高中化学无机物的性质实验试题

右图装置中，U 型 管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有食盐水和稀盐酸，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（    ）

A．生铁块中的碳是原电池的正极

B．红墨水柱两边的液面变为左低右高

C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e^－="==" Fe^2^＋

D．a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀

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)：

【原创】现有A、B、C、D、E五种金属片，①把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸铜溶液中，A上有红色固体产生；②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生氧化反应；③把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电流方向为B→导线→A；④将E放入水中，立即有气体产生。根据上述情况，回答下列问题：
（1）在①中，金属片_______发生氧化反应；
（2）在②中，金属片_______作负极；
（3）如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，则金属片_______上有气泡产生；
（4）上述五种金属的活动性顺序是__________________。

如图装置中，小试管内为红墨水，带有支管的U型管中盛有pH＝4的雨水和生铁片。经观察，装置中有如下现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于U型管中的液面。以下有关解释合理的是

A．生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应

B．雨水酸性较强，生铁片始终发生析氢腐蚀

C．导管内墨水液面回升时，正极反应式为：O2＋2H2O＋4e^—==4OH^－

D．U型管中溶液pH逐渐减小

用右图装置研究电化学原理，下列分析中错误的是

选项	连接	电极材料	分析
a	b
A	K1  K2	石墨	铁	模拟铁的吸氧腐蚀
B	K1  K2	锌	铁	模拟钢铁防护中牺牲阳极的阴极保护法
C	K1  K3	石墨	铁	模拟电解饱和食盐水
D	K1  K3	铁	石墨	模拟钢铁防护中外加电流的阴极保护法

 

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                     。

利用右图装置，可以完成很多电化实验。下列有关此装置的叙述中，不正确的是

A．若X为锌棒，Y为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

B．若X为碳棒，Y为NaCl溶液，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，溶液中的阳离子向铁电极移动

C．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜电极移动

D．若X为铜棒，Y为硫酸铜溶液，开关K置于N处，铁棒质量将增加，溶液中铜离子浓度将减小

I．下列说法不正确的是             （填字母代码）。

A．对于Al(OH)3(s)Al(OH)3(aq)Al^3+＋3OH^-，前者为溶解平衡，后者为电离平衡

B．物质的溶解度随温度的升高而增加，故物质的溶解都是吸热的

C．能源、信息与材料通常被称为现代社会发展的三大支柱

D．镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀

E.除去硬水中的Mg²⁺，用OH^-沉淀Mg²⁺比用CO₃^2-效果好，说明Mg(OH)₂溶解度比 MgCO₃的小
II．向含有AgI的饱和溶液中：
（1）加入固体AgNO₃，则c(I^-)        (填“变大”、“变小”或“不变”，下同)。
（2）若改加更多的AgI，则c(Ag^＋)           。
（3）若改加AgCl固体，则c(I^-)           ，而c(Ag^＋)           。
III．用“＞”、“＜”或“=”填空：
（1）25℃时1mol/L FeCl₃溶液的pH      80℃时1mol/L FeCl₃溶液的pH。
（2）已知NaHSO₃溶液中c(HSO₃^-)＞c(SO₃^2-)＞c(H₂SO₃)，则溶液中c(H⁺)      c(OH^-)。
（3）常温下，取等物质的量浓度的HA溶液与NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH=8，混合溶液中由水电离出的c(H⁺)_水      NaOH溶液中由水电离出的c(H⁺)_水。

金属锌为活泼金属，易被腐蚀。下列关于锌的腐蚀说法正确的是(  )

A．图a中，插入海水中的锌棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化作用引起的

（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酸酸溶液中发生的装置及得到的图象如下：分析图象，以下结论错误的是（ ）

A．溶液pH≤2时，生铁发生析氢腐蚀

B．在酸性溶液中生铁可能发生吸氧腐蚀

C．析氢腐蚀和吸氧腐蚀的速率一样快

D．两溶液中负极反应均为：Fe-2e^-=Fe^2+

某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na₂CO₃混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO₂溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是         。
（2）已知：
20℃时溶解度/g

CaCO3	CaSO4	Mg（OH)2	MgCO3
1.4×10^-3	2.55×10^-2	9×10^-4	1.1×10^-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO₄的过程            。
（3）在步骤Ⅱ中：
① 被除掉的水垢除铁锈外，还有                       。
② 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因             。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是                    。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe₂O₃保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式：

②下面检测钝化效果的方法合理的是       。
a. 在炉面上滴加浓H₂SO₄，观察溶液出现棕黄色的时间
b. 在炉面上滴加酸性CuSO₄溶液，观察蓝色消失的时间
c. 在炉面上滴加酸性K₃[Fe（CN)₆]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d. 在炉面上滴加浓HNO₃，观察出现红棕色气体的时间