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【化学】重庆市璧山中学校2018-2019学年高一下学期期中考试试题(解析版)
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重庆市璧山中学校2018-2019学年高一下学期期中考试试题
满分100分,时间90分钟
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Ag-108
一、选择题(本题包括16个小题,每题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.门捷列夫的突出贡献是( )
A. 提出了原子学说 B. 发现了元素周期律 C. 发现并提取了青蒿素 D. 提出了分子学说
【答案】B
【解析】A.道尔顿提出了近代原子学说,故A错误;
B.1869年,俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,故B正确;
C.中国科学家屠呦呦发现并提取了青蒿素,故C错误;
D.阿佛加德罗提出了分子学说,故D错误;
故答案为B。
2.据科学家预测,月球的土壤中吸附着数百万吨的氦(32He),下列关于32He的说法正确的是( )
A. 32He原子核内含有2个中子 B. 32He原子核内含有3个质子
C. 32He原子核外有3个电子 D. 32He和42He 是He的两种不同核素
【答案】D
【解析】A.32He原子核内含有中子数为3-2=1,故A错误;
B.32He原子核内含有2个质子,故B错误;
C.32He原子核外有2个质子,则核外含有2个电子,故C错误;
D.32He和42He 是He的两种不同核素,互为同位素,故D正确;
故答案为D。
3.已知Ba的活动性处于Na、K之间,则下列说法中正确的是( )
A. Ba可从KC1溶液中置换出钾 B. Ba不能从冷水中置换出氢
C. 在溶液中Zn可还原Ba2+生成Ba D. Ba(OH)2 是强碱
【答案】D
【解析】A.Ba不能从KCl溶液中置换出K,Ba与水反应,且金属性为K>Ba,故A错误;
B.金属性为Ba>Na,Na与水反应生成氢气,则Ba 可从冷水中置换出氢,故B错误;
C.金属性Ba>Zn,则溶液中Zn不能还原Ba2+生成Ba,故C错误;
D.钡是活泼金属,其最高价氧化物的水化物Ba(OH)2是强碱,故D正确;
故答案为D。
4.某粒子用 表示,下列关于该粒子的叙述中正确的是( )
A. 所含质子数=A-n B. 所含电子数=A+n
C. 所含中子数=A-Z D. 所含质子数=A+Z
【答案】C
【解析】粒子为阳离子,该阳离子的质子数为Z,所含中子数为:A-Z,所含有的电子数为Z-n,选项中只有C正确,故答案为C。
5.下列事实能作为实验判断依据的是( )
A. N2不易与氧气反应,活性炭容易在氧气中燃烧,判断N比C的非金属性弱
B. 铁投入CuSO4溶液中能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠比铁的金属性弱
C. 酸性H2CO3
D. F2与Cl2分别与H2反应的剧烈程度,判断氟与氯的非金属性强弱
【答案】D
【解析】A.N2分子内的氮气叁键键能比较大,化学性质稳定,则N2不易与氧气反应,活性炭容易在氧气中燃烧,不能判断N比C的非金属性弱,事实N的非金属比碳强,故A错误;
B.铁投入CuSO4溶液中,发生金属单质之间的置换反应,而钠投入CuSO4溶液中钠与水反应,不发生金属单质之间的置换反应,则不能比较Na、Fe的金属性,故B错误;
C.最高价氧化物的水化物的酸性越大,对应非金属的非金属性越强,而H2SO3不是硫元素最高价氧化物的水化物,则酸性H2CO3 <H2SO3,不能判断S的非金属性强,故C错误;
D.卤素单质与氢气化合的难易程度,可比较非金属性,由F2与Cl2分别与H2反应,前者剧烈,可知F的非金属性强,故D正确;
故答案为D。
6.根据元素周期律和元素周期表进行推断,不正确的是( )
A. 砹(At)易溶于某些有机溶剂 B. 砹化氢(HAt)很稳定
C. 锂与水反应不如钠与水反应剧烈 D. 铷(Rb)的硫酸盐易溶解于水
【答案】B
【解析】A.砹(At)位于周期表中的第VIIA族,性质与其它卤素具有相似性,卤素单质一般易溶于有机溶剂,故A推断正确;
B.砹(At)的非金属性较弱,则其氢化物稳定性较差,故B推断错误;
C.锂的活泼性较钠弱,则与水反应不如钠与水反应剧烈,故C推断正确;
D.铷为碱金属元素,其硫酸盐易溶于水,故D推断正确;
答案选B。
7.下列关于说法中正确的是( )
A. 离子键就是阴、阳离子间的静电引力 B. 氢键不属于化学键
C. 全部由非金属元素组成的化合物只能形成共价键 D. 任何物质中都含有化学键
【答案】B
【解析】A.离子键本质是阴、阳离子间的静电作用,不只是引力,还有斥力,故A错误;
B.氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故B正确;
C.全部由非金属元素组成的化合物中也可能含有离子键,如NH4Cl中含有离子键和共价键,故C错误;
D.不是所有的物质中都含有化学键,如氦气中的分子微粒是单原子分子,不存在化学键,故D错误;
故答案为B。
8.下列各组化合物中,化学键类型完全相同的是( )
A. Mg3N2和 Na2S B. Na2O 和Na2O2
C. CO2和CaO D. HCl和NaOH
【答案】A
【解析】A.Mg3N2和 Na2S均只含有离子键,故A正确;
B.Na2O中只含有离子键,而Na2O2含有离子键和共价键,故B错误;
C.CO2分子内含有共价键,而CaO含有离子键,故C错误;
D.HCl分子内含有共价键,而NaOH含有离子键和共价键,故D错误;
故答案为A。
9.下列化学用语中,正确的是()
A. 次氯酸的结构式:H—O—Cl
B. 氮气的电子式:∶N∶∶∶N∶
C. CO2分子的球棍模型:
D. 用电子式表示氯化氢分子的形成过程:
【答案】A
【解析】A.次氯酸是共价化合物,O原子分别与H、Cl之间形成一个共价键,其结构式为H—O—Cl,故A正确;
B.氮气分子间存在氮氮叁键,其电子式为,故B错误;
C.二氧化碳是直线型分子,分子中碳原子的半径比氧原子大,则其球棍模型为,故C错误;
D.氯化氢是共价化合物,电子式形成过程为,故D错误;
故答案为A。
10.下列说法不正确的是( )
A. 由于H—O键比H—S键牢固,所以水熔沸点比H2S高
B. HF的沸点在同族元素的氢化物中出现反常,是因为HF分子间存在氢键
C. F2、Cl2、Br2、I2熔沸点逐渐升高,是因为它们的组成结构相似,分子间的范德华力增大
D. 氯化铵固体受热分解破坏了离子键
【答案】A
【解析】A.H2O和H2S的熔沸点与化学键无关,水的熔沸点比H2S高因为水中存在氢键,故A错误;
B.因为HF分子间存在氢键,导致HF的沸点是同族元素的氢化物中最高的,故B正确;
C.卤素单质的熔沸点与分子间作用力有关,相对分子质量越大,分子间作用力越大,所以卤素单质从上到下熔沸点升高,是因为它们的组成结构相似,从上到下其摩尔质量增大,分子间的范德华力增大,故C正确;
D.氯化铵为离子化合物,加热分解破坏离子键和共价键,故D正确;
故答案为A。
11.下列实验操作能达到目的的是( )
A. 用甲装置验证浓H2SO4的脱水性、强氧化性
B. 用乙装置收集NO气体
C. 装置丙中水能持续流下,说明装置气密性不良好
D. 用丁装置比较N、C、Si非金属性的强弱
【答案】A
【解析】A.浓硫酸和蔗糖发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫、水等物质,该反应中浓硫酸将蔗糖氧化,二氧化硫能使品红溶液褪色而体现漂白性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以体现二氧化硫还原性,所以该实验验证浓H2SO4具有脱水性、强氧化性,SO2具有漂白性、还原性,故A正确;
B.NO能和空气中氧气反应,收集NO也不能用排空气法收集,故B错误;
C.分液漏斗和蒸馏烧瓶用橡皮管连接,两个容器中压强相等,则分液漏斗中的水能够顺利流向,所以该操作方法无法判断装置气密性,故C错误;
D.浓硝酸具有挥发性导致二氧化碳中含有HNO3,而影响二氧化碳和硅酸钠溶液的反应,无法证明碳酸的酸性比硅酸强,故D错误;
故答案为A。
12.实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是( )
A. 以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2
B. 以浓氨水、生石灰为原料,制备NH3
C. 以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料,制备SO2
D. 以Cu、稀硝酸为原料,制备NO2
【答案】C
【解析】A.以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2的反应需要加热,装置中发生装置不加热,故A错误;
B.氨气和浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,故B错误;
C.Na2SO3固体和质量分数为70%的浓硫酸反应生成二氧化硫通过浓硫酸干燥收集,二氧化硫比空气重,用向上排气法收集,剩余氢氧化钠溶液吸收,吸收时倒扣在液面上的漏斗防止倒吸,故C正确;
D.以Cu、稀硝酸为原料只能生成NO,NO能和空气中氧气反应,收集NO也不能用排空气法收集,故D错误;
故答案为C。
13.下列叙述中正确的是( )
A. 金属Na与O2在加热时有Na2O2生成,可以推断Li与O2在加热时有Li2O2生成
B. 非金属性F>Cl,F2可以从NaCl溶液中置换出Cl2
C. 常温下,可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4
D. SO2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了其还原性
【答案】CD
【解析】A.金属Na与O2在加热时有Na2O2生成,但Li与O2在加热时只能生成Li2O,故A错误;
B.非金属性F>Cl,但F2极易与水反应生成HF和氧气,则从F2NaCl溶液不能置换出Cl2,故B错误;
C.常温下,铁或铝遇浓硫酸钝化,则可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4,故C正确;
D.SO2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现SO2的还原性,故D正确;
故答案为CD。
14.下列离子方程式书写正确的是( )
A. 向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3++Fe2Fe2+
B. 过量二氧化硫通入澄清石灰水中:SO2+Ca2++2OH-CaSO3↓+H2O
C. 向水玻璃中滴加盐酸:Na2SiO3 + 2 H+H2SiO3 ↓+ 2Na+
D. 向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O
【答案】D
【解析】A.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉发生的离子反应为2Fe3++Fe3Fe2+,故A错误;
B.过量二氧化硫通入澄清石灰水中无沉淀生成,发生的离子反应为SO2+2OH-2HSO3-,故B错误;
C.向水玻璃中滴加盐酸发生的离子反应为SiO32-+ 2 H+H2SiO3 ↓,故C错误;
D.向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸发生的离子反应为3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O,故D正确;
故答案为D。
15.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A. S(s) SO2(g) H2SO4(aq)
B. SiO2H2SiO3 (aq) Na₂SiO3
C. NaHCO3(s) Na2CO3(s) NaOH(aq)
D. NH3(g) NO(g) HNO3(aq)
【答案】C
【解析】A.SO2溶于水生成H2SO3,得不到H2SO4,故A错误;
B.SiO2不能溶于水生成H2SiO3,故B错误;
C.NaHCO3受热分解生成碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和NaOH,故C正确;
D.氨气催化氧化生成NO,但NO不能溶于水生成硝酸,故D错误;
故答案为C。
16.将25.6gCu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.4mol,这些气体恰好能被500mL 1mol/LNaOH溶液完全吸收,生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液,其中NaNO3的物质的量为( )
A. 0.2mol B. 0.1mol C. 0.4mol D. 0.3mol
【答案】B
【解析】
【分析】用终态分析法容易看出只有两种元素的价态有变化,其一是Cu→Cu(NO3)2,Cu元素化合价由0价升高为+2价,每个Cu原子失2个电子;另一个是HNO3→NaNO2,N元素由+5价降低为+3价,每个N原子得2个电子,由电子转移守恒可知,25.6gCu失去的电子等于HNO3到NaNO2得到的电子,据此计算故产物中NaNO2的物质的量,由Na守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3),据此计算NaNO3的物质的量.
【详解】用终态分析法容易看出只有两种元素的价态有变化,其一是Cu→Cu(NO3)2,Cu元素化合价由0价升高为+2价,每个Cu原子失2个电子;另一个是HNO3→NaNO2,N元素由+5价降低为+3价,每个N原子得2个电子,25.6gCu共失电子为×2=0.8mol,HNO3到NaNO2共得到电子0.8mol,故产物中NaNO2的物质的量为=0.4mol,由Na守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3),所以n(NaNO3)=n(NaOH)-n(NaNO2)=0.5L×1mol/L-0.4mol=0.1mol,故答案为B。
Ⅱ卷(共5个题,共52分)
17.①~⑦在元素周期表的对应位置如图所示,回答下列问题。
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑦
①
②
3
③
④
⑤
⑥
(1)元素⑥的原子结构示意图___________;元素的最高正价①___________②(填>、<、=)
(2)向元素⑤和⑥形成的化合物的水溶液中加入过量的①的氢化物的水溶液,反应的离子方程式是______________
(3)元素③的最高价氧化物对应的水化物为_______(填离子化合物或共价化合物)
(4)元素②和③形成的一种化合物为淡黄色固体,该化合物的电子式为______,该化合物中化键有_______(填离子键、极性键或非极性键),该化合物与⑦的最高价氧化物反应的化学方程式为_____。
【答案】(1). (2). > (3). Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ (4). 离子化合物 (5). (6). 离子键、非极性共价键 (7). 2Na2O2+CO22Na2CO3+O2
【解析】
【分析】有元素周期表的结构分析可知:①为氮元素、②为氧元素、③为钠元素、④为镁元素、⑤为铝元素、⑥为氯元素、⑦为碳元素,再结合元素周期律和“位-构-性”三者的关系分析解题。
【详解】分析可知:①氮元素、②为氧元素、③为钠元素、④为镁元素、⑤为铝元素、⑥为氯元素、⑦为碳元素;
(1)元素⑥为氯元素,其核电荷数为17,原子结构示意图;氮元素的最高正价为+5价,而氧元素无正价态,则元素的最高正价①>②;
(2)元素⑤和⑥形成的化合物为AlCl3,其水溶液中加入过量氨水,生成氢氧化铝白色胶状沉淀,发生反应的离子方程式是Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+;
(3)元素③为Na元素,其最高价氧化物对应的水化物为NaOH,是离子化合物;
(4)元素②和③形成的一种化合物Na2O2为淡黄色固体,是离子型化合物,该化合物的电子式为,该化合物中化学键有离子键和非极性键,Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,发生反应的化学方程式为2Na2O2+CO22Na2CO3+O2。
18.A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的原子核内无中子,B、G在元素周期表中的相对位置如图,B与D元素能形成两种无色气体,D是地壳中含量最多的元素,F是地壳中含量最多的金属元素,E的焰色反应呈黄色。
B
G
(1)G在元素周期表中的位置是_____________BG2的结构式为________________
(2)D和G的氢化物中沸点较高的是______________(填化学式),
(3)E与F相比,金属性较强的是______(填元素符号),下列能证明这一事实的是____(填字母)。
a E单质的熔点比F单质低 b E单质与水反应比F单质与水反应剧烈
c E的化合价比F低 d E最高价氧化物对应的水化物的碱性比F的强
(4)GD2气体与Cl2混合后通入水中的离子方程式为____________
(5)E2G溶液在潮湿的空气中长期放置会与氧气反应生成E2G2,该反应的化学方程式为_______
【答案】(1). 第三周期VIA族 (2). S=C=S (3). H2O (4). Na (5). bd (6). SO2+Br2+2H2O4H++SO42-+2Cl- (7). 4Na2S+O2+2H2O2Na2S2+4NaOH
【解析】
【分析】A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的原子核内无中子,则A为H元素;D是地壳中含量最多的元素,则D为O元素;B与氧元素能形成两种无色气体,原子序数小于氧,则B为碳元素;F是地壳中含量最多的金属元素,E的焰色反应呈黄色,则F为Al元素,E为Na元素;由B、G在元素周期表中的相对位置,可知G为S元素,据此分析解题。
【详解】A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的原子核内无中子,则A为H元素;D是地壳中含量最多的元素,则D为O元素;B与氧元素能形成两种无色气体,原子序数小于氧,则B为碳元素;F是地壳中含量最多的金属元素,E的焰色反应呈黄色,则F为Al元素,E为Na元素;由B、G在元素周期表中的相对位置,可知G为S元素;
(1)G为硫元素,核电荷数为16,则在元素周期表中的位置是第三周期VIA族;BG2为CS2,是共价直线型分子,具有类似CO2的结构,则结构式为S=C=S;
(2)D和G的氢化物分别是H2O和H2S,其中H2O分子间存在氢键,H2O的沸点比H2S高;
(3)Na和Al同周期,核电荷数小,金属性强,则Na的金属性比Al强;
a.金属单质的熔点高低不能作为金属活泼性强弱的判断依据,故a错误;
b.Na能与冷水剧烈反应生成氢气,而Al与水不反应,能说明Na的金属性比铝强,故b正确;
c.元素的化合价是元素本身的特性,不能作为金属活泼性强弱的判断依据,故c错误;
d.NaOH的碱性比Al(OH)3强,能说明Na的金属性比铝强,故d正确;
故答案为bc;
(4)SO2气体与Cl2混合后通入水中生成硫酸和HCl,发生反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H++SO42-+2Cl-;
(5)Na2S溶液在潮湿的空气中长期放置会与氧气反应生成Na2S2,结合氧化还原反应和质量守恒,反应中还有NaOH生成,则发生反应的化学方程式为4Na2S+O2+2H2O2Na2S2+4NaOH。
19.POCl3常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,有关物质的部分性质如下表
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-112.0
76.0(易挥发)
137.5
两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢
POC13
2.0
106.0
153.5
实验装置(加热及夹持仪器略)如下:
(1)甲装置的名称是____________,干燥管的作用是____________
(2)装置C中生成POCl3的化学方程式为______________
(3)装置B的作用除观察气体的流速外,还有________ 、________
(4)反应温度不能过高,原因是______________。
(5)反应一段时间后,待三颈瓶中的液体冷却至室温,准确称取29.1g产品(仅含PCl3杂质),置于盛有60.00 mL蒸馏水的密闭水解瓶中摇动至完全与水反应,将水解液配成100.00 mL溶液,加入AgNO3溶液至恰好完全反应,测得生成的AgCl的质量为86.1g,则产品中POC13的质量分数为___(保留三位有效数字)
【答案】(1). 球形冷凝管 (2). 防止空气中水蒸气进入C中 (3). 2PCl3+O22POCl3 (4). 干燥气体 (5). 观察是否堵塞 (6). 温度过高PCl3易挥发,影响产率 (7). 52.7%
【解析】
【分析】由制备实验装置可知,A中过氧化氢分解生成氧气,装置B可观察气体的速率、干燥气体、平衡压强,C中氧气氧化液态PCl3 制取POCl3,冷凝管进行冷凝回流,提高利用率。PCl3、POCl3遇水剧烈反应生成含氧酸和氯化氢,干燥管中碱石灰可防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。
【详解】由制备实验装置可知,A中过氧化氢分解生成氧气,装置B可观察气体的速率、干燥气体、平衡压强,C中氧气氧化液态PCl3制取POCl3,冷凝管进行冷凝回流,提高利用率。PCl3、POCl3遇水剧烈反应生成含氧酸和氯化氢,干燥管中碱石灰可防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。
(1)根据仪器结构和性能可知甲装置的名称是球形冷凝管;PCl3、POCl3遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢,干燥管的作用是:防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶;
(2)装置C中氧气氧化液态PCl3生成POCl3的化学方程式为2PCl3+O22POCl3;
(3)C中气体反应后得到液体物质,会使装置内压强减小,若通入氧气过快,反应过快,温度过高,PCl3易挥发,利用率低,且氧气利用也不充分,装置B的作用除观察O2的流速外,还有:平衡压强,防阻塞及干燥O2;
(4)反应温度不能过高,通常控制在60~65℃,原因是:温度过低,反应速度太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低;
(5)设样品中PCl3的物质的量为xmol,POCl3的物质的量为ymol,则137.5x+153.5y=29.1;已经PCl3+3H2OH3PO3+3HCl、POCl3+3H2OH3PO4+3HCl、Ag++Cl-=AgCl↓,可知,x+y=n(Cl-)==0.2mol,解得:x=y=0.1,反应产物中 POCl3 的质量百分含量为×100%=52.7%。
20.中学化学中的一些常见物质有如图转化关系。其中A、H为空气中的主要成分,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,气体D遇到A很快变成红棕色E,C是黑色金属氧化物,I是紫红色金属单质。X为常见液体(部分反应条件及生成物没有全部列出)。
回答下列问题:
(1)B的化学式为________ C的化学式为___________D的化学式为___________
(2)B的实验室制法的化学方程式____________________
(3)写出反应①的化学方程式_______________________。
(4)写出反应②的离子方程式_______________________。
【答案】(1). NH3 (2). CuO (3). NO (4). 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (5). 4NH3+5O24NO+6H2O (6). 3Cu+8H++2NO3—3Cu2++NO↑+4H2O
【解析】
【分析】A、H为空气中主要成分,分别为N2、O2中的一种,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则B为NH3,A能与氨气反应生成D与X,X为常见液体,气体D遇到A很快变成红棕色E,可推知A为O2,H为N2,D为NO,X为H2O,E为NO2,E与X反应生成F,I是紫红色金属单质,应为Cu,F与Cu反应得到G、X(水)、D(NO),故为HNO3,G为Cu(NO3)2.C属于氧化物,与B(NH3)反应得到X(水)、H(氮气)、I(Cu),根据元素守恒可知C为CuO,据此解答。
【详解】A、H为空气中主要成分,分别为N2、O2中的一种,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则B为NH3,A能与氨气反应生成D与X,X为常见液体,气体D遇到A很快变成红棕色E,可推知A为O2,H为N2,D为NO,X为H2O,E为NO2,E与X反应生成F,I是紫红色金属单质,应为Cu,F与Cu反应得到G、X(水)、D(NO),故为HNO3,G为Cu(NO3)2.C属于氧化物,与B(NH3)反应得到X(水)、H(氮气)、I(Cu),根据元素守恒可知C为CuO;
(1)由上述分析可知,B的化学式为NH3;C的化学式为CuO;D的化学式为NO;
(2)实验室利用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制NH3,发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)反应①为氨的催化氧化,发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
(4)反应②为Cu溶于稀硝酸生成NO,发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O。
21.氯气及其化合物在工农业生产和人类生活中都有着重要的应用。
(1)NaClO中Cl的化合价为__________,有较强的_________(填氧化、还原)性,所以是常用的消毒剂和漂白剂,请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的离子方程式_________。
(2)黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化。
①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,此反应的离子方程式为_____________________。
②ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-,该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。
(3)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可以回收S,其物质转化如图所示。在图示的转化中,化合价不变的元素是__________。该图示的总反应为_______
【答案】(1). +1 (2). 氧化 (3). Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O (4). 2ClO3—+SO2ClO2+SO42— (5). 2:5 (6). Cu、H、Cl (7). 2H2S+O22S↓+2H2O
【解析】
【分析】(1)NaClO中Na元素是+1价,O元素是-2价,结合正负化合价的代数和计算Cl元素的化合价;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;
(2)①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,同时应生成硫酸钾;
②可从电子得失守恒的角度计算,也可通过离子方程式计算;
(3)结合图示分析元素化合价的变化,并判断反应物和生成物,再结合守恒法写出总反应方程式。
【详解】(1)NaClO中Na元素是+1价,O元素是-2价,有正负化合价代数和可知Cl元素的化合价为+1价,次氯酸钠具有强氧化性,有杀菌消毒的作用;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O;
(2)①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,同时应生成硫酸钾,反应的离子方程式为2ClO3-+SO22ClO2+SO42-;
②ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-,反应中ClO2为氧化剂,Cl元素化合价由+4价降低为-1价,Mn2+为还原剂,元素化合价由+2价升高到+4价,氧化剂和还原剂得失电子数目相等,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:5;
(3)据图中各元素化合价知,Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、Cl元素化合价都是-1价,所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素;图示反应物为H2S和O2,生成物为S和H2O,Fe2+和Cu2+起催化作用,发生的总反应为2H2S+O22S↓+2H2O。
满分100分,时间90分钟
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16Na-23 Cl-35.5 Cu-64 Ag-108
一、选择题(本题包括16个小题,每题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.门捷列夫的突出贡献是( )
A. 提出了原子学说 B. 发现了元素周期律 C. 发现并提取了青蒿素 D. 提出了分子学说
【答案】B
【解析】A.道尔顿提出了近代原子学说,故A错误;
B.1869年,俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律,故B正确;
C.中国科学家屠呦呦发现并提取了青蒿素,故C错误;
D.阿佛加德罗提出了分子学说,故D错误;
故答案为B。
2.据科学家预测,月球的土壤中吸附着数百万吨的氦(32He),下列关于32He的说法正确的是( )
A. 32He原子核内含有2个中子 B. 32He原子核内含有3个质子
C. 32He原子核外有3个电子 D. 32He和42He 是He的两种不同核素
【答案】D
【解析】A.32He原子核内含有中子数为3-2=1,故A错误;
B.32He原子核内含有2个质子,故B错误;
C.32He原子核外有2个质子,则核外含有2个电子,故C错误;
D.32He和42He 是He的两种不同核素,互为同位素,故D正确;
故答案为D。
3.已知Ba的活动性处于Na、K之间,则下列说法中正确的是( )
A. Ba可从KC1溶液中置换出钾 B. Ba不能从冷水中置换出氢
C. 在溶液中Zn可还原Ba2+生成Ba D. Ba(OH)2 是强碱
【答案】D
【解析】A.Ba不能从KCl溶液中置换出K,Ba与水反应,且金属性为K>Ba,故A错误;
B.金属性为Ba>Na,Na与水反应生成氢气,则Ba 可从冷水中置换出氢,故B错误;
C.金属性Ba>Zn,则溶液中Zn不能还原Ba2+生成Ba,故C错误;
D.钡是活泼金属,其最高价氧化物的水化物Ba(OH)2是强碱,故D正确;
故答案为D。
4.某粒子用 表示,下列关于该粒子的叙述中正确的是( )
A. 所含质子数=A-n B. 所含电子数=A+n
C. 所含中子数=A-Z D. 所含质子数=A+Z
【答案】C
【解析】粒子为阳离子,该阳离子的质子数为Z,所含中子数为:A-Z,所含有的电子数为Z-n,选项中只有C正确,故答案为C。
5.下列事实能作为实验判断依据的是( )
A. N2不易与氧气反应,活性炭容易在氧气中燃烧,判断N比C的非金属性弱
B. 铁投入CuSO4溶液中能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠比铁的金属性弱
C. 酸性H2CO3
【答案】D
【解析】A.N2分子内的氮气叁键键能比较大,化学性质稳定,则N2不易与氧气反应,活性炭容易在氧气中燃烧,不能判断N比C的非金属性弱,事实N的非金属比碳强,故A错误;
B.铁投入CuSO4溶液中,发生金属单质之间的置换反应,而钠投入CuSO4溶液中钠与水反应,不发生金属单质之间的置换反应,则不能比较Na、Fe的金属性,故B错误;
C.最高价氧化物的水化物的酸性越大,对应非金属的非金属性越强,而H2SO3不是硫元素最高价氧化物的水化物,则酸性H2CO3 <H2SO3,不能判断S的非金属性强,故C错误;
D.卤素单质与氢气化合的难易程度,可比较非金属性,由F2与Cl2分别与H2反应,前者剧烈,可知F的非金属性强,故D正确;
故答案为D。
6.根据元素周期律和元素周期表进行推断,不正确的是( )
A. 砹(At)易溶于某些有机溶剂 B. 砹化氢(HAt)很稳定
C. 锂与水反应不如钠与水反应剧烈 D. 铷(Rb)的硫酸盐易溶解于水
【答案】B
【解析】A.砹(At)位于周期表中的第VIIA族,性质与其它卤素具有相似性,卤素单质一般易溶于有机溶剂,故A推断正确;
B.砹(At)的非金属性较弱,则其氢化物稳定性较差,故B推断错误;
C.锂的活泼性较钠弱,则与水反应不如钠与水反应剧烈,故C推断正确;
D.铷为碱金属元素,其硫酸盐易溶于水,故D推断正确;
答案选B。
7.下列关于说法中正确的是( )
A. 离子键就是阴、阳离子间的静电引力 B. 氢键不属于化学键
C. 全部由非金属元素组成的化合物只能形成共价键 D. 任何物质中都含有化学键
【答案】B
【解析】A.离子键本质是阴、阳离子间的静电作用,不只是引力,还有斥力,故A错误;
B.氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故B正确;
C.全部由非金属元素组成的化合物中也可能含有离子键,如NH4Cl中含有离子键和共价键,故C错误;
D.不是所有的物质中都含有化学键,如氦气中的分子微粒是单原子分子,不存在化学键,故D错误;
故答案为B。
8.下列各组化合物中,化学键类型完全相同的是( )
A. Mg3N2和 Na2S B. Na2O 和Na2O2
C. CO2和CaO D. HCl和NaOH
【答案】A
【解析】A.Mg3N2和 Na2S均只含有离子键,故A正确;
B.Na2O中只含有离子键,而Na2O2含有离子键和共价键,故B错误;
C.CO2分子内含有共价键,而CaO含有离子键,故C错误;
D.HCl分子内含有共价键,而NaOH含有离子键和共价键,故D错误;
故答案为A。
9.下列化学用语中,正确的是()
A. 次氯酸的结构式:H—O—Cl
B. 氮气的电子式:∶N∶∶∶N∶
C. CO2分子的球棍模型:
D. 用电子式表示氯化氢分子的形成过程:
【答案】A
【解析】A.次氯酸是共价化合物,O原子分别与H、Cl之间形成一个共价键,其结构式为H—O—Cl,故A正确;
B.氮气分子间存在氮氮叁键,其电子式为,故B错误;
C.二氧化碳是直线型分子,分子中碳原子的半径比氧原子大,则其球棍模型为,故C错误;
D.氯化氢是共价化合物,电子式形成过程为,故D错误;
故答案为A。
10.下列说法不正确的是( )
A. 由于H—O键比H—S键牢固,所以水熔沸点比H2S高
B. HF的沸点在同族元素的氢化物中出现反常,是因为HF分子间存在氢键
C. F2、Cl2、Br2、I2熔沸点逐渐升高,是因为它们的组成结构相似,分子间的范德华力增大
D. 氯化铵固体受热分解破坏了离子键
【答案】A
【解析】A.H2O和H2S的熔沸点与化学键无关,水的熔沸点比H2S高因为水中存在氢键,故A错误;
B.因为HF分子间存在氢键,导致HF的沸点是同族元素的氢化物中最高的,故B正确;
C.卤素单质的熔沸点与分子间作用力有关,相对分子质量越大,分子间作用力越大,所以卤素单质从上到下熔沸点升高,是因为它们的组成结构相似,从上到下其摩尔质量增大,分子间的范德华力增大,故C正确;
D.氯化铵为离子化合物,加热分解破坏离子键和共价键,故D正确;
故答案为A。
11.下列实验操作能达到目的的是( )
A. 用甲装置验证浓H2SO4的脱水性、强氧化性
B. 用乙装置收集NO气体
C. 装置丙中水能持续流下,说明装置气密性不良好
D. 用丁装置比较N、C、Si非金属性的强弱
【答案】A
【解析】A.浓硫酸和蔗糖发生氧化还原反应生成二氧化碳、二氧化硫、水等物质,该反应中浓硫酸将蔗糖氧化,二氧化硫能使品红溶液褪色而体现漂白性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以体现二氧化硫还原性,所以该实验验证浓H2SO4具有脱水性、强氧化性,SO2具有漂白性、还原性,故A正确;
B.NO能和空气中氧气反应,收集NO也不能用排空气法收集,故B错误;
C.分液漏斗和蒸馏烧瓶用橡皮管连接,两个容器中压强相等,则分液漏斗中的水能够顺利流向,所以该操作方法无法判断装置气密性,故C错误;
D.浓硝酸具有挥发性导致二氧化碳中含有HNO3,而影响二氧化碳和硅酸钠溶液的反应,无法证明碳酸的酸性比硅酸强,故D错误;
故答案为A。
12.实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是( )
A. 以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2
B. 以浓氨水、生石灰为原料,制备NH3
C. 以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料,制备SO2
D. 以Cu、稀硝酸为原料,制备NO2
【答案】C
【解析】A.以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2的反应需要加热,装置中发生装置不加热,故A错误;
B.氨气和浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,故B错误;
C.Na2SO3固体和质量分数为70%的浓硫酸反应生成二氧化硫通过浓硫酸干燥收集,二氧化硫比空气重,用向上排气法收集,剩余氢氧化钠溶液吸收,吸收时倒扣在液面上的漏斗防止倒吸,故C正确;
D.以Cu、稀硝酸为原料只能生成NO,NO能和空气中氧气反应,收集NO也不能用排空气法收集,故D错误;
故答案为C。
13.下列叙述中正确的是( )
A. 金属Na与O2在加热时有Na2O2生成,可以推断Li与O2在加热时有Li2O2生成
B. 非金属性F>Cl,F2可以从NaCl溶液中置换出Cl2
C. 常温下,可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4
D. SO2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色体现了其还原性
【答案】CD
【解析】A.金属Na与O2在加热时有Na2O2生成,但Li与O2在加热时只能生成Li2O,故A错误;
B.非金属性F>Cl,但F2极易与水反应生成HF和氧气,则从F2NaCl溶液不能置换出Cl2,故B错误;
C.常温下,铁或铝遇浓硫酸钝化,则可用铁或铝制的容器贮存浓H2SO4,故C正确;
D.SO2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色,体现SO2的还原性,故D正确;
故答案为CD。
14.下列离子方程式书写正确的是( )
A. 向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3++Fe2Fe2+
B. 过量二氧化硫通入澄清石灰水中:SO2+Ca2++2OH-CaSO3↓+H2O
C. 向水玻璃中滴加盐酸:Na2SiO3 + 2 H+H2SiO3 ↓+ 2Na+
D. 向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸:3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O
【答案】D
【解析】A.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉发生的离子反应为2Fe3++Fe3Fe2+,故A错误;
B.过量二氧化硫通入澄清石灰水中无沉淀生成,发生的离子反应为SO2+2OH-2HSO3-,故B错误;
C.向水玻璃中滴加盐酸发生的离子反应为SiO32-+ 2 H+H2SiO3 ↓,故C错误;
D.向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸发生的离子反应为3Fe2++4H++NO3-3Fe3++NO↑+2H2O,故D正确;
故答案为D。
15.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是( )
A. S(s) SO2(g) H2SO4(aq)
B. SiO2H2SiO3 (aq) Na₂SiO3
C. NaHCO3(s) Na2CO3(s) NaOH(aq)
D. NH3(g) NO(g) HNO3(aq)
【答案】C
【解析】A.SO2溶于水生成H2SO3,得不到H2SO4,故A错误;
B.SiO2不能溶于水生成H2SiO3,故B错误;
C.NaHCO3受热分解生成碳酸钠,碳酸钠和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和NaOH,故C正确;
D.氨气催化氧化生成NO,但NO不能溶于水生成硝酸,故D错误;
故答案为C。
16.将25.6gCu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.4mol,这些气体恰好能被500mL 1mol/LNaOH溶液完全吸收,生成含NaNO3和NaNO2的盐溶液,其中NaNO3的物质的量为( )
A. 0.2mol B. 0.1mol C. 0.4mol D. 0.3mol
【答案】B
【解析】
【分析】用终态分析法容易看出只有两种元素的价态有变化,其一是Cu→Cu(NO3)2,Cu元素化合价由0价升高为+2价,每个Cu原子失2个电子;另一个是HNO3→NaNO2,N元素由+5价降低为+3价,每个N原子得2个电子,由电子转移守恒可知,25.6gCu失去的电子等于HNO3到NaNO2得到的电子,据此计算故产物中NaNO2的物质的量,由Na守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3),据此计算NaNO3的物质的量.
【详解】用终态分析法容易看出只有两种元素的价态有变化,其一是Cu→Cu(NO3)2,Cu元素化合价由0价升高为+2价,每个Cu原子失2个电子;另一个是HNO3→NaNO2,N元素由+5价降低为+3价,每个N原子得2个电子,25.6gCu共失电子为×2=0.8mol,HNO3到NaNO2共得到电子0.8mol,故产物中NaNO2的物质的量为=0.4mol,由Na守恒可知n(NaOH)=n(NaNO2)+n(NaNO3),所以n(NaNO3)=n(NaOH)-n(NaNO2)=0.5L×1mol/L-0.4mol=0.1mol,故答案为B。
Ⅱ卷(共5个题,共52分)
17.①~⑦在元素周期表的对应位置如图所示,回答下列问题。
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑦
①
②
3
③
④
⑤
⑥
(1)元素⑥的原子结构示意图___________;元素的最高正价①___________②(填>、<、=)
(2)向元素⑤和⑥形成的化合物的水溶液中加入过量的①的氢化物的水溶液,反应的离子方程式是______________
(3)元素③的最高价氧化物对应的水化物为_______(填离子化合物或共价化合物)
(4)元素②和③形成的一种化合物为淡黄色固体,该化合物的电子式为______,该化合物中化键有_______(填离子键、极性键或非极性键),该化合物与⑦的最高价氧化物反应的化学方程式为_____。
【答案】(1). (2). > (3). Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ (4). 离子化合物 (5). (6). 离子键、非极性共价键 (7). 2Na2O2+CO22Na2CO3+O2
【解析】
【分析】有元素周期表的结构分析可知:①为氮元素、②为氧元素、③为钠元素、④为镁元素、⑤为铝元素、⑥为氯元素、⑦为碳元素,再结合元素周期律和“位-构-性”三者的关系分析解题。
【详解】分析可知:①氮元素、②为氧元素、③为钠元素、④为镁元素、⑤为铝元素、⑥为氯元素、⑦为碳元素;
(1)元素⑥为氯元素,其核电荷数为17,原子结构示意图;氮元素的最高正价为+5价,而氧元素无正价态,则元素的最高正价①>②;
(2)元素⑤和⑥形成的化合物为AlCl3,其水溶液中加入过量氨水,生成氢氧化铝白色胶状沉淀,发生反应的离子方程式是Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+;
(3)元素③为Na元素,其最高价氧化物对应的水化物为NaOH,是离子化合物;
(4)元素②和③形成的一种化合物Na2O2为淡黄色固体,是离子型化合物,该化合物的电子式为,该化合物中化学键有离子键和非极性键,Na2O2与CO2反应生成碳酸钠和氧气,发生反应的化学方程式为2Na2O2+CO22Na2CO3+O2。
18.A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的原子核内无中子,B、G在元素周期表中的相对位置如图,B与D元素能形成两种无色气体,D是地壳中含量最多的元素,F是地壳中含量最多的金属元素,E的焰色反应呈黄色。
B
G
(1)G在元素周期表中的位置是_____________BG2的结构式为________________
(2)D和G的氢化物中沸点较高的是______________(填化学式),
(3)E与F相比,金属性较强的是______(填元素符号),下列能证明这一事实的是____(填字母)。
a E单质的熔点比F单质低 b E单质与水反应比F单质与水反应剧烈
c E的化合价比F低 d E最高价氧化物对应的水化物的碱性比F的强
(4)GD2气体与Cl2混合后通入水中的离子方程式为____________
(5)E2G溶液在潮湿的空气中长期放置会与氧气反应生成E2G2,该反应的化学方程式为_______
【答案】(1). 第三周期VIA族 (2). S=C=S (3). H2O (4). Na (5). bd (6). SO2+Br2+2H2O4H++SO42-+2Cl- (7). 4Na2S+O2+2H2O2Na2S2+4NaOH
【解析】
【分析】A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的原子核内无中子,则A为H元素;D是地壳中含量最多的元素,则D为O元素;B与氧元素能形成两种无色气体,原子序数小于氧,则B为碳元素;F是地壳中含量最多的金属元素,E的焰色反应呈黄色,则F为Al元素,E为Na元素;由B、G在元素周期表中的相对位置,可知G为S元素,据此分析解题。
【详解】A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期主族元素,A的原子核内无中子,则A为H元素;D是地壳中含量最多的元素,则D为O元素;B与氧元素能形成两种无色气体,原子序数小于氧,则B为碳元素;F是地壳中含量最多的金属元素,E的焰色反应呈黄色,则F为Al元素,E为Na元素;由B、G在元素周期表中的相对位置,可知G为S元素;
(1)G为硫元素,核电荷数为16,则在元素周期表中的位置是第三周期VIA族;BG2为CS2,是共价直线型分子,具有类似CO2的结构,则结构式为S=C=S;
(2)D和G的氢化物分别是H2O和H2S,其中H2O分子间存在氢键,H2O的沸点比H2S高;
(3)Na和Al同周期,核电荷数小,金属性强,则Na的金属性比Al强;
a.金属单质的熔点高低不能作为金属活泼性强弱的判断依据,故a错误;
b.Na能与冷水剧烈反应生成氢气,而Al与水不反应,能说明Na的金属性比铝强,故b正确;
c.元素的化合价是元素本身的特性,不能作为金属活泼性强弱的判断依据,故c错误;
d.NaOH的碱性比Al(OH)3强,能说明Na的金属性比铝强,故d正确;
故答案为bc;
(4)SO2气体与Cl2混合后通入水中生成硫酸和HCl,发生反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O4H++SO42-+2Cl-;
(5)Na2S溶液在潮湿的空气中长期放置会与氧气反应生成Na2S2,结合氧化还原反应和质量守恒,反应中还有NaOH生成,则发生反应的化学方程式为4Na2S+O2+2H2O2Na2S2+4NaOH。
19.POCl3常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,有关物质的部分性质如下表
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-112.0
76.0(易挥发)
137.5
两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢
POC13
2.0
106.0
153.5
实验装置(加热及夹持仪器略)如下:
(1)甲装置的名称是____________,干燥管的作用是____________
(2)装置C中生成POCl3的化学方程式为______________
(3)装置B的作用除观察气体的流速外,还有________ 、________
(4)反应温度不能过高,原因是______________。
(5)反应一段时间后,待三颈瓶中的液体冷却至室温,准确称取29.1g产品(仅含PCl3杂质),置于盛有60.00 mL蒸馏水的密闭水解瓶中摇动至完全与水反应,将水解液配成100.00 mL溶液,加入AgNO3溶液至恰好完全反应,测得生成的AgCl的质量为86.1g,则产品中POC13的质量分数为___(保留三位有效数字)
【答案】(1). 球形冷凝管 (2). 防止空气中水蒸气进入C中 (3). 2PCl3+O22POCl3 (4). 干燥气体 (5). 观察是否堵塞 (6). 温度过高PCl3易挥发,影响产率 (7). 52.7%
【解析】
【分析】由制备实验装置可知,A中过氧化氢分解生成氧气,装置B可观察气体的速率、干燥气体、平衡压强,C中氧气氧化液态PCl3 制取POCl3,冷凝管进行冷凝回流,提高利用率。PCl3、POCl3遇水剧烈反应生成含氧酸和氯化氢,干燥管中碱石灰可防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。
【详解】由制备实验装置可知,A中过氧化氢分解生成氧气,装置B可观察气体的速率、干燥气体、平衡压强,C中氧气氧化液态PCl3制取POCl3,冷凝管进行冷凝回流,提高利用率。PCl3、POCl3遇水剧烈反应生成含氧酸和氯化氢,干燥管中碱石灰可防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。
(1)根据仪器结构和性能可知甲装置的名称是球形冷凝管;PCl3、POCl3遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢,干燥管的作用是:防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶;
(2)装置C中氧气氧化液态PCl3生成POCl3的化学方程式为2PCl3+O22POCl3;
(3)C中气体反应后得到液体物质,会使装置内压强减小,若通入氧气过快,反应过快,温度过高,PCl3易挥发,利用率低,且氧气利用也不充分,装置B的作用除观察O2的流速外,还有:平衡压强,防阻塞及干燥O2;
(4)反应温度不能过高,通常控制在60~65℃,原因是:温度过低,反应速度太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低;
(5)设样品中PCl3的物质的量为xmol,POCl3的物质的量为ymol,则137.5x+153.5y=29.1;已经PCl3+3H2OH3PO3+3HCl、POCl3+3H2OH3PO4+3HCl、Ag++Cl-=AgCl↓,可知,x+y=n(Cl-)==0.2mol,解得:x=y=0.1,反应产物中 POCl3 的质量百分含量为×100%=52.7%。
20.中学化学中的一些常见物质有如图转化关系。其中A、H为空气中的主要成分,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,气体D遇到A很快变成红棕色E,C是黑色金属氧化物,I是紫红色金属单质。X为常见液体(部分反应条件及生成物没有全部列出)。
回答下列问题:
(1)B的化学式为________ C的化学式为___________D的化学式为___________
(2)B的实验室制法的化学方程式____________________
(3)写出反应①的化学方程式_______________________。
(4)写出反应②的离子方程式_______________________。
【答案】(1). NH3 (2). CuO (3). NO (4). 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (5). 4NH3+5O24NO+6H2O (6). 3Cu+8H++2NO3—3Cu2++NO↑+4H2O
【解析】
【分析】A、H为空气中主要成分,分别为N2、O2中的一种,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则B为NH3,A能与氨气反应生成D与X,X为常见液体,气体D遇到A很快变成红棕色E,可推知A为O2,H为N2,D为NO,X为H2O,E为NO2,E与X反应生成F,I是紫红色金属单质,应为Cu,F与Cu反应得到G、X(水)、D(NO),故为HNO3,G为Cu(NO3)2.C属于氧化物,与B(NH3)反应得到X(水)、H(氮气)、I(Cu),根据元素守恒可知C为CuO,据此解答。
【详解】A、H为空气中主要成分,分别为N2、O2中的一种,气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则B为NH3,A能与氨气反应生成D与X,X为常见液体,气体D遇到A很快变成红棕色E,可推知A为O2,H为N2,D为NO,X为H2O,E为NO2,E与X反应生成F,I是紫红色金属单质,应为Cu,F与Cu反应得到G、X(水)、D(NO),故为HNO3,G为Cu(NO3)2.C属于氧化物,与B(NH3)反应得到X(水)、H(氮气)、I(Cu),根据元素守恒可知C为CuO;
(1)由上述分析可知,B的化学式为NH3;C的化学式为CuO;D的化学式为NO;
(2)实验室利用氯化铵和氢氧化钙固体混合加热制NH3,发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)反应①为氨的催化氧化,发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
(4)反应②为Cu溶于稀硝酸生成NO,发生反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O。
21.氯气及其化合物在工农业生产和人类生活中都有着重要的应用。
(1)NaClO中Cl的化合价为__________,有较强的_________(填氧化、还原)性,所以是常用的消毒剂和漂白剂,请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产消毒剂NaClO的离子方程式_________。
(2)黄色气体ClO2可用于污水杀菌和饮用水净化。
①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,此反应的离子方程式为_____________________。
②ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-,该反应过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。
(3)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应可以回收S,其物质转化如图所示。在图示的转化中,化合价不变的元素是__________。该图示的总反应为_______
【答案】(1). +1 (2). 氧化 (3). Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O (4). 2ClO3—+SO2ClO2+SO42— (5). 2:5 (6). Cu、H、Cl (7). 2H2S+O22S↓+2H2O
【解析】
【分析】(1)NaClO中Na元素是+1价,O元素是-2价,结合正负化合价的代数和计算Cl元素的化合价;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水;
(2)①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,同时应生成硫酸钾;
②可从电子得失守恒的角度计算,也可通过离子方程式计算;
(3)结合图示分析元素化合价的变化,并判断反应物和生成物,再结合守恒法写出总反应方程式。
【详解】(1)NaClO中Na元素是+1价,O元素是-2价,有正负化合价代数和可知Cl元素的化合价为+1价,次氯酸钠具有强氧化性,有杀菌消毒的作用;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O;
(2)①KClO3与SO2在强酸性溶液中反应可制得ClO2,同时应生成硫酸钾,反应的离子方程式为2ClO3-+SO22ClO2+SO42-;
②ClO2可将废水中的Mn2+转化为MnO2而除去,本身还原为Cl-,反应中ClO2为氧化剂,Cl元素化合价由+4价降低为-1价,Mn2+为还原剂,元素化合价由+2价升高到+4价,氧化剂和还原剂得失电子数目相等,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:5;
(3)据图中各元素化合价知,Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、Cl元素化合价都是-1价,所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素;图示反应物为H2S和O2,生成物为S和H2O,Fe2+和Cu2+起催化作用,发生的总反应为2H2S+O22S↓+2H2O。
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