非选择题专练(二)
1．(1)已知下列反应在一定条件下可以发生：
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
H2O2＋2Fe3＋===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋
在以上反应中Fe2＋实际上起着________作用，总反应式为______________________。
(2)I2与Fe2＋一样发生上述类似反应，类比(1)在下面填入配平的合适的化学反应方程式：H2O2＋I2===2HIO，________________________________，总反应式为___________。
(3)在硫酸和KI的混合溶液中加入足量的H2O2，放出大量的无色气体，溶液呈棕色，并可使淀粉变蓝色。有学生认为该反应的离子方程式为：H2O2＋2I－===O2↑＋2H＋＋I2，这个离子方程式正确吗？________，理由是________________________________。
解析：(1)分析两个离子方程式，得出总反应式为2H2O2===2H2O＋O2↑，Fe2＋起催化的作用。
(2)根据(1)的反应方程式，可以写出2HIO＋H2O2===I2＋O2↑＋2H2O，总反应式为2H2O2===O2↑＋2H2O。
(3)分析离子方程式，发生化合价变化的元素有：O(－1价→0价)，I(－1价→0价)，有两种元素化合价升高，没有化合价降低的元素，故不正确。
答案：(1)催化 2H2O2===O2↑＋2H2O
(2)2HIO＋H2O2===I2＋O2↑＋2H2O 2H2O2===O2↑＋2H2O
(3)不正确 O和I的化合价均升高，没有化合价降低的元素(或违背电荷守恒原理)
2．(2012·海淀模拟)某食用加碘盐是将KIO3或KI按一定比例加入食盐中配制而成的，其中还可能含有少量Fe2＋、Fe3＋。某兴趣小组欲探究该加碘食盐中碘元素的存在形式及其含量。
已知：①IO、Fe3＋、I2的氧化性依次减弱；
②I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6。
请回答下列问题。
实验Ⅰ 确定加碘盐中碘元素的存在形式
【实验步骤及现象】
实验编号
实验步骤
实验现象
①
用适量蒸馏水溶解加碘食盐，并将所得溶液分成2份
②
向第一份溶液中加入KSCN溶液，再加入双氧水
向溶液中加入KSCN后无明显变化，加入双氧水后变红
③
向第二份溶液中加入稀盐酸酸化，再加入足量KI固体，最后加入淀粉溶液
溶液变蓝
(1)由实验②，可以得出的结论是________________________。
(2)实验③中加入KI固体充分反应后，生成的含碘物质只有一种，发生反应的离子方程式为________________________。
(3)由上述实验可以确定该食盐中的碘元素存在于________(填化学式)中。
解析：(1)加入KSCN后溶液无明显变化，说明碘盐中不含Fe3＋；加入双氧水后溶液变红，说明产生了Fe3＋，则碘盐中含有Fe2＋。
(2)由实验③知，在碘盐溶液中加入稀盐酸和KI固体后生成了I2，因此碘盐中含有KIO3，上述过程中发生了氧化还原反应：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。
答案：(1)碘盐中不含Fe3＋，含有Fe2＋
(2)IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O
(3)KIO3
3．(2012·郑州模拟)孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量二价铁和三价铁的氧化物及硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O晶体的流程图。
(1)试剂A的化学式是________；操作Ⅰ的名称是________；操作Ⅱ用到的仪器有酒精灯、玻璃棒、__________、坩埚钳和三脚架。
(2)生成气体X的化学方程式为____________________。
(3)使用试剂B的目的是将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，试剂B最好选用________(填字母序号)。
A．酸性KMnO4溶液 B．双氧水
C．浓硝酸 D．氯水
写出对应反应的离子方程式：________________________。
(4)已知：
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
开始沉淀时的pH
2.3
4.8
完全沉淀时的pH
3.7
6.7
试剂C的使用是为了调节溶液的pH，使Fe3＋转化为沉淀予以分离。试剂C宜选用________________(填字母序号)。
A．稀硫酸 B．NaOH溶液
C．氨水 D．CuO
为完全除去溶液c中的Fe3＋而又不使Cu2＋沉淀，则应调节溶液pH的范围为_________。
(5)请设计一种实验方案检验溶液中Fe3＋是否完全除去 (写出操作步骤、现象和结论)：________________________。
解析：(1)根据流程图可以判断试剂A为H2SO4；操作Ⅰ的目的是分离溶液和难溶固体，为过滤；操作Ⅱ是由CuSO4溶液得到CuSO4·5H2O晶体，需要用到蒸发皿。
(2)气体X为CO2，对应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑。
(4)试剂C选择CuO，因为不会引入杂质，根据提供数据，当控制pH为3.7～4.8时，Fe3＋已经完全沉淀，而Cu2＋还没开始沉淀。
答案：(1)H2SO4 过滤 蒸发皿
(2)Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑
(3)B 2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O
(4)D 3.7～4.8
(5)取待检溶液少许，加入KSCN溶液，若溶液不变红色，说明Fe3＋已完全除去；若溶液变红色，则说明Fe3＋未完全除去
4．(2012·郑州模拟)汽车尾气中的主要污染物是NO以及燃料不完全燃烧所产生的CO。
为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝a kJ·mol－1。
为了测定在某种催化剂作用下该反应的反应速率，T1℃下，在一恒容的密闭容器中，某科研机构用气体传感器测得了不同时刻的NO和CO的浓度，如表1所示(CO2和N2的起始浓度为0)。
表1
时间/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/×10－4 mol·L－1
10.0
4.50
2.50
1.50
1.00
1.00
c(CO)/×10－3 mol·L－1
3.60
3.05
2.85
2.75
2.70
2.70
请回答下列问题。
(1)前3 s内的平均反应速率v(N2)＝________________________；T1℃时该反应的平衡常数K＝________________；当升高温度时K值减小则正反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时改变下列条件，能提高NO转化率的是________________________________。
A．选用更高效的催化剂 B．升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积
(3)研究表明：在使用等质量的催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据表2设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如图所示。
表2
实验编号
T/℃
NO初始浓度/mol·L－1
CO初始浓度/mol·L－1
催化剂的比表面积/m2·g－1
①
350
1.20×10－3
5.80×10－3
124
②
280
1.20×10－3
5.80×10－3
124
③[来源:学。科。网]
280
1.20×10－3
5.80×10－3
82
则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为____________。
(4)已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)
ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1，
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH2＝－221.0 kJ·mol－1，
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3＝－393.5 kJ·mol－1。
则处理汽车尾气反应中的a＝________________。[来源:学.科.网Z.X.X.K]
(5)用活性炭还原法也可以处理NO，有关反应为C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g) ΔH4。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T2℃下反应，有关数据如表3所示。
表3
NO
N2
CO2
起始浓度/mol·L－1
0.10
0
0
平衡浓度/mol·L－1
0.04
0.03[来源:学&科&网]
0.03
平衡后升高温度，再次达到平衡测得容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5∶3∶3，则ΔH4________________(填“＞”“＝”或“＜”)0。
解析：(1)前3 s内v(N2)＝ v(NO)＝×＝1.42×10－4 mol·L－1·s－1。4s时该反应达到平衡状态，NO、CO、CO2、N2的浓度分别为1.00×10－4 mol·L－1、2.70×10－3 mol·L－1、9.00×10－4 mol·L－1、4.50×10－4 mol·L－1，则平衡常数K＝＝5 000。升高温度时K值减小，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。
(4)设已知的三个反应依次为①、②、③，根据盖斯定律，由③×2－②－①可得：2NO(g)＋2CO(g)===2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。
(5)T2℃下反应达到平衡时NO、N2、CO2的浓度之比为4∶3∶3，升高温度后，再次达平衡时它们的浓度之比为5∶3∶3，由此可以判断，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，ΔH4＜0。
答案：(1)1.42×10－4 mol·L－1·s－1 5 000 放热
(2)CD (3)③②① (4)－746.5
(5)＜
5．(2012·大纲全国卷，有改动)现拟用下图所示装置(尾气处理部分略)来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品(混有CuO粉末)中金属铜的含量。(已知甲酸和浓硫酸混合加热可产生一氧化碳：HCOOHCO↑＋H2O)
(1)实验中，观察到反应管中发生的现象是__________________________，尾气的主要成分是________________；
(2)反应完成后，正确的操作顺序为________(填字母)；
a．关闭漏斗开关，
b．熄灭酒精灯1；
c．熄灭酒精灯2；
(3)若实验中称取铜粉样品5.0 g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8 g，则原样品中单质铜的质量分数为________；
(4)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案：
①设计方案的主要步骤是(不必描述操作过程的细节)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②写出有关反应的化学方程式_____________________________________________。
解析：(1)反应管中是铜(红色)和氧化铜(黑色)的混合物，反应中逐渐变为红色的铜，尾气的主要成分为CO和CO2因烧瓶中有大量的硫酸，水蒸气不用考虑。
(2)还原的铜样应在CO气体中冷却，故应先熄灭酒精灯2，再关闭漏斗开关，最后熄灭酒精灯1，可保证加入的甲酸得以充分反应。
(3)反应前后固体物质的质量差为5.0 g－4.8 g＝0.2 g，即原混合物中氧化铜中氧原子的质量为0.2 g，则原混合物中氧化铜为1 g，金属铜的质量分数为80%。
(4)从所给试剂来看，易于操作，且实验效果较好的是：将浓硫酸稀释后，用过量稀硫酸与样品反应，过滤、洗涤、干燥、称量、计算。
答案：(1)样品粉末逐渐变为红色 CO、CO2
(2)cab
(3)80%
(4)①将浓硫酸稀释；称取一定量的样品；样品与过量稀硫酸充分反应；过滤、洗涤；干燥、称量、计算
②CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
6．(2012·潍坊模拟)Ⅰ.工业上用电解熔融氧化铝的方法来制取金属铝。纯净氧化铝的熔点很高(约2 045℃)，在实际生产中，通过加入助熔剂冰晶石(Na3AlF6)在1 000℃左右就可以得到熔融体。如图是电解槽的示意图。[来源:Z。xx。k.Com]
(1)写出电解时阴极的电极反应式：__________。[来源:Zxxk.Com]
(2)电解过程中生成的氧气全部与石墨电极反应生成CO和CO2气体，因此，需要不断补充石墨电极。工业生产中，每生产9 t铝阳极损失5.4 t石墨，则生成的二氧化碳的物质的量为
________。
Ⅱ.工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3等)提取氧化铝作冶炼铝的原料。其中一种提取的操作过程如下：
请回答下列问题：
(1)请写出甲溶液中通入二氧化碳时生成氢氧化铝的离子方程式：________________。
(2)沉淀乙是Fe2O3，向其中加入足量盐酸，写出反应的离子方程式：________________________。充分反应后将溶液加热蒸干灼烧，最后可得到红褐色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程：_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述提取氧化铝的方法叫碱溶法。工业生产中还有一种酸溶法。第一步，向铝土矿中加盐酸，然后过滤；第二步，处理得到滤液。请你思考第二步操作中使用的化学试剂是________________。
解析：电解时阴极为Al3＋放电，电极反应为Al3＋＋3e－===Al。根据2Al2O34Al＋3O2↑知每生产9 t铝，阳极产生O2为×＝2.5×105 mol,5.4 t石墨的物质的量为＝4.5×105 mol，设CO、CO2分别为x mol、y mol，则x＋y＝4.5×105、x＋2y＝2.5×105×2，解得y＝5×104。
答案：Ⅰ.(1)Al3＋＋3e－===Al
(2)5×104 mol
Ⅱ.(1)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO或2AlO＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O
溶液中FeCl3存在水解平衡，FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加热促进水解，且氯化氢挥发，平衡右移，生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解，生成氧化铁，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
(3)NaOH溶液或强碱溶液
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