题目内容

(14分)铁、铝、铜、硅及其合金材料在生产生活中有着广泛的应用。请回答下列有关问题。
(1)目前已冶炼出纯度达99.9999%的铁。下列关于纯铁的叙述错误的是           
(填字母)。    

A.硬度比钢小,熔点比钢高 B.不能与盐酸反应
C.与不锈钢成分相同 D.在冷的浓硫酸中钝化
E.在潮湿的空气中放置不易生锈
(2)铝热反应可用于焊接钢轨、冶炼熔点较高的金属。请写出用V2O5冶炼钒的化学方程式:                                     
(3)①铜在干燥的空气中性质稳定,在潮湿的空气里会被锈蚀形成一层绿色的铜锈,反应的化学方程式是                                     
②工业上常以黄铜矿为原料,采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,该反应的氧化剂是                    
③将铜粉放入稀硫酸中加热并不断鼓入空气,铜溶解,产物只有硫酸铜与水 。
该反应的化学方程式:                                                  ,
此法比直接用浓硫酸与铜反应有两个明显的优点:                           
                                                                  。                        
(4)制备高纯硅的流程如下图:

写出石英砂制备粗硅的化学方程式:
                                                         。

(14分,每空2分)(1)BC  
(2)10Al+3V2O510V+5Al2O3
(3)①2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3
②  Cu2O、Cu2S
③2H2SO4+2Cu+O22CuSO4+2H2O
制取相同量的硫酸铜消耗硫酸少;不产生有毒气体
(4)2C+SiO2   Si+2CO

解析试题分析:(1)A、纯铁比合金的熔点高,硬度小,正确;B、能与盐酸反应,错误;C、不锈钢的成分中除含铁外,还含有非金属碳,成分不同,错误;D、铁在冷的浓硫酸中发生钝化,正确;E、高纯铁因为不含碳,即使在潮湿空气中也不易形成原电池而生锈,正确,答案选BC;
(2)V2O5与Al反应冶炼钒,化学方程式是10Al+3V2O510V+5Al2O3
(3)①铜与空气中的氧气、水、二氧化碳反应生成碱式碳酸铜,化学方程式为2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3
②氧化还原反应中氧化剂是指元素化合价降低,得电子的物质,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,元素化合价降低的是Cu,所以氧化剂是Cu2O、Cu2S;
③铜与氧气、稀硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜和水,化学方程式为2H2SO4+2Cu+O22CuSO4+2H2O;此法比直接用浓硫酸与铜反应有两个明显的优点:制取相同量的硫酸铜消耗硫酸少;不产生有毒气体而污染空气;
(4)石英砂的主要成分是二氧化硅,与碳在高温条件下反应生成硅单质和一氧化碳,化学方程式:
2C+SiO2   Si+2CO
考点:考查铝、铁、铜的性质及制备,粗硅的制备,化学方程式的书写

练习册系列答案
相关题目

某实验小组用工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制备有关物质,整个流程如下图所示。请回答:

(1)气体a的化学式为                  。
(2)溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C,写出该反应的离子方程式         。
(3)制备硫酸铜溶液。常温下,O2、铜粉和稀硫酸三者在一起,几乎不反应,当加入溶液D后,随即生成硫酸铜。经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用。
A.第一步反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则第二步反应的郭子方程式为     。
B.⑦操作中,配制Fe2(SO4)3溶液时应注意                      。
(4)操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液。加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀(离子浓度小于10-5mol/L),然后再过滤,浓缩、结晶等,则pH至少调节为_____。
已知:Ksp[Cu(OH)2]≈1×10-22,Ksp[Fe(OH)2] ≈1×10-16,Ksp[Fe(OH)3] ≈1×10-38
(5)科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水。
A.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O,通入2mol水蒸气,发生如下反应:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)  △H=+484kJ/mol
20min末测得n(O2)=0.16mol,则这段时间的反应速率υ(H2)=_________;该温度下,此反应的平衡常数表达式K=___________________。
B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)  △H=-292kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)   △H=-221kJ/mol
请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。

(14分)
一位同学在复习时遇到这样一道习题:某无色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”,加入铝粉后,只产生H2,问该无色溶液中能大量存在哪几种离子。
(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有______(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)该同学分析:若H+大量存在,则NO3-就不能大量存在。
设计实验证实如下:

装 置
现 象

ⅰ. 实验初始,未见明显现象
ⅱ. 过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色
ⅲ. 试管变热,溶液沸腾
   
① 盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是______。
② 根据现象ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验:
实 验
内 容
现 象
实验1
 将湿润KI—淀粉试纸置于空气中
未变蓝
实验2
用湿润KI—淀粉试纸检验浅棕色气体
试纸变蓝
 a. 浅棕色气体是______。
b. 实验1的目的是_______。
c. 实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整:

(3)再假设:若OH-大量存在,NO3-也可能不能大量存在。
重新设计实验证实如下:
装 置
现 象

ⅰ. 实验初始,未见明显现象
ⅱ. 过一会儿,出现气泡,有刺激性气味
 
为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润KI—淀粉试纸检验,未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。
① 刺激性气味的气体是______。
② 产生该气体的离子方程式是______。
(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是______。
(5)实验结果证实:NO3?在酸、碱性环境中都有一定的氧化性,能氧化铝单质,产生含氮化合物。习题中的无色溶液一定能大量存在的是Na+和OH-。

铁及其化合物在国民经济的发展中起着重要作用。

(1)已知:4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1641.0kJ·mol-1 C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5 kJ·mol-1则Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)的△H=   kJ·mol-1。
(2)铁在潮湿的空气中易发生电化学腐蚀。某同学将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。液滴边缘是  区(填“正极”或“负极”),其电极反应式为   。

(3)铁钛合金是一种常用的不锈钢材料,某同学在探究该合金的性质时,往含有TiO2+、Fe3+溶液中加入铁屑至溶液显紫色,该过程中发生的反应有:
①2TiO2+(无色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
②Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(无色)+Fe2++2H+
③   。
(4)①高铁酸钾(K2FeO4)是一种优良的水处理剂。FeO在水溶液中的存在形态如右图所示,纵坐标表示各存在形态的分数分布。
下列说法不正确的是   。(填字母)
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO的分布分数逐渐增大
C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:
HFeO+OH-=FeO+H2O
②K2FeO4溶于水会放出一种无色无味气体,其杀菌消毒、吸附水中的悬浮杂质的原理可用离子方程式表示为   。
(5)向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224 mL(标准状况)气体,加入KSCN溶液不显红色。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,可得铁    g。

某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O晶体,流程如下:

(1)在实验室中,欲用37%(密度为1.19 g·mL-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L-1的盐酸,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有      、       。
(2)①若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中,不需要的是   (填下列各项中序号)。

②CuCl2溶液中存在如下平衡:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-CuCl42-(黄色)+4H2O。
欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡,除滤液A外,下列试剂中,还需要的是      (填下列各项中序号)。
a.FeCl3固体        b.CuCl2固体       c.蒸馏水
(3)某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程,查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时,固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图所示。

①CuS矿样在焙烧过程中,有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成,转化顺序为:

第①步转化主要在200~300oC范围内进行,该步转化的化学方程式为                                                               。
②300~400oC范围内,固体质量明显增加的原因是           ,上图所示过程中,CuSO4固体能稳定存在的阶段是   (填下列各项中序号)。
a.一阶段    b、二阶段    c、三阶段  d、四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程,并验证所得气体为SO2和O2的混合物。

a.装置组装完成后,应立即进行的一项操作是                。
b.当D装置中产生白色沉淀时,便能说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为       溶液。
c.若原CuS矿样的质量为l0.0 g,在实验过程中,保持温度在760oC左右持续加热,待矿样充分反应后,石英玻璃管内所得固体的质量为8.0 g,则原矿样中CuS的质量分数为      。

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