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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年浙教版选修6化学上册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO;已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。实验装置如图所示:下列叙述正确的是。
A.装置e的作用是防倒吸B.根据图a的现象判断活塞K一定处于关闭状态C.实验结束时,先关闭活塞K,再熄灭酒精灯D.b、c、f中的试剂依次为饱和碳酸钠溶液、浓硫酸、银氨溶液2、我们的生活中处处充满了化学知识。下列做法不合理的是A.食醋除去暖水瓶中的薄层水垢B.生锈的铁链长时间浸泡在稀盐酸中除锈C.热的纯碱溶液洗涤餐具上的油污D.车船表面喷涂油漆以防生锈3、下列说法或基本操作合理的是A.准确量取25.00mL的液体可选用移液管、量筒或滴定管等量具B.蒸馏实验时若温度计的水银球低于支管口,则收集到的馏分沸点会偏高C.用分液漏斗分液时要经过振荡、放气、静置后,从上口倒出上层液体,再打开旋塞,将下层液体从下口放出D.用纸层析法分离Fe3+和Cu2+,由于Fe3+亲脂性更强,因此Fe3+随流动相移动的快些4、下列装置或操作不能达到实验目的的是A.比较Cl2、Fe3+、I2的氧化性B.制取Fe(OH)2C.证明铁生锈时空气参加反应D.检验装置的气密性5、在侯氏制碱过程中;下列图示装置和原理能达到实验目的的是。
。
A.制取氨气。
B.制取NaHCO3
C.分离NaHCO3
D.干燥NaHCO3
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、填空题(共1题,共2分)6、北京市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明:。产品标准
GB5461
产品等级
一级
配料
食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量(以I计)
20~50mg/kg
分装时期
分装企业
(1)碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应;配平化学方程式(将化学计量数填于空白处)
____KIO3+___KI+___H2SO4=___K2SO4+___I2+___H2O
(2)上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液,将I2还原;以回收四氯化碳。
①Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是_________________________________。
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为:
a.将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中;
b.加入适量Na2SO3稀溶液;
c.分离出下层液体。
以上设计中遗漏的操作及在上述步骤中的位置是______________________。
(3)已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。某学生测定食用精制盐的碘含量;其步骤为:
a.准确称取wg食盐;加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL;恰好反应完全。
①判断c中反应恰好完全依据的现象是______________________。
②b中反应所产生的I2的物质的量是___________mol。
③根据以上实验和包装袋说明,所测精制盐的碘含量是(以含w的代数式表示)
_______________________mg/kg。评卷人得分三、实验题(共8题,共16分)7、硝酸铁具有较强的氧化性;易溶于水,乙醇等,微溶于浓硝酸。可用于金属表面化学抛光剂。
(1)制备硝酸铁。
取100mL8mol·L-1硝酸于a中,取5.6g铁屑于b中;水浴保持反应温度不超过70℃。
①b中硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体。写出b中发生反应的离子方程式:_______。
②若用实验制得的硝酸铁溶液;获取硝酸铁晶体,应进行的操作是:将溶液小心加热浓缩;_________、___________,用浓硝酸洗涤、干燥。
(2)探究硝酸铁的性质。用硝酸铁晶体配制0.1mol·L-1硝酸铁溶液;溶液呈黄色,进行实验如下:
实验一:硝酸铁溶液与银反应:
i.测0.1mol·L-1硝酸铁溶液pH约等于1.6。
ii.将5mL0.1mol·L-1硝酸铁溶液加到有银镜的试管中;约1min银镜完全溶解。使银镜溶解的反应原理有两个反应:
a.Fe3+使银镜溶解b.NO3-使银镜溶解。
①证明Fe3+使银镜溶解;应辅助进行的实验操作是_________。
②用5mL__________溶液,加到有银镜的试管中,约1.2min银镜完全溶解。证明NO3-使银镜溶解。
③为进一步研究溶解过程,用5mLpH约等于1.6的0.05mol·L-1硫酸铁溶液;加到有银镜的试管中,约10min银镜完全溶解。
实验二:硝酸铁溶液与二氧化硫反应;用如图所示装置进行实验:
i.缓慢通入SO2;溶液液面上方出现红棕色气体,溶液仍呈黄色。
ii.继续持续通入SO2;溶液逐渐变为深棕色。
已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)
④步骤i反应开始时,以NO3-氧化SO2为主;理由是:_________。
⑤步骤ii后期反应的离子方程式是__________。
(3)由以上探究硝酸铁的性质实验得出的结论是__________。8、工业上可采用湿法技术从废印刷电路板中回收纯铜;其流程简图如下:
回答下列问题:
(1)开始时,将废电路板“粉碎”的目的是__________。“操作”的名称是_________________。
(2)某化学兴趣小组同学为探究“溶浸”过程中反应的实质;采用如图所示的装置,设计了如下对照实验。
序号实验名称实验步骤实验现象Ⅰ将铜片置于H2O2溶液中先向A中加入0.5g光亮的铜片,再通过B加入30%的H2O2溶液——————开始无明显现象,10小时后,溶液变为浅蓝色,铜表面附着一层蓝色固体Ⅱ将铜片置于硫酸酸化的H2O2溶液中再通过C加入8mL5mol/L
的稀硫酸开始铜片表面产生少量气泡,随着反应的进行,气泡越来越多,溶液颜色为蓝色,铜片表面保持光亮开始铜片表面产生少量气泡,随着反应的进行,气泡越来越多,溶液颜色为蓝色,铜片表面保持光亮Ⅲ将铜片置于有氨水的H2O2溶液中再快速通过C加入8mL5mol/L的氨水立即产生大量的气泡,溶液颜色变为深蓝色,铜片表面有一层蓝色固体附着,产生的气体能使带火星的木条复燃立即产生大量的气泡,溶液颜色变为深蓝色,铜片表面有一层蓝色固体附着,产生的气体能使带火星的木条复燃Ⅳ将铜片置于加有氨水和NH4Cl的H2O2溶液中先向A中加入0.5g光亮的铜片和0.2gNH4Cl固体,再通过B加入30%的H2O2溶液再快速通过C加入8mL5mol/L的氨水立即产生大量的气泡,______,铜片表面依然保持光亮
①仪器A的名称为______________________。
②实验Ⅰ中反应的化学方程式为___________________________。
③实验Ⅱ中产生的气体是________(写化学式),实验Ⅱ比实验Ⅰ现象明显的原因是__________。
④实验Ⅲ中“溶液颜色变为深蓝色”所发生反应的离子方程式为________________。
⑤实验Ⅳ中空格处实验现象为__________,加入NH4Cl的作用是______________。9、某校学习小组的同学设计实验,制备(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O并探究其分解规律。实验步骤如下:
Ⅰ.称取7.0g工业废铁粉放入烧杯中,先用热的Na2CO3溶液洗涤;再水洗,最后干燥。
Ⅱ.称取6.0g上述处理后的铁粉加入25mL某浓度硫酸中加热;加热过程中不断补充蒸馏水,至反应充分。
Ⅲ.冷却;过滤并洗涤过量的铁粉;干燥后称量铁粉的质量。
Ⅳ.向步骤Ⅲ的滤液中加入适量(NH4)2SO4晶体,搅拌至晶体完全溶解,经一系列操作得干燥纯净的(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O。
V.将(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O脱水得(NH4)2Fe(SO4)2;并进行热分解实验。
已知在不同温度下FeSO4•7H2O的溶解度如表:。温度(℃)1103050溶解度(g)14.017.025.033.0
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ用热的Na2CO3溶液洗涤工业废铁粉的目的是__,步骤Ⅱ中设计铁粉过量,是为了__,加热反应过程中需不断补充蒸馏水的目的是__。
(2)步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量,是为了__。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2分解的气态产物可能有N2、NH3、SO2、SO3及水蒸气;用下列装置检验部分产物。
①检验气态产物中的SO2和SO3时,装置连接顺序依次为__(气流从左至右);C中盛放的试剂为__。
②装置A的作用是__。
③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁,需用到的试剂为__。10、某同学模拟工业制碘的方法,探究ClO3-和I-的反应规律。实验操作及现象如下:
。实验及试剂。
编号。
无色NaClO3溶液用量。
试管中溶液颜色。
淀粉KI试纸颜色。
1
0.05mL
浅黄色。
无色。
2
0.20mL
深黄色。
无色。
无色。
3
0.25mL
浅黄色。
蓝色。
蓝色。
4
0.30mL
无色。
蓝色。
蓝色。
(1)取实验2后的溶液;进行如下实验:
经检验,上述白色沉淀是AgCl。写出加入0.20mLNaClO3后,溶液中ClO3-和I-发生反应的离子方程式____________。
(2)查阅资料:一定条件下,I-和I2都可以被氧化成IO3-。
作出假设:NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO3溶液与(1)中的反应产物继续反应,同时生成Cl2;反应的离子方程式是______________________。
进行实验:取少量实验4中的无色溶液进行以下实验,进一步佐证其中含有IO3-。其中试剂X可以是_________(填字母序号)。
a.碘水b.KMnO4溶液c.NaHSO3溶液。
获得结论:NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色。
(3)小组同学继续实验;通过改变实验4中硫酸溶液的用量,获得如下实验结果:
。编号。
6.0mol·L-1H2SO4溶液用量。
试管中溶液颜色。
淀粉KI试纸颜色。
5
0.25mL
浅黄色。
无色。
6
0.85mL
无色。
蓝色。
①对比实验4和5;可以获得的结论是______________________。
②实验6中ClO3-和I-反应的离子方程式是______________________。11、某实验小组学习过氧化钠与水的反应时;向滴有酚酞的水中加入过氧化钠,发现溶液先变红后褪色,对此产生兴趣并进行研究。
(1)写出Na2O2与水反应的化学方程式:______。
(2)甲同学查阅资料:红色褪去的原因是H2O2在碱性条件下氧化了酚酞。
①甲同学通过实验证实了Na2O2与水反应所得溶液中有较多的H2O2:取少量反应所得溶液,加入试剂______(填化学式);有气体产生。
②甲同学利用3%H2O2溶液、酚酞试液、1mol·L-1NaOH溶液,证实了碱性条件是必需的。操作现象实验1向2mL3%H2O2溶液中加入3滴酚酞试液,振荡,静置5min,再加入5滴1mol·L-1NaOH溶液观察到______。
(3)为了更深入地了解该原理,甲同学继续查阅资料,发现H2O2溶液中相关微粒的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。
据此,甲同学设计实验2继续研究:。操作现象实验2i.配制20mL3%H2O2与NaOH的混合溶液;调节pH分别为10~14。
ii.滴入3滴酚酞试液,搅拌后静置,记录酚酞完全褪色的时间得到如图所示实验结果:
甲同学由此提出假设I:溶液褪色的主要原因是酚酞被HO氧化,请结合化学反应速率和化学平衡的相关知识解释此假设:_____。
(4)乙同学查阅资料,发现酚酞(以H2L表示)在不同pH条件下存在多种结构之间的变化:
由此提出,甲同学实验2中pH˃13时红色褪去的原因还存在假设II:_____。
(5)针对假设I、II,小组同学设计了如下实验:。试剂加入顺序现象实验3i.烧杯中加入10mL2mol·L-1NaOH溶液、8mLH2O
ii.加入3滴酚酞试液溶液变红,然后褪色iii.搅拌、静置后加入2mL30%H2O2溶液__________iv.向褪色后的溶液中加入盐酸调节pH至12溶液变红,然后褪色溶液变红,然后褪色实验4i.烧杯中加入10mL2mol·L-1NaOH溶液、8mLH2O
ii.加入2mL30%H2O2溶液。
iii.搅拌、静置后加入3滴酚酞试液溶液变红,然后褪色iv.向褪色后的溶液中加入盐酸调节pH至12不变红不变红
①与L2-和HL-相比较,L(OH)比前两者更_____被氧化(填“难”或“易”)。
②实验3中调节pH至12,溶液变红然后褪色的原因是:_____。
③根据实验得出结论:甲同学实验2中pH˃13时红色褪去的主要原因是_____(填“假设I”或“假设II”),请依据实验现象阐述理由:_____。12、硝酸铁具有较强的氧化性;易溶于水,乙醇等,微溶于浓硝酸。可用于金属表面化学抛光剂。
(1)制备硝酸铁。
取100mL8mol·L-1硝酸于a中,取5.6g铁屑于b中;水浴保持反应温度不超过70℃。
①b中硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体。写出b中发生反应的离子方程式:_______。
②若用实验制得的硝酸铁溶液;获取硝酸铁晶体,应进行的操作是:将溶液小心加热浓缩;_________、___________,用浓硝酸洗涤、干燥。
(2)探究硝酸铁的性质。用硝酸铁晶体配制0.1mol·L-1硝酸铁溶液;溶液呈黄色,进行实验如下:
实验一:硝酸铁溶液与银反应:
i.测0.1mol·L-1硝酸铁溶液pH约等于1.6。
ii.将5mL0.1mol·L-1硝酸铁溶液加到有银镜的试管中;约1min银镜完全溶解。使银镜溶解的反应原理有两个反应:
a.Fe3+使银镜溶解b.NO3-使银镜溶解。
①证明Fe3+使银镜溶解;应辅助进行的实验操作是_________。
②用5mL__________溶液,加到有银镜的试管中,约1.2min银镜完全溶解。证明NO3-使银镜溶解。
③为进一步研究溶解过程,用5mLpH约等于1.6的0.05mol·L-1硫酸铁溶液;加到有银镜的试管中,约10min银镜完全溶解。
实验二:硝酸铁溶液与二氧化硫反应;用如图所示装置进行实验:
i.缓慢通入SO2;溶液液面上方出现红棕色气体,溶液仍呈黄色。
ii.继续持续通入SO2;溶液逐渐变为深棕色。
已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)
④步骤i反应开始时,以NO3-氧化SO2为主;理由是:_________。
⑤步骤ii后期反应的离子方程式是__________。
(3)由以上探究硝酸铁的性质实验得出的结论是__________。13、某实验小组学习过氧化钠与水的反应时;向滴有酚酞的水中加入过氧化钠,发现溶液先变红后褪色,对此产生兴趣并进行研究。
(1)写出Na2O2与水反应的化学方程式:______。
(2)甲同学查阅资料:红色褪去的原因是H2O2在碱性条件下氧化了酚酞。
①甲同学通过实验证实了Na2O2与水反应所得溶液中有较多的H2O2:取少量反应所得溶液,加入试剂______(填化学式);有气体产生。
②甲同学利用3%H2O2溶液、酚酞试液、1mol·L-1NaOH溶液,证实了碱性条件是必需的。操作现象实验1向2mL3%H2O2溶液中加入3滴酚酞试液,振荡,静置5min,再加入5滴1mol·L-1NaOH溶液观察到______。
(3)为了更深入地了解该原理,甲同学继续查阅资料,发现H2O2溶液中相关微粒的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。
据此,甲同学设计实验2继续研究:。操作现象实验2i.配制20mL3%H2O2与NaOH的混合溶液;调节pH分别为10~14。
ii.滴入3滴酚酞试液,搅拌后静置,记录酚酞完全褪色的时间得到如图所示实验结果:
甲同学由此提出假设I:溶液褪色的主要原因是酚酞被HO氧化,请结合化学反应速率和化学平衡的相关知识解释此假设:_____。
(4)乙同学查阅资料,发现酚酞(以H2L表示)在不同pH条件下存在多种结构之间的变化:
由此提出,甲同学实验2中pH˃13时红色褪去的原因还存在假设II:_____。
(5)针对假设I、II,小组同学设计了如下实验:。试剂加入顺序现象实验3i.烧杯中加入10mL2mol·L-1NaOH溶液、8mLH2O
ii.加入3滴酚酞试液溶液变红,然后褪色iii.搅拌、静置后加入2mL30%H2O2溶液__________iv.向褪色后的溶液中加入盐酸调节pH至12溶液变红,然后褪色溶液变红,然后褪色实验4i.烧杯中加入10mL2mol·L-1NaOH溶液、8mLH2O
ii.加入2mL30%H2O2溶液。
iii.搅拌、静置后加入3滴酚酞试液溶液变红,然后褪色iv.向褪色后的溶液中加入盐酸调节pH至12不变红不变红
①与L2-和HL-相比较,L(OH)比前两者更_____被氧化(填“难”或“易”)。
②实验3中调节pH至12,溶液变红然后褪色的原因是:_____。
③根据实验得出结论:甲同学实验2中pH˃13时红色褪去的主要原因是_____(填“假设I”或“假设II”),请依据实验现象阐述理由:_____。14、实验室按照图1所示装置制备氯酸钾;氯水并进行有关探究实验。
Ⅰ实验一制取氯酸钾和氯水。
(1)A中发生反应的化学方程式是_____________。
(2)制备KClO3需在70℃~80℃进行,写出制备KClO3的离子方程式______。
(3)装置C的作用是_____。
(4)KCl和KClO3的溶解度如图2所示。反应结束后,将装置B中的溶液放到冰水浴中,20秒后会析出较多晶体X。这样做是因为________(选填a、b;c):
a.KClO3溶解度受温度影响较大而KCl溶解度受温度影响较小。
b.0℃时,KClO3溶解度比KCl小。
c.溶液中的溶质主要是KClO3
所以在冷却过程中晶体X会沉淀析出;X的化学式是_______。
(5)上一步操作会不可避免地使另一种物质同时析出;因此要获得较纯净的X,需要进行的具体的操作步骤是_________________。
Ⅱ实验二氯酸钾性质研究。
(6)在不同条件下KClO3可将KI氧化为不同的产物。该小组设计了如下实验;研究反应条件对反应产物的影响(实验在室温下进行):
。
0.20mol·LKI/mL
KClO3(s)/g
6.0mol·L-1H2SO4/mL
蒸馏水/mL
试管1
1.0
0.10
0
9.0
试管2
1.0
0.10
3.0
6.0
①该实验的实验目的是__。
②设计试管1实验的作用是_____。
③实验后发现,试管2中产生黄色溶液,该同学预测KI被氧化为I2。用离子方程式表示该同学的预测____________;请设计2种实验方案验证该预测正确(从加入试剂、现象、结论等方面描述)______________。评卷人得分四、工业流程题(共2题,共18分)15、以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O);其主要工艺流程如图:
查阅资料得知:在碱性条件下,某些氧化剂能将Cr3+转化为回答下列问题:
(1)为了提高铬铁矿中Cr3+的浸出率,可采取的措施有(任填两项):______、_______。
(2)实验室中操作①②中用到的硅酸盐类的主要仪器除烧杯外还有______(填仪器名称)。
(3)固体A中含有的物质是________,固体C中含有的物质是_______。
(4)写出溶液D转化为溶液E过程中反应的离子反应方程式_______。
(5)酸化过程是使转化为写出该反应的离子方程式________。
(6)将溶液F经过下列操作,______,______,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠。16、氯酸镁Mg(ClO3)2常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有____________。
(2)加入BaCl2的目的是___________,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为____________。
(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为____________。
(4)再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为____________:
①蒸发结晶;②趁热过滤;洗涤;③将滤液冷却结晶;④过滤、洗涤。
(5)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定(已知Mg(ClO3)2·6H2O的摩尔质量为299g/mol)
步骤1:准确称量3.50g产品配成100mL溶液。
步骤2:取10.00mL溶液于锥形瓶中,加入10.00mL稀硫酸和20.00mL1.000mol·L-1的FeSO4溶液;微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100mol/LK2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点。
①此反应的离子方程式为:_____________________________________________。
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00mL。
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数_________________________________。评卷人得分五、计算题(共4题,共12分)17、黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸的主要原料。高温时,黄铁矿在空气中煅烧[设空气中V(N2)∶V(O2)=4∶1且不含其他气体],可发生下列反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。根据题意完成下列计算:
(1)若把2.00g某黄铁矿试样在足量空气中充分灼烧后(杂质不反应、不挥发),得到1.56g残渣,则该黄铁矿的纯度为________________。
(2)煅烧70t黄铁矿(含硫35%,杂质不含硫且不反应)生产出72.8t硫酸铵。若黄铁矿制取硫酸时的利用率为80%,则在制取硫酸铵时硫酸的利用率为____________(答案保留两位小数)。
(3)为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量空气,当空气过量20%时,煅烧后的混合气体平均相对分子质量为_____________(答案保留两位小数)。
(4)硫酸工业的尾气可以使用氨水进行吸收,既防止了有害物质的排放,也同时生产副产品氮肥。已知吸收尾气后的氨水全部转化为铵盐。取两份相同体积的铵盐溶液,一份中加入足量硫酸,产生0.09molSO2(假设气体已全部逸出,下同);另一份中加入足量Ba(OH)2,产生0.16molNH3,同时得到21.86g沉淀。通过计算,求铵盐溶液中各溶质成分与物质的量浓度之比。_________________18、实验室利用铜屑;硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸;用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%);置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2%;
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体;慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶;析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)19、黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸的主要原料。高温时,黄铁矿在空气中煅烧[设空气中V(N2)∶V(O2)=4∶1且不含其他气体],可发生下列反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。根据题意完成下列计算:
(1)若把2.00g某黄铁矿试样在足量空气中充分灼烧后(杂质不反应、不挥发),得到1.56g残渣,则该黄铁矿的纯度为________________。
(2)煅烧70t黄铁矿(含硫35%,杂质不含硫且不反应)生产出72.8t硫酸铵。若黄铁矿制取硫酸时的利用率为80%,则在制取硫酸铵时硫酸的利用率为____________(答案保留两位小数)。
(3)为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量空气,当空气过量20%时,煅烧后的混合气体平均相对分子质量为_____________(答案保留两位小数)。
(4)硫酸工业的尾气可以使用氨水进行吸收,既防止了有害物质的排放,也同时生产副产品氮肥。已知吸收尾气后的氨水全部转化为铵盐。取两份相同体积的铵盐溶液,一份中加入足量硫酸,产生0.09molSO2(假设气体已全部逸出,下同);另一份中加入足量Ba(OH)2,产生0.16molNH3,同时得到21.86g沉淀。通过计算,求铵盐溶液中各溶质成分与物质的量浓度之比。_________________20、实验室利用铜屑;硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸;用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%);置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2%;
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体;慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶;析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】【分析】
装置a为二氧化碳的制备装置,装置b中盛有饱和碳酸氢钠溶液,用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,装置c中盛有浓硫酸,用于干燥二氧化碳,装置d为CO2和锌粒共热反应装置,装置e为利用二氧化碳的密度大于空气,用于分离二氧化碳和一氧化碳,装置f中盛有银氨溶液,用于验证CO2和锌粒反应是否生成CO。
【详解】
A项;装置e为利用二氧化碳的密度大于空气;用于分离二氧化碳和一氧化碳,故A错误;
B项;由图可知;在二氧化碳产生的气压作用下,装置a中碳酸钙和盐酸处于分离状态,说明活塞K一定处于关闭状态,故B正确;
C项;为防止产生倒吸;实验结束时,应先熄灭酒精灯,继续通入二氧化碳,再关闭活塞K,故C错误;
D项、装置b;c、f中的试剂依次为饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸和银氨溶液;故D错误;
故选B。
【点睛】
装置a中碳酸钙和盐酸处于分离状态是判断活塞K一定处于关闭状态的依据,也是解答易错点。2、B【分析】【详解】
A.水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁;能与醋酸反应生成易溶于水的醋酸钙和醋酸镁,从而除去水垢,故A正确;
B.铁锈的主要成分是氧化铁;生锈的铁链长时间浸泡在稀盐酸中,氧化铁与稀盐酸反应完,铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不能长时间浸泡在稀盐酸中,故选项说法错误;
C.纯碱溶液具有清洗油污的作用;故C正确;
D.在车船表面喷涂油漆能使铁与氧气或水隔绝;破坏了生锈的条件,能起到防锈的作用,故D正确;
故选B。3、D【分析】【详解】
A.准确量取25.00mL的液体可选用移液管;滴定管等量具;但不可选用量筒,因为常见的较精确的量筒只能记录到小数点后一位有效数值,A不合理;
B.蒸馏实验中;蒸馏烧瓶从下而上温度逐渐降低,若温度计的水银球低于支管口,则收集到的馏分的沸点会偏低,B不合理;
C.用分液漏斗分液时要经过振荡;放气、静置;待液体分层后,将分液漏斗颈上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准分液漏斗上的小孔,打开分液漏斗下面的活塞将下层液体从下口放出,然后关闭活塞,将上层液体从上口倾倒出来,C不合理;
D.用纸层析法分离Fe3+和Cu2+,由于Fe3+亲脂性更强,则Fe3+在流动相中分配得多一些;随流动相移动的速度就快一些,D合理;
答案选D。4、B【分析】【详解】
试题分析:A、依据图中的操作,通入氯气会先和碘离子反应生成碘单质,然后再氧化亚铁离子生成三价铁离子,碘离子的还原性大于二价铁离子,说明三价铁离子的氧化性比碘单质强,可以比较氯气和Fe3+,氯气和I2的氧化性;故A能达到目的;B;装置中铁和稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气,由于氢氧化亚铁很易被空气中的氧气氧化看不到白色沉淀的生成,所以必须先排净试管内的空气,再使硫酸亚铁和氢氧化钠反应,装置中盛硫酸的试管中导气管未伸入溶液,硫酸亚铁无法压入后面的试管与氢氧化钠反应,所以达不到实验目的,故B不能达到目的;C、铁生锈要有空气和一定的湿度才行,在水里和盐溶液里面除了满足上述两个条件以外,还有加速铁生锈的另一个重要因素电解质,由于电解质的存在会大大加快生锈的速度,含量越高就越快,这也是在盐水里面生锈最快的原因。食盐水是电解质,电解质加速铁生锈的速度,根据右面红墨水液面的变化可证明铁生锈空气参与反应,故C能达到目的;D、检查装置气密性可以采取“注水法”:首先关闭排气导管,从顶部漏斗口注水,当漏斗下端被水封闭后再注水,水面不下降,表明装置气密性好;如果水面下降,表明装置气密性差,故D能达到目的,答案选B。
考点:考查常见的实验操作,涉及氧化性强弱比较,氢氧化亚铁的制备,铁的腐蚀以及装置气密性检查5、C【分析】【分析】
【详解】
A.NH4Cl对热不稳定,受热易分解为NH3和HCl,在试管口遇冷会反应生成NH4Cl,故制备NH3不宜加热分解NH4Cl;A错误;
B.将CO2通入到NH3和食盐的饱和溶液中;要“长进短出”,B错误;
C.室温下,NaHCO3的溶解度较小,反应后以固体形态存在,故可以通过过滤分离出NaHCO3;C正确;
D.NaHCO3受热易分解;不能通过加热来干燥,且加热固体不能在烧杯中进行操作,D错误;
故选C。二、填空题(共1题,共2分)6、略
【分析】【分析】
(1)该反应中,KIO3中I元素化合价由+5价变为0价、KI中I元素化合价由-1价变为0价,根据转移电子相等配平方程式;
(2)①I2具有氧化性,能将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为I-;
②如果不振荡,二者反应不充分;
(3)①二者恰好反应时,溶液由蓝色恰好变为无色;
②根据I2+2S2O32-=2I-+S4O62-中碘和硫代硫酸钠之间的关系式计算但的物质的量;
③根据碘和食盐质量之比进行计算。
【详解】
(1)该反应中,KIO3中I元素化合价由+5价变为0价、KI中I元素化合价由-1价变为0价,转移电子总数为5,再结合原子守恒配平方程式为KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,故答案为:1;5;3;3;3;3;
(2)①I2具有氧化性,能将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为I-,离子方程式为I2+SO32-+H2O=2I-+SO42-+2H+,故答案为:I2+SO32-+H2O=2I-+SO42-+2H+;
②如果不振荡,二者反应不充分,所以在步骤b后,增加操作:将分液漏斗充分振荡后静置,故答案为:在步骤b后,增加操作:将分液漏斗充分振荡后静置;
(3)①碘遇淀粉试液变蓝色,如果碘完全反应,则溶液会由蓝色转化为无色,所以当溶液由蓝色转化为无色时说明反应完全,故答案为:溶液由蓝色恰好变为无色;
②设碘的物质的量为x,
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
1mol2mol
x1.00×10-3mol•L-1×0.024L
1mol:2mol=x:(1.00×10-3mol•L-1×0.024L)
x=
=1.2×10-5mol,
故答案为:1.2×10-5;
③根据KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O得n(I2)=(KIO3)=4×10-6mol,碘酸钾中碘的质量=4×10-6mol×127g/mol=0.508mg,
设每kg食盐中碘的质量为y,
则y:1000g=0.508mg:wg,
y==mg或mg。【解析】153333I2+SO32-+H2O2I-+SO42-+2H+在步骤b后,增加操作:将分液漏斗充分振荡后静置溶液由蓝色恰好变为无色1.0×10-54.2×102/w三、实验题(共8题,共16分)7、略
【分析】【分析】
(1)①硝酸与铁屑混合后;铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体,生成了硝酸铁;二氧化氮和水,据此写离子方程式;
②根据溶液提取晶体的操作回答;
(2)①如果Fe3+使银镜溶解,则铁的化合价降低变为Fe2+,证明Fe2+的存在即可;
②证明NO3-使银镜溶解;采用控制变量法操作;
④溶液液面上方出现红棕色气体;溶液仍呈黄色;
⑤根据继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色,已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色),有Fe2+的生成;
(3)总结实验一和实验二可知答案。
【详解】
(1)①硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体,生成了硝酸铁、二氧化氮和水,离子方程式为:Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O,故答案为:Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O;
②由硝酸铁溶液;获取硝酸铁晶体,应进行的操作是:将溶液小心加热浓缩;降温结晶、过滤、用浓硝酸洗涤、干燥,故答案为:降温结晶;过滤;
(2)①如果Fe3+使银镜溶解,则铁的化合价降低变为Fe2+,证明Fe2+的存用铁氰化钾溶液;有蓝色沉淀即可,故答案为:取反应后的溶液,加几滴铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀;
②证明NO3-使银镜溶解,采用控制变量法操作,即加入的为0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液,故答案为:0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液;
④实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成,故答案为:实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成;
⑤根据继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色,已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色),有Fe2+的生成,离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,故答案为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;
(3)总结实验一和实验二可知,在pH约等于1.60.1mol·L-1硝酸铁溶液中,Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主,故答案为:在pH约等于1.60.1mol·L-1硝酸铁溶液中,Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主。【解析】Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O降温结晶过滤取反应后的溶液,加几滴铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+在pH约等于1.60.1mol·L-1硝酸铁溶液中,Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主。8、略
【分析】【分析】
本实验目的是探究“溶浸”过程中反应的实质,根据工业流程可知,铜在H2O2、NH3·H2O、NH4Cl溶液的共同作用下可以生成[Cu(NH3)4]Cl2,根据元素的化合价变化可知该过程中Cu被双氧水氧化;对比实验I和Ⅱ可知,在酸性环境下铜表面没有蓝色固体,可推测该蓝色固体应为Cu(OH)2;同时酸性环境下,Cu与双氧水的反应速率更快;根据活泼性关系可知该过程不可能产生氢气,所以产生的气体是双氧水分解生成的氧气,气泡之所以越来越多,是生成的Cu2+起到了催化作用。
【详解】
(1)“粉碎”可以增大接触面积;使反应更加充分;废电路板中加入双氧水;氨气、氯化铵溶液,得到铜氨溶液和残渣,分离难溶性固体和溶液采用过滤方法,所以“操作”是过滤;
(2)①根据仪器A的结构特点可知其名称是三颈烧瓶;
②根据实验I的现象可知铜片被缓慢氧化,且生成Cu(OH)2,方程式为:Cu+H2O2=Cu(OH)2;
③根据分析可知实验Ⅱ中产生的气体是O2;酸性条件下提高了H2O2的氧化性;所以实验Ⅱ比实验Ⅰ现象明显;
④含铜离子的溶液呈蓝色,该实验中溶液颜色变为深蓝色,结合题目所给的工艺流程可知,加入氨水后溶液中生成[Cu(NH3)4]2+,根据元素守恒和电荷守恒可得离子方程式为:Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;
⑤根据实验Ⅲ的现象可知实验Ⅳ中溶液颜色也应变为深蓝色;根据实验Ⅰ和实验Ⅱ的对比可知酸性环境下没有蓝色固体生成,氯化铵水解使溶液显酸性,所以其作用是防止溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀。【解析】增大接触面积,使反应更充分过滤三颈烧瓶Cu+H2O2=Cu(OH)2O2酸性条件下提高了H2O2的氧化性Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O溶液颜色变为深蓝色防止溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀9、略
【分析】【分析】
(1)工业废铁粉中含有油脂,热的Na2CO3溶液显碱性可以洗涤油污;(2)根据目标产品NH4Fe(SO4)2分析需要硫酸铵与硫酸亚铁的比例关系;(3)①检验气态产物中的SO2和SO3时;要考虑检验气体的试剂及连接的顺序问题;③检验氧化物中是否含有二价铁,先将氧化物溶解,再检验。
【详解】
(1)用热的Na2CO3溶液洗涤工业废铁粉表面油脂,;再搅拌过程中Fe2+可能会被氧气氧化为Fe3+,步骤Ⅱ中设计铁粉过量,把Fe3+还原变为Fe2+;在加热的过程中水会不断减少;可能会造成硫酸亚铁固体的析出,造成损失,所以不断补充蒸馏水维持溶液体积;
答案:除去油污;防止Fe2+被氧化;保持溶液的体积;防止硫酸亚铁析出,减少损失;
(2)步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量,计算出生成硫酸亚铁的物质的量,根据硫酸亚铁和硫酸铵反应生成NH4Fe(SO4)2;
答案:计算加入硫酸铵晶体的质量。
(3)①检验气态产物中的SO2和SO3时,A中的NaOH溶液适用于吸收尾气SO2,B中的品红溶液适用于检验SO2,明显仅剩C装置用于检验SO3,但不能影响二氧化硫,那么用盐酸酸化的氯化钡溶液来检验SO3比较合理,同时避免二氧化硫溶解,由于考虑SO3会溶于水中,所以先检验SO2,再检验SO3,最后进行尾气吸收,综合考虑连接顺序为
②装置A的作用是吸收尾气SO2;避免污染环境;
③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁;先将氧化物溶解,用硫酸溶解,再滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀或滴加酸性高锰酸钾溶液,紫红色褪去,证明有二价铁;
答案:盐酸酸化的氯化钡溶液;处理尾气;避免污染环境;稀硫酸和铁氰化钾溶液或稀硫酸和酸性高锰酸钾溶液。
【点睛】
一般工业使用的金属表面会有防锈油脂,热的Na2CO3溶液显碱性可以洗涤油污;对于原料的加入我们一般是要有估算的,要根据产品化学式的原子比例来估算原料的加入量;检验固体中的离子时,要是固体本身溶于水可直接加水溶解即可,要是难溶于水,可根据固体性质加入酸溶液或碱溶液等其他不干扰检验的溶液进行溶解。【解析】除去油污防止Fe2+被氧化保持溶液的体积,防止硫酸亚铁析出,减少损失计算加入硫酸铵晶体的质量盐酸酸化的氯化钡溶液吸收尾气SO2,避免污染环境稀硫酸和铁氰化钾溶液或稀硫酸和酸性高锰酸钾溶液10、略
【分析】【分析】
实验1中,无色NaClO3用量少,试管中溶液呈浅黄色,KI试纸为无色,则表明试管中生成I2,但没有Cl2生成。实验2中,无色NaClO3用量增多,试管中溶液呈深黄色,KI试纸为无色,则表明试管中生成I2的量增多,但仍没有Cl2生成。实验3中,继续增加NaClO3用量,试管中溶液呈浅黄色,KI试纸为蓝色,则表明试管中生成I2的量不多,但有Cl2生成。
实验4中,继续增加NaClO3用量,试管中溶液呈无色,KI试纸为蓝色,则表明试管中生成I2又被氧化为IO3-,但有Cl2生成。
【详解】
(1)从实验现象看,加入0.20mLNaClO3后,溶液中ClO3-和I-发生反应,生成I2和Cl-等。离子方程式ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。答案为:ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O;
(2)NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO3溶液与(1)中的反应产物I2继续反应,生成IO3-,同时生成Cl2,反应的离子方程式是2ClO3-+I2=Cl2↑+2IO3-。答案为:2ClO3-+I2=Cl2↑+2IO3-;
取少量实验4中的无色溶液进行以下实验,进一步佐证其中含有IO3-。其中试剂X应具有还原性,可将IO3-还原为I2,所以X可以是NaHSO3溶液;故选c。答案为:c;
(3)①实验5是在实验4的基础上减少硫酸的用量,溶液由无色变为浅黄色,试纸由蓝色变为无色,则表明有I2生成但不生成Cl2,可以获得的结论是H+(或H2SO4)的用量少时,ClO3-和I-的反应生成I2,H+(或H2SO4)的用量多时,ClO3-和I-的反应生成IO3-。答案为:H+(或H2SO4)的用量少时,ClO3-和I-的反应生成I2,H+(或H2SO4)的用量多时,ClO3-和I-的反应生成IO3-;
②实验6中,增加硫酸用量,溶液无色,试纸变蓝,则表明ClO3-和I-反应,最终生成Cl2和IO3-,离子方程式是6ClO3-+5I-+6H+=3Cl2↑+5IO3-+3H2O。答案为6ClO3-+5I-+6H+=3Cl2↑+5IO3-+3H2O。
【点睛】
从以上实验可以看出,溶液中ClO3-可将I-氧化为I2,若ClO3-足量,可将I2进一步氧化为IO3-;溶液酸性增强时,有利用于ClO3-与I-反应生成Cl2。【解析】ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O2ClO3-+I2=Cl2↑+2IO3-cH+(或H2SO4)的用量少时,ClO3-和I-的反应生成I2,H+(或H2SO4)的用量多时,ClO3-和I-的反应生成IO3-。6ClO3-+5I-+6H+=3Cl2↑+5IO3-+3H2O11、略
【分析】【分析】
Na2O2与水反应生成氢氧化钠和水;反应实质是生成了双氧水,双氧水在二氧化锰催化剂作用下快速反应生成气体;溶液褪色提出假设,并对提出的假设进行用实验来验证。
【详解】
⑴Na2O2与水反应生成氢氧化钠和水,其化学方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;故答案为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
⑵①甲同学通过实验证实了Na2O2与水反应所得溶液中有较多的H2O2,利用双氧水在二氧化锰催化剂作用下迅速反应放出大量气泡,因此取少量反应所得溶液,加入试剂MnO2,有气体产生;故答案为:MnO2;
②甲同学利用3%H2O2溶液、酚酞试液、1mol·L-1NaOH溶液;证实了碱性条件是必需的,实验1在碱性条件下反应,得到的现象为红色褪色;故答案为:红色褪色;
⑶甲同学由此提出假设I:溶液褪色的主要原因是酚酞被HO氧化,H2O2H++HO加入NaOH溶液,消耗电离出的氢离子,平衡正向移动,HO浓度增大,酚酞被HO氧化速率增大;故答案为:H2O2H++HO加入NaOH溶液,消耗电离出的氢离子,平衡正向移动,HO浓度增大,酚酞被HO氧化速率增大;
⑷由此提出,甲同学实验2中pH>13时红色褪去的原因还存在假设II:溶液褪色的主要原因是酚酞以L(OH)3−形式存在;故答案为:溶液褪色的主要原因是酚酞以L(OH)3−形式存在。
⑸根据实验3和实验4对比得出实验3中iii.搅拌、静置后加入2mL30%H2O2溶液,溶液pH小于13,溶液变为红色,后酚酞被HO氧化而褪色;因此现象为溶液变红,然后褪色;故答案为:溶液变红,然后褪色;
①根据实验3和实验4分析,实验3中酚酞主要以L2−和HL-形式存在,加双氧水,溶液变红,然后褪色,再加盐酸调节pH至12,溶液变红,然后褪色,而实验4盐酸调节pH至12,不变红,说明L(OH)比前两者更难被氧化;故答案为:难;
②实验3中调节pH至12,溶液变红然后褪色的原因是:酚酞在pH=12时,溶液由于NaOH而呈红色,后来酚酞在pH=12时被HO氧化而褪色;故答案为:酚酞在pH=12时,溶液由于NaOH而呈红色,后来酚酞在pH=12时被HO氧化而褪色。
③根据实验得出结论:甲同学实验2中pH>13时红色褪去的主要原因是假设I,根据酚酞在不同pH值的存在状态及颜色,排除pH>13酚酞以L(OH)3−形式存在而褪色,则说明褪色是由于酚酞被HO氧化而褪色;故答案为:假设I;根据酚酞在不同pH值的存在状态及颜色,排除pH>13酚酞以L(OH)3−形式存在而褪色,则说明褪色是由于酚酞被HO氧化而褪色。
【点睛】
化学实验是常考题型,主要考查学生动手实验操作的能力、分析问题、解决问题的能力。【解析】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑MnO2红色褪色H2O2H++HO加入NaOH溶液,消耗电离出的氢离子,平衡正向移动,HO浓度增大,酚酞被HO氧化速率增大溶液褪色的主要原因是酚酞以L(OH)3−形式存在溶液变红,然后褪色难酚酞在pH=12时,溶液由于NaOH而呈红色,后来酚酞在pH=12时被HO氧化而褪色假设I根据酚酞在不同pH值的存在状态及颜色,排除pH>13酚酞以L(OH)3−形式存在而褪色,则说明褪色是由于酚酞被HO氧化而褪色12、略
【分析】【分析】
(1)①硝酸与铁屑混合后;铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体,生成了硝酸铁;二氧化氮和水,据此写离子方程式;
②根据溶液提取晶体的操作回答;
(2)①如果Fe3+使银镜溶解,则铁的化合价降低变为Fe2+,证明Fe2+的存在即可;
②证明NO3-使银镜溶解;采用控制变量法操作;
④溶液液面上方出现红棕色气体;溶液仍呈黄色;
⑤根据继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色,已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色),有Fe2+的生成;
(3)总结实验一和实验二可知答案。
【详解】
(1)①硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体,生成了硝酸铁、二氧化氮和水,离子方程式为:Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O,故答案为:Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O;
②由硝酸铁溶液;获取硝酸铁晶体,应进行的操作是:将溶液小心加热浓缩;降温结晶、过滤、用浓硝酸洗涤、干燥,故答案为:降温结晶;过滤;
(2)①如果Fe3+使银镜溶解,则铁的化合价降低变为Fe2+,证明Fe2+的存用铁氰化钾溶液;有蓝色沉淀即可,故答案为:取反应后的溶液,加几滴铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀;
②证明NO3-使银镜溶解,采用控制变量法操作,即加入的为0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液,故答案为:0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液;
④实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成,故答案为:实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成;
⑤根据继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色,已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色),有Fe2+的生成,离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,故答案为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;
(3)总结实验一和实验二可知,在pH约等于1.60.1mol·L-1硝酸铁溶液中,Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主,故答案为:在pH约等于1.60.1mol·L-1硝酸铁溶液中,Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主。【解析】Fe+3NO3-+6H+=Fe3++3NO2↑+3H2O降温结晶过滤取反应后的溶液,加几滴铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀0.1mol·L-1硝酸钠和0.2mol·L-1硝酸的混合溶液或者pH约等于1.6的0.3mol·L-1硝酸钠和硝酸的混合溶液实验二的步骤i中未观察到溶液变为深棕色,说明没有Fe2+生成2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+在pH约等于1.60.1mol·L-1硝酸铁溶液中,Fe3+、NO3-都有氧化性,其中以NO3-氧化性为主。13、略
【分析】【分析】
Na2O2与水反应生成氢氧化钠和水;反应实质是生成了双氧水,双氧水在二氧化锰催化剂作用下快速反应生成气体;溶液褪色提出假设,并对提出的假设进行用实验来验证。
【详解】
⑴Na2O2与水反应生成氢氧化钠和水,其化学方程式:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;故答案为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
⑵①甲同学通过实验证实了Na2O2与水反应所得溶液中有较多的H2O2,利用双氧水在二氧化锰催化剂作用下迅速反应放出大量气泡,因此取少量反应所得溶液,加入试剂MnO2,有气体产生;故答案为:MnO2;
②甲同学利用3%H2O2溶液、酚酞试液、1mol·L-1NaOH溶液;证实了碱性条件是必需的,实验1在碱性条件下反应,得到的现象为红色褪色;故答案为:红色褪色;
⑶甲同学由此提出假设I:溶液褪色的主要原因是酚酞被HO氧化,H2O2H++HO加入NaOH溶液,消耗电离出的氢离子,平衡正向移动,HO浓度增大,酚酞被HO氧化速率增大;故答案为:H2O2H++HO加入NaOH溶液,消耗电离出的氢离子,平衡正向移动,HO浓度增大,酚酞被HO氧化速率增大;
⑷由此提出,甲同学实验2中pH>13时红色褪去的原因还存在假设II:溶液褪色的主要原因是酚酞以L(OH)3−形式存在;故答案为:溶液褪色的主要原因是酚酞以L(OH)3−形式存在。
⑸根据实验3和实验4对比得出实验3中iii.搅拌、静置后加入2mL30%H2O2溶液,溶液pH小于13,溶液变为红色,后酚酞被HO氧化而褪色;因此现象为溶液变红,然后褪色;故答案为:溶液变红,然后褪色;
①根据实验3和实验4分析,实验3中酚酞主要以L2−和HL-形式存在,加双氧水,溶液变红,然后褪色,再加盐酸调节pH至12,溶液变红,然后褪色,而实验4盐酸调节pH至12,不变红,说明L(OH)比前两者更难被氧化;故答案为:难;
②实验3中调节pH至12,溶液变红然后褪色的原因是:酚酞在pH=12时,溶液由于NaOH而呈红色,后来酚酞在pH=12时被HO氧化而褪色;故答案为:酚酞在pH=12时,溶液由于NaOH而呈红色,后来酚酞在pH=12时被HO氧化而褪色。
③根据实验得出结论:甲同学实验2中pH>13时红色褪去的主要原因是假设I,根据酚酞在不同pH值的存在状态及颜色,排除pH>13酚酞以L(OH)3−形式存在而褪色,则说明褪色是由于酚酞被HO氧化而褪色;故答案为:假设I;根据酚酞在不同pH值的存在状态及颜色,排除pH>13酚酞以L(OH)3−形式存在而褪色,则说明褪色是由于酚酞被HO氧化而褪色。
【点睛】
化学实验是常考题型,主要考查学生动手实验操作的能力、分析问题、解决问题的能力。【解析】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑MnO2红色褪色H2O2H++HO加入NaOH溶液,消耗电离出的氢离子,平衡正向移动,HO浓度增大,酚酞被HO氧化速率增大溶液褪色的主要原因是酚酞以L(OH)3−形式存在溶液变红,然后褪色难酚酞在pH=12时,溶液由于NaOH而呈红色,后来酚酞在pH=12时被HO氧化而褪色假设I根据酚酞在不同pH值的存在状态及颜色,排除pH>13酚酞以L(OH)3−形式存在而褪色,则说明褪色是由于酚酞被HO氧化而褪色14、略
【分析】(1)A中反应为实验室制氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)制备氯酸钾是将氯气通入热水中,根据化合价升降的原理,一定有氯化钾生成,根据化合价升降相等和原子个数守恒,得到:3Cl2+6OH-5Cl-+ClO+3H2O。
(3)实验的目的是要得到氯水;所以C的作用是制备氯水。
(4)根据B中反应,得到的氯化钾一定高于氯酸钾,所以选项c错误。而氯酸钾之所以能从溶液中析出,一个是因为其溶液度相对较小,另外一个是因为其溶解度受温度的影响更明显。所以选项a、选项b正确。洗出的是KClO3晶体。
(5)实际得到的一定是氯酸钾和氯化钾的混合物;提纯氯酸钾的方法就是重结晶,所以将重结晶的操作叙述一下即可。
(6)①实验1和实验2的区别在于是不加入了硫酸,所以实验的目的是:探究H2SO4对该反应产物的影响。
②实验1没有加入硫酸;所以是研究不添加硫酸时,该反应的产物。
③KI被氯酸钾氧化为单质碘,氯酸钾被还原得到氯化钾,实验②添加了硫酸,所以反应物可以添加氢离子,方程式为:ClO3-+6I-+6H+=3I2+Cl-+3H2O。为了证实有单质碘的生成,可以选择用淀粉溶液检验或者有机溶剂萃取后根据有机层的颜色变化检验。【解析】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O3Cl2+6OH-5Cl-+ClO+3H2O制备氯水abKClO3将沉淀溶解于水,加热,冷却结晶,过滤洗涤,重复2-3次研究H2SO4对该反应产物的影响研究没有硫酸酸化时,该反应的产物ClO3-+6I-+6H+=3I2+Cl-+3H2O方案1:取反应后的溶液,加入淀粉溶液,溶液变蓝即说明产物为碘单质;方案2:取反应后的溶液,加入苯/四氯化碳溶液,振荡,溶液分层,上层/下层显紫色,即证明产生碘单质。四、工业流程题(共2题,共18分)15、略
【分析】【分析】
铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入氧化剂,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体C,溶液D含有Cr3+,在溶液D中加入H2O2和NaOH,发生氧化还原反应,溶液E含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤干燥可得Na2Cr2O7•2H2O。
【详解】
(1)酸浸时;为了提高浸取率可采取的措施是:延长浸取时间;加快溶解速度、将铬铁矿进行粉碎、搅拌或适当增大硫酸的浓度等措施;
故答案为:适当升高溶液温度;将铬铁矿进行粉碎;搅拌或适当增大硫酸的浓度等;
(2)实验室中操作①②都为过滤;过滤时需要制作过滤器的漏斗;固定仪器的铁架台、引流用的玻璃棒、承接滤液的烧杯,所以过滤操作时用到的硅酸盐类的主要仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗;
故答案为:玻璃棒;漏斗;
(3)铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,FeO+H2SO4=FeSO4+H2O,Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O,Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+3H2O,SiO2和硫酸不反应,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入氧化剂,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+;生成氢氧化铁;氢氧化铝沉淀,即固体C;
故答案为:SiO2;Al(OH)3和Fe(OH)3;
(4)溶液D含有Cr3+,在溶液D中加入H2O2和NaOH,发生氧化还原反应,Cr3+~铬化合价(+3→+6),H2O2~H2O,氧化合价(-1→0),反应为:10OH-+2Cr3++3H2O2=2+8H2O;
故答案为:10OH-+2Cr3++3H2O2=2+8H2O;
(5)酸化使转化为反应的离子方程式为2H++2=+H2O,故答案为:2H++2=+H2O;
(6)溶液E含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤干燥可得Na2Cr2O7•2H2O;故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶。
【点睛】
本题考查了物质制备流程和方案的分析判断,物质性质的应用,为高频考点,侧重于学生的分析能力、实验能力的考查,注意把握题干信息的分析理解,操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键,题目难度中等。【解析】适当升高溶液温度将铬铁矿粉碎成颗粒玻璃棒、漏斗SiO2Al(OH)3和Fe(OH)310OH-+2Cr3++3H2O2=2+8H2O2H++2=+H2O蒸发浓缩冷却结晶16、略
【分析】【分析】
卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质,加入高锰酸钾目的是将亚铁离子氧化为铁离子,加入氯化钡使SO42-沉淀,过滤除掉滤渣BaSO4;金属氧化物MgO能与酸反应产生盐和水,所以加入MgO的作用是调节溶液的pH,使杂质Fe3+形成沉淀Fe(OH)3完全除去。向滤液中加入NaClO3饱和溶液后,发生反应MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓,然后由于氯酸镁的溶解度受温度影响变化较大,所以先将滤液蒸发浓缩,然后再趁热过滤,以便除去杂质,然后冷却结晶得到需要的产物Mg(ClO3)2·6H2O;
【详解】
(1)过滤需要的玻璃仪器有:烧杯;漏斗,玻璃棒;
正确答案:漏斗;玻璃棒、烧杯。
(2)加入氯化钡使SO42-生成BaSO4沉淀过滤除去;加入MgO的作用是调节溶液的pH,使杂质Fe3+形成Fe(OH)3沉淀完全除去;
正确答案:除去SO42-或使SO42-沉淀;Fe(OH)3。
(3)加入NaClO3饱和溶液后,发生反应MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓;
正确答案:MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓。
(4)再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤:利用NaCl、Mg(ClO3)2的溶解度与温度的关系将溶液蒸发浓缩,趁热过滤,冷却结晶,过滤、洗涤,得到Mg(ClO3)2·6H2O;
正确答案:①②③④。
(5)①氯酸根离子具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为铁离子,化学方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=6
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