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【化学】安徽省定远重点中学2018-2019学年高一上学期第三次月考试题(解析版)
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安徽省定远重点中学2018-2019学年高一上学期第三次月考试题
1.下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是( )
A. 洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱烘干
B. 酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗
C. 酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差
D. 用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
【答案】B
【详解】A.容量瓶是精确的量器,洗净的容量瓶不可以放进烘箱烘干,A项错误;
B.滴定管用蒸馏水洗净后内壁上附有水膜,若直接装入标准溶液,标准溶液的浓度将减小,影响实验结果的准确性,所以酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗,B项正确;
C.若锥形瓶用待滴定溶液润洗,锥形瓶中待测溶液的体积将偏大,引起待测酸(或碱)的浓度偏大,所以锥形瓶不能用待滴定溶液润洗,C项错误;
D.“立即用滴管吸出多余液体”,但吸出的液体中仍含有溶质,使得所配溶液的浓度偏小,正确的操作应该是重新配制,D项错误;答案选B。
2. 下列操作错误的是( )
A. 除去CO2中少量的SO2:通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
B. 除去溴苯中的少量溴:加入NaOH溶液,振荡、静置分层后,除去水层
C. 提取碘水中的碘:用四氯化碳萃取
D. 除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入乙醇和浓硫酸,使乙酸全部转化为乙酸乙酯
【答案】D
【解析】试题分析:A.由于酸性:H2SO3>H2CO3,所以将含有SO2的CO2气体通入到盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶中,会发生反应:NaHCO3+ SO2=CO2+ NaHSO3,从而达到除杂、净化的目的,正确;B.溴单质可以与NaOH溶液发生反应:2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O,而溴苯与NaOH溶液不能发生反应,密度比水大,然后振荡、静置分层后,除去水层,就得到溴苯,正确;C.由于碘在水中溶解度小,在四氯化碳中溶解度大,水与四氯化碳互不相溶,所以提取碘水中的碘:用四氯化碳萃取,就可以达到目的,正确;D.除去乙酸乙酯中的少量乙酸:可根据乙酸乙酯在碳酸钠饱和溶液的溶解度小,乙酸与碳酸钠发生反应,变为可溶性的物质,然后分液除去,错误。
3. 下列说法正确的是( )
A. 水的摩尔质量是18g B. 1分子硫酸的质量是98g
C. 1molN2的质量是28g D. 摩尔是七个基本物理量之一
【答案】C
【解析】试题分析:A.水的摩尔质量是18g/mol,故A错误;B.1分子硫酸的质量是98/NAg,故B错误;C.N2摩尔质量是28g/mol,1molN2的质量是28g,故C正确;D.物质的量是七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,故D错误;答案为C。
4.0.5 L 1 mol/L FeCl3溶液与0.2 L1 mol/L KCl溶液中的Cl-的数目之比( )
A. 5∶2 B. 3∶1 C. 15∶2 D. 1∶3
【答案】C
【解析】试题分析:浓度与体积无关。两溶液中Cl-浓度比为1×3:1×1。
5.实验是化学研究的基础。下列关于各实验装置的叙述正确的是( )
A. 装置①常用于分离互不相溶的液体混合物
B. 装置②可用于吸收NH3或HCl气体,并防止倒吸
C. 装置④可用于干燥、收集氯化氢,并吸收多余的氯化氢
D. 装置③可用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等气体
【答案】D
【解析】A. 装置①是蒸馏装置,常用于分离沸点相差较大且互溶的液体,分离互不相溶的液体常用分液法,故A错误;
B.装置②用于吸收NH3或HCl气体时,不能将NH3或HCl气体直接通入水中,否则会倒吸,应将苯换成四氯化碳并将导管通入四氯化碳中,故B错误;
C.装置④中干燥管内装的是碱石灰,可以和HCl气体反应,故不能用于收集HCl气体,故C错误;
D.装置③用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等气体时,这些气体和空气都不反应,同时可以根据密度的情况,导管分别采用长进短出或短进长出的方法,故D正确;
故答案选D。
6.下图是实验室的硫酸试剂标签上的部分内容。据此,下列说法正确的是( )
A. 该硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L-1
B. 1mol Fe与足量的稀硫酸反应,标准状况下产生44.8L气体
C. 若实验室需要4.6 mol/L的稀硫酸500mL,配制稀硫酸时则应量取该硫酸125.0mL
D. 该硫酸与等体积的水混合后,所得溶液的质量分数等于49%
【答案】C
【详解】A.该硫酸的物质的量浓度==18.4mol/L。A项错误;
B.Fe与足量的稀硫酸反应方程式为:Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑,由此可知1molFe与足量稀硫酸反应生成的H2在标准状况下的体积为22.4L。B项错误;
C.设配制稀硫酸时应量取该浓硫酸xmL,由稀释定律可知,则有,解得x=125.0。即配制稀硫酸时应量取该浓硫酸125.0mL。C项正确;
D.由于该硫酸的密度比水的密度大,所以等体积水的质量比该硫酸的质量小,该硫酸加等体积的水后,溶质质量不变,但所得溶液质量小于加水前该硫酸质量的2倍,根据溶质质量分数=,可知所得溶液的质量分数将大于49%,D项错误;答案选C。
7.NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述错误的是( )
A. 18g葡萄糖分子中官能团数目为0.6NA
B. 含有0.1mol NH4+的氨水中,含有OH-的数日大于0.1NA
C. 常温下,5.6gFe与含0.2molHNO3的溶液充分作用,最少会失去电子数为0.15NA
D. 常温下,1L pH=9的CH3COONa將液中,发生电离的水分子数为1×10-5NA
【答案】C
【解析】A、葡萄糖含有5个羟基和1个醛基,18g葡萄糖为0.1mol,分子中官能团数目为0.6NA,选项A正确;B、含有0.1molNH4+的氨水中,由NH3·H2O电离的NH4+和OH-的数目为0.1NA,另氨水中的水电离出OH-,故含有OH-的数目大于0.1NA,选项B正确;C、常温下,3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,0.2mol的HNO3消耗0.075molFe,转移的电子数最少为0.15NA,选项C错误;D、常温下,1LpH=9的CH3COONa溶液中,OH-由水电离产生,其数目为1×10-5 NA,故发生电离的水分子数为1×10-5 NA,选项D正确。答案选C。
8.水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2+ + 2S2O32-+ O2 +xOH-=Fe3O4 + S4O62- + 2H2O,
下列说法中不正确的是( )
A. 每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子总数为4 mol
B. Fe2+和S2O32-都是还原剂
C. 1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1/3 mol
D. x=4
【答案】C
【解析】试题分析:A.每生成1molFe3O4,只有1mol氧气得到电子,则反应转移的电子总数为1mol×2×(2-0)=4mol,故A正确;B.反应产物Fe3O4中Fe的化合价为+3、+2价,则参加反应的Fe2+部分被氧化作还原剂,S元素的化合价升高,则S2O32-也是还原剂,故B正确;C.由电子守恒可知,1mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1mol×(3−2)/2×(2-0)=0.25mol,故C错误;D.由电荷守恒可知,(+2)×3+(-2)×2+x×(-1)=-2,解得x=4,故D正确;故选C。
9.24 mL 0.05 mol·L-1的 Na2SO3溶液恰好与20 mL 0.02 mol·L-1的K2R2O7的溶液完全反应,则R元素在还原产物中的化合价为( )
A. 0 B. +2 C. +3 D. +6
【答案】C
【解析】试题解析:Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高2价,共失去电子为24mL×10-3× 0.05×2=2.4×10-4mol,K2R2O7被还原到+x价,得到电子为20mL×10-3×0.02×(6-x)×2,根据电子守恒规律:2.4×10-4=20mL×10-3×0.02×(6-x)×2,x=.+3,答案C正确;
10.下列关于溶液的叙述正确的是( )
A. 所有溶液都是无色的
B. 由分散质和分散剂组成的分散系一定是溶液
C. 均一稳定的液体是溶液
D. 溶液是由溶质和溶剂组成的
【答案】D
【解析】A、溶液可以有颜色例如硫酸铜溶液是蓝色,故A错误;B、分散系包括溶液、胶体和浊液,故B错误;C、均一稳定的液体可能是纯净物如液溴,不是溶液,故C错误;D、溶液由溶质和溶剂组成,属于混合物,故D正确;故选D。
11.用质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84 g·cm-3)配制240 mL 1.84 mol·L-1稀硫酸,下列操作正确的是 ( )
A. 将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B. 必需的定量仪器有100 mL量筒、250 mL容量瓶
C. 量取浓硫酸的体积为25.0 mL
D. 先在容量瓶中加入适量水,将量好的浓硫酸注入容量瓶,加水定容
【答案】C
【解析】A.浓硫酸稀释应将浓硫酸沿着烧杯壁缓缓注入水中,同时不断用玻璃棒搅拌,故A错误;B.用浓硫酸配制稀硫酸溶液用到的仪器:玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管和容量瓶,其中容量瓶规格为250mL,量筒的规格是25mL,不需要100mL大量程的量筒,故B错误;C.质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84g•cm-3)物质的量浓度C==18.4mol/L,则配制240mL1.84mol•L-1的稀硫酸,应选择250mL容量瓶,设需要浓硫酸体积为V,则V×18.4mol/L=250mL×1.84mol/L,解得V=25.0mL,故C正确;D.容量瓶为精密仪器,不能用来稀释浓硫酸,故D错误;故答案为C。
12.下列对一些物质或化学反应的分类以及依据正确的是( )
A. 豆浆是胶体,因为豆浆中的分散质粒子直径在1nm~100nm之间
B. NaCl溶液是电解质,因为NaCl溶液能导电
C. Na和H2O的反应不是离子反应,因为反应中没有离子参加
D. H2SO4是酸,因为H2SO4中含有氢元素
【答案】A
【解析】A.豆浆中的分散质粒子直径在1nm~100nm之间,豆浆属于胶体,故A正确;B.NaCl溶液是混合物,不属于电解质,也不属于非电解质,故B错误;C.Na和H2O的反应是离子反应,因为反应中有离子生成,故C错误;D.H2SO4是酸,因为H2SO4电离时生成的阳离子都是氢离子,故D错误;故选A。
13.在下述条件下,一定能大量共存的离子组是( )
A. 无色透明的水溶液中:K+、Ba2+、I-、MnO4-
B. 能与Al反应产生H2的溶液中:HCO3-、Na+、Al3+、Br-
C. 澄清透明溶液中:K+、Fe3+、HCO3-、AlO2−
D. 常温下pH=1的溶液中:Mg2+、Cl-、SO42-、Fe3+
【答案】D
【解析】A. MnO4-是有色离子,在无色溶液中不能大量共存,故A错误;
B. 能与Al反应产生H2的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,若为酸性溶液,HCO3-不能大量共存,若为碱性溶液,HCO3-和Al3+不能大量共存,故B错误;
C. Fe3+可以和AlO2-发生双水解反应生成Fe(OH)3沉淀和Al(OH)3沉淀,HCO3-和AlO2-在溶液中反应生成CO32-和Al(OH)3沉淀,故不能大量共存,故C错误;
D. 常温下pH=1的溶液是酸性溶液,在酸性溶液中,Mg2+、Cl-、SO42-、Fe3+互相之间不发生任何反应,可以大量共存,故D正确;
故答案选D。
14.已知在碱性溶液中可发生如下反应:Fe(OH)3+ClO﹣+OH﹣═FeO4n﹣+Cl﹣+H2O(未配平).则下列有关叙述错误的是( )
A. 已知FeO4n﹣中Fe的化合价是+6价,则n=2
B. 每产生1molCl﹣,转移2mol电子
C. FeO4n﹣具有强氧化性,一般其还原产物为Fe3+,可用作新型自来水消毒剂和净水剂
D. 若n=2,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
【答案】D
【解析】试题分析:A.已知FeO4n﹣中Fe的化合价是+6价,由化合价的代数和等于电荷数可得n=2,正确;B.反应中Cl的化合价从+1价降低到-1价,则每产生1molCl-,转移2mol电子,正确; C.FeO4n﹣具有强氧化性能杀菌消毒,一般其还原产物为Fe3+,可用作新型自来水消毒剂和净水剂,正确;D.若n=2,Fe元素的化合价变化3价,Cl元素的化合价变化2价,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,错误。
15. 称取两份铝粉,第一份加足量的NaOH溶液,第二份加足量的盐酸,若放出等量的气体,则两份铝粉的质量比 ( )
A. 1:2 B. 1:3 C. 2:3 D. 1:1
【答案】D
【解析】铝与NaOH溶液或盐酸反应都是产生氢气,实质类似,因此欲放出等量的气体,两份铝粉的质量相等。
16.在相同条件下,0.1mol镁和0.1mol铝分别和足量的稀盐酸起反应后产生的氢气( )
A. 镁产生的多 B. 铝产生的多 C. 镁和铝产生的一样多 D. 无法比较
【答案】B
【详解】根据镁和铝分别与稀盐酸反应的化学方程式中计量关系计算:
显然,铝产生的H2多。答案选B。
17.标况下将CO2气体缓缓地通入到含2 mol KOH、1 mol Ba(OH)2和2 mol KAlO2的混合溶液中直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述正确的是( )
A. A~B段和C~D段发生的反应相同
B. B~C段反应的离子方程式是A1O2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-
C. V="134.4" L,n=3mol
D. D点所得溶液中离子浓度的关系为:c(K+)>c(CO32-)>c(OH﹣)>c(HCO3-)>c(H+)
【答案】C
【解析】试题分析:O→A二氧化碳首先与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀,A→B段是氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾,B→C段是偏铝酸钾与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钾,C→D段是碳酸根离子与二氧化碳反应生成碳酸氢根离子,D→E段是碳酸钡溶解变成碳酸氢钡。A、B错误,根据图示可知,通入V升二氧化碳气体时,溶液中存在碳酸氢钾碳酸氢钡,根据守恒可知,消耗二氧化碳共6mol,体积为134.4L,生成沉淀最大值是1mol的碳酸钡和2mol氢氧化铝,C正确;D点时溶液为碳酸氢钾溶液,碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度D项错误。
18. 将一块钠投入到盛有煤油和水的烧杯中,观察到的现象可能是( )
A. 钠在水层中反应并四处游动
B. 钠停留在煤油层中不发生反应
C. 钠在煤油中的液面上反应并四处游动
D. 钠在煤油与水的界面处反应并可能上下跳动
【答案】D
【解析】试题分析:钠、煤油和水的密度大小关系为:<<,并且Na与水反应生成氢气,因此钠会在煤油与水的界面处反应并可能上下跳动,故答案D。
19.X、Y、Z、W四种物质的转化关系如图所示。下列组合中不符合该关系的是( )
A
B
C
D
X
HCl
Na2O2
Na2CO3
SO2
Y
FeCl2
NaOH
CO2
Na2SO3
Z
Cl2
Na2CO3
CaCO3
H2SO4
W
FeCl3
NaHCO3
Ca(HCO3)2
NaHSO3
【答案】B
【解析】试题分析:A、HCl与Fe反应生成FeCl2,HCl与二氧化锰反应生成氯气,氯气与FeCl2反应生成FeCl3,符合此图,正确;B、过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,但碳酸钠与氢氧化钠不反应,不符合此图,错误;C、碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体,碳酸钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀,二氧化碳与碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙,符合此图,正确;D、二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠,二氧化硫与氯水反应生成硫酸,硫酸与亚硫酸钠反应可生成亚硫酸氢钠,符合此图,正确,答案选B。
20.a mol Fe3O4与b mol FeO投入V L c mol·L-1的HNO3溶液(过量)中,充分反应,产生气体为NO,则反应后溶液中NO3-的量为( )
A. 62(a+b) g B. 186(a+b) g
C. mol D. mol
【答案】C
【解析】a mol Fe3O4与b mol FeO投入V L c mol·L-1的HNO3溶液(过量)中,因为硝酸过量,所以溶液中最后剩余的硝酸根可以认为是:用原溶液中的总硝酸根减去转化为NO气体离开溶液的硝酸根即可。原溶液有cV mol硝酸,也有同样多的硝酸根。反应中铁应该都转化为+3价,其中1个Fe3O4中有3个+8/3价铁升高到+3价,所以1个Fe3O4失去3×1/3=1个电子,a mol Fe3O4失去a mol电子,1个FeO中有1个+2价铁升高到+3价,所以1个FeO失去1个电子,b mol FeO失去b mol电子,则一共失去(a+b)mol电子。根据得失电子守恒,硝酸应该得到(a+b)mol电子。每个硝酸应该得到3个电子生成1个NO,所以NO为(a+b)/3 mol,所以溶液中剩余的硝酸为 mol。选项C正确。
21.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A. 氯化铝溶液中加入过量氨水:Al3+ + 4NH3•H2O = AlO2- + 4NH4+ + 2H2O
B. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:Ca2+ + OH- + HCO3- = CaCO3↓ + H2O
C. 碳酸钙溶于醋酸CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O
D. 向NaHSO4溶液加入Ba(OH)2溶液至中性:H++ SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+ H2O
【答案】B
【解析】A. 氯化铝溶液中加入过量氨水,反应的离子方程式为:Al3+ +3NH3•H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+,选项A错误;B. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合,反应的离子方程式为:Ca2+ + OH- + HCO3-= CaCO3↓ + H2O,选项B正确;C. 碳酸钙溶于醋酸,反应的离子方程式为:CaCO3 + 2CH3COOH= Ca2+ + 2CH3COO-+CO2↑ + H2O,选项C错误;D. 向NaHSO4溶液加入Ba(OH)2溶液至中性,反应的离子方程式为:2H++ SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,选项D错误。答案选B。
22.下列各项实验操作中正确的是( )
A. 加入适量的NaOH可除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3
B. 在蒸馏时应先打开冷凝水开关,待水充满后再点燃酒精灯
C. 分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,然后换一个烧杯将上层液体放出
D. 在做蒸馏实验时应将温度计的水银球浸没在液体里
【答案】B
【解析】A. 加入适量的NaOH,与Na2CO3不反应,与NaHCO3反应生成Na2CO3和H2O,因此不能除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3,故A错误;B. 蒸馏时,为防止馏分以气体形式逸出,则先打开冷凝水开关,待水充满后再点燃酒精灯,故B正确;C. 分液时为避免上下层液体再次混合,则分液漏斗中下层液体从下口放出,然后将上层液体从上口倒出,故C错误;D. 蒸馏时温度计测定馏分的温度,则温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,故D错误;答案选B。
23.实验室常用的分离操作有:①萃取分液法②结晶法③分液法④蒸馏法⑤过滤法。选择以上方法分离混合物,选择正确的是( )
A.
饱和食盐水与沙子的混合物
①萃取分液法
B.
水和汽油的混合物
④蒸馏法
C.
从碘的水溶液里提取碘
③分液法
D.
从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾
②结晶法
【答案】D
【解析】沙子难溶于饱和食盐水,分离饱和食盐水与沙子的混合物用过滤法,故A错误;水和汽油的混合物分层,用分液法分离,故B错误;碘微溶于水、易溶于有机溶剂,从碘的水溶液里提取碘用萃取分液法,故C错误;硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度影响不同,从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾用结晶法,故D正确。
24.工业上可用硫酸银与硫黄培烧制备氧化铝,再电解氧化铝,发生反应如下:反应Ⅰ:2A12(SO4)3+3S2Al2O3+9SO2↑
反应Ⅱ:2Al2O34Al+3O2↑
下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅰ中S 单质是氧化剂
B. 反应Ⅱ中铝元素被氧化
C. 当生成5.4gAl时,反应Ⅰ和Ⅱ共转移1.2mole-
D. 反应Ⅰ中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:9
【答案】C
【解析】A、反应I中S的化合价由0价→+4价,化合价升高,被氧化,作还原剂,故A错误;B、反应II中Al的化合价由+3价→0价,化合价降低,被还原,故B错误;C、生成5.4gAl时转移电子物质的量为5.4×3/27mol=0.6mol,此时消耗Al2O3物质的量为0.2×2/4mol=0.1mol,反应I中,生成0.1molAl2O3时,转移电子物质的量为0.1×3×4/2mol=0.6mol,因此共转移电子物质的量为(0.6+0.6)mol=1.2mol,故C正确;D、反应I中还原剂是S,氧化剂是Al2(SO4)3,3S→3SO2,6SO42--6SO2,因此氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:6=1:2,故D错误。
25.过氧乙酸(CH3COOOH)是无色透明液体,易溶于水、易挥发,见光易分解,具有强氧化性的高效消毒剂,使用过氧乙酸消毒剂时通常先用水稀释工业品过氧乙酸,然后用喷雾法对空气与地面进行消毒。
(1)某学生在实验室用密度为1.15g/mL,质量分数为15%的工业品过氧乙酸配制0.1mol/L过氧乙酸溶液250mL,该生用量筒量取工业品过氧乙酸体积___________________ mL,除量筒、玻璃棒、烧杯外还需要的其它仪器是__________________________________________________________________________。
(2)该学生配制前设计了下列操作,其合理的操作顺序是___________________________________________(字母表示,每个字母只能用一次)。
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需体积的工业品过氧乙酸,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的工业品过氧乙酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,倒置并振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1—2cm处
(3)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(选填“偏高” 、“ 偏低”或“无影响”)?
a. 容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水_____________________;
b. 转移溶液时,不慎有少量溶液洒在容量瓶外___________________________;
c.量取15%的工业品过氧乙酸时,仰视量筒___________________________________;
d.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,补充几滴水至刻度线____________。
(4)下列叙述正确的是__________________(填字母)。
A.可用过滤的方法将过氧乙酸溶液中混有的NaCl除掉
B.过氧乙酸包装上应贴的危险警告标签应如右图所示
C.过氧乙酸应注意密闭、低温保存于棕色细口瓶中
D.过氧乙酸是一种有机物,它可以用于萃取碘水中的碘单质
(5)过氧乙酸半小时内会完全分解成乙酸(CH3COOH)和一种常见的气体单质,检验该气体单质的实验方法是_________________________________________________________________________________________。
(6)如果生产过氧乙酸的原料CH3COONa中混有了SO42-,要想除掉SO42-请选择下列试剂按照加入先后顺序填空_________________________(试剂不必选完,填序号)。
①盐酸②醋酸钡溶液③氯化钡溶液④醋酸⑤碳酸钠溶液⑥碳酸氢钠溶液
【答案】(1). 11.0 m L (2). 250mL容量瓶、胶头滴管 (3). BCAFED (4). 无 (5). 低 (6). 高 (7). 低 (8). BC (9). 用带火星的木条接触气体,观察是否复燃 (10). ②⑤④
【解析】(1)密度为1.15g/mL,质量分数为15%的工业品过氧乙酸的物质的量浓度为:c==mol/L=2.27mol/L,配制0.1mol/L过氧乙酸溶液250mL,根据稀释公式C1V1=C2V2得:2.27mol/L×V1=0.1mol/L×0.250L,解得:V1=0.011L=11.0mL;该生用量筒量取工业品过氧乙酸体积11.0 mL;操作步骤有计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用量筒量取,在烧杯中稀释(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌。冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒2-3次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀。所以所需仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管。根据提供的仪器可知,还需仪器是250mL容量瓶、胶头滴管;(2)根据上述步骤计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,故正确顺序为:BCAFED;(3)a.若容量瓶未干燥即用来配制溶液,对溶液浓度无影响,因为只要定容时正确,至于水是原来就有的还是后来加入的,对浓度无影响;b. 转移溶液时,不慎有少量溶液洒到容量瓶外面会导致溶质损失,浓度偏低;c. 量取15%的工业品过氧乙酸时,仰视量筒,所取溶液体积偏大,所配溶液浓度偏高;d. 定容后,把容量瓶倒置摇匀,正放后发现液面低于刻度线是正常的,又补充几滴水至刻度处则浓度偏低;(4)A、氯化钠易溶于过氧乙酸,故不能用过滤的方法除去过氧乙酸中的氯化钠,选项A错误;B、过氧乙具有强氧化性,标志正确,选项B正确;C、过氧乙酸是液态,见光分解,故应避光保存,且由于是液态,应保存在细口瓶中,选项C正确;D、过氧乙酸易溶于水,故不能萃取碘水中的碘,选项D错误。答案选BC;(5)过氧乙酸能分解为乙酸和氧气,而氧气能使带火星的木条复燃,故检验氧气的方法为:用带火星的木条接触气体,观察是否复燃;(6)除去乙酸钠中混有的硫酸根离子,应加入钡盐,引入钡离子,而从不要引入新杂质的角度来分析,应加入过量的醋酸钡;然后加过量的碳酸钠除去过量的钡离子,最后加醋酸除去过量的碳酸根离子即可,故答案为:②⑤④。
26.聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和A1(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物,其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产工艺流程如下:
(1)反应中副产品a是______(用化学式表示);
(2)升高pH至4.0~4.5的目的是______;
(3)生产过程中可循环使用的物质是______(用化学式表示);
(4)为使得到的晶体较纯净,生产过程中使pH升高的C物质可选用______(填编号);
a.NaOH b.Al c.氨水 d.A12O3 e.NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[A12(OH)nCl6-n•H2O]m,实验室为测定n的值,进行如下操作:
①称取ag晶体,制成粉末,加热至质量不再变化时,得到bg。此过程可能用到的下列仪器有______;
a.蒸发皿 b.坩埚 c.研钵 d.试管
②另取a g晶体:用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→进行C操作→洗涤、烘干→称量为cg。则试剂A为______(填物质名称),C操作为______(填操作名称)。最后综合推算出n的值_____ 。
【答案】(1). H2 (2). 促进AlCl3的水解,使晶体析出 (3). HCl (4). b、d (5). b、c (6). 硝酸 (7). 过滤 (8). (861b-102c)/143.5b
【解析】
【分析】利用铝灰制备聚合氯化铝,先用盐酸溶解铝灰:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,SiO2不溶于盐酸,调节AlCl3溶液的pH至4.0~5.0,使AlCl3部分水解,最后得到聚合三氯化铝。聚合氯化铝晶体{[A12(OH)nCl6-n•H2O]m}的性质应类似于Al(OH)3和AlCl3。由此分析。
【详解】(1)铝灰中加盐酸搅拌加热至950C,有反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,同时盐酸挥发出HCl气体,因此产生的H2中混有HCl气体,用水喷淋吸收气体中的HCl,所以副产品a是H2。
(2)因为聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和A1(OH)3之间的物质,AlCl3在溶液中发生水解生成Al(OH)3:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,升高溶液的pH至4.0~5.0的目的是:促进AlCl3的水解,使晶体析出。
(3)铝灰中加盐酸搅拌加热至950C,产生的H2中混有盐酸挥发出来的HCl气体,用水喷淋气体得到的溶液e即为稀盐酸溶液,盐酸可以循环使用。所以生产过程中可循环使用的物质的化学式为HCl。
(4)加入的c物质是为了促进AlCl3的水解反应:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Al和Al2O3都可以消耗H+而升高溶液的pH:2Al+6H+=2Al3++3H2↑,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,为不引入新的杂质,c物质应选用Al和Al2O3,答案选b、d。
(5)①晶体制成粉末要在研钵中将其研碎,加热固体物质一般使用坩埚,答案选bc。②该实验目的是测定a g晶体中Cl-的物质的量。溶解晶体的试剂应该选用硝酸溶液(既能溶解晶体也不干扰Cl-物质的量的测定),加入AgNO3溶液是为了将试样中的Cl-转化为AgCl沉淀,所以c操作是过滤,最后得到c g纯净的AgCl沉淀。c gAgCl的物质的量==mol。聚合氯化铝晶体[A12(OH)nCl6-n•H2O]m的性质应与Al(OH)3和AlCl3类似,所以加热晶体过程中先有AlCl3水解完全生成Al(OH)3,再有Al(OH)3受热分解,当加热至质量不再变化时,即得到b g纯净的Al2O3,因此a g晶体中铝元素物质的量==mol。所以聚合氯化铝晶体{[A12(OH)nCl6-n•H2O]m}中铝元素与氯元素物质的量之比=2:(6-n)= :,解得n=。
27.利用含铜、铁的粗锌制备硫酸锌及相关物质。工艺流程图及有关数据如下:
物质
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Fe(OH)3
ZnS
CuS
Ksp
5.0×10-20
2.0×10-16
4.0×10-38
1.2×10-23
8.5×10-45
请回答下列问题:
(1)粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应的化学方程式为__________________________,图中处理气体X要能够体现绿色化学思想,还需补充气体______(填化学式)。
(2)若溶液I中c(Cu2+)为0.05mol·L-1,则溶液II中c(Fe3+)>____mol·L-1。
(3)若固体A是Zn,取9.61 g固体C溶解于足量的500mL 2 mol·L-1稀硝酸中,共收集到标准状况下2.24L的气体,向所得溶液中加入2 mol·L-1 NaOH溶液,则当生成沉淀最多时,沉淀的质量为_____g;若固体A是另一种物质,取部分固体C于试管中,加入盐酸产生有臭鸡蛋味气体,则该反应的离子方程式为________________________。
(4)溶液Ⅲ经过蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥,即得到较纯净的硫酸锌晶体;溶液还可以制备ZnS,实际选择的是(NH4)2S溶液而不是Na2S溶液作为反应物,理由是后者制得的ZnS含有较多的杂质,则该杂质是____________(填化学式)。
(5)金属锌常用作酸性干电池的负极,干电池不使用时,由于负极与电解质溶液接触而发生自放电反应:2NH4++Zn=2NH3+H2↑+Zn2+,造成电量自动减少。写出铅蓄电池不使用时,其正极上发生自放电的化学方程式__________________________。
【答案】(1). (3Cu+2HNO3(稀)+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O (2). O2 (3). 4.0×10-11 (4). 14.71 (5). 2H++ZnS=H2S↑+Zn2+ (6). 冷却结晶 (7). Zn(OH)2 (8). 2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2↑+2H2O
【解析】试题分析:(1)粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应,铜被氧化成+2价的铜离子,硝酸被还原成+2价的一氧化氮,反应为3Cu+2HNO3(稀)+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O。气体X为一氧化氮,补充氧气在溶液中可发生4NO+O2+2H2O=4HNO3,全部转化成硝酸循环使用,能够体现绿色化学思想;
(2)固体B为氢氧化铜沉淀,固体C含氢氧化铁沉淀,若溶液I中c(Cu2+)为0.05mol•L-1,根据c(Cu2+)×c2(OH-)>Ksp[Cu(OH)2[,c2(OH-)=5×10−20/5×10−2,c(OH-)=1×10-9mol/L,要得到固体氢氧化铁根据c(Fe3+)×c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],c(Fe3+)>4×10−16/(1×10−9)3=4×10-11mol/L;
(3)若固体A是Zn,取9.61g固体C溶解于足量的500mL2mol•L-1稀硝酸中,而最终为氢氧化物,故沉淀质量为金属质量加上金属阳离子结合氢氧根质量,氢氧根物质的量与金属失电子物质的量相等,而电子与硝酸根结合生成NO,故有氢氧根物质的量为=0.3mol,所以总质量为9.61g+0.3mol×17g/mol=14.71g;若固体A是另一种物质,取部分固体C于试管中,加入足量的盐酸,有臭鸡蛋气味的气体产生,气体为硫化氢,该实验为制备硫酸锌,所以阳离子为锌,阴离子为硫,和盐酸反应生成硫化氢的物质为硫化锌,反应为2H++ZnS=H2S↑+Zn2+;
(4)溶液Ⅲ为硫酸锌溶液,制备七水合硫酸锌,防止结晶水失水,需冷却结晶,溶液Ⅲ还可以制备ZnS,实际选择的是(NH4)2S溶液,铵根离子水解抑制锌离子水解,因氢氧化锌的Ksp小于硫化锌,用Na2S溶液作为反应物,制得的ZnS含有较多的杂质Zn(OH)2;
(5)铅蓄电池放电时,Pb作负极、PbO2作正极,负极上Pb失电子与硫酸根离子结合生成PbSO4,反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4,正极上PbO2得电子和硫酸根、氢离子反应生成PbSO4和H2O,正极反应式为:2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑,铅蓄电池不使用时,正极PbO2与硫酸发生还原反应,Pb(+4→+2),O(-2→0),发生氧化还原反应的方程式为2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2↑+2H2O。
28.Ⅰ、元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_________。
(2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72−还原成Cr3+,该反应的离子方程式为______________。
Ⅱ、以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________
(2)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
III、氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:
在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2,回答下列问题:
反应②中发生反应的离子方程式为___________,___________。
【答案】(1). 蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液 (2). Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O (3). V2O5+2H+=2VO2++H2O (4). 2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑ (5). MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ (6). 3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+
【解析】
【分析】I、(1)因为Cr3+与Al3+的化学性质相似,Al(OH)3有两性,可推测Cr(OH)3也应有两性,故Cr(OH)3应该能与碱反应生成Cr(OH)4-,再结合各粒子在溶液中的颜色和溶解性写出实验现象。
(2)NaHSO3作为还原剂,通常硫元素被氧化为+6价的Na2SO4,Cr2O72-被还原为Cr3+,+1价氢元素与-2价氧元素结合成稳定的H2O,由此写出离子方程式。
II(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,钒元素的化合价都是+5价,应属于复分解反应,再根据电荷守恒和元素守恒写出其离子方程式。
(2)偏钒酸铵(NH4VO3)属于铵盐,铵盐受热一般易分解,再根据钒元素化合价分析确定该反应是否属于氧化还原反应,然后写出其化学方程式。
III、由题意知由“废钒催化剂”回收V2O5,而工业级氧化锌含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质,流程中必须除去铁元素、锰元素、镍元素。加稀硫酸后的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程图分析可知第②步应该是除去铁元素和锰元素,而Ni(II)不能被氧化,第③步是利用Zn置换出镍而除去镍元素。由此写出相应的离子方程式。
【详解】I、(1)因为Cr3+与Al3+的化学性质相似,因此向Cr2(SO4)3溶液逐滴加入NaOH溶液依次发生反应:Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,Cr(OH)3+OH-=Cr(OH)4-,所以可观察到的现象是:蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液。
(2)NaHSO3作为还原剂,通常硫元素被氧化为+6价的Na2SO4,Cr2O72-被还原为Cr3+,+1价氢元素与-2价氧元素结合成稳定的H2O,该反应的离子方程式为Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
II(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,钒元素的化合价没有变化,应属于复分解反应,所以其离子方程式为V2O5+2H+=2VO2++H2O。
(2)偏钒酸铵(NH4VO3)属于铵盐,铵盐受热一般分解为氨气和水,根据目标产品V2O5看,钒元素化合价没有变化,故该分解反应不属于氧化还原反应,“煅烧”中发生反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑。
III、因为工业级氧化锌含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质,加稀硫酸后的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程图分析可知第②步应该是除去铁元素和锰元素。Fe2+和Mn2+都有较强的还原性,KMnO4是强氧化剂被还原为MnO2,溶液pH约为5时铁元素主要以Fe(OH)3形式存在。由此得到反应②中发生反应的离子方程式为MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+,3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+。
1.下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是( )
A. 洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱烘干
B. 酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗
C. 酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差
D. 用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
【答案】B
【详解】A.容量瓶是精确的量器,洗净的容量瓶不可以放进烘箱烘干,A项错误;
B.滴定管用蒸馏水洗净后内壁上附有水膜,若直接装入标准溶液,标准溶液的浓度将减小,影响实验结果的准确性,所以酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗,B项正确;
C.若锥形瓶用待滴定溶液润洗,锥形瓶中待测溶液的体积将偏大,引起待测酸(或碱)的浓度偏大,所以锥形瓶不能用待滴定溶液润洗,C项错误;
D.“立即用滴管吸出多余液体”,但吸出的液体中仍含有溶质,使得所配溶液的浓度偏小,正确的操作应该是重新配制,D项错误;答案选B。
2. 下列操作错误的是( )
A. 除去CO2中少量的SO2:通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
B. 除去溴苯中的少量溴:加入NaOH溶液,振荡、静置分层后,除去水层
C. 提取碘水中的碘:用四氯化碳萃取
D. 除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入乙醇和浓硫酸,使乙酸全部转化为乙酸乙酯
【答案】D
【解析】试题分析:A.由于酸性:H2SO3>H2CO3,所以将含有SO2的CO2气体通入到盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶中,会发生反应:NaHCO3+ SO2=CO2+ NaHSO3,从而达到除杂、净化的目的,正确;B.溴单质可以与NaOH溶液发生反应:2NaOH+Br2=NaBr+NaBrO+H2O,而溴苯与NaOH溶液不能发生反应,密度比水大,然后振荡、静置分层后,除去水层,就得到溴苯,正确;C.由于碘在水中溶解度小,在四氯化碳中溶解度大,水与四氯化碳互不相溶,所以提取碘水中的碘:用四氯化碳萃取,就可以达到目的,正确;D.除去乙酸乙酯中的少量乙酸:可根据乙酸乙酯在碳酸钠饱和溶液的溶解度小,乙酸与碳酸钠发生反应,变为可溶性的物质,然后分液除去,错误。
3. 下列说法正确的是( )
A. 水的摩尔质量是18g B. 1分子硫酸的质量是98g
C. 1molN2的质量是28g D. 摩尔是七个基本物理量之一
【答案】C
【解析】试题分析:A.水的摩尔质量是18g/mol,故A错误;B.1分子硫酸的质量是98/NAg,故B错误;C.N2摩尔质量是28g/mol,1molN2的质量是28g,故C正确;D.物质的量是七个基本物理量之一,摩尔是物质的量的单位,故D错误;答案为C。
4.0.5 L 1 mol/L FeCl3溶液与0.2 L1 mol/L KCl溶液中的Cl-的数目之比( )
A. 5∶2 B. 3∶1 C. 15∶2 D. 1∶3
【答案】C
【解析】试题分析:浓度与体积无关。两溶液中Cl-浓度比为1×3:1×1。
5.实验是化学研究的基础。下列关于各实验装置的叙述正确的是( )
A. 装置①常用于分离互不相溶的液体混合物
B. 装置②可用于吸收NH3或HCl气体,并防止倒吸
C. 装置④可用于干燥、收集氯化氢,并吸收多余的氯化氢
D. 装置③可用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等气体
【答案】D
【解析】A. 装置①是蒸馏装置,常用于分离沸点相差较大且互溶的液体,分离互不相溶的液体常用分液法,故A错误;
B.装置②用于吸收NH3或HCl气体时,不能将NH3或HCl气体直接通入水中,否则会倒吸,应将苯换成四氯化碳并将导管通入四氯化碳中,故B错误;
C.装置④中干燥管内装的是碱石灰,可以和HCl气体反应,故不能用于收集HCl气体,故C错误;
D.装置③用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等气体时,这些气体和空气都不反应,同时可以根据密度的情况,导管分别采用长进短出或短进长出的方法,故D正确;
故答案选D。
6.下图是实验室的硫酸试剂标签上的部分内容。据此,下列说法正确的是( )
A. 该硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L-1
B. 1mol Fe与足量的稀硫酸反应,标准状况下产生44.8L气体
C. 若实验室需要4.6 mol/L的稀硫酸500mL,配制稀硫酸时则应量取该硫酸125.0mL
D. 该硫酸与等体积的水混合后,所得溶液的质量分数等于49%
【答案】C
【详解】A.该硫酸的物质的量浓度==18.4mol/L。A项错误;
B.Fe与足量的稀硫酸反应方程式为:Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑,由此可知1molFe与足量稀硫酸反应生成的H2在标准状况下的体积为22.4L。B项错误;
C.设配制稀硫酸时应量取该浓硫酸xmL,由稀释定律可知,则有,解得x=125.0。即配制稀硫酸时应量取该浓硫酸125.0mL。C项正确;
D.由于该硫酸的密度比水的密度大,所以等体积水的质量比该硫酸的质量小,该硫酸加等体积的水后,溶质质量不变,但所得溶液质量小于加水前该硫酸质量的2倍,根据溶质质量分数=,可知所得溶液的质量分数将大于49%,D项错误;答案选C。
7.NA表示阿伏加德罗常数的值.下列叙述错误的是( )
A. 18g葡萄糖分子中官能团数目为0.6NA
B. 含有0.1mol NH4+的氨水中,含有OH-的数日大于0.1NA
C. 常温下,5.6gFe与含0.2molHNO3的溶液充分作用,最少会失去电子数为0.15NA
D. 常温下,1L pH=9的CH3COONa將液中,发生电离的水分子数为1×10-5NA
【答案】C
【解析】A、葡萄糖含有5个羟基和1个醛基,18g葡萄糖为0.1mol,分子中官能团数目为0.6NA,选项A正确;B、含有0.1molNH4+的氨水中,由NH3·H2O电离的NH4+和OH-的数目为0.1NA,另氨水中的水电离出OH-,故含有OH-的数目大于0.1NA,选项B正确;C、常温下,3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,0.2mol的HNO3消耗0.075molFe,转移的电子数最少为0.15NA,选项C错误;D、常温下,1LpH=9的CH3COONa溶液中,OH-由水电离产生,其数目为1×10-5 NA,故发生电离的水分子数为1×10-5 NA,选项D正确。答案选C。
8.水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应为3Fe2+ + 2S2O32-+ O2 +xOH-=Fe3O4 + S4O62- + 2H2O,
下列说法中不正确的是( )
A. 每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子总数为4 mol
B. Fe2+和S2O32-都是还原剂
C. 1 mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1/3 mol
D. x=4
【答案】C
【解析】试题分析:A.每生成1molFe3O4,只有1mol氧气得到电子,则反应转移的电子总数为1mol×2×(2-0)=4mol,故A正确;B.反应产物Fe3O4中Fe的化合价为+3、+2价,则参加反应的Fe2+部分被氧化作还原剂,S元素的化合价升高,则S2O32-也是还原剂,故B正确;C.由电子守恒可知,1mol Fe2+被氧化时,被Fe2+还原的O2的物质的量为1mol×(3−2)/2×(2-0)=0.25mol,故C错误;D.由电荷守恒可知,(+2)×3+(-2)×2+x×(-1)=-2,解得x=4,故D正确;故选C。
9.24 mL 0.05 mol·L-1的 Na2SO3溶液恰好与20 mL 0.02 mol·L-1的K2R2O7的溶液完全反应,则R元素在还原产物中的化合价为( )
A. 0 B. +2 C. +3 D. +6
【答案】C
【解析】试题解析:Na2SO3被氧化为Na2SO4,化合价升高2价,共失去电子为24mL×10-3× 0.05×2=2.4×10-4mol,K2R2O7被还原到+x价,得到电子为20mL×10-3×0.02×(6-x)×2,根据电子守恒规律:2.4×10-4=20mL×10-3×0.02×(6-x)×2,x=.+3,答案C正确;
10.下列关于溶液的叙述正确的是( )
A. 所有溶液都是无色的
B. 由分散质和分散剂组成的分散系一定是溶液
C. 均一稳定的液体是溶液
D. 溶液是由溶质和溶剂组成的
【答案】D
【解析】A、溶液可以有颜色例如硫酸铜溶液是蓝色,故A错误;B、分散系包括溶液、胶体和浊液,故B错误;C、均一稳定的液体可能是纯净物如液溴,不是溶液,故C错误;D、溶液由溶质和溶剂组成,属于混合物,故D正确;故选D。
11.用质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84 g·cm-3)配制240 mL 1.84 mol·L-1稀硫酸,下列操作正确的是 ( )
A. 将蒸馏水缓慢注入盛有一定量浓硫酸的烧杯中,并不断搅拌至冷却
B. 必需的定量仪器有100 mL量筒、250 mL容量瓶
C. 量取浓硫酸的体积为25.0 mL
D. 先在容量瓶中加入适量水,将量好的浓硫酸注入容量瓶,加水定容
【答案】C
【解析】A.浓硫酸稀释应将浓硫酸沿着烧杯壁缓缓注入水中,同时不断用玻璃棒搅拌,故A错误;B.用浓硫酸配制稀硫酸溶液用到的仪器:玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管和容量瓶,其中容量瓶规格为250mL,量筒的规格是25mL,不需要100mL大量程的量筒,故B错误;C.质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84g•cm-3)物质的量浓度C==18.4mol/L,则配制240mL1.84mol•L-1的稀硫酸,应选择250mL容量瓶,设需要浓硫酸体积为V,则V×18.4mol/L=250mL×1.84mol/L,解得V=25.0mL,故C正确;D.容量瓶为精密仪器,不能用来稀释浓硫酸,故D错误;故答案为C。
12.下列对一些物质或化学反应的分类以及依据正确的是( )
A. 豆浆是胶体,因为豆浆中的分散质粒子直径在1nm~100nm之间
B. NaCl溶液是电解质,因为NaCl溶液能导电
C. Na和H2O的反应不是离子反应,因为反应中没有离子参加
D. H2SO4是酸,因为H2SO4中含有氢元素
【答案】A
【解析】A.豆浆中的分散质粒子直径在1nm~100nm之间,豆浆属于胶体,故A正确;B.NaCl溶液是混合物,不属于电解质,也不属于非电解质,故B错误;C.Na和H2O的反应是离子反应,因为反应中有离子生成,故C错误;D.H2SO4是酸,因为H2SO4电离时生成的阳离子都是氢离子,故D错误;故选A。
13.在下述条件下,一定能大量共存的离子组是( )
A. 无色透明的水溶液中:K+、Ba2+、I-、MnO4-
B. 能与Al反应产生H2的溶液中:HCO3-、Na+、Al3+、Br-
C. 澄清透明溶液中:K+、Fe3+、HCO3-、AlO2−
D. 常温下pH=1的溶液中:Mg2+、Cl-、SO42-、Fe3+
【答案】D
【解析】A. MnO4-是有色离子,在无色溶液中不能大量共存,故A错误;
B. 能与Al反应产生H2的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,若为酸性溶液,HCO3-不能大量共存,若为碱性溶液,HCO3-和Al3+不能大量共存,故B错误;
C. Fe3+可以和AlO2-发生双水解反应生成Fe(OH)3沉淀和Al(OH)3沉淀,HCO3-和AlO2-在溶液中反应生成CO32-和Al(OH)3沉淀,故不能大量共存,故C错误;
D. 常温下pH=1的溶液是酸性溶液,在酸性溶液中,Mg2+、Cl-、SO42-、Fe3+互相之间不发生任何反应,可以大量共存,故D正确;
故答案选D。
14.已知在碱性溶液中可发生如下反应:Fe(OH)3+ClO﹣+OH﹣═FeO4n﹣+Cl﹣+H2O(未配平).则下列有关叙述错误的是( )
A. 已知FeO4n﹣中Fe的化合价是+6价,则n=2
B. 每产生1molCl﹣,转移2mol电子
C. FeO4n﹣具有强氧化性,一般其还原产物为Fe3+,可用作新型自来水消毒剂和净水剂
D. 若n=2,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
【答案】D
【解析】试题分析:A.已知FeO4n﹣中Fe的化合价是+6价,由化合价的代数和等于电荷数可得n=2,正确;B.反应中Cl的化合价从+1价降低到-1价,则每产生1molCl-,转移2mol电子,正确; C.FeO4n﹣具有强氧化性能杀菌消毒,一般其还原产物为Fe3+,可用作新型自来水消毒剂和净水剂,正确;D.若n=2,Fe元素的化合价变化3价,Cl元素的化合价变化2价,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,错误。
15. 称取两份铝粉,第一份加足量的NaOH溶液,第二份加足量的盐酸,若放出等量的气体,则两份铝粉的质量比 ( )
A. 1:2 B. 1:3 C. 2:3 D. 1:1
【答案】D
【解析】铝与NaOH溶液或盐酸反应都是产生氢气,实质类似,因此欲放出等量的气体,两份铝粉的质量相等。
16.在相同条件下,0.1mol镁和0.1mol铝分别和足量的稀盐酸起反应后产生的氢气( )
A. 镁产生的多 B. 铝产生的多 C. 镁和铝产生的一样多 D. 无法比较
【答案】B
【详解】根据镁和铝分别与稀盐酸反应的化学方程式中计量关系计算:
显然,铝产生的H2多。答案选B。
17.标况下将CO2气体缓缓地通入到含2 mol KOH、1 mol Ba(OH)2和2 mol KAlO2的混合溶液中直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示。下列关于整个反应进程中的各种描述正确的是( )
A. A~B段和C~D段发生的反应相同
B. B~C段反应的离子方程式是A1O2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-
C. V="134.4" L,n=3mol
D. D点所得溶液中离子浓度的关系为:c(K+)>c(CO32-)>c(OH﹣)>c(HCO3-)>c(H+)
【答案】C
【解析】试题分析:O→A二氧化碳首先与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀,A→B段是氢氧化钾与二氧化碳反应生成碳酸钾,B→C段是偏铝酸钾与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸钾,C→D段是碳酸根离子与二氧化碳反应生成碳酸氢根离子,D→E段是碳酸钡溶解变成碳酸氢钡。A、B错误,根据图示可知,通入V升二氧化碳气体时,溶液中存在碳酸氢钾碳酸氢钡,根据守恒可知,消耗二氧化碳共6mol,体积为134.4L,生成沉淀最大值是1mol的碳酸钡和2mol氢氧化铝,C正确;D点时溶液为碳酸氢钾溶液,碳酸氢根离子浓度大于碳酸根离子浓度D项错误。
18. 将一块钠投入到盛有煤油和水的烧杯中,观察到的现象可能是( )
A. 钠在水层中反应并四处游动
B. 钠停留在煤油层中不发生反应
C. 钠在煤油中的液面上反应并四处游动
D. 钠在煤油与水的界面处反应并可能上下跳动
【答案】D
【解析】试题分析:钠、煤油和水的密度大小关系为:<<,并且Na与水反应生成氢气,因此钠会在煤油与水的界面处反应并可能上下跳动,故答案D。
19.X、Y、Z、W四种物质的转化关系如图所示。下列组合中不符合该关系的是( )
A
B
C
D
X
HCl
Na2O2
Na2CO3
SO2
Y
FeCl2
NaOH
CO2
Na2SO3
Z
Cl2
Na2CO3
CaCO3
H2SO4
W
FeCl3
NaHCO3
Ca(HCO3)2
NaHSO3
【答案】B
【解析】试题分析:A、HCl与Fe反应生成FeCl2,HCl与二氧化锰反应生成氯气,氯气与FeCl2反应生成FeCl3,符合此图,正确;B、过氧化钠与水反应生成氢氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,但碳酸钠与氢氧化钠不反应,不符合此图,错误;C、碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳气体,碳酸钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀,二氧化碳与碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙,符合此图,正确;D、二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠,二氧化硫与氯水反应生成硫酸,硫酸与亚硫酸钠反应可生成亚硫酸氢钠,符合此图,正确,答案选B。
20.a mol Fe3O4与b mol FeO投入V L c mol·L-1的HNO3溶液(过量)中,充分反应,产生气体为NO,则反应后溶液中NO3-的量为( )
A. 62(a+b) g B. 186(a+b) g
C. mol D. mol
【答案】C
【解析】a mol Fe3O4与b mol FeO投入V L c mol·L-1的HNO3溶液(过量)中,因为硝酸过量,所以溶液中最后剩余的硝酸根可以认为是:用原溶液中的总硝酸根减去转化为NO气体离开溶液的硝酸根即可。原溶液有cV mol硝酸,也有同样多的硝酸根。反应中铁应该都转化为+3价,其中1个Fe3O4中有3个+8/3价铁升高到+3价,所以1个Fe3O4失去3×1/3=1个电子,a mol Fe3O4失去a mol电子,1个FeO中有1个+2价铁升高到+3价,所以1个FeO失去1个电子,b mol FeO失去b mol电子,则一共失去(a+b)mol电子。根据得失电子守恒,硝酸应该得到(a+b)mol电子。每个硝酸应该得到3个电子生成1个NO,所以NO为(a+b)/3 mol,所以溶液中剩余的硝酸为 mol。选项C正确。
21.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A. 氯化铝溶液中加入过量氨水:Al3+ + 4NH3•H2O = AlO2- + 4NH4+ + 2H2O
B. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:Ca2+ + OH- + HCO3- = CaCO3↓ + H2O
C. 碳酸钙溶于醋酸CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2↑ + H2O
D. 向NaHSO4溶液加入Ba(OH)2溶液至中性:H++ SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+ H2O
【答案】B
【解析】A. 氯化铝溶液中加入过量氨水,反应的离子方程式为:Al3+ +3NH3•H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+,选项A错误;B. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合,反应的离子方程式为:Ca2+ + OH- + HCO3-= CaCO3↓ + H2O,选项B正确;C. 碳酸钙溶于醋酸,反应的离子方程式为:CaCO3 + 2CH3COOH= Ca2+ + 2CH3COO-+CO2↑ + H2O,选项C错误;D. 向NaHSO4溶液加入Ba(OH)2溶液至中性,反应的离子方程式为:2H++ SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,选项D错误。答案选B。
22.下列各项实验操作中正确的是( )
A. 加入适量的NaOH可除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3
B. 在蒸馏时应先打开冷凝水开关,待水充满后再点燃酒精灯
C. 分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,然后换一个烧杯将上层液体放出
D. 在做蒸馏实验时应将温度计的水银球浸没在液体里
【答案】B
【解析】A. 加入适量的NaOH,与Na2CO3不反应,与NaHCO3反应生成Na2CO3和H2O,因此不能除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3,故A错误;B. 蒸馏时,为防止馏分以气体形式逸出,则先打开冷凝水开关,待水充满后再点燃酒精灯,故B正确;C. 分液时为避免上下层液体再次混合,则分液漏斗中下层液体从下口放出,然后将上层液体从上口倒出,故C错误;D. 蒸馏时温度计测定馏分的温度,则温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,故D错误;答案选B。
23.实验室常用的分离操作有:①萃取分液法②结晶法③分液法④蒸馏法⑤过滤法。选择以上方法分离混合物,选择正确的是( )
A.
饱和食盐水与沙子的混合物
①萃取分液法
B.
水和汽油的混合物
④蒸馏法
C.
从碘的水溶液里提取碘
③分液法
D.
从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾
②结晶法
【答案】D
【解析】沙子难溶于饱和食盐水,分离饱和食盐水与沙子的混合物用过滤法,故A错误;水和汽油的混合物分层,用分液法分离,故B错误;碘微溶于水、易溶于有机溶剂,从碘的水溶液里提取碘用萃取分液法,故C错误;硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度影响不同,从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾用结晶法,故D正确。
24.工业上可用硫酸银与硫黄培烧制备氧化铝,再电解氧化铝,发生反应如下:反应Ⅰ:2A12(SO4)3+3S2Al2O3+9SO2↑
反应Ⅱ:2Al2O34Al+3O2↑
下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅰ中S 单质是氧化剂
B. 反应Ⅱ中铝元素被氧化
C. 当生成5.4gAl时,反应Ⅰ和Ⅱ共转移1.2mole-
D. 反应Ⅰ中氧化产物与还原产物物质的量之比为2:9
【答案】C
【解析】A、反应I中S的化合价由0价→+4价,化合价升高,被氧化,作还原剂,故A错误;B、反应II中Al的化合价由+3价→0价,化合价降低,被还原,故B错误;C、生成5.4gAl时转移电子物质的量为5.4×3/27mol=0.6mol,此时消耗Al2O3物质的量为0.2×2/4mol=0.1mol,反应I中,生成0.1molAl2O3时,转移电子物质的量为0.1×3×4/2mol=0.6mol,因此共转移电子物质的量为(0.6+0.6)mol=1.2mol,故C正确;D、反应I中还原剂是S,氧化剂是Al2(SO4)3,3S→3SO2,6SO42--6SO2,因此氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:6=1:2,故D错误。
25.过氧乙酸(CH3COOOH)是无色透明液体,易溶于水、易挥发,见光易分解,具有强氧化性的高效消毒剂,使用过氧乙酸消毒剂时通常先用水稀释工业品过氧乙酸,然后用喷雾法对空气与地面进行消毒。
(1)某学生在实验室用密度为1.15g/mL,质量分数为15%的工业品过氧乙酸配制0.1mol/L过氧乙酸溶液250mL,该生用量筒量取工业品过氧乙酸体积___________________ mL,除量筒、玻璃棒、烧杯外还需要的其它仪器是__________________________________________________________________________。
(2)该学生配制前设计了下列操作,其合理的操作顺序是___________________________________________(字母表示,每个字母只能用一次)。
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需体积的工业品过氧乙酸,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的工业品过氧乙酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,倒置并振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1—2cm处
(3)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(选填“偏高” 、“ 偏低”或“无影响”)?
a. 容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水_____________________;
b. 转移溶液时,不慎有少量溶液洒在容量瓶外___________________________;
c.量取15%的工业品过氧乙酸时,仰视量筒___________________________________;
d.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,补充几滴水至刻度线____________。
(4)下列叙述正确的是__________________(填字母)。
A.可用过滤的方法将过氧乙酸溶液中混有的NaCl除掉
B.过氧乙酸包装上应贴的危险警告标签应如右图所示
C.过氧乙酸应注意密闭、低温保存于棕色细口瓶中
D.过氧乙酸是一种有机物,它可以用于萃取碘水中的碘单质
(5)过氧乙酸半小时内会完全分解成乙酸(CH3COOH)和一种常见的气体单质,检验该气体单质的实验方法是_________________________________________________________________________________________。
(6)如果生产过氧乙酸的原料CH3COONa中混有了SO42-,要想除掉SO42-请选择下列试剂按照加入先后顺序填空_________________________(试剂不必选完,填序号)。
①盐酸②醋酸钡溶液③氯化钡溶液④醋酸⑤碳酸钠溶液⑥碳酸氢钠溶液
【答案】(1). 11.0 m L (2). 250mL容量瓶、胶头滴管 (3). BCAFED (4). 无 (5). 低 (6). 高 (7). 低 (8). BC (9). 用带火星的木条接触气体,观察是否复燃 (10). ②⑤④
【解析】(1)密度为1.15g/mL,质量分数为15%的工业品过氧乙酸的物质的量浓度为:c==mol/L=2.27mol/L,配制0.1mol/L过氧乙酸溶液250mL,根据稀释公式C1V1=C2V2得:2.27mol/L×V1=0.1mol/L×0.250L,解得:V1=0.011L=11.0mL;该生用量筒量取工业品过氧乙酸体积11.0 mL;操作步骤有计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用量筒量取,在烧杯中稀释(可用量筒量取水加入烧杯),并用玻璃棒搅拌。冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤烧杯、玻璃棒2-3次,并将洗涤液移入容量瓶中,加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀。所以所需仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管。根据提供的仪器可知,还需仪器是250mL容量瓶、胶头滴管;(2)根据上述步骤计算、量取、稀释、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,故正确顺序为:BCAFED;(3)a.若容量瓶未干燥即用来配制溶液,对溶液浓度无影响,因为只要定容时正确,至于水是原来就有的还是后来加入的,对浓度无影响;b. 转移溶液时,不慎有少量溶液洒到容量瓶外面会导致溶质损失,浓度偏低;c. 量取15%的工业品过氧乙酸时,仰视量筒,所取溶液体积偏大,所配溶液浓度偏高;d. 定容后,把容量瓶倒置摇匀,正放后发现液面低于刻度线是正常的,又补充几滴水至刻度处则浓度偏低;(4)A、氯化钠易溶于过氧乙酸,故不能用过滤的方法除去过氧乙酸中的氯化钠,选项A错误;B、过氧乙具有强氧化性,标志正确,选项B正确;C、过氧乙酸是液态,见光分解,故应避光保存,且由于是液态,应保存在细口瓶中,选项C正确;D、过氧乙酸易溶于水,故不能萃取碘水中的碘,选项D错误。答案选BC;(5)过氧乙酸能分解为乙酸和氧气,而氧气能使带火星的木条复燃,故检验氧气的方法为:用带火星的木条接触气体,观察是否复燃;(6)除去乙酸钠中混有的硫酸根离子,应加入钡盐,引入钡离子,而从不要引入新杂质的角度来分析,应加入过量的醋酸钡;然后加过量的碳酸钠除去过量的钡离子,最后加醋酸除去过量的碳酸根离子即可,故答案为:②⑤④。
26.聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和A1(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物,其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝生产工艺流程如下:
(1)反应中副产品a是______(用化学式表示);
(2)升高pH至4.0~4.5的目的是______;
(3)生产过程中可循环使用的物质是______(用化学式表示);
(4)为使得到的晶体较纯净,生产过程中使pH升高的C物质可选用______(填编号);
a.NaOH b.Al c.氨水 d.A12O3 e.NaAlO2
(5)聚合氯化铝晶体的化学式可表示为[A12(OH)nCl6-n•H2O]m,实验室为测定n的值,进行如下操作:
①称取ag晶体,制成粉末,加热至质量不再变化时,得到bg。此过程可能用到的下列仪器有______;
a.蒸发皿 b.坩埚 c.研钵 d.试管
②另取a g晶体:用A试剂溶解→加足量AgNO3溶液→进行C操作→洗涤、烘干→称量为cg。则试剂A为______(填物质名称),C操作为______(填操作名称)。最后综合推算出n的值_____ 。
【答案】(1). H2 (2). 促进AlCl3的水解,使晶体析出 (3). HCl (4). b、d (5). b、c (6). 硝酸 (7). 过滤 (8). (861b-102c)/143.5b
【解析】
【分析】利用铝灰制备聚合氯化铝,先用盐酸溶解铝灰:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,SiO2不溶于盐酸,调节AlCl3溶液的pH至4.0~5.0,使AlCl3部分水解,最后得到聚合三氯化铝。聚合氯化铝晶体{[A12(OH)nCl6-n•H2O]m}的性质应类似于Al(OH)3和AlCl3。由此分析。
【详解】(1)铝灰中加盐酸搅拌加热至950C,有反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,同时盐酸挥发出HCl气体,因此产生的H2中混有HCl气体,用水喷淋吸收气体中的HCl,所以副产品a是H2。
(2)因为聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和A1(OH)3之间的物质,AlCl3在溶液中发生水解生成Al(OH)3:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,升高溶液的pH至4.0~5.0的目的是:促进AlCl3的水解,使晶体析出。
(3)铝灰中加盐酸搅拌加热至950C,产生的H2中混有盐酸挥发出来的HCl气体,用水喷淋气体得到的溶液e即为稀盐酸溶液,盐酸可以循环使用。所以生产过程中可循环使用的物质的化学式为HCl。
(4)加入的c物质是为了促进AlCl3的水解反应:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,Al和Al2O3都可以消耗H+而升高溶液的pH:2Al+6H+=2Al3++3H2↑,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,为不引入新的杂质,c物质应选用Al和Al2O3,答案选b、d。
(5)①晶体制成粉末要在研钵中将其研碎,加热固体物质一般使用坩埚,答案选bc。②该实验目的是测定a g晶体中Cl-的物质的量。溶解晶体的试剂应该选用硝酸溶液(既能溶解晶体也不干扰Cl-物质的量的测定),加入AgNO3溶液是为了将试样中的Cl-转化为AgCl沉淀,所以c操作是过滤,最后得到c g纯净的AgCl沉淀。c gAgCl的物质的量==mol。聚合氯化铝晶体[A12(OH)nCl6-n•H2O]m的性质应与Al(OH)3和AlCl3类似,所以加热晶体过程中先有AlCl3水解完全生成Al(OH)3,再有Al(OH)3受热分解,当加热至质量不再变化时,即得到b g纯净的Al2O3,因此a g晶体中铝元素物质的量==mol。所以聚合氯化铝晶体{[A12(OH)nCl6-n•H2O]m}中铝元素与氯元素物质的量之比=2:(6-n)= :,解得n=。
27.利用含铜、铁的粗锌制备硫酸锌及相关物质。工艺流程图及有关数据如下:
物质
Cu(OH)2
Zn(OH)2
Fe(OH)3
ZnS
CuS
Ksp
5.0×10-20
2.0×10-16
4.0×10-38
1.2×10-23
8.5×10-45
请回答下列问题:
(1)粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应的化学方程式为__________________________,图中处理气体X要能够体现绿色化学思想,还需补充气体______(填化学式)。
(2)若溶液I中c(Cu2+)为0.05mol·L-1,则溶液II中c(Fe3+)>____mol·L-1。
(3)若固体A是Zn,取9.61 g固体C溶解于足量的500mL 2 mol·L-1稀硝酸中,共收集到标准状况下2.24L的气体,向所得溶液中加入2 mol·L-1 NaOH溶液,则当生成沉淀最多时,沉淀的质量为_____g;若固体A是另一种物质,取部分固体C于试管中,加入盐酸产生有臭鸡蛋味气体,则该反应的离子方程式为________________________。
(4)溶液Ⅲ经过蒸发浓缩、____________、过滤、洗涤、干燥,即得到较纯净的硫酸锌晶体;溶液还可以制备ZnS,实际选择的是(NH4)2S溶液而不是Na2S溶液作为反应物,理由是后者制得的ZnS含有较多的杂质,则该杂质是____________(填化学式)。
(5)金属锌常用作酸性干电池的负极,干电池不使用时,由于负极与电解质溶液接触而发生自放电反应:2NH4++Zn=2NH3+H2↑+Zn2+,造成电量自动减少。写出铅蓄电池不使用时,其正极上发生自放电的化学方程式__________________________。
【答案】(1). (3Cu+2HNO3(稀)+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O (2). O2 (3). 4.0×10-11 (4). 14.71 (5). 2H++ZnS=H2S↑+Zn2+ (6). 冷却结晶 (7). Zn(OH)2 (8). 2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2↑+2H2O
【解析】试题分析:(1)粗锌中的铜与混酸的稀溶液反应,铜被氧化成+2价的铜离子,硝酸被还原成+2价的一氧化氮,反应为3Cu+2HNO3(稀)+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O。气体X为一氧化氮,补充氧气在溶液中可发生4NO+O2+2H2O=4HNO3,全部转化成硝酸循环使用,能够体现绿色化学思想;
(2)固体B为氢氧化铜沉淀,固体C含氢氧化铁沉淀,若溶液I中c(Cu2+)为0.05mol•L-1,根据c(Cu2+)×c2(OH-)>Ksp[Cu(OH)2[,c2(OH-)=5×10−20/5×10−2,c(OH-)=1×10-9mol/L,要得到固体氢氧化铁根据c(Fe3+)×c3(OH-)>Ksp[Fe(OH)3],c(Fe3+)>4×10−16/(1×10−9)3=4×10-11mol/L;
(3)若固体A是Zn,取9.61g固体C溶解于足量的500mL2mol•L-1稀硝酸中,而最终为氢氧化物,故沉淀质量为金属质量加上金属阳离子结合氢氧根质量,氢氧根物质的量与金属失电子物质的量相等,而电子与硝酸根结合生成NO,故有氢氧根物质的量为=0.3mol,所以总质量为9.61g+0.3mol×17g/mol=14.71g;若固体A是另一种物质,取部分固体C于试管中,加入足量的盐酸,有臭鸡蛋气味的气体产生,气体为硫化氢,该实验为制备硫酸锌,所以阳离子为锌,阴离子为硫,和盐酸反应生成硫化氢的物质为硫化锌,反应为2H++ZnS=H2S↑+Zn2+;
(4)溶液Ⅲ为硫酸锌溶液,制备七水合硫酸锌,防止结晶水失水,需冷却结晶,溶液Ⅲ还可以制备ZnS,实际选择的是(NH4)2S溶液,铵根离子水解抑制锌离子水解,因氢氧化锌的Ksp小于硫化锌,用Na2S溶液作为反应物,制得的ZnS含有较多的杂质Zn(OH)2;
(5)铅蓄电池放电时,Pb作负极、PbO2作正极,负极上Pb失电子与硫酸根离子结合生成PbSO4,反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4,正极上PbO2得电子和硫酸根、氢离子反应生成PbSO4和H2O,正极反应式为:2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O+O2↑,铅蓄电池不使用时,正极PbO2与硫酸发生还原反应,Pb(+4→+2),O(-2→0),发生氧化还原反应的方程式为2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2↑+2H2O。
28.Ⅰ、元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_________。
(2)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72−还原成Cr3+,该反应的离子方程式为______________。
Ⅱ、以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:
物质
V2O5
V2O4
K2SO4
SiO2
Fe2O3
Al2O3
质量分数/%
2.2~2.9
2.8~3.1
22~28
60~65
1~2
<1
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________
(2)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
III、氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:
在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2,回答下列问题:
反应②中发生反应的离子方程式为___________,___________。
【答案】(1). 蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液 (2). Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O (3). V2O5+2H+=2VO2++H2O (4). 2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑ (5). MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ (6). 3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+
【解析】
【分析】I、(1)因为Cr3+与Al3+的化学性质相似,Al(OH)3有两性,可推测Cr(OH)3也应有两性,故Cr(OH)3应该能与碱反应生成Cr(OH)4-,再结合各粒子在溶液中的颜色和溶解性写出实验现象。
(2)NaHSO3作为还原剂,通常硫元素被氧化为+6价的Na2SO4,Cr2O72-被还原为Cr3+,+1价氢元素与-2价氧元素结合成稳定的H2O,由此写出离子方程式。
II(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,钒元素的化合价都是+5价,应属于复分解反应,再根据电荷守恒和元素守恒写出其离子方程式。
(2)偏钒酸铵(NH4VO3)属于铵盐,铵盐受热一般易分解,再根据钒元素化合价分析确定该反应是否属于氧化还原反应,然后写出其化学方程式。
III、由题意知由“废钒催化剂”回收V2O5,而工业级氧化锌含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质,流程中必须除去铁元素、锰元素、镍元素。加稀硫酸后的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程图分析可知第②步应该是除去铁元素和锰元素,而Ni(II)不能被氧化,第③步是利用Zn置换出镍而除去镍元素。由此写出相应的离子方程式。
【详解】I、(1)因为Cr3+与Al3+的化学性质相似,因此向Cr2(SO4)3溶液逐滴加入NaOH溶液依次发生反应:Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,Cr(OH)3+OH-=Cr(OH)4-,所以可观察到的现象是:蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液。
(2)NaHSO3作为还原剂,通常硫元素被氧化为+6价的Na2SO4,Cr2O72-被还原为Cr3+,+1价氢元素与-2价氧元素结合成稳定的H2O,该反应的离子方程式为Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
II(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,钒元素的化合价没有变化,应属于复分解反应,所以其离子方程式为V2O5+2H+=2VO2++H2O。
(2)偏钒酸铵(NH4VO3)属于铵盐,铵盐受热一般分解为氨气和水,根据目标产品V2O5看,钒元素化合价没有变化,故该分解反应不属于氧化还原反应,“煅烧”中发生反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑。
III、因为工业级氧化锌含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质,加稀硫酸后的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程图分析可知第②步应该是除去铁元素和锰元素。Fe2+和Mn2+都有较强的还原性,KMnO4是强氧化剂被还原为MnO2,溶液pH约为5时铁元素主要以Fe(OH)3形式存在。由此得到反应②中发生反应的离子方程式为MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+,3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+。
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