2013北京高三化学金属实验题要点.pdf
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1、1 金属实验探究题 1铁是人体必须的微量元素,绿矾(FeSO4 7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。 (1)某同学以市售铁屑 (含少量氧化铜、 氧化铁等杂质) 为原料制备纯净绿矾晶体。实验步骤 设计为: 取一定量的铁屑于烧杯,加入过量稀硫酸溶解。若该操作需用90 mL 1 mol/ 的硫 酸溶液,则配制时用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有两种仪器分别 是。 再向上述溶液中加入过量的铁粉,让其充分反应,然后过滤,再从滤液中通过操作 a 得到晶体,再用少量冰水洗涤获得纯净的绿矾晶体。操作a 的操作顺序依次 为:、冷却结晶、。得到的绿矾晶体再用少 量冰水洗涤 的目的是:除 去晶体表面附
2、 着的硫酸等杂 质;。 (2)制得的绿矾晶体由于保存不妥,容易被氧化。某同学想了解其是否被氧化。请你设计 实验证明绿矾晶体部分被氧化。 (要求写出实验的步骤、现象、结论)。 (3)下图是某同学利用手持技术,获得8.34 g FeS04 7H20 样品受热脱水过程的热重曲线 (样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。 试确定78时固体物质M 的化学式: 。 取适量380时所得的样品P,隔绝空气 加热至 650,得到一种红棕色的物质Q, 同时有两种无色气体生成且两种气体的组 成元素相同,摩尔质量相差16,写出该反 应的化学方程式。 该同学用下图所示装置设计实验,验证中生成的气态物质。 I. 按气流方
3、向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:c II. 试剂 X 的名称是。 2 2硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O较硫酸亚铁不易被氧气氧化,是分析化学中重要的试 剂,常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在500时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题: (1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO 和 Fe2O3,气体产物可能有 NH3、SO3、H2O、N2和。 (2)为检验分解产物的成份,设计如下实验装置进行实验,加热A 中的硫酸亚铁铵至分解 完全。 A 中固体充分加热较长时间后,通入氮气,目的是。 为验证A中残留物是否含有FeO,需要选用的试剂 有。
4、AKSCN 溶液B浓盐酸CKMnO 4溶液 D稀硫酸 装置 B 中 BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有气体生成, 若含有该气体,观察到的现象 为。 若 A 中分解产物有N2,固体残留物只有Fe2O3,Fe2O3的物质的量为amol,C 中沉淀物质 的量为 bmol,则 ab(填 “ 大于 ” 、“ 小于 ” 或“ 等于 ” ) 现欲将 B 中溶液准确稀释至100.00mL,应将锥形瓶中的溶液转移入(填 仪器名称)定容。 实验中,观察到C 中有白色沉淀生成,则C 中发生的反应为 (用离子方程式表示)。 (3)已知亚铁离子被氧气氧化的反应是:4Fe 2+ + O 2 + (4+2x)
5、H2O2Fe2O3?xH2O + 8H +, 硫酸亚铁铵溶 液较硫酸亚铁 溶液不易被氧气氧化,其原 因 是。 3 3.(15 分)铝、铁、铜的单质、合金及其化合物在生产生活中的应用日趋广泛。 (1)铝元素在元素周期表中的位置是_ 。 (2)铝电池性能优越,铝一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注,其原理如图 所示。 该电池的总反应化学方程式为_ ; 电池中 NaCl 的作用是 _ 。 (3)用铝电池电解CuSO4溶液(电极均为铂电极),通电一段时间后,一极上析出红色固 体,另一极的电极反应式为_,此时向溶液中加入SgCuO 固体后可使溶液恢 复到电解前的浓度,则电解过程中收集到的气体在标
6、准状况下体积为_L。 (4)氯化铝广泛用于有机合成和石油工业的催化剂。将铝土矿粉混合后加热并通入氯气, 可得到氯化铝,同时生成CO,写出该反应的化学方程式_。 (5)三氧化二铁和氧化亚铜(Cu2O)都是红色粉末,常用作颜料。已知氧化亚铜溶于稀硫 酸生成 Cu 和 CuSO4。取少量Fe2O3和 Cu2O 组成的混合物放入足量稀硫酸中。 此过程中发生的反应有(用离子方程式表示): Fe2O3+6H +=2Fe3+3H 2O;_;_ 设计实验证明反应后所得溶液中铁元素可能存在形式 _ _ 。 若实验中观察到溶液变为蓝色且有固体剩余,则n(Cu2O)_n( Fe2O3) 。 (填 “” 、 “”或“
7、 =” ) 4 4.一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝 箔的形式存在;钴以Co2O3 CoO 的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。 从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下: (1)过程 I 中采用 NaOH 溶液溶出废料中的Al ,反应的离子方程式为。 (2)过程 II 中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方 程式为 (产物中只有一种酸根)。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸 浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因 _。 (3)过程得到锂铝渣的主要成分是LiF
8、 和 Al(OH) 3, 碳酸钠溶液在产生 Al(OH) 3时起重要 作用,请写出该反应的离子方程式_。 (4)碳酸钠溶液在过程III和 IV 中所起作用有所不同,请写出在过程IV 中起的作用是 _。 (5)在 Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是_(填序号)。 A c(Na +) = 2c(CO 3 2-) B c(Na +) c(CO 3 2-) c(HCO 3 -) C c(OH -) c(HCO 3 -) c(H+) D c(OH - ) - c(H +) = c(HCO 3 -) + 2c(H 2CO3) (6)CoO 溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。 Co
9、Cl 2含结晶水数目不同而呈现不同颜色, 利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的 CoCl2 6H2O 晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A 物质的化学式是_。 含铝溶液 废料 碱溶 钴渣 含 Co2+及 微量 Li + Al 3+溶液 粗 CoO 粉 锂铝渣 20%Na2CO3 调 pH=4.55 加 NaF 600煅烧 滤液 8590 加浸出剂 30%Na2CO3 调 pH=88.5 沉淀 CoCO3 5 5 ( 15 分)某化学研究小组探究无水三草酸合铁酸钾K3Fe(C2O4)3受热分解的产物,并对所 得气体产物和固体产物进行验证,按
10、下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。 (1)连接好装置后,加入药品前,应该进行的实验操作是_(填操作名 称)。 (2)实验开始时缓缓通入氮气,过一段时间以后,加热反应管A 和 E,待反应完全后, 停止加热,仍继续通氮气,直到反应管冷却。停止加热前(填: “ 是” 、“ 否” ) 需要先断开A、 B 的连接处和E、 F的连接处?为什 么?。 (3)实验中观察到B 中澄清石灰水变浑浊,则说明气体产物中有(写化学 式) 。能证明分解产物中有CO 气体生成的实验现象是。 (4)该小组同学查阅资料后得知,固体产物中不存在+3 价 Fe元素,而盐类物质只有 K2CO3。 验证固体产物中钾元素存在的实验方法
11、是,现象是。 研究小组为探究铁元素的存在形式,取A 中充分反应后所得固体于试管中,加入足量 蒸馏水,过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末,取4.4g 黑色粉末溶于足量稀硝酸中,收集到 标准状况下NO 气体 1.12L 通过计算判断黑色粉末的成分为(写化学式) 。写 出黑色粉末溶于足量稀硝酸发生反应的离子方程 式:。 6 6(13 分)某同学对Cu 的常见化合物的性质进行实验探究,研究的问题和过程如下: (1)为探究 Cu(OH)2是否和 Al(OH)3一样具有两性,除选择 Cu(OH) 2外,必须选用的试剂 为_(填序号 ) a氨水b氢氧化钠溶液c稀硫酸d冰醋酸 (2)为探究不同价态铜的稳定性,进行如
12、下实验: 将 CuO 粉末加热至1000以上完全分解成红色的Cu2O 粉末,该实验说明: 在高温条 件下, +l 价的 Cu 比+2 价 Cu 更(填“稳定”或“不稳定”)。 向 Cu2O 中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,该反应的离子化学方程式 为_ ,由此可知,在酸性溶液中,+1 价 Cu 比+2 价 Cu 更 (填“稳定”或“不稳定”)。 (3)为了探究氨气能否和氢气一样还原CuO,他根据所提供的下列装置进行实验(夹持装 置未画 ),装置 A 产生氨气,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a _ _ _ h 实验开始时,打开分液漏斗的活塞K,发现浓氨水没有滴下,如果各仪器导管均没有
13、 堵塞,则可能的原因是_ 。 实验结束后,装置B 中固体由黑色变为红色,装置E 中收集到无色无味的气体,在空 气中无颜色变化,点燃的镁条可以在其中燃烧,则B 装置中发生的化学方程式为 _。 装置 C 中的球形装置的作用是_。 c b B d e C a A f g D h E 浓氨水 碱石灰 NaOH 固体 CuO 水 水 K 7 7某同学为了探究SO2与 Na2O2的反应是否类似于 CO2,设计反应装置见下图。 (1)选择制取SO2的合适试剂 _; a10%的 H2SO4溶液 b80%的 H2SO4溶液cNa2SO3固体dCaSO3固体 (2)装置 C 中 NaOH 溶液的作用是 _; (3
14、)上述反应装置有些不足之处,为完善该装置,请从供选择的装置中选择需要的装置 _(填编号),说明所选装置在整套装置中的位置_; (4)移开棉花,将带火星的木条放在C 试管口,木条不复燃,该同学认为SO2与 Na2O2的 反应不同于CO2,请据此写出反应的化学方程式_; (5)为检验是否有Na2SO4生成,设计如下方案 上述方案 _(填“合理”、 “不合理”) ,理由: _; (6)Na2O2反应完全后,为确定所得固体的组成,可进行如下操作:称取样品m g 并溶于 适量的水中,_(选择下列操作的编号按操作顺序填入),烘干,称量, 干燥沉淀质量为n g,计算含量。 a加足量盐酸酸化的氯化钡溶液b加足
15、量硫酸酸化的氯化钡溶液 c过滤d洗涤e蒸发结晶 将 B 中反应后的 固体溶解于水 白色 沉淀 仍有白色沉淀,证 明有 Na2SO4生成 稀盐酸 BaCl2溶液 反应装置 供选择的装置 浓硫酸 NaOH 溶液 8 8 ( 15 分)过氧化钙( CaO2)难溶于水,在常温下稳定,在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧 气,因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁) 等为原料制取过氧化钙(CaO2)的流程。 请回答下列问题: (1)操作应包括下列操作中的(填序号)。 A溶解 B过滤 C蒸馏 D分液 E蒸发结晶 (2)用氨水调节pH至 89 的目的是。 (3)若测得滤液C中c
16、(CO3 2)=103 mol/L ,则 Ca 2+ (填“是”或“否” )沉淀完 全。 已知c(Ca 2+) 105 mol/L 可视为沉淀完全;Ksp(CaCO 3) 4.96 10 9 (4)若在滤液C中,加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3,则酸化后溶液中, c(NH4 ) c(NO3 ) (填“”、 “”、“”、“”或“”) (5)操作是:在低温下,往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应,写出该反应的 化学方程式 一段时间后,再加入氢氧化钠溶液,当调节溶液pH至 911,才出现大量沉淀。 ;用简要的 文字解释需用氢氧化钠调节pH至 911 的原因。 (6)已知大理石含C
17、aCO3的质量分数为a,mg大理石可以制得ngCaO2,请计算: CaCO3转化 为 CaO2过程中, Ca原子的利用率为。 加 HNO3 大理石 过滤 滤液 A 用氨水调节 pH 至 89 过滤 滤渣 B 滤液 B 加(NH4)2CO3 过滤 纯 CaCO3 滤液 C CaO2 加盐酸 操作 CaCl22H2O 晶体 260 干燥脱水 无水 CaCl2 浓 H2O2溶液 操作 9 9(16 分) 我国化工专家侯德榜的“ 侯氏制碱法 ” 曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他以 NaCl、NH3、 CO2等为原料先制得 NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为: NH3 + CO2 +
18、 H2O = NH4HCO3;NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3 + NH4Cl ; 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O 碳酸氢铵与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是(填标号)。 A碳酸氢钠难溶于水 B碳酸氢钠受热易分解 C碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出 某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的 方案实验。 一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图 所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。 试回答下列有关问题: ()乙装置中的试剂是; ()丁装置中稀硫酸的作用是。 ()实验
19、结束后,分离出NaHCO3 晶体的操作是(填分离操作的名称) 。 另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。 ()实验时,须先从管通入气体,再从管中通入气体。 ()有同学建议在戊装置的b 管下端连接己装置,理由是 。 请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法: 10 10、 (11 分)某化学研究性学习小组讨论Fe 3+和 SO 3 2-之间发生怎样的反应,提出了两种可 能:一是发生氧化还原反应:2Fe 3+SO 3 2-+H 2O=2Fe 2+ +SO4 2-+2H+;二是发生双水解反应: 2Fe 3+3 SO 3 2-+6H 2O=2Fe(OH)3(胶体) +3H2SO3。为了证
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- 2013 北京 化学 金属 实验 要点
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