题目内容

14．石油铁储罐久置未清洗易引发火灾，经分析研究，事故是由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1：3反应生成的物质丙自燃引起的．某研究小组将一定量的丙粉末投入足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色固体和气体乙，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1．过滤后向滤液（假设乙全部逸出）中加入足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g．已知气体乙可溶于水．请回答下列问题：
（1）甲的化学式为Fe2O3．
（2）丙在盐酸中反应的化学方程式为Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S．
（3）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是（用离子方程式表示）4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O．
（4）为消除石油铁储罐的火灾隐患，下列措施可行的是（填编号）AD．
A．石油入罐前脱硫     B．定期用酸清洗罐体   C．罐体内壁涂刷油漆   D．罐体中充入氮气．

分析 向丙与浓盐酸反应后的滤液（假设乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，则滤液中含有亚铁离子，灼烧后的固体为氧化铁，质量为24g，氧化铁物质的量为$\frac{24g}{160g/mol}$=0.15mol，则铁的物质的量为0.3mol．丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，则淡黄色沉淀为S，物质的量为$\frac{4.8g}{32g/mol}$=0.15mol，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1，则乙的相对分子质量为1.52×22.4=34，气体乙可溶于水，则乙为H2S，在丙中铁元素与硫单质的物质的量之比为2：1，而氧化物甲与气态氢化物乙按1：3反应生成的物质丙，根据元素守恒和电子得失守恒可推断甲为Fe2O3，丙为Fe2S3，甲与乙发生的反应生成丙的反应为Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O，丙在盐酸中发生反应为Fe2S3+4HCl=2H2S↑+2FeCl2+S，符合题中条件．

解答 解：向丙与浓盐酸反应后的滤液（假设乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，则滤液中含有亚铁离子，灼烧后的固体为氧化铁，质量为24g，氧化铁物质的量为$\frac{24g}{160g/mol}$=0.15mol，则铁的物质的量为0.3mol．丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，则淡黄色沉淀为S，物质的量为$\frac{4.8g}{32g/mol}$=0.15mol，乙在标准状况下的密度为1.52g•L-1，则乙的相对分子质量为1.52×22.4=34，气体乙可溶于水，则乙为H2S，在丙中铁元素与硫单质的物质的量之比为2：1，而氧化物甲与气态氢化物乙按1：3反应生成的物质丙，根据元素守恒和电子得失守恒可推断甲为Fe2O3，丙为Fe2S3，甲与乙发生的反应生成丙的反应为Fe2O3+3H2S=Fe2S3+3H2O，丙在盐酸中发生反应为Fe2S3+4HCl=2H2S↑+2FeCl2+S．
（1）由上述分析可知，石油铁储罐久置，部分Fe被氧化变为Fe2O3，所以甲是Fe2O3，
故答案为：Fe2O3；
（2）丙在盐酸中反应的离子方程式为：Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S，
故答案为：Fe2S3+4H+=2H2S↑+2Fe2++S；
（3）丙与盐酸反应后的滤液暴露在空气中一段时间颜色加深，其原因是（用离子方程式表示）：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O，
故答案为：4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O；
（4）A．石油入罐前脱硫处理，防止硫化氢的生成，故A正确；
B．定期用酸清洗罐体，会使罐壁变薄，不利于储存油，故B错误；
C．罐体内壁涂刷油漆，油漆是有机物，容易溶于油中，使油纯度降低，故C错误；
D．罐体中充入氮气，就可以防止罐被氧化产生Fe2O3，故D正确．
故选：AD．

点评 本题考查无机物推断，涉及物质中学基本不接触，侧重考查学生分析推理能力、知识迁移应用能力，难度较大．

练习册系列答案
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4．一学习小组利用如图所示装置，对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定，并探究利用其制备硫酸铜溶液．

（1）向A中加入10g废铜屑样品，关闭弹簧夹，打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭．此时装置C中发生的现象是水面下降，水顺长导管排入D中．
（2）反应进行到A中不再产生气泡时，拆除C、D装置后，为了使A中固体全部消失，
①接下来的操作是：打开弹簧夹，持续将空气通入A中．
②该过程中发生反应的离子方程式是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+；；
③为使A中固体加快溶解速率，以下方法运用合理的是abde．
a．对A装置加热     b．向A内加入少量Fe2O3     c．向A内加入少量CuO
d．增大空气通入量   e．向A内加入少量FeSO4     f．向A内加入少量H2O
（3）待A中固体全部溶解后，再继续通入一段时间空气后，关闭弹簧夹，停止通入空气．将A中溶液倒入烧杯内，加入Cu2（OH）2CO3将其调节至pH=4时，溶液中铁被完全沉淀，过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液，此过程离子反应方程式是Cu2（OH）2CO3+H++Fe3+=2Cu2++Fe（OH）3↓+CO2↑．
（4）有同学认为，可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量，其具体操作步骤可续写为：将（4）中所得红褐色沉淀洗涤、干燥、称量、计算．
5．用石墨作电极，电解质溶液中各离子浓度之比如下：c（Cu2+）：c（Na+）：c（Cl-）=1：2：4．在任何情况下，阴阳两极不可能同时发生的反应是（　　）
A．阴极：2H++2e-═H2↑  阳极：4OH--4e-═O2↑+2H2O
B．阴极：Cu2++2e-═Cu    阳极：4OH--4e-═O2↑+2H2O
C．阴极：2H++2e-═H2↑   阳极：2C1--2e-═Cl2↑
D．阴极：Cu2++2e-═Cu    阳极：2C1--2e-═Cl2↑
2．碳元素是形成单质及其化合物种类最多的元素．回答下列有关问题．
（1）碳元素可形成多种不同形式的单质，下列是几种单质的结构图（如图1）

观察上述结构，判断a中碳原子的杂化方式为sp2，b对应的物质是金刚石，c是C60的分子结构模型，在每个C60分子中形成的σ键数目为90．
（2）在C60单质中，微粒之间的作用力为分子间作用力，C60能与金属钾化合生成具有超导性的K3C60，在K3C60中阴阳离子个数比为1：3，则K3C60属于离子晶体．
（3）CO是碳元素的常见氧化物，分子中C原子上有一对孤对电子，与N2互为等电子体，则CO的结构式为；写出另一与CO互为等电子体的化学式CN-．
（4）CO可以和很多过渡金属形成配合物．金属镍粉在CO气流中轻微地加热，可生成液态的Ni（CO）4，用配位键表示Ni（CO）4 的结构为；写出基态Ni原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d84s2．
（5）科学发现，C和Ni、Mg元素的原子形成的晶体也具有超导性，其晶胞的结构特点如图2，则该化合物的化学式为MgCNi3； C、Ni、Mg三种元素中，电负性最大的是C．

（6）碳的氢化物甲烷在自然界中广泛存在，其中可燃冰是有待人类开发的新能源．可燃冰是一种笼状结构，CH4分子存在于H2O分子形成的笼子中（如图3所示）．两种分子中，共价键的键能H-O键＞C-H键；CH4分子与H2O分子的分子量相差不大，但两种物质的熔沸点相差很大，其主要原因是H2O分子之间形成氢键．
9．硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）在医药上作补血剂．某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量．实验步骤如下：

请回答下列问题：
（1）步骤②加入过量H2O2的目的：将Fe2+全部氧化为Fe3+．
（2）步骤③中反应的离子方程式：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓（或Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+）．
（3）若实验过程中无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量0.07ag（用含a的代数式表示）．
（4）该小组有些同学认为用KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定．
（5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O）
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需250mL容量瓶．
②某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是b （夹持部分略去）（填字母序号）

（5）正常人每天应补充14mg左右的铁．其中绝大部分来自于食物．如果全部通过服用含FeSO4•7H2O的片剂来补充铁，则正常人每天需服用含69.5mgmgFeSO4•7H2O的 片剂．
19．有机物F是有机合成工业中一种重要的中间体．以甲苯和丙烯为起始原料合成F的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）化合物B中的含氧官能团名称是酚羟基 F的结构简式
（2）写出C与银氨溶液共热的化学反应方程式：CH2=CHCHO+2Ag（NH3）2OH$\stackrel{△}{→}$ CH2=CHCOONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
（3）化合物D不能发生的反应有③⑤（填序号）．
①加成反应   ②取代反应   ③消去反应   ④氧化反应   ⑤水解反应 
（4）B的含苯环结构的同分异构体还有4种，其中一种的核磁共振氢谱中出现4个峰且不与FeCl3溶液发生显色反应的是（填结构简式）．
6．按要求完成下列问题
（1）2，3-二甲基-4-乙基已烷结构简式CH3CH（CH3）CH（CH3）CH（CH2CH3）CH2CH3．
（2）2-甲基-1-戊烯结构简式CH2=C（CH3）CH2CH2CH3．
（3）戊烷（C5H12）的某种同分异构体只有一种一氯代物的结构简式C（CH3）4．
（4）（CH3CH2）2C（CH3）2的名称3，3-二甲基戊烷．
（5）1，3-丁二烯的键线式 （已知乙醇的键线式为）
（6）乙醇分子中的化学键有如图所示的五种情况：，则乙醇催化氧化时，断裂的键是：1，5．（填编号）
3．（1）小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时，他取了两只试管，均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和2mL 0.1mol/L  H2C2O4（乙二酸）溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于凉水中，记录溶液褪色所需的时间．
①需要用硫酸来酸化KMnO4溶液，褪色所需时间tA＜tB（填“＞”、“=”或“＜”）．
②写出该反应的离子方程式5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O．
（2）实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品，小明利用这个反应的原理来测定其含量，操作为：
①配制250mL溶液：准确称量5.0g乙二酸样品，配成250mL溶液．
②滴定：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将0.1000mol•L-1KMnO4溶液装入酸式（填“酸式”或“碱式”）滴定管，进行滴定操作．在实验中发现，刚滴下少量KMnO4溶液时，溶液迅速变成紫红色．将锥形瓶摇动一时间后，紫红色慢慢消失；再继续滴加时，紫红色就很快褪色了．请解释原因：反应中生成的锰离子具有催化作用，所以随后褪色会加快．当当滴入最后一滴高锰酸钾溶液，锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化，证明达到滴定终点．
③计算：再重复上述操作2次，记录实验数据如下．
序号滴定前读数（mL）滴定后读数（mL）
10.0020.10
21.0020.90
30.0022.10
则消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00mL，已知H2C2O4的相对分子质量为90，则此样品的纯度为90.00%．
④误差分析：下列操作会导致测定结果偏高的是ACD．
A 未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B 滴定前锥形瓶有少量水
C 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
D不小心将少量酸性KMnO4溶液滴在锥形瓶外
E．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视．
4．下列溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．20ml 0.1mol/L CH3COONa溶液与10ml 0.1mol/LHCl溶液混合后溶液呈酸性，所得溶液中：
c（CH3COOH）＞c（Cl-）＞c（CH3COO-）＞c（H+）
B．等物质的量浓度等体积的NH4HSO4和NaOH溶液混合：c（Na+）=c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）
C．室温下，pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合，所得溶液中：c（Cl-）+c（H+）＞c（NH4+ ）+c（OH-）
D．草酸钠（Na2C2O4）溶液中：c（OH-）=c（H+）+c（HC2O4）+c（H2C2O4）

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