- 金属及其化合物
- 共561题
30.现有五种可溶性物质A、B、C、D、E,它们所含的阴、阳离子互不相同,分别含有五种阳离子K+、Fe3+、Cu2+、Ba2+、Al3+和五种阴离子Cl-、OH-、NO、CO、X中的一种。
(1)某同学通过比较分析,认为无须检验就可判断其中必有的两种物质是________和________。
(2)物质C中含有离子X。为了确定X,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,则X为________(填字母)。
(3)将19.2 g Cu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,写出Cu溶解的离子方程式__________________,若要将Cu完全溶解,至少加入
的物质的量是____________________。
(4)E溶液与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为______________。
正确答案
(1)K2CO3 Ba(OH)2
(2)B
(3)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O ; 0.4mol
(4)2Fe3++2I- =2Fe2++I2
解析
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知识点
10.[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及合成农药中间体,受热可分解,摩尔质量为246 g·mol-1。某化学课外小组设计了如下实验(部分夹持装置略)验证它的部分分解产物,请回答问题:
(1)连接装置,_________________________,在各装置中加入相应的药品和试剂。
(2)打开K2、K4,闭合K1、K3,加热一段时间后观察到品红溶液褪色,写出NaOH溶液中发生反应的离子方程式____________________________________________。
(3)打开K1、K3,闭合K2、K4,继续加热一段时间后观察到湿润红色石蕊试纸变蓝,证明分解产物中含有______________________________(填化学式)。
(4)CCl4的作用是__________________________________________________。
(5)加热过程中,还生成Cu、N2和H2O。写出[Cu(NH3)4]SO4·H2O分解的化学方程式________________________________________。
(6)若实验中称取a g [Cu(NH3)4]SO4 · H2O,收集到b mL N2(已换算成标准状况),[Cu(NH3)4]SO4·H2O的分解率表达式为__________。
(7)量气管读数时需注意的事项有:①气体冷却到室温;②量气装置两侧液面相平;③________________________________________。若某同学按下图所示读数,则计算出的分解率__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
正确答案
(1)检查装置气密性
(2)SO2 + 2OH– = SO32– +H2O
(3)NH3
(4)防止倒吸
(5)3[Cu(NH3)4]SO4·H2O 3Cu + 8NH3↑ + 2N2↑ + 3SO2↑ + 9H2O
(6)
(7)视线与凹液面最低处相平 偏低
解析
(1)有气体参与或生成的实验中连接装置后在各装置中加入相应的药品和试剂前要检查装置气密性;
(2)由品红溶液褪色可知有SO2,与NaOH溶液中发生反应生成 SO32–,反应的离子方程式为:SO2 + 2OH– = SO32– +H2O;
(3)湿润红色石蕊试纸变蓝,说明分解产物中含有碱性气体,即有NH3生成;
(4)由装置图以及NH3的性质可知CCl4的作用是防止倒吸;
(5)根据元素守恒以及题给信息:还有Cu、N2和H2O生成,同时根据前面分析可知还有NH3和SO2产生,可知发生反应的化学方程式为;3[Cu(NH3)4]SO4·H2O 3Cu + 8NH3↑ + 2N2↑ + 3SO2↑ + 9H2O
(6)根据化合价升降守恒以及元素守恒可知每3mol[Cu(NH3)4]SO4·H2O 可以收集到2mol N2;所以由b mL N2可知参加分解的Cu(NH3)4]SO4·H2O为b/22400mol ,所以分解率为 (7)为了使两液面不存在液差,所以视线与凹液面最低处必须在同一水平面上, 按照图读数,则生成的气体体积被压缩而减小,所以偏低。
考查方向
通过考查[Cu(NH3)4]SO4·H2O的部分分解产物,进一步气体制备过程中的基本实验操作以及物质成分的测定,要求考生必须认真审题,通过联系所学过的知识和技能,灵活运用并进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考,从而进一步考查考生的综合实验能力。
解题思路
(1)连接装置后在各装置中加入相应的药品和试剂前要检查装置气密性;
(2)由品红溶液褪色可知有SO2,与NaOH溶液中发生反应生成 SO32–;
(3)湿润红色石蕊试纸变蓝,证明分解产物中含有碱性气体NH3;
(4)由装置图以及NH3的性质可知CCl4的作用是防止倒吸;
(5)根据元素守恒以及题给信息进行分析;
(6)根据化合价升降守恒以及元素守恒可知每3mol [Cu(NH3)4]SO4 · H2O可以收集到2mol N2;
(7)为了使两液面不存在液差,所以视线与凹液面最低处必须在同一水平面上, 按照图读数,则生成的气体体积被压缩而减小,所以偏低。
易错点
不能全面、正确理解实验目的,对实验基本操作把握准确。
(1)没有掌握检查装置气密性的必要性;
(2)不能根据品红溶液褪色判断SO2;
(3)不能根据湿润红色石蕊试纸变蓝判断NH3;
(4)没有准确理解防止倒吸装置的功能以及使用要求;
(5)不能根据元素守恒以及题给信息进行方程式的书写;
(6)根据化合价升降守恒以及元素守恒进行计算;
(7)没有掌握量气装置的读数要求。。
知识点
10.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如下图所示。下列有关说法正确的是
正确答案
解析
A.实验①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被Cu还原为NO,在试管口,NO遇到空气中的氧气,生成NO2,A错误;
B.实验③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸,B错误;
C.实验③中,硝酸根离子在酸性条件下,继续氧化金属铜,发生反应的化学方程式为:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4=4CuSO4+2NO↑+4H2O,C正确;
D.由上述实验可得出结论:硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸,D错误。
故选C。
考查方向
解题思路
A.稀硝酸被Cu还原为NO,在试管口,NO遇到空气中的氧气,生成NO2;
B.硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸;
C.实验③中,硝酸根离子在酸性条件下,继续氧化金属铜;
D.硝酸根离子在酸性条件下等同于硝酸。
易错点
硝酸完全反应后,加入硫酸,硝酸根离子在酸性条件下依然是强氧化剂。
知识点
某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下:
Ⅰ. 将光亮铜丝插入浓硫酸,加热;
Ⅱ. 待产生大量黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;
Ⅲ. 冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。
(1)步骤Ⅱ产生的气体是______。
(2)步骤Ⅲ中,“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作是______。
(3)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下:
查阅文献:检验微量Cu2+的方法是:向试液中滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+。
① 将CuO放入稀硫酸中,一段时间后,未见明显现象,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,产生红褐色沉淀。
② 将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,未见红褐色沉淀。
由该检验过程所得结论是 。
(4)再次假设,黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下:
① 现象2说明黑色沉淀具有______性。
② 产生红棕色气体的化学方程式是______。
③ 能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是 ,相应的离子方程式是 。
④ 为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需进行的实验是_____。
(5)以上实验说明,黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后,沉淀溶解,其中CuS溶解的化学方程式是______。
正确答案
见解析。
解析
(1)SO2
(2)将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中,冷却后过滤
(3)黑色沉淀中不含有CuO
(4)① 还原性
② 2NO +O2==2NO2
③ B试管中出现白色沉淀
NO2 + SO2 + Ba2+ + H2O == BaSO4↓+ NO↑+ 2H+
④ 取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物
(5)
知识点
下图是研究铜与浓硫酸的反应装置:
(1)A试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)反应一段时间后,可观察到B试管中的现象为 。
(3)C试管口浸有NaOH溶液的棉团作用是 。
(4)如将B试管换成D试管,并从直立导管中向BaCl2溶液中通入另一种气体,产生白色沉淀,则气体可以是 、 。(要求填一种化合物和一种单质的化学式;如有需要,可加装防倒吸装置。)
(5)实验结束后,证明A试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是 。
(6)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
仅由上述资料可得出的正确结论是 。
a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
b.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质
c.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L
d.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
正确答案
见解析。
解析
(1)
(2)溶液由红色变成无色
(3)吸收和
,防止污染空气
(4) (
或
);
(
或
或
蒸汽)
(5)向上拉铜丝,终止反应,冷却后,将A中溶液慢慢倒入盛有少量水的烧杯(试管)里,观察溶液颜色是否为蓝色。
(6)a b d
知识点
11.我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器因受到环境腐蚀,欲对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第( )周期。
(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子数目之比为()。
(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是 ( )。
A.降低了反应的活化能
B.增大了反应的速率
C.降低了反应的焓变
D.增大了反应的平衡常数
(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为( )。
(5)题11图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图。
腐蚀过程中,负极是 ( )(填图中字母“a”或“b”或“c”;
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔铜锈Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为( );
③若生成4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为( ) L(标准状况)。
正确答案
(1)四
(2)10:1
(3)A、B
(4)
(5)①c
②
③0.448
解析
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知识点
某小组对Cu与浓HNO3的反应进行研究。记录如下:
Ⅰ.Cu与浓HNO3反应的化学方程式是 。
Ⅱ.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。
(1)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+离子浓度较大引起的。
乙根据实验记录,认为此观点不正确,乙的依据是 。
(2)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。
进行实验2:先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。
则以上两步操作对应的现象分别是______、______。
(3)为深入研究,丙查阅资料,有如下信息:
i.溶有NO2的浓HNO3呈黄色;水或稀HNO3中通少量NO2溶液呈无色。
ii.NO2溶于水,会发生反应2NO2+H2O=HNO3+HNO2;
HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。
ⅲ.NO2能与Cu2+反应:Cu2+ (蓝色) +4NO2
Cu(NO2)42
(绿色)
据此,丙进一步假设:
① 可能是A中剩余的浓HNO3溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;
② 可能是A中生成了Cu(NO2)42使溶液呈绿色。
丙进行如下实验:
① 亚硝酸分解的化学方程式是______。
② 请用平衡原理解释加入稀H2SO4后绿色溶液变蓝的原因:______。
③ 根据实验得出结论:实验1中溶液A呈绿色的主要原因是______,
请依据实验现象阐述理由: 。
正确答案
见解析。
解析
Ⅰ.Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 +2NO2↑+2H2O
Ⅱ.(1)溶液A和溶液B中,c(Cu2+)基本相同。
(2)溶液由蓝变绿;溶液由绿变蓝,有红棕色气体逸出
(3)① 3HNO2=HNO3+2NO↑+ H2O
② 加入稀硫酸,抑制HNO2的电离,并使HNO2分解,降低c(NO2-),造成Cu2+ +4NO2Cu(NO2)42
平衡向逆反应方向移动,绿色变蓝色。
③ A中剩余的浓HNO3溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合
而形成的绿色;
实验4中加稀硫酸,溶液变为蓝色,说明酸性较强的A溶液中NO2-不能大量存在。因此在A溶液中,绿色的Cu(NO2)42不能大量存在,Cu2+ 与NO2-反应生成Cu(NO2)42
不是使溶液呈绿色的主要原因。
知识点
氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下。
按要求回答下列问题:
(1)操作①的名称是_________,检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是_________。操作②需在氯化氢气流中经过加热浓缩、_________、过滤、洗涤、干燥。
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是_________;
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质, X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
a.NaOH
b.NH3·H2O
c.CuO
d.CuSO4
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式:___________。
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→___________、___________→___________、___________→___________、___________→___________。实验开始前要进行一步重要操作,其操作名称是___________。
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是___________。
③反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为___________。
正确答案
(1)过滤;KSCN溶液;冷却结晶(结晶)
(2)抑制氯化铜、氯化铁水解; c
(3)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-
(4)①dejhfgb;检查装置的气密性;②产生大量棕黄色烟;③ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
解析
略。
知识点
29.某实验小组欲制取氧化铜,并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行如下实
验:
(一)制取氧化铜
①称取研细后倒入烧杯,加lOmL蒸馏水溶解;
②向上述溶液中逐滴加入溶质质量分数为15%的NaOH 溶液,直到不再产生沉淀;然后将所得混合物转移到蒸发皿中,加热至沉淀全部变为黑色。
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用.
回答下列问题:
(1)上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是__________(填实验步骤序号)。
(2)步骤①、③中研磨固体所用仪器的名称是____ 。
(3)甲同学按照步骤②的操作滴加NaOH溶液,得到蓝绿色沉淀,加热10分钟后沉淀仍未完全变黑;乙同学按步骤②的操作滴加NaOH溶液,得到蓝绿色沉淀后,继续滴加NaOH溶液至溶液开始变深蓝色时停止滴加NaOH溶液,得到蓝色沉淀,加热1分钟后沉淀很快全部变黑。查阅资料可知能溶于NaOH溶液,离子方程式为:
(溶液呈深蓝色)。
甲同学得到的沉淀可能是(写化学式)__________
(4)检验步骤③所得沉淀是否洗净的方法是_______________________
(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,并与二氧化锰的催化效果进行比较,用右图装置进行实验,实验时均以生成25mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。相关数据见下表
回答下列问题:
(5)上述实验中的“待测数据”指______________;
(6)若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,然后_______
(7)为探究Cu0在实验⑤中是否起催化剂作用,需要做以下实验(无需写出具体操作)
a.____ ,b检验Cu0的化学性质是否改变。
正确答案
(1)①②③
(2)研钵
(3)
(4)取洗涤液于试管中,用pH试纸测试溶液的酸碱性,若溶液呈碱性,说明沉淀未洗净(或滴加硝酸酸化的BaCl2溶液,若产生沉淀,说明沉淀未洗净;或用铂丝蘸取洗涤液作焰色实验,若火焰呈黄色,说明沉淀未洗净。)
(5)时间
(6)用带火星的木条伸入干燥管中,木条复燃,证明收集的是氧气。
(7)检验CuO的质量是否改变。
解析
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知识点
28.某研究性学习小组将一定浓度的溶液滴入
溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为两者反应只生成一种沉淀;
乙同学认为这两者相互促进水解,只生成一种沉淀;
丙同学认为生成了和
两种沉淀。
(查阅资料知:和
均不带结晶水)
I.按照乙同学的理解,向生成的沉淀中加入( )试剂,若观察到( )时,就说明乙同学的猜想正确,则
溶液和
溶液反应的离子方程式为:( );
Ⅱ.定量探究生成物的成分
将沉淀通过( )、洗涤的操作从溶液中分离出来,再低温干燥,然后定量分析沉淀物成分。
III.若沉淀中和
两者都有,
可通过下列所示装置的连接,进行定量分析来测定其质量(设每一装置中的反应或吸收均完全,反应前系统中存在的空气忽略不计)。
(1)上述各装置连接顺序为( ) → ( ) →( ) → ( )→ ( );
(2)实验结束时要通入过量的空气,其作用是 ( );
(3)若沉淀样品的质量为m克,吸收装置质量增加了n克,则沉淀中
的质量分数为:( );
(4)能证明甲同学说法正确的实验现象是( )。
正确答案
(1)
(或:)
(2)排出装置中滞留的和
气体,以便完全吸收。
(3)
(4)装置B质量不增加(或不变)
解析
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知识点
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