第三章 铁 金属材料 章节练习
一、单选题
1.2018年10月21日,港珠澳大桥正式开通,该桥的建成创下多项世界之最,其中仅大桥主梁使用的钢材42万吨。下列材料中不属于铁合金的是( )
A.生铁 B.铁锈 C.不锈钢 D.铁锰合金
2.下列物质之间的转化,不能一步完成的是( )
A.Al2O3→Al(OH)3 B.SO3→H2SO4
C.HNO3→O2 D.Cl2→CuCl2
3.2021年9月,我国中科院天津工业生物所首次在实验室实现以二氧化碳()为原料人工合成淀粉。下列有关二氧化碳和淀粉的说法正确的是( )
A.常温常压下,1mol的体积约为22.4L
B.淀粉的摩尔质量为
C.22g的物质的量为0.5mol
D.淀粉中C、H、O的质量之比为6∶10∶5
4.下列关于金属铝的描述中,错误的是
A.有银白色金属光泽 B.具有较强的还原性
C.硬度高于硬铝 D.常温下能与空气中的氧气反应
5.某氧化变质的亚硫酸钠样品,测得其中含氧量为a%,则含硫量为( )
A.1-a% B.1- a%
C. (1-a%) D.无法计算
6.把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份,一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁;另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为( )
A.(b-a)/V mol·L-1 B.(2b-a)/V mol·L-1
C.2(2b-a)/V mol·L-1 D.2(b-a)/V mol·L-1
7.在下列各溶液中,离子一定能大量共存的是( )
A.强碱性溶液中:K+、AlO2-、Cl-、SO42-
B.强酸性溶液中:K+、SO42-、Fe2+、NO3-
C.与铝反应产生大量氢气的溶液中:Na+、CO32-、NO3-、K+
D.某无色溶液中:Fe3+、Cl-、Na+、NO3-
8.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是( )
①金属钠投入CuCl2溶液中
②向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中
④向NaAlO2溶液中滴入少量盐酸
⑤过量NaOH溶液和明矾溶液混合
A.只有①③④⑤ B.只有①④
C.只有②③ D.只有②③④
9.下列各组中两种物质作用时,反应条件或反应物用量改变,对生成物没有影响的是( )
A.Na与O2 B.NaOH溶液与CO2
C.Na2O2与CO2 D.AlCl3溶液与NaOH溶液
10.用等质量的金属钠进行下列实验,产生氢气最多的是( )
A.将钠放入足量的稀盐酸中
B.将钠放入足量的稀硫酸中
C.将钠放入足量的氯化钠溶液中
D.将钠用铝箔包好,并刺一些小孔,放入足量的水中
11.某实验小组对一含有Al3+的未知溶液进行了如下分析:
①滴入少量氢氧化钠,无明显变化;
②继续滴加NaOH溶液,有白色沉淀;
③滴入过量的氢氧化钠,白色沉淀明显减少.实验小组经定量分析,得出如图所示沉淀与滴入氢氧化钠体积的关系.下列说法错误的是( )
A.该未知溶液中至少含有3种阳离子
B.滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol L﹣1
C.若另一种离子为二价阳离子,则a=10
D.若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧,其质量一定为6 g
12.一种比黄金贵百倍的18O2气体,不久前在兰州近代物理研究所制备成功.1mol18O2气体中所含中子的物质的量为( )
A.16mol B.18mol C.20mol D.24mol
13.相同状况下,在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体,然后按上述顺序分别用水做喷泉实验。实验结束后,烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为( )
A.3∶3∶2 B.2∶2∶3 C.1∶1∶1 D.无法比较
14.下列关于铝的叙述错误的是( )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.在化学反应中,铝容易失去电子,是氧化剂
C.在常温下,铝能与NaOH溶液反应
D.铝是一种比较活泼的金属
15.用等体积的0.10mol·L-1 BaCl2溶液,可使相同体积的Al2(SO4)3、NH4Al(SO4)2、Na2SO4三种溶液中的恰好完全沉淀,则三种硫酸盐的物质的量浓度之比为( )
A.3:2:3 B.2:3:6 C.2:6:3 D.1:1:1
16.已知 NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.32gS8与 S6( )的混合物中所含共价键数目为NA
B.1L0.1mol L-1H2C2O4溶液中含 C2O42- 离子数为 0.1NA
C.2molNO与 2monO2在密闭容器中充分反应,转移的电子数为 8NA
D.标准状况下 22.4L氯气与甲烷的混合气体,光照时充分反应生成 HCl分子数为NA
二、实验探究题
17.
(1)Ⅰ.
①H2+ CuO Cu + H2O
②CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
③3S + 6NaOH 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
④NH4NO3 + Zn = ZnO + N2↑+ 2H2O
⑤Cu2O + 4HCl = 2HCuCl2 + H2O
上述反应中,属于氧化还原反应的是 (填序号)
(2)SeO2、KI和HNO3可发生反应:SeO2+KI+HNO3→Se+I2+KNO3+H2O,配平该反应的化学方程式并用双线桥法标出电子转移的方向和数目: 。
(3)在反应 KIO3 + 6HI = 3I2 + KI + 3H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)Ⅱ.已知:
①2H2O + Cl2 + SO2 = H2SO4+ 2HCl ② 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
根据以上两个反应可以得出氧化剂和还原剂的强弱顺序,请写出由KMnO4、K2SO4、MnSO4 、SO2、H2O、H2SO4 这六种物质组成的氧化还原反应的方程式并配平: 。
在反应②中,若有18.25g HCl被氧化,求:
(5)转移的电子数为: 。
(6)标况下生成Cl2的体积(请列式计算)。
18.氢氧化铁胶体的制备与其性质检验实验如下,请回答下列问题。
(1)写出制备氢氧化铁胶体的化学方程式 。
(2)制备实验操作:取一小烧杯加入25mL蒸馏水加热至沸腾,向沸水中逐滴加入1~2mL ,继续煮沸至 ,停止加热。
(3)证明有氢氧化铁胶体生成的实验操作是 。
(4)若取少量制得的胶体加入试管中,加入硫酸铵溶液,现象是 ,这种现象称为胶体的 。
三、综合题
19.将单质Fe、Cu与含Fe3+、Fe2+、Cu2+的溶液一起放进某容器中,根据下列不同情况,填写金属或金属离子:
(1)充分反应后,Fe有剩余,则容器内溶液中不可能有的离子 ;
(2)充分反应后,如果容器内还有大量Fe3+,则容器中一定有的离子有 ,一定没有的金属有 .
(3)充分反应后,如果容器内有较多Cu2+和相当量的Cu,则容器内不可能有 .
20.铜能被氯化铁浓溶液腐蚀,化学反应是:Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2。现将有铜的印刷线路板浸入120mL氯化铁浓溶液中,有9.6g铜被腐蚀掉。取出印刷线路板,向溶液中加入8.4g铁粉经充分反应,溶液中还存在4.8g不溶解的物质。请回答:
(1)加入铁粉后发生反应的离子反应方程式为 。
(2)充分反应后,溶液中存在4.8g不溶物的成分为 。
(3)充分反应后溶液中一定不存在的金属离子为 ,一定存在的金属离子是 。
(4)由Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2知,溶液中离子氧化性Fe3+ Cu2+(填“大于”、“等于”、“小于”)。
21.根据所学知识,回答下列问题:
(1)19.2 g O2与 L(标准状况下)NO中的氧原子数相等。
(2)设N为粒子的数目,N2与CO2质量相等时,N(N2):N(CO2)= ;氮原子数相同时,m(NH3):m(N2)= ;同温同压下,NH3、N2、CO2三种气体中,密度最大的是 (填化学式)。
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值,标准状况下,a g RO2气体含原子总数为N,则标准状况下,b g RO2的体积为 L。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A. 生铁属于铁合金,A不选;
B. 铁锈的主要成分是氧化铁,不是铁合金,B选;
C. 不锈钢属于铁合金,C不选;
D. 铁锰合金属于铁合金,D不选;
故答案为:B。
【分析】合金是由一种金属元素跟其他金属或非金属元素熔合而成的、具有金属特性的物质,据此判断。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.氧化铝和水不反应,不能生成氢氧化铝,不能一步完成,故A选;
B.三氧化硫与水反应生成硫酸,反应为:SO3+H2O=H2SO4,能一步完成,故B不选;
C.浓硝酸具有强挥发性,且不稳定,在加热条件下能分解生成二氧化氮、氧气和水,4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O,能一步完成,故C不选;
D.铜和氯气反应生成氯化铜:Cu+Cl2 CuCl2,能一步完成,故D不选;
故答案为:A。
【分析】A.Al2O3无法一步转化为Al(OH)3;
B.SO3与H2O反应可得到H2SO4;
C.HNO3在光照条件下可分解产生O2;
D.Cu和Cl2在点燃条件下可反应生成CuCl2;
3.【答案】C
【解析】【解答】A.常温常压下的气体摩尔体积未知,无法确定1mol的体积,故A不符合题意;
B.淀粉的摩尔质量为,故B不符合题意;
C.的摩尔质量为44,22g的物质的量为0.5mol,故C符合题意;
D.由淀粉化学式可知C、H、O的原子个数比为6∶10∶5,三种元素的质量比为:36∶5∶40,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A、常温常压的气体摩尔体积未知;
B、淀粉为高分子化合物,摩尔质量为;
C、结合公式n=m/M判断;
D、结合公式m=n·M判断。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.金属铝也具有金属的通性,故金属铝有银白色金属光泽,A不符合题意;
B.金属铝最外层有3个电子,容易失去电子,故具有较强的还原性,B不符合题意;
C.硬铝是合金,一般合金的硬度都大于纯金属,故硬铝硬度高于铝,C符合题意;
D.铝单质非常活泼,在常温下能与空气中的氧气反应生成氧化铝,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据铝的性质判断,C项中硬铝是合金,一般合金的硬度都大于纯金属。
5.【答案】C
【解析】【解答】某氧化变质的亚硫酸钠样品成分为Na2SO3和Na2SO4的混合物,混合物含氧量为a%,则钠和硫的含量为(1-a%),观察二者化学式可知,混合物中钠和硫的物质的量之比为2:1,质量比为23:16,则含硫量为16/39(1-a%),
故答案为:C。
【分析】解决此类问题要结合题目,可根据元素守恒来进行计算。
6.【答案】C
【解析】【解答】一份加入含a mol NaOH的溶液,恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁,那么Mg2+就有 mol,硫酸镁也就是 mol。另一份加入含b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡,那么硫酸根离子有bmol。所以硫酸钾有b- mol,钾离子就有2(b- )mol=2b-amol。浓度就是 mol/L,即 mol·L-1,C项符合题意,
故答案为:C。
【分析】两份溶液成分相同,根据amol NaOH的溶液恰好是镁离子完全沉淀为氢氧化镁 ,计算出镁离子的浓度, b mol BaCl2的溶液,恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。最后依据溶液电中性原理可计算出钾离子的浓度;
7.【答案】A
【解析】【解答】A. 强碱性溶液中K+、AlO2-、Cl-、SO42-之间不反应,可以大量共存,A符合题意;
B. 强酸性溶液中Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,B不符合题意;
C. 与铝反应产生大量氢气的溶液中如果显酸性,则CO32-、NO3-一定不能大量共存,C不符合题意;
D. 某无色溶液中Fe3+不能大量共存,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.强碱性溶液中存在大量OH-;
B.NO3-在酸性条件下具有强氧化性;
C.H+或OH-都能与Al反应生成H2;
D.无色溶液中不存在有色离子;
8.【答案】D
【解析】【解答】①金属钠投入CuCl2溶液中,钠与反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与氯化铜反应生成蓝色沉淀,故不符合题意;
②向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,故有白色沉淀析出,故符合题意;
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,反应生成碳酸钙白色沉淀,故符合题意;
④向NaAlO2溶液中滴入少量盐酸,由于盐酸少量,故发生反应 ,有白色沉淀氢氧化铝生成,故符合题意;
⑤过量NaOH溶液和明矾溶液混合,因为氢氧化钠过量,故Al3+转化成AlO2-,无沉淀,故不符合题意;
正确的有②③④;
故答案为D。
【分析】偏铝酸盐中滴加盐酸时先发生 ,再发生 ,故现象为先产生白色沉淀,后沉淀消失。
9.【答案】C
【解析】【解答】A. Na与O2常温下反应生成氧化钠,点燃生成过氧化钠,A不符合题意;
B. NaOH溶液与足量CO2反应生成碳酸氢钠,CO2不足生成碳酸钠和水,B不符合题意;
C. Na2O2与CO2反应只能生成碳酸钠和氧气,C符合题意;
D. AlCl3溶液与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠、氯化钠和水,氢氧化钠不足,生成氢氧化铝和氯化钠,D不符合题意,答案选C。
【分析】根据钠及其的重要化合物的性质和氢氧化铝的两性,结合反应物的用量多少判断产物是否相同即可。
10.【答案】D
【解析】【解答】将等质量的钠投入到稀盐酸、稀硫酸、硫酸铝钾溶液中,发生反应本质为钠与氢离子反应生成氢气,由于Na的质量相同,所以三者放出的氢气的量相等;将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中,首先是钠与水反应生成NaOH和氢气,铝与NaOH溶液反应生成氢气,故生成氢气要比上述三种情况多,故D项中生成氢气最多;
故答案为:D。
【分析】等质量的金属钠,若只有纳失去电子,则得到氢气的两项等,但钠与水反应生成的氢氧化钠可以与金属铝反应产生氢气,据此进行分析即可。
11.【答案】D
【解析】【解答】解:A、实验过程分析滴入氢氧化钠无沉淀,说明含有H+,继续滴入氢氧化钠溶液生成白色沉淀说明一定生成氢氧化铝沉淀,说明溶液中含有Al3+,加入过量的氢氧化钠溶液沉淀减少,图象分析说明溶液中除了铝离子,应还有另一种金属阳离子,该未知溶液中至少含有3种阳离子,故A正确;
B、依据图象分析溶解的氢氧化铝物质的量为0.20mol﹣0.15mol=0.05mol,消耗氢氧化钠溶液体积=110mL﹣100mL=10mL,氢氧化钠的浓度= {#mathmL#}{#/mathmL#} =5mol/L,故B正确;
C、若另一种阳离子为二价金属阳离子,生成氢氧化铝最大沉淀量0.05mol,二价金属物质的量为0.15mol,开始消耗氢氧化钠体积为amL,消耗氢氧化钠物质的量为0.05mol×3+0.15mol×2+a×10﹣3L×5mol/L=0.1L×5mol/L,a=10,故C正确;
D、最后得到的沉淀不能确定其成分,所以不能计算灼烧后得到的氧化物的质量,故D错误;
故选D.
【分析】A、依据实验过程分析滴入氢氧化钠无沉淀,说明含有H+,继续滴入氢氧化钠溶液生成白色沉淀说明一定生成氢氧化铝沉淀,说明溶液中含有Al3+,加入过量的氢氧化钠溶液沉淀减少,图象分析说明溶液中除了铝离子,应还有另一种金属阳离子;
B、依据图象分析溶解的氢氧化铝物质的量为0.20mol﹣0.15mol=0.05mol,消耗氢氧化钠溶液体积=110mL﹣100mL=10mL,氢氧化钠的浓度= {#mathmL#}{#/mathmL#} =5mol/L;
C、若另一种阳离子为二价金属阳离子,依据离子反应过程金属分析判断,氢氧化铝形成最大沉淀量0.05mol,二价金属物质的量为0.15mol,消耗氢氧化钠物质的量为0.05mol×3+0.15mol×2+a×10﹣3L×5mol/L=0.1L×5mol/L,a=10mL;
D、最后得到的沉淀不能确定其成分,所以不能计算灼烧后得到的氧化物的质量.
12.【答案】C
【解析】【解答】解:18O2分子中,氧元素的质量数为18,氧元素的质子数为8,则该氧原子的中子数=质量数﹣质子数=18﹣8=10,
1mol18O2气体中含有2mol18O,所含中子的物质的量为20mol,
故选C.
【分析】18O2分子中,氧元素的质量数为18,氧元素的质子数为8,则该氧原子的中子数=质量数﹣质子数=18﹣8=10,据此可计算出1mol18O2气体中所含中子的物质的量.
13.【答案】C
【解析】【解答】在容积相同的三个烧瓶内,分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体,所以V(NH3):V(HCl):V(NO2)=1:1:1,同条件下,体积之比等于物质的量之比,所以n(NH3):n(HCl):n(NO2)=1:1:1。令n(NH3)=1mol、n(HCl)=1mol、n(NO2)=nmol,各自体积为V(NH3)=V(HCl)=V(NO2)=VL,对于氨气,溶液体积等于氨气气体体积,所以c(NH3)=n/V mol/L;对于氯化氢,溶液体积等于氯化氢气体体积,所以c(HCl)=n/V mol/L;对于二氧化氮,与水发生反应:3NO2+2H2O=2HNO3+NO,根据方程式可知溶液体积为二氧化氮体积的2/3,生成的硝酸的物质的量为二氧化氮物质的量的2/3,所以c(HNO3)=n/V mol/L,所以c(NH3):c(HCl):c(HNO3)=1:1:1。
故答案为:C。
【分析】在同温同压的条件下,相同体积的气体的物质的量是相等的;物质的量浓度又等于溶质的物质的量与体积的比值。
14.【答案】B
【解析】【解答】A.地壳中含量最高的四种元素为氧、硅、铝、铁;铝是地壳中含量最多的金属元素,故A不符合题意;
B.铝原子最外层有三个电子,在化学反应中,易失去三个电子达到稳定结构,发生氧化反应,是还原剂,故B符合题意;
C.在常温下,铝能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,故C不符合题意;
D.铝是一种比较活泼的金属,在化学反应中,铝容易失去电子,发生氧化反应,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.地壳中含量最多的金属元素为铝;
B.物质在反应中失去电子发生氧化反应,做还原剂;
C.铝常温下能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;
D.铝原子最外层有3个电子,在化学反应中容易失去电子。
15.【答案】B
【解析】【解答】设Al2(SO4)3、NH4Al(SO4)2、Na2SO4的物质的量分别为x、y、z,分别加入等量的BaCl2溶液恰好都完全反应,则等体积的Al2(SO4)3、NH4Al(SO4)2、Na2SO4三种溶液中的物质的量相等。则有3x=2y=z,解得x:y:z=2:3:6,因溶液体积相等,则溶液浓度之比等于物质的量之比为2:3:6。
故答案为:B。
【分析】依据电荷守恒计算。
16.【答案】A
【解析】【解答】A.由于32 g S8与S6( )的混合物中含硫为1mol,则该混合物中含1mol S-S键,A符合题意。
B. 1 L 0.1 mol·L 1 H2C2O4溶液含C2O42- 离子数小于0.1NA,因为草酸是弱电解质,部分电离出C2O42-,B不符合题意。
C.密闭容器中2 mol NO与2mol O2充分反应,由于NO不足,转移的电子数小于4NA,C不符合题意。
D.在标准状况下,22.4 L氯气与甲烷混合气体,光照时充分反应,由于无法知道氯气、甲烷各为多少量,所以生成HCl分子数无法计算。D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A. S8与S6含有的S-S键分别为8和6个。
B. 草酸是弱电解质,只能部分电离。
C.2NO+O2=2NO2,O2过量,不能完全反应;
D.22.4 L氯气与甲烷混合气体,光照时充分反应,生成的是多种物质的混合物。
17.【答案】(1)①③④
(2)
(3)1:5
(4)2KMnO4+5SO2+ 2H2O = K2SO4+ 2MnSO4+2H2SO4
(5)0.5NA或3.01×1023
(6)5.6L(过程略)
【解析】【解答】(1)反应①中氢元素的化合价升高,铜元素的化合价降低,该反应为氧化还原反应,①符合题意;
反应②中各元素的化合价都没有发生变化,该反应不是氧化还原反应,②不符合题意;
反应③中硫元素的化合价既升高,又降低,该反应为氧化还原反应,③符合题意;
反应④中氮元素和锌元素的化合价发生变化,该反应为氧化还原反应,④符合题意;
反应⑤中各元素的化合价都没有发生变化,该反应不是氧化还原反应,⑤不符合题意;
(2)在该反应中,Se的化合价由+4价变为0价,得到四个电子;碘元素的化合价由-1价变为0价,失去两个电子,故I2的系数为2,则KI的系数为4,;SeO2和Se的系数都为1,根据K原子守恒,可得KNO3的系数为4,根据N原子守恒,可得HNO3的系数为4,根据O原子守恒,可得H2O的系数为2;故可得该配平后的反应的化学方程式为:SeO2+4KI+4HNO3=Se+2I2+4KNO3+2H2O;用双线桥表示电子转移的情况如图:;
(3)在该反应中,KIO3发生得电子的还原反应,为氧化剂;HI发生失电子的氧化反应,为还原剂,且6molHI中只有5mol被氧化,故氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5;
(4)反应①中,氧化性:Cl2>H2SO4、还原性:SO2>HCl;反应②中,氧化性:KMnO4>Cl2、还原性:HCl>MnCl2;故氧化性:KMnO4>Cl2>H2SO4、还原性:SO2>HCl>MnCl2;则目标反应中反应物和生成物分别为:KMnO4、SO2和MnSO4和H2SO4;结合得失电子守恒和原子守恒,可得该反应的化学方程式为: 2KMnO4+5SO2+ 2H2O = K2SO4+ 2MnSO4+2H2SO4;
(5)被氧化的HCl的物质的量,由反应②中HCl既体现还原性又体现酸性,每16molHCl参与反应,只有10molHCl被氧化,故当有0.5molHCl被氧化时,其转移的电子数为0.5NA;
(6)由反应的化学方程式可得关系式10HCl~5Cl2,故当被氧化的HCl为0.5mol时,其产生的氯气的物质的量为0.25mol,根据公式可得产生气体的体积V=n×Vm=0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
【分析】(1)分析反应过程中有无元素化合价发生变化,由元素化合价发生变化的反应为氧化还原反应;
(2)根据得失电子守恒、原子守恒进行配平;双线桥中箭头指向的为同一种元素;
(3)根据氧化剂、还原剂的概念结合配平系数确定二者物质的量之比;
(4)由反应①②确定氧化性和还原性的强弱,进而确定该反应的反应物和生成物;再结合得失电子守恒和原子守恒进行配平;
(5)由被氧化的HCl结合关系式10HCl~10e-进行计算;
(6)由关系式10HCl~5Cl2,结合公式计算产生氯气的体积;
18.【答案】(1)
(2)氯化铁饱和溶液;混合液呈红褐色
(3)让一束可见光通过制得的液体,从侧面观察到一条光亮的“通路”,说明制得的是胶体
(4)产生红褐色沉淀;聚沉
【解析】【解答】(1)写出制备氢氧化铁胶体的化学方程式 ;(2)氢氧化铁胶体制备:将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热;(3)胶体有丁达尔效应,让一束可见光通过制得的液体,从侧面观察到一条光亮的“通路”,说明制得的是胶体;(4)当向氢氧化铁胶体中加入电解质硫酸铵溶液时,氢氧化铁胶粒发生聚沉,产生红褐色沉淀。
【分析】氢氧化铁胶体制备的方法就是:向沸腾的蒸馏水中逐滴加入1~2mL饱和氯化铁溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,此时停止加热,得到的就是氢氧化铁胶体;
胶体具有丁达尔效应,即用一束光源照射胶体,会在胶体的一侧观察到一条光亮的通路;
当往胶体中加入电解质时,胶体会发生沉降,产生沉淀,这叫做胶体的聚沉现象。
19.【答案】(1)Fe3+,Cu2+
(2)Fe2+、Cu2+;Fe、Cu
(3)Fe、Fe3+
【解析】【解答】解:在金属活动性顺序中,铁在铜的前面,铁能与铜盐溶液发生置换反应,向装有氯化铁溶液的烧杯中,加入一定量的Cu和Fe的混合粉末,则铁优先于氯化铁发生反应生成氯化亚铁,然后铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁,故滤液中一定含有氯化亚铁.若氯化铁与铁是恰好完全反应,则铜不参加反应,滤液中不含有氯化铜,故氯化铜可能存在;充分反应后发现烧杯底部仍有少量固体,则固体中一定含有铜;若铁量多,可能含有铁;有铜存在,则滤液中一定不含有氯化铁.由以上分析可知:(1)反应后铁有剩余,Fe+2FeCl3=3FeCl2,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,Fe3+,Cu2+都不能存在,溶液中有Fe2+、Cu;故答案为:Fe3+,Cu2+;(2)如果容器内还有大量Fe3+,Fe+2FeCl3=3FeCl2,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,则容器里不可能有Fe、Cu,一定含有Fe2+,Cu2+,故答案为:Fe2+、Cu2+;Fe、Cu.(3)反应后有Cu2+和Cu,Fe+2FeCl3=3FeCl2,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,则容器里不可能有Fe、Fe3+,一定含有Fe2+,不可能剩余Fe,不可能存在Fe3+;
故答案为:Fe、Fe3+.
【分析】在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,向装有氯化铁溶液的烧杯中,加入一定量的Cu和Fe的混合粉末,则铁和铜都能与氯化铁溶液反应.氧化性:FeCl3>CuCl2>FeCl2,还原性Fe>Cu,Fe有剩余,则Cu没有参加反应,溶液中不存在Fe3+、Cu2+,以此解答该题.
20.【答案】(1)Fe+2Fe3+=3Fe2+ ,Fe+Cu2+=Fe2++Cu
(2)Cu
(3)Fe3+;Cu2+ 和Fe2+
(4)大于
【解析】【解答】根据以上分析可知反应后的溶液中含有氯化铁和氯化铜。则(1)向氯化铁、氯化铜溶液中加入铁粉后,发生反应的离子反应方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu;
(2)根据以上分析可知充分反应后,溶液中存在4.8g不溶物的成分为Cu;
(3)铁离子氧化性强于铜离子,反应顺序是Fe先和过量的Fe3+反应,再置换部分Cu2+,因此溶液中一定不存在的金属离子为Fe3+,一定存在的金属离子是Cu2+和Fe2+;
(4)在氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则由Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2可知溶液中离子氧化性Fe3+大于Cu2+。
【分析】9.6gCu的物质的量,8.4gFe的物质的量;
若溶液中不含有Fe3+,则加入的0.15molFe,能将溶液溶液中0.15molCu2+置换,形成9.6gCu,而反应后溶液中不溶解的物质的质量为4.8g,说明加入的0.15molFe部分与溶液中的Fe3+反应;
由于氧化性Fe3+>Cu2+,因此加入铁粉时,先发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+ ,当溶液中Fe3+完全反应时,Cu2+才与铁粉发生反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu;据此结合题干设问分析作答。
21.【答案】(1)26.88
(2)11:7;17:14;CO2
(3)
【解析】【解答】(1)设19.2 g O2与vL(标准状况下)NO中的氧原子数相等,则 ,V=26.88L;
(2)设N为粒子的数目,N2与CO2质量相等时,N(N2)= ,N(CO2)= ,N(N2):N(CO2)= : =11:7;氮原子数相同时, ,m(NH3):m(N2)=17:14;同温同压下,密度与相对分子质量成正比,NH3、N2、CO2三种气体中,密度最大的是CO2;
(3)设NA为阿伏加德罗常数的值,RO2的摩尔质量是M,标准状况下,a g RO2气体含原子总数为N,则 , ,标准状况下,b g RO2的体积为 。
【分析】(1)根据公式计算n(O2),从而得出其所含的氧原子数;进而得出n(NO),再由公式V=n×Vm计算其体积。
(2)质量相同时,物质的量与摩尔质量成反比,而分子数与物质的量成正比,据此确定N(N2):N(CO2);
氮原子数相同时,则n(NH3):n(N2)=2:1,据此确定二者的质量比;
同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量之比,据此判断三种气体的密度大小关系。
(3)由agRO2所含的原子数,确定RO2的摩尔质量M,再根据公式计算bgRO2的物质的量,最后结合公式V=n×Vm计算其体积