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文档介绍
湖南省常德市芷兰实验学校2020届高三月考化学试题
芷兰实验学校2020届高三化学第二次月考试题 (考试范围:一轮复习1-3单元) 一、选择题 1.化学与生产、生活、社会密切相关,下列有关说法中正确的是 A. 二氧化硫有毒,严禁将其添加到任何食品和饮料中 B. 古有“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,今用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素利用了氧化还原反应原理 C. 面粉中禁止添加 CaO2、过氧化苯甲酰等增白剂,CaO2 属于碱性氧化物,也属于离子化合物, 其阴阳离子个数比为 2∶1,过氧化苯甲酰属于有机物 D. 用 K2FeO4 代替 Cl2 处理饮用水,既有杀菌消毒作用,又有净水作用 【答案】D 【解析】 【详解】A.二氧化硫具有较强的还原性,故常用作葡萄酒的抗氧化剂,故A错误; B.用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素为萃取过程,没有新物质生成,属于物理变化,不是氧化还原反应,故B错误; C.CaO2属于过氧化物,不属于碱性氧化物,也属于离子化合物,其阴阳离子个数比1∶1,过氧化苯甲酰属于有机物,故C错误; D.K2FeO4具有强氧化性,且还原产物铁离子可水解生成胶体,则用K2FeO4代替Cl2处理饮用水,既有杀菌消毒作用,又有净水作用,故D正确。 故选D。 2.用 NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是 A. 常温常压下,17g 甲基(-14CH3)所含的中子数为 9 NA B. 电解精炼铜的过程中,若阳极减轻 64 g,则电路中一定通过 2NA 个电子 C. NA 个 Fe(OH)3 胶体粒子的质量为 107 g D. 1mol 铜与足量硫蒸气反应,转移电子数为 NA 【答案】D 【解析】 【详解】A.17g甲基(-14CH3)物质的量为1mol,所含的中子数=1mol×(14-6+0)×NA=8NA,故A错误; B.电解精炼铜时,阳极上放电的不只是铜,还有比铜活泼的金属,故当阳极减轻64g时,阳极上失去的电子多于2NA个,故B错误; C.胶体微粒是氢氧化铁的集合体,NA个Fe(OH)3胶体粒子的质量大于107g,故C错误; D.铜与足量硫蒸气反应的化学方程式为:2Cu+SCu2S,所以1mol铜与足量硫蒸气反应,转移电子数为NA,故D正确。 故选D 3.下列有关物质分类或归纳正确的是( ) ①电解质:明矾、冰醋酸、氯化银、纯碱 ②化合物:BaCl2、Ca(OH)2、HNO3、HT ③混合物:盐酸、漂白粉、水玻璃、水银 ④同素异形体:金刚石、石墨、C60 A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④ 【答案】D 【解析】 【详解】①于水或在熔融状态下能电离出阴阳离子的化合物是电解质:明矾、冰醋酸、氯化银、纯碱均是电解质;②由两种或两种以上元素形成的纯净物是化合物,BaCl2、Ca(OH)2、HNO3均是化合物,HT是氢气分子,属于单质,错误;③由两种或两种元素物质组成的是混合物,盐酸、漂白粉、水玻璃均是混合物,水银是金属单质,属于纯净物,错误;④由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体,金刚石、石墨、C60均是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,正确,综上,正确的有①④,答案选D。 4.下列实验误差分析正确的是 A. 用容量瓶配制溶液时,容量瓶底部有少量蒸馏水,所配溶液浓度偏低 B. 酸碱中和滴定时,开始时俯视滴定管读数,结束时仰视滴定管读数,所测液体体积偏大 C. 测定中和热时,使用稀醋酸代替稀盐酸,所测中和热无影响 D. 测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,被测样品中含有加热不挥发杂质,所测结晶水含量偏高 【答案】B 【解析】 分析:分析操作对溶质的物质的量或溶液的体积的影响,根据c=n/V,判断不当操作对所配溶液浓度影响. 详解:A、用容量瓶配制溶液时,容量瓶底部有少量蒸馏水,对所配溶液无影响,故A错误;B、 酸碱中和滴定时,开始时俯视滴定管读数,结束时仰视滴定管读数,所测液体体积偏大,故B正确;C. 测定中和热时,使用稀醋酸代替稀盐酸,醋酸弱酸,电离要吸热,所测中和热偏大,故C错误;D、测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,被测样品中含有加热不挥发杂质,样品质量大,所测结晶水含量偏低,故D错误;故选B。 5. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( ) A. 0.1 mol·L-1NaOH溶液:K+、Ba2+、Cl-、HCO3- B. 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液:K+、NH4+、NO3-、SO42- C. 0.1 mol·L-1FeCl3溶液:K+、Na+、I-、SCN- D. 0.1 mol·L-1HCl的溶液:Ca2+、Na+、ClO-、NO3- 【答案】B 【解析】 试题分析:A中的HCO3- 不能再强碱性条件下共存;B组离子可以在碳酸钠溶液中大量共存;C中的SCN- 与Fe3+ 因生成络合物不能大量共存;D中的ClO- 不能再强酸性条件下大量共存;故选B。 考点:本题考查的几种离子共存问题。 6.下列实验中,对应的实验现象和实验结论都正确且具有因果关系的是 选项 实验方法或操作 实验现象 实验结论 A 将小块Na放入CuSO4溶液中 钠浮在水面上四处游动,溶液中有红色沉淀生成 金属Na比Cu活泼 B 在淀粉粉末中加入适量浓硫酸 淀粉变黑 浓硫酸具有吸水性 C 在AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量,然后通入CO2气体 先出现白色沉淀,后沉淀消失,最后又出现白色沉淀 Al(OH)3是两性氢氧化物,但不能溶解在某些弱酸中 D 将装满氯水的圆底烧瓶倒置在有氯水的水槽中,日光照射 烧瓶内有气泡向上逸出 日光照射时,溶解的Cl2逸出 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【分析】 A.钠放入盐溶液中,钠先与水反应;B.使淀粉变黑体现浓硫酸的脱水性;C. Al(OH)3是两性氢氧化物,不溶于弱酸和弱碱;D.在光照条件下,次氯酸分解生成氧气。 【详解】A. 在盐溶液中,Na先与水反应生成NaOH,NaOH与溶液中的CuSO4反应,生成Cu(OH)2蓝色沉淀,故A错误; B. 浓硫酸具有脱水性,能够使淀粉碳化而变黑,所以使淀粉变黑体现了浓硫酸的脱水性,故B错误; C. AlCl3溶液中逐滴滴入NaOH溶液至过量,先出现Al(OH)3沉淀,后Al(OH)3溶解在NaOH溶液中,生成NaAlO2,通入CO2气体,NaAlO2与碳酸反应生成Al(OH)3沉淀,故C正确; D. 氯水受日光照射,氯水中的HClO分解生成氧气而不是氯气,故D错误;答案选C。 【点睛】本题考查化学实验方案的评价,把握物质的性质、反应与现象、沉淀的转化等为解题的关键,题目难度不大。本题的易错点是D项,注意氯水在光照时,溶液中含有的次氯酸发生分解反应生成的气体是氧气。 7.下列有关离子方程式或检验,说法正确的是 A. 0.2mol 溴化亚铁与足量的氯气反应,被氧化的亚铁离子和溴离子的物质的量之比为 1:2 B. 某溶液中是否含有 Al3+可选择向其中加入足量的氨水,观察沉淀的变化来判断 C. 用酸性高锰酸钾溶液来检验 FeCl3 溶液中是否含有 FeCl2 D. 25℃,pH = 0 的溶液中,S2O32-、Fe2 +、 NH4+、 NO3-可以大量共存 【答案】A 【解析】 【详解】A.足量的氯气通入溴化亚铁溶液中,反应的化学方程式为:2FeBr2+3Cl2═2FeCl3+2Br2,被氧化的亚铁离子和溴离子的物质的量之比为1:2,故A正确; B.氢氧化铝为白色沉淀不溶于过量的氨水,而氢氧化镁也为白色沉淀,也不溶于过量的氨水,所以检验某溶液中是否含有Al3+,向其中加入足量的氨水观察沉淀的变化不能判定Al3+ 的存在,故B错误; C.亚铁离子、氯离子在酸性条件下均能被酸性高锰酸钾氧化,则不能确定是否含有亚铁离子,故C错误; D.25℃,pH=0的溶液呈强酸性,S2O32-、NO3-、H+三种离子间发生氧化还原反应而不能大量共存,Fe2 +、NO3-、H+三种离子间发生氧化还原反应也不能大量共存,故D错误。 故选A。 【点睛】检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2,不能用酸性高锰酸钾溶液,因为酸性条件下,氯离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,影响亚铁离子的检验,为避免氯离子的干扰,最好用铁氰化钾溶液,若出现蓝色沉淀,证明混合溶液中含有亚铁离子。 8.某溶液可能含 Na+、Fe3+、Al3+、SiO32-、HCO3-、SO42-、Cl-中的几种离子,为确定其成分,设计了如下实验:(1) 取少量溶液于试管中,滴加盐酸,观察到有大量气泡逸出,得到透明溶液;(2)在(1)反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。 下列推断正确的是 A. 溶液中一定含Na+、Cl- B. 不能确定溶液中是否含Na+ C. 溶液中一定含 HCO3-、Cl- D. 溶液中一定不含SiO32-、Fe3+、Al3+ 【答案】D 【解析】 【分析】 (1)取少量溶液于试管中,滴加盐酸,观察到有大量气泡逸出,生成的气体为二氧化碳,说明溶液中含有HCO3-,结合离子共存可以知道一定不存在Fe3+、Al3+、SiO32-,结合溶液为电中性可以知道一定存在Na+,最终得到透明溶液,说明一定不存在SiO32-;(2)在(1)反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,因为加入了盐酸,无法确定是否含有SO42-、Cl-,据此答题。 【详解】根据以上分析,溶液中一定含Na+、HCO3-,一定不含SiO32-、Fe3+、Al3+,无法确定是否含有SO42-、Cl-。 A.根据分析可以知道,溶液中一定含Na+,无法确定是否含有Cl-,故A错误; B.根据分析可以知道,溶液中一定含Na+,故B错误; C.根据分析可以知道,溶液中一定含HCO3-,无法确定是否含有Cl-,故C错误; D.根据分析可以知道,溶液中一定不含SiO32-、Fe3+、Al3+,故D正确。 故选D。 【点睛】离子不能大量共存的一般情况是:①能发生复分解反应的离子之间(即生成沉淀,气体,水、弱酸、弱碱等难电离物质);②能生成微溶物的离子之间(如:Ca2+和SO42-;Ag+和SO42-);③能发生氧化还原反应的离子之间(如:Fe、H+、NO3-;S2-、ClO-;S2-、Fe3+等);④能发生络合反应的离子之间(如Fe3+和SCN-)。 9.固体NH5属离子化合物。它与水反应的方程式为:NH5+H2O=NH3·H2O+H2↑,它也能跟乙醇发生类似的反应,并都产生氢气。下列有关NH5叙述正确的是 A. 与水反应时,水作氧化剂 B. NH5中N元素的化合价为+5价 C. 1 mol NH5中含有5NA个N—H键 D. 与乙醇反应时,NH5被还原 【答案】A 【解析】 【详解】A.该反应中,水中的氢元素化合价由+1价→0价,所以水得电子作氧化剂,A项正确; B.NH5属于离子化合物,其化学式为NH4H,氢离子为-1价,铵根离子中氢元素为+1价,则氮元素为-3价,B项错误; C.NH5是离子化合物氢化铵,所以1molNH5中有4NA个N-H键,C项错误; D.根据NH5与水反应类比知,与乙醇反应时,NH5中氢离子的化合价由-1价→0价,所以失电子作还原剂,在氧化还原反应中被氧化,D项错误; 答案选A。 【点睛】搞清楚NH5属于离子化合物,其化学式为NH4H,再分析元素在反应中化合价的变化情况,及电子转移情况就会游刃有余。 10.向BaCl2溶液中通入物质的量之比为1∶2的某混合气体,无沉淀产生,则该混合气体是( ) A. Cl2和SO2 B. CO2和NH3 C. NO和CO2 D. NO2和SO2 【答案】C 【解析】 【分析】 A.Cl2和SO2发生氧化还原反应生成硫酸;B.CO2和NH3生成(NH4)2CO3 再与BaCl2生成BaCO3沉淀;C.NO和SO2不反应,与BaCl2溶液不反应;D.NO2和SO2发生氧化还原反应生成硫酸。 【详解】A.发生SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,可生成硫酸钡沉淀,选项A不选;B.CO2和NH3 在水溶液中生成CO32-,可生成碳酸钡沉淀,选项B不选;C.NO和SO2不反应,与BaCl2溶液不反应,没有沉淀生成,选项C选;D.NO2和SO2发生氧化还原反应生成硫酸,可生成硫酸钡沉淀,选项D不选。答案选C。 【点睛】本题综合考查元素化合物知识,为高频考点,侧重于元素化合物知识的综合理解和运用的考查,注意把握二氧化硫的还原性,题目难度不大。 11.美国科学家最近发明了利用眼泪来检测糖尿病的装置,其原理是用氯金酸钠(NaAuCl4)溶液与眼泪中的葡萄糖反应生成纳米金单质颗粒(直径为20 nm ~60 nm )。下列有关说法错误的是 ( ) A. 检测时NaAuCl4发生氧化反应 B. 葡萄糖和果糖互为同分异构体 C. 葡萄糖是多羟基醛 D. 纳米金颗粒分散在水中所得的分散系能产生丁达尔效应 【答案】A 【解析】 化合价降低的反应是还原反应,氯金酸钠变为金化合价降低,发生还原反应,A错误;B.葡萄糖和果糖分子式相同,但是结构不同,葡萄糖为多羟基醛糖,而果糖为多羟基酮糖,互为同分异构体,B正确;葡萄糖中含有醛基,具有还原性,C正确;分散质粒子直径在1 nm ~100 nm之间的分散系为胶体,纳米金单质颗粒直径为20 nm ~60 nm,分散在水中所得的分散系为胶体,D正确;正确选项A。 12.著名化学家徐光宪获得“国家最高科学技术奖”,以表彰他在稀土萃取理论方面作出的贡献。稀土铈(Ce)元素主要存在于独居石中,金属铈在空气中易氧化变暗,受热时燃烧,遇水很快反应。已知:铈常见的化合价为+3和+4,氧化性:Ce4+>Fe3+。下列说法不正确的是( ) A. 铈(Ce)元素在自然界中主要以化合态形式存在 B. 铈溶于氢碘酸的化学方程式可表示为:Ce + 4HI = CeI4 + 2H2↑ C. 用Ce(SO4)2溶液滴定硫酸亚铁溶液,其离子方程式为:Ce4++Fe2+ = Ce3++Fe3+ D. 四种稳定的核素13658Ce、13858Ce、14058Ce、14258Ce,它们互称为同位素 【答案】B 【解析】 【分析】 A.结合稀土萃取理论来分析;B.应发生氧化还原反应;C.用Ce(SO4)2溶液滴定硫酸亚铁溶液,发生氧化还原反应,生成Ce3+和Fe3+;D.具有相同质子数,不同中子数的不同原子互为同位素。 【详解】A、金属铈在空气中易氧化变暗,在自然界中主要以化合态存在,选项A正确;B、氧化性:Ce4+>Fe3+,Fe3+>I2则Ce能把氢碘酸氧化生成单质碘,选项B正确;C、用Ce(SO4)2溶液滴定硫酸亚铁溶液,其离子方程式为:Ce4++Fe2+ = Ce3++Fe3+,选项C正确;D、四种稳定的核素13658Ce、13858Ce、14058Ce、14258Ce,是具有相同质子数,不同中子数的不同原子,互称为同位素,选项D正确。答案选B。 【点睛】本题考查氧化还原反应,注意利用信息及反应中元素的化合价变化来解答,题目难度不大,注重信息的迁移使用来考查学生,选项A为解答的难点。 13.将过量的氯气通入含Fe2+、I-、Br-的溶液,溶液中四种粒子的物质的量的变化如图所示。已知b=a+5,线段Ⅳ表示一种含氧酸,且线段I和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素。下列说法错误的是 A. 线段I表示I-的变化情况 B. a点时消耗Cl2的体积为134.4 L C. 原溶液中n(Fe2+):n(Br-) =2:3 D. 线段Ⅳ表明氧化性:C12>HIO3 【答案】B 【解析】 分析:向含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,还原性I->Fe2+>Br-,首先发生反应:2I-+Cl2=I2+2Cl-,I-反应完毕,再反应反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕,又发生反应2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,故线段I代表I-的变化情况,线段Ⅱ代表Fe2+的变化情况,线段Ⅲ代表Br-的变化情况; 由通入氯气可知,根据反应离子方程式可知溶液中n(I-)=2n(Cl2)=2mol,溶液中n(Fe2+)=2n(Cl2)=2×(3mol-1mol)=4mol,Fe2+反应完毕,根据电荷守恒可知n(I-)+n(Br -)=2n(Fe2+),故n(Br-)=2n(Fe2+)-n(I-)=2×4mol-2mol=6mol,根据溴离子判断溶液中n(FeBr2),根据离子方程式计算溴离子反应需要的氯气的物质的量,据此计算a的值; 线段IV表示一种含氧酸,且I和IV表示的物质中含有相同的元素,该含氧酸中含有I元素,根据电子守恒计算出含氧酸中I的化合价,然后写出其化学式. 详解:A. 还原性I->Fe2+>Br-,首先发生反应:2I-+Cl2=I2+2Cl-,线段I表示I-的变化情况,故A正确;B、由通入氯气可知,根据反应离子方程式可知溶液中n(I-)=2n(Cl2)=2mol,溶液中n(Fe2+)=2n(Cl2)=2×(3mol-1mol)=4mol,Fe2+反应完毕,根据电荷守恒可知n(I-)+n(Br-)=2n(Fe2+),故n(Br-)=2n(Fe2+)-n(I-)=2×4mol-2mol=6mol,根据2Br-+Cl2=Br2+2Cl-可知,溴离子反应需要氯气的物质的量为3mol,故a=3+3=6n(Cl2)=1mol+2mol+3mol=6mol,标准状况下V=6mol×22.4Ll·mol-1=134.4L,但题干中没有明确气体的状态,故B错误;C、原溶液中n(Fe2+):n(Br-)=4:6 =2:3,故C正确;D、线段IV表示一种含氧酸,且I和IV表示的物质中含有相同的元素,该元素为I元素,已知碘单质的物质的量为2mol,反应消耗氯气的物质的量为5mol,根据电子守恒,则该含氧酸中碘元素的化合价为:(1-0)×2×5mol/2mol=+5价,则该含氧酸为HIO3,线段Ⅳ表示IO3-的变化情况,反应为即5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl,线段Ⅳ表明氧化性:C12>HIO3,故D正确;故选B。 点睛:本题考查氧化还原反应计算、氧化还原反应先后顺序、氧化性和还原性强弱比较等知识,试题综合性较强,解题关键:明确反应过程及反应原理,难点:对图像的分析要结合氧化还原反应的先后顺序,还原性I->Fe2+>Br-,是解题的突破口。 14.金属钾的冶炼可采用如下方法:2KF+CaC2CaF2+2K↑+2C,下列有关说法合理的是( ) A. 该反应的氧化剂是KF,氧化产物是K B. 该反应能说明C的还原性大于K C. 电解KF溶液不可能制备金属钾 D. CaC2、CaF2均为离子化合物,且阴、阳离子个数比均为2∶1 【答案】C 【解析】 【分析】 分析氧化还原反应注意①标清变价元素的化合价②熟记氧化还原反应的基本概念和基本规律③突破电子转移;该反应中钾元素的化合价由+1价降为0价,被还原,KF为氧化剂,K为还原产物;碳元素的化合价由—1价升高到0价,被氧化,CaC2作还原剂,C是氧化产物。 【详解】A、该反应的氧化剂是KF,氧化产物是C,错误; B、该反应的还原剂为CaC2,还原产物为K,不能说明C的还原性大于K,错误; C、电解KF溶液,阳离子H+放电,阴离子OH—放电,不可能制备金属钾,正确; D、CaC2、CaF2均为离子化合物,CaF2中阴、阳离子个数比为2∶1,而CaC2中阴、阳离子个数比为1∶1,错误; 答案选C。 15.下列说法不正确的是( ) A. Al箔插入稀HNO3中,无现象,说明Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜 B. 如图所示,①中为AlCl3溶液,②中为浓氨水,①中有白色沉淀生成 C. AlCl3NaAlO2(aq) Al(OH)3 D. AlCl3溶液中滴加NaOH溶液后铝的存在形式: 【答案】A 【解析】 【分析】 A.Al与稀硝酸不发生钝化;B.浓氨水具有挥发性,挥发出的氨气属于碱性气体溶于水形成一水合氨,一水合氨和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀;C.氧化铝能够与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠能够与二氧化碳气体反应生成氢氧化铝沉淀;D.氢氧化钠与氯化铝的物质的量为3:1时恰好生成氢氧化铝沉淀,当二者之比为4:1时铝离子完全转化成偏铝酸根离子。 【详解】A.Al与稀硝酸不发生钝化,与浓硝酸在常温下发生钝化,则Al箔插入稀HNO3中金属溶解,有气泡冒出,选项A错误;B.浓氨水具有挥发性,挥发出的氨气属于碱性气体溶于水形成一水合氨,一水合氨和氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ ,所以,①中有白色沉淀生成,选项B正确;C.氧化铝为两性氧化物,能够与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液能够与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀,所以该转化关系能够实现,选项C正确;D.OH-与Al3+的物质的量之比为3:1时,铝元素都以Al(OH)3的形式存在,即OH-与Al3+的物质的量之比为≤3时铝元素都以Al(OH)3和Al3+的形式存在,OH-与Al3+的物质的量之比为4:1时,铝元素都以AlO2-的形式存在,即OH-与Al3+的物质的量之比为≥4时铝元素都以AlO2-的形式存在,选项D正确;答案选A。 【点睛】本题考查了铝单质及其化合物性质,题目难度中等,明确铝及其化合物性质为解答关键,注意掌握铝与浓硫酸、浓硝酸的钝化现象及氧化铝、氢氧化铝的化学性质,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。 16.现有一块已知质量的铝镁合金,欲测定其中镁的质量分数,几位同学设计了以下三种不同的实验方案: 实验方案①:铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积 实验方案②:铝镁合金测定生成的气体在标准状况下的体积 实验方案③:铝镁合金溶液过滤、洗涤、干燥后测定得到沉淀的质量 对能否测定出镁的质量分数的实验方案判断正确的是( ) A. 都能 B. 都不能 C. ①不能,其它都能 D. ②③不能,①能 【答案】A 【解析】 【详解】已知质量的铝镁合金,设计1、2中,利用金属的质量、氢气的量可计算出镁的质量,以此得到质量分数;设计3中,沉淀的质量为氢氧化镁,元素守恒可知镁的质量,以此得到质量分数,即三个实验方案中均可测定Mg的质量分数,A项正确, 答案选A。 17.将一铁、铜混合物粉末平均分成三等份,分别加入到同浓度、不同体积稀硝酸中,充分反应后,收集到NO气体的体积及剩余固体的质量如表 (设反应前后溶液的体积不变,气体体积已换算为标准状况时的体积): 实验序号 稀硝酸的体积/mL 剩余固体的质量/g NO的体积/L 1 100 17.2 2.24 2 200 8.00 4.48 3 400 0 V 下列说法正确的是( ) A. 表中V=7.84L B. 原混合物粉末的质量为25.6g C. 原混合物粉未中铁和铜的物质的量之比为2:3 D. 实验3所得溶液中硝酸的物质的量浓度为0.875 mol•L﹣1 【答案】A 【解析】 由第一组数据可知固体有剩余,硝酸与Fe、Cu反应,都有:3Fe+8HNO3=3Fe(NO)2+2NO↑+4H2O,3Cu+8HNO3=3Cu(NO)2+2NO↑+4H2O,根据化学方程式得,n(HNO3)=4 n(NO),加入100 mL硝酸溶液时,n(NO)=0.1mol,则n(HNO3)=0.4mol,所以c(HNO3)=4mol/L,由1、2两组数据分析,两次剩余物的质量相差9.2g,此时生成2.24 LNO气体(转移0.3 mol电子),根据电子守恒得:若只溶解铁,消耗Fe的质量为8.4 g,若只溶解铜,消耗Cu的质量为9.6 g,由此现在消耗9.2g,介于两者之间,可知这9.2 g中应有Fe和Cu两种金属,设Fe和Cu的物质的量分别为xmol和ymol,则解之得 所以9.2g中含铁质量是2.8g,含铜的质量是6.4g,所以第一次实验反应消耗的是Fe,反应后剩余金属为Fe和Cu,而第二次实验后剩余金属只有铜,所以每一份固体混合物的质量为:8.4g+17.2g=25.6g,其中含铁为8.4g+2.8g=11.2g,含铜的质量为:6.4g+8g=14.4g,所以铁和铜的物质的量之比为11.2g÷56 g·mol-1:14.4g÷64 g·mol-1=8:9; 400ml硝酸的物质的量是:n(HNO3)=0.4L×4 mol·L-1=1.6mol,n(Fe)=0.2mol,n(Cu)=0.225mol,根据得失电子守恒和N元素守恒得: 铜完全反应消耗硝酸的物质的量为:n(HNO3)= n(NO)+2n[Cu(NO3)2]=n(Cu) ×2÷3+ 2n(Cu) ×2=0.6mol,铁完全反应消耗硝酸的最多的(生成Fe3+)物质的量为:n(HNO3)=n(NO)+3n[Fe(NO3)3]=n(Fe)+3n(Fe)=0.8mol,共消耗硝酸0.8mol+0.6mol=1.4mol,小于1.6mol,所以硝酸过量,根据得失电子守恒,V(NO)=[2n(Cu)+3n(Fe)] ÷3 ×22.4L·,mol-1=7.84L,A正确;根据前面的推算,每一份混合物的质量是25.6g,原混合物粉末的质量为25.6 g×3=76.8g,B选项错误;根据前面的推算,铁和铜的物质的量之比为8:9,C选项错误;根据前面的推算,实验3消耗的硝酸是1.4mol,剩余0.2mol,所得溶液中硝酸的物质的量浓度为0.2mol÷0.4L=0.5mol/L,D选项错误;正确答案A。 点睛:对于硝酸与Fe的反应,Fe与HNO3反应首先生成Fe(NO3)3,过量的Fe再与Fe3+反应生成Fe2+,如本题中第1、第2次的两次实验,金属剩余,Fe应该生成Fe2+,这是解决本题的关键,为确定剩余8g的成分提供依据,即参加反应的Fe的产物一定是Fe2+,根据极值法和混合物计算的方法确定8g剩余金属的组成,通过第三次实验判断硝酸过量,Fe生成Fe3+。 18.将17.9g由Al、Fe、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中,产生气体3.36L(标准状况)。另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中,向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液,得到沉淀的质量为25.4g。若HNO3的还原产物仅为NO,则生成NO的标准状况下的体积为( ) A. 2.24L B. 4.48L C. 6.72L D. 8.96L 【答案】C 【解析】 试题分析:加入足量的氢氧化钠中发生的反应为2 Al + 2 NaOH + 2 H2O =2NaAlO2+ 3 H2↑生成的氢气为3.36 L,即0.15 mol,所以含有铝0.1 mol,而0.1mol铝则变为+3价,所以转移0.3 mol电子,Fe被氧化为+3价,Cu被氧化为+2。假设Fe、Cu的物质的量分别是x、y 。质量和:2.7 + 56x + 64y =" 17.9" ; 沉淀量:107x + 98y = 25.4;解得x="0.1" mol,y="0.15" molAl、Fe、Cu的物质的量分别是0.1 mol、0.1 mol、0.15 mol所以转移电子数总的为0.9 mol;氮原子从硝酸中的+5价还原为+2价,共转移0.9 mol电子,则生成NO为0.3 mol,则V(NO)=6.72L。 考点:本题考查常见金属与酸碱的反应,利用氧化还原反应中电子守恒是解题的关键。 二、主观题 19.钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。 (1)CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2)可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。 ①该催化剂中铁元素的化合价为______。 ②图1表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知:______________法制取得到的催化剂活性更高;Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是______。 (2)草酸钴是制备钴的氧化物的重要原料。下图2为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线,曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。 ①通过计算确定A点剩余固体的化学成分为________________(填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225℃~300℃发生反应的化学方程式:_________________________________________。 ②取一定质量的二水合草酸钴分解后的钴氧化物(其中Co的化合价为+2、+3),用480 mL 5 mol/L盐酸恰好完全溶解固体,得到CoCl2溶液和4.48 L(标准状况)黄绿色气体。试确定该钴氧化物中Co、O的物质的量之比为___________。 【答案】(1)①+3 ②微波水热 Co2+ (2)① Co3O4(写成CoO·Co2O3亦给分) 3CoC2O4+ 2O2= Co3O4+6CO2 ②由电子守恒:n(Co3+) =" 2" n(Cl2) =" 0.4" mol(1分) 由电荷守恒:n(Co)总=n(Co2+)溶液=" 0.5" n(Cl-) =" 0.5×(" 2.4mol-0.2mol×2)=" 1" mol 所以固体中的n(Co2+)= 1mol-0.4mol=" 0.6" mol(1分) n(O)=(0.4mol×3+0.6mol×2)÷2=1.2mol(1分) 故n(Co):n(O)=1mol:1.2mol=5:6(1分) (除第(1)②小题每空1分,第(2)②小题4分外,其余每空2分,共12分) 【解析】 【详解】(1)①根据化合价代数和为0计算Fe的化合价,CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni均为+2,O为-2价,则Fe的化合价为=+3; ②过氧化氢的分解速率越大,催化剂活性更高,根据图象可知,x相同时,微波水热法初始速度大于常规水热法,所以微波水热法制得催化剂的活性更高;由图可知,随x值越大,过氧化氢的分解速率越大,而x增大,Co2+的比例增大,所以Co2+的催化活性更高; (2)①由图可知,CoC2O4·2H2O的质量为18.3g,物质的量为 =0.1mol,Co元素质量为5.9g,C点钴氧化物质量为8.03g,氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol:mol≈3:4,所以C的Co氧化物为Co3O4;B点对应物质的质量为14.7g,与其起始物质的质量相比减少18.3g-14.7g=3.6g,为结晶水的质量,所以B点物质为CoC2O4,与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳,反应方程式为3CoC2O4 + 2O2 = Co3O4 +6CO2; ②由电子守恒:n(Co3+) = 2 n(Cl2) = 0.4 mol,由电荷守恒:n(Co)总 =n(Co2+)溶液= 0.5 n(Cl-) = 0.5×( 2.4mol-0.2mol×2)= 1 mol,所以固体中的n(Co2+)= 1mol-0.4mol= 0.6 mol;n(O)==1.2mol,所以n(Co): n(O)=1mol: 1.2mol=5:6。 【点睛】考查元素化合价的判断、物质化学式的计算、得失电子守恒规律和化学图像的分析与判断等。 20.铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请回答下列问题。 (1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸,离子方程式为_______________________________________________________;Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为____________; (2)某溶液中含有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是___________(填编号)。 A.Mg2+ B.Fe2+ C.Al3+ D.Cu2+ (3)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下: ①Na2CO3溶液可以除油污,原因是(用离子方程式表示)________________________________; ②操作Ⅱ中沉淀的洗涤方法是___________________________________________________________ ③请写出生成FeCO3沉淀离子方程式_______________________________________________。 【答案】 (1). Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O (2). Fe(NO3)3 (3). BC (4). CO32-+H2OHCO3-+OH- (5). 向漏斗中加入蒸馏水至没过固体,让水自然流出,重复2~3次 (6). Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 【解析】 【详解】(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y为Fe3O4,溶于过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁,化学反应方程式为Fe3O4+8HCl==2FeCl3+FeCl2+4H2O,硝酸具有强氧化性,Fe3O4与过量的浓硝酸反应生成硝酸铁,化学式为Fe(NO3)3; (2)加入过量的NaOH,Al3+转化为偏铝酸根,Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀,且氢氧化亚铁易被氧化,灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁,用过量的稀盐酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+,故选BC; (3)①碳酸钠溶液中碳酸根水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,溶液呈碱性,油污主要为油脂,碱性条件下水解而除去;②FeCO3沉淀会附着其它离子,需要进行洗涤,减少杂质,具体操作为:向漏斗中加入蒸馏水至没过固体,让水自然流出,重复2~3次;③由工艺流程可知,操作I所得的滤液中主要有硫酸亚铁,加入碳酸氢铵,实质是亚铁离子与碳酸氢根离子反应,生成FeCO3, 同时生成二氧化碳、水,反应离子方程式为:Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。 【点睛】本题考查元素化合物性质、化学工艺流程、基本操作与方案设计、盐类水解、常用化学用语等。 21.镁是一种银白色的碱土金属,镁元素在地壳中的含量约为2.00%,位居第八位,镁及其化合物在研究和生产中具有广泛用途。请回答下列问题: (1)氮化镁(Mg3N2)是由氮和镁所组成的无机化合物。在室温下纯净的氮化镁为黄绿色的粉末,能与水反应,常用作触媒,实验室欲用如图1所示装置和药品制备少量氮化镁。 ①A中盛装的是浓氨水,B中可盛装___,二者混合可制取氨气。 ②按照气流的方向从左至右连接装置:a接___、___接___、___接___。 ③已知氨气有还原性,能还原氧化铜,生成物之一是空气的主要成分,该反应的化学方程式为____________________。 ④如果没有装有无水氯化钙的装置,可能发生反应的化学方程式为____________________。 (2)碳酸镁可用作耐火材料、锅炉和管道的保温材料,以及食品、药品、化妆品、橡胶、墨水等的添加剂。合成碳酸镁晶须的步骤如下: 步骤1:配制0.5 mol·L-1 MgSO4溶液和0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液。 步骤2:用量筒量取500 mL NH4HCO3溶液于1 000 mL四口烧瓶中,开启搅拌器,温度控制在50 ℃。 步骤3:将250 mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1 min内滴加完毕,然后用氨水调节溶液pH到9.5。 步骤4:放置1 h后,过滤,洗涤。 步骤5:在40 ℃的真空干燥箱中干燥10 h,得到碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O,n=1~5)。 ①配制0.5 mol·L-1 MgSO4溶液500 mL,需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、_____。 ②步骤3中加氨水后反应的离子方程式为______________。 测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。 称量1.000 g碳酸镁晶须,放入图2所示的广口瓶中,加入适量水,滴入稀硫酸与晶须反应,生成的CO2被NaOH溶液吸收,在室温下反应4~5 h,后期将温度升到30 ℃,最后烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定,测得生成CO2的总量;重复上述操作2次。 ③图中气球的作用是__________________。 ④上述反应后期要升温到30 ℃,主要目的是________________。 ⑤若实验测得1.000 g碳酸镁晶须产生CO2的平均物质的量为a mol,则n为___(用含a的表达式表示)。 ⑥称取100 g上述晶须产品进行热重分析,得到的热重曲线如图所示,则合成的晶须中n=______。 【答案】 (1). 生石灰或氢氧化钠 (2). d (3). e (4). c (5). b (6). f (7). 2NH3+3CuO N2+3H2O+3Cu (8). Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑ (9). 500 mL容量瓶 (10). Mg2++HCO3-HCO3-+NH3·H2O+(n-1)H2OMgCO3·nH2O↓+NH4+ (11). 暂时储存CO2,有利于CO2被NaOH溶液吸收,且能保持装置中压强相对稳定 (12). 升高温度气体的溶解度减小,使溶解在水中的CO2逸出,便于吸收完全 (13). (14). 1 【解析】 【详解】(1)①浓氨水和生石灰或氢氧化钠固体混合放热,使一水合氨分解生成氨气,故答案为: ②根据实验目的及题给装置可知,按照气流的方向从左向右连接装置的顺序为:a接d,e接c,b接f,故答案为: ③氨气有还原性,能还原氧化铜,生成物之一是空气的主要成分氮气,则氨气与氧化铜反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu,故答案为:d;e;c;b;f; ④氮化镁能和水发生反应生成氢氧化镁和氨气,化学方程式为:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2 +2NH3↑,故答案为:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑; (2)①配制0.5 mol·L-1 MgSO4溶液500 mL,除提供的仪器外,还需要的仪器为500 mL容量瓶,故答案为:500 mL容量瓶; ②步骤3中加氨水后反应生成碳酸镁结晶水合物,反应的离子方程式为Mg2++HCO3—+NH3·H2O+(n-1)H2O=MgCO3·nH2O↓+NH4+,故答案为:Mg2++HCO3—+NH3·H2O+(n-1)H2O= MgCO3·nH2O↓+NH4+; ③题图2装置中气球可以暂时储存CO2,有利于CO2被NaOH溶液吸收,且能保持装置中压强相对稳定,故答案为:暂时储存CO2,有利于CO2被NaOH溶液吸收,且能保持装置中压强相对稳定; ④题述反应后期将温度升到30 ℃,是为了使生成的二氧化碳全部逸出,便于其被氢氧化钠溶液完全吸收,从而减小测定产生的误差,故答案为:升高温度气体的溶解度减小,使溶解在水中的CO2逸出,便于吸收完全; ⑤若实验测得1.000 g碳酸镁晶须产生的CO2的平均物质的量为a mol,依据碳元素守恒可知,晶须中碳酸镁的物质的量为a mol,根据MgCO3·nH2 O中碳酸镁和结晶水的物质的量之比为1∶n,得到1∶n=a∶,得到n=,故答案为:; ⑥由题图3知400 ℃时剩余质量为82.3 g,这是该晶须失去结晶水后的质量,则有100×=100-82.3,解得n=1,故答案为:1。 【点睛】本题以氮化镁和碳酸镁的制备为载体,考查对实验装置的理解、元素化合物的性质、实验方案的设计等,解答关键是明确反应原理与各装置作用,掌握常用物质分离提纯方法,注意对题目信息的应用。 22.二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料,工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。某软锰矿主要成分为 MnO2,还含有 Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和 Cu(0.86%)等元素的化合物,其处理流程图如下: 化合物 Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 近似值 10-34 10-16 10-38 (1)硫酸亚铁在酸性条件下将 MnO2 还原为 MnSO4,酸浸时发生的主要离子反应方程式为:_____________ ; (2)“氨水、搅拌”,其中“搅拌”不仅能加快反应速率,还能______________, 滤渣 A 的成分是 Fe(OH)3、Al(OH)3,加入氨水需调节 pH 至少达到_________________,恰好能使 Fe3+、Al3+沉淀完全(当 c≤10-5 mol·L-1 时,认为该离子沉淀完全); (3)滤渣 B 的成分是 ________________ (4)MnO2 也可在 MnSO4-H2SO4-H2O 为体系的电解液中电解获得,其阳极反应式为:______________ 工业上采用间接氧化还原滴定法测定 MnO2 纯度,其操作过程如下:准确称量 0.920 0 g 该样品,与足量酸性 KI 溶液充分反应后,配制成 100 mL 溶液。取其中 10.00 mL,恰好与 25.00 mL 0.080 0 mol·L-1Na2S2O3溶液反应(I2 +2S 2O32-===2I-+S 4O62-)。计算可得该样品纯度为_____%(保留三位有效数字)。 【答案】 (1). 4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O (2). 充分氧化 Fe2+ (3). 4.3 (4). CuS、ZnS (5). Mn2++2H2O-2e-=4H++MnO2 (6). 94.5 【解析】 【分析】 (1)根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4,则Fe2+被氧化为Fe3+,故酸浸时生成硫酸锰、硫酸铁,根据元素守恒还有水生成; (2)加入氨水搅拌加快反应速率,生成的氢氧化亚铁充分氧化,加入氨水需调节pH至少达到4.3,恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全; (3)根据工艺流程及硫化物的Ksp判断; (4)阳极发生氧化反应,锰由+2价变成+4价;样品中二氧化锰与足量酸性KI溶液充分反应后,MnO2+2I-+2H+=Mn2++I2+H2O,配制成100mL溶液.取其中10.00mL,恰好与25.00mL 0.0800mol•L-1Na2S2O3溶液反应(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-),则得到:MnO2~I2~2S2O32-,据此分析计算。 【详解】软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Si、Fe、Al、Zn和Cu等元素的化合物,硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4,所以酸浸后的滤液中的金属阳离子主要是Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+等,由离子开始沉淀及沉淀完全的pH可知,调节pH为4.3,将Fe3+、Al3+沉淀,加入硫化锰将Cu2+、Zn2+沉淀,滤液为硫酸锰溶液,再通过系列变化得到高纯度的二氧化锰。 (1)FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4,Fe2+被氧化为Fe3+,故酸浸时生成硫酸锰、硫酸铁,根据元素守恒还有水生成,化学方程式为:2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,离子方程式为:4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O,故答案为:4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O。 (2)“氨水、搅拌”,其中“搅拌”不仅能加快反应速率,还能充分氧化过量的Fe2+;根据题中数据可知,当Fe3+恰好沉淀完全时,c(OH-)=(Ksp(Fe(OH)3)/c(Fe3+))1/3=(10-38/10-5)=10-11mol/L,则c(H+)=10-3mol/L,溶液的pH=3;当Al3+恰好沉淀完全时,c(OH-)=(Ksp(Al(OH)3)/c(Al3+))1/3=(10-34/10-5)=101/3×10-10mol/L,则c(H+)=101/3×10-4mol/L,溶液的pH=-lg(101/3×10-4)=4+1/3≈4.3,加入氨水需调节pH至少达到4.3,恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全, 故答案为:充分氧化过量的Fe2+;4.3。 (3)由题中硫化物的Ksp可知,加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+,滤渣B的成分是CuS、ZnS, 故答案为:CuS、ZnS。 (4)阳极发生氧化反应,锰由+2价变成+4价,电极反应为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+; 准确称量0.9200g该样品,与足量酸性KI溶液充分反应后,MnO2+2I-+2H+=Mn2++I2+H2O,配制成100mL溶液,取其中10.00mL,恰好与25.00mL0.0800mol•L-1Na2S2O3溶液反应(I2+2S2O32-═2I-+S4O62-), 则得到:MnO2~I2~2S2O32-, 1 2 n 0.02500L×0.0800mol•L-1×100mL/l0mL 解得:n=0.01mol 计算可得该样品MnO2纯度=0.01mol×87g/mol/0.9200g×100%=94.5%。 故答案为:Mn2+-2e-+2H2O═MnO2+4H+,94.5%。 查看更多