2022-2023学年山东省烟台市高一上学期期中考试化学试题含解析
展开山东省烟台市2022-2023学年高一上学期期中考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学是一门具有实用性、创造性的科学,下列说法错误的是
A.我国科学家首次实现人工全合成淀粉,有效推动了“碳中和”
B.研究物质性质的方法有观察、实验、分类、比较、假说和模型等
C.阿伏加德罗提出原子论,奠定了现代化学的基础
D.诺贝尔奖获得者屠呦呦汲取古人智慧,利用物理方法提取青蒿素
【答案】C
【详解】A.人工全合成淀粉,可以减少CO2,有效推动了“碳中和”,A正确;
B.观察、实验、分类、比较、假说和模型等方法是研究物质性质的方法,B正确;
C.1811年,阿伏伽德罗提出分子学说,系统地解决了在物质组成和原子量测定方面存在的混乱问题,C错误;
D.诺贝尔奖获得者屠呦呦汲取古人智慧,利用萃取等物理方法提取青蒿素,治疗疟疾,D正确;
故选C。
2.古诗文富载化学知识,下列古诗文隐含化学变化且不属于氧化还原反应的是
A.丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂
B.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天
D.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
【答案】D
【详解】A.HgS受热分解产生Hg、S,Hg与S遇冷二者重新反应产生HgS,反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.爆竹爆炸反应中,KNO3、C、S反应产生K2S、N2、CO2,反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.是高处水在重力作用下飞快流下,在太阳光照耀下闪闪发光,就像银河落下,是物质状态的变化,没有新物质产生,属于物理变化,C不符合题意;
D.CaCO3高温煅烧发生分解反应产生CaO、CO2,该变化过程中元素化合价不变,因此发生的反应不属于氧化还原反应,D符合题意;
故合理选项是D。
3.下列物质的分类、用途正确的是
A.Na2CO3:盐,食品膨松剂 B.Na2O2:碱性氧化物,供氧剂
C.Na:金属单质,冶炼某些金属 D.Fe(OH)3胶体:混合物,饮用水消毒剂
【答案】C
【详解】A.Na2CO3是由金属阳离子和酸根阴离子过程,因此属于盐,但其受热不会发生分解反应,因此不能作食品膨松剂,A错误;
B.Na2O2与水反应产生NaOH、O2,反应过程中元素化合价发生了变化,因此反应Na2O2不是碱性氧化物,而是属于过氧化物,由于Na2O2与水、二氧化碳反应会产生氧气,因此可以作供氧剂,B错误;
C.Na是只含有钠一种元素,因此属于金属单质,金属Na可以与钛、锆、铌、钽等化合物在一定条件下发生置换反应产生金属单质,因此可以用来冶炼某些金属,C正确;
D.Fe(OH)3胶体是分散系,属于混合物,该物质表面积大,吸附力强,能够吸附水中悬浮的固体小颗粒使之形成沉淀而从水中沉淀出来,因此可以用于饮用水净化作用,但不具有强氧化性,因此不能作饮用水消毒剂,D错误;
故合理选项是C。
4.下列说法正确的是
A.可用过滤的方法分离溶液和胶体 B.过氧化钠在空气中放置最终得到碳酸氢钠
C.两种氧化物发生反应可能有气体生成 D.有单质参加或生成的反应一定是氧化还原反应
【答案】C
【详解】A.溶液与胶体均可透过滤纸,则过滤不能分离,应选渗析法,故A错误;
B.过氧化钠在空气中放置最终得到碳酸钠,故B错误;
C.两种氧化物发生反应可能有气体生成,如过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,故C正确;
D.有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,如氧气转化为臭氧,故D错误;
故选:C。
5.下列做法不符合实验室要求的是
A.新制氯水保存在棕色广口瓶中,置于避光阴凉处
B.氢氧化钠溶液盛放在带橡胶塞的细口瓶中
C.金属Na、K着火可以用沙子或湿抹布扑灭
D.稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿玻璃棒缓缓注入水中并不断搅拌
【答案】C
【详解】A.新制氯水中的次氯酸见光易分解,应保存在棕色广口瓶中,置于避光阴凉处,A正确;
B.氢氧化钠溶液可以和玻璃中的二氧化硅反应,应盛放在带橡胶塞的细口瓶中,B正确;
C.金属Na、K着火生成的氧化物可以和水反应生成氧气,可以用沙子扑灭,不能用湿抹布,C错误;
D.稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿玻璃棒缓缓注入水中并不断搅拌,防止暴沸,D正确;
故选C。
6.用代表阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.51g中含有的氧原子数目为3
B.标准状况下,22.4LCO和混合气体中分子数为
C.溶液中含有的氢离子数为2
D.与足量Fe反应,转移电子数为0.2
【答案】C
【详解】A.51g中含有的氧原子数目为3,A正确;
B.标准状况下,22.4LCO和混合气体的物质的量为1mol,分子数为,B正确;
C.溶液体积未知,无法计算离子个数,C错误;
D.铁和氯气反应生成氯化铁,与足量Fe反应,Cl由0价变为-1价,转移电子数为0.2,D正确;
故选C。
7.下列离子方程式书写正确的是
A.钠与溶液反应:
B.向NaOH溶液中滴加溶液:
C.过氧化钠与水反应:
D.向溶液中通入:
【答案】B
【详解】A.钠与溶液反应的离子方程式为,A错误;
B.向NaOH溶液中滴加溶液的离子方程式为,B正确;
C.过氧化钠与水反应的离子方程式为,C错误;
D.HCl酸性大于碳酸,向溶液中通入不反应,D错误;
故选B。
8.下列说法正确的是
A.同温同压下,和的密度之比为14:1
B.同温下,等体积和的压强之比为1:1
C.同温同压下,等质量、中氧原子个数比为1:2
D.同温同压下,等体积和的质量之比为11:4
【答案】A
【详解】A.同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,和的密度之比为28g/mol:2g/mol=14:1,A正确;
B.同温下,等体积气体的压强之比等于物质的量之比, 和的物质的量不确定,无法比较,B错误;
C.同温同压下,且设质量为mg,等质量、中氧原子个数比为=1:1,C错误;
D.同温同压下,等体积和的质量之比等于摩尔质量之比16g/mol:44g/mol=4:11,D错误;
故选A。
9.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,下列关于电导率()图像分析错误的是
A.图①:向饱和石灰水中不断通入
B.图②:向氨水中通入HCl直至过量
C.图③:向NaOH溶液中通入少量
D.图④:向溶液中加入等物质的量浓度的KOH溶液
【答案】D
【详解】A.向饱和石灰水中不断通入,先生成碳酸钙沉淀,然后再生成碳酸氢钙,电导率先减小再增大,A正确;
B.一水合氨为弱电解质,向氨水中通入HCl直至过量,反应生成强电解质氯化铵,电导率逐渐增大,B正确;
C.向NaOH溶液中通入少量,反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,电导率保持不变,C正确;
D.向溶液中加入等物质的量浓度的KOH溶液,反应为HNO3+KOH=KNO3+H2O,由于溶液稀释,电导率缓慢减小,最后几乎不变,D错误;
故选D。
10.下图是碳及其化合物的“价一类”二维图,f为、。下列说法正确的是
A.a只能被氧化,c是酸性氧化物 B.d的水溶液能导电,d属于电解质
C.d→f的转化一定不是氧化还原反应 D.向饱和溶液中通入d有沉淀析出
【答案】D
【分析】根据碳及其化合物的“价一类”二维图,a为CH4、b为C单质、c为CO、d为CO2、e为H2CO3、f为、。
【详解】A.a为CH4,为C的最低价,只能被氧化,c为CO,是不成盐氧化物,A错误;
B.d的水溶液为碳酸溶液,能导电,但CO2属于非电解质,B错误;
C.d→f的转化可能是氧化还原反应,如过氧化钠和CO2反应生成碳酸钠,C错误;
D.碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠,向饱和溶液中通入d生成碳酸氢钠,有沉淀析出,D正确;
故选D。
11.下列除去杂质的方法中,所用试剂不能达到目的的是
物质(杂质)
除杂试剂
A
粉末(KCl)
蒸馏水
B
NaCl溶液()
溶液、HCl溶液
C
溶液()
铜粉
D
粉末()
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.粉末不溶于水,KCl溶于水,可以溶解、过滤分离,A正确;
B.和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,过滤分离,再加入盐酸除去过量的碳酸钠,B正确;
C.FeSO4不能和铜粉反应,不能除杂,C错误;
D.Na2O加热可以和氧气反应生成Na2O2,D正确;
故选C。
12.利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略):
已知:K2MnO4在浓强碱溶液中稳定存在,碱性减弱易发生反应:
下列说法错误的是
A.装置A中固体可以是KClO3或漂白粉
B.装置B中盛放饱和食盐水,除去Cl2中的HCl
C.为防止C中产生黑色沉淀,应向其中加入适量浓NaOH溶液
D.装置C中每消耗0.5 mol Cl2,则生成1 mol KMnO4
【答案】D
【详解】A.在装置A中在常温下反应制取Cl2,可以用浓盐酸与KClO3或漂白粉固体发生氧化还原反应制取Cl2,因此固体可以是KClO3或漂白粉,A正确;
B.浓盐酸具有挥发性,挥发的HCl随Cl2进入饱和饱和食盐水,饱和饱和食盐水能够抑制Cl2的溶解,同时也可以除去Cl2中的HCl,B正确;
C.在装置C中Cl2与K2MnO4发生氧化还原反应产生KMnO4,K2MnO4在浓强碱溶液中稳定存在,而在碱性减弱易发生歧化反应产生MnO2黑色固体,因此为防止C中产生黑色沉淀,应向其中加入适量浓NaOH溶液,C正确;
D.在装置C中通入的Cl2不仅与K2MnO4发生氧化还原反应产生KMnO4,而且也与NaOH溶液发生歧化反应,因此装置C中每消耗0.5 mol Cl2,则生成KMnO4的物质的量小于1 mol,D错误;
故合理选项是D。
13.含钒(V)化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。下列关于含钒物质转化的说法正确的是
A.反应Ⅰ的离子方程式为:
B.实现Ⅱ的转化可以使用HI等还原性酸
C.反应Ⅲ的转化中
D.反应Ⅳ的转化中X表现还原性
【答案】D
【详解】A.V2O5在碱性条件下生成,离子方程式为,A错误;
B.V2O5中的V具有氧化性,不能使用还原性酸,B错误;
C.反应Ⅲ中,中V元素由+5价降低为中+4价,锌为还原剂,由0价升高为+2价,根据得失电子守恒,转化中,C错误;
D.反应Ⅳ中,V2O5中V元素由+5价降低为中+4价,为氧化剂,需要加入还原剂,D正确;
故选D。
二、多选题
14.某无色强碱性溶液中仅含有、、、、、中的若干种,为了确定该溶液的组成,某同学进行如下实验:
①取少量溶液,加入过量溶液,有白色沉淀产生;
②向①所得白色沉淀中加入足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成;
③将②所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀生成。
分析上述实验,下列说法正确的是
A.一定含有、、 B.无法确定是否含有
C.可能含有 D.一定含有、、、
【答案】BD
【分析】①取少量溶液,加入过量溶液,有白色沉淀产生,则可能含有、;
②向①所得白色沉淀中加入足量盐酸,沉淀部分溶解,并有无色气体生成,则该沉淀为碳酸钡和硫酸钡,则必定含有、;
③将②所得混合物过滤,向滤液中加入溶液,有白色沉淀生成,因为前面加入盐酸,不能确定是否含有;
该溶液显碱性,必定含,必定不含,结合电荷守恒,必含,则溶液中必含、、、,不含,不能确定是否含有。
【详解】A.根据分析,溶液一定含有、,不能确定是否含有,A错误;
B.根据分析,无法确定是否含有,B正确;
C.溶液中不含有,C错误;
D.根据分析,一定含有、、、,D正确;
故选BD。
15.亚氯酸钠()主要用于纸张漂白、食品消毒、水处理等。以为原料制备粗产品的工艺流程如下。已知:纯气体易分解爆炸;在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中分解为和NaCl。下列说法正确的是
A.发生器中鼓入空气的目的是氧化
B.母液的主要成分是
C.气体a的主要成分是、、
D.每生产至少需要通入
【答案】BD
【分析】氯酸钠和稀硫酸混合溶解,在溶液中通入二氧化硫发生2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4,反应生成二氧化氯和硫酸钠,然后二氧化氯和双氧水在氢氧化钠溶液中反应2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO+2H2O+O2,生成NaClO2,经减压蒸发、冷却结晶得到NaClO2粗产品。
【详解】A.纯ClO2易分解爆炸,因此反应进行过程中应持续鼓入空气稀释ClO2,故A错误;
B.根据分析,母液的主要成分是,故B正确;
C.根据分析,气体a的主要成分是剩余的以及生成的,故C错误;
D.根据2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4、2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO+2H2O+O2,每生产至少需要通入0.5molSO2,故D正确;
故选BD。
三、填空题
16.白磷()有毒,若皮肤接触到白磷应立即用稀的溶液清洗;其反应为,回答下列问题:
(1)X的化学式为_______;上述反应中的氧化剂为_______;氧化产物与还原产物的物质的量之比为_______。
(2)实验室需配制的溶液。
①用胆矾()配制上述溶液,所需质量为_______g。
②配制该溶液过程中,下列玻璃仪器使用的先后顺序为_______。
a.玻璃棒;b.胶头滴管;c.烧杯;d.100mL容量瓶;e.量筒;f.试剂瓶
③以下操作会引起所配制溶液浓度偏高的是_______(填序号)。
a.容量瓶底部有少量水
b.胆矾长期放置失去部分结晶水
c.定容时俯视刻度线
d.定容摇匀后有溶液溅出
④现利用上述溶液配制的溶液,需量取_______mL上述溶液。
【答案】(1) Cu3P P4、CuSO4 6:5
(2) 37.5 ecadbf bc 16.7
【详解】(1)根据中原子守恒,X的化学式为Cu3P;反应中P元素化合价由0价变为-3价和+5价,生成氧化产物H3PO4和还原产物Cu3P,P4既是氧化剂又是还原剂,Cu元素由+2价降低为+1价,CuSO4为氧化剂,生成还原产物Cu3P,反应中的氧化剂为P4、CuSO4;氧化产物与还原产物的物质的量之比为24:20=6:5;
(2)①配制的溶液所需胆矾质量为m=cVM=1.5mol/L×0.1L×250g/mol=37.5g;
②配制溶液的操作步骤为:称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶贴签,所需仪器顺序为e.量筒;c.烧杯;a.玻璃棒;d.100mL容量瓶;b.胶头滴管;f.试剂瓶;
③a.容量瓶底部有少量水,对实验无影响;
b.胆矾长期放置失去部分结晶水,导致称量的硫酸铜偏多,浓度偏高;
c.定容时俯视刻度线,加水过少,浓度偏高;
d.定容摇匀后有溶液溅出,对浓度无影响;
④根据配制过程溶质的物质的量不变,配制的溶液需要用500mL容量瓶,需量取≈16.7mL上述溶液。
17.在两份相同的溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的、溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。回答下列问题:
(1)在水溶液中的电离方程式是_______;属于“酸”、“碱”、“盐”中的_______;图中代表滴加溶液的变化曲线是_______(填“①”或“②”)。
(2)曲线①中a点导电能力最弱的原因是_______(用化学方程式表示);b点溶液中大量存在的离子是_______。
(3)c点两溶液中浓度:①_______②(填“>”、“<”或“=”,下同);d点对应的溶液显_______(填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
(4)曲线②中的b、d两点对应所加溶液的体积比为_______。
【答案】(1) NaHSO4=Na++H++SO 盐 ②
(2) H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O Na+、OH-
(3) > 中性
(4)1:2
【分析】Ba(OH)2溶液和H2SO4、NaHSO4溶液反应方程式分别为H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O、NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O,2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,溶液导电能力与离子浓度成正比,根据图知,曲线①在a点溶液导电能力接近0,说明该点溶液离子浓度最小,应该为Ba(OH)2溶液和H2SO4的反应,则曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,根据图知,a点为Ba(OH)2溶液和H2SO4恰好反应,H2SO4、NaHSO4溶液的物质的量浓度相等,则b点溶液溶质为NaOH;c点,①中稀硫酸过量,溶质为硫酸,②中反应后溶质为NaOH、Na2SO4;a点①中硫酸和氢氧化钡恰好完全反应,溶液中只含水;d点②中溶质为Na2SO4。
【详解】(1)在水溶液中的电离方程式是NaHSO4=Na++H++SO;可以电离出金属阳离子和酸根阴离子,属于盐;图中代表滴加溶液的变化曲线是②。
(2)曲线①中a点导电能力最弱的原因是H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O;曲线②为Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的反应,根据图知, H2SO4、NaHSO4溶液的物质的量浓度相等,则b点发生反应为NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O,溶液溶质为NaOH,离子为Na+、OH-;
(3)根据分析,c点,①中稀硫酸过量,溶质为硫酸,显酸性,②中反应后溶质为NaOH、Na2SO4,显碱性,c点两溶液中浓度:①>②;d点②中溶质为Na2SO4,d点对应的溶液显中性;
(4)曲线②中的b、d两点对应的方程式为:NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NaOH+H2O,2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O;故所加溶液的体积比为1:2。
四、实验题
18.某固体样品中含有杂质,为测定样品中的含量,某实验小组称取ag样品进行测定。回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为_______;装置B的名称为_______。
(2)甲同学拟通过测定的质量来计算样品中含量,仪器的连接顺序为_______(每组装置仅使用一次)。
(3)乙同学拟选取A→C→B装置完成测定,则B装置中加入的试剂为_______。若C的质量变化为bg,则样品中的质量分数为_______。若无B装置会使测量结果_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)老师指出上述方案均会导致测定结果偏小,应将A装置更换为以下装置:
请说明原因_______。
【答案】(1) (球形)干燥管
(2)ADCB
(3) 碱石灰 ×100% 偏大
(4)A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C全部吸收,导致测定结果偏小
【分析】为测定样品中的含量,利用的不稳定性,通过加热使其分解,产生的气体通过浓硫酸吸收水蒸气,通过碱石灰吸收二氧化碳,最后为防止空气中的水蒸气及二氧化硫进入而引起干扰,连接一个干燥管,通过浓硫酸增加的质量计算产生的水的量,通过碱石灰增加的质量计算二氧化碳的量。
【详解】(1)装置A中受热分解生成、二氧化碳和水,反应的化学方程式为;装置B的名称为(球形)干燥管;
(2)甲同学拟通过测定的质量来计算样品中含量,根据分析可知,仪器的连接顺序为ADCB;
(3)乙同学拟选取A→C→B装置完成测定,为防止空气中的水蒸气及二氧化碳进入C装置,则B装置中加入的试剂为碱石灰;若C的质量变化为bg,根据反应有: ,,x=,则样品中的质量分数为×100% ;若无B装置,则可能空气中的水蒸气及二氧化碳进入C装置使B装置的质量增加偏大,会使测量结果偏大;
(4)A装置中可能残留CO2,使得CO2不能被C全部吸收,导致测定结果偏小。
19.食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。粗盐中除了含有泥沙之外,还含有少量、、等杂质离子,由粗盐获得精盐的一般步骤如下:
回答下列问题:
(1)步骤①、③两个过程均用到玻璃棒,其作用分别是_______、_______。
(2)步骤②的目的是除去粗盐中杂质(、、),提供的试剂有溶液、溶液、NaOH溶液。加入试剂的顺序正确的是_______(填序号);为检测离子是否沉淀完全,请写出检验方法_______。
A.溶液→NaOH溶液→溶液
B.NaOH溶液→溶液→溶液
C.NaOH溶液→溶液→溶液
D.溶液→NaOH溶液→溶液
(3)步骤③“过滤”操作需要的玻璃仪器有玻璃棒、_______(填仪器名称);该操作得到沉淀的成分有泥沙、、、_______。
(4)加入适量盐酸的作用是_______;步骤⑥操作是_______(填操作单元的名称)。
【答案】(1) 搅拌 引流
(2) AC 取适量反应后溶液,加入盐酸排除干扰,再加入氯化钡溶液,无白色沉淀生成生成,则已沉淀完全
(3) 漏斗、烧杯 CaCO3、BaCO3
(4) 、OH- 冷却结晶、洗涤、干燥
【分析】粗盐中含难溶的泥沙以及可溶性杂质(Ca2+、Mg2+、),通过第①步溶解,再通过第②步除掉可溶性杂质离子,加过量的BaCl2溶液,沉淀,加入稍过量的Na2CO3溶液,将过量的Ba2+和Ca2+同时除去,加稍过量的NaOH溶液将Mg2+沉淀下来,得到沉淀为硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡,过滤,便可除掉难溶性杂质、泥沙;由于除杂试剂是过量的,所以滤液中含杂质、OH-,用盐酸与之反应除去,使用的盐酸也是过量的,盐酸易挥发,在第⑥步中加热时除去。
【详解】(1)步骤①为溶解,③为过滤,两个过程均用到玻璃棒,其作用分别是搅拌和引流;
(2)步骤②的目的是除去粗盐中杂质(、、),提供的试剂有溶液、溶液、NaOH溶液,加入过程中为了除去过量的钡离子,则碳酸钠必须在氯化钡溶液之后加入,加入试剂的顺序正确的是AC;检测离子是否沉淀完全方法为取适量反应后溶液,加入盐酸排除干扰,再加入氯化钡溶液,无白色沉淀生成生成,则已沉淀完全;
(3)“过滤”操作需要的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯;根据分析,该操作得到沉淀的成分有泥沙、、、CaCO3、BaCO3;
(4)加入适量盐酸的作用是除去过量的、OH-;步骤⑥操作之制备精盐,操作步骤是冷却结晶、洗涤、干燥。
20.FeCl3在工农业生产中有广泛的应用,某实验小组用如下装置模拟干法制备FeCl3。已知:FeCl3加热易升华,在空气中易潮解。
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的离子方程式为_______;该反应体现了浓盐酸的性质是_______。
(2)装置C的作用是_______;硬质玻璃管直接接入收集器而不用导管连接D和E的原因是_______。
(3)上述装置存在一处缺陷,会导致产品FeCl3不纯,改进的方法是_______。
(4)装置F中发生反应的离子方程式为_______。
(5)称取收集器中粗产品m g配制成100 mL溶液,进行FeCl3纯度的测定(粗产品中的杂质不参与反应,已知:)。取10 mL溶液置于锥形瓶中,加入过量的KI溶液充分反应生成I2,生成的I2恰好与V mLc mol/LNa2S2O3溶液反应。则FeCl3的纯度为_______。
【答案】(1) 2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 还原性和酸性
(2) 干燥Cl2 防止氯化铁凝华堵住导管
(3)在装置E、F之间连接一个盛有碱石灰的干燥管
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(5)
【分析】在装置A中浓盐酸与KMnO4反应产生Cl2,装置B中饱和NaCl溶液可以除去杂质HCl,在装置C中用浓硫酸干燥Cl2,在装置D中Fe与Cl2假如反应制取FeCl3;在装置E中用冷水降温收集FeCl3固体,在装置F中用NOH溶液吸收多余Cl2,防止大气污染。
【详解】(1)在装置A在浓盐酸与KMnO4发生氧化还原反应产生KCl、MnCl2、Cl2、H2O,该反应的离子方程式为:2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
在该反应中,16个HCl参加反应,其中10个HCl作还原剂,失去电子被氧化为Cl2,6个HCl提供酸根离子,用于与金属阳离子结合形成盐,起酸的作用,故该反应中浓盐酸表现的性质是还原性和酸性;
(2)装置C中盛有浓硫酸,作用是干燥Cl2;
FeCl3在室温下呈固态,将制取FeCl3硬质玻璃管直接接入收集器而不用导管连接D和E的可以防止FeCl3凝华为固体而堵塞导气管;
(3)上述装置存在一处缺陷,就是装置E、F直接缺少干燥装置,NaOH溶液中的水分进入装置E中导致FeCl3部分水解,导致部分产品FeCl3不纯,改进的方法是装置E、F之间连接一个盛有碱石灰的干燥管吸收水分及多余Cl2;
(4)在装置F中Cl2与NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,该反应的离子方程式:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(5)根据反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2,可得关系式:2Fe3+~I2~2Na2S2O3,n(Na2S2O3)=cV×10-3 mol,则n(Fe3+)=n(Na2S2O3)=cV×10-3 mol,则m g粗产品配制的100 mL溶液中含有FeCl3的物质的量为n(Fe3+)=cV×10-3 mol×= cV×10-2 mol,则FeCl3的纯度为:。
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