜想： 假设一：氯水有强氧化性，将溶液中的 SCN — 氧化； 假设二：空气中有还原性物质，将 ； 假设三：氯水有极强的氧化性，将 ； 基于假设一，为验证合理与否，可选用试剂：浓硫酸、1.0mol·L -1 HNO3、1.0mol·L -1 盐酸、1.0mol·L -1 NaOH、0.lmol·L -1 FeC13、0.lmol·L -1 CuSO4、20%KSCN、蒸馏水。 实验操作 预期现象 结论 取少量褪色后的溶液， 说明假设一是合理的 （4）乙同学用酒精灯加热做铁与水蒸气反应的实验，也得到了黑色固体，它不能被磁 铁吸引，当加入盐酸溶解该固体时，溶液呈浅绿色，再滴加 KSCN 溶液不变色。由此她 认为生成该固体的化学方程式为 。 【答案】（1）Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O （2）该固体不一定只是 Fe3O4，当黑色固体是 Fe3O4和 FeO，或 Fe3O4和 Fe，或 Fe3O4、FeO 和 Fe 时，也都有上述现象。 （3）溶液中的 Fe 3+ 被还原为 Fe 2+ 溶液中的+3 铁被氧化成更高价态的铁 实验操作 预期现象 取少量褪色的溶液，滴加 20%KSCN 溶液 如果溶液变红色 或取少量褪色后的溶液，加入 0.1mol/LFeCl3溶液 或如果溶液不变红色 （4）Fe+H2O=FeO+H2 【解析】（1）四氧化三铁可以写作 Fe2O3·FeO，所以四氧化三铁与盐酸反应的化学方程 式为 Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O。 （2）由于该黑色固体不一定只是 Fe3O4，当黑色固体是 Fe3O4和 FeO，或 Fe3O4和 Fe，或 Fe3O4、FeO 时，也都有上述现象，所以结论是不准确的。 （3）溶液显红色，是因为 Fe 3+ 离子与 SCN - 反应而显色。如果红色逐渐褪色，则可能的 原因是氯水有强氧化性，将溶液中 SCN - 氧化；或者空气中有还原性物质，将溶液中 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ ；或者氯水有极强的氧化性，将溶液中的+3 价铁氧化为更高的价态。如果是 由于氯水有强氧化性，将溶液中的 SCN - 氧化，则可以向反应后的溶液中继续加入足量的 KSCN 溶液，如果溶液显红色，则说明假设 1 是正确的。或者取少量褪色后的溶液，加 入加入 0.1mol/LFeCl3溶液，如果溶液不变红色，则假设 1 是正确的。 （4）不能被磁铁吸收，说明没有铁。当加入盐酸溶解该固体时，溶液呈浅绿色，再滴 加 KSCN 溶液不变色，这说明溶液中含有 Fe 2+ ，因此黑色固体是 FeO。故， Fe+H2O=FeO+H2。 7．碳酸钠俗称纯碱，其用途很广。实验室中，用碳酸氢铵和饱和食盐水可制得纯碱。 各物质在不同温度下的溶解度见表。 实验步骤 Ⅰ、化盐与精制：①粗盐（含 Ca 2＋ 、Mg 2＋ 、SO4 2- ）溶解；②加入足量 NaOH 和 Na2CO3溶液， 煮沸；③过滤；④加入盐酸调 pH 至 7。 Ⅱ、转化：①将精制后的食盐溶液温度控制在 30~35℃之间；在不断搅拌下，加入研细 的碳酸氢铵；保温，搅拌半小时；②静置，a 、b ；③得到 NaHCO3晶体。 Ⅲ、制纯碱：将得的 NaHCO3放入蒸发皿中，在酒精灯上灼烧，冷却到室温，即得到纯碱。 完成下列填空： （1）“化盐与精制”可除去的粗盐中的杂质离子是 。 （2）“转化”的离子方程式是 。 （3）“转化”过程中，温度控制在 30~35℃之间的加热方式是 ；为什 么温度控制在 30~35℃之间? 。 （4）a、b处的操作分别是 、 。 （5）实验室制得的纯碱含少量 NaCl 还可能含少量 NaHCO3，为测定纯碱的纯度，用电子 天平准确称取样品G克，将其放入锥形瓶中用适量蒸馏水溶解，滴加2滴酚酞，用c mol/L 的标准盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变，滴定过程中无气体产生，所用 盐酸的体积为 V1mL。此时发生的反应为： CO3 2- ＋H ＋ →HCO3 - ①样品中碳酸钠质量百分含量的表达式是 。 ②向锥形瓶溶液中继续滴加 2 滴甲基橙，用同浓度的盐酸继续滴定至终点，所用盐酸的 体积为 V2mL。滴定终点时溶液颜色的变化是 ；根据实验数据，如何判断 样品含 NaHCO3 。 【答案】（1）Ca 2＋ 、Mg 2＋ （2）Na ＋ ＋HCO3 - →NaHCO3↓ （3）水浴加热；温度过高造成 NH4HCO3分解，温度过低 NH4HCO3的溶解度小 （4）过滤洗涤 （5）①Na2CO3%=（106cV1×10 -3 ）/G ②黄色变为橙色且半分钟不变；V2＞V1则含有 NaHCO3 【解析】（1）足量 NaOH 可以除去 Mg 2+ ；Na2CO3可以除去 Ca 2+ ； （2）Na ＋ ＋HCO3 - →NaHCO3↓ （3）根据水浴加热，温度易控制且受热均匀；温度过高造成 NH4HCO3分解，温度过低， NH4HCO3的溶解度小； （4）NH4HCO3与 NaCl 反应生成 NaHCO3，便有晶体析出，然后过滤、洗涤可得到 NaHCO3。 （5）①酚酞做指示剂，用浓度为 cmol/LHCl 溶液滴定至溶液由红色变成无色，说明 CO3 2- ＋H ＋ →HCO3 - 反应达到终点，所用盐酸的体积为 V1mL，则碳酸钠的质量为 106cV1×10 -3 g, 其质量分数是（106cV1×10 -3 ）/G。 ②用甲基橙做指示剂，继续用 HCl 滴定至溶液由黄色变成橙色，则 HCO3 - +H + =CO2+H2O 反 应达到终点，所用 HCl 的体积为 V2，如果 V1=V2，只有 Na2CO3；如果 V2＞V1，则含有 NaHCO3。 8．钠硫电池作为一种新型储能电池，其应用逐渐得到重视和发展。 （1）Al(NO3)3是制备钠硫电池部件的原料之一。由于 Al(NO3)3容易吸收环境中的水分， 需要对其进行定量分析。具体步骤如下图所示： ①加入试剂 a 后发生反应的离子方程式为 。 ②操作 b 为 ，操作 c 为 。 ③Al(NO3)3待测液中，c (Al 3+ ) = mol·L -1 （用 m、v 表示）。 （2）钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物， 固体 Al2O3陶瓷（可传导 Na + ）为电解质，其反应原理如下图所示： ①根据下表数据，请你判断该电池工作的适宜温度应控制在 范围内（填字母序 号）。 物质 Na S Al2O3 熔点/℃ 97．8 115 2050 沸点/℃ 892 444．6 2980 a．100℃以下 b．100℃～300℃ c．300℃～350℃ d．350℃～2050℃ ②放电时，电极 A 为 极。 ③放电时，内电路中 Na + 的移动方向为 （填“从 A 到 B”或“从 B 到 A”）。 ④充电时，总反应为 Na2Sx=2Na + xS（3 c (CO3 2― ) > c (HCO3 ― ) > c(OH ― ) > c (H ＋ ) （4） 钠电池的研究开发在一定程度上可缓和因锂资源短缺引发的电池发展受限问题。 ① 钠比锂活泼，用原子结构解释原因_______。 ② ZEBRA 电池是一种钠电池，总反应为 NiCl2 + 2Na Ni + 2NaCl。其正极反应 式是_____。 【答案】（1）①放热 反应物总能量高于生成物总能量 ② Na(s)＋1/4O2(g)＝1/2Na2O(s) △H＝－207 kJ/ mol （2） （3）B C （4）① 最外层电子数相同，随着核电荷数增加，原子半径逐渐增大，金属性增强。 ② NiCl2+ 2Na ＋ + 2e － ＝ Ni +2NaCl 【解析】 试题分析：（1）①由于反应物的总能量比生成物的总能量高，所以发生的反应Ⅰ是放热 反应。② 由题目提供的能量关系可得该反应的热化学方程式为：Na(s)＋1/4O2(g)＝ 1/2Na2O(s) △H＝－207 kJ/ mol。（2）反应Ⅱ是 Na2O 与水的反应，Na2O 与水反应产生 NaOH，反应的方程式为 Na2O＋H2O =2NaOH。NaOH 的电子式为： 。（3）A.Na2CO3 是强碱弱酸盐，在溶液中发生水解反应：Na2CO3+H2O NaHCO3+ NaOH。盐的水解反应 是吸热反应，所以升高温度，促进盐的水解，溶液的碱性增强，溶液的 pH 增大。错误。 B．根据电荷守恒可得 c (H ＋ )+ c (Na ＋ )= c(OH － )+ c (HCO3 － )+ 2c (CO3 2― )；根据物料守 恒可得 c (Na ＋ )= 2 c (H2CO3)+ 2c (HCO3 － )+ 2c (CO3 2― )，两式相减，整理可得 c(OH － ) －c (H ＋ )＝c (HCO3 － )＋2 c (H2CO3)。正确。C．加入少量 NaOH 固体，由于 Na + 物质的量 增多。c (Na ＋ )增大，c(OH － )增大，使平衡 Na2CO3+H2O NaHCO3+ NaOH 逆向移动，所 以 c (CO3 2― )也增大。正确。D． Na2CO3=2Na ＋ + CO3 2― ；c (Na ＋ ) > c (CO3 2― )； H2O+CO3 2- OH - +HCO3 - ，所以 c(OH ― ) > c (H ＋ )。由于在溶液中还存在 H2O H ＋ + OH ― 。 所以 c c(OH ― ) > (HCO3 ― ) 。因此在溶液微粒的浓度关系为 c (Na ＋ ) > c (CO3 2― ) > c(OH ― ) > c (HCO3 ― ) > c (H ＋ )。错误。（4）①Na、Li 都是第一主族的元素，由于原子半径 Na>Li。 原子半径越大，原子失去电子的能力就越强，因此钠比锂活泼。②由总方程式可知该电 池的正极电极式为 NiCl2+ 2Na ＋ + 2e － ＝ Ni +2NaCl；负极的电极式为 2Na－2e-=2Na+. 考点：考查物质的能量与反应热的关系、热化学方程式和物质的电子式的书写、盐的水 解、离子浓度的大小比较、原电池反应原理的知识。 17．不同金属离子在溶液中完全沉淀时，溶液的 pH 不同。 氯化铜晶体（CuCl2·2H2O）中含 FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体，首先将其制成水 溶液，然后按下面所示的操作步骤进行提纯。 （1）下列氧化剂中适合作氧化剂 X 的是 （填序号）； A．NaClO B．H2O2 C．KMnO4 D．Cl2 （2）物质 Y 的化学式是 、 ；(任写两种) （3）写出从（2）题任选一个物质 Y参与反应生成沉淀 Z 离子方程式： 。 （4）最后能不能直接蒸发结晶得到 CuCl2·2H2O 晶体? (填“能”或“不能”)。若 能,不用回答;若不能,回答该如何操作? 。 （5）氢氧化铜常温下其 Ksp＝c（Cu 2＋ ）· c 2 （OH － ）＝2×10 －20 mol 2 ·L －2 。某硫酸铜溶 液里 c（Cu 2＋ ）＝0．02mol/L，如要生成 Cu（OH）2沉淀，应调整溶液 pH 使之大于 。 【答案】（1）B、D；（2）CuO 或 Cu(OH)2或 CuCO3；（3）2Fe 3+ +6H2O+3CuO=2Fe(OH)3↓+3Cu 2+ ； （4）不能，将 CuCl2溶液放在无水氯化氢气流中加热。（5）5 【解析】 试题分析：（1）在氯化铜晶体（CuCl2·2H2O）中含 FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体 应该把杂质除去。但是 Fe 2+ 形成沉淀的 pH 与 Cu 2+ 形成沉淀的 pH 很相近，不容易除去。 若加入氧化剂把 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+ 就很容易除去了。在选择氧化剂时不要引入新的杂质离 子。所以应该选择绿色氧化剂 B．H2O2或 D． Cl2．(2)加入物质 Y 用以调节溶液的 pH 值， 而且不引入杂质。可以加入 CuO 或 Cu(OH)2或 CuCO3或 Cu2(OH)2CO3等。（3）假设以 CuO 为例，反应的两种方程式为 2Fe 3+ +6H2O+3CuO=2Fe(OH)3↓+3Cu 2+ ；(4) CuCl2是容易挥发的 强酸与弱碱发生反应得到的盐，若直接加热蒸发溶液，水解产生的 HCl 会随着水分的蒸 发而溢出，最后得到的为 Cu(OH)2,所以最后不能直接蒸发结晶得到 CuCl2·2H2O 晶体。 为防止其水解导致变质，应该将溶液放在无水氯化氢气流中加热就可以 CuCl2·2H2O 晶 体。（5）由于氢氧化铜常温下其 Ksp＝c（Cu 2＋ ）· c 2 （OH － ）＝2×10 －20 mol 2 ·L －2 。若 c(Cu 2 ＋ )= 0 ． 02mol/L , 则 9 20 2 101 02.0 102 )( )(        Cuc K OHc sp c （ H + ） =Kw÷c(OH - )=10 -14 ÷10 -9 =10 -5 ;所以 pH=5。 考点：考查试剂的选择、杂质的除去、调整溶液酸碱性的方法、结晶的方法、实验方案 的设计等知识。 18．将 CO2通入 NaOH 溶液中，所得产物随通入的 CO2的物质的量的不同而不同。完成下 列填空。 （1）250 mL 1 mol/L 的 NaOH 溶液，最多可吸收 CO2 L（标准状况下）。 （2）向 250 mL 2 mol/L 的 NaOH 溶液中通入一定量 CO2，溶液增重 4.4 g，将所得溶液 蒸干，计算所得固体中各成分的物质的量。 向未知浓度、体积为 V L 的 NaOH 溶液中缓缓通入一定体积（标准状况下）的 CO2，充 分反应后，在减压低温的条件下蒸发溶液，得到白色固体。 （3）若反应中 CO2和 NaOH 均无剩余，反应后向溶液中加入过量的澄清石灰水生成 m1g 白 色沉淀。 ①根据以上数据，用代数式表示 CO2的体积 V(CO2)＝ 。 ②根据以上数据，推理计算出 NaOH 溶液的浓度范围。 （4）写出确定 NaOH 浓度的实验步骤，并用代数式表示 NaOH 溶液的浓度。（设计实验方 案时，只能用题中提供的 CO2和 NaOH 溶液，不得使用其它化学试剂。） 实验步骤： 。c(NaOH)＝ 。 【答案】（1）5.6 L （1 分） （2）Na2CO3 0.1 mol ； NaOH 0.3 mol（4 分） （3）①V(CO2)＝0.224m1 L 2 分） ② 1 100 m V ≤ c(NaOH) ≤ 12 100 m V （每种情况各 1 分，共 3 分） （4）取 V L NaOH 溶液，称量，缓缓向其中通入 CO2直至恒重，称量。测得其增重为 m3g。 （2分） c(NaOH)＝ 3 44 m V mol/L（2 分） 或者：取 V L NaOH 溶液，缓缓向其中通入过量的 CO2，充分反应后减压低温蒸发溶液， 得固体 NaHCO3，称其质量为 m3 g。（2 分） c(NaOH)＝ 3 84 m V mol/L（2 分） （其它合理答案也给分） 【解析】 试题分析：（1）250 mL 1 mol/L 的 NaOH 溶液中氢氧化钠的物质的量为 0.25mol，则根 据方程式 NaOH＋CO2=NaHCO3可知，最多可吸收 CO2的物质的量为 0.25mol，在标准状况 下的体积为 0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。 （2）向 250 mL 2 mol/L 的 NaOH 溶液中通入一定量 CO2，溶液增重 4.4 g，这说明参加 反应的 CO2的质量是 4.4g，物质的量为 0.1mol。氢氧化钠的物质的量为 0.5mol，因此 根据反应式 2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O 可知氢氧化钠是过量的，所以所得固体为氢氧化钠 和碳酸钠的混合物，其中碳酸钠 0.1mol，氢氧化钠是 0.5mol－0.1mol×2＝0.3mol。 （3）①生成物不论是碳酸钠还是碳酸氢钠均能与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀， 则根据碳元素守恒可知 CO2的物质的量是 1 100 m mol，在标准状况下的体积为 1 100 m mol× 22.4L/mol＝0.224m1 L。 ②如果生成物只有 NaHCO3时，则根据原子守恒可知 c(NaOH)= 1 100 m V ；当生成物只有 Na2CO3时，同样依据原子守恒可知 c(NaOH)= 12 100 m V ；当生成物是 Na2CO3和 NaHCO3时， 消耗 NaOH 在上述两者之间。所以： 1 100 m V ≤ c(NaOH) ≤ 12 100 m V 。 （4）要测定氢氧化钠溶液的浓度，则可以将其转化为碳酸氢钠，然后通过称量其质量 得出氢氧化钠的质量，进而得出其浓度，或者计算参加反应的二氧化碳质量，进而得出 氢氧化钠的物质的量，所以正确的实验步骤可以为：取 V L NaOH 溶液，称量，缓缓向 其中通入 CO2直至恒重，称量。测得其增重为 m3g。由于增加的质量即为参加反应的 CO2 质量，所以根据原子守恒可知碳酸氢钠的物质的量为 3 44 m ，则氢氧化钠的物质的量也是 3 44 m ，所以其浓度为 3 44 m V 。或者取 V L NaOH 溶液，缓缓向其中通入过量的 CO2，充分 反应后减压低温蒸发溶液，得固体 NaHCO3，称其质量为 m3 g。则碳酸氢钠的物质的量为 3 84 m ，则根据原子守恒可知氢氧化钠的物质的量也是 3 84 m ，所以其浓度为 3 84 m V 。 考点：考查氢氧化钠与二氧化碳反应的有关判断与计算 19．铁及其化合物在生产、生活中存在广泛用途，完成下列填空。 （1）如图所示为铁元素在周期表中的信息，方格中“55.85”的意义为： 。铁原 子核外有 种运动状态不同的电子。 26 Fe 铁 3d64s2 55.85 （2）二茂铁[Fe(C5H5)2]是一种有机金属化合物，熔点 172℃，沸点 249℃，易升华，难 溶于水易溶于有机溶剂。二茂铁属于 晶体；测定表明二茂铁中所有氢原子的 化学环境都相同，则二茂铁的结构应为图中的 （选填“a”或“b”）。 （3）绿矾（FeSO4·7H2O）可用于治疗缺铁性贫血，其水溶液露置于空气中会变质， 写出发生变质反应的离子方程式 。 （4）无水 FeCl3是水处理剂，遇潮湿空气即产生白雾，易吸收空气中的水分成为结晶氯 化铁(FeCl3·6H2O)。制备无水 FeCl3的试剂是 。 （5）高铁酸盐也是常用的水处理剂。高铁酸钠（Na2FeO4）可用如下反应制备： 2FeSO4 + 6Na2O2 → 2Na2FeO4 + 2Na2O + 2Na2SO4 + O2↑，若生成 2mol Na2FeO4，则反应中 电子转移的物质的量为 mol。 （6）高铁酸盐可将水体中的 Mn 2+ 氧化为 MnO2进行除去，若氧化含 Mn 2+ 1mg 的水体样本， 需要 1.2 mg/L 高铁酸钾 L。 【答案】（1）铁元素的相对原子量（或铁元素的原子量）（1 分） 26 种（1 分） （2）分子晶体（1 分） b（1 分） （3）12Fe 2+ + 6H2O + 3O2 → 8 Fe 3+ + 4Fe(OH)3（2 分） （4）铁和氯气（2 分） （5）10mol（2 分） （6）2 L （2 分） 【解析】 试题分析：（1）55.85 表示铁元素的相对原子量（或铁元素的原子量）；铁元素核外电 子数是 26，所以铁原子核外有 26 种运动状态不同的电子。 （2）二茂铁[Fe(C5H5)2]是一种有机金属化合物，熔点 172℃，沸点 249℃，易升华，难 溶于水易溶于有机溶剂，这说明二茂铁属于分子晶体；由于二茂铁中所有氢原子的化学 环境都相同，这说明分子的结构对称，因此二茂铁的结构应为右图中的 b。 （3）亚铁离子具有还原性易被氧化，所以发生变质反应的离子方程式为 12Fe 2+ + 6H2O + 3O2 → 8 Fe 3+ + 4Fe(OH)3。 （4）FeCl3遇潮湿空气即产生白雾，易吸收空气中的水分成为结晶氯化铁(FeCl3·6H2O)， 因此一般不通过复分解反应制备氯化铁，所以制备无水 FeCl3的试剂是铁和氯气。 （5）根据反应式可知，反应中铁元素的化合价从+2 价升高到+6 计算，失去 4个电子。 另外过氧化钠中氧元素的化合价从－1 价升高到 0 价，失去 1 个电子，则生成 1mol 氧 气转移 2mol 电子，所以若生成 2mol Na2FeO4，则反应中电子转移的物质的量为 2mol×4 ＋2mol＝10mol。 （6）反应中锰元素的化合价从+2 价升高到+4 价，失去 2 个电子。而铁元素的化合价从 +6 价降低到+3 价，所以根据电子得失守恒可知，若氧化含 Mn 2+ 1mg 的水体样本，设需 要 1.2 mg/L 高铁酸钾溶液的体积为 V，则 312 10 198 V  ×3＝ 31 10 55  ×2，解得 V＝2L。 考点：考查核外电子排布、晶体类型判断、氧化还原反应的应用以及计算 20．氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物，已知 Cu2O 在酸性 溶液中可发生自身氧化还原反应，生成 Cu 2+ 和 Cu。 （1）现有 8.4 克氧化铜被氢气完全还原后，得到红色固体 6.96 克，其中含单质铜与氧 化亚铜的物质的量之比是 ； （2）若将 6.96 克上述混合物与足量的浓硝酸充分反应： ①生成标准状况下 1.568 升的气体（不考虑 NO2的溶解，也不考虑 NO2与 N2O4的转化）， 则该气体的成分是 ，其物质的量之比是 ； ②把得到的溶液小心蒸发浓缩，把析出的晶体过滤，得晶体 20.328g。经分析，原溶液 中的 Cu 2+ 有 20%残留在母液中，所得晶体的化学式为 。 （3）Cu、Cu2O 和 CuO 组成的混合物，加入 100mL 0.6mol/L HNO3溶液恰好使混合物完全 溶解，同时收集到 224mL NO 气体(标准状况)。如原混合物中 Cu 的物质的量为 X，求其 中 Cu2O、CuO 的物质的量及 X的取值范围(写出解题过程)。 【答案】（1）5∶1 （2）①NO、NO2,（1 分） 11∶3 （2 分） ②Cu(NO3)2·3H2O（2 分） （3）n(Cu2O)=(0.015－x) mol （2 分） n(CuO)= (x－0.005) mol（2 分） 0.005＜x＜0.015 （1 分） 【解析】 试题分析：（1）设单质铜与氧化亚铜的物质的量分别为 x 和 y，则根据铜原子守恒可知 x+2y＝ 8.4 80 / g g mol ＝0.105mol。又因为 64g/mol×x+144g/mol×y＝6.96g，解得 x＝ 0.075mol、y＝0.015mol，因此单质铜与氧化亚铜的物质的量之比为 5∶1。 （2）①反应中转移电子的物质的量为 0.075mol×2+0.015mol×2×1＝0.18mol，气体 的物质的量是 1.568L÷22.4L/mol＝0.07mol。设混合气中 NO 和 NO2的物质的量分别为 a mol 和 b mol，则 a+b=0.07、3a+b=0.18，解得 a＝0.055mol、b=0.015mol，因此混合气 的成分是 NO 和 NO2，其体积之比为 11∶3。 ②设晶体的化学式为 Cu(NO3)2·nH2O，则根据铜离子守恒可知晶体中铜离子的物质的量 为 0.105mol×80%＝0.084mol，因此晶体的物质的量也是 0.084mol，则 0.084mol× （192+18n）g/mol＝20.328g，解得 n＝3，即晶体化学式为 Cu(NO3)2·3H2O。 （3）设 Cu2O、CuO 的物质的量分别为 Ymol、Zmol，则根据铜原子守恒可知生成硝酸铜 的物质的量为（X+2Y+Z）mol。NO 的物质的量是 0.01mol，则根据电子得失守恒可知 2X+2Y ＝0.01×3＝0.03。硝酸的物质的量是 0.06mol，则根据氮原子守恒可知 2×（X+2Y+Z） +0.01＝0.06，解得 Z＝(x－0.005)，Y＝(0.015－x)。由于 Y、Z 均不能为 0，作为 X 的 取值范围是 0.005＜x＜0.015。 考点：考查化学计算 21．镁、铝、铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用 I：实验室采用 MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备 MgAl2O4，主要流程如下： （1）已知 25℃时 Ksp[Mg(OH)2]=1．8×10 -11 ，Ksp[Al(OH)3]=3×10 -34 ，该温度下向浓度均 为0．01 mol·L -1 的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水，先生成 沉淀(填 化学式)。 （2）高温焙烧时发生反应的化学方程式 ，洗涤沉淀时的方法 是 。 （3）常温下如果向 AlCl3饱和溶液中不断通人 HCl 气体，可析出 AlCl3·6H2O 晶体，结 合 化 学 平 衡 移 动 原 理 解 释 析 出 晶 体 的 原 因： 。 Ⅱ：某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生 大量气体。为此，他们设计了如下装置验证所产生的气体。 （1）G装置的作用是 。 （2）证明有 SO2生成的现象是 ，为了证明气体中含有氢气，装置 E 和 F 中加入的试剂分别为 、 。 （3）若将铁丝换成铜丝，反应后的溶液没有出现预计的蓝色溶液，而出现了大量白色 固体，原因是 。 【答案】I（1）Al(OH)3 （2）2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O （2 分） 向置于过滤器上的沉淀加蒸馏水至完全 没过沉淀，待其自然流尽后，重复二到三次即可（2分） （3）AlCl3饱和溶液中存在溶解平衡：AlCl3•6H2O(s) Al 3+ (aq)+3Cl‾(aq)+6H2O(l)， 通入 HCl 气体使溶液中 c(Cl‾)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析出 AlCl3•6H2O 晶体。（3 分） II（1）防止空气中的 H2O 进入 F（2分） （2）酸性高锰酸钾溶液褪色（2 分） CuO、CuSO4（各 1 分） （3）浓硫酸中的水很少（2 分） 【解析】 试题分析：I（1）根据 Ksp[Mg(OH)2]可求出 Mg 2+ 再转化为 Mg(OH)2沉淀 OH‾浓度，c(Mg 2+ ) • c 2 (OH ‾ )=1 ． 8×10 -11 ， 因 为 c(Mg 2+ )=1/2c(OH ‾ ) ， 则 1/2c 3 (OH ‾ )=1 ． 8×10 -11 ， Ksp[Al(OH)3]=1/3 c 4 (OH‾)=3×10 -34 ，比较可得恰好生成 Al(OH)3时，OH‾浓度小，所以先 生成 Al(OH)3沉淀。 （2）根据流程图，高温焙烧时的反应物为 Mg(OH)2和 Al(OH)3，生成物为 MgAl2O4和 4H2O， 配平可得化学方程式：2Al(OH)3+Mg(OH)2=MgAl2O4+4H2O；沉淀洗涤的方法为：向置于过 滤器上的沉淀加蒸馏水至完全没过沉淀，待其自然流尽后，重复二到三次即可。 （3）AlCl3 饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AlCl3 • 6H2O(s) Al 3+ (aq)+3Cl ‾ (aq)+6H2O(l)，通入 HCl 气体使溶液中 c(Cl‾)增大，平衡向析出固体的方向移动从而析 出 AlCl3•6H2O 晶体。 II（1）因为该实验要检验是否有 H2O 生成，所以装置 G 盛放物质为碱石灰，作用是防 止空气中的 H2O 进入 F。 （2）SO2具有还原性，能被酸性 KMnO4溶液氧化，所以证明有 SO2生成的现象是酸性高锰 酸钾溶液褪色；为了证明气体中含有氢气，装置 E和 F中加入的试剂分别为 CuO、CuSO4， 若含有 H2，H2可把 CuO 还原为 Cu，生成的 H2O 能与 CuSO4反应生成蓝色的 CuSO4•5H2O。 （3）浓硫酸中的水很少，CuSO4没有溶解，以 CuSO4固体的形式存在，为白色。 考点：本题考查化学流程的分析、化学方程式的书写、沉淀溶解平衡、化学实验方案的 分析。 22． X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期，其相关信息如下表： 元素 相关信息 X X 的最高价氧化物对应的水化物化学式为 H2XO3 Y Y 是地壳中含量最高的元素 Z Z 的基态原子最外层电子排布式为 3s23p1 W W 的一种核素的质量数为 28，中子数为 14 (1)W 位于元素周期表第 周期第 族；W 的原子半径比 X 的 (填“大”或“小”)。 (2)Z 的第一电离能比 W 的 (填“大”或“小”)；XY2由固态变为 气态所需克服的微粒间作用力是 。氢元素、X、Y 的原子可共 同 形 成 多 种 分 子 ， 写 出 其 中 一 种 能 形 成 同 种 分 子 间 氢 键 的 物 质 名 称 。 (3)振荡下，向 Z 单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量，能观察到的 现象是 ；W 的单质与氢氟酸反应生 成两种无色气体，该反应的化学方程式是 。 (4)在 25℃、101kPa 下，已知 13.5g 的 Z 固体单质在 Y2气体中完全燃烧后恢复至原状 态 ， 放 热 419kJ ， 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 是 。 【答案】 (1)3 IVA 大； (2)小 分子间作用力 乙醇 (3)先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液；Si+4HF=SiF4+H2↑ (4)4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H=-1676kJ/mol 【解析】 根据题意知，X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期， Y是地壳中含量最高的元素，则 Y 为氧元素；X 的最高价氧化物对应的水化物化学式为 H2XO3，最高正化合价为+4，处于ⅣA 族，原子序数小于氧元素，故 X 为碳元素；Z 的基 态原子最外层电子排布式为 3s 2 3p 1 ，处于第三周期第ⅢA 族，则 Z 为 Al 元素；W的一种 核素的质量数为 28，中子数为 14，其质子数=28-14=14，故 W 为 Si 元素， (1)W 为 Si 元素，Si 原子核外有 3 个电子层，最外层电子数为 4，处于周期表中第三周 期第ⅣA族；同主族自上而下原子半径增大，则原子半径 Si＞C。 (2)同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，故第一电离能 Al＜Si；CO2固态属于 分子晶体，由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是分子间作用力；氢元素、C、O 的原子可共同形成多种分子，能形成同种分子间氢键的物质含有羟基或羧基，如乙醇等。 (3)Al 单质与盐酸反应后的无色溶液为氯化铝溶液，振荡下，向氯化铝溶液中滴加 NaOH 溶液直至过量，首先反应生成氢氧化铝，然后氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠， 故能观察到的现象是：先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液；Si 的 单质与氢氟酸反应生成四氟化硅与氢气，反应方程式为：Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。 (4)热化学方程式为：4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H=-1676kJ/mol 23．已知 A为淡黄色固体，T、R 为两种常见的用途很广的金属单质，D是具有磁性的黑 色晶体，C 是无色无味的气体，H 是白色沉淀。推断 A—W 物质各是什么，回答下列问题。 （1）写出下列物质的化学式：D： N： 。 （2）A和水的反应属于下列何种反应类型 （填序号）。 A．化合反应 B．氧化还原反应 C．离子反应 D．置换反应 （3）若要确定 E 溶液中是否含有 W 物质，所选试剂为 （填序号）。 A．氯水和 KSCN 溶液 B．KSCN 溶液 C．浓氨水 D．酸性高锰酸钾溶液 （4）B 与 E 混和得到 H 并在潮湿空气中变成 M 的过程中，可能观察到的现 象： ； （5）B和 R反应生成 N 的离子方程式： ； M→W 的离子方程式： ； 【答案】（1）D：Fe3O4 N：NaAlO2 （2）B C （3）B （4）溶液中出现白色沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 （5）2Al+2OH － +2H2O══ 2AlO2 － +3H2↑ Fe(OH)3＋3H + ＝Fe 2+ ＋3H2O 【解析】 试题分析：A 为淡黄色固体 Na2O2。它与水反应得到 B 为 NaOH，C 为 O2。NaOH 与 Al 发生 反 应 ： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 得 到 N ： NaAlO2 。 O2 与 R ： Al 发 生 反 应 4Al+3O2 2Al2O3得到Q Al2O3；Al2O3与NaOH溶液发生反应：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+2H2O．得 到 N：NaAlO2。O2与 T：Fe 在点燃时反应得到 D：Fe3O4。Fe3O4与足量的 HCl 及 Fe 作用下 得到 E:FeCl2．FeCl2与 NaOH 发生反应得到 H:Fe(OH)2．Fe(OH)2在潮湿的空气中发生反 应 4Fe(OH)2 + O2+2H2O == 4Fe(OH)3得到 M：Fe(OH)3．Fe(OH)3与 HCl 发生酸碱中和反应 Fe(OH)3+3HCl= FeCl3+3H2O．得到 W：FeCl3和水。（1）D为 Fe3O4。N为 NaAlO2。（2）A和 水的反应 2Na2O2+2H2O=4NaOH+ O2↑由于在反应前后元素的化合价发生了变化，所以属于 氧化还原反应。又由于有离子的参加，所以该反应还是离子反应。离子方程式为 2Na2O2+2H2O =4Na + +4OH - + O2↑。因此选项为 B、C。（3）若要确定 E:FeCl2溶液中是否含 有 W FeCl3物质。只要确定含有 Fe 3+ 即可。所选试剂为 KSCN 溶液。若含有 Fe 3+ ，溶液会 变为血红色，否则就不含有 Fe 3+ 。（4）B NaOH 与 E FeCl2混和得到 H Fe(OH)2并在潮湿 空气中变成 M Fe(OH)3的过程中，观察到的现象是：溶液中出现白色沉淀，在空气中迅 速变成灰绿色，最终变成红褐色。（5）B NaOH 和 Ral 反应生成 N NaAlO2的离子方程式 为 2Al+2OH － +2H2O══ 2AlO2 － +3H2↑ 。M Fe(OH)3→W FeCl3的离子方程式为：Fe(OH)3 ＋3H + ＝Fe 2+ ＋3H2O 。 考点：考查物质的推断、离子的检验、离子方程式的书写、实验现象的描述、反应类型 的判断的知识。 24．（1）将一定量的 Fe 粉、Cu 粉、FeCl3溶液、CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假 定容器不参与反应)，判断下列情况下容器中金属离子与金属单质的存在情况：（用符 号表示） ①若 Fe 粉有剩余，则容器中不可能有____________； ②若 FeCl3有剩余，则容器中不可能有___________； ③若 CuCl2有剩余，则容器中还可能有____________。 （2）有一瓶无色澄清溶液,可能含 NH4 ＋ 、K ＋ 、Na ＋ 、Mg 2＋ 、Ba 2＋ 、 Al 3＋ 、 Fe 3＋ 、SO4 2－ 、 CO3 2－ 、Cl － 、I － 中的一种或几种，取该溶液进行如下实验： ①用 pH 试纸检验，表明溶液呈酸性； ②取部分溶液，加入少量 CCl4及数滴新制的氯水，经振荡后静置，CCl4层呈紫红色； ③取部分溶液，逐滴加入稀 NaOH 溶液，使溶液从酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中 及滴加完毕后，溶液中均无沉淀生成； ④取部分上述呈碱性的溶液，加 Na2CO3溶液，有白色沉淀生成； ⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 根据上述实验事实确定并回答：在溶液中肯定存在的离子有 ， 肯定不存在的离子有 ，要确定是否存在的阴离子的实验方法是 ____________ 。 【答案】（1）① Fe 3+ 和 Cu 2+ ②Fe 和 Cu ③Fe 2+ 、Fe 3+ （或 Cu Fe 2+ ） （2）I － 、NH4 ＋ 、Ba 2＋ ； SO4 2－ 、CO3 2－ 、Mg 2＋ 、Al 3＋ 、Fe 3＋ ； 取少量溶液于试管中，滴加 稀硝酸，再滴加硝酸银溶液，如果有白色沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该 阴离子。 【解析】 试题分析：（1）①由于 Fe 会发生反应：2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ；Cu 2+ +Fe=Fe 2+ +Cu。因此若 Fe 粉 有剩余，则容器中不可能有 Fe 3+ 和 Cu 2+ 。②由于 FeCl3会发生反应：2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ； 2Fe 3+ +Cu=2Fe 2+ +Cu 2+ ．因此若 FeCl3有剩余，则容器中不可能有 Fe 和 Cu。③由于 CuCl2 会发生反应：Cu 2+ +Fe=Fe 2+ +Cu 若 CuCl2有剩余，则容器中不可能有 Fe；还可能有 Fe 2+ 、 Fe 3+ （或 Cu Fe 2+ ）。（2）①用 pH 试纸检验，表明溶液呈酸性，说明含有大量的 H + 。由于 H + 会发生反应：CO3 2－ +2H + =CO2↑+H2O，所以没有 CO3 2－ ；②取部分溶液，加入少量 CCl4及 数滴新制的氯水，经振荡后静置，CCl4层呈紫红色；说明发生反应：Cl2＋2I － =2Cl － ＋I2。 原溶液中含有 I － 。由于 I － 会发生反应：2Fe 3＋ +2I － =2 Fe 2+ ＋I2，故溶液中不含有 Fe 3＋ 。 ③取部分溶液，逐滴加入稀 NaOH 溶液，使溶液从酸性逐渐转变为碱性，在滴加过程中 及滴加完毕后，溶液中均无沉淀生成；证明不含有 Mg 2＋ 、Al 3＋ 。因为若含有它们，则会 发生反应：Al 3＋ ＋3OH - ＝Al(OH)3↓；Mg 2＋ ＋2OH - ＝Mg(OH)2↓．④取部分上述呈碱性的溶 液，加 Na2CO3溶液，有白色沉淀生成，证明含有 Ba 2＋ ，不含 SO4 2－ 。发生的反应为：Ba 2 ＋ + CO3 2- =BaCO3↓。而 Ba 2＋ 与 SO4 2－ 因为发生离子反应：SO4 2- ＋Ba 2+ =BaSO4↓而不能大量共 存。⑤将③得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 放出的气体为氨气，则原溶液中含有 NH4 ＋。反应的方程式为：NH4 ++ OH－ NH3↑+H2O。 综上所述，在溶液中肯定存在的离子有 I － 、NH4 ＋ 、Ba 2＋ ；肯定不存在的离子有 SO4 2－ 、CO3 2 － 、Mg 2＋ 、Al 3＋ 、Fe 3＋ ；根据溶液呈电中性原理，则溶液中还应该含有阴离子．要确定 是否存在的阴离子的实验方法是取少量溶液于试管中，滴加稀硝酸，再滴加硝酸银溶液， 如果有白色沉淀出现，说明含有该阴离子，否则不含有该阴离子。 考点：考查离子的鉴定的知识。 25．10℃时加热 NaHCO3饱和溶液，测得该溶液的 pH 发生如下变化： 温度（℃） 10 20 30 加热煮沸后冷却到 50℃ pH 8．3 8．4 8．5 8．8 甲同学认为，该溶液的 pH 值升高的原因是 HCO3 －的水解程度增大，故碱性增强，该反应 的离子方程式为 。 乙同学认为，溶液 pH 升高的原因是 NaHCO3受热分解，生成了 Na2CO3，并推断 Na2CO3的 水解程度 （填“大于”或“小于”）NaHCO3。 丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为：___________________________ （1）只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂 X，若产生沉淀，则 （填“甲” 或“乙”）判断正确。试剂 X 是 。 A、Ba(OH ) 2 溶液 B、BaCl2溶液 C、NaOH 溶液 D、澄清石灰水 （2）将加热后的溶液冷却到 10℃，若溶液的 pH 等于 8．3，则 （填“甲”或“乙”） 判断正确。 （3）常温下，在测得 PH 都等于 9 的 NaOH 溶液和 Na2CO3溶液中，由水电离的 OH—浓度分 别为 amol /L 和 bmol /L，则 a与 b的比值= 。 【答案】HCO3 —+H2O H2CO3+OH －； 大于； ⑴乙； B；⑵ 甲 （3）10－4 【解析】 试题分析：甲：升高温度，HCO3 —水解程度增大，产生更多的 OH-，c(OH-)增大，溶液的 碱性增强。水解的两种方程式为：HCO3 —+H2O H2CO3+OH －。乙：酸性：H2CO3>HCO3 －。同 浓度是酸，溶液的酸性越强，其盐水解的程度越小。因此 Na2CO3的水解程度大于 NaHCO3 的水解程度。（1）A．Ba(OH ) 2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH；Ba(OH) 2+NaHCO3= BaCO3↓+H2O +NaOH。都产生白色沉淀。错误。B、BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。BaCl2与 NaHCO3不 能发生反应。现象不同，可以鉴别二者。正确。C、NaOH 溶液与 Na2CO3不发生反应，无 现象。NaOH +NaHCO3= Na2CO3+H2O。反应但是无明显现象，不能鉴别二者。错误。D、加 入澄清石灰水发生反应：Ca(OH) 2+ Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH； Ca(OH ) 2+NaHCO3= CaCO3↓+H2O +NaOH。都产生白色沉淀。错误。因此可以证明乙的观点是正确的。（2）升 高温度，盐溶液的 pH 增大，降低温度，盐溶液的 pH 又减小，恢复至原来的 pH 值。这 证明甲的观点是正确的。（3）常温下，PH=9 的 NaOH溶液，a=c(OH-)(水)=c(H+)=10-9mol/L。 PH=9 的 Na2CO3 溶 液 ， c(H + )=10 -9 mol/L ， b=c(OH - )(水)=Kw÷c(H + )=10 -14 ÷10 -9 =10 -5 mol/L．a:b=10 -9 mol/L: 10 -5 mol/L=10 －4 ． 考点：考查升高温度 NaHCO3的水解程度增大的原因、NaHCO3 与 Na2CO3的鉴定、等 pH 的 碱与盐中水电离程度的比较的知识。 26．(14 分)甲、乙、丙三种化合物均由氢、氮、氧、铜四种元素中的两种组成。常温 下，甲是一种含氮质量分数为 87.5%的液态化合物，其相对分子质量与空气中某种主要 成分的相对分子质量相等；乙和丙是铜的两种常见氧化物，乙是新制氢氧化铜与乙醛反 应的还原产物。试回答下列问题： （1）甲的结构式 。 （2）甲是一种二元弱碱，则甲与过量硫酸反应的产物为 (写化学式)。16g 甲在空气中充分燃烧，生成一种常见液态物质和氮气，放出 311kJ 热量，则其热化学方 程式为 。 （ 3 ） 甲 和 丙 反 应 的 产 物 中 含 有 乙 和 一 种 气 态 单 质 ， 写 出 其 化 学 方 程 式 。 （4）向乙的固体中加入过量硫酸酸化的硫酸铁溶液，乙固体完全溶解，得到透明溶液。 ①写出其离子方程式 。 ②若所得溶液中阳离子浓度均约为 0.1mol/L，再向所得混合溶液中加丙，最先得到 沉淀(不同浓度的阳离子开始和完全以氢氧化物沉淀的 pH 如下图)。 ③ 向 上 述 混 合 液 中 加 入 有 机 萃 取 剂 (RH) 发 生 反 应 ： 2RH( 有 机 相 )+Cu 2+ ( 水 相) R2Cu(有机相)+2H + (水相)，已知其它阳离子与该有机物不能发生反应，也不相 溶。请设计实验方案，验证有机相中含有铜元素。 【答案】（1） (2 分) （2） N2H6SO4 (2 分) N2H4(l) + O2(g) == N2(g) + 2H2O(g) ΔH=－622kJ/mol (2 分) （3） N2H4 + 4CuO == 2Cu2O + N2 + 2H2O (2 分) （4）①2Fe 3+ + Cu2O + 2H + == 2Fe 2+ + 2Cu 2+ + H2O (2 分) ②Fe(OH)3 (2 分) ③ 分离出有机相，加入一定浓度的硫酸，若得到蓝色溶液，则证明有机相中含有铜元 素 (2 分) 【解析】 试题分析：（1）甲中氮的质量分数较大，则另一元素为氢，该化合物应为肼(N2H4)，其 相对分子质量与氧气相等。（2）肼是一种二元碱，则可以与 2个 H + 结合，故肼与过量硫 酸反应时可生成一种盐 N2H6SO4。16g 肼为 0.5mol，则 1mol 肼完全燃烧放热 622kJ。（3） 乙为氧化亚铜，丙为氧化铜，肼与氧化铜反应生成的气体应为氮气，化学方程式为：N2H4 + 4CuO == 2Cu2O + N2 + 2H2O。（4） ①由于 Fe 3+ 的氧化性，可以氧化乙中+1 的铜，生成 Cu 2+ ，Fe 3+ 被还原为 Fe 2+ ，配的化学方程式为：2Fe 3+ + Cu2O + 2H + == 2Fe 2+ + 2Cu 2+ + H2O。 ②由于硫酸和硫酸铁过量，则所得混合溶液中的阳离子有 H + 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、Cu 2+ ，且浓度 均为 0.1mol/L，再向溶液中加入的 CuO 与 H + 反应，溶液酸性减弱，pH 逐渐增大，从图 像上可看出，最先析出的沉淀为 Fe(OH)3。③通过分液得到有机相，在有机相中加入一 定浓度的硫酸，使铜离子再生，通过溶液显蓝色可作判断。 考点：综合考查物质推断、化学方程式、热化学方程式、图像分析、实验设计等内容， 能力考查主要是考查信息处理能力、表达能力、实验设计能力和综合分析能力。 27．【化学一选修 2：化学与技术】(15 分) 利用硫酸工业废渣(主要含 Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO 等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下： （1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率，②__________________。 （2）“还原”是将 Fe3＋转化为 Fe2＋，同时 FeS2被氧化为 SO 2 4  ，该反应的离子方程式为 ____________. （3）为测定“酸浸”步骤后溶液中 Fe 3＋ 的量以控制加入 FeS2的量。 实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入 HCl、稍过量 SnCl2， 再加 HgCl2除去过量的 SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用 K2Cr2O7标准溶液滴定，有 关反应方程式如下： 2Fe3++Sn2++6Cl-===2Fe2++SnCl 2 0  Sn2++4Cl-+2HgCl2=== SnCl 2 0  +Hg2Cl2↓ 6Fe2++ Cr2O 2 7  +14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O ①若 SnCl2不足量，则测定的 Fe 3＋ 量__________(填“偏高”、“偏低”、“不变”，下 同)。 ②若不加 HgCl2，则测定的 Fe 3＋ 量偏高，其原因是_____________。 （4）①可选用______________(填试剂)检验滤液中含有 Fe 3＋ 。产生 Fe 3＋ 的原因是 _________________(用离子反应方程式表示)。 ②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的，pH 见下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Mg(OH)2 Mn(OH)2 开始沉淀 2.3 7.5 3.4 9.4 8.3 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 12.4 9.8 实验可选用的试剂有：稀 HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性 KMnO4溶液、NaOH 溶液，要求制备 过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤： a ． 氧 化 ： ________________________________ ； b ． 沉 淀 ： _____________________________； c．分离，洗涤；d．烘干，研磨。 【答案】（1）抑制 Fe3+的水解(2 分) （2）14Fe 3+ +FeS2+8H2O ===15Fe 2+ +2SO 2 4  +16H + (2 分) （3）①偏低，②若不加 HgCl2，溶液中含有 Sn2+，也可以被酸性高锰酸钾氧化，消耗的 酸性高锰酸钾氧化偏大，则测定的 Fe3＋量偏高。(2 分) （4）①KSCN(2 分)；4Fe2++O2+4H + ===4Fe3++H2O (2 分)； ②a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌(2 分)； b.滴加 NaOH 溶液，调节溶液的 pH 为 3.2~3.8(2 分) 【解析】 试题分析：（1） 酸浸”中硫酸要适当过量，抑制 Fe 3+ 的水解； （2）由信息 Fe3＋转化为 Fe2＋，同时 FeS2被氧化为 SO 2 4  ，在利用氧化还原反应配平方程 式：14Fe3++FeS2+8H2O ===15Fe2++2SO 2 4  +16H+； （3）①若 SnCl2不足量，Fe 3＋ 没有完全还原为 Fe 2+ ，则测定的 Fe 3＋ 量偏低，②若不加 HgCl2， 溶液中含有 Sn 2+ ，也可以被酸性高锰酸钾氧化，消耗的酸性高锰酸钾氧化偏大，则测定 的 Fe 3＋ 量偏高。 （4）①检验滤液中含有 Fe 3＋ 是 KSCN 溶液；Fe 2+ 的氧化反应是：4Fe 2+ +O2+4H + ===4Fe 3+ +H2O； ②a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；b.滴加 NaOH 溶液，调节溶液的 pH 为 3.2~3.8，使 Fe 3+ +完全沉淀。 考点：化学与 STS 问题。 28．氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁 酸钾的工艺流程。 ② Cl2NaOH 溶液 氧化剂 Y FeCl3浓溶液 FeCl3溶液 Cl2 铁屑 捕集 冷却 FeCl3固体 尾气 吸收剂 X ① Na2FeO4 饱和 KOH 溶液 粗 K2FeO4 请回答下列问题： （1）氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理。 ①氯化铁做净水剂______________________； ②用 FeCl3溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板____________________________。 （2）吸收剂 X 的化学式为 ；氧化剂 Y 的化学式为________________。 （3）碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。 （4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为 2KOH＋Na2FeO4＝K2FeO4＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因_________。 （5）K2FeO4 在水溶液中易发生反应：4FeO4 2 +10H2O 4Fe(OH)3+8OH +3O2↑。在提纯K2FeO4 时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用 （填序号）。 A．H2O B．稀 KOH 溶液、异丙醇 C．NH4Cl 溶液、异丙醇 D．Fe(NO3)3溶液、异丙醇 （6）可用滴定分析法测定粗 K2FeO4的纯度，有关反应离子方程式为： ①FeO4 2 ＋CrO2 ＋2H2O CrO4 2 ＋Fe(OH)3↓＋OH ②2CrO4 2 ＋2H ＋ Cr2O7 2 ＋H2O ③Cr2O7 2 ＋6Fe 2＋ ＋14H ＋ 2Cr 3＋ ＋6Fe 3＋ ＋7H2O 现称取 1．980 g 粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的 KCrO2，充分 反应后过滤，滤液定容于 250 mL 容量瓶中。每次取 25．00 mL 加入稀硫酸酸化，用 0．1000 mol/L 的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为 18．93 mL。 则上述样品中高铁酸钾的质量分数为 。 【答案】（1）① Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3H + （2 分） ② 2Fe 3+ + Cu＝2Fe 2+ + Cu 2+ （2分）（2）FeCl2 ；NaClO（各 1 分） （3）2Fe 3＋ ＋3ClO － ＋10OH －＝2FeO4 2－ ＋3Cl － ＋5H2O（2 分） （4）K2FeO4溶解度小，析出晶体，促进反应进行（2 分）（5）B（2 分）（6）63．1%（2 分） 【解析】 试题分析：（1）铁离子水解生成氢氧化铁胶体具有吸附性可以作净水剂，其原理可表示 为 Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3(胶体) + 3H + 。 ②铁离子具有氧化性，能氧化金属铜，则用 FeCl3溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板 的原理可表示为 2Fe 3+ + Cu＝2Fe 2+ + Cu 2+ 。 （2）吸收剂X能吸收尾气氯气生成氯化铁溶液，因此X应该是氯化亚铁，化学式为FeCl2。 氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，则能氧化氯化铁的是次氯酸钠， 化学式为 NaClO。 （3）反应①是利用次氯酸钠氧化氯化铁制备高铁酸钠，根据电子得失守恒以及原子守 恒可知，反应的离子方程式为 2Fe 3＋ ＋3ClO － ＋10OH －＝2FeO4 2－ ＋3Cl － ＋5H2O。 （4）要发生复分解反应则必须满足有挥发性物质或难电离物质或难溶性物质，因此根 据方程式 2KOH＋Na2FeO4＝K2FeO4＋2NaOH 可知，该反应之所以能发生是由于 K2FeO4溶解 度小，析出晶体，促进反应进行。 （5）根据方程式 4FeO4 2 +10H2O 4Fe(OH)3+8OH +3O2↑可知，提纯K2FeO4应该抑制该反应， 所以最好的试剂是稀 KOH 溶液（抑制平衡）、异丙醇（减小溶解），答案选 B。 （6）根据反应①②③可知 FeO4 2 ～～～～～6Fe 2＋ 1mol 3mol n 0．1000 mol/L×0．01893L 解得 n＝6．31×10 －4 mol 则上述样品中高铁酸钾的质量分数＝ 4 2506.31 10 198 / 25 1.980 mlmol g mol mol g    ×100%＝ 63．1% 考点：考查氯化铁的性质、用途以及高碳酸盐制备的有关判断与含量计算 29．铝热反应是铝的一个重要性质，该性质用途十分广泛，不仅被用于焊接钢轨，而且 还常被用于冶炼高熔点的金属如钒、铬、锰等。 （1）某校化学兴趣小组同学，取磁性氧化铁按教材中的实验装置（如图甲）进行铝热 反应，现象很壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加 KSCN 溶液，发现溶液 变血红色。出现这种现象的原因，除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外，还有一个原 因是 。 （2）若证明上述所得“铁块”中含有金属铝，可选择 （填试剂名称），所 发生反应的离子方程式为 。 （3）为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的“铁块”溶于盐酸， 向其中滴加 KSCN 溶液，溶液没有出现血红色。为测定该实验所得 “铁块”的成分，实 验流程如图所示。 几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的 pH 如下表所示。 Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ 开始沉淀时的 pH 7.5 2.8 4.2 9.6 沉淀完全时的 pH 9.0 4.0 5 11 ① 试剂 A 应选择 ，试剂 B 应选择 。（填序号） A．稀盐酸 B．氧化铁 C．H2O2溶液 D．氨水 E．MgCO3固体 ② 已 知 常 温 下 Fe(OH)3 的 Ksp ＝ 1.1×10 － 36 ， 则 反 应 Ⅲ 后 溶 液 中 c(Fe3+) ＝ mol·L－1。 ③ 灼烧完全的标志是 。 ④ 若最终红色粉未 M 的质量为 12.0 g，则该“铁块”的纯度是 。如果对所 得过滤固体直接洗涤、烘干、称量，计算“铁块”的纯度，则计算结果会 （填 “偏大”“偏小”或“无影响”），原因是 。 【答案】 （1）熔融的铁被空气中氧气氧化 （2）氢氧化钠溶液 2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO － 2 ＋3H2↑ （3）C D 1.1×10－6 前后两次灼烧质量相差不大于 0.1g 84% 偏小 Fe(OH)3 在烘干过程中会有部分发生分解反应，质量变小。 【解析】 试题分析：（1）根据现象确定溶液中含有铁离子，再根据（3）改进实验结果判定熔融 的铁在溅落时被空气中的氧气氧化；（2）需要把铁块中的铝溶解出再鉴别，用氢氧化钠 溶液溶解；（3）①该操作的目的是把铁转化为氧化铁，除去杂质，根据氧化铁质量计算 铁的纯度，沉淀时亚铁离子不易沉淀，顾需先把其氧化为铁离子再调节 pH 生成氢氧化 铁沉淀；③前后两次灼烧质量相差不大于 0.1g； ④红色粉末为氧化铁，则该“铁块”的纯度=12.0÷160×2×56÷10.0=0.84；因为 Fe(OH)3在烘干过程中会有部分发生分解反应，质量变小，导致结果偏小。 考点：考查综合实验中的定性和定量分析有关问题。 30．实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式 硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下： (1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________。 A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液 C．酸性 KMnO4溶液 D．溴水 (2)过程①中，FeS 和 O2、H2SO4反应的化学方程式为______________________________ (3)过程③中，需加入的物质是________。 (4)过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架、泥三角，还需要的仪器有 ________________。 (5)过程⑤调节 pH 可选用下列试剂中的________(填选项序号)。 A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH 溶液 (6)过程⑥中，将溶液 Z 加热到 70～80 ℃，目的是______________________。 【答案】(1)ACD (2)4FeS＋3O2＋6H2SO4=2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S (3)Fe(或铁) (4)蒸发皿、玻璃棒 (5)B (6)促进 Fe 3＋ 的水解 【解析】(1)过程②中产生的气体是 SO2，具有漂白性(能使品红溶液褪色)；SO2对酸碱 指示剂没有漂白作用。 (2)FeS 化合价升高为 1＋2＝3, O2 化合价降低 4，两者个数比是 4∶3，再结合原子守恒 配平。 (3)过程③中加入铁将 Fe 3＋ 还原为 Fe 2＋ ，又不引入杂质。 (4)蒸发溶液时将液体放在蒸发皿中，并不断用玻璃棒搅拌。 (5)中和过量硫酸，选择 CaCO3固体，若选择 NaOH 溶液，则易使 Fe 3＋ 沉淀。 (6)升高温度，促进 Fe 3＋ 的水解。 31．铜单质及其化合物是应用极其广泛的物质。 (1)铜是氢后金属，不能与盐酸发生置换反应，但将单质铜置于浓氢碘酸中，会有可燃 性气体及白色沉淀生成，又知氧化性：Cu 2＋ >I2，则铜与氢碘酸反应的化学方程式为 __________________________________ (2)已知 Cu2O 能溶于醋酸溶液或盐酸中，同时得到蓝色溶液和红色固体，则 Cu2O 与稀硫 酸反应的离子方程式为____________________________________； Cu2O 与稀硝酸反应的离子方程式为_____________________________； 只用稀硫酸来确定某红色固体是 Cu2O 与 Cu 组成的混合物的方法：称取 m g 该红色固体 置于足量稀硫酸中，充分反应后过滤，然后___________________。 (3)Cu2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取 Cu2O 的电解装置如图所示， 电解总反应：2Cu＋H2O Cu2O＋H2↑，则石墨应与电源的________极相连，铜电极上 的电极反应式为________；电解过程中，阴极区周围溶液 pH________(填“变大”、“变 小”或“不变”)。 (4)现向 Cu、Cu2O、CuO 组成的混合物中加入 1 L 0.6 mol/L HNO3恰好使混合物溶解， 同时收集到 2 240 mL NO(标准状况)。若将上述混合物用足量的氢气还原，所得固体的 质量为________；若混合物中含有 0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，至少 消耗硫酸的物质的量为________。 【答案】(1)2Cu＋2HI=2CuI＋H2↑ (2)Cu2O＋2H ＋ =Cu＋H2O＋Cu 2＋ 3Cu2O＋14H ＋ ＋2NO=6Cu 2＋ ＋2NO↑＋7H2O 洗涤、干燥剩余 固体后称量，固体质量大于 g (3)负 2Cu－2e － ＋2OH － =Cu2O＋H2O 变大 (4)16 g 0.1 mol 【解析】(1)由题中信息知生成的气体产物是氢气，则白色沉淀是铜的化合物 CuI，相 应的反应为置换反应。 (2)Cu2O 中铜为＋1 价，Cu2O 与稀硫酸反应生成的单质铜为红色固体，生成的铜盐溶液 呈蓝色。由于题目提供了样品的质量且限定试剂只用稀硫酸，故应从反应结束后剩余固 体的质量角度考虑鉴定结果：若红色固体只是 Cu2O，则与稀硫酸充分反应后得到固体的 质量为 ，若最终固体的质量大于 g，则该红色固体为混合物。(3)从 电解总反应知：Cu 被氧化，铜电极作阳极，电极反应式为 2Cu－2e － ＋2OH － =Cu2O＋H2O， 石墨应与电源负极相连，阴极上消耗 H ＋ 产生 H2，故阴极周围 pH 变大。(4)混合物与稀 硝酸反应生成 0.1 mol NO，由氮元素守恒知生成 Cu(NO3)2的物质的量为(1 L×0.6 mol/L －0.1 mol)÷2＝0.25 mol，由此知原混合物中共含有 0.25 mol 铜元素；故混合物被氢 气还原后可得到 0.25 mol Cu，其质量为 16 g。依据得失电子守恒原理得，n(Cu2O)＝(0.1 mol×3－0.1 mol×2)÷2＝0.05 mol，n(CuO)＝0.25 mol－0.1 mol－0.05 mol×2＝0.05 mol，则 0.05 mol Cu2O、0.05 mol CuO 与稀硫酸反应后生成 0.1 mol CuSO4，则至少需 要 0.1 mol 硫酸。 32．单质 A 与粉末化合物 B 组成的混合物能发生如图所示的一系列反应： 请回答下列问题： (1)组成 A 单质的元素在周期表中处于第__________周期__________族。 (2)化合物 B 的电子式为_____________________________。 (3)D 与 G 两溶液混合后发生反应的离子方程式为____________________ (4)常温下，D 溶液的 pH________7(填“＞”、“＜”或“＝”)，其原因是 ____________________________(用离子方程式表示)。 (5)10.8 g A 单质与足量的 NaOH 溶液反应，消耗氧化剂的质量为________ g。 (6)用碳棒、稀硫酸、气体 E 和气体 F 组成燃料电池，该电池的正极反应式为 ______________________。以该电池为电源，用惰性电极电解 100 g 8%的 C 溶液，电 解到溶质的质量分数为 12.5%时停止电解，则电解过程中，生成的气体在准状况下的体 积共为________ L，电路上通过电子的物质的量为________ mol。 【答案】 (1)三 ⅢA (2) (3)Al 3＋ ＋3 ＋6H2O=4Al(OH)3↓ (4)＜ Al 3＋ ＋3H2O Al(OH)3＋3H ＋ (5)21.6 (6)O2＋4H ＋ ＋4e － =2H2O 67.2 4 【解析】 沉淀 H 既能与稀硫酸反应，又能与 NaOH 溶液反应，而 D、G 两溶液混合可以 生成沉淀 H，故推测 H 为两性氢氧化物 Al(OH)3。故 A 为 Al，B 为 Na2O2，C、D、G 分别 为 Na2SO4、Al2(SO4)3、NaAlO2。(5)铝与氢氧化钠溶液反应的氧化剂是水，0.4 mol 铝转 移电子数为 1.2 mol，消耗水的物质的量为 1.2 mol，则水的质量为 18 g·mol －1 ×1.2 mol ＝21.6 g。(6)电解 Na2SO4溶液，实际上是电解水，溶质质量不变，8 g/12.5%＝64 g， 则被电解的水的质量为 36 g(2 mol)。电解水的化学方程式为 2H2O 2H2↑＋O2↑， 即消耗 2 mol H2O 共生成 3 mol 的气体，标准状况下体积为 67.2 L，共转移 4 mol e － 。 33．工业上用某矿渣(含有 Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下： 已知：Cu2O＋2H ＋ =Cu＋Cu 2＋ ＋H2O (1)实验操作Ⅰ的名称为________；在空气中灼烧固体混合物 D 时，用到多种硅酸盐质 的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有________(填仪器名称)。 (2)滤液 A中铁元素的存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为 ____________________________________________，检验滤液 A 中存在该离子的试剂为 ________(填试剂名称)。 (3)金属单质 E 与固体混合物 F 发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式 为__________________________________________________。 (4)常温下，等 pH 的 NaAlO2和 NaOH 两份溶液中，由水电离出的 c(OH － )前者为后者的 10 8 倍。则两种溶液的 pH＝________。 (5)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂，测定粗铜样品中金属铜的质量分数， 涉及的主要步骤：称取一定质量的样品→________________→过滤、洗涤、干燥→称量 剩余固体铜的质量。(填缺少的操作步骤，不必描述操作过程的细节) 【答案】 (1)过滤 坩埚 (2)Fe 2＋ 2Fe 3＋ ＋Cu=2Fe 2＋ ＋Cu 2＋ 硫氰化钾溶液和新制氯水(合理的氧化剂均可) (3)2Al＋Fe2O3 Al2O3＋2Fe (4)11 (5)将浓硫酸用蒸馏水稀释，将称得的样品与足量稀硫酸充分反应 【解析】 由流程图可以看出，加入足量稀盐酸时，得到的固体混合物 B 为二氧化硅和 单质铜，则滤液 A中一定不含 Fe 3＋ ，原因是 2Fe 3＋ ＋Cu=2Fe 2＋ ＋Cu 2＋ ，验证 Fe 2＋ 可先加入 KSCN 溶液，没有明显现象，再加入氯水(或其他氧化剂)出现血红色。滤液 A中含有 Fe 2 ＋ 、Al 3＋ 、Cu 2＋ ，加入足量 NaOH 溶液后得到的固体混合物 D 为 Fe(OH)3和 Cu(OH)2，在空 气中灼烧后得到的固体混合物 F 为 Fe2O3和 CuO，滤液 C 中含 ，则金属单质 E 为 Al，利用铝热反应可焊接钢轨。(4)NaAlO2溶液中水的电离受到促进，而 NaOH 溶液中水 的电离受到抑制。设两种溶液的 pH＝a，NaAlO2溶液中水电离出的 c(OH － )为 10 a－14 mol·L －1 ，NaOH 溶液中水电离出的 c(OH － )为 10 －a mol·L －1, 10 a－14 ＝10 8 ×10 －a ，得 a＝11。(5)用 稀 H2SO4溶解粗 Cu 中的活泼金属。 34．氧化铜矿石含有 CuO 和 Cu2(OH) 2CO3，还含有 Fe2O3、FeO 和 SiO2等。铜、铁是畜禽 所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下： （1）氧化铜矿石粉碎的目的是 。 （2）写出“酸浸”中 Cu2(OH) 2CO3发生反应的离子方程式 。 （3）“中和/过滤”中加入 CaCO3的目的是 。 （4）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器 有 。 （5）加入铁屑的作用是 、 。 （6）下表和下图为“烘干粉碎”的试验结果。 硫酸亚铁干燥曲线图 序 号 t/h t/ ℃ m/g x 1 3 80 5 4 2 3 160 10 1 3 4 160 10 0.8 4 4 160 5 0 5 5 80 5 3 6 5 160 15 1 表 2．硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)干燥试验表 表 2 中，m 为 CuSO4·5H2O 晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确 定由 CuSO4·5H2O 和 FeSO4·7H2O 脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别 为 ， （分别指出两条件的温度和时间）。 【答案】（1）增大接触面积，加快化学反应速率；（2）Cu2(OH)2CO3+4H + =2Cu 2+ +3H2O+CO2 ↑；（3）适当降低溶液的酸性，使 Fe 3+ 水解成沉淀而除出；（4）烧杯、玻璃棒、漏斗； （5）使母液中 Fe 3+ 转化为 Fe 2+ 、除去 Cu 2+ ，提高硫酸亚铁晶体的纯度；（6）160℃、3h， 125(±5)℃、4.0h。 【解析】 试题分析：（1）氧化铜矿石是固体物质，粉碎是为了增大接触面积，加快化学反应速率； （2）Cu2(OH) 2CO3 与硫酸发生反应符合复分解反应的规律。其离子方程式为 Cu2(OH)2CO3+4H + =2Cu 2+ +3H2O+CO2↑。（3）“中和/过滤”中加入 CaCO3的目的是为了适当降 低溶液的酸性，使 Fe 3+ 水解成沉淀而除出；（4）在实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪 器有烧杯、玻璃棒、漏斗；（5）加入铁屑时发生反应：Fe+ 2Fe 3+ =3Fe 2+ ;：Fe+ Cu 2+ = Fe 2+ +Cu. 因此加入 Fe 屑的作用是为了使母液中 Fe 3+ 转化为 Fe 2+ 、除去 Cu 2+ ，从而可以提高硫酸 亚铁晶体的纯度；（6）由 CuSO4·5H2O 制取 CuSO4·H2O，根据表二提供的数据可知反应 条件是 160℃、3h；而由 FeSO4·7H2O 脱水制取 FeSO4·3H2O，根据图六硫酸亚铁干燥曲 线图可知反应条件为 125(±5)℃、4.0h。 考点：考查反应条件的选择、化学方程式、离子方程式的书写的知识。 35． 工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流 程如下： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下表： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 开始沉淀 2.3 7.5 3.4 完全沉淀 3.2 9.7 4.4 回答下列问题： （1）加入过量废铁屑的目的是 。 （2）加入少量 NaHCO3的目的是调节 pH，使溶液中的____（选填“Fe3＋”、“Fe2＋”或 “Al3＋”）沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是 。 （3）反应Ⅱ的离子方程式为 。在实际生产中，反应Ⅱ常同 时通入 O2以减少 NaNO2的用量，O2与 NaNO2在反应中均作 。若参与反应的 O2 有 11.2 L（标准状况），则相当于节约 NaNO2的物质的量为 。 （4）碱式硫酸铁溶于水后产生的 Fe(OH)2＋离子，可部分水解生成 Fe2(OH)4 2+聚合离子。 该水解反应的离子方程式为 。 （5）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质 量标准，产品中不得含有 Fe2＋及 NO － 3 。为检验所得产品中是否含有 Fe2＋，应使用的试剂 为 。 A．氯水 B．KSCN 溶液 C．NaOH 溶液 D．酸性 KMnO4溶液 （6）将 11.9 g Mg、Al、Fe 组成的合金溶于足量的 NaOH 溶液中，合金质量减少了 2.7 g。另取等质量的合金溶于过量稀硝酸中，生成了 6.72 L（标准状况下）NO，向反应后 的溶液中加入适量 NaOH 溶液恰好使 Mg2＋、Al3＋、Fe3＋完全转化为沉淀，则沉淀质量 为 。 A．22.1 g B．27.2 g C．30 g D．无法确定 【答案】（1）使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使 Fe3+尽可能转化为 Fe2+（2 分， 答对一点即可得 2 分，其它合理答案也可） （2）Al3+ （1分） 加快反应速率（或使反应物充分接触）（1 分，意思相近均给分） （3）Fe2+ + NO2 - + 2H+ = Fe3+ + NO↑ + H2O （2 分，漏反应条件或“↑”扣 1 分；未 配平扣 1 分）；氧化剂（1分）； 2 mol（1 分） （4）2Fe(OH) 2＋ ＋2H2O Fe2(OH) 2＋ 4 ＋2H ＋ （2 分，写成等号扣 1 分；未配平扣 1 分） （5）D（2分，多选 0分） (6)B（3 分） 【解析】 试题分析：（1）加入过量废铁屑的目的是使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使 Fe 3+ 尽可能转化为 Fe 2+ (2)加入废铁屑后得到的溶液含硫酸亚铁、硫酸铝，根据沉淀对 pH 的选择，加入碳酸氢 钠应先沉淀 Al 3+ ，该工艺流程中“搅拌”的作用是加快反应速率，使反应充分； （3）反应Ⅱ为亚铁离子被亚硝酸盐氧化的反应，离子方程式为 Fe 2+ +NO2 - +2H + =Fe 3+ +NO↑+H2O；反应Ⅱ常同时通入 O2以减少 NaNO2的用量，O2与 NaNO2在反应中均作氧 化剂，若参与反应的 O2有 11.2 L（标准状况），则转移电子的物质的量为 2mol，反应中 1mol NaNO2转移电子的物质的量为 1mol，所以相当于节约 NaNO22mol； (4)根据题目所给信息，Fe(OH) 2＋ 离子部分水解生成 Fe2(OH)4 2+ 聚合离子，溶液呈酸性， 水解的离子方程式为 2Fe(OH) 2＋ ＋2H2O Fe2(OH) 2＋ 4 ＋2H ＋ （5）A、氯水氧化亚铁离子为铁离子，溶液颜色变化不明显，不易作检验亚铁离子的试 剂；B、KSCN 溶液与亚铁离子不反应，错误；C、氢氧化钠溶液与溶液中的铁离子反应 生成红褐色沉淀，不能检验溶液中是否含亚铁离子，错误；D、亚铁离子能使酸性高锰 酸钾溶液褪色，可作检验亚铁离子的试剂，答案选 D。 （6）根据元素守恒，沉淀质量比原固体多了氢氧根离子，由题目可知与足量稀硝酸反 应，生成 0.3mol 的 NO，转移电子的物质的量是 0.9mol，而反应后的溶液与氢氧化钠溶 液反应生成的沉淀中氢氧根离子的个数与转移电子数相同，所以沉淀中 Al、Mg、Fe 的 氢氧根离子的物质的量是 0.9mol，所以沉淀的质量是 11.9g+0.9mol×17g/mol=27.2g， 答案选 B。 考点：考查对物质制备的分析能力，离子方程式的书写，元素守恒、得失电子守恒规律 的应用，亚铁离子的检验 36．欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可采用以下四种方法。 方法一： m1 m2 称量 1 操作 1 沉淀 操作 2 操作 3 操作 4 称量 2 试样 蒸馏水 试剂 A 滤液 洗涤水 蒸馏水 方法二： V(待)=100mL 某指示剂 称量 操作 1 量取待测液 操作 2 m V(HCl)/mL 试样 蒸馏水 V(待)=20mL 标准液盐酸 (0.100 mol/L) 方法三： 浓硫酸样品 稀硫酸 碱石灰 A B C 方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器 按要求回答下列问题： （1）方法一：加入足量的试剂 A （填写 A的化学式）可将 HCO3 - 离子转化为沉 淀并称重。操作 1、2、3、4 的名称依次是溶解、 、洗涤和 ； （2）方法二：在操作 1中所用到的玻璃仪器中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还 需要的用到的是 ，在操作 2 中应选择的指示剂是 ； （3）在方法二中计算该样品中 NaHCO3的质量分数为 [用流程图中的数据 m、V(HCl) 填写有关的表达式]； （4）在方法三中：根据所用的实验装置，除了称量试样质量外，还需测定的实验数据 是 ； （5）仔细分析方法三中的实验装置，若由此测得的数据来计算实验结果，则有可能偏 高也有可能偏低，偏高的原因可能是 ，偏低的原因可能是 （均文字简述）； （6）方法四的实验原理是： （用化学方程式表示）。 【答案】（1）Ca(OH)2或 Ba(OH)2 （写名称不给分）；过滤 、干燥（烘干）（每空 1 分， 共 3 分） （2）100 mL 容量瓶， 甲基橙 （每空 1分，共 2分） （3） 42 (HCl) 100% 1000 V m  （2 分） （4）装有碱石灰的干燥管在实验前后的质量 （2分） （5）碱石灰可能还会吸收空气中的水蒸气和 CO2气体 装置内会留存部分 CO2气体 （每空 2 分，共 4 分） （6）2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 【解析】 试题分析：（1）与 HCO3 - 反应钠产生沉淀的试剂有 Ca(OH)2或 Ba(OH)2，二者选其一即可； 操作 1、2、3、4 的名称依次是溶解、过滤、洗涤、干燥； （2）方法二中还需 100mL 的容量瓶；酚酞的变色范围是 8～10，未滴定完已变色，不 可用；滴定终点时溶液偏酸性，应使用甲基橙作指示剂，溶液由黄色变为橙色； （3）由所用盐酸的体积可计算出 20mL 的待测液中碳酸氢钠的物质的量，原液是待测液 的 5 倍 ， 所 以 ， 样 品 中 NaHCO3 的 质 量 分 数 为 V(HCl)×10-3×0.100×5×84/m×100%= 42 (HCl) 100% 1000 V m  (4)方法三利用产生二氧化碳的质量来计算碳酸氢钠的质量分数，所用需要称量装有碱 石灰的干燥管在实验前后的质量； （5）偏高的原因是碱石灰还会吸收空气中的二氧化碳和水使质量增大；偏低的原因是 装置中会有残留的二氧化碳未被吸收； （6）不用其他化学试剂，就只能是碳酸氢钠的受热分解了，利用固体反应前后的质量 差，计算碳酸氢钠的质量分数，化学方程式是 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O 考点：考查对碳酸氢钠的质量分数的不同测定方法的分析计算 37．纯碱（化学式为 Na2CO3）是一种重要的化工原料。现代化工生产有三种工艺： 一、布兰制碱法。以食盐为原料制碱，该法分三步： ①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl； ②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑ ③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS 二、氨碱法即索尔维制碱法。以食盐、氨、二氧化碳为原料，其反应也分三步进行： ①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 ②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl ③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O 三、候氏制碱法。低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠， 再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大， 所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果往返析出 NaHCO3和 NH4Cl。该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。 （ 1 ） 通 过 三 种 方 法 的 比 较 ， 布 兰 制 碱 法 工 艺 的 缺 点 有 (写两点)。 （2）氨碱法工艺的中循环利用的物质是 (填化学式)；产品的副产物 NH4Cl 既 可以做氮肥又可以重新生成氨气。写出 NH4Cl 与生石灰反应的化学方程式 。 （3）候氏制碱法反应的方程式为 。 （4）为什么候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳。理由是 (写两点)。 （5）候氏制碱法产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢 钠的质量分数，用 m1表示加热前纯碱样品的质量，m2表示加热后固体的质量。则纯碱中 碳酸氢钠的质量分数可表示为： 。 【答案】（1）生产时需要高温；硫酸对设备腐蚀严重；CaS 废弃物长期堆积臭气四溢； 成本较高。(4 分，答出以上任意两点各 2 分，其他合理答案均给分) （2）CO2(1 分) 2NH4Cl+CaO 2NH3↑+CaCl2+H2O (2 分) （3）NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(2 分) （4）CO2在水中的溶解度较小，吸收率低；后通入 CO2保证全部生成 NaHCO3(4 分，答出 以上任意两点各 2 分，其他合理答案均给分) （5） 1 21 31 )(84 m mm  (2 分) 【解析】 试题分析：（1）布兰制碱法工艺的缺点有焦炭还原硫酸钠时需要高温；硫酸对设备腐蚀 严重；CaS 废弃物长期堆积臭气四溢；成本较高等； （2）从化学方程式中得出氨碱法工艺的中循环利用的物质是 CO2；氯化铵与生石灰反应 生成氨气、氯化钙、水，化学方程式为 2NH4Cl+CaO 2NH3↑+CaCl2+H2O； （3）候氏制碱法的原理是向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠， 所以化学方程式为 NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl ； （4）因为二氧化碳在水中的溶解度较小，不易生成碳酸氢钠，所以先通入氨气，使溶 液呈碱性，再通入二氧化碳可增大二氧化碳的吸收量从而生产碳酸氢钠； （5）碳酸氢钠受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳，最终该固体为碳酸钠，所以 质量减轻（m1-m2）g，每消耗 168g 碳酸氢钠，固体质量减轻 62g，所以固体中碳酸氢钠 的质量是 168（m1-m2）/62g,所以样品中碳酸氢钠的质量分数是 168（m1-m2） /62/m= 1 21 31 )(84 m mm  。 考点：考查工业制纯碱的方法，化学方程式的书写，质量分数的计算，对工艺的分析 38．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下： 操作② 请回答： （1）绿矾的化学式为 。 （2）写出反应①的化学方程式 ， 反应②生成沉淀的离子反应方程式 。 （ 3）为 了检 测滤 液 D 中含 有的 金属 离子 ，可 设计实 验方 案为 （试 剂自 选）： 。 （4）在滤渣 B 中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因 是 。 （5）若考虑绿色化学工艺，在滤渣 E 中加入稀硫酸和试剂 Y 制胆矾晶体，试剂 Y 为无 色液体，则反应④的总化学方程式为 ；若不考虑绿色化 学工艺，所选试剂 Y 为 1mol/L 的硝酸，欲使 3molCu 全部溶解且溶液中含铜元素的溶质 仅为 CuSO4，则需该硝酸的体积 L。 【答案】（1）(2 分) FeSO4·7H2O （2）（4分）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ AlO2 - +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3 - (或 2AlO2 - +CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO3 2- ) [未写离子方程式扣 1 分，不配平扣 1 分，离子 符号错 0 分] （3）(3 分) 用试管取少量滤液 D（1分），向滤液中滴加 KSCN（或 NaSCN、或 NH4SCN)] 溶液无明显现象（1分），再滴入氯水（或双氧水，或通入 Cl2）若变成血红色，则溶 液则中存在 Fe 2+ （1 分）。 （4）（2分）铜、铁与稀硫酸形成了原电池（或发生了电化腐蚀，或有电流产生） （5）(5 分) Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O（2 分。配平 1 分，化学式错 0 分） 2（3 分）[说明：反应式为 3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4++2NO↑+4H2O] 【解析】 试题分析：（1）绿矾为硫酸亚铁晶体，化学式为：FeSO4·7H2O （2）反应①为 Al 与 NaOH 溶液的反应，离子方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑； 反应②中通入的气体气体 X 为 CO2，CO2、H2O 与 AlO2 - 反应生成的沉淀为 Al(OH)3，离子方 程式为：AlO2 - +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3 - (或 2AlO2 - +CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO3 2- ) （3）滤液 D 的溶质为 FeSO4，检验 Fe 2+ 的原理为：Fe 2+ 不能使 KSCN 变为血红色，但加入 氧化剂把 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+ ，溶液变为血红色，所以实验方案为：用试管取少量滤液 D， 向滤液中滴加 KSCN（或 NaSCN、或 NH4SCN)]，溶液无明显现象，再滴入氯水（或双氧水， 或通入 Cl2）若变成血红色，则溶液则中存在 Fe 2+ 。 （4）滤渣 B 中含有铁、铜金属，滴加稀硫酸后，铜、铁与稀硫酸形成了原电池，使反 应速率加快。 （5）滤渣 E为 Cu，加入稀硫酸和试剂 Y 生成 CuSO4，考虑绿色化学工艺，Y 为无色液体， 则试剂 Y 为 H2O2，则反应④的总化学方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O；Cu 全部溶解 且 溶 液 中 含 铜 元 素 的 溶 质 仅 为 CuSO4 ， 则 化 学 方 程 式 为 ： 3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4++2NO↑+4H2O，Cu 为 3mol，则消耗的 HNO3为 2mol，需该硝酸的 体积为：2mol÷1mol•L‾1=2L。 考点：本题考查化学流程的分析、化学方程式与离子方程式的书写、离子的检验、原电 池原理、化学计算。 39．工业制备氯化铜时，将浓盐酸用蒸气加热至 80℃左右，慢慢加入粗 CuO 粉末(含杂 质 Fe2O3、FeO)，充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中 制备纯净的 CuCl2溶液，采用以下步骤[参考数据：pH≥9.6 时，Fe 2＋ 完全水解成 Fe(OH)2； pH≥6.4 时，Cu 2＋ 完全水解成 Cu(OH)2；pH≥3.7 时，Fe 3＋ 完全水解成 Fe(OH)3。请回答以 下问题： (1)第一步除去 Fe 2＋ ，能否直接调整 pH＝9.6，将 Fe 2＋ 沉淀除去？________，理由是 _______________________________________________。 有人用强氧化剂 NaClO 将 Fe 2＋ 氧化为 Fe 3＋ ： ①加入 NaClO 后，溶液的 pH 变化是____。(填序号) A．一定增大 B．一定减小 C．可能增大 D．可能减小 ②你认为用 NaClO 作氧化剂是否妥当？________，理由是__________________。 现有下列几种常用的氧化剂，可用于除去混合溶液中 Fe 2＋ 的有________(有几个选几个 填代号)。 A．浓 HNO3 B．KMnO4 C．Cl2 D．O2 E．H2O2 (2)除去溶液中的 Fe 3＋ 的方法是调整溶液的 pH＝3.7，现有下列试剂均可以使强酸性溶 液的 pH 调整到 3.7，可选用的有________(多选不限，填代号)。 A．NaOH B．氨水 C．Cu2(OH)2CO3 D．Na2CO3 E．CuO F．Cu(OH)2 【答案】(1)不能 因 Fe 2＋ 沉淀的 pH 最大，Fe 2＋ 沉淀完全时 Cu 2＋ 亦沉淀完全 ①A ② 不妥当 引入新杂质 Na ＋ CDE (2)CEF 【解析】由题意可知：Fe 2＋ 沉淀的 pH≥9.6，如果直接调整 pH＝9.6，Cu 2＋ 、Fe 3＋ 先于 Fe 2 ＋ 沉淀(这两种离子沉淀的 pH 均比 Fe 2＋ 沉淀的 pH 小)，得不到 CuCl2，故不能直接调整 pH＝9.6，可将 Fe 2＋ 氧化成 Fe 3＋ 。NaClO 在酸性条件下与 Fe 2＋ 的反应是：2Fe 2＋ ＋ClO － ＋ 2H ＋ =2Fe 3＋ ＋Cl － ＋H2O，由于反应过程中要消耗 H ＋ ，溶液 pH 一定升高。NaClO 可以将 Fe 2 ＋ 氧化成 Fe 3＋ ，但引入了新杂质 Na ＋ ，实际上不能采用。必须应用既能氧化 Fe 2＋ 又不能 引入新杂质的氧化剂，例如 Cl2、O2、H2O2等，同理，调整 pH 所选用的试剂可以是 CuO、 Cu2(OH)2CO3、Cu(OH)2等不会引入新杂质的物质。 40．铁及铁的化合物应用广泛，如 FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止 血剂等。 (1)写出 FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_______________________ (2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电 极反应式。 正极反应_______________________________ 负极反应_______________________________ 【答案】(1)2Fe 3＋ ＋Cu=2Fe 2＋ ＋Cu 2＋ (2)装置图如图所示 正极反应：2Fe 3＋ ＋2e － =2Fe 2＋ 负极反应：Cu－2e － =Cu 2＋ 【解析】(1)利用 Fe 3＋ 氧化性的反应：2FeCl3＋Cu=2FeCl2＋CuCl2，然后改为离子方程式。 (2)根据 2Fe 3＋ ＋Cu=2Fe 2＋ ＋Cu 2＋ 氧化还原反应和原电池的工作原理进行设计，铜作负极， 石墨作正极，FeCl3溶液作电解质溶液。 41．某校化学研究性学习小组欲设计实验验证 Fe、Cu 的金属活动性，他们提出 了以下两种方案。请你帮助他们完成有关实验项目： 方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察 产 生 气 泡 的 快 慢 ， 据 此 确 定 它 们 的 活 动 性 。 该 原 理 的 离 子 方 程 式 为 _______________________________________ 方案Ⅱ：有人利用 Fe、Cu 作电极设计成原电池，以确定它们的活动性。试在下面的方 框内画出原电池装置图，标出原电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。 正极反应式：_______________________。 负极反应式：_______________________。 方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证 Fe、Cu 活动性的简单实验方案(与 方案Ⅰ、Ⅱ不能雷同)：______________________，用离子方程式表示其反应原理： ________________________________。 【答案】方案Ⅰ：Fe＋2H ＋ =Fe 2＋ ＋H2↑ 方案Ⅱ： 2H＋ ＋2e－===H2? Fe－2e－===Fe2＋ 方案Ⅲ：将铁片置于 CuSO4溶液，若铁棒表面覆盖一层铜，说明 Fe 比 Cu 活动性强 Fe＋Cu 2＋ =Fe 2＋ ＋Cu(合理即可) 【解析】方案Ⅰ：铁与酸反应而铜与酸不反应。Fe＋2H ＋ =Fe 2＋ ＋H2↑ 方案Ⅱ：设计原电池时以铁、铜为电极，电解质溶液应能与电极反应，实验现象应比较 明显。 方案Ⅲ：设计简单实验时注意原理与方案Ⅰ及方案Ⅱ的原理不同，且现象明显，操作简 单。 42．钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的 强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。如图是化工生产中制备 金属钼的主要流程图。 (1)写出反应①的化学方程式： 。 (2) 反 应 ① 的 尾 气 可 以 再 利 用 ， 写 出 应 用 该 尾 气 制 得 的 两 种 重 要 化 学 试 剂 。 (3) 如 果 在 实 验 室 模 拟 操 作 1 和 操 作 2 ， 则 需 要 使 用 的 主 要 玻 璃 仪 器 有 。 (4)钼在空气中灼烧生成三氧化钼，三氧化钼溶于氢氧化钠溶液生成钼酸钠；三氧化钼 不溶于盐酸或稀硫酸。钼酸钠的化学式为 。 (5)工业上制备还原性气体CO和H2的反应原理为CO2＋CH4 高温 2CO＋2H2，CH4＋H2O高温 CO ＋3H2。含甲烷体积分数为 80%的 a L(标准状况)天然气与足量二氧化碳和水蒸气的混合 物在高温下反应，甲烷转化率为 90%，用产生的还原性气体(CO 和 H2)还原 MoO3制钼，理 论上能生产钼的质量为 。 【答案】(1)2MoS2＋7O2 高温 2MoO3＋4SO2 (2)H2SO4、Na2SO3[或 Na2SO4、(NH4)2SO4等] (3)烧杯、漏斗、玻璃棒 (4)Na2MoO4 (5)4.11a g 【解析】(1)二硫化钼与氧气在高温下反应生成三氧化钼和二氧化硫。 (2)二氧化硫可收集再利用，制备硫酸和盐类等。 (3)操作 1 和操作 2 都是分离固体与液体混合物，都是过滤操作。 (4)钼酸是二元酸，可直接写出钼酸钠。 (5)根据反应方程式知，1 mol 甲烷完全反应生成 4 mol 还原性气体，而：3CO＋MoO3 高温 Mo ＋3CO2，3H2＋MoO3 高温 Mo＋3H2O，3 mol 还原性气体理论上生成 1 mol 钼。n(CH4)＝ 22.4 / aL L mol ×80%，n(H2＋CO)＝ 22.4 a ×80%×90%×4 mol＝ 72% 5.6 a ，n(Mo)＝ 72% 5.6 a × 1 3 mol＝ 0.72 16.8 a mol，m(Mo)＝ 0.72 16.8 a mol×96 g·mol－1≈4.11a g。 43．铝是重要的金属材料，铝土矿(主要成分是 Al2O3和少量的 SiO2、Fe2O3杂质)是工业 上制取铝的原料。实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取 Al2(SO4)3 和铵明矾晶体 [NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示； 请回答下列问题： (1)固体 a 的化学式为 ，Ⅲ中通入足量 CO2 气体发生反应的离子方程式 为 。 (2) 由 Ⅴ 制 取 铵 明 矾 溶 液 的 化 学 方 程 式 为 ，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体 的实验操作依次为(填操作名称) 、冷却结晶、过滤洗涤。 (3)以 1 000 kg 含氧化铝 36%的铝土矿为原料制取 Al2(SO4)3，需消耗质量分数 98%的硫 酸(密度 1.84 g·cm －1 L(保留一位小数)。 (4)若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使制 得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为 1∶1，则投料时铝土矿中的 Al2O3和 H2SO4的物质 的量之比为 。 【答案】(1)SiO2 AlO2 － ＋CO2＋2H2O=HCO3 － ＋Al(OH)3↓ (2)Al2O3＋4H2SO4＋2NH3=2NH4Al(SO4)2＋3H2O 蒸发浓缩 (3)575.4 (4)3∶10 【解析】(1)铝土矿中 Al2O3和 Fe2O3能溶于盐酸，SiO2不溶于盐酸，所以固体 a 的化学式 为 SiO2。Al2O3溶于烧碱生成 NaAlO2溶液，在其中通入 CO2生成 Al(OH)3沉淀。 (2)Al(OH)3分解生成 Al2O3，Al2O3与稀硫酸、氨气反应生成铵明矾溶液。 (3)m(Al2O3)＝1 000 kg×36%＝360 kg，m(H2SO4)＝ 98 3 360 102   kg＝1 037.6 kg，需消 耗质量分数 98%的硫酸(密度 1.84 g·cm －3 )为 31037.6 10 1.84 / 98% g g ml   ＝575.4×10 3 mL＝ 575.4 L。 (4)设制得的 Al2(SO4)3和 NH4Al(SO4)2·12H2O 的物质的量都是 1 mol，则 Al 3＋ 共 3 mol，SO4 2－ 共 5 mol，根据铝原子和 SO4 2－ 守恒原理可得，加入 Al2O3和 H2SO4的 物质的量之比为 3 2 ∶5＝3∶10。 44．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要 成分是 FeTiO3)制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下： 回答下列问题： (1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe 3＋ ＋Fe=3Fe 2＋ 2TiO 2＋ (无色)＋Fe＋4H ＋ =2Ti 3＋ (紫色)＋Fe 2＋ ＋2H2O Ti 3＋ (紫色)＋Fe 3＋ ＋H2O=TiO 2＋ (无色)＋Fe 2＋ ＋2H ＋ 加入铁屑的作用是 。 (2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成 TiO2·nH2O 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直 径大小在 范围。 (3)若把③中制得的固体 TiO2·nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。 已知 25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10 －39 ，该温度下反应 Fe(OH)3＋3H ＋ Fe 3＋ ＋3H2O 的平衡常数 K＝ 。 (4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol －1 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol －1 写出 ④中 TiO2 和焦 炭、 氯气反 应生 成液态 TiCl4 和 CO 气体 的热 化学方 程 式： 。 (5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺 流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。 (6)依据下表信息，要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4，可采用 方法。 TiCl4 SiCl4 熔点/℃ －25.0 －68.8 沸点/℃ 136.4 57.6 【答案】(1)使 Fe3＋还原为 Fe2＋；保护 TiO2＋不被 Fe3＋氧化 (2)10－9 m～10－7 m(或其他合理答案) (3)2.79×103 (4)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。 (5)产生三废(或其他合理答案) (6)蒸馏(或分馏或精馏) 【解析】(1)由题目所给的反应可以看出加入铁屑使溶液中的 Fe3＋转化为 Fe2＋，保护 TiO2 ＋不被 Fe3＋氧化。 (3)由 Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39可得 c(Fe3＋)·c3(OH－)＝2.79×10－39 K＝ 3 3 (Fe ) (H ) c c   ＝ 3 3 3 (Fe ) (OH ) w c K c   ＝ 3 3 3 (Fe ) (OH ) w c c K   ＝ 39 42 2.79 10 1 10     ＝2.79×10 3 。 (4)利用盖斯定律：两个热化学方程式相加即得所要的热化学方程式 TiO2(s)＋2Cl2(g) ＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。 (5)由工业流程图可以得出该生产过程中产生了工业三废。 (6)TiCl4与 SiCl4的沸点差异很大，所以采用蒸馏的方法进行分离。 45．四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要 成分是 FeTiO3)制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下： 回答下列问题： (1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生： 2Fe 3＋ ＋Fe=3Fe 2＋ 2TiO 2＋ (无色)＋Fe＋4H ＋ =2Ti 3＋ (紫色)＋Fe 2＋ ＋2H2O Ti 3＋ (紫色)＋Fe 3＋ ＋H2O=TiO 2＋ (无色)＋Fe 2＋ ＋2H ＋ 加入铁屑的作用是 。 (2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成 TiO2·nH2O 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直 径大小在 范围。 (3)若把③中制得的固体 TiO2·nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe(OH)3杂质，还可制得钛白 粉。已知 25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10 －39 ，该温度下反应 Fe(OH)3＋3H ＋ Fe 3＋ ＋ 3H2O 的平衡常数 K＝ 。 (4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol －1 2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol －1 写出 ④中 TiO2 和焦 炭、 氯气反 应生 成液态 TiCl4 和 CO 气体 的热 化学方 程 式： 。 (5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺 流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。 (6)依据下表信息，要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4，可采用 方法。 TiCl4 SiCl4 熔点/℃ －25.0 －68.8 沸点/℃ 136.4 57.6 【答案】(1)使 Fe 3＋ 还原为 Fe 2＋ ；保护 TiO 2＋ 不被 Fe 3＋ 氧化 (2)10 －9 m～10 －7 m(或其他合理答案) (3)2.79×10 3 (4)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol －1 (5)产生三废(或其他合理答案) (6)蒸馏(或分馏或精馏) 【解析】(1)由题目所给的反应可以看出加入铁屑使溶液中的 Fe 3＋ 转化为 Fe 2＋ ，保护 TiO 2 ＋ 不被 Fe 3＋ 氧化。 (3)由 Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10 －39 可得 c(Fe 3＋ )·c 3 (OH － )＝2.79×10 －39 K＝ 3 3 (Fe ) (H ) c c   ＝ 3 3 3 (Fe ) (OH ) w c K c   ＝ 39 42 2.79 10 1 10     ＝2.79×10 3 。 (4)利用盖斯定律：两个热化学方程式相加即得所要的热化学方程式 TiO2(s)＋2Cl2(g) ＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol －1 。 (5)由工业流程图可以得出该生产过程中产生了工业三废。 (6)TiCl4与 SiCl4的沸点差异很大，所以采用蒸馏的方法进行分离。 46．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计 的实验过程为： (1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于 上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放 在 上，不能直接放在桌面上。 实验所用仪器： a．蒸发皿 b．石棉网 c．泥三角 d．表面皿 e．坩埚钳 f．试管夹 (2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原 因是 。 a．灼烧过程中部分氧化铜被还原 b．灼烧不充分铜未被完全氧化 c．氧化铜在加热过程中分解生成铜 d．该条件下铜无法被氧气氧化 (3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通 氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥。 (4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点 是 、 。 (5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水 x 值的实验过程中：称量操作至少进行 次。 (6) 若 测 定 结 果 x 值 偏 高 ， 可 能 的 原 因 是 (填字母编号)。 a．加热温度过高 b．胆矾晶体的颗粒较大 c．加热后放在空气中冷却 d．胆矾晶体部分风化 【答案】(1)c e b (2)a、b (3)蒸发 过滤 (4)产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少，途径Ⅱ不会产生污染大气的气体 (5)4 (6)a 【解析】(1)因加热坩埚时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩 埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在 桌面上。(2)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能 是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径Ⅱ制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶 解，加热通氧气将 Cu 氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂， 冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。(4)根据途径Ⅰ的反应化 学方程式 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O 和途径Ⅱ的反应化学方程式 2Cu＋O2 ＋2H2SO4(稀) 2CuSO4＋2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是：①产生等量的胆矾比途径 Ⅰ耗硫酸少；②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2)。(5)称量操作至少进行 4 次，分别 是：①称量坩埚；②称量加入晶体后的坩埚；③称量加热冷却后的坩埚；④称量再加热、 再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过 0.1 g。(6)若测定结果 x 值偏高，可能是 加热温度过高使 CuSO4晶体中的 CuSO4分解了，其他三项均使 x值偏低。 47．高温条件下，辉铜矿(主要成分为 Cu2S)通适量的空气可冶炼金属铜，经过一系列反 应可得到 B 和 D、E。G 为砖红色沉淀。 请回答下列问题： (1)辉铜矿(Cu2S)通适量的空气冶炼金属铜的化学方程式为 ，其中 氧化剂为 。 (2)E 的浓溶液与 Cu 发生反应②的化学方程式是 。 (3)利用电解可提纯铜，在该电解反应中阳极物质是 ，电解质溶液 是 。 (4)自然界中当胆矾矿与黄铁矿(主要成分为 FeS2)相遇时会缓慢发生下列反应产生辉铜 矿。对反应：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O=7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，被氧化的硫和被还原的硫 的质量比为 。 【答案】(1)Cu2S＋O2(适量) 高温 2Cu＋SO2 O2和 Cu2S (2)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)粗铜 硫酸铜或含 Cu 2＋ 的盐溶液 (4)3∶7 【解析】(1)根据图示，Cu2S 与 O2的反应为氧化还原反应，结合 B 与 O2的反应条件，可 以推断 B为 SO2，该反应为 Cu2S＋O2(适量) 高温 2Cu＋SO2。反应中 Cu、O的化合价降低， 因此氧化剂为 O2和 Cu2S。(2)B 为 SO2，则 D 为 SO3，E 为 H2SO4。反应②为 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(3)电解精炼铜时，粗铜作阳极，含 Cu2＋的盐溶液作电解质溶 液。(4)根据化学方程式中硫元素的化合价变化，可知被氧化的硫和被还原的硫的质量 比为 3∶7。 48．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。 (1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的 。 A．硬度适中 B．密度适中 C．在自然界里都可得到纯净的单质 D．不活泼性 (2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是 币， 黑色物质是 ，形成这种物质的化学方程式为 ，绿色物质是 ， 形成这种物质的化学方程式为 ，这枚金属币的真面目为 色。 另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是 币，表面一直未被氧化的原因 是 。 (3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的 是 。 A．观察颜色 B．查看图案 C．用手掂量轻重 D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象 【答案】(1)D (2)铜 氧化铜 2Cu＋O2=2CuO Cu2(OH)2CO3 2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3 红 金 金不活泼，不易被氧化 (3)D 【解析】(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。 (2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气、水蒸气等物质反应而“生锈”。金的化学性质 最不活泼，在空气中更稳定。(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密 度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中的 Zn、Cu 均可与硝酸反应产生大 量气泡，而 Au 不与硝酸反应。 49．X、Y、Z、W 四种化合物均由短周期元素组成。其中 X 含有四种元素，X、Y、Z 的焰 色反应均为黄色，W 为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、 产物及反应条件已略去)。 请回答： (1)W 的电子式是 。 (2)X 与 Y 在溶液中反应的离子方程式是 。 (3)X 含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物，选用其中某些化合 物，利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中 可收集到一种无色气体。 ①装置Ⅰ中反应的化学方程式是 ， 装置Ⅱ中物质的化学式是 。 ②用 X 含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干燥 的装置Ⅴ中气体，该化合物的化学式是 ，所需仪器装置 是 。 (从上图选择必要装置，填写编号) (4)向 Z 溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有 X生成，该反应的化学方程式是 。 【答案】(1) (2)HCO3 - ＋OH － =CO 2- ＋H2O (3)①Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋CO2↑＋H2O 或 2NaHCO3＋H2SO4=Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O Na2O2 ② H2O2 Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ (4)2Na2CO3＋Cl2＋H2O=NaClO＋NaCl＋2NaHCO3 【解析】X、Y、Z、W 均由短周期元素组成，X、Y、Z 的焰色反应均为黄色，说明均含钠 元素，又知 X 含四种元素，且加热时能分解生成 Z，而 W 为无色无味的气体，说明 X 为 NaHCO3，Z 为 Na2CO3，W 为 CO2，则根据转化关系图，Y 为 NaOH。从而推出(1)、(2)的答 案。(3)由装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置 V 中收集的气体密度大于空气，结合装置Ⅰ、 Ⅱ的特点推知，装置Ⅰ的圆底烧瓶中所放物质应为 Na2CO3(或 NaHCO3)，Ⅱ中为 Na2O2，从 而推知①的答案；因要制取纯净干燥的Ⅴ中气体，即 O2，而所用反应物含 Na、H、C、O 中的某两元素组成的化合物且条件有催化剂，故很容易联想到该化合物为 H2O2，所用仪 器为Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ；(4)由前面的分析推知 Z为 Na2CO3，根据题设条件，其与 Cl2反应能制 得漂白消毒物质，即可联想到 NaClO，从而可写出反应的化学方程式。 50．已知 A～I均为中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示，其中 A、D 为金属单质，反应过程中需要或生成的水及其他部分产物已略去。请回答以下问题： (1)B 和 F 分别是 (填化学式)。 (2)写出下列反应的化学方程式： ①A与 B在高温下反应： 。 ②H在空气中转变为 I： 。 (3)E 溶液中所有离子浓度由大到小的顺序是 。 (4) 用 离 子 反 应 方 程 式 表 示 G 溶 液 呈 酸 性 的 原 因 ；该反应的平衡常数为 (已知常温 下，H的溶度积常数 Ksp＝8.0×10 －16 )。 【答案】(1)Fe2O3、Al(OH)3 (2)①Fe2O3＋2Al高温 2Fe＋Al2O3 ②4Fe(OH)2＋2H2O＋O2=4Fe(OH)3 (3)c(Na ＋ )＞c([AlCO4] － )＞c(OH － )＞c(H ＋ ) (4)Fe 2＋ ＋2H2O Fe(OH)2＋2H ＋ 1.25×10 －13 【解析】本题以无机框图为载体，考查无机物的性质及化学反应原理，意在考查考生的 综合分析能力。(1)根据框中转化关系及题干信息，可以确定 I 为氢氧化铁。A、D为金 属单质，根据 A和 B 的反应条件就可以联想到铝热反应，推测 A、D 为铝和铁，即 A 为 铝，B 为氧化铁，C 为氧化铝，D 为铁，E 为偏铝酸钠，G 为氯化亚铁，F 为氢氧化铝，H 为氢氧化亚铁，I 为氢氧化铁。偏铝酸钠水解使溶液呈碱性，所以溶液中离子浓度的大 小顺序为 c(Na ＋ )＞c(AlO2 - )＞c(OH － )＞c(H ＋ )；FeCl2溶液中，Fe 2＋ 发生水解：Fe 2＋ ＋ 2H2O Fe(OH)2＋2H ＋ ，平衡常数 K＝ 2 2 (H ) (Fe ) c c   ＝ 2 2 2 2 (H ) (OH ) (Fe ) (OH ) c c c c       ＝  214 16 10 8.0 10   ＝ 1.25×10 －13 。 51．铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。 (1)生铁中含有一种铁碳化合物 X(Fe3C)。X 在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固 体 Y，将 Y 溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是 ；Y 与过量浓硝 酸反应后溶液中含有的盐的化学式为 。 (2)某溶液中有 Mg 2＋ 、Fe 2＋ 、Al 3＋ 、Cu 2＋ 等离子，向其中加入过量的 NaOH 溶液后，过滤， 将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶 液中大量减少的阳离子是 。 A．Mg 2＋ B．Fe 2＋ C．Al 3＋ D．Cu 2＋ (3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下： 回答下列问题： ①操作Ⅰ的名称是 ；操作Ⅱ的名称是 ；操作Ⅱ的方法 为 。 ②请写出生成 FeCO3沉淀的离子方程式： 。 【答案】(1)Fe 2＋ 、Fe 3＋ 、H ＋ Fe(NO3)3 (2)BC (3)①过滤 洗涤 在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然流下，重复 2～3 次 ②Fe 2＋ ＋2HCO3 - =FeCO3↓＋CO2↑＋H2O 【解析】(1)铁的氧化物中具有磁性的是 Fe3O4，Fe3O4溶于过量的盐酸后溶液中存在的阳 离子是 Fe 2＋ 、Fe 3＋ 、H ＋ ；Fe3O4溶于过量的浓硝酸后 Fe 元素会被氧化为 Fe 3＋ ，所以反应 后的溶液中含有的盐是 Fe(NO3)3。(2)向该溶液中加入过量的 NaOH 溶液后：Mg 2＋ →Mg(OH)2、Fe 2＋ →Fe(OH)3、Al 3＋ →[AlCO4] － 、Cu 2＋ →Cu(OH)2；过滤后滤渣中含有 Mg(OH)2、 Fe(OH)3、Cu(OH)2；高温灼烧后 Mg(OH)2→MgO、Fe(OH)3→Fe2O3、Cu(OH)2→CuO；将 MgO、 Fe2O3、CuO 投入过量盐酸后生成 Mg 2＋ 、Fe 3＋ 、Cu 2＋ ，故应选择 B、C。(3)①从流程图中知 道经操作Ⅰ得到滤渣，故该操作是过滤；操作Ⅱ是在得到 FeCO3沉淀后进行的，故该操 作是洗涤；洗涤具体操作方法为：在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没沉淀，让蒸馏水自然 流下，重复 2～3 次；②从流程图中分析加入稍过量的 NH4HCO3溶液，有 FeCO3沉淀，还 应有 CO2生成，发生复分解反应的离子方程式为：Fe 2＋ ＋2HCO3 - =FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。 52．有关 FeSO4的转化关系如图所示(部分物质已略去)。 已知：①X 由两种化合物组成，将 X 通入品红溶液，溶液退色；通入 BaCl2溶液，产生 白色沉淀。 ②Y是红棕色的化合物。 (1)气体 X 的成分是(填化学式) 。 (2)反应Ⅰ的反应类型属于(填序号) 。 a．分解反应 B．复分解反应 c．置换反应 D．化合反应 e．氧化还原反应 (3)溶液 2 中金属阳离子的检验方法是 。 (4)若经反应Ⅰ得到 16 g 固体 Y，产生的气体 X 恰好被 0.4 L 1 mol·L －1 NaOH 溶液完 全吸收，则反应Ⅳ中生成 FeSO4的离子方程式是 。 【答案】(1)SO2、SO3 (2)ae (3)取少量溶液 2 于试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，溶液变红，则证明原溶液中含有 Fe 3 ＋ (4)2Fe 3＋ ＋SO3 2- ＋H2O=2Fe 2＋ ＋SO4 2- ＋2H ＋ 【解析】由①知，气体 X 为 SO2和 SO3的混合物；由②知，Y 为 Fe2O3。所以反应Ⅰ的化 学方程式为 2FeSO4(s) Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。(1)气体 X 的成分为 SO2和 SO3；(2)反 应Ⅰ的类型为分解反应，同时又属于氧化还原反应；(3)溶液 2 中的金属阳离子为 Fe 3＋ ， 所以其检验的方法为取少量溶液 2 于试管中，滴加几滴 KSCN 溶液，溶液变红，则证明 原溶液中含有 Fe 3＋ ；(4)由题意知经反应Ⅰ共得到 0.1 mol 的 Fe2O3、0.1 mol 的 SO2和 0.1 mol 的 SO3，故知反应Ⅳ中生成 FeSO4的离子方程式是 2Fe 3＋ ＋SO3 2- ＋H2O=2Fe 2＋ ＋SO4 2- ＋2H ＋ 。 53 ． 取 少 量 Fe2O3 粉 末 ( 红 棕 色 ) 加 入 适 量 盐 酸 ， 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式： ，反应后得到的溶液呈 色。用此溶液 分别做如下实验： (1)取少量溶液置于试管中，滴入几滴 NaOH 溶液，可观察到有红褐色沉淀生成，反应的 化学方程式为 ，此反应属于 (填反应 类型)。 (2)在小烧杯中加入 20 mL 蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴饱和 FeCl3溶液， 继续煮沸至溶液呈 色，即制得 Fe(OH)3胶体。 (3)取另一只小烧杯也加入 20 mL 蒸馏水，向烧杯中加入 1 mL FeCl3溶液，振荡均匀后， 将此烧杯(编号甲)与盛有 Fe(OH)3胶体的烧杯(编号乙)一起放置于暗处，分别用激光笔 照射烧杯中的液体，可以看到 烧杯中的液体产生丁达尔效应。这个实验可以用 来区别 。 (4)用 Fe(OH)3胶体进行下列实验： ①将其装入 U 形管中，用石墨电极接通直流电，通电一段时间后，发现阴极附近的颜色 加深，这说明 ，这种现象称 为 。 ②向其中加入饱和(NH4)2SO4 溶液发生的现象是 ，原因 是 。 ③向其中滴入过量稀硫酸，现象是 ，其原因是 。 ④提纯此分散系常用的方法是 。 【答案】Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O (棕)黄 (1)FeCl3＋3NaOH=3NaCl＋Fe(OH)3↓ 复分解反应 (2)红褐 (3)乙 胶体和溶液 (4)①Fe(OH)3胶体粒子带正电荷 电泳 ②产生红褐色沉淀 电解质溶液使胶体发生了聚沉 ③先出现红褐色沉淀，后沉淀溶解 开始加入稀硫酸时，胶体发生聚沉生成氢氧化铁沉 淀，当酸过量时又使沉淀溶解 ④渗析法 【解析】碱性氧化物与酸反应生成盐和水，即 Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O，FeCl3溶液呈 棕黄色。 (1)向 FeCl3溶液中滴入 NaOH 溶液发生复分解反应。(2)此小题主要考查 Fe(OH)3胶体的 制法。(3)胶体可产生丁达尔效应，而溶液不能，利用这一点可以区分胶体和溶液。(4) ①阴极附近颜色加深，说明阴极附近 Fe(OH)3胶体胶粒浓度变大，胶粒向阴极发生了移 动，说明 Fe(OH)3胶体粒子带负电荷；②加入电解质(NH4)2SO4饱和溶液后，胶体发生聚 沉生成了红褐色沉淀；③加入稀硫酸，开始电解质使胶体聚沉生成沉淀，然后发生反应 2Fe(OH)3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋6H2O，使沉淀溶解；④胶粒不能通过半透膜，而小分子、离 子等可以通过半透膜，因此可用渗析法提纯胶体。 54．某研究性学习小组就 Na2O2的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中 投入一定量的 Na2O2，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。 对上述实验中溶液变红，过一会儿又退色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释： 甲同学认为是 Na2O2与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液退色； 乙同学则认为是 Na2O2与水反应时产生了 H2O2，H2O2的强氧化性使酚酞退色。 (1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中 滴加 3%的 H2O2溶液并振荡。 ①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是 。 ②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明 Na2O2与水反应 生成了 H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？ (2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。 【答案】(1)①溶液的红色退去 ②在滴有酚酞的水中加入足量过氧化钠，待反应完成后向溶液中加入少量二氧化锰粉 末，有气体放出，证明过氧化钠与水反应时有 H2O2生成。 (2)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入氧气，若红色退去，证明甲同学的推测正确，反 之，则不正确。实验装置图如图所示(可用广口瓶等其他仪器代替烧杯，合理即可) 【解析】(1)①溶液的红色退去，是因为 H2O2有漂白性，能漂白酚酞。②H2O2在 MnO2催化 作用下能放出氧气，可在加入过氧化钠后的水溶液中加入少量 MnO2，有气泡放出可直接 证明过氧化钠与水反应有 H2O2生成。(2)如果要验证是氧气能氧化酚酞，则可向滴有酚 酞的氢氧化钠溶液中直接通入氧气来检验。 55．2013 年 1 月 26 日 15 时整，中国国产大型军用运输机运－20 成功降落。标志着运 －20 首飞圆满成功。请回答下列问题： Ⅰ.运－20 根据结构和性能要求不同，使用的材料也不同，你认为下列材料中用于运－ 20 制造，合理的是 (填序号)。 A．利用纯铝制造运－20 发动机 B．用镁铝合金制造运－20 座椅 C．用氧化铝制造运－20 电器线路的导线 D．用普通钢制造运－20 灭火器的外壳 Ⅱ.制造铝合金所需的铝从铝土矿中提取，已知铝土矿的主要成分为氧化铝(含有 Fe2O3、 SiO2杂质)，SiO2不与盐酸反应但能溶解在 NaOH 溶液中生成可溶性 Na2SiO3。工业上经过 下列工艺可以冶炼金属铝： (1)①②中除加试剂外，还需要进行的操作是 。 (2)写出步骤②反应的化学方程式： 。 (3)③中需要通人过量的二氧化碳，写出该过程中含铝化合物发生反应的离子方程 式： 。 (4)一种新型镁铝合金的化学式为 Mg17Al12，科学家发现它具有储氢性能，是一种潜在的 储氢材料，可在氩气保护下，将一定比例的 Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得。该合 金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为 Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al，得到的混合物 Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下能释放出氢气。 ①制备镁铝合金(Mg17Al12)时通人氩气的目的是 。 ②在 5.0 mol·L －1 盐酸中，混合物 Y 能完全释放出 H2。1 mol Mg17A112完全吸氢后得到 的混合物 Y 与上述盐酸完全反应，消耗盐酸的体积为 L。 【答案】Ⅰ.BD Ⅱ.(1)过滤 (2)AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋2H2O＋3NaCl、FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl (3)AlO2 － ＋CO2＋H2O=Al(OH)3↓＋HCO3 － (4)①防止 Mg、Al 与空气中的成分反应 ②14 【解析】Ⅰ.选项 A，纯铝硬度差，不能用于制造飞机发动机。选项 B，镁铝合金具有质 量轻、密度低、散热性好、抗压性强和易于加工等性能，能用于制造运－20 的座椅。 选项 C，固态氧化铝不导电，不能用于制造运－20 电器线路的导线。选项 D，普通钢制 造的容器具有较好的抗压和抗冲击能力等特性，适合制造灭火器的外壳。 Ⅱ.(1)铝土矿中的 Al2O3、Fe2O3能与盐酸反应生成可溶性 AlCl3、FeCl3，SiO2不反应，a 中含有固体 SiO2，b中含有固体 Fe(OH)3，均需要利用过滤除去。 (2)向 AlCl3、FeCl3溶液中加入过量 NaOH 溶液，AlCl3、FeCl3与过量 NaOH 溶液反应生成 可溶的 NaAlO2和难溶的 Fe(OH)3沉淀，据此可写出相应反应的化学方程式。 (3)NaAIO2溶液与过量 CO2反应生成 Al(OH)3沉淀和 NaHCO3，其反应的离子方程式为 AlO2 － ＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3 － 。 (4)①由于 Mg、Al 都易在空气中燃烧，所以制备镁铝合金时通入氩气的目的是防止 Mg、 Al 与空气中的成分反应。 ②1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物为 17 mol MgH2和 12 mol Al，与盐酸反应的 化学方程式为 MgH2＋HCl=MgCl2＋2H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，17 mol MgH2消耗 34 mol HCl，12 mol Al 消耗 36 mol HCl，共消耗 70 mol HCl，消耗 5.0 mol·L －1 盐 酸的体积为 70 mol÷5.0 mol·L －1 ＝14 L。 56．A、B、C、D、E 五种化合物均含有某种短周期常见元素，它们的转化关系如图所示， 其中 A 的溶液为澄清溶液，C 为难溶的白色固体，E 则易溶于水，取 A 的溶液灼烧，焰 色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。 (1)写出化学式：A ，B ，C ，D ，E 。 (2)写出下列反应的离子方程式： A→B： ； A→D： 。 【答案】(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2 (2)AlO2 － ＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCO3 － AlO2 － ＋4H ＋ =Al 3＋ ＋2H2O 【解析】在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的物 质必为两性物质，又因为 B 受热时转化为 C，故可知 C 为 Al2O3，B 为 Al(OH)3，由此推 出 D 是 AlCl3，A 与过量 CO2反应生成 Al(OH)3，且 A 的溶液的焰色反应为浅紫色，则 A 为 KAlO2，E为 NaAlO2。 57．某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计如下实 验： (1)取样品 a g，称取时使用的仪器名称为 。 (2)将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有 ；滤渣中含有 ； 在 溶 解 过 滤 时 使 用 的 主 要 玻 璃 仪 器 有 。 (3)往滤液中加入过量 NaOH 溶液，过滤，写出该步操作中有关的化学方程 式 。 (4)在第(3)步的滤液中通入足量 CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧 至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为 b g。有关反应的化学方程式 为 。 (5)该样品中铝的质量分数的表达式为 。 【答案】(1)托盘天平 (2)MgCl2、AlCl3 Cu、Si 漏斗、烧杯、玻璃棒 (3)MgCl2＋2NaOH=Mg(OH)2↓＋2NaCl， AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl， Al(OH)3＋ NaOH=NaAlO2＋2H2O (4)NaAlO2＋CO2＋2H2O=NaHCO3＋Al(OH)3↓ 2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O (5) 9 17 b a ×100% 【解析】用酸溶解硬铝时，铜、硅成为滤渣，滤液成分为 MgCl2、AlCl3；滤液中加入足 量 NaOH 后，过滤，滤渣为 Mg(OH)2，滤液中溶质主要是 NaAlO2，滤液中通入足量 CO2后 析出 Al(OH)3，Al(OH)3烘干灼烧成为 Al2O3，由关系式：2Al～Al2O3 54 (Al) g m ＝ 102g bg ，m(Al)＝ 9 17 b g Al 的质量分数为： 9 17 b a ×100% 58．纯碱(Na2CO3)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取 Na2CO3 的流程图。 已知：向饱和食盐水中通入 NH3、CO2后发生的反应为 NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋ NH4Cl。请回答以下问题： (1)粗盐中含有的杂质离子有 Ca 2＋ 、Mg 2＋ 、SO4 2－ 等。 精制除杂的步骤顺序是 a→ → → →b(填字母编号)。 a．粗盐溶解，滤去沉渣 b．加入盐酸调 pH c．加入 Ba(OH)2溶液 d．加入 Na2CO3溶液 e．过滤 向 饱 和 食 盐 水 中 先 通 入 NH3 ， 后 通 入 CO2 ， 理 由 是 。 (2)灼烧固体 A 制 Na2CO3在 (填字母序号)中进行。 a．坩埚 b．蒸发皿 c．烧杯 d．锥形瓶 证明滤液 A 中含有 NH4 ＋ 的方法是 。 对滤液 A进行重结晶能够获得 NH4HCO3，向 pH＝13 含 Na ＋ 、K ＋ 的溶液中加入少量 NH4HCO3 使 pH 降低，反应的离子方程式为 。 (3)下图装置中常用于实验室制备 CO2的是 (填字母编号)；用 b 装置制备 NH3， 分液漏斗中盛放的试剂是 (填试剂名称)，烧瓶内可加入的固体试剂是 (填试剂名称)。 (4)一种天然碱晶体成分是 aNa2CO3·bNa2SO4·cH2O，某同学利用下列提供的试剂，设计 了如下简单合理测定 Na2CO3的质量分数的实验方案。(仪器自选)请把实验方案填全： 供选择的试剂：1.0 mol·L －1 H2SO4溶液、1.0 mol·L －1 BaCl2溶液、稀氨水、碱石灰、 Ca(OH)2溶液、蒸馏水 ①称取 m1g 天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中。 ② 。 ③ 。 ④计算天然碱晶体中含 Na2CO3的质量分数。 【答案】(1)c d e NH3易溶于水，有利于吸收溶解更多的 CO2 (2)a 取少量滤液 A 于试管中，加入足量 NaOH 溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊 试纸变蓝的气体，证明 A 中含有 NH4 ＋ NH4 ＋ ＋HCO3 － ＋2OH － =NH3·H2O＋CO3 2－ ＋H2O (3)bc 浓氨水 生石灰(或 NaOH 固体或碱石灰) (4)②加入足量稀硫酸并微热、产生的气体通过足量 Ca(OH)2溶液 ③过滤、洗涤、干燥、 称量沉淀 【解析】(1)除杂时要保证不引入新的杂质，即先加入的物质引入的杂质离子能被后加 入的物质除去。故除杂步骤为 a→c→d→e→b。NH3易溶于水，先通入 NH3，再通入 CO2， 有利于吸收溶解更多的 CO2，产生更多的 HCO3 － 。(2)灼烧固体需在坩埚中进行。检验 NH4 ＋ 是利用NH4 ＋ 与碱共热产生NH3，检验出NH3即可。NH4 ＋ 、HCO3 － 均与OH － 反应，故加入NH4HCO3， 发生反应： NH4 ＋ ＋HCO3 － ＋2OH － =NH3·H2O＋H2O＋CO3 2－ 。(3)实验室制 CO2利用 CaCO3＋2H ＋ =Ca 2＋ ＋H2O＋ CO2↑，即用“固＋液→气”的装置，选 b、c。用 b 装置制备 NH3，则可利用氨水易挥发 的性质，把浓氨水滴加到生石灰或固体 NaOH 等上面。(4)由所给试剂及实验目的可知， 所设计的方案是利用天然碱晶体与 H ＋ 反应，利用产生 CO2的量测定其组成。 59．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上 60%的镁是从海水中提取的。 某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含 Na ＋ 、Mg 2＋ 、Cl － 、Br － 等)中模拟工业 生产来提取镁，主要过程如下： 回答下列问题： (1) 工 业 上 从 盐 卤 中 获 取 Mg(OH)2 用 石 灰 乳 而 不 用 NaOH 溶 液 的 原 因 是 。 (2)从过程①得到的 Mg(OH)2沉淀中混有少量的 Ca(OH)2，除去少量 Ca(OH)2的方法是先 将沉淀加入到盛有 溶液的烧杯中，充分搅拌后经 、 (填操 作方法)可得纯净的 Mg(OH)2。 (3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图： 其中装置 A 的作用是 。 (4) 写 出 过 程 ④ 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 。 【答案】(1)石灰乳原料丰富，成本低 (2)MgCl2(或氯化镁) 过滤 洗涤 (3)制备干燥的 HCl 气体 (4)MgCl2(熔融) 通电 Mg＋Cl2↑ 【解析】(1)工业原料要廉价易得。(2)加入 MgCl2，电离出 Mg 2＋ 抑制 Mg(OH)2溶解，使 Ca(OH)2溶解，然后过滤，洗涤得纯净的 Mg(OH)2。(3)浓硫酸具有吸水性，浓盐酸具有 挥发性，则装置 A 的作用是制备干燥的 HCl 气体。(4)电解熔融的 MgCl2。 60．某研究性学习小组就 Na2O2的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中投入一定量的 Na2O2，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。 对上述实验中溶液变红，过一会儿又褪色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释： 甲同学认为是 Na2O2与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液褪色； 乙同学则认为是 Na2O2与水反应时产生了 H2O2，H2O2的强氧化性使酚酞褪色。 (1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中 滴加 3%的 H2O2溶液并振荡。 ①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是 。 ②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明 Na2O2与水反应 生成了 H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？ (2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。 【答案】(1)①溶液的红色褪去 ②在滴有酚酞的水中加入足量过氧化钠，待反应完成后向溶液中加入少量二氧化锰粉 末，有气体放出，证明过氧化钠与水反应时有 H2O2生成。 (2)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入氧气，若红色褪去，证明甲同学的推测正确，反 之，则不正确。实验装置图如图所示(可用广口瓶等其他仪器代替烧杯，合理即可) 【解析】(1)①溶液的红色褪去，是因为 H2O2有漂白性，能漂白酚酞。②H2O2在 MnO2催化 作用下能放出氧气，可在加入过氧化钠后的水溶液中加入少量 MnO2，有气泡放出可直接 证明过氧化钠与水反应有 H2O2生成。(2)如果要验证是氧气能氧化酚酞，则可向滴有酚 酞的氢氧化钠溶液中直接通入氧气来检验。 61．柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下 列反应制备： FeSO4＋Na2CO3=FeCO3↓＋Na2SO4 FeCO3＋C6H8O7=FeC6H6O7＋CO2↑＋H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L －1 计算)。 金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Fe 3＋ 1.1 3.2 Al3＋ 3.0 5.0 Fe2＋ 5.8 8.8 (1) 制 备 FeCO3 时 ， 选 用 的 加 料 方 式 是 ( 填 字 母 ) ， 原 因 是 。 a．将 FeSO4溶液与 Na2CO3溶液同时加入到反应容器中 b．将 FeSO4溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3溶液的反应容器中 c．将 Na2CO3溶液缓慢加入到盛有 FeSO4溶液的反应容器中 (2) 生 成 的 FeCO3 沉 淀 需 经 充 分 洗 涤 ， 检 验 洗 涤 是 否 完 全 的 方 法 是 。 (3)将制得的 FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80 ℃下搅拌反应。① 铁粉的作用是 。 ② 反 应 结 束 后 ， 无 需 过 滤 ， 除 去 过 量 铁 粉 的 方 法 是 。 (4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁 晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。 (5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿 矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备 FeSO4·7H2O 晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和 NaOH 溶液)：向一定量烧 渣中加入足量的稀硫酸充分反应， ，得到 FeSO4溶液， ，得到 FeSO4·7H2O 晶体。 【答案】(1)c 避免生成 Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗涤滤液 1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的 BaCl2溶液，若 无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净 (3)①防止＋2 价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 (4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出 (5)“(过滤，)向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加 NaOH 溶液调节反应液的 pH 约为 5，过滤”或“过滤，向滤液中滴加过量的 NaOH 溶液，过滤，充分洗涤固体， 向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤” (滴加稀硫酸酸化，)加热浓缩得到 60 ℃饱和溶液，冷却至 0 ℃结晶，过滤，少量冰水 洗涤，低温干燥 【解析】本题考查化学实验，意在考查考生的实验操作能力及实验设计能力，同时考查 了考生对铁及其化合物性质的理解与应用能力。(1)碳酸钠溶液水解显碱性，Fe 2＋ 在碱 性环境中会生成氢氧化亚铁沉淀，故应在硫酸亚铁中加入碳酸钠溶液。(2)检验 FeCO3 沉淀是否洗涤干净，即检验洗涤液中是否含有 SO4 2－ ，可以用酸化的氯化钡溶液检验， 若无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净。(3)Fe 2＋ 具有还原性，易被空气中的氧气氧化， 加入铁粉可以防止其被氧化。铁可与酸(柠檬酸)反应，故可用柠檬酸直接处理多余的铁 粉，使之生成柠檬酸亚铁。(4)加入乙醇可以抑制柠檬酸亚铁在水中的溶解，提高柠檬 酸亚铁的产率。(5)硫铁矿烧渣与稀硫酸反应，生成硫酸铁和硫酸铝，二氧化硅不溶于 稀硫酸，故接下来的操作是“过滤”，滤液中含有铁离子和铝离子，向滤液中加入足量 的强碱，铁离子以沉淀的形式析出，铝元素以偏铝酸根离子的形式存在于溶液中，再过 滤，滤渣为氢氧化铁，加硫酸得到硫酸铁，然后再加铁粉生成硫酸亚铁；最后加热浓缩、 冷却结晶、过滤、洗涤、低温干燥，即得硫酸亚铁晶体(绿矾)。 62．某已知 A、B 均是由两种短周期元素组成的化合物，A 中某元素的质量分数为 25%， B 的焰色反应呈黄色，C、J、X 是同周期的元素的简单氢化物，X 为无色液体，C、J 为 气体，D 是一种不溶于水的白色固体。反应生成的水均已略去。它们有如下图所示的关 系。 M ② D +X B H G E +F ① A C D F J K ④ +F L +X K ⑤ I +X ③ （1）写出化学式：A ,E ,L ； （2）在反应①②③④⑤中属于氧化还原反应的是 ； （3）反应③化学方程式为： ； （4）写出下列离子方程式：反应② ； G溶液与 M溶液的反应 。 【答案】（1）Al4C3；NaOH；NO2 (各 2 分，共 6 分）（2）①③④（3 分） （3）2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ （2 分）（4）2AlO2 － ＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO3 2－ （2 分） （或 AlO2 － ＋CO2＋2H2O＝2Al(OH)3↓＋HCO3 － ）； Al 3＋ ＋3AlO2 － ＋6H2O = 4Al(OH)3↓（2 分） 【解析】 试题分析：X 为无色液体，推断 X为 H2O；B 的焰色反应为黄色，则 B 中含有钠元素。由 于 B 与水反应生成两种物质，则 B 应该是过氧化钠，E 和 F 为氢氧化钠和氧气。C、J、 X是同周期的元素的简单氢化物，C、J 为气体，且 F 与 J 反应，因此 F 是氧气，则 E 是 氢氧化钠。D是一种不溶于水的白色固体能与氢氧化钠反应，因此 D 是氧化铝或氢氧化 铝。D 与 E 反应生成 G，而 G与 H 反应又生成 D，所以 D 应该是氢氧化铝，G 是偏铝酸钠。 C 与氧气的反应物 H 能与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝，因此 H 可能是 CO2，所以 C 是甲 烷，A 为碳与铝的化合物，结合给出的质量分数，A 为 Al4C3，它与水发生水解反应 Al4C3+12H2O＝4Al（OH）3+3CH4↑；C、J、X 是同周期的元素的简单氢化物，C、J 为气体， 且 J 与氧气也反应，所以 J 是氨气，与氧气反应生成 NO 和水，则 K 是 NO，NO 与氧气反 应生成 NO2，所以 L 是 NO2，二氧化氮溶于水生成 NO 和硝酸，因此 I 是硝酸。硝酸与氢 氧化铝反应生成硝酸铝和水，即 M 是硝酸铝，硝酸铝与偏铝酸钠反应又产生氢氧化铝沉 淀。 （1）根据以上分析可知 A、E、L 的化学式分别为 Al4C3；NaOH；NO2 ； （2）有元素化合价升降的反应是氧化还原反应，因此在反应①②③④⑤中属于氧化还 原反应的是①③④； （3）反应③化学方程式为 2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑； （4）反应②的离子方程式为 2AlO2 － ＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO3 2－ （或AlO2 － ＋CO2＋2H2O ＝2Al(OH)3↓＋HCO3 － ）；G 溶液与 M 溶液的反应的离子方程式为 Al 3＋ ＋3AlO2 － ＋6H2O＝ 4Al(OH)3↓。 考点：考查无机物推断 63．某矿渣的成分为 Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流 程如下： 已知： ①Cu2O +2 H+=Cu + Cu 2+ +H2O ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表： 请回答下列问题： （1）为了加快反应 I 的速率，可以采取的措施是 (写 2点)。 （2）固体混合物 A 中的成分是 。 （3）反应 I完成后，铁元素的存在形式为 (填离子符号)；写出生成该离子的离子 方程式 。 （4）操作 1 主要包括： 、 、 。洗涤 CuSO4•5H2O 粗 产 品 不 能 用 大 量 水 洗 ， 而 用 冰 水 洗 涤 。 原 因 是 。 （5）用惰性电极电解胆矾溶液一段时间，加人 0．1 mol 的 Cu(OH)2可恢复溶液原况(浓 度、成分)，则电解时转移电子的物质的量为 ．。 （6）用 NaClO 调 pH，生成沉淀 B 的同时生成一种具有漂白作用的物质，该反应的离子 方程式为 。 【答案】（1）适当升高温度；不断搅拌；将矿渣粉碎；适当增大硫酸的浓度等； （2）SiO2、Cu （3）Fe 3+ 2Fe 3+ +Cu=Cu 2+ +2Fe 2+ （4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又可以减少 晶体的损失； （5）0．4mol （6）2Fe 2+ +7ClO - +2H + +5H2O=2Fe(OH)3+Cl - +6HClO 【解析】 试题分析：（1）由于矿渣为固体，所以为了加快反应 I 的速率，可以采取的措施是浆固 体粉碎。也可以适当升高反应的温度；或增大反应物 H2SO4的浓度等措施。（2）SiO2是 酸性氧化物，不能与酸发生反应；其它金属氧化物 Cu2O、Al2O3、Fe2O3与硫酸发生反应： Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O；Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O；Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)3+3H2O； Fe2(SO4)3+Cu= CuSO4+ 2FeSO4。因此发生反应 I后过滤出的固体混合物 A中的成分是 SiO2、 Cu。（3）因为在矿渣中 Fe 元素的化合价为+3 价，先发生复分解反应，得到 Fe2(SO4)3, 然后发生反应：2Fe 3+ +Cu=Cu 2+ +2Fe 2+ 。因此该完成后，铁元素的存在形式为+2 价的 Fe。 即 Fe 2+ 。（4）从硫酸铜溶液中制取硫酸铜晶体的操作 1 主要包括： 蒸发浓缩、冷却结 晶、过滤。洗涤 CuSO4•5H2O 粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是 CuSO4溶液 溶解于水，而且温度越高，溶解度越大。若用冰水既可以洗去晶体表面的杂质离子，又 可以减少晶体的损失；（5）用惰性电极电解胆矾溶液电解反应方程式为： 2CuSO4+2H2O通电 2Cu+O2↑+2H2SO4．若加入 0．1 mol 的 Cu(OH)2会发生反应：Cu(OH)2+H2SO4= CuSO4+2H2O 。产生 0．1mol 的 CuSO4和 0．2mol 的水恢复原来的溶液。则根据电解方程 式中的物质间的关系可知电子转移 0．4mol。（6）NaClO 有氧化性，Fe 2+ 有还原性。所以 用 NaClO 调节 pH，生成沉淀 B 为 Fe(OH)3，同时生成一种具有漂白作用的物质为 HClO， 该反应的离子方程式为 2Fe 2+ +7ClO - +2H + +5H2O=2Fe(OH)3↓+Cl - +6HClO 考点：考查影响化学反应速率的因素、分离混合物的方法、电化学法的应用金属氧化物 与酸的反应的知识。 64．(14 分)X,Y,Z,Q,R 是五种短周期元素，原子序数依次增大。X,Y 两元素最高正价与 最低负价代数和均为 0；Q 与 X 同主族；Z 是地壳中含量最高的非金属元素,R 的简单离 子在同周期离子中半径最小。请回答下列问题： （1）画出 Z 的原子结构示意图 ，工业上制取 R 单质的化学方程式为 （2）已知，由 X,Y 两种元素组成的相对分子质量最小的化合物 W 3．2g 在氧气中完全 燃烧生成稳定化合物(常温常压下)放出 178．06KJ 的热量，写出 W 燃烧的热化学方程式 （3）由以上某些元素组成的化合物 A,B,C,D 有如下转化关系： (在水溶液 中进行)。其中 C 是产生温室效应的气体；D 是淡黄色固体。写出 C 的结构式 ；D 的电子式 ①如果 A,B 均由三种元素组成，B 为两性化合物，且不溶于水，则由 A 转化为 B 的离子 方程式为 ②如果 A,B 均为由以上某些元素组成的盐，则 A 溶液显 性，原因是(用离子方程式 表示） 。浓度均为 0.1mol/L 的 A,B 的溶液等体积混合，混合溶液中离子 浓度由大到小的顺序为 。 【答案】（1） 2Al2O3 4Al+3O2↑ （2）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l） ∆H=—890．3KJ/mol （3）O=C=O ①AlO2 - +2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3 - 或 2AlO2 - +3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+CO3 2- ②碱 CO3 2- +H2O HCO3 - +OH - c(Na + )>c(HCO3 - )>c(CO3 2- )>c(OH - )>c(H + ) 【解析】 试题分析：根据题意可得 X是 H；Y 是 C；Z 是 O；Q 是 Na；R 是 Al。（1）8 号元素 O 的 原子结构示意图为 ；Al 的活动性比较强，在工业上只能用电解熔融的 Al2O3 的方法进行冶炼。反应的方程式为 。（2）C、H 两元素组成的相对分 子质量最小的物质为 CH4，3．2g CH4的物质的量为 3．2g÷16g/mol=0．2mol．完全燃烧 放出 178．06KJ 的热量。则其燃烧的热化学方程式为 CH4(g)+2O2(g）=CO2(g）+2H2O(l） ∆H=—890．3KJ/mol。（3）C 是产生温室效应的气体，则 C 为 CO2，其的结构式为 O=C=O； D 是淡黄色固体则 D 为 Na2O2,其电子式为 。①如果 A,B 均由三种元素 组成，B 为两性化合物，且不溶于水，则 A 为 NaAlO2,B 为 Al(OH)3．则由 A 转化为 B 的 离子方程式为 AlO2 - +2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3 - 或 2AlO2 - +3H2O+CO2=2Al(OH)3↓+CO3 2- 。②如 果 A,B 均为由以上某些元素组成的盐，则 A 为 Na2CO3；B 为 NaHCO3．Na2CO3是强碱弱酸盐， 弱酸根离子 CO3 2- 水解 CO3 2- + H2O HCO3 - +OH - 。消耗水电离产生的 H + ，当最终达到平衡时， 使溶液中的 OH - 的浓度增大，导致溶液显碱性。若将 Na2CO3和 NaHCO3等浓度等体积混合， 则由于 CO3 2- 水解、HCO3 - 都发生水解反应，所以溶液显碱性，c(OH - )>c(H + )；水解程度 CO3 2- >HCO3 - ，所以 c(HCO3 - )>c(CO3 2- )。盐的水解程度是很微弱的，盐的电离作用远大于盐 的水解作用，所以 c(CO3 2- )>c(OH - )；因为 Na + 由 Na2CO3和 NaHCO3共同电离产生，所以 c(Na + )>c(HCO3 - )。故离子浓度的大小关系为：c(Na + )>c(HCO3 - )>c(CO3 2- )>c(OH - )>c(H + )。 考点：考查元素集化合物的推断；原子结构示意图、结构式、电子式、热化学方程式的 书写；金属的冶炼；盐的水解；离子浓度的比较的知识。 65．（1）高温电解技术能高效实现 CO2(g) + H2O(g) =CO(g) + H2(g) +O2(g) ，工作原 理示意图如下： ①电极 b 发生 （填“氧化”或“还原”）反应。 ②CO2在电极 a 放电的反应式是 。 （2）工业上用某矿渣（含有 Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）提取铜的操作流程如下： 已知： Cu2O + 2H + = Cu + Cu 2+ + H2O 沉淀物 Cu(OH)2 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀 pH 5.4 4.0 1.1 5.8 沉淀完全 pH 6.7 5.2 3.2 8.8 ①固体混合物 A 中的成分是 。 ②反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为 。（填离子符号） 请写出生成该离子的离子方程式 。 ③x的数值范围是 3.2≤pH＜4.0，y 对应的数值范围是 。 ④下列关于 NaClO 调 pH 的说法正确的是 （填序号）。 a．加入 NaClO 可使溶液的 pH 降低 b．NaClO 能调节 pH 的主要原因是由于发生反应 ClO－+ H+ HClO，ClO－消耗 H+，从而 达到调节 pH 的目的 c．NaClO 能调节 pH 的主要原因是由于 NaClO 水解 ClO － + H2O HClO+OH － ，OH － 消耗 H + ， 从而达到调节 pH 的目的 ⑤实验室配制质量分数为 20.0%的 CuSO4溶液，配制该溶液所需的 CuSO4·5H2O 与 H2O 的 质量之比为 。 【答案】（1）① 氧化（2分） ② CO2 + 2e - = CO+O 2- （2分） （2）①SiO2、Cu（各 1 分） ②Fe 2+ （2 分） 2Fe 3+ + Cu = Cu 2+ + 2Fe 2+ （2分） ③5.2≤pH＜5.4 （2 分） ④ b （2 分） ⑤ 5：11 （3分） 【解析】 试题分析：（1）①根据工作原理示意图可知，电极 b 上 O 2‾转化为 O2，失去电子发生氧 化反应。 ②CO2在电极 a 上得电子，转化为 CO 和 O 2‾，电极方程式为：CO2 + 2e - = CO+O 2- （2）①SiO2为不溶于硫酸的难溶物，根据信息：Cu2O + 2H + = Cu + Cu 2+ + H2O，所以加 入稀硫酸后得到固体混合物含 SiO2、Cu ②因为固体混合物中有单质 Cu 存在，所以 Fe 元素的存在形式为 Fe 2+ ；发生 Cu 还原 Fe 3+ 的反应：2Fe 3+ + Cu = Cu 2+ + 2Fe 2+ ③加入 NaOH 调 pH=y 的目的是让 Al 3+ 转化为 Al(OH)3沉淀，所以 y 对应的数值范围是 5.2≤pH＜5.4 ④a、加入 NaClO 使溶液的 pH 升高，错误；b、因为 HClO 为弱酸，所以加入 NaClO 后发 生反应：ClO － + H + HClO，使溶液 pH 升高，正确；c、NaClO 溶液只有少量 ClO‾发生 水解反应，ClO‾浓度大，NaClO能调节pH的主要原因是发生发生反应：ClO － + H + HClO， 错误。 ⑤设 CuSO4•5H2O 的质量为 x，H2O 的质量为 y，则 160/250x÷(x+y)×100%=20%，可得 x： y=5:11。 考点：本题考查化学工艺流程的分析、电解原理及应用、质量分数的计算。 66．“金属钙线”是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某“金属钙线”的主要成分为金属 M 和金属钙 Ca，并含有 3.5％(质量分数)CaO。 （1）Ca 的原子结构示意图为 。其最高价氧化物对应水化物的碱性比 Mg(OH)2 (填“强”或“弱”)。 （2）Ca 与非金属性最强的元素 A 形成化合物 D，用电子式表示 D 的形成过 程： 。 （3）配平用“金属钙线”脱氧脱磷的方程式： （4）将“金属钙线”溶于稀盐酸后,滴加少量双氧水后再滴加 KSCN 溶液呈红色，金属 M 为 ( 填 化 学 式 ) ， 其 中 滴 加 双 氧 水 发 生 的 离 子 方 程 式 是 。 （5）取 3.2 g“金属钙线”试样，与水充分反应生成 448 mL H2(标准状况)，在所得溶 液中通入适量 CO2，最多能得到 CaCO3 g。 【答案】（1）Ca 的原子结构示意图 ； 强 （2）CaF2的形成过程 ； （3）2,5,3,1,5 （4）Fe ; 2Fe 2+ + H2O2 + 2H + = 2Fe 3+ + 2H2O （5）2.2g ； 【解析】 试题分析：（1）20 号元素的原子核外电子排布为 2、8、8、2.所以其结构示意图为 。 Ca、Mg 是同一主族的元素，从上到下元素的金属性逐渐增强，所以金属性：Ca＞Mg。 元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强。因此碱性 Ca(OH)2＞ Mg(OH)2。（2）金属性很强的元素 Ca 与非金属性最强的元素 F 形成化合物 CaF2是离子化 合 物 。 其 形 成 过 程 用 电 子 式 表 示 为 ： （3）在氧化还原反应中化合价升 高与降低的总数相等。该反应的方程式为 2P+5FeO+3CaO高温 1Ca3(PO4)2+5Fe。（4）将“金 属钙线”溶于稀盐酸后,滴加少量双氧水后再滴加 KSCN 溶液呈红色，金属 M 为 Fe。 在 该 中发生的反应为：FeO+2HCl= FeCl2+H2O;当向其中滴加双氧水时，发生氧化还原反应， 在氧化还原反应中化合价升高与降低的总数相等。因此该反应的离子方程式是 2Fe 2+ + H2O2 + 2H + = 2Fe 3+ + 2 H2O。（5）“金属钙线”试样，与水充分反应生成 448 mL H2。因 为只有 Ca 可以与水发生反应产生氢气：Ca+2H2O=Ca(OH)2+ H2↑。n(H2)= 0.448L ÷22.4L/mol=0.02mol.n(CaO)= (3.2 g×3.5％)÷56g/mol=0.002mol.所以一共产生的 Ca(OH)2的物质的量为：n(Ca(OH)2)=0.022mol．在所得溶液中通入适量 CO2，发生反应： CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 所以得到的 CaCO3质量最多为 0.022mol×100g/mol=2.2g。 考点：考查元素的推断、原子结构示意图、离子化合物的电子式表示、元素的金属性强 弱的比较、氧化还原反应方程式的配平、Fe3+离子的检验、离子方程式的书写及有关化 学计算的知识。 67．工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小 组进行了以下探究活动： （1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10 分钟后移入硫酸铜溶 液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。 （2）另称取铁钉 6．0g 放入 15．0ml 浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液 X 并收集到 气体 Y。 ①甲同学认为 X 中除 Fe 3+ 外还可能含有 Fe 2+ 。写出生成 Fe 2+ 所有可能的离子反应方程 式： 。若要确认其中有 Fe 2+ ，应选用 （选填序号）。 a．KSCN 溶液和氯水 b．铁粉和 KSCN 溶液 c．浓氨水 d．酸性 KMnO4溶液 ②乙同学取 336ml（标准状况）气体 Y 通入足量溴水中，发生反应的化学方程式 为： 。然后加入足量 BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体 2．33g。由于此推 知气体 Y 中 SO2的体积分数为 。 【答案】（8分）（1）铁表面被钝化 （2）①Fe+2H + ＝Fe 2+ +H2↑ Fe+ 2Fe 3+ ＝3Fe 2+ d ②SO2+Br2+2H2O＝2HBr+H2SO4 66．7% 【解析】 试题分析：（1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化 阻止反应进一步进行，故答案为：铁表面被钝化； （2）①在加热条件下，浓硫酸与 Fe 反应生成 Fe 3+ ，当溶液浓度减小时，硫酸氧化性减 弱，生成 Fe 2+ ，反应的离子方程式为 Fe+2H + ＝Fe 2+ +H2↑，如硫酸完全消耗，且铁过量时， 还会发生 Fe+2Fe 3+ ＝3Fe 2+ ，+2 价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色，溶液中已经有+3 价铁离子，选择 a 会造成干扰，选 b 只能检验溶液中含有+3 价铁离子，选 c 会造成两 种沉淀，受氢氧化铁颜色的影响无法辨别，只能选 d。 ②SO2具有还原性，通入足量溴水中，发生 SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。n（混合气体）=0．336L ÷22．4L/mol＝0．015mol，则 SO2→BaSO4 1mol 233g n 2．33g n=0．01mol 则 SO2的体积分数： 0.01 0.015 ×100%=66．7%。 考点：考查浓硫酸的性质、亚铁离子与铁离子转化、离子检验以及体积分数计算等 68．工业上以黄铜矿(主要成分是 CuFeS2，杂质不溶于水和酸)为原料，制备蓝色晶体 G， 其化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O，涉及流程如下： 已知 25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的 pH 范围如下表： （1）黄铜矿在空气中焙烧能生成铁和铜的低价硫化物，写出其反应的化学方程 式： ； （2）试剂 X 的化学式为 ； （3）常温下，0.1 mol／L 试剂 Y 的 pH=11，则该温度下，试剂 Y 的电离常数 为 ， 用 pH 试 纸 测 该 溶 液 pH 值 的 方 法 是 ； （ 4 ） 在 溶 液 N 中 加 入 乙 醇 的 目 的 是 。 【答案】（1）2CuFeS2+O2 焙烧 Cu2S+2FeS+SO2 （2）CuO 或合理答案 （3）10 -5 （4）用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在 pH 试纸的中央，并与比色卡比色 （5）降低晶体溶解度，有利于晶体析出 【解析】 试题分析：（1）黄铜矿在空气中焙烧能生成铁和铜的低价硫化物，即 Cu2S 和 2FeS，由 S元素守恒，S元素有多余，与 O2结合为 SO2。（2）B 溶液含 Cu 2+ 和 Fe 3+ ，为了除去 Fe 3+ ， 可以降低溶液的 pH 至 3.2 到 6.4 之间，试剂 X 的化学式为 CuO 或 Cu(OH)2或 CuCO3或 Cu2(OH)2CO3等；（3）试剂 Y 是氨水，0.1 mol／L 时 pH=11，c(OH - )≈c(NH4 + )=10 -3 ；NH3·H2O 的电离常数为 K= 4 3 2 (NH ) (OH ) (NH H O) c c c    =10 -5 ；（4）用 pH 试纸测该溶液 pH 值的方法是用洁 净的玻璃棒蘸取待测液点在 pH 试纸的中央，并与比色卡比色；（4）在溶液 N 中加入乙 醇的目的是降低晶体溶解度，有利于晶体析出。 考点：化学方程式的书写即实验基本操作。 69．短周期主族元素 A、B、C、D、E 在元素周期表中的位置如下图所示，其中 A 为地壳 中含量最高的金属元素。 请用化学用语回答下列问题： （1）D元素在周期表中的位置： （2）A、D 、E元素简单离子半径由大到小的顺序为_____＞______ ＞______ (填微粒 符号 ) （3）F与 D同主族且相邻，其气态氢化物稳定性的大小 ＞ （填微粒 符号） （4）用高能射线照射含有 10 电子的 D 元素氢化物分子时，一个分子能释放一个电子， 同时产生一种具有较高氧化性的阳离子，试写出该阳离子的电子式 ，该 阳离子中存在的化学键有 。 （5）C元素的简单氢化物与 E 元素的最高价氧化物的水化物反应，生成化合物 K，则 K 的水溶液显_____性（填“酸性”、“碱性”或“中性”），用离子方程式表示其原 因 ． （6）化合物 AC 导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。其中制备 AC 的一 种方法为：用 A 元素的氧化物、焦炭和 C 的单质在 1600 ~ 1750℃生成 AC，每生成 1 mol AC，消耗 18 g 碳，吸收 b kJ 的热量。（热量数据为 25℃、101．3 kPa 条件下）写出该 反应的热化学方程式 。 （7）在 Fe 和 Cu 的混合物中加入一定量 C 的最高价氧化物的水化物稀溶液，充分反应 后，剩余金属 m1 g；再向其中加入稀硫酸，充分反应后，金属剩余 m2 g 。下列说法正 确的是 。 a．加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中肯定都有 Cu 2+ b．加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中肯定都有 Fe 2+ c．m1 一定大于 m2 d．剩余固体 m1 g 中一定有单质铜，剩余固体 m2 g 中一定没有单质铜 【答案】（1）第二周期第ⅥA族（1 分） （2）Cl - > O 2- > Al 3+ （2 分） （3）H2O > H2S（1 分） （4） （1分） 极性共价键（1 分） （5）酸性（1 分） NH4 + + H2O NH3·H2O + H + （2 分） （6）3C(s) + Al2O3(s) + N2 (g) = 2AlN(s) + 3CO(g) △H= +2b kJ/mol（3 分） （7）b、c（2 分） 【解析】 试题分析：根据题意知，A为地壳中含量最高的金属元素，则 A为铝元素；结合常见元 素在元素周期表中的位置判断：B 为碳元素，C 为氮元素，D为氧元素，E 为氯元素。（1） D为氧元素，在周期表中的位置：第二周期第ⅥA 族；（2）A为铝元素；D为氧元素，E 为氯元素；根据微粒半径比较原则判断，简单离子半径由大到小的顺序为 Cl - > O 2- > Al 3+ ； （3）F 与氧同主族且相邻，则 F 为硫元素，同主族由上到下气态氢化物的稳定性逐渐 减弱，其气态氢化物稳定性的大小 H2O > H2S；（4）含有 10 电子的 D 元素氢化物分子为 水分子，用高能射线照射水分子时，一个分子能释放一个电子，同时产生一种具有较高 氧化性的阳离子，该阳离子的电子式见答案，该阳离子中存在的化学键有极性共价键； （5）氮元素的简单氢化物与氯元素的最高价氧化物的水化物反应，生成化合物氯化铵， 水溶液显酸性，用离子方程式表示其原因 NH4 + + H2O NH3·H2O + H + ；（6）根据 题意知，氧化铝、焦炭和氮气在 1600 ~ 1750℃生成氮化铝，每生成 1 mol 氮化铝，消 耗 18 g 碳，吸收 b kJ 的热量。（热量数据为 25℃、101．3 kPa 条件下）该反应的热化 学方程式为 3C(s) + Al2O3(s) + N2 (g) = 2AlN(s) + 3CO(g) △H= +2b kJ/mol；（7） 在 Fe 和 Cu 的混合物中加入一定量硝酸稀溶液，由于铁的还原性比铜强，铁先与硝酸反 应，充分反应后，生成硝酸亚铁，还可能有硝酸铜，剩余金属为铜或铁与铜的混合物， m1 g ； 再 向 其 中 加 入 稀 硫 酸 ， 发 生 3Cu+2NO3 - +8H + =3Cu 2+ +2NO↑+4H2O ， 或 3Fe+2NO3 - +8H + =3Fe 2+ +2NO↑+4H2O，a．加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中都不一定有 Cu 2+ ，错误；b．加入稀硫酸前和加入稀硫酸后的溶液中肯定都有 Fe 2+ ，正确；c．m1 一 定大于 m2，正确；d．剩余固体 m1 g 中一定有单质铜，剩余固体 m2 g 中可能有单质铜， 错误，选 bc。 考点：考查元素推断、元素周期律及相关物质的结构和性质，涉及电子式的书写、盐类 水解、热化学方程式及硝酸的强氧化性。 70 ． 亚 铁 盐 在 空 气 中 易 被 氧 化 ， 但 形 成 复 盐 可 稳 定 存 在 。 硫 酸 亚 铁 铵 [(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O]是一种重要化学试剂，实验室可用纯铁片来制取硫酸亚铁铵，流 程如下： 沸水浴 纯铁片 8 g ②加入少量 A ①加入 50 mL 2 mol·L—1 硫酸 操作Ⅰ 固体 B FeSO4 溶液 ②加少量硫酸 ①加入(NH4)2SO4 冷却 过滤 母液 潮湿的硫酸 亚铁铵晶体 干燥的硫酸 亚铁铵晶体 干燥 请回答下列问题： （1）操作Ⅰ的名称是 ，所用主要仪器和用品有（铁架台、铁圈除 外） 。 （2）若 A 物质为 CuSO4，其加入的目的是 ，则固体 B 的成分 为 。 （ 3 ） 加 少 量 硫 酸 可 以 调 节 pH 为 1 ～ 2 ， 其 作 用 是 。 【答案】（1）过滤，(1 分） 滤纸、漏斗、玻璃棒、烧杯（1 分） （2）加快铁片与硫酸的反应速率（1 分）（其他合理答案也可） Fe 和 Cu（2 分） （3）抑制 Fe 2＋ 、NH4 ＋ 水解（2 分） 【解析】 试题分析：（1）根据题给工艺流程分析，操作Ⅰ为分离固液混合物的操作，名称是过滤， 所用主要仪器和用品有（铁架台、铁圈除外）滤纸、漏斗、玻璃棒、烧杯；（2）若 A 物 质为 CuSO4，加入后和铁发生反应生成铜析出，和铁在硫酸溶液中形成原电池反应加快 铁片与硫酸的反应速率，过滤得到固体 B 的成分为铁和铜的混合物；（3）加少量硫酸可 以调节 pH 为 1～2，其作用是其加入的目的是抑制亚铁离子和铵根离子水解，得到更多 的产品。 考点：考查物质的制备、分离，原电池原理的应用，盐类水解及阅读材料接受信息的能 力。 71．1862 年，比利时化学家索尔维发明了氨碱法制碱，1926 年，我国化学家侯德榜创 立了 更为进侯德榜制碱法，也叫联合制碱法，两种制碱的生产流程可简要表示如下图： 氨碱法生产流程 联合制碱法生产流程 （ 1 ） 向 沉 淀 池 中 通 入 CO2 和 氨 气 时 ， 应 先 通 入 氨 气 的 原 因 是 。 （2）沉淀池中发生反应的化学反应方程式是 从沉 淀池中分离沉淀的操作是 。 （3）氨碱法生产流程示意图中的 Y 是 ，从原料到产品，氨碱法总 反应过程用化学方程式表示，可写为 。 （4）联合制碱法中从滤液中提取氯化铵晶体的过程推测，所得结论正确是 （选填 编号）。 a．常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 b．通入氨气能增大 NH4 + 的浓度，使氯化铵更多析出 c．加入食盐细粉能提高 Na + 的浓度， 使 NaHCO3结晶析出 d．通入氨气能使 NaHCO3转化为 Na2CO3，提高析出的 NH4Cl 纯度 （5）联合制碱法相比于氨碱法，氯化钠利用率从 70%提高到 90%以上，主要是设计了循 环 Ⅰ ， 联 合 制 碱 法 的 另 一 项 优 点 是 。 （6）产品纯碱中含有碳酸氢钠，可以用加热分解的方法测定产品中纯碱的质量分数， 已知样品质量为 ag，加热至质量不再改变时称重为 bg，则纯碱的质量分数 为 。 【答案】（1）因为 CO2溶解度小，而 NH3易溶于水，先通入 NH3有利于后面 CO2的吸收(2 分) （2）NH3+CO2+NaCl+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl( 2 分,无”↓”扣 1 分） 过滤(1 分) （3）NH3 ( 2 分） CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2( 2 分) （4）bd( 2 分) （5）避免产生大量的含有 CaCl2的溶液,或节省石灰窑、蒸氨塔等设备。( 2 分) （6） %100 31 )5384(   a cb ( 2 分) 【解析】 试题分析：（1）氨气溶解度大，通入氨气后使溶液显碱性，吸收二氧化碳的量增加；（2） 沉淀池中氨气、二氧化碳和氯化钠反应生成碳酸氢钠晶体，过滤得碳酸氢钠；（3）沉淀 池中的母液是氯化铵溶液，加入的氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和氯化铵反 应生成氨气，将氨气在通入沉淀池中循环利用，故 Y 为氨气；从理论上分析，氨碱法生 产过程中，母液中加入氧化钙，和水反应生成的氢氧化钙会和铵盐生成氨气，反应过程 中氨气转化为铵盐，铵盐转化为氨气，氨气循环使用，不需要补充氨气； NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl；CaCO3═CaO+CO2↑；CaO+H2O═Ca（OH）2；Ca（OH） 2+2NH4Cl═CaCl2+2NH3↑+2H2O；2NaHCO3═Na2CO3+H2O+CO2↑合并得到总化学方程式为： CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2，故答案为： CaCO3+2NaCl═Na2CO3+CaCl2；（4）联碱法中从 母液中提取氯化铵晶体的过程中；a、常温时氯化铵的溶解度比氯化钠大，故 a错误；b、 通氨气作用有增大 NH4 + 的浓度，使 NH4Cl 更多地析出和使 NaHCO3转化为 Na2CO3，提高析 出的 NH4Cl 纯度，故 b、d 正确；c、加入食盐细粉目的是提高 Cl-的浓度，促进氯化铵 结晶析出，故 c错误；（5）联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率 提高到 96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱．另外它综合利用了氨厂的 二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品--纯碱和氯化铵．将氨厂的废 气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化 碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl-）来代替价格较高的硫酸固定氨 厂里的氨，制取氮肥氯化铵．从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少 了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优 越性，（6）写出碳酸氢钠分解的化学方程式，设固体中含碳酸氢钠的质量为 x，当反应 掉 2mol 即 168g 碳酸氢钠时，固体质量减少 62g，根据质量差法计算出固体中含碳酸氢 钠的质量，用总质量减去碳酸氢钠的质量得固体中碳酸钠的质量，从而求出质量分数。 考点：本题考查了联碱法和氨碱法生产流程的原理比较和物质分析判断，纯碱制备的条 件应用和服产物的提纯析出，反应过程中反应的原理分析和物质来源是解题的关键。 72．NH4Al（SO4）2是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品，工业上常用铝 土矿（主要成分为 Al2O3）来生产铵明矾 NH4Al（SO4）2•12H2O，其工艺流程图如下 （1）流程图中 X 的电子式 ， Y为 （填化学式）溶液 （2）反应Ⅱ的离子方程式为 （3）流程中可以循环使用的物质的名称是 （4）反应Ⅵ的化学方程式为 （5）对铵明矾 NH4Al(SO4)2·12H2O 高温分解的气体产物的预测不合理．．．的是 。 A．NH3、N2、SO2、H2O B．NH3、SO3、H2O C．NH3、SO2、H2O D．NH3、N2、SO3、SO2、H2O （6）若同时制取铵明矾和硫酸铝，通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量。若欲使 制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为 1:1，则投料时铝土矿中 Al2O3和 H2SO4的物质 的量之比为____。 （7）向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，不可能发生的反应是 A．4NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝2(NH4)2SO4+3BaSO4↓+ Al2 (SO4)3+2Al(OH)3↓ B．2NH4Al(SO4)2+4Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+Ba(AlO2)2 C．2NH4Al(SO4)2+3Ba(OH)2＝(NH4)2SO4+3BaSO4↓+2Al(OH)3↓ D．NH4Al(SO4)2+2Ba(OH)2＝NH3·H2O+2BaSO4↓+ Al(OH)3↓ 【答案】（1） （2）CO2+AlO2 - +2H2O=Al（OH）3+HCO3 - （3）硫酸氢铵（4）（NH4）2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2（5）C （6）3：10（7）B 【解析】 试题分析：铝土矿的主要成分是氧化铝，与 X 反应后的溶液与二氧化碳反应，故 X为氢 氧化钠溶液，反应后生成的偏铝酸钠溶液可以和过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀 和碳酸氢钠溶液，故 X为氢氧化钠；反应Ⅲ为氢氧化铝中加上 Y 可以制得 NH4Al（SO4） 2，需要有氢离子溶解氢氧化铝，还有硫酸根离子，故 Y 为 H2SO4；（2）反应 II 为偏铝酸 钠溶液和二氧化碳的反应；（3）由工艺流程转化可知，Y 为 H2SO4，反应Ⅴ生成 NH4HSO4， 反应Ⅳ中 NH4HSO4转化为铵明矾，反应Ⅵ也产生 NH4HSO4，可见 NH4HSO4可以在反应中循环 使用；（4）根据反应物和产物分析得出化学方程式；（5）根据氧化还原化合价有升有降 可得 C 不正确，因为它只有降低，没有升高；（6）假设铵明矾和硫酸铝的物质的量各为 1mol，设需要氧化铝的物质的量为 x，硫酸的物质的量为 y，根据原子守恒得关系式 2x=3、 y=5，故 x：y=3:10；（7）氢氧根离子先与铝离子反应生成氢氧化铝，然后与铵根离子 反应生成一水合氨，然后是氢氧化铝沉淀的溶解，故 B 错误；故选 B。 考点：考查反应流程的分析能力、离子方程式的书写、与量有关的离子方程式的判断、 氧化还原的判断等。 73．三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。 ⑴利用工业 FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[Fe2(C2O4)3·5H2O]的实验流程如下图所示： 溶解 萃取、分液 反应工业 FeCl3 …… Fe2(C2O4)3·5H2O 溶液 X 异丙醚 水层 草酸溶液 分液 醚层 ①为抑制 FeCl3水解，溶液 X 为 。 ②上述流程中 FeCl3能被异丙醚萃取，其原因是 ；检验萃取、分液后所得水层中 是否含有 Fe 3＋ 的方法是 。 ③所得 Fe2(C2O4)3·5H2O 需用冰水洗涤，其目的是 。 ④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室称取 a g 样品，加硫酸酸化，用 KMnO4标准溶 液滴定生成的 H2C2O4，KMnO4标准溶液应置于如图所示仪器 （填“甲”或“乙”） 中。下列情况会造成实验测得 Fe2(C2O4)3·5H2O 含量偏低的是 。 0 0 甲 乙 a．盛放 KMnO4的滴定管水洗后未用标准液润洗 b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失 c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数 ⑵某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液（溶质为 FeCl2、CuCl2、FeCl3）出发， 制备单质铜和无水 FeCl3，再由 FeCl3合成 Fe2(C2O4)3·5H2O。请补充完整由蚀刻废液制备 单质铜和无水 FeCl3的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、盐酸、NaOH 溶液和 H2O2溶液）： 向废液中加入足量铁粉，充分反应后过滤； ；调节溶液 pH，将溶液蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤、洗涤干燥得 FeCl3·6H2O； ，得到无水 FeCl3。 【答案】 ⑴①（浓）盐酸 ②FeCl3在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度 取少量溶液，向其中滴加少量 KSCN 溶液，若溶液变红，则含有 Fe 3＋ 。（或其他合理方法） ③除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗 ④甲 c ⑵向滤渣中加入足量 HCl，充分反应后过滤、洗涤、干燥得铜粉；将两次过滤所得滤液 合并，向其中加入适量 H2O2溶液至 Fe 2＋ 全部生成 Fe 3＋ 将 FeCl3·6H2O 在 HCl 的气氛中加热脱水 【解析】 试题分析：（1）①酸化 FeCl3用盐酸酸化，不引入杂质；②萃取是利用溶质在不同溶剂 中的溶解度差异分离提取物质的一种方法，能萃取说明 FeCl3在异丙醚中的溶解度大于 其在水中的溶解度；检验 Fe 3＋ 用 KSCN 溶液效果最好；③洗涤是除去沉淀表面杂质，冰 水是减少沉淀溶解损失；④KMnO4标准溶液具有强氧化性，应置于酸式滴定管中；根据 高锰酸钾的量计算草酸的含量，a。没有润洗导致高锰酸钾浓度低消耗体积多，偏高；b。 读数高锰酸钾体积多，偏高；c。读数体积偏小，结果偏低，正确；（2）该过程中生成 亚铁离子需加双氧水氧化为铁离子，但实验的目的是得到铜单质，反应生成的是铜和剩 余铁的混合物，故需加盐酸除去铜中的铁，并把反应滤液与前次合并，故操作为向滤渣 中加入足量 HCl，充分反应后过滤、洗涤、干燥得铜粉；将两次过滤所得滤液合并，向 其中加入适量 H2O2溶液至 Fe 2＋ 全部生成 Fe 3＋ ；直接加热 FeCl3·6H2O 会水解，为抑制水 解需在 HCl 氛围下进行。 考点：以工业流程为背景考查化学实验综合有关问题。 74．某铝土矿中主要含有 Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有 Fe2O3等杂质。利用拜耳法 生产氧化铝的流程如下图所示： 粉碎、碱浸 过滤 稀释、结晶 焙烧铝土矿 NaOH 溶液 Al2O3 滤渣 1 水、Al(OH)3晶核 过滤 Al(OH) 3 沉淀 浓缩 苛化 少量熟石灰 NaOH 溶液过滤 滤渣 2 ⑴粉碎后的铝土矿碱浸时应在高温下进行，其目的是 。 ⑵AlO(OH)与 NaOH 反应的化学方程式为 。 ⑶在稀释、结晶过程中：稀释的目的是 ；加 Al(OH)3晶核的目的是促进 Al(OH)3 的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的 气体的方法来代替。 ⑷浓缩所得的 NaOH 溶液由于吸收了空气中的 CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除 去，写出苛化反应的化学方程式： 。 ⑸该生产流程能实现 （填化学式）的循环利用。 【答案】 ⑴加快反应的速率 ⑵AlO(OH) ＋NaOH=NaAlO2＋H2O ⑶促进 NaAlO2的水解 CO2 ⑷Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH ⑸NaOH 【解析】 试题分析：（1）高温有利于加快反应速率；（2）AlO(OH)与 NaOH 反应的同样应是偏铝酸 钠，AlO(OH) ＋NaOH=NaAlO2＋H2O；（3）该过程是通过 NaAlO2的稀释生成 Al(OH)3，没有 其它反应物，故其应该是水解产生，稀释促进 NaAlO2的水解，也可以用 CO2与其反应利 用强酸制弱酸生成氢氧化铝；（4）加入熟石灰生成碳酸钙除去；（5）NaOH 碱浸时使用， 最后过滤时产生，故是循环利用。 考点：考查工业流程原理有关问题。 75．LiBH4为近年来储氢材料领域的研究热点。 （1）反应 2LiBH4=2LiH＋2B＋3H2↑，生成 22.4 L H2(标准状况)时，转移电子的物质的 量为 mol。 （2）下图是 2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图，则： Mg(s)＋2B(s)=MgB2(s) △H＝ 。 （3）采用球磨法制备 Al 与 LiBH4的复合材料，并对 Al－LiBH4体系与水反应产氢的特 性进行下列研究： ①如图为25℃水浴时每克不同配比的Al－LiBH4复合材料与水反应产生H2体积随时间变 化关系图。由图可知，下列说法正确的是 (填字母)。 a．25℃时，纯铝与水不反应 b．25℃时，纯 LiBH4与水反应产生氢气 c．25℃时，Al－LiBH4复合材料中 LiBH4含量越高，1000s 内产生氢气的体积越大 ②如图为 25℃和 75℃时，Al－LiBH4复合材料[ω(LiBH4)＝25%]与水反应一定时间后产 物的 X－射线衍射图谱(X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出 现衍射峰的衍射角不同)。 从图中分析，25℃时 Al－LiBH4复合材料中与水完全反应的物质是 (填化学 式)，产生 Al(OH)3的化学方程式为 。 （4）如图是直接硼氢化钠－过氧化氢燃料电池示意图。该电池工作时，正极附近溶液 的 pH (填“增大”、“减小”或“不变”)，负极的电极反应式 为 。 【答案】 （1）2(2 分) （2）－93 kJ·mol －1 (2 分) （3）①ab(2 分) ②LiBH4(2 分) 2Al＋6H2O=2Al(OH)3＋3H2↑(2 分) （4）增大(2 分) BH4 - －8e － ＋8OH － =BO2 - ＋6H2O(2 分) 【解析】 试题分析：（1）LiBH4中氢元素化合价为-1 价，生成 1mol 氢气电子转移 2mol；（2）能 量由上到下分别为 1、2、3、4，则该反应的焓变为－(1+3－2－4)= －93 kJ·mol －1 ； （3）①a、图中当全为铝时气体为 0，故纯铝与水不反应，正确；b、f 线代表纯 LiBH4 与水反应产生氢气，正确；c、当材料含 LiBH4为 25%时（d 线），产生氢气的量最多，错 误。②由图 12 得出反应后已没有 LiBH4，但存在大量铝，故其完全反应，；铝部分反应 （有氢氧化铝等铝的产物）；（4）右室双氧水得到电子为正极，电极反应式为 H2O2+2e - =2OH - ，故该极碱性增强，负极为 BH4 - －8e － ＋8OH － =BO2 - ＋6H2O。 考点：考查化学反应原理综合有关问题。 76．CoxFe3－xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以 FeSO4为原料制备 CoxFe3－xO4 的主要步骤如下： （1）步骤①是在 FeSO4溶液中加入 NaOH 溶液，在 40℃下搅拌生成 FeOOH 晶种。生成晶 种的化学方程式为 ； （2）步骤②将晶种移到放有 FeSO4溶液和铁皮的生长槽中，升温到 60℃，吹入空气， 待晶种长大到一定尺寸后，过滤、水洗、干燥，得 FeOOH 粉末。生长槽中放入铁皮的目 的是 ，吹入空气的作用为 。 （3）步骤③将 FeOOH 在 200～300℃下加热脱水，生成红色 Fe2O3。实验室完成该操作需 要下列仪器中的 (填字母)。 a．蒸发皿 b．烧杯 c．坩埚 d．泥三角 e．酒精灯 （4）步骤④通入 H2，加热至 300～400℃，生成 Fe3O4。通入 H2前要向加热炉中通入 N2， 其作用为 。 （5）步骤⑤加入 CoSO4溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗 涤干净的实验操作和现象是 。 （6）某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含 LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备 CoSO4·7H2O 晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按 金属离子浓度为 1.0 mol·L －1 计算)。 金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Fe 3＋ 1.1 3.2 Fe2＋ 5.8 8.8 Co2＋ 6.9 9.4 请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH 溶液)： ①用 N－甲基吡咯烷酮在 120℃下浸洗正极废料，使 LiCoO2与铝箔分离，得到 LiCoO2粗 品并回收铝。 ② 。 ③向所得粗品 CoSO4溶液中加入 NaOH 溶液，调节 pH 约为 5，过滤。 ④ 。 ⑤将 Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中，蒸发浓缩、降温结晶，得到 CoSO4·7H2O 晶体。 【答案】 （1）4FeSO4＋8NaOH＋O2 40℃ 4FeOOH＋4Na2SO4＋2H2O(2 分) （2）消耗硫酸，生成 FeSO4(2 分) 氧化 FeSO4生成 FeOOH，使晶种生长(2 分) （3）cde(2 分) （4）除去空气，防止氢气与氧气混合反应爆炸(1 分) （5）取最后一次洗涤滤出液少许于试管中，滴加氯化钡溶液，如果不产生白色沉淀， 则表明洗涤干净 (2 分) （6）②用稀硫酸溶解 LiCoO2，并加入过量 H2O2(2 分) ④向③所得滤液中加入 NaOH 溶液，调节 pH 至 9.4，过滤，洗涤得到 Co(OH)2沉淀(2 分) 【解析】 试题分析：（1）该反应的反应物为 FeSO4、NaOH 和 O2，产物为 FeOOH；（2）在此条件下 反应生成酸，会对导致晶种溶解，铁反应消耗掉生成的硫酸，同时补充原料 FeSO4；溶 液中铁为+2 价，通入氧气为氧化剂，使其被氧化为+3 铁；（3）加热固体用坩埚，与其 配套的有泥三角、三脚架、坩埚钳、酒精灯等；（4）氢气易燃，在有氧气存在下加热会 发生爆炸，故先用氮气排尽空气；（5）取最后一次洗涤滤出液少许于试管中，滴加氯化 钡溶液，如果不产生白色沉淀，则表明洗涤干净；（6）第①分离出 LiCoO2粗品，第③得 CoSO4溶液，并沉淀除去铁离子，故第②应用硫酸溶解粗品，且需把生成的杂质亚铁离 子氧化为铁离子，可以用双氧化水；第③得到纯净的溶液，第④应得到 Co(OH)2沉淀， 应加入氢氧化钠溶液调节 pH≥9.4,使钴沉淀完全，并洗涤、干燥得到纯净物。 考点：考查工业流程中实验操作与原理有关问题。 77．利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废 铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下： 试回答下列问题： (1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀 H2SO4进行处理，可能发生反应的离子方程式有 ______________________________________________ (2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。 原因可能是： ①灼烧不充分 Cu 未被完全氧化。 ②CuO 被还原。还原剂可能是________，该反应的化学方程式是___________________ (3)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀 H2SO4的同时，还通入 O2。通入 O2 的目的是(用化学反应方程式表示)____________________。 (4)直接向氧化铜混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但 实际操作中较少使用，原因可能是__________________________________________ 【答案】(1)Fe2O3＋6H ＋ =2Fe 3＋ ＋3H2O， 2Fe 3＋ ＋Fe=3Fe 2＋ ，Fe＋2H ＋ =Fe 2＋ ＋H2↑ (2)C 或 CO 2CuO＋C 2Cu＋CO2↑或 CuO＋CO Cu＋CO2 (3)2Cu＋O2＋2H2SO4 2CuSO4＋2H2O (4)生成等量 CuSO4晶体所消耗的 H2SO4更多，且会产生污染大气的气体 【解析】废铁丝中含有铁锈(Fe2O3·xH2O)，所以在用稀硫酸处理时可能发生的反应有： Fe2O3＋6H ＋ =2Fe 3＋ ＋3H2O,2Fe 3＋ ＋Fe=3Fe 2＋ ，Fe＋2H ＋ =Fe 2＋ ＋H2↑；废铜粉在灼烧后得到的 产物中含有单质铜，可能是原来杂质中含有 C 等还原性杂质导致；Cu 在不断通入氧气 和加热的条件下，可溶解于稀硫酸中，发生反应 2Cu＋O2＋2H2SO4 2CuSO4＋2H2O； 若用浓硫酸来溶解，发生反应 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，其缺点是生成 等量硫酸铜晶体所消耗的硫酸更多，且会产生污染大气的气体 SO2。 78．氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇及稀硫酸，熔点 422 ℃，沸点 1366 ℃，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以 粗盐水(含 Ca 2＋ 、Mg 2＋ 、SO4 2— 等杂质)、Cu、稀硫酸、SO2等为原料合成 CuCl 的工艺流程 如下： (1)A 的化学式为________。 (2)写出反应Ⅴ的化学方程式______________________________________ (3)写出反应Ⅵ的离子方程式______________________________________ (4)本工艺中可以循环利用的物质是(用化学式表示)___________________________ (5)反应Ⅵ后，过滤得到 CuCl 沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于 70 ℃ 燥 2 小 时 ， 冷 却 ， 密 封 包 装 即 得 产 品 。 于 70 ℃ 真 空 干 燥 的 目 的 是 _________________________ 【答案】(1)Na2CO3 (2)2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O (3)2Cu 2＋ ＋2Cl － ＋SO2＋2H2O=2CuCl↓＋4H ＋ ＋SO4 2— (4)NaOH、H2SO4 (5)加快乙醇和水的蒸发，防止 CuCl 被空气氧化 【解析】制备过程会涉及到分离提纯的实验，要注意结合流程综合考虑。为了使杂质尽 量除尽，一般加入的除杂试剂需要过量，过量的除杂试剂在后边的操作中被除去。 79．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 FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取 0.54 g 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 0.40 mol·L －1 的盐酸滴定，滴 至终点时消耗盐酸 25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出 FeClx中 x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 MnO2Zn 电池类似，K2FeO4Zn 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 于 方 程 式 为 __________________________。 【答案】(1)n(Cl)＝0.025 0 L×0.40 mol·L －1 ＝0.010 mol 54 g－0.010 mol×35.5 g·mol －1 ＝0.19 g n(Fe)＝0.19 g/56 g·mol －1 ＝0.003 4 mol n(Fe)∶n(Cl)＝0.003 4∶0.010≈1∶3，x＝3 (2)0.10 盐酸 氯气 (3)2Fe 3＋ ＋2I － =2Fe 2＋ ＋I2(或 2Fe 3＋ ＋3I － =2Fe 2＋ ＋I3 — ) (4)2Fe(OH)3＋3ClO － ＋4OH － =2FeO4 2— ＋5H2O＋3Cl － FeO4 2— ＋3e － ＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH － 2FeO4 2— ＋8H2O＋3Zn=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH － 注：Fe(OH)3、Zn(OH)2写成氧化物等其他形式且正确也可给分 【解析】(1)依题意：n(Cl － )＝n(OH － )＝0.40 mol·L －1 ×25.0×10 －3 L＝1.0×10 －2 mol， n(Fe)∶n(Cl)＝1∶x＝ ：(1.0×10－2mol)，x≈3。 (2)设 FeCl3的物质的量分数为 x，由题意得 3x＋2(1－x)＝2.1，x＝0.10。据 Fe＋ 2HCl=FeCl2＋H2↑、Fe＋2FeCl3=3FeCl2、Fe＋3Cl2 2FeCl3可知，FeCl2可用铁粉与 FeCl3或盐酸反应制备，FeCl3可用铁粉与 Cl2反应制备。(3)生成的棕色物质为Ⅰ2，故可 写出该反应的离子方程式：2Fe 3＋ ＋2I － =2Fe 2＋ ＋I2。 (4)解答此问要紧扣题给信息，注意离子方程式中的电荷守恒及氧化还原反应中的得失 电子守恒。 80．A、B、C 为中学常见单质，其中一种为金属；通常情况下，A 为固体，B 为液体，C 为气体。D、E、F、G、H、X 均为化合物，其中 X 是一种无氧强酸、E 为黑色固体，H 在 常温下为液体。它们之间的转化关系如图所示(其中某些反应条件和部分反应物已略 去)。 (1)写出化学式：A________、D________、E________、X________。 (2)在反应①～⑦中，不属于氧化还原反应的是________(填编号)。 (3)反应⑥的离子方程式为：_______________________________________。 (4)反应⑦的化学方程式为_________________________________________； 该反应中每消耗 0.3 mol 的 A，可转移电子______mol。 (5)写出 D 的溶液与小苏打溶液反应的离子方程式：_________________________ 【答案】(1)Fe FeBr3 Fe3O4 HBr (2)③⑥ (3)Fe 3＋ ＋3SCN － =Fe(SCN)3 (4)3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2 0.8 (5)Fe 3＋ ＋3HCO3 — =Fe(OH)3↓＋3CO2↑ 【解析】题给信息 A、B、C 为中学常见单质，其中一种为金属，B 为液体，即可以确定 B为 Br2。A 为固体，可确定 A为金属，根据 D与 G的转化关系，推测 A 属于变价金属元 素，进一步确定 A 为 Fe，E为黑色固体，且与一种无氧强酸反应，生成三种物质，猜测 E为 Fe3O4，H为 H2O，D 为 FeBr3，G 为 FeBr2，X为 HBr，F 为硫氰化物。 81．甲、乙为单质，丙、丁为化合物，它们之间存在如下图所示的转化关系。 (1)若甲、乙均为非金属，丙为氧化物，则： ①乙为氧化产物时，乙可能是________(填一种物质的化学式)，按照元素周期表推测， 此时反应物甲可能是________(填一种物质的化学式)； ②乙为还原产物时，丁所属的物质类别是________。 (2)若该转化关系为我国古代湿法冶炼金属乙的原理，写出此反应的化学方程式 ________。若该转化关系为高温火法冶炼金属乙的原理，且同时生成的丁是一种有刺激 性气味的气体，则丙可能为________(填一种物质的化学式)。 【答案】(1)①O2 F2 ②氧化物 (2)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu Cu2S 或 CuS 【解析】(1)乙为单质，且为氧化产物，说明乙中所含元素在丙中为负价，丙为氧化物， 则乙为 O2。非金属甲与氧化物反应生成 O2，则为 F2与 H2O 反应生成 HF 和 O2。乙为还原 产物，则丁为氧化物。(2)湿法炼铜为铁与硫酸铜反应制铜。由(1)可知丁为氧化物，有 刺激性气味的气体可能为 SO2，则甲为氧气，丙为金属硫化物。 82．将 0.1 mol 的镁、铝混合物溶于 100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加 1 mol/L NaOH 溶液。请回答： (1)若在滴加 NaOH 溶液的过程中，沉淀质量 m 随加入 NaOH 溶液的体积 V 变化如下图所 示。当 V1＝160 mL 时，则金属粉末中 n(Mg)＝________mol，V2＝______________mL。 (2)若在滴加 NaOH 溶液过程中，欲使 Mg 2＋ 、Al 3＋ 刚好沉淀完全，则滴入 NaOH 溶液的体 积 V(NaOH)＝____________mL。 (3)若混合物仍为 0.1 mol，其中镁粉的物质的量分数为 a，用 100 mL 2 mol/L 的硫酸 溶解此混合物后，再加入 450 mL 1 mol/L 的 NaOH 溶液，所得沉淀中无 Al(OH)3。满足 此条件的 a 的取值范围是________。 【答案】(1)0.06 440 (2)400 (3) 1 2 ≤a＜1 【解析】(1)由图像可知：V1 mL 的 NaOH 溶液是与过量 H2SO4反应的，则与 Mg、Al 反应 的为 H2SO4： 2 mol－0.16 mol× 1 2 ＝0.12 mol。 假设 n(Mg)＝x mol，n(Al)＝y mol， 则有方程组： ，解得：x＝0.06 mol，y＝0.04 mol。 当加入 V2 mL NaOH 溶液时， 得到 Mg(OH)2沉淀和 NaAlO2关系式为： Mg 2＋ ～2OH － ，Al 3＋ ～4OH － ， 所以，V2＝160 mL＋ ×10 3 mL/L＝440 mL。 (2)当 Mg 2＋ 、Al 3＋ 刚好沉淀完全时，溶液中只有 Na2SO4，关系式为 2NaOH～H2SO4， 所以，V(NaOH)＝ ＝400 mL。 (3)当所得沉淀中无 Al(OH)3时，NaOH 溶液过量，反应后生成的溶质为：Na2SO4、NaAlO2。 则根据 Na 元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1 mol/L≥0.1 L×2 mol/L×2＋0.1×(1－ a)mol。 解得 a≥ 1 2 ，则满足此条件的 a的取值范围是 1 2 ≤a≤1。 83．由短周期元素组成的化合物 X 是某抗酸药的有效成分。甲同学欲探究 X 的组成。 查阅资料：①由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、 硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝。 ②Al 3＋ 在 pH＝5.0 时沉淀完全；Mg 2＋ 在 pH＝8.8 时开始沉淀，在 pH＝11.4 时沉淀完全。 实验过程： Ⅰ.向化合物 X 粉末中加入过量盐酸，产生气体 A，得到无色溶液。 Ⅱ.用铂丝蘸取少量 I 中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰。 Ⅲ.向Ⅰ中所得的溶液中滴加氨水，调节 pH 至 5～6，产生白色沉淀 B，过滤。 Ⅳ.向沉淀 B 中加过量 NaOH 溶液，沉淀全部溶解。 Ⅴ.向Ⅲ中得到的滤液中滴加 NaOH 溶液，调节 pH 至 12，得到白色沉淀 C。 (1)Ⅰ中气体 A 可使澄清石灰水变浑浊，A 的化学式是________。 (2)由Ⅰ、Ⅱ判断 X 一定不含有的元素是磷、________。 (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______________________ 【答案】(1)CO2 (2)钠和硅 (3)Al 3＋ ＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4 + (4)Al(OH)3＋OH － =AlO2 — ＋2H2O (5)Mg(OH)2 (6)Mg3Al(OH)7CO3 【解析】(1)Ⅰ中气体 A 可使澄清石灰水变浑浊，结合抗酸药的有效成分，知该气体为 CO2。(2)根据Ⅰ知，X 中一定不含 Si，因为硅酸盐中加入过量盐酸，会产生硅酸沉淀； 根据Ⅱ知，X 中一定不含 Na，因为 Na 的焰色为黄色。(3)根据题给信息知Ⅲ中调节 pH 至 5～6 时生成的白色沉淀为 Al(OH)3。(4)Ⅳ中加入过量 NaOH 溶液，沉淀 B 完全溶解， 离子方程式为：Al(OH)3＋OH － =AlO2 — ＋2H2O。(5)Ⅴ中加入 NaOH 溶液调节 pH 至 12，有白 色沉淀产生，则沉淀 C 为 Mg(OH)2。(6)由于 n(CO2)∶n[Al(OH)3]∶n[Mg(OH)2]＝1∶1∶3， 则 CO3 2— 、Al 3＋ 、Mg 2＋ 的物质的量之比为 1∶1∶3，结合电荷守恒， 则 CO3 2— 、Al 3＋ 、Mg 2＋ 、OH － 的物质的量之比为 1∶1∶3∶7，故 X 的化学式为 Mg3Al(OH)7CO3。 84．日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。工业上电解氧化铝要求其纯度 不得低于 98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为 50%～70%，杂质主要为 SiO2、Fe2O3、CaO、 MgO、Na2O 等。工业生产铝锭的工艺流程示意图如下。 一些氢氧化物沉淀的 pH 如下表。 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Mg(OH)2 开 始沉 淀 pH( 离 子初 始浓 度 0.01 mol/L) 4 2.3 10.4 完全沉淀 pH(离子浓度＜10－5mol/L) 5.2 4.1 12.4 请回答下列问题。 (1)实验室进行步骤④的操作名称为________。 (2)固体 A 的化学式为________，物质 C 的化学式为________。 (3)步骤④调节 pH 的范围为________。 (4)步骤⑥反应的化学方程式为________。 【答案】(1)过滤 (2)SiO2 NaOH 溶液(其他合理答案也可) (3)5.2＜pH＜10.4 (4)2Al2O3(熔融) 4 Al＋3O2↑ 【解析】本题以工业生产铝锭的工艺流程为背景，考查内容包括 pH 的选择、过滤操作、 常见金属元素及其化合物的主要性质等。SiO2是酸性氧化物不与盐酸反应，进行过滤操 作(步骤②)，得到固体 A 是 SiO2；加入 NaOH 溶液，调节 pH 使 Fe3＋沉淀，步骤④是过滤 得到氢氧化铝沉淀。步骤④为使 Al3＋完全沉淀，而 Mg2＋不能产生沉淀，需调节溶液的 pH 在 5.2～10.4 之间。 85．下面是有关物质的转化关系图(有些物质已省略)。 若 A 为单质，E在常温下为液体，C 的相对分子质量为 78。请回答下列问题： (1)画出 A 的原子结构示意图________，F 的电子式是________。 (2)下面对 C 物质结构、性质的推断中，不正确的是________。 A．久置于空气中会变成白色 B．具有强氧化性 C．晶体中存在离子键和共价键 D．遇湿润的紫色石蕊试纸只能使其变蓝色 (3)若 C 是含氧化合物且氧为 18 O 时，则 C 与 D 反应所得产物的摩尔质量分别为 __________________。 【答案】(1) (2)D (3)M(Na2CO3)＝108 g/mol，M(O2)＝36 g/mol 【解析】单质 A 的两种化合物(其中一种的相对分子质量为 78)能与同种物质反应，且 生成物中也有相同的物质，则 A 是 Na，B 是 Na2O、C 是 Na2O2、D 是 CO2、G 是 Na2CO3、F 是 NaOH。Na2O2具有强氧化性，能漂白包括酸碱指示剂在内的许多有色物质。Na2O2与 CO2 的反应是一个自身氧化还原反应，Na2O2中的 18 O 一半转化为氧气、一半转化为 Na2CO3中 化合价－2价的氧，且 Na2CO3中 18 O 占全部氧原子数目的三分之一。 86．下图表示的是向 Na2CO3溶液中滴入稀盐酸时产生 CO2 的过程。 (1)写出 a 点以前发生反应的离子方程式：_____________________________________ (2)写出 a 到 b 点发生反应的离子方程式：_____________________________________ (3)若某 Na2CO3溶液中含 m mol Na2CO3，向其中滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中 Cl － 和 HCO － 3 的物质的量浓度之比为 2∶1，则滴入的稀盐酸中的 HCl 的物质的量等于 ________mol(用含字母 m 的代数式表示)。 【答案】(1)CO3 2— ＋H ＋ =HCO3 — (2)HCO － 3 ＋H＋=CO2↑＋H2O (3) 【解析】向 Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸时，发生的反应依次为 Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3① NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O② (1)a 点前发生反应①，离子方程式为：CO3 2— ＋H ＋ =HCO3 — 。 (2)a 点到 b点发生反应②，离子方程式为： HCO － 3 ＋H ＋ =CO2↑＋H2O。 (3)根据反应①、②，当 n(Cl － )∶n(HCO － 3 )＝2∶1 时，Na2CO3部分转化为 NaHCO3，所以： ， 解得 n(HCl)＝ mol。 87．有 A、B 两种常见化合物组成的混合物，其焰色反应均为黄色，其相互转化关系如 图(其 他物质均略去)。 根据以上关系，回答下列问题： (1)写出 A、B、C、D 的化学式：A________、B________，C________，D________。 (2)写出混合物中加水反应的化学方程式：_____________________________________ (3)加热后，若只得到一种固体化合物，则A与B的物质的量之比的最大值为________(填 数字)。 【答案】(1)Na2O2 NaHCO3 O2 CO2 (2)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，NaOH＋NaHCO3=Na2CO3＋H2O (3)1/2 【解析】A、B 均为钠的化合物，加热、加水、加酸均能产生气体，加热产生气体 C，猜 测可能含有碳酸钠或碳酸氢钠，加 H2SO4产生气体 C、D，猜测有 Na2O2，C为 O2，D 为 CO2， 加水后通入 CO2生成 B，可推测 B为 NaHCO3，A为 Na2O2，加热 NaHCO3分解产生的 CO2、H2O(g) 都能与 Na2O2反应，但可认为 CO2优先反应： 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2 要只生成 Na2CO3，n(Na2O2)/n(NaHCO3)≤1/2。 88．根据下面物质间转化的框图，回答有关问题； ` (1)由反应①产生的 A、B 混合物的工业名称是________。 (2)写出框图中 D、E 的化学式：D________；E________。 (3)如果 2 mol Na2O2与足量水蒸气反应，可得标准状况下气体的体积是________L，同 时反应中转移电子总数是____________。(NA表示阿伏加德罗常数) (4)如果 A、B 混合气体 7.8 g，在与 G 充分反应后，通过足量 Na2O2层，可使 Na2O2增重 ________g。 【答案】(1)水煤气 (2)CO2 NaOH (3)22.4 2NA (4)7.8 【解析】(1)由碳与水蒸气反应的产物成分可知，此混合物的工业名称为水煤气。 (2)由图中信息及 E＋D―→F 可推知，A 为氢气，B 为 CO，故 E 为 NaOH，D 为 CO2。(3) 由化学方程式：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑可知，若 2 mol Na2O2参加反应，则生成 1 mol 氧气，在标准状况下体积为 22.4 L；同时有 2 mol 电子发生转移。(4)由 2H2＋O2=2H2O 及2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑可推知：过氧化钠增加的质量为氢气的质量；由2CO＋O2=2CO2 及 2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2可推知：过氧化钠增加的质量为 CO 的质量，故二者不管比 例如何，它们通过 Na2O2充分反应后，过氧化钠增加的质量即是氢气和一氧化碳的质量， 为 7.8 g。 89．铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热 时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂：0.01 mol/L 酸性 KMnO4 溶液、0.1 mol/L KI 溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶 液和气体的成分。 【提出猜想】 Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有 Fe 2＋ 和 Fe 3＋ 中的一种或两种； Ⅱ.所得气体中可能含有________中的一种或两种。 实验操作 预期现象 结论 验证猜想Ⅰ 步骤①：取少量 0.01 mol/L 酸性 KMnO4溶 液，滴入所得溶液 步骤②：________ 含有 Fe3 验证猜想Ⅱ 将所得气体通入如下装置 含有两种气体 【实验探究】 【问题讨论】 有同学提出，若另外选用 KSCN 溶液，则仅利用 KSCN 和 H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的 所有探究，判断该方法是否正确并进行评价：_____________________________ 【答案】【提出猜想】Ⅱ.SO2、H2 溶液紫红色褪去 含有 Fe 2＋ (或溶液紫红色不褪去，不含 Fe 2＋ ) 另取少量所得溶液，滴加 KI淀粉溶液 溶液变为蓝色 甲中 KMnO4溶液褪色，乙中 KMnO4溶液颜色不变，试管中收集到气体 【问题讨论】 不正确，若溶液中含有 Fe 3＋ ，则无法检验溶液中是否含有 Fe 2＋ 【解析】解答本题时应注意以下三点： (1)明确实验的目的是验证溶液和气体的成分； (2)根据溶液中可能存在的离子 Fe 2＋ (铁过量)、Fe 3＋ 或两者的混合物，选择合适的试剂 进行检验； (3)根据气体的可能成分 SO2和 H2选择合适的试剂进行检验。 铁与浓硫酸加热时，产生的金属离子可能有 Fe 2＋ (铁过量)、Fe 3＋ ，产生的气体可能有H2(铁 过量)、SO2。Fe 2＋ 可以使酸性 KMnO4溶液褪色，Fe 3＋ 具有氧化性，可把 I － 氧化成 I2可使 KI淀粉溶液变为蓝色；SO2可以使酸性 KMnO4溶液褪色，并被其吸收。 90．（1）现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中，表 面都生成致密的氧化膜，乙元素原子核外 M 电子层与 K 电子层上的电子数相等。甲、乙 两元素相比较，金属性较强的是 （填名称）， 可以验证该结论的实验是 。 (a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中 (b)将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应 (c)将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液 (d)比较这两种元素的气态氢化物的稳定性 （2）通常情况下，微粒 X 和 Y 为分子，Z 和 W 为阳离子，E 为阴离子，它们都含有 10 个电子； Y 溶于 X 后所得的物质可电离出 Z 和 E；X、Y、W 三种微粒反应后可得 Z 和一种白色沉 淀。请回答： ①用化学符号表示下列 4 种微粒：X： Y ： Z： E ： ②写出两个 X、Y、W 三种微粒反应的离子方程式： 、 【答案】（1） 镁 b、c （2）①H2O NH3 NH4 ＋ OH － ②Al 3+ +3NH3+3H2O=Al(OH)3↓＋3NH4 ＋ Mg 2+ +2NH3+2H2O=Mg(OH)2↓+2NH4 + 【解析】 试题分析：（1）室温下，甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜， 判断甲是铝元素，乙元素原子的 M 电子层与 K 电子层上的电子数相等，说明乙是镁元素， 甲、乙两元素相比较，金属性较强的是镁；验证金属性的强弱，可以通过与同浓度酸或 水反应的剧烈程度、最高价氧化物的水化物的碱性的强弱、单质的置换反应等，(a)在 空气中放置已久的这两种元素的块状单质的表面存在氧化膜，不与水反应，不能判断， 所以答案选 bc； （2）①10 电子的分子有 Ne、HF、H2O 、 NH3、CH4，Y 能溶于 X 可电离出 Z 和 E，说明 X 为 H2O，Y 是 NH3，Z 是 NH4 ＋ ，E是 OH － ，X、Y、W三种微粒反应后可得 Z和一种白色沉淀， 10 电子微粒中阳离子与氨水反应能形成沉淀的有 Al 3+ 、Mg 2+ ，不能确定 W 的具体离子； ②Al 3+ 、Mg 2+ 与氨水反应的离子方程式分别为 Al 3+ +3NH3+3H2O=Al(OH)3↓＋3NH4 ＋ Mg 2+ +2NH3+2H2O=Mg(OH)2↓+2NH4 + 考点：考查元素推断及金属性的判断，10 电子微粒的应用 91．金属及其化合物在人类生活、生产中发挥着重要的作用。 （1）将一小块金属钠投入盛有水的烧杯中，发生反应的化学方程式为 ： （2）钠、铝、铁三种金属元素所形成的各种氧化物中具有强氧化性的是 （填化 学式，下同）；适宜做耐火材料的是 ； （3）金属铝既能与盐酸反应，又能与烧碱溶液反应，请写出金属铝与烧碱溶液反应的 离子方程式： 。 （4）取少量 FeCl2溶液，按图所示操作，使其跟 NaOH 溶液反应。 可观察到试管中出 现白色絮状沉淀，继而变成灰绿色，最后变成红褐色，请写出与上述现象相关的反应的 化学方程式： 、 。 （5）向盛有氯化铁、氯化亚铁、氯化铜混合溶液的烧杯中加入铁粉和铜粉，反应结束 后，下列结果不可能．．．出现的是 （填序号）。 A．有铜无铁 B．有铁无铜 C．铁、铜都有 D．铁、铜都无 【答案】（1）2 Na + 2 H2O ＝ 2 NaOH + H2↑； （2）Na2O2 （1分） Al2O3。 （3）2Al+2OH - +H2O ==2AlO2 - +H2O （4）FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 （5）B 【解析】 试题分析：（1）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为 2 Na + 2 H2O ＝ 2 NaOH + H2↑； （2）钠、铝、铁三种金属元素所形成的各种氧化物中具有强氧化性的是 Na2O2，适宜做 耐火材料的是 Al2O3，铁的氧化物适宜做颜料； （3）金属铝与烧碱溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为 2Al+2OH - +H2O ==2AlO2 - +H2O； （4）氢氧化钠与氯化亚铁溶液反应先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最终成为红褐 色，发生的化学方程式为 FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+ 2NaCl，4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 （5）铁的还原性强于铜，所以铁先反应，只余铜或铁铜都余或铁铜都反应完都有可能， 唯一不可能是有铁无铜，答案选 B。 考点：考查化学方程式、离子方程式的书写，物质的用途，金属还原性强弱的判断 92．铁是人类较早使用的金属之一。运用所学知识，回答下列问题。 （1）鉴别 Fe(OH)3胶体和 FeCl3溶液的方法是 。 （2）电子工业用 FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出 FeCl3溶 液与铜反应的离子方程式： 。 （3）某研究性学习小组为测定 FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验： ①取少量待测溶液，滴入 KSCN 溶液呈红色，则待测液中含有的金属阳离子是 ； ②溶液组成的测定：取 50.0mL 待测溶液，加入足量的 AgNO3溶液，得 21.525g 白色沉淀。 则溶液中 c(Cl － )＝ mol·L －1 。 ③验证该溶液中含有 Fe 2+ ，正确的实验方法是 。 A．观察溶液是否呈浅绿色 B．取适量溶液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有 Fe 2+ C．取适量溶液，滴入氯水，再滴入 KSCN 溶液，若显血红色，证明原溶液中含有 Fe 2+ （4）工程师欲从制造印刷电路板的废水中回收铜，并获得 FeCl3溶液，设计如下方案： 废液 过量金属 A 过滤 滤液（含 B） 滤液（C） 合并 通入 F 铜 滤液（E） 加过量 D 过滤 FeCl3溶液 ①滤渣 C 的化学式为 。 ②加过量 D 发生反应的离子方程式为 。 ③通入 F 发生反应的化学方程式为 。 【答案】（1）用平行光照射两种分散系（或丁达尔现象） （2）2Fe 3+ +Cu=2Fe 2+ +Cu 2+ （3）①Fe 3+ 、Fe 2+ 、Cu 2+ ②3 ③B （4）①Fe、Cu ②Fe+2H + =Fe 2+ +H2↑ ③2FeCl2+Cl2=2FeCl3 【解析】 试题分析：（1）胶体会产生丁达尔效应，但是溶液不能。因此鉴别 Fe(OH)3胶体和 FeCl3 溶液的方法是用平行光照射两种分散系（或丁达尔现象）。（2）FeCl3有氧化性，能把铜 氧化为 Cu 2+ 。反应的离子方程式为：2Fe 3+ +Cu=2Fe 2+ +Cu 2+ 。（3）①取少量待测溶液，滴入 KSCN 溶液呈红色，则待测液中含有的金属阳离子是 Fe 3+ ；由于发生了反应 2Fe 3+ +Cu=2Fe 2+ +Cu 2+ ，所以溶液中还含有 Fe 2+ 、Cu 2+ 。②n(AgCl)= n(Cl - )=21.525g÷143. 5g/mol=0.15mol. 则溶液中 c(Cl － )＝n(Cl - )÷V=0.15mol÷0.05L=3mol/L。③A.因为溶 液中含有 Fe 3+ ，Fe 3+ 的黄色要比 Fe 2+ 的浅绿色深，所以无法看出该现象。错误。B．Fe 2+ 有还原性，容易被酸性高锰酸钾溶液氧化而使之褪色。因此若看到溶液褪色，证明含有 Fe 2+ 。正确。C．原溶液中含有 Fe 3+ ，所以无论是否滴入氯水，都会发生该现象。错误。 因此正确选项为 B。(4)向反应后的溶液中加入过量的金属 Fe,发生反应： Fe+CuCl2=FeCl2+Cu,，然后过滤得到滤液 B 中含有 FeCl2；滤渣 C 中含有 Fe、Cu。向滤 渣中加入过量的盐酸，发生反应：Fe+2HCl= FeCl2+ H2↑. 离子方程式为：Fe+2H + = Fe 2+ +H2↑。滤液 E 中含有 FeCl2，将其与滤液 B 混合，然后向该溶液中滴加新制的过量 的氯水，发生反应 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。最后得到 FeCl3溶液。 考点：考查铁三角的关系、Fe3+Fe2+的检验、化学方程式、离子方程式的书写的知识。 93．取等物质的量的 MgO 和 Fe2O3 的混合物进行铝热反应,反应的化学方程式 为 ,引发铝热反应的实验操作是 。进行铝热反应时,内层纸漏 斗底部剪一小孔用水润湿的目的是 。 【答案】2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe(2 分) 加少量 KClO3,插上镁条并将其点燃(2 分) 使熔融物易于落下且防止纸漏斗着火(2 分) 【解析】铝热反应只能冶炼活泼性比铝弱的金属,所以只有 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe 一个 反应发生。铝热反应需要高温,我们可以用镁条引燃。反应产生高温可以使金属熔化, 在内层纸漏斗底部剪一小孔并用水润湿可以使熔融物顺利落下并防止纸漏斗着火。 94．用足量的 CO 还原 14 g 铁的氧化物的混合物,将生成的气体通入足量的澄清石灰水 中,生成沉淀 25 g,则这种混合物组成是①FeO、Fe2O3 ②FeO、Fe3O4 ③Fe2O3、Fe3O4中 的 ,其物质的量之比为 。 【答案】①或③ 1∶2 或 1∶1 【解析】混合物中 Fe、O 原子个数比为: (Fe) [(14 0.25 16)/56]mol 5 (O) 0.25mol 7 n n     则两种化合物中,必有一种 (Fe) 5 (O) 7 n n  ,另一种 (Fe) 5 (O) 7 n n  ,故混合物是①或③,物质的量之 比为 1∶2 或 1∶1。 95．铁及其化合物应用广泛。 （1）三氯化铁是一种水处理剂，工业制备无水三氯化铁固体的部分流程如下图： ①检验副产品中含有 X 时，选用的试剂是 (填下列各项中序号)。 a．NaOH 溶液 b．KSCN 溶液 c．酸性 KMnO4溶液 d、铁粉 ②在吸收塔中，生成副产品 FeCl。的离子方程式为 （2）高铁酸钾(K2FeO4)也是一种优良的水处理剂，工业上，可用铁作阳极，电解 KOH 溶 液制备高铁酸钾。电解过程中，阳极的电极反应式为 ；电解一段时间后，若阳 极质量减少 28 g，则在此过程中，阴极析出的气体在标准状况下的体积为 L。 （3）硫化亚铁常用于工业废水的处理。 ①你认为，能否用硫化亚铁处理含 Cd 2+ 的工业废水? (填“能”或“否”)。请根据 沉淀溶解平衡的原理解释你的观点(用必要的文字和离子方程式说明)： (已知：25℃时，溶度积常数 Ksp(FeS)=6．310 -18 、Ksp(CdS)=3．610 -29 ) ② 工 业 上 处 理 含 Cd 2+ 废 水 还 可 以 采 用 加 碳 酸 钠 的 方 法 ， 反 应 如 下 ： 2Cd 2+ +2CO3 2- +H2O=Cd2(OH)2CO3 +A。则 A 的化学式为 。 【答案】（17 分） （1）（5分）①c（2 分）②2Fe 2+ +Cl2=2Fe 3+ +2Cl‾（3 分） （2）（5分）Fe—6e‾+8OH‾=FeO4 2‾+4H2O（3 分）33.6（2 分） （ 3 ）（ 7 分 ） ① 能 （ 1 分 ） CdS 比 FeS 更 难 溶 ， 可 发 生 沉 淀 转 化 Cd 2+ (aq)+FeS(s)=CdS(s)+Fe 2+ (aq)（3 分） ②CO2（3 分） 【解析】 试题分析：（1）①吸收剂 X 的作用是吸收未反应的 Cl2，生成 FeCl3，所以 X 为 FeCl2， 检验 FeCl3溶液中含有 FeCl2的试剂是酸性 KMnO4溶液，故 c 项正确。 ②Fe 作阳极失去电子生成 FeO4 2‾，用 KOH 溶液做电解质溶液，OH‾参加反应，所以阳极电 极方程式为：Fe—6e‾+8OH‾=FeO4 2‾+4H2O；阴极和阳极得失电子总数相等，所以对应关系 为：Fe ~ 6e‾ ~ 3H2 ，则 n(H2)=3n(Fe)=3×28g÷56g/mol=1.5mol，标准状况下的体积 为 33.6L。 （3）①因为 Ksp(CdS)小于 Ksp(FeS)，所以 CdS 比 FeS 更难溶，可发生沉淀转化 Cd 2+ (aq)+FeS(s)=CdS(s)+Fe 2+ (aq)，因此能用硫化亚铁处理含 Cd 2+ 的工业废水。 ②根据元素守恒，可知 A 为 CO2。 考点：本题考查化学工艺流程的分析、电解原理及计算、离子方程式的书写、沉淀溶解 平衡。 96．由冰铜（mCu2O·nFeS）冶炼得到粗铜，再以粗铜为原料制纯铜的流程如下： 请回答下列问题： （1）气体 X 是 。 （2）某研究性学习小组用熔渣 Y 与 CO 反应来制取 Fe。 ①请按气流由左到右的方向连接下列各装置，顺序为 A→________。 ②装置 C 的作用是________________。 ③在点燃 D 处的酒精灯前，应进行的操作是__________________。 （3）熔渣 Y中铁元素的价态有+2 价和+3 价，根据限选试剂，设计实验方案验证熔渣 Y 中有+2 价铁元素存在，写出有关实验操作、预期现象与结论。 限选试剂： 3 mol·L -1 H2SO4、6 mol·L -1 HNO3、3％ H2O2、0.01 mol·L -1 KMnO4、20％ KSCN。 。 （4）写出泡铜冶炼粗铜反应的化学方程式 。 （5）根据限选材料画出用粗铜提炼纯铜的装置图，并进行必要的标注。 限选材料：FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、粗铁、纯铁、粗铜、纯铜、烧杯、直流电源、导线。 【答案】（1）SO2 或二氧化硫（2 分） （2）E→B→C→D（全对 2 分） ②除去．．尾气中的 CO．．2． （2分） ③检验 CO（尾气）的纯度 （2 分） （3）①取少量熔渣 Y 于试管中，加入适量．．．．（经加热煮沸除氧）3．mol．．．·．L． -1．．H．2． SO．4． 溶液．．（1 分），加热充分溶解．．．．．．，反应后得 A 溶液（1 分）。②取少量 A 溶液，滴加．．1-2．．．滴．0.01．．．． mol．．．·．L． -1．．KMnO．．．．4． 溶液，．．．振荡（1 分），若溶液的紫红色褪去．．．．．（1 分），则说明熔渣 Y 中有+2 价铁元素存在。 （其他合理即给分） （4） 3Cu2O+2Al 6Cu+ Al2O3 （2 分） （5） （3 分，其中：装置 2 分，标注 1分） 【解析】 试题分析：（1）分析所给的冰铜化学式，其中 Cu 和 Fe 焙烧都生成固体氧化物，只有非 金属元素 S 焙烧会生成气体，所以气体 X 一定是 SO2。 （2）①熔渣 Y 是 Fe 的氧化物，用 CO 还原 Y 制备铁单质，从所给的反应装置来看，B 装置是反应制铁装置，通入 B中的 CO 气体不能含有 CO2 和 H2O 等杂质气体，因此在 A、 B 之间接上装置 E 除水；B 中反应出来的气体有生成的 CO2 和过量的 CO 有毒气体，除 CO 尾气可用燃烧法，但要注意 CO 的纯度，防止爆炸，要先用装置 C 除去尾气中的 CO2。 所以整个顺序就是 A→E→B→C→D。 ②装置 C 的作用是除去尾气中的 CO2。 ③点燃 D 处酒精灯除尾气时要验纯。 （3）熔渣 Y中的铁元素有+2 价和+3 价，所以当+2 价和+3 价 Fe 元素同时存在时，应该 选用高锰酸钾溶液检验其中的+2 价铁。 具体步骤：①取少量熔渣 Y 于试管中，加入适量．．．．（经加热煮沸除氧）3．mol．．．·．L． -1．．H．2． SO．4． 溶． 液．，加热充分溶解．．．．．．，反应后得 A 溶液。 ②取少量 A溶液，滴加．．1-2．．．滴．0.01．．．．mol．．．·．L． -1．．KMnO．．．．4． 溶液，．．．振荡，若溶液的紫红色褪去．．．．．， 则说明熔渣 Y 中有+2 价铁元素存在。 （4）泡铜冶炼粗铜是在高温条件下加入还原剂铝进行冶炼的，所以化学方程式为 3Cu2O+2Al 6Cu+ Al2O3 。 （5）电解精炼铜是教材中常提到的一个电化学内容，原理比较简单，所以用所提供的 材料画出该装置图示比较简单的，但要注意的是各标注要准确。所以图像是 考点：本题考查的是基础实验探究，多以装置连接、气体除杂、尾气吸收为主。 97．从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备 Al、K2SO4和 H2SO4的流程如下： 明矾焙烧的化学方程式为：4KAl(SO4)2·12H2O+3S＝2K2SO4 +2Al2O3+9SO2↑+48H2O 请回答下列问题： （1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是 。 （2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有 。 A．粉碎固体混合物 B．降低温度 C．不断搅拌 D．缩短浸泡时间 （3）从水浸后的滤液中得到 K2SO4晶体的方法是 。 （4）步骤③电解的化学方程式是 ，电解池的电极是用碳素材料做成， 电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是： 。 （5）以 Al 和 NiO(OH)为电极，NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池，放电时 NiO(OH) 转 化 为 Ni(OH)2 ， 则 该 电 池 的 正 极 电 极 反 应 式 是 。 （6）焙烧 a 吨明矾（摩尔质量为 b g/mol），若 SO2 的转化率为 96%，可生产质量分数 为 98％的 H2SO4质量为 吨(列出计算表达式)。 【答案】（1）KAl(SO4)2·12H2O（2 分） （2） AC （2 分，多选、错选 0 分） （3）蒸发结晶（2 分，“蒸发浓缩、冷却结晶”给 1分） （4） （2分） 阳极中碳被氧化成 CO2（CO） （2分，用化学方程式表示也可，如： C＋O2 高温 CO2或 2C＋O2 高温 2CO ，条件用加热或 970℃也可） （5）NiO(OH)+H2O＋e － ＝Ni(OH)2＋OH － （2 分）http://w ww.xkb1．com （6） 9 98 / 96% 4 / 98% mol g mol a mol bg mol      或 b a216 （3分，不带单位不扣分，化简也可以） 【解析】 试题分析：（1）明矾的焙烧已经给出了方程式，因此本题主要是考查氧化还原反应的特 征。该方程式中发生化合价变化的只有 S元素，明矾中的 S 元素一部分发生化合价降低， 而 S 单质的化合价升高，因此反应中的氧化剂是明矾（KAl(SO4)2·12H2O），还原剂是单 质 S。 （2）步骤②是水浸明矾焙烧后的固体混合物，因此要提高浸出率，往往需要增大接触 面积、充分溶解；因此粉碎固体混合物、不断搅拌都是可行的。 （3）焙烧后的固体混合物是 K2SO4 和 Al2O3，水浸后的溶液则是易溶于水的 K2SO4溶液， 所以要从单一组分的溶液中得到改溶质，可以直接蒸发结晶。 （4）氧化铝电解制备铝单质，该反应方程式为 ； 在电解反应中阴极还原得到单质铝，阳极得到 O2，由于阳极电极材料是 C 单质，所以 在高温环境下，碳素材料会被氧气氧化为 CO 或 CO2，从而导致阳极碳素电极受损，要 定期更换。 （5）以 Al 和 NiO(OH)为电极构成的碱性电池，首先判断出单质 Al 做负极，NiO(OH)为 正极；因此放电时正极得到电子被还原，从 Ni 的化合价变化可以得出得失电子数目， 所以充分运用电荷守恒、原子守恒，再结合反应环境可以的该正极的反应式为 NiO(OH)+H2O＋e － ＝Ni(OH)2＋OH － 。 （6）计算思路：计算明矾物质的量，根据方程式计算 SO2 的总物质的量，根据 S 原子 守恒 H2SO4 溶质的物质的量等于 96%的 SO2，把溶质 H2SO4 的物质的量转化为质量，再 用溶质 H2SO4 的质量除以质量分数求得 H2SO4 溶液的总质量。计算列式为 9 98 / 96% 4 / 98% mol g mol a mol bg mol      。 考点：本题考查的是比较简单的化学工艺流程题。 98．为证明 Fe 3+ 具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将 Cu片放入 0.5mol/L Fe(NO3)3 溶液中，观察到 Cu 片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到 Fe 3+ 具有较 强氧化性的结论。 乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO3)3溶液具有酸性，在此酸性条件下 NO3 - 也能氧化 Cu”，并设计实验进行探究。已知： 水解反应 平衡常数（K） Fe 3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H + 7.9 × 10 -4 Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+ 3.2 × 10-10 Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ 3.2 × 10-7 请回答：（1）稀硝酸和 Cu 反应的化学方程式为 。 （2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。 试剂：0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu 片、精密 pH 试纸（0.5～5.0）、硝酸钠溶液、稀盐 酸。 方案： 。 （3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用 pH 计监测溶液 pH 的变化，实验记录如下。 实验内容 实验现象 甲同学的实验方案 溶液逐渐变成蓝绿色， pH 略有上升 乙同学的实验方案 无明显现象，pH 没有明显变化。 ①据实验现象写出发生反应的离子方程式： 。 ②导致实验过程中溶液 pH 略有上升的可能原因是 。 ③解释乙同学的实验现象 。 （ 4 ） 请 你 设 计 更 简 便 可 行． ． ． ． ．的 实 验 方 案 ， 帮 助 甲 同 学 达 到 实 验 目 的： 。 【答案】（1）3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O （2 分） （2）测定硝酸铁溶液的 pH，再用硝酸钠溶液和稀盐酸配制成与硝酸铁溶液 PH 相同、 硝酸根离子浓度相同的溶液，将铜片加入到该溶液中，观察二者是否反应。（3 分） （3）①Cu + 2Fe 3+ = Cu 2+ + 2Fe 2+ （2分） ②Fe 3+ 变为 Cu 2+ 和 Fe 2+ ，水解能力下降（2 分） ③在此酸性条件下 NO3 - 不能氧化 Cu。（2分） （4）将铜片放入 0.5mol/L 氯化铁．．．溶液中（2分） 【解析】 试题分析：（1）稀硝酸和 Cu 反应的化学方程式为 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O （2）乙同学认为 Fe(NO3)3溶液具中的 NO3 - 也能氧化 Cu，据此设计对照实验，配制 pH 与 Fe(NO3)3溶液相同但只含 NO3 - 不能氧化 CuNO3 - 不含 Fe 3+ 的溶液即可，将铜放入该溶液中， 观察二者是否反应 （3）①根据丙同学的实验证明甲同学的结论是正确的，发生的离子反应方程式为 Cu + 2Fe 3+ = Cu 2+ + 2Fe 2+ ②根据水解反应的平衡常数知 Fe 3+ 水解程度最大，溶液的 pH 略有上 升，说明 Fe 3+ 变为 Cu 2+ 和 Fe 2+ 浓度减小，水解能力下降 ③乙同学的实验现象说明在 Fe(NO3)3溶液的酸性条件下，NO3 - 不能氧化 Cu （4）甲同学的实验中，NO3 - 造成干扰，将原溶液中的 NO3 - 换成其他易溶盐的酸根离子即 可证明 考点：考查铜与硝酸的反应，铁离子的氧化性，对实验现象的分析能力，设计实验的能 力 99．硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上可作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元 素的含量。实验步骤如下： 请回答下列问题： (1)步骤②加入过量 H2O2的目的是 。 (2)步骤③中反应的离子方程式为 。 (3)步骤④中的一系列操作依次为：过滤、 、灼烧、 、称量。 (4)若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为 g(用含 a 的代数式表示， 不用化简)。 (5)该小组有些同学认为用 KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。反应原理为： 5Fe 2＋ ＋MnO4 - ＋8H ＋ =5Fe 3＋ ＋Mn 2＋ ＋4H2O ①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的 KMnO4溶液 250 mL，配制时需要的仪器 除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器为 ； ②上述实验中的 KMnO4溶液需要酸化，可用于酸化的酸是 。 a．稀硝酸 b．稀硫酸 c．稀盐酸 d．浓硝酸 【答案】(1)将 Fe 2＋ 全部氧化为 Fe 3＋ (2)Fe 3＋ ＋3OH － =Fe(OH)3↓ (3)洗涤 冷却 (4)112a/1600 (5)①250 mL 容量瓶 ②b 【解析】该流程图中的实验原理是：用 H2O2将一定质量 FeSO4·7H2O 中的 Fe 2＋ 氧化为 Fe 3 ＋ ，然后加入碱溶液，将 Fe 3＋ 转化为 Fe(OH)3沉淀，经过一系列操作，得到 a g Fe2O3固 体，据此确定补血剂中铁元素的含量。 (1)为了保证 Fe 2＋ 被完全氧化为 Fe 3＋ 且使 Fe 3＋ 完全沉淀，实验中所加的 H2O2和碱溶液都 应是过量的。 (2)在步骤③中，Fe 3＋ 与加入的碱溶液反应生成 Fe(OH)3沉淀。 (3)在步骤④中，经过过滤得到 Fe(OH)3沉淀；为了除去沉淀中的杂质，要洗涤沉淀；然 后对沉淀进行充分灼烧；冷却后，称量所得到的 Fe2O3固体。 (4)10 片补血剂中一共含铁 112 160 a g，则每片补血剂中含铁 12 1600 a g。 (5)精确配制一定物质的量浓度的 KMnO4溶液 250 mL，还需要的最主要仪器是 250 mL 容 量瓶。高锰酸钾有强氧化性，能氧化盐酸，不能用盐酸酸化；硝酸有强氧化性，能氧化 Fe 2＋ ，也不能酸化高锰酸钾溶液；选用稀硫酸酸化较合适。 100．铝的阳极氧化是一种常用的金属表面处理技术，它能使铝的表面生成一层致密的 氧化膜，该氧化膜不溶于稀硫酸。 某化学研究小组在实验室中按下列步骤模拟铝表面“钝化”的产生过程。 (1)配制实验用的溶液。要配制 200 mL 密度为 1.2 g/cm 3 的溶质质量分数为 16%的 NaOH 溶液，需要称取________g NaOH 固体。 (2)把铝片浸入热的 16%的 NaOH 溶液中约半分钟左右洗去油污，除去表面的氧化膜，取 出用水冲洗，写出除去氧化膜的离子方程式：________。 (3)按下图组装好仪器，接通开关 K，通电约 25 min。在阳极生成氧化铝，阴极产生气 体。 写出该过程中的电极反应式： 阳极：_________________________________________； 阴极：_________________________________________。 (4)断开电路，取出铝片，用质量分数为 1%的稀氨水中和表面的酸液，再用水冲洗干净。 写出该过程发生反应的离子方程式：______________________。 【答案】(1)38.4 (2)Al2O3＋2OH － ＋3H2O=2[Al(OH)4] － (3)2Al＋3H2O－6e － =Al2O3＋6H ＋ ； 6H ＋ ＋6e － =3H2↑ (4)NH3·H2O＋H ＋ =NH4 + ＋H2O 【 解 析 】 (1)m[NaOH(aq)] ＝ ρV ＝ 200 mL×1.2 g/cm 3 ＝ 240 g ， m(NaOH) ＝ m[NaOH(aq)]·w(NaOH)＝240 g×16%＝38.4 g。(2)铝片表面的氧化膜为 Al2O3，是一种 两性氧化物，可与强碱反应生成偏铝酸盐和水。(3)阳极是 Al 失去电子，与 H2O 共同作 用转化成 Al2O3；阴极是电解质溶液中的 H ＋ 得到电子而转化成 H2。(4)NH3·H2O 属于弱碱， 写离子方程式时要写成化学式的形式。 101．下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图，结合铝生产的流程图解答下列各题： (1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是__________(填化学式)。石油 炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。 (2)氧化铝熔点高达 2 050 ℃，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措 施是_________________________________________________。 (3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生 这种现象的原因是： ____________________________(用化学方程式表示)。 (4) 工 业 上 制 取 金 属 镁 时 是 电 解 熔 融 MgCl2 ， 电 解 反 应 方 程 式 为 ____________________________，镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一 个用氯化物，一个用氧化物_____________________。 【答案】(1)Al2O3 碳素材料 (2)加入冰晶石(Na3AlF6)和少量 CaF2 (3)C＋O2 CO2 (4)MgCl2(熔融) 通电 Mg＋Cl2↑ 因为 MgO 熔点太高，MgCl2熔点低，电解 MgCl2耗能少。AlCl3是共价化合物，熔化时不 能发生电离 【解析】该题以工业冶炼金属铝为载体考查了原料的判断、原理的诠释以及能 量的合理利用。 (1)铝土矿的主要化学成分是 Al2O3，另外还有 SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O 等，电解前必须进 行提纯。石油炼制、煤的干馏的固体物质的成分为碳，具有导电性，可以作为阳极和阴 极材料。 (2)纯净 Al2O3的熔点很高，而其电解必须在熔融状态下进行，若采用纯净的 Al2O3进行 电解，则加热熔融需要耗费大量的能量，所以工业上采用加入冰晶石(Na3AlF6)和氟化钙 (CaF2)助熔。 (3)工业冶炼铝的关键操作是电解，电解时阳极发生氧化反应，熔融物中的 O 2－ 失电子， 生成 O2，在电解过程中阳极的材料碳逐渐与生成的氧气反应，在高温条件下生成 CO2。 (4)因为 MgCl2为离子化合物，熔融时能发生电离；AlCl3为共价化合物，熔融时不发生 电离；再者 MgO 熔点很高，很难熔化，耗能太大。 102．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民 生各个方面产生了深远的影响。请完成(1)～(3)题： (1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)与铁反应生成铜]。试写 出该反应的化学方程式： _____________________________。 (2) 铜 器 表 面 有 时 会 生 成 铜 绿 ， 请 写 出 生 成 铜 绿 的 化 学 方 程 式 ： ____________________________。 这层铜绿可以用化学方法除去，试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式： _________________________。 (3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为 什么铜常用于制造货币。 (铜的熔点是 1 183.4 ℃，铁的熔点是 1 534.8 ℃)_________________ ___________。 【答案】(1)Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu (2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O (3)选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，容易铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不 易被腐蚀 【解析】本题考查有关铜的冶炼方法、铜化合物的性质，同时考查了有关铜的 应用。一方面要注意铜的性质很稳定，不易发生化学反应。但又应知道这种 稳定性是相对的，在适宜条件下也会与一些物质反应。