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【化学】福建省龙岩市非一级达标校2018-2019学年高一上学期期末教学质量检查试题(解析版)
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福建省龙岩市非一级达标校2018-2019学年高一上学期期末教学质量检查试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法不正确的是( )
A. 溶液和胶体的本质区别是丁达尔效应
B. 在冶金工业上,金属Mg常用于做还原剂和脱氧剂
C. 对酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施
D. 常温下浓硝酸与铁发生钝化现象,可用铁制容器装运浓硝酸
【答案】A
【详解】A.丁达尔效应属于实验现象,溶液和胶体的本质区别是分散质粒子直径的大小,A项错误;
B.因为金属镁化学性质较为活泼,所以可以用于除氧或做还原剂,B项正确;
C.此处的酸性物质指向硫的氧化物或二氧化氮等,开发新的清洁能源,可以减少硫的氧化物和氮的氧化物的过量排放,从而减少酸雨的产生,C项正确;
D.在常温下,金属铁或铝放入浓硫酸或浓硝酸时,金属表面会迅速形成致密的氧化物保护薄膜,阻止了反应的进一步进行(钝化),所以可用铁制或铝制槽车装运浓硫酸或浓硝酸,D项正确;
答案选A项。
2.我国科学家屠呦呦因发现青蒿素(一种化学物质)而获得2015年诺贝尔奖。下列关于“化学”的说法正确的是( )
A. 分子是化学变化中的最小微粒
B. 现代技术手段可以操纵原子和分子
C. 原子在化学变化中可再分
D. 化学科学只能认识分子
【答案】B
【详解】A.原子是化学变化中的最小微粒,A项错误;
B.现代技术的发展,已可以准确操纵原子和分子,B项正确;
C.原子是化学变化中的最小微粒,在化学反应中原子不可分,C项错误;
D.化学是研究分子、原子变化层次的科学,化学科学不仅研究分子,还研究原子,D项错误;
答案选B项。
3.阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A. 1g氢气含有NA个H2分子
B. 1mol铁与过量稀盐酸反应生成NA个H2分子
C. 14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为0.5 NA
D. 标准状况下,6.72L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1 NA
【答案】B
【详解】A.1g氢气的物质的量为0.5mol,含有0.5NA个氢气分子,A项错误;
B.根据反应方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,盐酸过量,所以铁完全反应,反应消耗1mol铁,生成氢气1mol,B项正确;
C.N2和CO相对分子质量均为28,所以14gN2和CO的混合气体,其物质的量为0.5mol,由于N2和CO都是双原子分子,所以该混合气体中含有的原子数为0.5mol×2=1mol,C项错误;
D.标准状况下,6.72LNO2的物质的量为0.3mol,与水发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,转移电子数为0.3mol×=0.2mol, D项错误;
答案选B项。
4.在无色透明的强酸性溶液中,下列离子组能大量共存的是( )
A. Na+、K+、OH-、Cl- B. Na+、Cu2+、SO42-、NO3-
C. Mg2+、Na+、SO42-、Cl- D. Ba2+、HCO3-、NO3-、K+
【答案】C
【解析】A、在酸性溶液中OH-不能大量共存,A错误;B、Cu2+在溶液中显蓝色,不能大量共存,B错误;C、Mg2+、Na+、SO42-、Cl-在酸性溶液中不反应,且均是无色的,可以大量共存,C正确;D、在酸性溶液中HCO3-不能大量共存,D错误,答案选C。
5.下列反应的离子方程式中,正确的是( )
A. 用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+
B. 氯气溶于水:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C. 氢氧化钡溶液与稀H2SO4反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓
D. 碳酸钠溶液中逐滴加入少量的盐酸:2H+ + CO32-=CO2↑+ H2O
【答案】A
【详解】A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板,反应的化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,拆成离子方程式为:Cu + 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+,A项正确;
B.此离子方程式错误有两处,一是没标出可逆符号,一是将次氯酸这一弱酸拆写了,正确的离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,B项错误;
C.产物水没有表达在离子方程式中,正确的离子方程式应为:2OH-+Ba2++2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,C项错误;
D.碳酸钠溶液中逐滴加入少量的盐酸,因为H+量少,此时没有气体逸出,生成的是NaHCO3: H+ + CO32-=HCO3-,D项错误;
答案选A项。
6. 配制250mL0.10mol/L的NaOH溶液时,下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )
A. 转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B. 移液前容量瓶中有少量蒸馏水
C. 在容量瓶中进行定容时俯视刻度线
D. 定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面低于刻度,再补充几滴水至刻度
【答案】C
【解析】试题分析:A.转移溶液后,未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容,会导致n减小,溶液浓度偏小,故A错误;
B.定容时还需要添加水,移液前容量瓶里有水对浓度没有影响,故B错误;
C.在容量瓶中进行定容时,俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,浓度偏大,故C正确;
D.定容且把容量瓶倒置摇匀后,发现液面下降,此时有少量溶液残留在玻璃塞和瓶口之间,浓度不变,属于正常现象,但又补充了水,会导致浓度偏小,故D错误;故选C。
7.下列变化中,需加入还原剂才能实现的是( )
A. H2→HCl B. FeCl2→FeCl3 C. CO2→CO D. SO2→SO3
【答案】C
【详解】A.在反应中H元素的化合价由H2中的0价变为HCl中的+1价,化合价升高,失去电子,所以H2作还原剂,需加入氧化剂才能实现,A错误;
B.在反应中Fe元素的化合价由FeCl2中的+2价变为FeCl3中的+3价,化合价升高,失去电子,所以FeCl2作还原剂,需加入氧化剂才能实现,B错误;
C.在反应中C元素的化合价由CO2中的+4价变为CO中的+2价,化合价降低,获得电子,所以CO2是氧化剂,需加入还原剂才能实现,C正确;
D.在反应中S元素的化合价由SO2中的+4价变为SO3中的+6价,化合价升高,失去电子,所以SO2作还原剂,需加入氧化剂才能实现,D错误;
故合理选项是C。
8.自然界中存在的元素大多以化合态存在,而生产和生活中需要许多单质(如金属铁、单质硫、氧气等)。如果要把某元素由化合态变成单质,则它( )
A. 由高价态变为零价 B. 被氧化
C. 被还原 D. 有可能被氧化,也有可能被还原
【答案】D
【分析】元素以化合态存在时,可能为正价,也可能为负价。所含元素化合价升高,该物质被氧化,所含元素化合价降低,该物质被还原。
【详解】A.由化合价变成单质,既可以是高价态变零价,也可能是低价态变为零价,A项错误;
B.如该元素负价变为零价,元素化合价升高,被氧化,如果该元素化合价由正价变为零价,该元素被还原,B项错误;
C.元素也可能被氧化,C项错误;
D.因化合态中元素价态的正、负未知,所以从化合态变为零价,既可能被氧化,也可能被还原,D项正确;
答案选D项。
9.下列说法中不正确的是( )
A. 浓硫酸能与铜反应释放出氢气
B. 浓硫酸能与灼热的木炭反应,生成二氧化碳和二氧化硫
C. 浓硫酸具有吸水性,在实验中常用做干燥剂
D. 冷的浓硫酸可以用铁质容器储存运输
【答案】A
【详解】A.浓硫酸具有强的氧化性与金属反应不产生氢气,反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,A错误;
B.浓硫酸能与灼热的木炭反应,生成二氧化碳和二氧化硫,方程式为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+2H2O,B正确;
C.浓硫酸具有吸水性,所以实验中常用作干燥剂,C正确;
D.冷的浓硫酸遇铁、铝发生钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止反应的进行,D正确;
故合理选项是A。
10.关于NaHCO3的性质,下列说法正确的是( )
A. 热稳定性比Na2CO3大
B. 相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C. NaHCO3只能和酸作用不能和碱作用
D. 和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
【答案】D
【详解】A.NaHCO3不稳定,加热易分解:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,碳酸钠稳定,受热不分解,A错误;
B.常温下,向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体,有碳酸氢钠晶体析出,可知常温时水溶解性:Na2CO3>NaHCO3,B错误;
C.NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体,如与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,也可与碱反应,如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,C错误;
D.分别滴加HCl溶液,反应离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O,HCO3-+H+=H2O+CO2↑,可见:和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸NaHCO3比Na2CO3少,D正确;
故合理选项是D。
11.下列反应中,调节反应物用量或浓度,不会改变反应产物的是( )
A. 硫酸中加入锌粉 B. 二氧化硫通入澄清石灰水
C. HNO3与Cu反应 D. 铁在硫蒸气中燃烧
【答案】D
【分析】A.浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同;
C.Cu与硝酸反应,硝酸浓度不同,反应产物不同;
D. 铁与硫反应产生FeS。
【详解】A. 浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同,浓硫酸和锌反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,稀硫酸和锌反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,A不符合题意;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同,反应为SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,2SO2+Ca(OH)2 =Ca(HSO3)2,B不符合题意;
C. HNO3与Cu反应,浓度不同,产物不同,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;3Cu+8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,C不符合题意;
D.铁在硫蒸气中燃烧,无论哪种物质过量反应都生成FeS,D符合题意;
故合理选项是D。
12.下列实验过程中,没有发生氧化还原反应的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析各装置中可能涉及的化学反应,然后一一判断反应中元素的价态是否发生变化。
【详解】A.在光照的条件下,氯水中的次氯酸见光分解:2HClO2HCl+O2↑,这是一个氧化还原反应,A项不合题意;
B.久置氯水主要成分已是稀盐酸,发酵粉的主要成分之一是NaHCO3:二者发生复分解反应:HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑,B项符合题意;
C.氯水与NaBr溶液发生反应:Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,这是一个置换反应,属于氧化还原反应,C项不符合题意;
D.过氧化钠与水发生反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,这是一个歧化反应,价态明显发生了变化,D项不合题意;
答案选B项。
13.分类方法在化学学科的发展中起到重要的作用。下列分类标准合理的是( )
A. 根据纯净物的元素组成,将纯净物分为单质和化合物
B. 根据溶液导电能力强弱,将电解质分为强电解质、弱电解质
C. 根据酸分子中含有的氢原子个数,将酸分为一元酸、二元酸等
D. 根据反应中的能量变化,将化学反应分为“化合、分解、复分解、置换”四类
【答案】A
【详解】A.依据元素组成是否是一种,纯净物可分为单质和化合物两大类,由一种元素组成的纯净物是单质,不是一种元素组成的纯净物是化合物,A项正确;
B.强、弱电解质是依据电解质在水中是否能完全电离来分的,能完全电离的是强电解质,否则就是弱电解质。溶液的导电性强、弱与离子所带的电荷及离子的浓度有关,比如强电解质的极稀溶液比弱电解质的较浓溶液的导电性差了很多,B项错误;
C.根据每一个酸的分子最多能电离出的氢离子个数,把酸分为一元酸、二元酸及多元酸等。注意并不是依据酸分子中含有的氢原子个数来分的,比如每个醋酸分子含有4个氢原子,但醋酸是一元酸,C项错误;
D.根据反应中的能量变化,将化学反应分为吸热反应和放热反应,将化学反应分为“化合、分解、置换、复分解”等四种基本反应类型,是依据反应物和生成物的种类和数量,D项错误;
答案选A项。
14.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向,其核心是化学反应或化工生产中尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。下列制备硫酸铜方案中,可行且符合“绿色化学”理念的是( )
A. 加热条件下,用铜粉和稀硫酸反应
B. 加热条件下,用铜粉与浓硫酸反应
C. 先灼烧铜粉,再将其与稀硫酸反应
D. 常温条件下,用铜粉与硫酸亚铁反应
【答案】C
【详解】A.因铜排在金属活动性顺序中氢的后面,所以在加热条件下,铜粉和稀硫酸也不反应,A项错误;
B.加热条件下,铜粉和浓硫酸反应,生成了CuSO4同时,还生成了SO2,既造成了污染,也造成了浪费,B项错误;
C.灼烧铜粉,将铜先变成氧化铜:2Cu+O22CuO,然后氧化铜与稀硫酸反应:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,C项正确错误;
D.常温下,铜粉与硫酸亚铁并不反应,D项错误;
答案选C项。
15.氰[(CN)2]的化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间,下列有关反应方程式不正确的是( )
A. (CN)2和NaOH溶液反应:(CN)2+2OH— CN—+CNO—+H2O
B. 向KCN溶液中加入碘水:I2+2KCN 2KI+(CN)2
C. 在NaI和KCN混合溶液中通入少量Cl2:Cl2+2I— 2Cl—+I2
D. NaOH和HCN反应:NaOH+HCNNaCN+H2O
【答案】B
【分析】氰[(CN)2]的化学性质与卤素(X2)很相似,其氧化性介于Br2和I2之间,则可顺利排出氧化性强、弱顺序:Cl2>Br2>(CN)2>I2,所以还原性强、弱顺序为:I->CN->Br->Cl-。在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,据此判断各选项正、误即可。
【详解】A.用Cl2和氢氧化钠的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O类推,将Cl换成CN即可得所给离子方程式,A项正确;
B.从所给的反应式子来看,I2的氧化性大于(CN)2,显然与题给的氧化性强、弱的信息不符,B项错误;
C.在氧化还原反应中,当有多种还原剂时,往往是最强的还原剂优先反应,所以该混合溶液中通入少量Cl2,首先反应的是I-,C项正确;
D.HCN作为一元酸,可以与碱发生中和反应,生成盐和水,D项正确;
答案选B项。
16.对分别盛有不同无色溶液①②③④四支试管进行如下操作,现象和结论对应正确的是( )
操作
现象
结论
A
向①中先滴加BaCl2溶液再滴加HCl溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO42-
B
向②(盛KI−淀粉溶液)中通入少量的Cl2
溶液变蓝色
Cl2与淀粉发生显色反应
C
向③中溶液先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液
溶液变红色
原溶液中含有Fe2+
D
向④中滴加浓NaOH溶液,加热,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸变蓝
原溶液中有NH4+
【答案】D
【详解】A.先加BaCl2,后加盐酸,生成的沉淀除了可能是BaSO4以外,还可能是AgCl沉淀,所以原溶液中可能含有SO42-,也可能含有Ag+,A项错误;
B.结论错误,因为发生反应:Cl2+2I-=2Cl-+I2,生成的碘单质能使淀粉变蓝,B项错误;
C.溶液中如果有Fe3+,也会出现相同的现象。所以要先滴加KSCN溶液,此时无现象,再将双氧水滴入,形成了血红色溶液,说明原溶液中有Fe2+,C项错误;
D.湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明产生了氨气,此氨气由铵根离子与强碱反应后加热而来:NH4++OH- NH3↑+H2O,D项正确;
答案选D项。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、非选择题(本题共5小题,共52分)
17.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图所示是硫及其部分化合物的“价类二维图”, 根据图示回答下列问题:
(1)图中A、B、C、D四种物质中,属于非电解质的是__________(用化学式表示)。
(2)足量B通入紫色石蕊溶液的现象是__________________________;
用一个化学方程式说明B具有还原性_____________________________。
(3)C在反应中既可作氧化剂,又可作还原剂。当它作氧化剂时,理论上其可被还原为__________(填标号)。
A.Na2S B.S C.H2SO3 D.Na2SO4 E.H2SO4
(4)将A与SO2混合,可生成淡黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。
(5)D的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应的化学方程式为_________________,反应中D显示酸性和______________。
【答案】(1). SO2 (2). 溶液变红色 (3). 2SO2+O2 2SO3 (4). AB (5). 1:2 (6). 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑ (7). 强氧化性或氧化性
【解析】
【分析】(1)根据元素的化合价与物质分类可知:A是H2S,B是SO2,C是Na2SO3,D是H2SO4,然后结合物质微粒的构成,判断其属性;
(2)SO2溶于水,发生产生亚硫酸H2SO3;
(3) C是Na2SO3,作氧化剂时会得到电子,元素化合价降低;
(4)A是H2S,H2S与SO2反应,根据反应过程中电子得失数目相等分析;
(5)浓硫酸具有强氧化性,能将金属氧化为相应的盐,它本身被还原为SO2,根据其中S元素化合价分析其作用。
【详解】(1)根据上述分析可知A是H2S,B是SO2,C是Na2SO3,D是H2SO4。H2S的水溶液俗称氢硫酸,是二元弱酸;SO2溶于水,与水反应产生H2SO3,而具有酸性可以导电,但SO2本身不能电离产生离子,属于非电解质;C是Na2SO3,是盐,属于电解质;D是H2SO4是酸,属于电解质,故上述四种物质中属于非电解质的是SO2;
(2)B是SO2易溶于水,溶于水,与水发生反应产生亚硫酸H2SO3,H2SO3具有酸的通性,可以使紫色石蕊试液变为红色;
(3)C是Na2SO3,S元素化合价为+4价,由于+4价处于S元素的最低-2价和最高+6价之间,所以它既有氧化性,也有还原性。当它作氧化剂时,获得电子,变成的价态低于+4价,理论上其可被还原为最低的-2价,也可能被还原变为0价的单质状态。
A.Na2S中S为-2价,有可能被还原产生,A正确;
B.S化合价为0价,有可能被还原产生,B正确;
C.H2SO3中S价态没有变化,不可能发生氧化还原反应,C错误;
D.Na2SO4中S价态为+6价,化合价升高,失去电子,被氧化,Na2SO3作还原剂,不符合题意,D错误;
E.H2SO4中S价态为+6价,化合价升高,失去电子,被氧化,Na2SO3作还原剂,不符合题意,E错误;
故合理选项是AB;
(4) X为H2S,将X为H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,反应方程式为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,在反应中H2S中的硫元素化合价-2价变化S单质的0价,化合价升高,失去电子H2S作还原剂;SO2中+4价变化为S单质的0价,化合价降低,获得电子,SO2作氧化剂,则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(5浓硫酸具有强的氧化性,在加热时遇Cu发生反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑,S元素的化合价由反应前H2SO4中的+6价变为反应后SO2中+4价,化合价降低,,获得电子,H2SO4作氧化剂;还有一部分硫酸元素化合价没有发生变化,硫酸起酸的作用,与金属阳离子结合形成盐,所以在该反应中硫酸的作用是显示酸性和氧化性。
18.铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。
(1)所含铁元素只有还原性的物质是_________。
A.Fe B.FeCl2 C.FeCl3 D.Fe2O3
(2)当人体缺铁时,往往需要吃补铁保健品。人体能够吸收的是+2价的铁,但是+2价的铁很容易被氧化。
①如何检验某固体补铁剂中铁元素已被氧化?写出操作过程、现象及结论。
答:____________________________________________________________________。
②服用维生素C,可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子。由此可推知,维生素C具有________________(填化学性质)。
(3) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:_____Fe(OH)3+_____ClO-+_________=_____FeO42-+_____Cl-+_________
(4)工业上用氯化铁腐蚀铜箔、制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并获得氯化铁晶体,准备采用下列步骤:
回答下列问题:
①试剂a是___________,操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
②滤液X、Z中都有同一种溶质,它们转化为溶液W的离子方程式为___________。
③上述流程中操作III包括________________、________________、过滤、洗涤。
【答案】(1). A (2). 研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变红色,说明已被氧化 (3). 还原性 (4). 2 (5). 3 (6). 4OH- (7). 2 (8). 3 (9). 5H2O (10). 铁(Fe) (11). 漏斗 (12). 2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl- (13). 蒸发浓缩 (14). 冷却结晶
【解析】
【详解】(1)当元素处于最低价态时,只能表现还原性,无氧化性。铁作为金属元素,其化合价最低价为0价,所以答案选A项。
(2)①该问题就是Fe3+的检验问题。因为样品是固体状态,所以我们需要加稀盐酸或稀硫酸溶解,然后滴加KSCN溶液,如出现血红色溶液,说明固体补铁剂中铁元素已被氧化,如无明显现象,说明该固体补铁剂中铁元素尚未被氧化;
②加入维生素C,实现了Fe3+变为Fe2+,发生了还原反应,所以维生素是还原剂,表现了还原性;
(3)题目已给出参加氧化还原反应的微粒和对应的氧化产物和还原产物,所以先分析化合价变化情况,在Fe(OH)3和FeO4-前配2,ClO-和Cl-前配3,保证得失电子守恒。然后考查等号两侧的电荷情况,用左侧加4个OH-配电荷守恒,最后在右侧配5个H2O使H原子守恒。
(4)工业上用氯化铁腐蚀铜箔后,腐蚀废液中主要成分有FeCl3、FeCl2、CuCl2。为了回收铜,需加入还原剂铁使铜从溶液中析出;为同时获得氯化铁,需通过量氯气将FeCl2氧化为FeCl3。
①试剂a为过量的铁。操作I实现了固、液分离,应是过滤操作,实验中需要的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒外,还需要普通漏斗;
②滤液X、Z中都有FeCl2,溶液W是FeCl3溶液,工业上通常通入过量氯气来实现其氧化,发生反应的化学方程式为:2FeCl2+Cl2=2FeCl3,对应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
③上述流程中操作III是从FeCl3溶液中获得晶体的操作。通常需要先蒸发浓缩使溶液成为饱和(或过饱和)溶液,然后降温(冷却)结晶,过滤后再进行洗涤、干燥等。
19.善于归纳元素及其化合物之间的转化关系,对学习元素化合物具有重要意义。现有下列物质:金属铁、钠、镁、氯气、氧气、二氧化硫、二氧化碳、水、NaOH溶液、氨水、HCl溶液、KI溶液、HNO3溶液、FeCl2溶液。根据要求回答问题:
(1)置换反应是中学常见基本反应类型之一。
①写出非金属单质置换出非金属单质的离子方程式______________________。
②写出金属单质置换出非金属单质的化学反应方程式______________________。
(2)“三角转化”是单质及其化合物间常见的转化关系之一。现有如图转化关系:
①若X是一种强碱,a是一种酸性氧化物,则Z为_________盐(填“正”或“酸式”)。
②若Z是一种能够与血红蛋白结合造成人体缺氧的气体,则a的名称为___________。
③若X是常见金属单质,a为含氧酸,则Z中金属元素的化合价为___________
【答案】(1). Cl2+2I-=2C-l+I2 (2). Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(或其他答案如2Na+2H2O =2NaOH+H2↑或2Mg+CO22MgO+C) (3). 正 (4). 氧气 (5). +2
【解析】
【详解】(1)①非金属单质置换出非金属单质,如卤素单质之间的反应,反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl - +I2;
②金属单质置换出非金属单质,如为铁与酸的反应,也可为钠和水的反应,反应的离子方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑等;
(2)①若X是一种强碱,a是一种酸性氧化物,则a为CO2(或SO2),由于酸性氧化物少量,因此与过量强碱反应产生正盐,如NaOH溶液中通入少量CO2气体,发生反应: CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;即Z为正盐;
②若Z是一种能够与血红蛋白结合造成人体缺氧的气体,则X为碳,a为氧气,Y为二氧化碳,Z为CO,所以 a的名称为氧气;
③若X是一种金属单质,a为一种含氧酸,由转化关系可知X为Fe,a为HNO3,Y为Fe(NO3)3,Z为Fe(NO3)2,Z中金属元素的化合价为+2价。
20.氨与硝酸都是氮的重要化合物,在工农业生产中有广泛应用。回答下列问题。
(1)氨气的制备
①氨气制取的发生装置可以选择上图中的_________(填字母),反应的化学方程式为__________。
②选择上图装置组装一套实验装置来收集一瓶干燥的氨气,所选装置的连接顺序为:发生装置→______→______,______→_____→i(按气流方向,用小写英文字母表示)。
③可用如右装置进行氨的喷泉实验,引发喷泉的操作是__________。
(2)如图所示,NH3经一系列反应可以得到HNO3。
①反应①的化学方程式为__________________________。
②产物NO是大气污染物之一。在400℃左右且有催化剂存在的情况下,可用氨将一氧化氮还原为无色无毒气体。该反应的化学方程式_______________________。
【答案】(1). A (2). Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O (3). d (4). c (5). f (6). e (7). 先挤压胶头滴管的水进入圆底烧瓶,再打开止水夹 (8). 4NH3+5O24NO+6H2O (9). 4NH3+6NO5N2+6H2O
【解析】
【详解】(1) ①在实验室中是用铵盐与碱共热制取氨气的,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;反应物都是固体,反应需要在加热条件下进行,为防止产生的水回流,使试管炸裂,所以要选择A装置制取氨气;
②选用A装置制取氨气;然后用C装置干燥氨气;然后选用D装置用向下排空气的方法收集氨气,为防止氨气污染空气,同时要注意防止倒吸现象的发生,最后用F进行尾气处理,按气流方向,用小写英文字母表示连接顺序为a→d→c→f→e→i;
③可用如右装置进行氨的喷泉实验,引发喷泉的操作是先挤压胶头滴管,使其中的水进入圆底烧瓶,然后打开止水夹,烧瓶内氨气溶解在水中,气体压强减小,烧杯内的水在大气压强作用下不断进入烧瓶内,从而形成喷泉;
(2) ①NH3与氧气在催化剂存在时,在加热条件,被氧化产生NO,同时有水生成,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
②在400℃左右且有催化剂存在的情况下,可用氨将一氧化氮还原为无色无毒气体是N2和CO2,根据电子守恒、原子守恒。可得该反应的化学方程式:4NH3+6NO5N2+6H2O。
21.某同学购买了一瓶“84消毒液”,包装说明如下。请根据说明信息和相关知识分析:
(1)该“84消毒液”中,NaClO的物质的量浓度约为_______ mol/L(保留至小数点后一位)
(2)某化学课外活动小组计划使用NaOH溶液制取消毒液,反应原理为:Cl2+2NaOH=NaCl+ NaClO+H2O。制取时,需要多少升4.0mol/L的NaOH溶液才能与2.24L(标准状况下)的氯气恰好完全反应_________。(简要计算过程)
【答案】(1). 4.0mol/L (2). 0.05L
【解析】
【详解】(1)该“84消毒液”主要成分是NaClO,其物质的量浓度为c(NaClO)=mol/L=4.0mol/L;
(2)假设需要4.0mol/L的NaOH溶液VL才能与2.24L标况下的氯气恰好完全反应,根据方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,n(Cl2)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,则需要NaOH的物质的量为n(NaOH)=2n(Cl2)=0.02mol,因此需要NaOH溶液的体积V==0.05L。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题,共48分)
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列说法不正确的是( )
A. 溶液和胶体的本质区别是丁达尔效应
B. 在冶金工业上,金属Mg常用于做还原剂和脱氧剂
C. 对酸性物质的排放加以控制,开发新清洁能源是减少酸雨的有效措施
D. 常温下浓硝酸与铁发生钝化现象,可用铁制容器装运浓硝酸
【答案】A
【详解】A.丁达尔效应属于实验现象,溶液和胶体的本质区别是分散质粒子直径的大小,A项错误;
B.因为金属镁化学性质较为活泼,所以可以用于除氧或做还原剂,B项正确;
C.此处的酸性物质指向硫的氧化物或二氧化氮等,开发新的清洁能源,可以减少硫的氧化物和氮的氧化物的过量排放,从而减少酸雨的产生,C项正确;
D.在常温下,金属铁或铝放入浓硫酸或浓硝酸时,金属表面会迅速形成致密的氧化物保护薄膜,阻止了反应的进一步进行(钝化),所以可用铁制或铝制槽车装运浓硫酸或浓硝酸,D项正确;
答案选A项。
2.我国科学家屠呦呦因发现青蒿素(一种化学物质)而获得2015年诺贝尔奖。下列关于“化学”的说法正确的是( )
A. 分子是化学变化中的最小微粒
B. 现代技术手段可以操纵原子和分子
C. 原子在化学变化中可再分
D. 化学科学只能认识分子
【答案】B
【详解】A.原子是化学变化中的最小微粒,A项错误;
B.现代技术的发展,已可以准确操纵原子和分子,B项正确;
C.原子是化学变化中的最小微粒,在化学反应中原子不可分,C项错误;
D.化学是研究分子、原子变化层次的科学,化学科学不仅研究分子,还研究原子,D项错误;
答案选B项。
3.阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是( )
A. 1g氢气含有NA个H2分子
B. 1mol铁与过量稀盐酸反应生成NA个H2分子
C. 14g由N2与CO组成的混合气体含有的原子数目为0.5 NA
D. 标准状况下,6.72L NO2与水充分反应转移的电子数目为0.1 NA
【答案】B
【详解】A.1g氢气的物质的量为0.5mol,含有0.5NA个氢气分子,A项错误;
B.根据反应方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,盐酸过量,所以铁完全反应,反应消耗1mol铁,生成氢气1mol,B项正确;
C.N2和CO相对分子质量均为28,所以14gN2和CO的混合气体,其物质的量为0.5mol,由于N2和CO都是双原子分子,所以该混合气体中含有的原子数为0.5mol×2=1mol,C项错误;
D.标准状况下,6.72LNO2的物质的量为0.3mol,与水发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,转移电子数为0.3mol×=0.2mol, D项错误;
答案选B项。
4.在无色透明的强酸性溶液中,下列离子组能大量共存的是( )
A. Na+、K+、OH-、Cl- B. Na+、Cu2+、SO42-、NO3-
C. Mg2+、Na+、SO42-、Cl- D. Ba2+、HCO3-、NO3-、K+
【答案】C
【解析】A、在酸性溶液中OH-不能大量共存,A错误;B、Cu2+在溶液中显蓝色,不能大量共存,B错误;C、Mg2+、Na+、SO42-、Cl-在酸性溶液中不反应,且均是无色的,可以大量共存,C正确;D、在酸性溶液中HCO3-不能大量共存,D错误,答案选C。
5.下列反应的离子方程式中,正确的是( )
A. 用FeCl3溶液腐蚀铜线路板:Cu + 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+
B. 氯气溶于水:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
C. 氢氧化钡溶液与稀H2SO4反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓
D. 碳酸钠溶液中逐滴加入少量的盐酸:2H+ + CO32-=CO2↑+ H2O
【答案】A
【详解】A.用FeCl3溶液腐蚀铜线路板,反应的化学方程式为:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,拆成离子方程式为:Cu + 2Fe3+=Cu2+ + 2Fe2+,A项正确;
B.此离子方程式错误有两处,一是没标出可逆符号,一是将次氯酸这一弱酸拆写了,正确的离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,B项错误;
C.产物水没有表达在离子方程式中,正确的离子方程式应为:2OH-+Ba2++2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O,C项错误;
D.碳酸钠溶液中逐滴加入少量的盐酸,因为H+量少,此时没有气体逸出,生成的是NaHCO3: H+ + CO32-=HCO3-,D项错误;
答案选A项。
6. 配制250mL0.10mol/L的NaOH溶液时,下列实验操作会使配得的溶液浓度偏大的是( )
A. 转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
B. 移液前容量瓶中有少量蒸馏水
C. 在容量瓶中进行定容时俯视刻度线
D. 定容后把容量瓶倒转摇匀,发现液面低于刻度,再补充几滴水至刻度
【答案】C
【解析】试题分析:A.转移溶液后,未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容,会导致n减小,溶液浓度偏小,故A错误;
B.定容时还需要添加水,移液前容量瓶里有水对浓度没有影响,故B错误;
C.在容量瓶中进行定容时,俯视刻度线,会导致溶液体积偏小,浓度偏大,故C正确;
D.定容且把容量瓶倒置摇匀后,发现液面下降,此时有少量溶液残留在玻璃塞和瓶口之间,浓度不变,属于正常现象,但又补充了水,会导致浓度偏小,故D错误;故选C。
7.下列变化中,需加入还原剂才能实现的是( )
A. H2→HCl B. FeCl2→FeCl3 C. CO2→CO D. SO2→SO3
【答案】C
【详解】A.在反应中H元素的化合价由H2中的0价变为HCl中的+1价,化合价升高,失去电子,所以H2作还原剂,需加入氧化剂才能实现,A错误;
B.在反应中Fe元素的化合价由FeCl2中的+2价变为FeCl3中的+3价,化合价升高,失去电子,所以FeCl2作还原剂,需加入氧化剂才能实现,B错误;
C.在反应中C元素的化合价由CO2中的+4价变为CO中的+2价,化合价降低,获得电子,所以CO2是氧化剂,需加入还原剂才能实现,C正确;
D.在反应中S元素的化合价由SO2中的+4价变为SO3中的+6价,化合价升高,失去电子,所以SO2作还原剂,需加入氧化剂才能实现,D错误;
故合理选项是C。
8.自然界中存在的元素大多以化合态存在,而生产和生活中需要许多单质(如金属铁、单质硫、氧气等)。如果要把某元素由化合态变成单质,则它( )
A. 由高价态变为零价 B. 被氧化
C. 被还原 D. 有可能被氧化,也有可能被还原
【答案】D
【分析】元素以化合态存在时,可能为正价,也可能为负价。所含元素化合价升高,该物质被氧化,所含元素化合价降低,该物质被还原。
【详解】A.由化合价变成单质,既可以是高价态变零价,也可能是低价态变为零价,A项错误;
B.如该元素负价变为零价,元素化合价升高,被氧化,如果该元素化合价由正价变为零价,该元素被还原,B项错误;
C.元素也可能被氧化,C项错误;
D.因化合态中元素价态的正、负未知,所以从化合态变为零价,既可能被氧化,也可能被还原,D项正确;
答案选D项。
9.下列说法中不正确的是( )
A. 浓硫酸能与铜反应释放出氢气
B. 浓硫酸能与灼热的木炭反应,生成二氧化碳和二氧化硫
C. 浓硫酸具有吸水性,在实验中常用做干燥剂
D. 冷的浓硫酸可以用铁质容器储存运输
【答案】A
【详解】A.浓硫酸具有强的氧化性与金属反应不产生氢气,反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O,A错误;
B.浓硫酸能与灼热的木炭反应,生成二氧化碳和二氧化硫,方程式为:C+2H2SO4(浓)CO2↑+SO2↑+2H2O,B正确;
C.浓硫酸具有吸水性,所以实验中常用作干燥剂,C正确;
D.冷的浓硫酸遇铁、铝发生钝化,生成一层致密的氧化膜,阻止反应的进行,D正确;
故合理选项是A。
10.关于NaHCO3的性质,下列说法正确的是( )
A. 热稳定性比Na2CO3大
B. 相同温度下溶解度比Na2CO3要大
C. NaHCO3只能和酸作用不能和碱作用
D. 和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸比Na2CO3少
【答案】D
【详解】A.NaHCO3不稳定,加热易分解:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O,碳酸钠稳定,受热不分解,A错误;
B.常温下,向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳气体,有碳酸氢钠晶体析出,可知常温时水溶解性:Na2CO3>NaHCO3,B错误;
C.NaHCO3可与酸反应生成二氧化碳气体,如与盐酸反应生成二氧化碳、氯化钠和水,也可与碱反应,如与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,C错误;
D.分别滴加HCl溶液,反应离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O,HCO3-+H+=H2O+CO2↑,可见:和酸反应放出等量的CO2所消耗的酸NaHCO3比Na2CO3少,D正确;
故合理选项是D。
11.下列反应中,调节反应物用量或浓度,不会改变反应产物的是( )
A. 硫酸中加入锌粉 B. 二氧化硫通入澄清石灰水
C. HNO3与Cu反应 D. 铁在硫蒸气中燃烧
【答案】D
【分析】A.浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同;
C.Cu与硝酸反应,硝酸浓度不同,反应产物不同;
D. 铁与硫反应产生FeS。
【详解】A. 浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同,浓硫酸和锌反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,稀硫酸和锌反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,A不符合题意;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同,反应为SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,2SO2+Ca(OH)2 =Ca(HSO3)2,B不符合题意;
C. HNO3与Cu反应,浓度不同,产物不同,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;3Cu+8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,C不符合题意;
D.铁在硫蒸气中燃烧,无论哪种物质过量反应都生成FeS,D符合题意;
故合理选项是D。
12.下列实验过程中,没有发生氧化还原反应的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】分析各装置中可能涉及的化学反应,然后一一判断反应中元素的价态是否发生变化。
【详解】A.在光照的条件下,氯水中的次氯酸见光分解:2HClO2HCl+O2↑,这是一个氧化还原反应,A项不合题意;
B.久置氯水主要成分已是稀盐酸,发酵粉的主要成分之一是NaHCO3:二者发生复分解反应:HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑,B项符合题意;
C.氯水与NaBr溶液发生反应:Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,这是一个置换反应,属于氧化还原反应,C项不符合题意;
D.过氧化钠与水发生反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,这是一个歧化反应,价态明显发生了变化,D项不合题意;
答案选B项。
13.分类方法在化学学科的发展中起到重要的作用。下列分类标准合理的是( )
A. 根据纯净物的元素组成,将纯净物分为单质和化合物
B. 根据溶液导电能力强弱,将电解质分为强电解质、弱电解质
C. 根据酸分子中含有的氢原子个数,将酸分为一元酸、二元酸等
D. 根据反应中的能量变化,将化学反应分为“化合、分解、复分解、置换”四类
【答案】A
【详解】A.依据元素组成是否是一种,纯净物可分为单质和化合物两大类,由一种元素组成的纯净物是单质,不是一种元素组成的纯净物是化合物,A项正确;
B.强、弱电解质是依据电解质在水中是否能完全电离来分的,能完全电离的是强电解质,否则就是弱电解质。溶液的导电性强、弱与离子所带的电荷及离子的浓度有关,比如强电解质的极稀溶液比弱电解质的较浓溶液的导电性差了很多,B项错误;
C.根据每一个酸的分子最多能电离出的氢离子个数,把酸分为一元酸、二元酸及多元酸等。注意并不是依据酸分子中含有的氢原子个数来分的,比如每个醋酸分子含有4个氢原子,但醋酸是一元酸,C项错误;
D.根据反应中的能量变化,将化学反应分为吸热反应和放热反应,将化学反应分为“化合、分解、置换、复分解”等四种基本反应类型,是依据反应物和生成物的种类和数量,D项错误;
答案选A项。
14.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向,其核心是化学反应或化工生产中尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。下列制备硫酸铜方案中,可行且符合“绿色化学”理念的是( )
A. 加热条件下,用铜粉和稀硫酸反应
B. 加热条件下,用铜粉与浓硫酸反应
C. 先灼烧铜粉,再将其与稀硫酸反应
D. 常温条件下,用铜粉与硫酸亚铁反应
【答案】C
【详解】A.因铜排在金属活动性顺序中氢的后面,所以在加热条件下,铜粉和稀硫酸也不反应,A项错误;
B.加热条件下,铜粉和浓硫酸反应,生成了CuSO4同时,还生成了SO2,既造成了污染,也造成了浪费,B项错误;
C.灼烧铜粉,将铜先变成氧化铜:2Cu+O22CuO,然后氧化铜与稀硫酸反应:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,C项正确错误;
D.常温下,铜粉与硫酸亚铁并不反应,D项错误;
答案选C项。
15.氰[(CN)2]的化学性质与卤素(X2)很相似,化学上称之为拟卤素,其氧化性介于Br2和I2之间,下列有关反应方程式不正确的是( )
A. (CN)2和NaOH溶液反应:(CN)2+2OH— CN—+CNO—+H2O
B. 向KCN溶液中加入碘水:I2+2KCN 2KI+(CN)2
C. 在NaI和KCN混合溶液中通入少量Cl2:Cl2+2I— 2Cl—+I2
D. NaOH和HCN反应:NaOH+HCNNaCN+H2O
【答案】B
【分析】氰[(CN)2]的化学性质与卤素(X2)很相似,其氧化性介于Br2和I2之间,则可顺利排出氧化性强、弱顺序:Cl2>Br2>(CN)2>I2,所以还原性强、弱顺序为:I->CN->Br->Cl-。在氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,据此判断各选项正、误即可。
【详解】A.用Cl2和氢氧化钠的反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O类推,将Cl换成CN即可得所给离子方程式,A项正确;
B.从所给的反应式子来看,I2的氧化性大于(CN)2,显然与题给的氧化性强、弱的信息不符,B项错误;
C.在氧化还原反应中,当有多种还原剂时,往往是最强的还原剂优先反应,所以该混合溶液中通入少量Cl2,首先反应的是I-,C项正确;
D.HCN作为一元酸,可以与碱发生中和反应,生成盐和水,D项正确;
答案选B项。
16.对分别盛有不同无色溶液①②③④四支试管进行如下操作,现象和结论对应正确的是( )
操作
现象
结论
A
向①中先滴加BaCl2溶液再滴加HCl溶液
生成白色沉淀
原溶液中有SO42-
B
向②(盛KI−淀粉溶液)中通入少量的Cl2
溶液变蓝色
Cl2与淀粉发生显色反应
C
向③中溶液先滴加H2O2溶液,再滴加KSCN溶液
溶液变红色
原溶液中含有Fe2+
D
向④中滴加浓NaOH溶液,加热,将湿润红色石蕊试纸置于试管口
试纸变蓝
原溶液中有NH4+
【答案】D
【详解】A.先加BaCl2,后加盐酸,生成的沉淀除了可能是BaSO4以外,还可能是AgCl沉淀,所以原溶液中可能含有SO42-,也可能含有Ag+,A项错误;
B.结论错误,因为发生反应:Cl2+2I-=2Cl-+I2,生成的碘单质能使淀粉变蓝,B项错误;
C.溶液中如果有Fe3+,也会出现相同的现象。所以要先滴加KSCN溶液,此时无现象,再将双氧水滴入,形成了血红色溶液,说明原溶液中有Fe2+,C项错误;
D.湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明产生了氨气,此氨气由铵根离子与强碱反应后加热而来:NH4++OH- NH3↑+H2O,D项正确;
答案选D项。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、非选择题(本题共5小题,共52分)
17.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图所示是硫及其部分化合物的“价类二维图”, 根据图示回答下列问题:
(1)图中A、B、C、D四种物质中,属于非电解质的是__________(用化学式表示)。
(2)足量B通入紫色石蕊溶液的现象是__________________________;
用一个化学方程式说明B具有还原性_____________________________。
(3)C在反应中既可作氧化剂,又可作还原剂。当它作氧化剂时,理论上其可被还原为__________(填标号)。
A.Na2S B.S C.H2SO3 D.Na2SO4 E.H2SO4
(4)将A与SO2混合,可生成淡黄色固体。该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_____。
(5)D的浓溶液与铜单质在加热条件下可以发生化学反应,反应的化学方程式为_________________,反应中D显示酸性和______________。
【答案】(1). SO2 (2). 溶液变红色 (3). 2SO2+O2 2SO3 (4). AB (5). 1:2 (6). 2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑ (7). 强氧化性或氧化性
【解析】
【分析】(1)根据元素的化合价与物质分类可知:A是H2S,B是SO2,C是Na2SO3,D是H2SO4,然后结合物质微粒的构成,判断其属性;
(2)SO2溶于水,发生产生亚硫酸H2SO3;
(3) C是Na2SO3,作氧化剂时会得到电子,元素化合价降低;
(4)A是H2S,H2S与SO2反应,根据反应过程中电子得失数目相等分析;
(5)浓硫酸具有强氧化性,能将金属氧化为相应的盐,它本身被还原为SO2,根据其中S元素化合价分析其作用。
【详解】(1)根据上述分析可知A是H2S,B是SO2,C是Na2SO3,D是H2SO4。H2S的水溶液俗称氢硫酸,是二元弱酸;SO2溶于水,与水反应产生H2SO3,而具有酸性可以导电,但SO2本身不能电离产生离子,属于非电解质;C是Na2SO3,是盐,属于电解质;D是H2SO4是酸,属于电解质,故上述四种物质中属于非电解质的是SO2;
(2)B是SO2易溶于水,溶于水,与水发生反应产生亚硫酸H2SO3,H2SO3具有酸的通性,可以使紫色石蕊试液变为红色;
(3)C是Na2SO3,S元素化合价为+4价,由于+4价处于S元素的最低-2价和最高+6价之间,所以它既有氧化性,也有还原性。当它作氧化剂时,获得电子,变成的价态低于+4价,理论上其可被还原为最低的-2价,也可能被还原变为0价的单质状态。
A.Na2S中S为-2价,有可能被还原产生,A正确;
B.S化合价为0价,有可能被还原产生,B正确;
C.H2SO3中S价态没有变化,不可能发生氧化还原反应,C错误;
D.Na2SO4中S价态为+6价,化合价升高,失去电子,被氧化,Na2SO3作还原剂,不符合题意,D错误;
E.H2SO4中S价态为+6价,化合价升高,失去电子,被氧化,Na2SO3作还原剂,不符合题意,E错误;
故合理选项是AB;
(4) X为H2S,将X为H2S与SO2混合,可生成淡黄色固体,反应方程式为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,在反应中H2S中的硫元素化合价-2价变化S单质的0价,化合价升高,失去电子H2S作还原剂;SO2中+4价变化为S单质的0价,化合价降低,获得电子,SO2作氧化剂,则该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(5浓硫酸具有强的氧化性,在加热时遇Cu发生反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+2H2O+SO2↑,S元素的化合价由反应前H2SO4中的+6价变为反应后SO2中+4价,化合价降低,,获得电子,H2SO4作氧化剂;还有一部分硫酸元素化合价没有发生变化,硫酸起酸的作用,与金属阳离子结合形成盐,所以在该反应中硫酸的作用是显示酸性和氧化性。
18.铁及其化合物在日常生产生活中应用广泛,研究铁及其化合物的应用意义重大。
(1)所含铁元素只有还原性的物质是_________。
A.Fe B.FeCl2 C.FeCl3 D.Fe2O3
(2)当人体缺铁时,往往需要吃补铁保健品。人体能够吸收的是+2价的铁,但是+2价的铁很容易被氧化。
①如何检验某固体补铁剂中铁元素已被氧化?写出操作过程、现象及结论。
答:____________________________________________________________________。
②服用维生素C,可使食物中的三价铁离子转化为二价铁离子。由此可推知,维生素C具有________________(填化学性质)。
(3) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂。湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:Fe(OH)3、C1O-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:_____Fe(OH)3+_____ClO-+_________=_____FeO42-+_____Cl-+_________
(4)工业上用氯化铁腐蚀铜箔、制造电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜,并获得氯化铁晶体,准备采用下列步骤:
回答下列问题:
①试剂a是___________,操作I用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________。
②滤液X、Z中都有同一种溶质,它们转化为溶液W的离子方程式为___________。
③上述流程中操作III包括________________、________________、过滤、洗涤。
【答案】(1). A (2). 研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变红色,说明已被氧化 (3). 还原性 (4). 2 (5). 3 (6). 4OH- (7). 2 (8). 3 (9). 5H2O (10). 铁(Fe) (11). 漏斗 (12). 2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl- (13). 蒸发浓缩 (14). 冷却结晶
【解析】
【详解】(1)当元素处于最低价态时,只能表现还原性,无氧化性。铁作为金属元素,其化合价最低价为0价,所以答案选A项。
(2)①该问题就是Fe3+的检验问题。因为样品是固体状态,所以我们需要加稀盐酸或稀硫酸溶解,然后滴加KSCN溶液,如出现血红色溶液,说明固体补铁剂中铁元素已被氧化,如无明显现象,说明该固体补铁剂中铁元素尚未被氧化;
②加入维生素C,实现了Fe3+变为Fe2+,发生了还原反应,所以维生素是还原剂,表现了还原性;
(3)题目已给出参加氧化还原反应的微粒和对应的氧化产物和还原产物,所以先分析化合价变化情况,在Fe(OH)3和FeO4-前配2,ClO-和Cl-前配3,保证得失电子守恒。然后考查等号两侧的电荷情况,用左侧加4个OH-配电荷守恒,最后在右侧配5个H2O使H原子守恒。
(4)工业上用氯化铁腐蚀铜箔后,腐蚀废液中主要成分有FeCl3、FeCl2、CuCl2。为了回收铜,需加入还原剂铁使铜从溶液中析出;为同时获得氯化铁,需通过量氯气将FeCl2氧化为FeCl3。
①试剂a为过量的铁。操作I实现了固、液分离,应是过滤操作,实验中需要的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒外,还需要普通漏斗;
②滤液X、Z中都有FeCl2,溶液W是FeCl3溶液,工业上通常通入过量氯气来实现其氧化,发生反应的化学方程式为:2FeCl2+Cl2=2FeCl3,对应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
③上述流程中操作III是从FeCl3溶液中获得晶体的操作。通常需要先蒸发浓缩使溶液成为饱和(或过饱和)溶液,然后降温(冷却)结晶,过滤后再进行洗涤、干燥等。
19.善于归纳元素及其化合物之间的转化关系,对学习元素化合物具有重要意义。现有下列物质:金属铁、钠、镁、氯气、氧气、二氧化硫、二氧化碳、水、NaOH溶液、氨水、HCl溶液、KI溶液、HNO3溶液、FeCl2溶液。根据要求回答问题:
(1)置换反应是中学常见基本反应类型之一。
①写出非金属单质置换出非金属单质的离子方程式______________________。
②写出金属单质置换出非金属单质的化学反应方程式______________________。
(2)“三角转化”是单质及其化合物间常见的转化关系之一。现有如图转化关系:
①若X是一种强碱,a是一种酸性氧化物,则Z为_________盐(填“正”或“酸式”)。
②若Z是一种能够与血红蛋白结合造成人体缺氧的气体,则a的名称为___________。
③若X是常见金属单质,a为含氧酸,则Z中金属元素的化合价为___________
【答案】(1). Cl2+2I-=2C-l+I2 (2). Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(或其他答案如2Na+2H2O =2NaOH+H2↑或2Mg+CO22MgO+C) (3). 正 (4). 氧气 (5). +2
【解析】
【详解】(1)①非金属单质置换出非金属单质,如卤素单质之间的反应,反应的离子方程式为Cl2+2I-=2Cl - +I2;
②金属单质置换出非金属单质,如为铁与酸的反应,也可为钠和水的反应,反应的离子方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑等;
(2)①若X是一种强碱,a是一种酸性氧化物,则a为CO2(或SO2),由于酸性氧化物少量,因此与过量强碱反应产生正盐,如NaOH溶液中通入少量CO2气体,发生反应: CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;即Z为正盐;
②若Z是一种能够与血红蛋白结合造成人体缺氧的气体,则X为碳,a为氧气,Y为二氧化碳,Z为CO,所以 a的名称为氧气;
③若X是一种金属单质,a为一种含氧酸,由转化关系可知X为Fe,a为HNO3,Y为Fe(NO3)3,Z为Fe(NO3)2,Z中金属元素的化合价为+2价。
20.氨与硝酸都是氮的重要化合物,在工农业生产中有广泛应用。回答下列问题。
(1)氨气的制备
①氨气制取的发生装置可以选择上图中的_________(填字母),反应的化学方程式为__________。
②选择上图装置组装一套实验装置来收集一瓶干燥的氨气,所选装置的连接顺序为:发生装置→______→______,______→_____→i(按气流方向,用小写英文字母表示)。
③可用如右装置进行氨的喷泉实验,引发喷泉的操作是__________。
(2)如图所示,NH3经一系列反应可以得到HNO3。
①反应①的化学方程式为__________________________。
②产物NO是大气污染物之一。在400℃左右且有催化剂存在的情况下,可用氨将一氧化氮还原为无色无毒气体。该反应的化学方程式_______________________。
【答案】(1). A (2). Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O (3). d (4). c (5). f (6). e (7). 先挤压胶头滴管的水进入圆底烧瓶,再打开止水夹 (8). 4NH3+5O24NO+6H2O (9). 4NH3+6NO5N2+6H2O
【解析】
【详解】(1) ①在实验室中是用铵盐与碱共热制取氨气的,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;反应物都是固体,反应需要在加热条件下进行,为防止产生的水回流,使试管炸裂,所以要选择A装置制取氨气;
②选用A装置制取氨气;然后用C装置干燥氨气;然后选用D装置用向下排空气的方法收集氨气,为防止氨气污染空气,同时要注意防止倒吸现象的发生,最后用F进行尾气处理,按气流方向,用小写英文字母表示连接顺序为a→d→c→f→e→i;
③可用如右装置进行氨的喷泉实验,引发喷泉的操作是先挤压胶头滴管,使其中的水进入圆底烧瓶,然后打开止水夹,烧瓶内氨气溶解在水中,气体压强减小,烧杯内的水在大气压强作用下不断进入烧瓶内,从而形成喷泉;
(2) ①NH3与氧气在催化剂存在时,在加热条件,被氧化产生NO,同时有水生成,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;
②在400℃左右且有催化剂存在的情况下,可用氨将一氧化氮还原为无色无毒气体是N2和CO2,根据电子守恒、原子守恒。可得该反应的化学方程式:4NH3+6NO5N2+6H2O。
21.某同学购买了一瓶“84消毒液”,包装说明如下。请根据说明信息和相关知识分析:
(1)该“84消毒液”中,NaClO的物质的量浓度约为_______ mol/L(保留至小数点后一位)
(2)某化学课外活动小组计划使用NaOH溶液制取消毒液,反应原理为:Cl2+2NaOH=NaCl+ NaClO+H2O。制取时,需要多少升4.0mol/L的NaOH溶液才能与2.24L(标准状况下)的氯气恰好完全反应_________。(简要计算过程)
【答案】(1). 4.0mol/L (2). 0.05L
【解析】
【详解】(1)该“84消毒液”主要成分是NaClO,其物质的量浓度为c(NaClO)=mol/L=4.0mol/L;
(2)假设需要4.0mol/L的NaOH溶液VL才能与2.24L标况下的氯气恰好完全反应,根据方程式Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,n(Cl2)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,则需要NaOH的物质的量为n(NaOH)=2n(Cl2)=0.02mol,因此需要NaOH溶液的体积V==0.05L。
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