云南师范大学附属中学2023-2024学年高一上学期开学考试化学试题(解析版)
展开注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题;本题20小题,每小题2分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物质中不属于天然有机高分子材料的是( )
A. 棉花B. 羊毛C. 天然橡胶D. 塑料
【答案】D
【解析】
【详解】棉花、羊毛、天然橡胶聚属于天然有机高分子材料,塑料属于合成有机高分子材料,D项错误,故答案选D。
2. 有机反应CH3CH2OH+CH3COOH=CH3COOCH2CH3+H2O类似于无机反应中的
A. 置换反应B. 分解反应C. 复分解反应D. 化合反应
【答案】C
【解析】
【详解】由方程式可知两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物,属于复分解反应。
故选C。
3. 过氧化氢(H2O2)是常见的过氧化物,下列物质也属于过氧化物的是
A. MnO2B. SiO2C. CaO2D. Fe3O4
【答案】C
【解析】
【分析】根据题中信息“过氧化氢(H2O2)是常见的过氧化物”,过氧化氢中O显-1价,因此过氧化物中O显-1价。更多优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 【详解】A.MnO2中O显-2价,A错误;
B.SiO2中O显-2价,B错误;
C.CaO2中O显-1价,C正确;
D.Fe3O4中O显-2价,D错误;
故选C。
4. 下列说法不正确的是
A. 标准状况下(0℃,101KPa),x个氧气分子的体积是aL,1个氧气分子体积为L
B. 酒香不怕巷子深,说明分子不断地运动
C. 水通电后生成氢气和氧气,说明在化学变化中分子可以再分
D. 25m3的石油气可以装入0.024m3的钢瓶中,说明分子之间有间隔
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下(0℃,101KPa),x个氧气分子占据的体积是aL,氧气分子之间的间距远大于氧气本身的体积,因此无法计算1个氧气分子的体积,A错误;
B.酒香不怕巷子深,说明分子不断地运动,运动到人周围被闻到,B正确;
C.水通电后生成氢气分子和氧气分子,生成了新分子,说明在化学变化中分子可以再分,C正确;
D.25m3的石油气可以装入0.024m3的钢瓶中,说明分子之间有间隔,能被压缩,D正确;
故选A。
5. 下列说法正确的是
①化合物主要包括:酸、碱、盐和氧化物;
②按照分散质粒子直径大小可将分散系分为溶液、浊液和胶体;
③溶液呈电中性,胶体带有电荷;
④制备胶体,可向沸水中滴加饱和溶液并长时间煮沸;
⑤氢氧化铁、有色玻璃和果冻都是胶体;
⑥向饱和溶液中加入少量无水CaO固体,恢复原温度,溶液中的质量分数不变;
⑦醋酸、烧碱和过氧化钠分别属于酸、碱和碱性氧化物;
⑧酸性氯化物不一定是非金属氧化物,碱性氧化物一定是金属氧化物
A. ②⑥⑧B. ①②④⑥C. ①②④⑦D. ②⑤⑧
【答案】A
【解析】
【详解】①化合物可分为有机物和无机物,无机化合物主要包括:酸、碱、盐和氧化物等,有机物比无机物多得多,①错误;
②按照分散质粒子直径大小可将分散系分为溶液、浊液和胶体,②正确;
③溶液和胶体都呈电中性,只是胶体粒子大都带有电荷,③错误;
④制备胶体,可向沸水中滴加饱和溶液至出现红色溶液并立马停止加热,长时间煮沸会生成沉淀,④错误;
⑤氢氧化铁属于纯净物,⑤错误;
⑥向饱和溶液中加入少量无水CaO固体,恢复原温度,得到的还是饱和溶液,溶液中的质量分数不变,⑥正确;
⑦过氧化钠不是碱性氧化物,过氧化钠与水反应生成碱和氧气,⑦错误;
⑧酸性氯化物不一定是非金属氧化物,碱性氧化物一定是金属氧化物,⑧正确;综上所述正确的是②⑥⑧;
故选A。
6. 某样品中含有、和三种杂质中的一种或两种,现将6.9g样品溶于足量水中,得到澄清溶液,若再加入过量的溶液,得到4.5g沉淀,对样品所含杂质的正确判断是
A. 肯定有和,没有
B. 肯定有,没有,可能还有
C. 肯定没有和,可能有
D. 以上判断都不正确
【答案】B
【解析】
【详解】取样品加入水中,全部溶解,则不可能含有,因为碳酸钡不溶于水,再加入氯化钙能产生4.5g沉淀,为碳酸钙的质量,假设6.9g全部为,则生成沉淀为,则杂质中含有碳酸根的质量分数应小于中碳酸根的质量分数,故一定有,可能还有,综上分析可知,肯定有,没有,可能还有。
A.可能有Na2CO3,A错误;
B.一定有KNO3,可能有Na2CO3,一定没有Ba(NO3)2,B正确;
C.一定有KNO3,C错误;
D.依据上述分析可知,该项说法错误;
故选:B。
7. 下列有关离子共存的说法或离子方程式的书写中,正确的一组是
A. 加入NaOH溶液后的溶液中能大量共存的离子:、、、
B. pH=1的溶液中能大量共存的离子:、、、
C. 能使酚酞溶液变红的溶液中能大量共存的离子:、、、
D. 加溶液并加热有气体产生的溶液:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.、Al3+与氢氧根不能大量共存,A错误;
B.强酸性溶液中、、、可以大量共存,B正确;
C.能使酚酞溶液变红的溶液中存在大量的氢氧根,氢氧根与会反应生成水和硫离子,C错误;
D.加溶液并加热有气体产生的溶液可能是酸性溶液(产生CO2)、也可能是碱性(产生NH3)溶液,酸性溶液中醋酸根不能大量共存,碱性溶液中铁离子不能大量共存,D错误;
故选B。
8. 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,其中结论正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.滴加BaCl2溶液生成白色沉淀,该白色沉淀可能BaSO4、BaCO3,也可能是AgCl等,因此不能确定该溶液中一定含有,A错误;
B.滴加氯水和CCl4,振荡、静置,下层溶液显紫红色,说明CCl4中含有I2,加入氯水时发生了反应:Cl2+2I-=2Cl-+I2,因此可以证明原溶液中含I-,B正确;
C.用洁净的铂丝蘸取溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,说明其中含有Na+,但由于并没有通过蓝色钴玻璃进行观察,因此不能确定溶液中是否含有K+,C错误;
D.滴加适量稀盐酸,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,只能证明加入盐酸后的溶液中含有Cl-,该Cl-可能是原溶液中含有的,也可能是加入盐酸引入的,因此不能确定原溶液中是否一定含有Cl-,D错误;
故合理选项是B。
9. 2020年2月17日国家科技部专家在新闻发布会上宣布磷酸氯喹能治疗新冠肺炎。磷酸氯喹的化学式是C18H32ClN3O8P2。下列说法错误的是
A. 磷酸氯喹中含有六种元素
B. 1个磷酸氯喹分子中含有64个原子
C. 氧元素在磷酸氯喹中的质量分数是12.5%
D. 磷酸氯喹中碳、氮、氯元素的质量比是216:42:35.5
【答案】C
【解析】
【详解】A.磷酸氯喹中含有六种元素:碳、氢、氧、氮、磷、氯,A正确;
B.1个磷酸氯喹分子中含有18+32+1+3+8+2=64个原子,B正确;
C.氧元素在磷酸氯喹中的质量分数是×100%=24.5%,C错误;
D.磷酸氯喹中碳、氮、氯元素的质量比是(12×18): (14×3):(35.5×1)=216:42:35.5,D正确;
故选:C
10. 标准状况下,将CO2气体通入NaOH的溶液中,已知CO2为15a个,NaOH为20a个,充分反应后,CO2和NaOH都不剩余,溶质为Na2CO3和NaHCO3,则溶液中CO与HCO的个数比为
A. 1∶1B. 1∶3C. 2∶1D. 1∶2
【答案】D
【解析】
【详解】设溶液中CO为m个,则根据碳元素守恒可知,HCO的个数为15a-m;根据钠元素守恒可知,2m+(15a-m)=20a,m=5a;故溶液中CO与HCO的个数比为5a:(15a-5a)1:2;
故选D
11. X、R表示两种常见的金属,在溶液中发生反应:X+3RNO3=3R+X(NO3)3。下列说法不正确的是
A. X的金属活动性比R强
B. 若X是Al,R是Ag,则反应后溶液质量减少
C. X可能是Fe,R可能是Cu
D. X、R常温下都不和水剧烈反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.在溶液中X能置换出R单质,说明X的金属活动性比R强,A正确;
B.若X是Al,R是Ag,则溶解铝的质量小于生成银的质量,导致反应后溶液质量减少,B正确;
C.由方程式可知,X的化合价为+3,而铁和硝酸铜反应生成的为亚铁离子,C错误;
D.X、R常温下在溶液中反应和生成,则都不和水剧烈反应,D正确。
故选C。
12. 已知升温、增大浓度、加大压强和使用催化剂均可以提高化学反应的速率。现把镁条投入盛有稀盐酸的试管中,试管外壁用手一摸感到发烫,而且产生氢气的速率变化情况(v)和反应进行的时间(t)的关系如图所示,则下列说法正确的是
A. 如果使用催化剂,反应结束后会产生更多质量的气体
B. t2时刻的速率大于t1时刻的速率主要原因是反应物的量较多
C. t2~t3速率变化的主要原因是盐酸的浓度逐渐减小
D. t2时恰好完全反应
【答案】C
【解析】
【分析】反应放出热量,随着反应进行温度升高反应速率加快;一段时间后是随着反应进行盐酸的浓度逐渐减小,反应速率减慢。
【详解】A.催化剂改变反应速率,但是不改变生成物的量,A错误;
B.t1时刻反应刚开始反应物浓度最大,试管外壁用手一摸感到发烫,说明反应为放热反应,故t2时刻的速率大于t1时刻的速率主要原因是温度升高,B错误;
C.t2~t3速率变化的主要原因是随着反应进行盐酸的浓度逐渐减小,C正确;
D.t2时反应速率不为零,故反应仍继续进行,D错误;
故选C。
13. 将锈蚀而部分变成铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜块研磨成粉末,再在空气中充分灼烧成氧化铜,固体质量变化情况不可能是
A. 增重 25%B. 增重 20%C. 减重 20%D. 不变
【答案】A
【解析】
【详解】铜绿在空气中灼烧成氧化铜,固体质量减少,铜在空气中灼烧,固体质量增加,假设固体全都是铜绿,反应如下:
反应后固体减少的质量分数为 ,即固体混合物反应前后质量最多减少27.9%;
假设固体全部都是铜,反应如下:
反应后固体增加质量分数为,即固体混合物反应前后质量最多增加25%。由题可知,铜块已部分锈蚀变成铜绿,A错误;
故选A。
14. 以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:
第 II 步的反应方程式为:NaCl+H2O+NH3+CO2= X+NH4Cl(化学计量数已配平) 。实验室用图示装置模拟该反应过程。则下列叙述错误的是(注:按体积比 V(水):V(气),氨气在水中溶解度 1:700,CO2在水中溶解度 1:1)
A. a 通入 NH3,然后 b 通入 CO2, c 中放蘸了稀硫酸的棉花
B. 该条件下反应 II 能发生的原因是X 的溶解度较其他盐小
C. 该流程的副产物可用作氮肥
D. 第Ⅳ步操作是将 X 晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于氨气极易溶于水需要防止倒吸,因此a通入NH3,b通入CO2,A错误;
B.X为NaHCO3,溶解度较小,故反应 II 能发生的原因是X 的溶解度较其他盐小,B正确;
C.该流程的副产物为NH4Cl,可做氮肥,C正确;
D.第IV步操作是将晶体碳酸氢钠直接加热分解得到碳酸钠固体,D错误;
故选D。
15. 某一溶液由盐酸、碳酸钠溶液、稀硫酸、氯化铜溶液中的一种或由其中几种混合形成,现向该混合溶液中滴入氢氧化钡溶液,产生沉淀的质量与加入氢氧化钡溶液体积的关系如图所示,则下列判断正确的是( )
A. 该溶液中可能含有碳酸钠
B. 该溶液含有硫酸或盐酸,也可能两种同时含有
C. 该溶液中是否含有氯化铜不能确定
D. 从上述信息可知该混合液的组成只可能有一种情况
【答案】D
【解析】
【分析】根据共存关系,碳酸钠溶液与盐酸、稀硫酸和氯化铜溶液都能反应生成沉淀,因此一定没有碳酸钠溶液;根据图象,开始没有沉淀生成,也就是说,溶液中不可能有稀硫酸,因为稀硫酸和氢氧化钡可以立刻产生白色的沉淀硫酸钡; 同时,也可以知道,加入氢氧化钡首先发生的是中和反应,一定含有盐酸,然后过量的氢氧化钡和氯化铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀;氯化铜反应完全后,沉淀的质量就保持不变了,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析,原溶液中肯定不含碳酸钠,故A错误;
B.加入了钡离子,开始没有沉淀生成,说明溶液中没有硫酸,故B错误;
C.原溶液中没有碳酸钠和硫酸,开始没有沉淀生成,是氢氧化钡与盐酸反应,然后有沉淀,是氯化铜与氢氧化钡反应生成氢氧化铜沉淀,所以混合物中一定含有氯化铜,故C错误;
D.根据上述分析,混合物中HCl和CuCl2同时存在,没有其他物质,故D正确;
故选D。
16. A和B可发生反应:,某学生做了3次该实验(每次均充分反应),反应前A和B的质量之和都是12g。有关实验数据见下表,x与y的比值可能为
A. 2∶3B. 3∶2C. 1∶2D. 1∶1
【答案】D
【解析】
【详解】观察表格序号①②,10gA和3gA都能生成5g A3B2,可知10gA是有剩余的,生成5g A3B2只要3gA就够了;同理可分析得生成5g A3B2只要2gB。即反应时A与B的质量比3:2。序号③共生成10g A3B2,可知如果恰好完全反应,需A6g,B4g。现题中告诉我们A和B质量之和都是12g,意味着或者有2gA、或者有2gB剩余。如果剩余的是2gA,则反应前 A有8g,B有4g,比值为8:4=2:1;如果剩余的是2gB,则反应前A有6g,B有6g,比值为6:6=1:1,故选D。
17. 以下气体发生装置中,与启普发生器一样具有随开随停功能的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】启普发生器有三部分构成:球形漏斗、容器和导气管,它的工作原理是:中间的球形容器中装有块状固体物质,从带有止水夹的小孔装入,液体从上面的球形漏斗上口加入,下面容器的活塞是用来做反应后倒出液体用的,该装置的最大特点是可以控制反应的发生和停止;药品一般是固体和液体在常温下能反应,据此分析解答。
【详解】A.固体和液体能分离,能控制反应的发生和停止,具有启普发生器原理,A符合题意;
B.固体和液体能分离,但固体容易阻塞下方导管,不能很好地控制反应的发生和停止,B不符合题意;
C.固体和液体不能分离,不能控制反应的发生和停止,不具有启普发生器原理,C不符合题意;
D.固体和液体不能分离,不能控制反应的发生和停止,不具有启普发生器原理,D不符合题意;
故合理选项是A。
18. 向用盐酸酸化的溶液中加入溶液,产生的沉淀质量m与加入的体积V之间的关系,关于下图曲线的推测正确的是
A. ab产生的沉淀为硫酸钡B. ab产生的沉淀为氢氧化镁
C. bc产生的沉淀为氢氧化镁D. bc产生的沉淀为硫酸钡和氢氧化镁
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,0~a阶段由于有H+的存在,OH-与氢离子结合,于是只有沉淀;ab段氢离子已经消耗完了,沉淀除了以外还包含;bc段沉淀减少,原因是消耗完了,bc段产生的沉淀只有;cd段Mg2+也消耗完了,则溶液中不再产生沉淀。
A.ab段的沉淀有硫酸钡和强氧化镁两种,A错误;
B.ab段沉淀还有硫酸钡,B错误;
C.bc段的沉淀只有氢氧化镁,C正确;
D.bc段的沉淀只有氢氧化镁,不含有硫酸钡,D错误;
故选C。
19. 化学是一门以实验为基础的学科,以下实验操作及结论中,正确的是
A. 可以用红磷燃烧的方法准确测出空气中氧气的含量为21%
B. 将铝丝插入硫酸铜溶液中,未发现明显现象,说明铜的活动性比铝强
C. 实验室将白磷保存在冷水中,说明白磷不与水反应且不溶于水
D. 某兴趣小组用pH试纸测出当地雨水的pH为5.6
【答案】C
【解析】
【详解】A.红磷燃烧实验存在一定的误差,无法准确测出空气中氧气的含量为21%,A错误;
B.铝丝表面有一层致密的氧化物薄膜,阻止内部的铝与铜离子反应,从而导致铝丝插入硫酸铜溶液中无明显现象,但是铜的金属活动性比铝弱,B错误;
C.白磷能保存在冷水中,说明白磷不与水反应且不溶于水,C正确;
D.标准比色卡上的数字只有整数,用pH试纸测当地雨水的pH不可能精确到5.6,D错误;
故答案选C。
20. 淀粉是粮食最主要的组分,也是重要的工业原料。中国科学院天津工业生物技术研究所马延和等报道了由11步核心反应组成的人工淀粉合成途径(ASAP),该途径偶联化学催化与生物催化反应,在实验室实现了从二氧化碳和氢气到淀粉分子的人工全合成。针对这一成果,以下说法中不正确的是
A. 完全摆脱了对传统农业生产的依赖
B. 这一过程完成了能量贮存
C. 此转化过程预示粮食生产的工厂化成为可能
D. 这项研究为减少碳排放提供了一个新的途径
【答案】A
【解析】
【详解】A.人工淀粉不能完全摆脱对传统农业生产的依赖,A项错误;
B.淀粉是粮食最主要的组分,人工合成淀粉,完成了能量贮存,B项正确;
C.该人工合成淀粉,将二氧化碳和氢气得到淀粉,预示粮食生产的工厂化成为可能,C项正确;
D.该研究利用二氧化碳和氢气来得到淀粉,在这一过程中可以为减少碳排放提供了一个新的途径,D项正确;
答案选A。
二、综合题:60分
21. 用清洁能源代替目前使用最广泛的化石能源可以有效地降低碳排放。现阶段比较成熟的技术有燃料电池、锂电池等。
目前最理想的燃料电池燃料是氢气,某兴趣小组总结了一些制备氢气的方法:
以酸溶液为原料:如
(1)以水(或中性水溶液)为原料:
①水的光分解
②Mg与热水缓慢反应:
③与焦炭在高温下生成两种可燃性气体,请写书该反应的化学方程式___________________。
④,已知该反应中B元素化合价没有变化,则分子中6个H原子的化合价之和为______。
(2)以碱溶液为原料:
①
②,则X的化学式为______。
a.将铁、铝、硅三种单质均匀混合,并分成两等份。第一份加入足量盐酸充分反应,第二份加入足量的氢氧化钠溶液充分反应,二者生成等量的氢气,则混合物中,铁与硅的质量比为______。
b.把铝粉和粉末均匀混合,并分成两等份。第一份在高温下发生置换反应且恰好完全反应,然后用足量盐酸与生成物充分反应;第二份直接加入足量的氢氧化钠溶液充分反应,则前后两种情况下生成的氢气分子的个数比为______。
(3)以盐溶液为原料:
①酸性盐溶液:
②碱性盐溶液:某兴趣小组在查阅资料时发现镁条与某些碳酸氢盐溶液也能生成氢气。进而进行了探究:
经探究得到结论如下:
结论一:反应产生的气体有和。
结论二:反应过程中,溶液的碱性越来越强。
请回答下列问题:
a.该实验中产生的原因为_______________________(用化学方程式表示)。
b.根据以上信息,可合理推测实验中产生的速率会逐渐变______(填“快”或“慢”)。
【答案】(1) ①. ②. 0
(2) ①. Na[Al(OH)4] ②. 4:1 ③. 3:4
(3) ①. Mg2++2HCO=MgCO3↓+CO2↑+H2O ②. 慢
【解析】
【小问1详解】
③与焦炭在高温下生成两种可燃性气体,根据原子守恒可知应该是氢气和CO,该反应的化学方程式为。
④,已知该反应中B元素化合价没有变化,说明B的化合价是+3价,由于N的化合价是-3价,则依据化合价代数和为0可知分子中6个H原子的化合价之和为0。
【小问2详解】
②已知反应,根据原子守恒可知X的化学式为Na[Al(OH)4]。
a.将铁、铝、硅三种单质均匀混合,并分成两等份。第一份加入足量盐酸充分反应,其中硅不反应,第二份加入足量的氢氧化钠溶液充分反应,其中铁不反应,由于在反应中1ml铝均是生成1.5ml氢气,若二者生成等量的氢气,说明铁和盐酸反应生成的氢气等于硅和氢氧化钠溶液反应生成的氢气,假设均生成2ml氢气,则根据方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、可知需要铁2ml,硅1ml,所以混合物中,铁与硅的质量比为。
b.假设每一份混合物中铝的物质的量均是8ml,则根据方程式8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、可知第一份生成9ml铁,相应氢气是9ml,第二份生成氢气是12ml,所以前后两种情况下生成的氢气分子的个数比为9:12=3:4。
【小问3详解】
a.镁是活泼的金属,能与水缓慢反应生成镁离子和氢气,镁离子能与碳酸根离子反应生成碳酸镁、二氧化碳和水,反应的化学方程式为Mg2++2HCO=MgCO3↓+CO2↑+H2O。
b.由于反应过程中,溶液的碱性越来越强,镁离子转化为氢氧化镁沉淀,所以实验中产生的速率会逐渐变慢。
22. 菠菜营养丰富,素有“蔬菜之王”的美称。民间流传:菠菜豆腐同食,易得结石。某化学兴趣小组对“菠菜豆腐是否不能同食”等问题进行了探究。
【查阅资料】①菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等,豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐。
②人体结石的主要成分:草酸钙()
③醋酸不与草酸钙反应,但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等。
【提出猜想】
(1) “菠菜豆腐不能同食”的原因可能是___________。
【探究一】菠菜中部分成分分析
(2)步骤③中加入足量的溶液的目的___________。
(3)已知气体C能使澄清石灰水变浑浊,醋酸的化学式用HAc表示,写出步骤④的化学反应方程式___________。
(4)白色沉淀B的化学式为___________,由此可见菠菜豆腐不能同食。以下饮食观点正确的是___________。(填字母)
A.禁吃菠菜 B.高钙牛奶可与菠菜同食 C.菠菜烹饪时可用开水烫,可降低草酸盐含量
【探究二】某草酸钙晶体()热分解研究。
按下图装置将草酸钙晶体样品高温加热,使其完全分解,对所得气体产物进行探究(假设装置中各试剂均足量)
(5)①反应开始前通入氮气的目的是___________。
②装置B中硫酸铜粉未变蓝,说明产物中有___________,C、F中澄清石灰水均变浑浊,E中CuO变红,说明产物还有___________和___________,经检验A中残留固体为氧化物。
③对上述装置从环保角度提一个改进建议___________。
(6)某研究所利用SDT Q600热分析仪对草酸钙晶体()进行热分解,获得相关数据,绘制成固体质量—分解温度的关系如图。
①800℃以上时,固体成分的化学式为___________。
②计算中的x___________。
③残留固体为时的温度范围___________,写出固体质量由12.8g变为10.0g时的化学方程式___________。
【答案】(1)菠菜中的物质与豆腐中的钙离子反应产生不溶性物质
(2)将菠菜中的草酸根离子、碳酸根离子完全转化为沉淀
(3)
(4) ①. ②. C
(5) ①. 排除装置中的空气,以免造成干扰 ②. ③. CO ④. ⑤. 用点燃法处理尾气(合理方法即可)
(6) ①. CaO ②. 1 ③. 200℃~400℃ ④.
【解析】
【分析】经检验A中残留固体为氧化物。反应开始前通入氮气排尽空气,加热分解草酸钙晶体,用无水硫酸铜检验水,用澄清石灰水检验二氧化碳,用浓硫酸干燥CO,再与CuO加热反应生成Cu和二氧化碳,最后用澄清石灰水检验二氧化碳气体;
【小问1详解】
“菠菜豆腐不能同食”的原因可能是菠菜中的草酸盐能与豆腐中的钙盐反应生成难溶的草酸钙。
【小问2详解】
步骤③中加入足量的溶液的目的:将菠菜中的草酸根离子、碳酸根离子完全转化为沉淀。
【小问3详解】
已知气体C能使澄清石灰水变浑浊,说明产生了二氧化碳,步骤④反应的的化学方程式为CaCO3+2HAc=CaAc2+CO2↑+H2O。
【小问4详解】
人体结石的主要成分是草酸钙,说明其难溶于水,白色沉淀B的化学式为CaC2O4,由此可见菠菜豆腐不能同食。以下饮食观点正确的是C。
【小问5详解】
①反应开始前通入氮气的目的是排净装置中的空气,以免造成干扰。
②装置B中硫酸铜粉末变蓝,说明产物有H2O。C中澄清石灰水变浑浊,说明产物有CO2。F中澄清石灰水变浑浊,E中CuO变红,说明产物有CO。总之,说明产物有H2O、CO2和CO。
③对上述装置从环保角度提一个改进建议在F装置后增加尾气处理装。CO是可燃性气体,可用点燃法处理尾气。
【小问6详解】
①由图可知,600℃时碳酸钙发生分解,800℃以上时,固体为受热分解的最终生成物,其化学式为CaO。
②据图可知,0~200℃是晶体失去结晶水过程,14.6g失去水后生成12.8g CaC2O4,根据,,解得x=1;
③草酸钙晶体受热分解首先失去结晶水,所以残留固体为CaC2O4时的温度范围 200—400℃。400℃时草酸钙分解,固体质量由12.8g变为10.0g时生成碳酸钙和CO,发生反应的化学方程式为 。
23. 某混合气体可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成,为确定其组成,在老师的指导下,化学实验小组的同学对该混合气体的组成进行了如图的探究实验:
【查阅资料】脱氧剂(还原铁粉能够吸收氧气和水蒸气)。
【实验设计】用如图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。
【实验步骤】①检查装置气密性;②先通入一定量的氮气之后;③再通入该混合气体,点燃酒精灯。
【实验现象】步骤③实验过程中,A装置中无明显现象,B和F装置均出现白色沉淀,E装置中黑色粉末变成了红色。
(1)【实验结论】该混合气体由____组成。
【实验反思】
(2)B、C装置的作用分别是____、_____。
(3)步骤②先通入一定量氮气的目的是____。
(4)E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为____。
(5)F中需要处理的尾气主要成分是___,具体处理方法可以是____。
【答案】(1)一氧化碳和二氧化碳
(2) ①. 检验二氧化碳气体 ②. 除去CO2气体
(3)排尽装置中原有的空气
(4)CO+CuOCu+CO2
(5) ①. 一氧化碳##CO ②. 点燃或收集
【解析】
【分析】根据资料,脱氧剂(还原铁粉)能够吸收氧气和水蒸气,如果该气体中含有氧气,氧气和还原铁粉会反应生成红棕色的氧化铁,而步骤③实验中A装置无明显现象,说明该气体中不含氧气;因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以步骤③中B装置出现白色沉淀,说明该气体中含有二氧化碳;气体经过C装置,二氧化碳被除去,再经过浓硫酸干燥,气体进入E装置,实验过程中F装置内的澄清石灰水中出现白色沉淀,E装置中出现黑色的氧化铜变成光亮的红色物质,说明反应中生成了二氧化碳和铜,因为一氧化碳和氧化铜在加热条件下能反应生成铜和二氧化碳,所以该气体中还含有一氧化碳。故该气体由一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2)组成。
【小问1详解】
由分析知该气体由一氧化碳和二氧化碳(CO和CO2)组成。
【小问2详解】
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊, B装置作用为检验二氧化碳气体;氢氧化钠和二氧化碳反应,且氢氧化钠溶液浓度较大,能除去气体中的二氧化碳,故C装置的作用是:除去CO2气体。
【小问3详解】
因为装置内含有空气,空气中含有氧气和二氧化碳等气体,如果不除去空气,会影响氧气和二氧化碳的检验,所以步骤②通入一定量氮气的目的是:排尽装置中原有的空气。
【小问4详解】
E装置中,一氧化碳和氧化铜粉末在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:CO+CuOCu+CO2。
【小问5详解】
一氧化碳有毒,会污染空气,一氧化碳具有可燃性可以点燃或收集处理。
24. Ⅰ.甲、乙、丙是三种不含相同离子的可溶性强碱或盐,其相对分子质量:甲<乙<丙,它们所含离子如下表所示:
(1)丙是_________。
(2)甲有两种可能,为了确定是哪种可能,请设计实验确定甲的物质组成,操作为:_________。
Ⅱ.某化学兴趣小组在探究“复分解反应发生的条件”时,选做了如图所示的三个实验(提示: BaCl2溶液呈中性。)
甲同学:向试管I中慢慢滴入MgCl2溶液,并不断振荡,至溶液颜色恰好变为无色为止。
乙同学:分别完成试管Ⅱ和Ⅲ中的两个实验后,接着进行如下探究。请分析后作答:
(3)甲同学经过分析推断,试管Ⅲ反应后所得溶液中一定含有的溶质是_________ (填化学式);步骤①中一定发生的反应的化学方程式是_________。
(4)乙同学把沉淀M、N混合后加入AgNO3溶液和过量的稀硝酸,观察到的实验现象是_________;实验结束,乙同学把反应后的混合物与滤液C全部倒入废液缸中,则废液缸内上层清液中,除酚酞和H+、NO外一定含有的离子有_________(填离子符号)。
【答案】(1)Ba(OH)2
(2)取少量甲溶液于试管中,向其中滴加适量的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则确定组成为NH4Cl,反之则为NH4NO3。
(3) ①. Na2CO3、NaCl ②. BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl
(4) ①. 沉淀部分溶解,有气泡产生 ②. Mg2+、Ba2+、Na+
【解析】
【小问1详解】
甲、乙、丙是三种不含相同离子的可溶性强碱或盐。OH-只能与Ba2+组合成强碱Ba(OH)2,分子量为171。NO可能组成NH4NO3和Mg(NO3)2,分子量分别为80和148。Cl-可能组成NH4Cl和MgCl2,分子量分别为53.5和95。题中已知相对分子质量:甲<乙<丙,可知丙为Ba(OH)2。
【小问2详解】
题中已知甲相对分子最小,则甲有可能为NH4Cl或NH4NO3,因此需要检验是否含有Cl-以确定甲的组成,操作为:取少量甲溶液于试管中,向其中滴加适量的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则确定组成为NH4Cl,反之则为NH4NO3。
【小问3详解】
试管I中反应方程式为:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl,试管Ⅱ中反应方程式为:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl。I和Ⅱ中反应所得滤液A与试管Ⅲ中的物质混合后,溶液B呈红色,可知显碱性,一定含有Na2CO3。试管Ⅲ中反应方程式为:2HCl+ Na2CO3=2NaCl+ CO2↑+H2O,可知反应后的滤液中一定含有NaCl。步骤①中一定发生的反应的化学方程式是BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。
【小问4详解】
沉淀M是Mg(OH)2和BaSO4,沉淀N是BaCO3,混合后加入AgNO3溶液和过量的稀硝酸,Mg(OH)2和BaCO3能溶于稀硝酸,BaSO4不溶于稀硝酸,观察到的实验现象是沉淀部分溶解,有气泡产生。实验结束,乙同学把反应后的混合物与滤液C全部倒入废液缸中,废液缸内上层清液中,一部分是乙同学反应后混合物上清液的主要成分Mg(NO3)2、Ba (NO3)2以及过量稀硝酸,另一部分是滤液C的主要成分NaCl。则废液缸内上层清液中,除酚酞和H+、NO外一定含有的离子有Mg2+、Ba2+、Na+。
25. 有化学家说“如果没有溶液,化学将无法在科学世界里拥有一级学科地位。”
(1)中学阶段常常将溶解过程简单看作物理变化过程,但溶解过程中可能包含化学变化早已得到了证实。下列事实能说明溶解过程中存在化学变化的是___________(填字母)。
A.无水硫酸铜白色,硫酸铜溶液蓝色
B.氨气溶于水后滴加酚酞,溶液变成红色
C.液态氯化氢不导电,盐酸的导电性比水强
(2)绝大多数化学反应选择在溶液中进行的,这是因为在溶液中反应有利于___________。
(3)有一包粉末,已知由CaCO3、CuSO4、MgCl2、Na2SO4、NaOH、NaNO3中的2种或2种以上物质组成。为了确定其成分,进行以下实验(假设各步反应已充分):取一定质量的粉末,加水搅拌后过滤,得到沉淀甲和无色溶液A;向沉淀甲中加入足量稀盐酸,得到无色气体和蓝色溶液:对无色溶液A进行实验,实验步骤和现象如图所示:
①由此可以得出的结论是:白色粉末中一定存在的化合物是___________,可能存在的化合物是___________。
②写出得到沉淀甲发生的反应方程式___________。
③生成白色沉淀B的反应方程式___________。
(4)除了水是常见的溶剂外,乙醇等也可以作溶剂。下表是一些物质25℃时在无水乙醇中的溶解度(100g溶剂)。
请选用表中两种物质作反应物,写出它们在无水乙醇中发生复分解反应的化学方程式___________。
【答案】(1)AB (2)提高反应速率
(3) ①. CaCO3、CuSO4、MgCl2、NaOH ②. Na2SO4、NaNO3 ③. MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl、CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 ④. Na2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2NaNO3
(4)Ca(NO3)2+BaBr2= Ba(NO3)2↓+CaBr2或CaCl2+2NaOH=2NaCl↓+Ca(OH)2
【解析】
【小问1详解】
A.无水硫酸铜白色,说明Cu2+和均为无色,硫酸铜溶于水若仅仅是电离未发生化学变化的话,则硫酸铜溶液为无色,而事实上硫酸铜溶液蓝色,说明有新物质生成,发生了化学变化,A符合题意;
B.氨气溶于水后溶液呈无色,酚酞也是无色,但氨气溶于水后溶液中滴加酚酞,溶液变成红色,说明有新物质的生成,发生了化学变化,B符合题意;
C.液态氯化氢不导电,盐酸的导电性比水强,只能说明HCl在水溶液中电离出自由移动的H+和Cl-,不能说明有新物质生成,C不合题意;
故答案为:AB;
【小问2详解】
形成溶液后能够增大反应物之间的接触面积,加快反应速率,故绝大多数化学反应选择在溶液中进行的,这是因为在溶液中反应有利于提高反应速率;
【小问3详解】
由题干信息可知,取一定质量的粉末,加水搅拌后过滤,得到沉淀和无色溶液A,沉淀甲可能有碳酸钙,也可能有氢氧化铜沉淀、氢氧化镁沉淀;向沉淀甲中加入足量稀盐酸,得到无色气体和蓝色溶液,所以沉淀中一定含有碳酸钙和氢氧化铜,原混合物中一定含有碳酸钙、氢氧化钠、硫酸铜;向无色溶液A中加入硝酸钡和稀硝酸会生成白色沉淀B,所以A中一定含有硫酸根,无色溶液C中加入硝酸银会生成白色沉淀,所以混合物中一定含有氯离子,氯化镁会提供氯离子,混合物中一定含有氯化镁,D是氯化银沉淀,所以D的化学式是AgCl,据此分析解题:
①由上述分析可以得出的结论是:白色粉末中一定存在的化合物是CaCO3、CuSO4、MgCl2、NaOH,可能存在的化合物是Na2SO4、NaNO3;
②由分析可知,沉淀甲为CaCO3、Cu(OH)2、Mg(OH)2,故得到沉淀甲发生的反应方程式为:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl、CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
③由分析可知,白色沉淀B为BaSO4,生成白色沉淀B的反应方程式为:Na2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2NaNO3;
【小问4详解】
由题干信息可知,25℃时在无水乙醇中的溶解度(100g溶剂)Ca(NO3)2、BaBr2的溶解度大,而Ba(NO3)2的溶解度极小,故可发生复分解反应Ca(NO3)2+BaBr2= Ba(NO3)2↓+CaBr2,CaCl2、NaOH的溶解度大,而NaCl的溶解度极小,故可发生复分解反应CaCl2+2NaOH=2NaCl↓+Ca(OH)2。选项
操作
现象
结论
A
滴加BaCl2溶液
生成白色沉淀
原溶液中有
B
滴加氯水和CCl4,振荡、静置
下层溶液显紫红色
原溶液中有I-
C
用洁净的铂丝蘸取溶液进行焰色试验
火焰呈黄色
原溶液中有Na+、无K+
D
滴加适量稀盐酸,再滴加AgNO3溶液
产生白色沉淀
原溶液中有Cl-
序号
反应前A的质量
反应前B质量
反应后的质量
①
10g
2g
5g
②
3g
9g
5g
③
xg
yg
10g
实验操作
实验现象
向30 mL 1 溶液中加入长3 cm的镁条
持续快速产生大量气泡,溶液略显浑浊
阳离子
NH、Mg2+、Ba2+
阴离子
OH-、NO、Cl-
物质
NaOH
NaCl
溶解度/g
339
20.5
0.002
3.96
34.8
14.7
0.07
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