《学霸笔记 同步精讲》第三章 铁 金属材料 -课时检测(含答案)人教版化学必修一(共8份打包)

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《学霸笔记 同步精讲》第三章 铁 金属材料 -课时检测(含答案)人教版化学必修一(共8份打包)

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第2课时 铁盐和亚铁盐
题组一 Fe3+、Fe2+的检验
1.下列各组物质反应后,再滴入KSCN溶液,显红色的是(  )
A.过量铁与稀盐酸
B.少量氯水与FeCl2溶液
C.过量铁粉与CuCl2溶液
D.过量铁粉与FeCl3溶液
2.将一浅绿色溶液,置于空气中,变黄色。将此黄色溶液逐滴滴入沸水中,形成一种红褐色胶体,下列说法中错误的是(  )
A.该浅绿色溶液中含有Fe2+,在空气中被氧化为Fe3+
B.欲检验该黄色溶液中是否含有未被氧化的Fe2+,向其中滴加KSCN溶液
C.配制该浅绿色溶液,要向其中加少量铁粉,目的是防止Fe2+被氧化
D.欲检验浅绿色溶液中是否含有Fe3+,滴入KSCN溶液,看是否变红色
题组二 Fe3+与Fe2+的转化
3.(2025·佛山高一期末)铁是典型的变价金属,下列关于铁及其化合物的离子方程式正确的是(  )
A.Fe与稀盐酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
B.醋酸除铁锈(Fe2O3):Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
C.FeCl2溶液与氯水反应:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.用FeCl3溶液腐蚀铜制作电路板:Fe3++CuFe2++Cu2+
4.(2025·山东学业水平测试)A、B、C、D是化合物,E、F是单质。且A、B、C、D、E均含同一种元素。各物质之间的转化关系如图所示:
回答下列问题:
(1)A→D中F体现     (填“氧化性”或“还原性”);B的化学式为    。
(2)C→D的离子方程式为                      
                       。
(3)检验D中阳离子的试剂为      。
(4)D→A的化学方程式为                                 。
题组三 Fe3+、Fe2+的性质
5.(2025·北京延庆区期末)为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中加入FeSO4粉末,下列关于FeSO4的叙述中,正确的是(  )
A.作吸水剂 B.铁元素化合价降低
C.作氧化剂 D.作还原剂
6.(2025·江阴二中月考)下列关于FeCl2和FeCl3的叙述中,错误的是(  )
A.二者溶液的相互转化均可通过化合反应实现
B.将足量铁粉加入氯水中,最终只能得到FeCl2溶液
C.酸性高锰酸钾溶液可作为鉴别二者溶液的试剂
D.分别向盛有FeCl2溶液和FeCl3溶液的试管中加入NaOH溶液,最终可得相同物质
7.如图为铁及其化合物的“价—类”二维图。
(1)填写二维图缺失的类别①    和化学式②    。
(2)某同学利用以下试剂研究FeCl3性质,进行了如下预测:
①Cl2 ②Fe ③NaOH ④H2SO4 ⑤AgNO3
从物质类别上看,FeCl3属于    ,可能与    发生反应(填序号);从化合价角度看,Fe3+具有    性,可能与    发生反应(填序号)。
(3)某工厂用FeCl3溶液腐蚀镀有铜的绝缘板生产印刷电路。
①上述反应化学方程式为                                  ;
反应中FeCl3作    剂,理由是                              。
②写出该反应的离子方程式                                。
8.向某晶体的水溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化,当滴加几滴氯水后,混合液出现红色,那么由此得出的下列结论中,错误的是(  )
A.该晶体中一定含有SCN-
B.Fe3+的氧化性比Cl2的氧化性强
C.Fe2+被Cl2氧化为Fe3+
D.Fe2+与SCN-不能形成红色的化合物
9.(鲁科版习题)向FeCl3溶液中同时加入铁粉和铜粉,充分反应后不会出现的结果是(  )
A.铁、铜均有 B.铁、铜均无
C.有铜无铁 D.有铁无铜
10.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+(溶液中不含Cl-);
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是(  )
甲组 乙组
A 新制氯水、KSCN溶液 NaOH溶液
B 酸性KMnO4溶液 KSCN溶液
C KOH溶液 新制氯水
D 新制氯水 酸性KMnO4溶液
11.(2025·广东实验中学高一期中)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。
回答下列问题:
(1)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为                       。
(2)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是                       。
(3)丙组同学向盛有足量H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热。随后溶液变红褐色。
①一段时间后,才出现气泡的原因是:                            。
②红褐色的物质是    。
(4)配制FeCl2溶液时需加入少量铁屑。若不加铁屑,溶液久置后会慢慢出现黄色沉淀FeOOH,溶液也变黄。
①写出有关反应的离子方程式:                               。
②取少量黄色沉淀,用水洗涤后,设计实验检验黄色沉淀中不含+2价铁,需要用到的试剂为          (写化学式)。
12.(2025·石家庄十七中月考)某化学兴趣小组在研究“铁及其化合物性质”时,发现向FeCl2溶液中滴加2滴KSCN溶液,无明显现象,再滴加2 mL H2O2(具有氧化性)溶液(pH约为5),溶液先变红,后褪色,并有气泡产生。为了弄清楚产生这种异常现象的原因,他们进行了如下探究:
(1)溶液先变红的原因是                                
(只写其中的氧化还原过程,用离子方程式表示)。
(2)同学们对溶液褪色的原因提出了不同的看法并进行实验:
Ⅰ.甲同学认为是Fe3+被H2O2还原。
取褪色后溶液,滴加     ,无明显现象,证明甲同学观点不正确。
Ⅱ.乙同学认为是SCN-被氧化。
取褪色后溶液,滴加KSCN溶液,出现红色。
根据上述实验现象,同学们认为溶液褪色的原因可能有两种:
乙同学认为SCN-被O2氧化。
丙同学认为     。
为了探究溶液褪色的原因究竟是上述的哪种,该兴趣小组进行了如下实验。
向2 mL FeCl3溶液中滴加2滴KSCN溶液,后通入O2发现溶液     ,证明溶液褪色的原因不是乙同学认为的原因,而是丙同学认为的原因。
(3)该兴趣小组通过查阅资料,发现SCN-可以被氧化成S和CO2、N2。写出SCN-被氧化的离子方程式                      
                       。
(4)根据题目所给信息及实验现象推断物质还原性强弱:Fe2+     SCN-(填“>”或“<”)。第1课时 金属材料
题组一 合金及铁合金
1.关于铁合金说法错误的是(  )
A.熔点比纯铁低
B.硬度比纯铁大
C.目前消耗最多的金属材料
D.人类最早使用的金属材料
2.下列有关合金的说法,错误的是(  )
A.铁合金是混合物
B.世界上用途最广、用量最大的合金是钢
C.合金的硬度一般比它的各成分金属的小
D.合金可以由金属和非金属熔合而成
3.钢铁是铁碳合金的总称,其强度高,价格便宜,应用广泛。下列对于碳素钢和合金钢的认识中,你认为正确的是(  )
A.都属于钢,物理性质相同
B.它们的组成元素相同
C.地铁列车的车体材质为含Ni、Cr的不锈钢,具有较强的耐腐蚀能力
D.碳素钢和合金钢都是由铁合金组成的,因此它们的化学性质完全相同
题组二 铝 氧化铝 铝合金
4.(苏教版改编题)下列金属材料中,最适合用于制造飞机部件的是(  )
A.铝合金 B.铜合金
C.不锈钢 D.铅锡合金
5.下列叙述中错误的是(  )
A.氧化铝固体不溶于水,不导电,它是非电解质
B.氧化铝熔点很高,是一种较好的耐火材料
C.氧化铝是一种白色的固体,是冶炼铝的原料
D.铝表面形成的氧化铝薄膜可防止铝被腐蚀
6.下列关于铝单质的叙述中,正确的是(  )
A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应
B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定
C.铝和NaOH溶液反应的离子方程式:Al+2OH-+2H2O[Al(OH)4]-+H2↑
D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝会滴落下来,是因为金属铝的熔点较低
7.结合铝的相关知识,回答下列问题。
(1)铝制成铝箔作食品包装,是利用它的哪一性质    (填字母)。
A.金属光泽 B.延展性
C.导电性 D.导热性
(2)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)而对铝起保护作用,但这层氧化膜(氧化物)遇到强酸或强碱都会溶解,请写出:
其与盐酸反应的离子方程式:                               。
与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:                            。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中,二者产生的H2相等,则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是    。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,相同条件下测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为    (填字母)。
A.5.4 g  B.3.6 g C.2.7 g  D.1.8 g
题组三 新型合金
8.形状记忆合金是一种在加热升温后能完全消除其在较低的温度下发生的变形,恢复其变形前原始形状的合金材料,即拥有“记忆”效应的合金。下列变化不是利用合金记忆效应的是(  )
A.脊柱侧弯矫形采用的哈伦顿棒,如果矫形棒的矫正力有变化,把温度升高到比体温约高5 ℃,就能恢复足够的矫正力
B.合金在高温环境下制做好天线,再在低温下把它压缩成一个小铁球,运上太空中,太阳的强烈的辐射使它恢复原来的形状
C.用于制造精密仪器或精密车床,一旦由于震动、碰撞等原因变形,只需加热即可排除故障
D.汽车受损变形后,利用钣金喷漆整形
9.下列说法错误的是(  )
A.我国最早使用的合金是由铜铝合金制成的青铜器
B.储氢合金是一类能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料
C.一般汽车配件中的发动机使用的是密度小、强度大且耐腐蚀的铝合金材料
D.钛合金,形状记忆合金,耐热合金以及储氢合金都属于新型合金
10.(2025·江苏邗江中学高一月考)下列物质的转化在给定条件下能实现的是(  )
A.Al2O3Al(OH)3
B.FeFe2O3FeCl3(aq)
C.AlAl2O3Al(OH)3
D.硫酸铝Al(OH)3
11.(2025·河南开封高一期末)下列对物质认识的有关说法中,正确的是(  )
A.添加Cr、Ni元素的铁合金,比纯铁硬度大、耐磨耐腐蚀、韧性更好
B.只由一种元素组成的物质是纯净物
C.“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,铁合金比纯铁硬度大和熔点高
D.不锈钢和碳素钢都是铁合金,性质完全相同
12.(2025·北京顺义区杨镇一中月考)已知铝在空气中会生成一层致密的氧化膜(Al2O3),该氧化膜可与稀盐酸发生反应。实验小组将未打磨的铝片和稀盐酸放入密闭容器中,用传感器探究反应过程中温度和压强的变化,结果如图,下列说法错误的是(  )
A.反应过程中有热量放出
B.0~50 s,发生稀盐酸与Al2O3的反应
C.50 s时,溶液中溶质为Al2O3
D.100~140 s,压强减小是因为温度降低
13.铝及其化合物在生产、生活中的应用日趋广泛。
(1)氧化铝是一种两性氧化物,写出其与NaOH溶液反应的化学方程式:                      
                       。
(2)Al(OH)3可用作中和胃酸的药片,其中Al(OH)3中和胃酸的原理为                      
                       (用离子方程式表示)。
(3)某Mg-Al合金是一种潜在的贮氢材料。73.2 g该合金恰好溶解于1.4 L 5.0 mol·L-1 HCl溶液中,则该合金中Mg和Al的物质的量之比为    。
14.高效净水剂PAFC广泛应用于日常生活用水和工业废水的处理。为检测PAFC中铝和铁元素的含量,进行如图所示流程。回答下列问题:
(1)中Fe的化合价为    。
(2)简述检验滤液1中不含Fe3+的操作:                          。
(3)滤液1中通入过量CO2发生反应生成氢氧化铝的同时还有碳酸氢钠生成,写出该反应的离子方程式为                      
                       。
(4)滤液2采用稀硝酸酸化的目的是                            。
(5)若操作过程中无元素损失,则PAFC中铁元素的质量分数为       %(保留3位有效数字)。第1课时 铁 铁的氧化物、铁的氢氧化物
题组一 铁的性质
1.《本草纲目》中记载:“慈石治肾家诸病,而通耳明目,……可吸连针铁。”下列有关“慈石”的说法正确的是(  )
A.是红棕色固体 B.是黑色固体
C.不溶于水和酸 D.常温下可与CO反应
2.铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法错误的是(  )
A.铁与氯气反应生成FeCl2
B.铁矿石可在高温下加入炭还原得到铁单质
C.铁在氧气中燃烧后的生成物为黑色
D.纯铁是银白色金属
3.某同学探究铁与水蒸气的反应,进行了如图所示实验,下列说法中,错误的是(  )
A.点燃酒精灯的顺序是先a后b
B.湿棉花的作用是提供水蒸气
C.由肥皂液冒气泡证明铁与水蒸气发生了反应
D.不能用磁铁将铁粉从反应后的固体中分离出来
题组二 铁的氧化物性质
4.关于铁的氧化物①FeO、②Fe2O3、③Fe3O4的下列说法中正确的是(  )
A.都是黑色固体 B.都不溶于水
C.铁元素化合价都相同 D.都能与水反应
5.有关铁的氧化物的说法中,错误的是(  )
A.赤铁矿主要成分是Fe2O3,Fe2O3是红棕色的,常用作红色油漆和涂料
B.Fe3O4是黑色晶体,其中的铁显+2价,的铁显+3价
C.FeO、Fe2O3都不溶于水,但都能和盐酸反应生成相应的盐
D.将Fe(OH)2露置在空气中加热灼烧所得的产物为Fe3O4
题组三 氢氧化亚铁的制备
6.下列各图示中制备Fe(OH)2最不合理的是(  )
7.下列说法中,错误的是(  )
A.铁红与盐酸反应可得到FeCl2溶液
B.Fe(OH)2是白色的,Fe(OH)3是红褐色的
C.FeO、Fe2O3都能与盐酸反应
D.FeCl3溶液、FeCl2溶液都能与NaOH溶液反应
8.(2025·西安一中期中)含铁物质的“价—类”二维图如图。下列叙述错误的是(  )
A.c在湿空气中能转化为d
B.a和e的溶液能发生化合反应
C.b在空气中加热会生成黑色固体
D.分别在稀硫酸中加入a、b、c都会生成e
9.将稀硫酸和铁粉按一定顺序依次加入到一定量的硫酸铜溶液中充分反应。实验过程中,加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示,下列说法错误的是(  )
A.先加入的是铁粉,后加入的是稀硫酸
B.b、d点对应的剩余固体种类不同
C.m=6.4
D.向f点对应溶液中加入铁粉有气泡产生
10.纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水,过程如图所示。下列说法正确的是(  )
A.过程Ⅰ中生成的FeO和O2的物质的量之比为3∶2
B.过程Ⅱ中H2O为还原剂
C.整个过程的总反应为2H2O2H2↑+O2↑
D.常温下,铁与水反应可制备Fe3O4
11.常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
(1)写出该反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移的方向和数目                       。
(2)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是先点燃         。
(3)如果要在A处玻璃管处点燃生成气体,则必须对该气体进行验纯,方法是                      
                                             。
(4)取反应后得到的黑色粉末放入一试管中,加入稀硫酸将固体完全溶解,发现溶液呈淡绿色。说明固体溶解后的溶液中铁的存在形式主要是      (填离子符号),请说明溶液中存在该离子的原因:                       
                                             。
12.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,容易被氧气氧化。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。已知Cr3+的溶液为绿色,Cr2+溶液为亮蓝色,Zn2+溶液为无色。实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是                      
                       。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为                      
                       。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是                           。
(3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是                      
                       ,
d中析出砖红色沉淀。
(4)指出装置d可能存在的缺点                       。阶段重点练(五)
一、选择题
1.随着人们生活节奏的加快,方便的小包装食品已被广泛接受。为了延长食品的保质期,防止食品氧化变质,在包装袋中可以放入的化学物质是(  )
A.无水硫酸铜 B.硫酸亚铁
C.食盐 D.生石灰
2.(2025·温州期中)某学生为检验新鲜菠菜中的铁元素,采用下列步骤进行实验:
①剪碎 ②研磨 ③酸浸 ④过滤
⑤滴加KSCN溶液 ⑥滴加H2O2溶液
下列说法错误的是(  )
A.步骤①剪碎是为了增大接触面积加快化学反应速率
B.步骤②研磨的仪器名称为研钵与研杵
C.步骤④属于固液分离,取其滤液作为步骤⑤的原料
D.步骤⑤无明显现象,步骤⑥出现红色,说明菠菜中铁元素的化合价为+2价
3.(苏教版改编题)下列反应中,可通过置换反应得到铁的是(  )
A.氯化铁溶液中加入铜片
B.一氧化碳通过炽热的氧化铁
C.铝粉末和氧化铁粉末混合并加热至高温反应
D.氯化铁溶液中加入少量锌粉
4.(2025·天津河西区期末)下列物质放置在潮湿的空气中,因发生非氧化还原反应而变质的是(  )
A.硫酸亚铁 B.碱石灰 C.过氧化钠 D.还原铁粉
5.(2025·浙江丽水五校高中发展共同体联考)“价—类”二维图是学习元素及其化合物知识的重要模型。铁元素的“价—类”二维图如图,下列有关说法错误的是(  )
A.自然界中有a存在
B.铁的氧化物只有b、c
C.f可以作新型的绿色净水剂
D.d的某种硫酸盐,可作补铁剂
6.下列实验操作和现象、结论或目的有错误的是(  )
选项 操作和现象 结论或目的
A 向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色 红砖中含有氧化铁
B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4
C 取少量FeSO4试样溶解,滴加KSCN溶液,溶液变为红色 该FeSO4试样已变质
D 向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液,变红色 原溶液中可能含有Fe2+
7.下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是(  )
A.该溶液中,K+、Fe2+、I-、Br-可以大量共存
B.该溶液中,K+、N、Cl-、SCN-能大量共存
C.和Ba溶液反应的离子方程式:Fe3+++Ba2++3OH-Fe↓+BaSO4↓
D.该溶液能与Cu发生氧化还原反应
8.下列说法错误的是(  )
A.可用铁粉除去FeCl2溶液中含有的少量FeCl3杂质
B.可用铁粉除去FeSO4溶液中含有的少量CuSO4杂质
C.可用酸性KMnO4溶液除去FeCl3溶液中含有的少量FeCl2杂质
D.可用饱和氯化钠溶液除去Cl2中含有的少量HCl气体杂质
9.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如图,则下列说法错误的是(  )
A.试剂a为铁,试剂b为稀硫酸
B.加入试剂a过程中,有红色固体析出后,说明溶液中Fe3+已经反应完全
C.试剂c可为Cl2溶液,相应的反应为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
D.溶液W可作“腐蚀液”腐蚀覆铜板
10.(2025·广东梅州期末)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图甲所示。下列推断不合理的是(  )
A.X在高温下可与H2O(g)反应生成Z
B.N在空气中不稳定,利用图乙装置制取N并可减缓其被氧化
C.可存在P→M→Z→P的循环转化关系
D.若P为盐酸盐,可将其饱和溶液逐滴滴入沸水中制备Fe(OH)3胶体
11.某兴趣小组探究用氢气和碳酸亚铁制取铁粉并检验反应产物,实验装置如图。下列说法错误的是(  )
A.通过调节分液漏斗的活塞以控制①中气泡产生快慢
B.装置①可用于干燥氢气
C.装置②③中的药品分别是无水硫酸铜、碱石灰
D.加热装置Y前,应先让X反应一段时间,排出装置中的空气
二、非选择题
12.Ⅰ.某化学兴趣小组利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验,并检验产物的性质。请回答下列问题:
(1)整套装置中,先点燃    (填“a”或“b”)处的酒精灯或酒精喷灯。
(2)写出仪器甲中发生反应的化学方程式:                      
                       。
(3)若将Fe3O4溶于足量的稀硫酸后发生的离子方程式为                      
                       。
(4)取少量(3)中溶液于试管中,滴加几滴酸性高锰酸钾溶液,观察到溶液紫红色褪去,请配平下列离子方程式:   Fe2++   Mn+      Fe3++   Mn2++   。
Ⅱ.甲同学探究铁及其化合物的氧化性或还原性。
(5)实验前甲同学预测Fe2+既有还原性又有氧化性。你认为他预测的依据是                      
                       。
(6)通过实验证明他的预测。实验室提供了下列试剂:3%的过氧化氢溶液、锌粒、铜片、氯化亚铁溶液、硫氰化钾溶液、新制氯水。
①若向氯化亚铁溶液滴入新制氯水,探究Fe2+的还原性,你预计可能发生的反应的离子方程式是                       ,
可能观察到的现象是溶液由浅绿色变为      色。
②实验中发现现象不太明显,老师分析可能是产物的含量太低,建议可以通过检验Fe2+被氧化的产物Fe3+的存在以获取证据。你认为可选    滴入①所得的混合液中,并通过溶液出现    色的现象,证明甲同学的观点和实验方案都是正确的。
③对于证明Fe2+具有氧化性,甲同学认为金属单质都具有还原性,并分别将铜片、锌粒投入氯化亚铁溶液中,结果铜片没变化,锌粒逐渐变小。由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为     (填化学式)。
④实际上Fe2+的还原性较强,实验室的氯化亚铁溶液常因氧化而变质,为防止亚铁离子被氧化,需要加入还原铁粉,写出相关反应的离子方程式是                       。
13.(2025·海南国兴中学月考)工业上向500~600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验,装置D中装有还原性铁粉。
回答下列问题:
Ⅰ.制取无水氯化铁
(1)装置A中反应的化学方程式为                             。
(2)尾气吸收装置E中装有NaOH溶液,则反应的离子方程式为                       。
Ⅱ.制取无水氯化亚铁
(3)将装置B撤去后,在装置A中用固体NaCl和浓硫酸反应制取HCl气体,欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先点燃    (填“A”或“D”)处的酒精灯。
(4)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是      。第2课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
题组一 物质的量在化学反应方程计算中的应用
1.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。有关该反应的下列说法正确的是(  )
A.反应中Na与NaOH的质量相等
B.反应中H2O和H2的质量相等
C.反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
2.实验室利用反应:2KClO32KCl+3O2↑制取氧气,有24.5 g KClO3参加反应,则得到标准状况下的氧气的体积是(  )
A.2.24 L B.4.48 L
C.44.8 L D.6.72 L
3.将6.5 g Fe、Al合金加入足量稀硫酸中,充分反应后收集到的H2在标准状况下体积为3.36 L,则混合物中Al的质量为(  )
A.5.4 g B.2.7 g
C.1.8 g D.0.9 g
4.制取SO2的方程式为Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O,将12.6 g Na2SO3与足量浓硫酸反应,求制得标准状况下SO2的体积为          。
题组二 化学计算中的常用技巧方法
5.把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混合物13.12 g溶于水制成100 mL溶液,其中c(Na+)=1.0 mol·L-1,在该溶液中加入一定量盐酸恰好完全反应,将溶液蒸干后,所得固体质量为(  )
A.2.925 g B.5.85 g
C.6.56 g D.13.12 g
6.铁粉可在高温下与水蒸气反应,若反应后得到的干燥固体质量比反应前铁粉的质量增加了32 g,则参加反应的铁粉的物质的量是(  )
A.0.5 mol B.1 mol
C.1.5 mol D.2 mol
7.将8 g铁片放入100 mL硫酸铜溶液中,溶液中的铜离子全部被还原时,固体质量变为8.2 g,则原硫酸铜溶液的物质的量浓度为(  )
A.0.5 mol·L-1 B.0.25 mol·L-1
C.0.025 mol·L-1 D.0.125 mol·L-1
8.现有NaCl和NaBr的混合物共2.2 g,溶于水并加入过量的AgNO3溶液后,生成AgCl和AgBr沉淀共4.75 g,则原混合物中含钠元素的质量为(  )
A.0.31 g B.0.69 g
C.1.17 g D.2.55 g
9.两种硫酸盐按一定比例混合后共熔,可制得化合物X,X溶于水能电离出K+、Cr3+、S,若将2.83 g X中的Cr3+全部氧化为Cr2后,溶液中的Cr2可和过量KI溶液反应,得到3.81 g I2,反应的离子方程式为Cr2+I-+H+Cr3++I2+H2O(未配平)。若向溶有2.83 g X的溶液中,加入过量的BaCl2溶液,可得到4.66 g白色沉淀。由此可推断出X的化学式为(  )
A.K2SO4·2Cr2(SO4)3 B.2K2SO4·Cr2(SO4)3
C.K2SO4·Cr2(SO4)3 D.K2SO4·Cr2(SO4)3
10.硫黄制硫酸时发生的反应有
S+O2SO2
2SO2+O22SO3
SO3+H2OH2SO4
由硫黄制取硫酸的关系式是        。假设64 g硫黄完全反应,可制取硫酸的质量是    。
11.已知Q与R的摩尔质量之比为9∶22,在反应X+2YQ+R中,当1.6 g X与一定量Y完全反应后,生成4.4 g R,则参与反应的Y和生成物Q的质量之比为(  )
A.46∶9 B.32∶9
C.23∶9 D.16∶9
12.(2025·河北示范性高中联考)现有铁的氧化物(FexOy)样品a g,将其平均分成两份,一份与100 mL 1.0 mol·L-1的硫酸恰好完全反应,另一份与足量的氢气反应,充分反应后所得金属铁的质量是(  )
A.(0.5a-16)g B.(a-1.6)g
C.(0.5a-3.2)g D.(0.5a-1.6)g
13.(2025·浙江湖州中学期末)现有铝和过氧化钠的固体混合物样品,加入稀盐酸使混合物完全溶解,所得溶液中c(Al3+)∶c(H+)∶c(Cl-)=1∶3∶9,则原固体混合物中氧元素与铝元素的质量之比为(  )
A.16∶9 B.9∶16
C.32∶9 D.9∶32
14.(2025·上海师大附中月考)测定某NaCl溶液的浓度:取x mL待测NaCl溶液,逐滴滴入0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,当沉淀恰好最大值时,消耗AgNO3溶液的体积是y mL。待测液中c(Na+)=    mol·L-1。
15.回答下列问题:
(1)Na2CO3、NaHCO3的混合物与100 mL 3 mol·L-1盐酸恰好完全反应,产生4.48 L(标准状况下)能使澄清石灰水变浑浊的气体,则混合物中NaHCO3和Na2CO3的物质的量分别为    和    。
(2)在标准状况下,将4.48 L CO2通入Na2O2中,剩余气体3.36 L,则生成O2的体积为    。
(3)160 g Fe2O3与足量CO完全反应,将生成的CO2通入足量石灰水中,生成沉淀的质量为    g。
16.(2025·福建泉州质检)电解饱和食盐水的化学反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,现电解消耗NaCl的质量为175.5 g,完全反应后,测得烧杯中剩余溶液的质量是400 g,请计算:
(1)求消耗的NaCl的物质的量    。
(2)求生成的Cl2在标准状况下的体积    。
(3)求生成的H2的质量    。
(4)反应后所得NaOH溶液的溶质质量分数    。
17.为测定某铝镁铜合金中铝、镁的质量分数,进行如下实验(忽略反应中水的蒸发):①向30.0 g合金粉末中加入200 g 30.0%NaOH溶液,充分反应后,称得固液混合物质量为227.0 g。②再向混合液中加入过量稀硫酸,充分反应后剩余固体洗涤干燥后称得质量为0.6 g。(计算结果保留一位小数)
(1)查得室温下30.0%NaOH溶液密度为1.33 g·mL-1,则该NaOH溶液的物质的量浓度为     mol·L-1。
(2)30.0 g合金中Al的质量为     g。
(3)合金中Mg元素的质量分数为     。
18.向浓度相等、体积均为50 mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,再稀释到100 mL。
(1)在NaOH溶液中通入一定量的CO2后,溶液中溶质的组成可能是①         ,②         ,③        ,④          。
(2)在稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol ·L-1的盐酸,产生CO2的体积(标准状况下)与所加盐酸的体积关系如图所示。
①A曲线表明,原溶液中通入CO2后,所得溶质与盐酸反应产生CO2的最大体积是    mL(标准状况下)。
②B曲线表明,原溶液中通入CO2后,所得溶液中溶质的化学式为          。
③原NaOH溶液的物质的量浓度为     。课时跟踪检测部分
第一章 物质及其变化
第一节 物质的分类及转化
第1课时 物质的分类
1.A 水是纯净物,B错误;稀硫酸是混合物,胆矾是五水硫酸铜,为化合物,C错误;石灰水是混合物,干冰是二氧化碳,为化合物,D错误。
2.D 金刚石和石墨是由碳原子直接构成的,C60由C60分子构成,A错误;高温下,木炭能够还原氧化铜,常温下二者不反应,B错误;一氧化碳和二氧化碳组成元素相同,但分子组成不同,化学性质不相同,C错误。
3.D CO2、SO2是酸性氧化物;CuO和CaO都是碱性氧化物,但只有CaO能与H2O反应生成Ca(OH)2。
4.B 甲烷和淀粉均属于有机物,二氧化碳为无机物,A错误;碱性氧化物都是金属氧化物,B正确;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO等,C错误;CO2和CO元素组成相同,均为氧化物,同素异形体是同种元素形成的不同单质,D错误。
5.B 题给分类方法为树状分类法,A、C错误;冰水为氧化物,烧碱(氢氧化钠)为碱,胆矾(五水硫酸铜)为盐,汽水为混合物,B正确;水银为单质,苛性钠(氢氧化钠)为碱,生理盐水为混合物,D错误。
6.A A项,“冰”是固态水,属于纯净物,不是分散系;B项,“云”是胶体,属于分散系;C项,“酒”是乙醇和水的混合物,属于分散系;D项,“烟”是固体小颗粒分散于空气中,属于分散系。
7.C 金属银能导电,属于导体,A错误;胶体是分散系,纳米银没有分散到其他物质中,不属于胶体,B错误;纳米银分散在水中可形成胶体,胶体能产生丁达尔效应,C正确;银的金属活动性比铜的弱,不能置换出铜,D错误。
8.C 酒精溶液不属于胶体,所以不能产生丁达尔效应,C错误。
9.A 石青[2CuCO3·Cu(OH)2]属于盐,不属于碱,A错误;画作能长期保存,说明该颜料难溶于水,B正确;石青加热分解能生成CuO,是黑色固体,C正确。
10.A 胶粒和溶液中的粒子都可以透过滤纸的孔隙,采用过滤的方法不能除去Fe(OH)3胶体中混有的NaCl,应用半透膜进行渗析操作,A错误。
11.D 根据题干信息可知,由于H3PO2与足量的NaOH反应只生成一种盐NaH2PO2,故H3PO2为一元酸,NaH2PO2属于正盐。
12.(1)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl (2)溶液 胶体 (3)Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4FeAsO4↓+3H2O 复分解反应 (4)C
解析:(1)少量饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续加热煮沸至液体呈红褐色,FeCl3与H2O发生复分解反应制得Fe(OH)3胶体,反应的化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。(2)分散系①为溶液;(1)所得分散系是胶体。(3)根据题目信息,根据原子守恒,还有H2O生成,该反应的化学方程式是Fe(OH)3(胶体)+H3AsO4FeAsO4↓+3H2O,该反应的基本反应类型为复分解反应。(4)由图1可知,胶体和溶液能透过滤纸、浊液不能透过滤纸,胶体不能透过半透膜、溶液能透过半透膜,故提纯氢氧化铁胶体(含FeCl3溶液)应选用渗析法,即选用图2中的C装置。
13.(1)C (2)C (3)A (4)<
解析:(1)分散质微粒直径小于1 nm的分散系是溶液,大于100 nm的分散系是浊液,Cu(OH)2胶体中微粒直径在1~100 nm之间。(2)溶液、胶体、浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小不同。(3)胶体的丁达尔效应操作简单、现象明显,是用于判断胶体制备成功的最简单的方法。(4)因为胶体中分散质粒子不能透过半透膜,说明半透膜微孔径小于胶体粒子的最小直径1 nm。
第2课时 物质的转化
1.D 能与酸反应生成盐和水,能与酸性氧化物反应生成盐和水,能与某些盐反应生成新碱和新盐,属于碱的通性;能与金属反应放出氢气,不属于碱的通性。
2.D 金属单质与酸或某些盐溶液反应可直接生成盐,如铁与盐酸反应生成氯化亚铁,①符合题意;碱性氧化物能与酸反应可直接生成盐,如氧化钠与盐酸反应可直接生成氯化钠,②符合题意;碱与酸、酸性氧化物、某些盐等可反应生成盐,如氢氧化钠与二氧化碳反应可直接生成碳酸钠,③符合题意;非金属单质能与金属反应生成盐,如氯气与钠反应生成氯化钠,④符合题意;酸性氧化物能与碱反应生成盐,如二氧化碳与氢氧化钾反应生成碳酸钾,⑤符合题意;酸能与碱、某些盐、碱性氧化物等反应生成盐,如盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠,⑥符合题意。
3.B CaO是碱性氧化物,与碱不发生反应;CO2是酸性氧化物,与酸不发生反应;Na2CO3和CaCO3都是盐,但CaCO3难溶于水,难与碱发生反应,而Na2CO3可分别与盐酸、氢氧化钙、氯化钙等发生反应。
4.B CuO与HCl反应,生成CuCl2和H2O,虽然产物为盐和水,但反应不属于中和反应,A错误;碱中含有氢氧根离子,所以碱中一定含有氢元素,B正确;CO2通入紫色石蕊溶液后溶液变红,是由CO2与水反应生成的碳酸引起的,CO2不是酸,C错误;能使无色酚酞溶液变红的物质呈碱性,可能是碱,也可能是盐如碳酸钠,D错误。
5.C A项,石灰水会和空气中的CO2反应生成难溶物CaCO3,CaCO3能与盐酸反应而被除去;B项,红褐色固体是难溶于水的Fe(OH)3,能与盐酸反应而被除去;C项,生成的红色物质是铜单质,Cu在金属活动性顺序表中位于H后,不能与盐酸反应;D项,生成的黑色物质是Fe,Fe的金属活泼性较强,能与盐酸反应而被除去。
6.D ①分解反应,可能生成单质,如水分解生成氢气和氧气;②化合反应,生成物只有一种,不能得到单质;③置换反应是单质与化合物反应生成新单质、化合物,则能得到单质,如氢气还原CuO生成Cu;④复分解反应是两种化合物反应产生两种新化合物,不能得到单质;故均无法得到单质的是②④。
7.D D项,BaCO3为难溶的沉淀,不能和氯化钙反应,错误。
8.C A项,①为酸碱反应,氢氧化锌与盐酸反应生成氯化锌和水,可以制得ZnCl2;B项,酸与金属反应,锌与盐酸反应生成ZnCl2和氢气;C项,碱与盐的反应,碱为氢氧化锌,本身不易溶于水,不能与盐发生复分解反应生成ZnCl2;D项,盐与金属反应,锌与氯化铜反应生成ZnCl2和铜。
9.C CO2为酸性氧化物,CaO为碱性氧化物,A、B错误;CaO、H2O发生化合反应生成Ca(OH)2,C正确;CaCl2和二氧化碳不反应,D错误。
10.B 物质B与A发生中和反应,则B为酸或碱,又由于B与C可发生置换反应,可判断B为酸,因此B可能是稀盐酸。
11.B 甲方案铜与稀硫酸不反应,A、D错误;乙方案涉及化学原料较少,产物无污染,最为经济合理,B正确;丙方案涉及原料较多,不够经济,C错误。
12.B 盐酸不与硫酸铜反应,盐酸不能转化为氢氧化钡,氢氧化钡不与氧化铜反应,A不符合题意;盐酸和氢氧化钠、碳酸钾都能反应,和硝酸银反应生成硝酸,硝酸和氢氧化钠、碳酸钾都能反应,B符合题意;氯化铁和碳酸钠均为盐,属于相同类别的化合物,C不符合题意;盐酸不能转化为硝酸钡,盐酸不与硫酸反应,氢氧化钠与硝酸钡不反应,D不符合题意。
13.(1)漏斗 (2)置换反应 (3)CaCO3
(4)Ca(OH)2+K2CO3CaCO3↓+2KOH
(5)2KOH+CO2K2CO3+H2O
解析:(1)操作a为过滤,要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗。(2)碳酸钙高温分解为分解反应,氧化钙和水反应为化合反应,氢氧化钙和碳酸钾反应为复分解反应,则反应过程中未涉及的基本反应类型是置换反应。(3)结合流程图,反应过程中能够循环利用的物质是CaCO3。(4)氢氧化钙与灰汁(含K2CO3)反应的化学方程式为Ca(OH)2+K2CO3CaCO3↓+2KOH。(5)氢氧化钾容易和空气中的CO2反应,2KOH+CO2K2CO3+H2O。
14.(1)绿色固体 (2)CE (3)受热易分解,与酸反应
(4)Cu2(OH)2CO3+4HCl2CuCl2+3H2O+CO2↑
(5)颜色由黑色变为红色,氧化物变成单质(或铜元素由+2价变为0价)
解析:(1)铜器表面有一层“绿锈”,说明Cu2(OH)2CO3的物理性质:绿色固体。(2)铜绿属于铜盐、碳酸盐、含氧酸盐,不属于碱、无氧酸盐,选C、E。(3)铜绿受热易分解,为碱式盐,故可能具有的性质:受热易分解,与酸反应。(4)铜绿与盐酸反应生成CuCl2、CO2和水;CuCl2与氢氧化钠反应生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受热分解生成CuO,CuO被还原生成铜。反应①的化学方程式为Cu2(OH)2CO3+4HCl2CuCl2+CO2↑+3H2O。(5)CuO被还原为铜,固体颜色由黑色变为红色,氧化物变成单质(铜元素由+2价变为0价)。
第二节 离子反应
第1课时 电解质的电离
1.C 蔗糖溶液不导电,蔗糖属于非电解质,A错误;氢氧化钾溶液、硫酸溶液能够导电,但是氢氧化钾溶液、硫酸溶液为混合物,不是电解质,B、D错误。
2.B 水的导电能力极弱,A错误;KNO3属于化合物,熔融的KNO3能导电,说明KNO3属于电解质,B正确;铜丝、石墨均属于单质,虽然能导电但它们不属于电解质,C错误;电解质的电离不需要通电就能发生,D错误。
3.C A项,由图a可知,固体NaCl中存在离子,只是不能自由移动,所以不能导电,错误;B项,由题图可知,在水溶液或者熔融状态,氯化钠都可以发生电离产生自由移动的离子,错误;C项,由图b知,为水合氯离子,正确;D项,NaCl溶于水没有明显的放热现象,错误。
4.D A项,氯酸钾溶液中含有氯酸根离子,没有氯离子;B项,液态HCl只含HCl分子,不含自由移动的Cl-;C项,固体氯化钠中含有氯离子,但氯离子不能自由移动。
5.D NaCl固体中含Na+、Cl-,但要溶于水或熔融状态离子才可以自由移动,才能导电,A错误;b离子周围结合的水分子,水分子中的氢原子朝向b离子,说明b离子是阴离子,故b离子为Cl-,B错误;NaCl溶液中离子以水合离子形式存在,与熔融NaCl不同,C错误;熔融NaCl存在自由移动的离子,可导电,D正确。
6.B 氢氧化钡是碱,电离出的是氢氧根离子,其他三种物质均能电离出酸根离子。
7.D 只有电离时生成的阳离子全部是H+的化合物才是酸,而NaHSO4电离出的阳离子除了H+外还有Na+,所以NaHSO4不是酸而属于盐。
8.C 碳酸是弱酸,电离方程式为H2CO3H++HC,A错误;氢氧化钙电离方程式为Ca(OH)2Ca2++2OH-,B错误;硫酸铝电离方程式为Al2(SO4)32Al3++3S,D错误。
9.A 根据信息,矿泉水中含有电解质,即该矿泉水能够导电,A正确;矿泉水属于混合物,非电解质和电解质属于化合物,B、D错误;矿泉水中钙元素以Ca2+形式存在,C错误。
10.D A项,a点溶液导电能力较强,说明Ba(OH)2溶液能导电,Ba(OH)2是电解质,正确;B项,b点溶液导电能力最弱,说明氢氧化钡和硫酸恰好完全反应,溶液中几乎没有自由移动的离子,正确;C项,a点到b点的过程中,氢氧化钡和硫酸逐渐反应,白色沉淀逐渐增多,正确;D项,硫酸钡难溶于水,c点是过量的H2SO4,溶液中自由移动离子数目变大,错误。
11.A ①应该为碱和盐电离产生的离子;②因阳离子全部为H+,可理解为HCl和H2SO4两种物质溶于水时电离产生的离子;③因阴离子只有OH-,应为两种碱电离产生的离子;④因只有金属阳离子和硝酸根阴离子,应为盐电离产生的离子;因此按照仅由酸、碱、盐依次电离的是②③④。
12.(1)②④⑥⑦ (2)⑤⑧ (3)①②③⑨⑩
(4)KHCO3K++HC
(5)Ba(OH)2+2KHSO4BaSO4↓+K2SO4+2H2O
解析:(4)碳酸氢钾是弱酸的酸式盐,在水溶液中电离生成钾离子、HC,其电离方程式为KHCO3K++HC。(5)Ba(OH)2溶液和KHSO4溶液恰好中和时生成BaSO4沉淀、K2SO4和水,反应的化学方程式为Ba(OH)2+2KHSO4BaSO4↓+K2SO4+2H2O。
13.(1)⑤⑥⑦⑧ (2)D (3)D
解析:(1)氯化钠、氢氧化钠晶体虽由离子构成,但离子不能自由移动,所以不导电,两者溶于水后,在水分子的作用下,解离成自由移动的阴、阳离子(实为水合离子),所以二者的水溶液能导电;蔗糖由分子构成,不能导电,其水溶液也不导电。(2)溶液能否导电,取决于溶液中是否有自由移动的离子,导电性强弱则由离子浓度大小及所带电荷数多少等因素决定。D选项中,发生反应H2SO4+Ba(OH)2BaSO4↓+2H2O,溶液中离子浓度减小,恰好完全反应时,溶液中几乎没有离子,继续滴加Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2过量,溶液中Ba2+、OH-数目增多,符合题意;石灰乳中Ca(OH)2溶解度小,加稀盐酸生成了可溶性的CaCl2,导电能力增强。(3)由于通入CO2后溶液中自由移动的离子的浓度逐渐减小,所以一开始导电能力逐渐下降,随着反应的进行,离子浓度逐渐增大,导电能力又逐渐增大,所以选D。
第2课时 离子反应
1.B 氢气和氧气反应生成水,CO2与C在高温条件下生成CO,反应中没有离子参与,不属于离子反应,A、C不符合题意;NaOH溶液与K2SO4溶液混合不会发生反应,D不符合题意。
2.B Cl-能与Ag+结合生成AgCl沉淀;S能与Ba2+结合生成BaSO4沉淀;OH-能与H+反应生成H2O。
3.C 参加离子反应的不一定都是电解质,如反应Zn+2H+Zn2++H2↑中,Zn不是电解质,A错误;离子反应中不一定每一种离子的数目都减小,如反应Fe+Cu2+Fe2++Cu中,Fe2+的数目是增大的,B错误;复分解型离子反应发生的条件是产生沉淀、气体、难电离的物质,而置换反应型离子反应就不一定满足这些条件,如Fe+Cu2+Fe2++Cu,D错误。
4.C Ⅰ中虽无明显现象,但发生了离子反应:H++OH-H2O,A错误;Ⅱ中发生的反应为Ba2++SBaSO4↓,沉淀为BaSO4,B错误;Ⅲ中的反应是离子反应,离子方程式为Zn+2H+Zn2++H2↑,C正确,D错误。
5.B 该离子方程式不能表示CuSO4和Ba(OH)2的反应,故不可表示所有铜盐和强碱的反应,A错误;在离子方程式的书写中,弱碱不能拆为氢氧根离子,C错误;氢氧化铜是蓝色沉淀,D错误。
6.C CO2在离子方程式中保留化学式,反应的离子方程式为CO2+2OH-C+H2O,A错误;该反应的离子方程式为Cu2++2OH-Cu(OH)2↓,B错误;氢氧化镁是难溶物,不能拆成离子形式,离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O,D错误。
7.B Na2CO3拆写成Na+和C,NaHCO3拆写成Na+和HC,分别与盐酸反应的离子反应不同,A错误;CH3COOH、NH3·H2O分别属于弱酸、弱碱,应保留化学式,HCl、KOH写成离子形式,因此离子反应不同,C错误;BaCl2和CuSO4反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜,Ba(OH)2和NaHSO4反应生成硫酸钡沉淀、硫酸钠和水,水在离子反应中保留化学式,则离子反应不同,D错误。
8.D H++OH-H2O可以代表强酸和强碱反应生成可溶性的盐和水的反应,A错误;C+2H+CO2↑+H2O代表可溶性的碳酸盐和强酸之间的反应,如碳酸钠和盐酸、碳酸钠和硝酸等,B错误;Zn(OH)2+2H+Zn2++2H2O代表氢氧化锌和强酸之间的反应,如氢氧化锌和盐酸、硝酸、硫酸等,C错误;Ba2++2OH-+Cu2++SBaSO4↓+Cu(OH)2↓只能表示氢氧化钡和硫酸铜之间的反应,D正确。
9.D Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,正确的离子方程式为Fe+2H+H2↑+Fe2+,A错误;一水合氨为弱碱,不能拆开写,正确的离子方程式为H++NH3·H2OH2O+N,B错误;氢氧化钡与稀硫酸反应生成硫酸钡和水,正确的离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O,C错误。
10.C A项,CH3COOH与NaOH反应的离子方程式为CH3COOH+OH-CH3COO-+H2O,改写错误;B项,BaCO3与HCl反应的离子方程式为BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O,改写错误;C项,Ca(NO3)2与Na2CO3反应的离子方程式为Ca2++CCaCO3↓,改写正确;D项,AgCl难溶于水,故化学方程式中应将难溶的AgCl改为易溶的AgNO3。
11.B 碳酸氢根离子不能拆开,正确的离子方程式应为HC+H+CO2↑+H2O,B错误。
12.A NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性时,离子方程式为Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O,A符合题意;向碳酸镁浊液中加入足量稀盐酸:MgCO3+2H+CO2↑+H2O+Mg2+,B不符合题意;制备Fe(OH)3胶体的离子方程式正确,C不符合题意;NH3·H2O是弱电解质不能拆写,D不符合题意。
13.C CuSO4溶液和Ba(OH)2溶液混合,Cu2+和OH-反应生成Cu(OH)2沉淀,Ba2+和S反应生成BaSO4沉淀,正确的离子方程式应为Cu2++2OH-+Ba2++SCu(OH)2↓+BaSO4↓,C错误。
14.(1)BD (2)①Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
Fe+2H+Fe2++H2↑
②CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑、
Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
解析:(1)离子反应中一定有离子的参加或生成,因此一定有电解质(化合物)参与,即选B、D;而A不一定,比如中和反应无单质;C不一定,比如盐与盐发生的复分解反应中无水。(2)①表面附有铁锈(主要成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中,开始是Fe2O3与酸反应,片刻后是铁与稀硫酸反应,则反应的离子方程式是Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O、Fe+2H+Fe2++H2↑。②洁厕剂除瓷砖污垢,主要是HCl与CaCO3、Mg(OH)2反应。
15.(1)水不能使氧化铜溶解 (2)可溶性硫酸盐溶液 稀硫酸
(3)H+能溶解氧化铜,而H2O、S都不能使CuO溶解 (4)CuO+2H+Cu2++H2O
解析:在Ⅲ中应先加入可溶性硫酸盐溶液,固体不溶解,以证明CuO的溶解过程中S不起作用,然后再加入稀硫酸,固体溶解,从而证明CuO溶解是稀硫酸中的H+起作用。
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
1.D A项,该过程中铁置换出铜是氧化还原反应;B项,石蜡燃烧属于氧化还原反应;C项,利用金密度大的特点进行淘金,没有发生化学变化,是物理变化;D项,石灰石煅烧分解得到氧化钙和二氧化碳,属于化学变化,元素化合价不发生变化,不属于氧化还原反应。
2.D A项,Na2S→H2S中硫元素化合价均为-2价,没有发生变化;B项,H2S→S,硫元素化合价从-2价升高到0价,被氧化;C项,S→SO2,硫元素化合价从0价升高到+4价,被氧化;D项,H2SO4→SO2,硫元素化合价从+6价降低到+4价,被还原。
3.B 反应3CO+Fe2O32Fe+3CO2不属于任何一种基本反应类型,但由于在反应过程中有元素化合价发生了变化,因此该反应属于氧化还原反应。
4.B PbS中的S元素化合价从-2价升高到PbSO4中的+6价,失去电子,被氧化,A、D错误;H2O2中氧元素化合价从-1价降低到-2价,得到电子,被还原,B正确;该反应是氧化还原反应,不属于复分解反应,C错误。
5.C →KH2O2、→H3,在该反应中部分P元素化合价从0价降到-3价,被还原,部分从0价升高到+1价,被氧化,故磷单质在该反应中既被氧化又被还原。
6.D 反应2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑中,N元素化合价由+5价降低到0价,S元素化合价由0价降低到-2价,则该反应中被还原的元素是N和S元素。
7.B 该反应中C原子失去电子,Si原子得到电子,转移的电子数为4,正确的表示方法为,A错误;氢氧化铁中的铁元素化合价升高,次氯酸钠中氯元素化合价降低,电子从铁元素转移到氯元素且转移电子数为6,B正确;钠元素的化合价升高,氯元素的化合价降低,转移的电子数为2,但电子转移方向应该从钠元素到氯元素,C错误;该反应中S元素化合价由-2价升高到+4价,失去电子,Hg元素化合价由+2价降低到0价,得到电子,O元素化合价由0价降低到-2价,得到电子,转移电子数为6,D错误。
8.B 3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应,铜元素化合价由0价升高为+2价,部分氮元素化合价由+5价降低为+2价,电子转移的方向和数目为3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,B错误。
9.D 反应①中硝酸一部分被还原,一部分起酸的作用,D项错误。
10.D A项,该反应中S元素化合价由-2价、+4价变为0价,该反应中发生电子转移在同一元素之间,但不是同一种物质之间,不符合题意;B项,该反应中Mn元素化合价由+7价变为+6价、+4价,O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间,但是在不同元素之间,不符合题意;C项,该反应中Cl元素化合价由+5价变为-1价,O元素化合价由-2价变为0价,发生电子转移在同一种物质之间,但是在不同元素之间,不符合题意;D项,该反应中Cu元素化合价由+1价变为0价、+2价,发生电子转移在同种物质的同种元素之间,符合题意。
11.A 根据反应前后原子的种类、个数和质量不变,NF3与Si在一定条件下反应生成SiF4和N2,化学方程式为3Si+4NF33SiF4+2N2,甲为NF3、乙为Si、丙为SiF4、丁为N2。F元素在化合物中为-1价,反应中NF3中的N元素由+3价降到0价,得到电子,A错误;物质乙是Si,为半导体,可导电,B正确;Si元素化合价由0价升高到+4价,发生氧化反应,C正确;根据反应的化学方程式可知生成丙(SiF4)和丁(N2)微粒数之比为3∶2,D正确。
12.B 在反应K2Cr2O7+HClKCl+CrCl3+Cl2↑+H2O中,K2Cr2O7中Cr元素化合价由+6价降低到+3价,被还原,CrCl3是K2Cr2O7被还原得到的产物,A正确,B错误;HCl中Cl元素一部分化合价由-1价升高到0价,被氧化,Cl2是氧化产物,则每生成1个Cl2分子转移2个电子,C正确;根据生成CrCl3和KCl可知HCl还表现出酸性,D正确。
13.D ①中氧气中氧元素的化合价降低,HgS中S元素的化合价升高,Hg元素的化合价降低,因此①属于氧化还原反应,②中Hg的化合价升高,S的化合价降低,②属于氧化还原反应,A、B正确;反应①中HgS中Hg的化合价由+2价→0价,化合价降低2,S的化合价由-2价→+4价,化合价升高6,O2中氧元素化合价由0价→-2价,化合价降低4,因此每生成1个SO2分子转移6个电子,C正确;反应②中Hg的化合价由0价→+2价,化合价升高,被氧化,S的化合价由0价→-2价,化合价降低,被还原,D错误。
14.(1)①氧化 ②氧化
(2)① ②4
解析:(1)①Fe2+→Fe3+,Fe2+在反应中化合价升高,发生氧化反应;②维生素C可使食物中的Fe3+转变成Fe2+,Fe3+被还原,说明维生素C被氧化。(2)①单线桥法表示化学方程式的电子转移情况为;②由Na的化合价变化可知,若4个Na全部参加反应,则该过程转移的电子是4个。
15.(1)①Al 失去 N 还原

(2)①
②3 
解析:(1)在题述反应中铝元素由0价变为+3价,化合价升高,失去电子,被氧化;氮元素由+5价变为0价,化合价降低,得到电子,被还原。(2)①在题给反应中,Fe元素由+3价升高到+6价,失电子,Cl元素由+1价降低到-1价,得电子,则用单线桥标出电子转移情况为
。②反应中,Fe元素由+3价升高到+6价,当反应中有1个Fe生成时,转移的电子数是3。
第2课时 氧化剂和还原剂
1.C A项,H+中氢元素的化合价为+1价,处于最高价,具有氧化性;B项,Mn中锰元素的化合价为+7价,处于最高价,具有氧化性;C项,Mg中Mg元素的化合价为0价,为最低价,具有还原性;D项,Cl2中氯元素的化合价为0价,处于中间价态,既具有氧化性又具有还原性。
2.A A项,Cu2+→Cu中铜元素化合价降低,需要加入还原剂;B项,S2-→S中硫元素化合价升高,需要加入氧化剂;D项,Fe2+→Fe3+中铁元素化合价升高,需要加入氧化剂;C项,OH-→H2O中元素化合价不变,不是氧化还原反应。
3.A 该反应不属于置换反应,A错误;NaH中H元素的化合价由-1价升高至H2中的0价,NaH是还原剂,有还原性,H2O中部分H元素的化合价由+1价降至H2中的0价,H2O是氧化剂被还原,H2既是氧化产物又是还原产物,B、C、D正确。
4.A 根据氧化剂和还原剂的概念可知,在CH4与O2的反应中,O2是氧化剂,CH4是还原剂;在Cl2与NaOH的反应中,Cl2既是氧化剂又是还原剂;在MnO2与浓盐酸的反应中,MnO2是氧化剂,HCl是还原剂;在Na与H2O的反应中,H2O是氧化剂,Na是还原剂。
5.C 该反应中Mn的化合价由+7价降低为+2价,KMnO4是氧化剂,HCl中部分Cl的化合价由-1价升高为Cl2中的0价,这部分HCl是还原剂,16分子HCl中只有10分子的Cl的化合价升高,故该反应中氧化剂与还原剂个数之比为2∶10=1∶5。
6.D A项中Si→SiO2,B项中H2S→SO2,C项中SO2→SO3,均存在元素化合价升高,体现还原性;D项中HNO3→NO,氮元素化合价降低,体现氧化性。
7.D 在该反应中,X元素的化合价升高,作还原剂,发生氧化反应,被氧化,X2+是氧化产物;Y元素的化合价降低,Y3+作氧化剂,发生还原反应,被还原,Y2+是还原产物;氧化剂Y3+的氧化性比氧化产物X2+强。
8.D A项,Fe3+的氧化性比Cu2+的氧化性强,反应能发生;B项,Mn的氧化性比Cl2的氧化性强,反应能发生;C项,Cl2的氧化性比Fe3+的氧化性强,反应能发生;D项,PbO2的氧化性比Mn的氧化性强,所以Mn不能将Pb2+氧化为PbO2,反应不能发生。
9.B ①中Cl2为氧化剂,Fe2+为还原剂,Fe3+为氧化产物,Cl-为还原产物;②中Fe3+为氧化剂,I-为还原剂,Fe2+为还原产物,I2为氧化产物;③中Co2O3为氧化剂,HCl为还原剂,CoCl2为还原产物,Cl2为氧化产物,A错误;根据氧化剂的氧化性大于氧化产物可知,氧化性:Co2O3>Cl2>Fe3+,B正确;根据反应①②可知,氧化性:Cl2>Fe3+>I2,因此反应Cl2+2KI2KCl+I2可以发生,C错误;在反应③中,每6个HCl参加反应,有2个HCl作还原剂被氧化,4个HCl起到酸的作用,D错误。
10.A 根据反应的化学方程式,氯气中部分氯元素化合价由0价→+5价,化合价升高,部分氯元素化合价由0价→-1价,化合价降低,氯气既是氧化剂又是还原剂,A符合题意。
11.C 根据三个方程式可知氧化性强弱顺序为KMnO4>Cl2>FeCl3>I2,所以要将I-氧化除去而不氧化Fe2+和Cl-,则可加入FeCl3。
12.C O3和O2是O元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,A正确;该反应中I元素的化合价由-1价升高至0价,I-是还原剂、I2是氧化产物,O3中部分O元素的化合价降低被还原得到还原产物OH-,则氧化性:O3>I2,但O2既不是氧化产物也不是还原产物,所以无法判断I2和O2的氧化性大小关系,B正确,C错误;根据I元素的化合价变化可知,反应生成1个I2时转移2个电子,D正确。
13.C 已知氧化性:Cl2>Br2>Fe3+>I2,则还原性顺序为I->Fe2+>Br->Cl-,则氯气与碘化亚铁反应时,碘离子首先被氧化得到碘单质,则3Cl2+6FeI22FeCl3+4FeI3不可以发生,反应应为3Cl2+2FeI22FeCl3+2I2,A错误;所含元素处于最高价态的微粒因化合价可以降低能表现出氧化性,但不一定具有较强的氧化性,B错误;氧化剂的氧化性越强,其对应产物的还原性越弱,C正确;该反应中,盐酸中氯元素从-1价升高到0价、氯酸钾中氯元素从+5价降低到0价,则利用双线桥表示电子转移的方向和数目:,D错误。
14.(1)①Cu+2Ag+Cu2++2Ag ②Ag+>Cu2+>Fe2+ (2)NO
解析:(1)①Ⅱ中铜丝与AgNO3发生置换反应得到银单质和硝酸铜,其离子方程式为Cu+2Ag+Cu2++2Ag;②Ⅰ中离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu,可知氧化性:Cu2+>Fe2+;Ⅱ中离子方程式为Cu+2Ag+Cu2++2Ag,可知氧化性:Ag+>Cu2+;故氧化性由强到弱的顺序为Ag+>Cu2+>Fe2+。(2)产物之一是S,则H2S为还原剂,硝酸为氧化剂,被还原生成NO,NO为还原产物。
15.(1)5 2 6H+ 5 2 3 (2)be (3)CD (4)BC
(5)
解析:(1)根据方程式可知,高锰酸钾中Mn元素的化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子,作氧化剂,亚硝酸钠中氮元素的化合价从+3价升高到+5价,作还原剂,失去2个电子,氧化剂和还原剂的数目之比为2∶5,根据电荷守恒,需要在反应物加氢离子,根据原子守恒,在生成物加水,则5N+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H2O。(2)NaNO2是由钠离子和酸根离子构成的,故其属于正盐,属于电解质,选be。(3)将正常的血红蛋白变为高铁血红蛋白,使血红蛋白中的铁元素由+2价变为+3价,说明NaNO2具有氧化性,美蓝是亚硝酸盐中毒的有效解毒剂,应具有还原性,则中毒时亚硝酸盐发生还原反应,能使血红蛋白中的铁元素由+2价变为+3价,A错误;中毒过程中血红蛋白被氧化,表现出还原性,B错误;加入解毒剂美蓝,高铁血红蛋白被还原,C正确;加入解毒剂美蓝,高铁血红蛋白被还原,解毒剂美蓝应该具有还原性,D正确。(4)误食NaNO2会导致人体血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,则Fe2+失电子变为Fe3+,化合价升高,作还原剂,被氧化,NaNO2作氧化剂,体现氧化性,发生还原反应;H2O2体现还原性,KMnO4体现氧化性,A不符合题意;H2O2体现氧化性,Fe2+表现还原性,B符合题意;H2O2体现氧化性,KI体现还原性,C符合题意;H2O2既体现氧化性也体现还原性,D不符合题意。(5)亚硝酸钠可以与氯化铵反应生成氮气和氯化钠,反应的化学方程式为NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O,反应中N元素的化合价由+3价降低为0价,N元素也从-3价升高为0价,该反应转移3e-,用单线桥表示其电子转移的方向和数目为。
第3课时 氧化还原反应的配平和计算
1.C 根据离子方程式左右两边电荷相等,则未知物应含有1个负电荷,根据方程式遵循质量守恒定律可知,如生成3个X2,则需要1个X,因此X的化合价为+5价。
2.B 方法1:根据电荷守恒有n+1×2=1+1×2,n=1,设元素R在R中的化合价为x,则x-2×3=-1,x=+5;方法2:设元素R在R中的化合价为x,根据氧化还原反应中,得失电子守恒有(7-x)×1=[0-(-1)]×2,所以x=+5。
3.C 由电荷守恒可知,-2x-10+16=4,x=1,A错误;设M中M的化合价为a,由化合价升降总数相等知,2×(a-2)=5×2,a=+7,又化合物中元素的化合价代数和为0可得,1+7=2×y,y=4,B错误,C正确;S2-中S元素的化合价从-2价变为0价,化合价升高被氧化,作还原剂,在反应中失去电子,D错误。
4.(1)AsH3 (2)Br2 (3)ac (4)
解析:(1)已知KBrO3为得电子物质,故其化合价一定降低,作氧化剂,那么还原剂只能是题目所提供的AsH3,AsH3中As的化合价为-3价,反应后变为含+5价As的H3AsO4,故还原剂为AsH3。(2)1个KBrO3得5个电子,即反应后Br元素的化合价应从+5价降为0价,故未知物质X为Br2。(3)此题的考点为氧化还原反应中的基本规律:氧化剂的氧化性大于氧化产物,还原剂的还原性大于还原产物,选a、c。(4)因为氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物已知,可直接进行配平。
As:-3价→+5价 升8价
Br:+5价→0价 降5价
根据化合价升降相等,在AsH3前配数5,在KBrO3前配数8,在Br2前配数4;再根据K原子守恒,K2SO4应在生成物中,配数为4;则H2SO4应在反应物中,配数为4;H2O在生成物中,配数为4;配平后用单线桥标出电子转移方向和数目:
5H3O4+4K2SO4
   还原剂 氧化剂   氧化产物
+4+4H2O。
还原产物
5.(1)+1价 酸
(2)4Ag++H3PO2+2H2O4Ag↓+H3PO4+4H+
(3)H3PO2+NaOHNaH2PO2+H2O
解析:(1)H3PO2中,H为+1价、O为-2价,则P元素的化合价为+1价;该反应中H3PO2作还原剂,则H3PO4为氧化产物,属于酸。(2)在反应中,Ag+生成Ag,化合价降低1价,H3PO2生成H3PO4,P元素化合价升高4价,依据化合价升高与降低总数相等,可确定Ag+与H3PO2的化学计量数之比为4∶1,由此可配平该离子方程式:4Ag++H3PO2+2H2O4Ag↓+H3PO4+4H+。(3)H3PO2是一元弱酸,所以其与足量NaOH溶液反应的化学方程式:H3PO2+NaOHNaH2PO2+H2O。
6.D NaNO2中Na的化合价为+1价,O的化合价为-2价,则N的化合价为+3价,A项正确;NO中N的化合价升高,是还原剂,B项正确;NO中N的化合价升高,生成NaNO2,则NaNO2为氧化产物,C项正确;根据得失电子守恒可知,生成2个NaNO2时转移1个电子,D项错误。
7.A 设被氧化的氮原子数为x,被还原的氮原子数为y,根据得失电子守恒列式:x×|-3-0|=y×|+5-0|,得x∶y=5∶3。
8.C 氯元素化合价降低,Cl2发生还原反应,A错误;氮元素化合价升高,NH3是还原剂,B错误;8分子氨气参与反应,被氧化的是2分子,所以被氧化的NH3与被还原的Cl2的化学计量数之比为2∶3,C正确;参加反应的NH3的化学计量数与转移电子数之间的关系为8NH3~6e-,D错误。
9.D Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高2价;设X被还原后的价态为n,则X元素的化合价降低总数为(5-n),且X与Na2SO3的个数之比为 2∶1,由化合价升高总数等于降低总数:2×1=(5-n)×2,解得n=+4。
10.D 肼中N元素化合价升高,肼在反应中作还原剂,A错误;反应中每生成1个H2O转移2个电子,B错误;N2O4中N元素化合价降低,在反应中被还原,C错误;N2O4中N元素化合价由+4价降低为0价,N2H4中N元素化合价由-2价升高为0价,该反应中N2既是氧化产物又是还原产物,氧化产物与还原产物的质量之比是2∶1,D正确。
11.C 根据氧化还原反应中得失电子守恒、电荷守恒及质量守恒,可得:3As2S3+4H2O+28N6As+9S+28NO↑+8H+,据此可知,A、B、D正确;氧化剂和还原剂的化学计量数之比为28∶3,C错误。
12.C 设各微粒数目均为2个,A项,2Fe3++2I-2Fe2++I2,得到1个I2;B项,Cl2+2I-2Cl-+I2,得到2个I2;C项,16H++2Mn+10I-2Mn2++5I2+8H2O,得到5个I2;D项,8H++2N+6I-2NO↑+3I2+4H2O,得到3个I2;由上述分析可知,高锰酸根离子氧化足量碘化钾得到的碘单质最多。
13.D 该反应中,锰元素的化合价降低,铁元素的化合价升高,所以Mn是氧化剂,Fe3+是氧化产物,A正确;该反应中还原剂是Fe2+,还原产物是Mn2+,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,B正确;根据得失电子守恒、质量守恒、电荷守恒配平离子方程式为Mn+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O,C正确;根据方程式知,生成1分子水时,转移电子的个数=5÷4=1.25,D错误。
14.(1)浓盐酸 浓盐酸、医用酒精 KMnO4、MnCl2
(2)Cl+6H++5Cl-3Cl2↑+3H2O (3)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(4)c a
解析:(1)常温下,浓盐酸中有H+和Cl-可自由移动,能导电;医用酒精是75%的酒精水溶液,浓盐酸是HCl的水溶液,都属于混合物;KMnO4、MnCl2的水溶液能导电,属于电解质;氯气是单质,既不是电解质又不是非电解质。(3)锰元素化合价由+7价降低为+2价、氯元素化合价由-1价升高为0价,由得失电子守恒、质量守恒,配平方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(4)当三个反应中参与反应的HCl的质量相同时,根据反应a、反应b、反应c中HCl与Cl2个数关系分别是:16HCl~4Cl2、16HCl~5Cl2、16HCl~8Cl2,得到Cl2的质量最多的是反应c;当得到等质量的Cl2时,消耗HCl的质量最多的是反应a。
15.(1)2 4 2 2 1 2 H2O (2)② (3)2
解析:(1)氧化还原反应方程式的配平可从得失电子数目相等和原子守恒两个方面来完成。注意不交叉规律的使用。(2)反应中浓盐酸一部分转化成Cl2表现还原性,一部分转化成KCl表现酸性。(3)产生1个Cl2,转移的电子数为2。
阶段重点练(一)
1.C 含Cu2+的溶液呈蓝色,A错误;Ag+与Cl-、OH-均反应生成沉淀,不能大量共存,B错误;N、Cl-、Na+、Ca2+在溶液中不反应,且均为无色,可以大量共存,C正确;在溶液中OH-与Mg2+结合生成氢氧化镁沉淀,不能大量共存,D错误。
2.A A项,Al→Al3+,铝元素化合价升高,需要加入氧化剂;B项,CuO→Cu,铜元素化合价降低,需要加入还原剂;C项,Cl2→Cl-,氯元素化合价降低,Cl2可自身发生氧化还原反应,不需要加还原剂;D项,C→CO2,元素化合价未发生改变,不需要加入氧化剂或还原剂。
3.D 常温下pH=1的溶液为酸性溶液,C在酸性溶液中不能大量存在;由于CaSO4微溶于水,因此有S存在的溶液中Ca2+不能大量存在;使酚酞溶液变红的溶液为碱性溶液,在碱性溶液中Fe3+不能大量存在。
4.C 由化学方程式可知:KClO3中Cl元素从+5价变为+4价,化合价降低,得到电子,A错误;反应中S的化合价没有变化,没有被氧化,B错误;H2C2O4中C元素从+3价变为+4价,化合价升高,失去电子,被氧化,C正确,D错误。
5.B 若通入过量的氯气,Fe2+也会被氧化,A错误;由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Mn>Cl2>Fe3+>I2,B正确;Mn→Mn2+中锰元素化合价降低,Mn2+是还原产物,I-→I2中碘元素化合价升高,碘单质是氧化产物,C错误;若反应能发生,Mn是氧化剂,铁离子是氧化产物,符合氧化剂的氧化性比氧化产物的强,亚铁离子是还原剂,Mn2+是还原产物,符合还原剂的还原性比还原产物的强,所以反应能发生,D错误。
6.C 结合电荷守恒推知,该方程式中n=2,A正确;M2为M2,根据化合价代数和为0推知,M的化合价为+6价,B正确;氧化剂是Cl,还原剂是M3+,二者的个数之比为1∶2,C错误;氧化剂是Cl,M2是氧化产物,则氧化性:Cl>M2,D正确。
7.B 由碎纸片上信息可知,SO2为还原剂,则氧化剂应为Mn,故反应的离子方程式为5SO2+2Mn+2H2O5S+2Mn2++4H+,因此反应物为SO2、Mn和H2O,A错误;反应后生成了H+,溶液酸性增强,B正确;氧化剂为Mn,还原剂为SO2,二者化学计量数之比为2∶5,C错误;配平后,H+的化学计量数为4,D错误。
8.A 石灰水与过量碳酸氢钠溶液反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,正确的离子方程式为2HC+Ca2++2OH-C+CaCO3↓+2H2O,B错误;硫酸镁溶液与氢氧化钡溶液反应生成硫酸钡和氢氧化镁沉淀,正确的离子方程式为S+Ba2++Mg2++2OH-Mg(OH)2↓+BaSO4↓,C错误;NaHCO3应拆为Na+和HC,正确的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O,D错误。
9.C C项,向沸水中滴加氯化铁饱和溶液至液体变为红褐色,产生的是胶体,不是沉淀,离子方程式应该为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,评价不合理。
10.D 本题的易错之处是忽视溶液呈电中性而错选A;计算可知X必定带一个单位的负电荷,所以X可能是OH-或Cl-,又因为氢氧根离子与Fe3+、Al3+不能大量共存,所以X可能是Cl-。
11.A 该溶液无色,一定不含Fe3+;取少量该溶液,测得其常温下pH=13.5,则该溶液中一定含有OH-,一定不含有Ag+;另取少量该溶液,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,则该溶液中至少含有C、S中的一种;向(2)所得体系中加入足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成,证明(2)所得体系中含有碳酸钡和硫酸钡两种沉淀,碳酸钡溶于盐酸生成无色气体CO2,硫酸钡不溶于盐酸,则该溶液中一定含有C、S,一定不含Ba2+;向(3)所得滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,因(2)和(3)中均引入了Cl-,故不能确定该溶液中是否含Cl-;根据溶液呈电中性可知,该溶液中一定含有K+。综上可知,该溶液中一定含有K+、OH-、C、S,一定不含Ba2+、Fe3+、Ag+,可能含有Cl-,A项正确。
12.D 由题图可知,过程Ⅰ中亚铁离子被氧气氧化为铁离子,过程Ⅲ中铁离子又被硫化铜还原为亚铁离子,过程Ⅱ中铜离子转化为硫化铜,过程Ⅲ中又生成铜离子,则铜离子、铁离子、亚铁离子均参与循环,A错误;在图示转化过程中,化合价改变的元素有O、Fe、S,共三种元素的化合价发生变化,B错误;由过程Ⅰ可知,O2的氧化性比Fe3+强,由过程Ⅲ知,Fe3+的氧化性比S强,C错误;由题图可知反应Ⅲ为硫化铜和铁离子反应生成硫、亚铁离子和铜离子,其离子方程式为CuS+2Fe3+S+2Fe2++Cu2+,D正确。
13.(1)OH-、Na+、Cl- Mg2+、Cu2+、C N
(2)OH-+H+H2O Ag++Cl-AgCl↓
解析:溶液为无色透明溶液,说明没有Cu2+,①用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝色,说明溶液显碱性,肯定含有OH-,根据离子共存原则,肯定没有Mg2+;②另取少量溶液逐滴滴加盐酸至过量,无气体放出,再加入BaCl2溶液后,没有沉淀生成,说明没有C;③另取少量溶液用硝酸酸化后,加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,说明含有Cl-,根据溶液呈电中性,一定存在阳离子,溶液中肯定含有Na+,不能确定是否含有N。综上所述,原溶液中肯定有OH-、Na+、Cl-,肯定没有Cu2+、Mg2+、C,不能确定是否含有N。
14.(1)KMnO4、PbO2、氯气(Cl2) (2)KMnO4 Cl2 73
(3)①不能 KMnO4的氧化性比氯气的强,可将盐酸氧化为氯气 ②PbO2>KMnO4>H2O2 (4)不能
解析:(3)②滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有无色气泡产生,说明H2O2能被KMnO4氧化,所以氧化性:KMnO4>H2O2;再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色,说明Mn2+能与PbO2反应生成KMnO4,得出氧化性:PbO2>KMnO4,综上得出,氧化性由强到弱的顺序是PbO2>KMnO4>H2O2。
第二章 海水中的重要元素——钠和氯
第一节 钠及其化合物
第1课时 活泼的金属单质——钠
氧化钠和过氧化钠
1.C 由于金属钠的熔点比较低,所以金属钠放在燃烧匙中加热先熔化,然后燃烧生成淡黄色固体物质并且伴有黄色火焰。
2.C 实验室取用少量金属钠时,需要用镊子夹取钠,C错误。
3.(1)煤油或石蜡油 (2)①2Na+O2Na2O2
②2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
③3CO2+4Na2Na2CO3+C
4.C 相关反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,Na元素由0价上升到+1价,发生氧化反应,C错误。
5.D 钠的密度比煤油的大,比水的小,则钠在水层与煤油层界面处发生反应,产生的氢气使钠块四处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红,D符合题意。
6.D A项,因钠与盐酸反应,生成物为氯化钠和氢气,有气体产生,不会产生白色沉淀。B项,钠与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生,氢氧化钠与硝酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀。C项,因钠与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生;但氢氧化钠不与氯化钠反应,故有气体产生,无白色沉淀生成。D项,钠投入MgSO4溶液中后,钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠和硫酸镁之间反应生成氢氧化镁白色沉淀,正确。
7.A 过氧化钠与二氧化碳反应,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,根据反应的化学方程式可知,过氧化钠中部分氧元素由-1价降低为-2价,被还原,部分氧元素的化合价由-1价升高为0价,被氧化,因此被氧化与被还原的氧原子数之比为1∶1,A项正确。
8.C Na2O和水反应生成碱,反应类型是化合反应,而Na2O2与水反应除生成碱以外,还有O2生成,因此该反应不是化合反应,①错误;Na2O2能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,而Na2O与二氧化碳和水反应不会产生氧气,所以Na2O2可作供氧剂,而Na2O不行,②正确;Na2O2、Na2O在空气中都会与CO2反应生成Na2CO3粉末,③正确;Na2O与Na2O2都是离子化合物,二者电离产生的阴、阳离子个数比都是1∶2,④错误;向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,Na2O2与水反应产生的NaOH使溶液变为红色,同时溶液中也会生成具有强氧化性的物质,会将红色物质再氧化变为无色,因此看到溶液先变红后褪色,反应过程中会产生氧气,因此会看到气泡生成,⑤正确;综上所述②③⑤正确,C符合题意。
9.C A项,过氧化钠和水生成氧气和氢氧化钠,②中的大量气泡主要成分是氧气,错误;B项,过氧化钠和水生成氧气和氢氧化钠,氢氧化钠溶液显碱性,使得③中溶液变红,错误;C项,过氧化钠和水可生成具有强氧化性的过氧化氢,使得有色溶液褪色,正确;D项,⑤中MnO2催化溶液中过氧化氢生成氧气,产生较多的气泡,不是降低了水中氧气的溶解度,错误。
10.B 钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,是因为金属钠具有很强的还原性,A错误;过氧化钠能与空气中的水蒸气和CO2反应而变质,因此过氧化钠要密封保存,B正确;金属钠保存在煤油中,是因为钠的密度比煤油的密度大,C错误;钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式为2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑,由此可知反应后得不到铜,D错误。
11.C KO2中K的化合价为+1价,则O元素的化合价为-价,A错误;KO2是由K+和构成,其阴、阳离子个数比为1∶1,B错误;KO2会与H2O发生反应,其化学方程式为4KO2+2H2O4KOH+3O2↑,C正确;由反应化学方程式4KO2+2H2O4KOH+3O2↑、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑可知,相同个数的KO2和Na2O2分别与足量水反应生成O2的个数之比为3∶2,D错误。
12.(1)ⅰ.氢气 反应产生氢气,直通管⑤中压强增加,所以直通管⑦中的液面升高 氢氧化铜沉淀 ⅱ.产生淡蓝色火焰 (2)2Na+2H2O+CCu(OH)2↓+H2↑+2Na+ (3)Cu(OH)2CuO+H2O
13.(1)检查装置的气密性
(2)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2、
2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(3)吸收未反应的CO2 (4)×100%
解析:(1)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是检查装置的气密性。(2)进入装置C的气体有二氧化碳、水蒸气,二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,水蒸气与过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气,发生反应的化学方程式为2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。(3)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,装置D中NaOH溶液的作用是吸收未反应的二氧化碳气体。(4)设样品中Na2O2的质量为x,则2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,
2×78 32
x b g
=,解得x= g,过氧化钠的质量分数为×100%。
14.(1)CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
(2)浓硫酸 (3)木条不复燃 木条复燃
(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 Na2O2 2
解析:(1)装置①中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式是CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O。(2)证实二氧化碳跟过氧化钠反应时需要与水接触,④⑤中的过氧化钠需分别通入湿润的二氧化碳和干燥的二氧化碳,所以装置③的作用是干燥二氧化碳,③中的试剂是浓硫酸。(3)步骤1过氧化钠和干燥的二氧化碳不反应,没有氧气放出,步骤2过氧化钠和湿润的二氧化碳反应,有氧气放出,所以 a处带火星的木条产生的实验现象分别是木条不复燃、木条复燃。(4)过氧化钠跟二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O2中部分O元素化合价由-1价升高为0价,部分O元素化合价由-1价降低为-2价,该反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,每生成1个O2时,转移2个电子。
第2课时 碳酸钠和碳酸氢钠 焰色试验
1.B 碳酸钠的俗称是纯碱或苏打,小苏打是碳酸氢钠的俗称,A错误;从Na2CO3和NaCl组成的阳离子来看,二者均含有Na+,且都属于盐,所以均属于钠盐,B正确;碳酸钠溶液显碱性,氯化钠溶液显中性,C错误;碳酸钠固体和氯化钠固体不导电,但是水溶液或熔融状态下导电,二者均属于电解质,D错误。
2.A 二氧化碳能和氢氧化钠反应,不能用氢氧化钠溶液除二氧化碳中的氯化氢,一般用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢,A错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,则加热可除杂,B正确;碳酸钠能与足量盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,可达到除杂的目的,C正确;向碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳会生成碳酸氢钠,可达到除杂目的,D正确。
3.C 25 ℃时,碳酸钠在水中的溶解度比碳酸氢钠大,若取等量的水分别加碳酸钠、碳酸氢钠进行溶解,溶解的碳酸钠质量大,A错误;碳酸钠与氯化钡溶液反应生成白色沉淀,碳酸氢钠溶液与氯化钡不反应,B错误;Na2CO3粉末和NaHCO3晶体中分别滴入少量水,Na2CO3粉末溶解放热,NaHCO3晶体溶解吸热,所以前者温度升高,后者温度下降,C正确;用图示比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性时,应将碳酸钠放置在外层试管,碳酸氢钠放置在内层试管,D错误。
4.C Na2CO3固体热稳定性强,NaHCO3固体受热易分解生成Na2CO3等,为了将Na2CO3固体中的NaHCO3固体除去,可以采用加热的方法,A正确;向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度,且消耗了溶剂水,生成的溶质碳酸氢钠质量比原溶质碳酸钠的质量大,所以有碳酸氢钠晶体析出,B正确;根据碳守恒,Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应产生等量的二氧化碳,Na2CO3消耗盐酸多,C错误;质量相同的Na2CO3和NaHCO3,前者的物质的量小于后者,与足量盐酸反应时,NaHCO3所产生的CO2多,D正确。
5.B CO2能够和饱和Na2CO3溶液反应,不能用饱和Na2CO3溶液除去CO2中的少量HCl,可以用饱和NaHCO3溶液,A错误;装置丙中CO2和含氨的饱和食盐水发生反应生成NaHCO3,NaHCO3的溶解度随着温度的下降而减小,则用冰水浴冷却丙装置可以降低NaHCO3的溶解度,有利于析出NaHCO3固体,B正确;丙装置中析出NaHCO3固体的上层清液为NaHCO3的饱和溶液,其中含有HC,C错误;CO2不和稀硫酸反应,装置丁的作用是吸收丙装置中逸出的NH3,不能吸收CO2,D错误。
6.C 向饱和食盐水依次通入氨气、二氧化碳气体发生反应生成碳酸氢钠晶体和氯化铵,过滤得到的碳酸氢钠固体加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,滤液经降温、加入氯化钠析出氯化铵。气体X为CO2,A正确;悬浊液经过滤后可分离出滤液和滤渣,B正确;滤液中的主要成分是NH4Cl,C错误;氨盐水中通入气体CO2后,生成的NaHCO3以晶体形式析出,溶液中大量减少的阳离子是Na+,D正确。
7.B 焰色试验是物理变化,A错误;Na、NaCl、Na2CO3均含钠元素,做焰色试验时火焰均为黄色,B正确;在做焰色试验时,应用盐酸洗涤铂丝,C错误;若某物质的焰色呈黄色,说明该物质一定含钠元素,没有透过蓝色钴玻璃观察,因此不能说明不含钾元素,D错误。
8.A NaOH和Na2SO4均含钠元素,焰色均为黄色的,焰色相同,A正确;焰色试验利用了金属元素的物理性质,B错误;某物质在灼烧时焰色为黄色,黄色会干扰K元素焰色观察,无法判断是否还含有K元素,C错误;将铂丝(或铁丝)用盐酸洗涤后,需在外焰上灼烧至没有颜色时,再蘸取试剂灼烧,D错误。
9.B NaHCO3的溶解度较小,析出时的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,将碳酸氢钠过滤出来,加热分解为碳酸钠,A正确;NH3极易溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O可电离产生N和OH-,溶液呈碱性,先通氨气,更有利于酸性气体二氧化碳的吸收,B错误;第③步操作是过滤,是利用了分散质粒子直径大小的不同,分散质粒子直径比滤纸孔隙大的不能通过滤纸,C正确;母液中含有N和Cl-,并入前一步循环利用,可提高产率,D正确。
10.B 碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水,起点pH<7,说明盐酸过量;滴加碳酸钠,碳酸钠先与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,至pH=7后与氯化钙反应生成碳酸钙,pH保持不变,c点后碳酸钠过量,溶液碱性增强。碳酸钙与盐酸反应后的溶液中含有氯化钙和过量的盐酸,有2种溶质,A错误;ab段碳酸钠与过量盐酸反应生成二氧化碳,离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑,B正确;c点钙离子沉淀完全,所含阳离子只有钠离子,C错误;d点为碳酸钠和氯化钠的混合溶液,a点为氯化钙和盐酸的混合溶液,二者混合,氢离子先反应,发生的离子反应是 C+2H+H2O+CO2↑,D错误。
11.B A项,取a克混合物充分加热,剩余固体b克,固体的质量差即是NaHCO3分解生成的CO2和水的质量和,利用差量法可求出NaHCO3的质量,从而测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中NaHCO3质量分数,A不符合题意;B项,取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,盐酸是挥发性酸,逸出气体中混有HCl,经干燥后也能被碱石灰吸收,则b g为CO2和HCl的质量之和,无法测定HCl的质量,也就无法确定CO2的质量,所以不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中NaHCO3质量分数,B符合题意;C项,取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧后,得到固体b克,b g为NaCl的质量,利用Na+守恒可建立等式,从而测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中NaHCO3质量分数,C不符合题意;D项,取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,Na2CO3和NaHCO3都转化为BaCO3沉淀,其质量为b克,由a、b可建立等式,从而测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中NaHCO3质量分数,D不符合题意。
12.(1)①检查装置气密性
(2)①除去装置中的水蒸气和二氧化碳
②2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ ③碱石灰 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果 偏大
解析:(1)①实验过程中,该装置内有气体流动,因此组装好实验装置后,需先检查装置气密性。(2)①将实验装置组装完成后,装置内含有空气,根据实验原理可知,若空气中CO2被D装置吸收,则会产生实验误差,因此需要先将装置内空气排尽,故加热前鼓入氮气数分钟,其目的是除去装置中的水蒸气和二氧化碳。②装置B在加热过程中,样品中碳酸氢钠发生分解,其反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。③装置D的作用是吸收装置B中产生的CO2,因此需要防止空气中CO2和H2O从U形管右侧进入,故装置E的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入D中影响测定结果,由此可知E处干燥管中盛放的试剂是碱石灰。若没有该装置,则会导致装置D的增重量偏大,使得测量结果偏大。
13.(1)溶液温度升高,CO2分压增大 NaHCO3分解生成CO2使分压增大 (2)溶液颜色由浅红色变为红色
(3)能 Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O
解析:(1)溶液温度在50 ℃之前,CO2的分压增大的主要原因是溶液温度升高,CO2分压增大;溶液温度升高到50 ℃之后,CO2的分压急剧增大的原因是NaHCO3分解生成CO2使分压增大。(2)加热过程中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,溶液碱性增强,溶液颜色由浅红色变为红色。(3)加入氯化钙固体后,二氧化碳分压增大,说明两者发生反应生成了CO2,故碳酸氢钠溶液能与氯化钙溶液发生反应,离子方程式为Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O。
阶段重点练(二)
1.B 焰色试验时可用铁丝代替铂丝,但不能使用铜丝,铜丝焰色为绿色干扰试验,A错误;焰色试验为元素的性质,含Na化合物焰色均为黄色,B正确;金属氯化物易挥发,应用盐酸清洗铂丝,C错误;检验Na2CO3中混有的少量K2CO3,在火焰上灼烧需透过蓝色钴玻璃观察焰色,D错误。
2.A 钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠,反应的化学方程式为2Na+O2Na2O2,A错误;钠是活泼金属,易与水、氧气反应,保存时需要隔绝空气和水,可保存在石蜡油或煤油中,B正确;钠和水反应时会熔成光亮的小球,证明钠和水的反应放热,且钠的熔点低,C正确;钠是活泼金属,易与水反应,把金属钠放到CuSO4溶液中,会产生蓝色沉淀,原理是钠先与溶液中的水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与CuSO4反应生成Cu沉淀,D正确。
3.B 由于密度:ρ(苯)<ρ(Na)<ρ(澄清石灰水),所以金属Na在澄清石灰水与苯的界面处与澄清石灰水中的水反应产生H2,氢气气体使Na受到的浮力增大,钠块上升,后又下落至界面处的石灰水中进一步与水反应,钠块上下跳动直至消失,A正确;由于苯隔离空气,因此Na不会燃烧,B错误;由于Na与水反应放热,氢氧化钙溶解度随温度升高而降低,因此澄清石灰水变浑浊,C正确;根据A选项,可知D正确。
4.C 过氧化钠加入碳酸氢钙溶液中,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠与碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀,所以会生成气体和浑浊,A正确;Na容易被氧气氧化生成Na2O,Na2O与空气中的水反应生成NaOH,NaOH与空气中的CO2反应生成Na2CO3,Na2O2与空气中的水反应生成NaOH,NaOH与CO2反应生成Na2CO3,B正确;氧化钠属于碱性氧化物,与水反应生成氢氧化钠,C错误;向包有过氧化钠粉末的脱脂棉上滴加几滴水,脱脂棉剧烈燃烧,说明过氧化钠与水的反应为放热反应,同时脱脂棉剧烈燃烧说明有助燃气体生成,即有氧气生成,D正确。
5.A Na2O2具有强碱性,能够与硬质玻璃管中的二氧化硅反应,因此不能在硬质玻璃管中进行,A错误;过氧化钠具有强氧化性,木炭具有还原性,因此过氧化钠与木炭反应时表现强氧化性,B正确;过氧化钠与二氧化碳反应放出O2,化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,C正确;过氧化钠具有氧化性,二氧化硫具有还原性,过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠:Na2O2+SO2Na2SO4,D正确。
6.A 装置Ⅰ的作用是除去CO2中的杂质HCl,若是试剂使用饱和Na2CO3溶液,Na2CO3不仅能够与HCl发生反应,也能够与CO2发生反应,不能达到除杂的目的,应该使用饱和NaHCO3溶液,A错误;装置使用先后顺序是装置Ⅲ制取CO2,装置Ⅰ除去CO2中的HCl杂质,装置Ⅱ中二氧化碳与过氧化钠反应,装置Ⅴ除去制取的O2中的CO2,装置Ⅳ用排水法收集O2,除杂时导气管接口是长进短出,故导气管接口顺序是eabcdghf,B正确;在装置Ⅲ中用固体大理石(或石灰石)与稀盐酸在常温下反应制取CO2,C正确;在装置Ⅱ中发生反应:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,由于O2难溶于水,因此可以使用排水法收集,O2有助燃性,可以使带有火星的木条复燃,D正确。
7.C 大试管温度高、小试管温度低,碳酸氢钠置于小试管,碳酸钠置于大试管,处于温度较高条件下的物质不分解,处于温度较低条件下的物质分解,可比较碳酸钠与碳酸氢钠的热稳定性,所以甲为小苏打、乙为纯碱,A正确;白色的无水硫酸铜粉末遇水显蓝色,在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球,如果变蓝色,可证明碳酸氢钠受热分解产生了水,B正确;碳酸钠较稳定,用酒精灯加热不分解,故A烧杯中的澄清石灰水不变浑浊,C错误,D正确。
8.B 碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体,盛放碳酸氢钠的气球鼓的更快,说明产生气体速率快的是碳酸氢钠,A正确;等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳量多,故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠,B错误;碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊,而碳酸钠加热不反应,C正确;碳酸钠受热不反应,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊,故可以用来鉴别两者,D正确。
9.(1)2Na+O2Na2O2 c
(2)Na2SO4 NaHSO4Na++H++S 红色
(3)排尽装置中的空气
(4)CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑ 浓硫酸 Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
(5)干燥的CO2不能与Na2O2发生反应
解析:(1)Na在空气中燃烧生成Na2O2,反应的化学方程式:2Na+O2Na2O2,固体燃烧反应过程中产生高温,最适宜盛装钠的容器为坩埚,故选c。(2)a、b、c分别为Na2O、Na2O2、NaOH,NaOH溶液与少量稀硫酸反应可以生成硫酸钠。若d为NaHSO4,则其为强酸的酸式盐,在水中电离的电离方程式为NaHSO4Na++H++S,NaHSO4溶液呈酸性,若加入几滴紫色石蕊试液,溶液会变成红色。(3)空气中的水蒸气和氧气会干扰实验,实验开始前先通入N2一段时间,目的是排尽装置中的空气。(4)图中装置A中盐酸与碳酸钙发生反应,生成氯化钙、二氧化碳气体和水,离子方程式:CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑;试剂X的作用是除去CO2中的水分,故X是浓硫酸;装置B中试剂是NaHCO3溶液,用以除去CO2中的HCl,不能换成饱和Na2CO3溶液,否则会吸收CO2生成NaHCO3,原因是Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。(5)实验中观察到E中灼热的铜丝颜色未发生变化,说明二氧化碳和过氧化钠没有生成氧气,则得出的结论是干燥的二氧化碳不能与过氧化钠反应。
10.(1)煤油或石蜡油 -1 (2)Na2CO3
(3)C+CO2+H2O2HC
(4)①假设2 4Na+3CO22Na2CO3+C ②不可能,反应中无氢元素,所以白色粉末不是NaOH
解析:(1)钠可用石蜡封存,实验室少量钠保存于煤油或石蜡油中;氢化钠(NaH)可在野外用作生氢剂,其中Na为+1价,H的化合价为-1价。(2)碳酸氢钠受热分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,生成的二氧化碳和水能与过氧化钠反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,NaOH也能与CO2反应得到碳酸钠,故充分加热后,排出气体,固体残留物中一定含有的物质是Na2CO3。(3)Na2CO3与二氧化碳和水反应能生成NaHCO3,故实验室里NaHCO3溶液中若混有少量Na2CO3杂质,最佳的除杂方法是C+CO2+H2O2HC。(4)方案一将反应后的白色固体溶于水后溶液呈碱性,3种假设均可能;方案二将反应后的白色固体溶于水后加入过量CaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明固体中含Na2CO3,取上层清液再加入酚酞,无明显现象,说明不含NaOH,固体中不含Na2O,故假设2正确,白色固体为Na2CO3,钠在CO2中燃烧反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C。①根据分析,假设2成立,钠在CO2中燃烧反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C;②白色粉末不可能是NaOH,理由是反应中无氢元素,生成的白色粉末不是NaOH。
11.(1)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
(2)排尽装置中的CO2,减小实验误差
(3)防止空气中的CO2进入装置③,引起实验误差
(4)H++OH-H2O
CO2+Ba2++2OH-BaCO3↓+H2O (5)×100%
解析:(1)装置②是利用盐酸和样品中的Na2CO3反应产生CO2气体,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。(2)由于确定样品中Na2CO3的纯度是利用装置③中Ba溶液吸收CO2气体生成BaCO3沉淀后称出装置③的质量差确定CO2的质量,所以要先排除装置内空气中的CO2对实验的影响,因此实验前先缓缓鼓入空气数分钟,利用装置①中的NaOH溶液吸收空气中的CO2后,排尽装置内的二氧化碳,减小实验误差。(3)装置④是为了防止空气中的CO2气体返流到装置③中被吸收引起实验误差。(4)从装置②出来的气体有挥发的HCl、生成的CO2,二者都能与Ba溶液反应:+2HClBaCl2+2H2O、Ba+CO2BaCO3↓+H2O,对应的离子方程式分别为H++OH-H2O、CO2+Ba2++2OH-BaCO3↓+H2O。(5)根据反应:Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑和Ba+CO2BaCO3↓+H2O可知,装置③增加的质量为m g,在忽略盐酸、水蒸气挥发性带来的影响后,m g就是吸收的CO2质量,设样品中Na2CO3的质量为x g,列关系式:
解得x= g,则w g纯碱样品中碳酸钠的质量分数为w=×100%=×100%。
第二节 氯及其化合物
第1课时 氯气的性质
1.B Cl2以液态形式存在时称作液氯,A正确;Cl2的化学性质虽然活泼,与H2混合后需要光照才会发生爆炸,B错误;常温下,加压可使氯气液化,且常温下Cl2与Fe不反应,氯气液化后可储存在钢瓶中,C正确。
2.A Fe在氯气中燃烧生成FeCl3,A错误;氯气能溶于水,且与水反应生成氯化氢和次氯酸,B正确;氯气是有刺激性气味、有毒的气体,C正确;氯气能与氢气反应生成氯化氢,D正确。
3.B 通过盛浓硫酸D瓶,氯气是干燥的,遇C处湿润的红布条,红色布条褪色,而不是无明显现象,A错误;NaOH溶液与氯气反应吸收氯气,所以当关闭B阀时,C处湿润的红布条没有明显变化,当打开B阀时,C处的湿润红色布条逐渐褪色,B正确;氯气通入水,携带出水蒸气,氯气与水反应生成次氯酸具有漂白性,当关闭B阀时,C处湿润的红布条逐渐褪色,而不是没有现象,C错误;若D中为食盐水,不能吸收氯气,当关闭B阀时,C处湿润的红布条逐渐褪色,而不是没有现象,D错误。
4.D 向氢氧化钠溶液中滴加新制氯水,溶液变为无色说明溶液中氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O,D错误。
5.D c(Cl-)虽然增大,但是氯元素守恒,氯水中氯元素质量不变,A错误;HClO分解产生O2,而不是H2O分解产生O2,B错误;光照下氯气和水反应生成次氯酸和盐酸,次氯酸继续分解为HCl和O2,C错误;HClO在光照条件下易分解,所以氯水贮存时要避光,应贮存在棕色试剂瓶中,D正确。
6.D 漂白粉属于混合物,主要成分是次氯酸钙和氯化钙,而有效成分是次氯酸钙;由于Ca(ClO)2易与空气中的CO2和水作用生成次氯酸和碳酸钙,而次氯酸不稳定,光照下分解生成氯化氢和氧气,因此漂白粉在空气中容易变质。
7.B HClO具有强氧化性,具有杀菌消毒能力,A正确;加NaOH能把HClO中和,会降低其杀菌效果,B错误; 因为碳酸的酸性比次氯酸强,所以NaClO容易和空气中的二氧化碳和水反应生成HClO,D正确。
8.B 干燥的氯气与鲜花中的水反应生成次氯酸,次氯酸具有漂白性,使鲜花褪色,故不能证明氯气具有漂白作用,A正确;NaOH与氯气和HCl均反应,B错误;氢气在氯气中剧烈燃烧产生HCl,发出苍白色火焰,C正确;铁丝在氯气中燃烧生成氯化铁固体,故可观察到棕红色烟,D正确。
9.C 氯气是单质,既不是电解质也不是非电解质,A错误;反应(2)中氯元素的化合价既升高又降低,既被氧化又被还原,B错误;HCl中Cl元素为-1价,NaClO中Cl元素为+1价,可以发生归中反应生成Cl2:Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O,C正确;新制氯水中次氯酸不稳定,光照条件下易分解生成盐酸和氧气,久置后,溶液颜色变浅,酸性增强,D错误。
10.D “84”消毒液能导电,但该溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质,A错误;次氯酸钠具有强氧化性,能漂白pH试纸,不能用pH试纸测定次氯酸钠的pH,B错误;相同浓度时,HClO的氧化性强于次氯酸根离子,实验Ⅰ、Ⅱ说明ClO-的氧化性和c(H+)有关,醋酸和次氯酸钠反应生成HClO,该反应为复分解反应不属于氧化还原反应,C错误;实验Ⅲ中,随着时间的变化,ORP值迅速降低的原因可能是次氯酸在50 ℃时分解变为盐酸和氧气,D正确。
11.(1)通入氯气排尽装置中的空气 (2)剧烈燃烧,产生棕黄色的烟 (3)防止右侧试管中的水倒吸入硬质玻璃管中,使硬质玻璃管炸裂 (4)吸收尾气中的氯气,防止污染空气
Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
解析:(1)为防止铜与空气中的氧气反应,在加热之前应通入氯气排尽装置中的空气。(2)高温下,铜和氯气在硬质玻璃管中发生反应生成氯化铜,反应现象为剧烈燃烧且产生棕黄色的烟。(3)空试管起到安全瓶的作用,可防止右侧试管中的水倒吸入硬质玻璃管中而使硬质玻璃管炸裂。(4)氢氧化钠溶液可吸收尾气氯气,防止污染空气,发生反应的化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。
12.(1)圆底烧瓶 (2)d→e→c→b
(3)增加反应物间的接触面积,使反应充分进行 冷却降温,控制温度低于42 ℃
(4)2HClO2HCl+O2↑
(5)HClO有漂白性,使酚酞的红色褪去 往褪色后的溶液中继续滴加氢氧化钠溶液,若溶液变红,证明褪色的原因为①,若溶液不显红色,证明褪色的原因为②
解析:(1)由题图可知,装置B中盛H2O的仪器名称为圆底烧瓶。(2)Cl2与空气的混合气从a导出,然后在C装置中反应,因此气流需“长进短出”,然后气流进入B装置中与水反应,因此气流需“长进短出”,故各装置正确的连接顺序为a→d→e→c→b→f。(3)装置C中反应放热,反应过程中溶液温度会升高,当溶液温度高于42 ℃时,Cl2O会分解为Cl2和O2,因此多孔球泡和搅拌棒的作用是增加反应物间的接触面积,使反应充分进行,同时对装置C进行冷却降温,控制反应温度低于42 ℃。(4)HClO稳定性较差,在光照下会发生分解生成HCl和O2,因此在制备HClO过程中需要避光,HClO分解反应的化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。(5)将制得的HClO溶液加入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,观察到溶液红色褪去。溶液褪色的原因可能有两个:①NaOH与HClO发生中和反应,溶液中NaOH被消耗而褪色,②因HClO具有漂白性,将酚酞漂白而使溶液褪色;若褪色原因为①,则褪色后的溶液中不含NaOH,若褪色的原因为②,则褪色后的溶液中不含酚酞,因此可向褪色后的溶液中加入NaOH溶液,若溶液恢复至红色,则说明褪色原因为①,若溶液颜色无明显变化,则说明褪色原因为②。
第2课时 氯气的实验室制备 氯离子的检验
1.C 由于浓盐酸易挥发,故必须缓慢加热以减少HCl的挥发;Cl2的密度比空气大,故应用向上排空气法收集Cl2;Cl2极易与碱反应:Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O,故应用较浓的碱液吸收多余的Cl2。
2.D 确定实验室制取气体的操作顺序要注意:①连接好装置后,要先检查气密性,后装试剂;②装试剂的顺序是先加固体,后加液体;③对于有毒的气体,一定要有尾气处理装置。
3.D 软锰矿与浓盐酸混合加热,发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,在该反应中,浓盐酸中的一部分Cl由-1价变为Cl2中的0价,失去电子,表现还原性,一部分化合价没有变化,与Mn2+结合形成盐,所以浓盐酸在反应中起到酸性和还原剂作用,A错误;随着反应的进行,盐酸浓度降低,当为稀盐酸时反应停止,两种情况反应产生Cl2的量不等,B错误;Cl2是大气污染物,在尾气排放前要进行处理,可根据Cl2能够与碱反应的性质,用溶解度大的NaOH溶液进行吸收,由于Ca(OH)2微溶于水,因此一般不使用饱和石灰水吸收,C错误;氯气具有强的氧化性,遇湿润的淀粉-KI试纸会发生反应:Cl2+2KI2KCl+I2,淀粉溶液遇I2变为蓝色,因此可用湿润的淀粉-KI试纸进行验满,D正确。
4.C A项,实验室用浓盐酸与二氧化锰共热反应制备氯气,选项装置图缺少加热装置;B项,氯气能与碱石灰反应而被其吸收,则碱石灰不能用来干燥氯气;C项,氯气的密度比空气大,可用向上排空气法收集氯气;D项,氯水因含有HClO而具有漂白性,且氯水呈酸性,石蕊遇酸变红,将蘸有氯水的玻璃棒滴至红色石蕊试纸上,能使红色石蕊试纸褪色,则不能验证氯水的酸性。
5.(1)分液漏斗
(2)MnO2+ 4HCl(浓)MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
(3)吸收挥发的HCl气体 (4)浓硫酸 (5)长进短出
(6)缺少防倒吸装置
6.D A项,CO跟硝酸反应生成水和二氧化碳,再滴加硝酸银溶液,无沉淀生成;B项,Ca2+和硝酸以及硝酸银都不反应;C项,NO和硝酸以及硝酸银都不反应;D项,Cl-和Ag+能反应生成难溶于水的AgCl白色沉淀。
7.C 氯离子的特征是可以和银离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀,氯离子的检验方法是向待测液中滴加硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,如果出现不溶于水的白色沉淀,则含有氯离子,①是BaCl2溶液或①是稀盐酸,引入氯离子,①是稀硫酸,②是AgNO3溶液,无氯离子,硫酸银微溶干扰检验,所以C方法正确。
8.C 加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,加入稀硝酸后,沉淀部分溶解,说明有部分沉淀不溶解,则溶液中含有Cl-,有无色无味且使澄清石灰水变浑浊的气体生成,则溶液中含有C。
9.C 二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,所以装置Ⅰ中的高锰酸钾晶体不可以替换成二氧化锰,A正确;装置Ⅱ的饱和食盐水可以除去氯气中氯化氢杂质,长颈漏斗能起到平衡压强,防止倒吸的作用,B正确;该反应中氯气发生歧化反应,氯气既是氧化剂又是还原剂,C错误;装置Ⅳ中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,D正确。
10.A 若利用装置甲制备氯气选用的试剂为二氧化锰和浓盐酸,则需要加热,该装置无加热装置,A错误;若发生堵塞,装置乙中压强增大,长颈漏斗中液面上升,B正确;不能有水蒸气进入装置丁,所以装置丙中氯化钙的作用是干燥Cl2,C正确;产品易与水发生反应,同时可能还有氯气未反应,所以装置戊的作用是吸收尾气、防止外界水蒸气进入装置丁,D正确。
11.B 装置甲是制备氯气的装置,其中的固体不可以是MnO2,因为MnO2氧化浓盐酸需要加热,A错误;若去掉装置乙,盐酸会挥发,降低装置丙中溶液的碱性,会导致KMnO4产率降低,B正确;装置乙中放饱和NaHCO3溶液,会和挥发出的HCl反应,生成二氧化碳,降低装置丙中溶液的碱性,降低KMnO4的产率,C错误;装置丙中生成高锰酸钾,不可以用NaOH作碱性介质,钠离子等同于引入杂质,D错误。
12.(1)2 16 2 2 5 8
(2)2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
次氯酸钙 (3)①2F+Cl22F+2Cl-
②蓝 Cl2+2I-2Cl-+I2 ③溶液先变红后褪色
13.(1)MnO2+4H++2Cl-Cl2↑+M+2H2O
(2)饱和食盐水 冷凝(收集)SnCl4 (3)C (4)过滤 (5)A
解析:(1)装置Ⅰ制备氯气,加热条件下,浓盐酸和MnO2反应生成Cl2,其中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Cl2↑+Mn2++2H2O。(2)生成的氯气中含有氯化氢,装置Ⅱ中装有饱和食盐水吸收HCl;SnCl4的沸点较低,装置Ⅴ中的冰水可以使得SnCl4冷凝,得到SnCl4液体。(3)Cl2有毒,需要进行尾气处理,故装置Ⅵ应为尾气处理装置,吸收未反应完的Cl2,SnCl4易与水反应,所以装置Ⅵ不仅要除去Cl2,还要防止外界水蒸气进入装置Ⅴ中,所以装置Ⅵ还要能防止水蒸气进入装置Ⅴ,则NaOH可以吸收未反应完的Cl2,但不能防止水蒸气进入装置Ⅴ,A不选;气体进入装置中导管应该长进短出,装置错误,B不选;碱石灰不仅可以吸收Cl2,也可以吸收水蒸气,能避免空气中水蒸气进入装置Ⅴ,C选。(4)回收利用装置Ⅰ中未反应完的MnO2,MnO2难溶于水,可以用过滤操作回收。(5)为除去装置内空气,需要先点燃Ⅰ处酒精灯,利用Ⅰ中生成的氯气排尽装置内空气,等装置Ⅳ中玻璃管充满黄绿色气体后再点燃Ⅳ处酒精灯,A符合题意。
14.(1)圆底烧瓶 (2)除去氯气中氯化氢气体
(3)Cl2 + 2NaClO22NaCl + 2ClO2
(4)将ClO2液化从而实现ClO2与其他气体分离 稀释ClO2,减少其爆炸的可能性
(5)装置D和E之间缺少干燥装置
(6)无Cl2产生,不会生成对人体有潜在危害的有机氯代物
解析:(1)根据装置图可知仪器a名称是圆底烧瓶。(2)试剂X是饱和NaCl溶液,其作用是除去氯气中的氯化氢气体。(3)装置 D 内发生反应的化学方程式为Cl2+2NaClO22NaCl+2ClO2。(4)ClO2的沸点为11.0 ℃,装置D中冰水的作用是将ClO2液化从而实现ClO2与其他气体分离;往装置D中通入氯气的同时还通入干燥的空气,根据已知信息中提到的ClO2极易爆炸分解,通入干燥空气的目的是稀释ClO2,减少其爆炸的可能性。(5)由于装置E中NaOH溶液的水蒸气会通过导气管进入装置D,导致发生副反应,即该装置的缺陷是装置D和E之间缺少干燥装置。(6)两种方法相比较,方法一制得的ClO2中含有Cl2,则用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒。
阶段重点练(三)
1.B 新制氯水中有盐酸和次氯酸,次氯酸为弱酸还能电离出氢离子和次氯酸根离子,所以新制氯水中含氢离子、氯离子和次氯酸根离子及极少数的氢氧根离子,B错误。
2.D Cl2能溶于水且有毒,可以用排饱和食盐水法收集,A错误;常温下,漂白粉较稳定,但敞口放置易与空气中的CO2、H2O反应而失效,故不能长期敞口放置,B错误;Cl2性质活泼,加热条件下与Fe反应生成FeCl3,C错误;次氯酸具有强氧化性,具有漂白性,能使有色物质褪色,D正确。
3.C 铁丝在氯气中燃烧,放出大量的热,生成棕褐色烟,A错误;氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口产生白雾,B错误;氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,含有氯气的针筒中吸入氢氧化钠溶液,针筒内的气体体积迅速变小,黄绿色立即褪去,C正确;氯水中含有次氯酸,次氯酸见光分解,故应保存在棕色试剂瓶中,D错误。
4.A 盛有Cl2的集气瓶中添加适量的蒸馏水,Cl2有一部分溶于水,气体的压强减小;滴加NaOH溶液,溶于水的Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和水,同时增大Cl2在水中的溶解度,使Cl2的压强减小;滴加盐酸,此时发生反应Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O,使气体的压强增大。若将Cl2换成CO2,起初有一部分CO2溶于水,造成压强减小,滴加NaOH溶液后,CO2与NaOH反应生成Na2CO3或NaHCO3等,再加入盐酸,Na2CO3或NaHCO3与盐酸反应生成氯化钠、水和CO2,又使气体的压强增大,则所得的压强变化趋势与图2相似。
5.A 光照下次氯酸分解生成氯化氢和氧气,促进氯气与水的反应,新制氯水需避光保存,光照会使氯水的酸性增强,A正确;Cl-浓度增大的主要原因是光照下次氯酸分解生成氯化氢和氧气,且促进氯气与水的反应,导致Cl-浓度增大,B错误;光照下次氯酸分解生成氯化氢和氧气,氧气体积分数增大,C错误;久置氯水所含溶质成分主要为氯化氢,新制的氯水中溶质为氯气、次氯酸、氯化氢等,所含成分较多,D错误。
6.C MnO2和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,不是稀盐酸,A错误;随着反应的进行,浓盐酸变稀,反应停止,足量的二氧化锰不能完全将氯离子转化为氯气,B错误;收集装置可采用向上排空气法,也可以采用排饱和食盐水法,饱和食盐水会抑制氯气的溶解,用排饱和食盐水能收集氯气,C正确;氯气与水的反应是可逆反应,不能用水处理尾气,D错误。
7.A 由题干关于氯及其化合物的“价—类”二维图信息可知,甲为HCl、乙为Cl2、丙为ClO2、丁为Cl2O7,戊为HClO、己为HClO4、庚为亚氯酸盐、辛为氯酸盐。戊为HClO、己为HClO4,HClO为弱酸,酸性比碳酸还弱,HClO4为强酸,酸性比H2SO4还强,故酸性:戊<己,A错误;乙为Cl2、甲为HCl,将乙转化为甲的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,反应中H2O既不是氧化剂也不是还原剂,故可以不加还原剂,B正确;丙为ClO2,具有强氧化性,故可用作自来水消毒剂,C正确;由分析可知,庚为亚氯酸盐,Cl的化合价处于中间价态,故可推测庚既有氧化性又有还原性,D正确。
8.D 按气流方向,题述装置合理的连接顺序为A→C→E→B→D,A错误; 实验时,应该先点燃A处酒精灯,产生的Cl2将空气排尽,再点燃B处酒精灯,B错误;若铁屑质量为11.2 g,反应理论制得×162.5 g·mol-1=32.5 g FeCl3,则该实验中FeCl3的产率为×100%=80%,D正确。
9.(1)分液漏斗
(2)MnO2+4HClCl2↑+MnCl2+2H2O 1∶2
(3)次氯酸 有白色沉淀生成 Cl2+2I-I2+2Cl-
(4)甲 (5)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(6)KMnO4>MnO2>Cl2
解析:(1)根据仪器的形状可知,仪器A为分液漏斗。(2)实验室用 MnO2和浓盐酸在加热条件下反应来制取氯气,反应的化学方程式为MnO2+4HClCl2↑+MnCl2+2H2O;反应中二氧化锰是氧化剂,盐酸中有两个Cl-失电子被氧化,作还原剂,氧化剂和还原剂之比为1∶2。(3)反应制得的氯气中含有水蒸气,氯气和水蒸气反应生成的HClO具有漂白性,使C中干燥的红花褪色;Cl2和H2O反应生成的HCl及挥发出的HCl与D中硝酸银溶液反应有白色的AgCl沉淀生成;氯气能将 I-氧化为I2,自身被还原为Cl-,反应的离子方程式为Cl2+2I-I2+2Cl-。(4)要收集干燥的氯气应用排空气法,而不能用排饱和食盐水的方法,因为氯气的密度比空气的大且不与空气中的成分反应,故采用向上排空气法,气体应“长进短出”,选择甲装置。(5)氯气和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O,H用来吸收尾气,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。(6)MnO2+4HClCl2↑+MnCl2+2H2O、2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,两个反应都能制取氯气,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,MnO2和KMnO4的氧化性都大于Cl2,又因二氧化锰反应需要加热,高锰酸钾反应不需要加热,可知KMnO4的氧化性大于MnO2,综上可知氧化性:KMnO4>MnO2>Cl2。
10.(1)
(2)甲装置用冰水浴冷却
解析:(2)为提高产品中有效成分Ca(ClO)2的含量,在不改变石灰乳浓度和体积的条件下,可通过控制温度,阻止副反应发生,采取的措施是甲装置用冰水浴冷却。
11.(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O A Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O
(2)①Cl2+2KII2+2KCl > ②H+ HClO
解析:(1)实验室常用MnO2固体和浓盐酸在加热条件下制取Cl2,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;实验室还可用KClO3固体和浓盐酸在室温条件下制取少量氯气,选取A装置,反应的离子方程式为Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O。
(2)①氯水中的氯气能与KI发生反应,化学方程式为Cl2+2KII2+2KCl;氯气为氧化剂,碘单质为氧化产物,氧化剂的氧化性大于氧化产物,故氧化性:Cl2>I2;②石蕊试液遇酸变红,说明氯水中含H+;石蕊试液变红后褪色是由于氯水中的HClO具有漂白性。
12.(1)平衡压强,使液体能顺利流下
(2)①空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解 ②防止倒吸 ③2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2↓+O2↑+2H2O ④将ClO2液化,增加ClO2的溶解度 减少ClO2的分解
(3)Ⅱ A
解析:(1)相比于普通的分液漏斗,恒压滴液漏斗其优点是平衡压强,使液体能顺利流下。(2)①当空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解,所以产率会降低。②仪器A为安全瓶,防止倒吸。③在碱性条件下,ClO2被双氧水还原为NaClO2晶体,双氧水被氧化为氧气,反应的化学方程式为2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2↓+O2↑+2H2O。④冰水浴冷却的目的是降低NaClO2的溶解度,减少H2O2的分解,将ClO2液化,增加ClO2的溶解度,减少ClO2的分解等。
(3)条件Ⅱ可以缓慢释放ClO2,能较长时间维持保鲜所需的浓度,若用于水果保鲜,适宜的条件是条件Ⅱ。ClO2具有一定的氧化性,是一种优良的消毒剂和果蔬保鲜剂,果蔬保鲜利用的是其氧化性。KMnO4具有氧化性,所以可以起到与ClO2气体相同保鲜作用的是KMnO4溶液,选A。
第三节 物质的量
第1课时 物质的量 摩尔质量
1.D 摩尔的符号为mol,摩尔是物质的量的单位,不是物质的质量的单位,每摩尔氧气含有阿伏加德罗常数个氧气分子,选D。
2.C 物质的量的单位是摩尔,A正确;物质的量是描述微观粒子集合体的一个基本物理量,其单位为摩尔,B正确;物质的量和物质的质量是两个不同的基本物理量,C错误;物质的量的单位为摩尔,符号为n,D正确。
3.C “物质的量是一个基本物理量”是对的,但物质的量不是表示物质所含“粒子的多少”,而是表示物质所含“一定数目粒子的集合体”的多少,A错误;在用物质的量来表示物质多少时,必须指明粒子的种类,“1 mol氢”指代不明确,B错误;1 mol H2O中含NA个水分子,1 mol H2O的质量就等于NA个H2O分子质量的总和,C正确;1 mol S中含有4 mol氧原子,D错误。
4.D A、B、C、D中四种物质的摩尔质量分别为18 g·mol-1、98 g·mol-1、27 g·mol-1、100 g·mol-1,摩尔质量最大的是D项。
5.C 水的摩尔质量为18 g·mol-1,根据m=M·n,则1 mol H2O的质量为18 g·mol-1×1 mol=18 g。
6.D 摩尔质量的单位为g·mol-1,则硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的摩尔质量都是98 g·mol-1,A错误;硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相同,但不一定是1 mol,B错误;质量相同,但是二者密度不一定相同,所以体积不一定相同,C错误;硫酸(H2SO4)和磷酸(H3PO4)的物质的量相同,每个分子中都含有4个O原子,则它们所含有的氧原子数相同,D正确。
7.D H2的摩尔质量是2 g·mol-1,A和C均错误;1 mol H2O的质量是18 g,B错误; 摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,与物质质量多少无关,H2的摩尔质量是2 g·mol-1,D正确。
8.B 32 g O2所含原子数为×2×NA mol-1=2NA,A错误;0.5 mol H2SO4含有的原子数目为0.5 mol×7×NA mol-1=3.5NA,B正确;摩尔质量的单位是g·mol-1,C错误;0.5NA个Cl2的物质的量为 mol=0.5 mol,D错误。
9.
物质 指定的微粒(个) 质量(m)/g 物质的量(n)/mol 摩尔质量(M)/(g·mol-1)
O2 1.204×1023 6.4 0.2 32
S 1.204×1023 6.4 0.2 32
Na2CO3 3.01×1023 53 0.5 106
解析:0.2 mol O2的分子数目为0.2 mol×6.02×1023mol-1=1.204×1023,摩尔质量为32 g·mol-1,其质量为0.2 mol×32 g·mol-1=6.4 g;1.204×1023个S原子的物质的量为mol=0.2 mol,其摩尔质量为32 g·mol-1,质量为0.2 mol×32 g·mol-1=6.4 g;M(Na2CO3)=106 g·mol-1,n(Na2CO3)==0.5 mol,N(Na2CO3)=0.5 mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023。
10.(1)28 g·mol-1 (2)49 0.5NA 2 1 (3)0.2 19 23.4 (4)51∶176 1∶1 (5)32 g·mol-1
解析:(2)0.5 mol H2SO4的质量是0.5 mol×98 g·mol-1=49 g,含有的分子个数为0.5NA,含有的氧原子数为4×0.5NA=2NA,即含氧原子的物质的量为2 mol,共含有1 mol H+,故能和1 mol NaOH完全反应。(3)1 mol氯化镁中含有2 mol氯离子,故含0.4 mol Cl-的氯化镁的物质的量是0.2 mol,质量是0.2 mol×95 g·mol-1=19 g;与0.4 mol氯化钠含有相同数目的Cl-,氯化钠的质量为0.4 mol×58.5 g·mol-1=23.4 g。(4)0.3 mol NH3和0.4 mol CO2的质量之比为0.3×17∶0.4×44=51∶176,所含原子数之比为0.3×4∶0.4×3=1∶1。(5)该混合气体的物质的量为=0.15 mol,平均摩尔质量为==32 g·mol-1。
11.D 24 g12C含有的碳原子的物质的量为=2 mol,数目为2NA,即a=2NA,则2a=4NA,分子数目为4NA的NH3的物质的量为4 mol,质量阶段重点练(六)
一、选择题
1.(2025·河北秦皇岛一中月考)我国航天事业蒸蒸日上,下列材料适用于制造飞机和宇宙飞船外壳的是(  )
A.生铁 B.纯银
C.硬铝 D.青铜
2.(2025·广东江门鹤山一中月考)合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质所使用的材料不属于合金的是(  )
A.公路防撞护栏 B.下水道井盖
C.航母甲板 D.汽车轮胎
3.下列除杂所选用的试剂正确的是(  )
选项 物质(括号内为杂质) 除杂试剂
A Cl2 饱和NaHCO3溶液
B CO Na2O2
C NaHCO3溶液 Ca溶液
D Fe NaOH溶液
4.下列关于铝的叙述错误的是(  )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.常温下,铝不能与氧气反应
C.铝是一种比较活泼的金属
D.在化学反应中,铝容易失去电子,是还原剂
5.下列物质的转化,不能通过一步反应实现的是(  )
A.Fe(OH)2→Fe(OH)3 B.Cl2→NaClO
C.NaCl→NaHCO3 D.Al2O3→Al(OH)3
6.(2025·黑龙江龙东地区期末)物质的性质决定其用途。下列性质与用途不具有对应关系的是(  )
A.Na2O2能与CO2反应生成O2,可用于防毒面具
B.纳米Fe3O4能与酸反应,可用作铁磁性材料
C.纯铝的硬度和强度较小,不适合用于制造机器零件
D.碳酸氢钠受热分解产生CO2,可用作单一膨松剂
7.已知部分被氧化的镁条1.6 g,和足量的盐酸反应,在标准状况下生成H2 1.12 L,在跟盐酸反应前被氧化的镁是(  )
A.1.2 g B.0.64 g
C.0.4 g D.0.24 g
8.(2025·天津河北区期中)下列关于金属及其化合物的说法正确的是(  )
A.向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,烧杯中的固体若有铁,则无铜
B.将Na、Fe、Cu分别在Cl2中燃烧,可分别得到NaCl、FeCl2、CuCl2
C.Na2O2与水反应和红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱
D.表面用砂纸打磨过的铝箔在酒精灯上加热,铝箔熔化但不滴落
9.已知浓度均为2.4 mol·L-1的硫酸溶液和氢氧化钠溶液各取100 mL,分别加入6.75 g的金属铝充分反应,则产生氢气的体积之比为(  )
A.1∶1 B.2∶3
C.3∶2 D.4∶5
10.某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为(  )
A.0.80 B.0.85
C.0.90 D.0.93
二、非选择题
11.金属的用途与性质密切相关。
(1)图1所示赤铁矿的主要成分是     (填化学式)。
(2)家用电线常用铜制,但在高压远距离输电中,常用铝代替铜,请根据下表的信息分析,其原因是
                                             。
铜 铝
密度/(g·cm-3) 8.92 2.70
地壳中含量(质量分数/%) 0.007 7.73
导电性(以银的导电性为100做标准)
(3)在空气中,铝具有很好的抗腐蚀性,其原因用化学方程式表示为                      
                       。
(4)为探究铁、铜的金属活动性,分别将铁丝、铜丝插入稀硫酸中(图2所示),说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是                       ,
反应的化学方程式是                                   。
(5)将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中,充分反应后过滤,滤液为蓝色。则滤渣中一定含有     (填化学式,下同),滤液中溶质的组成可能是     或     。
12.(2025·陕西咸阳实验中学质检)为节约资源变废为宝,合理利用铝、铁、铜合金废料,某同学设计如下实验方案:
回答下列问题:
(1)①中发生反应的离子方程式为                             。
(2)沉淀C获得Al2O3的化学方程式为                           。
(3)试剂Y为     ,若要从滤液D得到绿矾晶体,必须进行的实验操作步骤是蒸发浓缩、    、过滤、洗涤、干燥。
(4)绿矾(FeSO4·7H2O)若保存不当或长期放置,易与空气中的氧气反应,检验绿矾是否被氧化的方法是                      
                       。
(5)试剂Z应该是一种     (填“氧化剂”或“还原剂”);写出②中发生反应的离子方程式:
                                             。
(6)取浓度均为1.0 mol·L-1的CuSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液,等体积混合(混合后溶液体积等于混合前两溶液体积之和),再向其中加入足量铁粉完全反应,此时溶液中c=    mol·L-1。
(7)工业上常用“滤液D”制得净水剂Na2FeO4,流程如下:
滤液DFe(OH)3固体含Na2FeO4溶液
测得“滤液D”中c为0.4 mol·L-1,若要处理0.1 m3“滤液D”,理论上需要消耗20%的H2O2溶液    kg。
13.向100 mL Na2SO4和Na2CO3的混合溶液中加过量BaCl2溶液得到14.51 g白色沉淀,向白色沉淀中再加过量稀盐酸,充分反应后,沉淀减少9.85 g并有气体产生。
(1)求原混合物中Na2SO4的物质的量浓度    。
(2)从原溶液中取出10 mL,在标准状况下与足量的盐酸反应,可生成CO2    mL。

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