高中化学无机物的性质实验试题

（1）某兴趣小组利用如图所示装置进行实验。

闭合K₁，U形管内除电极上有气泡外，还可观察到的现象是               ；在A注射器收集到的气体是     ，阳极电极反应式为                。当电路中转移0.001mol电子时，B注射器最多可以收集到气体        mL（折算为标准状况）。
（2）某兴趣小组利用如图所示装置进行实验，对钢铁的电化学腐蚀原理进行探究。

①首先向锥形瓶内加入铁粉和碳粉的混合物、氯化钠溶液，半分钟后发现U型管内左侧液面高过右侧液面，这现象说明，在中性条件下发生         腐蚀，请写出该反应的电极反应方程式
负极：                                正极：                             
②清洗锥形瓶后，重新加入铁粉和碳粉的混合物，加入1mol/L醋酸溶液，半分钟后发现U型管内左侧液面高过右侧液面，这一现象说明，前半分钟        腐蚀占优势，请写出这时正极主要的电极反应方程式                 ，5分钟后发现U型管内右侧液面高过左侧液面，此时            腐蚀占据优势，请写出此时正极的电极反应方程式                        。

铁及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为                  。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是          (填字母)。
（2）用废铁皮制取铁红(Fe₂O₃)的部分流程示意图如下：

①步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为                         。
②步骤II中发生反应：4Fe(NO₃) ₂＋O₂＋(2n＋4)H₂O＝2Fe₂O₃·nH₂O＋8HNO₃，反应产生的HNO₃又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO₃)₂，该反应的化学方程式为                        。
③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是                    (任写一项)。
（3）已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO₂(g)的平衡常数K＝0.25。
①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO₂)＝             。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x molCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝                   。

用压强传感器探究生铁在pH=2和pH=4醋酸溶液中发生腐蚀的装置及得到的图像如下：
分析图像，以下结论错误的是

A．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快

B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀

C．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀

D．两溶液中负极反应均为：Fe – 2e===Fe^2+

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

（1）请完成以下实验设计表中②的实验目的：                   

编号	实验目的	碳粉／g	铁粉／g	醋酸／%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②		0.5	2.0	36.0
③	碳粉质量的影响	0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t₂时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了吸氧腐蚀；此时，碳粉表面发生了                   （填“氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是：                                   。
（3）该小组对图中0~t₁时压强变大的原因提出如下假设。

请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：                                  ；
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H₂的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤及结论：                                                              。

按如图所示装置进行下列不同的操作，

其中不正确的是

A．铁腐蚀的速度由大到小的顺序是：只接通K1>只闭合K3>都断开>只闭合K2

B．只接通K1，一段时间后，U形管中出现白色沉淀

C．只接通K2，U形管左、右两端液面均下降

D．先只接通K1，一段时间后，漏斗液面上升，然后再只接通K2，漏斗液面下降

电化学原理在日常生活和工农业生产中发挥着重要作用。钢铁生锈现象随处可见，钢铁的电化腐蚀原理如图所示：

（1）写出石墨电极的电极反应_________________________；
（2）将该装置作简单修改即可成为钢铁电化学防护的装置，请在上图虚线框内所示位置作出修改，并用箭头标出导线中电子流动方向且完成以下问题
①简单修改后的该防护装置的名称为__________________________________
写出修改后石墨电极的电极反应式____________________________________；
②_______极（填“正极”“负极”“阳极”“阴极”）附近溶液的pH增大；
③检验阳极产物的方法是_____________________________________________；
④修改后的装置共收集到标准状况下的气体11.2 L时，则有______mol电子发生转移，假设溶液的体积为200ml，则此时溶液中OH^-的物质的量浓度为________mol/L

(10分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和炭粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图所示)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

编号	实验目的	炭粉/g	铁粉/g	醋酸/%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸浓度的影响	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中的压强随时间的变化如图(a)所示。t₂时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图(b)中用箭头标出发生该腐蚀时电子的流动方向；此时，炭粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是__________。
                     
(a)                      (b)
（3）该小组对图(a)中0～t₁时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：________；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H₂的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，补全实验步骤和结论。
实验步骤和结论
①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、
出导管)；
②通入氩气排净瓶内空气；
③                                                                。

铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：
（1）黄铁矿(FeS₂)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS₂＋8O₂6SO₂＋Fe₃O₄，有3 mol FeS₂参加反应，转移________mol电子。
（2）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为_____________；从腐蚀废液回收得到金属铜，还需要的试剂是________。
（3）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是______________________________________     。
（4）钢铁的电化腐蚀原理如图所示，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在图中虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。

在构成宇宙万物的一百多种元素中，金属约占了80%，它们在现代工业和新材料、新技术研究中具有至关重要的意义。现有a、b、c、d四种金属元素，a是人体内含量最多的金属元素，b是地壳中含量最多的金属元素，c是海水中含量最多的金属元素，d是人类冶炼最多的金属元素。
（1）元素a在元素周期表中的位置为　　　　　　　　　　　　　　；
（2）下列可以证明b、c金属性强弱的是　　　　　。
A．最高价氧化物对应水化物的溶解性：bc       B．单质与水反应的剧烈程度：bc
C．相同条件下，氯化物水溶液的pH值：bc      D．c可以从b的氯化物水溶液中置换出b
（3）b的阳离子与Y^n－的电子数相同， Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族元素的氢化物中沸点最低的是________。(填化学式)
（4）b电池性能优越，b一空气电池以其环保、安全而受到越来越多的关注，其原理如图所示。

①该电池的总反应化学方程式为_______________________________________________；
②用b电池电解CuSO₄溶液（电极均为铂电极），通电一段时间后，一极上析出红色固体，另一极的电极反应式为______________________，此时向溶液中加入8gCuO固体后可使溶液恢复到电解前的浓度，则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为___________L。
（5）人类冶炼d的时候一般得到的是d的合金，潮湿环境中其表面会产生一层水膜，从而发生腐蚀。下列关于该腐蚀的说法正确的是　　　　　。
A．腐蚀过程中，一定会有气体放出
B．腐蚀过程中，水膜的碱性会增强
C．在酸性条件下，负极的电极反应式为：2H^＋＋2e^－→H₂
D．与电源的负极相连，可以防止发生这种腐蚀
（6）d单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体，且每生成1 mol该易燃气体放出37.68 kJ热量，请写出此反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　。

（1）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应该置于  处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为     。

（2）肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可以用作火箭燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20％—30％的KOH溶液。该电池放电时，通入肼的一极为    极，该极的电极反应式是      ，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将   （填“增大”、“减小”、“不变”）。
（3）碘被称为 “智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO₃)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，可通过电解制备碘酸钾。（阴、阳两极均用惰性电极，阴极室与阳极室用阳离子交换膜隔开）请回答下列问题：电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I₂+6KOH=5KI+KIO₃+3H₂O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为      。

（1）用l体积SO₂和3体积氧气混合，在450℃以上通过V₂O₅催化剂，发生如下反应：一段时间后达到平衡，若此时同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9：1，则SO₂平衡转化率为_________%，
（2）在25℃时，有pH=m(m≤6)的盐酸L和pH="n" (n>8)的NaOH溶液L。二者混合恰好完全中和。问：若n+m=13时，则/=___________.
（3）利用下图装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于____处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为   。

有关中学常见元素X、Y、Z、D、E的信息如下：

元素	有关信息
X	元素主要化合价为-2
Y	所在主族序数与所在周期序数之差为4
Z	与X同主族，其单质在X的单质中燃烧，发出蓝紫色火焰
D	最高价氧化物既能溶于强酸又能溶于强碱
E	单质是生活中常见金属，其制品在潮湿的空气中易被腐蚀或损坏

用化学用语回答下列问题：
（1）X在元素周期表中的位置　　　　；画出Y的离子结构示意图　　　　　　　；
（2）Y、Z的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是（填化学式）　　　　　　　；
X、Y、D形成的简单离子的半径由大到小为（填离子符号）　　     　　　。
（3）X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质，其反应的化学方程式为　　　　　　　　，D的最高价氧化物溶于强碱的离子方程式　　　　　。
（4）E元素与Y元素可形成EY₂和EY₃两种化合物，下列说法正确的是(填序号)　　　　。
①保存EY₂溶液时，需向溶液中加入少量E单质
②EY₂只能通过置换反应生成，EY₃只能通过化合反应生成
③铜片、碳棒和EY₃溶液组成原电池，电子由铜片沿导线流向碳棒
④向煮沸的NaOH溶液中滴加几滴饱和EY₃溶液，可以制得胶体
（5）E单质在潮湿空气中被腐蚀的正极反应式为　　　　　　　。

铁及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为。
②图中四个区域，生成铁锈最多的是(填字母)。
（2）用废铁皮制取铁红()的部分流程示意图如下：

①步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为。
②步骤Ⅱ中发生反应：，反应产生的又将废铁皮中的铁转化为，该反应的化学方程式为。
③上述生产流程中，能体现"绿色化学"思想的是(任写一项)。
（3）已知t℃时，反应的平衡常数＝0.25。
①t℃时，反应达到平衡时＝。
②若在1 密闭容器中加入0.02 ，并通入，t℃时反应达到平衡。此时转化率为50%，则＝。

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

编号	实验目的	碳粉/	铁粉/	醋酸/%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸浓度的影响	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了("氧化"或"还原")反应，其电极反应式是。

（3）该小组对图2中0～时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：

液化石油气中常存在少量有毒气体羰基硫(COS)，必须将其脱除以减少环境污染和设备腐蚀。完成下列填空。
（1）写出羰基硫的电子式         ，羰基硫分子属于           （选填“极性”、“非极性”）分子。
（2）下列能说明碳与硫两元素非金属性相对强弱的是        。
a．相同条件下水溶液的pH：Na₂CO₃＞Na₂SO₄
b．酸性：H₂SO₃＞H₂CO₃
c．CS₂中碳元素为+4价，硫元素为-2价
（3）羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H₂S，对钢铁设备产生电化学腐蚀。写出正极的电极反应式         ，负极的反应产物为            （填化学式）。
为除去羰基硫，工业上常采用催化加氢转化法，把羰基硫转化为H₂S再除去：COS + H₂ CO + H₂S
（4）已知升高温度，会降低羰基硫的转化率。则升高温度，平衡常数K      ，反应速率        （均选填“增大”、“减小”、“不变”）。
（5）若反应在恒容绝热密闭容器中进行，能说明该反应已达到平衡状态的是     。
a．容器内气体密度保持不变           b．容器内温度保持不变
c．c(H₂)＝c(H₂S)                    d．υ(H₂)_正＝υ(H₂S)_正
（6）已知该反应的平衡常数很大，说明                     。