时间:2017-07-10 18:35:21
1、实验题 [2012·潍坊一模] （14分）黄铜矿的主要成分是CuFeS2，是工业炼铜的主要原料。已知黄铜矿在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2，FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑，H2S是一种剧毒气体。某科研小组设计以黄铜矿为原料制取单质铜和氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的流程如下：
?
（1）92gCuFeS2在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2转移电子的物质的量为?。
（2）请简述检验气体Ⅰ的操作步骤?。
（3）在实验室中，欲用38％(密度为1.18g·mL-1)的盐酸配制30％的盐酸，需要的玻璃仪器主要有?。
（4）气体Ⅲ最好选用?(填写序号)，其主要作用是?。
A．O2
B．H2
C．Cl2
D．N2
欲选用下列仪器在实验室中制取纯净干燥的该气体。
装置A中发生反应的离子方程式为?。
选用合适装置导管口的连接顺序为a接?。图中仪器G的名称是?；在使用该仪器时，应首先?。
参考答案：（14分）（1）3mol
（2）收集适量气体Ⅰ通入品红溶液中，溶液褪色，加热溶液恢复红色
（3）玻璃棒、烧杯、量筒
（4）C?把Fe2+氧化成Fe3+?MnO2＋4H+＋2Cl－
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O? ghefb?分液漏斗?检验其是否漏水
本题解析：（1）n(CuFeS2)＝
＝0.5mol， CuFeS2（Cu、Fe、S的化合价分别为+2、+2和–2价）在空气中焙烧生成Cu、FeS和SO2的化学方程式为CuFeS2＋O2
Cu＋FeS＋SO2↑，分析化学方程式知，1mol CuFeS2参加反应转移6mol电子，故0.5mol CuFeS2参加反应转移3mol电子。
（2）根据题给信息，黄铜矿焙烧生成的气体Ⅰ是SO2，检验SO2的方法是将气体通入品红溶液中，溶液褪色，加热溶液恢复红色。
（3）用溶液配制一定质量分数的溶液，要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯和玻璃棒。
（4）气体Ⅲ的作用是将FeCl2氧化成FeCl3，故最好选用Cl2；实验室中用MnO2和浓盐酸在加热条件下制取Cl2，反应的离子方程式为MnO2＋4H+＋2Cl－MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。从导气管口a处流出的气体除Cl2外，还含有杂质气体HCl和水蒸气，应首先用装置F除HCl气体，然后用装置E除水蒸气，最后选择装置B用向上排空气法收集Cl2，故导气管口的连接顺序为ghefb。仪器G是分液漏斗，使用该仪器时要检验是否漏水。
本题难度：一般
2、实验题 (19分)在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。?应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。请回答该实验中的问题。
（1）写出该反应的化学方程式?，其中氧化剂是?，还原剂是?。8.4g铁粉参加反应，转移电子?mol。
（2）玻璃管中石棉绒的作用是?，实验开始时应先点燃?，实验结束时应先熄灭?。
（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是??；烧瓶里应事先放置?，其作用是?。
（4）该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案：
①待硬质试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的
成分是?，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的
成分是?。
（5）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是?
?（用离子方程式表示）。
（6）该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按上图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出与上述现象相关
的反应的化学方程式??，
?。
（7）一段时间后，该同学发现（4）中未变红的溶液变成红色，说明Fe2+ 具有?性。由此可知，实验室中含Fe2+的盐溶液现用现配制的原因是?，
并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量?。
参考答案：（1）3Fe+4H2O(g) 
Fe 3O4 +4 H2(不写(g)或“加热”扣1分，写成“高温”不扣分)
H2O? Fe? 0.4
（2）铁粉的载体，增大铁粉与水蒸气的接触面积?酒精灯?酒精喷灯
（3）为实验提供水蒸气?碎瓷片?防止暴沸
（4）一定有Fe3O4，可能有Fe（各1分）? Fe3O4和Fe
（5）Fe + 2Fe3+＝ 3Fe2+?
（6）FeSO4 + 2NaOH ＝ Fe(OH)2↓+ Na2SO4（1分）
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ＝ 4Fe(OH)3（1分）
（7）还原?Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质?铁粉
本题解析：略
本题难度：一般
3、简答题 甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物．
文献记载：I．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物．
II．FeSO4+NO?Fe（NO）SO4（棕色）△H＜0．
III．NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收．
甲的实验操作和现象记录如下：
| 实验操作 | 实验现象 打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹． 打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞． 无明显现象． 加热烧瓶，反应开始后停止加热． ①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；?B中溶液变棕色；?C中溶液紫色变浅． ②反应停止后，A中无固体剩余． |
参考答案：（1）常温时，铁和浓硝酸反应生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了铁和浓硝酸进一步反应，即产生钝化现象，所以滴入浓硝酸加热前没有明显现象，
故答案为：常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生；
（2）生成-3价氮的化合物是氨气，氨气极易溶于水生成氨水，氨水电离生成铵根离子，检验铵根离子的方法是：取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口．若试纸变蓝，则A中生成NH4+，故答案为：取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口．若试纸变蓝，则A中生成NH4+；
（3）取少量B中溶液，加热，棕色溶于变浅，有无色气体逸出，且该气体在空气中变为红棕色，应为可逆反应FeSO4+NO?Fe（NO）SO4（棕色）是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，导致Fe（NO）SO4（棕色）降低，所以溶液颜色变浅，故答案为：棕色溶液变浅（或绿），无色气体逸出，且在空气中变为红棕色；FeSO4+NO?Fe（NO）SO4（棕色）△H＜0?正反应放热，加热后，平衡向逆反应方向移动；
（4）二氧化氮和水反应生成的一氧化氮能使硫酸亚铁溶液变成棕色，所以不能证明铁和浓硝酸反应过程中NO生成，为排除生成的NO干扰，把浓硝酸换成稀硝酸，稀硝酸和铜反应生成无色的一氧化氮，没有二氧化氮生成，则A中气体是无色的，且B中溶液变为棕色，则说明生成的一氧化氮和硫酸亚铁反应生成棕色，从而说明A中无色气体是一氧化氮，
故答案为：浓硝酸换成稀硝酸；A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色；
（5）亚铁离子的特征反应是：亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，铁离子的特征反应是：铁离子和无色的硫氰化钾溶液反应血红色溶液，故选cd．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 高炉炼铁中石灰石的作用
A．除S、P 等杂质
B．催化剂
C．除二氧化硅
D．脱氧
参考答案：C
本题解析：高炉炼铁中石灰石的作用是除二氧化硅，答案选C
本题难度：简单
5、实验题 现有一份含有FeCl3和FeCl2的固体混合物，为测定各成分的含量进行如下两个实验：
实验1
①称取一定质量的样品，将样品溶解；
②向溶解后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，产生沉淀；
③将沉淀过滤、洗涤、干燥得到白色固体17.22 g。
实验2
①称取与实验1中相同质量的样品，将样品溶解；
②向溶解后的溶液中，通入足量的Cl2；
③再向②所得溶液中加入足量的NaOH溶液，得到红褐色沉淀；
④将沉淀过滤、洗涤后，加热灼烧，到质量不再减少，得到固体物质4 g。
根据实验回答下列问题：
（1）溶解过程中所用到的玻璃仪器有_____________________________。
（2）实验室保存FeCl2溶液时通常会向其中加入少量试剂______________和____________。
（3）实验2通入足量Cl2的目的是________________________________；涉及的化学反应的离子方程式是______________________________。
（4）检验实验2的步骤④中沉淀已经洗涤干净的方法是_________________________。
（5）加热FeCl3溶液，并将溶液蒸干时，通常不能得到FeCl3固体，请以平衡的观点解释其原因（方程式与文字相结合来说明）。________________________________________________。
（6）FeCl3溶液可以用于止血，主要是因为FeCl3溶液能使血液聚沉，这涉及胶体的特性。以下关于胶体的说法不正确的是________________。
A．胶体粒子能透过滤纸，但不能透过半透膜
B．胶体粒子具有较大的表面积，能吸附阳离子或阴离子，故在电场作用下会产生电泳现象
C．只有胶体粒子能做布朗运动
D．向Fe(OH)3胶体中滴加硫酸，会先出现红褐色沉淀，随后沉淀消失
E.在蛋白质溶液中加入稀的CuSO4溶液,可使蛋白质盐析
（7）通过实验所得数据，计算固体样品中FeCl3和FeCl2的物质的量之比为________________。
（8）可以采用下列装置制取少量的FeCl3固体，已知FeCl3易潮解。（部分夹持仪器已略去）
该装置存在不足，往往无法得到FeCl3固体，请你对装置提出合理的改进措施。___________。
参考答案：（1）烧杯、玻璃棒
（2）稀盐酸铁粉
（3）将Fe2+全部转化为Fe3+ 2Fe2++Cl2====2Fe3++2Cl-
（4）向洗涤后的溶液中滴加少量硝酸酸化的硝酸银溶液，如果没有白色沉淀生成，说明沉淀已经洗涤干净
（5）FeCl3在水中存在如下平衡 FeCl3+3H2O
Fe(OH)3+3HCl,在加热条件下，由于HCl易挥发，生成物浓度减小，导致平衡不断向右移动，故最后不能得到FeCl3固体
（6）CE
（7）2∶3
（8）在B、C之间和C、D之间分别增加盛有浓硫酸的洗气瓶防止FeCl3潮解
本题解析：（2）为了防止FeCl2溶液水解、氧化应加入稀盐酸、铁粉；（4）做此种类型的题时，首先要明确沉淀以上所含杂质，此题中的杂质是Na+、Cl-，检验沉淀是否洗涤干净，只要检验洗涤后的溶液中是否含有Na+、Cl-中的一种就可以。（5）因为FeCl3易水解，且HCl易挥发，加热促进了FeCl3水解及HCl的挥发，所以不能得到FeCl3固体。（6）悬浮在水中的花粉小颗粒也能做布朗运动。向胶体中加入少量的酸、碱、盐，会中和胶体所带的电荷，使胶体发生聚沉，所以向Fe(OH)3胶体中滴加硫酸，会先出现红褐色Fe(OH)3沉淀，但过量的硫酸还会和Fe(OH)3沉淀发生反应生成硫酸铁。CuSO4属于重金属盐，使蛋白质变性。（7）是有关混合物的计算，设FeCl3为x mol，FeCl2为y mol，
，
，依据Cl、Fe守恒3x mol+2y mol="0.12" mol，x mol+y mol="0.025" mol×2，解得x=0.02，y=0.03。（8）因为FeCl3易水解，所以其制备应在无水的条件下进行，即C装置中应干燥，并防止水分进入。
本题难度：一般