2022-2023学年江苏省张家港沙洲中学高一上学期12月月考化学试题含解析
展开江苏省张家港沙洲中学2022-2023学年高一上学期12月月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.自来水厂常使用氯气消毒,市场上有些小商小贩用自来水充当纯净水出售。下列试剂中,可用来辨其真伪的是( )
A.酚酞溶液 B.氯化钡溶液 C.氢氧化钠溶液 D.硝酸银溶液
【答案】D
【详解】自来水厂常使用氯气消毒,Cl2+H2O=HCl+HClO,则自来水中含有Cl-,而纯净水则无Cl-,检验Cl-离子的存在,可用硝酸银溶液,生成不溶于水和酸的AgCl沉淀;氯水中存在氢离子显酸性,遇酚酞不变色、与氯化钡溶液不反应、与氢氧化钠发生中和反应,均无明显现象,不能鉴别,故选D。
【点睛】本题的易错点为C,要注意自来水中少量的盐酸和次氯酸能够与氢氧化钠反应,但没有明显现象,无法鉴别。
2.有关漂白粉的下列说法中,错误的是()
①漂白粉是混合物,其有效成分是次氯酸钙
②为了提高漂白粉的漂白效果,使用时可加少量盐酸
③漂白粉性质稳定,可以敞口存放
④漂白粉能与少量CO2、H2O反应生成Ca(HCO3)2和HClO
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】C
【详解】①漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙,是混合物,其有效成分是次氯酸钙,故①正确;
②加入少量盐酸,次氯酸钙与盐酸反应可生成次氯酸,漂白效果增强,故②正确;
③因漂白粉中的次氯酸钙能与空气中的水和二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸,次氯酸不稳定易分解,不可以敞口存放,故③错误;
④漂白粉能与少量CO2、H2O反应生成碳酸钙和次氯酸,化学方程式为:Ca(ClO)2+H2O+CO2= CaCO3↓+2HClO ,故④错误;
错误的为③④,答案选C。
3.下列关于金属钠性质的叙述中,正确的是
A.钠因密度小、故可以制作透雾能力强的高压钠灯
B.钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成白色固体Na2O
C.金属钠可将TiCl4溶液中置换出稀有金属Ti
D.钠原子最外层只要1个电子,因此易失去电子表现为还原性
【答案】D
【详解】A.钠灯的黄色光的射程远,透雾能力强,故可以制作透雾能力强的高压钠灯,A错误;
B.钠在纯净的氧气中充分燃烧,生成淡黄色固体过氧化钠,B错误;
C.金属钠非常活泼,先和溶液中的水反应,不能从四氯化钛溶液中置换出稀有金属Ti,C错误;
D.钠原子最外层只有1个电子,因此易失去电子,表现为还原性,D正确;
故选D。
4.下列说法正确的是
A.氯元素在自然界中既以化合态存在,也以游离态存在
B.二氧化硫使含有酚酞的NaOH溶液褪色,是因为SO2具有漂白性
C.氧化镁的熔点高达2800℃,可用于制造耐火坩埚
D.雨水样品在空气中放置2小时后,测得pH变小,主要是因为吸收了空气中的CO2
【答案】C
【详解】A.氯的非金属很强,在自然界中只以化合态形式存在,A错误;
B.二氧化硫是酸性氧化物能与NaOH反应,使含有酚酞的NaOH溶液褪色,B错误;
C.氧化镁熔点很高,常用于制造耐火、耐高温材料,如耐火坩埚,C正确;
D.雨水中含有亚硫酸被氧化成硫酸,酸性变强,导致一段时间后pH变小,与空气中的二氧化碳无关,D错误;
故选C。
5.从海带中提取碘的实验过程中,涉及下列操作,其中正确的是
图1
图2
图3
图4
A.图1放出碘的苯溶液 B.图2分离碘并回收苯
C.图3将海带灼烧成灰 D.图4过滤得含I-溶液
【答案】B
【详解】A.碘易溶于苯,由于苯的密度比水小,因此应该将下层水层通过分液漏斗下口放出后,关闭分液漏斗活塞,再从上口倒出碘的苯溶液,A错误;
B.由于苯、碘的沸点不同,可通过蒸馏方法分离碘并回收苯。在蒸馏时,通过温度计测量馏分的温度;为了提高冷凝效果,可采用逆流原理,冷却水下口进上口出,B正确;
C.将海带灼烧成灰应该在坩埚中进行,不能使用烧杯,C错误;
D.在过滤得含I-溶液时要使用玻璃棒引流,缺少引流作用的玻璃棒,D错误;
故合理选项是B。
6.用下图所示装置能达到有关实验目的是
A.用甲图装置证明密度ρ(苯)<ρ(钠)<ρ(水) B.用乙图装置分离酒精和四氯化碳
C.用丙图装置比较NaHCO3和Na2CO3的热稳定性 D.用丁图装置干燥Cl2
【答案】A
【详解】苯的密度小于水在水的上层,金属钠的密度介于苯和水之间,ρ(苯)<ρ(钠)<ρ(水),A正确;酒精和四氯化碳互溶,不分层,无法分液,B错误;试管中放置两种盐的位置应该互换,才能证明NaHCO3和Na2CO3的热稳定性,C错误;气体从导气管短管进,不能从长管出,无法达到目的,D错误;正确选项A。
7.室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.溶液:、、、
B.溶液:、、、
C.溶液:、、、
D.溶液:、、、
【答案】A
【详解】A.溶液中、、、丶不反应,可大量共存,A符合;
B.溶液中与氢离子反应生成二氧化碳和水,B不符合;
C.溶液中钙离子、均与结合生成沉淀,不能大量共存,C不符合;
D.溶液中、与高锰酸根离子发生氧化还原反应,不能大量共存,D不符合;
答案选A。
8.下列反应的离子方程式中正确的是
A.Fe2(SO4)3和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3++SO42-+Ba2++3OH-=Fe(OH)3↓+BaSO4↓
B.碳酸钡加入稀硫酸:BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑
C.向碳酸氢钙溶液中加入过量氢氧化钠:Ca2++2HCO3—+2OH—=CaCO3↓+2H2O+CO32—
D.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和HCl溶液混合:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
【答案】C
【详解】A、根据物质的组成,正确的离子反应应该是2Fe3++3SO42-+3Ba2++6OH-=2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓,A错误;
B、生成的硫酸钡难溶于水,用化学式表示,B错误;
C、向碳酸氢钙溶液中加入过量氢氧化钠生成碳酸钙、碳酸钠和水,C正确;
D、等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2 和HCl溶液混合的离子反应为2H++Mg2++4OH-═Mg(OH)2↓+2H2O,D错误;
答案选C。
【点晴】掌握相关物质的性质是解答的关键,离子方程式错误的原因有:离子方程式不符合客观事实:质量不守恒、电荷不守恒、电子得失总数不守恒、难溶物质和难电离物质写成离子形式、没有注意反应物的量的问题,在离子方程式正误判断中,学生往往忽略相对量的影响,命题者往往设置“离子方程式正确,但不符合相对量”的陷阱。突破“陷阱”的方法一是审准“相对量”的多少,二是看离子反应是否符合该量,没有注意物质之间是否会发生氧化还原反应等,注意离子配比,注意试剂的加入顺序,难溶物溶解度的大小,注意隐含因素等。应熟练掌握化学反应规律和重要物质的性质,认真审题,才能正确写出离子方程式。
9.SO2气体通入BaCl2溶液中,无沉淀产生,但再分别加入①NH3·H2O、②氯水、③H2S溶液均有沉淀产生,这些沉淀分别为
A.BaSO4、BaSO3、S B.S、BaSO3、BaSO4
C.BaSO3、BaSO4、S D.BaSO3、S、BaSO4
【答案】C
【详解】将SO2气体通入BaCl2溶液中无沉淀生成,是因为盐酸酸性大于亚硫酸的酸性,①NH3·H2O有沉淀生成,是因二氧化硫与氨气生成亚硫酸根离子,亚硫酸根离子与钡离子结合生成亚硫酸钡沉淀;②氯水有沉淀生成,是因二氧化硫与氯气反应生成硫酸根离子,硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀;③H2S有沉淀,是因二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应生成S,答案选C。
10.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为棕色。再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。下列分析正确的是
A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
B.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂
C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性
D.滴加KI溶液时,转移2 mol e-时生成1 mol白色沉淀
【答案】A
【详解】A.根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性可知,反应①中氧化性Cu2+>I2,反应②中I2将SO2氧化,说明氧化性I2>SO2,故A正确;
B.向反应后的混合物中再通入SO2气体,又发生反应:I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI②,该反应中I2作氧化剂,SO2作还原剂,故B错误;
C.I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI②,该反应中I2作氧化剂,SO2作还原剂,体现了SO2的还原性,故C错误;
D.由题干信息可知,向CuSO4溶液中加入KI溶液时发生反应:2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2①,当转移2 mol e-时生成2 mol CuI沉淀,故D错误;
故选A。
11.如图装置用来检验氯气的部分性质,下列说法不正确的是( )
A.装置A的作用是除去氯气中的水蒸气
B.该实验必须在通风橱中进行
C.装置C中发生反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
D.装置B的现象是干燥处布条褪色,湿润处布条不褪色
【答案】D
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,与氯气不反应,则装置A的作用是除去氯气中的水蒸气,故A正确;
B.氯气有毒,则该实验必须在通风橱中进行,故B正确;
C.装置C中NaOH吸收尾气,发生反应为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,故C正确;
D.B中干燥布条不能褪色,而湿润处布条褪色,故D错误;
故选D。
【点晴】本题考查物质的鉴别和检验,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应及现象为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意HClO具有漂白性。本题中氯气被浓硫酸干燥后,B中干燥布条不能褪色,C为尾气处理,C中氯气与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠。
12.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在空气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
【答案】D
【详解】A.NaHCO3能和NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O,故可用适量的NaOH溶液反应除去Na2CO3溶液中的NaHCO3,故A正确;
B.Na2CO3在溶液中可与CO2反应生成NaHCO3,故可用通入过量CO2的方法除去NaHCO3溶液中的Na2CO3,故B正确;
C.Na2O在空气中加热可得到Na2O2,故可用在空气中加热的方法除去Na2O2粉末中的Na2O,故C正确;
D.加入Ba(OH)2溶液,会引入新的杂质离子OH-,故D错误;
答案选D。
13.NaCl是一种化工原料,可以制备一系列物质。下列说法正确的是
A.25℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中,Cl2既是氧化剂,又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存,所以Cl2不与铁反应
D.图中所示转化反应都是氧化还原反应
【答案】B
【详解】A、25 ℃,NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的小,A项错误;
B、石灰乳与Cl2的反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,只有氯元素化合价发生变化,Cl2既是氧化剂,又是还原剂,B项正确;
C、常温下Cl2不与铁反应,加热条件下则可以反应,C项错误;
D、图中所示转化反应中生成NaHCO3、Na2CO3的反应都是非氧化还原反应,D项错误。
答案选B。
14.根据下图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是
已知:MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A.过程①的提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生2种单质
B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题
D.在过程④、⑥反应中每氧化0.2 mol Br-需消耗2.24LCl2
【答案】C
【详解】A.过程①的提纯中过滤属于物理过程,但是除去镁离子、碳酸根离子、硫酸根离子属于化学过程;过程②电解饱和食盐水获得了氯气和氢气两种单质,故A错误;
B.因MgCl2•6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等,得不到无水MgCl2,若要由MgCl2•6H2O灼烧即可制得无水MgCl2,为防止Mg2+发生水解,应在HCl气氛中进行,故B错误;
C.因Br2+SO2 +2H2O=2HBr+H2SO4,反应后溶液呈酸性,能与金属容器反应,生产中需解决其对设备的腐蚀问题,故C正确;
D.每氧化0.2 mol Br-需消耗0.1 mol Cl2,但体积不一定是2.24 L,在标准状况下才是2.24 L,故D错误;
故选C。
15.如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列说法正确的是
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、蘸有KMnO4溶液的滤纸均褪色都能证明SO2的漂白性
C.湿润的淀粉KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性强于I2
D.NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2
【答案】D
【详解】A.浓硫酸与Na2SO3晶体反应产生SO2气体,SO2与水反应产生H2SO3,H2SO3具有酸的通性,能够使蓝色石蕊试纸变为红色,但不会褪色,A错误;
B.浓硫酸与Na2SO3晶体反应产生SO2气体,SO2具有漂白性,能够使湿润的品红试纸褪色;同时由于SO2具有还原性,能够被酸性KMnO4溶液氧化为硫酸,KMnO4被还原为无色的Mn2+,因此使蘸有KMnO4溶液的滤纸褪色,这体现了SO2的还原性,B错误;
C.湿润淀粉KI试纸变蓝,说明SO2能将KI氧化为I2,而湿润的淀粉KI试纸未变蓝,因此说明SO2的氧化性比I2弱,C错误;
D.SO2是酸性氧化物,能够与NaOH反应产生可溶性Na2SO3,因此可用NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2,D正确;
故合理选项是D。
16.新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体,可溶于水.工业上制备K2FeO4的常用方法之一是次氯酸盐氧化法:①2FeCl3+10NaOH+3NaClO = 2Na2FeO4+9NaCl+5H2O,② Na2FeO4 + 2KOH = K2FeO4 + 2NaOH .下列说法不正确的是
A.反应①为氧化还原反应,反应②为复分解反应
B.反应①中NaClO 是氧化剂
C.反应②的产物K2FeO4中Fe为+4价,具有强氧化性,能杀菌消毒
D.若有2 mol FeCl3 发生反应,转移电子的物质的量为 6 mol
【答案】C
【详解】Na2FeO4 中铁为+6价,具有强氧化性,可用于杀菌消毒,C错误;氧化还原反应是化合价发生变化的反应,复分解反应是由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,题目中两个反应显然符合条件,A正确;NaClO中氯元素由+1价降为-1价,作氧化剂,B正确;若有2 mol FeCl3发生反应变为K2FeO4,铁的化合价从+3价升高到+6价,则应该有6 mol电子发生转移,D正确;正确选项C。
17.某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中,反应得到NaCl、NaClO、NaClO3 的混合液,经测定ClO-与ClO的物质的量浓度之比为1∶3,则Cl2与NaOH溶液反应时,被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为
A.21∶5 B.11∶3 C.3∶1 D.4∶1
【答案】D
【详解】Cl2生成ClO-与ClO是被氧化的过程,化合价分别由0价升高为+1价和+5价,ClO-与ClO的物质的量浓度之比为1:3,则可设ClO-为1mol,ClO为3mol,被氧化的Cl共为4mol,失去电子的总物质的量为1mol×(1-0)+3mol×(5-0)=16mol,氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等,Cl2生成NaCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,则得到电子的物质的量也应为16mol,则被还原的Cl的物质的量为16mol,所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为16mol:4mol=4:1,故选D。
18.相同温度和压强下,研究在不同溶液中,Cl2的浓度[c(Cl2)]随溶液浓度的变化,见图。
注:c(Cl2)表示溶解Cl2的量,即单位体积内溶解Cl2的物质的量
下列说法不正确的是
A.由图1可知,Cl2与Cl-结合生成Cl,增大c(NaCl),c(Cl2)减小
B.由图1无法确定c(Na+)与氯气溶解度的关系
C.由图2可知,增大c(H+),c(Cl2)减小
D.若将Cl2通入盐酸中,增大c(HCl),Cl2的溶解度一定减小
【答案】D
【详解】A.由图1可知,由生成的量下降,存在,随着氯化钠浓度增大,氯气浓度曲线逐渐下降,增大氯化钠浓度,氯气浓度减小,A项正确;
B.由图2可知,增大氢离子浓度,氯气浓度减小,B项正确;
C.氯气浓度曲线随着硫酸浓度的增加而下降,故增大氢离子浓度,氯气浓度减小,C项正确;
D.由图1,2可知,图1增大氯离子浓度,存在平衡,促进氯气和氯离子结合生成,氯气溶解度增大,由图2可知增大氢离子浓度,氯气浓度减小,氯离子浓度和氢离子浓度对氯气的溶解度影响相反,氯化氢中含有氯离子和氢离子,故增大氯化氢浓度,氯气浓度不一定减小,D项错误;
答案选D。
19.某无色溶液X可能含有:K+、Na+、Cu2+、NH、Mg2+、Ba2+、CO、Cl-、SO中若干种离子,且各离子浓度相同,依次进行下列实验:
①取少最溶液X,加入足量氢氧化钠溶液,有沉淀A产生;微热闻到刺激性气味。
②过滤①中的混合物,在滤液中加入足量的氢氧化钡溶液,有白色沉淀B产生,再加入足最的稀硝酸,沉淀不溶解。根据上述实验,以下说法正确的是
A.溶液X中一定含有NH、Mg2+、SO,可能含有CO
B.溶液X中是否含有Na+、K+需要通过焰色试验确定
C.沉淀A是混合物,沉淀B是纯净物
D.溶液X中一定没有CO,但一定含有Cl-
【答案】D
【分析】无色溶液X中不存在Cu2+,由取少量溶液X,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,有沉淀A产生可知,X溶液中一定含有镁离子,一定不存在碳酸根离子;微热,闻到刺激性气味说明X溶液中含有铵根离子;由在滤液中加入足量的氧化钡溶液,有白色沉淀B产生,再加入足量的稀硝酸,沉淀不溶解说明X溶液中,一定含有硫酸根离子,一定不含有钡离子;由各离子浓度相同,结合离子共存可知,溶液中一定含有氯离子,不含有钠离子和钾离子,则X溶液中一定含有镁离子、铵根离子、硫酸根离子、氯离子,一定不含有钾离子、钠离子、钡离子,碳酸根离子,沉淀A为氢氧化镁、沉淀B为硫酸钡。
【详解】A.由分析可知,溶液X中一定不含有碳酸根离子,A错误;
B.由分析可知,溶液X中一定不含有钾离子、钠离子,B错误;
C.由分析可知,沉淀A为氢氧化镁、沉淀B为硫酸钡,都是纯净物,C错误;
D.由分析可知,溶液X中一定没有,但一定含有Cl−,D正确;
故选D。
20.现取一定质量Na2CO3、NaHCO3和NaCl混合物,分为三等份,进行实验探究:
实验一:将一份混合物溶于水,向其中加入适量AgNO3溶液,有白色沉淀X生成。
实验二:将另一份混合物溶于水,加入足量Ba(OH)2溶液,有白色沉淀Y生成。
实验三:将第三份混合物固体溶于25 mL 2.0 mol·L-1 盐酸中,生成0.56 L (标准状况下)气体,并得到溶液Z,测得溶液Z中c (H+)为0.4 mol·L-1.假设溶液体积的变化忽略不计。
下列说法正确的是
A.实验一中白色沉淀X为AgCl
B.实验二可得到2.955 g白色沉淀Y
C.原混合物中Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为2∶3
D.若溶液Z中c (H+)∶c (Cl—) = 1∶6,则原混合物中有0.03 mol NaCl
【答案】D
【分析】由实验三可知,混合物中碳酸钠和碳酸氢钠完全与盐酸反应,设第三份混合物中碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为amol、bmol,由碳原子个数守恒可得:a+b=①,由与盐酸反应的方程式可得:2a+b=2.0mol/L×0.025L—0.4 mol/L×0.025L②,解联立方程可得:a=0.015、b=0.01,则化合物中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为5∶2。
【详解】A.混合物溶于水所得溶液中碳酸钠也能与硝酸银溶液反应生成碳酸银白色沉淀,则实验一中白色沉淀X为氯化银和碳酸银的混合物,故A错误;
B.由分析可知,第二份混合物溶于水所得溶液中的碳酸钠和碳酸氢钠均能与足量氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀,由碳原子个数守恒可知,碳酸钡的质量0.025mol×197g/mol=4.925g,故B错误;
C.由分析可知,化合物中碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为5∶2,故C错误;
D.由溶液Z中氢离子浓度为0.4mol/L可知,若溶液Z中c (H+)∶c (Cl—) = 1∶6,溶液Z中氯离子的物质的量为0.4mol/L×0.025L×6=0.06mol,则原混合物中氯化钠中钠离子的物质的量为(0.06mol—2.0mol/L×0.025L) ×3=0.03 mol,故D正确;
故选D。
二、填空题
21.I.氯元素是中学化学中常见的重要非金属元素之一,氯元素的单质及其化合物在生产与生活中有着重要的用途,依据所学知识完成下列问题:
(1)实验室制备氯气的离子方程式是_____;若多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收,其离子方程式为_____。
II.常温下,二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,具有强氧化性,已被联合国世界卫生组织(WHO)列为高效安全消毒剂。常温下,它可用氯酸钠固体与浓盐酸反应制备得到,还有NaCl与Cl2生成。
(2)写出并配平该反应的化学方程式_____。
(3)如果反应中生成标准状况下11.2L氯气,则转移电子数为_____。
(4)二氧化氯可迅速氧化硫化物(其中还原产物中氯元素为-1价),以除去水中硫化物产生的臭味。取适量ClO2,通入到含有H2S(二元弱酸)的水中,再向其中加入少量氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成。写出ClO2与H2S水溶液反应的离子方程式_____。
【答案】(1) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(2)2NaClO3 +4HCl(浓)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl
(3)NA
(4)5H2S+8ClO2 +4H2O=5+8Cl-+18H+
【详解】(1)实验室利用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,制取氯气的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;氢氧化钠溶液吸收氯气生成次氯酸钠、氯化钠和水,离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(2)氯酸钠具有强氧化性,浓盐酸具有还原性,氯酸钠固体与浓盐酸发生氧化还原反应生成二氧化氯、氯气、氯化钠和水,反应的化学方程式为2NaClO3 +4HCl(浓)=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl;
(3)由方程式可得被氧化氯化氢、氯气和转移电子数目关系如下:2 HCl~Cl2↑~2e-,标准状况下,11.2L氯气的物质的量为0.5mol,则被氧化的氯化氢和转移电子的物质的量均为0.5mol×2=1mol,转移的电子数目为6.02×1023或NA;
(4)由题意可知,ClO2与H2S水溶液发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒配平,反应的离子方程式为5H2S+8ClO2 +4H2O=5+8Cl-+18H+。
三、实验题
22.某化学兴趣小组用100mL1mol/LNaOH溶液完全吸收了amolCO2后得到溶液A(液体体积无变化)。为了确定溶液A的溶质成分及a值,该兴趣小组的同学进行了如下实验。请帮助他们完成下列相应实验内容。
[提出假设]
(1)假设I:溶液A的溶质为_____;
假设II:溶液A的溶质为Na2CO3;
假设III:溶液A的溶质为Na2CO3、NaHCO3;
假设IV:溶液A的溶质为_____。
[实验过程]
(1)甲同学取少量溶液A于试管,再向试管中滴加几滴酚酞溶液,溶液A变红,由此得出假设I成立。
(2)乙同学分析后认为甲同学的实验结论有误。请说明乙同学的判断依据_____;他进一步提出,应先取少量溶液,向其中加入足量的_____溶液,来检验溶液A是否含_____,结果加入检验溶液后观察到溶液A变浑浊。
(3)丙同学为了检验溶液A是否还含其它溶质,他将乙同学所得浑浊溶液进行过滤,并把滤液分为两份,向其中的一份加入稀硫酸,有无色气体生成,则假设_____正确。
(4)为准确测定a值,丁同学取了10mL溶液A在锥形瓶中,用滴定管向其中加入某浓度的稀硫酸,记录加入硫酸的体积与生成气体的情况,并绘制成如图:
则a=_____,所加硫酸的物质的量浓度为_____。
【答案】(1) NaOH、Na2CO3 NaHCO3
(2) 碳酸钠或碳酸氢钠溶液都呈碱性 BaCl2##CaCl2 Na2CO3
(3)Ⅲ
(4)
【分析】二氧化碳与氢氧化钠反应时溶液中的溶质的成分有4种可能:NaOH、Na2CO3;Na2CO3;Na2CO3、NaHCO3;NaHCO3,结合物质的性质、图象分析解答。
【详解】(1)由以上分析可知,假设I:溶液A的溶质为NaOH、Na2CO3;假设IV:溶液A的溶质为NaHCO3;
(2)因为加入酚酞后溶液变红色,不能证明溶液中含有氢氧化钠,碳酸钠或碳酸氢钠溶液都呈碱性;因为不能确定哪种假设是正确的,所以不能加入碱性物质使碳酸根离子沉淀,可加入氯化钡或氯化钙溶液等,若产生沉淀,证明溶液A中含有Na2CO3;
(3)根据以上分析可知证明含有碳酸钠,则排除假设IV;向滤液中再加入稀硫酸有无色气体产生,证明含有碳酸氢钠,则假设Ⅲ是正确的;
(4)100 mL 1 mol/L NaOH中Na+的物质的量是0.1mol,取10mL溶液中含有Na+的物质的量是0.01mol,加入15mL稀硫酸后,溶液为硫酸钠溶液,根据Na元素守恒,则硫酸钠的物质的量是0.005mol,所以稀硫酸的物质的量浓度是;由图可知,碳酸钠与5mL稀硫酸反应先生成碳酸氢钠,然后碳酸氢钠与10mL的稀硫酸反应生成二氧化碳气体,说明A溶液中碳酸氢钠与碳酸钠的物质的量相等,根据Na元素的物质的量为0.01mol可知Na2CO3和NaHCO3的物质的量均为,则二氧化碳的物质的量是,则100mL溶液中得到二氧化碳的物质的量为。
23.Cl2和H2O2是高中阶段最常见的两种氧化剂,经查阅资料Cl2氧化能力强于H2O2,能将H2O2氧化。为了验证该结论,学生设计了如图所示的实验装置进行实验(夹持装置略去)。请回答下列问题。
(1)A中的离子反应方程式为_____。
(2)试管C中加入5mL30%双氧水,发生反应的化学方程式_____。
(3)将浓盐酸注入圆底烧瓶A,当装置中的空气基本排尽后关闭止水夹,反应一段时间后试管D中的现象为_____,试管D中的气体检验方法为_____。
(4)有的同学对上述实验中D试管中的气体来源产生质疑,你认为可能的来源有:_____(用化学方程式回答)。对于质疑可以采用对比实验来解决。
【答案】(1)
(2)Cl2+H2O2=2HCl+O2
(3) 试管D中液面下降 该气体能使带火星的木条复燃,证明是氧气
(4)2H2O2=2H2O+O2↑或Cl2+ H2O=HCl+HClO,
【分析】本实验为通过高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,经过饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体,氯气和过氧化氢反应生产氧气,氯气有毒,所以尾气处理,据此分析回答问题。
【详解】(1)高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,离子反应方程式为;
(2)氯气与双氧水反应生成氯化氢和氧气,化学方程式为:Cl2+H2O2=2HCl+O2;
(3)Cl2+H2O2=2HCl+O2,当关闭止水夹,反应一段时间后试管D中因氧气不断增多,气体压强增大,所以试管D中液面下降,长颈漏斗中液面上升,氧气使带火星的木条复燃,可用此法验证氧气;
(4)试管D中气体来源可能为过氧化氢的分解2H2O2=2H2O+O2↑,也可能为氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸分解,相应的化学方程式为Cl2+ H2O=HCl+HClO,。
四、工业流程题
24.I.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如图:
已知NaHCO3在低温下溶解度较小。
反应:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,处理母液的两种方法:
(1)向母液中加入石灰乳,可将其中_______循环利用。
(2)向母液中通入NH3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH4Cl晶体。试写出通入NH3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式:_______。
II.某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。
(3)装置丙中冷水的作用是_______。
(4)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有_______、洗涤、灼烧。NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为_______。
(5)若取21.0gNaHCO3固体,加热了tmin后,剩余固体的质量为14.8g。如果把此剩余固体全部加入到200mL2mol•L-1的盐酸中,则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为_______(设溶液体积变化忽略不计)。
【答案】(1)氨气
(2)2NaHCO3+2NH3=(NH4)2CO3+Na2CO3
(3)冷却,使碳酸氢钠晶体析出
(4) 过滤 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(5)0.75mol/L
【详解】(1)已知反应NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,母液中含有NH4Cl,向母液中加入过量石灰乳,发生的反应为Ca(OH)2+2NH4Cl 2NH3↑+2H2O+CaCl2,最终产物为氯化钙、氨气,其中氨气可循环利用,故答案为:氨气;
(2)向母液中通入NH3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH4Cl晶体,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式:2NaHCO3+2NH3=(NH4)2CO3+Na2CO3,故答案为:2NaHCO3+2NH3=(NH4)2CO3+Na2CO3;
(3)根据装置丙中发生的反应为NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,可知装置丙中冷水的作用是降温,使碳酸氢钠晶体析出,故答案为:冷却,使碳酸氢钠晶体析出;
(4)已知NaHCO3在低温下溶解度较小,在丙中可以得到NaHCO3晶体,所以需要过滤得到NaHCO3晶体,洗涤后加热灼烧得到碳酸钠:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,故答案为:过滤;2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;
(5)21.0 g NaHCO3的物质的量为,如果所得固体全部是Na2CO3,由钠元素守恒得其物质的量是0.125mol,质量是13.25g,而实际是14.8g,所以是Na2CO3和NaHCO3的混合物,可以发生,,固体和盐酸反应都得NaCl,所以由元素守恒得消耗的n(HCl)= n(NaCl)= n(NaHCO3)=0.25mol;剩余n(HCl)=0.200L×2mol/L-0.25mol=0.15mol,剩余溶液中,故答案为:0.75mol/L。
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