知识点挑题 - 高中化学 - 优优班--学霸训练营

1．某校化学小组学生利用如图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并进行了其他有关实验．（图中夹持及尾气处理装置均已略去）
（1）装置B中发生反应的化学方程是 ______ ．
（2）装置E中的现象是 ______ ．
（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤．
①欲检验溶液中含有Fe³⁺，选用的试剂为 ______ ，现象是 ______ ．
②该实验小组同学用上述试剂没有检测到Fe³⁺，用离子方程式解释滤液中不存在Fe³⁺可能的原因： ______ ．
③在此溶液中加入少量酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾褪色，溶液中反应的离子方程式 ______ ．

难度：较易

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2．实验室制备Fe（OH）₂沉淀时，由于其在空气中极易发生反应 ______ ．（填化学方程式）而很难观察到沉淀的颜色．为制得Fe（OH）₂白色沉淀，有人设计了如图所示的装置，用NaOH溶液、铁屑、稀H₂SO₄等试剂制备．实验时试管Ⅰ里应加入 ______ （填试剂名称）．在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是 ______ ．

难度：较易

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3．某研究性学习小组，为了探究过氧化钠的强氧化性，设计了如图的实验装置．
实验步骤及现象如下：
①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器．
②缓慢通入一定量的N₂后，将装置D连接好（导管末端未伸入集气瓶中），再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，反应剧烈，产生黄绿色气体．
③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体．装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体．
④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N₂，至装置中气体变为无色．

回答下列问题：
（1）装置B中的湿润的红色纸条褪色，证明A中反应有    （填化学式）生成．若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因：    ．
（2）装置C的作用是    ．
（3）甲同学认为O₂是Na₂O₂被盐酸中的HCl还原所得．乙同学认为此结论不正确，他可能的理由为①    ；②    ．
（4）实验证明，Na₂O₂与干燥的HCl能反应，完成并配平该化学方程式．Na₂O₂+HCl--Cl₂+NaCl+
该反应    （填“能”或“不能”）用于实验室快速制取纯净的Cl₂，理由是    ．（要求答出要点）

难度：中等

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4．金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应．在高中化学教材的几次改版中该实验曾出现过几种不同的演示方法，分别如下图中甲、乙、丙所示：

（1）现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中，加入一小块金属钠．下列现象描述正确的是    （填字母）．
A．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失
B．钠熔化成一个光亮的小球
C．反应开始后，溶液由无色变红色
D．恢复到室温时，烧杯底部有固体物质析出
（2）请补充并完成甲实验中从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作：用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→    →用镊子夹取金属钠投入到盛有Ca（HCO₃）₂溶液的水槽中．
（3）按图乙所示方法来收集产生的气体，需将钠包好，再放入水中．取相同质量的钠按下列几种情况收集产生的气体在相同条件下体积最大的是    ．
A．用铝箔包住钠
B．用锡箔包住钠
C．直接将钠投入水中
（4）用装满水的矿泉水瓶按图丙方法进行实验，（用手挤压矿泉水瓶共排出水的体积为112 mL）塞紧带有钠的塞子，反应结束后，干瘪的带塞矿泉水瓶恰好恢复成原状，假设瓶内、瓶外均属于标准状况，则所用金属钠的质量是多少克？（写出计算过程）

难度：中等

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5．用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO₃^-）已成为环境修复研究的热点之一．

（1）Fe还原水体中NO₃^-的反应原理如图1所示．
①作负极的物质是    ．
②正极的电极反应式是    ．
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO₃^-的去除率和pH，结果如下：
初始pH pH=2.5 pH=4.5
NO₃^-的去除率接近100% ＜50%
24小时pH 接近中性接近中性
铁的最终物质形态
pH=4.5时，NO₃^-的去除率低．其原因是    ．
（3）实验发现：在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe²⁺可以明显提高NO₃^-的去除率．对Fe²⁺的作用提出两种假设：
Ⅰ．Fe²⁺直接还原NO₃^-；
Ⅱ．Fe²⁺破坏FeO（OH）氧化层．
①做对比实验，结果如图2所示，可得到的结论是    ．
②同位素示踪法证实Fe²⁺能与FeO（OH）反应生成Fe₃O₄．结合该反应的离子方程式，解释加入Fe²⁺提高NO₃^-去除率的原因：    ．
（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO₃^-的去除率和pH，结果如表：
初始pH pH=2.5 pH=4.5
NO₃^-的去除率约10% 约3%
1小时pH 接近中性接近中性
与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO₃^-去除率和铁的最终物质形态不同的原因：    ．

难度：中等

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6．如图所示装置工作时均与H₂有关．

①图1所示装置中阳极的电极反应式为    ．
②图2所示装置中，通入H₂一极的电极反应式为    ．
③某同学按图3所示装置进行实验，实验结束后，将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液不变红，再滴入新制氯水，溶液变为红色．该同学据此得出结论：铁与水蒸气反应生成FeO和H₂．该结论    （填“严密”或“不严密”），你的理由是    （用离子方程式表示）．

难度：较难

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7．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．

请回答下列问题：
（1）滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是    ．
（2）检验是否生成-3价氮的化合物，应进行的实验操作是    ．
（3）甲取少量B中溶液，加热，实验现象是    ．请用化学平衡原理解释原因：    ．甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成．
（4）乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足．为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是    ，证明有NO生成的实验现象是    ．
（5）证明A溶液中是否含有Fe²⁺和Fe³⁺，选择的药品是（填序号）    ．
a．铁粉   b．溴水    c．鉄氰化钾溶液    d．硫氰化钾溶液．

难度：中等

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8．某校高一某化学小组欲探如下实验，想请你帮助他们完成以下实验报告：
实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性；实验所用试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂溶液、氯水、碘化钾、淀粉溶液；实验记录：

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①	在FeCl₂溶液中滴入适量氯水	溶液由浅绿色变为黄色		Fe²⁺具有还原性
②	在FeCl₃溶液中加入足量铁粉		Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
③	在FeCl₃溶液中滴入适量KI溶液和淀粉溶液	溶液最终变为蓝色		Fe³⁺具有氧化性

实验结论：Fe只有还原性；Fe³⁺只有氧化性；Fe²⁺既有氧化性，又有还原性．

难度：中等

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9．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．

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．

请回答下列问题：
（1）滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 ______ ．
（2）检验是否生成-3价氮的化合物，应进行的实验操作是 ______ ．
（3）甲取少量B中溶液，加热，实验现象是 ______ ．请用化学平衡原理解释原因： ______ ．甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成．
（4）乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足．为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是 ______ ，证明有NO生成的实验现象是 ______ ．
（5）证明A溶液中是否含有Fe²⁺和Fe³⁺，选择的药品是（填序号） ______ ．
a．铁粉 b．溴水 c．鉄氰化钾溶液 d．硫氰化钾溶液．

难度：较易

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10．有一研究性学习小组在探究有关钢铁的腐蚀情况，他们进行了如下实验：在一个水槽中盛装1000mL水，加入一定量的NaCl固体溶解后通入SO₂气体至溶液pH值约为4左右，另取一支试管（带刻度，规格50mL），一条约5cm 的细铁丝，将铁丝放入试管中，加入约10mL前面配好的溶液，迅速用拇指扣住试管口倒扣于水槽中，用铁架台将试管固定，如图．过一会儿：
（1）观察到试管中的液面逐渐下降，这说明在该条件下，铁丝发生了 ______ 腐蚀，正极材料是 ______ 电极反应是 ______
（2）再过一段时间发现液面停止下降，并且开始逐渐上升，露在液面上的铁丝表面由原来的银白色变棕褐色，这说明在该条件下，铁丝发生了 ______ 腐蚀，正极的电极反应为 ______
①总反应为： ______ ；①反应的产物极易被进一步氧化，生成红褐色物质，
②该反应的化学方程式为： ______ 若铁锈的组成为：Fe₂O₃•xH₂O，试写出由②反应的产物在通常条件下生成铁锈的反应方程式： ______
附加题：
（3）已知原来铁丝质量为2g，发生（1）情况时，依液面下降的高度折为标准状况下的体积是5.6mL，则此时，铁丝的质量变为 ______ g，随后液面开始上升，即发生（2）的变化，依最终液面上升的高度折算为标准状况下的体积比最开始刚倒扣于水槽中试管中溶液的体积多了1.12mL，通过计算，（2）的过程共消耗氧气 ______ mL，若x值为2，那么铁丝的质量应为 ______ g（以上计算有效数字保留至小数点后三位）

难度：较易

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初始pH	pH=2.5	pH=4.5
NO₃^-的去除率	接近100%	＜50%
24小时pH	接近中性	接近中性
铁的最终物质形态