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【化学】山东省济南第一中学2018-2019学年高一上学期期末考试试卷(解析版)
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山东省济南第一中学2018-2019学年高一上学期期末考试试卷
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56 Br-80
第Ⅰ卷 选择题(共54分)
一、选择题
1.《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”对此段话的说明中肯定错误的是( )
A. 绿矾的化学式为FeSO4·7H2O B. 绿矾分解过程中没有发生电子的转移
C. “色赤”物质可能是Fe2O3 D. 流出的液体中可能含有硫酸
【答案】B
【解析】绿矾在加热时会溶解在结晶水中,然后发生分解,化学方程式为2FeSO47H2O
Fe2O3+SO2+SO3+14H2O,铁的化合价由+2升高到+3价,S由+6降低到+4,所以绿矾分解是氧化还原反应,有电子转移。三氧化硫溶于水生成硫酸。综上所述B不正确,选B。
2.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是( )
A. 氢氧化铁胶体具有很强的吸附性,可用于自来水的杀菌消毒
B. SiO2晶体熔点高硬度大,可用作芯片和太阳能电池
C. NaClO具有强氧化性,可作织物漂白剂
D. PM2.5指直径小于或接近2.5微米的颗粒物,在空气中能产生丁达尔现象
【答案】C
【详解】A、氢氧化铁胶体具有吸附性,能吸附悬浮杂质,而杀菌消毒是氧化性的体现,故A错误;
B、硅是半导体,可用作芯片和太阳能电池,故B错误;
C、NaClO具有强氧化性,可作织物漂白剂,故C正确;
D、胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒的直径在1nm~100nm, PM2.5指直径小于或接近2.5微米的颗粒物,远远大于胶体粒子的直径,故D错误;
故选C。
3.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. Fe FeCl2 Fe(OH)2
B. S SO3 H2SO4
C. NH4Cl(s)NH3 Mg(OH)2
D.
【答案】C
【详解】A、铁与氯气点燃生成三氯化铁,不生成氯化亚铁,故A错误;
B、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,故B错误;
C、氢氧化钙与氯化铵生成氨气,通入氯化镁溶液,生成氢氧化镁沉淀,每步均能实现,故C正确;
D、二氧化硅不溶于水,不能直接生成硅酸,故D错误;
故选C。
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A. 7.8g Na2O2与足量水反应生成O2分子数为0.1NA
B. 50ml 18mol/L H2SO4溶液与足量的铜反应能产生SO2气体分子数为0.45NA
C. 标准状况下22.4 L氯气与足量的铁反应,转移电子数为3NA
D. 常温常压下,92g NO2气体中含有的原子总数为6NA
【答案】D
【详解】A、1molNa2O2与足量水反应生成0.5molO2,7.8g Na2O2物质的量为0.1mol与足量水反应生成O2分子数为0.05NA,故A错误;
B、随反应的进行,浓硫酸变稀,与铜不反应,50ml 18mol/L H2SO4溶液与足量的铜反应产生SO2气体分子数小于0.45NA,故B错误;
C. 1mol氯气与足量的铁反应只能转移2mol电子,标准状况下22.4 L氯气与足量的铁反应,转移电子数为2NA,故C错误;
D. 1molNO2气体中含有的原子是 3mol,常温常压下,92g NO2气体物质的量为2mol,含有的原子总数为6NA,故D正确;
故选D。
5.最近,科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是:
Na2O + 2CO Na2CO3 + C(石墨烯),然后除去Na2CO3,即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是( )
A. 该生产石墨烯的反应属于氧化还原反应
B. 石墨烯与金刚石互为同素异形体
C. Na2O属于碱性氧化物,CO属于酸性氧化物,Na2CO3属于盐
D. 自然界中碳元素有游离态和化合态两种存在形式
【答案】C
【解析】碳元素由+2价升高到+4价,降低到0价,属于氧化还原反应;A正确;石墨烯与金刚石都是由碳元素组成的不同性质的单质,属于同素异形体;B正确;CO既不与酸反应,又不与碱反应,属于不成盐氧化物;C错误;煤主要成分为碳,碳元素以游离态存在,碳酸钙中碳元素以化合态存在;D正确;正确选项:C。
6.能正确表示下列反应的离子方程式的是 ( )
A. Na2SiO3溶液中加入盐酸: SiO32ˉ +2H+ = H2SiO3↓
B. Ba(OH)2溶液与NH4Cl稀溶液反应:NH4+ + OHˉ = NH3↑ + H2O
C. FeCl3溶液中加入铁粉: Fe3+ + Fe = 2Fe2+
D. NaHCO3与烧碱溶液反应:HCO3ˉ+ OHˉ = CO2↑+H2O
【答案】A
【详解】A、盐酸酸性强于硅酸,Na2SiO3溶液中加入盐酸: SiO32ˉ +2H+ = H2SiO3↓,故A正确;
B、氨气在水中溶解度大,稀溶液中主要以一水合氨的形成存在,Ba(OH)2溶液与NH4Cl稀溶液反应:NH4+ + OHˉ = NH3·H2O,故B错误;
C、电荷不守恒,FeCl3溶液中加入铁粉:2Fe3+ + Fe = 3Fe2+,故C错误;
D、电荷不守恒,NaHCO3与烧碱溶液反应:HCO3ˉ+ OHˉ = CO32-+H2O,故D错误;
故选A。
7.下列反应中,水作氧化剂的是( )
A. SO3 + H2O = H2SO4 B. 2Na+2H2O = 2NaOH + H2↑
C. 2F2 +2H2O = 4HF +O2 D. 3NO2 + H2O = 2HNO3+NO↑
【答案】B
【详解】A、水中H、O元素化合价不变,所以水既不是氧化剂又不是还原剂,故A错误;;
B、该反应中Na元素化合价由0价变为+1价、H元素化合价由+1价变为0价,所以水得电子化合价降低为氧化剂,故B正确;
C、该反应中F元素化合价由0价变为-1价、O元素化合价由-2价变为0价,则水失电子作还原剂,故C错误;
D、水中H、O元素化合价不变,所以水既不是氧化剂又不是还原剂,故D错误;
故选B。
8.某无色透明的强酸性溶液中,能大量共存的一组离子是
A. Mg2+、A13+、SO42-、NO3- B. Na+、HCO3-、K+、SO42-
C. MnO4-、K+、SO42-、Na+ D. NH4+、Fe2+、Cl-、NO3-
【答案】A
【解析】四种离子均为无色,H+与四种离子均能共存;A正确;H+与HCO3-反应,不能共存;B错误;MnO4-溶液显紫色,不符合题意要求;C错误;Fe2+、 NO3-、H+共同作用发生氧化还原反应,不能共存;D错误;正确选项:A。
9.下列有关物质的分类或性质与应用均正确的是 ( )
A. SO2和Cl2都能使品红溶液褪色,两者等体积混合可以增强漂白能力
B. Na2O2是碱性氧化物,具有强氧化性可用于杀菌消毒
C. MgO、Al2O3的熔点很高,二者都可用于制作耐高温材料
D. NO2、SO2两种气体都能与水反应生成酸,它们都是酸性氧化物
【答案】C
【详解】A、SO2和Cl2按1:1混合通入品红溶液中时,二者发生反应Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,HCl和硫酸没有漂白性,SO2和Cl2都能使品红溶液褪色,两者等体积混合通过品红溶液中没有漂白性,故A错误;
B、过氧化钠和酸反应生成盐、水和氧气,所以不是碱性氧化物,故B错误;
C、具有高熔点的物质能作耐高温材料,MgO、Al2O3的熔点很高,所以二者都可用于制作耐高温材料,故C正确;
D、NO2和碱反应是氧化还原反应,不是酸性氧化物,故D错误;
故选C
10.化学试剂不变质和实验方法科学是化学实验成功的保障。下列试剂保存方法或实验方法中,不正确的是( )
A. 实验室中金属钠通常保存在煤油里
B. 液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
C. 保存FeCl3溶液时,通常在溶液中加少量的单质铁
D. 浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉处
【答案】C
【解析】A.实验室中金属钠通常保存在煤油里,可以隔绝空气,故A正确;B.由于液溴溶于挥发,密度大于水的密度,所以在存放液溴的试剂瓶中应加水封,故B正确;C.保存FeCl3溶液时,若在溶液中加少量的单质铁,则铁与三价铁离子反应生成二价铁离子,溶液变质,故C错误;D.浓硝酸见光分解,所以应保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉处,故D正确;故选C。
11.如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是( )
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
滴有酚酞的NaOH溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
D
硫化氢水溶液
溶液变浑浊
SO2有还原性
【答案】B
【详解】A、酸性高锰酸钾能将二氧化硫在水溶液中氧化成硫酸,自身还原为肉色的二价锰离子,是酸性高锰酸钾的氧化性的体现,二氧化硫显还原性,故A错误;
B、二氧化硫使品红褪色,体现漂白性,故B正确;
C、二氧化硫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现二氧化硫是酸性氧化物的性质,不是漂白性,故C错误;
D、黄色沉淀为S单质,SO2与H2S反应生成S单质,该反应中SO2中+4价S元素被还原生成0价的单质S,二氧化硫被还原,说明SO2有氧化性,故D错误;
故选B。
12.下列关于金属及其化合物的说法正确的是 ( )
A. Na2O为淡黄色固体,MgO为白色固体
B. 金属钠具有强还原性,可用与TiCl4溶液反应制取金属Ti
C. 铁放入浓硝酸中无明显现象,说明铁与浓硝酸不反应
D. 工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁
【答案】D
【详解】A、Na2O为白色固体,故A错误;
B、钠性质非常活泼,与盐溶液反应先于水反应,不能用钠与TiCl4溶液反应制取金属Ti,故B错误;
C、铁放入浓硝酸中无明显现象,但发生钝化,发生氧化还原反应,故C错误;
D、镁是活泼金属,工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁,故D正确;
故选D。
13.氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应2NH3+3Cl2===N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是 ( )
A. 若管道漏气遇氨就会产生白烟
B. 该反应利用了Cl2的强氧化性
C. 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. 生成1molN2有6mol电子转移
【答案】C
【详解】A、反应生成HCl,NH3可与HCl反应生成氯化铵,有白烟生成,故A正确;
B、Cl元素化合价降低,被还原,Cl2为氧化剂,故B正确;
C、Cl2为氧化剂,有化合价变价的NH3为还原剂,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,故C错误;
D、N由-3价升高为0价,生成1molN2有6mol电子转移,故D正确;
故选C。
14.用下图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )
选项
①中物质
②中物质
预测②中的现象
A.
稀盐酸
碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液
立即产生气泡
B.
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
C.
浓盐酸
二氧化锰
产生黄绿色气体
D.
新制氯水
淀粉—碘化钾溶液
溶液变蓝色
【答案】D
【详解】A、稀盐酸先与氢氧化钠溶液反应,开始时无气泡,故A错误;
B、常温下浓硝酸与铝发生钝化反应,不能观察到红棕色气体,现象不合理,故B错误;
C、浓盐酸与二氧化锰反应条件是加热,不加热观察不到产生黄绿色气体,故C错误;
D、氯气将碘离子氧化成单质碘,溶液变蓝色,故D正确;
故选D。
15.无色的混合气体甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL气体甲经过下图实验处理,结果得到酸性溶液,还有少量气体剩余,则气体甲的组成可能为 ( )
A. NH3、NO、CO2 B. NH3、NO2、N2 C. NH3、NO2、CO2 D. NO、CO2、N2
【答案】A
【详解】二氧化氮是红棕色的气体,无色的混合气体甲中一定不存在,硫酸和碱性气体能反应,所以100mL甲气体经过足量的浓硫酸,溢出剩余气体80mL,说明一定有NH3存在且体积为20mL,二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,通过足量的过氧化钠后气体显红棕色,说明有NO、CO2,排水法收集气体,结果得到酸性溶液,还有少量气体剩余,无法确定有无氮气。
故选A。
16.下列实验操作或装置正确的是( )
① ② ③ ④
A. 图①表示为配制一定物质的量浓度稀硫酸时的操作
B. 用图②所示装置吸收氯气中的氯化氢气体
C. 用图③所示装置收集NO气体
D. 用图④所示装置吸收多余的NH3气,并防倒吸。
【答案】B
【详解】A、浓硫酸稀释放热,容量瓶只能在常温下使用,应将浓硫酸在烧杯中稀释,冷却至室温后转移到容量瓶中,故A错误;
B、氯气不溶于饱和食盐水,而氯化氢易溶于水,可用于除杂,故B正确;
C、NO与氧气反应,不能用排空气法收集,应用排水法收集,故C错误。
D、安全瓶中进气管不能插到集气瓶底,故D错误。
故选B。
17.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50ml溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸与它反应,得到的图像如下,下列说法正确
A. 标注 NaCl的直线代表产生的CO2的物质的量
B. 原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:2
C. 盐酸的浓度是0.05 mol/L
D. 盐酸加到150mL时,放出CO2气体2.24L(标准状况下)
【答案】C
【详解】A、0~50ml时发生的反应为:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,没有CO2产生,故A错误;
B、从图中(0,2.5)看出,原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:1,故B错误;
C、由图可知50ml溶液中碳酸钠完全转化为:碳酸氢钠和氯化钠,消耗盐酸的体积为:50ml,由Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 可知:n(Na2CO3)=n(HCl)=0.0025mol,c(HCl)=0.0025mol/0.05L=0.05mol·L-1,故C正确;
D、由图50ml~150ml,发生反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,可知n(CO2)=n(HCl)=100×10-3L×0.05mol·L-1×22.4L·mol-1=0.112L=112mL,故D错误。
故选C。
18.13.6g Fe和Fe2O3的混合物,加入150mL足量的稀硫酸,在标准状况下收集到1.12LH2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4,并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了200mL 3mol/L的NaOH溶液,则该稀H2SO4的物质的量浓度为( )
A. 2.25mol/L B. 2mol/L C. 3mol/L D. 0.6mol/L
【答案】B
【详解】Fe和Fe2O3的混合物与稀H2SO4反应,Fe和Fe2O3均无剩余,且有H2生成,说明反应生成FeSO4,为了中和过量的硫酸,而且使FeSO4完全转化成Fe(OH)2,共消耗3mol·L-1的NaOH溶液200mL,说明反应后的溶液溶质只有Na2SO4,根据硫酸根守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠离子守恒,则n(Na2SO4)=1/2n(NaOH),则有:n(H2SO4)=n(Na2SO4)=1/2n(NaOH)=1/2×3mol·L-1×0.2L=0.3mol,故该硫酸的物质的量浓度为:c(H2SO4)=0.3mol/0.15L=2mol·L-1,
故选:B。
非选择题(共46分)
19.纯碱是生活中常用的去油污洗涤剂。某同学欲用碳酸钠晶体(Na2CO3•10H2O)配制100ml 1mol•L-1的纯碱溶液。请回答下列问题:
(1)计算所需要Na2CO3•10H2O的质量为________ g;
(2)取该溶液20ml稀释到100ml后的溶液中c(Na+)为_______ mol•L-1。
(3)完成上述实验,除下图所示的仪器外,还需要添加的玻璃仪器是__________________________。
(4)配制溶液时,下列实验操作会使配制溶液浓度偏低的是__________。
A.容量瓶内有水,未经过干燥处理
B.定容操作时,俯视刻度线
C.向容量瓶中转移时有少量液体溅出
D.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于刻度线,再补加几滴水到刻度线
【答案】(1). 28.6 (2). 0.4 (3). 玻璃棒和胶头滴管 (4). CD
【详解】(1)实验室配制100mL1mol·L-1Na2CO3溶液需要Na2CO3的物质的量为:0.1L×1mol·L-1=0.1mol,Na2CO3·10H2O的物质的量为0.1mol,Na2CO3·10H2O的质量为:0.1mol×286g·mol-1=28.6g;
(2)取该溶液20ml稀释到100ml后的溶液中c(Na+)=0.02L×1mol·L-1×2/0.1L=0.4mol•L-1。
(3)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,冷却后转移到100mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:玻璃棒、胶头滴管;
(4) A.容量瓶内有水,未经过干燥处理,对溶质和溶剂都无影响,所以配制浓度无影响,故A不选;
B.定容操作时,俯视刻度线,导致水量不足,造成溶液浓度偏高,故B不选;
C.向容量瓶中转移时有少量液体溅出,会造成溶质损失,使配制溶液浓度偏低,故C选;
D.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于刻度线,再补加几滴水到刻度线,溶液体积偏大,配制浓度偏低,故D选。
故选CD。
20.“84消毒液”是生活中常用的消毒剂,可与硫酸溶液反应制取氯气,反应原理为:
NaClO + NaCl + H2SO4 ===Na2SO4 + Cl2↑ + H2O; 为探究氯气的性质,某同学利用此原理制氯气并设计了如下所示的实验装置:
(1)从①、②、③装置中选择合适的制氯气装置(A处)___________ (填写序号)。
(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条,实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色,其原因可能是______________________________;说明该装置存在明显的缺陷,请提出合理的改进的方法 _________________________________________。
(3)为了验证氯气的氧化性,将氯气通入Na2SO3溶液中,然后检验反应后溶液中是否含有SO42-。检验SO42-的方法是:取少量反应后溶液于试管中,先加入足量的_____至无明显现象,然后再加入少量____溶液,有白色沉淀生成,说明含有SO42-。
(4)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,已知酸性:盐酸 > 碳酸 > 次氯酸,该实验证明氯气与水反应的生成物中含有 ____________(填“盐酸”或“次氯酸”)。
【答案】(1). ② (2). 产生的氯气中含有水蒸气会反应生成次氯酸 (3). 在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置) (4). Cl2+SO32-+H2O=SO42-+2Cl-+2H+ (5). 稀盐酸(或HCl溶液) (6). BaCl2(或其他合理答案) (7). 盐酸
【解析】(1)由NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O可知,反应有液体参加,需要加热,所以选装置②;(2)装置B中干燥的有色布条褪色,说明氯气中可能混有少量的水蒸气,氯气与水反应生成次氯酸而漂白,因此应在在A和B之间增加盛有浓H2SO4的洗气瓶,除去Cl2中的水蒸气;检验硫酸根必须排除其它离子的干扰,因此检验反应后溶液中含有SO42-的方法是:取少量反应后溶液于试管中,先加入足量的稀盐酸至无明显现象,然后再加入少量BaCl2溶液有白色沉淀生成,说明含有SO42-。(3)氯气把亚硫酸钠氧化为硫酸钠,自身被还原为Cl-,反应离子方程式为Cl2+SO32-+H2O=SO42-+2Cl-+2H+;(4)氯气通入水溶液会反应生成盐酸和次氯酸,酸性盐酸>碳酸>次氯酸,氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,证明氯气与水反应的生成物中含有盐酸。
21.海水是自然赐给人类的宝藏,海水的综合利用是全世界研究的重点。完成下列问题:
(1) 粗盐中除了含有泥沙之外还含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,粗盐获得精盐一般步骤如下:
加入的试剂①、②分别是:_________、_________。
(2)某学生在实验室中模拟海水提取溴的步骤为:
取25 L除去悬浮杂质后的海水,浓缩至2L,向其中通入足量氯气。
① 氧化步骤中生成Br2的离子方程式为_______________________________。
② 将吹出的Br2(g)用纯碱溶液全部吸收,发生反应:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑ ,产生的CO2通入足量澄清石灰水中,得到1g白色沉淀。计算海水中溴的浓度为_______g/L。
③实验室中若用CCl4提取少量的溴:向溴水中加入CCl4振荡、静置……得溴的四氯化碳溶液,该分离提纯溴的方法叫________;用到的主要仪器为_____________。
(3)实验证明金属制品在海水中更容易生锈,铜锈的化学式为: _____________。
【答案】(1). BaCl2 (2). Na2CO3 (3). Cl2 + 2Br﹣= 2Cl﹣ + Br2 (4). 0.064 (5). 萃取 (6). 分液漏斗(烧杯) (7). Cu2(OH)2CO3
【详解】(1)加入氯化钡、纯碱,可分别生成硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡等沉淀,以达到除去杂质离子的目的;
(2)①氯气可氧化溴离子:Cl2 + 2Br﹣= 2Cl﹣ + Br2;
②根据各步反应,可确定如下关系:Br2~CO2~CaCO3,根据CaCO3的质量
可求出原25L海水中Br2的质量为160g·mol-1×1g/100g·mol-1=1.6 g,则海水中溴的浓度为1.6g/25L=0.064 g·L-1;
③溴易溶于四氯化碳,溶液分层,为萃取、分液操作,可用分液漏斗进行分离;
(3)铜锈的主要成分为碱式碳酸铜,化学式为 Cu2(OH)2CO3。
22.Ⅰ.铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有SiO2、Fe2O3)是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
(1)沉淀A的成分是(填化学式)_________。
(2)步骤②中加入过量NaOH溶液发生反应的离子方程式,除了H++OH﹣=H2O外,还有:
_____________________________、________________________________;
(3)步骤③中加入(或通入)的过量试剂b是______________。
Ⅱ. 利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系:
(4)从硫元素化合价的角度分析,图中既有氧化性又有还原性的化合物有______________(填化学式)。
(5)将X与Y混合,可生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为_________________________。
(6)Na2S2O3是重要的化工原料,从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是______(填代号).
a.Na2S+S b.Na2SO3+S c.SO2+Na2SO4 d.Na2SO3+Na2SO4
【答案】(1). SiO2 (2). Fe3++3OH﹣=Fe(OH)3↓ (3). Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O (4). CO2 (5). SO2、H2SO3、Na2SO3 (6). SO2 +2 H2S = 3S + 2H2O (7). b
【解析】
【分析】Ⅰ.铝土矿中加入过量试剂a,然后操作I得到沉淀A和滤液甲,则操作I为过滤,滤液甲中加入过量NaOH溶液操作II后得到沉淀B和滤液乙,操作II是过滤;Al2O3、SiO2能溶于强碱溶液而Fe2O3不溶于强碱溶液,SiO2不溶于稀盐酸而Fe2O3、Al2O3能溶于稀盐酸,根据图知,滤液甲中含有铝元素,则试剂a为稀盐酸,沉淀A为SiO2,滤液甲中溶质为氯化铝和氯化铁、HCl,沉淀B为Fe(OH)3,滤液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl,向滤液乙中通入过滤二氧化碳得到滤液碳酸氢钠溶液,沉淀C为Al(OH)3,加热氢氧化铝得到氧化铝。
Ⅱ.(4)S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价,具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性;
(5)将X为H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,是用二氧化硫的氧化性氧化硫化氢生成淡黄色沉淀S和水,元素化合价降低的物质做氧化剂,元素化合价降低的为还原剂;
(6)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2;
【详解】Ⅰ.(1)通过以上分析知,A、B、a分别是SiO2、Fe(OH)3、盐酸,故沉淀A的成分是SiO2;
(2)步骤②中加入过量NaOH溶液后,稀盐酸、铁离子、铝离子都和NaOH溶液反应,发生反应的离子方程式除H++OH-=H2O外,还有Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、 Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O(或Al3++4OH-=[Al(OH)4]-);
(3)过量的稀盐酸能溶解生成的氢氧化铝而得不到氢氧化铝,步骤③中通入过量CO2气体而不加入过量盐酸。
Ⅱ.(4)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性,S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价,所以0价和+4价S的化合物既有还原性又有氧化性,即SO2,H2SO3、Na2SO3;
(5)将X为H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,是用二氧化硫的氧化性氧化硫化氢生成淡黄色沉淀S和水,2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
(6)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2,a中S化合价都小于2,c、d中S的化合价都大于2,b符合题意。
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56 Br-80
第Ⅰ卷 选择题(共54分)
一、选择题
1.《本草图经》中关于绿矾的分解有如下描述:“绿矾形似朴消(Na2SO4·10H2O)而绿色,取此物置于铁板上,聚炭,封之囊袋,吹令火炽,其矾即沸,流出,色赤如融金汁者是真也。”对此段话的说明中肯定错误的是( )
A. 绿矾的化学式为FeSO4·7H2O B. 绿矾分解过程中没有发生电子的转移
C. “色赤”物质可能是Fe2O3 D. 流出的液体中可能含有硫酸
【答案】B
【解析】绿矾在加热时会溶解在结晶水中,然后发生分解,化学方程式为2FeSO47H2O
Fe2O3+SO2+SO3+14H2O,铁的化合价由+2升高到+3价,S由+6降低到+4,所以绿矾分解是氧化还原反应,有电子转移。三氧化硫溶于水生成硫酸。综上所述B不正确,选B。
2.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是( )
A. 氢氧化铁胶体具有很强的吸附性,可用于自来水的杀菌消毒
B. SiO2晶体熔点高硬度大,可用作芯片和太阳能电池
C. NaClO具有强氧化性,可作织物漂白剂
D. PM2.5指直径小于或接近2.5微米的颗粒物,在空气中能产生丁达尔现象
【答案】C
【详解】A、氢氧化铁胶体具有吸附性,能吸附悬浮杂质,而杀菌消毒是氧化性的体现,故A错误;
B、硅是半导体,可用作芯片和太阳能电池,故B错误;
C、NaClO具有强氧化性,可作织物漂白剂,故C正确;
D、胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质微粒的直径在1nm~100nm, PM2.5指直径小于或接近2.5微米的颗粒物,远远大于胶体粒子的直径,故D错误;
故选C。
3.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. Fe FeCl2 Fe(OH)2
B. S SO3 H2SO4
C. NH4Cl(s)NH3 Mg(OH)2
D.
【答案】C
【详解】A、铁与氯气点燃生成三氯化铁,不生成氯化亚铁,故A错误;
B、硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,不能直接生成三氧化硫,故B错误;
C、氢氧化钙与氯化铵生成氨气,通入氯化镁溶液,生成氢氧化镁沉淀,每步均能实现,故C正确;
D、二氧化硅不溶于水,不能直接生成硅酸,故D错误;
故选C。
4.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A. 7.8g Na2O2与足量水反应生成O2分子数为0.1NA
B. 50ml 18mol/L H2SO4溶液与足量的铜反应能产生SO2气体分子数为0.45NA
C. 标准状况下22.4 L氯气与足量的铁反应,转移电子数为3NA
D. 常温常压下,92g NO2气体中含有的原子总数为6NA
【答案】D
【详解】A、1molNa2O2与足量水反应生成0.5molO2,7.8g Na2O2物质的量为0.1mol与足量水反应生成O2分子数为0.05NA,故A错误;
B、随反应的进行,浓硫酸变稀,与铜不反应,50ml 18mol/L H2SO4溶液与足量的铜反应产生SO2气体分子数小于0.45NA,故B错误;
C. 1mol氯气与足量的铁反应只能转移2mol电子,标准状况下22.4 L氯气与足量的铁反应,转移电子数为2NA,故C错误;
D. 1molNO2气体中含有的原子是 3mol,常温常压下,92g NO2气体物质的量为2mol,含有的原子总数为6NA,故D正确;
故选D。
5.最近,科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是:
Na2O + 2CO Na2CO3 + C(石墨烯),然后除去Na2CO3,即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是( )
A. 该生产石墨烯的反应属于氧化还原反应
B. 石墨烯与金刚石互为同素异形体
C. Na2O属于碱性氧化物,CO属于酸性氧化物,Na2CO3属于盐
D. 自然界中碳元素有游离态和化合态两种存在形式
【答案】C
【解析】碳元素由+2价升高到+4价,降低到0价,属于氧化还原反应;A正确;石墨烯与金刚石都是由碳元素组成的不同性质的单质,属于同素异形体;B正确;CO既不与酸反应,又不与碱反应,属于不成盐氧化物;C错误;煤主要成分为碳,碳元素以游离态存在,碳酸钙中碳元素以化合态存在;D正确;正确选项:C。
6.能正确表示下列反应的离子方程式的是 ( )
A. Na2SiO3溶液中加入盐酸: SiO32ˉ +2H+ = H2SiO3↓
B. Ba(OH)2溶液与NH4Cl稀溶液反应:NH4+ + OHˉ = NH3↑ + H2O
C. FeCl3溶液中加入铁粉: Fe3+ + Fe = 2Fe2+
D. NaHCO3与烧碱溶液反应:HCO3ˉ+ OHˉ = CO2↑+H2O
【答案】A
【详解】A、盐酸酸性强于硅酸,Na2SiO3溶液中加入盐酸: SiO32ˉ +2H+ = H2SiO3↓,故A正确;
B、氨气在水中溶解度大,稀溶液中主要以一水合氨的形成存在,Ba(OH)2溶液与NH4Cl稀溶液反应:NH4+ + OHˉ = NH3·H2O,故B错误;
C、电荷不守恒,FeCl3溶液中加入铁粉:2Fe3+ + Fe = 3Fe2+,故C错误;
D、电荷不守恒,NaHCO3与烧碱溶液反应:HCO3ˉ+ OHˉ = CO32-+H2O,故D错误;
故选A。
7.下列反应中,水作氧化剂的是( )
A. SO3 + H2O = H2SO4 B. 2Na+2H2O = 2NaOH + H2↑
C. 2F2 +2H2O = 4HF +O2 D. 3NO2 + H2O = 2HNO3+NO↑
【答案】B
【详解】A、水中H、O元素化合价不变,所以水既不是氧化剂又不是还原剂,故A错误;;
B、该反应中Na元素化合价由0价变为+1价、H元素化合价由+1价变为0价,所以水得电子化合价降低为氧化剂,故B正确;
C、该反应中F元素化合价由0价变为-1价、O元素化合价由-2价变为0价,则水失电子作还原剂,故C错误;
D、水中H、O元素化合价不变,所以水既不是氧化剂又不是还原剂,故D错误;
故选B。
8.某无色透明的强酸性溶液中,能大量共存的一组离子是
A. Mg2+、A13+、SO42-、NO3- B. Na+、HCO3-、K+、SO42-
C. MnO4-、K+、SO42-、Na+ D. NH4+、Fe2+、Cl-、NO3-
【答案】A
【解析】四种离子均为无色,H+与四种离子均能共存;A正确;H+与HCO3-反应,不能共存;B错误;MnO4-溶液显紫色,不符合题意要求;C错误;Fe2+、 NO3-、H+共同作用发生氧化还原反应,不能共存;D错误;正确选项:A。
9.下列有关物质的分类或性质与应用均正确的是 ( )
A. SO2和Cl2都能使品红溶液褪色,两者等体积混合可以增强漂白能力
B. Na2O2是碱性氧化物,具有强氧化性可用于杀菌消毒
C. MgO、Al2O3的熔点很高,二者都可用于制作耐高温材料
D. NO2、SO2两种气体都能与水反应生成酸,它们都是酸性氧化物
【答案】C
【详解】A、SO2和Cl2按1:1混合通入品红溶液中时,二者发生反应Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl,HCl和硫酸没有漂白性,SO2和Cl2都能使品红溶液褪色,两者等体积混合通过品红溶液中没有漂白性,故A错误;
B、过氧化钠和酸反应生成盐、水和氧气,所以不是碱性氧化物,故B错误;
C、具有高熔点的物质能作耐高温材料,MgO、Al2O3的熔点很高,所以二者都可用于制作耐高温材料,故C正确;
D、NO2和碱反应是氧化还原反应,不是酸性氧化物,故D错误;
故选C
10.化学试剂不变质和实验方法科学是化学实验成功的保障。下列试剂保存方法或实验方法中,不正确的是( )
A. 实验室中金属钠通常保存在煤油里
B. 液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封
C. 保存FeCl3溶液时,通常在溶液中加少量的单质铁
D. 浓硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉处
【答案】C
【解析】A.实验室中金属钠通常保存在煤油里,可以隔绝空气,故A正确;B.由于液溴溶于挥发,密度大于水的密度,所以在存放液溴的试剂瓶中应加水封,故B正确;C.保存FeCl3溶液时,若在溶液中加少量的单质铁,则铁与三价铁离子反应生成二价铁离子,溶液变质,故C错误;D.浓硝酸见光分解,所以应保存在棕色试剂瓶中,置于阴凉处,故D正确;故选C。
11.如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质,下列说法正确的是( )
选项
试剂
现象
结论
A
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
品红溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
C
滴有酚酞的NaOH溶液
溶液褪色
SO2有漂白性
D
硫化氢水溶液
溶液变浑浊
SO2有还原性
【答案】B
【详解】A、酸性高锰酸钾能将二氧化硫在水溶液中氧化成硫酸,自身还原为肉色的二价锰离子,是酸性高锰酸钾的氧化性的体现,二氧化硫显还原性,故A错误;
B、二氧化硫使品红褪色,体现漂白性,故B正确;
C、二氧化硫使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,体现二氧化硫是酸性氧化物的性质,不是漂白性,故C错误;
D、黄色沉淀为S单质,SO2与H2S反应生成S单质,该反应中SO2中+4价S元素被还原生成0价的单质S,二氧化硫被还原,说明SO2有氧化性,故D错误;
故选B。
12.下列关于金属及其化合物的说法正确的是 ( )
A. Na2O为淡黄色固体,MgO为白色固体
B. 金属钠具有强还原性,可用与TiCl4溶液反应制取金属Ti
C. 铁放入浓硝酸中无明显现象,说明铁与浓硝酸不反应
D. 工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁
【答案】D
【详解】A、Na2O为白色固体,故A错误;
B、钠性质非常活泼,与盐溶液反应先于水反应,不能用钠与TiCl4溶液反应制取金属Ti,故B错误;
C、铁放入浓硝酸中无明显现象,但发生钝化,发生氧化还原反应,故C错误;
D、镁是活泼金属,工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁,故D正确;
故选D。
13.氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应2NH3+3Cl2===N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是 ( )
A. 若管道漏气遇氨就会产生白烟
B. 该反应利用了Cl2的强氧化性
C. 该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3
D. 生成1molN2有6mol电子转移
【答案】C
【详解】A、反应生成HCl,NH3可与HCl反应生成氯化铵,有白烟生成,故A正确;
B、Cl元素化合价降低,被还原,Cl2为氧化剂,故B正确;
C、Cl2为氧化剂,有化合价变价的NH3为还原剂,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,故C错误;
D、N由-3价升高为0价,生成1molN2有6mol电子转移,故D正确;
故选C。
14.用下图所示装置进行下列实验:将①中溶液滴入②中,预测的现象与实际相符的是( )
选项
①中物质
②中物质
预测②中的现象
A.
稀盐酸
碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液
立即产生气泡
B.
浓硝酸
用砂纸打磨过的铝条
产生红棕色气体
C.
浓盐酸
二氧化锰
产生黄绿色气体
D.
新制氯水
淀粉—碘化钾溶液
溶液变蓝色
【答案】D
【详解】A、稀盐酸先与氢氧化钠溶液反应,开始时无气泡,故A错误;
B、常温下浓硝酸与铝发生钝化反应,不能观察到红棕色气体,现象不合理,故B错误;
C、浓盐酸与二氧化锰反应条件是加热,不加热观察不到产生黄绿色气体,故C错误;
D、氯气将碘离子氧化成单质碘,溶液变蓝色,故D正确;
故选D。
15.无色的混合气体甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL气体甲经过下图实验处理,结果得到酸性溶液,还有少量气体剩余,则气体甲的组成可能为 ( )
A. NH3、NO、CO2 B. NH3、NO2、N2 C. NH3、NO2、CO2 D. NO、CO2、N2
【答案】A
【详解】二氧化氮是红棕色的气体,无色的混合气体甲中一定不存在,硫酸和碱性气体能反应,所以100mL甲气体经过足量的浓硫酸,溢出剩余气体80mL,说明一定有NH3存在且体积为20mL,二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,通过足量的过氧化钠后气体显红棕色,说明有NO、CO2,排水法收集气体,结果得到酸性溶液,还有少量气体剩余,无法确定有无氮气。
故选A。
16.下列实验操作或装置正确的是( )
① ② ③ ④
A. 图①表示为配制一定物质的量浓度稀硫酸时的操作
B. 用图②所示装置吸收氯气中的氯化氢气体
C. 用图③所示装置收集NO气体
D. 用图④所示装置吸收多余的NH3气,并防倒吸。
【答案】B
【详解】A、浓硫酸稀释放热,容量瓶只能在常温下使用,应将浓硫酸在烧杯中稀释,冷却至室温后转移到容量瓶中,故A错误;
B、氯气不溶于饱和食盐水,而氯化氢易溶于水,可用于除杂,故B正确;
C、NO与氧气反应,不能用排空气法收集,应用排水法收集,故C错误。
D、安全瓶中进气管不能插到集气瓶底,故D错误。
故选B。
17.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50ml溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸与它反应,得到的图像如下,下列说法正确
A. 标注 NaCl的直线代表产生的CO2的物质的量
B. 原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:2
C. 盐酸的浓度是0.05 mol/L
D. 盐酸加到150mL时,放出CO2气体2.24L(标准状况下)
【答案】C
【详解】A、0~50ml时发生的反应为:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,没有CO2产生,故A错误;
B、从图中(0,2.5)看出,原混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为1:1,故B错误;
C、由图可知50ml溶液中碳酸钠完全转化为:碳酸氢钠和氯化钠,消耗盐酸的体积为:50ml,由Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 可知:n(Na2CO3)=n(HCl)=0.0025mol,c(HCl)=0.0025mol/0.05L=0.05mol·L-1,故C正确;
D、由图50ml~150ml,发生反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,可知n(CO2)=n(HCl)=100×10-3L×0.05mol·L-1×22.4L·mol-1=0.112L=112mL,故D错误。
故选C。
18.13.6g Fe和Fe2O3的混合物,加入150mL足量的稀硫酸,在标准状况下收集到1.12LH2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4,并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了200mL 3mol/L的NaOH溶液,则该稀H2SO4的物质的量浓度为( )
A. 2.25mol/L B. 2mol/L C. 3mol/L D. 0.6mol/L
【答案】B
【详解】Fe和Fe2O3的混合物与稀H2SO4反应,Fe和Fe2O3均无剩余,且有H2生成,说明反应生成FeSO4,为了中和过量的硫酸,而且使FeSO4完全转化成Fe(OH)2,共消耗3mol·L-1的NaOH溶液200mL,说明反应后的溶液溶质只有Na2SO4,根据硫酸根守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠离子守恒,则n(Na2SO4)=1/2n(NaOH),则有:n(H2SO4)=n(Na2SO4)=1/2n(NaOH)=1/2×3mol·L-1×0.2L=0.3mol,故该硫酸的物质的量浓度为:c(H2SO4)=0.3mol/0.15L=2mol·L-1,
故选:B。
非选择题(共46分)
19.纯碱是生活中常用的去油污洗涤剂。某同学欲用碳酸钠晶体(Na2CO3•10H2O)配制100ml 1mol•L-1的纯碱溶液。请回答下列问题:
(1)计算所需要Na2CO3•10H2O的质量为________ g;
(2)取该溶液20ml稀释到100ml后的溶液中c(Na+)为_______ mol•L-1。
(3)完成上述实验,除下图所示的仪器外,还需要添加的玻璃仪器是__________________________。
(4)配制溶液时,下列实验操作会使配制溶液浓度偏低的是__________。
A.容量瓶内有水,未经过干燥处理
B.定容操作时,俯视刻度线
C.向容量瓶中转移时有少量液体溅出
D.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于刻度线,再补加几滴水到刻度线
【答案】(1). 28.6 (2). 0.4 (3). 玻璃棒和胶头滴管 (4). CD
【详解】(1)实验室配制100mL1mol·L-1Na2CO3溶液需要Na2CO3的物质的量为:0.1L×1mol·L-1=0.1mol,Na2CO3·10H2O的物质的量为0.1mol,Na2CO3·10H2O的质量为:0.1mol×286g·mol-1=28.6g;
(2)取该溶液20ml稀释到100ml后的溶液中c(Na+)=0.02L×1mol·L-1×2/0.1L=0.4mol•L-1。
(3)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,冷却后转移到100mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管,故答案为:玻璃棒、胶头滴管;
(4) A.容量瓶内有水,未经过干燥处理,对溶质和溶剂都无影响,所以配制浓度无影响,故A不选;
B.定容操作时,俯视刻度线,导致水量不足,造成溶液浓度偏高,故B不选;
C.向容量瓶中转移时有少量液体溅出,会造成溶质损失,使配制溶液浓度偏低,故C选;
D.定容后倒转容量瓶几次,发现液面最低点低于刻度线,再补加几滴水到刻度线,溶液体积偏大,配制浓度偏低,故D选。
故选CD。
20.“84消毒液”是生活中常用的消毒剂,可与硫酸溶液反应制取氯气,反应原理为:
NaClO + NaCl + H2SO4 ===Na2SO4 + Cl2↑ + H2O; 为探究氯气的性质,某同学利用此原理制氯气并设计了如下所示的实验装置:
(1)从①、②、③装置中选择合适的制氯气装置(A处)___________ (填写序号)。
(2)装置B、C中依次放的是干燥的红色布条和湿润的红色布条,实验过程中该同学发现装置B中的布条也褪色,其原因可能是______________________________;说明该装置存在明显的缺陷,请提出合理的改进的方法 _________________________________________。
(3)为了验证氯气的氧化性,将氯气通入Na2SO3溶液中,然后检验反应后溶液中是否含有SO42-。检验SO42-的方法是:取少量反应后溶液于试管中,先加入足量的_____至无明显现象,然后再加入少量____溶液,有白色沉淀生成,说明含有SO42-。
(4)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,已知酸性:盐酸 > 碳酸 > 次氯酸,该实验证明氯气与水反应的生成物中含有 ____________(填“盐酸”或“次氯酸”)。
【答案】(1). ② (2). 产生的氯气中含有水蒸气会反应生成次氯酸 (3). 在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶(或干燥装置) (4). Cl2+SO32-+H2O=SO42-+2Cl-+2H+ (5). 稀盐酸(或HCl溶液) (6). BaCl2(或其他合理答案) (7). 盐酸
【解析】(1)由NaClO+NaCl+H2SO4Na2SO4+Cl2↑+H2O可知,反应有液体参加,需要加热,所以选装置②;(2)装置B中干燥的有色布条褪色,说明氯气中可能混有少量的水蒸气,氯气与水反应生成次氯酸而漂白,因此应在在A和B之间增加盛有浓H2SO4的洗气瓶,除去Cl2中的水蒸气;检验硫酸根必须排除其它离子的干扰,因此检验反应后溶液中含有SO42-的方法是:取少量反应后溶液于试管中,先加入足量的稀盐酸至无明显现象,然后再加入少量BaCl2溶液有白色沉淀生成,说明含有SO42-。(3)氯气把亚硫酸钠氧化为硫酸钠,自身被还原为Cl-,反应离子方程式为Cl2+SO32-+H2O=SO42-+2Cl-+2H+;(4)氯气通入水溶液会反应生成盐酸和次氯酸,酸性盐酸>碳酸>次氯酸,氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,证明氯气与水反应的生成物中含有盐酸。
21.海水是自然赐给人类的宝藏,海水的综合利用是全世界研究的重点。完成下列问题:
(1) 粗盐中除了含有泥沙之外还含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,粗盐获得精盐一般步骤如下:
加入的试剂①、②分别是:_________、_________。
(2)某学生在实验室中模拟海水提取溴的步骤为:
取25 L除去悬浮杂质后的海水,浓缩至2L,向其中通入足量氯气。
① 氧化步骤中生成Br2的离子方程式为_______________________________。
② 将吹出的Br2(g)用纯碱溶液全部吸收,发生反应:3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑ ,产生的CO2通入足量澄清石灰水中,得到1g白色沉淀。计算海水中溴的浓度为_______g/L。
③实验室中若用CCl4提取少量的溴:向溴水中加入CCl4振荡、静置……得溴的四氯化碳溶液,该分离提纯溴的方法叫________;用到的主要仪器为_____________。
(3)实验证明金属制品在海水中更容易生锈,铜锈的化学式为: _____________。
【答案】(1). BaCl2 (2). Na2CO3 (3). Cl2 + 2Br﹣= 2Cl﹣ + Br2 (4). 0.064 (5). 萃取 (6). 分液漏斗(烧杯) (7). Cu2(OH)2CO3
【详解】(1)加入氯化钡、纯碱,可分别生成硫酸钡、碳酸钙、碳酸钡等沉淀,以达到除去杂质离子的目的;
(2)①氯气可氧化溴离子:Cl2 + 2Br﹣= 2Cl﹣ + Br2;
②根据各步反应,可确定如下关系:Br2~CO2~CaCO3,根据CaCO3的质量
可求出原25L海水中Br2的质量为160g·mol-1×1g/100g·mol-1=1.6 g,则海水中溴的浓度为1.6g/25L=0.064 g·L-1;
③溴易溶于四氯化碳,溶液分层,为萃取、分液操作,可用分液漏斗进行分离;
(3)铜锈的主要成分为碱式碳酸铜,化学式为 Cu2(OH)2CO3。
22.Ⅰ.铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有SiO2、Fe2O3)是工业上制备氧化铝的主要原料。工业上提取氧化铝的工艺流程如下:
(1)沉淀A的成分是(填化学式)_________。
(2)步骤②中加入过量NaOH溶液发生反应的离子方程式,除了H++OH﹣=H2O外,还有:
_____________________________、________________________________;
(3)步骤③中加入(或通入)的过量试剂b是______________。
Ⅱ. 利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系:
(4)从硫元素化合价的角度分析,图中既有氧化性又有还原性的化合物有______________(填化学式)。
(5)将X与Y混合,可生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为_________________________。
(6)Na2S2O3是重要的化工原料,从氧化还原反应的角度分析,下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是______(填代号).
a.Na2S+S b.Na2SO3+S c.SO2+Na2SO4 d.Na2SO3+Na2SO4
【答案】(1). SiO2 (2). Fe3++3OH﹣=Fe(OH)3↓ (3). Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O (4). CO2 (5). SO2、H2SO3、Na2SO3 (6). SO2 +2 H2S = 3S + 2H2O (7). b
【解析】
【分析】Ⅰ.铝土矿中加入过量试剂a,然后操作I得到沉淀A和滤液甲,则操作I为过滤,滤液甲中加入过量NaOH溶液操作II后得到沉淀B和滤液乙,操作II是过滤;Al2O3、SiO2能溶于强碱溶液而Fe2O3不溶于强碱溶液,SiO2不溶于稀盐酸而Fe2O3、Al2O3能溶于稀盐酸,根据图知,滤液甲中含有铝元素,则试剂a为稀盐酸,沉淀A为SiO2,滤液甲中溶质为氯化铝和氯化铁、HCl,沉淀B为Fe(OH)3,滤液乙中含有NaAlO2和NaOH、NaCl,向滤液乙中通入过滤二氧化碳得到滤液碳酸氢钠溶液,沉淀C为Al(OH)3,加热氢氧化铝得到氧化铝。
Ⅱ.(4)S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价,具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性;
(5)将X为H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,是用二氧化硫的氧化性氧化硫化氢生成淡黄色沉淀S和水,元素化合价降低的物质做氧化剂,元素化合价降低的为还原剂;
(6)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2;
【详解】Ⅰ.(1)通过以上分析知,A、B、a分别是SiO2、Fe(OH)3、盐酸,故沉淀A的成分是SiO2;
(2)步骤②中加入过量NaOH溶液后,稀盐酸、铁离子、铝离子都和NaOH溶液反应,发生反应的离子方程式除H++OH-=H2O外,还有Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、 Al3++4OH﹣=AlO2﹣+2H2O(或Al3++4OH-=[Al(OH)4]-);
(3)过量的稀盐酸能溶解生成的氢氧化铝而得不到氢氧化铝,步骤③中通入过量CO2气体而不加入过量盐酸。
Ⅱ.(4)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性,S元素的化合价有-2价、0价、+4价、+6价,所以0价和+4价S的化合物既有还原性又有氧化性,即SO2,H2SO3、Na2SO3;
(5)将X为H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,是用二氧化硫的氧化性氧化硫化氢生成淡黄色沉淀S和水,2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
(6)Na2S2O3中S为+2价,从氧化还原的角度分析,反应物中S元素化合价必须分别大于2和小于2,a中S化合价都小于2,c、d中S的化合价都大于2,b符合题意。
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