题目内容

1．甲、乙两同学在学习了铁的性质后．分别用如下装置进行“Fe粉与水蒸气的反应产物”的实验．

（1）甲同学用图1所示装置进行实验，写出铁粉与H2O蒸气反应的化学方程式：3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2，简述证明实验中有氢气产生的实验操作及现象：有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，点燃肥皂泡发生轻微爆炸；
（2）乙同学用图2所示装置进行实验．试管a的作用是提供水蒸气；为探究实验结柬后试管内固体物质的成分，乙同学进行了下列实验：
 实验步骤 实验操作 实验现象
Ⅰ 将反应后得到的黑色固体X，取出少量放人另一试管中，加人少量盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，产生少量气泡
Ⅱ 向上述实验得到的溶液中滴加几滴KSCN溶液，振荡溶液未出现红色
简述步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式：Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O，Fe+2H+═Fe2++H2↑，简述步骤Ⅱ中“溶液没有出现红色”的原因溶液中三价铁离子可能被过量铁还原为亚铁离子（2Fe3++Fe=3Fe2+）．

分析 （1）根据铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，氢气点燃有爆鸣声进行分析；
（2）根据图可知试管a是提供反应需要的水蒸气；根据实验现象黑色粉末逐渐溶解，产生少量气泡，分析出黑色粉末四氧化三铁中还含有铁粉，再写出离子方程式；
实验现象不能确定是否存在Fe3O4，因为溶液中三价铁离子可能被过量铁还原为亚铁离子．

解答 解：（1）铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；证明实验中有氢气产生的现象是，部分肥皂泡浮在空中，利用肥皂泡生成点燃发生爆炸证明是生成的氢气，
故答案为：3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；有大量肥皂泡生成，部分肥皂泡浮在空中，点燃肥皂泡发生轻微爆炸；
（2）试管a是提供反应需要的水蒸气，黑色粉末逐渐溶解，产生少量气泡，黑色粉末是四氧化三铁，并且含有单质铁，四氧化三铁与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁、水，
所以离子方程式为：Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O，铁与盐酸反应产生氯化亚铁和氢气，离子方程式为：Fe+2H+═Fe2++H2↑，
实验现象不能确定是否存在Fe3O4，是因为溶液中三价铁离子可能被过量铁还原为亚铁离子，所以加入硫氰酸钾溶液不出现血红色现象，发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+，
故答案为：提供水蒸气；Fe3O4+8H+═Fe2++2Fe3++4H2O，Fe+2H+═Fe2++H2↑；溶液中三价铁离子可能被过量铁还原为亚铁离子（2Fe3++Fe=3Fe2+）．

点评 本题考查铁与水蒸气反应方程式的书写，氢气的检验方法，以及金属氧化物与盐酸反应生成对应的盐和水的知识，实验过程和实验现象分析是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．下列说法中正确的是（　　）
A．组成上相差一个或若干个CH2 原子团，且符合同一通式的有机物之间互称为同系物
B．苯分子结构中不存在碳碳双键，因此苯不能发生加成反应
C．相同条件下，正丁烷、正戊烷、正己烷的沸点依次减小
D．皮肤上不小心沾上苯酚的浓溶液可用酒精清洗
18．下列选用的相关仪器符合实验要求的是（　　）
A．
存放浓硝酸		B．
分离水和乙酸乙酯
C．
准确量取9.50mL液体		D．
存放氯化钙固体
9．甲、乙、丙、丁均是由Na+、H+、Al3+、Ba2+、OH-、Cl-、HCO3-离子中的2种组成，可以发生如图转化，下列说法正确的是（　　）
A．甲为AlCl3，乙为NaHCO3
B．在甲中滴加丁开始反应的离子方程式：2HCO3-+Ba2++2OH-B═aCO3↓+2H2O+CO32-
C．白色沉淀A不能溶解在溶液丁中
D．在丙中可以大量共存的有：Fe2+、SO42-、NO3-
16．氮可以形成多种离子，如N3-，NH2-，N3-，NH4+，N2H5+，N2H62+等，已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此有类似于 NH4+的性质．
（1）写出N2H62+与NaOH溶液反应的离子方程式N2H62++2OH-=N2H4+2H2O．
（2）NH2-的电子式为．
（3）N3-有22个电子．
（4）写出N3-等电子体物质的化学式CO2．（一种）
（5）互为等电子体的微粒往往具有相似的结构，试预测N3-的构型直线型．
6．某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．由核磁共振氢谱可知，该有机物中至少有三种不同的化学键
B．由红外光谱可知，该有机物分子中有三种不同的氢原子
C．若A的化学式为C2H6O，则其结构简式为CH3-O-CH3
D．仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
13．大气中PM2.5、NOx、SO2、CO2、CH4等含量是衡量空气质量优劣的重要指标，对其研究和综合治理具有重要意义．
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样．测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子K+Na+NH${\;}_{4}^{+}$SO${\;}_{4}^{2-}$NO3Cl-
浓度/mol•L-l4×10-66×10-62×10-54×10-53×10-52×10-5
根据表中数据计算PM2.5试样的pH=4．
（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一．
①汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如图：

则N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）的热化学反应方程式为N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+184kJ•mol-1；
②用碱液吸收氮的氧化物是目前研究的课题，将NO、NO2通入石灰乳中可制备重要的工业原料Ca（NO2）2．该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：1．若n（NO2）：n（NO）＞1：1，则会导致产品Ca（NO2）2中Ca（NO3）2含量升高；若n（NO2）：n（NO）＜1：1，则会导致排放气体中NO含量升高．
（3）燃煤烟气中的CO、SO2在铝矾土作催化剂、773K条件下反应生成CO2和硫蒸气，该反应可用于从烟道气中回收硫．反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如图2所示，写出该反应的化学方程式4CO+2SO2=4CO2+S2．
（4）科学家用氮化镓材料与铜组装如图3所示的人工光合系统．利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4．写出铜电极表面的电极反应式CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O．
（5）天然气也可重整生产化工原料．最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X．由质谱分析得X的相对分子质量为106，其核磁共振氢谱如图4，则X的结构简式为．
10．吸食毒品会造成死亡，青少年都要拒绝毒品，珍爱生命，吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品，海洛因分子式为C21H23NO5．海洛因是吗啡的二乙酸酯，则吗啡的分子式是（　　）
A．C17H19NO3B．C17H21NO4C．C17H25NO3D．C25H27NO7
11．A、B、C、D、E为五种常见的元素，原子序数逐渐增大，A、E同主族，D、E同周期．
已知：
①E的原子核中含有20个中子，1.11g ECl2与20mL 1mol•L-1的AgNO3溶液恰好完全反应生成AgCl沉淀；
②B的单质可与酸反应，1molB单质与足量酸作用，在标准状况下能产生33.6L H2；
③C单质在标准状况下的密度为3.17g/L．
回答下列问题：
（1）B单质与D的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2；
（2）A、E最高价氧化物对应水化物的碱性强弱Ca（OH）2＞Mg（OH）2；
（3）写出E与水反应的化学方程式Ca+2H2O=Ca（OH）2+H2；
（4）写出实验室制取C单质的离子反应方程式MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2+2H2O．

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