某种碳单质多孔材料中掺杂了氧化铁,为测定该材料中碳元素的含量,取3.7g样品进行实验,装置如下图所示。(夹持仪器省略,空气中CO2对实验的影响忽略不计)
(1)氧化铁的化学式是。
(2)写出碳完全燃烧的化学方程式。
(3)将反应后装置B中药品放入水中搅拌,过滤。经检验,滤渣的成分是碳酸钙和氢氧化钙,其中碳酸钙的质量为30.0g;滤液中溶质的成分是。
(4)根据碳酸钙的质量能否确定样品中碳元素的含量,请分析说明。
(1)Fe2O3
(3)NaOH、Ca(OH)2
(4)能,因为C中未出现浑浊,说明生成的CO2全部转化为碳酸钙;根据碳元素质量守恒可知碳酸钙中碳元素的质量等于样品中碳元素的质量,从而确定样品中碳元素的含量
【详解】(1)氧化铁即三氧化二铁,其的化学式是Fe2O3;
(3)某种碳单质多孔材料中掺杂了氧化铁,通入氧气,点燃酒精灯,使样品充分燃烧,完全反应后会产生二氧化碳,以及氧化铁(样品中原有的),B装置吸收二氧化碳,B装置内发生的反应有:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;根据装置内存在的反应以及反应后装置B中药品放入水中搅拌、过滤,滤渣的成分是碳酸钙和氢氧化钙,说明溶液中不含有碳酸钠(碳酸钠会与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠),有NaOH、Ca(OH)2;
(4)根据碳酸钙的质量能确定样品中碳元素的含量,因为C中始终未出现浑浊,说明生成的CO2在B中被全部吸收,即生成的二氧化碳全部转化为碳酸钙,根据碳元素质量守恒可知碳酸钙中碳元素的质量等于样品中碳元素的质量,从而确定样品中碳元素的质量。
催化剂可显著提高反应效率,二氧化锰是常见的催化剂。
(1)实验室用H2O2溶液制取氧气,常用MnO2作催化剂反应的化学方程式是;用排水法收集氧气,是因为氧气(选填“易”或“不易”)溶于水;将带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶中,现象是。
i.初始时氧气的体积分数不为0,原因是。
ii.写出使H2O2分解较快的催化剂及判断依据:。
iii.用5%H2O2溶液制取氧气,若采用下图所示装置进行实验,上述两种催化剂中较为合适的是。
②由于氧气不易溶于水,可用排水法收集,故填:不易。
③氧气具有助燃性,能使带火星木条复燃,所以将带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶中,观察到的现象是带火星木条复燃,故填:带火星木条复燃。
(2)①由于装置中空气含有氧气,氧气约占空气体积的21%,所以初始时氧气的体积分数不为0,故填:装置中含有空气,空气中约含21%体积的氧气。
③选择FeCl3可以使H2O2分解反应速率适中,得到平稳的氧气流,故填:FeCl3。
硫酸钾是重要的化工原料,在生产过程中常混有氯化钠杂质。
(1)用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液灼烧,火焰呈色。取少量K2SO4溶液,滴入BaCl2溶液,现象是,反应的化学方程式是。
(2)硫酸钾和氯化钠的部分溶解度数据如有下表。100℃时,NaCl的溶解度为g/100g水;20℃时,10g水中最多溶解K2SO4g。
溶解度(g/100g水)
温度(℃)
0
20
60
100
NaCl
35.7
36.0
37.1
39.2
K2SO4
7.4
11.1
18.2
24.1
(3)某K2SO4样品中混有NaCl杂质,可利用溶解度差异进行提纯。称取27.5g样品进行实验,过程如下:
i.溶液B中,K2SO4(选填“达到”或“未达到”)饱和状态。
ii.27.5g样品中NaCl的质量是g。
iii.析上述实验,说明设计步骤II对后续操作的作用:。
(2)39.21.11
(3)达到3.5根据步骤II的结果,可知样品中硫酸钾和氯化钠的质量;结合溶解度数据,获得较多硫酸钾
【详解】(1)钠的焰色反应是黄色,所以用洁净的铂丝蘸取NaCl溶液灼烧,火焰呈黄色;
(2)由表中数据可知,100℃时,NaCl的溶解度为39.2g;
(3)i、析出晶体后的溶液是饱和溶液,所以滤液B中,K2SO4达到饱和状态;
ii、20°C时,硫酸钾的溶解度是11.1g,而溶液B为硫酸钾的饱和溶液,所以27.5g样品中NaCl的质量是27.5g-12.9g-11.1g=3.5g;
iii、结合前面分析和实验过程,可知根据步骤II的结果,可知样品中硫酸钾和氯化钠的质量,结合溶解度数据,获得较多的硫酸钾。
.硫酸盐的结晶水合物通常称为“矾”,我国多部古籍都有记载。
(1)东汉《神农本草经》记载,胆矾能“化铁为铜”。胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,胆矾受热失去结晶水的过程属于(选填“物理”或“化学”)变化;将铁片浸入硫酸铜溶液可实现“化铁为铜”,反应的化学方程是,说明铁的金属活动性比铜(选填“强”或“弱”)。
(2)唐代《千金翼方》记载,明矾可入药用。明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,其中含有种金属元素;K2SO4中K元素的化合价是。
(3)明代《天工开物》记载,绿矾可用黄铁矿为原料制得。绿矾的化学式为FeSO4·7H2O。FeSO4·7H2O属于(选填“纯净物“或”混合物);1molFeSO4中约含有个S原子。
(1)化学Fe+CuSO4=FeSO4+Cu强
(2)两/2+1
(3)纯净物6.02×1023
【详解】(1)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,胆矾受热失去结晶水的过程中生成了新物质,属于化学变化;将铁片浸入硫酸铜溶液可实现“化铁为铜”,是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程是Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,铁置换出了铜,说明铁的金属活动性比铜强。故答案为:化学,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;强。
(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,其中含有两种金属元素,即钾元素和铝元素;K2SO4中S元素显+6价,O元素显-2价,根据化合物中化合价的正负代数和为0,K元素的化合价是+1。故答案为:两或2;+1。
(3)绿矾的化学式为FeSO4·7H2O,混合物不能用化学式表示,故FeSO4·7H2O属于纯净物;1molFeSO4中约含有6.02×1023个S原子。故答案为:纯净物;6.02×1023。
下图表示甲、乙、丙三类物质的相互关系,甲包含全部乙、部分丙及其他物质。下表中符合图示关系的是
选项
甲
乙
丙
A
含金属元素的盐
钠盐
硝酸盐
B
纯净物
单质
化合物
C
氧化物
酸性氧化物
碱性氧化物
D
含氢元素的化合物
酸
盐
A.AB.BC.CD.D
AD
【详解】A、钠盐属于含金属元素的盐,硝酸盐与含金属元素的盐属于交叉关系,正确;
B、纯净物包括单质和化合物,错误;
C、氧化物包括酸性氧化物和碱性氧化物,错误
D、酸属于含氢的化合物,有些盐含有氢元素,正确;
故选:AD。
A.反应过程中碳元素的总质量保持不变B.参加反应的CH4和H2O的质量比为1:1
C.若生成3molH2则有1molCH4参加反应D.反应物的摩尔质量之和等于生成物的摩尔质量之和
AC
【详解】A、根据质量守恒定律,反应前后元素的种类和质量不变,所以反应过程中碳元素的总质量保持不变,故选项说法正确;
B、由化学方程式可知,参加反应的CH4和H2O的质量比为(12+1×4):(1×2+16)=8:9,故选项说法错误;
C、由化学方程式可知,反应中H2和CH4的粒子个数比为3:1,所以若生成3molH2,则有1molCH4参加反应,故选项说法正确;
D、由质量守恒定律可知,反应物的质量总和等于生成物的质量总和,摩尔质量只是单位物质的量的物质所具有的质量,故选项说法错误。
故选AC。
5%的葡萄糖溶液可用于补充人体所需能量,“5%”表示
A.葡萄糖的质量分数B.每100g溶液中含5g葡萄糖
C.葡萄糖的溶解度为5g/100g水D.葡萄糖与水的质量比为5:100
AB
【分析】5%的葡萄糖溶液,其含义是每100份质量的葡萄糖溶液中含有5份质量的葡萄糖,即溶液中溶质和溶液的质量之比是5:100-1:20,或溶质和溶剂的质量之比为5:95-1:19,或溶剂和溶液的质量之比为95:100=19:20。
【详解】A、葡萄糖的质量分数为5%,故说法正确,
B、每100g葡萄糖溶液中含5g葡萄糖,故说法正确;
C、溶解度是指在一定温度下,100g水中最多溶解的葡萄糖的质量,100g水中溶解5g,溶液不一定饱和,故说法错误,
D、溶液中溶质和溶剂的质量比为5g:95g=1:19,故说法错误。
故选AB。
关于二氧化碳的说法,正确的是
A.二氧化碳分子由碳原子和氧分子构成B.能使紫色石蕊试液变蓝
C.常用块状大理石和稀硫酸反应制得D.可用于制作碳酸饮料
【详解】A、分子是由原子构成的,二氧化碳分子由碳原子和氧原子构成,该选项说法错误;
B、二氧化碳不能使紫色石蕊变红,但二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊试液变红,该选项说法错误;
C、二氧化碳常用块状大理石和稀盐酸反应制得,而不是稀硫酸,该选项说法错误;
D、二氧化碳能与水反应生成碳酸,可以用于制作碳酸饮料,该选项说法正确。
故选D。
关于电解水实验中生成的氢气和氧气,说法正确的是
A.都是无色气体B.体积比为8:1
C.物质的量之比为1:1D.密度均大于空气
【详解】A、氢气和氧气都是无色气体,故A说法正确;
B、氢气和氧气体积比是2:1,故B说法不正确;
C、氢气和氧气物质的量之比是2:1,故C说法不正确;
D、氢气密度比空气小,氧气密度比空气大,故D说法不正确。
故选:A。
A.稳定性B.还原性C.可燃性D.助燃性
关于1mol氨(NH3)的说法,正确的是
A.含有1mol氢原子B.质量为17g
C.氮、氢元素质量比为1:3D.氨的摩尔质量为17
【详解】A.1mol氨(NH3)分子中含有3mol氢原子,故A不符合题意;
B.氨气的摩尔质量为17g/mol,则1mol氨(NH3)的质量为17g,故B符合题意;
D.氨的摩尔质量为17g/mol,故D不符合题意。
故选B。
干垃圾焚烧可用于发电,焚烧前一般需粉碎处理,粉碎的目的是
A.缓解温室效应B.使可燃物分子变小
C.使其充分燃烧D.减少参加反应的氧气量
【详解】干垃圾焚烧可用于发电,焚烧前一般需粉碎处理,粉碎可以增大可燃物与氧气的接触面积,其目的是使燃料充分燃烧。
故选:C。
用盐酸除去水垢中Mg(OH)2的化学方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O。该反应属于()
A.化合反应B.分解反应C.复分解反应D.置换反应
【详解】化学方程式Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O中,两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应。
互为同素异形体的一组物质是
A.氧气和臭氧B.冰和干冰C.生石灰和熟石灰D.纯碱和烧碱
【详解】A、氧气和臭氧都是由氧元素形成的不同物质,都是单质,互为同素异形体,故选项正确;
B、冰和干冰分别是固态的水、固态的二氧化碳,均属于化合物,不属于同素异形体,故选项错误;
C、生石灰和熟石灰分别是氧化钙、氢氧化钙的俗称,均属于化合物,不属于同素异形体,故选项错误;
D、纯碱和烧碱分别是碳酸钠、氢氧化钠的俗称,均属于化合物,不属于同素异形体,故选项错误;
【点睛】同种元素组成的不同单质互为同素异形体。
加入水中能形成溶液的是
A.氧化铜B.铁粉C.氢氧化铁D.硝酸钾
【详解】A.氧化铜不溶于水,与水混合形成的是悬浊液,故不符合题意;
B.铁粉不溶于水,与水混合形成的是悬浊液,故不符合题意;
C.氢氧化铁不溶于水,与水混合形成的是悬浊液,故不符合题意;
D.硝酸钾易溶于水能形成均一、稳定的混合物,属于溶液,符合题意,故选:D。
在水的净化过程中,可用作吸附剂的是
A.氯气B.氯化钠C.活性炭D.硫酸铜
【详解】A、氯气不具吸附性,不能作吸附剂,但氯气能够杀死水中的有害病菌,在净化水的过程中可作杀菌剂,选项错误;
B、氯化钠不具吸附性,不能作净化水的吸附剂,选项错误;
C、活性炭具有吸附性,能够吸附水中的色素和异味,所以在水的净化过程中,可用作吸附剂的是活性炭,选项正确;
D、硫酸铜不具吸附性,不能作净化水的吸附剂,选项错误,故选C。
下列物质的组成中含有原子团的是
A.ZnB.ZnOC.ZnCl2D.ZnSO4
【详解】A、Zn由锌原子构成,不含原子团,A错误;
B、ZnO由锌离子和氧离子构成,不含原子团,B错误;
C、ZnCl2由锌离子和氯离子构成,不含原子团,C错误;
故选:D。
会造成酸雨的物质是
A.SO2B.H2C.CH4D.N2
【详解】二氧化硫、二氧化氮、三氧化硫等污染物,这些物质或物质在空气中发生反应后的生成物溶于雨水会形成酸雨,氢气、甲烷均不会造成酸雨,氮气是空气的主要成分之一,也不会造成酸雨。
银元素以游离态存在的物质是
A.AgB.AgClC.Ag2OD.AgNO3
【分析】游离态是元素存在的一种状态,和化合态相对,在化学上,指一元素不与其他元素化合,而能单独存在的状态。元素以单质形态存在则为游离态。少数化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态存在。
【详解】A、Ag属于单质,银元素以游离态存在,该项正确;
B、AgCl属于化合物,银元素以化合态存在,该项错误;
C、Ag2O属于化合物,银元素以化合态存在,该项错误;
D、AgNO3属于化合物,银元素以化合态存在,该项错误。
故选A。
磷肥为植物生长提供的主要营养元素是
A.NB.PC.KD.Na
【分析】植物生长提供的主要营养元素是氮磷钾,只含有氮、磷、钾中的磷元素的肥料称为磷肥。
【详解】A、N为氮元素是氮肥,故选项不符合题意;
B、P为磷元素为磷肥,故选项符合题意;
C、K为钾元素为钾肥,故选项不符合题意;
D、Na为钠元素,故选项不符合题意;
故选:B。
【点睛】含有氮、磷、钾中两种及以上元素的肥料为复合肥。