2020-2021学年高三化学一轮复习章节检测 第三章 能力提升检测卷
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2020-2021学年高三化学一轮复习章节检测 第三章 能力提升检测卷

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资料简介
第三章能力提升检测卷 一、选择题 1.(2020·北京四中高三模拟)下列中国制造的产品主体用料不是金属材料的是( ) 世界最大射电望远镜 中国第一艘国产航母 中国大飞机 C919 世界最长的港珠澳大桥 A.钢索 B.钢材 C.铝合金 D.硅酸盐 【答案】D 【解析】世界最大射电望远镜主体用料:钢索是金属合金材料,故 A 不符合;中国第一艘国产航母主 体用料:钢材属于合金为金属材料,故 B 不符合;中国大飞机 C919 主体用料:铝合金属于金属材料,故 C 不符合;世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体用料:硅酸盐不是金属材料,故 D 符合;故答案为 D。 2.(2020·质检)化学与社会、生活密切相关,对下列常见无机物用途的解释正确的是(  ) 选项 用途 解释 A Na 可用于与 TiCl4 反应得 Ti 粉 Na 具有强还原性 B 明矾可用于净水 明矾能杀菌消毒 C Na2O2 可用于潜水艇制 O2 Na2O2 具有强氧化性 D MgO、Al2O3 可用于制作耐高温坩埚 MgO、Al2O3 在高温下化学性质稳定 【答案】A 【解析】Na 具有强还原性,可与 TiCl4 反应置换出 Ti,A 项正确;明矾可净水,是因为其电离的 Al3+ 水解生成的 Al(OH)3 胶体具有吸附性,可吸附水中悬浮杂质,但不能杀菌消毒,B 项错误;Na2O2 与 CO2 或 H2O 反应生成 O2 时,Na2O2 既做氧化剂又做还原剂,C 项错误;MgO、Al2O2 可用于制作耐高温坩埚是因为其熔点高,D 项错误。 3.(2020·高三模拟)化学已深入我们的生活。下列有关说法不正确的是(  ) A.PM2.5 含有的铅、镉、铬、钒等对人体有害的元素是金属元素 B.铝与 Fe2O3 发生铝热反应,反应后固体物质增重 C.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应 D.古剑“沈卢”“以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”,“剂钢”指的是铁的合金 【答案】B 【解析】铝与氧化铁发生铝热反应,由质量守恒定律知,反应前后固体质量不变(因为反应物、产物均 为固体)。 4.(2020·江西上饶高三调研)下列关于 Fe、Cu、Mg、Al 四种金属元素的说法中正确的是(  ) A.四种元素的单质都能和盐酸反应,生成相应的盐和氢气 B.制备 AlCl3、FeCl3、CuCl2 固体均不能采用将溶液直接蒸干的方法 C.将 Mg 棒和 Al 棒作为原电池的两个电极插入 NaOH 溶液中,Mg 棒上发生氧化反应 D.铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是氧化铜 【答案】B 【解析】Cu 单质不与盐酸反应,A 项错误。AlCl3、FeCl3、CuCl2 均易水解,生成的 HCl 易挥发,因此 将其溶液蒸干后得到对应的氢氧化物,B 项正确;一般情况下,在原电池中,金属性强的做负极,但也要 根据电解质溶液的实际情况考虑,虽然 Mg 的金属性强于 Al,但是电解质溶液为 NaOH 溶液,而 Mg 不与 NaOH 溶液反应,Al 与 NaOH 溶液反应,所以 Al 棒做负极,发生氧化反应,C 项错误;铁锈的主要成分是 氧化铁,铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,D 项错误。 5.(2020·辽宁大连二十四中模拟)下列有关金属的工业制法中,正确的是(  ) A.制钠:以海水为原料制得精盐,再电解纯净的 NaCl 溶液得钠B.制铁:以铁矿石为原料,用 CO 还原得铁 C.制镁:以海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,用 H2 还原得镁 D.制铝:从铝土矿中获得氧化铝,再经一系列过程得到氯化铝固体,电解熔融的氯化铝得铝 【答案】B 【解析】工业制钠是电解熔融 NaCl:2NaCl(熔融) ===== 电解 2Na+Cl2↑,而电解 NaCl 溶液:2NaCl+2H2O ===== 电解 2NaOH+H2↑+Cl2↑,得不到钠,故 A 错误;工业制铁是用 CO 还原铁矿石:3CO+Fe2O3 ===== 高温 2Fe+ 3CO2,故 B 正确;工业制镁是电解熔融 MgCl2:MgCl2(熔融) ===== 电解 Mg+Cl2↑,故 C 错误;工业制铝是电 解熔融 Al2O3:2Al2O3(熔融) ===== 电解 冰晶石4Al+3O2↑,AlCl3 是共价化合物,在熔融状态下不导电,故 D 错误。 6.(2020·吉林模拟)铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有黄铜 矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。下列说法不正确的是(  ) A.可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿 B.硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 C.工业上常采用电解法制取粗铜 D.在上述几种含铜化合物中,铜的质量分数最高的是 Cu2S 【答案】C 【解析】CuSO4 是重金属盐,能使蛋白质变性,B 项正确;工业上常用电解法精炼铜,C 项不正确。 7.(2020·河北衡水中学高三调研)下列实验操作正确的是(  ) 选项 实验 操作 A 观察钠与水反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠,切下黄豆大小的钠, 小心地放入装满水的烧杯中 B 检验 NaHCO3 与 Na2CO3 溶液 用小试管分别取少量溶液,然后滴加澄清石灰水C 证明 Na2O2 与 CO2 的反应是放热 反应 Na2O2 用棉花包裹,放入充满 CO2 的集气瓶中, 棉花燃烧 D 检验 Na2CO3 与 K2CO3 溶液 用铂丝分别蘸取溶液,在酒精灯外焰上灼烧,直 接观察火焰的颜色 【答案】C 【解析】应将钠表面的煤油用滤纸吸干且烧杯中不能装满水,A 错误;分别向 NaHCO3 与 Na2CO3 溶液 中滴加澄清石灰水,都有白色沉淀产生,无法鉴别,B 错误;Na2O2 与 CO2 反应生成氧气,棉花燃烧说明达 到了着火点,能证明 Na2O2 与 CO2 的反应是放热反应,C 正确;观察钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃,D 错误。 8.(2020·黑龙江模拟)A、B、C 是中学阶段所学的三种单质,A、B、C 及其他物质之间的 转化关系如图所示,其中 B、D、E、F 的水溶液呈酸性。若 D+C―→E+F 且常温下只有 B 为气态,则 A、 B、C 分别为(  ) A.Fe、Cl2、Cu        B.Fe、Cl2、H2 C.Cu、Cl2、Fe D.Fe、Cl2、Mg 【答案】A 【解析】B 单质水溶液呈酸性,且常温下为气态,则 B 为 Cl2,结合转化关系可推出,A、B、C、D、 E、F 分别为 Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2,A 项正确。 9.(2020·江苏调研)用废铁屑制备磁性胶体粒子,制取过程如下: 下列说法不正确的是(  ) A.用 Na2CO3 溶液浸泡是为了除去废铁屑表面的油污B.通入 N2 是防止空气中的 O2 氧化二价铁 C.加适量的 H2O2 是为了将部分 Fe2+氧化为 Fe3+,涉及反应:H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O D.溶液 A 中 Fe2+和 Fe3+的浓度之比为 2∶1 【答案】D 【解析】A 项,碳酸钠的水溶液显碱性,油污在碱性条件下发生水解,因此碳酸钠溶液浸泡可以除去 废铁屑表面的油污,故 A 说法正确;B 项,Fe2+容易被氧气氧化,因此通入 N2 的目的是防止空气中的氧 气氧化 Fe2+,故 B 说法正确;C 项,利用 H2O2 的氧化性把 Fe2+氧化成 Fe3+,涉及反应:2Fe2++H2O2+2H +===2Fe3++2H2O,故 C 说法正确;D 项,Fe3O4 中 Fe2+和 Fe3+的物质的量之比为 1∶2,故 D 说法错误。 10.(2020·浙江模拟)一定温度下,硫酸铜受热分解生成 CuO、SO 2、SO3 和 O2。已知:SO2、 SO3 都能被碱石灰和氢氧化钠溶液吸收。利用如图所示装置加热硫酸铜粉末直至完全分解。若硫酸铜粉末质 量为 10.0 g,完全分解后,各装置的质量变化关系如表所示。 装置 A(试管+粉末) B C 反应前 42.0 g 75.0 g 140.0 g 反应后 37.0 g 79.5 g 140.0 g 请通过计算,推断出该实验条件下硫酸铜分解的化学方程式是(  ) A.4CuSO4 ===== △ 4CuO+2SO3↑+2SO2↑+O2↑ B.3CuSO4 ===== △ 3CuO+SO3↑+2SO2↑+O2↑ C.5CuSO4 ===== △ 5CuO+SO3↑+4SO2↑+2O2↑D.6CuSO4 ===== △ 6CuO+4SO3↑+2SO2↑+O2↑ 【答案】A 【解析】根据质量守恒定律分析,反应生成气体的质量为 42.0 g-37.0 g=5.0 g,生成氧化铜的质量为 10.0 g-5.0 g=5.0 g;干燥管完全吸收了二氧化硫和三氧化硫,其质量为 79.5 g-75.0 g=4.5 g,生成的氧气 的质量为 5.0 g-4.5 g=0.5 g;则参加反应的硫酸铜与生成的氧化铜和氧气的质量比为 10.0 g∶5.0 g∶0.5 g= 20∶10∶1,表现在化学方程式中的化学计量数之比为 20 160∶10 80∶ 1 32=4∶4∶1。只有 A 项符合这个比例。 11.(2020·模拟)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(  ) A.铝具有良好的导热性,可用铝罐贮运浓硝酸 B.水玻璃(Na2SiO3 水溶液)能与酸反应,可用作生产黏合剂和防火剂 C.NaNO2 具有碱性,可使铁零件表面生成 Fe3O4 D.FeCl3 溶液能与 Cu 反应,可用作铜制线路板的蚀刻剂 【答案】D 【解析】A 项,铝在常温下遇浓硝酸钝化,可用铝罐贮运浓硝酸,错误;B 项,水玻璃可用作生产黏合 剂和防火剂,与能否与酸反应无关,错误;C 项,NaNO2 具有氧化性,可使铁零件表面生成 Fe3O4,错误;D 项,FeCl3 溶液能与 Cu 反应,可用作铜制线路板的蚀刻剂,正确。 12.(2020·福建模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是(  ) A.饱和 NaCl(aq) ――→ 足量 CO2 NaHCO3 ――→ △ Na2CO3 B.Al2O3 ――→HCl(aq) AlCl3(aq) ――→ 蒸干 无水 AlCl3 C.H2SO4(浓) ――→ Cu △ SO2 ――→ 足量 NH3·H2O (NH4)2SO3(aq) D.Cl2(g) ――→Ca(OH)2 Ca(ClO)2 ――→ 过量 SO2 HClO 【答案】C【解析】A 项,二氧化碳和氯化钠溶液不反应,不能生成碳酸氢钠,错误;B 项,直接蒸干氯化铝溶液 不能得到无水 AlCl3,应该在氯化氢气氛中蒸干,错误;C 项,浓硫酸与铜在加热条件下反应生成二氧化硫 气体,二氧化硫与足量氨水反应生成 (NH4)2SO3,正确;D 项,二氧化硫具有还原性,能被次氯酸钙氧化, ClO-被还原为 Cl-,所以次氯酸钙溶液中通入过量二氧化硫得不到 HClO,错误。 13.(2020·山东模拟)A、B、C 三种物质中均含有同一种元素 M,它们之间有如图所示的转化 关系。A 为一种金属单质,其产量直接关系国民经济命脉。反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。 下列有关说法正确的是(  ) A.反应①中所加试剂可能是氧气 B.反应③中需要加具有还原性的试剂 C.A 与稀硝酸反应一定能实现元素 M 在反应①中发生的价态变化 D.元素 M 在反应②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现 【答案】D 【解析】根据转化关系可确定 A 为变价金属,应为 Fe,反应①加入氧气不能实现,A 项错误;反应③ 是铁元素由+2 价升高到+3 价,需要加具有氧化性的试剂,B 项错误;过量的铁与稀硝酸反应时,生成硝 酸亚铁,不能实现 Fe→Fe3+的价态变化,C 项错误;Fe3+能将 I-氧化成 I2,自身被还原成 Fe2+,D 项正确。 14.(2020·湖北模拟)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种淡黄色粉末,某课外小组利用下列装 置检验草酸亚铁晶体受热分解的部分产物。 下列说法正确的是(  )A.若③和⑤中分别盛放足量 NaOH 溶液和 CuO,可检验生成的 CO B.实验时只需要在装置①中反应结束后再通入 N2 C.若将④中的无水 CaCl2 换成无水硫酸铜可检验分解生成的水蒸气 D.实验结束后,①中淡黄色粉末完全变成黑色,则产物一定为铁 【答案】A 【解析】A 项,③除去 CO2,④中的无水氯化钙将气体干燥后,如果⑤中 CuO 固体变成红色,⑥中 澄清石灰水变浑浊,则草酸亚铁晶体的分解产物中一定有 CO,A 正确;B 项,实验开始后,装置中的空气 对分解及检验都有干扰,所以必须先通入 N2 除去装置中的空气,B 错误;C 项,由于从②③溶液中导出 的气体会带出水蒸气,因此④中放置无水硫酸铜无法检验分解生成的水蒸气,C 错误;D 项,黑色物质不 一定为 Fe,FeO 也为黑色,D 错误。 15. (2020·河北省承德一中模拟)下列实验过程中产生的现象与对应的图像不相符的是(  ) 【答案】C 【解析】NaOH 溶液和 AlCl3 溶液按 4∶1 混合后完全转化为 NaAlO2,继续加入 AlCl3 溶液,发生反应为 Al3++3AlO-2 +6H2O===4Al(OH)3↓,A 项正确;NaAlO2 溶液中加入稀盐酸立即有沉淀生成,继续加入盐酸, 沉淀溶解,其反应为 NaAlO2+HCl+H2O===Al(OH)3↓+NaCl,Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O,B 项正确; Na2CO3 溶液中加入稀盐酸先转化为 NaHCO3 和 NaCl,Na2CO3 完全转化为 NaHCO3 后,再加入稀盐酸才产 生气体,C 项错误;向含 Mg2+和 Al3+的溶液中加入 NaOH 溶液得到 Mg(OH)2 和 Al(OH)3 两种沉淀,继续 加入 NaOH 溶液,Al(OH)3 沉淀溶解,D 项正确。16. (2020·山西省长治一中模拟)部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g,经如 下处理: 下列说法正确的是(  ) A.滤液 A 中的阳离子为 Fe3+、Fe2+、H+ B.样品中 Fe 元素的质量为 2.24 g C.样品中 CuO 的质量为 4.0 g D.V=896 【答案】B 【解析】因为硫酸足量,滤液 A 中不含 Cu2+,且只有金属 Cu 不与 H2SO4 反应,所以滤渣 3.2 g 为金属 铜,物质的量为 0.05 mol,即合金样品中总共含有铜元素 0.05 mol;滤液 A 中加入足量 NaOH 溶液,所得 滤渣灼烧得到的固体 3.2 g 为 Fe2O3。生成的滤渣 3.2 g 是铜,金属铜可以和 Fe3+反应,所以滤液 A 中一定 不含 Fe3+,则滤液 A 中含有的阳离子为 Fe2+、H+,A 错误;Fe 元素的物质的量为 3.2 g 160 g·mol-1×2=0.04 mol,其质量为 0.04 mol×56 g·mol-1=2.24 g,B 正确;根据 B 项分析可知铁元素质量为 2.24 g,而合金样品 质量为 5.76 g,所以 CuO 的质量不超过 5.76 g-2.24 g=3.52 g,C 错误;最后滤液 A 中溶质为过量 H2SO4 和 FeSO4,而铁元素物质的量为 0.04 mol,说明参加反应的硫酸的物质的量为 0.04 mol,含 H+ 0.08 mol, 其中部分 H+生成氢气,另外的 H+和合金中的 O2-结合成水,由于合金中氧元素的物质的量为 5.76 g-3.2 g-2.24 g 16 g·mol-1 =0.02 mol,全转化为 H2O 需消耗 H+ 0.04 mol,所以硫酸中生成 H2 的 H+的物质的量 为 0.08 mol-0.04 mol=0.04 mol,即生成 0.02 mol H2,标准状况下体积为 448 mL,D 错误。 二、非选择题 17.(2020·山东潍坊模拟)铜及其化合物在生产、生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+ 1、+2。已知 Cu2O 与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。 回答下列问题: (1)工业上可用 Cu2S+O2 ===== △ 2Cu+SO2 反应制取粗铜,该反应中________元素被还原。 (2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在 50 ℃,加入 H2O2 溶液,一段时间后,升温到 60 ℃,再反应一段时间后可制得硫酸铜,该反应的离子方程式为_______________。温度控制在 50~60 ℃的原因除 了加快反应速率外,还有________________________。在 CuSO4 溶液中加入一定量的 Na2SO3 和 NaCl 溶液 加热,生成 CuCl 沉淀,写出生成 CuCl 的离子方程式:_______________________________________。 (3)现向 Cu、Cu2O 和 CuO 组成的混合物中,加入 2 L 0.6 mol·L-1 HNO3 溶液恰好使混合物溶解,同时 收集到 4 480 mL NO 气体(标准状况)。Cu2O 与稀硝酸反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 若将上述混合物用足量的 H2 加热还原,所得到固体的质量为__________g。若混合物中含 0.2 mol Cu, 将该混合物与稀硫酸充分反应,消耗 H2SO4 的物质的量为________mol。 【解析】(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低,得到电子,被还原。(3)Cu2O 与稀硝酸反应的离子方 程式是 3Cu2O+2NO-3 +14H+===6Cu2++2NO↑+7H2O。硝酸发生反应后氮元素的存在形式是 Cu(NO3)2 和 NO,根据氮原子守恒可得 2 L×0.6 mol·L-1=2n[Cu(NO3)2]+4.48 L÷22.4 L·mol-1,则 n[Cu(NO3)2]=0.5 mol, n(Cu2+)=0.5 mol,所以若将题述混合物用足量的 H2 加热还原,所得到固体的质量为 0.5 mol×64 g·mol-1=32 g。若混合物中含 0.2 mol Cu,则根据铜原子守恒可得 2n(Cu2O)+n(CuO)=0.3 mol;根据得失电子守恒可得 2n(Cu)+2n(Cu2O)=3×(4.48 L÷22.4 L·mol-1),解得 n(CuO)=0.1 mol,n(Cu2O)=0.1 mol,消耗 H2SO4 的物 质的量为 0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol。 【答案】(1)铜、氧 (2)Cu+H2O2+2H+ ===== △ Cu2++2H2O 防止 H2O2 分解 2Cu2++2Cl-+SO2-3 +H2O ===== △ 2CuCl↓+SO2-4 + 2H+ (3)3Cu2O+2NO-3 +14H+===6Cu2++2NO↑+7H2O 32 0.2 18.(2020·河北承德模拟)Na2O2 具有强氧化性,H2 具有还原性,某同学根据氧化还原反应的知识推测 Na2O2 与 H2 能发生反应。为了验证此推测结果,该同学设计并进行如图实验。 Ⅰ.实验探究步骤 1:按如图所示的装置组装仪器(图中夹持仪器已省略)并检查装置的气密性,然后装入药品。 步骤 2:打开 K1、K2,在产生的氢气流经装有 Na2O2 的硬质玻璃管的过程中,未观察到明显现象。 步骤 3:进行必要的实验操作,淡黄色的粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝。 (1)组装好仪器后,要检查装置的气密性。简述检查虚线框内装置气密性的方法: ________________________________________________________________________。 (2)B 装置中所盛放的试剂是________,其作用是________________________________。 (3)步骤 3 中的“必要操作”为打开 K1、K2,________(请按正确的顺序填入下列步骤的字母)。 A.加热至 Na2O2 逐渐熔化,反应一段时间 B.用小试管收集气体并检验其纯度 C.关闭 K1 D.停止加热,充分冷却 (4)由上述实验可推出 Na2O2 与 H2 反应的化学方程式为_________________________。 Ⅱ.数据处理 (5)实验结束后,该同学欲测定 C 装置中的硬质玻璃管内白色固体中未反应完的 Na2O2 含量。 其操作流程如下: 一定量样品 ――→ 稀盐酸 操作 1―→溶液转移―→操作 2 ――→ 冷却 称量 ①测定过程中需要的仪器除固定、夹持仪器外,还有电子天平、烧杯、酒精灯、蒸发皿和________。 ②在转移溶液时,若溶液转移不完全,则测得的 Na2O2 质量分数________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。【解析】Ⅰ.(1)关闭 K1,向 A 装置中的漏斗中加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱, 一段时间后水柱稳定不降,说明该装置气密性良好; (2)A 装置中生成的 H2 中混有水蒸气和挥发出的 HCl,应利用 B 装置中所盛放的碱石灰吸收氢气中的水 和氯化氢; (3)步骤 3 中的“必要操作”为打开 K1、K2,先通一会儿氢气,用小试管收集气体并检验其纯度,当装置 内空气排尽后,加热 C 装置中的装有 Na2O2 的硬质玻璃管至 Na2O2 逐渐熔化,反应一段时间,然后停止加 热,充分冷却,最后关闭 K1,故操作顺序为 BADC; (4)Na2O2 与 H2 反应无水生成,说明产物为 NaOH,发生反应的化学方程式为 Na2O2+H2 ===== △ 2NaOH; Ⅱ.(5)①NaCl 溶液蒸发操作需要用玻璃棒搅拌; ②在转移溶液时,若溶液转移不完全,则得到 NaCl 固体的质量偏低,则测得的 Na2O2 质量分数偏小。 【答案】Ⅰ.(1)关闭 K1,向 A 装置中的漏斗中加水至漏斗内液面高于漏斗外液面,并形成一段水柱, 一段时间后水柱稳定不降,说明虚线框内装置的气密性良好 (2)碱石灰 吸收氢气中的水和氯化氢 (3)BADC (4)Na2O2+H2 ===== △ 2NaOH Ⅱ.(5)①玻璃棒 ②偏小 19.(2020·辽宁大连模拟)铜是人类最早使用的金属,在生产、生活中应用极其广泛。工业上以黄铜矿(主 要成分 FeCuS2)为原料制取金属铜,其主要工艺流程如图所示。 已知:反应Ⅱ的离子方程式为 Cu2++CuS+4Cl-===2[CuCl2]-+S。回答下列问题: (1)FeCuS2 中 S 的化合价为________。 (2)反应Ⅰ在隔绝空气、高温煅烧条件下进行,写出反应的化学方程式:____________。 (3)为了使反应Ⅰ充分进行,工业上可采取的措施是___________________________。 (4)反应Ⅲ的离子方程式为_______________________________________。 (5)向反应Ⅲ后的溶液中加入稀硫酸的目的是_______________________________。 (6)该流程中,可循环利用的物质除 CuCl2 外,还有________________(填化学式)。 (7)反应Ⅳ中,处理尾气 SO2 方法,合理的是________。 A.高空排放 B.用 BaCl2 溶液吸收制备 BaSO3 C.用氨水吸收后,再经氧化,制备(NH4)2SO4 【解析】(1)根据化合物中各元素化合价代数和为零的原则可知,Fe 为+2 价,Cu 为+2 价,则 FeCuS2 中 S 的化合价为-2 价。 (2)黄铜矿的主要成分为 FeCuS2,反应Ⅰ在隔绝空气、高温煅烧条件下进行,硫和 FeCuS2 发生反应生 成 FeS2 和 CuS,化学方程式为 FeCuS2+S ===== 高温煅烧 FeS2+CuS。 (3)为了反应Ⅰ充分进行,工业上可采取的措施是将矿石粉碎或充分搅拌,以增大接触面积,加快化学 反应速率。 (4)由反应Ⅱ的离子方程式:Cu2++CuS+4Cl-===2[CuCl2]-+S 可知,滤液中含有[CuCl2]-、H+等离 子,通入空气后[CuCl2]-中的+1 价铜被氧气氧化,所以反应Ⅲ的离子方程式为 4[CuCl2]-+O2+4H+===4Cu2 ++8Cl-+2H2O。 (5)反应Ⅲ得到 CuCl2 溶液,由流程图可知,加入 H2SO4 后,通过结晶分离可得到 CuSO4 晶体,说明在 相同条件下,CuSO4 的溶解度小于 CuCl2,所以向反应Ⅲ后的溶液中加入稀硫酸的目的是使 CuSO4 变成晶 体析出。(6)根据流程图分析可知,该流程中可循环利用的物质有 CuCl2、S、H2SO4、HCl。 (7)A 项,二氧化硫有毒,不能直接高空排放,否则会污染空气,应该用碱液吸收,故 A 错误;B 项, 盐酸酸性大于亚硫酸,所以二氧化硫和 BaCl2 不反应,不能用二氧化硫和氯化钡溶液制取 BaSO3,故 B 错 误;C 项,二氧化硫是酸性氧化物、一水合氨是碱,二者反应生成亚硫酸铵, 亚硫酸铵不稳定,易被氧化 成硫酸铵,所以用氨水吸收后,再经氧化制备硫酸铵,故 C 正确。 【答案】(1)-2 价 (2)FeCuS2+S ===== 高温煅烧 FeS2+CuS (3)将矿石粉碎(或充分搅拌) (4)4[CuCl2]-+O2+4H+===4Cu2++8Cl-+2H2O (5)在相同条件下, CuSO4 的溶解度小于 CuCl2,加入 H2SO4 有利于 CuSO4 结晶析出 (6)S、H2SO4、HCl (7)C 20.(2020·四川成都模拟)铁触媒(铁的氧化物)是硫酸工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁 触媒的组成。 方案一:用下列流程测定铁触媒的含铁量,确定其组成。 (1)步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____________。 (2)若通入 Cl2 不足量,溶液 B 中还含有____________,会影响测定结果。 (3)若通入 Cl2 过量且加热煮沸不充分,溶液 B 中可能含有 Cl2。请设计实验方案检验 Cl2,完成下列实 验报告。 限选试剂:0.1 mol·L-1 酸性 KMnO4 溶液、紫色石蕊试液、品红溶液、淀粉-KI 溶液、0.1 mol·L-1 KSCN 溶液。 实验操作 预期现象与结论方案二:用下列装置测定铁触媒的含铁量,确定其组成。 (4)干燥管 C 的作用是________________________。 (5)称取 15.2 g 铁触媒进行上述实验。充分反应后,测得干燥管 B 增重 11.0 g,则该铁触媒的化学式可 表示为________________________。 【解析】(1)步骤④为溶液的稀释,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250 mL 容量瓶、胶头滴管。(2) 由于铁触媒的主要成分是铁的氧化物,铁的氧化物可溶于足量稀硫酸,则溶液 A 的主要成分是硫酸铁、硫 酸亚铁和硫酸。氯气具有强氧化性,Fe2+具有还原性,则通入氯气的目的是将 Fe2+氧化为 Fe3+。若氯气不 足,则溶液 B 中除含硫酸铁外还有硫酸亚铁或氯化亚铁,Fe2+的存在会影响滴定时消耗标准溶液的体积, 影响测定结果。(3)若通入氯气过量,则溶液中只含有 Fe3+,不含 Fe2+,Fe3+对检验溶液中可能含有的氯气 有干扰,因为它们都具有氧化性,都能使淀粉-KI 溶液变蓝,因此不能选择淀粉-KI 溶液检验氯气的存在, 也不能选择酸性高锰酸钾溶液或 KSCN 溶液,因为它们与氯气相遇时无明显变化,只能根据氯气与水反应 生成的盐酸的酸性和次氯酸的强氧化性设计实验方案。(4)干燥管 B 中碱石灰的作用是吸收 CO 与铁触媒反 应生成的 CO2,干燥管 C 中碱石灰的作用是防止空气中的 CO2 和水蒸气进入干燥管 B 中,干扰铁触媒组成 的测定结果。(5)由于碱石灰与过量的 CO 不反应,只能吸收 CO2,则干燥管 B 增加的质量就是 A 中反应生 成的 CO2 的质量,则 n(CO2)= 11.0 g 44 g·mol-1=0.25 mol;根据碳元素守恒可得关系式:CO~CO2,则参加反应 的 n(CO)=n(CO2)=0.25 mol,根据氧元素质量守恒可得,铁触媒中氧元素的质量为 0.25 mol×16 g·mol-1= 4.0 g;由于铁触媒的质量为 15.2 g,则其中铁元素的质量为 15.2 g-4.0 g=11.2 g,n(Fe)=0.2 mol,则铁触 媒中铁、氧原子的物质的量之比为 0.2∶0.25=4∶5,则铁触媒的化学式为 Fe4O5 或 2FeO·Fe2O3。 【答案】(1)250 mL 容量瓶 (2)Fe2+ (3)实验操作 预期现象与结论 取适量溶液 B 于试管中,滴加 2~3 滴紫色石蕊试 液,振荡,观察现象,放置一段时间后,再观察现 象 若溶液先变红后褪色,则溶液B中含Cl 2; 若溶液变红后不褪色,则溶液 B 中不含 Cl2

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