陕西高考化学三年(2021-2023)模拟题汇编-06卤素及其化合物
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一、单选题
1.(2023·陕西西安·统考一模)下列实验操作与实验现象及结论对应且正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将镀层有破坏的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中,一段时间后,取溶液于试管中,滴加KSCN溶液
无红色出现
铁未被腐蚀,已破损的镀层锌仍能起到保护的作用
B
用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别NO2、溴蒸气
试纸变蓝
该气体为溴蒸气
C
向久置于空气中的Na2O2固体中滴加稀硫酸
有气泡产生
Na2O2已变质成Na2CO3
D
向新制饱和氯水中加入过量的碳酸钙粉末,振荡
产生大量气泡
提高了新制氯水中次氯酸的浓度
A.A B.B C.C D.D
2.(2023·陕西渭南·统考一模)实验室从废定影液[含和等]中回收和的主要步骤为:向废定影液中加入溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制;制取并通入滤液氧化,用苯萃取分液。其中部分操作的装置如图,下列叙述正确的是
A.用装置甲分离时,用玻璃棒进行引流 B.用装置乙在空气中高温灼烧制取
C.用装置丙制备时还需要加热条件 D.用装置丁分液时,从下口放出有机相
3.(2023·陕西渭南·统考一模)部分含及物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是
A.对应含氧酸的酸性强弱为: B.工业上通过 来制备
C.久置的水溶液会变小 D.利用a还原c或者d可以消除氮氧化物的污染
4.(2023·陕西咸阳·统考一模)下列离子方程式正确的是
A.向饱和溶液中通入足量
B.向稀硝酸中滴加溶液:
C.向新制氯水中滴加少量的溶液:
D.向溶液中加入一小粒固体钠:
5.(2022·陕西汉中·统考二模)下列离子方程式书写正确的是
A.泡沫灭火器的原理:2Al3++3CO+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
B.用石灰乳制漂白粉:Ca2++2OH-+Cl2=Ca2++Cl-+ClO-+H2O
C.氢氧化铁溶于氢碘酸:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
D.向NH4HSO4溶液中滴加少量Ba(OH)2:Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O
6.(2022·陕西渭南·统考一模)证据推理是化学学科重要的核心素养。下列实验操作、现象和得出的结论不正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向Co2O3中滴加浓盐酸
产生黄绿色气体
氧化性:Co2O3>Cl2
B
白铁皮(镀锌铁)出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液
无明显现象
锌对铁依然具有保护作用
C
室温下,用pH试纸分别测定等物质的量浓度的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH
NaClO溶液对应的pH试纸蓝色更深
酸性:HClO
将10mL2mol/L的KI溶液与1mL1mo/LFeCl3溶液混合充分反应后滴加KSCN溶液
溶液颜色变红
KI与FeCl3的反应具有可逆性
A.A B.B C.C D.D
7.(2021·陕西宝鸡·统考一模)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
选项
气体
试剂
制备装置
收集装置
A
NH3
NH4Cl+Ca(OH)2
a
e
B
SO2
Na2SO3+浓H2SO4
b
c
C
Cl2
KMnO4溶液+浓HCl
b
d
D
CO2
CaCO3+稀H2SO4
b
c
A.A B.B C.C D.D
8.(2021·陕西宝鸡·统考模拟预测)化学与生产、生活及社会发展密切相关。下列说法不正确的是
A.中国天眼的“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型无机非金属材料
B.“84"消毒液不能与洁厕灵混合使用
C.“N95”口罩所使用的熔喷布为聚丙烯,属于合成高分子材料
D.我国提出网络强国战略,光缆线路总长超过三千万公里,光缆的主要成分是SiO2
9.(2021·陕西宝鸡·统考二模)下列实验操作规范且能达到目的的是
收集干燥纯净的氯气
熔融固体
验证的氧化性
证明盐酸碳酸硅酸的酸性
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
二、实验题
10.(2023·陕西咸阳·统考一模)已知某废水试样中可能含有下表中的某些离子:
阳离子
阴离子
现将废水试样分成甲、乙、丙、丁四份,进行如图所示的探究实验。
请回答下列问题:
(1)离子X为 (填化学式,下同),离子Y为 。
(2)表中不能确定是否存在的阴离子是 ,能证明该阴离子存在的简单实验操作为 。
(3)写出向废水试样中滴加淀粉-KI溶液所发生反应的离子方程式 。
11.(2021·陕西宝鸡·统考模拟预测)三氯化氮(NCl3)是一种强氧化剂,工业上可用于漂白和消毒,实验室可由氯气通入碳酸铵溶液中制得。某化学小组利用此原理进行实验室制备三氯化氮。
回答下列问题:
(1)装置A中仪器X的名称是 ,盛放的试剂是 ,装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)整个装置的导管连接顺序为a→ → → → → 。
(3)装置B中发生反应的化学方程式为 。
(4)装置C的作用为 。装置D的作用为 。
(5)三氯化氮浓度的测定:准确量取20mL装置B中反应后的溶液,置于100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,吸取25.0mL于烧杯中,加入足量V1mLc1mol·L-1亚硫酸钠溶液,充分反应后,向烧杯中加入足量V2mLc2mol·L-1盐酸酸化的氯化钡溶液,得沉淀mg。
已知:i._______ Na2SO3+_______ NCl3 +_______=_______Na2SO4 +_______ HCl+ _______NH4Cl;
ii. BaCl2 +Na2SO4=BaSO↓+ 2HCl。
①请完成反应i的化学方程式:i._______ Na2SO3+_______ NCl3+_______=Na2SO4+_______ HCl+_______ NH4Cl
②装置B反应后的溶液中三氯化氮的浓度为 mol·L-1。
12.(2021·陕西西安·统考一模)三氯乙醛(CCl3CHO)是生产农药、医药的重要中间体,实验室制备三氯乙醛的反应装置示意图(加热装置未画出)和有关数据如图:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
②反应过程中C2H5OH和HCl可能会生成副产物C2H5Cl,同时CCl3CHO(三氯乙醛)也能被次氯酸继续氧化生成CCl3COOH(三氯乙酸)
③相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
C2H5OH
46
﹣114.1
78.3
与水互溶
CCl3CHO
147.5
﹣57.5
97.8
可溶于水、乙醇
CCl3COOH
163.5
58
198
可溶于水、乙醇、三氯乙醛
C2H5Cl
64.5
﹣138.7
12.3
微溶于水,可溶于乙醇
(1)E的作用是 ,A中所发生反应的离子方程式为 。
(2)写出三氯乙醛被次氯酸氧化生成三氯乙酸的化学方程式: 。
(3)该设计流程中存在一处缺陷是 ,导致引起的后果是 。
(4)反应结束后,有人提出先将C中的混合物冷却到室温,再用分液的方法分离出三氯乙酸。你认为此方案是否可行 (填是或否),原因是 。
(5)测定产品纯度:称取产品4.6g配成待测溶液100.00mL,取待测液10.00mL于滴定瓶中,加入0.1000mol•L﹣1碘标准溶液25.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为 (计算结果保留四位有效数字)。滴定原理:CCl3CHO+OH﹣=CHCl3+HCOO-、HCOO-+I2=H++2I﹣+CO2、I2+2=2I-+
13.(2021·陕西渭南·统考一模)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO与反应制得,实验装置如图(夹持装置略去)。
已知:①NOCl遇水发生反应;②NOCl的部分性质如表:
物质
颜色
熔点
沸点
密度(液体时)
NOCl
黄色(气体)或红褐色(液体)
回答下列问题:
(1)实验时,需先通入,待装置a、b、c、e中充满时,再同时通入和NO,先通入的目的是 。NOCl在装置 (填“a”、“b”或“c”)处生成,该反应的化学方程式为 。
(2)装置f中的仪器名称是 ,该装置的作用为 。
(3)装置e中烧杯内盛有的物质是 (填“冷水”、“冰水混合物”或“冰盐混合物”)。通入11.2L(标准状况)NO后,测得装置e中锥形瓶收集到19.65mL液体,若该液体为纯净的目标产物,则NO的转化率为 。
三、工业流程题
14.(2022·陕西安康·统考模拟预测)三氯化硼(,熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃)是重要的化学品,主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成的催化剂。以硼砂()为原料制备的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)硼砂()写成氧化物的形式为 。
(2)实验室“高温脱水”可以在 (填仪器名称)中进行。
(3)“还原”应在保护气氛围中进行,下列气体可以作为保护气的是 (填字母)。
A. B.He C.
(4)制备的实验装置如图所示(已知)。
①装置A中发生反应的离子方程式为 。
②实验时,如果拆去B装置,可能的后果是 。
③为使实验装置简便,可用一个装置代替F和G装置,该装置的名称是 ,所装试剂是 。
④实验时先点燃A处酒精灯,一段时间后再点燃D处酒精灯,其理由是 。
15.(2022·陕西·校联考三模)碘酸钙[Ca(IO3)2]是重要的食品添加剂。实验室制取Ca(IO3)2·H2O的实验流程如图:
已知:①碘酸是易溶于水的强酸,不溶于有机溶剂。
②碘酸钙的溶解度:
0.119(5℃)
0.195(15℃)
0.307(25℃)
0.52(40℃)
0.621(60℃)
0.669(80℃)
(1)转化步骤是为了制得碘酸,该过程在下图所示的装置中进行。
①实验室中制取氯气,下列收集氯气的装置正确的是 。
②转化反应中当观察到 现象时,停止通入氯气,使用I2的CCl4溶液的目的是 (选填序号)。
A.增大碘的溶解度,提高碘的利用率 B.CCl4是反应的催化剂
C.除去碘酸中的单质碘 D.增强氯气的氧化性
(2)流程中分离操作的名称是 。
(3)向水层中加入氢氧化钙悬浊液,反应混合物先用水冷却,再在冰水中静置10分钟,过滤,用少量冰水洗三次,再用少量无水乙醇洗涤一次,抽干后,将产品转移到滤纸上,晾数分钟,得碘酸钙产品。
①步骤(3)中在冰水中冷却静置的目的是 ;
②再用无水乙醇洗涤的目的是 ;
(4)测定产品中碘酸钙含量的实验步骤如下:
准确称取产品ag(约0.6g),置于100mL烧杯中,加1:1高氯酸20mL,微热溶解试样,冷却后移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,得试液。
准确量取所得试液50.00mL置于250mL碘量瓶中,加入1:1高氯酸2mL,3g碘化钾,盖上瓶塞,在暗处放置3分钟,加50mL水,用浓度为0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL0.5%淀粉溶液,继续滴定至终点,读数。
滴定过程中发生的反应如下:
Ca(IO3)2+2HClO4=2HIO3+Ca(ClO4)2,+5I-+6H+=3I2+3H2O,I2+2=2I-+
①准确量取50.00mL试液的玻璃仪器是 ;
②滴定至终点的现象是 ;
③为准确获得样品中Ca(IO3)2的含量,还需补充的实验是 。
16.(2021·陕西商洛·校考一模)已知:①是放热反应。
②沸点约,具有强还原性,能与剧烈反应生成。
以、、(尿素)和为原料可制备(水合肼)和无水,其主要实验流程如下:
(1)步骤Ⅰ制备溶液时,若温度超过,与溶液反应生成和,其离子方程式为 ;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是 。
(2)步骤Ⅱ合成的装置如图。图中所示反应器的名称 ;碱性溶液与尿素水溶液在以下反应一段时间后,再迅速升温至继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是 ;使用冷凝管的目的是 。
(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品制备无水(水溶液中、、随的分布如图1所示,的溶解度曲线如图2所示)。
①边搅拌边向溶液中通入制备溶液。实验中确定何时停止通的实验操作为 。
②由溶液制备无水的实验方案是:边搅拌边向溶液中滴加溶液,测量溶液,约为10时,停止滴加溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于 条件下趁热过滤,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
参考答案:
1.D
【详解】A.将镀层有破坏的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中,构成原电池,Zn为负极,Fe为正极被保护,滴加KSCN溶液只检验铁离子,无红色出现,不能证明Fe是否被腐蚀,A错误;
B.NO2、溴蒸气均可氧化KI生成碘,试剂均变蓝,不能鉴别,B错误;
C.过氧化钠、碳酸钠均与稀硫酸反应生成气体,不能证明Na2O2已变质成Na2CO3,C错误;
D.氯水中含氢离子,与碳酸钙反应生成二氧化碳,观察到产生大量气泡,提高了新制氯水中次氯酸的浓度,D正确;
故答案为:D。
2.A
【详解】A.过滤时用玻璃棒进行引流,防止液体溅出,故A正确;
B.蒸发皿不能用于高温灼烧固体,否则会受热不均而炸裂,应选用坩埚灼烧,故B错误;
C.高锰酸钾与浓盐酸不需加热就能反应生成氯气,故C错误;
D.苯的密度比水小,溴的苯溶液在上层,则用装置丁分液时,先放出水相,再从分液漏斗上口倒出有机相,故D错误;
故选A。
3.B
【分析】根据元素的化合价和物质类别可推出a、b、c、d、e分别为NH3、N2、NO、NO2和HNO3或硝酸盐;a'、b'、c'、d'、e'分别为HCl、Cl2、HClO或次氯酸盐、HClO3或氯酸盐、HClO4或高氯酸盐。
【详解】A.硝酸和高氯酸都是相应元素的最高价酸,最高价酸的酸性和非金属性相关,非金属性越强,最高价酸的酸性越强,非金属性Cl>N,所以酸性:HClO4>HNO3,故A合理;
B.工业上制备硝酸,首先发生的是氨的催化氧化,即氨被氧气氧化为NO,然后NO再被氧化为NO2,最后NO2和水反应生成HNO3和NO,NO可以循环使用,即工业上是通过制备硝酸,不经过氮气这一步,故B不合理;
C.氯水中的HClO光照下会分解为强酸盐酸和氧气,所以久置的氯水pH会变小,故C合理;
D.NH3中N为-3价,NO和NO2中N的化合价为正价,NH3和NO或NO2反应时,都可以发生归中反应生成氮气和水,可以用氨还原NO或NO2消除氮氧化物的污染,故D合理;
故选B。
4.A
【详解】A.向饱和碳酸钠溶液中通入足量CO2将析出NaHCO3晶体,故其离子方程式为:2Na+++H2O+CO2=2NaHCO3↓,A正确;
B.稀硝酸中滴加溶液,由于稀硝酸具有强氧化性,会将S元素氧化成 ,B错误;
C.向新制氯水中滴加少量的溶液,Fe2+和Br-分别被完全氧化为Fe3+和Br2,反应方程式为,C错误;
D.向溶液中加入一小粒固体钠,钠与水反应生成的NaOH能与反应生成NH3·H2O,D错误;
故答案为:A。
5.D
【详解】A.碳酸氢钠与硫酸铝发生双水解反应产生沉淀和气体,利用泡沫灭火器灭火时发生的反应:3HCO+Al3+=3CO2↑+Al(OH)3↓,A错误;
B.氯气通入石灰乳制漂白粉的离子方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=2ClO-+2Ca2++2Cl-+2H2O,次氯酸钙是可溶于水的盐,氢氧化钙在离子方程式中遵循“清离浊分”的处理原则,B错误;
C.氢氧化铁溶于氢碘酸中不但发生酸碱中和反应,铁离子还与碘离子发生氧化还原反应,C错误;
D.在NH4HSO4溶液中滴加少量Ba(OH)2溶液,氢氧根离子只与氢离子反应,不与铵根离子反应,正确的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O,D正确;
答案选D。
6.C
【详解】A.Co2O3氧化浓盐酸产生氯气,氧化剂的氧化性比氧化产物的氧化性大,氧化性:Co2O3>Cl2,A正确;
B.K3[Fe(CN)6]溶液可检验亚铁离子,由现象可知,没有亚铁离子产生,则构成原电池时锌为负极、铁为正极,铁被保护,B正确;
C.次氯酸钠溶液中的次氯酸根离子水解生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,不能用pH试纸测次氯酸钠溶液pH,C错误;
D.碘化钾过量,由充分反应后现象可知还存在铁离子,则碘化钾与氯化铁的反应具有可逆性,D正确;
答案选C。
7.B
【详解】A.NH4Cl和Ca(OH)2加热生成氨气,氨气极易溶于水,密度小于空气,用向下排空气法收集,故A错误;
B.Na2SO3和浓H2SO4常温下反应制取SO2,SO2易溶于水,密度大于空气,用向上排空气法收集,故B正确;
C.KMnO4溶液和浓HCl常温下反应生成氯气,氯气能溶于水,密度大于空气,用向上排空气法收集,故C错误;
D.硫酸钙微溶,实验室制备二氧化碳应该用稀盐酸和碳酸钙,故D错误;
故选B。
8.A
【详解】A.新型无机非金属材料主要有新型陶瓷、非晶体材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等,钢铁为铁的合金,为金属材料,不是新型无机非金属材料,故A错误;
B.‘‘84”消毒液的有效成分是次氯酸钠,洁厕灵的有效成分是盐酸,二者混合会生成有毒气体氯气,并且杀菌效果降低,所以二者不能混用,故B正确;
C.聚丙烯是丙烯加聚反应的产物,属于合成高分子材料,故C正确;
D.二氧化硅能全反射光,具有良好的导光性,可用于制造光纤、光缆,故D正确;
故选A。
9.C
【详解】A.应先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸进行干燥,A错误;
B.碳酸钠固体高温条件下会和二氧化硅反应,不能用瓷坩埚熔融,B错误;
C.当溶液中出现黄色浑浊时,说明SO2和H2S反应生成S单质,体现SO2具有氧化性,C正确;
D.浓盐酸具有挥发性,也可以和硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,所以无法证明CO2能和硅酸钠溶液反应生成硅酸,D错误;
综上所述答案为C。
10.(1)
(2) Cl- 向盛有少量废水试样的试管中加入足量Ba(NO3)2溶液,待充分反应后,取上层清液于另一支试管中,滴入几滴硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则证明废水试样中存在Cl-
(3)
【分析】从图中可以看出,往甲中加入溴水,溴水不褪色,则表明废水中不含有;往乙中加入酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则表明废水中含有;往丙中先加入NaOH溶液、加热,有气体产生,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则溶液中含有;丁中滴加淀粉-KI溶液,溶液呈蓝色,表明I-被氧化为I2,则溶液中含有H+、。
【详解】(1)由分析可知,废水中一定不含有,含有、、H+、,则离子X为,离子Y为。答案为:;;
(2)由分析可知,废水中不含有,含有、等阴离子,则表中不能确定是否存在的阴离子是Cl-。证明Cl-是否存在时,需首先排除的干扰,简单实验操作为:向盛有少量废水试样的试管中加入足量Ba(NO3)2溶液,待充分反应后,取上层清液于另一支试管中,滴入几滴硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则证明废水试样中存在Cl-。答案为:Cl-;向盛有少量废水试样的试管中加入足量Ba(NO3)2溶液,待充分反应后,取上层清液于另一支试管中,滴入几滴硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则证明废水试样中存在Cl-;
(3)向废水试样中滴加淀粉-KI溶液,H+、将I-氧化为I2,同时生成NO等,发生反应的离子方程式:。答案为:。
【点睛】硫酸银为不溶于稀硝酸的白色沉淀,所以检验Cl-时,通常需排除的干扰。
11. 分液漏斗 浓HCl 2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O d e b c f 6Cl2+4(NH4)2CO3=2NCl3+4CO2+6NH4Cl+4H2O 除去Cl2中的HCl 吸收尾气,防止污染空气 3Na2SO3+NCl3+3H2O=3Na2SO4+2HCl+NH4Cl 0.018m
【分析】三氯化氮(NCl3)是一种强氧化剂,工业上可用于漂白和消毒,实验室可由氯气通入碳酸铵溶液中制得,则A中KMnO4和浓HCl反应制备Cl2,Cl2中混有HCl,用C中饱和NaCl溶液除去HCl,Cl2和碳酸铵溶液在B中反应制备NCl3,用D吸收尾气,防止污染空气。
【详解】(1)装置A中KMnO4和浓HCl反应制备Cl2,仪器X的名称是分液漏斗;盛放的试剂是浓HCl;装置A中KMnO4和浓HCl发生氧化还原反应生成KCl、MnCl2、H2O和Cl2,结合得失电子守恒有2+10Cl-→2Mn2++5Cl2↑,在结合电荷守恒、原子守恒可知发生反应的离子方程式为2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)结合分析可知整个装置的导管连接顺序为a→d→e→b→c→f;
(3)Cl2和碳酸铵溶液在B中反应制备NCl3,Cl由0价变为-1价,N由-3价变为+3价,氯气作氧化剂,铵根作还原剂,结合得失电子守恒、原子守恒可知装置B中发生反应的化学方程式为6Cl2+4(NH4)2CO3=2NCl3+4CO2+6NH4Cl+4H2O;
(4)结合分析可知装置C的作用为除去Cl2中的HCl;装置D的作用为吸收尾气,防止污染空气;
(5)①S由+4价变为+6价,失2e-,N由+3变为-3价,得6e-,根据得失电子守恒有3Na2SO3+1NCl3→3Na2SO4+1NH4Cl,在结合原子守恒配平后为3Na2SO3+NCl3+3H2O=3Na2SO4+2HCl+NH4Cl;
②由题意可知BaSO4的质量为mg,其物质的量为mol,则根据Na2SO3~Na2SO4~BaSO4可知消耗Na2SO3的物质的量为mol,再根据3Na2SO3~NCl3可知NCl3的物质的量为=mol,则所取20m溶液中NCl3的物质的量为mol×=mol,浓度为mol÷20mL≈0.018m mol·L-1。
12. 冷凝回流 2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl 无干燥装置 氯气和水反应生成HCl和HClO,会进一步生成副产物 否 CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO,无法分液 73.75%
【分析】由实验装置图可知,装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,其中恒压漏斗起平衡压强的作用,便于浓盐酸顺利流下,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢气体,将混合气体通入盛有饱和食盐水的洗气瓶B中除去氯化氢气体,氯气在装置C中与乙醇反应制得三氯乙醛,其中球形冷凝管起冷凝回流作用,防止易挥发的三氯乙醛挥发损失,导致三氯乙醛产率降低,装置D中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收氯化氢和未反应的氯气,防止污染空气,其中倒置的漏斗起防止倒吸的作用,由于氯气与水反应会生成次氯酸,次氯酸能将三氯乙醛氧化为三氯乙酸,所以实验时应在B、C间和C、D间缺少2个吸收水蒸气的装置,防止氯气与水反应生成次氯酸将三氯乙醛氧化。
【详解】(1)根据分析可知,E的作用是冷凝回流,恒压漏斗中盛放的试剂为浓盐酸;仪器A中发生的反应为高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(2)三氯乙醛被次氯酸氧化生成三氯乙酸,化学方程式:CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl;
(3)由分析可知,该设计流程中存在一处缺陷是实验时应在B、C间和C、D间缺少2个吸收水蒸气的干燥装置,可能导致氯气与水反应会生成次氯酸,次氯酸将三氯乙醛氧化为三氯乙酸,导致三氯乙醛产率降低;
(4)反应结束后,有人提出先将C中的混合物冷却到室温,再用分液的方法分离出三氯乙酸,该方法不可行,原因是CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO,无法分液;
(5)由题意滴定原理:CCl3CHO+OH﹣=CHCl3+HCOO-、HCOO-+I2=H++2I﹣+CO2、I2+2=2I-+可知,测定产品纯度时存在如下关系式:n(I2)= n(CCl3CHO)+×n(Na2S2O3),则产品的纯度为×100%=73.75%。
13. 排尽装置中,防止其与NO反应 c 干燥管 吸收氯气,防止空气中的水蒸气进入e中 冰盐混合物 75%
【分析】本实验的目的是制备NOCl,其反应原理是2NO+Cl2=2NOCl,装置a吸收氯气中的HCl,NOCl遇水发生反应,装置b盛放浓硫酸,干燥氯气,装置d的作用是干燥NO,装置c为NO和Cl2充分混合反应得到NOCl,装置e冷却NOCl气体,装置f的作用是吸收氯气以及防止外界水蒸气的进入,据此分析;
【详解】(1) NO能与空气中的氧气发生反应生成NO2,因此先通入Cl2,排除装置中的氧气,防止NO转化成NO2;根据上述分析,NOCl应在装置c处生成;该反应的方程式为2NO+Cl2=2NOCl;
故答案为排尽装置中O2,防止其与NO反应;c;2NO+Cl2=2NOCl;
(2)根据仪器f的特点,仪器f为干燥管;根据(1)先通一段时间的Cl2,且Cl2有毒、会污染大气,因此装置f的作用之一是吸收尾气中的Cl2,NOCl遇水反应,因此仪器f的另一个作用是防止外界水蒸气的进入到仪器e中;
故答案为干燥管;吸收氯气,防止空气中的水蒸气进入e中;
(3)NOCl的熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,需要将NOCl蒸气冷却,冰盐水的温度相对较低,为了增强冷却效果,用冰盐混合物效果最好;收集到的液体为NOCl,其质量为19.65mL×1.25g/cm3=24.5625g,其物质的量为=0.375mol,根据2NO+Cl2=2NOCl,消耗NO的物质的量为0.375mol,标准状况下,11.2LNO的物质的量为0.5mol,根据2NO+Cl2=2NOCl,即NO的转化率为×100%=75%;
故答案为冰盐混合物;75%。
【点睛】实验题中,如果制备物质能与水反应,需要做到反应物是干燥,还要防止外界水的进入,需要在获得物质装置的后面添加一个干燥装置。
14.(1)
(2)坩埚
(3)B
(4) 加热氯气与氢气的混合气体,易发生爆炸 干燥管 碱石灰 尽装置的空气,避免氧气与硼粉反应生成
【详解】(1)氧化物形式为;
(2)坩埚;
(3)保护气必须是化学性质稳定,且不易与保护物发生化学反应的气体,保护气应该选He;
(4)根据装置A中药品和反应条件可知,该装置是实验室制取氯气的装置,发生反应的离子方程式为;装置B中饱和食盐水是为了除去氯化氢杂质,拆去装置B,硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气。加热氯气与氢气的混合气体,易发生爆炸;F装置用来吸收水蒸气,避免G装置中的水蒸气进入U形管,G装置盛装氢氧化钠溶液吸收尾气,可以用一个盛装碱石灰的干燥管来代替F和G装置;先点燃A处酒精灯,待整套装置中都充满氯气后,再点燃D处酒精灯发生反应,排尽装置的空气,避免氧气与硼粉反应生成。
15.(1) C CCl4中的紫红色消失 AC
(2)分液
(3) 使Ca(IO3)2沉淀完全 乙醇易挥发可加快干燥,可减少Ca(IO3)2损失
(4) 酸式滴定管或移液管 溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复 重复测定两次
【分析】在转化过程中,I2被Cl2氧化为HIO3,Cl2自身被还原为HCl,HIO3、HCl易溶于水,不溶于有机溶剂,经过分液操作可实现HIO3、HCl与CCl4的分离,HIO3、HCl溶液经过一系列过程得到Ca(IO3)2·H2O。
(1)
①收集氯气用向上排空气法,A是密闭装置,A、B均不正确;D中的碱液吸收氯气,因此正确的是C;
②当CCl4中的紫红色消失,便是氯气与碘反应结束,停止通入氯气;使用碘的四氯化碳溶液,不仅能增大碘的溶解度,提高碘的利用率,还能除去碘酸中的单质碘,故选AC。
(2)
流程中分离操作的名称是分液;
(3)
①步骤5中在冰水中冷却静置的目的是使Ca(IO3)2沉淀完全;②再用无水乙醇洗涤的目的是乙醇易挥发可加快干燥,可减少Ca(IO3)2损失;
(4)
①准确量取50.00mL试液的玻璃仪器是酸式滴定管或移液管;②滴定至终点的现象是溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复;③为准确获得样品中Ca(IO3)2的含量,还需补充的实验是重复测定两次。
16.(1) 3Cl2+6OH−5Cl−+ +3H2O 缓慢通入Cl2
(2) 三颈烧瓶 NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发
(3) 测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2 34℃
【分析】由实验流程可知步骤Ⅰ为氯气和氢氧化钠溶液的反应,生成NaClO,为防止生成NaClO3,应控制温度在40℃以下,生成的NaClO与尿素反应生成N2H4•H2O和Na2CO3,可用蒸馏的方法分离出N2H4•H2O,副产品Na2CO3溶液中通入二氧化硫,可制得Na2SO3,结合对应物质的性质以及题给信息解答该题。
【详解】(1)温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液反应生成 NaClO3和NaCl,反应的离子方程式为3Cl2+6OH−5Cl−++3H2O,实验中控制温度除用冰水浴外,还应控制通入氯气的速率,防止反应过于剧烈,放出大量的热而导致温度升高,故答案为:3Cl2+6OH−5Cl−++3H2O;缓慢通入氯气;
(2)由实验装置图可知,图中所示反应器的名称为三颈瓶,防止N2H4•H2O与 NaClO剧烈反应生成N2,实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是NaClO碱性溶液,为减少N2H4•H2O的挥发,可使用冷凝管回流,故答案为:三颈瓶;NaClO碱性溶液;减少水合肼的挥发;
(3)用Na2CO3制备无水Na2SO3,在Na2CO3溶液中通入过量的二氧化硫生成NaHSO3,然后在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3,
①由图象可知,如溶液pH约为4时,可完全反应生成NaHSO3,此时可停止通入二氧化硫,可通过测量溶液pH的方法控制,
故答案为:测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2;
②由 NaHSO3溶液制备无水Na2SO3,可边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,由图象可知pH约为10时,可完全反应生成Na2SO3,此时停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,由图象3可知在高于34℃条件下趁热过滤,可得到无水Na2SO3,故答案为: 34℃。
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