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通用版2022届高三化学一轮复习强化训练碳硅及其化合物氯及其化合物含解析
展开这是一份通用版2022届高三化学一轮复习强化训练碳硅及其化合物氯及其化合物含解析,共32页。试卷主要包含了下列有关叙述中,不正确的是,下列关于氯气的说法不正确的是等内容,欢迎下载使用。
碳、硅及其化合物 氯及其化合物
1.通过CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料,其过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程I的化学方程式为CH4 + CO2 2CO+ 2H2
B.过程II的化学方程式为CO2 + H2 H2O(g)+CO
C.该技术实现了含碳物质与含氢物质的分离
D. Ni、Fe、CaCO3均是上述过程中用到的催化剂
1.答案:D
解析:由题图可知,过程I的化学方程式为CH4 +CO22CO + 2H2,A项正确;过程II中有催化剂和中间产物,总反应为CO2 + H2H2O(g) +CO,B项正确;该技术的总反应为CH4 +3CO24CO+2H2O(g),实现了含碳物质与含氢物质的分离,C项正确;Ni、Fe3O4、CaO为该过程的催化剂,Fe、CaCO3是该过程的中间产物,D项错误。
2.高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,又称“半导体”材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。它可以按下列方法进行制备:下列说法正确的是( )
A.反应①的化学方程式为
B.反应①②③中每生成或消耗1 mol Si,转移4 mol电子
C.二氧化硅能与氢氟酸反应,而硅不能与氢氟酸反应
D. (沸点31.8℃)中含有少量的 (沸点57.6℃),通过蒸馏(或分馏)可提纯
2.答案:D
解析:二氧化硅与C在高温条件下反应生成Si和CO,不是二氧化碳,A项错误;反应①中每生成1 mol Si转移4 mol 电子,而SiHCl3中Si的化合价是+2,所以反应②③中每消耗或生成1 mol Si,转移2 mol电子,B项错误;二氧化硅与硅都可以与氢氟酸反应,C项错误;SiHCl3与SiCl4的沸点相差较大,所以可通过蒸馏除去SiHCl3中的SiCl4,D项正确。
3.下列有关叙述中,不正确的是( )
A.84消毒液的有效成分是
B.次氯酸盐具有氧化性,故漂白粉可用于漂白织物
C.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
D.向氯水中滴加酸化的溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有离子
3.答案:C
解析:84消毒液的有效成分是,A项正确;
次氯酸盐具有氧化性,漂白粉的有效成分能与空气中的、反应生成,可用于漂白织物,B项正确;
,新制氯水中含有,显酸性,而其含有,具有漂白性,滴加紫色石蕊试液先变红色,然后褪为无色,C项不正确;
氯水中含有离子,能与溶液反应生成白色沉淀,D项正确。
4.在氯水中存在多种分子和离子,它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一定正确的是( )
A.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在
B.加入有色布条,一会儿有色布条褪色,说明溶液中有Cl2分子存在
C.加入盐酸酸化,再加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,说明氯水中有Cl﹣存在
D.氯水放置数天后酸性将减弱
4.答案:A
解析:A. 氯气可溶于水,溶液呈浅黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存在,故A正确;
B. 氯水中含有次氯酸,可使有色布条褪色,故B错误;
C. 加入盐酸,引入氯离子,不能确定氯水中含有Cl−,故C错误;
D. 氯水放置数天,次氯酸不稳定,分解生成盐酸和氧气,溶液酸性增强,故D错误;
故选:A
5.下列关于氯气的说法不正确的是( )
A.氯气有毒,实验室可用氢氧化钠溶液吸收
B.氯气制漂白粉时发生的是氧化还原反应
C.氯气可以使湿润的有色布条褪色
D.铁在氯气中燃烧生成氯化亚铁
5.答案:D
解析:氢氧化钠溶液可与氯气发生反应,可用其吸收氯气,A项正确;
用氯气与石灰乳(氢氧化钙)反应制漂白粉,发生的是氧化还原反应,B项正确;
氯气可以使湿润的有色布条褪色,C项正确;
铁在氯气中燃烧生成氯化铁,D项错误。
6.制备氯水时,下列制备方法最合理的是( )
A. B. C. D.
6.答案:D
解析:A、B项,氯气会逸散到空气中,污染环境;C项,氯气通过饱和氢氧化钠溶液时因发生反应而被消耗;D项,氯气通入水后,再通过饱和氢氧化钠溶液,可以使多余的氯气被吸收,不会造成大气污染,D项最合理。
7.某工厂发生Cl2泄漏,以下应对措施中主要是基于Cl2的物理性质考虑的是( )
A.向被污染的土壤洒石灰
B.向远离污染源的高处撤离
C.用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离
D.来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗
7.答案:B
解析:A.向被污染的土壤洒石灰,氯气与石灰发生化学变化,A错误;
B.氯气密度大于空气,因此向远离污染源的高处撤离利用的是物理性质,B正确;
C.用浸有纯碱溶液的毛巾捂住口鼻迅速撤离,利用的是纯碱能与氯气反应,属于化学变化,C错误;
D.来不及撤离时可用纯碱溶液浸湿的棉被堵好门窗利用的是纯碱能与氯气反应,属于化学变化,D错误,答案选B。
8.陶瓷是火与土的结晶,是中华文明的象征之一,其形成、性质与化学有着密切的关系。下列说法错误的是( )
A.“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,来自氧化铁
B.闻名世界的秦兵马俑是陶制品,由黏土经高温烧结而成
C.陶瓷是应用较早的人造材料,主要化学成分是硅酸盐
D.陶瓷化学性质稳定,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
8.答案:A
解析:氧化铁是红色,不是青色,故A项错误;秦兵马俑是陶制品,其原料是黏土,经过高温煅烧而成,故B项正确;新石器时代就发明了 陶器。陶瓷是以天然的黏土以及矿物为主要原料混合、煅烧而成,主要化学成分是硅酸盐,故C项正确;陶瓷制品的主要成分是硅酸盐,硅酸盐化学性质稳定,耐高温,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化的优点,故D项正确。综上所述,本题正确答案为A。
9.下列关于物质的组成和用途的说法不正确的是( )
A.金刚砂的主要成分是SiC,可作耐高温及耐磨材料
B.铁红的主要成分为FeO,可用于油漆等的着色
C.铝热剂是铝粉和难熔金属氧化物的混合物,可利用铝热反应冶炼难熔金属
D.体积分数为75%的酒精溶液,可用于杀菌消毒
9.答案:B
解析:
金刚砂的主要成分是SiC,SiC的熔点和硬度都很高, 可作耐高温及耐磨材料,故A正确;FeO为黑色粉未,铁红的主要成分为Fe2O3,可用于油漆等的着色,故B错误;铝热反应是铝与某些金属氧化物在高温条件下发生的反应,常用于冶炼高熔点的金属,故C正确;体积分数为75%的酒精溶液可用于杀菌消毒,因为酒精可穿过细菌表面的膜,进入细菌体内,将细菌体内的蛋白质凝固,从而将细菌杀死,故D正确。
10.月球的矿产资源极为丰富,仅月球表面5cm厚的沙上就含有铁单质上亿吨,月球上的主要矿物有辉石()、斜长石()等,下列说法或分析错误的是( )
A. 、是化学式,表示矿物的组成元素及其原子个数比
B.月球上有大量游离态铁是因为月球上铁的活动性比地球上弱
C.从辉石的组成来看,它可被看作复盐
D.斜长石的氧化物形式可表示为
10.答案:B
解析:A.、是物质的化学式,只表示矿物的组成元素及其原子个数比,正确;B.铁单质的活动性是固定不变的,与所在的地点、位置无关,错误;C.复盐是含有一种酸根离子、多种金属阳离子的盐,从辉石的组成来看,含有硅酸根离子、镁离子、钙离子,所以它可被看作复盐,正确;D.按照物质的组成形式,斜长石的氧化物形式可表示为,正确。
11.是一种化工原料,可以制备一系列物质。下列说法正确的是( )
A.图中所有反应都不属于氧化还原反应
B.硅酸盐的化学性质稳定,常用于制作光导纤维
C.可用盐酸除去石英砂(主要成分为)中少量的碳酸钙
D.普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英制成的,其熔点很高
11.答案:C
解析:图中与CaO、、的反应不属于氧化还原反应,与C、Si与、与的反应属于氧化还原反应,A错误;光导纤维的主要成分是而不是硅酸盐,B错误;玻璃没有固定的熔点,D错误。
12.将足量CO2气体通入水玻璃中,然后加热蒸干,再在高温下充分灼烧,最后所得的固体物质是( )
A.硅酸钠 B.碳酸钠、硅酸钠 C.碳酸钠、二氧化硅 D.二氧化硅
12.答案:A
解析:二氧化碳先与水玻璃反应生成硅酸和碳酸氢钠,蒸干灼烧时,硅酸分解成二氧化硅和水,碳酸氢钠分解得到碳酸钠、二氧化碳和水;二氧化硅和碳酸钠在高温下又发生反应,生成二氧化碳和硅酸钠,所以最终所得固体是硅酸钠。
13.我国在催化加氢制取汽油方 面取得突破性进展,转化过程示意图如下:
下列说法不正确的是( )
A.反应①的产物中含有水 B.反应②中只有碳碳键形成
C.汽油主要是的烃类混合物 D.图中a的名称是2-甲基丁烷
13.答案:B
解析:A,通过图示可以得到反应①为,根据原子守恒,得到反应①为,A正确;B,反应②生成的中含有碳氢键和碳碳键,B错误;C,汽油主要是的烃类混合物,C正确;D,通过观察可以发现图中a是,其系统命名法名称为2-甲基丁烷,D正确。
14.下列关于反应的叙述正确的是( )
A.由可推知硅的非金属性比碳强
B.由可推知的酸性比强
C.由 可推知碳的非金属性比硅强
D.由可推知的酸性比强
14.答案:C
解析:本题的易错之处一是根据反应式认为硅的非金属性比碳强,错选A;二是根据反应式、认为的酸性比强,错选B、D。A项,硅的非金属性比碳弱;B、D项,反应均是在非溶液状态下进行的,因此无法判断与的酸性强弱;C项,碳酸与硅酸钠溶液反应生成硅酸说明的酸性比强,由此可知碳的非金属性比硅强,C项正确。
15.实验室模拟工业漂白液(有效成分为NaClO)脱除废水中氨氮()的流程如下:
下列分析正确的是( )
A.①中采用蒸馏的方法精制粗盐水
B.②中阳极的主要电极反应:
C.③中制备漂白液的反应:
D.②、③、④中均发生了氧化还原反应
15.答案:D
解析:A项,蒸馏粗盐水不能制得精制盐水;B项,②中阳极的主要电极反应为;C项,制备漂白液的反应为;D项,②、③、④中氯元素的化合价均发生了变化,均发生了氧化还原反应。
16.自来水厂常用氯气对生活用水进行杀菌消毒。市场上有些不法商贩为牟取暴利.用这样的自来水冒充纯净水 (离子的浓度非常低)出售,给人们的生活造成了一定的 不良影响。在下列化学试剂中.可以用于鉴别这种自来 水和纯净水的是( )
A.酚酞溶液 B.氯化钡溶液
C.氢氧化钠溶液 D.硝酸银溶液
16.答案:D
解析:Cl2消毒过的自来水中含有HC1和HClO用AgNO3溶液即 可鉴别,产生白色沉淀的是自来水,不产生沉淀的是纯净水.
17.某研究性学习小组的同学利用、浓盐酸反应来制取干燥的氯气并验证其有无漂白性,所用装置如图所示(可重复使用,不含制气装置)。下列说法正确的是( )
A.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DACBE
B.按气流流动的先后顺序,装置连接顺序依次为DABAE
C.装置E的主要用途是制备NaClO
D.在实验中使用到装置C且有色布条褪色,则说明氯气有漂白性
17.答案:B
解析:为验证干燥的氯气有无漂白性,就需要使进入B装置中的氯气不含HCl及水蒸气,故应先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气,为防止E装置中水蒸气进入B装置中,在B、E装置之间还应加装一个A装置,尾气用NaOH溶液吸收,A、C错误,B正确;本实验的目的是验证干燥的是否具有漂白性,故不需要使用装置C,且使湿润的有色布条褪色是因为氯气与水反应生成的HClO具有漂白性,D错误。
18.下列有关元素化合物的叙述正确的是( )
A.工业上常将氯气通入澄清石灰水制备漂白粉
B.豆科植物通过根瘤菌吸收空气中氮气的过程是化学变化
C.用溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板是因为铁的金属性比铜强
D.二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液和紫色石蕊试液褪色
18.答案:B
解析:工业上常将氯气通入石灰乳中制备漂白粉,A项错误;豆科植物通过根瘤菌将空气中的氮气转化为植物可吸收的氮的化合物,为化学变化,B项正确;用溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板是因为的氧化性比强,发生的反应为,C项错误;二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,但不能使紫色石蕊试液褪色,D项错误。
19.SO2和Cl2均可用于漂白工业,对于二者的说法正确的是( )
A.利用SO2的漂白性可使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.漂白粉是一种混合物,其有效成分是Ca(ClO)2
C.为便于储存和使用,可用液氯代替氯水漂白干燥棉布上的有色物质
D.为增强漂白效果,可将等物质的量的SO2和Cl2混合使用以达到增强效果的目的
19.答案:B
解析:SO2使酸性KMnO4溶液褪色,利用SO2的还原性,A错误;液氯不能漂白干燥的有色棉布,C错误;SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,失去漂白性,D错误。
20.和均具有漂白性,工业上由气体制取固体的工艺流程如图所示,下列说法错误的是( )
A.通入的空气可将发生器中产生的全部驱赶到吸收器中
B.吸收器中生成的离子方程式为
C.步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
D.工业上将气体制成固体,其主要目的是便于贮存和运输
20.答案:B
解析:在发生器中一定产生气体,通入空气,可以将其吹入吸收器中进行吸收,选项A正确;吸收器中加入浓氢氧化钠溶液,显然其中的反应不可能得到氢离子,正确的离子方程式应为,故选项B错误;冷却结晶得到固体后,应该经过过滤、洗涤、干燥得到产品,选项C正确;气体的贮存和运输都远比固体困难,所以将气体制成固体的主要目的是便于贮存和运输,选项D正确。
21.下列实验操作、现象和结论都正确且有因果关系的是( )
实验操作
现象
结论
A
向溶液中加入少量粉末
产生红褐色沉淀
溶液已变质
B
向酸性溶液中滴加足量的丙烯醇 ()
酸性溶液褪色
丙烯醇中含有碳碳双键
C
向碘水中滴加足量的溶液
碘水褪色
表现还原性
D
向紫色石蕊溶液中加入足量新制氯水
溶液变
红色
新制氯水显酸性
A.A B.B C.C D.D
21.答案:C
解析:具有强氧化性,能氧化, A项错误;醇羟基 也能还原高锰酸钾,从而使酸性溶液褪色,B项错误;向碘水 中滴加足量的溶液,发生反应,作还原剂,表现还原性,C项正确;向紫色石蕊溶 液中滴加足量新制氯水,溶液先变红色,后褪色,现象不正确,D项错误。
22.常见化学品在生活、生产中有着广泛的应用。根据要求,回答下列问题:
(1)已知下表中的物质可用作氧化剂、阻燃剂、干燥剂等。
a
b
c
d
e
浓
液氯
①上述物质的包装标签中有标志的是 (填字母序号,下同),有标志的是 。
②写出上述物质中属于电解质,且溶于水的生成物中有电解质的物质与水反应的离子方程式 。
(2)水泥、玻璃在现代建筑中发挥着重要的作用。制造水泥的主要原料是黏土、 (写名称),普通玻璃的主要成分可表示为,其用氧化物的形式可表示为 。
(3)黄金纯度常以K来表示,纯金为24K,含金量为50%的黄金纯度为12K,则纯度为18K的黄金含金量为 %.
(4)为解决钢化玻璃高强度性能与安全逃离之间的矛盾,可选用一定浓度的氢氟酸处理钢化玻璃面,制作单向 击打易碎的钢化玻璃。用化学方程式表示氢氟酸能腐蚀玻璃的原理: .
22.答案:(l) ①ae; c②
(2)石灰石;
(3)75
(4)
解析:(3)纯度为18K的黄金的含金量为(4)HF与玻璃中的反应生成,反应的化学方程式为
23.二氧化碳是用途非常广泛的化工基础原料,冋答下列问题。
(1)在催化剂存在的条件下,CO2和CH4可以直接转化为乙酸, 在不同温度下乙酸的生成速率变化如图1所示。当温度在250℃ ~ 300℃时,乙酸的生成速率减小的主要原因是________,当温度在300℃~400℃时,________是影响乙酸生成速率的主要因素。
(2)高温下,CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应:C(s)+ CO2(g) 2CO(g)。
①容器为体积可变、压强为p的恒压容器,向其中充入一定量CO2,平衡时,体系中CO2、CO的体积分数与温度的关系如图 2所示。则当温度为t℃时,反应达平衡后,冉向容器中充入等体积的CO2和CO,平衡________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动;当温度为650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为________;
用某物质的平衡压强代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),当温度为925℃时,该反应的化学平衡常数Kp为________ (用含p的式子表示)。
②若向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0.2 mol CO2,在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图3所示。则该反应为________ (填“放热”或“吸热”)反应,某温度下,若向该平衡体系中再充入0.2 mol CO2,反应________ (填“正向”或“逆向”)进行,达到新平衡后,体系中CO的百分含量________(填“变大”“变小”或“不变”)。
23.答案:(1)催化剂的催化活性变低;温度
(2)①不;25.0%; 23.04p;
②吸热;正向;变小
解析:(1)催化剂的催化效率受温度影响,当温度在250℃~300℃时,温度升髙,乙酸的生成速率变慢的主要原因是催化剂的催化活性变低,当温度在300℃~400℃时,温度是影响乙酸 生成速率的主要因素。
(2)①由题图2可知t℃时,平衡体系中CO2 和CO的体积分数相等,则向恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和 CO,平衡不移动。由题图2可知,当温度为650℃时,反应达平衡时, CO的体积分数为40.0% ,设充入CO2的物质的量为a mol,达到平衡时转化了 x mol,利用三段式法进行计算:
C(s) +CO2(g) 2CO(g)
起始/mol a 0
转化/mol x 2x
平衡/mol a – x 2x
=40.0%,解得x=0.25a,可得CO2的平衡转化率为25.0%;925℃反应达平衡时p(CO) =24/25p,p(CO2) =1/25p,Kp =。
②由题图3可知温度升高,平衡正向移动,则该反应为吸热反应;恒温恒容条件下,向平衡体系中再充入0.2 mol CO2,增大了反应物浓度,反应正向进行,再充入CO2相当于增大压强,增大压强,平衡逆向移动,所以达到新平衡后,体系中CO的百分含量变小。
24.下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3是所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H+除外):__________,Mg在元素周期表中的位置:__________,Mg(OH)2的电子式:__________
(2)A2B的化学式为__________,反应②的必备条件是__________,上图中可以循环使用的物质有__________
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料__________(写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:__________
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:__________。
24.答案:(1)r(H+)
(3)SiC; (4)2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
(5).CH3CH2CHO,CH3CHO
解析:(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子为Mg2+、Cl‑、N3-、H+,则离子半径由小到大的顺序为H+
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,结合原子守恒及固体材料具有耐磨性推知,该固体为SiC。
(4)向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,该化合物应为MgSO4,反应的化学方程式为2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O.
(5). 根据利用格氏试剂(RMgBr)制备醇类化合物的合成路线可知,制备,方法一:可利用CH3CH2CHO先与CH3MgBr发生加成反应,再发生酸性水解反应,方法二:利用CH3CHO与CH3CH2MgBr发生加成反应,再发生酸性水解反应。
25.研究CO2在海洋中的转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。
(1) 溶于海水的CO2主要以4种无机碳形式存在,其中占95%,写出CO2溶于水产生的方程式: 。
(2) 在海洋循环中,通过下图所示的途径固碳。
①写出钙化作用的离子方程式: 。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的O2只来自于H2O,用18O标记物质的光合作用的化学方程式如下,将其补充完整: + ===(CH2O)x+x18O2+xH2O
(3) 海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础,测量溶解无机碳,可采用如下方法:
①气提、吸收CO2,用N2从酸化后的还说中吹出CO2并用碱液吸收(装置示意图如下),将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。
②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol/LHCl溶液滴定,消耗ymlHCl溶液,海水中溶解无机碳的浓度= mol/L。
(4) 利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理: 。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是 。
25.答案:(1)CO2+H2OH2CO3,H2CO3 +H+
(2)①Ca2++ 2=== CaCO3↓+ CO2+H2O
②xCO2 2x H218O
(3)① ②
(4)①a室:2H2O-4e-= O2↑+4H+,H+通过阳离子膜进入b室,发生反应:+H+= CO2↑+H2O。
②c室的反应:2H2O+2e-=2OH-+H2↑,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH
解析:(1)考查碳酸的第1步电离:
(2)①根据反应物是,生成物是和CO2,易知本题的反应方程式。 。
②根据元素守恒法,及示踪原子的标记可知方程式中的填空为: 。
(3)①注意酸化的试剂要用硫酸,一定不能用盐酸, 会挥发出来影响后续的滴定。 ②该滴定过程转化的关系式为:
1 1
解得:
所以:
(4)①海水,显碱性,需要中和降低海水的碱性, 室发生阳极反应: ,下降, 平衡右移, 增大, 从室进入室,发生反应: 。 ②中和法,阴极放电, 平衡右移, 增大, 增大, 室的移向室,产生,可用于中和显酸性的海水,再排回大海。
考点:盐类水解、方程式书写、化学实验、化学平衡移动、电解、化学计算等。
26.二氧化氯()是一种新型消毒剂,可用氯酸钠()为原料制备。
(1)隔膜电解法制备的装置示意图如下:
已知:在酸性溶液中比较稳定,在碱性溶液中不能稳定存在。
①产生的电极反应式:________。
②结合反应方程式,简述的产生过程:_________。
(2)过氧化氢还原法制备ClO2:
研究发现Cl-对上述反应有影响,实验记录如下:
加入NaCl
的浓度/()
的生成速率/()
相同时间
10min
30min
60min
产率/%
的量
0
0.0035
0.0124
0.0159
97.12
极微量
1.00
0.0138
0.0162
0.0163
98.79
极微量
①NaCl的主要作用是_______。
②上述反应可能的过程如下:
反应i:
反应ii:
将反应i填写完整。
③进一步研究发现,未添加Cl-时,体系中首先会发生反应生成,反应为:
(反应iii)。
分析反应i、ii、iii的速率大小关系并简要说明理由:_________。
(3)国家规定,饮用水中的残留量不得高于0.8,检测步骤如下:
Ⅰ.取1.0L的酸性水样,加入过量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,使
转化为。加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.用0.0010mol/L溶液滴定步骤I中产生的。
已知:步骤II中发生反应的离子方程式是
①步骤I中发生的氧化还原反应的离子方程式是________。
②当步骤II中出现________(填现象)时,停止滴加溶液,记录其体积为10.00mL。
③上述水样中的残留浓度是______ 。
26.答案:①
②阴极反应:,产生的在溶液中与发生反应:
。一部分逸出,一部分循环反应
(2)①催化剂
②
③反应i较快,反应ii与反应i速率相当或更快,反应iii较慢。
因为产率很高并且的量极微量,并且不添加时起始生成的速率很慢
(3)①
②溶液蓝色恰好消失,30s内不变为蓝色
③0.675
27.“中国芯”的发展离不开单晶硅,四氯化硅是制备高纯硅的原料。某小组拟在实验室用下列装置模拟探究四氯化硅的制备和应用(夹持装置已省略)。
已知有关信息:
①Si +3HClSiHCl3+H2,Si + 2Cl2SiCl4
②SiC14遇水剧烈水解,SiC14的熔点、沸点分别为-70.0 ℃、57.7 ℃
请回答下列问题:
(1)装浓盐酸的仪器名称是_____________。
(2)写出A中发生反应的离子方程式:_____________。
(3)若拆去B装置,可能的后果是______________。
(4)有同学最初将E、F、G装置设计成图11装置,图11装置的主要缺点是__________(写出一个即可)。
(5)已知NH4Cl在高温条件下易分解生成NH3和HCl。利用SiCl4和NH3制备新型无机非金属材料(Si3N4)的装置如图1。写出该反应的化学方程式:_________。利用尾气制备盐酸,宜选择下列装置中的_____________(字母)。
(6)取少量SiCl4产品溶于足量蒸馏水中生成硅酸,该反应的化学方程式为__________。
27.答案:(1)分液漏斗
(2)2 + 10Cl-+16H+=2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O
(3)HCl和Si反应生成SiHCl3和H2,会使产品纯度降低;Cl2和H2混合共热易发生爆炸(写出一个即可)
(4)SiCl4在试剂瓶e中液化,压强减小,烧碱溶液倒吸入试剂瓶f中;烧碱溶液中水蒸气进入产品收集瓶,SiCl4发生水解(写出一个即可)
(5)3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl;c
(6)SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl
解析:(1)区别分液漏斗、长颈漏斗、漏斗。装有浓盐酸的仪器是分液漏斗,以便于控制加入盐酸的量与速率。
(2)KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2、Cl2、KCl和H2O,化学方为2KMnO4 +16HCl=2KCl+2MnCl2 +SCl2↑+8H2O。
(3)依题意,HCl与Si反应生成SiHCl3和H2,H2和Cl2混合共热易发生爆炸。
(4)SiCl4在试剂瓶e中液化,压强减小,烧碱溶液倒吸入试剂瓶f中;NaOH溶液吸收尾气中的SiCl4和Cl2,水蒸气进入产品收集瓶,SiCl4发生水解反应。
(5)SiCl4与NH3反应生成Si3N4和HCl。收集HCl制备盐酸,要防倒吸,选c。
(6)SiCl4遇水剧烈水解生成硅酸,该反应的化学方程式为SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl。
28.多晶硅是制作光伏电池的 关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。
回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与在300℃时反应生成1气体和,放出225kJ热量,该反应的热化学方程式为 。的电子式为 。
Ⅱ.将氢化为有三种方法,对应的反应依次是:
①
②
③
(1)氢化过程中所需的高纯度可用惰性电极电解KOH溶液制备,写出产生的电极名
称 (填“阳极”或“阴极”),该电极反应方程式为 。
(2)已知体系自由能变,时反应自发进行。三个氢化反应的与温度的 关系如图1所示,可知:反应①能自发进行的最低温度是 ;相同温度下,反应②比反应①的小,主要原因是 。
(3)不同温度下反应②中转化率如图2所示。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.B点:
b.A 点>E 点
c.反应适宜温度:480~520℃
(4)反应③的= (用、表示)。温度升高,反应③的平衡常数K (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除、和Si外,还有 (填分子式)。
28.答案:I .
Ⅱ . (1)阴极或
(2)1 000℃ 导致反应②的小
(3)a、c
(4),减小
(5)HC1、
解析:
I .放热焓变为负值,书写热化学方程式时应标明物质状态。
Ⅱ.(1)电解KOH溶液. 为还原产物.则产生的电极为阴极, 电极反应式为。
(2)<0时反应自发进行,由图1可知温度高于1 000℃时反应① 的<0。反应①的、,而反应②的、,相同温度下,对反应的影响较大,故反应①的较反应②大。
(3)根据图2,在温度变化过程中D点转化率最高,为平衡点 B点反应向正反应方向进行: ;a项正确;E点温度比A点高, 正反应速率:A点
(5>从流程图看,除、和Si外,、HCI既是某反应的产 物,又是其他反应的反应物,故、HCl也可以循环使用。
29.某化学兴趣小组利用如图装置制取氯气并探究其有关性质。
(1)装二氧化锰的仪器的名称是 。
(2)正确连接装置后,如何检验A装置的气密性 。
(3)室温下,将多余的用的NaOH溶液完全吸收,对吸收后的溶液进行分析化验,测得其pH等于13(不考虑反应前后溶液的体积变化),和的物质的量浓度之比为5:1,请回答:
①吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为 mol。
②被氧化的氯气的物质的量为 mol。
(4)通二氧化硫和氯气一段时间后,甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色,而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅,试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题。
①试分析甲同学实验过程中,品红溶液不褪色的原因: ,其涉及反应的离子方程式为 。
②你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的? 。
(5)下列装置可用于尾气处理的是(夹持仪器已略去) (填序号)。
(6)请你帮该小组同学设计一个实验,证明装置B中的已被氧化 。
29.答案:(1)圆底烧瓶
(2)用止水夹夹住A、B之间的橡胶管,打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞,向其中注水。若一段时间后,液面不再下降,说明气密性良好;反之,则气密性差
(3)①0.16;②0.03
(4)①控制和按物质的量之比1:1进气;;
②控制和进气的物质的量,使之不相等
(5)d
(6)取少量B中溶液于试管中,向其中滴加稀盐酸至不再产生气体,再向其中滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明B中的亚硫酸钠已被氧化(其他合理答案均可)
解析:(2)用止水夹夹住A、B之间的橡胶管,打开A装置中分液漏斗的活塞与旋塞,向其中注水。若一段时间后,液面不再下降,说明气密性良好,反之,则气密性差。
(3)①反应前NaOH的物质的量为,反应后溶液pH等于13,则反应后氢氧化钠的物质的量浓度为,故反应后NaOH的物质的量为,吸收氯气消耗的NaOH的物质的量为。
②和的物质的量浓度之比为5:1,发生的反应为,则反应掉的氯气的物质的量,其中被氧化的氯气生成和,物质的量为。
(4)①氯气、二氧化硫和水反应生成盐酸和硫酸,盐酸和硫酸没有漂白性,所以控制和按物质的量之比1:1进气,反应的离子方程式为。②让氯气或二氧化硫过量可使品红溶液变得越来越浅,所以控制和进气的物质的量,使之不相等。
(5)广口瓶密闭,且导管没有伸入液面下,故a错误;食盐水不能与二氧化硫和氯气反应,且导管没有伸入液面下,故b错误;浓硫酸不能用来吸收、,故c错误;二氧化硫和氯气都能与氢氧化钠溶液反应,且该装置可防倒吸,所以该装置可用于、的尾气处理,故d正确。
(6)证明已被氧化相当于检验B中溶液中存在硫酸根离子,实验方法为取少量B中溶液于试管中,向其中滴加稀盐酸至不再产生气体,再向其中滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明B中的亚硫酸钠已被氧化。
30.一氧化二氯(Cl2O)是一种氯化剂和氧化剂,极易溶于水,与水反应生成HClO,遇有机物易发生爆炸。利用如图所示装置可制备Cl2O。
已知Cl2O的部分性质如表所示:
熔点
沸点
制备方法
-120.6 °C
2.0°C
2HgO+2Cl2 =Cl2O+HgCl2•HgO
(1)装置甲的作用是为该制备反应提供Cl2,写出该装置中制备Cl2的离子方程式: 。
(2)将上述装置按气流从左到右的顺序完成连接:a→ →j→k→g→f。
(3)装置丁的作用是 ,装置乙中盛放的试剂是 。
(4)装置丙中的烧瓶内盛有玻璃丝,玻璃丝上附着有HgO粉末,其中玻璃丝的作用是 。
(5)装置丙中i接口为玻璃连接装置,而不是橡胶管,其原因是 。
(6)氯气的沸点为-34℃,则装置己中收集到的产物为 (填“固体”“液体”或“气体”)物质。若实验开始前称量装置丙中的玻璃丝与HgO的总质量为ag,实验结束后玻璃丝及其附着物的总质量为bg,则理论上制得Cl2O的质量为 。
30.答案:(1)2+10Cl-+16H+==5Cl2↑+2Mn2++8H2O
(2)e→d→c→b→h→i
(3)除去Cl2中的HCl浓硫酸
(4)增大反应物的接触面积,加快反应速率
(5)橡胶管的主要成分是有机物,与Cl2O作用易发生爆炸
(6)液体;
解析: (1)KmnO4与浓盐酸反应制取Cl2的离子方程式:
2+10Cl-+16H+==5Cl2↑+2Mn2++8H2O
(2)根据题意可知,装置乙中应该盛放浓硫酸,做氯气的干燥装置;装置丙是Cl2O的发生装置;装置丁的作用是除去氯气中的氯化氢;装置戊是尾气处理装置,应放在最后;装置己为Cl2O的收集装置。所以装置的连接顺序应为a-→e→d→c→b→h→i→j→k→g→f。
(4)将HgO粉末附着在玻璃丝上,可以增大反应物的接触面积,加快反应速率。
(5)由题干信息可知,Cl2O遇有机物易发生爆炸,而橡胶管的主要成分是有机物,所以不能用橡胶管。
(6)氯气的沸点是-34℃,而Cl2O的沸点是2.0℃,由于冰水温度是0℃,因此装置己中收集到的产物为液态的一氧化二氯。题目中给出了反应前后玻璃丝及其附着物的总质量,可采用差量法进行计算:
设理论上制得Cl2O的质量为x。
2HgO+2Cl2 =Cl2O+HgCl2•HgO
434 87 489 55
x (b-a)g
;
则理论上制得Cl2O的质量为.
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