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 ______ ．

难度：较易

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2． “铝热反应”的化学方程式为：2Al+Fe₂O₃ $%20%5Cfrac%20%7B%20%5Coverset%7B%C2%A0%5Ctext%7B%E9%AB%98%E6%B8%A9%7D%C2%A0%7D%7B%7D%7D%7B%C2%A0%7D$ Al₂O₃+2Fe．某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．查阅《化学手册》知，Al、Al₂O₃、Fe、Fe₂O₃熔点、沸点数据如下：
物质 Al Al₂O₃ Fe Fe₂O₃
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 --
（1）该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金．这种推测有一定的道理，理由是： ______ ．
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝．该实验所用试剂是 ______ ，当观察到 ______ 现象时，说明熔融物中含有金属铝，反应的离子方程式为 ______ ．
（3）实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的 ______ （填序号）．
A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液．

难度：较易

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3．下列现象或反应的原理解释正确的是（　　）

选项	现象或反应	原理解释
A	铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落	铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用
B	合成氨反应需在高温条件下进行	该反应为吸热反应
C	镀层破损后，镀锡铁比镀锌铁易腐蚀	锡比锌活泼
D	2CO=2C+O₂在任何条件下均不能自发进行	该反应△H＞0，△S＜0

A．A

B．B

C．C

D．D

难度：易

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4．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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5．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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6．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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7．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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8．某同学在实验室从如图I标签的试剂瓶中取少许钠进行燃烧实验，实验后发现还有少许黑色固体生成．从反应物及实验操作猜测：该黑色物质可能为炭与另一种氧化物组成的混合物．
根据题意和图示回答下面问题：
（1）装置图Ⅱ中A的名称
（2）此氧化物可能是    或    （写化学式）
（3）对黑色固体物质的组成作如图所示探究
①实验I加入盐酸溶液的目的是    ；
②仅通过实验Ⅱ，用最简步骤能快速确定
黑色氧化物的组成，请完善该设计．（限选试剂：稀盐酸、KSCN溶液、10%H₂O₂ 溶液）
实验操作预期现象与结论相关离子方程式
取少量实验Ⅰ中的澄清溶液，加入试剂    ．     ．
    ．

难度：较难

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9．在课堂上，老师演示了金属Na与CuSO₄溶液反应的实验，同学们观察到该反应中生成了蓝色的Cu（OH）₂沉淀而没有发现Cu单质生成．但某同学心中在想，会不会是因为生成的Cu较少而被蓝色沉淀所覆盖从而没有被发现呢？于是想课后到实验室继续研究，希望进一步用实验来验证自己的猜想是否正确．
假如该同学是你，请你写一份实验准备单交给老师，要求老师提供必需的用品．
（1）实验探究的目的：    ．
（2）探究所依据的化学原理：    ．
（3）实验必需的用品：小刀、玻璃片、滤纸、    和    ；金属Na、    和    ．
该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色的沉淀中混有少量的黑色沉淀，而所使用的药品均没有问题．你认为该黑色难溶物是    ，生成该黑色难溶物的原因是    ．

难度：中等

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10．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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物质	Al	Al₂O₃	Fe	Fe₂O₃
熔点/℃	660	2054	1535	1462
沸点/℃	2467	2980	2750	--

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

实验操作	预期现象与结论	相关离子方程式
取少量实验Ⅰ中的澄清溶液，加入试剂．	．	．