下列有关实验的说法正确的是 ( )
A . 做蒸馏实验时,如果加热后发现忘记加沸石,应停止加热,冷却后补加
B . 氨气可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
C . 用稀硝酸除去 Cu 中混有的 CuO
D . 向某溶液中滴加氯水后再滴加 KSCN 溶液,溶液变红说明原溶液一定含有 Fe 2+
A
【详解】
A .蒸馏时加沸石防止暴沸,温度高加沸石易导致液滴飞溅,则加热后发现忘记加沸石,应停止加热,冷却后补加,故 A 正确;
B .氨气溶于水呈碱性,所以氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,故 B 错误;
C . Cu 、 CuO 均与硝酸反应,不能用稀硝酸除杂,应选盐酸或稀硫酸,故 C 错误;
D .滴加氯水后可氧化亚铁离子,干扰检验,应先加 KSCN 溶液无现象,再加氯水变血红色,检验原溶液含有 Fe 2+ ,故 D 错误;
故答案为 A 。
铁、铜混合粉末 18g 加入到 100mL 5.0mol·L -1 FeCl 3 溶液中,充分反应后,剩余固体的质量为 2.8g 。下列说法正确的是( )
A . 剩余固体为 Fe 和 Cu 的混合物 B . 原固体混合物中 Fe 的质量是 5.6g
C . 反应后溶液中 n(Fe 2+ ):n(Cu 2+ ) = 2:1 D . 反应后溶液中 n(Fe 3+ ) = 0.10mol
B
【分析】
铁的还原性强于铜,把铁、铜混合粉末加入氯化铁溶液中,铁先与铁离子反应,氯化铁的物质的量是 0.5mol ,设 0.5mol 铁离子完全反应消耗铁、铜的质量分别为 m 1 、 m 2 ,根据方程式 Cu+2Fe 3+ =Cu 2+ +2Fe 2+ 、 Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ 可知, m 1 = =16g , m 2 =
=14g ,溶解的金属质量为 :18g-2.8g=15.2g , 14g<15.2g<16g ,则铁完全反应、铜部分反应,且 Fe 3+ 完全反应,剩余的金属为 Cu ,以此解答。
【详解】
A . 由分析可知 Fe 3+ 完全反应,剩余的金属为 Cu ,故 A 错误;
B . 设反应消耗铜的物质的量为 n 1 ,反应的铁的物质的量为 n 2 ,则有 64n 1 +56n 2 =15.2 , n 1 +n 2 = n(Fe 3+ )=0.25mol ,解得 n 1 =0.15mol , n 2 =0.1mol ,原固体混合物中 Fe 的质量是 0.1mol
56g/mol=5.6g ,故 B 正确;
C . 反应后溶液中 n(Fe 2+ ) : n(Cu 2+ )=0.6mol : 0.15mol=4:1 ,故 C 错误;
D . 由分析可知 Fe 3+ 完全反应,剩余的金属为 Cu ,反应后的溶液中没有 Fe 3+ ,故 D 错误;
故选 B 。
纯铁的熔点为 1535℃ ,而高炉中炼铁时,生铁 ( 含碳量较高的铁合金 ) 在 1200℃ 左右就熔化了,这是因为 ( )
A . 铁的纯度越高,熔点越低
B . 合金的熔点比各成分金属的熔点高
C . 形成了铁碳合金,所以熔点降低
D . 在高炉中熔化的过程发生了化学反应
C
【详解】
A .铁的纯度越高,熔点越高,故 A 不符合题意;
B .合金的熔点比各成分金属的熔点低,故 B 不符合题意;
C .形成了铁碳合金,合金的熔点比各成分金属的熔点低,因此生铁熔点较低,故 C 符合题意;
D .在高炉中熔化的过程未发生化学反应,形成的是混合物,故 D 不符合题意。
综上所述,答案为 C 。
下列说法中,正确的是( )
A . 赤铁矿的主要成分是 Fe 3 O 4 B . FeO 俗称铁红
C . Fe 2 O 3 是碱性氧化物 D . FeO 溶于水
C
【详解】
A .赤铁矿的主要成分是 Fe 2 O 3 ,故 A 错误;
B . Fe 2 O 3 为红色固体,俗称铁红,故 B 错误;
C . Fe 2 O 3 与酸反应生成相应的盐和水,属于碱性氧化物,故 C 正确;
D . FeO 为黑色固体,不溶于水,故 D 错误;
故选 C 。
下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是
A . Na 2 O 2 在空气中放置后由淡黄色变为白色 2Na 2 O 2 =2Na 2 O+O 2 ↑
B . 向 CuSO 4 溶液中加入足量 Zn 粉,溶液蓝色消失 Zn+CuSO 4 =Cu+ZnSO 4
C . 澄清的石灰水久置后出现白色固体 Ca(OH) 2 +CO 2 =CaCO 3 ↓+H 2 O
D . 向氢氧化钠溶液中滴加足量 FeCl 3 溶液出现红褐色沉淀 3NaOH+FeCl 3 =Fe(OH) 3 ↓+3NaCl
A
【详解】
A . Na 2 O 2 在空气中放置后生成碳酸钠,则固体由淡黄色变为白色, 2Na 2 O 2 +2CO 2 =2Na 2 CO 3 + O 2 , A 符合题意;
B .向 CuSO 4 溶液中加入足量 Zn 粉,生成铜和硫酸锌,溶液蓝色消失 Zn+CuSO 4 =Cu+ZnSO 4 , B 与题意不符;
C .澄清的石灰水久置后生成碳酸钙沉淀,则出现白色固体 Ca(OH) 2 +CO 2 =CaCO 3 ↓+H 2 O , C 与题意不符;
D .向氢氧化钠溶液中滴加足量 FeCl 3 溶液,生成氢氧化铁沉淀,溶液出现红褐色沉淀 3NaOH+FeCl 3 =Fe(OH) 3 ↓+3NaCl , D 与题意不符;
答案为 A 。
硫酸亚铁是一种重要的化工原料,部分转化如下图所示。下列说法正确的是 ( )
A . 用酸性 KMnO 4 溶液可以检验 FeSO 4 是否变质
B . 制纳米 Fe 3 O 4 时通入的 O 2 需过量
C . 制 FeCO 3 时应将 Na 2 CO 3 溶液加入 FeSO 4 溶液中
D . 生成 (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 ·6H 2 O 的反应为氧化还原反应
C
【详解】
A . FeSO 4 变质后生成 Fe 3+ ,检验 Fe 3+ 的存在,可以用 KSCN 溶液,不能用酸性 KMnO 4 溶液,酸性 KMnO 4 溶液能氧化 Fe 2+ 生成 Fe 3+ , A 错误;
B . FeSO 4 →Fe 3 O 4 (Fe 3 O 4 中有 +2 、 +3 价 Fe) ,由此可知应该是部分 Fe 2+ 被氧化,应通入适量 O 2 ,不宜过量, B 错误;
C . 将 Na 2 CO 3 溶液加入 FeSO 4 溶液中有利于 FeCO 3 生成,减少生成 Fe(OH) 2 等杂质的可能性, C 正确;
D . FeSO 4 →(NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 ·6H 2 O 中,元素的化合价没有发生变化,为非氧化还原反应, D 错误;
故选 C 。
在氯化铁、氯化铜和盐酸的混合溶液中加入铁粉,待反应结束后,过滤,剩余固体不能被磁铁吸引,则反应后溶液中一定大量存在的阳离子是 ( )
A . Cu 2+ B . Fe 2+ C . Fe 3+ D . H +
B
【分析】
反应结束后所剩的固体物质不能被磁铁吸引,说明固体为铜,没有铁剩余。
【详解】
A .若 Cu 2+ 与铁完全反应生成 Fe 2+ 和 Cu ,则反应后的溶液中不存在 Cu 2+ ;
B . Fe 3+ 、 Cu 2+ 、 H + 都和铁反应生成 Fe 2+ ,则反应后溶液中一定有 Fe 2+ ;
C . Cu 会与 Fe 3+ 反应生成 Fe 2+ 和 Cu 2+ ,有铜存在,不可能存在 Fe 3+ ;
D .由于氧化性: Fe 3+ > Cu 2+ > H + ,若 Fe 和 Fe 3+ 、 Cu 2+ 反应后,剩余的 Fe 恰好与 H + 反应生成氢气,则溶液中不可能大量存在 H + ;
答案选 B 。
向一定量的 Cu 、 Fe 2 O 3 的混合物中通入过量的 CO 在高温下充分反应,固体质量减少 0.96 g 。若向相同质量的该混合物中加入 40 mL 一定物质的量浓度的盐酸,恰好能使混合物完全溶解,且所得溶液中不含 Fe 3+ ,下列说法错误的是
A . 混合物中铜的质量为 1.28 g B . 盐酸浓度为 2 mol·L -1
C . 混合物中 Fe 2 O 3 的质量是 3.2 g D . Cu 和 Fe 2 O 3 的物质的量之比为 1 : 1
B
【分析】
由题得:向一定量的 Cu 、 Fe 2 O 3 的混合物中通入过量的 CO 发生反应: ,减少的固体质量是氧化铁中氧元素的质量, n(O)=0.96g ÷ 16g/mol=0.06mol , m(Fe 2 O 3 )=0.02mol × 160g/mol=3.2g ;向相同质量的该混合物中加入 40 mL 一定物质的量浓度的盐酸,恰好能使混合物完全溶解,且所得溶液中不含 Fe 3+ , 发生反应的化学方程式为
,
,且反应完全,可计算出混合物中含 0.02molCu ,据此分析解答。
【详解】
A .混合物中铜的质量为 m(Cu)=0.02mol × 64g/mol=1.28g , A 项正确;
B .盐酸浓度为 c(HCl)=0.02mol × 6 ÷ 0.04L=3mol/L , B 项错误;
C .混合物中 Fe 2 O 3 的质量是 m(Fe 2 O 3 )=0.02mol × 160g/mol=3.2g , C 项正确;
D . Cu 和 Fe 2 O 3 的物质的量之比为 n(Cu) : n(Fe 2 O 3 )=0.02 : 0.02=1 : 1 , D 项正确;
故答案为 B 。
下列实验操作、现象及所得出的结论或解释均正确的是
| 选项 | 实验操作 | 现象 | 结论或解释 |
| A | 将两根打磨光亮的镁条分别插入硫酸铜溶液和硝酸银溶液中 | 两根镁条上均有固体附着 | 金属的活动性顺序为 Mg>Cu>Ag |
| B | 向含 FeCl 3 蚀刻液中加入少量的铁粉,振荡 | 未出现红色固体 | 蚀刻液中一定不含 Cu 2+ |
| C | 将氯气通入紫色石蕊溶液中 | 溶液先变红后褪色 | Cl 2 有漂白性 |
| D | 将湿润的淀粉 KI 试纸放入某气体中 | 试纸变蓝 | 该气体不一定是 Cl 2 |
A . A B . B C . C D . D
D
【详解】
A . A 中根据实验步骤和实验现象只能证明金属的活动性顺序 Mg>Cu , Mg>Ag , A 项错误;
B .氧化性 Fe 3+ >Cu 2+ , Fe 3+ 过量, B 中未出现红色固体不能证明不含 Cu 2+ , B 项错误;
C .氯气通入紫色石蕊溶液中溶液先变红后褪色,是因为次氯酸有漂白性, C 项错误;
D .将湿润的淀粉 KI 试纸放入某气体中试纸变蓝证明有碘单质生成,只要是氧化性比碘单质强的气体即可, D 项正确;
故答案为 D 。
下列物质不能由对应的两种 单质直接化合制备的是
A . CuCl 2 B . Na 2 O C . CO 2 D . FeCl 2
D
【详解】
A .铜和氯气在点燃的条件下生成氯化铜, A 项错误;
B . Na 2 O 可由钠与氧气直接化合生成, B 项错误;
C .碳在氧气中充分燃烧生成 CO 2 , C 项错误;
D .铁与氯气直接化合生成氯化铁,不能得到 FeCl 2 , D 项正确;
答案选 D 。
下列实验操作、现象及结论正确的是
| 选项 | 实验 | 操作、现象及结论 |
| A | 探究 Na 2 O 2 与水反应 | 将 2mL 水滴入盛有 1g 过氧化钠试管中,立即把带火星木条伸入试管,木条复燃,证明有氧气产生 |
| B | 鉴别 NaHCO 3 与 Na 2 CO 3 | 取少许两种物质,加入几滴水,插入温度计,温度降低的是 Na 2 CO 3 |
| C | 检验 Fe 3+ 中是否含 Fe 2+ | 向溶液中加入 KSCN 溶液,变红则含 Fe 2+ |
| D | 检验溶液中是否含 Cl - | 向某溶液中加入盐酸酸化的 AgNO 3 溶液,有白色沉淀,说明含有 Cl - |
A . A B . B C . C D . D
A
【详解】
A . Na 2 O 2 与水反应,生成氢氧化钠和氧气,则把带火星木条伸入试管,木条复燃, A 结论正确;
B .取少许两种物质,加入几滴水,插入温度计,温度降低的是 NaHCO 3 ,温度升高的为 Na 2 CO 3 , B 结论错误;
C .向溶液中加入 KSCN 溶液,变红则含 Fe 3+ , C 结论错误;
D .向某溶液中加入硝酸酸化的 AgNO 3 溶液,有白色沉淀,说明含有 Cl - , D 操作错误;
答案为 A 。
向一定量的 Fe 、 FeO 、 Fe 2 O 3 的混合物中加入 100mL 浓度为 1 . 0mol · L - 1 的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出 224mL 的气体 (标准状况),所得溶液中加入 KSCN 溶液后无血红色出现。若用足量的 CO 在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是 ( )
A . 1 . 4g B . 2 . 8g C . 5 . 6g D . 11 . 2g
B
【详解】
盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加 KSCN 溶液无血红色出现,说明溶液为 FeCl 2 溶液, n ( HCl )= 0 . 1L × 1mol / L = 0 . 1mol ,根据氯离子守恒可知 n ( FeCl 2 )= 0 . 05mol ,用足量的 CO 在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知 n ( Fe )= n ( FeCl 2 )= 0 . 05mol ,故得到 Fe 的质量为 0 . 05mol × 56g / mol = 2 . 8g 。
故选 B 。
除去 FeCl 2 溶液中的少量 FeCl 3 杂质,可向其中加入适量的
A . Fe B . 氯水 C . KSCN 溶液 D . 硝酸
A
【详解】
除去 FeCl 2 溶液中的少量 FeCl 3 杂质,最好的方法是将 FeCl 3 转化为 FeCl 2 , Fe 3+ 具有氧化性,可加入还原剂将 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ ,且不引入新杂质,
A . Fe 具有还原性,加入适量的铁粉可将 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ ,且不会向溶液中引入新杂质,故 A 符合题意;
B .氯水具有强氧化性,可将 Fe 2+ 还原为 Fe 3+ ,无法除去少量 FeCl 3 杂质,故 B 不符合题意;
C . KSCN 溶液与 Fe 3+ 发生络合反应生成红色物质,但该物质仍然在溶液中,没有除去,故 C 不符合题意;
D .硝酸具有强氧化性,可将 Fe 2+ 还原为 Fe 3+ ,无法除去少量 FeCl 3 杂质,故 D 不符合题意;
答案选 A 。
下列离子方程式正确的是
①碳酸氢钙溶液与过量烧碱溶液混合: Ca 2+ +HCO +OH - =CaCO 3 ↓+H 2 O
②碳酸镁与稀硫酸: MgCO 3 +2H + = H 2 O+CO 2 ↑+Mg 2+
③醋酸与大理石: 2CH 3 COOH+CaCO 3 =Ca 2+ +2CH 3 COO - +H 2 O+CO 2 ↑
④向 NaHSO 4 溶液中逐滴加入 Ba(OH) 2 溶液至 SO 刚好沉淀完全: 2H + +SO
+Ba 2+ +2OH - = 2H 2 O+BaSO 4 ↓
⑤ Fe 2+ 与 H 2 O 2 在酸性溶液中的反应: 2Fe 2+ +H 2 O 2 + 2H + =2Fe 3+ + 2H 2 O
A . ①②④ B . ②③⑤
C . ②③④ D . ③④⑤
B
【详解】
①碳酸氢钙溶液与过量烧碱溶液混合,采用 “ 以少定多 ” 法,离子方程式应为: Ca 2+ +2HCO +2OH - =CaCO 3 ↓+2H 2 O+
,故 ①错误;
②碳酸镁与稀硫酸反应,生成可溶性盐 MgSO 4 、 CO 2 气体、水,离子方程式正确;
③醋酸与大理石发生复分解反应,由于醋酸为弱酸,碳酸钙难溶于水,所以两种反应物都应以化学式表示,离子方程式正确;
④向 NaHSO 4 溶液中逐滴加入 Ba(OH) 2 溶液至 SO 刚好沉淀完全,可假设 NaHSO 4 为 1mol ,则需要加入 1molBa(OH) 2 ,离子方程式应为: H + +SO
+Ba 2+ +OH - =H 2 O+BaSO 4 ↓ ,故 ④错误;
⑤ Fe 2+ 与 H 2 O 2 在酸性溶液中发生氧化还原反应,生成 Fe 3+ 和 H 2 O ,离子方程式正确;
综合以上分析, ②③⑤正确,故 B 正确;
故选 B 。
铁有 价和
价两种价态,下列有关反应不涉及铁元素价态变化的是 ( )
A . 用铁粉除去氯化亚铁溶液中的少许氯化铁杂质
B . 铁在氧气中燃烧,其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C . 氢氧化亚铁是白色固体,在空气中迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
D . 氢氧化铁受热分解
D
【详解】
A . ,化合价由
价变为
价 ,故 A 不符合题意;
B. ,化合价由 0 价变为
价、
价,故 B 不符合题意;
C. ,化合价由
价变为
价,故 C 不符合题意;
D. ,化合价没有变化,故 D 符合题意;
本题答案 D。
下列有关铁及其化合物说法不正确的是 ( )
A . FeO 不稳定,在空气中迅速被氧化为 Fe 2 O 3 B . FeCl 2 既有氧化性又有还原性
C . 铁丝插入硫酸铜溶液中一段时间后,表面变红 D . 铁在氧气中点燃生成 Fe 3 O 4
A
【详解】
A . FeO 不稳定,加热的条件下能被氧化, A 说法错误;
B . FeCl 2 中亚铁离子为 +2 ,既可以升高为 +3 价,又可以降低为 0 价,则亚铁离子既有氧化性又有还原性, B 说法正确;
C .铁丝插入硫酸铜溶液中,铁与铜离子反应生成亚铁离子和铜,则一段时间后,表面变红, C 说法正确;
D .铁在氧气中点燃,剧烈反应生成 Fe 3 O 4 , D 说法正确;
答案为 A 。
下列 4 种铁的化合物溶于稀盐酸后,滴加 KSCN 溶液没有颜色变化,再加氯水呈红色的是 ( )
A . FeO B . Fe 2 O 3 C . FeCl 3 D . Fe 2 (SO 4 ) 3
A
【详解】
A . FeO 溶于盐酸后得到 Fe 2+ ,滴加 KSCN 溶液没有变化,加氯水后,发生氧化还原反应生成 Fe 3+ ,使溶液显红色, A 项符合题意;
B . Fe 2 O 3 溶于盐酸后得到 Fe 3+ ,滴加 KSCN 溶液变红色, B 项不符合题意;
C . FeCl 3 溶于盐酸后得到 Fe 3+ ,滴加 KSCN 溶液变红色, C 项不符合题意;
D . Fe 2 (SO 4 ) 3 溶于盐酸后得到 Fe 3+ ,滴加 KSCN 溶液变红色, D 项不符合题意;
故正确选项为 A
用来检验 Fe 3+ 是否存在的最佳试剂是
A . H 2 S B . NaCl C . Na 2 CO 3 D . KSCN
D
【详解】
Fe 3+ 遇 KSCN 溶液变为血红色,能检验 Fe 3+ ,所以用来检验 Fe 3+ 是否存在的最佳试剂是 KSCN ,综上所述,故选 D 。
下列物质属于纯净物的是
A . 赤铁矿 B . 普通玻璃 C . 漂白粉 D . 液氯
D
【详解】
A .赤铁矿的主要成分为氧化铁,为混合物,故 A 不选;
B .普通玻璃的主要成分为:硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅,属于混合物,故 B 不选;
C .漂白粉的主要成分为次氯酸钙和氯化钙,为混合物,故 C 不选;
D .液氯为液态的氯气,属于纯净物,故 D 可选;
故选 D 。
下列物质的鉴别方法不正确的是 ( )
A . 用 NaOH 溶液鉴别 Na 2 CO 3 溶液和 NaHCO 3 溶液
B . 用 KSCN 溶液鉴别 FeCl 3 溶液和 FeCl 2 溶液
C . 用焰色反应鉴别钾盐和钠盐
D . 利用丁达尔效应鉴别 Fe(OH) 3 胶体和 FeCl 3 溶液
A
【详解】
A . Na 2 CO 3 和 NaOH 不反应, NaOH 和 NaHCO 3 反应生成 Na 2 CO 3 和水,但没有明显的实验现象,所以 NaOH 不能鉴别 Na 2 CO 3 溶液和 NaHCO 3 溶液,故 A 错误;
B . Fe 3+ 的溶液遇 KSCN 溶液呈现血红色, Fe 2+ 的溶液遇 KSCN 溶液不呈现血红色,所以用 KSCN 溶液可以鉴别 FeCl 3 溶液和 FeCl 2 溶液,故 B 正确;
C .钾盐和钠盐的焰色不同,钾盐透过蓝色钴玻璃观察焰色为紫色,钠盐的焰色为黄色,利用焰色反应可以鉴别钾盐和钠盐,故 C 正确;
D .溶液不能产生丁达尔效应,胶体可以产生,利用丁达尔效应可以鉴别 Fe(OH) 3 胶体和 FeCl 3 溶液,故 D 正确;
答案选 A 。
下列关于铁的性质的叙述,正确的是 ( )
A . 铁能与氢氧化钠溶液反应
B . 铁能与稀硫酸反应生成 Fe 2 (SO 4 ) 3 和 H 2
C . 高温下,铁能与水蒸汽反应生成 Fe 2 O 3 和 H 2
D . 铁能从硫酸铜溶液中置换出铜
D
【详解】
A .铁不能与氢氧化钠溶液反应, A 项错误;
B .铁能与稀硫酸反应生成 FeSO 4 和 H 2 , B 项错误;
C .高温下,铁能与水蒸汽反应生成 Fe 3 O 4 和 H 2 , C 项错误;
D .铁能从硫酸铜溶液中置换出铜发生置换反应, D 项正确;
答案选 D 。
某酸性废液中含有 Fe 2+ 、 Cu 2+ 、 Ba 2+ 三种金属离子,有同学设计了下列方案对废液进行处理 ( 所加试剂均稍过量 ) 以回收金属,保护环境。
下列说法不正确的是 ( )
A . 沉淀 a 中含有的单质一定是 Fe 和 Cu
B . 沉淀 b 的化学式是 Fe(OH) 3 ,沉淀 c 的化学式是 BaCO 3
C . 溶液 A 在酸性条件下与 H 2 O 2 离子反应方程式为: 2Fe 2+ +2H + +H 2 O 2 =2Fe 3+ +2H 2 O
D . 若溶液 C 加入 AgNO 3 溶液有白色沉淀生成,则说明原溶液一定含有 Cl -
D
【详解】
A .废液中加入过量的铁屑,铁置换出铜,则沉淀 a 中含有的单质一定是 Fe 和 Cu , A 说法正确;
B .溶液 A 中存在亚铁离子和钡离子,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入 NaOH 可生成氢氧化铁沉淀;溶液 B 中主要含有钡离子、钠离子,加入碳酸钠可生成碳酸钡沉淀,则沉淀 b 的化学式是 Fe(OH) 3 ,沉淀 c 的化学式是 BaCO 3 , B 说法正确;
C .溶液 A 中亚铁离子在酸性条件下与 H 2 O 2 反应生成铁离子,离子方程式为: 2Fe 2+ +2H + +H 2 O 2 =2Fe 3+ +2H 2 O , C 说法正确;
D .溶液 C 中含有碳酸根离子,加入 AgNO 3 溶液一定有白色沉淀碳酸银生成,不能说明原溶液一定含有 Cl - , D 说法错误;
答案为 D 。
用如图所示装置进行实验,下列说法不正确的是 ( )
A . 甲图装置湿棉花的作用是提供反应所需的水蒸汽
B . 甲装置生成的气体可以用燃着的火柴来检验
C . 乙图装置的烧杯中观察到有气泡产生不能说明试管内的物质就已分解
D . 从乙图装置现象可以比较 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 的热稳定性
D
【详解】
A . Fe 与水蒸气反应,湿棉花的作用是提供水蒸气,故 A 正确;
B .肥皂泡中充满氢气,点燃肥皂泡,发生暴鸣现象,可以检验生成气体为 H 2 ,故 B 正确;
C .由于试管中存在空气,加热后受热膨胀,也能产生气泡,无法说明是试管固体分解产生的,故 C 正确;
D .因碳酸氢钠不稳定,碳酸钠稳定,比较稳定性应将碳酸氢钠放在小试管中,故 D 错误;
故选: D 。
下列说法不正确的是 ( )
A . 工业制备 NaOH 用 Na 2 O 和水反应来制备
B . 生产生活中金属冶炼、食物的腐败、钢铁生锈等都发生了氧化还原反应
C . 纯金属加入其它元素形成合金后,金属原子层状排列改变,导致硬度变大
D . Fe 2 O 3 俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
A
【详解】
A .工业上常用石灰乳与纯碱反应制备 NaOH ,而不是 Na 2 O 和水反应,故 A 错误;
B .金属的冶炼、食物的腐败、钢铁的锈蚀等反应中均存在化合价的变化,属于氧化还原反应,故 B 正确;
C .合金内存在不同大小的金属原子,使得原子层之间的相对滑动变得困难,所以合金的硬度一般比其成分金属更大,故 C 正确;
D . Fe 2 O 3 为红色物质,则常用作红色油漆和涂料,故 D 正确;
故选: A 。
已知 Cu+2Fe 3+ =2Fe 2+ +Cu 2+ 。向 FeCl 3 、 CuCl 2 的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后仍有固体存在,则下列判断不正确的是
A . 溶液中一定不含 Fe 3+ B . 溶液中一定含 Fe 2+
C . 剩余固体中一定含 Cu D . 溶液中一定含 Cu 2+
D
【分析】
①当固体为铁、铜时,溶液中的 Fe 3+ 、 Cu 2+ 全部参加反应生成 Fe 2+ 和 Cu ,反应的方程式为: 2FeCl 3 +Fe=3FeCl 2 、 CuCl 2 +Fe=Cu+FeCl 2 ,所以溶液中一定没有 Fe 3+ 、 Cu 2+ ,一定含有 Fe 2+ ; ②当固体为铜时,溶液中一定没有 Fe 3+ , Cu 2+ 恰好全部参加反应或部分反应生成 Fe 2+ 和 Cu ,所以溶液中一定没有 Fe 3+ ,可能含有 Cu 2+ ,一定含有 Fe 2+ 。
【详解】
A .通过以上分析知,溶液中一定不含 Fe 3+ , A 项正确;
B .通过以上分析知,溶液中一定含有 Fe 2+ ; B 项正确;
C .通过以上分析知,剩余固体中一定含 Cu , C 项正确;
D .通过以上分析知,溶液中可能含有 Cu 2+ , D 项错误;
答案选 D 。
某固体 X 可能含有 FeO 、 Fe 2 O 3 、 MnO 2 、 K 2 SO 3 、 Na 2 CO 3 、 NaClO 、 K 2 SO 4 中的一种或几种物质, 具有较强还原性,会被 Fe 3+ 和 ClO - 氧化,
会与 H + 反应生成 SO 2 和 H 2 O ,进行如下实验以确定其组成:
下列有关说法正确的是:
A . 气体 B 一定是纯净物
B . 固体 X 中一定含有 Fe 2 O 3
C . 滤液 A 中一定含有 Na +
D . 若固体 X 中不含 K 2 SO 4 ,则一定含 NaClO
D
【分析】
二氧化锰与浓盐酸共热可以生成氯气,氯气具有强氧化性。滤渣与浓盐酸反应后的溶液中加入 KSCN 产生血红色物质,可以证明滤渣中有铁元素,则 FeO 和 Fe 2 O 3 至少有一种,若滤渣中没有 Fe 2 O 3 ,则滤渣中还含有二氧化锰;滤液 A 中加稀盐酸产生气体 B ,则 B 可能是 CO 2 ,也可能是 SO 2 ,也就是说 K 2 SO 3 和 Na 2 CO 3 至少有一种;溶液中加 BaCl 2 溶液产生白色沉淀,证明与盐酸反应后的溶液中含有 SO ,这些 SO
可能来自 K 2 SO 4 ,也可能是 K 2 SO 3 被次氯酸钠氧化得到的,据此分析判断。
【详解】
A .根据分析, K 2 SO 3 和 Na 2 CO 3 可以同时存在,气体 B 可以是 CO 2 、 SO 2 的混合气,故 A 错误;
B .根据分析,只能说明 FeO 和 Fe 2 O 3 至少有一种,不能判断是否一定含有 Fe 2 O 3 ,故 B 错误;
C .根据分析,固体 X 可以不存在 Na 2 CO 3 和 NaClO ,故 C 错误;
D .若固体 X 中不存在 K 2 SO 4 ,则只能是 K 2 SO 3 被氧化形成的 SO ,因为 Fe 2 O 3 不溶于水,不能将 K 2 SO 3 氧化形成的 SO
,这些物质中只有 ClO - 可以将 K 2 SO 3 氧化形成的 SO
,因此一定含 NaClO ,故 D 正确;
故选 D 。
下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是
A . Na 2 SO 3 溶液与少量 C1 2 反应: 3SO +Cl 2 +H 2 O═2HSO
+2Cl - +
B . H 2 O 2 溶液中与少量 FeCl 3 反应: 2Fe 3+ + H 2 O 2 =O 2 +2H + +2Fe 2+
C . (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 溶液与少量 Ba(OH) 2 溶液反应: Ba 2+ + =BaSO 4 ↓
D . Ba(OH) 2 溶液与少量 NaHCO 3 溶液反应: 2 +Ba 2+ +2OH - =BaCO 3 ↓+
+H 2 O
A
【详解】
A .用 Na 2 SO 3 溶液吸收少量 Cl 2 时,可理解为氯气与亚硫酸根离子、水发生氧化还原反应生成硫酸、盐酸,过量的亚硫酸根与氢离子结合为亚硫酸氢根离子,离子方程式为 3SO +Cl 2 +H 2 O═2HSO 3 - +2Cl - +
,,故 A 正确;
B .双氧水的氧化性大于铁离子,铁离子不会氧化双氧水,铁离子存在下能促进过氧化氢分解生成水和氧气,故 B 错误;
C .漏写了反应, (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 溶液与少量 Ba(OH) 2 溶液反应: Fe 2+ +2OH - + +Ba 2+ ═Fe(OH) 2 ↓+BaSO 4 ↓ ,故 C 错误;
D . Ba(OH) 2 溶液与少量 NaHCO 3 溶液反应离子方程式为: +Ba 2+ +OH - =BaCO 3 ↓+H 2 O ,故 D 错误;
答案选 A 。
下列离子的检验方法合理的是
A . 向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色,说明溶液中一定不含 Fe 2+
B . 向某溶液中加入 NaOH 溶液,有红褐色沉淀生成,说明溶液中定含有 Fe 3+
C . 向某溶液中通入 Cl 2 ,然后再加入 KSCN 诺液变红色,说明原溶液中一定含有 Fe 2+
D . 向某溶液中加入 NaOH 溶液的白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,说明该溶液中只含有 Fe 2+ ,不含有 Mg 2+
B
【详解】
A . KSCN 溶液与铁离子结合,溶液为血红色,则溶液中含 Fe 3+ ,不能确定是否含 Fe 2+ ,故 A 错误;
B . 铁离子与碱反应生成红褐色氢氧化铁沉淀,则加入 NaOH 溶液得红褐色沉淀,说明溶液中含有 Fe 3+ ,故 B 正确;
C . 若原溶液中含 Fe 2+ ,通入 Cl 2 ,氯气将 Fe 2+ 氧化成 Fe 3+ ,滴加 KSCN 溶液后显红色,若原溶液中不含 Fe 2+ ,含有 Fe 3+ ,通入 Cl 2 ,加入 KSCN 溶液同样可以变血红色,故 C 错误;
D . 氢氧化镁为白色沉淀,能被红褐色沉淀掩盖,无法确定,故 D 错误;
故选 B 。
用黄色的 FeCl 3 溶液分别进行下列实验,其中解释或结论不正确的是
| 选项 | 实验 | 现象 | 解释或结论 |
| A | 加入 FeCl 3 固体 | 溶液变成红褐色 | FeCl 3 的水解程度变大 |
| B | 加入等体积的水 | 溶液颜色变浅 | c(Fe 3+ ) 变小 |
| C | 加入足量的 Fe 粉 | 溶液颜色变成浅绿色 | 2Fe 3 + +Fe=3Fe 2+ |
| D | 将 FeCl 3 溶液微热 | 溶液变成红褐色 | 水解反应 ΔH>0 |
A . A B . B C . C D . D
A
【详解】
A .加入氯化铁固体,溶液变为红褐色,溶液中水解生成的氢氧化铁浓度变大,但溶液浓度越大水解程度越小, A 项错误;
B .溶液颜色变浅,可以说明铁离子浓度变小, B 项正确;
C .铁离子具有强氧化性,可与铁发生氧化还原反应,发生 ,溶液颜色变成浅绿色, C 项正确;
D .将氯化铁溶液微热,溶液变成红褐色,说明升高温度平衡正向移动, D 项正确;
答案选 A 。
下列化合物既能用金属与氯气化合制备,又能用金属与盐酸反应制备的是 ( )
A . MgCl 2 B . CuCl 2 C . FeCl 3 D . FeCl 2
A
【详解】
A . Mg 可以和 Cl 2 发生化合反应制取 MgCl 2 ,也可以由 Mg 和 HCl 反应制取 MgCl 2 , A 符合题意;
B . Cu 与 HCl 不反应,无法用金属与盐酸反应制备 CuCl 2 , B 不符合题意;
C . Fe 与 HCl 反应生成 FeCl 2 ,无法制取 FeCl 3 , C 不符合题意;
D . Fe 与氯气反应生成 FeCl 3 ,无法制取 FeCl 2 , D 不符合题意;
综上所述答案为 A 。
下列物质间的转化均能一步实现的是
A . 浓盐酸 (aq) Cl 2 (g)
“ 84 ”消毒液 (aq)
B . NaOH(aq) NaHCO 3 (aq)
Na 2 CO 3 (aq)
C .
D . Al(OH) 3 (s) AlCl 3 (aq)
NH 4 AlO 2 (aq)
B
【详解】
A . Cl 2 (g) 与石灰水制取的为漂白粉,而 “ 84 ”消毒液 (aq) 为次氯酸钠溶液, A 与题意不符;
B . NaOH(aq) 与过量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠, NaHCO 3 (aq) 与 NaOH 反应生成碳酸钠,均可一步实现, B 符合题意;
C . Fe(s) 和氯气反应生成氯化铁,不能生成 FeCl 2 (s) , C 与题意不符;
D . AlCl 3 (aq) 与一水合氨只能生成氢氧化铝沉淀和氯化铵, D 与题意不符;
答案为 B 。
某学习小组采用如图所示装置,完成高温下 与水蒸气反应的实验。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。下列说法不正确的是 ( )
A . 装置 ① 处盛装水的仪器名称为圆底烧瓶
B . 装置 ③ 可采用
,用于收集反应后产生的氢气
C . 该反应过程中每消耗 ,转移的电子数为
D . 用稀盐酸溶解反应后的固体物质,再滴加 溶液,验证产物中铁呈两种价态
D
【分析】
铁与高温水蒸气在高温条件下发生反应, ,由图可知 ①中生成水蒸气,进入②,硬质玻璃管中为铁粉,在酒精喷灯加强热条件下反应生成四氧化三铁和氢气,氢气经碱石灰干燥后收集,据此解答。
【详解】
A .由仪器的构造可知盛水的仪器为圆底烧瓶,故 A 正确;
B .氢气的密度比空气小,应采用向下排空气法,故 B 正确;
C .由反应可知 Fe 转化成四氧化三铁,每摩尔 Fe 反应转移 mol 电子,则消耗 3molFe 转移的电子数为
,故 C 正确;
D .稀盐酸溶解反应后的固体物质,再滴加 溶液,仅能检验产物中存在 +3 价铁,无法验证产物中的铁存在 +2 价,故 D 错误;
故选: D ;
已知 M 为常见的金属单质, 均为含 M 元素的化合物,当光束通过 Q 时,可以看到一条 “ 光亮 ” 的通路,各物质间的转化关系如图。下列叙述中正确的是 ( )
A . 加热 F 时,它能失水生成红棕色的 粉末 B . M 为
为
C . 上述物质转化过程中发生了 6 个氧化还原反应 D . 反应 ③需在加热条件下进行
A
【分析】
由 M 为常见的金属单质,能与稀盐酸和氯气生成不同化合物可知, M 为变价金属,由光束通过红褐色 Q 时,可以看到一条 “ 光亮 ” 的通路可知, Q 为氢氧化铁胶体,则 M 为铁、 N 为氯化亚铁、 P 为氯化铁、 E 为氢氧化亚铁、 F 为氢氧化铁。
【详解】
A .由分析可知, F 为氢氧化铁,氢氧化铁受热会发生分解反应生成氧化铁和水,故 A 正确;
B .由分析可知, M 为铁、 E 为氢氧化亚铁,故 B 错误;
C .由物质间的转化关系可知,反应中有化合价变化的反应为 ①②④⑤⑧,则物质转化过程中发生了 5 个氧化还原反应,故 C 错误;
D .氢氧化亚铁的还原性强,反应 ③ 为常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气发生氧化还原反应生成氢氧化铁,故 D 错误;
故选 A 。
将铁投入某溶液中,溶液质量增大,且无气体生成。则该溶液的溶质是 ( )
A . B .
C .
D .
D
【详解】
A .将 Fe 投入到 溶液中,会发生如下的反应
,虽然无气泡生成但溶液的质量会减小,故 A 错;
B .将 Fe 投入到 溶液中,会发生如下的反应
,溶液的质量虽然会增加,但有气泡生成,故 B 错;
C .将 Fe 投入到 溶液中,会发生如下的反应
,虽然无气泡生成,但溶液的质量减小,故 C 错;
D .将 Fe 投入到 溶液中,会发生如下的反应
,即无气泡生成溶液质量又增大,故选 D 。
答案选 D。
下列有关说法中正确的是 ( )
A . “ 司南之杓 ( 勺 ) ,投之于地,其柢 ( 勺柄 ) 指南 ” 中 “ 杓 ” 的材质是
B . 商朝的 “司母戊鼎”是我国最早使用的铁制品之一
C . 氯气和二氧化硫均可作为漂白剂,若两者同时使用,漂白效果会更好
D . 小苏打是制作面包等糕点的膨松剂,也可用于治疗胃酸过多
D
【详解】
A .杓的材质是具有磁性的四氧化三铁,故 A 错误;
B .司母戊鼎是我国最早使用的青铜器,故 B 错误;
C .氯气和二氧化硫在水溶液中发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸,硫酸和盐酸没有漂白性,则两者同时使用,漂白效果会减弱,故 C 错误;
D .碳酸氢钠受热分解生成的二氧化碳能使面包等多孔疏松,常用于做糕点的膨松剂,碳酸氢钠能与胃液的主要成分盐酸反应,可用于治疗胃酸过多,故 D 正确;
故选 D 。
下列化学实验事实及其结论都正确的是
| 选项 | 实验事实 | 结论 |
| A | 向新制氯水中滴加紫色石蕊溶液,溶液变红色且保持不变 | 新制氯水具有酸性 |
| B | 向某溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色 | 溶液中一定含有 Fe 2+ |
| C | SiO 2 可以和 NaOH 溶液及 HF 溶液反应 | SiO 2 属于两性氧化物 |
| D | 将 SO 2 通入溴水中,溴水褪色 | SO 2 具有漂白性 |
A . A B . B C . C D . D
B
【详解】
A .氯水中 HClO 有漂白性, HCl 、 HClO 电离出的氢离子而使溶液呈酸性,向新制氯水中滴加紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色, A 项错误;
B .向某溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液,溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色,证明溶液中一定含有 Fe 2 + , B 项正确;
C . SiO 2 是酸性氧化物, C 项错误;
D .将 SO 2 通入溴水中,溴水褪色,证明 SO 2 具有还原性, D 项错误;
答案选 B 。
下列物质对于的名称错误的是 ( )
A . Na 2 CO 3 - 碳酸钠 B . CuSO 4 - 硫酸铜 C . Na 2 SO 3 - 硫酸钠 D . FeCl 2 - 氯化亚铁
C
【详解】
A .碳酸钠属于盐,化学式为 Na 2 CO 3 ,故 A 正确;
B .硫酸铜属于盐,化学式为 CuSO 4 ,故 B 正确;
C .硫酸钠属于盐,化学式为 Na 2 SO 4 ,而亚硫酸钠也属于盐,化学式为 Na 2 SO 3 ,故 C 错误;
D .氯化亚铁属于盐,铁元素为 +2 价,化学式为 FeCl 2 ,故 D 正确;
故选 C 。
某硫酸厂产生的烧渣 ( 主要含 Fe 2 O 3 、 FeO 、 CaO ,还有一定量的 SiO 2 ) 可用于制备绿矾 (FeSO 4 ·7H 2 O) ,其流程如图所示:
A . “ 酸溶 ” 时,为提高浸出率,硫酸浓度越大越好
B . “ 滤渣 1” 的成分只有 SiO 2
C . “ 还原 ” 时,每消耗 1molA 转移电子数为 2N A
D . “ 一系列操作 ” 为蒸发溶液至有大量晶体出现,停止加热,余热蒸干
C
【分析】
烧渣主要含 Fe 2 O 3 、 FeO 、 CaO 、 SiO 2 ,也可能含有不溶于酸的固体杂质, Fe 2 O 3 、 FeO 、 CaO 能够溶于酸, SiO 2 不与硫酸反应,则 “ 滤渣 1” 的成分主要是 SiO 2 ,加入 Fe 可以将 Fe 3+ 还原为 Fe 2+ ,经过一系列操作生成 FeSO 4 ·7H 2 O 固体,以此解答。
【详解】
A . “ 酸溶 ” 时,为提高浸出率,可以提高硫酸的浓度,但不是浓度越大越好,会造成浪费,故 A 错误;
B .烧渣主要含 Fe 2 O 3 、 FeO 、 CaO 、 SiO 2 ,也可能含有不溶于酸的固体杂质, Fe 2 O 3 、 FeO 、 CaO 能够溶于酸, SiO 2 不与硫酸反应,则 “ 滤渣 1” 的成分主要是 SiO 2 ,故 B 错误;
C . “ 还原 ” 时的离子方程式为: 2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ,每消耗 1molFe 转移电子数为 2N A ,故 C 正确;
D .由 FeSO 4 溶液制备 FeSO 4 ·7H 2 O 固体,需要用冷却结晶,故 D 错误;
故选 C 。
对如图所示实验现象的描述错误的是 ( )
| A | B | C | D |
| | | | |
| 溶液颜色变化:无色 → 红色 | 溶液颜色变化:红色 → 紫色 | 溶液颜色变化:紫色 → 红色 → 无色 | 生成的沉淀颜色变化:白色 → 灰绿色 → 红褐色 |
A . A B . B C . C D . D
A
【详解】
A .钠放到水中,生成氢氧化钠和氢气,但水中没有滴入酚酞,所以溶液颜色不会成变红色,则 A 描述错误;
B .二氧化碳气体通入到石蕊溶液中后与水反应生成碳酸,石蕊溶液变红色,加热后碳酸分解生成了二氧化碳气体和水,石蕊溶液又变成了紫色,则 B 描述正确;
C .氯气通入到紫色石蕊溶液中,与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸使石蕊溶液变红,但次氯酸具有漂白性,后又使红色褪色,则 C 描述正确;
D .盛有氢氧化钠溶液的滴管深入到硫酸亚铁溶液中,反应生成的氢氧化亚铁沉淀是白色的,但水中溶解了少量氧气,氢氧化亚铁会逐渐被氧化,沉淀由白色到灰绿色直到红褐色,则 D 描述正确;
本题答案 A 。
在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应可以得到铁的氧化物。用如图装置制取铁的氧化物 ( 夹持及加热装置均已略去 ) 。下列说法正确的是 ( )
A . 烧瓶 ②用于提供反应物,烧瓶③用作安全瓶
B . 实验时,必须对 ①②③进行加热
C . ①②③中依次盛装铁粉、浓 、水
D . ④处的气体收集方法也可用于收集氨气和甲烷
A
【分析】
烧瓶 ② 中盛水,加热烧瓶 ② 提供水蒸气,水蒸气和铁粉在 ① 中反应生成四氧化三铁和氢气,烧瓶 ③ 用作安全瓶, ④ 处收集氢气。
【详解】
A .试管 ① 是铁粉和水蒸气反应装置,烧瓶 ② 用于提供反应物水蒸气,烧瓶 ③ 用作安全瓶,防倒吸,故 A 正确;
B .反应需要高温,需要水蒸气,故需要对 ①② 进行加热,故 B 错误;
C . ①② 中依次盛装铁粉、水, ③ 中不需要加试剂,故 C 错误;
D . ④ 处收集的是氢气,用排水法,因为甲烷不易溶于水,可用此法收集,而氨气极易溶于水,不能用排水法,故 D 错误;
故答案为 A 。
硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质 ( 如图所示 ) ,下列说法错误的是
A . 碱式硫酸铁水解能产生 Fe(OH) 3 胶体,可用作净水剂
B . 为防止 NH 4 HCO 3 分解,生产 FeCO 3 需在较低温度下进行
C . 可用铁氰化钾溶液检验 是否被氧化
D . 溶解度受温度的影响较大
C
【详解】
A .铁离子能水解生成氢氧化铁胶体,胶体具有很大的表面积,能吸附水中的悬浮物达到净水的目的, A 正确;
B . NH 4 HCO 3 受热易分解产生氨气、水和二氧化碳,为防止 NH 4 HCO 3 分解,生产 FeCO 3 需在较低温度下进行, B 正确;
C .铁氰化钾溶液可以和 Fe 2+ 反应生成蓝色沉淀,不和 Fe 3+ 反应,而检验硫酸亚铁铵是否被氧化需要检验是否含有 Fe 3+ ,铁氰化钾溶液无法检验 Fe 3+ , C 错误;
D . FeSO 4 与 (NH 4 ) 2 SO 4 的混合溶液冷却结晶可以得到硫酸亚铁铵,说明其溶解度随温度降低会大幅度减小,即溶解度受温度的影响较大, D 正确;
综上所述答案为 C 。
下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是
A . 用石灰乳脱除烟气中的 SO 2
B . 用明矾
处理污水
C . 用 84 消毒液 ( 有效成分 NaClO ) 杀灭细菌
D . 用盐酸去除铁锈 ( 主要成分 Fe 2 O 3 •xH 2 O )
C
【详解】
A . SO 2 是酸性氧化物,可与碱反应,用石灰乳脱除烟气中的 SO 2 时, SO 2 与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙或亚硫酸氢钙,反应过程中无元素的化合价变化,没有利用氧化还原反应,故 A 不符合题意;
B .用明矾
溶于水中,电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,利用胶体的吸附性可吸附污水中的固体颗粒物,该过程利用胶体的吸附性,发生的反应中没有元素的化合价变化,没有利用氧化还原反应,故 B 不符合题意;
C . 84 消毒液有效成分 NaClO ,具有强氧化性,能使蛋白质发生变性而杀死细菌病毒,杀菌消毒的过程利用了氧化还原反应,故 C 符合题意;
D .用盐酸去除铁锈(主要成分 Fe 2 O 3 ·xH 2 O ),发生的主要反应为: 6HC1+Fe 2 O 3 ===2FeCl 3 +3H 2 O ,反应中没有元素化合价的变化,没有利用氧化还原反应,故 D 不符合题意;
答案选 C 。
现有某铁的氧化物样品用 10mL5mol/L 盐酸恰好完全溶解,向反应后的溶液中通入氯气 112mL( 标准状况下 ) , Fe 2+ 恰好可以全部转化为 Fe 3+ 。则该氧化物可能的化学式为
A . Fe 2 O 3 B . Fe 3 O 4 C . Fe 4 O 5 D . Fe 5 O 7
C
【详解】
设该铁的氧化物为 Fe 2 O 3 nFeO ,则有 Fe 2 O 3
nFeO+(6+2n)HCl=2FeCl 3 +nFeCl 2 +(n+3)H 2 O , nFeCl 2 +
Cl 2 = nFeCl 3 ,可得关系式: (6+2n)HCl~
Cl 2 ,即
=
,解得 n=2 ,所以该铁的氧化物为 Fe 2 O 3
2FeO ,即 Fe 4 O 5 , C 符合题意,故答案选 C 。
向 Fe 2 O 3 和铁屑的混合物中加入足量的稀硫酸至固体完全溶解,所得溶液中不含 Fe 3+ ,而产生的 Fe 2+ 和 H 2 的物质的量之比为 2∶1 ,则原混合物中 Fe 2 O 3 和 Fe 的物质的量之比为
A . 1∶1 B . 1∶2 C . 1∶3 D . 1∶4
D
【详解】
设原混合物中含有 xmolFe , ymolFe 2 O 3 ,由化学方程式 Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 =Fe 2 (SO 4 ) 3 +3H 2 O 和 Fe 2 (SO 4 ) 3 +Fe=3FeSO 4 得到 Fe 2 O 3 ~ Fe 2 (SO 4 ) 3 ~ Fe ~ 3FeSO 4 ,可见 ymol 的 Fe 2 O 3 参加反应转化为 3ymolFeSO 4 ,同时消耗 ymol 的 Fe ;又由 Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 ↑ 可知, (x-y)mol 的 Fe 与硫酸反应产生 (x-y)mol 的 FeSO 4 和 (x-y)mol H 2 ;则有
: (x-y)mol=2 : 1 ,整理得 y : x=1 : 4 ,答案为 D 。
下列离子方程式正确的是
A . 过量 CO 2 通入氢氧化钠溶液: CO 2 + 2OH - = H 2 O+
B . Na 2 CO 3 溶液中滴加少量盐酸: +2H + = CO 2 ↑+H 2 O
C . 向 NaHSO 4 溶液加入 Ba(OH) 2 溶液至中性: H + + +Ba 2+ +OH - =BaSO 4 ↓+H 2 O
D . 酸性 KMnO 4 溶液中滴加 FeSO 4 溶液: +5Fe 2+ + 8H + =5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O
D
【详解】
A .过量 CO 2 通入氢氧化钠溶液生成碳酸氢钠,离子方程式为: CO 2 + OH - = ,故 A 错误;
B . Na 2 CO 3 溶液中滴加少量盐酸生成碳酸氢钠和氯化钠,离子方程式为: +H + = HC
+H 2 O ,故 B 错误;
C .向 NaHSO 4 溶液加入 Ba(OH) 2 溶液至中性,反应生成硫酸钡、硫酸钠和水,离子方程式为: 2 H + + +Ba 2+ +2OH - =BaSO 4 ↓+2H 2 O ,故 C 错误;
D .酸性 KMnO 4 溶液中滴加 FeSO 4 溶液, 可将 Fe 2+ 氧化为 Fe 3+ ,本身被还原为 Mn 2+ ,离子方程式为:
+5Fe 2+ + 8H + =5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O ,故 D 正确;
答案选 D 。
化学与生产、生活密切相关,下列说法错误的是
A . 氢氧化铝、碳酸氢钠都是常见的胃酸中和剂
B . 为增强消毒效果,可将 “84” 消毒液与盐酸混用
C . 用 K 2 FeO 4 处理自来水,即可杀菌消毒又可除去悬浮杂质
D . 硅胶可用作食品的干燥剂
B
【详解】
A .氢氧化铝、碳酸氢钠碱性不强,不伤消化道 是常见的胃酸中和剂, A 正确;
B .将 “ 84 ”消毒液与盐酸混用会发生歧化反应,生成有毒的氯气,对人体有一定伤害, B 错误;
C .用 K 2 FeO 4 处理自来水, + 6价的铁有强氧化性,可杀菌消毒,还原后的 + 3价铁水解生成的氢氧化铁胶体又可除去悬浮杂质, C 正确;
D .硅胶可吸水,又无毒,常用作食品的干燥剂, D 正确;
故选B。
硫酸锌是一种重要的工业原料,广泛用于农业、化工、电镀等行业。工业上由锌渣 主要成分为 ZnO 、 FeO 、 CuO 、
生产
的流程如下:
下列叙述不正确的是
A . “ 溶浸 ” 时搅拌可以加快 “ 溶浸 ” 速率
B . “ 滤渣 A” 的主要成分是
C . “ 反应 Ⅱ ” 中,加入锌粉时反应的离子方程式为
D . 从滤液获得 的实验操作为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
D
【分析】
向锌渣中加入稀硫酸溶浸,氧化铅与稀硫酸反应生成硫酸铅沉淀和水,氧化锌、氧化亚铁、氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸盐和水,过滤得到硫酸盐溶液和硫酸铅;向硫酸盐溶液中加入次氯酸钠溶液将溶液中亚铁离子氧化为铁离子,再加入氢氧化钠溶液调节溶液 pH ,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁沉淀和硫酸锌和硫酸铜的混合溶液;向混合溶液中加入锌粉,锌与溶液中的铜离子发生置换反应置换出铜,过滤得到铜和硫酸锌滤液;滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到七水硫酸锌晶体。
【详解】
A .溶浸时搅拌可以使反应物的接触面积增大,使溶浸速率加快,故 A 正确;
B .由分析可知,滤渣 A 的主要成分是硫酸铅,故 B 正确;
C .由分析可知,反应 Ⅱ 为锌与溶液中的铜离子发生置换反应置换出铜,反应的离子方程式为 ,故 C 正确;
D .由分析可知,从滤液获得七水硫酸锌晶体的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故 D 错误;
故选 D 。
下列关于古籍中的记载说法不正确的是 ( )
A . 《肘后备急方》中 “ 青蒿一握,以水二升渍,绞取汁 ” 该过程属于物理变化
B . 《吕氏春秋 • 别类编》中 “ 金 ( 即铜 ) 柔锡柔,合两柔则刚 ” 体现了合金硬度方面特性
C . 《本草纲目》中 “ 凡酸坏之酒,皆可蒸烧 ”“ 以烧酒复烧二次 …… 价值数倍也 ” 用到的方法是蒸馏
D . 《梦溪笔谈》中 “ 方家以磁石磨针锋,则能指南 ” 中的磁石主要成分为 Fe 2 O 3
D
【详解】
A .青蒿素提取利用的是萃取原理,该过程中没有新物质生成,属于物理变化, A 项不符合题意;
B .这句话体现了合金硬度大于成分金属硬度, B 项不符合题意;
C .酸坏之酒中含有乙酸,乙酸和乙醇的沸点不同,用蒸烧的方法分离,为蒸馏操作, C 项不符合题意;
D .磁石具有磁性,应为 Fe 3 O 4 , D 项符合题意;
故正确选项为 D。
向一定量的 Cu 、 Fe 2 O 3 的固体混合物中加入 300 mL2 mol/L 的硫酸,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中加入 KSCN 溶液不显红色。若用过量的 CO 在高温下还原相同质量的原混合物,固体减少的质量为( )
A . 1.6 g B . 4.8 g C . 6.4 g D . 9.6 g
D
【详解】
向 Fe 2 O 3 、 Cu 的混合物中加入硫酸后发生反应依次为 ① Fe 2 O 3 +6H + =2Fe 3+ +3H 2 O , ② 2Fe 3+ +Cu=Cu 2+ +2Fe 2+ ;化合物恰好完全溶解,加入 KSCN 溶液后无红色出现,说明所得溶液溶质为 CuSO 4 和 FeSO 4 ;原混合物中所含氧元素全部生成水,若用 CO 还原相同质量的混合物,其质量减少量为氧元素的质量,由题意, H 2 SO 4 的物质的量 n (H 2 SO 4 )=2 mol/L ×0.3 mol=0.6 mol ,则根据 H 原子守恒,可知反应产生 H 2 O 的物质的量等于硫酸的物质的量, n (O)= n (H 2 O)= n (H 2 SO 4 )=0.6 mol ,其质量 m (O)=0.6 mol×16 g/mol=9.6 g ,所以固体质量减少 9.6 g ,故合理选项是 D 。
下列说法正确的是(设 N A 为阿伏伽德罗常数的值)( )
A . 25g 质量分数为 34% 的 H 2 O 2 水溶液中氧原子数为 0.5 N A
B . 78 g Na 2 O 2 晶体中阴、阳离子总数为 3 N A
C . 0.3 mol/LNaCl 溶液中含有 0.3 N A 氯离子
D . 1 mol H 2 O 与足量的铁粉高温条件下完全反应,转移的电子数为 N A
B
【详解】
A . 25g 质量分数为 34% 的 H 2 O 2 水溶液中含有 H 2 O 2 的物质的量 n (H 2 O 2 )= =0.25 mol ,其中含有 O 原子的数目是 0.25 mol ×2× N A /mol=0.5 N A ,同时溶剂 H 2 O 中也含有 O 原子,因此其中含有的 O 原子数目大于 0.5 N A , A 错误;
B . Na 2 O 2 中含有 2 个 Na + 、 1 个 , 78 g Na 2 O 2 的物质的量是 1 mol ,则其中含有的阴、阳离子总数为 3 N A , B 正确;
C .只有溶液浓度,缺少溶液体积,不能计算微粒数目, C 错误;
D . H 2 O 与铁粉高温条件下完全反应产生 Fe 3 O 4 、 H 2 ,反应方程式为: 3Fe+4H 2 O(g) Fe 3 O 4 +4H 2 ,每有 4 mol H 2 O 反应,转移 8 mol 电子,则当 1 mol H 2 O 与足量的铁粉高温条件下完全反应,转移的电子数目为 2 N A , D 错误;
故合理选项是 B 。
化学与生活、社会发展息息相关,下列说法不正确的是( )
A . “ 外观如雪,强烧之,紫青烟起 ” ,南北朝陶弘景对硝酸钾的鉴定利用了焰色试验原理
B . “ 熬胆矾铁釜,久之亦化为铜 ” ,北宋沈括用胆矾炼铜的过程属于置换反应
C . “ 玉不琢不成器 ” 、 “ 百炼方能成钢 ” 发生的均为化学变化
D . 稀土元素被称为 “ 冶金工业的维生素 ” ,其加入钢中后可增加钢的韧性、抗氧化性
C
【详解】
A .硝酸钾是白色固体,由于含有钾元素,因此灼烧时能够使火焰呈紫色,物质鉴定利用了焰色试验原理, A 正确;
B . Fe 与 CuSO 4 发生反应产生 Cu 、 FeSO 4 ,反应类型为置换反应, B 错误;
C .玉不琢不成器的过程是物质状态的变化,没有新物质产生,因此发生的变化为物理变化, C 错误;
D .稀土元素被称为 “ 冶金工业的维生素 ” ,在钢中加入铬、镍等元素后可制成不锈钢,增加钢的韧性、抗氧化性, D 正确;
故合理选项是 C 。
现将 KI 、 FeSO 4 、 CuCl 2 、 Fe 2 (SO 4 ) 3 、漂白粉中的几种或全部固体混合物加入到足量的水中,一段时间后生成深棕色固体混合物和 pH>7 的无色溶液。下列推断不合理的是
A . 固体混合物中一定含有 KI 和漂白粉
B . 固体混合物中一定含 CuCl 2 ,可能含有 FeSO 4 和 Fe 2 (SO 4 ) 3 中的一种或两种
C . 深棕色固体混合物的成分是 Fe(OH) 3 和 Cu(OH) 2
D . 得到的 pH>7 的无色溶液具有强氧化性,能够漂白棉、麻丝织品
A
【分析】
固体溶于水后,要使溶液为 pH>7 的无色溶液,则一定含有漂白粉,且漂白粉过量,得到深棕色固体混合物,则固体是 Fe(OH) 3 和 Cu(OH) 2 的混合物,原固体中一定含有 CuCl 2 , FeSO 4 和 Fe 2 (SO 4 ) 3 中含有其中一种或两种都含,据此解答。
【详解】
A .若原固体混合物中含有 KI 和漂白粉的话,则 KI 会与漂白粉反应生成 I 2 ,溶液不可能为无色,因此一定不含 KI , A 错误;
B .由分析可知,固体混合物中一定含 CuCl 2 ,可能含有 FeSO 4 和 Fe 2 (SO 4 ) 3 中的一种或两种, B 正确;
C .由分析可知,深棕色固体混合物,则固体是 Fe(OH) 3 和 Cu(OH) 2 的混合物, C 正确;
D .由分析可知,得到的 pH>7 的无色溶液为含有过量的漂白粉,故具有强氧化性,能够漂白棉、麻丝织品, D 正确;
故答案为: A 。
由下列实验操作和现象得出的结论错误的是 ( )
| 选项 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
| A | 氯乙烷加入 NaOH 溶液加热,冷却后加入 AgNO 3 溶液 | 产生沉淀 | 证明氯乙烷已经水解 |
| B | 白铁皮 ( 镀锌铁 ) 出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴加几滴 | 无明显现象 | 锌对铁依然具有保护作用 |
| C | 向氯化钠粉末中加入适量酒精充分震荡形成无色透明液体,用红色激光笔照射 | 出现一条光亮的通路 | 形成的分散系是胶体 |
| D | 向某钠盐溶液中加入盐酸,将产生的气体通入硝酸酸化的 BaCl 2 溶液中 | 有白色沉淀产生 | 反应生成的气体可能是 SO 2 |
A . A B . B C . C D . D
A
【详解】
A .氯乙烷与 NaOH 溶液反应后的溶液呈碱性,应先加稀硝酸中和过量的碱,再加入硝酸银,若产生白色沉淀,证明氯乙烷已水解, A 项错误;
B .将出现刮痕的白铁皮放入食盐水中形成原电池,锌作负极,铁作正极,此为牺牲阴极的阳极保护法,铁未溶解,一段时间后加入铁氰化钾无明显现象, B 项正确;
C .用光束照射无色透明的氯化钠与酒精形成的液体产生丁达尔效应,说明该分散系为胶体, C 项正确;
D .钠盐可能为亚硫酸钠,二氧化硫可被硝酸氧化,生成硫酸根离子,与钡离子反应生成白色沉淀为硫酸钡, D 项正确;
答案选 A 。
以红土镍矿 ( 主要含有 Fe 2 O 3 、 FeO 、 NiO 、 SiO 2 等 ) 为原料,获取净水剂黄钠铁矾
和纳米镍粉的部分工艺流程如图:
已知: Fe 3+ 在 pH 约为 3.7 时可完全转化为 Fe(OH) 3 , Fe 2+ 在 pH 约为 9 时可完全转化为 Fe(OH) 2
下列说法错误的是 ( )
A . “ 滤渣 ” 的主要成分是 SiO 2
B . 为提高镍、铁元素的利用率,可将 “ 过滤 I” 的滤液和滤渣洗涤液合并
C . “ 氧化 ” 过程发生的离子方程式为 2H + +2Fe 2+ +ClO - =2Fe 3+ +Cl - +H 2 O
D . “ 沉铁 ” 过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度,应将 pH 控制在 3.7~9
D
【分析】
红土镍矿 ( 主要含有 Fe 2 O 3 、 FeO 、 NiO 、 SiO 2 等 ) 中加入硫酸酸浸,酸浸后的酸性溶液中含有 Ni 2+ 、 Fe 2+ 、 Fe 3+ 等,二氧化硅不溶,形成滤渣,滤液中加入 NaClO 氧化亚铁离子为铁离子,再加入碳酸钠溶液调节溶液的 pH ,使铁离子全部沉淀,过滤后得到沉淀黄钠铁矾,滤液经处理可得到 Ni ,据此分析解答。
【详解】
A .根据上述分析,二氧化硅不溶于硫酸,形成滤渣,故 A 正确;
B .滤渣表面吸附有滤液中的镍、铁元素,为提高镍、铁元素的利用率,可将 “ 过滤 I” 的滤液和滤渣洗涤液合并,故 B 正确;
C . “ 氧化 ” 过程中 NaClO 氧化 Fe 2+ 生成 Fe 3+ ,反应的离子方程式为 2H + +2Fe 2+ +ClO - =2Fe 3+ +Cl - +H 2 O ,故 C 正确;
D . Fe 3+ 在 pH 约为 3.7 时可完全转化为 Fe(OH) 3 , Fe 2+ 在 pH 约为 9 时可完全转化为 Fe(OH) 2 , “ 沉铁 ” 过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度形成黄钠铁矾
,应将 pH 控制在 pH < 3.7 ,故 D 错误;
故选 D 。
下列各组物质,若不加指示剂则不能确定是否发生了反应的一组是 ( )
A . 锌粒和盐酸 B . 锈铁钉和稀硫酸
C . 二氧化碳气体和石灰水 D . 盐酸和氢氧化钠溶液
D
【详解】
A .锌和盐酸反应会有气体产生,所以不用指示剂就能确定反应发生了, A 不符合题意;
B .铁锈和硫酸反应溶液变浅黄色,不用指示剂也能确定反应发生, B 不符合题意;
C .二氧化碳和氢氧化钙反应式生成碳酸钙沉淀和水,所以不用指示剂就能确定反应发生, C 不符合题意;
D .盐酸和氢氧化钠反应没有明显现象,不用指示剂不能确定其是否反应, D 符合题意;
故选 D 。
下列说法不正确的是 ( )
A . 聚合硫酸铁 是新型絮凝剂,可用来杀灭水中病菌
B . 强化木地板表面的氧化铝具有耐磨与阻燃的作用
C . 港珠澳大桥路面使用了沥青和混凝土,沥青可以通过石油分馏得到
D . 用于新版人民币票面文字等处的油墨中所含有的 是一种磁性物质
A
【详解】
A . 聚合硫酸铁 是新型絮凝剂,可用来净水,不可用来杀灭水中病菌,故 A 错误;
B . 氧化铝熔沸点高,硬度大,强化木地板表面的氧化铝具有耐磨与阻燃的作用,故 B 正确;
C . 港珠澳大桥路面使用了沥青和混凝土,沥青分子中含碳原子数多,熔点高,沥青可以通过石油分馏得到,故 C 正确;
D . 具有磁性,用于新版人民币票面文字等处的油墨中所含有的
是一种磁性物质,故 D 正确;
故选 A 。
下列除杂方法或对应方程式有错误的是 ( )
| 选项 | 物质 ( 所含杂质 ) | 除杂方法或试剂 | 反应方程式 |
| A | 溶液 NaCl(Na 2 CO 3 ) | 适量稀盐酸 | 2H + +CO |
| B | 固体 Na 2 CO 3 (NaHCO 3 ) | 直接加热 | 2NaHCO 3 |
| C | 固体 KCl(AlCl 3 ) | 水溶后加过量 NaOH | Al 3+ +3OH - = Al(OH) 3 ↓ |
| D | 溶液 FeCl 2 (FeCl 3 ) | 过量 Fe ,过滤 | Fe+2Fe 3+ = 3Fe 2+ |
A . A B . B C . C D . D
C
【详解】
A . Na 2 CO 3 与稀盐酸发生反应 2H + +CO = CO 2 ↑+H 2 O ,故可用适量稀盐酸除去 NaCl 溶液中的 Na 2 CO 3 ,可 A 正确;
B . NaHCO 3 受热易分解,发生反应 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 +CO 2 ↑+H 2 O ,故直接加热可除去固体 Na 2 CO 3 中的 NaHCO 3 , B 正确;
C . AlCl 3 与过量 NaOH 发生反应 Al 3+ +4OH - = +2H 2 O ,又引入新杂质, C 错误;
D . FeCl 3 与 Fe 发生反应 Fe+2Fe 3+ = 3Fe 2+ ,过量的 Fe 可过滤除去,故可用过量 Fe ,过滤的方法除去 FeCl 2 中的 FeCl 3 , D 正确;
故选 C 。
根据下列实验操作,预测的实验现象和实验结论或解释正确的是
| | 实验操作 | 预测实验现象 | 实验结论或解释 |
| A | 向澄清石灰水中通入某无色气体 | 澄清石灰水变浑浊 | 该气体一定是 CO 2 |
| B | 向某无色溶液中滴入少量的氯水和 CCl 4 ,振荡、静置 | 溶液分层,下层呈紫红色 | 无色溶液中含有 I - |
| C | 先向某溶液中滴加新制氯水,再滴加少量 KSCN 溶液 | 溶液变血红色 | 原溶液中存在 Fe 2+ |
| D | 向盛有饱和 Na 2 CO 3 溶液中逐渐滴加少量稀盐酸 | 立即有气体逸出 | |
A . A B . B C . C D . D
B
【详解】
A .向澄清石灰水中通入某无色气体,澄清石灰水变浑浊,该气体可以是 CO 2 ,也可以是 SO 2 ,故 A 错误;
B .向某无色溶液中滴入少量的氯水和 CCl 4 ,振荡、静置,溶液分层,下层呈紫红色,则下层为碘的四氯化碳溶液,则无色溶液中含有 I - ,故 B 正确;
C .先向某溶液中滴加新制氯水,再滴加少量 KSCN 溶液,溶液变血红色,说明此时存在 Fe 3+ ,但不能说明是由 Fe 2+ 氧化而来,故 C 错误;
D .向饱和 Na 2 CO 3 溶液中滴加少量稀盐酸,反应生成碳酸氢钠: +H + =
,没有气体逸出,故 D 错误;
故选 B 。
图中 “——” 表示相连的物质在一定条件下可以发生反应, “→” 表示在一定条件下丁可以转化为乙。下面四组选项中,符合图中要求的是
| | 甲 | 乙 | 丙 | 丁 |
| A | H 2 SO 4 | Na 2 SO 4 | NaOH | NaCl |
| B | KCl | K 2 CO 3 | KOH | HCl |
| C | C | H 2 O | CO 2 | O 2 |
| D | Fe | CuCl 2 | Zn | HCl |
A . A B . B C . C D . D
D
【详解】
A .硫酸与硫酸钠不能反应,故 A 不符合;
B .氯化钾和碳酸钾不能反应,故 B 不符合;
C . CO 2 与 O 2 不反应,故 C 不符合;
D . Fe 和 CuCl 2 反应生成 FeCl 2 和 Cu , Fe 和 HCl 反应生成 FeCl 2 和 H 2 , Zn 和 HCl 反应生成 ZnCl 2 和 H 2 , CuCl 2 和 Zn 反应生成 ZnCl 2 和 Cu , HCl 和 Cu(OH) 2 反应生成 CuCl 2 和 H 2 O ,故 D 符合;
故选 D 。
能检验某溶液中有 Fe 2+ 无 Fe 3+ 的实验事实是
A . 向溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液立即变红色
B . 向溶液中加入少许氯水后再加 2 滴 KSCN 溶液立即变红色
C . 向溶液中加入 2 滴 KSCN 溶液无明显变化,再加入少许氯水立即变红色
D . 向溶液中加入少许 NaOH 溶液立即产生红褐色沉淀
C
【详解】
A .该现象只能说明含有 Fe 3+ ,无法判断是否有 Fe 2+ , A 错误;
B .若原溶液中只有 Fe 3+ ,现象相同, B 错误;
C .加入 2 滴 KSCN 溶液无明显变化,说明无 Fe 3+ ,再加入少许氯水立即变红色,说明含有 Fe 2+ ,被氧化生成了 Fe 3+ , C 正确;
D .该现象只能说明含有 Fe 3+ ,无法判断是否有 Fe 2+ , D 错误;
综上所述答案为 C 。
将一定质量 Fe 2 O 3 和 Al 2 O 3 的混合固体溶解在 200mL0.1mol·L -1 的过量 H 2 SO 4 溶液中,然后向其中加入 NaOH 溶液使 Fe 3+ 、 Al 3+ 刚好完全沉淀,用去 NaOH 溶液 100mL ,则 NaOH 溶液的浓度为 ( )
A . 0.4mol·L -1 B . 0.2mol·L -1
C . 0.1mol·L -1 D . 0.8mol·L -1
A
【详解】
将一定质量 Fe 2 O 3 和 Al 2 O 3 的混合固体溶解在 200mL0.1mol·L -1 的过量 H 2 SO 4 溶液中,反应生成硫酸铝、硫酸铁,硫酸有剩余;向反应后的溶液中加入 100mL NaOH 溶液,恰好使 Fe 3+ 、 Al 3+ 刚好完全沉淀,此时溶液中的溶质为硫酸钠;根据硫酸根离子守恒可知: n(Na 2 SO 4 )=n(H 2 SO 4 )=0.2L×0.1mol·L -1 =0.02mol ,根据钠离子守恒有: n(NaOH)=2n(Na 2 SO 4 )=0.04mol ,则 0.1L 的溶液中, NaOH 溶液的浓度为: c(NaOH)= 0.4mol·L -1 ;
故选 A 。
用铁制备较纯净的三氧化二铁,下列实验方案最好的是 ( )
A . 使铁在潮湿的空气中缓慢氧化
B . 铁在氯气中燃烧,加水溶解,加入足量 NaOH 溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解
C . 使铁溶解于稀硫酸,然后加入足量 NaOH 溶液,过滤、洗涤、然后充分加热分解
D . 使铁与足量稀硝酸反应,然后加入足量 NaOH 溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解
B
【详解】
A .铁在潮湿的空气中缓慢氧化最终生成铁锈,主要成分为氧化铁水合物, A 错误;
B .铁在氯气中燃烧生成氯化铁,加水溶解,加入足量 NaOH 溶液,反应生成氢氧化铁沉淀,过滤、洗涤,然后充分加热氢氧化铁分解生成氧化铁, B 正确;
C .铁和硫酸反应生成硫酸亚铁,硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁在空气中加热部分氧化生成氢氧化铁,所以分解产生有氧化铁和氧化亚铁, C 错误;
D .铁和硝酸反应生成有害气体,污染环境,不属于最佳方案, D 错误;
故选 B 。
工业废水中含有的重铬酸根离子 (Cr 2 O ) 有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾 (FeSO 4 ·7H 2 O) 作处理剂,反应的离子方程式为 6Fe 2+ +Cr 2 O
+14H + =6Fe 3+ +2Cr 3+ +7H 2 O ,下列说法正确的是 ( )
A . 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 6 : 1
B . 用绿矾作处理剂,不仅可去除毒性,还可净水
C . 酸化试剂可以用盐酸或硫酸
D . 可以用草酸溶液代替绿矾作处理剂
BD
【详解】
A.Fe 元素由 Fe 2+ 中的 +2 价升高到 Fe 3+ 中的 +3 价,失去电子, Fe 2+ 是还原剂, Cr 由 中的 +6 价降低到 Cr 3+ 中的 +3 价,得到电子,
是氧化剂,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1 : 6 , A 项不符合题意;
B. 绿矾与重铬酸根离子反应,可以去除毒性,生成的 Fe 3+ 可以形成氢氧化铁假体,具有净水的作用, B 项符合题意;
C. 盐酸中的 Cl - 具有还原性,可以与具有氧化性的 发生氧化还原反应生成具有毒性的 Cl 2 , C 项不符合题意;
D. 草酸中的 C 是 +3 价,可以作还原剂,同时生成的是二氧化碳气体,没有毒性, D 项符合题意;
故正确选项为 BD
( 1)现有以下物质:①Ba(OH) 2 固体 ②Fe(OH) 3 胶体 ③冰醋酸(固态醋酸)④酒精(C 2 H 5 OH)⑤K 2 Cr 2 O 7 固体,请回答下列问题(填序号):
①以上物质中属于电解质的是 _____ 。
②以上物质中属于非电解质的是 ________ 。
③请写出①在水溶液中的电离方程式 _________ 。
( 2)当光束通过下列物质时,会出现丁达尔效应的是 _______ 。(填序号)
①Fe(OH) 3 胶体 ②酒精 ③蔗糖溶液 ④Ca(OH) 2 悬浊液
( 3)K 2 Cr 2 O 7 氧化能力很强,是一个重要的氧化剂。工业上用亚铬酸亚铁( Fe(CrO 2 ) 2 )制备 K 2 Cr 2 O 7 晶体的部分工艺流程如下:
已知: 4Fe(CrO 2 ) 2 +10Na 2 CO 3 +7O 2 8Na 2 CrO 4 +4NaFeO 2 +10CO 2
回答下列问题:
①高温氧化的过程中,被氧化的元素有 ________ 。(填元素符号)
②酸化的目的是将Na 2 CrO 4 转化为 Na 2 Cr 2 O 7 ,该反应的离子方程式为 _________ 。
③在滤液中加入KCl可以析出 K 2 Cr 2 O 7 晶体,该反应的化学方程式为 __________ 。从反应原理可得知溶解度 Na 2 Cr 2 O 7 ______________ K 2 Cr 2 O 7 。(填 “>”或“<”)
①③⑤ ④ ① Cr和Fe20
>
【分析】
亚铬酸亚铁在熔融的碳酸钠中高温氧化为 Na 2 CrO 4 和 NaFeO 2 ,经过系列操作得 Na 2 CrO 4 溶液,向 Na 2 CrO 4 溶液加入硫酸酸化后经过多步操作然后再过滤得到 Na 2 Cr 2 O 7 溶液,最后加 KCl后转化为K 2 Cr 2 O 7 晶体,据此分析可得;
【详解】
( 1)①Ba(OH) 2 固体虽然不导电,但在熔融状态下或则水溶液中能电离出自由移动的离子,则 Ba(OH) 2 固体为电解质,且为强电解质在水溶液中完全电离,则 ;
②Fe(OH) 3 胶体属于混合物,所以既不属于电解质又不属于非电解质;
③冰醋酸(固态醋酸)虽然不导电,但在水溶液中自身能电离出氢离子和醋酸根离子而使溶液导电,所以冰醋酸属于电解质;
④酒精(C 2 H 5 OH)无论在熔融状态还是水溶液中均不能电离,所以属于非电解质;
⑤K 2 Cr 2 O 7 固体虽然不导电,但是存在钾离子和重铬酸根离子,所以属于电解质;所以属于电解质的有 ①③⑤;属于非电解质的有④,故答案为:①③⑤;④; ;
( 2)当光束通过胶体时,会出现丁达尔效应,①Fe(OH) 3 胶体属于胶体,会产生丁达尔效应; ②酒精不属于胶体不具有胶体的相关性质;③蔗糖溶液属于溶液,无丁达尔效应;④Ca(OH) 2 悬浊液不属于胶体,故答案选: ①;
( 3)①由方程4Fe(CrO 2 ) 2 +10Na 2 CO 3 +7O 2 8Na 2 CrO 4 +4NaFeO 2 +10CO 2 分析可得, Cr的化合价由+3价升至+4价,Fe的化合价由+2价升至+3价,所以被氧化的元素由Cr和Fe,故答案为:Cr和Fe;
②Na 2 CrO 4 在酸性条件下转化成 Na 2 Cr 2 O 7 ,则其离子方程式为 ,故答案为:
;
③ 与 KCl 反应转化为
晶体,则
;由方程可知,
的溶解度小于
的溶解度,故答案为:
;>。
FeCO 3 是制备补血剂原料之一、实验室里制备 FeCO 3 的流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)“ 酸溶 ” 时,常采取加热或搅拌措施,其原因是 _______ 。
(2)“ 操作 1” 和 “ 操作 2” 需用的玻璃仪器有 _______ 。
(3) 写出 “ 沉淀 ” 时反应的化学方程式 _______ 。
(4)“ 沉淀 ” 反应前,检验溶液中是否含有 Fe 2+ ,应选用的试剂是 _______ 。
(5) 检验是否 “ 洗涤 ” 干净的方法是 _______ 。
加快酸溶的速率 烧杯、漏斗、玻璃棒 铁氰化钾(其他合理答案亦可) 取最后一次洗涤液,加适量盐酸酸化后滴入氯化钡溶液,若未出现白色沉淀,则沉淀洗涤干净
【分析】
向废铁铜粉中加入过量硫酸,混合物中的铁与硫酸反应生成硫酸亚铁,而硫酸不与铜反应,则用过滤法可将其除去;然后向滤液中加入过量的碳酸氢铵溶液沉淀亚铁离子;然后再过滤洗涤得到碳酸亚铁,据此分析可得;
【详解】
(1) 加热或搅拌能加快化学反应速率,提高单位时间内的浸出率,所以 “ 酸溶 ” 时,常采取加热或搅拌措施,其目的是加快酸溶的速率,故答案为:加快酸溶的速率;
(2)“ 操作 1” 和 “ 操作 2” 均为分离难溶性固体和可溶性的物质,所选方法为过滤。过滤所需的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(3)“ 沉淀 ” 时为碳酸氢铵和硫酸亚铁反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、水和二氧化碳,则 ,故答案为:
;
(4)“ 沉淀 ” 反应前,取适量样品于一支洁净的试管中,然后向试管中滴入数滴铁氰化钾溶液,若有蓝色沉淀生成,则样品中含亚铁离子,故答案为:铁氰化钾(其他合理答案亦可);
(5) 从反应 可知,沉淀表面硫酸铵,那么检验沉淀是否 “ 洗涤 ” 干净的方法是:取最后一次洗涤液,加适量盐酸,无明显现象,后滴入氯化钡溶液,若未出现白色沉淀,则沉淀洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液,加适量盐酸,无明显现象,后滴入氯化钡溶液,若未出现白色沉淀,则沉淀洗涤干净。
某工厂废金属屑的主要成分为 Cu 、 Fe 和 Al( 含有少量 Al 2 O 3 和 Fe 2 O 3 ) 。
I. 某化学兴趣小组模拟工业生产设计如图实验流程,用该工厂的废金属屑制取氯化铝、绿矾晶体 (FeSO 4 ·7H 2 O) 和胆矾晶体 ( 已知: +CO 2 +2H 2 O=Al(OH) 3 +
) 。
回答下列问题:
(1) 化学式: X _______ Y _______
(2) 写由操作 I 中氧化物发生发应的化学方程式 _______ 。
II. 该小组同学继续对溶液 D 和制得的绿矾进行实验探究
(3) 取溶液 D 于试管中,滴加几滴 KSCN 溶液,溶液不变红,为什么? ( 请用离子方程式解释 ) _______ 。
(4) 取 14.0g 制得的粗绿矾晶体溶于水,滴加 0.10mol/L 的酸性高锰酸钾溶液,消耗 100mL 酸性高锰酸钾溶液,则所制绿矾中铁元素的质量分数为 _______ 。
NaOH H 2 SO 4
20%
【分析】
通过流程图可知,操作 I 只溶解了 Al 及 Al 2 O 3 ,故加入的试剂应该是 NaOH 溶液;得到的溶液 A 中含有 以及大量的 NaOH ,通入过量 CO 2 后过滤可得 Al(OH) 3 及 NaHCO 3 溶液;固体 B 即 Cu 、 Fe 和 Fe 2 O 3 ,加入过量 H 2 SO 4 后过滤得 FeSO 4 和 Cu , Cu 再经过一系列反应生成胆矾。
【详解】
(1) 由分析可知, X 溶液为 NaOH 溶液, Y 溶液为 H 2 SO 4 溶液。
(2) 操作 I 中与 NaOH 反应的氧化物为 Al 2 O 3 ,反应方程式为: 。
(3) 溶液 D 中加入 KSCN 溶液,溶液不变红,即溶液中无 Fe 3+ ,是因为 Fe 与 Fe 3+ 反应生成 Fe 2+ ,即: 。
(4) 根据氧化还原反应原理,绿矾中亚铁离子与高锰酸钾反应为: ,则 Fe 2+ :
=5 : 1 。 n(
)=0.10mol/L×0.1L=0.01mol ,则 n(Fe 2+ )=5 n(
)=0.05mol , m(Fe 2+ )=n(Fe 2+ )·M(Fe 2+ )=0.05mol×56g/mol=2.80g 。故所制绿矾中铁元素的质量分数 =
=20% 。
电子工业中,人们常用 溶液腐蚀覆铜板来制作印刷电路板,并回收
和综合利用
溶液。实验室模拟流程如图所示:
回答下列问题:
(1) 过滤操作除铁架台 ( 附铁圈 ) 、烧杯、滤纸外还需要的仪器为 _______ 。
(2) 滤渣 1 成分的化学式为 _______ ;试剂 Y 为 _______ 。
(3) 可替代气体 Z 的试剂为 _______ ( 填序号 ) 。
A. 酸性高锰酸钾 B. 过氧化氢
(4) 写出 溶液腐蚀覆铜板的离子方程式: _______ 。
(5) 用实验证明滤液 1 中只含有 : _______ 。
玻璃棒、漏斗 、
盐酸 ( 或
) B
取少量滤液 1 于试管中,先滴加
溶液,不显红色,再滴加氯水后显红色,证明原溶液只含有
【详解】
(1) 过滤操作需要的仪器为铁架台 ( 附铁圈 ) 、烧杯、滤纸、玻璃棒、漏斗。
(2) 由工艺流程可知, 溶液与镀铜电路板反应生成的废液中有氯化铁、氯化铜、氯化亚铁。在废液中加入过量的铁单质可得到滤液 1( 氯化亚铁 ) 和滤渣 1( 金属铜与过量的
) ,往滤渣 1 中加入盐酸,过滤,回收得到金属铜和滤液 2( 氯化亚铁 ) 。
(3) 滤液 2 中含有氯化亚铁,与滤液 1 合并,制备氯化铁,因此气体 Z 是具有氧化性的氯气,可替代气体 Z 的试剂应为过氧化氢,因为氯化亚铁与过氧化氢反应生成氯化铁和水,没有引入新杂质,而使用酸性高锰酸钾会引入新杂质。
(4) 溶液腐蚀覆铜板是铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁,反应的离子方程式为
。
(5) 证明滤液 1 中只含有 :可以用
与
作用使溶液显红色,与
作用无此现象的原理来验证,具体实验步骤:取少量滤液 1 于试管中,先滴加
溶液,不显红色,说明原溶液不含有
,再滴加氯水后显红色,说明滴加氯水后溶液中有
,证明原溶液只含有
。
铁及其化合物在生活中的应用广泛,其中氯化铁主要用于金属蚀刻、污水处理。
I. 以废铁屑 ( 和
的混合物 ) 为原料获得
的流程如图。
(1) 电解氯化钠水溶液的离子方程式为 _______ 。
(2)Y 在 Z 中燃烧得到 W ,反应现象是 _______ ; W 溶液 “ 溶解废铁屑 ” 时,氧化铁溶解的离子方程式为 _______ 。
(3)“ 氧化 ” 时发生反应的离子方程式为 _______ ;若 “ 氧化 ” 时由电解 水溶液得到的 Z 恰好完全反应,得到
,则发生电解的
的物质的量为 _______ ( 用含 a 的代数式表示 )
。
II. 电子工业常用 的
溶液作为腐蚀液覆在绝缘板的铜箔上,制造印刷电路板。
(4) 某化学兴趣小组测得含有 的腐蚀废液中
的物质的量之比为
,向其中加入适量铁粉,充分反应后,测得溶液中
的物质的量之比变为
。则参加反应的铁粉与原溶液中
的物质的量之比为 _______ 。
平静燃烧、火焰苍白
a 1 : 3
【分析】
由流程图分析可得,电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气;废铁屑与 W 反应以及最后经过 Z 氧化等以系列操作得到氯化铁晶体,所以 W 为盐酸, Z 为氯气, Y 为氢气,据此分析可得;
【详解】
(1) 电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,则其离子反应为: ,故答案为:
;
(2) 由分析可知 Y 为氢气, Z 为氯气、 W 为 HCl ,所以 Y 在 Z 中燃烧的实验现象为平静燃烧、火焰苍白;氧化铁与 HCl 反应生成氯化铁和水,则其离子方程式为: ,故答案为:平静燃烧、火焰苍白;
;
(3) 氧化时为氯气将亚铁离子氧化成铁离子,氯气自身被还原为氯离子,则 ;根据方程
和方程
可知,若 “ 氧化 ” 时由电解
水溶液得到的 Z (氯气)恰好完全反应,得到
,则发生电解的 NaCl 的物质的量为 amol ,故答案为 a ;
(4) 设 的物质的量分别为 3mol 、 2mol 、 1mol ,加入的 Fe 为 xmol ,则的
,解得 x=1 ,所以加入 Fe 粉与原溶液中
的物质的量之比为 1:3 ,故答案为: 1:3 。
某废料铁泥主要成分为 Fe 2 O 3 、 FeO 和 Fe ,其他杂质不与硫酸反应。现取 wg 废料铁泥提取 Fe 2 O 3 ,设计实验流程如图:
(1) 写出步骤 (I) 中铁单质参与的有关反应的离子方程式 _______ 、 _______ ,分离溶液 A 和沉淀 C 的操作名称是 _______ 。
(2) 检验溶液 A 中含有 Fe 2+ 应选用的试剂是 _______
A. 铁粉 B.FeCl 3 溶液 C. 酸性 KMnO 4 溶液 D.KSCN 溶液
(3) 步骤 ( Ⅱ ) 中加入 H 2 O 2 溶液, H 2 O 2 在反应中作 _______ ( 填 “ 氧化剂 ” 或 “ 还原剂 ”) ,反应的离子反应方程式为 _______ 。
(4) 步骤 ( Ⅳ ) 中生成的 Fe 2 O 3 固体的颜色是 _______ 。
(5) 若最终获得 ngFe 2 O 3 ,则铁泥中铁元素的质量分数为 _______ 。
Fe+2H + =H 2 ↑+Fe 2+ Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ 过滤 C 氧化性 2H + +2Fe 2+ +H 2 O 2 =2Fe 3+ +2H 2 O 红棕色
【分析】
某废料铁泥主要成分为 Fe 2 O 3 、 FeO 和 Fe ,铁泥中加入足量硫酸, Fe 2 O 3 、 FeO 和 Fe 均会溶解,溶液 A 中含有 Fe 3+ 、 Fe 2+ ,气体为氢气,沉淀 C 为不溶性杂质;溶液 A 中加入双氧水,将 Fe 2+ 氧化生成 Fe 3+ ,再加入 NaOH 得到 Fe(OH) 3 沉淀,将 Fe(OH) 3 沉淀洗涤加热,分解得到 Fe 2 O 3 ,据此分析解答。
【详解】
(1) 步骤 (I) 中铁单质与硫酸反应,也能够与氧化铁溶解得到的 Fe 3+ 反应,有关反应的离子方程式为 Fe+2H + =H 2 ↑+Fe 2+ 、 Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ,分离溶液 A 和沉淀 C 的操作为过滤,故答案为: Fe+2H + =H 2 ↑+Fe 2+ ; Fe+2Fe 3+ =3Fe 2+ ;过滤;
(2) 溶液 A 中含有 Fe 3+ 、 Fe 2+ ,检验溶液 A 中含有 Fe 2+ 可以选用酸性 KMnO 4 溶液,若溶液颜色变浅或褪色,说明含有 Fe 2+ ,故选 C ;
(3) 步骤 ( Ⅱ ) 中加入 H 2 O 2 溶液,将 Fe 2+ 氧化生成 Fe 3+ ,体现了双氧水的氧化性,反应的离子反应方程式为 2H + +2Fe 2+ +H 2 O 2 =2Fe 3+ +2H 2 O ,故答案为:氧化性; 2H + +2Fe 2+ +H 2 O 2 =2Fe 3+ +2H 2 O ;
(4) 步骤 ( Ⅳ ) 中生成的 Fe 2 O 3 固体的颜色是红棕色,故答案为:红棕色;
(5) 若最终获得 ngFe 2 O 3 ,其中含有的铁元素的质量为 ng× g ,则铁泥中铁元素的质量分数为
×100%=
,故答案为:
。
胆矾 (CuSO 4 •5H 2 O) 是一种重要工业用盐,某研究小组拟用废旧铜器 ( 主要杂质为含铁的氧化物 ) 来制备胆矾。设计流程如下:
pH 值控制可参考下列数据
| 物质 | 开始沉淀时的 pH 值 | 完全沉淀时的 pH 值 |
| 氢氧化铁 | 2.7 | 3.7 |
| 氢氧化亚铁 | 7.6 | 9.6 |
| 氢氧化铜 | 5.2 | 6.4 |
请根据上述流程回答下列问题:
(1) 试剂 A 可选用 _______ ( 填字母 ) 。
a. 稀 H 2 SO 4 b. 浓 H 2 SO 4 c. 浓 FeCl 3 溶液 d. 浓 HNO 3
(2) 第 ②步加入 H 2 O 2 溶液目的是 _______ 。
(3) 第 ③步中所加试剂 B 为 _______ ( 填化学式 ) 。调节溶液的 pH 合适的范围是 _______ 。
(4) 第 ④步中的滤渣成分为 _______ 。
(5) 操作 ⑤通常加 H 2 SO 4 调节 pH=1 目的: _______ 。
(6) 操作 X 的主要步骤为: _______ 、 _______ 。
(7) 某同学认为上述流程第 ①步中所加的试剂 A 的选项中都不理想,需作改进,请你帮助设计一条改进方案 _______ 。
b 将 Fe 2+ 转化为 Fe 3+ CuO 、 Cu(OH) 2 、 CuCO 3 均可 3.7-5.2 Fe(OH) 3 抑制 Cu 2+ 在加热条件下水解 蒸发浓缩 冷却结晶 加入稀硫酸的同时通入 O 2 ( 或加入 H 2 O 2 )
【分析】
铜与稀硫酸不反应,制备产物为胆矾,不能用硝酸,则试剂 A 为浓硫酸;向溶液中加入过氧化氢,使溶液中的亚铁离子变为铁离子;加入氧化铜或氢氧化铜调节 pH ,使铁离子生成氢氧化铁沉淀;过滤得到滤渣为氢氧化铁,滤液为硫酸铜溶液;调节 pH=1 ,得到的产物含有结晶水,则经蒸发浓缩、冷却结晶得到胆矾晶体。
【详解】
(1) 试剂 A 可选用浓 H 2 SO 4 ,答案为 b ;
(2) 根据表中数据,除去硫酸铜溶液中的铁的离子,需氧化为铁离子,则第 ②步加入 H 2 O 2 溶液目的是将 Fe 2+ 转化为 Fe 3+ ;
(3) 调节 pH ,不引入新的杂质,第 ③步中所加试剂 B 为 CuO 、 Cu(OH) 2 、 CuCO 3 均可;调节溶液的 pH ,使铁离子生成沉淀,而铜离子不能生成沉淀,则合适的范围是 3.7-5.2 ;
(4) 第 ④步中的滤渣成分为 Fe(OH) 3 ;
(5) 硫酸铜溶液加热时,铜离子的水解平衡正向移动,则操作 ⑤通常加 H 2 SO 4 调节 pH=1 目的抑制 Cu 2+ 在加热条件下水解;
(6) 制取的产物中含有结晶水,溶液不能蒸干,则操作 X 的主要步骤为蒸发浓缩、冷却结晶;
(7) 浓硫酸与铜反应生成污染空气的二氧化硫,可加入稀硫酸后通入氧气或加入过氧化氢。
工业上用锰矿 (MnCO 3 )
为原料制取二氧化锰,其流程示意图如图:
已知:生成氢氧化物沉淀的 pH 如表所示:
| | Mn(OH) 2 | Fe(OH) 2 | Fe(OH) 3 | Cu(OH) 2 |
| 开始沉淀时 | 8.3 | 6.3 | 2.7 | 4.7 |
| 完全沉淀时 | 9.8 | 8.3 | 3.7 | 6.7 |
注:金属离子的起始浓度为 0.1mol/L ,回答下列问题:
(1) 含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的是 ____ ,盐酸溶解 MnCO 3 的化学方程式是 ___ 。
(2) 向溶液 1 中加入双氧水时,反应的离子方程式是 ___ 。
(3) 滤液 2 中加入稍过量的难溶电解质 MnS ,以除去 Cu 2+ ,反应的离子方程式是 ___ 。
(4) 将 MnCl 2 转化为 MnO 2 的另一种方法是电解法。
①阳极生成 MnO 2 的电极反应式是 ____ 。
②若直接电解 MnCl 2 溶液,生成 MnO 2 的同时会产生少量 Cl 2 ,检验 Cl 2 的操作是 ___ 。
③若在上述 MnCl 2 溶液中加入一定量的 Mn(NO 3 ) 2 粉末,则无 Cl 2 产生。其原因是 ___ 。
增大接触面积,提高反应速率 MnCO 3 +2HCl=MnCl 2 +CO 2 ↑+H 2 O 2Fe 2+ +H 2 O 2 +4H 2 O=2Fe(OH) 2 ↓+4H + MnS+Cu 2+ =Mn 2+ +CuS Mn-2e - +2H 2 O=MnO 2 +4H + 将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近。若试纸变蓝则证明有 Cl 2 生成 其他条件不变时,增大 Mn 2+ 浓度,有利于 Mn 2+ 放电 ( 不利于 Cl - 放电 )
【分析】
用菱锰矿( MnCO 3 )[含 FeCO 3 、 SiO 2 、 Cu 2 (OH) 2 CO 3 等杂质]为原料制取二氧化锰,需要分离除杂,结合流程图分析各步所加试剂及反应。菱镁矿加稍过量盐酸二氧化硅不反应,滤渣 1 则为 SiO 2 ,加双氧水氧化 Fe 2+ ,调 pH 至 4 ,沉淀 Fe 3+ ,加MnS固体沉淀 Cu 2+ ,最后得到 MnO 2 ,以此解题。
【详解】
(1) 将含有杂质的菱镁矿粉碎是为了增大反应物的接触面积,提高反应速率;盐酸与 MnCO 3 反应,生成 MnCl 2 、 CO 2 和 H 2 O ;反应方程式为 MnCO 3 +2HCl=MnCl 2 +CO 2 ↑+H 2 O 。
(2) H 2 O 2 具有氧化性,可将溶液中的 Fe 2+ 氧化。此时溶液呈酸性,因 Fe(OH) 3 在 pH 较小时就能生成,故在一定浓度范围内可以与氢离子共存,根据上述条件可写出该反应的离子方程式为 2Fe 2+ + H 2 O 2 + 4H 2 O=2Fe(OH) 3 ↓ + 4H + 。
(3) 该反应利用难溶物 MnS 可转化为更难溶物 CuS 的方法除去溶液中的 Cu 2 + ,由于反应中 Cu 2+ 沉淀完全,方程式用等号不用可逆符号,方程式为 MnS + Cu 2 + = Mn 2 + + CuS。
(4) ① 电解反应中锰元素化合价由 +2 上升为 +4,Mn 2 + 失电子发生氧化反应, MnO 2 在电解池的阳极产生,电极反应方程式为: Mn 2 + - 2e - + 2H 2 O = MnO 2 + 4H + 。
②Cl - 被氧化为 Cl 2 ,在阳极产生,因此检验 Cl 2 的方法为:用润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近,若试纸变蓝则证明有 Cl 2 生成。
③ 在其他条件不变的情况下,加入一定量的 Mn(NO 3 ) 2 粉末提高了溶液中 Mn 2 + 的浓度,有利于 Mn 2 + 放电,不利于 Cl - 的放电。
铁红 (Fe 2 O 3 ) 常用于油漆、油墨及橡胶工业。工业上以一定质量的硫铁矿烧渣 ( 主要成分为 Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 ,另含少量难溶杂质 ) 为主要原料制备铁红的一种工艺流程如下
(1) 工业常将硫铁矿烧渣经过 ___________ 后再进行 “ 酸浸 ” 。
(2)“ 酸浸 ” 时加入的硫酸不宜过量太多的原因是 ___________ 。
(3)“ 沉淀 ” 完全后, ___________ ( 填操作 ) 一段时间,这样做方便过滤,减少杂质。
(4)“ 过滤 2” 所得滤渣若未洗涤充分,干燥后的主要成分为 FeOOH 和 FeCO 3 ,还有少量杂质是 ___________ ( 填化学式 ) 。
(5) 写出 FeCO 3 焙烧生成铁红的化学方程式: __________
研究小组采用如下装置制取 FeCO 3 (C 后及夹持装置略 ) 。操作的关键是向 Na 2 CO 3 溶液 (pH=12.1) 通入一段时间 CO 2 至溶液 pH 为 7 ,再滴加一定量 FeSO 4 溶液,产生白色沉淀。
(6)B 中所用试剂为 __________ ;
A .浓硫酸 B .饱和碳酸钠 C .饱和碳酸氢钠 D .饱和食盐水
(7) 先向 1mol/LNa 2 CO 3 溶液中通入 CO 2 的目的是 __________
(8)a 克粗品 FeCO 3 ( 杂质不含铁元素 ) 在空气中焙烧后剩余固体质量为 b 克,假设 FeCO 3 全部生成三氧化二铁,则粗品 FeCO 3 中 FeCO 3 的纯度为 __________ 。
粉碎 过量太多会增加沉淀过程氨水的用量 煮沸 (NH 4 ) 2 SO 4 4FeCO 3 + O 2 2Fe 2 O 3 + 4CO 2 c 排空气,防止亚铁被氧化,降低 OH - 的浓度,防止生成 Fe(OH) 2
【分析】
硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 ,另含少量难溶杂质)加入足量硫酸, Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 与酸反应生成的硫酸亚铁、硫酸铁;,在滤液中加入氨水、碳酸氢铵调节 pH 值,得到 FeOOH 和 FeCO 3 ,在空气中焙烧,发生 4FeCO 3 + O 2 2Fe 2 O 3 + 4CO 2 ,生成氧化铁和二氧化碳,同时 FeOOH 生成 Fe 2 O 3 ,
【详解】
(1)“ 酸浸 ” 前将硫铁矿烧渣经过粉碎,可增大反应物接触面积,加快反应速率,提高烧渣浸出率,故答案为:粉碎;
(2) 当氨水用量超过一定体积时,铁的沉淀率下降,可能原因是氨水与铁的氢氧化物反应生成可溶性配合物,故答案为:过量太多会增加沉淀过程氨水的用量;
(3) 为方便过滤,沉淀完全后,需要进行的操作是煮沸一段时间有利于沉淀凝聚紧密,获得紧密颗粒的沉淀,方便过滤,故答案为:煮沸;
(4) 在过滤之前的流程中加入过量的硫酸中有 ,还加入氨水和 NH 4 HCO 3 引入
,且
和
均未转化为沉淀而留在滤液中,故主要溶质为 (NH 4 ) 2 SO 4 ,则 “ 过滤 2” 所得滤渣干燥后的主要成分为 FeOOH 和 FeCO 3 ,还有少量杂质是 (NH 4 ) 2 SO 4 ;故答案为: (NH 4 ) 2 SO 4 ;
(5)FeCO 3 在空气中焙烧生成铁红的化学方程式为 4FeCO 3 + O 2 2Fe 2 O 3 + 4CO 2 。
(6) 装置 A 反应制得的 CO 2 气体中含有氯化氢气体,影响后续制取实验,通入 C 装置前应先进行洗气除杂,所以装置 B 中装有饱和碳酸氢钠,故答案为: C ;
(7) 装置中含有空气,空气中的氧气可以将亚铁离子氧化为铁离子, CO 2 可将装置中的氧气排除,防止亚铁离子氧化;同时碳酸钠溶液碱性强,溶液中 c(OH - ) 大,就会出现生成氢氧化亚铁与制备的 FeCO 3 成为竞争反应,而导致制备的 FeCO 3 纯度低, NaHCO 3 溶液碱性弱,制得 FeCO 3 纯度高,则先向 1mol/LNa 2 CO 3 溶液中通入 CO 2 的目的是排除装置中的空气,降低溶液中 OH - 的浓度,防止生成 Fe(OH) 2 ,故答案为:排空气,防止亚铁被氧化,降低 OH - 的浓度,防止生成 Fe(OH) 2 ;
(8) 设 FeCO 3 的质量为 x , ,解得
,则粗品 FeCO 3 中 FeCO 3 的纯度为
。
硼镁泥是一种工业废料,主要成份是 MgO( 占 40% ,质量分数 ) ,还有 CaO 、 MnO 、 Fe 2 O 3 、 FeO 、 Al 2 O 3 、 SiO 2 等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取 MgSO 4 ∙7H 2 O 的工艺流程如图:
(1) 实验中需要 1 mol/L 的硫酸 800 mL ,若用 98% 的浓硫酸 (ρ= 1.84 g/mL) 来配制,浓硫酸的浓度为 _______ mol·L -1 ,量取浓硫酸需要使用量筒的规格为 _______ ( 填写选项字母 )
A.10 mL B.20 mL C.50 mL D.100 mL
(2) 加入的 NaClO 可与 Mn 2+ 反应: Mn 2+ + ClO‾ + H 2 O = MnO 2 ↓+ 2H + + Cl‾ ,在该步骤中还有一种离子也会被 NaClO 氧化,该反应的离子方程式为 _______ 。
(3) 滤渣的主要成分除含有 Fe(OH) 3 、 Al(OH) 3 外,还含有 _______ 。
(4) 在 “ 除钙 ” 前,需检验滤液中 Fe 3+ 是否被除尽,简述检验方法 _______ 。 ( 写出操作、现象和结论 )
(5) 已知 MgSO 4 、 CaSO 4 的溶解度 ( 单位为 g/100 g 水 ) 如表:
| 温度 (℃) | 40 | 50 | 60 | 70 |
| MgSO 4 | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
| CaSO 4 | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
“ 除钙 ” 是将 MgSO 4 和 CaSO 4 混合溶液中的 CaSO 4 除去,根据表中数据,简要说明操作步骤 _______ 、 _______ 。
18.4 D 2Fe 2+ +ClO - +2H + =2Fe 3+ +Cl - +H 2 O MnO 2 、 SiO 2 取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,如果溶液不变红色,说明滤液中 Fe 3+ 被除尽,如果溶液变红,说明没有除尽 蒸发浓缩(高温浓缩) 趁热过滤
【分析】
硼镁泥是一种工业废料,主要成份是 MgO( 占 40% ,质量分数 ) ,还有 CaO 、 MnO 、 Fe 2 O 3 、 FeO 、 Al 2 O 3 、 SiO 2 等杂质,加入硫酸, MgO 、 CaO 、 MnO 、 Fe 2 O 3 、 FeO 、 Al 2 O 3 都和硫酸反应, SiO 2 不与硫酸反应,次氯酸钠具有强氧化性,加入的 NaClO 可与 Mn 2+ 反应生成 MnO 2 ,把亚铁离子氧化成铁离子,溶液 pH 升高,铁离子生成氢氧化铁沉淀,铝离子生成氢氧化铝沉淀,过滤除去滤渣 Fe(OH) 3 、 Al(OH) 3 、 MnO 2 、 SiO 2 ,滤液中含有钙离子、镁离子、除钙后,只剩镁离子,蒸发冷却结晶得到硫酸镁晶体,据此解答。
【详解】
(1) 浓硫酸的物质的量浓度 c= =
mol/L=18.4mol/L ,应配制 1000mL ,设浓硫酸的体积为 V , 18.4mol/L
V=1 mol/L
1L , V=0.0543L=54.3mL ,应使用 100mL 量筒量取,故选 D ,故答案为: 18.4 ; D ;
(2) 溶液中含有 Fe 2+ ,具有还原性,可与 NaClO 发生氧化还原反应,反应的离子方程式为 2Fe 2+ +ClO - +2H + =2Fe 3+ +Cl - +H 2 O ,故答案为: 2Fe 2+ +ClO - +2H + =2Fe 3+ +Cl - +H 2 O ;
(3) 加入的 NaClO 可与 Mn 2+ 反应生成 MnO 2 , SiO 2 不反应,则滤渣的主要成分除含有 Fe(OH) 3 、 Al(OH) 3 外,还含有 MnO 2 、 SiO 2 ,故答案为: MnO 2 、 SiO 2 ;
(4) 可以向溶液中加入硫氰化钾溶液检验溶液中是否存在三价铁离子,方法为:取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,如果溶液不变红色,说明滤液中不含 Fe 3+ ,如果溶液变红,说明滤液中含有 Fe 3+ ,故答案为:取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,如果溶液不变红色,说明滤液中 Fe 3+ 被除尽,如果溶液变红,说明没有除尽;
(5) 由表中数据可知,升高温度, CaSO 4 的溶解度减小, MgSO 4 的溶解度增大,要除去 CaSO 4 ,应蒸发浓缩(高温浓缩)、趁热过滤,故答案为:蒸发浓缩(高温浓缩);趁热过滤。
铁及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。
I. 钢 ( 一种铁碳合金 ) 是用量最大、用途最广的合金。钢中碳的含量范围为 _______ 。
a.4.3%~5% b.2%~4.3% c.0.03%~2%
II.FeSO 4 可作补血剂,用于治疗缺铁性贫血症。用 FeSO 4 溶液制备 Fe(OH) 2 的操作是用长滴管吸取不含 O 2 的 NaOH 溶液,插入 FeSO 4 溶液液面下,再挤出 NaOH 溶液。这样操作的原因是为了防止 Fe(OH) 2 被氧化,写出其被氧化的化学反应方程式 _______ 。
III. 高铁酸钾 (K 2 FeO 4 ) 是一种新型、高效、无毒的多功能水处理剂。查阅资料已知: K 2 FeO 4 为紫色固体,微溶于 KOH 溶液,具有强氧化性,在酸性或中性溶液自身发生氧化还原生成 Fe 3+ ,并快速产生 O 2 ,在碱性溶液中较稳定。
(1) 制备 K 2 FeO 4
① 在装置 A 中发生的化学反应中 HCl 显示出来的性质为 _______ 。
②C 为制备 K 2 FeO 4 装置,次氯酸钾与氢氧化铁在碱性环境中反应生成 K 2 FeO 4 ,该氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 _______ 。
(2) 探究 K 2 FeO 4 的性质
取 C 中浅紫红色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液 a ,经检验气体中含有 Cl 2 。为证明 K 2 FeO 4 能否氧化 Cl - 而产生 Cl 2 ,设计如下方案:取少量溶液 a ,滴加 _______ 溶液至过量,溶液呈红色。由方案中溶液变红可知 a 中含有 Fe 3+ ,该离子的产生不能判断一定是由 K 2 FeO 4 被 Cl - 还原而形成的,原因是 _______ 。
(3) 使用时经常通过测定高铁酸钾的纯度来判断其是否变质。 K 2 FeO 4 在硫酸溶液中反应如下:
① 完成并配平离子方程式: _______
_______FeO +_______H + =_______Fe 3+ +_______O 2 ↑+_______H 2 O
② 现取 C 中洗涤并干燥后的样品 10g ,加入稀硫酸,收集到 0.672L 气体 ( 标准状况 ) 。则样品中高铁酸钾的质量分数为 _______ 。 ( 计算结果保留到 0.1%)
c 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 还原性、酸性 3:2 KSCN K 2 FeO 4 在酸性或中性溶液自身发生氧化还原生成 Fe 3+ 4FeO +20H + =4Fe 3+ +3O 2 ↑+10H 2 O 79.2%
【详解】
I .生铁含碳量超过 2% ,钢的含碳量小于 2% ,选 c ;
II . Fe(OH) 2 和空气中的氧气反应生成红褐色 Fe(OH) 3 ,反应的化学反应方程式是 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 ;
III . (1) ①在装置 A 中高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气、水,盐酸中部分氯元素化合价升高生成氯气,部分氯元素化合价不变,所以 HCl 显示出来的性质为还原性、酸性;
②次氯酸钾与氢氧化铁在碱性环境中反应生成 K 2 FeO 4 ,次氯酸钾中氯元素化合价由 +1 降低为 -1 ,次氯酸钾是氧化剂,氢氧化铁中铁元素化合价由 +3 升高为 +6 ,氢氧化铁是还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 3:2 ;
(2) Fe 3+ 遇 KSCN 溶液变红色,所以滴加 KSCN 溶液至过量,溶液呈红色,可知溶液中含有 Fe 3+ ; K 2 FeO 4 在酸性或中性溶液自身发生氧化还原生成 Fe 3+ ,并快速产生 O 2 ,所以该离子的产生不能判断一定是由 K 2 FeO 4 被 Cl - 还原而形成的;
(3) ①反应中铁元素化合价由 +6 降低为 +3 ,氧元素化合价由 -2 升高为 0 ,根据得失电子守恒、电荷守恒,反应离子方程式为 4FeO +20H + =4Fe 3+ +3O 2 ↑+10H 2 O ;
② 0.672L 气体 ( 标准状况 ) 的物质的量是 0.03mol ,根据 4FeO +20H + =4Fe 3+ +3O 2 ↑+10H 2 O ,可知高铁酸钾的物质的量是 0.04mol ,样品中高铁酸钾的质量分数为
。
【点睛】
本题以高铁酸钾的制备、性质探究、含量测定为载体,考查氧化还原反应、实验探究能力,掌握氧化还原反应规律、离子检验是解题关键,培养学生实验分析评价能力。
甘氨酸亚铁
是一种补铁强化剂。实验室利用 FeCO 3 与甘氨酸 (NH 2 CH 2 COOH) 制备甘氨酸亚铁,实验装置如下图所示 ( 夹持、加热和搅拌仪器已省略 ) 。
查阅资料:
①甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。
②柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性。
实验过程:
(1) 装置 C 中盛有 17.4 g FeCO 3 和 200 mL 1.0 mol·L -1 甘氨酸溶液。实验时,先打开仪器 a 的活塞,观察到 ___________ ,后加热三颈瓶,并打开磁力搅拌;然后向三颈瓶中滴加柠檬酸溶液。反应结束后过滤,将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥。
(2) 装置 B 中盛有的试剂是 ___________ ;
(3) 向 FeSO 4 溶液中加入 NH 4 HCO 3 溶液可制得 FeCO 3 ,该反应的离子方程式为 ___________ ;
(4) 溶液 pH 与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。
过程中加入柠檬酸的作用有三: ___________ 、 ___________ 和 ___________ ;
(5) 滤液蒸发浓缩后加入无水乙醇的目的是 ___________ ;
(6) 本实验制得 15.3 g 甘氨酸亚铁,则其产率是 ___________ % 。
装置 D 中澄清石灰水变浑浊 饱和 NaHCO 溶液 Fe 2+ +2 =FeCO 3 ↓+CO 2 ↑+H 2 O 促进 FeCO 3 溶解 调节溶液 PH 防止 Fe 2+ 被氧化 降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其结晶析出 75
【分析】
由实验装置图可知,装置 A 中碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳气体,反应生成的二氧化碳用于排尽装置中的空气,防止亚铁离子被氧化,盐酸具有挥发性,制得的二氧化碳气体中混有氯化氢气体,装置 B 中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去氯化氢气体,装置 C 用于制备甘氨酸亚铁,装置 D 用于检验装置内空气是否排尽,同时防止空气进入装置 C 。
【详解】
(1) 装置 A 制备二氧化碳的目的是用二氧化碳排尽装置中的空气,防止亚铁离子被氧化,当装置中空气排尽时,二氧化碳会使装置 D 中澄清石灰水变浑浊,则实验时,应先打开仪器 a 的活塞,观察到装置 D 中澄清石灰水变浑浊,再加热三颈瓶,故答案为:装置 D 中澄清石灰水变浑浊;
(2) 由分析可知,装置 B 中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去氯化氢气体,防止氯化氢干扰制备甘氨酸亚铁,故答案为:饱和 NaHCO 溶液;
(3) 向硫酸亚铁溶液中加入碳酸氢铵溶液发生的反应为硫酸亚铁溶液与碳酸氢铵溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应的离子方程式为 Fe 2+ +2 =FeCO 3 ↓+CO 2 ↑+H 2 O ,故答案为: Fe 2+ +2
=FeCO 3 ↓+CO 2 ↑+H 2 O ;
(4) 由题意可知,柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性,向三颈瓶中加入的柠檬酸可以促进碳酸亚铁溶解,同时防止溶解生成的亚铁离子被氧化,还能起到调节溶液 pH 的作用,防止溶液 pH 过低,氢离子与甘氨酸中的氨基反应,溶液 pH 过高,亚铁离子水解生成氢氧化亚铁,导致产率下降,故答案为:促进 FeCO 3 溶解;调节溶液 PH ;防止 Fe 2+ 被氧化;
(5) 由题意可知,甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,则加入无水乙醇可以降低甘氨酸亚铁的溶解度,利于结晶析出甘氨酸亚铁晶体,故答案为:降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其结晶析出;
(6) 由题意可知, 1mol 碳酸亚铁能与 2mol 甘氨酸反应制得 1mol 甘氨酸亚铁, 17.4 g 碳酸亚铁的物质的量为 =0.15mol , 200 mL 1.0 mol·L -1 甘氨酸溶液中甘氨酸的物质的量为 1.0 mol·L -1 × 0.2L=0.2mol ,则反应中甘氨酸不足量,完全反应生成甘氨酸亚铁的质量为 0.2mol ×
× 204g·mol - 1 =20.4g ,产率为
× 100%=75% ,故答案为: 75 。
铁及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:
I. 绿矾 (FeSO 4 ·7H 2 O) 用于治疗缺铁性贫血。课外小组的同学欲测定某补血剂中铁元素的含量。实验步骤如下:
(1) 证明步骤 ①滤液中含有 Fe 2+ 的方法是 ______ 。
(2) 步骤 ②加入过量 H 2 O 2 的目的是 ______ ,该步骤中 H 2 O 2 还可替换为 ______ ( 填字母 ) 。
A.N 2 B.O 2 C.Cu D.H 2
(3) 若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为 ______ g 。
II. 高铁酸钠 (Na 2 FeO 4 ) 用作新型净水剂等。
(4)Na 2 FeO 4 主要通过如下反应制取: 2Fe(OH) 3 +3NaClO+4NaOH=2Na 2 FeO 4 +3NaCl+5X ,则 X 的化学式为 ______ ,该反应中氧化剂为 ______ 。
(5)Na 2 FeO 4 在水中可以发生如下反应: 4FeO +10H 2 O=4Fe(OH) 3 ( 胶体 )+8OH - +3O 2 ↑ 。鉴别有胶体产生的方法为 ______ 。
取样先滴加 KSCN 溶液,无明显现象,再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂,溶液由浅绿色变为红色,则样品中含有 Fe 2+ 将 Fe 2+ 全部氧化为 Fe 3+ B 0.07a H 2 O NaClO 丁达尔效应
【分析】
Fe 3+ 遇 KSCN 溶液显红色,该现象用于检验 Fe 3+ 存在,证明操作 Ⅰ 滤液中含有 Fe 2+ 的方法之一是取样先滴加 KSCN 溶液,无明显现象,再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂,溶液由浅绿色变为红色;步骤 ②加入过量 H 2 O 2 的目的是,过氧化氢氧化亚铁离子;根据氧化铁的质量计算铁元素的质量。注意 ag 氧化铁含有的铁元素质量为 10 片含有的铁元素质量;利用胶体的性质鉴别胶体的产生。
【详解】
(1) 证明步骤 ①滤液中含有 Fe 2+ 的方法是取样先滴加 KSCN 溶液,无明显现象,再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂,溶液由浅绿色变为红色,则样品中含有 Fe 2+ 。故答案为:取样先滴加 KSCN 溶液,无明显现象,再滴加氯水或双氧水、稀硝酸等合理氧化剂,溶液由浅绿色变为红色,则样品中含有 Fe 2+ ;
(2) 步骤 ②加入过量 H 2 O 2 发生的反应是亚铁离子被过氧化氢氧化生成铁离子,反应的离子方程式为 2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O ,故目的是将 Fe 2+ 全部氧化为 Fe 3+ , O 2 具有氧化性能将亚铁离子氧化,该步骤中 H 2 O 2 还可替换为 O 2 。 N 2 性质稳定、 Cu 、 H 2 具有还原性;故答案为:将 Fe 2+ 全部氧化为 Fe 3+ ; B ;
(3) 若实验中铁无损耗,最后氧化铁为 ag ,氧化铁含有铁元素的质量为 ×ag=0.7ag ,则每片补血剂中含铁元素的质量为
=0.07ag 。故答案为: 0.07a ;
(4)Na 2 FeO 4 主要通过如下反应制取: 2Fe(OH) 3 +3NaClO+4NaOH=2Na 2 FeO 4 +3NaCl+5X ,根据质量守恒,则 X 的化学式为 H 2 O ,该反应中氧化剂为 NaClO ,氯由 +1 价降为 -1 价。故答案为: H 2 O ; NaClO ;
(5)Na 2 FeO 4 在水中可以发生如下反应: 4FeO +10H 2 O=4Fe(OH) 3 ( 胶体 )+8OH - +3O 2 ↑ 。反应中有胶体产生,利用胶体的性质鉴别,鉴别有胶体产生的方法为丁达尔效应。故答案为:丁达尔效应。
已知三氯化铁的熔点为 306 ℃,沸点为 315 ℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验:
(1) 装碱石灰的仪器是 _______ ( 填仪器名称 ) 。
(2) 饱和食盐水的作用 _______ 。
(3) 反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油 ( 反应过程中不振荡 ) ,充分反应后,进行如下实验:
已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为 O 2 。该小组内的同学们对红色褪去的原因提出了三种假设。
假设 I : H 2 O 2 还原 Fe 3+ ,使其转变为 Fe 2+ ;
假设 II : H 2 O 2 分解生成 O 2 , O 2 氧化试剂 X ;
假设 III : _______ ( 如果表达中遇到试剂 X ,请写出其化学式 ) 。
并对假设进行了以下实验研究:
①取褪色后溶液三份,第一份滴加 FeCl 3 溶液无明显变化;第二份滴加试剂 X ,溶液出现红色;第三份滴加稀盐酸和 BaCl 2 溶液,产生白色沉淀。
②另取同浓度的 FeCl 3 溶液滴加 2 滴试剂 X ,溶液变红,再通入 O 2 ,无明显变化。实验 ①说明假设 _______ 不正确;实验 ②的目的是 _______ ;由实验 ①②得出假设 _______ 是正确的。
干燥管或球形干燥管 除去多氯气中的氯化氢气体 H 2 O 2 氧化 KSCN I 证明假设 II 不成立 III
【分析】
根据实验目的,首先制备氯气,制备的氯气中含有 HCl 和水蒸气, HCl 和水蒸气影响后续实验,因此必须除去,即 a→g→h→d→e ,得到纯净的氯气,与铁粉反应,即 e→b→c ,因为氯气有毒,且 FeCl 3 易潮解,因此 c→f ,据此解题。
【详解】
(1) 装碱石灰的仪器为干燥管或球形干燥管,碱石灰的作用是除去未反应的氯气,以及防止空气中水蒸气进入收集器;
故答案为:干燥管或球形干燥管。
(2) 浓盐酸易挥发,制取的氯气中会混有氯化氢气体,饱和食盐水的作用是除去多余的氯化氢;
故答案为:除去多氯气中的氯化氢气体。
(3)H 2 O 2 具有强氧化性,可能 KSCN 被 H 2 O 2 氧化了,所以假设 I 为 H 2 O 2 氧化 KSCN ;
实验 ① 中,第一份滴加 FeCl 3 溶液无明显变化;说明没有 KSCN ;第二份滴加试剂 X ;溶液出现红色,说明溶液中存在 Fe 3+ ;第三份滴加稀盐酸和 BaCl 2 溶液,产生白色沉淀,说明反应后溶液中存在硫酸根离子,证明 KSCN 被氧化;所以假设 1 错误;实验 ② 中,另取同浓度的 FeCl 3 溶液滴加 2 滴试剂 X ,溶液变红,再通入 O 2 ;无明显变化,说明 O 2 不会氧化 KSCN ,氧化 KSCN 的为 H 2 O 2 ;假设 II 错误,假设 Ⅲ 正确;
故答案为: H 2 O 2 氧化 KSCN ; I ;证明假设 II 不成立; III 。
已知 FeCl 3 的熔点为 306 ℃,沸点为 315 ℃,易吸收空气里的水分而潮解,实验室制备 FeCl 3 的装置如图所示。
回答下列问题:
(1) 写出 A 中发生反应的离子方程式为 ____________
(2) 装置 B 中溶液为 ____________ , C 的作用是 _____________ 。
(3) 加热时,先点燃装置 ____ (填 A 或 D )的酒精灯,当 _________ 时,再点燃另一装置的酒精灯。
(4) 写出装置 D 制备 FeCl 3 的化学方程式 ____________ 。
(5) 用粗硬质玻璃管直接连接装置 D 和 E ,比用细导管连接的优点是 _________ 。
MnO 2 + 4H + + 2Cl - Mn 2+ + Cl 2 ↑+ 2H 2 O 饱和食盐水 除水或者干燥 A 装置 E 开始出现黄绿色气体 2Fe + 3Cl 2
2FeCl 3 防止堵塞
【分析】
装置 A 中浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气,生成的氯气中混有 HCl 气体,可在装置 B 中盛放饱和食盐水除去,装置 C 中盛放浓硫酸进行干燥,之后在 D 装置中氯气和铁粉反应生成氯化铁,装置 E 中冷凝得到氯化铁,碱石灰可以防止空气中的水蒸气接触氯化铁使其水解。
【详解】
(1) 装置 A 中浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气,离子方程式为 MnO 2 + 4H + + 2Cl - Mn 2+ + Cl 2 ↑ + 2H 2 O ;
(2) 装置 B 中盛放饱和氯化钠溶液除去 HCl 气体,装置 C 中盛放浓硫酸进行除水干燥;
(3) 为防止装置中的水蒸气、氧气和铁粉反应,应先点燃 A 处酒精灯,利用生成的氯气排尽装置中的空气,装置 E 开始出现黄绿色气体时说明充满氯气,再点燃 D 处酒精灯;
(4) 氯气和铁粉在加热条件下反应生成氯化铁,化学方程式为 2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3 ;
(5) 用粗硬质玻璃管直接连接装置 D 和 E ,可以防止氯化铁凝华堵塞导管。
兴趣小组分析了用硫铁矿烧渣 ( 主要成份 Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 、 FeO 等 ) 制备铁红 (Fe 2 O 3 ) 的流程图并进行了铁红性质实验。
( 一 ) 铁红制备的流程图分析:
(1) 实验室完成操作 1 ,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 ___________ ( 填仪器名称 ) 。
(2) 你认为对气体 C 最佳的处理方法是 ___________ ( 填选项序号 ) 。
A .冷却后排入空气 B .燃烧后排放 C .再通入反应炉
(3) 反应 1 的反应温度一般需控制在 35 ℃以下,其目的是 ___________ 。
(4) 若焙烧中碳与四氧化三铁反应后 B 中气体的比例恰好是 1 ∶ 1 ,其化学方程式: ___________ 。
(5) 反应 2 中相关物质的溶解度如表,你认为该反应在常温下能实现的原因是: ___________ 。
| 物质 | X | K 2 SO 4 | NH 4 C1 | (NH 4 ) 2 SO 4 |
| 溶解度 g(25 ℃ ) | 34.0 | 11.1 | 37.2 | 19.2 |
为检验硫酸钾晶体是否洗涤干净,可取最后一次洗涤液,先加入 ___________ ,振荡、静置,再向上层清液中滴加 ___________ ,观察现象即可判断。
A .硝酸银溶液 B .过量的氯化钡溶液 C .过量的硝酸钡溶液
( 二 ) 铁红的性质实验
(6) 实验装置:已知:草酸晶体 (H 2 C 2 O 4 ·3H 2 O) 在浓 H 2 SO 4 作用下受热分解,化学方程式为 H 2 C 2 O 4 ·3H 2 O CO 2 ↑ + CO↑ + 4H 2 O
①实验前应先 ___________ 。
②进入 E 中的气体是纯净、干燥的一氧化碳,则 B 、 D 中的试剂依次是 ___________ 、 ___________ ( 填字母编号 ) 。
A .浓硫酸 B .澄清石灰水 C .氢氧化钠溶液
③ C 装置的作用是 ___________ 。
漏斗 C 防止碳酸氢铵受热分解 9Fe 3 O 4 +8C 9Fe+4CO 2 ↑+4CO↑ 常温下 K 2 SO 4 的溶解度小 C A 检查装置的气密性 C A 检验二氧化碳是否被除尽
【分析】
根据铁红制备的流程图,反应炉中过量的焦炭还原氧化铁生成铁和二氧化碳,过量的一氧化碳会随二氧化碳逸出,因此气体 B 为一氧化碳和二氧化碳的混合气体,气体 B 通过足量的氢氧化钠溶液后,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,因此气体 C 中主要含有一氧化碳,一氧化碳可作为还原剂重复利用;固体 A 为单质铁,和硫酸反应生成硫酸亚铁,过滤除去不反应的杂质,硫酸亚铁再和碳酸氢铵反应,生成碳酸铁沉淀和硫酸铵溶液,碳酸铁通过洗涤、干燥、煅烧生成氧化铁;硫酸铵溶液中加入 X ,得到氯化铵溶液和硫酸钾固体, X 为氯化钾,硫酸钾固体经过洗涤、干燥得到纯净的 K 2 SO 4 晶体;根据铁红的性质实验装置,浓硫酸与草酸反应生成 CO 2 和 CO 气体,二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收,用澄清的石灰水可以检验二氧化碳是否除尽,干燥后在 E 中与铁红反应生成铁和二氧化碳, F 中的碱石灰可以吸收生成的二氧化碳, G 中碱石灰可以防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置 F ,据此分析解答。
【详解】
( 一 )(1) 把不溶于液体的固体和液体分离的方法是过滤,过滤用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:漏斗;
(2) 气体 C 主要成分是一氧化碳,一氧化碳可作为还原剂重复利用,对气体 C 最佳的处理方法是再通入反应炉中重复利用,故答案为: C ;
(3) 碳酸氢铵受热容易分解为氨气、水、二氧化碳,所以反应 1 的反应温度一般需控制在 35 ℃以下,故答案为:防止碳酸氢铵受热分解;
(4)C 与 Fe 3 O 4 在高温的条件下生成铁、二氧化碳和一氧化碳,其中一氧化碳和二氧化碳的比例恰好是 1 ∶ 1 ,反应的化学方程式为 9Fe 3 O 4 +8C 9Fe+4CO 2 ↑+4CO↑ ,故答案为: 9Fe 3 O 4 +8C
9Fe+4CO 2 ↑+4CO↑ ;
(5) 根据复分解反应发生的条件,反应 2 中没有不溶物,但常温下硫酸钾的溶解度较小,在生成物中可以以沉淀的形式出现,所以反应可以发生; K 2 SO 4 晶体表面可能吸附有少量氯化铵,为检验 K 2 SO 4 晶体是否洗涤干净,就是检验是否有氯化钾,可取最后一次洗涤液,此时是硫酸钾的溶液,可能含有氯化钾,而检验氯化钾是需要用硝酸银的,但是由于硫酸钾遇到硝酸银也会生成白色沉淀,所以应该先除去硫酸根离子的干扰,应该先加入过量的硝酸钡 ( 不能使用氯化钡,防止引入氯离子干扰后期的检验 ) 溶液,振荡、静置,再向上层清液中滴加硝酸银溶液,故答案为:常温下 K 2 SO 4 的溶解度小; C ; A ;
( 二 )(6) ①实验中有气体参与反应,因此实验前应先检查装置的气密性,否则会由于漏气使实验失败,故答案为:检查装置的气密性;
②根据方程式 H 2 C 2 O 4 ·3H 2 O CO 2 ↑ + CO↑ + 4H 2 O 可知,从 A 中出来的气体中含有一氧化碳和二氧化碳,二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收,用澄清的石灰水可以检验二氧化碳是否除尽,一氧化碳可以用浓硫酸干燥;所以 B 中盛放的是氢氧化钠溶液,吸收二氧化碳,氢氧化钙是验证二氧化碳是否被除净, D 中盛放的是浓硫酸,干燥一氧化碳,故答案为: C ; A ;
③ F 中的碱石灰可以吸收生成的二氧化碳, G 中碱石灰可以防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置 F ,因此进入 E 装置的气体中不能含有二氧化碳,澄清的石灰水是检验二氧化碳是否除尽,故答案为:检验二氧化碳是否被除尽。
某学习小组拟设计实验探究铁盐与碳酸盐反应的产物。
| 序号 | 实验操作 | 主要现象 |
| Ⅰ | 10mL0.5mol • L -1 FeCl 3 溶液和 20mL0.5mol • L -1 Na 2 CO 3 溶液混合 | 产生棕色沉淀,无气泡 |
| Ⅱ | 10mL0.5mol • L -1 FeCl 3 溶液和 20mL0.5mol • L -1 NaHCO 3 溶液混合 | 产生红褐色沉淀,产生大量气泡 |
对实验 Ⅰ、Ⅱ反应后的混合物进行过滤洗涤、低温凉干,分别得到 M 、 N 固体。
回答下列问题:
(1) 用 pH 计分别测定 0.5mol·L -1 NaHCO 3 溶液、 0.5mol·L -1 Na 2 CO 3 溶液,得 pH 依次为 a 、 b 。预测 a ___ b( 填 “ > ”“ < ” 或 “=”)
(2) 为了定性确认 M 、 N 成分,进行实验:
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
| ①取少量 M 于试管,滴加足量的稀硫酸,再滴加 X 溶液 | 沉淀溶解,产生大量气泡,溶液变红色 | M 一定含 Fe 3+ 、 CO |
| ②取少量 N 于试管,滴加足量的稀硫酸,再滴加 X 溶液 | 沉淀溶解,无气泡产生,溶液变红色 | N 是? |
写出 N 和 X 的化学式: N ___ ; X ___ 。
(3) 为了进一步探究 M( 无结晶水的纯净物 ) 的组成进行如图实验:
①点燃酒精灯前,先通入 N 2 ,其目的是 ___ 。加热一段时间后,装置 A 中棕色粉末变红色,装置 B 中白色粉末变蓝色;装置 C 中产生白色沉淀。当装置 A 中 M 完全反应时停止加热,继续通入 N 2 。
②停止加热之前, __ 先拆去 B 、 C 之间导管 ( 填 “ 要 ” 或 “ 不要 ”)
③对装置 C 中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,白色固体质量为 19.7g 。装置 A 中残留红色粉末的质量为 8.0g ,则 M 的化学式为 __ 。
(4)FeCl 3 溶液和 Na 2 CO 3 ,溶液反应的离子方程式为 ___ 。
(5) 铁盐与碳酸盐溶液反应产物不同可能与 __ 、浓度、水解产物 CO 2 有关。
< Fe(OH) 3 KSCN( 或 NH 4 SCN) 排尽装置内的空气和水蒸气 不要 Fe(OH)CO 3 Fe 3+ +2CO +H 2 O=Fe(OH)CO 3 ↓+HCO
碱性强弱
【分析】
实验 Ⅰ 中: 10mL0.5mol • L -1 FeCl 3 溶液和 20mL0.5mol • L -1 Na 2 CO 3 溶液反应,产生棕色沉淀,无气泡,该棕色沉淀为 Fe(OH)CO 3 ;实验 Ⅱ 中: 10mL0.5mol • L -1 FeCl 3 溶液和 20mL0.5mol • L -1 NaHCO 3 溶液反应,产生红褐色沉淀,产生大量气泡,红褐色沉淀为 Fe(OH) 3 ,生成的气体为 CO 2 。
【详解】
(1)Na 2 CO 3 水解能力强,碱性强,用 pH 计分别测定 0.5mol·L -1 NaHCO 3 溶液、 0.5mol·L -1 Na 2 CO 3 溶液,得 pH 为 a< b ;
(2)KSCN 或 NH 4 SCN 是检验铁离子的特效试剂,现象是溶液呈红色,所以 X 是 KSCN 或 NH 4 SCN ; N 溶于酸,无气泡,加 KSCN 或 NH 4 SCN 后呈红色,说明 N 是 Fe(OH) 3 ,
(3) 加热一段时间后,装置 A 中棕色粉末变红色,装置 B 中白色粉末变蓝色;装置 C 中产生白色沉淀,说明有水蒸气和二氧化碳产生;
①点燃酒精灯前,先通入 N 2 ,其目的是排尽装置内的空气和水蒸气;
②停止加热之前,若先拆去 B 、 C 之间导管,空气中的水分会进入 B 中,影响实验结果,因此停止加热之前,不要先拆去 B 、 C 之间导管;
③对装置 C 中混合物进行过滤、洗涤、干燥后得到白色固体 19.7g ,白色固体为 BaCO 3 ,则 ,装置 A 中残留红色粉末的质量为 8.0g ,红色粉末为氧化铁,所以
,装置 B 中白色粉末变蓝色,表明有水生成,由此推测 M 为 Fe(OH)CO 3 ;
(4)FeCl 3 溶液和 Na 2 CO 3 反应生成 Fe(OH)CO 3 沉淀和 HCO ,离子方程式为: Fe 3+ +2CO
+H 2 O=Fe(OH)CO 3 ↓+HCO
;
(5) 铁盐与碳酸盐溶液反应产物不同可能与碱性强弱、浓度、水解产物 CO 2 有关。
甘氨酸亚铁
是一种补铁强化剂。实验室利用 FeCO 3 与甘氨酸 (NH 2 CH 2 COOH) 制备甘氨酸亚铁,实验装置如图所示 ( 夹持和加热仪器已省略 ) 。
查阅资料:
①甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。
②柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性。
实验过程:
I. 装置 C 中盛有 17.4gFeCO 3 和 200mL1.0mol·L -1 甘氨酸溶液。实验时,先打开仪器 a 的活塞,待装置 c 中空气排净后,加热并不断搅拌;然后向三颈瓶中滴加柠檬酸溶液。
Ⅱ . 反应结束后过滤,将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥。
(1) 仪器 a 的名称是 _______ ;与 a 相比,仪器 b 的优点是 _______ 。
(2) 装置 B 中盛有的试剂是: _______ ;装置 D 的作用是 _______ 。
(3) 向 FeSO 4 溶液中加入 NH 4 HCO 3 溶液可制得 FeCO 3 ,该反应的离子方程式为 _______ 。
(4) 过程 I 加入柠檬酸促进 FeCO 3 溶解并调节溶液 pH ,溶液 pH 与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。
① pH 过低或过高均导致产率下降,其原因是 _______ ;
②柠檬酸的作用还有 _______ 。
(5) 过程 II 中加入无水乙醇的目的是 _______ 。
分液漏斗 b 为滴液漏斗,滴液漏斗能平衡压强,便于液体顺利滴下 饱和 NaHCO 3 溶液 检验装置内空气是否排尽,同时防止空气进入装置 C 中 Fe 2+ +2HCO = FeCO 3
+CO 2
+H 2 O pH 过低, H + 与 NH 2 CH 2 COOH 反应生成 NH
CH 2 COOH ; pH 过高, Fe 2+ 与 OH - 反应生成 Fe(OH) 2 沉淀,故 pH 过低或过高均导致产率下降 防止 Fe 2+ 被氧化 降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其结晶析出
【分析】
根据装置: A 制备二氧化碳, B 装置除去二氧化碳中的 HCl , C 装置制备甘氨酸亚铁, D 装置检验装置内空气是否排尽,防止空气进入装置 C ,以此解答。
【详解】
(1) 仪器 a 为分液漏斗,仪器 b 为滴液漏斗,滴液漏斗能平衡压强,便于液体顺利滴下;故答案为:分液漏斗; b 为滴液漏斗,滴液漏斗能平衡压强,便于液体顺利滴下;
(2)A 制得的二氧化碳混有 HCl 气体, B 装置除去 HCl ,而不溶解二氧化碳,故为饱和 NaHCO 3 溶液,亚铁易被氧化,故装置为无氧环境,先用 A 的气体排空气,通过 D 可以检验装置内空气是否排尽,同时防止空气进入装置 C 中;故答案为:饱和 NaHCO 3 溶液;检验装置内空气是否排尽,同时防止空气进入装置 C 中;
(3) 向 FeSO 4 溶液中加入 NH 4 HCO 3 溶液可制得 FeCO 3 ,同时生成二氧化碳和水,反应为: Fe 2+ +2HCO = FeCO 3
+CO 2
+H 2 O ;故答案为: Fe 2+ +2HCO
= FeCO 3
+CO 2
+H 2 O ;
(4) ① pH 过低, H + 与 NH 2 CH 2 COOH 反应生成 NH CH 2 COOH ; pH 过高, Fe 2+ 与 OH - 反应生成 Fe(OH) 2 沉淀,故 pH 过低或过高均导致产率下降;故答案为: pH 过低, H + 与 NH 2 CH 2 COOH 反应生成 NH
CH 2 COOH ; pH 过高, Fe 2+ 与 OH - 反应生成 Fe(OH) 2 沉淀,故 pH 过低或过高均导致产率下降;
②已知:柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性,故加入柠檬酸促进 FeCO 3 溶解并调节溶液 pH ,同时防止 Fe 2+ 被氧化,故答案为:防止 Fe 2+ 被氧化;
(5) 已知:甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,故加入无水乙醇可以降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其结晶析出,故答案为:降低甘氨酸亚铁的溶解度,使其结晶析出。
某化学兴趣小组利用下列试剂:铁粉、锌粉、 0.1 mol·L -1 FeCl 3 溶液, 0.1 mol·L -1 FeCl 2 溶液、 KSCN 溶液、新制氯水,探究 Fe 2 + 、 Fe 3 + 的氧化性、还原性,并利用实验结论解决一些问题。
(1) 用所给试剂写出体现 Fe 2 + 具有还原性的反应的化学方程式 ___________ 。
(2) 设计实验方案,完成下列表格。
| 探究内容 | 实验方案 | 实验现象 |
| 探究 Fe 3 + 具有氧化性 | 取少量 0.1 mol·L -1 FeCl 3 溶液,往溶液中加入足量铁粉,再加入少量 KSCN 溶液 | 加入铁粉后,溶液颜色变为浅绿色。加入 KSCN 溶液后,溶液 ___________ |
(3) 该兴趣小组为说明 “Fe 2 + 具有氧化性 ” ,提出了向 FeCl 2 溶液中加入锌粉,观察实验现象的方案,该反应的离子方程式为 ___________ 。
(4) 某反应中反应物与生成物有 Fe 3 + 、 Mn 2 + 、 H + 、 MnO 、 H 2 O 和一种未知离子 X ,已知 MnO
在反应中得到电子,则 X 离子是 ___________ 。
2FeCl 2 + Cl 2 =2FeCl 3 不变色 Fe 2 + + Zn=Zn 2 + + Fe Fe 2 +
【分析】
(1) 反应中,表现还原性的物质被氧化,应选择与氧化剂反应;
(2) 可根据 Fe 3 + 与 Fe 2 + 的不同性质判断 Fe 3 + 是否被还原:溶液颜色不同、加 KSCN 溶液现象不同;
(3) 依据强还原剂制弱还原剂的规律可判断 FeCl 2 溶液与锌粉的反应情况;
(4) 根据氧化还原反应的规律,反应中有化合价的降低,必有化合价的升高,结合题给条件可判断反应物和生成物。
【详解】
(1)FeCl 2 能被氯水氧化: 2FeCl 2 +Cl 2 =2FeCl 3 ,体现了 Fe 2 + 的还原性,故答案为: 2FeCl 2 +Cl 2 =2FeCl 3 ;
(2) 足量铁粉能将 Fe 3 + 完全还原: Fe+ 2Fe 3 + =3Fe 2 + ,使溶液由黄色变成浅绿色,由于反应后溶液中不存在 Fe 3 + ,所以加入 KSCN 溶液后,溶液无明显变化,故答案为:不变色;
(3) 锌比铁还原性强,能与 FeCl 2 发生置换反应生成铁,反应的离子方程式为: Fe 2+ +Zn═Zn 2+ +Fe ,答案为: Fe 2+ +Zn═Zn 2+ +Fe ;
(4) 根据已知, MnO 在反应中得到电子,化合价降低,发生还原反应,生成 Mn 2+ ,根据氧化还原反应电子守恒,元素化合价有升高和降低,所以判断 X 为 Fe 2+ , Fe 2+ 失电子,化合价升高,发生氧化反应,生成 Fe 3+ ,答案为: Fe 2+ 。
【点睛】
解小题 (4) 时,应根据题给条件,先依据电子守恒判断氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物,再依据电荷守恒安排其它离子。
称取 CuO 和 Fe 2 O 3 的固体混合物 4.00 g ,加入 50.0 mL 2.00 mol/L 的 H 2 SO 4 充分反应,往所得溶液中加入 5.60 g Fe 粉,充分反应后,得到固体的质量为 3.04 g 。请计算:
(1) 加入 Fe 粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量 _______ mol 。
(2) 固体混合物中 CuO 的质量分数 _______ 。
0.1 95%
【详解】
过程发生的反应: ;
,充分反应后,得到固体质量为 3.04g ,则该固体为 Cu ,所以其物质的量为
,根据铜元素守恒,混合物中 CuO 的质量为
,所以 CuO 的质量分数
;加入铁粉充分反应后,溶液中的溶质为硫酸亚铁 (
) 溶液,根据硫酸根守恒可等得到
的物质的量为
,故答案为: 0.1mol ; 95% ;
将 54.4 g 铁粉和氧化铁的混合物中加入 200 mL 的稀硫酸,好完全反应,放出氢气 4.48 L( 标准状况 ) 反应后的溶液中不含 Fe 3+ ,且无固体剩余物。求:
(1) 混合物中氧化铁是 _______ g 。
(2) 原稀硫酸的物质的量浓度 _______ mol/L 。
32 4
【详解】
(1) 设铁粉的物质的量为 x ,氧化铁的物质的量为 y 。
据: Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 ↑和 Fe + 2Fe 3 + = 3Fe 2 + ,氢气的物质的量为 0.2mol ,可以得到: x - y = 0.2 mol , 56x + 160y = 54.4 g ,解得: x = 0.4mol , y = 0.2mol ,所以铁的质量为 22.4g ,氧化铁的质量为 32g ;
故答案为: 32 。
(2) 反应中共生成 FeSO 4 0.8mol ,所以消耗 H 2 SO 的物质的 0.8mol ,稀硫酸的浓度为 0.8mol/0.2L = 4.0mol/L ;
故答案为: 4
现有金属单质 A 、 B 、 C 和气体甲、乙、丙以及物质 D 、 E 、 F 、 G 、 H ,它们之间的相互转化关系如图所示 ( 图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出 ) 。
请根据以上信息完成下列各题:
(1) 写出下列物质的化学式: B _______ ,丙 _______ 。
(2) 写出实验室制备黄绿色气体乙的化学方程式: _______ ,反应过程 ⑦可能观察到的实验现象是: _______ ,产生红褐色沉淀的化学方程式是 _______
(3) 反应 ③中的离子方程式是 _______
(4) 反应 ⑤的离子方程式是 _______
(5) 反应 ⑦中如果可以长时间看到白色沉淀,应如何进行实验操作: _______ 。
Al HCl 4HCl( 浓 )+MnO 2 Cl 2 ↑+MnCl 2 +2H 2 O 白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 2Al+2OH - +2H 2 O=
+3H 2 ↑ 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - 配制溶液的蒸馏水煮沸,去除水中溶解的氧气 ( 或胶头滴管末端进入氯化亚铁液面下滴加氢氧化钠溶液或氯化亚铁液面上加入一层煤油隔绝空气 )
【分析】
金属单质 A 焰色反应呈黄色,则 A 是 Na , Na 与 H 2 O 反应产生气体甲是 H 2 , D 溶液为 NaOH ,金属 B 和氢氧化钠溶液反应,说明 B 为 Al ,黄绿色气体乙为 Cl 2 ,气体甲和氯气反应生成丙为 HCl ,物质 E 为盐酸溶液,物质 D 是氢氧化钠, D 和物质 G 反应生成红褐色沉淀 H 为 Fe(OH) 3 ,盐酸与金属 C 反应产生金属氯化物,该氯化物与 NaOH 溶液反应产生 Fe(OH) 3 ,则 C 是 Fe , F 为 FeCl 2 、 G 为 FeCl 3 ,以此解答该题。
【详解】
(1) 根据分析可知, B 为 Al ,丙为 HCl ;
(2) 气体乙为氯气,实验室利用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,化学方程式为 4HCl( 浓 )+MnO 2 Cl 2 ↑+MnCl 2 +2H 2 O ;反应 ⑦为 FeCl 2 溶液与 NaOH 溶液反应生成 Fe(OH) 2 , Fe(OH) 2 再被空气中的氧气氧化成红褐色沉淀 Fe(OH) 3 的过程,现象为:白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,产生红褐色沉淀的化学方程式为 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 ;
(3) 反应 ③为铝和 NaOH 溶液的反应,生成偏铝酸钠、氢气,离子方程式为 2Al+2OH - +2H 2 O= +3H 2 ↑ ;
(4) 结合分析可知,反应 ⑤ 为 FeCl 2 与 Cl 2 反应生成 FeCl 3 ,其离子方程式是 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ;
(5) 反应 ⑦中如果可以长时间看到白色沉淀,则需要隔绝氧气防止氢氧化亚铁被氧化,所以可以:配制溶液的蒸馏水煮沸、胶头滴管末端进入氯化亚铁液面下滴加氢氧化钠溶液、氯化亚铁液面上加入一层煤油隔绝空气。
化合物 M 由两种元素组成,某研究小组按如下图流程探究其组成:
请回答:
(1) 溶液 E 的颜色是 _______ ,溶液 E 转化为溶液 F 的离子方程式是 _______ 。
(2) 化合物 M 的化学式为 _______ 。
(3) 化合物 M 在足量空气中充分煅烧的化学方程式为 _______ 。
(4) 将气体 A 通入溶液 E 中,其反应的离子方程式为 _______ 。
黄褐色 Fe 3+ +3SCN - =Fe(SCN) 3 Fe 3 S 4 4Fe 3 S 4 +25O 2 6Fe 2 O 3 +16SO 2 2Fe 3+ +SO 2 +2H 2 O=2Fe 2+ +SO
+4H +
【分析】
化合物 M 由两种元素组成,在足量的空气中煅烧,生成的无色气体 A 能使品红溶液褪色,且加热时,溶液再次恢复,则气体 A 为二氧化硫;红棕色固体 D 溶于盐酸后,滴加 KSCN 溶液,溶液变红,则溶液 F 中含有铁离子,则固体 D 为氧化铁, 4.80g 时的物质的量为 0.03mol ,含有 Fe 元素的质量为 3.36g ,化合物 M 中含有 0.08mol S ,则化合物 M 的化学式为 Fe 3 S 4 。
【详解】
(1) 溶液 E 为氯化铁,则溶液的颜色为黄褐色;氯化铁与 KSCN 反应生成硫氰化铁和氯化钾,离子方程式是 Fe 3+ +3SCN - =Fe(SCN) 3 ;
(2) 分析可知,化合物 M 的化学式为 Fe 3 S 4 ;
(3) 化合物 M 为 Fe 3 S 4 ,在足量空气中充分煅烧生成氧化铁和二氧化硫,化学方程式为 4Fe 3 S 4 +25O 2 6Fe 2 O 3 +16SO 2 ;
(4) 气体 A 通入溶液 E 中,二氧化硫、水与铁离子反应生成硫酸根离子、氢离子和亚铁离子,反应的离子方程式为 2Fe 3+ +SO 2 +2H 2 O=2Fe 2+ +SO +4H + 。
铁及其化合物之间有如图所示转化关系,回答下列问题:
(1)B 的化学式是 ______ 。
(2) 检验 A 中阳离子所用的试剂为 ______ ( 填字母代号 ) 。
A . KSCN 溶液 B . BaCl 2 溶液 C . AgNO 3 溶液
(3) 写出溶液中 A→B 的离子方程式 ______ 。
(4) 写出 B→E 的化学方程式 ______ 。
FeCl 2 A 2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ FeCl 2 +2NaOH=Fe(OH) 2 ↓+2NaCl
【分析】
Fe 与 Cl 2 在点燃时反应产生 A 是 FeCl 3 , FeCl 3 与 Fe 反应产生 FeCl 2 ,所以 B 是 FeCl 2 ; FeCl 3 与 NaOH 发生复分解反应产生 D 是 Fe(OH) 3 , FeCl 2 与 NaOH 发生复分解反应沉淀 E 是 Fe(OH) 2 , Fe(OH) 2 具有强的还原性,在溶液中容易被 O 2 氧化产生 Fe(OH) 3 。
【详解】
根据上述分析可知: A 是 FeCl 3 , B 是 FeCl 2 ; D 是 Fe(OH) 3 ; E 是 Fe(OH) 2 。
(1)B 是氯化亚铁,化学式是 FeCl 2 ;
(2)A 是 FeCl 3 ,其中含有的金属阳离子是 Fe 3+ , Fe 3+ 遇 SCN - 离子,使溶液变为血红色,故检验 A 中阳离子所用的试剂为 KSCN 溶液,故合理选项是 A ;
(3)A 是 FeCl 3 , B 是 FeCl 2 , FeCl 3 与 Fe 发生氧化还原反应产生 FeCl 2 ,该反应的离子方程式为: 2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ;
(4)B 是 FeCl 2 ; E 是 Fe(OH) 2 。 FeCl 2 与 NaOH 溶液发生复分解反应产生 Fe(OH) 2 和 NaCl ,则 B→E 的化学方程式为: FeCl 2 +2NaOH=Fe(OH) 2 ↓+2NaCl 。
三氯化铁溶液可腐蚀印刷电路板上的铜膜,某小组为了从腐蚀废液 ( 含有大量 CuCl 2 、 FeCl 2 和 FeCl 3 中回收铜,并将铁的化合物全部转化为溶液作为腐蚀液原料循环使用,设计了如下实验步骤:
(1) 写出下列物质的化学式: ② _______ ; ③ _______ ;
(2) 写出 FeCl 3 溶液与铜发生反应的离子方程式: _______ ;
(3) 向滤液 ②中加入 NaOH 溶液并长时间暴露在空气中,可以观察到先生成了白色沉淀,迅速变成 _______ 色,最后变成红褐色,沉淀变化过程发生反应的化学方程式为 _______ ;
(4) 通入 ⑥ 发生反应的离子方程式: _______ ;
(5) 若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,下列结果不可能出现的是 _______ ( 填字母代号 ) 。
A. 有铜无铁 B. 有铁无铜 C. 铁、铜都有 D. 铁、铜都无
FeCl 2 Fe 、 Cu 灰绿
B
【分析】
废液中含有大量 CuCl 2 、 FeCl 2 和 FeCl 3 ,加入过量的铁粉, Fe 与 FeCl 3 、 CuCl 2 都能发生反应,过滤,滤液 ②中的溶质是 FeCl 2 ,滤渣 ③是铁和铜的混合物;滤渣③中加入足量盐酸,铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜不反应,过滤出金属铜,滤液⑤的溶质是 FeCl 2 ;滤液 ②与滤液⑤混合后通入氯气,氯化亚铁被氧化为氯化铁,故①为 Fe , ②为 FeCl 2 , ③ 为 Fe 、 Cu , ④ 为盐酸, ⑤ 为 FeCl 2 和盐酸, ⑥ 为氯气。
【详解】
(1) 由分析知, ②为 FeCl 2 ; ③为 Fe 、 Cu ;
(2) FeCl 3 溶液与铜发生反应生成氯化亚铁和氯化铜,发生反应的离子方程式为: ;
(3) 滤液 ②的溶质是氯化亚铁,加入 NaOH 溶液,生成白色氢氧化亚铁沉淀,反应方程式是 FeCl 2 +2NaOH=Fe(OH) 2 ↓+2NaCl ;长时间暴露在空气中,氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁,所以迅速变为灰绿色,接着又转化为红褐色沉淀,反应的化学方程式为 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 ;
(4) 氯化亚铁通入氯气生成氯化铁,发生反应的离子方程式为 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ;
(5) 铁的还原性大于铜,若向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,铁粉先与氯化铁反应,反应结束后,不可能出现的结果是有铁无铜,故选 B 。
已知化合物 X 、 A 均为红色固体, X 中含有四种元素,气体单质 H 对氢气的相对密度为 14( 标准状况下 ) ,流程中每一步反应试剂均过量且完全反应:
试根据以上内容回答下列问题:
(1)X 含有的非金属元素为 ___ 。
(2) 混合气体 C 通入含过氧化氢的氯化钡溶液中立即生成沉淀 F ,请写出反应的离子方程式: __ 。
(3) 检验溶液 B 中金属阳离子的实验方案: ___ 。
S 、 C 、 N Ba 2+ +SO 2 +H 2 O 2 =BaSO 4 ↓+2H + 向溶液中加入适量 KSCN 溶液,若出现红色,则其中阳离子为 Fe 3+
【分析】
气体单质 对氢气的相对密度为 14( 标准状况下 ) ,则单质
的相对分子质量为 28 ,温合气体
通过灼热的铜网得到气体
,故
为氮气,
为氮气和氧气;气体
通入澄清石灰水,得沉淀
为碳酸钙,故气体
中还有 CO 2 ,根据化合物
为红色固体,加稀盐酸能溶解,可知
为氧化铁,混合气体 C 中含有
,能与
反应生成
,与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,据此解题。
【详解】
(1) 气体单质 对氢气的相对密度为 14( 标准状况下 ) ,则单质
的相对分子质量为 28 ,温合气体
通过灼热的铜网得到气体
,故
为氮气,
为氮气和氧气;气体
通入澄清石灰水,得沉淀
为碳酸钙,故气体
中还有
,且
,则
;气体
通入氯化钡溶液生成硫酸钡沉淀,
,则
;根据化合物
为红色固体,加稀盐酸能溶解,可知
为氧化铁,
,则
;化合物
的质量为
,故
;故
含有的非金属元素为
、 C 、
、
的化学式为
。
(2) 混合气体 C 中含有 ,能与
反应生成
,与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式为
。
(3) 向溶液中加入适量 KSCN 溶液,若出现红色,则其中阳离子为 Fe 3+ 。
按要求用化学用语作答:
(1) 写出小苏打的化学式 ___ 。
(2) 写出 CCl 4 的电子式 ___ 。
(3) 写出硫的原子结构示意图 ___ 。
(4) 写出金属钾与水反应的离子方程式 __ 。
(5)Fe(OH) 2 在空气中被氧化成红褐色沉淀,写出化学方程式 __ 。
NaHCO 3
2K+2H 2 O=2K + +2OH - +H 2 ↑ 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3
【详解】
(1) 小苏打为碳酸氢钠,化学式为 NaHCO 3 ;
(2)CCl 4 为 C 、 Cl 均满足 8 个稳定结构的物质,电子式为
;
(3) 硫含有 16 个电子,其原子结构示意图
;
(4) 金属钾与水反应生成氢氧化钾和氢气,离子方程式为 2K+2H 2 O=2K + +2OH - +H 2 ↑ ;
(5)Fe(OH) 2 被空气中的氧气氧化成红褐色沉淀氢氧化铁,化学方程式为 4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 。
草酸 (H 2 C 2 O 4 ) 及其化合物泛分布于动植物体中。某实验小组用灼烧检验法对菠菜中的铁元素 ( 主要以难溶的 FeC 2 O 4 形式存在 ) 进行检测。实验如下:
(1) 灼烧菠菜时应将其放在 ___ ( 填仪器名称 ) 中加热。
(2) 取溶液 A ,先滴加 H 2 O 2 溶液,再滴加 KSCN 溶液,溶液呈红色。用离子方程式表示 H 2 O 2 的作用: _____ 。
(3) 甲同学取少量溶液 A ,滴加酸性 KMnO 4 溶液,振荡后,溶液紫色消失,因此得出结论,溶液 A 含有 Fe 2+ 。乙同学认为甲同学的实验方法不严谨,理由是 ___ 。
坩埚 2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O 酸性条件下, H 2 C 2 O 4 和 Cl − 都可能将 还原
【详解】
(1) 灼烧菠菜时应将其放在坩埚中加热,故答案为:坩埚;
(2) 取无色溶液 A ,先滴加 H 2 O 2 溶液,再滴加 KSCN 溶液,溶液呈红色,用离子方程式表示 H 2 O 2 的作用为 2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O ,故答案为: 2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O ;
(3) 甲同学方案中 KMnO 4 溶液可氧化 HCl 、 H 2 C 2 O 4 ,不能判断溶液 A 含有 Fe 2+ ,则甲同学反思自己的方法不严谨,理由是酸性条件下, H 2 C 2 O 4 和 Cl − 都可能将 还原,故答案为:酸性条件下, H 2 C 2 O 4 和 Cl − 都可能将
还原。
双氧水、氢化钠 、硼氢化钠 (
,其中 B 的化合价为
价 ) 都是应用广泛的化学试剂。硼和铝位于同一主族,它们的部分化合物的组成和性质类似。
(1) 已知:酸性条件下双氧水的氧化性强于 的。若设计实验验证这一事实,则实验原理为 _______ ( 结合离子方程式和文字加以说明 ) 。
(2) 中氢元素的化合价为 _______ 价;
与水反应只生成氢气和偏硼酸钠
,则每消耗
,转移电子的物质的量为 _______
。
(3) 以 和
为原料可制得
,发生反应的化学方程式为 _______ 。
(4) 的反应活性很强,遇到水会转化成碱性很强的氢氧化物,发生反应的化学方程式为 _______ 。
(5) 某实验小组为了制得纯净的 ,将
和稀盐酸反应后生成的气体 ( 不含空气 ) ,用浓硫酸干燥后,在隔绝空气的装置中与少量金属钠充分反应,制得氢化钠样品。经检测,该方法制得的样品中仍有杂质,其原因可能是 _______ 。
向 FeSO 4 酸性溶液中加入 KSCN 溶液,溶液不变色,再加入 H 2 O 2 溶液,发生反应 H 2 O 2 + 2Fe 2+ + 2H + = 2Fe 3+ + 2H 2 O ,铁离子与 KSCN 溶液发生反应 Fe 3+ + 3SCN — =Fe(SCN) 3 ,溶液变为红色 — 1 +4 4NaH+BCl 3 =NaBH 4 +3NaCl NaH+ H 2 O=NaOH+ H 2 ↑ 盐酸具有挥发性,金属钠和挥发出的氯化氢发生反应
【详解】
(1) 向硫酸亚铁的酸性溶液中加入硫氰化钾溶液,亚铁离子不能与硫氰化钾溶液反应,溶液不变色,再加入过氧化氢溶液,酸性条件下,过氧化氢溶液与亚铁离子发生氧化还原反应生成铁离子和水,反应的离子方程式为 H 2 O 2 + 2Fe 2+ + 2H + = 2Fe 3+ + 2H 2 O ,反应生成的铁离子与硫氰化钾溶液反应生成红色的硫氰化铁,反应的离子方程式为 Fe 3+ + 3SCN — =Fe(SCN) 3 ,由氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,过氧化氢的氧化性强于铁离子,则验证这一事实的实验原理为向 FeSO 4 酸性溶液中加入 KSCN 溶液,溶液不变色,再加入 H 2 O 2 溶液,发生反应 H 2 O 2 + 2Fe 2+ + 2H + = 2Fe 3+ + 2H 2 O ,铁离子与 KSCN 溶液发生反应 Fe 3+ + 3SCN — =Fe(SCN) 3 ,溶液变为红色,故答案为:向 FeSO 4 酸性溶液中加入 KSCN 溶液,溶液不变色,再加入 H 2 O 2 溶液,发生反应 H 2 O 2 + 2Fe 2+ + 2H + = 2Fe 3+ + 2H 2 O ,铁离子与 KSCN 溶液发生反应 Fe 3+ + 3SCN — =Fe(SCN) 3 ,溶液变为红色;
(2) 硼氢化钠中硼元素的化合价为 +3 价,由化合价代数和为 0 可知,氢元素的化合价为 — 1 价;硼氢化钠与水反应生成氢气和偏硼酸钠,反应则硼氢化钠中氢元素化合价升高被氧化,做反应的还原剂,水中氢元素化合价降低被还原,做反应的氧化剂,反应的化学方程式为 NaBH 4 +2 H 2 O=NaBO 2 + 4H 2 ↑,由方程式可知,消耗 1mol 硼氢化钠,反应转移电子的物质的量为 4mol ,故答案为: — 1 ; +4 ;
(3) 由题意可知,氢化钠与三氯化硼反应生成硼氢化钠和氯化钠,反应的化学方程式为 4NaH+BCl 3 =NaBH 4 +3NaCl ,故答案为: 4NaH+BCl 3 =NaBH 4 +3NaCl ;
(4) 由题意可知,氢化钠与水发生氧化还原反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为 NaH+ H 2 O=NaOH+ H 2 ↑,故答案为: NaH+ H 2 O=NaOH+ H 2 ↑;
(5) 盐酸具有挥发性,锌和稀盐酸反应制得的氢气中混有氯化氢气体,金属钠可能和盐酸反应生成氯化钠,导致制得的样品中含有氯化钠杂质,故答案为:盐酸具有挥发性,金属钠和挥发出的氯化氢发生反应。
某氯化铁样品中含有少量 FeCl 2 杂质,现要测定其中铁元素的质量分数,实验按如图步骤进行:
请根据流程,回答以下问题:
(1) 检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是 _______ 。
(2) 若坩埚质量是 W 1 g ,坩埚与加热后固体总质量是 W 2 g ,则样品中铁元素的质量分数 _______ ;若称量准确,最终测得铁元素的质量分数偏大,则造成误差的原因可能是 _______ ( 写出一种原因即可 ) 。
取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸酸化的 AgNO 3 溶液,若无沉淀生成,则证明原沉淀已洗涤干净 氢氧化铁固体加热 ( 灼烧 ) 时未充分反应变为 Fe 2 O 3
【分析】
样品中加入盐酸和水,进行溶解,配制成 250mL 的溶液,取其中 25.00mL 溶液,加入氯水,将亚铁离子氧化为铁离子,再加入过量氨水,沉淀铁离子,生成氢氧化铁,灼烧氢氧化铁生成氧化铁,据此分析解答。
【详解】
(1) 滤液中存在氯化铵,可用硝酸酸化的硝酸银溶液检验最后一次洗涤液中是否存在氯离子,以判断沉淀是否洗净,方法是取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸酸化的 AgNO 3 溶液,若无沉淀生成,则证明原沉淀已洗涤干净;
(2) 因铁元素质量守恒,即红棕色固体中的铁就是样品中铁, 25mL 溶液中得到的 Fe 2 O 3 中铁元素的质量为 ,则样品中铁元素的质量分数是
;因氢氧化铁固体加热时未充分反应变为 Fe 2 O 3 ,则最终测得铁元素的质量分数偏大。
铁及其化合物的 “ 价类二维图 ” 如图。回答下列问题:
(1) 预测 既有氧化性又有还原性,其依据是 _______
(2) 检验溶液中的 ,常用的试剂是 _______ 。
(3) 氧化铁和铝粉可用于野外焊接钢轨,用化学方程式表示反应原理 _______ 。
(4) 向 溶液中滴加氯水,反应的离子方程式 _______ 。如果反应后的溶液中还有
存在,选用 _______ 试剂,产生 _______ 现象证明其存在。
化合价为 +2 ,为中间价,既能升高又能降低 KSCN 溶液 2Al+Fe 2 O 3
Al 2 O 3 +2Fe 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - 铁氰化钾 蓝色沉淀
【分析】
根据铁盐和亚铁盐的性质和检验方法分析解答。
【详解】
(1)Fe 2+ 的化合价为 +2 ,可以升高也可以降低,所以既有氧化性又有还原性,故答案为: Fe 2+ 的化合价为 +2 ,为中间价,既能升高又能降低;
(2)Fe 3+ 与 KSCN 溶液显血红色,所以检验溶液中的 Fe 3+ ,常用的试剂是 KSCN 溶液,故答案为: KSCN 溶液;
(3) 氧化铁和铝粉在高温下反应生成铁和氧化铝,反应的化学方程式为 2Al+Fe 2 O 3 2Fe+Al 2 O 3 ,故答案为: 2Al+Fe 2 O 3
2Fe+Al 2 O 3 ;
(4) 氯气与 FeCl 2 反应生成氯化铁,反应的离子方程式为 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ,如果反应后的溶液中还有 Fe 2+ 存在,可以选用铁氰化钾试剂,如果产生蓝色沉淀,即可证明其存在,故答案为: 2Fe 2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ;铁氰化钾;蓝色沉淀。
按要求书写
( 1 )铁与水蒸气反应的化学方程式: ___________
( 2 )向 FeSO 4 溶液中滴入 NaOH 溶液的实验现象: ___________
( 3 )用单线桥标出电子转移方向和数目: ___________ KClO 3 + 6HCl = KCl + 3Cl 2 ↑+ 3H 2 O
( 4 )配平方程式: ___________ Cu 2 S + HNO 3 — Cu ( NO 3 ) 2 + NO ↑ + S + H 2 O (将配平系数依次填入答题卡空格)
3Fe + 4H 2 O ( g ) Fe 3 O 4 + 4H 2 产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色
3Cu 2 S + 16HNO 3 = 6Cu ( NO 3 ) 2 + 4NO ↑+ 3S + 8H 2 O
【详解】
( 1 )铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为 3Fe + 4H 2 O ( g ) Fe 3 O 4 + 4H 2 ;
( 2 )向 FeSO 4 溶液中滴入 NaOH 溶液生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,易被氧化为氢氧化铁,则实验现象为产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变为红褐色;
( 3 ) KClO 3 + 6HCl = KCl + 3Cl 2 ↑+ 3H 2 O 中,盐酸中氯元素化合价从- 1 价升高到 0 价,氯酸钾中氯元素化合价从 + 5 价降低到 0 价,则用单线桥标出电子转移方向和数目为
;
( 4 )铜元素化合价从+ 1 价升高到 + 2 价,硫元素化合价从- 2 价升高到 0 价,氮元素化合价从 + 5 价降低到 + 2 价,则根据电子得失守恒和原子守恒可知配平后的方程式为 3Cu 2 S + 16HNO 3 = 6Cu ( NO 3 ) 2 + 4NO ↑+ 3S + 8H 2 O 。
0.1 mol Fe 与 0.1 mol Cl 2 充分反应,转移的电子数为 0.3 N A ___
错
【分析】
首先判断 Fe 与 Cl 2 中完全反应的物质,再根据完全反应的物质计算判断。
【详解】
铁与氯气反应的产物为 FeCl 3 , 0.1 mol Fe 与 0.1 mol Cl 2 充分反应,铁过量,氯气完全反应,只能按 Cl 2 计算转移的电子数,转移的电子数为 0.2 N A ,故答案为:错。
为探究铁和铁的化合物的一些化学性质,某学生实验小组设计了以下实验。
(1) 往 A 、 B 溶液中分别滴入几滴 KSCN 溶液,溶液的颜色: A _______ , B _______ 。
(2) 写出上述过程中有关反应的离子方程式:
Fe 2 O 3 →A _______ ;
A→B _______ 。
(3)B→C 可看到的现象是 _______ 。
(4) 将 A 的饱和溶液滴入沸水中并不断加热,可制得 _______ 胶体;当光束通过该胶体时,可看到一条光亮的 “ 通路 ” ,这种现象称为 _______ 。
血红色 不变色 Fe 2 O 3 +6 H + = 2Fe 3+ +3H 2 O 2Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ 由白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 Fe(OH) 3 丁达尔效应
【分析】
由题给实验流程可知,向 Fe 2 O 3 固体中加入稀盐酸,发生的反应为 Fe 2 O 3 与稀盐酸反应生成氯化铁和水,向氯化铁溶液中加入过量铁粉发生的反应为氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁,向氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液发生的反应为氯化亚铁溶与氢氧化钠溶液立即反应生成氢氧化亚铁白色沉淀和氯化钠,氢氧化亚铁白色沉淀被空气中氧气氧化为氢氧化铁,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
【详解】
(1) 由分析可知, A 溶液为氯化铁溶液,向氯化铁溶液中滴入硫氰化钾溶液,氯化铁溶液与硫氰化钾溶液反应生成硫氰化铁,溶液变为血红色, B 溶液为氯化亚铁溶液,向氯化亚铁溶液滴入硫氰化钾溶液,氯化亚铁溶液与硫氰化钾溶液不反应,溶液的颜色没有变化,故答案为:血红色;不变色;
(2) Fe 2 O 3 →A 发生的反应为 Fe 2 O 3 与稀盐酸反应生成氯化铁和水,反应的离子方程式为 Fe 2 O 3 +6 H + = 2Fe 3+ +3H 2 O ; A→B 发生的反应为氯化铁溶液与铁反应生成氯化亚铁,反应的离子方程式 Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ,故答案为: Fe 2 O 3 +6 H + = 2Fe 3+ +3H 2 O ; Fe 3+ +Fe=3Fe 2+ ;
(3) B→C 发生的反应为氯化亚铁溶与氢氧化钠溶液立即反应生成氢氧化亚铁白色沉淀和氯化钠,氢氧化亚铁白色沉淀被空气中氧气氧化为氢氧化铁,沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,故答案为:立即生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
(4) 将氯化铁的饱和溶液滴入沸水中并不断加热,可制得氢氧化铁胶体,当光束通过氢氧化铁胶体时,可看到一条光亮的 “ 通路 ” ,这种现象称为丁达尔效应,故答案为: Fe(OH) 3 ;丁达尔效应。
钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答:
(1) 将一小块金属钠投入水中,发生反应的离子方程式为 _______ ;可观察到的实验现象是 _______ ( 填编号 ) 。
a .钠沉到水底 b .钠熔成小球 c .小球四处游动
(2)Fe 跟 在一定条件下反应,所得产物的化学式是 _______ 。将该产物溶于水配成溶液,分装在两支试管中。请回答:
a .若向其中一支试管中滴加 KSCN 溶液,则溶液变成 _______ 色。
b .向另一支试管中滴加 NaOH 溶液,现象为 _______ ,反应的离子方程式是 _______ 。
2Na+2H 2 O=2Na + +2OH - +H 2 ↑ bc FeCl 3 血红 有红褐色沉淀生成 Fe 3+ +3OH - = Fe(OH) 3 ↓
【详解】
(1)Na 可与水反应生成 NaOH 和 H 2 ,反应的离子方程式为 2Na+2H 2 O=2Na + +2OH - +H 2 ↑ ;由于钠的密度比水小,可观察到钠浮在水面上,并四处游动,因钠的熔点较低,反应放热,则可观察到钠熔成小球;
(2)Fe 和 Cl 2 在点燃的条件下反应生成 FeCl 3 ,配成的溶液中含有 Fe 3+ ,则
a . Fe 3+ 与 KSCN 溶液反应生成血红色物质硫氰化铁,向其中一支试管中滴加 KSCN 溶液,溶液变成血红色;
b . Fe 3+ 与 NaOH 溶液反应生成红褐色沉淀 Fe(OH) 3 ,反应的离子方程式为 Fe 3+ +3OH - =Fe(OH) 3 ↓ 。
从下列提供的物质中选择合适的物质填空,并完成相应的问题。
① BaCl 2 ② NaHCO 3 ③ KMnO 4 ④ CuCl 2 ⑤稀 H 2 SO 4 ⑥ KI ⑦ FeCl 2 ⑧稀 HNO 3 ⑨ NaOH ⑩ NH 4 Cl
(1) 写出 ②在水中的电离方程式 ____ 。
(2) 上述物质中能与 ⑨能发生反应的物质有 ____ 种,其中 ⑩与⑨在加热条件下发生反应的离子方程式为 ___ ,将 ⑨溶液滴入⑦中会观察到 ____ 现象。
(3) 上述物质中常见的还原剂有 ______ 。
(4) 写出 ③⑤⑥反应的离子方程式 ____ 。
NaHCO 3 =Na+ 6 NH 4 + +OH - =NH 3 ↑ +H 2 O 沉淀由白色变为灰绿色,然后变为红褐色 ⑥⑦⑩
+5 I - +14H + =4Mn 2+ + I 2 +3
+7H 2 O
【详解】
(1)NaHCO 3 在水中的电离方程式为 NaHCO 3 =Na+ ;
(2) 能与 NaOH 反应的物质有 ② NaHCO 3 、 ④ CuCl 2 、 ⑤稀 H 2 SO 4 、 ⑦ FeCl 2 、 ⑧稀 HNO 3 、 ⑩ NH 4 Cl ,总计 6种;氢氧化钠与氯化铵反应的化学方程为 NH 4 Cl+NaOH=NaCl+NH 3 ↑+H 2 O ,写成离子方程式为 NH 4 + +OH - =NH 3 ↑ +H 2 O ;将氢氧化钠滴入到 ⑦ FeCl 2 溶液中,生成白色的氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁在溶液中会逐渐被氧化为氢氧化铁,颜色由白色逐渐变为灰绿色然后变为红褐色。
(3) I - 、 Fe 2+ 、 都具有还原性,所以常见的还原剂有 ⑥ KI ⑦ FeCl 2 ⑩ NH 4 Cl 。
(4) ③⑤⑥反应 的化学方程式为 4KMnO 4 +5KI+7H 2 SO 4 =4MnSO 4 +I 2 +3KIO 3 +3K 2 SO 4 +7H 2 O ,所以其离子方程式写为 +5 I - +14H + =4Mn 2+ + I 2 +3
+7H 2 O 。
铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1) 要确定铁的某氯化物 FeCl x 的化学式。可用离子交换和中和的方法。实验中称取 0.54g 的 FeCl x 样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和 OH - 的阴离子交换柱,使 Cl - 和 OH - 发生交换。交换完成后,流出溶液的 OH - 用 0.40mol·L -1 的盐酸中和,结束时消耗盐酸 25.0mL ,则 x 值为 _______
(2) 现有一含有 FeCl 2 和 FeCl 3 的混合样品,采用上述方法测得 n(Fe) : n(Cl)=1 : 2.1 ,则该样品中 FeCl 3 的物质的量分数为 _______ 。在实验室中, FeCl 2 可用铁粉和 _______ 反应制备, FeCl 3 可用铁粉和 _______ 反应制备
(3)FeCl 3 与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 _______
(4) 高铁酸钾 (K 2 FeO 4 ) 是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。 FeCl 3 与 KClO 在强碱性条件下反应可制取 K 2 FeO 4 ,其反应的离子方程式为 _______ 。
3 10% 盐酸 氯气 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2 2Fe(OH) 3 +3ClO - + 4OH - =2FeO + 3Cl - +5H 2 O 或 2Fe 3+ +3ClO - +10OH - = 2FeO
+3Cl - +5H 2 O
【详解】
(1)n(Cl)=n(H + )=n(OH - )= 0.0250L × 0.40mol. · L -1 = 0.010mol , 0.54gFeCl x 样品中含有氯离子物质的量为 ,解得 x=3 ;
故答案为: 3 。
(2) FeCl 2 和 FeCl 3 的混合物的样品中 FeCl 2 物质的量为 x , FeCl 3 的物质的量为 y ,则 (x+y) : (2x + 3y)= 1 : 2.1 ,得到 x : y= 9 : 1 ,氯化铁物质的量分数 = ;在实验室中 FeCl 2 可用铁粉和盐酸反应得到, FeCl 3 可用铁粉和氯气反应生成;
故答案为: 10% ;盐酸;氯气。
(3) 三价铁具有氧化性,碘化氢具有还原性,发生氧化还原反应生成碘化亚铁、碘、水,发生的离子反应为 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2 ,
故答案为: 2Fe 3+ + 2I - = 2Fe 2+ + I 2 。
(4) 次氯酸钾中氯 + 1 价具有强氧化性,可将 +3 价的铁氧化成 +6 价,用 FeCl 3 与 KClO 在强碱性条件下反应制取 K 2 FeO 4 ,反应的离子方程式为: 2Fe(OH) 3 +3ClO - + 4OH - =2FeO + 3Cl - +5H 2 O 或 2Fe 3+ +3ClO - +10OH - = 2FeO
+3Cl - +5H 2 O ;
故答案为: 2Fe(OH) 3 +3ClO - + 4OH - =2FeO + 3Cl - +5H 2 O 或 2Fe 3+ +3ClO - +10OH - = 2FeO
+3Cl - +5H 2 O 。