1、金属及其化合物测试题一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列说法不正确的是()A.干冰可用于人工降雨B.单质硅可用于制取普通玻璃C.硫酸铜可用于游泳池消毒D.氢氧化铁胶体能用于净水答案BA项,干冰可用于人工降雨,正确;B项,通常用二氧化硅制取普通玻璃,错误;C项,硫酸铜能使蛋白质变性,故可用于游泳池消毒,正确;D项,氢氧化铁胶体能吸附水中的悬浮颗粒,故能用于净水,正确。2.下列说法不正确的是()A.臭氧可用于杀菌消毒B.氯化钠是一种常见的食品调味剂C.晶体硅常用于制造光导纤维D.镁常用于制造信号弹和
2、焰火答案C臭氧具有强氧化性,可用于杀菌消毒,故A正确;氯化钠有咸味,是一种常见的食品调味剂,故B正确;二氧化硅常用于制造光导纤维,故C错误;镁燃烧时发出耀眼的白光,常用于制造信号弹和焰火,故D正确。3.下列说法正确的是()A.常温下铁与浓硫酸不反应B.钠与氧气反应的产物与反应条件无关C.漂白粉曝露在空气中会变质D.SiO2属于酸性氧化物,可与水反应得到硅酸答案C常温下铁与浓硫酸发生钝化,故A错误;钠与氧气常温下生成氧化钠,加热条件下生成过氧化钠,故B错误;漂白粉曝露在空气中,与水、二氧化碳反应生成碳酸钠和次氯酸,故C正确;SiO2属于酸性氧化物,不与水反应,故D错误。4.下列说法不正确的是()
3、A.氯气是一种重要的化工原料,广泛应用于自来水的消毒和农药的生产等方面B.钠和钾的合金在常温下是液体,可用于快中子反应堆作热交换剂C.用二氧化硅制造的光导纤维具有很强的导电能力,可用于制作光缆D.化肥的生产、金属矿石的处理、金属材料的表面清洗等都可能用到硫酸答案C二氧化硅为绝缘体,用二氧化硅制造的光导纤维不导电,C错误。5.下列物质的制备方法正确的是()A.氯化铝溶液和硫化钠溶液反应制备Al2S3B.用镁粉和空气反应制备Mg3N2C.蒸发氯化镁溶液可制得无水MgCl2D.在干燥的氯化氢气流中加热氯化铝结晶水合物制备AlCl3答案D氯化铝溶液和硫化钠溶液发生强烈相互促进的水解反应,生成氢氧化铝沉
4、淀和硫化氢,得不到Al2S3,A错误;镁粉也会与空气中的氧气反应,会生成氧化镁,B错误;氯化镁在该条件下会完全水解生成氢氧化镁,C错误;在干燥的氯化氢气流中加热可以抑制氯化铝水解,D正确。6.下列有关铝的化合物的说法正确的是()A.氧化铝坩埚可用于熔融NaOH实验B.工业上利用电解熔融氯化铝冶炼铝C.氢氧化铝能中和胃酸,可用于治疗胃酸过多D.明矾可用于自来水的消毒答案C氧化铝能与NaOH反应,所以氧化铝坩埚不能用于熔融NaOH实验,A错误;工业上利用电解熔融氧化铝冶炼铝,B错误;明矾可用于自来水的净化而不能用于自来水的消毒,D错误。7.下列各组物质能相互反应得到Al(OH)3的是()A.Al跟
5、NaOH溶液共热B.Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液反应C.Al2O3和水共热D.Al2(SO4)3和过量的氨水反应答案DAl跟NaOH溶液共热生成NaAlO2,得不到氢氧化铝,故A错误;氢氧化铝是两性氢氧化物,可溶于强酸或强碱,Al(NO3)3跟过量的NaOH溶液反应生成NaAlO2,得不到氢氧化铝,故B错误;氧化铝不溶于水,不能与水反应生成氢氧化铝,故C错误;Al2(SO4)3和过量的氨水反应可以得到氢氧化铝,氢氧化铝不溶于弱碱,故D正确。8.美、德两国成功合成具有某些化学特性的氢铝化合物(AlH3)n,关于(AlH3)n的推测错误的是()A.氢铝化合物与水反应生成氢氧化铝和氢气B.铝
6、与水蒸气高温下反应生成氢铝化合物C.氢铝化合物中铝显+3价,氢显-1价D.氢铝化合物具有强还原性答案B在金属化合物中金属元素显正价,非金属元素显负价,故氢铝化合物中铝元素显+3价,氢元素显-1价,C项正确;氢铝化合物中氢元素显负价,性质不稳定,易和水反应生成氢氧化铝和氢气,A项正确;氢铝化合物易和水反应,所以不能用铝和水蒸气反应制取氢铝化合物,B项错误;氢铝化合物中氢元素显-1价,性质不稳定,易失电子而具有强还原性,D项正确。9.下列说法不正确的是()A.液氯可以储存在钢瓶中B.碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂C.硅晶体是半导体材料,广泛应用于电子工业的各个领域D.钠和钾的合金在常温下是
7、液体,可用于快中子反应堆作热交换剂答案B液氯就是液态的氯气,与钢瓶不反应,可以储存在钢瓶中,A正确;医疗上用碳酸氢钠治疗胃酸过多,而不是碳酸钠,B错误;硅晶体是一种重要的半导体材料,广泛应用于电子工业的各个领域,C正确;钠和钾的合金具有良好的导热性,可用于快中子反应堆作热交换剂,D正确。10.下列说法不正确的是()A.常温下铁与浓硝酸不反应B.燃着的镁能在二氧化碳气体中继续燃烧C.干燥的氯气能使品红溶液褪色D.久置于空气中的漂白粉会变质答案A常温下铁与浓硝酸发生钝化反应,表面生成氧化膜,故A错误;燃着的镁能在二氧化碳气体中继续燃烧生成氧化镁和碳,故B正确;干燥的氯气溶于水会生成次氯酸,次氯酸具
8、有漂白性,能使品红溶液褪色,故C正确;久置于空气中的漂白粉易变质,次氯酸钙与水、二氧化碳反应生成碳酸钙、HClO,发生的反应为Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+O2,故D正确。11.下列有关铁、铜及其化合物的说法不正确的是()A.工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁B.硫酸铜溶液常用作游泳池的消毒剂C.常温下铁与浓硫酸不反应D.用激光照射Fe(OH)3胶体可以观察到丁达尔现象答案C工业上在高温下用CO还原含Fe2O3的铁矿石炼铁,A正确;硫酸铜属于重金属盐,可以使蛋白质变性,所以常用作游泳池的消毒剂,B正确;常温下铁遇浓硫酸发生钝化,在
9、铁表面生一层致密的氧化膜,C不正确;用激光照射Fe(OH)3胶体可以观察到丁达尔现象,D正确。12.下列说法不正确的是()A.FeSO4可用于净水B.钠单质可用于电光源领域C.碳酸钠是重要化工原料,可用于制玻璃、造纸等D.氯气有毒,不可用于合成药物答案DFeSO4可水解生成胶体,所以可用于净水,故A正确;钠单质可用于电光源领域,如高压钠灯,故B正确;碳酸钠是制玻璃、造纸的原料,故C正确;氯气虽有毒,但可用于合成药物,如氯仿可用于麻醉剂,故D错误。13.下列说法不正确的是()A.氯碱工业的反应原理是电解熔融氯化钠B.纯碱在造纸工业中有着重要的应用C.水玻璃可用作建筑黏合剂D.铁的化合物在人体内发
10、生的氧化还原反位中起传递电子的作用答案A氯碱工业的反应原理是电解氯化钠饱和溶液,故A错误;纯碱溶液在造纸工业中有着重要的应用,故B正确;水玻璃为硅酸钠水溶液,具有黏性,是矿物胶,可用作建筑黏合剂,故C正确;人体内的铁元素大部分存在于血液中,起着运输氧气、二氧化碳的作用,铁的化合物还在人体内的氧化还原反应中起传递电子的作用,人体如果缺铁,则会引起贫血等疾病,故D正确。14.NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()A.5.6 g Fe完全溶于一定量溴水中,反应过程中转移的总电子数一定为0.3NAB.1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去2NA个电子C.标准状况
11、下,22.4 L二氯甲烷所含有的分子数为NAD.镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,有1.5NA对共用电子对被破坏答案DFe完全溶于一定量溴水,反应后Fe的最终价态可能是+2价,故0.1 mol Fe转移的电子数不一定是0.3NA,故A错误;1 mol Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,钠失去NA个电子,故B错误;标准状况下,二氯甲烷为液体,不能根据气体摩尔体积计算其物质的量,故C错误;镁条在氮气中完全燃烧,生成50 g氮化镁时,参加反应的N2为0.5 mol,而N2的结构式为,则有1.5NA对共用电子对被破坏,故D正确。15.下列离子方程式正确的是()A.氯化钡溶
12、液中通入SO2气体:Ba2+SO2+H2O BaSO3+2H+B.过量石灰水与碳酸氢钙反应:Ca2+2HCO3-+2OH- CaCO3+CO32-+2H2OC.Fe3O4与盐酸反应:Fe3O4+8H+ 2Fe3+Fe2+4H2OD.Si与NaOH溶液反应:Si+2OH-+2H2O SiO32-+H2答案C盐酸酸性大于亚硫酸,所以氯化钡溶液与SO2不反应,故A错误;过量石灰水与碳酸氢钙反应:Ca2+HCO3-+OH- CaCO3+H2O,故B错误;Fe3O4中铁元素的化合价是+2、+3,Fe3O4与盐酸反应的离子方程式是:Fe3O4+8H+ 2Fe3+Fe2+4H2O,故C正确;Si与NaOH溶
13、液反应:Si+2OH-+H2O SiO32-+2H2,故D错误。16.下列反应的离子方程式书写正确的是()A.氧化钠投入水中:O2-+H2O 2OH-B.FeCl3溶液与KI反应:2Fe3+2KI 2Fe2+I2+2K+C.过量硫酸氢铵与氢氧化钡反应:Ba2+2OH-+SO42-+2H+ BaSO4+2H2OD.过量CO2通入到NaClO溶液中:H2O+CO2+2ClO- 2HClO+CO32-答案C氧化钠是氧化物,写离子反应方程式时,不能拆写成离子,正确的写法是Na2O+H2O 2Na+2OH-,故A错误;KI是可溶的电解质,应拆写成离子,正确的写法是2Fe3+2I- 2Fe2+I2,故B错
14、误;少量的硫酸氢铵与氢氧化钡反应的离子方程式为:Ba2+2OH-+SO42-+2H+ BaSO4+2H2O,故C正确;因为通入CO2过量,因此离子方程式为ClO-+CO2+H2O HClO+HCO3-,故D错误。17.下列说法错误的是()A.Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点逐渐降低B.Al2O3熔点很高,可用于制作耐火材料C.除去CuCl2溶液中的FeCl2可加入足量的CuO充分反应后再过滤D.常温下,铝能被浓硫酸钝化,可用铝罐贮运浓硫酸答案CLi、Na、K、Rb、Cs为金属晶体,影响熔、沸点高低的因素是金属键的强弱,Li、Na、K、Rb、Cs的原子半径逐渐增大,金属键逐渐减弱,因此熔、沸
15、点逐渐降低,故A正确;氧化铝的熔点很高,可用于制作耐高温材料,故B正确;CuO不能除去FeCl2,可以先将FeCl2氧化为FeCl3,再调节溶液的pH使铁离子水解为氢氧化铁沉淀除去,故C错误;常温下,铝和浓硫酸发生钝化,可用铝罐贮运浓硫酸,故D正确。18.下列制备物质的工业生产流程合理的是()A.由NaCl制漂白粉:NaCl(aq) Cl2 漂白粉B.海水 Mg(OH)2 MgO MgC.由铝土矿冶炼铝:铝土矿 AlD.合成NH3:NH4Cl和Ca(OH)2固体 NH3 纯净干燥的氨气答案A漂白粉的主要成分为氯化钙、次氯酸钙,由NaCl制漂白粉:电解NaCl溶液生成NaOH、氢气、氯气,氯气和
16、石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,从而制得漂白粉,故A正确;从海水中提取镁:先将石灰乳加入海水中使镁离子转化为氢氧化镁沉淀,过滤得到氢氧化镁,加入盐酸溶解使氢氧化镁变为氯化镁,浓缩结晶得到氯化镁晶体,在氯化氢气流中加热失水得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁,制得镁和氯气,故B错误;铝土矿的主要成分是氧化铝,应先提纯得到纯净的氧化铝后再电解,故C错误;工业上用氮气和氢气合成氨,NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取氨气为实验室制法,故D错误。19.我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出过486.1公里的世界列车最高时速,这得益于全路铺设的优质无缝平滑的超长钢轨。下列有关说法不正确的是()A.制
17、造钢轨的材料是钢,钢是用量最大的合金B.钢的熔点比铁的熔点高,而铁的用途更广泛C.我国在商代就开始使用铜合金D.铝合金的强度、硬度比组成合金的各成分金属的大答案B钢属于铁的合金,合金的熔点比成分金属的熔点低,钢的用途更广泛,B错误。20.中学常见无机物A、B、C、D、E、X均由短周期元素组成,且存在如下图所示转化关系(部分反应物、生成物和反应条件略去)。下列推断不正确的是()A.若D为白色沉淀,且与A的摩尔质量相等,则X一定是铝盐B.若A是单质,B和D的反应是OH-+HCO3- H2O+CO32-,则E一定能还原CuOC.若B、X均为单质,D为CO,C能和E反应,则E为碱D.若X是Na2SO3
18、,C是能使品红溶液褪色的气体,则A可能是氯气,且D和E不反应答案D若D为摩尔质量是78 g/mol的Al(OH)3,A为摩尔质量为78 g/mol的Na2O2,X为铝盐,C为偏铝酸盐,铝盐和偏铝酸盐在溶液中发生反应生成Al(OH)3,Al(OH)3为白色沉淀,符合转化关系,A正确;若A为活泼金属Na,B为NaOH、E为H2,X为CO2,C为Na2CO3,D为NaHCO3,则B和D反应的离子方程式为OH-+HCO3- H2O+CO32-,H2在加热时能还原CuO,B正确;若A为Na2O2,B为O2,E为NaOH,X为碳,C为CO2,D为CO,则符合转化关系,C正确;若X是Na2SO3,A是氯气,
19、则B为HCl,E为HClO,C为气体SO2,D为NaHSO3,D和E能发生氧化还原反应,D错误。21.某混合溶液中,含溶质X、Y各0.1 mol,向其中滴加0.1 molL-1的Z溶液,所得沉淀的物质的量如下图,则符合条件的X、Y、Z分别是()A.偏铝酸钠、氯化钡、硫酸B.偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸C.氯化铝、氯化铁、氢氧化钠D.氯化铝、氯化镁、氢氧化钠答案BA项,发生的反应是AlO2-+H+H2O Al(OH)3、Ba2+SO42- BaSO4、Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O,全部生成氢氧化铝0.1 mol,需要硫酸0.05 mol,生成沉淀BaSO4 0.05 mol,需要消耗硫酸
20、0.05 mol,因此生成0.15 mol沉淀时消耗硫酸的体积为0.5 L,故第一段线段不符合,故A错误。B项,发生的反应是OH-+H+ H2O、Ba2+SO42- BaSO4、H+AlO2-+H2O Al(OH)3、Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O,图中第一段线段:氢氧化钡中的OH-和硫酸中H+按11中和,同时Ba2+和SO42-按照11反应生成硫酸钡沉淀,发生的反应是Ba2+2OH-+2H+SO42- BaSO4+2H2O,图中第二段线段:氢氧化钡消耗完,继续滴加硫酸,H+与AlO2-反应:H+AlO2-+H2O Al(OH)3,硫酸的消耗量和沉淀生成量之比是12,图中第三段线段:
21、硫酸过量,发生反应Al(OH)3+3H+ Al3+3H2O,硫酸和沉淀消耗量之比是1.51,直到氢氧化铝完全溶解,沉淀只剩下BaSO4,以上三段符合图像的数值变化,故B正确。滴入氢氧化钠溶液,发生Al3+3OH- Al(OH)3、Fe3+3OH- Fe(OH)3,n(Al3+)n(OH-)=13,n(Fe3+)n(OH-)=13,继续滴加氢氧化钠,发生Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O,nAl(OH)3n(OH-)=11,不符合图像的数值变化,故C错误;滴入氢氧化钠溶液:Mg2+2OH- Mg(OH)2、Al3+3OH- Al(OH)3,n(Mg2+)n(OH-)=12,n(Al3+
22、)n(OH-)=13,继续滴入氢氧化钠溶液,发生Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O,nAl(OH)3n(OH-)=11,不符合图像的数值变化,故D错误。22.现有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、Fe2+、Mg2+、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-,现取三份100 mL溶液作为试液,分别进行如下实验(不考虑盐类的水解及水的电离):根据实验,以下推测判断不正确的是()A.溶液中一定存在Mg2+和SO42-B.一定不存在Fe2+、Ba2+和CO32-C.Cl-可能存在D.必须通过焰色反应来确定溶液中是否存在K+答案D加入硝酸银溶液生成白色沉淀,可能生成氯化银或
23、硫酸银或二者都有;加入氢氧化钠溶液,且露置在空气中生成0.58 g白色沉淀,可知混合液中不含Fe2+,一定含有Mg2+,且n(Mg2+)=0.58 g58 g/mol=0.01 mol,则混合液中不含CO32-;加入足量的氯化钡溶液生成4.66 g白色沉淀,说明混合液中含有SO42-,且n(SO42-)=4.66 g233 g/mol=0.02 mol,则混合液中一定不含Ba2+,结合溶液的电中性确定含有钾离子。由以上分析可知,溶液中一定存在Mg2+和SO42-,一定不存在Fe2+、Ba2+和CO32-,A、B正确;因含有硫酸根离子,银离子与硫酸根离子反应生成硫酸银,硫酸银微溶于水,可形成沉淀
24、,不能确定氯离子是否存在,C正确;n(SO42-)=0.02 mol,n(Mg2+)=0.01 mol,由溶液呈电中性可知一定含有钾离子,D错误。23.聚合硫酸铁是水处理中重要的絮凝剂,以废铁屑为原料制备的具体工艺流程如下:废铁屑滤液固体产品Fe2(OH)n(SO4)3-n2m下列说法不正确的是()A.步骤,粉碎的目的是增大反应物的接触面积,增大“酸浸”的反应速率B.步骤,可选用H2O2、Cl2、KMnO4等氧化剂将Fe2+转化为Fe3+C.步骤,加稀硫酸调节pH在一定范围内,若pH偏小则Fe3+水解程度太弱,若pH偏大则形成Fe(OH)3沉淀D.步骤,减压蒸发,有利于降低蒸发温度,防止产物分
25、解答案B废铁屑粉碎过筛后进行酸浸,过滤得到的滤液在反应釜中加入氧化剂氧化亚铁离子为铁离子,加入稀硫酸生成聚合硫酸铁,减压蒸发得到固体产品。步骤,粉碎可以增大反应物的接触面积,增大“酸浸”的反应速率,故A正确;步骤,若选用Cl2、KMnO4等氧化剂将Fe2+转化为Fe3+,产品中会引入新的杂质,故B错误;步骤,若pH偏小则Fe3+水解程度太弱,若pH偏大则形成Fe(OH)3沉淀,因此需要加稀硫酸调节pH在一定范围内,故C正确;步骤,为了防止聚合硫酸铁分解,可以减压蒸发,有利于降低蒸发温度,故D正确。24.某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种组成。现进行如下实验:下列有
26、关说法正确的是()A.步骤中质量减少3 g的固体一定是混合物B.步骤中质量减少的物质一定是CuC.根据上述步骤可以得出m(Fe2O3)m(Cu)=11D.根据步骤、可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2答案C9.4 g X与过量的氢氧化钠溶液反应后得到6.4 g不溶物,固体部分溶解,原固体中至少含有Al2O3、SiO2中的一种物质;6.4 g固体与过量的盐酸反应得到蓝色溶液,蓝色溶液中存在铜离子,发生了反应:Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O、Cu+2Fe3+ 2Fe2+Cu2+,说明混合物中一定存在铜和Fe2O3,1.92 g固体为铜。Al2O3、SiO2都能够与
27、NaOH溶液反应,所以步骤中减少的3 g固体可能为氧化铝或二氧化硅,不一定为混合物,A错误;步骤中发生了反应:Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O、Cu+2Fe3+ 2Fe2+Cu2+,6.4 g固体为铜和Fe2O3的混合物,减少的为铜和氧化铁,B错误;6.4 g变成1.92 g,质量减少:6.4 g-1.92 g=4.48 g,减少的质量为Fe2O3和部分Cu,剩余的1.92 g为铜,设参加反应的铜的物质的量为x,根据反应Cu+2Fe3+ 2Fe2+Cu2+可知氧化铁的物质的量也为x,则64 g/molx+160 g/molx=4.48 g,解得x=0.02 mol,氧化铁的质量是0.02
28、 mol160 g/mol=3.2 g,铜的质量是6.4 g-3.2 g=3.2 g,则m(Fe2O3)m(Cu)=11,C正确;根据以上分析可知氧化铝和二氧化硅至少含有一种,D错误。25.某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)可用于制备FeCO3,其流程如下:已知:“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过反应、被还原,其中反应为FeS2+14Fe3+8H2O15Fe2+2SO42-+16H+。下列说法不正确的是()A.“还原”后可以用KSCN溶液检验Fe3+是否反应完全B.“还原”时反应的离子方程式为2Fe3+FeS22S+3Fe2+C.“沉淀”时,
29、可以先将溶液调节成强碱性,再加入(NH4)2CO3D.所得FeCO3需充分洗涤,可以用稀盐酸和BaCl2溶液检验FeCO3是否已洗涤干净答案CFe3+可与KSCN溶液反应生成血红色溶液,所以“还原”后可以用KSCN溶液检验Fe3+是否反应完全,A正确;由题中信息可知,Fe3+通过反应、被还原,其中反应为FeS2+14Fe3+8H2O15Fe2+2SO42-+16H+,还原后过滤所得滤渣中含有S,所以“还原”时反应的离子方程式为2Fe3+FeS22S+3Fe2+,B正确;“沉淀”时,若先将溶液调节成强碱性,则Fe2+转化为氢氧化亚铁沉淀,再加入(NH4)2CO3,得不到碳酸亚铁,C不正确;所得F
30、eCO3需充分洗涤,取最后一次洗涤液,用稀盐酸和BaCl2溶液检验洗涤液中是否含有SO42-,确定FeCO3是否已洗涤干净,D正确。二、非选择题(本大题共7小题,共50分)26.(4分)把11.6 g FeO和Fe2O3的固体混合物分成等质量的两份。第一份混合物用氢气完全还原后生成水的质量为1.80 g;第二份混合物中加入100 mL HI溶液充分反应,在反应后的溶液中加入硫氰化钾溶液,无现象。试计算:(1)原混合物中Fe2O3的质量为g。(2)HI溶液的物质的量浓度c(HI)=。答案(1)8.00(2)2.00 molL-1解析(1)设每一份中FeO和Fe2O3的物质的量分别是x mol、y
31、 mol,则72x+160y=11.6/2,x+3y=1.818,解得x=y=0.025,因此原混合物中Fe2O3的质量为0.025 mol2160 g/mol=8.00 g。(2)第二份混合物中加入100 mL HI溶液充分反应,在反应后的溶液中加入硫氰化钾溶液,无现象,说明全部转化为碘化亚铁、单质碘和水,根据氧原子守恒可知生成水是0.1 mol,所以HI的物质的量是0.2 mol,则HI溶液的物质的量浓度c(HI)=0.2 mol0.1 L=2.00 molL-1。27.(6分)为探究黄色固体A(仅含三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:已知:a.气体C能使品红溶液褪色;b.溶液D遇
32、KSCN溶液显血红色;c.溶液D中加入过量铁粉,充分反应后铁粉质量减少32 g。请回答:(1)A的化学式是。(2)固体A与O2反应生成B和C的化学方程式为。(3)少量Mg在气体C中完全燃烧,产生的固体产物中含有单质、氧化物,有人认为还可能存在一种含氧酸盐,请推测该盐的成分,并设计实验方案验证。答案(1)FeCuS2(2)4FeCuS2+13O2 2Fe2O3+4CuO+8SO2(3)MgSO3,取少量固体加盐酸,有气体产生,证明存在MgSO3解析36.8 g固体A与足量氧气在加热条件下反应生成32 g固体B和气体C,气体C能使品红溶液褪色,说明C为二氧化硫,说明A中含有S元素;固体B被盐酸溶解
33、生成溶液D,溶液D遇KSCN溶液显血红色,说明D中含有Fe3+,则B中含有氧化铁;溶液D中加入过量铁粉,生成固体E和氢气,其中固体E中含有红色固体,说明溶液D中还含有Cu2+、H+,因此固体B中还含有氧化铜,则A中含有Cu、Fe和S三种元素。(1)假设溶液D中含有的Fe3+和Cu2+、H+的物质的量分别为x、y、z。生成的氢气为0.5 mol,则z=1 mol。根据固体B的质量为32 g,有x2160 g/mol+y80 g/mol=32 g,溶液D中加入过量铁粉,充分反应后铁粉质量减少32 g,有z256 g/mol+x256 g/mol-y8 g/mol=32 g,根据解得,x=0.2 m
34、ol,y=0.2 mol,根据固体A的质量为36.8 g,则S元素的物质的量为36.8-0.256-0.26432mol=0.4 mol,则A的化学式为FeCuS2。(2)固体A与O2反应生成B和C的化学方程式为4FeCuS2+13O2 2Fe2O3+4CuO+8SO2。(3)少量Mg在二氧化硫中完全燃烧,产生的固体产物中含有单质、氧化物,可能是硫和氧化镁,有人认为还可能存在一种含氧酸盐,可能是氧化镁与二氧化硫化合生成的亚硫酸镁,验证是否为亚硫酸镁,可以取少量固体加盐酸,有气体产生,证明存在MgSO3。28.(4分)将19.20 g Cu和Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中,然后
35、向溶液中加铁粉,剩余固体质量与加入铁粉质量的关系如图。(1)混合物中n(Cu)n(Fe2O3)为;(2)稀硫酸的浓度为。答案(1)12(2)1.00 molL-1解析将Cu和Fe2O3的混合物完全溶解在400 mL稀硫酸中,先发生的反应为Fe2O3与H+生成Fe3+,Fe3+再与Cu反应,然后加入铁粉,先和Fe3+反应,再和Cu2+反应。所以由图像知混合物中铜的质量为3.2 g,物质的量为0.05 mol;Fe2O3的质量为19.20 g-3.2 g=16.00 g,物质的量为0.1 mol,所以混合物中n(Cu)n(Fe2O3)为12。(2)最后溶液为硫酸亚铁溶液FeSO4,加入的n(Fe)
36、=0.2 mol,原混合物中Fe2O3的物质的量为0.1 mol,铁元素的物质的量为0.2 mol.,所以总的铁为n(Fe)=0.4 mol,n(FeSO4)=0.4 mol,稀硫酸的浓度为1.00 molL-1。29.(6分)某学习小组在研究CH4还原Fe2O3的实验中,发现生成的黑色粉末能被磁铁吸引。查阅资料得知:在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4。为进一步探究黑色粉末的组成及含量,他们进行了如下实验。(1)往黑色粉末中滴加盐酸,观察到有气泡产生,则黑色粉末中一定有(填化学式)。(2)用以下装置可以说明产物中有Fe3O4存在:首先检查装置的气密性,然后往装置中添加相应的药品,
37、接下来的一步操作为。(3)为进一步探究黑色粉末中是否含Fe3O4,某同学设计实验方案如下:取少量黑色粉末于试管中,加足量盐酸,充分振荡使黑色粉末完全溶解,滴入KSCN溶液,观察现象。请分析此方案是否可行,并解释原因:。答案(1)Fe(2)打开止水夹K(3)不可行,黑色粉末中有铁,铁能将Fe3+还原为Fe2+解析(1)往黑色粉末中滴加盐酸,观察到有气泡产生,证明含有金属铁。(2)操作步骤为:检查装置的气密性,往装置中添加药品,然后打开止水夹K使氢气通过各装置,持续一段时间后再点燃C处的酒精灯。(3)Fe3+能和Fe反应生成Fe2+,所以方案不可行。30.(10分)四氧化三锰(Mn3O4)是电子工
38、业的磁性材料,而氯化铅(PbCl2)常用于焊料和助溶剂、制备其他铅盐等。用方铅矿精矿(主要成分为PbS)和软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、Al2O3等杂质)制备PbCl2和Mn3O4的工艺流程如下:已知:PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)H0(1)80 时,为提高方铅矿精矿、软锰矿与盐酸反应的速率,可采取的措施有(写出一条即可)。(2)试剂X是(填化学式)。(3)用盐酸处理两种矿石粉末,生成MnCl2、PbCl2和S的总反应化学方程式为。(4)结合化学用语回答,向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是。(5)向滤液b中通入NH3和O2发生反应后,总反应的离子方程式
39、为。(6)金属锰可以用Mn3O4为原料,通过铝热反应来制备,当生成5.5 kg Mn时,理论上消耗金属铝的质量最少为kg。答案(1)将矿石样品粉碎、搅拌、适当增大盐酸的浓度(任写一条,合理即可)(2)NaOH(3)MnO2+PbS+4HCl MnCl2+PbCl2+S+2H2O(4)增大溶液中c(Cl-),使平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)正向移动(5)6Mn2+12NH3+6H2O+O2 12NH4+2Mn3O4(6)2.4解析(1)增大反应速率的方法有增大反应物接触面积、增大反应物浓度,升高温度等方法,本题可以采用粉碎矿石、搅拌、适当增大盐酸的浓度的方法来提高
40、方铅矿精矿、软锰矿与盐酸反应的速率。(2)通过反应流程可以看出加入试剂X后氢氧化铝溶解、氢氧化铁没有变化,可推知试剂X为氢氧化钠。(4)向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是:增大溶液中c(Cl-),使平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)正向移动。(6)Mn3O4的铝热反应为3Mn3O4+8Al 9Mn+4Al2O3,得出955 g/mol5.5 kg=827 g/molm(Al),m(Al)=2.4 kg,故消耗金属铝的质量最少为2.4 kg。31.(10分)以冶炼金属铝的废弃物铝灰为原料制取超细-氧化铝,既能降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2
41、O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备流程如下:(1)用上图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为(填选项编号)。(2)流程中加入H2O2有气体产生,原因是。(3)通过调节溶液的pH来“沉铁”,得到Fe(OH)3。已知:Fe3+Fe2+Al3+开始沉淀时的pH2.27.53.7完全沉淀时的pH3.29.04.7为保证产品的纯度,可以选用下列物质中的调节溶液pH(填字母),调节pH的范围为。a.Al2O3b.NaOHc.Al(OH)3d.Na2CO3(4)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为4NH4Al(SO4)212H2O 2Al2O3+2NH3+N2+5SO3+3S
42、O2+53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置:集气瓶中收集到的气体是(填化学式)。装有KMnO4溶液洗气瓶的作用是。选用一种常用化学试剂和稀硝酸检验硫酸铝铵,该试剂为,写出硫酸铝铵中加入足量该试剂发生反应的离子方程式:。答案(1)B(2)Fe3+对H2O2的分解有催化作用(3)ac3.2pH3.7(4)N2吸收SO2浓Ba(OH)2溶液NH4+Al3+2SO42-+2Ba2+5OH- AlO2-+NH3+3H2O+2BaSO4解析(1)铝灰中Al2O3、FeO、Fe2O3均被稀硫酸溶解,所以剩余的“滤渣”的主要成分是SiO2;二氧化硅与氢氧化钠焙烧制备硅酸钠;蒸发皿不能用来加热固体,A错误
43、;铁与二氧化硅、氢氧化钠均不反应,可以用铁坩埚进行加热,B正确;玻璃和瓷坩埚中含有的二氧化硅和氢氧化钠反应,C、D错误。(2)H2O2溶液在氧化Fe2+时生成的Fe3+对H2O2的分解有催化作用,所以流程中加入H2O2有气体产生。(3)本流程最终制备氧化铝,因此,要加入含有铝元素、能够与酸反应,但不溶于水的化合物来调节溶液的pH,氧化铝、氢氧化铝都不溶于水,都能和酸反应,溶解后又不产生新杂质,满足流程要求;为了使铁离子变为沉淀,而铝离子不沉淀,根据表中数据可知,调节溶液的pH范围为3.2pH3.7。(4)将产生的混合气体通入装置中,SO3溶于水生成H2SO4,H2SO4与NaHSO3反应生成S
44、O2;同时NaHSO3溶液能与氨水反应,所以混合气体中SO3和NH3被吸收;KMnO4具有强氧化性,能将SO2氧化,最终用排水法收集到的是N2。NH4Al(SO4)212H2O晶体中含有铵根离子、铝离子和硫酸根离子,加入浓Ba(OH)2溶液就可以检验出这三种离子:向硫酸铝铵溶液中逐滴滴加浓氢氧化钡溶液直至过量,先产生白色沉淀,并闻到有刺激性气味;因为硫酸钡不溶于强碱,而氢氧化铝溶于过量的强碱;所以当碱过量后,白色沉淀部分溶解;硫酸铝铵中加入足量Ba(OH)2溶液,反应的离子方程式为NH4+Al3+2SO42-+2Ba2+5OH- AlO2-+NH3+3H2O+2BaSO4。32.(10分)氮化
45、硅(Si3N4)是一种优良的高温结构陶瓷,在工业生产和科技领域中有重要用途。.工业上有多种方法来制备氮化硅,下面是几种常见的方法:(1)方法一直接氮化法:在1 3001 400 时,高纯粉状硅与纯氮气化合,其反应方程式为3Si+2N2 Si3N4。(2)方法二可以用NH3和SiH4(硅烷)在一定条件下反应,并在600 的加热基板上生成氮化硅膜,其化学方程式为。(3)方法三化学气相沉积法:在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氮气、氢气反应生成氮化硅和氯化氢,与方法一相比,用此法制得的氮化硅纯度较高,其原因是。(4)方法四Si(NH2)4热分解法:先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体:(填化学式);然后使Si(NH2)4受热分解,分解后的另一种产物的化学式为。.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下:已知:X、高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应,Y与X在光照或点燃条件下可反应,Z的焰色呈黄色。(1)写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式:。(2)上述生产流程中电解A的水溶液时,以Cu为阳极电解A的水溶液的电解总反应式为。答案.(2)3SiH4+4NH3 Si3N4+12H2(3)方法一所得到的产品中混有单质硅(或方法三除产品是固体外,其他物质均为气体)(4)HClNH3.(
