(一)化学基本概念
一、选择题
1.(宁夏银川一中10月)化学与中华古文化、生产、生活、科技发展密切相关。下列说法错误的是
A.《本草经集注》中关于鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的记载:“以火烧之,紫青烟起,乃真硝石也”,该方法应用了焰色反应
B.“独忆飞絮鹅毛下,非复青丝马尾垂”中的“飞絮”的主要成分为纤维素,“马尾”的主要成分为蛋白质
C.国家卫健委公布的新型冠状病*肺炎诊疗方案指出,乙醚、75%乙醇、含氯消*剂、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等均可有效灭活病*。其中氯仿的化学名称是三氯甲烷。
D.纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,其本质是纳米铁粉对重金属离子有较强的物理吸附
D
A.鉴别KNO3和Na2SO4,利用钾元素和钠元素的焰色反应不同,钠元素焰色反应为*色,钾元素焰色反应为隔着钴玻璃为紫色,选项A正确;
B.飞絮的成分是纤维素;鹅毛、青丝、马尾的成分都是蛋白质,选项B正确;
C.乙醚、75%乙醇、含氯消*剂、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等均可有效灭活病*。其中氯仿的化学名称是三氯甲烷,选项C正确;
D.铁能够与Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子发生置换反应,选项D错误;
答案选D。
2.(河南省南阳市第一中学10月)某化学学习小组讨论辨析以下说法,其中正确的是
①福尔马林、聚苯乙烯、油脂、生铁、铝热剂、肥皂均是混合物 ②冰和干冰都是酸性氧化物,固体时是分子晶体③小苏打、硬脂酸钠、BaSO4、Al2O3都是强电解质 ④CO2、NH3、SO2、H2S、Cl2都是非电解质 ⑤鸡蛋清溶液、淀粉溶液、烟水晶、雾都是胶体 ⑥苯酚、纯碱、胆矾和H2O2分别属于酸、碱、盐和氧化物
A.①③⑤B.①②④⑤
C.①②③⑤D.①②③④⑤⑥
A
①纯净物是由一种物质组成的物质,混合物是由多种物质组成的物质;②能和碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物,冰是水的固态形式,不是酸性氧化物;③强电解质是在水溶液中能完全电离的电解质,包括强酸、强碱、活泼金属氧化物和大部分盐;④非电解质:水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物;⑤胶体是分散质为直径1-nm的分散系;⑥苯酚为具有弱酸性的酚,纯碱为盐。
①福尔马林是甲醛水溶液,聚苯乙烯是苯乙烯的加聚反应产物,油脂是高级脂肪酸甘油酯,生铁是铁和碳的合金,铝热剂是铝粉和金属氧化物等的混合物,肥皂的主要成分是高级脂肪酸盐,上述物质均属于混合物,正确;②冰不是酸性氧化物,错误;③小苏打、硬脂酸钠、BaSO4、Al2O3都是强电解质,正确;④CO2、NH3和SO2都是非电解质,H2S是电解质,Cl2既不是电解质也不是非电解质,错误;⑤鸡蛋清溶液、淀粉溶液、烟水晶、雾都是胶体,都能产生丁达尔效应,正确;⑥纯碱为Na2CO3,属于盐类,错误。综上正确的有①③⑤。答案选A。
本题考查混合物、酸性氧化物、强电解质、非电解质、胶体、酸、碱、盐和氧化物的定义,难度不大,注意把握概念的区别。
3.(湖南省百校联考9月)化学与生活密切相关。下列物质在使用时发生的化学反应中有电子转移的是()
A.含氯消*剂用于环境消*B.碱石灰作袋装食品的干燥剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂D.小苏打用于治疗胃酸过多
A
A.含氯消*剂用于环境消*是利用次氯酸的强氧化性,发生的是氧化还原反应,因此在使用时有电子转移,A符合题意;
B.碱石灰作袋装食品的干燥剂是利用物质的吸水性,发生的是非氧化还原反应,没有电子转移,B不符合题意;
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂是利用二氧化硫的漂白性,其漂白是结合漂白,发生的是非氧化还原反应,没有电子转移,C不符合题意;
D.小苏打用于治疗胃酸过多是小苏打与盐酸发生的复分解反应,复分解反应属于非氧化还原反应,没有电子转移,D不符合题意;
故合理选项是A。
4.化学与生产、生活密切相关,下列有关说法正确的是(
)
A.淀粉与纤维素互为同分异构体
B.煤的气化、液化与石油的裂化、裂解均为化学变化
C.被称为“黑金”的新型纳米材料石墨烯属于有机化合物
D.糖类、油脂和蛋白质都属于营养物质,都能发生水解反应
4.B A.淀粉与纤维素的分子式均为(C6H10O5)n,但聚合度n值不同,不是同分异构体,故A错误;B.煤的气化、液化和石油的裂化、裂解都是伴随着旧化学键的断裂与新化学键的形成,都有新物质生成,均属于化学变化,故B正确;C.被称为“黑金”的新型纳米材料石墨烯是碳单质,不属于化合物,故C错误;D.糖类中的单糖不能水解,故D错误。
5.(山东省济南外国语学校10月)NA代表阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.室温下向1LpH=1的醋酸溶液中加水,所得溶液的H+数目大于0.1NA
B.60g乙酸与足量乙醇发生酯化反应,充分反应后断裂的C-O键数目为NA
C.某无水乙醇与足量金属钠反应生成5.6LH2,该乙醇分子中共价键总数为4NA
D.已知C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)△H=-.0kI/mol,乙烯与H2加成时放出68.5kJ热量,则反应过程中被破坏的碳原子之间共用电子对数目为NA
A
A.1LpH=1的醋酸溶液中n(H+)=1L×0.1mol/L=0.1mol,加水稀释,电离平衡正向移动,所得溶液的H+数目大于0.1NA,A项正确;
B.60g乙酸的物质的量为1mol,乙酸与乙醇的酯化反应属于可逆反应,所以1mol乙酸与足量的乙醇酯化反应,充分反应后断裂的C-O键数目小于NA,B项错误;
C.没有标准状况,无法通过气体摩尔体积计算氢气的物质的量,C项错误;
D.根据热化学方程式可知,当放出68.5kJ热量时,参加反应的乙烯为0.5mol,所以反应过程中被破坏的碳原子之间共用电子对数目为0.5NA,D项错误;
答案选A。
6.(山东省新泰中学9月)我国古代科技十分发达,下列对古文献的解释不正确的是
序号
古文
解释
A
烧酒非古法也,自元时创始,其法用浓酒和糟入甑指蒸锅,蒸令气上,用器承滴露
白酒烧酒的制造过程中采用了蒸馏的方法来分离和提纯
B
白青碱式碳酸铜得铁化为铜
可以用铁来冶炼铜
C
初,人不知盖泥法,元时南安有*长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白,后人遂效之
蔗糖的分离提纯采用了*泥来吸附红糖中的色素
D
丹砂烧之成水银,积变又成丹砂
加热时丹砂熔融成液态,冷却时重新结晶为HgS晶体
D
A.白酒的烧制是利用沸点不同进行分离,为蒸馏操作,故A正确;
B.白青得铁化为铜,发生了置换反应,应为湿法炼铜,可以用铁来冶炼铜,故B正确;
C.*泥具有吸附作用,可采用*泥来吸附红糖中的色素,故C正确;
D.丹砂烧之成水银,发生化学变化,生成汞,故D错误;
故选:D。
本题综合考查元素化合物知识,为高频考点,侧重于化学与生活的考查,有利于培养学生良好的科学素养,提高学习的积极性,难度不大。
7.(陕西省交大附中9月)下列有关化学用语表示正确的是
A.镁离子的结构示意图:B.CH2F2的电子式:
C.HClO的结构式:H—Cl—OD.含18个中子的氯原子:
A
A、镁原子失去最外层两个电子变为镁离子,A正确;
B、CH2F2的电子式中F原子最外层应满足8电子稳定结构,B错误;
C、HClO正确的结构式为H—O—Cl,C错误;
D、含18个中子的氯原子:,D错误。
答案选A。
8.(山西省运城市高中联合体10月)下列离子方程式书写正确的是
A.Na2O2与水反应:2+2H2O=4OH-+O2↑
B.Fe3O4与稀硝酸混合:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
C.NH4HCO3溶液中加入足量的NaOH溶液:+OH-=+H2O
D.过量小苏打与澄清石灰水:2+2OH-+Ca2+=CaCO3↓++2H2O
D
A.Na2O2与水反应,离子方程式为,故A错误;
B.Fe3O4与稀HNO3反应,离子方程式为:,故B错误;
C.NH4HCO3溶液中加入足量的NaOH溶液,离子方程式:,故C错误;
D.向NaHCO3溶液中加入少量Ca(OH)2,离子方程式为:,故D正确;
故选:D。
9.反应①、②分别是从海藻灰和某种矿石中提取碘的主要反应:
①2NaI+MnO2+3H2SO4===2NaHSO4+MnSO4+2H2O+I2
②2NaIO3+5NaHSO3===2Na2SO4+3NaHSO4+H2O+I2
下列说法正确的是(
)
A.两个反应中均为硫元素被氧化
B.碘元素在反应①中被还原,在反应②中被氧化
C.氧化性:MnO2SO2-4IO-3I2
D.反应①、②中生成等物质的量的I2时转移电子数比为1∶5
9.D 在反应①中硫元素既不被氧化也不被还原,在反应②中被氧化,A错误;碘元素在反应①中被氧化,在反应②中被还原,B错误;氧化性IO-3SO2-4,C错误;反应①中生成1mol碘转移2NA电子,反应②中生成1mol碘转移10NA电子,所以反应①、②中生成等物质的量的I2时转移电子数比为2NA∶10NA=1∶5,D正确。
10.(山东省青岛市第十七中学10月)某工业废水中含有大量的Mn2+和Cr3+,常经以下过程进行氧化处理,再进行一系列操作,回收锰和铬,以达到回收利用且降低污染的目的。下列说法正确的是()
A.在氧化处理过程中用H2O2代替NaClO会更环保,效果更好
B.反应①中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
C.反应②离子方程式为2Cr3++3ClO-+5H2O=2CrO+3Cl-+10H+
D.生成CrO在酸性条件下易转化为Cr2O,该反应为氧化还原反应
B
A.MnO2可作H2O2分解反应的催化剂,说明H2O2不能把Mn2+和Cr3+氧化为MnO2、CrO,所以不能用H2O2代替NaClO作氧化剂,故A错误;
B.反应①中Mn2+被NaClO氧化为MnO2,1molMn2+转移2mol电子,1molNaClO转化为Cl-转移2mol电子,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1,故B正确;
C.反应②,Cr3+被ClO-氧化为CrO42-,自身被还原为Cl-,碱性条件下不能有H+生成,反应的离子方程式为2Cr3++3ClO-+10OH-═2CrO+3Cl-+5H2O,故C错误;
D.存在元素化合价变化的反应是氧化还原反应,生成的CrO在酸性条件下易转化为Cr2O,该反应中没有元素化合价的变化,不是氧化还原反应,故D错误;
故答案为B。
11.(安徽省皖南八校10月)25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.pH=3的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、
B.使石蕊呈红色的溶液中:K+、Mg2+、、Cl-
C.HCl溶液中:K+、Al3+、、ClO-
D.由水电离出的c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1溶液中:Mg2+、Na+、、
B
A.pH=3的溶液中含有大量H+与会发生反应生成二氧化碳不能共存,故A错误;
B.使石蕊呈红色的溶液中含有大量H+,K+、Mg2+、、Cl-能大量共存,故B正确;
C.ClO-在酸性条件下会生成HClO不能大量共存,故C错误;
D.由水电离出的c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1溶液可能为酸性溶液或碱性溶液,会与OH-和H+发生反应不能共存,故D错误。
故答案选:B。
12.(清华大学附属中学9月)高铁酸钾是一种高效多功能的新型非氯绿色消*剂,主要用于饮用水处理。工业上制备K2FeO4的方法:向KOH溶液中通入氯气,然后再加入Fe(NO3)3溶液:
①Cl2+KOH→KCl+KClO+KClO3+H2O(未配平);
②2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O。
下列说法不正确的是
A.反应①中每消耗4molKOH,吸收标准状况下22.4LCl2
B.若反应①中n(ClO?):n()=5:1,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C.K2FeO4在消*杀菌过程中还可以净水
D.若反应①的氧化产物只有KClO,则得到0.2molK2FeO4时最少消耗0.3molCl2
AB
A.反应①的生成物有KCl、KClO、KClO3,其中K、Cl的物质的量之比为1:1,所以每消耗4molKOH,吸收2molCl2,标况下2mol氯气的体积为:22.4L/mol×2mol=44.8L,故A错误;
B.反应①中氯气既是氧化剂,又是还原剂,n(ClO?):n(ClO)=5:1,设ClO?为5mol,ClO3?为1mol,氯气转化成ClO?、ClO3?被氧化,转化成KCl被还原,根据电子守恒可知生成KCl的物质的量为:5mol×1+1mol×(+5?0)=10mol,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为10mol:(5mol+1mol)=5:3,故B错误;
C.用K2FeO4给水消*、杀菌时得到的Fe3+,Fe3+水解得氢氧化铁胶体可以净水,故C正确;
D.若反应①的氧化产物只有KClO,则根据原子守恒、电子守恒可得关系式:2K2FeO4~3KClO~3e-~3KCl~3Cl2,则得到0.2molK2FeO4时消耗0.3molCl2,故D正确。
答案选AB。
13.用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4的流程示意图如下:
下列叙述错误的是(
)
A.为提高步骤①的反应速率,可采取搅拌、升温等措施
B.步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe===3Fe2+
C.步骤④中,反应完成后剩余的H2O2无需除去
D.步骤⑤中,“分离”包含的操作有过滤、洗涤
13.C 铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸,加入铁粉还原铁离子:2Fe3++Fe===3Fe2+,过滤过量的铁,滤液B的溶质为氯化亚铁,加入氢氧化钠溶液,生成Fe(OH)2浑浊液,向浑浊液中加入过氧化氢,过氧化氢将Fe(OH)2浊液氧化成浊液D,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,浊液D与滤液B加热搅拌发生反应制得Fe3O4,经过滤、洗涤、干燥得产品Fe3O4,据此分析解答。A.搅拌、适当升高温度可提高铁泥与盐酸的反应速率,A正确;B.滤液A的溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸,加入铁粉还原Fe3+,即主要的离子反应为2Fe3++Fe===3Fe2+,B正确;C.步骤④中,浊液C中的氢氧化亚铁被过氧化氢氧化成浊液D,为了提高Fe3O4的产率需要控制浊液D与滤液B中Fe2+的比例,为防止滤液B中Fe2+在步骤⑤中被H2O2氧化,步骤④中反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2,C错误;D.步骤⑤为浊液D与滤液B加热搅拌发生反应制得Fe3O4,使Fe3O4分离出来需经过过滤、洗涤、干燥,D正确。
14.(双选)汽车尾气是城市空气的主要污染源之一。研究表明,含TiO2的混凝土或沥青可以部分消除汽车尾气中的氮氧化物,其原理如下:
下列关于该“消除”过程的叙述正确的是(
)
A.该过程只发生各物质间化学能的转换
B.消除反应能全天候发生
C.消除总反应可表示为4NOx+(5-2x)O2+2H2O===4HNO3
D.将TiO2与沥青混合搅拌后使用不如将TiO2以涂层的形式刷在沥青路面上的消除效果好
14.CD A项,该过程还可以将光能转化为化学能,所以错误;B项,在没有日光照射缺少紫外线的条件下,该过程不能发生,所以错误;C项,由图示可知,参加反应的物质为NOx、O2和H2O,最终生成HNO3,因此总反应可表示为4NOx+(5-2x)O2+2H2O===4HNO3,所以正确;D项,以涂层的形式刷在路面上可以增大TiO2与NOx、O2和H2O的接触面积,相比将TiO2与沥青混合搅拌后使用可提高消除效果,所以正确。
15.(河南省阶段性考试四)某化学实验室产生的废液中只可能含有Na+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Ba2+、CO、SO、Cl-中的某几种,实验室设计了以下方案对废液进行处理,以确定其组成。
①取少许废液,逐滴滴加NaOH溶液直至过量,先产生沉淀后沉淀部分溶解,过滤得到沉淀甲和滤液甲;
②沉淀甲在空气中灼烧得到红棕色固体;
③向滤液甲中加入过量稀硫酸,过波到滤液乙和沉淀乙。下列说法中正确的是()
A.根据步骤①的现象,可推知废液中一定含有Al3+不含CO
B.根据步骤②,可推知废液中一定含有Fe3+
C.取滤液乙进行焰色反应,火焰呈*色,可推知废液中一定含有Na+
D.不能确定该废液中是否含有Cl-
A
①取少许废液,逐滴滴加NaOH溶液直至过量,先产生沉淀后沉淀部分溶解,氢氧化铝能溶解,则废液中含有Al3+,未给定不溶沉淀的颜色,且②沉淀甲在空气中灼烧得到红棕色固体,则至少含有Fe2+、Fe3+中的一种,与Al3+反应的CO不能存在;③向滤液甲中加入过量稀硫酸,过滤得到滤液乙和沉淀乙,则原溶液中含有Ba2+,不含SO,溶液中一定含有阴离子,则一定存在Cl-。
A.根据步骤①的现象,可推知废液中一定含有Al3+,则不含与Al3+反应的CO,A说法正确;
B.根据步骤②,可推知废液中至少含有Fe2+、Fe3+中的一种,B说法错误;
C.取滤液乙进行焰色反应,火焰呈*色,可推知滤液乙中一定含有Na+,由于是加入NaOH溶液,则废液中不能确定是否含有Na+,C说法错误;
D.分析可知,确定该废液中含有Cl-,D说法错误;
答案为A。
二、非选择题
16.(安徽省六安市城南中学9月)NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中*。已知NaNO2能发生反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(1)上述反应中还原剂是________。
(2)根据上述反应,鉴别NaNO2和NaCl。可选用的物质有①水、②淀粉-碘化钾试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,你认为必须选用的物质有________(填序号)。
(3)请配平以下化学方程式:□Al+□NaNO3+□NaOH=□NaAlO2+□N2↑+□H2O___,若反应过程中转移0.5mol电子,则生成标准状况下N2的体积为________L。
(1).HI(2).②⑤(3).10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O(4).1.12
(1)反应中N元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则还原剂是HI,故答案为:HI;
(2)由2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,根据题中反应,NaNO2在酸性溶液中能将I?氧化成I2,淀粉遇I2变蓝色,则选择②碘化钾淀粉试纸、⑤食醋,变蓝的为NaNO2,故答案为:②⑤;
(3)Al元素的化合价由0升高为+3价,N元素的化合价由+5价降低为0,由电子守恒及原子守恒可知,反应为10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O,反应过程中转移0.5mole?,则生成标准状况下N2的体积为0.5mol××22.4L/mol=1.12L,故答案为:10Al+6NaNO3+4NaOH═10NaAlO2+3N2↑+2H2O;1.12。
17.(宁夏回族自治区海原县第一中学9月)配制ml,0.1mol/L的碳酸钠溶液:
(1)应用托盘天平称取碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)__________g(1克以下用游码)
(2)若称量时砝码和晶体的位置颠倒,则平衡后实际称得的样品质量为__________g
(3)容量瓶在使用前必须进行的操作是__________.
(4)配制时需用的玻璃仪器有玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管、__________
(5)在溶液配制过程中,下列情况会使所配溶液浓度偏高的是__________
A.溶解固体后的溶液未冷却至室温就移入容量瓶中定容
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水
C.称量时,砝码生了锈
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理
E.转移时不小心有溶液溅出瓶外
F.定容时俯视容量瓶的刻度线
(1).14.3(2).13.7(3).查漏(4).mL容量瓶(5).A、C、F
(1)实验室没有mL的容量瓶,应用mL容量瓶配制溶液,所以需要的碳酸钠晶体的质量为0.5L?0.1mol/L?g/mol=14.3g;
(2)所需药品的质量为14.3g,称量时会用到游码,且游码所示质量为0.3g,砝码质量为14.0g,天平称量固体时左盘质量=右盘质量+游码质量,则右盘质量=左盘质量-游码质量,所以若称量时砝码和晶体的位置颠倒,平衡后实际称得的样品质量=14.0g-0.3g=13.7g;
(3)容量瓶在使用前必须要进行查漏;
(4)配制一定物质的量浓度的溶液的配制步骤:称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等,一般用托盘天平称量,用药匙取药品,在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,冷却后转移到ml容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤并将该洗涤液移入容量瓶中,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为:托盘天平、mL容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、烧杯、量筒、药匙,缺少的玻璃仪器:mL容量瓶;
(5)A.溶解固体后的溶液未冷却至室温就移入容量瓶中定容,由于液体热胀冷缩,冷却后溶液体积偏小,浓度偏高,故A符合题意;
B.容量瓶在使用前未干燥,里面有少量蒸馏水并不影响溶液的浓度,故B不符合题意;
C.称量时砝码生锈会导致称得的药品质量偏大,浓度偏大,故C符合题意;
D.定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线,但未做任何处理对结果没有影响,故D不符合题意;
E.转移时不小心有溶液溅出瓶外,会导致有部分溶质损失,浓度偏小,故E不符合题意;
F.定容时俯视容量瓶的刻度线会导致溶液体积偏小,浓度偏大,故F符合题意;
综上所述答案为ACF。
18.(山东省东平县高级中学9月)元素化合物在日常生活、化工生产和环境科学中有着重要的用途。
(1)当皮肤划破时可用FeCl3溶液应急止血,用氯化铁固体配制成mL0.1mol·L-1的溶液,配制过程中所需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、______________。
(2)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______________(填离子符号)。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)是一种既能杀菌消*、又能絮凝净水的水处理剂。其工业制备反Fe(OH)3+ClO-+OH-→FeO42-+Cl-+H2O(未配平),每生成1molK2FeO4,转移的电子数________NA。
(4)自然界中Cr主要以+3价和+6价形式存在。Cr2O72-中的Cr能引起细胞的突变,在酸性条件下可用亚硫酸钠将Cr2O72-还原。其离子方程式:__。
(5)某透明溶液仅含Na+、Fe2+、Ba2+、Al3+、NO3-、Cl-、SO42-中的4种离子,且均为1mol。向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变(不考虑水的电离和离子的水解)。则溶液中存在的离子是____________。
(1).mL容量瓶、胶头滴管(2).Fe2+、Fe3+、H+(3).3(4).Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O(5).Na+、Fe3+、NO3-、SO42-
(1)血液可看作是胶体分散系,胶体遇电解质能发生聚沉,配制溶液的步骤是计算、称量、溶解、转移、洗涤转移、定容、摇匀,结合操作选择仪器;
(2)碳铁化合物Fe3C在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y为Fe3O4,与过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁,溶液有剩余的HCl;
(3)根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,配平方程式,然后结合方程式进行计算;
(4)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在。+6价Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,亚硫酸钠被氧化产生硫酸钠,根据得失电子相等,结合原子守恒和电荷守恒配平书写离子方程式;
(5)向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变,则一定发生Fe2+、NO3-的氧化还原反应生成硝酸铁和NO,阴离子种类不变,则原溶液中存在SO42-,又溶液中含有四种离子,所含离子的物质的量均为1mol,由电荷守恒可知,含有带一个单位正电荷的阳离子,以此来解答。
(1)血液属于胶体,加入电解质溶液(FeCl3溶液)可使胶粒聚沉,血液凝聚达到止血效果,用氯化铁固体配制成mL0.1mol/L的溶液,配制过程中所需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、mL容量瓶,所以还缺少的仪器是胶头滴管、mL容量瓶;
(2)Fe3C在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y为Fe3O4,溶于过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁,溶液有剩余的HCl,溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+;
(3)Fe元素的化合价升高,则Cl元素的化合价降低,由电子、电荷守恒、原子守恒可知,离子反应为2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,可见:每生成2molK2FeO4,转移的电子6mole-,则生成1molK2FeO4,转移的电子数是3NA;
(4)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,亚硫酸钠被氧化产生硫酸钠,根据得失电子相等,Cr2O72-与SO32-的物质的量之比是1:3;结合电荷守恒、原子守恒,可得反应的离子方程式:Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;
(5)向该溶液中加入过量的稀硫酸,有气泡产生,且溶液中阴离子种类不变,则一定发生Fe2+、NO3-的氧化还原反应生成硝酸铁和NO,阴离子种类不变,说明原溶液中原来已经存在SO42-,又溶液中含有四种离子,反应生成了Fe3+,所含离子的物质的量均为1mol,由电荷守恒可知,含有带一个单位正电荷的阳离子,即一定含有Na+,由上述推断可知,该溶液中所含的离子为:Na+、Fe2+、NO3-、SO42-。
本题考查了氧化还原反应的分析应用、离子的检验,明确常见离子的性质及检验中发生的化学反应是解答本题的关键,注意检验中应排除离子的相互干扰来解答,并注意离子共存及电荷守恒的应用,结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒,书写有电子转移的离子方程式,并进行有关计算。
19.(吉林省长春市第一高级中学10月)Ⅰ.(1)①H2+CuOCu+H2O
②CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
③3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
④NH4NO3+Zn=ZnO+N2↑+2H2O
⑤Cu2O+4HCl=2HCuCl2+H2O
上述反应中,属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(2)配平下面氧化还原反应的化学方程式:KMnO4+SO2+H2O—K2SO4+MnSO4+H2SO4_____________。
Ⅱ.某无色透明溶液中可能大量存在Ag+、Mg2+、Cu2+中的几种离子。
(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是_____。
(2)取少量原溶液加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量稀硝酸,白色沉淀不消失,原溶液中肯定有的离子是________。
(3)取(2)的滤液加入过量NaOH溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定存在的离子有_____,离子反应方程式为_________。
(4)原溶液中可能大量存在的阴离子是下列的________(填序号)。
A.Cl-B.C.D.OH-
(1).①③④(2).2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(3).Cu2+(4).Ag+(5).Mg2+(6).Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓(7).B
I.(1)根据氧化还原反应的特征判断;
(2)根据电子守恒、原子守恒配平方程式;
II.(1)根据有色离子在无色溶液中不能大量存在;
(2)根据AgCl是白色既不溶于水也不溶于硝酸分析;
(3)根据离子共存判断可能存在的阴离子。
I.(1)分析反应中元素化合价的变化情况:其中①③④三个反应中有元素化合价发生了变化,因此这三个反应属于氧化还原反应,而②⑤⑥三个反应中没有元素化合价发生变化,因此这三个反应不属于氧化还原反应,故合理选项是①③④;
(2)在反应KMnO4+SO2+H2O——K2SO4+MnSO4+H2SO4中,Mn元素化合价由反应前KMnO4中的+7价变为反应后MnSO4中的+2价,化合价降低5价;S元素化合价由反应前SO2中的+4价变为反应后MnSO4、K2SO4和H2SO4中的+6价,化合价升高2价,化合价升降最小公倍数是10,所以KMnO4、MnSO4的系数是2;SO2的系数是5,K2SO4的系数是1,H2SO4的系数是2,再根据H原子守恒,可知H2O的系数是2,则配平后该反应方程式为2KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4;
Ⅱ.(1)Cu2+水溶液显蓝色,在无色溶液中不能大量存在,故不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是Cu2+;
(2)取少量原溶液加入过量稀盐酸,有白色沉淀生成,再加入过量稀硝酸,白色沉淀不消失,则原溶液中肯定有的离子是Ag+;
(3)取(2)的滤液加入过量NaOH溶液,出现白色沉淀,说明原溶液中肯定存在的离子是Mg2+,发生该反应的离子方程式为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓;
(4)根据上述分析可知:该溶液中没有Cu2+,含有Ag+、Mg2+。
A.Cl-与Ag+会反应产生AgCl白色沉淀,因此Cl-不能大量存,A不符合题意;
B.与Ag+、Mg2+不会发生任何反应,可以大量存在,B符合题意;
C.与Ag+、Mg2+能发生反应,产生Ag2CO3、MgCO3沉淀,不能大量存在,C不符合题意;
D.OH-与Ag+、Mg2+能发生反应,产生AgOH、Mg(OH)2沉淀,不能大量存在,D不符合题意;
故合理选项是B。
本题考查氧化还原反应和离子反应。掌握氧化还原反应的特征与实质及物质的性质分析解答。记住有色离子在无色溶液中不能大量存在,并且若离子之间会发生反应,就不能大量共存进行判断。
20.21.铬是一种具有战略意义的金属,它具有多种价态,单质铬的熔点为℃。
(1)工业上以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬的流程如图所示:
①Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数,则铬元素为________价。
②高温氧化时反应的化学方程式为______________________________________。
③操作a由两种均发生了化学反应的过程构成,其内容分别是______________________、铝热反应。
(2)Cr(OH)3是两性氢氧化物,请写出其分别与NaOH溶液、稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式:__________________、________________。
(3)水中的铬元素对水质及环境均有严重的损害作用,必须进行无害化处理。
①含有Cr2O2-7的污水处理方法通常为用铁作电极电解污水,Cr2O2-7被阳极区生成的离子还原成为Cr3+,生成的Cr3+与阴极区生成的OH-结合生成Cr(OH)3沉淀除去。则阴极上的电极反应式为____________,若要处理含10molCr2O2-7的污水,则至少需要消耗的铁为________g。
②还可将水中的铬元素转化为重要产品磁性铁铬氧体(CrxFeyOz)而除去:先向含CrO2-4的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁,待充分反应后再通人适量空气(氧化部分Fe2+)并加入NaOH,就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。写出CrO2-4在酸性条件下被Fe2+还原为Cr3+的离子方程式:____________________,若处理含1molCrO2-4(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗10molFeSO4,则当铁铬氧体中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=3∶2时,磁性铁铬氧体的化学式为______________________。
21.解析 (1)①设Fe(CrO2)2中Fe、Cr元素的化合价分别为+x、+y,根据化合物中各元素的正、负化合价代数和为0,(+x)+2×(+y)+4×(-2)=0,整理可得x+2y=8,由于Fex+中Fe元素的化合价不超过+3,又因x、y均为整数,经讨论得x=2,y=3,即Fe元素的化合价为+2价,Cr元素的化合价+3价。②根据流程,高温氧化时Fe(CrO2)2与Na2CO3、O2反应生成CO2、Fe2O3、Na2CrO4,反应可写成Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2―→CO2+Fe2O3+Na2CrO4,在反应中Fe元素的化合价由+2价升至+3价、Cr元素的化合价由+3价升至+6价,1molFe(CrO2)2参与反应失去7mol电子,1molO2参与反应得到4mol电子,根据得失电子守恒和原子守恒配平,高温氧化时反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2高温8CO2+2Fe2O3+8Na2CrO4。③操作a使Cr(OH)3经两步反应生成Cr,后一步为铝热反应,则第一步反应为灼烧使Cr(OH)3分解,两步反应的化学方程式分别为2Cr(OH)3△Cr2O3+3H2O、2Al+Cr2O3高温Al2O3+2Cr。(2)Cr(OH)3与Al(OH)3都属于两性氢氧化物,且在两种氢氧化物中Cr、Al元素的化合价均为+3价,模仿Al(OH)3与NaOH溶液、稀硫酸的反应,Cr(OH)3与NaOH溶液、稀硫酸反应的化学方程式分别为Cr(OH)3+NaOH===NaCrO2+2H2O、2Cr(OH)3+3H2SO4===Cr2(SO4)3+6H2O,Cr(OH)3与NaOH溶液、稀硫酸反应生成的盐的化学式分别为NaCrO2、Cr2(SO4)3。(3)①以Fe作电极,阳极电极反应式为Fe-2e-===Fe2+,阴极电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-(或2H++2e-===H2↑)。在阳极区Fe2+将Cr2O2-7还原为Cr3+,Fe2+自身被氧化成Fe3+,1molCr2O2-7得到6mol电子生成2molCr3+,1molFe2+失去1mol电子生成1molFe3+,根据得失电子守恒,n(Fe2+)=6n(Cr2O2-7)=6×10mol=60mol,根据Fe守恒,至少需要消耗Fe的物质的量为60mol,其质量为60mol×56g·mol-1=g。②酸性条件下CrO2-4被Fe2+还原为Cr3+,Fe2+被氧化成Fe3+,反应可写成Fe2++CrO2-4+H+―→Fe3++Cr3++H2O,在反应中1molFe2+失去1mol电子,1molCrO2-4得到3mol电子,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可得反应的离子方程式为3Fe2++CrO2-4+8H+===3Fe3++Cr3++4H2O。根据Fe原子守恒,磁性铁铬氧体中n(Fe2+)=10mol×35=6mol,n(Fe3+)=10mol×25=4mol,根据Cr原子守恒,磁性铁铬氧体中n(Cr3+)=n(CrO2-4)=1mol,根据电荷守恒,磁性铁铬氧体中n(O2-)=2×6mol+3×4mol+3×1mol2=13.5mol,磁性铁铬氧体中n(Cr)∶n(Fe)∶n(O)=1mol∶10mol∶13.5mol=2∶20∶27,则磁性铁铬氧体的化学式为Cr2Fe20O27。
答案 (1)①+3
②4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3高温2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
③灼烧使Cr(OH)3分解
(2)Na[Cr(OH)4] Cr2(SO4)3
(3)①2H2O+2e-===2OH-+H2↑(或2H++2e-===H2↑)
②3Fe2++CrO2-4+8H+===3Fe3++Cr3++4H2O Cr2Fe20O27
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