【化学】河南省新乡市辉县市第一高级中学2018-2019学年高一上学期第二次阶段性考试试题(解析版)
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河南省新乡市辉县市第一高级中学2018-2019学年高一上学期第二次阶段性考试试题
本试卷分第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)
可能用到的原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39 Ba-137 Cu—64 Fe—56
第一部分 选择题(共51分)
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,共51分。)
1.化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是( )
A. 用于人民币票面文字等处的油墨中含有的Fe3O4是一种磁性物质,俗称铁红
B. 明矾常用于水的净化和消毒杀菌
C. 用活性炭为糖浆脱色和用次氯酸漂白纸浆的原理相同
D. 黑陶素有“乌金墨玉”之誉,属于硅酸盐制品
【答案】D
【详解】A. 四氧化三铁是磁性物质,颜色为黑色,而氧化铁没有磁性,颜色为红色,俗称铁红,故A错误;
B. 明矾中的铝离子水解产生的氢氧化铝胶体具有吸附作用,能够净水,但是没有氧化性,不能消毒杀菌,故B错误;
C. 用活性炭为糖浆脱色是利用了活性炭的吸附作用,属于物理变化;用次氯酸漂白纸浆利用了次氯酸的强氧化性,属于化学变化,二者褪色原理不相同,故C错误;
D. 黑陶素有“乌金墨玉”之誉,陶瓷属于硅酸盐制品,故D正确;
综上所述,本题选D。
2.为了除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A. Cl2 (HCl):将混合气体通入饱和食盐水
B. Cu粉(CuO):加入稀盐酸,过滤、洗涤、干燥
C. CO2(CO):通入热的氧气
D. KNO3(NaCl):加热水溶解,冷却结晶,过滤
【答案】C
【解析】
【分析】A. Cl2 在饱和食盐水中溶解度很小而HCl易溶于饱和食盐水中;
B. Cu粉不溶于稀硫酸,而CuO 能溶于稀硫酸;
C. 除去气体中的气体杂质不能使用气体,否则会引入新的气体杂质;
D.KNO3和NaCl的溶解度受温度的影响不同;
【详解】A. Cl2 在饱和食盐水中溶解度很小而HCl易溶于饱和食盐水中,可以将混合气体通入饱和食盐水中除去HCl,故A 选项正确。
B. Cu粉不溶于稀硫酸,而CuO 能溶于稀硫酸,除去Cu 中的CuO 可加稀硫酸、过滤、洗涤、干燥即可。故B选项正确。
C.除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃,这是因为除去气体中的气体杂质不能使用气体,否则会引入新的气体杂质,故选项所采取的方法错误, 故C选项错误;
D.KNO3和NaCl的溶解度受温度的影响不同,硝酸钾溶解度受温度影响较大,而氯化钠受温度影响较小,所以可采取加热水溶解配成饱和溶液、冷却热饱和溶液使KNO3先结晶出来、再过滤,故D项正确;
综上所述,本题选C。
3.下列说法正确的是( )
A. SiO2是酸性氧化物,它不溶于水也不溶于任何酸
B. SiO2制造玻璃的主要原料之一,它在常温下不能与NaOH溶液反应
C. 因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2,所以H2SiO3酸性比H2CO3强
D. Si是用于制备太阳能电池芯片材料的重要原料
【答案】D
【解析】A.SiO2是酸性氧化物,它不溶于水,一般也不溶于酸,但是可以溶于氢氟酸,A错误;B.SiO2是制造玻璃的主要原料之一,它在常温下能与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,B错误;C.要证明H2CO3酸性比H2SiO3强,应该采用常温下强酸制取弱酸的方法,即将二氧化碳通入硅酸钠溶液中观察是否产生白色沉淀,如果产生白色沉淀就说明H2CO3酸性比H2SiO3强,C错误;D.硅是用于制备太阳能电池芯片材料的重要原料,D正确。答案选D。
4.设NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A. 常温常压下,28 g CO和N2的混合气体一定含有2NA个原子
B. 1 L 0.1 mol/L NaHSO4溶液中含有0.1 NA个HSO4-
C. 将0.1 mol FeCl3溶于沸水制成胶体,其中含有的胶体粒子数目为0.1 NA
D. 0.2mol/L KCl溶液中含有0.2 NA个Cl-
【答案】A
【详解】A. CO和N2的相对分子质量均为28,均为双原子分子,所以28 g CO和N2的混合气体的物质的量为1mol,含有的原子总数一定为2NA,故A正确;
B.硫酸氢钠在溶液中完全电离,硫酸氢钠溶液中不存在硫酸氢根离子,故B错误;
C. 因为氢氧化铁胶体中,氢氧化铁胶粒为氢氧化铁的聚集体,将0.1 mol FeCl3溶于沸水制成胶体,其中含有的胶体粒子数目小于0.1 NA,故C错误;
D. 没有给定溶液的体积,无法计算出0.2mol/LKCl溶液中含有Cl-的数目,故D错误;
综上所述,本题选A。
5.下列各溶液中能大量共存的离子组是( )
A. 碳酸氢钠溶液中:K+ NO3- Cl- OH-
B. 使酚酞试液呈红色的溶液中:Mg2+ Cu2+ SO42- K+
C. 澄清透明的溶液中:Cu2+ Mg2+ SO42- Cl-
D. 使石蕊试液变红的溶液中:Na+ Cl- K+ ClO-
【答案】C
【详解】A.H+与碳酸氢钠反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;B.使酚酞试液呈红色的溶液中存在大量的氢氧根离子,Mg2+、Cu2+与氢氧根离子反应,在溶液中不能大量共存,故B错误;C.Cu2+、Mg2+、SO42-、Cl-之间不发生反应,在溶液中能够大量共存,故C正确;D.使石蕊试液变红的溶液为酸性溶液,溶液中存在大量氢离子,ClO-与氢离子结合生成弱酸次氯酸,在溶液中不能大量共存,故D错误;故选C。
6.对于下列反应的说法中正确的是( )
A. 2CuFeS2+O2===Cu2S+2FeS+SO2,CuFeS2是氧化剂,O2是还原剂
B. 3NO2+H2O===2HNO3+NO,氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
C. 反应KClO3+6HCl(浓)===KCl+3Cl2↑+3H2O,生成3molCl2,转移电子6mol
D. Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,说明还原性Cr3+> Fe2+
【答案】B
【解析】A.2CuFeS2中Cu元素化合价为+2价,Fe为+2价,S为-2价,反应中Cu元素化合价由+2价降低到+1价,S元素化合价由-2价升高到+4价,则CuFeS2既是氧化剂又是还原剂,故A错误;B.3NO2+H2O═2HNO3+NO,氧化产物为2HNO3,还原产物为NO,由方程式可知氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1,故B正确;C.反应KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O中,只有Cl元素化合价发生变化,Cl元素化合价分别由+5价、-1价变化为0价,生成3molCl2,转移电子5mol,故C错误;D.氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,还原剂的还原性大于还原产物的还原性,还原性Cr3+<Fe2+,故D错误;故选B。
7.某温度下将Cl2通入KOH溶液里,反应后得到KCl、KClO、KClO3的混合物,经测定ClO﹣与ClO3﹣的物质的量之比为11:1,则Cl2与KOH反应时,被还原的氯原子和被氧化的氯原子的物质的量之比( )
A. 1:3 B. 4:3 C. 2:1 D. 3:1
【答案】B
【解析】试题分析:Cl2 生成ClO- 与ClO3 - 是被氧化的过程,化合价分别由0价升高为+1价和+5价, ClO- 与ClO3 -的物质的量浓度之比为11:1,则可设ClO-为11mol,ClO3 -为1mol,被氧化的Cl原子的物质的量共为12mol,失去电子的总物质的量为11mol×(1-0)+1mol×(5-0)=16mol。氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等,Cl2 生成KCl是被还原的过程,化合价由0价降低为-1价,则得到电子的物质的量也应为16mol,则被还原的Cl原子的物质的量为16mol,所以被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为16mol:12mol=4:3,选项B正确。
8.现向1L含有0.1 mol Fe2(SO4)3和0.2 mol CuCl2的某混合溶液中加入0.2 mol Fe,充分反应后(忽略溶液体积的变化),下列说法正确的是( )
A. 析出0.2 mol的Cu B. 剩余0.1 mol的Fe
C. 溶液中c(Fe2+)=0.4 mol/L D. 溶液中c(Fe3+) : c(Cu2+)=1 : 1
【答案】C
【解析】
【分析】因为Fe3+的氧化性强于Cu2+,因此加入铁,发生反应的先后顺序是Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu 。Fe3+的物质的量为0.2mol ,根据上述反应,消耗Fe的物质的量为0.1mol,Cu2+的物质的量为0.2mol,根据反应方程式,应消耗Fe的物质的量为0.2mol>0.1mol ,即Cu2+过量,铁不足,据以上分析解答。
【详解】因为Fe3+的氧化性强于Cu2+,因此加入铁,发生反应的先后顺序是Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+ Cu2+=Fe2++Cu;Fe3+的物质的量为0.2mol,根据上述反应,消耗Fe的物质的量为0.1mol,Cu2+的物质的量为0.2mol,根据反应方程式,应消耗Fe的物质的量为0.2mol>0.1mol ,即Cu2+过量,铁不足,
A项,根据分析知,Cu2+过量,铁不足,所以析出Cu的物质的量为0.1mol,故A项错误;
B项,根据分析知,铁完全反应,没有剩余,故B项错误;
C项,根据分析知,Fe3+全部转化成Fe2+,铁粉全部转化成Fe2+,根据铁元素守恒,c(Fe2+)=(0.2mol+0.2mol)/1L=0.4mol/L,故C项正确;
D项,溶液中c(Fe2+)=0.4mol/L,c(Cu2+)=0.1mol/L,所以溶液中c(Fe2+) : c(Cu2+)=4: 1,故D项错误。
综上所述,本题选C。
9.关于钠的描述正确的是( )
①钠在自然界既有游离态又有化合态存在 ②金属钠着火可以用泡沫灭火器救火
③钠的密度比煤油大 ④Na﹣K合金做原子反应堆的导热剂
⑤钠比铜活泼,因而钠可以从CuCl2溶液中置换出铜 ⑥钠在空气中燃烧,主要产物是Na2O2
A. ①③④⑤⑥ B. ③④⑥ C. ③④ D. 全部
【答案】B
【解析】试题分析:①钠性质活泼,能够与空气中水、氧气反应,自然界中只能以化合态存在,故①错误;②钠燃烧生成过氧化钠,可与二氧化碳反应生成氧气,所以金属钠着火,不能使用泡沫灭火器救火,故②错误;③钠放置在煤油中沉在底部,密度大于煤油,故③正确;④钠具有良好的导热性,Na-K合金做原子反应堆的导热剂,故④正确;⑤根据钠与盐溶液反应时,先与水反应,然后生成的碱再与盐反应,故⑤错误;⑥Na在空气中燃烧生成Na2O2,故⑥正确;答案选B。
10.下列对于过氧化钠的叙述中,正确的是( )
A. Na2O2与水反应时,当生成11.2LO2时,转移电子总数为NA
B. Na2O2与活性炭都具有漂白性,它们的漂白原理相同
C. 1mol Na2O2中含有的阴阳离子总数为4NA(NA表示阿伏加德罗常数,下同)
D. 将过量Na2O2投入FeCl2溶液中,最终会产生红褐色沉淀
【答案】D
【详解】A、没有说明标准状况下,不能用22.4L/mol进行气体相关体积的计算,故A错误;
B、Na2O2具有强氧化性,能够漂白;活性炭是吸附性漂白,属于物理变化,它们的漂白原理不相同,故B错误;
C、Na2O2中含有钠离子和过氧根离子,故1molNa2O2中含有的阴阳离子总数为3NA,故C错误;
D、过氧化钠投入FeCl2溶液中,先与水反应生产氢氧化钠和氧气,氢氧化钠和氯化亚铁反应生产氢氧化亚铁白色沉淀,被氧气氧化,最后生成红褐色沉淀,故D正确;
综上所述,本题选D。
11.下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中,不正确的是( )
A. Na2CO3稳定性大于NaHCO3
B. 相同条件下Na2CO3的溶解度大于NaHCO3
C. 可以用滴加BaCl2溶液的方法,鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液
D. 将澄清石灰水分别加入Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者产生沉淀,后者无现象
【答案】D
【详解】A项,NaHCO3不稳定,加热易分解:2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑,碳酸钠受热稳定,在酒精灯加热的条件下不会分解,故A正确;
B项,常温下 Na2CO3在水中的溶解度大于NaHCO3在水中的溶解度,故B正确;
C. Na2CO3溶液与BaCl2溶液反应生成碳酸钡沉淀,而NaHCO3溶液与BaCl2溶液不反应没现象,可以鉴别,故C正确;
D项, Na2CO3与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀,NaHCO3中滴加Ca(OH)2溶液,HCO3-与OH-反应生成CO32-,CO32-再与Ca2+反应生成CaCO3沉淀,两者都能与澄清的石灰水反应生成沉淀,不能鉴别,故D错误;
综上所述,本题选D。
12.下列各项操作中符合“先出现沉淀后沉淀完全溶解”现象的有( )组
①向饱和碳酸钠溶液中通入CO2 至过量
②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀H2SO4至过量
③向BaCl2溶液中通入CO2 至过量
④向澄清石灰水中逐渐通入CO2至过量
⑤向Al2(SO4)3溶液中逐滴滴加Ba(OH)2至过量
⑥向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量
⑦向NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量
⑧向有氨水的NaCl饱和溶液中逐渐通入CO2至过量
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】分析:①相同条件下,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小;
②胶体先聚沉,后发生复分解反应;
③盐酸的酸性比碳酸的酸性强;
④先生成碳酸钙沉淀,后溶解生成碳酸氢钙;
⑤开始反应生成硫酸钡、氢氧化铝,后碱过量时氢氧化铝溶解;
⑥先生成氢氧化铝沉淀,后与盐酸发生复分解反应;
⑦碳酸不能溶解氢氧化铝;
⑧向有氨水的NaCl饱和溶液中逐渐通入CO2至过量有碳酸氢钠沉淀生成。
详解:①相同条件下,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,则向饱和碳酸钠溶液中通入CO2至过量,有晶体析出,不符合;
②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴加稀H2SO4至过量,胶体先聚沉,后发生复分解反应,则先出现沉淀后沉淀完全溶解,符合;
③盐酸的酸性比碳酸的酸性强,则向BaCl2溶液中通入CO2至过量,不发生反应,不符合;
④向澄清石灰水中逐渐通入CO2至过量,先生成碳酸钙沉淀,后溶解生成碳酸氢钙,则先出现沉淀后沉淀完全溶解,符合;
⑤向Al2(SO4)3溶液中逐滴滴加Ba(OH)2至过量,开始反应生成硫酸钡、氢氧化铝沉淀,后碱过量时氢氧化铝溶解,最后还存在硫酸钡沉淀,不符合;
⑥向NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量,先生成氢氧化铝沉淀,后与盐酸发生复分解反应,则先出现沉淀后沉淀完全溶解,符合;
⑦向NaAlO2溶液中逐渐通入CO2至过量生成氢氧化铝沉淀,沉淀不会溶解,不符合;
⑧向有氨水的NaCl饱和溶液中逐渐通入CO2至过量产生碳酸氢钠沉淀和氯化铵,沉淀不会溶解,不符合;
答案选B。
13.在AlCl3和MgCl2的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量,经测定,加入NaOH的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图所示(b处NaOH溶液的体积为1L),则下列判断不正确的是( )
A. NaOH的浓度为0.6mol/L
B. 图中线段oa:ab=5:1
C. 在a点处溶液中的溶质为NaCl
D. 在b点处溶液中的溶质只有Na[Al(OH)4]
【答案】D
【解析】
【分析】AlCl3和MgCl2的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液,发生反应生成氢氧化铝、氢氧化镁沉淀,加入aLNaOH溶液时,沉淀达最大值共0.2mol,此时溶液为NaCl溶液,继续滴加NaOH溶液直至过量,氢氧化铝与NaOH反应逐渐溶解,在bL时,即再继续滴加NaOH溶液(b-a)L时,氢氧化铝完全溶解,沉淀为氢氧化镁0.1mol,溶液为NaCl、Na[Al(OH)4]溶液,据此分析。
【详解】A.在bL时,溶液为NaCl、Na[Al(OH)4]溶液,由图象可以知道:n[(Al(OH)3]=0.1mol,n[(Mg(OH)2]=0.1mol,根据Mg原子守恒有n(MgCl2)=n[(Mg(OH)2]=0.1mol,根据Al原子守恒有n(NaAlO2)=n(AlCl3)=n[(Al(OH)3]=0.1mol,由Cl原子守恒有n(Cl)=n(NaCl)=2n(MgCl2)+3 n(AlCl3)=2×0.1+3×0.1=0.5mol;由Na原子守恒有n(NaOH)=n(NaCl)+ n(NaAlO2)=0.5+0.1=0.6mol,所以c(NaOH)=0.6/1=0.6 mol/L,故A正确;
B.加入aLNaOH溶液时,沉淀达最大值共0.2mol,由反应方程式可以知道,此时溶液为NaCl溶液,在bL时,即再继续滴加NaOH溶液(b-a)L时,氢氧化铝与NaOH恰好反应,氢氧化铝完全溶解,沉淀为氢氧化镁0.1mol,溶液为NaCl、NaAlO2溶液,所以两部分NaOH溶液的体积之比等于消耗的NaOH的物质的量之比,即为n(NaCl)与n(NaAlO2)之比,故图中线段oa:ab=a:(b-a)=5:1,故B正确;
C.加入aLNaOH溶液时,沉淀达最大值共0.2mol,由反应方程式可以知道,此时溶液为NaCl溶液,故C正确;
D.在bL时,即再继续滴加NaOH溶液(b-a)L 时,氢氧化铝完全溶解,沉淀为氢氧化镁0.1mol,溶液为NaCl、Na[Al(OH)4]溶液,故D错误;
综上所述,本题选D。
14. 下列物质中,既能和酸反应又能和碱反应的化合物是( )
①Al ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④NaHCO3
A. ②③④ B. ①②④ C. ①②③④ D. ①③④
【答案】A
【解析】试题分析:①Al为单质,不是化合物,错误;②Al2O3为两性氧化物,与酸反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,与碱反应:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,正确;③Al(OH)3为两性氢氧化物,与酸反应:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,与碱反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,正确;④NaHCO3为弱酸的酸式盐,与酸反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,与碱反应:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O,正确。综上,答案A。
15.下列试剂中,不能使Fe2+转化为Fe3+的是( )
①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸
⑥NaNO3溶液
A. ①②③ B. ①③④
C. ②④⑤ D. ②⑤⑥
【答案】D
【解析】试题分析:①氯气具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子;②NaCl溶液不具有氧化性,不能氧化亚铁离子生成铁离子;③KMnO4溶液具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子;④稀硝酸具有强氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子;⑤盐酸不具有强氧化性,不能氧化亚铁离子生成铁离子;⑥NaNO3溶液不具有强氧化性,不能氧化亚铁离子生成铁离子,故不能氧化的是②⑤⑥,故选D。
16. 某同学设计下列方法对A盐的水溶液进行鉴定:
由此得出的结论中,不正确的是( )
A. D溶液中存在Fe(SCN)3 B. 滤液C中有Fe3+
C. B为AgBr D. A一定是FeBr2
【答案】D
【解析】试题分析:A.由于C溶液中加入KSCN溶液,溶液变为血红色,则证明C中含有Fe3+,Fe3+与SCN-发生反应形成Fe(SCN)3,所以在D溶液中存在Fe(SCN)3,正确。 B.Fe3+与SCN-发生反应形成Fe(SCN)3,滤液C中加入KSCN溶液,溶液变为血红色,则证明在C中含有Fe3+,正确。C.向A溶液中加入酸酸化的AgNO3溶液,产生浅黄色沉淀,则不溶性的沉淀是AgBr,原溶液中含有Br-,正确。D.根据题意可知在原溶液中含有Br-,由于在酸性条件下NO3-表现氧化性,会把Fe2+氧化为Fe3+,在反应后的溶液C中含有Fe3+,可能是原溶液中含有的,也可能是氧化产生的,所以A可能是FeBr2,也可能是FeBr3,错误。
17.下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A. 图1:制备并观察氢氧化亚铁
B. 图2:证明过氧化钠与水反应放热
C. 图3:验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
D. 图4:验证酸性强弱H2SO4>H2CO3>H2SiO3
【答案】C
【解析】A. 氢氧化亚铁不稳定,易空气被氧化。图1通H2把试管中的氢氧化钠溶液压入装铁和硫酸反应的装置中,起到了隔绝空气的作用,故A正确;B. 图2:过氧化钠滴水后,脱脂棉燃烧了,说明过氧化钠和水反应是放热反应,故B能证明过氧化钠与水反应放热。故B正确;
C. 图3:验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性实验,应该是碳酸氢钠在里边小试管,碳酸钠装在大试管里;故C错;D. 图4 H2SO4+Na2CO3=Na2SO4+CO2↑+H2O:Na2SiO3+ CO2+H2O= H2SiO3↓+ Na2CO3证明酸性H2SO4>H2CO3>H2SiO3故D正确。
第二部分 非选择题(共49分)
18.(1)配平该方程式__KMnO4+__HCl (浓) =__KCl+__MnCl2+__Cl2↑+__H2O
(2)反应中(1)中____是还原剂,_____是还原产物 .
(3)该反应的离子方程式为:_______________________
(4)用双线桥法分析此氧化还原反应____________________________
(5)NA表示阿伏伽德罗常数,若产生标准状况下的气体的体积为2.24L ,则反应过程中转移电子的数目为_________,被氧化的HCl的质量为_____g
【答案】(1). 2 (2). 16 (3). 2 (4). 2 (5). 5 (6). 8 (7). HCl (8). MnCl2. (9). 2MnO4- +16H+ +10Cl- =2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O (10). (11). 0.2NA (12). 7.3
【解析】
【分析】在2KMnO4+16HCl (浓) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反应中,Mn元素的化合价降低,Cl元素的化合价升高,在离子反应中,气体和水应保留化学式,并根据化合价的变化判断转移的电子数,以此来解答。
【详解】(1)反应中KMnO4→MnCl2,锰元素中由+7价降低到+2价,降低了5价;2HCl→Cl2,氯元素由-1价升高到0价,生成了氯气,化合价升高了2价,根据氧化还原反应中化合价升降总数相等规律可知,KMnO4填系数2,Cl2填系数5,然后根据原子守恒配平其它物质的系数,具体如下:2KMnO4+16HCl (浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
综上所述,本题答案是:2 ,16,2,2,5, 8。
(2)反应中(1)中氯元素的化合价升高,HCl做还原剂;反应中Mn元素的化合价降低,还原产物为MnCl2;综上所述,本题答案是:HCl,MnCl2。
(3)在离子反应中,气体和水应保留化学式,该反应的离子反应为2MnO4- +16H+ +10Cl- =2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O;综上所述,本题答案是:2MnO4- +16H+ +10Cl- =2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O。
(4)该反应中Mn得到2×5e-,Cl失去10e-,则双线桥法表示反应转移的电子的方向和数目为:;综上所述,本题答案是:。
(5)产生标准状况下的气体的体积为2.24L,物质的量为0.1mol;根据反应关系:10e---5Cl2,若生成0.1mol氯气,则反应过程中转移电子的数目为0.2NA;根据10e--10HCl(被氧化)-5Cl2关系,若生成0.1mol氯气,被氧化的HCl的物质的量为0.2mol;其质量为0.2mol×36.5=7.3g;
综上所述,本题答案是:0.2NA;7.3。
19.铝用途广泛,用铝土矿(主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3)制取Al有如下途径:
(1)滤液A加过量NaOH离子方程式表示为______________________________
(2)灼烧时盛放药品的仪器名称是_______
(3)步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式是___________________________________
(4)步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为_____________________________
(5)取滤液B 100mL,加入1 mol/L盐酸200 mL,沉淀量达到最大且质量为11.7g,则滤液B中c(AlO2-)____mol/L,c(Na+)____6 mol/L (填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】(1). H++OH-=H2O 4OH-+Al3+=AlO2-+2H2O、Fe3++3OH- = Fe(OH)3↓; (2). 坩埚 (3). 2Al(OH)3Al2O3+3H2O (4). AlO2-+CO2+2H2O =Al(OH)3↓+HCO3- (5). 1.5 (6). 大于
【解析】
【分析】铝土矿(主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3)中加入过量的稀硫酸,氧化铝、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铝和硫酸铁溶液,二氧化硅与硫酸不反应,所以过滤后残渣A为SiO2;滤液A为含有硫酸、硫酸铁和硫酸铝;滤液中加入过量的氢氧化钠溶液,生成氢氧化铁沉淀(残渣B),滤液B中含有氢氧化钠,偏铝酸钠和硫酸钠;通入过量二氧化碳气体,生成氢氧化铝沉淀(固体C),滤液C为碳酸氢钠、硫酸钠;固体C灼烧后生成氧化铝固体(D),电解熔融的氧化铝生成金属铝;据以上分析进行解答。
【详解】铝土矿(主要成分为Al2O3·nH2O、少量SiO2和Fe2O3)中加入过量的稀硫酸,氧化铝、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铝和硫酸铁溶液,二氧化硅与硫酸不反应,所以过滤后残渣A为SiO2;滤液A为含有硫酸、硫酸铁和硫酸铝;滤液中加入过量的氢氧化钠溶液,生成氢氧化铁沉淀(残渣B),滤液B中含有氢氧化钠,偏铝酸钠和硫酸钠;通入过量二氧化碳气体,生成氢氧化铝沉淀(固体C),滤液C为碳酸氢钠、硫酸钠;固体C灼烧后生成氧化铝固体(D),电解熔融的氧化铝生成金属铝;
(1)结合以上分析可知,滤液A为含有硫酸、硫酸铁和硫酸铝;滤液A加过量NaOH反应生成硫酸钠和偏铝酸钠,氢氧化铁沉淀,离子方程式为:H++OH-=H2O;4OH-+Al3+= AlO2-+ 2H2O、Fe3++3OH- =Fe(OH)3↓;
综上所述,本题答案是:H++OH-=H2O;4OH-+Al3+=AlO2-+ 2H2O、Fe3++3OH- =Fe(OH)3↓。
(2)结合以上分析可知,氢氧化铝固体灼烧时生成氧化铝,盛放药品的仪器名称是坩埚;
综上所述,本题答案是:坩埚。
(3)结合以上分析可知,氢氧化铝固体灼烧时生成氧化铝和水,步骤Ⅳ中发生反应的化学方程式是2Al(OH)3==Al2O3+3H2O;综上所述,本题答案是:2Al(OH)3==Al2O3+3H2O。
(4)滤液B中偏铝酸钠溶液与过量二氧化碳气体反应生成生成氢氧化铝沉淀(固体C)和碳酸氢钠,步骤Ⅲ中生成固体C的离子反应方程式为AlO2-+ CO2+2H2O = Al(OH)3↓+ HCO3-;
综上所述,本题答案是:AlO2-+ CO2+2H2O =Al(OH)3↓+ HCO3-。
(5)取滤液B中含有氢氧化钠,偏铝酸钠和硫酸钠;加入盐酸生成11.7g Al(OH)3,物质的量为11.7/78=0.15mol,即n(AlO2-)=0.15mol,c(AlO2-)=0.15mol/0.1L=1.5mol/L;最后所得溶液为氯化钠和硫酸钠,根据钠离子守恒有:n(NaOH)=n(NaCl)+2(Na2SO4),根据氯离子与硫酸根离子守恒有n(NaCl)=n(HCl)=0.2×1=0.2mol,n(Na2SO4)=n(H2SO4)>3n[Al2(SO4)3)] =3×0.15mol=0.45mol;故n(NaOH)=n(NaCl)+2(Na2SO4)>0.2+2×0.45=1.1mol;故c(Na+)=1.1mol/0.1=11 mol/L大于6 mol/L;
综上所述,本题答案是:1.5;大于。
20.饮用水质量是关系人类健康的重要问题。
(1)在我国,一些贫困山区的农民至今还饮用井水,但暴雨过后井水混浊,无法饮用。为了能让暴雨过后井水尽快变的澄清,你会建议他们最好向井水中投入下列中的___(填序号)。
A.NaCl B.Na2CO3 C.Kal(SO4)2·12H2O D.CuSO4
(2)氯气是最早用于饮用水消毒的物质,其消毒作用主要是氯气溶于水后生成了次氯酸,该反应的离子方程式为:____________________________
(3)写出工业上制取漂白粉的化学方程式:__________________
(4)臭氧,也称作超氧,可以替代氯气给自来水消毒,即提高了消毒效率且安全无副作用,臭氧的分子式为O3,该物质和次氯酸均可以做漂白剂,二者的漂白原理是:_______________。
(5)某化学活动小组设计实验(装置如图)验证氯、溴、碘及其化合物的有关物质。在硬质玻璃管中的A、B、C三处依次放置湿润的蓝色石蕊试纸、浸有NaBr溶液的棉球、浸有淀粉-KI溶液的棉球(如图所示),由左端通入足量氯气,回答下列问题:
①观察到的现象
A:__________________;B:__________________;C:__________________
②由上述现象得出的结论氧化性:Cl2 > Br2 > I2,你认为正确吗,为什么? ______________;___________________________________________________
【答案】(1). C (2). Cl2+H2O=H++Cl-+HClO (3). 2Cl2 + 2Ca(OH)2=CaCl2 +Ca(ClO)2+2H2O (4). 强氧化性 (5). A:试纸先变红后褪色 (6). B:棉球变为橙色 (7). C:棉球变为蓝色 (8). 不正确 (9). 因为没有反应的Cl2通过C时也可置换出I2,使棉球变色
【解析】
【分析】(1)KAl(SO4)2·12H2O 中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附性;
(2)氯气溶于水后生成了次氯酸和盐酸;
(3)氯气通入石灰乳中反应生成氯化钙、次氯酸钙、水;
(4)臭氧、次氯酸均有强氧化性,就能做漂白剂;
(5)①氯气与水反应生成的次氯酸和盐酸,溶液具有酸性和漂白性,则A处先变红后褪色;氯气能够氧化溴化钠和碘化钾,结合溴水颜色、碘单质遇到淀粉呈蓝色判断实验现象;
②没有反应的氯气能够氧化碘离子,干扰了溴氧化碘离子的检验;
【详解】(1)暴雨过后井水混浊,加入少量的KAl(SO4)2·12H2O 净水,铝离子水解生成氢氧化铝胶体具有吸附性,故选C项。
综上所述,本题正确答案为C。
(2)氯气溶于水后生成了次氯酸和盐酸,氯气、水、次氯酸在离子反应中保留化学式,则离子反应为Cl2+H2O=H++Cl-+HClO;综上所述,本题答案是:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO。
(3)漂白粉的主要成分是Ca(ClO)2,氯气通入石灰乳中反应生成氯化钙、次氯酸钙、水,该反应为2Cl2 +2Ca(OH)2=CaCl2 +Ca(ClO)2+2H2O;
综上所述,本题答案是:2Cl2 +2Ca(OH)2=CaCl2 +Ca(ClO)2+2H2O。
(4)臭氧、次氯酸均有强氧化性,与有色物质发生反应生成无色的大分子,都能做漂白剂;
综上所述,本题答案是:强氧化性。
(5)①氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,所以A处湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;氯气能氧化NaBr溶液和KI溶液,分别生成Br2和I2,溴水为橙色,则B处棉球呈橙色;C处棉球中生成的碘单质,碘单质遇到淀粉变蓝色,所以C处棉球显蓝色;
因此,本题正确答案是: A:试纸先变红后褪色;B:棉球变为橙色;C:棉球变为蓝色;
②因为没有反应的氯气通过C时也可置换出碘,使棉球变色,干扰了“溴能置换出碘”的检验,所以该说法不正确;
因此,本题正确答案是: 不正确;因为没有反应的Cl2通过C时也可置换出I2,使棉球变色。
21.(14分)已知三氯化铁的熔点为306℃,沸点为315℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验:
(1)装置的连接顺序为 。
(2)饱和食盐水的作用是 。
(3)反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:
①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子反应方程式为_______。
②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是 。
(4)已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份,第一份滴加FeCl3溶液无明显变化;第二份滴加试剂X,溶液出现红色;第三份滴加稀HCl和BaCl2溶液,产生白色沉淀。
②另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化。
实验①说明 ;
实验②的目的是 ;
得出结论:溶液褪色的原因是 。
【答案】(14分)(每空2分)(1)a、g、h、d、e、b、c、f
(2)除去氯气中的氯化氢气体
(3)①Fe3++3SCN-Fe(SCN)3②双氧水将Fe2+氧化成Fe3+
(4)SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应 排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能
H2O2将SCN-氧化成SO42-
【解析】试题分析:(1)制取氯气→除去氯气中的氯化氢(用饱和食盐水)→除去水(因为氯化铁吸水而潮解)→反应→收集→干燥装置、尾气处理装置(防止空气中水分进入收集器,氯气有毒,尾气处理),则连接顺序是:a、g、h、d、e、b、c、f ;
(2)制取的氯气混有氯化氢对后面的实验产生干扰,必须除去,除去氯气中氯化氢用饱和食盐水,则目的:除去氯气中的氯化氢气体;
(3)①Fe3+显黄色,淡黄色溶液说明含有Fe3+,加入试剂X后溶液显淡红色,则X:KSCN,发生的反应方程式:Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;②溶液呈现淡红色,说明溶液含有Fe3+的量少,,加入过氧化氢后,颜色加深,说明Fe3+的浓度增大,促使平衡正向移动,颜色加深,所以原因是:双氧水将Fe2+氧化成Fe3+;
(4)第一份中滴加FeCl3溶液无明显变化,说明溶液中无KSCN,第二份滴加试剂KSCN,溶液出现红色,说明溶液中含有Fe3+,第三份中滴加盐酸和氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明有SO42-存在,因此实验①说明:SCN-发生了反应而不是Fe3+发生反应;另取同浓度的 FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化,说明实验②褪色不是氧气的缘故,目的:排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能,总上所述褪色的原因:H2O2将SCN-氧化成SO42-。