题目内容

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：

(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________。
A．品红溶液　　　  B．紫色石蕊溶液
C．酸性KMnO4溶液　　　  D．溴水
(2)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为______________________________
(3)过程③中，需加入的物质是________。
(4)过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架、泥三角，还需要的仪器有________________。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________(填选项序号)。
A．稀硫酸　　B．CaCO3　　C．NaOH溶液
(6)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80 ℃，目的是______________________。

(1)ACD
(2)4FeS＋3O2＋6H2SO4=2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S
(3)Fe(或铁)　(4)蒸发皿、玻璃棒　(5)B
(6)促进Fe3＋的水解

解析

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(14分)有三种金属单质A、B、C，其中A的焰色反应为黄色，B、C是常见金属。三种金属单质A、B、C能与气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H之间发生如下转化关系（图中有些反应的产物和反应的条件没有标出）。

请根据以上信息回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：
A_____________；H ______________； G___________；乙____________。
（2）写出下列反应的化学方程式：
反应①________________________________；反应②_________________________________。
（3） 反应②中电子转移的数目为6.02×1023个时消耗的气体乙的物质的量为        mol

实验题(14分)：Ⅰ、HCOOH是一种无色、易挥发的液体，某学习小组参照：原理，用下列仪器（加热及固定装置省略）制备干燥、纯净的CO，并用CO还原CuO粉末。
（1）若所制气体流向从左向右时，上述仪器连接为： A→(   ) →(    )→(    )→(   ) →(   )
（2）A装置中小试管的作用（至少答两条）：
①                               。②                               。
（3）证明HCOOH受热产物中有CO的现象为：                            。
（4）本实验有3处用到酒精灯，除A、B处外，还缺一个酒精灯，应放在       处.
Ⅱ、学习小组查阅资料知：
Cu的颜色为红色或紫红色，而Cu2O的颜色也为红色或砖红色。②4CuO2 Cu2O + O2↑；③ Cu2O +2H+
= Cu+Cu2+ + H2O ；因此对CO充分还原CuO后所得红色固体是否含有Cu2O进行了认真的研究，提出下列设计方案：
方案①：取该红色固体溶于足量稀硝酸中，观察溶液颜色的变化。
方案②：取该红色固体溶于足量稀硫酸中，观察溶液颜色的变化。
（5）写出Cu2O与稀硝酸反应的化学方程式：                                 。
（6）请你评价方案②的合理性，并简述理由：方案②：            ，理由：                        。

切开的金属Na暴露在空气中，其变化过程如下：

（1）反应Ⅰ的反应过程与能量变化的关系如下：

① 反应Ⅰ 是　 　反应（填“放热”或“吸热”），判断依据是　　　。
② 1 mol Na(s)全部氧化成Na2O(s)的热化学方程式是　　　。
（2）反应Ⅱ是Na2O与水的反应，其产物的电子式是     。
（3）白色粉末为Na2CO3。将其溶于水配制为0.1 mol/L Na2CO3溶液，下列说法正确的是     （填字母）。

A．升高温度，溶液的pH降低
B．c(OH－)－c (H＋)＝c (HCO3－)＋2 c (H2CO3)
C．加入少量NaOH固体，c (CO32―)与c (Na＋)均增大
D．c (Na＋) > c (CO32―) > c (HCO3―) > c(OH―) > c (H＋)
（4） 钠电池的研究开发在一定程度上可缓和因锂资源短缺引发的电池发展受限问题。
① 钠比锂活泼，用原子结构解释原因_______。
②ZEBRA 电池是一种钠电池，总反应为NiCl2 + 2Na  Ni + 2NaCl。其正极反应式是_____。

纯碱（化学式为Na2CO3）是一种重要的化工原料。现代化工生产有三种工艺：
一、布兰制碱法。以食盐为原料制碱，该法分三步：
①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；
②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS
二、氨碱法即索尔维制碱法。以食盐、氨、二氧化碳为原料，其反应也分三步进行：
①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl
③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O
三、候氏制碱法。低温下先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳可析出碳酸氢钠，再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵溶解度突然降低，而食盐的溶解度变化不大，所以氯化铵析出而食盐不析出；再用氨饱和后通二氧化碳，结果往返析出NaHCO3和NH4Cl。该法生产的纯碱质量优良，纯白如雪。
（1）通过三种方法的比较，布兰制碱法工艺的缺点有                                           (写两点)。
（2）氨碱法工艺的中循环利用的物质是        (填化学式)；产品的副产物NH4Cl既可以做氮肥又可以重新生成氨气。写出NH4Cl与生石灰反应的化学方程式          。
（3）候氏制碱法反应的方程式为                                           。
（4）为什么候氏制碱法工艺中先向饱和食盐水中通入氨气，再通入二氧化碳。理由是                                                     (写两点)。
（5）候氏制碱法产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，用m1表示加热前纯碱样品的质量，m2表示加热后固体的质量。则纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：                          。

铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是             ；Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为                               。
(2)某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是       。
A．Mg2＋      B．Fe2＋        C．Al3＋       D．Cu2＋
(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是       ；操作Ⅱ的名称是       ；操作Ⅱ的方法为                               。
②请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式：                          。

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式_______________________
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应_______________________________
负极反应_______________________________

（1）高温电解技术能高效实现CO2(g) + H2O(g) ="CO(g)" + H2(g) +O2(g) ，工作原理示意图如下：

①电极b发生       （填“氧化”或“还原”）反应。
②CO2在电极a放电的反应式是                              。
（2）工业上用某矿渣（含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2）提取铜的操作流程如下：

已知： Cu2O + 2H+ =" Cu" + Cu2+ + H2O

沉淀物
Cu(OH)2
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
开始沉淀pH
5.4
4.0
1.1
5.8
沉淀完全pH
6.7
5.2
3.2
8.8
 
①固体混合物A中的成分是            。
②反应Ⅰ完成后，铁元素的存在形式为           。（填离子符号）
请写出生成该离子的离子方程式                                       。
③x的数值范围是3.2≤pH＜4.0，y对应的数值范围是             。
④下列关于NaClO调pH的说法正确的是        （填序号）。
a．加入NaClO可使溶液的pH降低
b．NaClO能调节pH的主要原因是由于发生反应ClO－+ H+HClO，ClO－消耗H+，从而达到调节pH的目的
c．NaClO能调节pH的主要原因是由于NaClO水解ClO－+ H2OHClO+OH－，OH－消耗H+ ，从而达到调节pH的目的
⑤实验室配制质量分数为20.0%的CuSO4溶液，配制该溶液所需的CuSO4·5H2O与H2O的质量之比为         。

铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：                                    。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、
负极，并写出电极反应式。
正极反应：                                                    。
负极反应：                                                    。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的浓度均为0.10 mol·L－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的实验步骤                                                      。

 
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀
完全时的pH
Fe3＋
Fe2＋
1.9
7.0
3.2
9.0
Cu2＋
4.7
6.7
提供的药品：Cl2　浓H2SO4　NaOH溶液　CuO　Cu
 
（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。有关反应的化学方程式                            ；                              ；劣质不锈钢腐蚀的实验现象                                        。

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