【精品解析】江苏省天一中学(理强班)2024-2025学年高一上学期期末考试化学试题

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江苏省天一中学(理强班)2024-2025学年高一上学期期末考试化学试题
1.(2025高一上·江苏期末)化学与生产、生活密切相关.下列说法错误的是
A.漂白粉应密封避光保存在阴凉处
B.和均可用于治疗胃酸过多
C.补血剂与维生素C配合使用效果更佳
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用
【答案】B
【知识点】氯水、氯气的漂白作用;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、漂白粉的有效成分是次氯酸钙,它会与空气中的二氧化碳和水发生反应,生成次氯酸。而次氯酸见光很容易分解,这会导致漂白粉失去原有的功效。因此,为了保持漂白粉的有效性,必须将其密封起来,并且要避免阳光照射,存放在阴凉的地方。A正确;
B、胃酸的主要成分是盐酸。NaHCO3(碳酸氢钠)的碱性相对较弱,它能够与盐酸发生反应,从而中和过多的胃酸,可用于治疗胃酸过多。但 Na2CO3(碳酸钠)的碱性很强,若用于治疗胃酸过多,会对胃黏膜产生强烈的刺激和损伤,所以不能用于治疗胃酸过多。B错误;
C、FeSO4(硫酸亚铁)中的 Fe2+具有还原性,在保存或使用过程中容易被氧化成 Fe3+,从而失去补血的效果。而维生素 C 也具有还原性,它可以防止 Fe2+被氧化,使 Fe2+更好地被人体吸收利用。因此,二者配合使用时效果会更好。C正确;
D、“洁厕灵” 的主要成分是盐酸,其中含有 Cl-;“84 消毒液” 的主要成分是次氯酸钠,其中含有 ClO-。当这两种物质混合时,在酸性条件下,Cl-和 ClO-会发生反应生成有毒的氯气,对人体健康造成危害。所以,它们不能混用。D正确;
故答案为:B。【分析】A.依据漂白粉的成分特性及保存要求分析。
B.通过比较两种物质的碱性强弱及对人体的影响来判断。
C.从物质的还原性及相互作用角度分析。
D.根据两种物质的主要成分及可能发生的反应来判断。
2.(2025高一上·江苏期末)反应:可用于联合制碱。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.的电子式:
B.氯原子的结构示意图:
C.中子数为10的氧原子:
D.电离:
【答案】B
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;原子结构示意图;电离方程式的书写
【解析】【解答】A、的电子式应为:,A错误;
B、氯原子质子数为 17,核外电子总数也为 17,电子层分布为 :, 其结构示意图符合核外电子排布规律,B正确;
C、氧原子质子数为 8,中子数为 10 时,质量数 = 质子数 + 中子数 = 18,应表示为 ,而非其他形式,C错误;
D、NaHCO3是强电解质,在水中完全电离为 Na+和 HCO3-,电离式应为 NaHCO3=Na++HCO3-,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题考查化学用语的规范书写,涉及电子式、原子结构示意图、原子符号和电离方程式。需依据各类化学用语的书写规则,结合微粒的构成特点逐一判断选项正误。
3.(2025高一上·江苏期末)下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A.分子间存在氢键,极易溶于水
B.盐酸有强酸性,可用于除去铁锈
C.具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
【答案】A
【知识点】物质的结构与性质之间的关系
【解析】【解答】A、NH3极易溶于水,原因是 NH3与水分子之间能形成氢键(并非 NH3分子间的氢键)。选项中将 “NH3极易溶于水” 归因于 “NH3分子间存在氢键”,混淆了氢键的作用对象,二者无对应关系,A符合题意;
B、盐酸具有强酸性,能与铁锈的主要成分 Fe2O3反应(生成可溶的 FeCl3和水),因此可用于除铁锈,性质与用途直接相关,B不符合题意;
C、FeCl3中的 Fe3+ 具有氧化性,能与 Cu 发生反应(Cu 被氧化为 Cu2+,Fe3+ 被还原为 Fe2+),从而腐蚀印刷电路板上的 Cu,性质与用途对应,C不符合题意;
D、聚合硫酸铁水解可形成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,能吸附水中悬浮杂质,因此可用于净水,性质与用途一致,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要集中在对氢键作用对象的混淆:很多同学容易误将 “NH3极易溶于水” 的原因记为 “NH3分子间存在氢键”,但实际 NH3易溶于水是因为NH3与水分子之间能形成氢键,而非 NH3分子自身之间的氢键。这一概念混淆是错选其他选项的关键原因。
4.(2025高一上·江苏期末)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.和的固体混合物中含,则混合物中质子数为
B.溶液中含有的的数目为
C.一定条件下,与充分反应,转移的电子数为
D.溶于水,所得溶液中的粒子数之和为
【答案】A
【知识点】原子中的数量关系;离子浓度大小的比较;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、NaCl 由 Na+和 Cl-组成,1 个 NaCl 的质子数为 11(Na)+17(Cl)=28;NH4Cl 由 NH4+和 Cl-组成,1 个 NH4Cl 的质子数为 7(N)+4×1(H)+17(Cl)=28。两种物质中,每含 1mol Cl-,对应物质的量均为 1mol,且质子数均为 28mol。因此无论两者比例如何,含 1mol Cl-的混合物总质子数一定是 28NA,A正确;
B、计算溶液中 K+数目需用到公式 n=c V(n 为物质的量,c 为浓度,V 为体积)。题目中仅给出 K2Cr2O7溶液的浓度(0.25mol L- ),未提供溶液体积,无法计算 K+的物质的量及数目,B错误;
C、Fe 与 Cl2反应为 2Fe+3Cl2=2FeCl3。5.6g Fe 的物质的量为 0.1mol,0.1mol Cl2完全反应时,Cl 元素从 0 价变为 - 1 价,每个 Cl 原子得 1 个电子,0.1mol Cl2(含 0.2mol Cl 原子)共得 0.2mol 电子,即转移电子数为 0.2NA,C错误;
D、7.1g Cl2的物质的量为 0.1mol,含 0.2mol Cl 原子。Cl2与水反应存在平衡:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,根据氯元素守恒,有 n(Cl-) + n(ClO-) + n(HClO) + 2n(Cl2) = 0.2mol(每个 Cl2分子含 2 个 Cl 原子)。因此 Cl-、ClO-、HClO、Cl2的粒子数之和
= < 0.2mol(即小于 0.2NA),D错误;
故答案为:A。【分析】A.通过分析两种物质的质子数构成,结合氯离子的物质的量计算总质子数。
B.明确溶液中粒子数计算的必要条件,判断题目数据是否充足。
C.根据反应方程式判断过量反应物,计算实际转移的电子数。
D.依据氯元素守恒,分析氯水中含氯粒子的总数关系。
5.(2025高一上·江苏期末)某同学配制的某溶液,有关操作正确的是
A.配制溶液时,将量筒、烧杯、玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液转入容量瓶中
B.配制溶液时,需量取、密度为的浓盐酸约
C.配制溶液时,应快速溶解固体,快速将溶液转移到容量瓶中
D.配制溶液定容时,摇匀后发现溶液凹液面低于刻度线,加入蒸馏水至刻度线
【答案】B
【知识点】配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A、量筒量取液体时,残留液已计入量取体积,无需洗涤;若洗涤并转移洗涤液,会导致溶质偏多,浓度偏高,A错误;
B、 质量分数、密度为的浓盐酸物质的量为,根据配制溶液前后溶质的物质的量不变,则有,解得V=42.0mL,B正确;
C、NaOH 溶解放热,未冷却直接转移会导致热胀冷缩后体积偏小,浓度偏高,需冷却至室温再转移,C错误;
D、摇匀后液面低于刻度线是因溶液附着在瓶壁,属于正常现象,补加水会使体积偏大,浓度偏低,D 错误;
故答案为:B。【分析】本题考查一定物质的量浓度溶液的配制操作,解题要点是明确配制 480mL 溶液需用 500mL 容量瓶,同时掌握浓溶液稀释的计算方法及各操作步骤的规范要求。
A.考查量筒的洗涤规范。
B.考查浓盐酸体积的计算(基于稀释前后溶质的量不变)。
C.判断NaOH 溶解后的转移条件。
D.考查定容摇匀后液面异常的处理。
6.(2025高一上·江苏期末)下列装置或操作能达到实验目的的是
A.甲:配制1000mL一定物质的量浓度的稀硫酸
B.乙:测定一定质量镁铝合金中金属铝的含量
C.丙:控制二氧化碳气体的生成与停止
D.丁:验证Cl、Br、I非金属性的强弱
【答案】B
【知识点】铝的化学性质;配制一定物质的量浓度的溶液;性质实验方案的设计;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、配制一定物质的量浓度的稀硫酸时,浓硫酸溶于水会放出大量热,若直接在容量瓶中稀释,热胀冷缩会影响容量瓶的精度,且可能损坏容量瓶,所以应先在烧杯中稀释并冷却后,再转移到容量瓶中,A不能达到实验目的;
B、镁和铝都能与稀盐酸反应产生氢气,且等质量的镁和铝与足量稀盐酸反应时,产生氢气的体积不同。通过测量产生氢气的体积,结合化学方程式计算,就可以测定镁铝合金中金属铝的含量,B能达到实验目的;
C、碳酸钠是粉末状固体,与稀硫酸接触后,不能通过简单的装置操作实现固液分离,长颈漏斗也无法有效控制反应的发生与停止,所以不能用该装置控制二氧化碳气体的生成与停止,C不能达到实验目的;
D、氯气能与溴化钠溶液反应生成溴单质,可证明氯的非金属性强于溴;但氯气也能与碘化钾溶液反应生成碘单质,由于氯气过量,无法确定是溴还是过量的氯气与碘化钾反应,所以不能证明溴的非金属性强于碘,D不能达到实验目的;
故答案为:B。
【分析】A.配制稀硫酸时,需先在烧杯中稀释浓硫酸(防局部过热)、冷却后再转移到容量瓶,不能直接在容量瓶中稀释。
B.镁铝合金与稀盐酸反应生成 H2,通过排水法测 H2体积,结合 Mg、Al 与酸反应的 H2量差异,可计算 Al 的含量,装置和操作合理。
C.纯碱是粉末状固体,与稀硫酸接触后无法通过 “固液分离” 停止反应(长颈漏斗装置不能控制反应启停)。
D.Cl2会先与 NaBr 反应,但过量 Cl2会直接与 KI 反应,无法证明 Br2能氧化 KI,不能验证 Br 和 I 的非金属性强弱。
7.(2025高一上·江苏期末)下列说法正确的是(  )
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
④常温常压下,28 g CO与N2的混合气体所含的原子数为2NA
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol 1
⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①③⑤ B.④⑥
C.③④⑥ D.①④⑥
【答案】B
【知识点】气体摩尔体积;阿伏加德罗定律及推论
【解析】【解答】考查气体的摩尔体积与阿伏加德罗定律。需要强调的是摩尔体积只针对于气体,而且对于气体只有在说明状况的条件下体积才有意义。
故答案为:B
【分析】气体摩尔体积必须指明温度和压强,一般情况下,是指标准状况下的气体摩尔体积。
8.(2025高一上·江苏期末)下列化学反应的离子方程式表示正确的是
A.使用硫化亚铁除去废水中汞离子:
B.黄铁矿与足量氧气在细菌作用下转化为强酸:
C.用除去漂白废水中的余氯:
D.向溶液中滴加足量氨水溶液出现白色沉淀:
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、硫化亚铁(FeS)是难溶性固体,在离子方程式中不能拆写成 S2-和 Fe2+。实际反应是 FeS 固体与 Hg2+直接反应生成更难溶的 HgS 沉淀和 Fe2+,正确的离子方程式应为,A错误;
B、黄铁矿(FeS2)与足量氧气反应时,Fe 元素会被完全氧化为 Fe3+(而非 Fe2+)。根据得失电子守恒和原子守恒,正确的离子方程式应为,B错误;
C、Na2S2O3中 S 为 + 2 价,被 Cl2氧化为 SO42-(S 为 + 6 价),每个 S 原子失去 4 个电子;Cl2中 Cl 为 0 价,被还原为 Cl-(Cl 为 - 1 价),每个 Cl 原子得到 1 个电子。根据得失电子守恒,S2O32-与 Cl2的比例为 1:4,结合原子守恒和电荷守恒,离子方程式,C正确;
D、AlCl3与氨水反应生成氢氧化铝(Al(OH)3)沉淀,且氢氧化铝不溶于过量氨水,不会生成
[Al(OH)4]-。正确的离子方程式应为,D错误;
故答案为:C。
【分析】A.判断难溶物是否应拆分为离子形式,分析反应的实际粒子参与情况。
B.根据反应物用量判断产物价态,结合守恒规律分析方程式正确性。
C.分析氧化还原反应中元素价态变化,验证方程式是否符合守恒规律。
D.明确氢氧化铝的溶解特性,判断反应产物及方程式书写。
9.(2025高一上·江苏期末)铍是一种核性能优良的材料,铍精矿的主要成分为铍、铝、硅、铁的氧化物、碳酸钙,以铍精矿为原料制备氢氧化铍的工艺流程如图所示:
已知:ⅰ。和可通过调节溶液pH实现分步沉淀;ⅱ。与具有相似的化学性质;ⅲ硅的氧化物难溶于硫酸
下列说法正确的是
A.滤渣1的成分为二氧化硅
B.“氧化”工序中用NaClO代替可达到目的且不影响产品纯度
C.“沉淀”工序中需严格控制加入量,以减少溶解损失
D.“氧化”工序的主要反应为
【答案】B
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、铍精矿中的二氧化硅(SiO2)在熔炼时与碳酸钙反应,生成硅酸钙(CaSiO3)和二氧化碳;浸出时加入稀硫酸,硅酸钙与硫酸反应生成硅酸(H2SiO3)和硫酸钙(CaSO4),二者均不溶于水,成为滤渣 1。因此滤渣 1 是硅酸和硫酸钙的混合物,并非仅二氧化硅,A错误;
B、氧化工序的核心是将 Fe2+氧化为 Fe3+。NaClO 具有强氧化性,可完成这一转化(反应生成 Fe3+、Na+和 Cl-);后续调节 pH 时,Na+和 Cl-不会与 Be2+或 Al3+形成沉淀,也不会进入最终的 Be(OH)2产品中,因此不影响纯度,B正确;
C、已知 Be(OH)2化学性质类似 Al(OH)3,而 Al(OH)3不溶于弱碱氨水,故 Be(OH)2也不溶于过量氨水。因此沉淀工序中,即使 NH3 H2O 过量,Be(OH)2也不会溶解,无需严格控制用量,C错误;
D、氧化工序中,H2O2作为氧化剂,在酸性条件下将 Fe2+氧化为 Fe3+,自身被还原为 H2O,反应为 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,不会生成氧气,D错误;
故答案为:B。
【分析】A.分析熔炼和浸出过程中硅元素的转化路径,确定滤渣 1 的组成。
B.判断 NaClO 能否替代 H2O2实现 Fe2+氧化,且不引入影响产品纯度的杂质。
C.依据 Be(OH)2与 Al(OH)3的相似性,分析其与过量氨水的反应行为。
D.分析 H2O2氧化 Fe2+的反应本质,判断方程式的正确性。
10.(2025高一上·江苏期末)下列实验方案能达到探究目的的是
选项 实验目的 探究方案
A 次氯酸根离子能否氧化氯离子 在次氯酸钠溶液中滴加食盐水,观察瓶内是否产生黄绿色气体
B 制备次氯酸并探究次氯酸酸性 在饱和氯水中加入足量碳酸钙粉末,充分搅拌,静置24h,过滤,用pH试纸检测滤液的pH
C 探究常温下,铝遇浓硫酸是否发生钝化 将一块铝片放入浓硫酸中,片刻后取出,用蒸馏水冲洗后浸入溶液,观察铝片表面的现象
D 探究是否全部被还原 向CO还原的产物中加入稀盐酸,滴加KSCN溶液,观察颜色变化
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;性质实验方案的设计;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、次氯酸根氧化氯离子的反应需要酸性条件(ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O),但食盐水是中性的,无法提供 H+,不会产生黄绿色气体,A不能达成目的;
B、饱和氯水中含 HCl、HClO,加入碳酸钙会与 HCl 反应,但 HClO 具有漂白性,会使 pH 试纸褪色,无法用 pH 试纸检测滤液 pH,B不能达成目的;
C、常温下铝遇浓硫酸若发生钝化,表面会生成致密氧化膜,阻止铝与 CuSO4溶液反应(无红色铜析出);若未钝化,铝会置换出 Cu(表面出现红色物质)。通过 “铝片冲洗后浸入 CuSO4溶液的现象” 可判断是否钝化,C能达成目的;
D、CO 还原 Fe2O3的产物中若有 Fe,Fe 会与 Fe3+(Fe2O3与盐酸反应生成)反应生成 Fe2+,即使 Fe2O3未完全还原,滴加 KSCN 溶液也可能不变红,无法判断是否全部被还原,D不能达成目的;
故答案为:C。
【分析】A. 分析 ClO-与 Cl-发生反应的条件,判断实验现象是否能出现。
B.结合氯水的平衡体系,分析碳酸钙的作用及对 HClO 浓度的影响。
C.明确铁遇浓硝酸的钝化现象,判断能否比较金属活动性。
D.分析 SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色的原因,判断是否体现漂白性。
11.(2025高一上·江苏期末)短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B.X的氟化物中原子均为8电子稳定结构
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.Z的单质能与水剧烈反应
【答案】B
【知识点】原子结构与元素的性质;共价键的形成及共价键的主要类型;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、化合物中 H、B、N 之间通过共用电子对结合,均为共价键,A正确;
B、X 的氟化物为 BF3,B 原子最外层电子数为 3+3=6,未达到 8 电子稳定结构,B错误;
C、Y(N)的最高价氧化物水化物是 HNO3,属于强酸,C正确;
D、Z(Na)是活泼金属,与水剧烈反应生成 NaOH 和 H2,D正确;
故答案为:B。
【分析】先通过 “化合物结构 + 原子序数总和” 推断元素种类,再分析各选项的合理性。
短周期主族元素 W、X、Y、Z 原子序数依次增大且总和为 24。从化合物结构看:W 只形成 1 个键,推测为 H(原子序数 1);X 形成 4 个键,推测为 B(原子序数 5);Y 形成 3 个键,推测为 N(原子序数 7);结合原子序数总和:1+5+7+Z=24,得 Z=11(Na)。据此解题。
12.(2025高一上·江苏期末)某无土栽培营养液中含有三种溶质,测得部分离子的浓度如图甲所示。将该营养液加水稀释,稀释过程中的浓度(c)随溶液体积(V)的变化曲线如图乙所示。下列判断正确的是
A.图甲中X离子是
B.营养液中的浓度是
C.图乙中
D.营养液中与的物质的量之比为
【答案】D
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、图甲中 X 离子浓度为 0.2mol/L,结合计算可知是 Zn2+,并非 Cl-,A错误;
B、硫酸钾的浓度为 0.2mol/L,不是 0.25mol/L,B错误;
C、由稀释规律计算得 c1=0.2mol/L,不是 0.15mol/L,C错误;
D、同一溶液中,物质的量之比等于浓度比,氯化钾浓度为 0.3mol/L,硫酸钾浓度为 0.2mol/L,二者物质的量之比为 0.3:0.2=3:2,D正确;
故答案为:D。
【分析】确定锌离子的初始浓度(c1):稀释时锌离子(Zn2+)的物质的量不变,根据图乙数据:c1×0.25L = 0.05mol/L×1L,解得 c1=0.2mol/L,因此图甲中 X 离子是 Zn2+。溶液中阳离子总电荷等于阴离子总电荷,即:钾离子(K+)浓度 + 2× 锌离子(Zn2+)浓度 = 2× 硫酸根离子(SO42-)浓度 + 氯离子(Cl-)浓度,代入数据(K+为 0.7mol/L、SO42-为 0.4mol/L、Zn2+为 0.2mol/L),可得:0.7 + 2×0.2 = 2×0.4 + 氯离子浓度,解得氯离子浓度 = 0.3mol/L。氯化钾(KCl)的浓度等于氯离子浓度,即 0.3mol/L;硫酸钾(K2SO4)的浓度 =(总钾离子浓度 - 氯化钾中的钾离子浓度)÷2 =(0.7 - 0.3)÷2 = 0.2mol/L。
13.(2025高一上·江苏期末)100mL无色溶液可能含有、、、、、、中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:(所加试剂均过量,气体全部逸出)。已知:铵盐与碱共热产生氨气。
下列说法错误的是
A.原溶液一定存在、和,不确定的离子是、,一定不存在、
B.沉淀1中加入氢氧化钠溶液,涉及反应的离子方程式为
C.沉淀2的成分为
D.原溶液中
【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、原溶液一定含 NH、Mg2+、Al3+ 、Cl-,一定不含 Fe3+、CO32-, Na+ 不确定。A错误;
B、沉淀 1 中 Al(OH)3与 NaOH 反应:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-,B正确;
C、沉淀 2 为不溶于 NaOH 的 Mg(OH)2,C正确;
D、计算得 n (Mg2+)=0.1mol、n (Al3+)=0.1mol、n (NH4+)=0.1mol,由电荷守恒,
n (Cl-)≥0.1+2×0.1+3×0.1=0.6mol,故 c (Cl-)≥6mol L- ,D正确;
故答案为:A。
【分析】离子初步推断:溶液无色,排除 Fe3+(黄色);加氨水生成沉淀 1(13.6g),加 NaOH 后部分溶解,剩余沉淀 2(5.8g)。因 Al(OH)3溶于 NaOH,Mg(OH)2不溶,故沉淀 1 为 Al(OH)3和 Mg(OH)2的混合物,沉淀 2 为 Mg(OH)2,说明原溶液含 Mg2+、Al3+;
Mg2+、Al3+ 与 CO32- 不能共存(会生成沉淀),故原溶液无 CO32-;
滤液加 NaOH 加热产生气体(NH3,13.44L 即 0.6mol),说明原溶液含 NH4+;
焰色反应黄色,因实验中加入过 NaOH(含 Na+),无法确定原溶液是否含 Na+;
溶液呈电中性,必含阴离子 Cl-(唯一可能的阴离子)。据此解题。
14.(2025高一上·江苏期末)实验室制备并收集无水的装置如图所示(部分夹持装置略)。已知在空气中易潮解,300℃左右升华。
实验步骤如下:
Ⅰ.连接仪器,检查气密性,装入药品;
Ⅱ.打开分液漏斗活塞,点燃装置a处酒精灯,当…点燃装置d处酒精灯;
Ⅲ.反应结束,熄灭装置d处酒精灯,待硬质玻璃管冷却至室温;
Ⅳ.关闭分液漏斗活塞,熄灭装置a处酒精灯;
Ⅴ.从K处通入一段时间干燥空气后,拆卸装置并及时密封收集器。
回答下列问题:
(1)①装置f中的试剂是   ;②装置b的作用为   ;
(2)①补全步骤Ⅱ中相应的实验现象   ;②步骤Ⅴ中通入一段时间干燥空气的目的是   。
(3)加热后,生成的烟状大部分进入收集器,少量沉积在反应管右端,要使沉积的进入收集器,需要的操作是   。
(4)现有含少量杂质的,为测定n值进行如下实验:
①称取ag样品配成250mL溶液,加入过量锌粒将还原为,过滤;取25.00mL所得滤液,恰好与VmLcmol/L的溶液完全反应;
(已知未配平,杂质、、不参与反应)。
②另取ag样品,在脱水剂蒸汽作用下,加热至恒重,测得固体质量为bg。(遇水极易反应生成气体,该过程中未升华)。
则配制样品溶液时,用到的玻璃仪器有   、玻璃棒、烧杯和胶头滴管;   ,下列情况会导致n测量值偏小的是   (填标号)。
A.实验①中,称重后样品发生了潮解
B.实验①中配制溶液时,俯视刻度线定容
C.实验①中配制溶液时,未对所用过的烧杯和玻璃棒进行洗涤
D.实验②中样品与反应时,失水不充分
【答案】(1)浓硫酸;除去氯气中的氯化氢
(2)收集器内充满黄绿色气体;通入干燥空气把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染
(3)在沉积的氯化铁固体下方加热
(4)250 mL容量瓶;;BD
【知识点】铁的化学性质;配制一定物质的量浓度的溶液;中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由分析可知,装置f中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入e中导致氯化铁潮解;装置b中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体;
故答案为: 浓硫酸 ; 除去氯气中的氯化氢 ;
(2)由题意可知,步骤Ⅱ为打开分液漏斗活塞,点燃装置a处酒精灯,当收集器内充满黄绿色气体,点燃装置d处酒精灯;步骤Ⅴ中通入干燥空气的目的是把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染;
故答案为: 收集器内充满黄绿色气体 ; 通入干燥空气把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染 ;
(3)由题意可知,氯化铁300℃左右升华可知,要使沉积的氯化铁进入收集器,需要的操作是在沉积的氯化铁固体下方加热;
故答案为: 在沉积的氯化铁固体下方加热 ;
(4)由配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知,配制样品溶液时,用到的玻璃仪器有250 mL容量瓶、玻璃棒、烧杯和胶头滴管;由原子个数守恒和得失电子数目守恒可得①中存在如下转化关系: 6FeCl3 nH2O—6Fe2+—K2Cr2O7,反应消耗VmLcmol/L重铬酸钾溶液,则250mL溶液中铁离子的物质的量为6×cmol/L×10-3VL×=0.06cVmol;由②中质量变化可得结晶水的物质的量为=,由化学式可得:1:n=0.06cVmol:,解得n=;
A.实验①中,称重后样品发生了潮解对氯化铁的物质的量无影响,对所测结果无影响,故不符合题意;
B.实验①中配制溶液时,俯视刻度线定容会使所配的溶液浓度偏大,导致所测结果偏小,故符合题意;
C.实验①中配制溶液时,未对所用过的烧杯和玻璃棒进行洗涤会使所配的溶液浓度偏小,导致所测结果偏大,故不符合题意;
D.实验②中样品与反应时,失水不充分会使失水的质量偏小,导致所测结果偏小,故符合题意;
故答案为: 250 mL容量瓶 ; ;BD。
【分析】从实验装置及反应原理来看,装置 a 里二氧化锰和浓盐酸在加热条件下发生反应生成氯气。由于浓盐酸易挥发,生成的氯气会混有氯化氢和水蒸气这两种杂质。装置 b 中盛装饱和食盐水,其作用是除去氯气中的氯化氢;装置 c 中的浓硫酸用于干燥氯气,去除水蒸气;装置 d、e 是用来制备并冷凝收集氯化铁的;装置 f 中的浓硫酸能吸收外界的水蒸气,避免水蒸气进入 e 装置,防止氯化铁潮解;装置 g 中的氢氧化钠溶液则用于吸收未反应的氯气,防止其污染空气。
(1)根据实验目的和物质性质,判断装置作用及试剂。装置 f 需防止水蒸气进入收集器导致 FeCl3潮解,用浓硫酸;装置 b 用于除去 Cl2中混有的 HCl,用饱和食盐水。
(2)结合 Cl2的性质分析实验操作细节。步骤 Ⅱ 中需待收集器充满黄绿色 Cl2(排尽空气)再加热铁屑;步骤 Ⅴ 通干燥空气是为了将残留 Cl2赶入 NaOH 溶液吸收,防止污染。
(3)利用 FeCl3在 300℃左右升华的特性,对沉积的 FeCl3固体下方加热,使其升华进入收集器。
(4)溶液配制需 250mL 容量瓶;通过氧化还原反应守恒算 FeCl3的量,结合脱水前后质量差算结晶水的量,推导 n 的表达式;分析操作误差对 n 的影响,确定 BD 会导致 n 偏小。
(1)由分析可知,装置f中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入e中导致氯化铁潮解;装置b中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体;
(2)由题意可知,步骤Ⅱ为打开分液漏斗活塞,点燃装置a处酒精灯,当收集器内充满黄绿色气体,点燃装置d处酒精灯;步骤Ⅴ中通入干燥空气的目的是把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染;
(3)由题意可知,氯化铁300℃左右升华可知,要使沉积的氯化铁进入收集器,需要的操作是在沉积的氯化铁固体下方加热;
(4)由配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知,配制样品溶液时,用到的玻璃仪器有250 mL容量瓶、玻璃棒、烧杯和胶头滴管;由原子个数守恒和得失电子数目守恒可得①中存在如下转化关系: 6FeCl3 nH2O—6Fe2+—K2Cr2O7,反应消耗VmLcmol/L重铬酸钾溶液,则250mL溶液中铁离子的物质的量为6×cmol/L×10-3VL×=0.06cVmol;由②中质量变化可得结晶水的物质的量为=,由化学式可得:1:n=0.06cVmol:,解得n=;
A.实验①中,称重后样品发生了潮解对氯化铁的物质的量无影响,对所测结果无影响,故不符合题意;
B.实验①中配制溶液时,俯视刻度线定容会使所配的溶液浓度偏大,导致所测结果偏小,故符合题意;
C.实验①中配制溶液时,未对所用过的烧杯和玻璃棒进行洗涤会使所配的溶液浓度偏小,导致所测结果偏大,故不符合题意;
D.实验②中样品与反应时,失水不充分会使失水的质量偏小,导致所测结果偏小,故符合题意;
故选BD。
15.(2025高一上·江苏期末)实验小组用如图装置探究、、的氧化性强弱(夹持装置和加热装置已省略,气密性已检验)。已知:遇淀粉溶液变蓝
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹和,通入一段时间,再将导管插入B中,继续通入一段时间,然后夹紧;
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量浓盐酸后关闭活塞a;
Ⅲ.当B中的溶液变为黄色时,夹紧;
Ⅳ.打开活塞b,将少量B中溶液滴入C中,关闭活塞b.
(1)A中发生反应的离子方程式是   。
(2)步骤Ⅰ通入氮气的目的是   。
(3)B中溶液变黄说明氧化性,反应的离子方程式是   。
(4)为探究和的氧化性强弱,甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,并检测B中黄色溶液和C中混合溶液中的部分微粒,结果如表所示(忽略空气中的影响)。
B中部分微粒 C中部分微粒
甲 既有又有 有
乙 有无 有
丙 有无 有
①检验B中黄色溶液中含有的试剂是   。
②进一步检验的实验操作及现象是   。
③能证明该实验条件下氧化性的有   (填“甲”“乙”或“丙”)。不能证明的请说明理由:   。
【答案】(1)
(2)将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验
(3)
(4)溶液;少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成;甲、丙;乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氯气的实验室制法;化学实验方案的评价;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据分析,A中发生反应的离子方程式是;
故答案为: ;
(2)根据分析,通入一段时间N2,将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验;
故答案为: 将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验 ;
(3)B中溶液变黄说明氧化性,反应的离子方程式是;
故答案为:;
(4)①与溶液反应,溶液会变红,故检验的试剂是溶液;
②取少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成;
③甲中B溶液有,说明氯气不足,有生成,说明是将氧化为;
乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性;
丙中B溶液中无,C溶液有,说明是被还原为,同时生成;
故能证明该实验条件下氧化性的有甲、丙;乙不能证明,理由是乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性。
故答案为:溶液 ; 少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成 ; 甲、丙 ; 乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性 。
【分析】这是一个实验探究题。实验开始时,先打开弹簧夹 K1、K2,通入氮气一段时间,目的是排尽装置内的空气,避免空气中的氧气影响实验结果。之后关闭 K1,打开活塞 a,加入一定量浓盐酸并加热装置 A,A 是制备 Cl2的装置,反应为, 生成的 Cl2进入 B 中,将 Fe2+ 氧化成 Fe3+,当 B 中溶液变黄时,说明 Fe2+ 已被氧化,此时停止加热,夹紧 K2以阻断 Cl2通入。最后打开活塞 b,让 B 中溶液流入 C 试管,发生反应 ,据此可分析解答相关问题。
(1)根据分析,A中发生反应的离子方程式是;
(2)根据分析,通入一段时间N2,将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验;
(3)B中溶液变黄说明氧化性,反应的离子方程式是;
(4)①与溶液反应,溶液会变红,故检验的试剂是溶液;
②取少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成;
③甲中B溶液有,说明氯气不足,有生成,说明是将氧化为;
乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性;
丙中B溶液中无,C溶液有,说明是被还原为,同时生成;
故能证明该实验条件下氧化性的有甲、丙;乙不能证明,理由是乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性。
16.(2025高一上·江苏期末)a~j为10种短周期主族元素,其原子半径、最高正价、最低负价随原子序数的递增变化如下图:
回答下列问题:
(1)h元素在周期表中的位置是   ,由上述两种元素组成的四核18电子微粒的电子式为   ,上述10种元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是   (用化学式表示)。
(2)用一个化学方程式表j的非金属性比i强:   。
(3)ade三种元素组成的离子化合物与共价化合物分别为   与   (各写一种化学式)。
(4)中,核外电子总数比质子总数多个,则R是a~j的   (填字母编号)元素。
(5)含d元素的废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素,某研究团队设计的废水处理流程如下:
已知:甲为d元素与a元素形成的10电子阳离子,乙和丙分别为元素g和d的最高价氧化物对应的水化物,丁是一种简单有机物。则过程1发生反应的离子方程式为   ,过程2中参与反应的甲与e单质的物质的量之比为   ,过程3加入物质丁将丙转化为d的单质,丁的作用是   ,每完全处理1L含丙的废水,转移电子的物质的量为   mol。
(6)(e是上述元素中的一种)1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入(标准状况下),恰好将完全氧化。x值为   。
【答案】(1)第三周期第ⅣA族;;HClO4
(2)Cl2+H2S=2HCl+S↓
(3);HONH2
(4)c
(5);1:2;还原剂;0.005
(6)0.8
【知识点】原子结构与元素的性质;离子方程式的书写;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】(1)h元素为Si,在周期表中的位置是第三周期第ⅣA族;
18电子体系Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、Cl-、S2-、K+、Ca2+、HS-、F2、H2O2、N2H4、C2H6、HOCH3、HONH2、CH3F、CH3NH2等,上述两种元素组成的四核18电子为H2O2,电子式为;
非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,O、F没有最高价,则上述10种元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4;
故答案为: 第三周期第ⅣA族 ;; HClO4 ;
(2)j和i分别Cl和 S,非金属性越强,其单质的氧化性越强,故反应为Cl2+H2S=2HCl+S↓;
故答案为: Cl2+H2S=2HCl+S↓ ;
(3)ade三种元素分别为H、N、O,离子化合物中含有离子键,可以为,共价化合物只含有共价键,可以为HONH2;
故答案为: ; HONH2 ;
(4)一个中核外电子数比质子数多2个,30g中核外电子数比质子数多×2×6.02×1023=6.02×1023,所以M=60 g·mol-1,R的相对原子质量为60-16×3=12,则R为C元素,即c;
故答案为:c;
(5)甲为d元素与a元素形成的10电子阳离子,即甲为,乙和丙分别为元素g和d的最高价氧化物对应的水化物,即乙为NaOH、丙为HNO3,所以过程1发生反应的离子方程式为;过程2中参与反应的与O2发生氧化还原反应,,其物质的量之比为1:2;过程3加入物质丁将HNO3转化为N2,氮元素化合价下降5价,所以丁的作用是还原剂,每完全处理1L含HNO30.001mol/L的废水,转移电子的物质的量为0.005mol;
故答案为:; 1:2 ;还原剂;0.005mol;
(6)e是氧元素,FexO中Fe的平均化合价为 ,被氧化为,根据电子守恒可知,转移的电子数和 转移的电子数相等。标准状况下转移电子数为。则有: ,解得。
故答案为:0.8。
【分析】这 10 种短周期主族元素中,a、b、g 的最高正价都是 +1 价。从原子半径看,g>b>a,结合短周期主族元素特点,a 是 H,b 是 Li,g 是 Na。
c 和 h 的最高正价为 +4 价,且原子半径 h 比 c 大,所以 c 是 C,h 是 Si。
e 和 i 的最低负价为 - 2 价,原子半径 i 大于 e,因此 e 是 O,i 是 S。
f 和 j 的最低负价为 - 1 价,原子半径 j 比 f 大,故 f 是 F,j 是 Cl。
d 的最高正价为 + 5 价、最低负价为 - 3 价,原子半径介于 c 和 e 之间,所以 d 是 N。
综上,a 至 j 依次为 H、Li、C、N、O、F、Na、Si、S、Cl。
(1)h元素为Si,在周期表中的位置是第三周期第ⅣA族;
18电子体系Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、Cl-、S2-、K+、Ca2+、HS-、F2、H2O2、N2H4、C2H6、HOCH3、HONH2、CH3F、CH3NH2等,上述两种元素组成的四核18电子为H2O2,电子式为;
非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,O、F没有最高价,则上述10种元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4;
(2)j和i分别Cl和 S,非金属性越强,其单质的氧化性越强,故反应为Cl2+H2S=2HCl+S↓;
(3)ade三种元素分别为H、N、O,离子化合物中含有离子键,可以为,共价化合物只含有共价键,可以为HONH2;
(4)一个中核外电子数比质子数多2个,30g中核外电子数比质子数多×2×6.02×1023=6.02×1023,所以M=60 g·mol-1,R的相对原子质量为60-16×3=12,则R为C元素,即c;
(5)甲为d元素与a元素形成的10电子阳离子,即甲为,乙和丙分别为元素g和d的最高价氧化物对应的水化物,即乙为NaOH、丙为HNO3,所以过程1发生反应的离子方程式为;过程2中参与反应的与O2发生氧化还原反应,,其物质的量之比为1:2;过程3加入物质丁将HNO3转化为N2,氮元素化合价下降5价,所以丁的作用是还原剂,每完全处理1L含HNO30.001mol/L的废水,转移电子的物质的量为0.005mol;
(6)e是氧元素,FexO中Fe的平均化合价为 ,被氧化为,根据电子守恒可知,转移的电子数和 转移的电子数相等。标准状况下转移电子数为。则有: ,解得。
17.(2025高一上·江苏期末)我国是世界上最早冶炼锌的国家之一,有独立的炼锌发展史。现代炼锌主要采取湿法工艺,以闪锌矿(主要成分为,还含铁等元素)、软锰矿(主要成分为)为原料联合生产锌和高纯度二氧化锰的一种流程如下:
(1)浸出:加入能促进的溶解,提高锌的浸出率,同时生成硫单质。的作用类似催化剂,“催化”过程可表示为:
ⅰ:
ⅱ:……
①写出ⅱ的离子方程式:   。
②下列实验方案可证实上述“催化”过程。将实验方案补充完整。
a.向酸化的溶液中加入溶液,溶液几乎无色,再加入少量,溶液变红。
b.   。
(2)除铁:已知①进入除铁工艺的溶液的pH约为3;②控制溶液pH为2.5~3.5,使铁主要以沉淀的形式除去。结合离子方程式说明,通入空气需同时补充适量的理由是   。
(3)电解:总反应(未配平):。若不考虑副反应,为了使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加哪种离子?   (填“”、“”或“都不需要”)。
【答案】(1);取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH
(3)
【知识点】化学反应速率的影响因素;二价铁离子和三价铁离子的检验;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)①ⅰ中生成的铁离子具有氧化性,的作用类似催化剂,能促进的溶解生成硫单质,则反应ⅱ为铁离子氧化硫化锌生成硫单质,同时得到锌离子和亚铁离子,反应为;
②催化剂改变反应速率,其本身质量和化学性质反应前后不变;可以证明亚铁离子转化为铁离子、铁离子又转化为亚铁离子,故证实上述“催化”过程的实验方案为:a.检验Fe2+被氧化成Fe3+:向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量MnO2,溶液变红。b.检验Fe3+被还原成Fe2+:取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去;
故答案为: ; 取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去 ;
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH,故通入空气需同时补充适量;
故答案为: 通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH ;
(3)由(1)分析可知,浸取总反应为。生成锰、锌离子物质的量为1:1,由于除铁过程中引入了锌离子,锌离子的量大于锰离子;电解反应中锌化合价由+2变为0、锰化合价由+2变为+4,结合电子守恒可知,反应为,电解中锰、锌离子物质的量为1:1,要使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加锰离子。
故答案为: 。
【分析】将闪锌矿(主要成分为硫化锌等锌的硫化物)与软锰矿(主要成分为二氧化锰)混合,加入稀硫酸进行酸浸。此过程中,酸的酸性使矿物中的可溶成分溶解,同时矿物间发生氧化还原反应(如硫化锌与二氧化锰在酸性条件下反应),将锌、锰等元素转化为可溶性盐(如硫酸锌、硫酸锰),反应后过滤除去未溶解的固体残渣。酸浸后的滤液中含有杂质亚铁离子(来自矿物中的铁杂质),向滤液中通入氧气,利用氧气的氧化性将亚铁离子氧化为铁离子(铁离子更易通过沉淀法去除)。加入氧化锌调节滤液的 pH。氧化锌与酸反应可提高溶液 pH,且不会引入新杂质。当 pH 升至合适范围时,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,经分离操作除去铁杂质,得到净化后的含锌离子、锰离子的滤液。对净化后的滤液进行电解,在电极作用下,锌离子在阴极得电子析出锌单质,锰离子在阳极失电子被氧化生成二氧化锰,最终同时获得锌和二氧化锰两种产物。据此解题。
(1)①ⅰ中生成的铁离子具有氧化性,的作用类似催化剂,能促进的溶解生成硫单质,则反应ⅱ为铁离子氧化硫化锌生成硫单质,同时得到锌离子和亚铁离子,反应为;
②催化剂改变反应速率,其本身质量和化学性质反应前后不变;可以证明亚铁离子转化为铁离子、铁离子又转化为亚铁离子,故证实上述“催化”过程的实验方案为:a.检验Fe2+被氧化成Fe3+:向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量MnO2,溶液变红。b.检验Fe3+被还原成Fe2+:取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去;
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH,故通入空气需同时补充适量;
(3)由(1)分析可知,浸取总反应为。生成锰、锌离子物质的量为1:1,由于除铁过程中引入了锌离子,锌离子的量大于锰离子;电解反应中锌化合价由+2变为0、锰化合价由+2变为+4,结合电子守恒可知,反应为,电解中锰、锌离子物质的量为1:1,要使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加锰离子。
18.(2025高一上·江苏期末)铬是一种具有战略意义的金属,它具有多种价态,单质铬熔点为1857℃。工业上以铬铁矿[主要成分是]为原料冶炼铬的流程如图所示:
(1)高温氧化时反应的化学方程式为   。
(2)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。
(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。转化为重要产品磁性铁铬氧体():先向含的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁,待充分反应后再通入适量空气(氧化部分)并加入NaOH,就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。
若处理含(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗,则当铁铬氧体中时,铁铬氧体的化学式为   。
【答案】(1)
(2)受热分解生成
(3)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)矿石的主要成分为,加入碳酸钠,高温氧化,反应物有,根据流程图可知生成,结合电子守恒和元素守恒可得反应的方程式为;
故答案为: ;
(2)操作a是受热分解生成,再和发生铝热反应生成氧化铝和;
故答案为:受热分解生成 ;
(3)处理含(不考虑其它含铬微粒) 的污水时恰好消耗,生成的为, 根据守恒,铁铬氧体中,,根据守恒,铁铬氧体中,根据电荷守恒,铁铬氧体中,铁铬氧体中,铁铬氧体的化学式为。
故答案为: 。
【分析】冶炼铬的工业流程以铬铁矿(主要成分为 Fe(CrO2)2)为原料,具体过程如下:首先,向铬铁矿中加入 Na2CO3并通入 O2,在高温下发生氧化反应,生成 Fe2O3、Na2CrO4和 CO2;接着将反应后的固体用水浸取,得到含 Na2CrO4的溶液;然后向该溶液中加入 Na2S,使 Na2CrO4被还原为 Cr(OH)3沉淀;过滤得到 Cr(OH)3后,经操作 a(灼烧)转化为 Cr2O3;最后通过铝热反应从 Cr2O3中提炼出金属铬。
(1)矿石的主要成分为,加入碳酸钠,高温氧化,反应物有,根据流程图可知生成,结合电子守恒和元素守恒可得反应的方程式为;
(2)操作a是受热分解生成,再和发生铝热反应生成氧化铝和;
(3)处理含(不考虑其它含铬微粒) 的污水时恰好消耗,生成的为, 根据守恒,铁铬氧体中,,根据守恒,铁铬氧体中,根据电荷守恒,铁铬氧体中,铁铬氧体中,铁铬氧体的化学式为。
1 / 1江苏省天一中学(理强班)2024-2025学年高一上学期期末考试化学试题
1.(2025高一上·江苏期末)化学与生产、生活密切相关.下列说法错误的是
A.漂白粉应密封避光保存在阴凉处
B.和均可用于治疗胃酸过多
C.补血剂与维生素C配合使用效果更佳
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用
2.(2025高一上·江苏期末)反应:可用于联合制碱。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.的电子式:
B.氯原子的结构示意图:
C.中子数为10的氧原子:
D.电离:
3.(2025高一上·江苏期末)下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A.分子间存在氢键,极易溶于水
B.盐酸有强酸性,可用于除去铁锈
C.具有氧化性,可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D.聚合硫酸铁能水解并形成胶体,可用于净水
4.(2025高一上·江苏期末)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.和的固体混合物中含,则混合物中质子数为
B.溶液中含有的的数目为
C.一定条件下,与充分反应,转移的电子数为
D.溶于水,所得溶液中的粒子数之和为
5.(2025高一上·江苏期末)某同学配制的某溶液,有关操作正确的是
A.配制溶液时,将量筒、烧杯、玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液转入容量瓶中
B.配制溶液时,需量取、密度为的浓盐酸约
C.配制溶液时,应快速溶解固体,快速将溶液转移到容量瓶中
D.配制溶液定容时,摇匀后发现溶液凹液面低于刻度线,加入蒸馏水至刻度线
6.(2025高一上·江苏期末)下列装置或操作能达到实验目的的是
A.甲:配制1000mL一定物质的量浓度的稀硫酸
B.乙:测定一定质量镁铝合金中金属铝的含量
C.丙:控制二氧化碳气体的生成与停止
D.丁:验证Cl、Br、I非金属性的强弱
7.(2025高一上·江苏期末)下列说法正确的是(  )
①标准状况下,6.02×1023个分子所占的体积约是22.4 L
②0.5 mol H2所占体积为11.2 L
③标准状况下,1 mol H2O的体积为22.4 L
④常温常压下,28 g CO与N2的混合气体所含的原子数为2NA
⑤各种气体的气体摩尔体积都约为22.4 L·mol 1
⑥标准状况下,体积相同的气体的分子数相同
A.①③⑤ B.④⑥
C.③④⑥ D.①④⑥
8.(2025高一上·江苏期末)下列化学反应的离子方程式表示正确的是
A.使用硫化亚铁除去废水中汞离子:
B.黄铁矿与足量氧气在细菌作用下转化为强酸:
C.用除去漂白废水中的余氯:
D.向溶液中滴加足量氨水溶液出现白色沉淀:
9.(2025高一上·江苏期末)铍是一种核性能优良的材料,铍精矿的主要成分为铍、铝、硅、铁的氧化物、碳酸钙,以铍精矿为原料制备氢氧化铍的工艺流程如图所示:
已知:ⅰ。和可通过调节溶液pH实现分步沉淀;ⅱ。与具有相似的化学性质;ⅲ硅的氧化物难溶于硫酸
下列说法正确的是
A.滤渣1的成分为二氧化硅
B.“氧化”工序中用NaClO代替可达到目的且不影响产品纯度
C.“沉淀”工序中需严格控制加入量,以减少溶解损失
D.“氧化”工序的主要反应为
10.(2025高一上·江苏期末)下列实验方案能达到探究目的的是
选项 实验目的 探究方案
A 次氯酸根离子能否氧化氯离子 在次氯酸钠溶液中滴加食盐水,观察瓶内是否产生黄绿色气体
B 制备次氯酸并探究次氯酸酸性 在饱和氯水中加入足量碳酸钙粉末,充分搅拌,静置24h,过滤,用pH试纸检测滤液的pH
C 探究常温下,铝遇浓硫酸是否发生钝化 将一块铝片放入浓硫酸中,片刻后取出,用蒸馏水冲洗后浸入溶液,观察铝片表面的现象
D 探究是否全部被还原 向CO还原的产物中加入稀盐酸,滴加KSCN溶液,观察颜色变化
A.A B.B C.C D.D
11.(2025高一上·江苏期末)短周期主族元素组成的化合物(如图所示),具有良好的储氢性能,其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A.该化合物中,W、X、Y之间均为共价键
B.X的氟化物中原子均为8电子稳定结构
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.Z的单质能与水剧烈反应
12.(2025高一上·江苏期末)某无土栽培营养液中含有三种溶质,测得部分离子的浓度如图甲所示。将该营养液加水稀释,稀释过程中的浓度(c)随溶液体积(V)的变化曲线如图乙所示。下列判断正确的是
A.图甲中X离子是
B.营养液中的浓度是
C.图乙中
D.营养液中与的物质的量之比为
13.(2025高一上·江苏期末)100mL无色溶液可能含有、、、、、、中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图:(所加试剂均过量,气体全部逸出)。已知:铵盐与碱共热产生氨气。
下列说法错误的是
A.原溶液一定存在、和,不确定的离子是、,一定不存在、
B.沉淀1中加入氢氧化钠溶液,涉及反应的离子方程式为
C.沉淀2的成分为
D.原溶液中
14.(2025高一上·江苏期末)实验室制备并收集无水的装置如图所示(部分夹持装置略)。已知在空气中易潮解,300℃左右升华。
实验步骤如下:
Ⅰ.连接仪器,检查气密性,装入药品;
Ⅱ.打开分液漏斗活塞,点燃装置a处酒精灯,当…点燃装置d处酒精灯;
Ⅲ.反应结束,熄灭装置d处酒精灯,待硬质玻璃管冷却至室温;
Ⅳ.关闭分液漏斗活塞,熄灭装置a处酒精灯;
Ⅴ.从K处通入一段时间干燥空气后,拆卸装置并及时密封收集器。
回答下列问题:
(1)①装置f中的试剂是   ;②装置b的作用为   ;
(2)①补全步骤Ⅱ中相应的实验现象   ;②步骤Ⅴ中通入一段时间干燥空气的目的是   。
(3)加热后,生成的烟状大部分进入收集器,少量沉积在反应管右端,要使沉积的进入收集器,需要的操作是   。
(4)现有含少量杂质的,为测定n值进行如下实验:
①称取ag样品配成250mL溶液,加入过量锌粒将还原为,过滤;取25.00mL所得滤液,恰好与VmLcmol/L的溶液完全反应;
(已知未配平,杂质、、不参与反应)。
②另取ag样品,在脱水剂蒸汽作用下,加热至恒重,测得固体质量为bg。(遇水极易反应生成气体,该过程中未升华)。
则配制样品溶液时,用到的玻璃仪器有   、玻璃棒、烧杯和胶头滴管;   ,下列情况会导致n测量值偏小的是   (填标号)。
A.实验①中,称重后样品发生了潮解
B.实验①中配制溶液时,俯视刻度线定容
C.实验①中配制溶液时,未对所用过的烧杯和玻璃棒进行洗涤
D.实验②中样品与反应时,失水不充分
15.(2025高一上·江苏期末)实验小组用如图装置探究、、的氧化性强弱(夹持装置和加热装置已省略,气密性已检验)。已知:遇淀粉溶液变蓝
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹和,通入一段时间,再将导管插入B中,继续通入一段时间,然后夹紧;
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量浓盐酸后关闭活塞a;
Ⅲ.当B中的溶液变为黄色时,夹紧;
Ⅳ.打开活塞b,将少量B中溶液滴入C中,关闭活塞b.
(1)A中发生反应的离子方程式是   。
(2)步骤Ⅰ通入氮气的目的是   。
(3)B中溶液变黄说明氧化性,反应的离子方程式是   。
(4)为探究和的氧化性强弱,甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,并检测B中黄色溶液和C中混合溶液中的部分微粒,结果如表所示(忽略空气中的影响)。
B中部分微粒 C中部分微粒
甲 既有又有 有
乙 有无 有
丙 有无 有
①检验B中黄色溶液中含有的试剂是   。
②进一步检验的实验操作及现象是   。
③能证明该实验条件下氧化性的有   (填“甲”“乙”或“丙”)。不能证明的请说明理由:   。
16.(2025高一上·江苏期末)a~j为10种短周期主族元素,其原子半径、最高正价、最低负价随原子序数的递增变化如下图:
回答下列问题:
(1)h元素在周期表中的位置是   ,由上述两种元素组成的四核18电子微粒的电子式为   ,上述10种元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是   (用化学式表示)。
(2)用一个化学方程式表j的非金属性比i强:   。
(3)ade三种元素组成的离子化合物与共价化合物分别为   与   (各写一种化学式)。
(4)中,核外电子总数比质子总数多个,则R是a~j的   (填字母编号)元素。
(5)含d元素的废水是造成河流及湖泊富营养化的主要因素,某研究团队设计的废水处理流程如下:
已知:甲为d元素与a元素形成的10电子阳离子,乙和丙分别为元素g和d的最高价氧化物对应的水化物,丁是一种简单有机物。则过程1发生反应的离子方程式为   ,过程2中参与反应的甲与e单质的物质的量之比为   ,过程3加入物质丁将丙转化为d的单质,丁的作用是   ,每完全处理1L含丙的废水,转移电子的物质的量为   mol。
(6)(e是上述元素中的一种)1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入(标准状况下),恰好将完全氧化。x值为   。
17.(2025高一上·江苏期末)我国是世界上最早冶炼锌的国家之一,有独立的炼锌发展史。现代炼锌主要采取湿法工艺,以闪锌矿(主要成分为,还含铁等元素)、软锰矿(主要成分为)为原料联合生产锌和高纯度二氧化锰的一种流程如下:
(1)浸出:加入能促进的溶解,提高锌的浸出率,同时生成硫单质。的作用类似催化剂,“催化”过程可表示为:
ⅰ:
ⅱ:……
①写出ⅱ的离子方程式:   。
②下列实验方案可证实上述“催化”过程。将实验方案补充完整。
a.向酸化的溶液中加入溶液,溶液几乎无色,再加入少量,溶液变红。
b.   。
(2)除铁:已知①进入除铁工艺的溶液的pH约为3;②控制溶液pH为2.5~3.5,使铁主要以沉淀的形式除去。结合离子方程式说明,通入空气需同时补充适量的理由是   。
(3)电解:总反应(未配平):。若不考虑副反应,为了使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加哪种离子?   (填“”、“”或“都不需要”)。
18.(2025高一上·江苏期末)铬是一种具有战略意义的金属,它具有多种价态,单质铬熔点为1857℃。工业上以铬铁矿[主要成分是]为原料冶炼铬的流程如图所示:
(1)高温氧化时反应的化学方程式为   。
(2)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。
(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。转化为重要产品磁性铁铬氧体():先向含的污水中加入适量的硫酸及硫酸亚铁,待充分反应后再通入适量空气(氧化部分)并加入NaOH,就可以使铬、铁元素全部转化为磁性铁铬氧体。
若处理含(不考虑其他含铬微粒)的污水时恰好消耗,则当铁铬氧体中时,铁铬氧体的化学式为   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】氯水、氯气的漂白作用;常见的食品添加剂的组成、性质和作用
【解析】【解答】A、漂白粉的有效成分是次氯酸钙,它会与空气中的二氧化碳和水发生反应,生成次氯酸。而次氯酸见光很容易分解,这会导致漂白粉失去原有的功效。因此,为了保持漂白粉的有效性,必须将其密封起来,并且要避免阳光照射,存放在阴凉的地方。A正确;
B、胃酸的主要成分是盐酸。NaHCO3(碳酸氢钠)的碱性相对较弱,它能够与盐酸发生反应,从而中和过多的胃酸,可用于治疗胃酸过多。但 Na2CO3(碳酸钠)的碱性很强,若用于治疗胃酸过多,会对胃黏膜产生强烈的刺激和损伤,所以不能用于治疗胃酸过多。B错误;
C、FeSO4(硫酸亚铁)中的 Fe2+具有还原性,在保存或使用过程中容易被氧化成 Fe3+,从而失去补血的效果。而维生素 C 也具有还原性,它可以防止 Fe2+被氧化,使 Fe2+更好地被人体吸收利用。因此,二者配合使用时效果会更好。C正确;
D、“洁厕灵” 的主要成分是盐酸,其中含有 Cl-;“84 消毒液” 的主要成分是次氯酸钠,其中含有 ClO-。当这两种物质混合时,在酸性条件下,Cl-和 ClO-会发生反应生成有毒的氯气,对人体健康造成危害。所以,它们不能混用。D正确;
故答案为:B。【分析】A.依据漂白粉的成分特性及保存要求分析。
B.通过比较两种物质的碱性强弱及对人体的影响来判断。
C.从物质的还原性及相互作用角度分析。
D.根据两种物质的主要成分及可能发生的反应来判断。
2.【答案】B
【知识点】用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;原子结构示意图;电离方程式的书写
【解析】【解答】A、的电子式应为:,A错误;
B、氯原子质子数为 17,核外电子总数也为 17,电子层分布为 :, 其结构示意图符合核外电子排布规律,B正确;
C、氧原子质子数为 8,中子数为 10 时,质量数 = 质子数 + 中子数 = 18,应表示为 ,而非其他形式,C错误;
D、NaHCO3是强电解质,在水中完全电离为 Na+和 HCO3-,电离式应为 NaHCO3=Na++HCO3-,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题考查化学用语的规范书写,涉及电子式、原子结构示意图、原子符号和电离方程式。需依据各类化学用语的书写规则,结合微粒的构成特点逐一判断选项正误。
3.【答案】A
【知识点】物质的结构与性质之间的关系
【解析】【解答】A、NH3极易溶于水,原因是 NH3与水分子之间能形成氢键(并非 NH3分子间的氢键)。选项中将 “NH3极易溶于水” 归因于 “NH3分子间存在氢键”,混淆了氢键的作用对象,二者无对应关系,A符合题意;
B、盐酸具有强酸性,能与铁锈的主要成分 Fe2O3反应(生成可溶的 FeCl3和水),因此可用于除铁锈,性质与用途直接相关,B不符合题意;
C、FeCl3中的 Fe3+ 具有氧化性,能与 Cu 发生反应(Cu 被氧化为 Cu2+,Fe3+ 被还原为 Fe2+),从而腐蚀印刷电路板上的 Cu,性质与用途对应,C不符合题意;
D、聚合硫酸铁水解可形成氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,能吸附水中悬浮杂质,因此可用于净水,性质与用途一致,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】本题的易错点主要集中在对氢键作用对象的混淆:很多同学容易误将 “NH3极易溶于水” 的原因记为 “NH3分子间存在氢键”,但实际 NH3易溶于水是因为NH3与水分子之间能形成氢键,而非 NH3分子自身之间的氢键。这一概念混淆是错选其他选项的关键原因。
4.【答案】A
【知识点】原子中的数量关系;离子浓度大小的比较;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、NaCl 由 Na+和 Cl-组成,1 个 NaCl 的质子数为 11(Na)+17(Cl)=28;NH4Cl 由 NH4+和 Cl-组成,1 个 NH4Cl 的质子数为 7(N)+4×1(H)+17(Cl)=28。两种物质中,每含 1mol Cl-,对应物质的量均为 1mol,且质子数均为 28mol。因此无论两者比例如何,含 1mol Cl-的混合物总质子数一定是 28NA,A正确;
B、计算溶液中 K+数目需用到公式 n=c V(n 为物质的量,c 为浓度,V 为体积)。题目中仅给出 K2Cr2O7溶液的浓度(0.25mol L- ),未提供溶液体积,无法计算 K+的物质的量及数目,B错误;
C、Fe 与 Cl2反应为 2Fe+3Cl2=2FeCl3。5.6g Fe 的物质的量为 0.1mol,0.1mol Cl2完全反应时,Cl 元素从 0 价变为 - 1 价,每个 Cl 原子得 1 个电子,0.1mol Cl2(含 0.2mol Cl 原子)共得 0.2mol 电子,即转移电子数为 0.2NA,C错误;
D、7.1g Cl2的物质的量为 0.1mol,含 0.2mol Cl 原子。Cl2与水反应存在平衡:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,根据氯元素守恒,有 n(Cl-) + n(ClO-) + n(HClO) + 2n(Cl2) = 0.2mol(每个 Cl2分子含 2 个 Cl 原子)。因此 Cl-、ClO-、HClO、Cl2的粒子数之和
= < 0.2mol(即小于 0.2NA),D错误;
故答案为:A。【分析】A.通过分析两种物质的质子数构成,结合氯离子的物质的量计算总质子数。
B.明确溶液中粒子数计算的必要条件,判断题目数据是否充足。
C.根据反应方程式判断过量反应物,计算实际转移的电子数。
D.依据氯元素守恒,分析氯水中含氯粒子的总数关系。
5.【答案】B
【知识点】配制一定物质的量浓度的溶液
【解析】【解答】A、量筒量取液体时,残留液已计入量取体积,无需洗涤;若洗涤并转移洗涤液,会导致溶质偏多,浓度偏高,A错误;
B、 质量分数、密度为的浓盐酸物质的量为,根据配制溶液前后溶质的物质的量不变,则有,解得V=42.0mL,B正确;
C、NaOH 溶解放热,未冷却直接转移会导致热胀冷缩后体积偏小,浓度偏高,需冷却至室温再转移,C错误;
D、摇匀后液面低于刻度线是因溶液附着在瓶壁,属于正常现象,补加水会使体积偏大,浓度偏低,D 错误;
故答案为:B。【分析】本题考查一定物质的量浓度溶液的配制操作,解题要点是明确配制 480mL 溶液需用 500mL 容量瓶,同时掌握浓溶液稀释的计算方法及各操作步骤的规范要求。
A.考查量筒的洗涤规范。
B.考查浓盐酸体积的计算(基于稀释前后溶质的量不变)。
C.判断NaOH 溶解后的转移条件。
D.考查定容摇匀后液面异常的处理。
6.【答案】B
【知识点】铝的化学性质;配制一定物质的量浓度的溶液;性质实验方案的设计;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、配制一定物质的量浓度的稀硫酸时,浓硫酸溶于水会放出大量热,若直接在容量瓶中稀释,热胀冷缩会影响容量瓶的精度,且可能损坏容量瓶,所以应先在烧杯中稀释并冷却后,再转移到容量瓶中,A不能达到实验目的;
B、镁和铝都能与稀盐酸反应产生氢气,且等质量的镁和铝与足量稀盐酸反应时,产生氢气的体积不同。通过测量产生氢气的体积,结合化学方程式计算,就可以测定镁铝合金中金属铝的含量,B能达到实验目的;
C、碳酸钠是粉末状固体,与稀硫酸接触后,不能通过简单的装置操作实现固液分离,长颈漏斗也无法有效控制反应的发生与停止,所以不能用该装置控制二氧化碳气体的生成与停止,C不能达到实验目的;
D、氯气能与溴化钠溶液反应生成溴单质,可证明氯的非金属性强于溴;但氯气也能与碘化钾溶液反应生成碘单质,由于氯气过量,无法确定是溴还是过量的氯气与碘化钾反应,所以不能证明溴的非金属性强于碘,D不能达到实验目的;
故答案为:B。
【分析】A.配制稀硫酸时,需先在烧杯中稀释浓硫酸(防局部过热)、冷却后再转移到容量瓶,不能直接在容量瓶中稀释。
B.镁铝合金与稀盐酸反应生成 H2,通过排水法测 H2体积,结合 Mg、Al 与酸反应的 H2量差异,可计算 Al 的含量,装置和操作合理。
C.纯碱是粉末状固体,与稀硫酸接触后无法通过 “固液分离” 停止反应(长颈漏斗装置不能控制反应启停)。
D.Cl2会先与 NaBr 反应,但过量 Cl2会直接与 KI 反应,无法证明 Br2能氧化 KI,不能验证 Br 和 I 的非金属性强弱。
7.【答案】B
【知识点】气体摩尔体积;阿伏加德罗定律及推论
【解析】【解答】考查气体的摩尔体积与阿伏加德罗定律。需要强调的是摩尔体积只针对于气体,而且对于气体只有在说明状况的条件下体积才有意义。
故答案为:B
【分析】气体摩尔体积必须指明温度和压强,一般情况下,是指标准状况下的气体摩尔体积。
8.【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、硫化亚铁(FeS)是难溶性固体,在离子方程式中不能拆写成 S2-和 Fe2+。实际反应是 FeS 固体与 Hg2+直接反应生成更难溶的 HgS 沉淀和 Fe2+,正确的离子方程式应为,A错误;
B、黄铁矿(FeS2)与足量氧气反应时,Fe 元素会被完全氧化为 Fe3+(而非 Fe2+)。根据得失电子守恒和原子守恒,正确的离子方程式应为,B错误;
C、Na2S2O3中 S 为 + 2 价,被 Cl2氧化为 SO42-(S 为 + 6 价),每个 S 原子失去 4 个电子;Cl2中 Cl 为 0 价,被还原为 Cl-(Cl 为 - 1 价),每个 Cl 原子得到 1 个电子。根据得失电子守恒,S2O32-与 Cl2的比例为 1:4,结合原子守恒和电荷守恒,离子方程式,C正确;
D、AlCl3与氨水反应生成氢氧化铝(Al(OH)3)沉淀,且氢氧化铝不溶于过量氨水,不会生成
[Al(OH)4]-。正确的离子方程式应为,D错误;
故答案为:C。
【分析】A.判断难溶物是否应拆分为离子形式,分析反应的实际粒子参与情况。
B.根据反应物用量判断产物价态,结合守恒规律分析方程式正确性。
C.分析氧化还原反应中元素价态变化,验证方程式是否符合守恒规律。
D.明确氢氧化铝的溶解特性,判断反应产物及方程式书写。
9.【答案】B
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、铍精矿中的二氧化硅(SiO2)在熔炼时与碳酸钙反应,生成硅酸钙(CaSiO3)和二氧化碳;浸出时加入稀硫酸,硅酸钙与硫酸反应生成硅酸(H2SiO3)和硫酸钙(CaSO4),二者均不溶于水,成为滤渣 1。因此滤渣 1 是硅酸和硫酸钙的混合物,并非仅二氧化硅,A错误;
B、氧化工序的核心是将 Fe2+氧化为 Fe3+。NaClO 具有强氧化性,可完成这一转化(反应生成 Fe3+、Na+和 Cl-);后续调节 pH 时,Na+和 Cl-不会与 Be2+或 Al3+形成沉淀,也不会进入最终的 Be(OH)2产品中,因此不影响纯度,B正确;
C、已知 Be(OH)2化学性质类似 Al(OH)3,而 Al(OH)3不溶于弱碱氨水,故 Be(OH)2也不溶于过量氨水。因此沉淀工序中,即使 NH3 H2O 过量,Be(OH)2也不会溶解,无需严格控制用量,C错误;
D、氧化工序中,H2O2作为氧化剂,在酸性条件下将 Fe2+氧化为 Fe3+,自身被还原为 H2O,反应为 H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,不会生成氧气,D错误;
故答案为:B。
【分析】A.分析熔炼和浸出过程中硅元素的转化路径,确定滤渣 1 的组成。
B.判断 NaClO 能否替代 H2O2实现 Fe2+氧化,且不引入影响产品纯度的杂质。
C.依据 Be(OH)2与 Al(OH)3的相似性,分析其与过量氨水的反应行为。
D.分析 H2O2氧化 Fe2+的反应本质,判断方程式的正确性。
10.【答案】C
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;性质实验方案的设计;氯水、氯气的漂白作用
【解析】【解答】A、次氯酸根氧化氯离子的反应需要酸性条件(ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O),但食盐水是中性的,无法提供 H+,不会产生黄绿色气体,A不能达成目的;
B、饱和氯水中含 HCl、HClO,加入碳酸钙会与 HCl 反应,但 HClO 具有漂白性,会使 pH 试纸褪色,无法用 pH 试纸检测滤液 pH,B不能达成目的;
C、常温下铝遇浓硫酸若发生钝化,表面会生成致密氧化膜,阻止铝与 CuSO4溶液反应(无红色铜析出);若未钝化,铝会置换出 Cu(表面出现红色物质)。通过 “铝片冲洗后浸入 CuSO4溶液的现象” 可判断是否钝化,C能达成目的;
D、CO 还原 Fe2O3的产物中若有 Fe,Fe 会与 Fe3+(Fe2O3与盐酸反应生成)反应生成 Fe2+,即使 Fe2O3未完全还原,滴加 KSCN 溶液也可能不变红,无法判断是否全部被还原,D不能达成目的;
故答案为:C。
【分析】A. 分析 ClO-与 Cl-发生反应的条件,判断实验现象是否能出现。
B.结合氯水的平衡体系,分析碳酸钙的作用及对 HClO 浓度的影响。
C.明确铁遇浓硝酸的钝化现象,判断能否比较金属活动性。
D.分析 SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色的原因,判断是否体现漂白性。
11.【答案】B
【知识点】原子结构与元素的性质;共价键的形成及共价键的主要类型;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、化合物中 H、B、N 之间通过共用电子对结合,均为共价键,A正确;
B、X 的氟化物为 BF3,B 原子最外层电子数为 3+3=6,未达到 8 电子稳定结构,B错误;
C、Y(N)的最高价氧化物水化物是 HNO3,属于强酸,C正确;
D、Z(Na)是活泼金属,与水剧烈反应生成 NaOH 和 H2,D正确;
故答案为:B。
【分析】先通过 “化合物结构 + 原子序数总和” 推断元素种类,再分析各选项的合理性。
短周期主族元素 W、X、Y、Z 原子序数依次增大且总和为 24。从化合物结构看:W 只形成 1 个键,推测为 H(原子序数 1);X 形成 4 个键,推测为 B(原子序数 5);Y 形成 3 个键,推测为 N(原子序数 7);结合原子序数总和:1+5+7+Z=24,得 Z=11(Na)。据此解题。
12.【答案】D
【知识点】物质的量浓度;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、图甲中 X 离子浓度为 0.2mol/L,结合计算可知是 Zn2+,并非 Cl-,A错误;
B、硫酸钾的浓度为 0.2mol/L,不是 0.25mol/L,B错误;
C、由稀释规律计算得 c1=0.2mol/L,不是 0.15mol/L,C错误;
D、同一溶液中,物质的量之比等于浓度比,氯化钾浓度为 0.3mol/L,硫酸钾浓度为 0.2mol/L,二者物质的量之比为 0.3:0.2=3:2,D正确;
故答案为:D。
【分析】确定锌离子的初始浓度(c1):稀释时锌离子(Zn2+)的物质的量不变,根据图乙数据:c1×0.25L = 0.05mol/L×1L,解得 c1=0.2mol/L,因此图甲中 X 离子是 Zn2+。溶液中阳离子总电荷等于阴离子总电荷,即:钾离子(K+)浓度 + 2× 锌离子(Zn2+)浓度 = 2× 硫酸根离子(SO42-)浓度 + 氯离子(Cl-)浓度,代入数据(K+为 0.7mol/L、SO42-为 0.4mol/L、Zn2+为 0.2mol/L),可得:0.7 + 2×0.2 = 2×0.4 + 氯离子浓度,解得氯离子浓度 = 0.3mol/L。氯化钾(KCl)的浓度等于氯离子浓度,即 0.3mol/L;硫酸钾(K2SO4)的浓度 =(总钾离子浓度 - 氯化钾中的钾离子浓度)÷2 =(0.7 - 0.3)÷2 = 0.2mol/L。
13.【答案】A
【知识点】离子方程式的书写
【解析】【解答】A、原溶液一定含 NH、Mg2+、Al3+ 、Cl-,一定不含 Fe3+、CO32-, Na+ 不确定。A错误;
B、沉淀 1 中 Al(OH)3与 NaOH 反应:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-,B正确;
C、沉淀 2 为不溶于 NaOH 的 Mg(OH)2,C正确;
D、计算得 n (Mg2+)=0.1mol、n (Al3+)=0.1mol、n (NH4+)=0.1mol,由电荷守恒,
n (Cl-)≥0.1+2×0.1+3×0.1=0.6mol,故 c (Cl-)≥6mol L- ,D正确;
故答案为:A。
【分析】离子初步推断:溶液无色,排除 Fe3+(黄色);加氨水生成沉淀 1(13.6g),加 NaOH 后部分溶解,剩余沉淀 2(5.8g)。因 Al(OH)3溶于 NaOH,Mg(OH)2不溶,故沉淀 1 为 Al(OH)3和 Mg(OH)2的混合物,沉淀 2 为 Mg(OH)2,说明原溶液含 Mg2+、Al3+;
Mg2+、Al3+ 与 CO32- 不能共存(会生成沉淀),故原溶液无 CO32-;
滤液加 NaOH 加热产生气体(NH3,13.44L 即 0.6mol),说明原溶液含 NH4+;
焰色反应黄色,因实验中加入过 NaOH(含 Na+),无法确定原溶液是否含 Na+;
溶液呈电中性,必含阴离子 Cl-(唯一可能的阴离子)。据此解题。
14.【答案】(1)浓硫酸;除去氯气中的氯化氢
(2)收集器内充满黄绿色气体;通入干燥空气把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染
(3)在沉积的氯化铁固体下方加热
(4)250 mL容量瓶;;BD
【知识点】铁的化学性质;配制一定物质的量浓度的溶液;中和滴定;探究物质的组成或测量物质的含量;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由分析可知,装置f中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入e中导致氯化铁潮解;装置b中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体;
故答案为: 浓硫酸 ; 除去氯气中的氯化氢 ;
(2)由题意可知,步骤Ⅱ为打开分液漏斗活塞,点燃装置a处酒精灯,当收集器内充满黄绿色气体,点燃装置d处酒精灯;步骤Ⅴ中通入干燥空气的目的是把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染;
故答案为: 收集器内充满黄绿色气体 ; 通入干燥空气把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染 ;
(3)由题意可知,氯化铁300℃左右升华可知,要使沉积的氯化铁进入收集器,需要的操作是在沉积的氯化铁固体下方加热;
故答案为: 在沉积的氯化铁固体下方加热 ;
(4)由配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知,配制样品溶液时,用到的玻璃仪器有250 mL容量瓶、玻璃棒、烧杯和胶头滴管;由原子个数守恒和得失电子数目守恒可得①中存在如下转化关系: 6FeCl3 nH2O—6Fe2+—K2Cr2O7,反应消耗VmLcmol/L重铬酸钾溶液,则250mL溶液中铁离子的物质的量为6×cmol/L×10-3VL×=0.06cVmol;由②中质量变化可得结晶水的物质的量为=,由化学式可得:1:n=0.06cVmol:,解得n=;
A.实验①中,称重后样品发生了潮解对氯化铁的物质的量无影响,对所测结果无影响,故不符合题意;
B.实验①中配制溶液时,俯视刻度线定容会使所配的溶液浓度偏大,导致所测结果偏小,故符合题意;
C.实验①中配制溶液时,未对所用过的烧杯和玻璃棒进行洗涤会使所配的溶液浓度偏小,导致所测结果偏大,故不符合题意;
D.实验②中样品与反应时,失水不充分会使失水的质量偏小,导致所测结果偏小,故符合题意;
故答案为: 250 mL容量瓶 ; ;BD。
【分析】从实验装置及反应原理来看,装置 a 里二氧化锰和浓盐酸在加热条件下发生反应生成氯气。由于浓盐酸易挥发,生成的氯气会混有氯化氢和水蒸气这两种杂质。装置 b 中盛装饱和食盐水,其作用是除去氯气中的氯化氢;装置 c 中的浓硫酸用于干燥氯气,去除水蒸气;装置 d、e 是用来制备并冷凝收集氯化铁的;装置 f 中的浓硫酸能吸收外界的水蒸气,避免水蒸气进入 e 装置,防止氯化铁潮解;装置 g 中的氢氧化钠溶液则用于吸收未反应的氯气,防止其污染空气。
(1)根据实验目的和物质性质,判断装置作用及试剂。装置 f 需防止水蒸气进入收集器导致 FeCl3潮解,用浓硫酸;装置 b 用于除去 Cl2中混有的 HCl,用饱和食盐水。
(2)结合 Cl2的性质分析实验操作细节。步骤 Ⅱ 中需待收集器充满黄绿色 Cl2(排尽空气)再加热铁屑;步骤 Ⅴ 通干燥空气是为了将残留 Cl2赶入 NaOH 溶液吸收,防止污染。
(3)利用 FeCl3在 300℃左右升华的特性,对沉积的 FeCl3固体下方加热,使其升华进入收集器。
(4)溶液配制需 250mL 容量瓶;通过氧化还原反应守恒算 FeCl3的量,结合脱水前后质量差算结晶水的量,推导 n 的表达式;分析操作误差对 n 的影响,确定 BD 会导致 n 偏小。
(1)由分析可知,装置f中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入e中导致氯化铁潮解;装置b中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体;
(2)由题意可知,步骤Ⅱ为打开分液漏斗活塞,点燃装置a处酒精灯,当收集器内充满黄绿色气体,点燃装置d处酒精灯;步骤Ⅴ中通入干燥空气的目的是把装置内残留的氯气排入装置g中被氢氧化钠溶液充分吸收,防止产生污染;
(3)由题意可知,氯化铁300℃左右升华可知,要使沉积的氯化铁进入收集器,需要的操作是在沉积的氯化铁固体下方加热;
(4)由配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知,配制样品溶液时,用到的玻璃仪器有250 mL容量瓶、玻璃棒、烧杯和胶头滴管;由原子个数守恒和得失电子数目守恒可得①中存在如下转化关系: 6FeCl3 nH2O—6Fe2+—K2Cr2O7,反应消耗VmLcmol/L重铬酸钾溶液,则250mL溶液中铁离子的物质的量为6×cmol/L×10-3VL×=0.06cVmol;由②中质量变化可得结晶水的物质的量为=,由化学式可得:1:n=0.06cVmol:,解得n=;
A.实验①中,称重后样品发生了潮解对氯化铁的物质的量无影响,对所测结果无影响,故不符合题意;
B.实验①中配制溶液时,俯视刻度线定容会使所配的溶液浓度偏大,导致所测结果偏小,故符合题意;
C.实验①中配制溶液时,未对所用过的烧杯和玻璃棒进行洗涤会使所配的溶液浓度偏小,导致所测结果偏大,故不符合题意;
D.实验②中样品与反应时,失水不充分会使失水的质量偏小,导致所测结果偏小,故符合题意;
故选BD。
15.【答案】(1)
(2)将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验
(3)
(4)溶液;少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成;甲、丙;乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氯气的实验室制法;化学实验方案的评价;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据分析,A中发生反应的离子方程式是;
故答案为: ;
(2)根据分析,通入一段时间N2,将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验;
故答案为: 将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验 ;
(3)B中溶液变黄说明氧化性,反应的离子方程式是;
故答案为:;
(4)①与溶液反应,溶液会变红,故检验的试剂是溶液;
②取少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成;
③甲中B溶液有,说明氯气不足,有生成,说明是将氧化为;
乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性;
丙中B溶液中无,C溶液有,说明是被还原为,同时生成;
故能证明该实验条件下氧化性的有甲、丙;乙不能证明,理由是乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性。
故答案为:溶液 ; 少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成 ; 甲、丙 ; 乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性 。
【分析】这是一个实验探究题。实验开始时,先打开弹簧夹 K1、K2,通入氮气一段时间,目的是排尽装置内的空气,避免空气中的氧气影响实验结果。之后关闭 K1,打开活塞 a,加入一定量浓盐酸并加热装置 A,A 是制备 Cl2的装置,反应为, 生成的 Cl2进入 B 中,将 Fe2+ 氧化成 Fe3+,当 B 中溶液变黄时,说明 Fe2+ 已被氧化,此时停止加热,夹紧 K2以阻断 Cl2通入。最后打开活塞 b,让 B 中溶液流入 C 试管,发生反应 ,据此可分析解答相关问题。
(1)根据分析,A中发生反应的离子方程式是;
(2)根据分析,通入一段时间N2,将装置中的空气排空,防止空气中的氧气干扰实验;
(3)B中溶液变黄说明氧化性,反应的离子方程式是;
(4)①与溶液反应,溶液会变红,故检验的试剂是溶液;
②取少量C中混合溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝,说明有生成;
③甲中B溶液有,说明氯气不足,有生成,说明是将氧化为;
乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性;
丙中B溶液中无,C溶液有,说明是被还原为,同时生成;
故能证明该实验条件下氧化性的有甲、丙;乙不能证明,理由是乙中B溶液不含,则B溶液可能溶有过量的,和均能将氧化为,C中有生成不能证明氧化性。
16.【答案】(1)第三周期第ⅣA族;;HClO4
(2)Cl2+H2S=2HCl+S↓
(3);HONH2
(4)c
(5);1:2;还原剂;0.005
(6)0.8
【知识点】原子结构与元素的性质;离子方程式的书写;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】(1)h元素为Si,在周期表中的位置是第三周期第ⅣA族;
18电子体系Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、Cl-、S2-、K+、Ca2+、HS-、F2、H2O2、N2H4、C2H6、HOCH3、HONH2、CH3F、CH3NH2等,上述两种元素组成的四核18电子为H2O2,电子式为;
非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,O、F没有最高价,则上述10种元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4;
故答案为: 第三周期第ⅣA族 ;; HClO4 ;
(2)j和i分别Cl和 S,非金属性越强,其单质的氧化性越强,故反应为Cl2+H2S=2HCl+S↓;
故答案为: Cl2+H2S=2HCl+S↓ ;
(3)ade三种元素分别为H、N、O,离子化合物中含有离子键,可以为,共价化合物只含有共价键,可以为HONH2;
故答案为: ; HONH2 ;
(4)一个中核外电子数比质子数多2个,30g中核外电子数比质子数多×2×6.02×1023=6.02×1023,所以M=60 g·mol-1,R的相对原子质量为60-16×3=12,则R为C元素,即c;
故答案为:c;
(5)甲为d元素与a元素形成的10电子阳离子,即甲为,乙和丙分别为元素g和d的最高价氧化物对应的水化物,即乙为NaOH、丙为HNO3,所以过程1发生反应的离子方程式为;过程2中参与反应的与O2发生氧化还原反应,,其物质的量之比为1:2;过程3加入物质丁将HNO3转化为N2,氮元素化合价下降5价,所以丁的作用是还原剂,每完全处理1L含HNO30.001mol/L的废水,转移电子的物质的量为0.005mol;
故答案为:; 1:2 ;还原剂;0.005mol;
(6)e是氧元素,FexO中Fe的平均化合价为 ,被氧化为,根据电子守恒可知,转移的电子数和 转移的电子数相等。标准状况下转移电子数为。则有: ,解得。
故答案为:0.8。
【分析】这 10 种短周期主族元素中,a、b、g 的最高正价都是 +1 价。从原子半径看,g>b>a,结合短周期主族元素特点,a 是 H,b 是 Li,g 是 Na。
c 和 h 的最高正价为 +4 价,且原子半径 h 比 c 大,所以 c 是 C,h 是 Si。
e 和 i 的最低负价为 - 2 价,原子半径 i 大于 e,因此 e 是 O,i 是 S。
f 和 j 的最低负价为 - 1 价,原子半径 j 比 f 大,故 f 是 F,j 是 Cl。
d 的最高正价为 + 5 价、最低负价为 - 3 价,原子半径介于 c 和 e 之间,所以 d 是 N。
综上,a 至 j 依次为 H、Li、C、N、O、F、Na、Si、S、Cl。
(1)h元素为Si,在周期表中的位置是第三周期第ⅣA族;
18电子体系Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、Cl-、S2-、K+、Ca2+、HS-、F2、H2O2、N2H4、C2H6、HOCH3、HONH2、CH3F、CH3NH2等,上述两种元素组成的四核18电子为H2O2,电子式为;
非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,O、F没有最高价,则上述10种元素中,最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4;
(2)j和i分别Cl和 S,非金属性越强,其单质的氧化性越强,故反应为Cl2+H2S=2HCl+S↓;
(3)ade三种元素分别为H、N、O,离子化合物中含有离子键,可以为,共价化合物只含有共价键,可以为HONH2;
(4)一个中核外电子数比质子数多2个,30g中核外电子数比质子数多×2×6.02×1023=6.02×1023,所以M=60 g·mol-1,R的相对原子质量为60-16×3=12,则R为C元素,即c;
(5)甲为d元素与a元素形成的10电子阳离子,即甲为,乙和丙分别为元素g和d的最高价氧化物对应的水化物,即乙为NaOH、丙为HNO3,所以过程1发生反应的离子方程式为;过程2中参与反应的与O2发生氧化还原反应,,其物质的量之比为1:2;过程3加入物质丁将HNO3转化为N2,氮元素化合价下降5价,所以丁的作用是还原剂,每完全处理1L含HNO30.001mol/L的废水,转移电子的物质的量为0.005mol;
(6)e是氧元素,FexO中Fe的平均化合价为 ,被氧化为,根据电子守恒可知,转移的电子数和 转移的电子数相等。标准状况下转移电子数为。则有: ,解得。
17.【答案】(1);取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH
(3)
【知识点】化学反应速率的影响因素;二价铁离子和三价铁离子的检验;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)①ⅰ中生成的铁离子具有氧化性,的作用类似催化剂,能促进的溶解生成硫单质,则反应ⅱ为铁离子氧化硫化锌生成硫单质,同时得到锌离子和亚铁离子,反应为;
②催化剂改变反应速率,其本身质量和化学性质反应前后不变;可以证明亚铁离子转化为铁离子、铁离子又转化为亚铁离子,故证实上述“催化”过程的实验方案为:a.检验Fe2+被氧化成Fe3+:向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量MnO2,溶液变红。b.检验Fe3+被还原成Fe2+:取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去;
故答案为: ; 取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去 ;
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH,故通入空气需同时补充适量;
故答案为: 通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH ;
(3)由(1)分析可知,浸取总反应为。生成锰、锌离子物质的量为1:1,由于除铁过程中引入了锌离子,锌离子的量大于锰离子;电解反应中锌化合价由+2变为0、锰化合价由+2变为+4,结合电子守恒可知,反应为,电解中锰、锌离子物质的量为1:1,要使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加锰离子。
故答案为: 。
【分析】将闪锌矿(主要成分为硫化锌等锌的硫化物)与软锰矿(主要成分为二氧化锰)混合,加入稀硫酸进行酸浸。此过程中,酸的酸性使矿物中的可溶成分溶解,同时矿物间发生氧化还原反应(如硫化锌与二氧化锰在酸性条件下反应),将锌、锰等元素转化为可溶性盐(如硫酸锌、硫酸锰),反应后过滤除去未溶解的固体残渣。酸浸后的滤液中含有杂质亚铁离子(来自矿物中的铁杂质),向滤液中通入氧气,利用氧气的氧化性将亚铁离子氧化为铁离子(铁离子更易通过沉淀法去除)。加入氧化锌调节滤液的 pH。氧化锌与酸反应可提高溶液 pH,且不会引入新杂质。当 pH 升至合适范围时,铁离子转化为氢氧化铁沉淀,经分离操作除去铁杂质,得到净化后的含锌离子、锰离子的滤液。对净化后的滤液进行电解,在电极作用下,锌离子在阴极得电子析出锌单质,锰离子在阳极失电子被氧化生成二氧化锰,最终同时获得锌和二氧化锰两种产物。据此解题。
(1)①ⅰ中生成的铁离子具有氧化性,的作用类似催化剂,能促进的溶解生成硫单质,则反应ⅱ为铁离子氧化硫化锌生成硫单质,同时得到锌离子和亚铁离子,反应为;
②催化剂改变反应速率,其本身质量和化学性质反应前后不变;可以证明亚铁离子转化为铁离子、铁离子又转化为亚铁离子,故证实上述“催化”过程的实验方案为:a.检验Fe2+被氧化成Fe3+:向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量MnO2,溶液变红。b.检验Fe3+被还原成Fe2+:取a中红色溶液,向其中加入ZnS,振荡,红色褪去;
(2)通入空气时,发生反应,反应生成氢离子,使溶液的pH下降,加入的ZnO与H+发生反应ZnO+ 2H+=H2O+Zn2+,可控制溶液pH,故通入空气需同时补充适量;
(3)由(1)分析可知,浸取总反应为。生成锰、锌离子物质的量为1:1,由于除铁过程中引入了锌离子,锌离子的量大于锰离子;电解反应中锌化合价由+2变为0、锰化合价由+2变为+4,结合电子守恒可知,反应为,电解中锰、锌离子物质的量为1:1,要使溶液中的、均恰好完全反应,理论上需要再添加锰离子。
18.【答案】(1)
(2)受热分解生成
(3)
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;物质的分离与提纯;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)矿石的主要成分为,加入碳酸钠,高温氧化,反应物有,根据流程图可知生成,结合电子守恒和元素守恒可得反应的方程式为;
故答案为: ;
(2)操作a是受热分解生成,再和发生铝热反应生成氧化铝和;
故答案为:受热分解生成 ;
(3)处理含(不考虑其它含铬微粒) 的污水时恰好消耗,生成的为, 根据守恒,铁铬氧体中,,根据守恒,铁铬氧体中,根据电荷守恒,铁铬氧体中,铁铬氧体中,铁铬氧体的化学式为。
故答案为: 。
【分析】冶炼铬的工业流程以铬铁矿(主要成分为 Fe(CrO2)2)为原料,具体过程如下:首先,向铬铁矿中加入 Na2CO3并通入 O2,在高温下发生氧化反应,生成 Fe2O3、Na2CrO4和 CO2;接着将反应后的固体用水浸取,得到含 Na2CrO4的溶液;然后向该溶液中加入 Na2S,使 Na2CrO4被还原为 Cr(OH)3沉淀;过滤得到 Cr(OH)3后,经操作 a(灼烧)转化为 Cr2O3;最后通过铝热反应从 Cr2O3中提炼出金属铬。
(1)矿石的主要成分为,加入碳酸钠,高温氧化,反应物有,根据流程图可知生成,结合电子守恒和元素守恒可得反应的方程式为;
(2)操作a是受热分解生成,再和发生铝热反应生成氧化铝和;
(3)处理含(不考虑其它含铬微粒) 的污水时恰好消耗,生成的为, 根据守恒,铁铬氧体中,,根据守恒,铁铬氧体中,根据电荷守恒,铁铬氧体中,铁铬氧体中,铁铬氧体的化学式为。
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