知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．某同学看到“利用零价铁还原脱除地下水中硝酸盐”的相关资料后，利用如下装置探究铁粉与溶液的反应．实验过程如下：
i．打开弹簧夹，缓慢通入，并保持后续反应均在氛围中进行；
ii．加入pH 已调至2.5 的 0.01mol•酸性溶液100mL，一段时间后铁粉部分溶解，
溶液逐渐变为浅绿色；待铁粉不再溶解，静置后发现，剩余固体表面有少量白色物质附着；
iii．过滤剩余固体时，表面的白色物质变为红褐色；
iv．检测到滤液中存在．
（1）通入并保持后续反应均在2N 氛围中进行的实验目的是 ______ ．
（2）白色物质是 ______ ，用化学方程式解释其变为红褐色的原因： ______ ．
（3）用检验滤液中的实验方案是 ______ ．
（4）取少量滤液，向其中加入几滴KSCN 溶液，无明显现象；再加入几滴稀硫酸，溶液呈红色．溶液变成红色的原因是 ______ ．
（5）该同学进一步查阅资料发现，用铁粉、碳粉的混合物脱除硝酸盐，效果更佳．他用上述溶液继续设计如下实验，探究碳粉的作用．

假设	实验操作	现象及结论
假设1：碳粉可用作还原剂，脱除硝酸盐	向烧杯中加入① ______ ，一段时间后，测定烧杯中NO₃^-的浓度	NO₃^-浓度无明显变化，说明假设Ⅰ不成立
假设2：碳粉、铁粉形成无数个微小的原电池，促进了硝酸盐的脱除	按图示组装实验装置，一段时间后，测定NO₃^-浓度	② ______ ，说明假设2成立

③关于碳粉的作用，还可以提出的假设是 ______ ．

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2． FeSO₄受热分解的化学方程式为：2FeSO₄ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Coverset%7B%C2%A0%C2%A0%E2%96%B3%C2%A0%C2%A0%7D%7B%20.%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑
请回答：
（1）将FeSO₄受热产生的气体按图示装置进行实验，证实含有SO₃和SO₂．能说明SO₂存在的实验现象是 ______ ；为测定BaSO₄沉淀的质量，后续的操作步骤依次为 ______ 、洗涤、干燥、称重．
（2）设计一个实验方案，用化学方法验证FeSO₄受热后固体的成分（不考虑其他反应） ______ ．

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3．实验室中用含少量CO₂杂质的CO来还原铁的氧化物Fe_xO_y，并证明CO能够还原Fe_xO_y，且本身被氧化为CO₂，实验所提供的各种仪器和药品如图：
（1）实验时，上述仪器装置的正确连接顺序是（填写各接口的代号）．
混合气体→ ______ ， ______ 接（F），（E）接 ______ ， ______ 接 ______ ， ______ 接 ______ ．
（2）在装置乙中发生反应的化学方程式是 ______ ．
（3）在装置甲中发生反应的化学方程式是 ______ ．
（4）丙装置中澄清石灰水的作用是 ______ ．
（5）经定量测定，0.4gFe_xO_y与CO反应生成的气体通入过量的澄清石灰水中，生成0.75g白色沉淀，则Fe_xO_y中x：y是 ______ ．
（6）实验过程中，能说明CO能够还原Fe_xO_y的实验现象是 ______ ．能够说明CO被氧化成CO₂的实验现象是 ______ ．

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4．李强在学习了高中化学《铁及其化合物》一节的知识后，对初中“铁丝在氧气中燃烧”实验中的产物产生了疑惑，他认为燃烧时溅落下来的黑色物质中除了Fe₃O₄外可能还含有其他物质，为了验证自己的猜想，他在实验室中重做该实验，并进行了如下探究活动：查阅资料：①自然界中铁的氧化物主要是Fe₃O₄和Fe₂O₃两种，FeO高温时极易被氧化为Fe₂O₃，而Fe₂O₃在高温时又容易分解成Fe₃O₄和一种气体；②铁的氧化物的分解温度及铁的熔点：
Fe₃O₄ Fe₂O₃ Fe
分解温度/°C 1538 1400 -
熔点/°C - - 1535
（1）根据以上资料，李强提出猜想：黑色物质的成分可能为 ______ ．为了确定黑色物质的成分，李强设计了如下几个实验方案：
方案1：取该黑色物质溶于足量的稀硫酸中，观察是否有大量气体生成．
方案2：称取碾碎成粉末状的黑色物质a g，在空气中充分灼烧，待反应完全后，在干燥器里冷却，再称重，反复多次直到固体恒重，称得质量为b g，比较a、b的关系．
方案3：取少量碾碎成粉末状的黑色物质，用磁铁吸引，看是否被吸起．
你认为能够证明李强猜想的合理实验方案是 ______ ，其他方案不合理的原因是 ______ （只说其中的一个理由）．
（2）针对李强的质疑，研究性学习小组又设计了新的探究方案，装置如下图所示．

a．若反应都进行完全，要想确定黑色固体成分必须测定下列物理量中的 ______ （只填序号）．
①通入氢气体积V　②反应前，黑色固体+硬质玻璃管的总质量m₁　③完全反应后黑色固体+硬质玻璃管的总质量m₂　④实验前，干燥管质量m₃　⑤硬质玻璃管质量m₄　⑥锌粒质量m₅　⑦稀硫酸中含溶质的量n　⑧实验后，干燥管质量m₆．
b．根据测定的实验数据，计算出黑色固体中Fe₃O₄的质量分数为 ______ ．
（3）向一定量FeO、Fe和Fe₃O₄的混合物中加入100 mL l.5 mol•L^-1的盐酸，使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）气体，再向反应后的溶液中加入1 mol•L^-1NaOH溶液，要使铁元素完全沉淀下来，所加入NaOH溶液的体积最少为 ______
A.90 mL B.100 mL C.150 mL D.200 mL．

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5．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁（氯化铁遇水能反应）；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁．现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验．

回答下列问题：
（1）检验该装置气密性的方法 ______
（2）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓） $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Cunderline%7B%C2%A0%C2%A0%E2%96%B3%C2%A0%C2%A0%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑该反应的氧化剂为 ______ ，氧化产物为 ______ ．生成标况下11.2L Cl₂时，转移的电子数为 ______ ．
（3）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 ______ ．
（4）该装置制取氯化铁时，存在两点明显缺陷，分别是 ______ ．

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6．某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验：
（1）用如图1所示实验装置，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”（石棉绒是耐高温材料，不与水和铁反应）．

①反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当 ______ 时（填实验现象），说明“铁与水蒸气”能够进行反应．
②写出铁与水蒸气反应的化学方程式 ______ ．
③实验中石棉绒的作用是 ______ ．
（2）为了研究一定时间内铁粉的转化率，他们设计了如图2所示实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成气体的体积，计算出铁粉的转化率．
①收集并测量气体体积应选图中的 ______ 装置．
②称取0.24 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出．若室温下氢气密度约为0.088 g/L，最好选用 ______ （选填字母序号）规格的量筒．
A.100 mLB.200 mLC.500 mLD.1 000 mL．

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7．回答下列问题：
A．工业上，向500-600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁．现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验．图中文字为铁粉和玻璃丝
（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的离子方程式为 ______ ，装置B中加入的试剂是 ______ ．
（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取 ______ ．若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是 ______ ．
（3）若操作不当，制得的FeCl₂ 会含有少量FeCl₃，检验FeCl₃常用的试剂是 ______ ．欲制得纯净的FeCl₂，在实验操作中应先 ______ ，再 ______ ．
B．常温下，将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO₃中组成原电池，反应过程中有红棕色气体产生，开始时，原电池的负极是Al片，此时，溶液中的H⁺向 ______ 电极（填Al或Cu）移动，正极的电极反应式是 ______ ，t时间后，原电池中电子流动方向发生改变，其原因是 ______ ．

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8．应用如图装置，在硬质破璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热，并通过水蒸气，就可以完成“高温下Fe与水蒸气的反应实验”．

请完成该实验中的问题：
（1）写出该反应的化学方程式： ______ ；该氧化还原反应的氧化剂是 ______ ．
（2）实验前必须对整套装置进行的操作是 ______ ．
（3）圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是 ______ ；
烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是 ______ ．
（4）检验溶液中是否含有三价铁离子用 ______ 溶液（写化学式），现象是 ______ ．

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9．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 ______ ；
（2）实验前必须对整套装置进行的操作是 ______ ；
（3）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ______ ，为什么？ ______ ．
（4）干燥管中盛装是的物质是 ______ ，作用是 ______ ．
（5）试管中收集气体是 ______ ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行 ______ ，这一操作的目的是 ______ ．

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10．在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe可与水蒸气发生反应．应用下列装置，试探究反应的部分产物．在硬质玻璃管Ⅰ中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，硬质玻璃管Ⅱ中加入CuO．干燥管Ⅱ中盛装的物质是无水硫酸铜和石棉绒的混合物
（1）圆底烧瓶中盛装 ______ ，该装置受热后的主要作用是 ______ ；向烧瓶中放置了几片碎瓷片，其作用是 ______ ．
（2）实验开始时应先点燃 ______ 处（填“a”“b”或“c”）的加热装置．
（3）硬质玻璃管Ⅱ中的实验现象是 ______ ，所发生的反应为 ______ ．
（4）干燥管Ⅰ中盛放的药品是 ______ ，其作用是 ______ ；干燥管Ⅱ中的实验现象是 ______ ．
（5）若通过检验硬质玻璃管Ⅰ中的产物只有Fe₃O₄，试写出反应方程式 ______ ．

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	Fe₃O₄	Fe₂O₃	Fe
分解温度/°C	1538	1400	-
熔点/°C	-	-	1535