1、实验题 某化学小组用下列装置对铁及其化合物的性质进行探究,回答有关问题:
(1)该小组同学想制得氢氧化亚铁并保存较长时间,按如图(a)所示装置对其进行操作。

①某同学的操作是:先夹紧止水夹K,再使A管开始反应,实验中在B管中观察到的现象是?
?。
②为达到实验目的,正确的操作是?。
B管中发生反应的离子方程式是?。
(2)当上述装置的实验结束后,取A管内反应所得的溶液,隔绝空气小心蒸干后得到FeSO4,再高温煅烧(有关装置和操作均已略去),最后留下红棕色固体,将分解时产生的气体按图(b)所示装置依次通过洗气装置,结果试管甲内出现白色沉淀,试管乙内品红溶液红色褪去,回答:
①用方程式表示试管甲产生白色沉淀的原因?
?。
②为验证红棕色固体成分,可进行如下操作?
?。
③图(b)中丙装置的作用是?。
④根据实验现象写出A管内溶液蒸干后,在高温煅烧分解时所发生反应的化学方程式?。
参考答案:(1)①A中溶液进入B中,开始产生白色沉淀,然后变为灰绿色,最后变成红褐色
②打开止水夹a,使A管反应一段时间至B中导管有均匀气泡产生后再夹紧止水夹a
Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ (酸与碱的中和反应写或不写均可)
(2)①SO3+H2O=H2SO4
H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
或SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
②取固体溶于盐酸后,再滴加KSCN溶液,观察到溶液变红色
③吸收SO2
④2FeSO4
Fe2O3+SO3↑+SO2↑
本题解析:(1)由装置a看出,实验的原理为先使铁与稀硫酸反应生成H2和FeSO4,打开止水夹K,使生成的H2将装置内空气全部排出后关闭止水夹,H2产生的压力将A管中的FeSO4溶液“压”入B管中,产生Fe(OH)2白色沉淀,处于H2的保护中,能保持较长时间不变色。
(2)试管甲能产生白色沉淀,说明一定产生了SO3,SO2不与BaCl2溶液反应,故乙装置的作用是检验SO2,而丙装置的作用是吸收SO2,防止污染。根据题意,加热FeSO4固体时产生SO2、SO3和Fe2O3,再结合电子守恒可写出反应的化学方程式。
本题难度:困难
2、填空题 铜、铜的氧化物及铜的氢氧化物都是常用的化学试剂。已知红色的氧化亚铜Cu2O在酸性溶液中发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu,Cu2O在空气中灼烧生成CuO。含有醛基的有机物与新制的氢氧化铜共热会出现Cu2O红色沉淀,某化学兴趣小组对此提出质疑,认为红色沉淀还可能是Cu2O和Cu的混合物,为了验证上述猜测,他们设计了如下三个方案:
方案甲
| 取该红色沉淀溶于稀硫酸中,观察是否有残渣。
|
方案乙
| 取该红色沉淀溶于稀硝酸中,观察溶液颜色。
|
方案丙
| 称取红色沉淀a g,在空气中充分灼烧至完全变黑,并在干燥器中冷却,再称重,反复多次直到固体恒重称的固体质量为b g,比较a和b的关系。
|
(1)如果红色沉淀是Cu2O和Cu的混合物,按上述方案乙进行实验,写出可能发生反应的化学方程式?;
(2)上述三个方案中,你认为最合理的是?,实施该实验方案能说明红色沉淀仅是Cu2O的依据是?;
(3)小林同学针对上述质疑,提出新的试验方案并组装出下列实验装置,根据实验前后红色样品质量比较验证上述猜测。进行该实验时,称量装有红色样品的双通管并连接各仪器之后,点燃酒精灯前,应进行的实验操作是?。
参考答案:(1)3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O(2分)
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2分)
(2)丙?(1分)?a:b=9:10(2分)
(3)开通阀门K后,检验C处出来的氢气纯度,待出来的氢气已纯则点燃酒精灯(2分)
本题解析:(1)硝酸具有强氧化性,将Cu2O和Cu氧化.
(2)方案甲,氧化亚铜Cu2O在酸性溶液中发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu,即使只有Cu2O,也有不溶物,故不合理.
方案乙,硝酸具有强氧化性,将Cu2O氧化物为硝酸铜,溶液呈蓝色,不能说明是否含有Cu,故不合理.
方案丙,根据固体的增重判断其成分,比较合理.若只有Cu2O,根据方程式可a与b的关系.
根据方程式2Cu2O+O2?= 4CuO
288?320
ag?bg
所以?a:b=288:320=9:10
a:b=9:10
点评:以铜的化合物的性质信息为载体,考查学生实验对实验原理、实验装置的理解、对实验方案评价,综合性大,难度中等.关键是理解实验原理
本题难度:一般
3、填空题 铁是一种化学性质比较活泼的金属,也是用途最为广泛的金属之一。铁在一定条件下能跟多种物质发生化学反应。完成下列问题:
(1)以铁为研究对象,仿照下图中的案例在框图处填写物质的化学式(所填写的反应物不属于同一类别的物质,生成物必须填写铁的化合物)。

(2)实验室要除去细碎铜屑中的少量铁屑,请用化学方法和物理方法将其除去。(只用简单的原理描述即可)
(3)据统计,每年锈蚀的钢铁约占世界钢铁年产总量的四分之一。联系生活生产实际,举出防止钢铁生锈的两种常用方法:
①__________________________________________________________________。
②__________________________________________________________________。
(4)经研究发现,长期使用铁锅炒菜做饭,可有效地减少缺铁性贫血的发生,原因是______________________;如果在炒菜时经常加入适量的食用醋,效果会更好,理由是_________________________________。
参考答案:(1)
(2)化学方法:加入足量稀盐酸,铁会溶解在稀盐酸中,2HCl+Fe
FeCl2+H2↑。物理方法:用磁铁吸引铁屑。(3)①在铁制品表面刷油漆或镀上一层其他金属 ②保持钢铁制品表面的干燥 (4)用铁锅炒菜,会有微量的铁元素进入食物中,可补充人体需要的铁元素 铁能溶解在醋中。
本题解析:铁是一种活泼金属,能与氧气、酸、一些盐反应。本题将铁的性质、用途及其防止铁锈的生成融合在一起,将化学与生活融合在一起,解答要从铁的性质入手,通过性质来分析其用途等。?
本题难度:一般
4、填空题 某研究所对含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料进行相关的研究。实验过程如下:

回答下列问题:
(1)滤渣的成分为?,操作①的名称为?。
(2)上图溶液B中所发生反应的离子方程式为?。
(3)实验要求向溶液B中通入过量的空气,证明通入空气过量的方法是?。
(4)操作③第一步需要的仪器除了酒精灯、铁架台外,还需要?、?。
(5)某同学利用下面装置制备氢气并利用氢气还原某金属氧化物,根据要求回答问题。

①请设计一个实验方案验证H2的还原性并检验其氧化产物,其装置连接顺序是A→_____→_____→_____→D(除D装置外,其它装置不能重复使用),最后D装置中所加药品为____________,其作用是___________________。
②点燃B处酒精灯之前必须进行的操作是____________________。
参考答案:(1)Fe、Cu;过滤(2)4Fe2++O2+8NH3+10H2O=8NH4++4Fe(OH)3↓
(3)取上层清液少许于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液的紫色不变(无变化)。(4)蒸发皿、玻璃棒
(5)①A—C—B—D—D;碱石灰;防止空气中水蒸气进入前面装置中②检验氢气的纯度。
本题解析:(1)向含有硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料中加入过量的稀硫酸来溶解该混合物,防止硫酸亚铁和硫酸铜的水解。然后加入过量的还原铁粉,发生反应:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu, Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.所以过滤得到的滤渣主要成分是置换出来的Cu和过量的Fe粉。滤液的成分是FeSO4。(2)向滤液中加入足量的氨气,发生反应:FeSO4+2NH3+2H2O=Fe(OH)2↓+ (NH4)2SO4. 再通足量的空气,发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.总反应方程式为:4FeSO4+O2+8NH3+10H2O=4Fe(OH)3↓+ 4(NH4)2SO4.,离子方程式为:4Fe2++O2+8NH3+10H2O=8NH4++4Fe(OH)3↓。将4Fe(OH)3过滤出来,洗涤干净,然后灼烧,4Fe(OH)3分解产生铁红—氧化铁和水。(3)实验要求向溶液B中通入过量的空气,证明通入空气过量的方法是取上层清液少许于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液的紫色无变化,就证明无Fe2+,即空气足量把Fe2+完全变为Fe3+。(4)溶液C的主要成分是(NH4)2SO4。要得到(NH4)2SO4晶体,在操作③第一步需要的仪器有酒精灯、铁架台、蒸发皿、玻璃棒。(5)①利用A装置发生反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑制H2,再通过C装置用浓硫酸来干燥氢气,在把干燥的氢气通过装有CuO的硬质玻璃管的B装置,使氢气发生氧化还原反应。然后通过装有无水硫酸铜的干燥管D来检验反应的产物,最后要再通过装有碱石灰的干燥管D来防止空气中水蒸气进入前面装置中②检验氢气的纯度。因此装置连接顺序是A—C—B—D—D。②由于氢气是可燃性的气体。在点燃B处酒精灯之前必须检验氢气的纯度,否则会发生爆炸。4)2SO4、铁红的过程及原理和验证H2的还原性并检验其氧化产物的实验装置的选择、连接、注意事项等知识。
本题难度:一般
5、填空题 (16分)金属单质及其化合物与工农业生产、日常生活有密切的联系。请回答下列问题:

(2)一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生如下反应:

①该温度时,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,5 min后,生成了单质铁11.2 g,则这段时间内CO的反应速率为?;
②达平衡后,若温度升高,的值增大,则Q?0(填“>”、“=”、“<”)。
(3)工业常根据金属氢氧化物在酸中溶解度不同,通过控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。如是难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解情况(s/mol·L-1)。若要除去CuCl2溶液的少量Fe3+,应控制溶液的pH为?(填序号)。?

A.小于l? B.4左右? C.大于6? D.大于9
(4)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,若向工业废水中加入过量的FeS,当FeS、CuS、PbS和HgS共存时,溶液中c(Fe2+):c(Pb2+):c(Hg2+)=?:?:?。
已知:Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2
Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2,Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2
(5)依据氧化还原反应:Cu2+(aq)+Fe(s)===Fe2+(aq)+Cu(s)设计成如图所示的原电池,则关于该电池装置的说法中不正确的是?(填序号)。

A.电极X的材料是Fe
B.电解质溶液Y是AgNO3溶液
C.原电池工作时,盐桥中的阴离子不断移向左池的氯化钠溶液中
D.原电池工作时,x电极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH-
参考答案:(1)-824.4KJ/mol
(2)?①0.03mol·L-1·min-1?②<
(3)①B
(4)6.3:3.4×10-10:6.4×10-35或6.3×1035:3.4×1025:6.4
(5)BD
本题解析:略
本题难度:简单