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【化学】黑龙江省鹤岗市第一中学2018-2019学年高一下学期第二次月考试题(解析版)
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黑龙江省鹤岗市第一中学2018-2019学年高一下学期第二次月考试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 N 14 Cl 35.5 P 31 S 32
I选择题(共计48分)
一、选择题(本题包括19小题,1-9每小题2分,10-19每小题3分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.下列反应起了氮的固定作用的是( )
A. 氨经催化氧化生成NO B. NO与O2反应生成NO2
C. N2在一定条件下与Mg反应生成Mg3N2 D. NH3与硝酸反应生成NH4NO3
【答案】C
【解析】
【分析】根据将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,叫做氮的固定。
【详解】A.NH3经催化氧化生成NO,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故A错误;
B.NO与O2反应生成NO2,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故B错误;
C.N2在一定条件下与Mg反应生成Mg3N2,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,故C正确;
D.NH3与硝酸反应生成NH4NO3,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故D错误;
故答案为C。
2.下列叙述中,不正确的是( )
A. 浓硫酸可以作CO2 、Cl2气体的干燥剂
B. 浓HNO3与金属反应时,HNO3常被还原为NO2
C. 实验室中浓硝酸要在棕色试剂瓶中密封保存,并放在阴凉处
D. 常温时,可以用铁制容器储存浓盐酸
【答案】D
【解析】试题分析:浓硫酸既有强氧化性和吸水性,但可以干燥CO2和氯气,不能干燥碱性气体和还原性气体,A正确;浓硝酸的还原产物是NO2,B正确;浓硝酸见光易分解,所以实验室中浓硝酸要在棕色试剂瓶中密封保存,并放在阴凉处,C正确;铁和盐酸反应,所以不能用铁制容器储存浓盐酸,D错误,答案选D。
3.用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是 ( )
A. ③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
B. 上下移动①中铜丝可控制SO2的量
C. ②中选用品红溶液验证SO2的生成
D. 为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【解析】试题分析:A、SO2能与NaOH溶液反应,所以可用NaOH溶液吸收多余的SO2,正确;B、上下移动①中铜丝,可控制Cu与浓硫酸的反应速率,即可控制SO2的量,正确;C、SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以②中选用品红溶液验证SO2的生成,正确;D、实验中,铜丝与过量浓硫酸的反应生成是硫酸铜和水,试管中含有较多水,不会生成白色固体,CuSO4溶液呈蓝色,为确认CuS04生成,无须向①中加水,错误。
4.某些建筑材料中含有氡(Rn),氡是放射性元素。 222Rn、219Rn、220Rn分别来自镭、锕、钍,因而分别称为镭射气、锕射气和钍射气。下列有关氡的说法,正确的是 ( )
A. 氡是双原子分子
B. 氡气因其化学性质活泼而对人体有害
C. 氡气因其具有放射性而对人体有害
D. 222Rn、219Rn、220Rn是三种同素异形体
【答案】C
【解析】A.稀有气体的原子最外层达到8(或2)电子稳定结构,所以稀有气体的分子为单原子分子,氡分子是稀有气体的分子,是单原子分子,故A错误;
B.氡为稀有气体元素,性质不活泼,对人体有害是因为它具有放射性,故B错误;
C.氡气因其具有放射性,能使人体组织蛋白质发生变性,对人体有害,故C正确;
D.222Rn、219Rn、220Rn是三种质子数相同,中子数不同的三种原子,不是单质,不是同素异形体,是同位素,故D错误;
故答案为C。
5.同温同压下,等容积两个密闭集气瓶中分别充满12C18O和14N2两种气体。关于这两个容器中气体的说法正确的是( )
A. 质子数相等,质量不等 B. 分子数和质量都不相等
C. 分子数、质量均相等 D. 原子数、中子数和质量数均相等
【答案】A
【解析】由阿伏加德罗定律可知两容器中所盛气体的分子数相等;因中原子质量数之和为30,故其摩尔质量为30g/mol,而14N2中原子质量数之和为28,故其摩尔质量为28g/mol,故两容器气体的质量不相等;一个分子中质子数为14,中子数为(12-6)+(18-8)=16,而一个分子中质子数为7×2=14,中子数为(14-7)×2=14,故两容器气体的中子数不同,质子数相同;故A项正确。
6.阴离子Xn—含中子N个,X的质量数为A,则mgX元素的气态氢化物中含质子的物质的量是( )
A. (n—N)mol B. (n+N)mol
C. (A-N+n)mol D. (m+n)mol
【答案】C
【解析】阴离子Xn-含中子N个,X的质量数为A,所以X的质子数为A-N,由阴离子Xn-可知X元素的气态氢化物化学式为HnX,所以1个HnX分子中含有的质子数为A-N+n,
氢化物HnX的摩尔质量为(A+n)g/mol,mgX元素的气态氢化物中含质子的物质的量×(A-N+n)=(A-N+n)mol,故答案为C。
7.短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素所在族数之和是A元素族数的2倍,B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C是( )
A. Be、Na、Al B. B、Mg、Si
C. O、P、Cl D. C、Al、P
【答案】C
【解析】由短周期元素A、B、C在周期表中的位置可知A处于第二周期,B、C处于第三周期,令A的原子序数为x,则B的原子序数为x+8-1,C的原子序数为x+8+1,则:(x+8-1)+(x+8+1)=4x,解得x=8,所以A为O元素,B为P元素,C为Cl元素,故选C。
8.下列对碱金属的叙述,其中完全不正确的组合是 ( )
①K通常保存在煤油中,以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态,取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最强的是钾
④碱金属阳离子,氧化性最强的是Li+
⑤碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大
⑥从Li到Cs,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越低
A. ②③⑥ B. ②③④ C. ④⑤⑥ D. ①③⑤
【答案】A
【解析】①钾的密度大于煤油,和空气中水蒸气、氧气、二氧化碳发生反应,少量K通常保存在煤油中,以隔绝与空气的接触,故①正确;
②碱金属是活泼金属和皮肤中水反应生成碱具有强腐蚀性,取用时不能直接用手拿,故②错误;
③依据同主族性质递变分析,碱金属中还原性最强的是钫,故③错误;
④金属性越强,对应阳离子的氧化性越弱,所以碱金属阳离子,氧化性最强的是Li+,故④正确;
⑤同主族电子层数相同,随核电荷数增大而增大,碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大,故⑤正确;
⑥从Li到Cs,碱金属的密度呈增大的趋势,K的密度反而比Na小,从上到下熔沸点降低,故⑥错误;
故答案为A。
9.下列对卤素的说法不符合递变规律的是 ( )
A. F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
C. F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐减弱
D. 卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变深,密度增大
【答案】C
【解析】A.元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,从氟到碘其元素的非金属性逐渐减弱,则单质的氧化性逐渐减弱,故A正确;
B.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,从氟到碘其元素的非金属性逐渐减弱,则其氢化物的稳定性逐渐减弱,故B正确;
C.卤素单质的氧化性随着原子序数的增大而减弱,但是离子的还原性逐渐增强,故C错误;
D.F2、Cl2、Br2、I2颜色分别为:浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,所以其颜色随着原子序数的增大而逐渐加深,卤素单质的密度与其相对分子质量成正比,所以卤素单质的密度随着原子序数的增大而增大,故D正确;
故答案为C。
10.在 a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO42-完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3气体,则原溶液中的Al3+浓度(mol/L)为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据反应SO42-+Ba2+BaSO4↓计算溶液中的SO42-离子的物质的量,根据离子方程式NH4++OH-NH3↑+H2O计算NH4+的物质的量,再根据c=计算出溶液中硫酸根离子、铵根离子的浓度,最后利用电荷守恒来计算原溶液中的Al3+浓度。
【详解】由混合溶液中加入bmolBaCl2,恰好使溶液中的SO42-离子完全沉淀,
则SO42-+Ba2+BaSO4↓
bmol bmol
c(SO42-)==mol/L,
由加入足量强碱并加热可得到cmolNH3,
则NH4++OH-NH3↑+H2O
cmol cmol
c(NH4+)==mol/L,
由于溶液不显电性,设原溶液中的Al3+浓度为x,忽略水的电离由电荷守恒可知:x×3+mol/L×1=mol/L×2,解得:x=mol/L,故答案为C。
11.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是( )
①洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡
②在Z导管出来的气体中无二氧化碳
③洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
④在Z导管口有红棕色气体出现
A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③
【答案】B
【解析】碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体,铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2,SO2+H2O+NO2===H2SO4+NO,故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀,Z处逸出的气体中有CO2和NO,NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2,二氧化碳不与氯化钡反应,所以没有BaCO3生成。
12.如图所示,室温下,A、B两个容积相等的烧瓶中分别集满了两种气体(同温、同压),当打开止水夹K,使两烧瓶内气体充分接触后,容器内压强由小到大的顺序正确的是( )
编号
①
②
③
A中气体
H2
NH3
NO
B中气体
Cl2
HCl
O2
A. ②③① B. ③①② C. ③②① D. ②①③
【答案】A
【解析】①氢气和氯气在常温下不反应,气压不变;②氨气和氯化氢反应生成氯化铵固体,反应后气体压强为零;③一氧化氮和氧气化合会生成二氧化氮,即2NO+O22NO2,然后发生2NO2⇌N2O4,反应后气体体积减小,要比原来体积的还要小;则最后容器内的压强由小到大的顺序为②<③<①,故答案为A。
13.国际无机化学命名委员会在1989年作出决定,把长式周期表原先的主、副族及族号取消,从左到右改为第1~18列,如氢和碱金属为第1列,稀有气体元素族为第18列。按这个规定,下列说法不正确的是( )
A. 第15列元素(用R表示)的最高价氧化物通式为R2O5
B. 第3列元素种类最多、第14列元素的化合物种类最多
C. 第Ⅷ族包括8、9、10三列
D. 最外层有2个电子的元素都在第2列,第2列元素中肯定没有非金属元素
【答案】D
【解析】
【分析】在长式周期表中各族元素的排列顺序为:ⅠA(1列)、ⅡA(2列)、ⅢB(3列)…ⅦB(7列)、Ⅷ(8、9、10三列)、ⅠB(11列)、ⅡB(12列)、ⅢA(13列)…ⅦA(17列)、0族(18列),18列元素应分别与以上各族对应,据此解答。
【详解】在长式周期表中各族元素的排列顺序为:ⅠA(1列)、ⅡA(2列)、ⅢB(3列)…ⅦB(7列)、Ⅷ(8、9、10三列)、ⅠB(11列)、ⅡB(12列)、ⅢA(13列)…ⅦA(17列)、0族(18列),18列元素应分别与以上各族对应;
A.第15列元素为ⅤA族,最高正化合价为+5,最高价氧化物为R2O5,故A正确;
B.第3列为ⅢB族,有镧系和锕系元素,元素种类最多,第14列为碳族元素,形成化合物的种类最多(有机物),故B正确;
C.第8、9、10三列统称为第Ⅷ族,故C正确;
D.第2列即为ⅡA族,全部是金属元素,最外层电子数为2,但最外层电子数为2个的不一定只在这一族,如He最外层为2个电子或某些过渡元素最外层也可能是2个,故D错误;
故答案为D。
14.有四个干燥的烧瓶,在标准状况下,向①瓶中装入干燥、纯净的氨气,②瓶中装入干燥的含一半空气的氯化氢,③瓶中装入干燥、纯净的二氧化氮,④瓶中装入干燥的体积比V(NO2)∶V(O2)=4∶1的混合气体。做喷泉实验时四个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为(不考虑烧瓶中溶液的扩张)( )
A. 2∶1∶2∶2 B. 5∶5∶5∶4 C. 1∶1∶1∶1 D. 无法确定
【答案】B
【解析】①瓶中装入干燥、纯净氨气,做喷泉实验后溶液充满整个集气瓶;②瓶中装入干燥的含一半空气的HCl,溶液充满一半;③瓶中装入干燥、纯净的二氧化氮,充入水时发生化学反应3NO2+H2O2HNO3+NO,充入溶液体积为集气瓶的;④瓶中装入干燥的体积比 V(NO2):V(O2)=4:1的混合气体,充入水发生化学反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,溶液充满整个集气瓶,设集气瓶体积为VL;①中溶液浓度==mol/L,②中溶液浓度==mol/L,③中溶液浓度==mol/L,④中溶液浓度==mol/L,则其物质的量浓度之比=mol/L:mol/L:mol/L:mol/L=5:5:5:4,故答案为B。
15.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A. 2.0 g重水(2H2O)中含有的质子数为10NA
B. 50mL 18.4 mol•L-1浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA
C. 分子数为NA的N2、C2H4混合气体体积约为22.4 L,质量为28 g
D. 标准状况下,22.4LCl2通入足量的石灰乳中制备漂白粉,转移的电子数为NA
【答案】D
【解析】
【分析】A项,2H2O的摩尔质量为20g/mol,1个2H2O分子中含10个电子;
B项,随着反应的进行H2SO4浓度变稀,Cu与稀H2SO4不反应;
C项,气体所处温度和压强未知,无法计算气体的体积;
D项,Cl2与Ca(OH)2的反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂。
【详解】A项,n(2H2O)=2.0g÷20g/mol=0.1mol,1个2H2O分子中含10个电子,2.0g重水中含质子物质的量为1mol,含质子数NA,A项错误;
B项,n(H2SO4)=18.4mol/L×0.05L=0.92mol,Cu与浓H2SO4共热反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行H2SO4浓度变稀,Cu与稀H2SO4不反应,生成的SO2物质的量小于0.46mol,生成的SO2分子数小于0.46NA,B项错误;
C项,分子数为NA的N2、C2H4混合气体中气体分子物质的量为1mol,由于没有指明温度和压强,不能用22.4L/mol计算混合气体的体积,N2、C2H4的摩尔质量都是28g/mol,混合气体的质量为28g,C项错误;
D项,n(Cl2)=22.4L÷22.4L/mol=1mol,用单线桥分析Cl2与足量石灰乳的反应为,1molCl2参与反应转移1mol电子,转移电子数为NA,D项正确;
答案选D。
16.将2.56gCu和一定量的浓HNO3反应,随着Cu的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅,当Cu反应完毕时,共收集到气体1.12L(标准状况),则反应中消耗HNO3的物质的量为( )
A. 0.05mol B. 1mol C. 1.05mol D. 0.13mol
【答案】D
【解析】
【分析】铜和浓硝酸反应放出红棕色的NO2气体,随着反应进行,硝酸浓度不断减小,铜和稀硝酸反应放出无色的NO气体,故反应生成气体的颜色逐渐变浅。据铜与浓硝酸、稀硝酸两个反应计算消耗硝酸的物质的量。
【详解】设与浓硝酸、稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x、y,则反应Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O中,消耗HNO3物质的量4x、生成NO2物质的量2x;反应3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,消耗HNO3物质的量8y/3、生成NO物质的量2y/3。
据题意,有x+y=2.56 g/64g·mol-1,2x+2y/3=1.12 L/22.4L·mol-1,解得x=0.0175mol,y=0.0225mol。反应中消耗硝酸的物质的量=4x+8y/3=0.13mol。
本题选D。
17.两种短周期元素X和Y,可以组成化合物XY3,当Y的原子序数为m时,X的原子序数为 ( )
① m-4 ②m+4 ③m+8 ④m-2 ⑤m+6 ⑥m-12 ⑦m+14
A. ①②④⑤ B. ①②③⑤
C. ①②③④⑤ D. ①②③④⑤⑥⑦
【答案】D
【解析】
【分析】两种短周期元素X和Y可组成化合物XY3,则X为ⅢA族元素时,Y为ⅤⅡA族元素;或X、Y均为ⅥA族元素;还有可能为X在ⅤA族,Y为ⅤⅡA族或H,以此来解答。
【详解】两种短周期元素X和Y可组成化合物XY3,则X为ⅢA族元素时,Y为ⅤⅡA族元素;或X、Y均为ⅥA族元素;还有可能为X在ⅤA族,Y为ⅤⅡA族或H;
①若Y为Cl,X为Al,则X的原子序数为m-4,故①正确;
②若Y为F,X为Al,则X的原子序数为m+4,故②正确;
③若Y为S,X为O,则X的原子序数为m+8,故③正确;
④若Y为Cl,X为P,则X的原子序数为m-2,故④正确;
⑤若Y为H,X为N,则X的原子序数为m+6,故⑤正确;
⑥若Y为Cl,X为N,则X的原子序数为m-12,故⑥正确;
⑦若Y为H,X为P,则X的原子序数为m+14,故⑦正确;
故答案为D。
18.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果不正确的是( )
A. 图中,AB段的反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,溶液中溶质最终为硫酸亚铁
B. 原溶液中硫酸浓度为2.5 mol·L-1
C. 原混合溶液中硝酸根离子的物质的量为0.4 mol
D. 图中,OA段产生的气体是一氧化氮,BC段产生的气体是氢气
【答案】B
【解析】A.由图象可以知道,因为铁过量,OA段发生反应为:,AB段发生反应为:,BC段发生反应为:,所以A选项是正确的;B.整个过程消耗,最终溶质为,根据Fe原子守恒,根据硫酸根守恒可以知道,每份溶液体积为,所以硫酸的浓度是,故B错误;C.OA段发生反应为:,硝酸全部起氧化剂作用,所以每一份混合溶液中,故原混合溶液中为,所以C选项是正确的;D.OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是氢气,所以D选项是正确的。
19.将9g铜和铁的混合物投入到100mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12LNO,剩余4.8g金属;继续加入100mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12LNO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法不正确的是( )
A. 原混合物中铜和铁各0.075mol
B. 稀硝酸的物质的量浓度为2.0mol·L-1
C. 第一次剩余4.8g金属为铜和铁
D. 向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100mL,又得到NO在标准状况下体积小于1.12L
【答案】C
【解析】试题分析: 整个过程可以看作是9g铜和铁混合物与200mL硝酸反应生成0.1mol NO,金属完全溶解,向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,说明生成硝酸亚铁、硝酸铜,且硝酸完全反应,发生的反应方程式为:3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O;3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,设铁为x mol,铜为ymol,根据二者质量与生成NO的体积列方程,有:56x+64y=9、2/3(x+y)=0.1,联立方程,解得:x=0.075mol、y=0.075mol,A.由上述分析可知,原混合物中铜和铁各0.075mol,A正确;B.根据方程式可知,n(HNO3)=0.075mol×8/3=0.2mol,稀硝酸的物质的量浓度为0.2mol÷0.1L=2mol/L,B正确;C.9g混合物中含铁质量为0.075mol×56g/mol=4.2g,含铜质量为0.075mol×64g/mol=4.8g,第一次剩余金属4.8g为Cu的质量,C错误;D.再加入100mL该稀硝酸,亚铁离子与硝酸反应生成NO与硝酸铁,溶液中亚铁离子为0.075mol,根据电子转移守恒可知,亚铁离子完全反应,所以再加硝酸得NO为 (0.075mol×1)÷3=0.025mol,其体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L,D正确,答案选C。
II非选择题(共计52分)
二、按要求填空:
20.硫酸在下列用途或反应中所表现的性质(用字母填在横线上)。
A.难挥发性 B.强酸性 C.吸水性 D.脱水性 E.强氧化性
① 浓硫酸可用作气体干燥剂 __________;
② 往晶体硫酸铜中加浓硫酸,晶体变白___________;
③ 浓硫酸与铜反应__________;
④ 运用铁制槽车和铝制槽车运输浓硫酸_________;
⑤ 浓硫酸使润湿蓝色石蕊试纸先变红后又变黑___________ 。
【答案】(5分)① C ② C ③ BE ④ E ⑤ BD(每空1分)
【解析】试题分析:①浓硫酸具有吸水性,所以浓硫酸可用作气体干燥剂,答案选C。
② 同样由于浓硫酸具有吸水性,所以往晶体硫酸铜中加浓硫酸,晶体变白,答案选C。
③根据反应式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑可知,在该反应中浓硫酸表现的是酸性和强氧化性,答案选BE。
④常温下铝或铁在浓硫酸中发生钝化,所以可以运用铁制槽车和铝制槽车运输浓硫酸,表现的是浓硫酸的强氧化性,答案选E。
⑤浓硫酸具有酸性和脱水性,所以浓硫酸使润湿蓝色石蕊试纸先变红后又变黑,答案选BD。
21.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。
在上表中用字母代号回答下列问题:
(1)属于碱金属元素的有______________________;
(2)写出下列元素在周期表中的位置:c_______________;e_______________;
(3)X、Y、Z、T、V为5种短周期元素,X、Y、Z在周期表中位置如图所示。这3种元素原子序数之和是41,X和T在不同条件下反应,可以生成T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物。V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使紫色石蕊溶液变红,则:
①5种元素元素符号分别是X___________,Y________,Z________,T_______, V____。
②Y的原子结构示意图是____________________________________。
③T、X形成化合物T2X2的化学方程式为______________________________。
【答案】(1). b (2). 第三周期第ⅡA族 (3). 第四周期第VIII族 (4). O (5). S (6). Cl (7). Na (8). H (9). (10). 2Na+O2Na2O2
【解析】
【分析】由元素在周期表的位置可知,a为H,b为Na,c为Mg,f为Al,g为N,k为Ne,h为S,i为Cl,j为Br,d为Sc,e为Fe;
(1)位于第1列的为碱金属元素,H除外;
(2)结合元素周期表的结构确定c和e元素在周期表中的位置;
(3)X、Y、Z、T、V为5种短周期元素,X、Y、Z三种元素原子序数之和是41,由三元素在周期表中位置可知,不能是第一、二周期元素,分别为二、三周期元素,令X的原子序数为a,则Y、Z的原子序数分别为a+8、a+9,则a+a+8+a+9=41,解得a=8,则X为氧、Y为硫、Z为Cl,X和T的单质在不同条件下反应,可以生成化合物T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物,则T为Na;V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使石蕊试液变红,则V为氢,据此解答。
【详解】由元素在周期表的位置可知,a为H,b为Na,c为Mg,f为Al,g为N,k为Ne,h为S,i为Cl,j为Br,d为Sc,e为Fe;
(1)属于碱金属元素的有Na,即答案为b;
(2)c为Mg元素,在元素周期表中位置为第三周期第ⅡA族;e为Fe元素,在元素周期表中的位置为第四周期第VIII族;
(3)X、Y、Z、T、V为5种短周期元素,X、Y、Z三种元素原子序数之和是41,由三元素在周期表中位置可知,不能是第一、二周期元素,分别为二、三周期元素,令X的原子序数为a,则Y、Z的原子序数分别为a+8、a+9,则a+a+8+a+9=41,解得a=8,则X为氧、Y为硫、Z为Cl,X和T的单质在不同条件下反应,可以生成化合物T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物,则T为Na;V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使石蕊试液变红,则V为氢;
①由上述分析可知,X、Y、Z、T、V的元素符号分别为O、S、Cl、Na、H;
②Y为S元素,原子质子数为16,原子的结构示意图为;
③T与X形成化合物T2X2的化学方程式为:2Na+O2Na2O2。
22.在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答:
(1)A是________,Y是________,Z是________。
(2)当X是强酸时,E是________。写出B生成C的化学方程式:_________________________。
(3)当X是强碱时,E是________,写出B生成C的化学方程式:__________________。
【答案】(1)A为(NH4)2S,Y为O2,Z是H2O;
(2)E是H2SO4;2H2S+3O2=2SO2↑+2H2O
(3)E是HNO3;4NH3+5O24NO+6H2O;
【解析】本题无机推断题,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,说明Y为O2,是B连续被氧化的过程,A是正盐,可以跟酸反应,也可以跟碱反应,又能连续被氧化,最后得到酸,因此A为(NH4)2S,即A为(NH4)2S,Y为O2,Z为H2O;(2)当X为强酸时,B为H2S,则C为SO2,D为SO3,即E为H2SO4;(3)当X为强碱,B为NH3,C为NO,D为NO2,则E为HNO3,B生成C为催化氧化,因此反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O。
23.将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时,共收集到NO2和NO的混合气体44.8L(标准状况)。
(1)写出上述过程中有关反应的离子方程式:_________、____________________。
(2)完成该反应至少需要量取10mol·L-1的浓硝酸________mL。
(3)混合气体中NO2的体积为______________L,NO的体积________L(均为标准状况下)。
【答案】(1). Cu+4H++2NO3—===Cu2++2NO2↑+2H2O (2). 3Cu+8H++2NO3—===3Cu2++2NO↑+4H2O (3). 600 (4). 22.4 (5). 22.4
【解析】
分析】(1)发生反应为:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(2)反应中被还原的HNO3生成NO、NO2混合气体,未被还原的硝酸生成Cu(NO3)2,由氮原子守恒可知,n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2),再根据V=计算;
(3)设混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol,根据电子转移守恒及二者体积列方程计算,再根据V=nVm计算各自的体积。
【详解】(1)Cu分别溶于浓硝酸、稀硝酸发生的反应方程式为:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则对应的离子反应方程式为Cu+4H++2NO3—===Cu2++2NO2↑+2H2O、3Cu+8H++2NO3—===3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)反应中被还原的HNO3生成NO、NO2混合气体,混合气体的物质的量==2mol,未被还原的硝酸生成Cu(NO3)2,铜的物质的量==2mol,由氮原子守恒可知,n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2)=2mol×2+2mol=6mol,故需要硝酸的体积==0.6L=600mL;
(3)设混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol,根据电子转移守恒及二者体积,可得:x+3y=2×2、x+y=2,解得x=1、y=1;故二氧化氮的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L,NO的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L。
三、实验题:
24.某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)
(1)甲、乙两仪器的名称是 ____________ 、_______________。
(2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2,写出A中发生反应的化学方程式 _____________。
(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(铜片放在有孔塑料板上)可制得NO2并进行有关实验。
①欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹____________,再打开止水夹 ______,使烧杯中的水进入试管丁中。
②试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直至试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是 ____mol·L− 1(保留2位有效数值,气体按标准状况计算)。
【答案】(1). 分液漏斗 (2). 圆底烧瓶 (3). 4HCl(浓)+ MnO2 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (4). a、b (5). c (6). 0.045
【解析】
【分析】(1)根据仪器的特征以及常见仪器的名称解答;
(2)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸可使紫色溶液变红,氯气能和强碱反应生成次氯酸盐、氯化物和水,次氯酸盐具有漂白性,能使石蕊溶液褪色;
(3)①根据二氧化氮溶于水形成压强差分析;
②先根据二氧化氮的体积计算硝酸的物质的量,进而计算浓度。
【详解】(1)甲仪器具有球形特征,带有玻璃活塞,为分液漏斗,乙容器底部表面积比较大,为圆底烧瓶;
(2)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气,二氧化锰具有氧化性,氯化氢具有还原性,两者反应生成氯气、氯化锰和水,化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(3)①若二氧化氮能和水反应,则烧杯内气体的压强会减小,小于外界大气压,烧杯中的溶液会倒流于试管丁,所以先关闭止水夹 ab再打开止水夹 c,双手紧握(或微热)试管丁使试管中气体逸出,NO2与水接触后水倒流,使烧杯中的水进入试管丁;
②设容器的体积为VL,所以二氧化氮气体的物质的量为n==mol,二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸,所以溶质是硝酸;
设生成硝酸的物质的量为xmol;
4NO2+O2+2H2O4HNO3
4mol 4mol
mol xmol
x=mol,c==≈0.045mol/L。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 N 14 Cl 35.5 P 31 S 32
I选择题(共计48分)
一、选择题(本题包括19小题,1-9每小题2分,10-19每小题3分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.下列反应起了氮的固定作用的是( )
A. 氨经催化氧化生成NO B. NO与O2反应生成NO2
C. N2在一定条件下与Mg反应生成Mg3N2 D. NH3与硝酸反应生成NH4NO3
【答案】C
【解析】
【分析】根据将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,叫做氮的固定。
【详解】A.NH3经催化氧化生成NO,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故A错误;
B.NO与O2反应生成NO2,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故B错误;
C.N2在一定条件下与Mg反应生成Mg3N2,氮由游离态转化为化合态,属于氮的固定,故C正确;
D.NH3与硝酸反应生成NH4NO3,是氮的化合态之间的转化,不属于氮的固定,故D错误;
故答案为C。
2.下列叙述中,不正确的是( )
A. 浓硫酸可以作CO2 、Cl2气体的干燥剂
B. 浓HNO3与金属反应时,HNO3常被还原为NO2
C. 实验室中浓硝酸要在棕色试剂瓶中密封保存,并放在阴凉处
D. 常温时,可以用铁制容器储存浓盐酸
【答案】D
【解析】试题分析:浓硫酸既有强氧化性和吸水性,但可以干燥CO2和氯气,不能干燥碱性气体和还原性气体,A正确;浓硝酸的还原产物是NO2,B正确;浓硝酸见光易分解,所以实验室中浓硝酸要在棕色试剂瓶中密封保存,并放在阴凉处,C正确;铁和盐酸反应,所以不能用铁制容器储存浓盐酸,D错误,答案选D。
3.用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是 ( )
A. ③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
B. 上下移动①中铜丝可控制SO2的量
C. ②中选用品红溶液验证SO2的生成
D. 为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【解析】试题分析:A、SO2能与NaOH溶液反应,所以可用NaOH溶液吸收多余的SO2,正确;B、上下移动①中铜丝,可控制Cu与浓硫酸的反应速率,即可控制SO2的量,正确;C、SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,所以②中选用品红溶液验证SO2的生成,正确;D、实验中,铜丝与过量浓硫酸的反应生成是硫酸铜和水,试管中含有较多水,不会生成白色固体,CuSO4溶液呈蓝色,为确认CuS04生成,无须向①中加水,错误。
4.某些建筑材料中含有氡(Rn),氡是放射性元素。 222Rn、219Rn、220Rn分别来自镭、锕、钍,因而分别称为镭射气、锕射气和钍射气。下列有关氡的说法,正确的是 ( )
A. 氡是双原子分子
B. 氡气因其化学性质活泼而对人体有害
C. 氡气因其具有放射性而对人体有害
D. 222Rn、219Rn、220Rn是三种同素异形体
【答案】C
【解析】A.稀有气体的原子最外层达到8(或2)电子稳定结构,所以稀有气体的分子为单原子分子,氡分子是稀有气体的分子,是单原子分子,故A错误;
B.氡为稀有气体元素,性质不活泼,对人体有害是因为它具有放射性,故B错误;
C.氡气因其具有放射性,能使人体组织蛋白质发生变性,对人体有害,故C正确;
D.222Rn、219Rn、220Rn是三种质子数相同,中子数不同的三种原子,不是单质,不是同素异形体,是同位素,故D错误;
故答案为C。
5.同温同压下,等容积两个密闭集气瓶中分别充满12C18O和14N2两种气体。关于这两个容器中气体的说法正确的是( )
A. 质子数相等,质量不等 B. 分子数和质量都不相等
C. 分子数、质量均相等 D. 原子数、中子数和质量数均相等
【答案】A
【解析】由阿伏加德罗定律可知两容器中所盛气体的分子数相等;因中原子质量数之和为30,故其摩尔质量为30g/mol,而14N2中原子质量数之和为28,故其摩尔质量为28g/mol,故两容器气体的质量不相等;一个分子中质子数为14,中子数为(12-6)+(18-8)=16,而一个分子中质子数为7×2=14,中子数为(14-7)×2=14,故两容器气体的中子数不同,质子数相同;故A项正确。
6.阴离子Xn—含中子N个,X的质量数为A,则mgX元素的气态氢化物中含质子的物质的量是( )
A. (n—N)mol B. (n+N)mol
C. (A-N+n)mol D. (m+n)mol
【答案】C
【解析】阴离子Xn-含中子N个,X的质量数为A,所以X的质子数为A-N,由阴离子Xn-可知X元素的气态氢化物化学式为HnX,所以1个HnX分子中含有的质子数为A-N+n,
氢化物HnX的摩尔质量为(A+n)g/mol,mgX元素的气态氢化物中含质子的物质的量×(A-N+n)=(A-N+n)mol,故答案为C。
7.短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素所在族数之和是A元素族数的2倍,B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C是( )
A. Be、Na、Al B. B、Mg、Si
C. O、P、Cl D. C、Al、P
【答案】C
【解析】由短周期元素A、B、C在周期表中的位置可知A处于第二周期,B、C处于第三周期,令A的原子序数为x,则B的原子序数为x+8-1,C的原子序数为x+8+1,则:(x+8-1)+(x+8+1)=4x,解得x=8,所以A为O元素,B为P元素,C为Cl元素,故选C。
8.下列对碱金属的叙述,其中完全不正确的组合是 ( )
①K通常保存在煤油中,以隔绝与空气的接触
②碱金属常温下呈固态,取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最强的是钾
④碱金属阳离子,氧化性最强的是Li+
⑤碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大
⑥从Li到Cs,碱金属的密度越来越大,熔、沸点越来越低
A. ②③⑥ B. ②③④ C. ④⑤⑥ D. ①③⑤
【答案】A
【解析】①钾的密度大于煤油,和空气中水蒸气、氧气、二氧化碳发生反应,少量K通常保存在煤油中,以隔绝与空气的接触,故①正确;
②碱金属是活泼金属和皮肤中水反应生成碱具有强腐蚀性,取用时不能直接用手拿,故②错误;
③依据同主族性质递变分析,碱金属中还原性最强的是钫,故③错误;
④金属性越强,对应阳离子的氧化性越弱,所以碱金属阳离子,氧化性最强的是Li+,故④正确;
⑤同主族电子层数相同,随核电荷数增大而增大,碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大,故⑤正确;
⑥从Li到Cs,碱金属的密度呈增大的趋势,K的密度反而比Na小,从上到下熔沸点降低,故⑥错误;
故答案为A。
9.下列对卤素的说法不符合递变规律的是 ( )
A. F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
C. F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐减弱
D. 卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变深,密度增大
【答案】C
【解析】A.元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,从氟到碘其元素的非金属性逐渐减弱,则单质的氧化性逐渐减弱,故A正确;
B.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,从氟到碘其元素的非金属性逐渐减弱,则其氢化物的稳定性逐渐减弱,故B正确;
C.卤素单质的氧化性随着原子序数的增大而减弱,但是离子的还原性逐渐增强,故C错误;
D.F2、Cl2、Br2、I2颜色分别为:浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,所以其颜色随着原子序数的增大而逐渐加深,卤素单质的密度与其相对分子质量成正比,所以卤素单质的密度随着原子序数的增大而增大,故D正确;
故答案为C。
10.在 a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO42-完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3气体,则原溶液中的Al3+浓度(mol/L)为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据反应SO42-+Ba2+BaSO4↓计算溶液中的SO42-离子的物质的量,根据离子方程式NH4++OH-NH3↑+H2O计算NH4+的物质的量,再根据c=计算出溶液中硫酸根离子、铵根离子的浓度,最后利用电荷守恒来计算原溶液中的Al3+浓度。
【详解】由混合溶液中加入bmolBaCl2,恰好使溶液中的SO42-离子完全沉淀,
则SO42-+Ba2+BaSO4↓
bmol bmol
c(SO42-)==mol/L,
由加入足量强碱并加热可得到cmolNH3,
则NH4++OH-NH3↑+H2O
cmol cmol
c(NH4+)==mol/L,
由于溶液不显电性,设原溶液中的Al3+浓度为x,忽略水的电离由电荷守恒可知:x×3+mol/L×1=mol/L×2,解得:x=mol/L,故答案为C。
11.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是( )
①洗气瓶中产生的沉淀中有碳酸钡
②在Z导管出来的气体中无二氧化碳
③洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
④在Z导管口有红棕色气体出现
A. ①② B. ③④ C. ①④ D. ②③
【答案】B
【解析】碳与浓硫酸共热产生的X气体为CO2和SO2的混合气体,铜与浓硝酸反应产生的Y气体是NO2,SO2+H2O+NO2===H2SO4+NO,故洗气瓶中产生的是硫酸钡沉淀,Z处逸出的气体中有CO2和NO,NO遇到空气中的氧气生成了红棕色的NO2,二氧化碳不与氯化钡反应,所以没有BaCO3生成。
12.如图所示,室温下,A、B两个容积相等的烧瓶中分别集满了两种气体(同温、同压),当打开止水夹K,使两烧瓶内气体充分接触后,容器内压强由小到大的顺序正确的是( )
编号
①
②
③
A中气体
H2
NH3
NO
B中气体
Cl2
HCl
O2
A. ②③① B. ③①② C. ③②① D. ②①③
【答案】A
【解析】①氢气和氯气在常温下不反应,气压不变;②氨气和氯化氢反应生成氯化铵固体,反应后气体压强为零;③一氧化氮和氧气化合会生成二氧化氮,即2NO+O22NO2,然后发生2NO2⇌N2O4,反应后气体体积减小,要比原来体积的还要小;则最后容器内的压强由小到大的顺序为②<③<①,故答案为A。
13.国际无机化学命名委员会在1989年作出决定,把长式周期表原先的主、副族及族号取消,从左到右改为第1~18列,如氢和碱金属为第1列,稀有气体元素族为第18列。按这个规定,下列说法不正确的是( )
A. 第15列元素(用R表示)的最高价氧化物通式为R2O5
B. 第3列元素种类最多、第14列元素的化合物种类最多
C. 第Ⅷ族包括8、9、10三列
D. 最外层有2个电子的元素都在第2列,第2列元素中肯定没有非金属元素
【答案】D
【解析】
【分析】在长式周期表中各族元素的排列顺序为:ⅠA(1列)、ⅡA(2列)、ⅢB(3列)…ⅦB(7列)、Ⅷ(8、9、10三列)、ⅠB(11列)、ⅡB(12列)、ⅢA(13列)…ⅦA(17列)、0族(18列),18列元素应分别与以上各族对应,据此解答。
【详解】在长式周期表中各族元素的排列顺序为:ⅠA(1列)、ⅡA(2列)、ⅢB(3列)…ⅦB(7列)、Ⅷ(8、9、10三列)、ⅠB(11列)、ⅡB(12列)、ⅢA(13列)…ⅦA(17列)、0族(18列),18列元素应分别与以上各族对应;
A.第15列元素为ⅤA族,最高正化合价为+5,最高价氧化物为R2O5,故A正确;
B.第3列为ⅢB族,有镧系和锕系元素,元素种类最多,第14列为碳族元素,形成化合物的种类最多(有机物),故B正确;
C.第8、9、10三列统称为第Ⅷ族,故C正确;
D.第2列即为ⅡA族,全部是金属元素,最外层电子数为2,但最外层电子数为2个的不一定只在这一族,如He最外层为2个电子或某些过渡元素最外层也可能是2个,故D错误;
故答案为D。
14.有四个干燥的烧瓶,在标准状况下,向①瓶中装入干燥、纯净的氨气,②瓶中装入干燥的含一半空气的氯化氢,③瓶中装入干燥、纯净的二氧化氮,④瓶中装入干燥的体积比V(NO2)∶V(O2)=4∶1的混合气体。做喷泉实验时四个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比为(不考虑烧瓶中溶液的扩张)( )
A. 2∶1∶2∶2 B. 5∶5∶5∶4 C. 1∶1∶1∶1 D. 无法确定
【答案】B
【解析】①瓶中装入干燥、纯净氨气,做喷泉实验后溶液充满整个集气瓶;②瓶中装入干燥的含一半空气的HCl,溶液充满一半;③瓶中装入干燥、纯净的二氧化氮,充入水时发生化学反应3NO2+H2O2HNO3+NO,充入溶液体积为集气瓶的;④瓶中装入干燥的体积比 V(NO2):V(O2)=4:1的混合气体,充入水发生化学反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,溶液充满整个集气瓶,设集气瓶体积为VL;①中溶液浓度==mol/L,②中溶液浓度==mol/L,③中溶液浓度==mol/L,④中溶液浓度==mol/L,则其物质的量浓度之比=mol/L:mol/L:mol/L:mol/L=5:5:5:4,故答案为B。
15.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A. 2.0 g重水(2H2O)中含有的质子数为10NA
B. 50mL 18.4 mol•L-1浓硫酸与足量铜微热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA
C. 分子数为NA的N2、C2H4混合气体体积约为22.4 L,质量为28 g
D. 标准状况下,22.4LCl2通入足量的石灰乳中制备漂白粉,转移的电子数为NA
【答案】D
【解析】
【分析】A项,2H2O的摩尔质量为20g/mol,1个2H2O分子中含10个电子;
B项,随着反应的进行H2SO4浓度变稀,Cu与稀H2SO4不反应;
C项,气体所处温度和压强未知,无法计算气体的体积;
D项,Cl2与Ca(OH)2的反应中Cl2既是氧化剂又是还原剂。
【详解】A项,n(2H2O)=2.0g÷20g/mol=0.1mol,1个2H2O分子中含10个电子,2.0g重水中含质子物质的量为1mol,含质子数NA,A项错误;
B项,n(H2SO4)=18.4mol/L×0.05L=0.92mol,Cu与浓H2SO4共热反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,随着反应的进行H2SO4浓度变稀,Cu与稀H2SO4不反应,生成的SO2物质的量小于0.46mol,生成的SO2分子数小于0.46NA,B项错误;
C项,分子数为NA的N2、C2H4混合气体中气体分子物质的量为1mol,由于没有指明温度和压强,不能用22.4L/mol计算混合气体的体积,N2、C2H4的摩尔质量都是28g/mol,混合气体的质量为28g,C项错误;
D项,n(Cl2)=22.4L÷22.4L/mol=1mol,用单线桥分析Cl2与足量石灰乳的反应为,1molCl2参与反应转移1mol电子,转移电子数为NA,D项正确;
答案选D。
16.将2.56gCu和一定量的浓HNO3反应,随着Cu的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅,当Cu反应完毕时,共收集到气体1.12L(标准状况),则反应中消耗HNO3的物质的量为( )
A. 0.05mol B. 1mol C. 1.05mol D. 0.13mol
【答案】D
【解析】
【分析】铜和浓硝酸反应放出红棕色的NO2气体,随着反应进行,硝酸浓度不断减小,铜和稀硝酸反应放出无色的NO气体,故反应生成气体的颜色逐渐变浅。据铜与浓硝酸、稀硝酸两个反应计算消耗硝酸的物质的量。
【详解】设与浓硝酸、稀硝酸反应的铜的物质的量分别为x、y,则反应Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O中,消耗HNO3物质的量4x、生成NO2物质的量2x;反应3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O中,消耗HNO3物质的量8y/3、生成NO物质的量2y/3。
据题意,有x+y=2.56 g/64g·mol-1,2x+2y/3=1.12 L/22.4L·mol-1,解得x=0.0175mol,y=0.0225mol。反应中消耗硝酸的物质的量=4x+8y/3=0.13mol。
本题选D。
17.两种短周期元素X和Y,可以组成化合物XY3,当Y的原子序数为m时,X的原子序数为 ( )
① m-4 ②m+4 ③m+8 ④m-2 ⑤m+6 ⑥m-12 ⑦m+14
A. ①②④⑤ B. ①②③⑤
C. ①②③④⑤ D. ①②③④⑤⑥⑦
【答案】D
【解析】
【分析】两种短周期元素X和Y可组成化合物XY3,则X为ⅢA族元素时,Y为ⅤⅡA族元素;或X、Y均为ⅥA族元素;还有可能为X在ⅤA族,Y为ⅤⅡA族或H,以此来解答。
【详解】两种短周期元素X和Y可组成化合物XY3,则X为ⅢA族元素时,Y为ⅤⅡA族元素;或X、Y均为ⅥA族元素;还有可能为X在ⅤA族,Y为ⅤⅡA族或H;
①若Y为Cl,X为Al,则X的原子序数为m-4,故①正确;
②若Y为F,X为Al,则X的原子序数为m+4,故②正确;
③若Y为S,X为O,则X的原子序数为m+8,故③正确;
④若Y为Cl,X为P,则X的原子序数为m-2,故④正确;
⑤若Y为H,X为N,则X的原子序数为m+6,故⑤正确;
⑥若Y为Cl,X为N,则X的原子序数为m-12,故⑥正确;
⑦若Y为H,X为P,则X的原子序数为m+14,故⑦正确;
故答案为D。
18.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果不正确的是( )
A. 图中,AB段的反应为Fe+2Fe3+3Fe2+,溶液中溶质最终为硫酸亚铁
B. 原溶液中硫酸浓度为2.5 mol·L-1
C. 原混合溶液中硝酸根离子的物质的量为0.4 mol
D. 图中,OA段产生的气体是一氧化氮,BC段产生的气体是氢气
【答案】B
【解析】A.由图象可以知道,因为铁过量,OA段发生反应为:,AB段发生反应为:,BC段发生反应为:,所以A选项是正确的;B.整个过程消耗,最终溶质为,根据Fe原子守恒,根据硫酸根守恒可以知道,每份溶液体积为,所以硫酸的浓度是,故B错误;C.OA段发生反应为:,硝酸全部起氧化剂作用,所以每一份混合溶液中,故原混合溶液中为,所以C选项是正确的;D.OA段产生的气体是NO,BC段产生的气体是氢气,所以D选项是正确的。
19.将9g铜和铁的混合物投入到100mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状况下1.12LNO,剩余4.8g金属;继续加入100mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准状况下1.12LNO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法不正确的是( )
A. 原混合物中铜和铁各0.075mol
B. 稀硝酸的物质的量浓度为2.0mol·L-1
C. 第一次剩余4.8g金属为铜和铁
D. 向反应后的溶液中再加入该稀硝酸100mL,又得到NO在标准状况下体积小于1.12L
【答案】C
【解析】试题分析: 整个过程可以看作是9g铜和铁混合物与200mL硝酸反应生成0.1mol NO,金属完全溶解,向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红,说明生成硝酸亚铁、硝酸铜,且硝酸完全反应,发生的反应方程式为:3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O;3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,设铁为x mol,铜为ymol,根据二者质量与生成NO的体积列方程,有:56x+64y=9、2/3(x+y)=0.1,联立方程,解得:x=0.075mol、y=0.075mol,A.由上述分析可知,原混合物中铜和铁各0.075mol,A正确;B.根据方程式可知,n(HNO3)=0.075mol×8/3=0.2mol,稀硝酸的物质的量浓度为0.2mol÷0.1L=2mol/L,B正确;C.9g混合物中含铁质量为0.075mol×56g/mol=4.2g,含铜质量为0.075mol×64g/mol=4.8g,第一次剩余金属4.8g为Cu的质量,C错误;D.再加入100mL该稀硝酸,亚铁离子与硝酸反应生成NO与硝酸铁,溶液中亚铁离子为0.075mol,根据电子转移守恒可知,亚铁离子完全反应,所以再加硝酸得NO为 (0.075mol×1)÷3=0.025mol,其体积为0.025mol×22.4L/mol=0.56L,D正确,答案选C。
II非选择题(共计52分)
二、按要求填空:
20.硫酸在下列用途或反应中所表现的性质(用字母填在横线上)。
A.难挥发性 B.强酸性 C.吸水性 D.脱水性 E.强氧化性
① 浓硫酸可用作气体干燥剂 __________;
② 往晶体硫酸铜中加浓硫酸,晶体变白___________;
③ 浓硫酸与铜反应__________;
④ 运用铁制槽车和铝制槽车运输浓硫酸_________;
⑤ 浓硫酸使润湿蓝色石蕊试纸先变红后又变黑___________ 。
【答案】(5分)① C ② C ③ BE ④ E ⑤ BD(每空1分)
【解析】试题分析:①浓硫酸具有吸水性,所以浓硫酸可用作气体干燥剂,答案选C。
② 同样由于浓硫酸具有吸水性,所以往晶体硫酸铜中加浓硫酸,晶体变白,答案选C。
③根据反应式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑可知,在该反应中浓硫酸表现的是酸性和强氧化性,答案选BE。
④常温下铝或铁在浓硫酸中发生钝化,所以可以运用铁制槽车和铝制槽车运输浓硫酸,表现的是浓硫酸的强氧化性,答案选E。
⑤浓硫酸具有酸性和脱水性,所以浓硫酸使润湿蓝色石蕊试纸先变红后又变黑,答案选BD。
21.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。
在上表中用字母代号回答下列问题:
(1)属于碱金属元素的有______________________;
(2)写出下列元素在周期表中的位置:c_______________;e_______________;
(3)X、Y、Z、T、V为5种短周期元素,X、Y、Z在周期表中位置如图所示。这3种元素原子序数之和是41,X和T在不同条件下反应,可以生成T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物。V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使紫色石蕊溶液变红,则:
①5种元素元素符号分别是X___________,Y________,Z________,T_______, V____。
②Y的原子结构示意图是____________________________________。
③T、X形成化合物T2X2的化学方程式为______________________________。
【答案】(1). b (2). 第三周期第ⅡA族 (3). 第四周期第VIII族 (4). O (5). S (6). Cl (7). Na (8). H (9). (10). 2Na+O2Na2O2
【解析】
【分析】由元素在周期表的位置可知,a为H,b为Na,c为Mg,f为Al,g为N,k为Ne,h为S,i为Cl,j为Br,d为Sc,e为Fe;
(1)位于第1列的为碱金属元素,H除外;
(2)结合元素周期表的结构确定c和e元素在周期表中的位置;
(3)X、Y、Z、T、V为5种短周期元素,X、Y、Z三种元素原子序数之和是41,由三元素在周期表中位置可知,不能是第一、二周期元素,分别为二、三周期元素,令X的原子序数为a,则Y、Z的原子序数分别为a+8、a+9,则a+a+8+a+9=41,解得a=8,则X为氧、Y为硫、Z为Cl,X和T的单质在不同条件下反应,可以生成化合物T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物,则T为Na;V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使石蕊试液变红,则V为氢,据此解答。
【详解】由元素在周期表的位置可知,a为H,b为Na,c为Mg,f为Al,g为N,k为Ne,h为S,i为Cl,j为Br,d为Sc,e为Fe;
(1)属于碱金属元素的有Na,即答案为b;
(2)c为Mg元素,在元素周期表中位置为第三周期第ⅡA族;e为Fe元素,在元素周期表中的位置为第四周期第VIII族;
(3)X、Y、Z、T、V为5种短周期元素,X、Y、Z三种元素原子序数之和是41,由三元素在周期表中位置可知,不能是第一、二周期元素,分别为二、三周期元素,令X的原子序数为a,则Y、Z的原子序数分别为a+8、a+9,则a+a+8+a+9=41,解得a=8,则X为氧、Y为硫、Z为Cl,X和T的单质在不同条件下反应,可以生成化合物T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物,则T为Na;V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使石蕊试液变红,则V为氢;
①由上述分析可知,X、Y、Z、T、V的元素符号分别为O、S、Cl、Na、H;
②Y为S元素,原子质子数为16,原子的结构示意图为;
③T与X形成化合物T2X2的化学方程式为:2Na+O2Na2O2。
22.在下列物质转化中,A是一种正盐,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,E是酸,当X无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一种元素;当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另外同一种元素。请回答:
(1)A是________,Y是________,Z是________。
(2)当X是强酸时,E是________。写出B生成C的化学方程式:_________________________。
(3)当X是强碱时,E是________,写出B生成C的化学方程式:__________________。
【答案】(1)A为(NH4)2S,Y为O2,Z是H2O;
(2)E是H2SO4;2H2S+3O2=2SO2↑+2H2O
(3)E是HNO3;4NH3+5O24NO+6H2O;
【解析】本题无机推断题,D的相对分子质量比C的相对分子质量大16,说明Y为O2,是B连续被氧化的过程,A是正盐,可以跟酸反应,也可以跟碱反应,又能连续被氧化,最后得到酸,因此A为(NH4)2S,即A为(NH4)2S,Y为O2,Z为H2O;(2)当X为强酸时,B为H2S,则C为SO2,D为SO3,即E为H2SO4;(3)当X为强碱,B为NH3,C为NO,D为NO2,则E为HNO3,B生成C为催化氧化,因此反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O。
23.将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时,共收集到NO2和NO的混合气体44.8L(标准状况)。
(1)写出上述过程中有关反应的离子方程式:_________、____________________。
(2)完成该反应至少需要量取10mol·L-1的浓硝酸________mL。
(3)混合气体中NO2的体积为______________L,NO的体积________L(均为标准状况下)。
【答案】(1). Cu+4H++2NO3—===Cu2++2NO2↑+2H2O (2). 3Cu+8H++2NO3—===3Cu2++2NO↑+4H2O (3). 600 (4). 22.4 (5). 22.4
【解析】
分析】(1)发生反应为:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(2)反应中被还原的HNO3生成NO、NO2混合气体,未被还原的硝酸生成Cu(NO3)2,由氮原子守恒可知,n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2),再根据V=计算;
(3)设混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol,根据电子转移守恒及二者体积列方程计算,再根据V=nVm计算各自的体积。
【详解】(1)Cu分别溶于浓硝酸、稀硝酸发生的反应方程式为:Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则对应的离子反应方程式为Cu+4H++2NO3—===Cu2++2NO2↑+2H2O、3Cu+8H++2NO3—===3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)反应中被还原的HNO3生成NO、NO2混合气体,混合气体的物质的量==2mol,未被还原的硝酸生成Cu(NO3)2,铜的物质的量==2mol,由氮原子守恒可知,n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2)=2mol×2+2mol=6mol,故需要硝酸的体积==0.6L=600mL;
(3)设混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol,根据电子转移守恒及二者体积,可得:x+3y=2×2、x+y=2,解得x=1、y=1;故二氧化氮的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L,NO的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L。
三、实验题:
24.某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)
(1)甲、乙两仪器的名称是 ____________ 、_______________。
(2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2,写出A中发生反应的化学方程式 _____________。
(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(铜片放在有孔塑料板上)可制得NO2并进行有关实验。
①欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹____________,再打开止水夹 ______,使烧杯中的水进入试管丁中。
②试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直至试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是 ____mol·L− 1(保留2位有效数值,气体按标准状况计算)。
【答案】(1). 分液漏斗 (2). 圆底烧瓶 (3). 4HCl(浓)+ MnO2 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (4). a、b (5). c (6). 0.045
【解析】
【分析】(1)根据仪器的特征以及常见仪器的名称解答;
(2)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰和水;氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸可使紫色溶液变红,氯气能和强碱反应生成次氯酸盐、氯化物和水,次氯酸盐具有漂白性,能使石蕊溶液褪色;
(3)①根据二氧化氮溶于水形成压强差分析;
②先根据二氧化氮的体积计算硝酸的物质的量,进而计算浓度。
【详解】(1)甲仪器具有球形特征,带有玻璃活塞,为分液漏斗,乙容器底部表面积比较大,为圆底烧瓶;
(2)实验室用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气,二氧化锰具有氧化性,氯化氢具有还原性,两者反应生成氯气、氯化锰和水,化学方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(3)①若二氧化氮能和水反应,则烧杯内气体的压强会减小,小于外界大气压,烧杯中的溶液会倒流于试管丁,所以先关闭止水夹 ab再打开止水夹 c,双手紧握(或微热)试管丁使试管中气体逸出,NO2与水接触后水倒流,使烧杯中的水进入试管丁;
②设容器的体积为VL,所以二氧化氮气体的物质的量为n==mol,二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸,所以溶质是硝酸;
设生成硝酸的物质的量为xmol;
4NO2+O2+2H2O4HNO3
4mol 4mol
mol xmol
x=mol,c==≈0.045mol/L。
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