练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    10．某学生对铁与水蒸气反应进行实验探究：
    操作现象或结果
    I．取m g 铁粉，在水蒸气中加热一段时间灰黑色铁粉变成黑色
    II．用排水集气法收集一小试管气体，移近到燃着
    的酒精灯火焰    		发出爆鸣声
    III．将黑色固体干燥、称量得到n g 黑色固体
    IV．将黑色固体加入到过量的盐酸中固体溶解，有少量气体生成，得到黄色溶液
    （1）铁粉和水蒸气反应的化学方程式3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
    （2）操作II检验反应生成了氢气，说明水具有氧化性（填“氧化性”或“还原性”）．
    （3）为检验黑色固体成分，取操作IV得到的黄色溶液于两试管中，分别进行如下实验：
    a．向试管1中滴加2滴KSCN溶液，溶液变红色；
    b．向试管2中滴加2滴K3[Fe（CN）6]溶液，出现蓝色沉淀．
    ①实验a的目的是检验黄色溶液中存在Fe3+．
    ②由实验a、b不能判断黑色固体是磁性氧化铁，依据是操作IV中有少量气体生成，未反应完的铁也可以和盐酸反应生成Fe2+．
    ③该同学通过计算证实了黑色固体一定不是磁性氧化铁纯净物，n≠1.38m．（用m的表达式表示）
    （4）资料表明：铁件与水蒸气反应，在表面生成的磁性氧化铁膜可对铁件起到防护作用．运用图1所示装置对该资料进行验证（已知：用铜片、铁件X、电解液构成原电池；氧化膜有保护时，电压会减小）．

    a．当Y为饱和氯化钠时，实验结果如下表：
    XU/V
    纯铁片0.91
    表面有磁性氧化铁膜的铁片U1
    依据U1＜0.91（V），证明该条件下磁性氧化铁膜有保护作用．
    b．表面有磁性氧化铁膜但存在少量缺陷的铁片作X，分别用0.1mol/LH2SO4溶液和0.1mol/L CuSO4溶液作Y进行验证实验，得到图2：
    ①Y2代表的溶液是0.1mol/LCuSO4溶液．
    ②用离子方程式解释Y1曲线变化的原因：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O．．

    分析 I．取m g 铁粉，在水蒸气中加热一段时间，灰黑色铁粉变成黑色，说明加热条件下铁与水蒸气反应；
    II．用排水集气法收集一小试管气体，移近到燃着的酒精灯火焰，发出爆鸣声，说明生成氢气；
    III．将黑色固体干燥、称量，得到n g 黑色固体；
    IV．将黑色固体加入到过量的盐酸中，固体溶解，有少量气体生成，应生成氢气，说明铁剩余，得到黄色溶液，说明生成Fe3+，
    （1）铁粉和水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁；
    （2）操作II检验反应生成了氢气，说明水水被还原生成氢气；
    （3）为检验黑色固体成分，取操作IV得到的黄色溶液于两试管中，分别进行如下实验：
    a．向试管1中滴加2滴KSCN溶液，溶液变红色，说明含有Fe3+；
    b．向试管2中滴加2滴K3[Fe（CN）6]溶液，出现蓝色沉淀，说明含有Fe2+；
    如m g 铁粉生成ngFe3O4，则应满足$\frac{m}{56}$=3×$\frac{n}{232}$；
    （4）纯铁片电压为0.91V，则如有磁性氧化铁膜，电压应变小；
    表面有磁性氧化铁膜但存在少量缺陷的铁片作X，分别用0.1mol/LH2SO4溶液和0.1mol/L CuSO4溶液作Y进行验证实验，加入硫酸的可使磁性氧化铁溶解，电压增大，而加入硫酸铜的溶液，铁置换出铜覆盖在表面，电压减小．

    解答 解：I．取m g 铁粉，在水蒸气中加热一段时间，灰黑色铁粉变成黑色，说明加热条件下铁与水蒸气反应；
    II．用排水集气法收集一小试管气体，移近到燃着的酒精灯火焰，发出爆鸣声，说明生成氢气；
    III．将黑色固体干燥、称量，得到n g 黑色固体；
    IV．将黑色固体加入到过量的盐酸中，固体溶解，有少量气体生成，应生成氢气，说明铁剩余，得到黄色溶液，说明生成Fe3+，
    （1）铁粉和水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁，方程式为3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2，
    故答案为：3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；
    （2）操作II检验反应生成了氢气，说明水水被还原生成氢气，水表现为氧化性，故答案为：氧化性；
    （3）为检验黑色固体成分，取操作IV得到的黄色溶液于两试管中，分别进行如下实验：
    a．向试管1中滴加2滴KSCN溶液，溶液变红色，说明含有Fe3+；
    b．向试管2中滴加2滴K3[Fe（CN）6]溶液，出现蓝色沉淀，说明含有Fe2+，
    ①KSCN溶液用于检验铁离子，故答案为：检验黄色溶液中存在Fe3+；
    ②由于操作IV中有少量气体生成，未反应完的铁也可以和盐酸反应生成Fe2+，则由实验a、b不能判断黑色固体是磁性氧化铁，
    故答案为：操作IV中有少量气体生成，未反应完的铁也可以和盐酸反应生成Fe2+；
    ③如m g 铁粉生成ngFe3O4，则应满足$\frac{m}{56}$=3×$\frac{n}{232}$，n=1.38m，黑色固体一定不是磁性氧化铁纯净物，n≠1.38m，
    故答案为：1.38m；
    （4）a．纯铁片电压为0.91V，则如有磁性氧化铁膜，电压应变小，故答案为：U1＜0.91（V）；
    b．①表面有磁性氧化铁膜但存在少量缺陷的铁片作X，分别用0.1mol/LH2SO4溶液和0.1mol/L CuSO4溶液作Y进行验证实验，加入硫酸的可使磁性氧化铁溶解，电压增大，而加入硫酸铜的溶液，铁置换出铜覆盖在表面，电压减小，
    故答案为：0.1mol/L CuSO4溶液；
    ②Y1曲线变化表示电压增大，说明四氧化三铁溶解，离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，
    故答案为：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O．

    点评 本题铁及其化合物的性质实验，为高频考点，侧重于学生的分析、计算和实验能力的考查，题目利用数据对混合物的判断增加了试题难度，掌握反应前后元素的质量不变，并会结合方程式分析即可顺利解答．关于金属的活动性顺序及其应用的探究，通过实验现象、对实验方法和过程的探究，在比较鉴别的基础上，得出了正确的实验结论．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：推断题

    20．醋硝香豆素是一种治疗心脑血管疾病的药物，能阻碍血栓扩展，其结构简式为：，醋硝香豆素可以通过以下方法合成（部分反应条件省略）．

    已知：
    回答以下问题：
    （1）A的结构简式为；反应②的反应类型水解反应或取代反应．
    （2）D中含氧官能团名称是硝基、醛基．
    （3）反应②的化学方程式为．
    （4）反应③的化学方程式为．
    （5）下列关于某些物质性质的说法正确的是c（填字母序号）．
    a．醋硝香豆素的结构中含有三个苯环
    b．可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别D和E
    c．E可以发生加成反应、加聚和氧化反应
    d．在一定条件下，1molG最多可以和5molH2加成
    （6）G的化学式为C9H6O3．
    （7）分子结构中只含有一个环，且同时符合下列条件的G的同分异构体共有13种．
    ①可与氯化铁溶液发生显色反应；
    ②可与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体．
    其中，苯环上的一氯代物只有两种的同分异构体的结构简式为．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．某种塑料的结构可表示为，合成该塑料所需的原料是（　　）
    A．CH3ClB．CH2═CHClC．CH3CH2ClD．CHCl═CHCl

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    18．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）
    A．中性溶液中：Cl-、Mg2+、Al3+、K+
    B．1.0mol•L-1的NaAlO2溶液中：Cl-、HCO3-、K+、Ca2+
    C．在强碱性环境中：AlO2-、SiO32-、Na+、K+
    D．0.1mol•L-1明矾溶液中：NH4+、AlO2-、HCO3-、Na+

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    5．关于氧气（O2）和臭氧（O3）说法正确的是（　　）
    A．互为同素异形体
    B．二者相互转化是物理变化
    C．同温同压下，等体积的氧气和臭氧含有相同的分子数
    D．等物质的量的氧气和臭氧含有相同的质子数

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．为回收利用废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如图1：

    部分含钒物质在水中的溶解性如表：
    物质VOSO4V2O5NH4VO3（VO2）2SO4
    溶解性可溶难溶难溶易溶
    回答下列问题：
    （1）工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为3V2O5+10Al $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al2O3；
    （2）滤液中含钒的主要成分为VOSO4（填化学式）．
    （3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式NH4++VO3-=NH4VO3↓；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据图2判断最佳控制氯化铵系数和温度为4、80℃．

    （4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为：2VO2++H2C2O4+2H+═2VOn++2CO2↑+mH2O，其中n、m分别为2、2．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    2．化学是一门以实验为基础的学科．
    （1）下列描述正确的是AC．
    A．容量瓶、分液漏斗在使用时需要检验是否漏水
    B．海带提取碘实验中，灼烧海带时需要用到的仪器有玻璃棒、蒸发皿、泥三角、三脚架、酒精灯
    C．向含有Fe2+的FeCl3溶液中通入Cl2或滴加H2O2均可以除去Fe2+
    D．检验Na2SO3固体是否被氧化：取少量固体溶于水，加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，滴加稀硝酸，观察白色沉淀是否溶解
    （2）实验室中常用如图仪器制取、净化和收集气体．
    ①关闭A装置中的止水夹，向分液漏斗中加入适量水，打开活塞，说明A装置气密性良好的现象是
    分液漏斗内液面高度保持不变（或液体不再滴下）．
    ②实验室可利用A装置在加热条件下制取Cl2，写出该反应的离子方程式MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
    ③若用B装置除去SO2中混有的HCl气体，B中盛放试剂的名称为饱和碳酸氢钠溶液．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：推断题

    19．一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
    （1）该反应的化学方程式为X（g）+Y（g）?2Z（g）．
    （2）从反应开始到10s时，用Y表示的反应速率为0.0395 mol•L-1•s-1，X的转化率为65.8%．（保留三位有效数字）
    （3）10s时，该反应是达到了化学平衡状态．（填“是”或“否”）

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．设NA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）
    A．25℃时，1L pH=12的Ba（OH）2溶液中含有的OH-的数目为0.02NA
    B．标准状况下，11.2 L乙醇所含的羟基数为0.5NA
    C．1 mol Fe与1 mol Cl2反应转移电子数一定为3NA
    D．常温常压下，19g H3O+含有10NA个电子

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案