高中化学专题3从海水中获得的化学物质专题素养测评含解析苏教版必修1

专题3

一、选择题:共15题,每小题3分,共45分。

1.“神舟七号”宇航员翟志刚成功完成中国历史上首次太空行走,使中国成为第三个独立掌握出舱活动技术的国家。宇航员出舱时,呼吸所需的氧气主要来自太空服中的呼吸面具。下列物质在一定条件下均能产生氧气,其中最适宜作呼吸面具中供氧剂的是              (　　)

A.硝酸  B.过氧化氢  C.氯酸钾  D.过氧化钠

【解析】选D。过氧化钠能与二氧化碳反应,生成碳酸钠和氧气,常用于呼吸面具中的供氧剂;硝酸和双氧水均是液态、易挥发不易贮存,且易伤害人;氯酸钾需要在催化剂存在下加热才能产生氧气,不适宜作呼吸面具中的供氧剂。

2.(2021·广州高一检测)抗疫居家期间,同学们在参与家务劳动的过程中体会到化学知识无处不在。下列劳动与所涉及的化学知识不相符的是              (　　)

【解析】选C。碳酸钙与醋酸反应生成可溶性醋酸钙,所以用白醋除去水壶中的水垢,故A正确;碳酸氢钠不稳定,受热分解生成二氧化碳,所以用小苏打粉作膨松剂焙制糕点,故B正确;次氯酸钠具有氧化性,能够杀菌消毒,所以用含NaClO的84消毒液拖地,故C错误;铝性质活泼易与氧气反应生成致密氧化膜,阻止反应继续进行,所以可以用铝锅烧水、煮饭,故D正确。

3.(2021·信阳高一检测)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热并充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是              (　　)

A.Na2CO3     B.Na2O2、Na2CO3 

C.NaOH、Na2CO3  D.Na2O2、NaOH、Na2CO3

【解析】选A。Na2O2与NaHCO3的混合物受热时,首先是NaHCO3分解:

2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑

2 mol      1 mol 1 mol 1 mol

产生的CO2和H2O均可与Na2O2反应,由于Na2O2与H2O反应生成NaOH,而NaOH又可与CO2反应生成H2O,故可以认为是CO2先与Na2O2反应,CO2耗尽后H2O才开始反应。根据2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2可知,生成的1 mol CO2恰好与1 mol Na2O2完全反应生成Na2CO3,故最终固体产物只有Na2CO3。

4.世界上60%的镁是从海水中提取的,其主要步骤如下:①把贝壳制成生石灰;②在海水中加入生石灰,过滤,洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤;④在氯化氢热气流中加热晶体;⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。

下列说法中,不正确的是 (　　)

A.向最后一次洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净

B.上述变化过程中包括了分解、化合、复分解三种反应类型

C.步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法

D.为节省原料、减少污染,在提取镁的工业流程中使用了物质循环的过程

【解析】选C。A项,因沉淀表面可能含有氯化钙,可检验钙离子,所以向最后一次洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净,正确;B项,①把贝壳制成生石灰:CaCO3CaO+CO2↑,分解反应;②在海水中加入生石灰:CaO+H2OCa(OH)2,化合反应;③在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过滤、洗涤沉淀物,涉及反应:MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2,复分解反应;④将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤:Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O,复分解反应;⑤在氯化氢热气流中加热晶体:MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O,分解反应;⑥电解上述所得盐(熔融条件下):MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,分解反应;上述变化过程中包括了分解、化合、复分解三种反应类型,正确;C项,电解氯化镁水溶液得到氢氧化镁、氢气和氯气,得不到单质镁,错误;D项,根据氯气能污染环境,氯气能与氢气反应制盐酸,盐酸能与氢氧化镁反应制得氯化镁,在提取镁的工业流程中使用了氯气循环的过程,正确。

5.(2021·新乡高一检测)常用氯气给自来水消毒。某学生用自来水配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质的是              (　　)

A.石蕊  B.硝酸银  C.亚硫酸钠  D.氯化铝

【解析】选D。Cl2溶于水,一部分会发生下列反应:Cl2+H2OHCl+HClO。HClO可使石蕊氧化褪色;HCl跟AgNO3反应:AgNO3+HClAgCl↓+HNO3;Cl2氧化Na2SO3:Na2SO3+Cl2+H2O2HCl+Na2SO4;Cl2不能跟AlCl3反应。

6.(2021·柳州高一检测) 将0.15 mol的MnO2与过量的 12 mol·L-1的浓盐酸反应和50 mL 12 mol·L-1的浓盐酸与足量的MnO2反应相比,两者产生的Cl2(其他反应条件相同)              (　　)

A.一样多 B.前者较后者多 C.后者较前者多 D.无法比较

【解析】选B。注意MnO2与浓盐酸的反应过程,当浓盐酸少量时,随着反应的进行,浓盐酸变成稀盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,则依据化学方程式可知,0.15 mol的MnO2与过量的12 mol·L-1的浓盐酸反应,可产生0.15 mol的氯气,50 mL 12 mol·L-1的浓盐酸中HCl的物质的量为0.6 mol,当MnO2足量时,0.6 mol HCl不能反应完全,则产生的氯气小于0.15 mol,B选项正确。

7.下列关于钠及其化合物的说法中不正确的是 (　　)

A.实验后剩余的钠粒,需要放回原试剂瓶中

B.少量的钠可以保存在煤油中,如果露置在空气中会迅速和氧气反应生成过氧化钠

C.钠长期放置在空气中,最终将变成碳酸钠

D.当钠与硫酸铜溶液反应时,有大量蓝色沉淀出现

【解析】选B。因钠活泼,易与水、氧气反应,如在实验室随意丢弃,可能引起火灾,实验时剩余的钠粒可放回原试剂瓶中,A正确;钠性质比较活泼,能和氧气、水反应,露置在空气中会迅速和氧气反应生成氧化钠,B错误;钠放置于空气中变化过程:银白色(钠的真面目)→变暗(生成Na2O)→变白色固体(生成NaOH)→成液(NaOH潮解)→结块(吸收CO2成Na2CO3·10H2O)→最后变成Na2CO3粉末(风化),C正确;钠投入硫酸铜溶液中时,先和水反应生成NaOH和氢气,生成的NaOH再和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,D正确。

8.下列离子方程式正确的是 (　　)

A.澄清石灰水与盐酸反应:H++OH-H2O

B.醋酸溶液与碳酸钠溶液反应:C+2H+CO2↑+H2O

C.金属镁与稀盐酸反应:Mg+2H++2Cl-MgCl2+H2↑

D.氢氧化钡溶液与硫酸镁溶液反应:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓

【解析】选A。A项,Ca(OH)2和HCl都溶于水,化学式都拆开写,正确;B项,醋酸为弱酸,化学式不能拆开,错误;C项,MgCl2溶于水,化学式需拆开,错误;D项,漏掉了Ba2+与S的反应,错误。

9.在粗盐的提纯实验中,下列说法正确的是 (　　)

A.该实验得到的NaCl中无其他任何杂质

B.检验所得NaCl中是否混有BaCl2,可用AgNO3溶液检验

C.该实验基本操作分为溶解、过滤和蒸发三个步骤

D.除去杂质时,不必考虑所加试剂的顺序

【解析】选C。粗盐提纯的实验中只是除去了难溶于水的泥沙,得到的氯化钠中还含有钙离子等杂质,A错误;因为氯化钠也能和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,所以不能用硝酸银检验是否含有氯化钡,B错误;粗盐提纯时先加水溶解,然后过滤出不溶于水的泥沙,再蒸发得到氯化钠,C正确;除去杂质时需要考虑除杂试剂的加入顺序,因为不能引入新的杂质,D错误。

10.(2021·杭州高一检测)如图所示,从A处通入新制备的Cl2,关闭B阀时,C处的红色布条看不到明显现象;当打开B阀后,C处红色布条逐渐褪色。D中装的

是 (　　)

①浓硫酸　②NaOH溶液　③H2O　④饱和NaCl溶液

A.①③   B.②④

C.①②   D.③④

【解析】选C。本题解题关键在于明确HClO有漂白作用,干燥的Cl2不具备漂白作用。应先判断A处通入的Cl2是否带有水蒸气。根据B阀门打开时,红色布条褪色,说明A处Cl2为潮湿的;潮湿的Cl2在B阀关闭时通过D,看不到C处红色布条有明显变化,说明D处溶液吸收了氯气或者吸收了潮湿氯气中的水蒸气。因此正确选项为C。

11.(2021·衡水高一检测)工业海水提溴时,下列操作步骤与目的均正确的是 (　　)

【解析】选C。浓缩海水提高c(Br-),n(Br-)不变,故A错误;通入氯气发生Cl2+2Br-Br2+2Cl-,氧化溴离子,故B错误;溴易挥发,热空气可吹出溴,故C正确;CCl4萃取可分离溴与水溶液,故D错误。

12.(2020·广州高一检测)2020年11月10日,我国载人潜水器“奋斗者”号成功坐底,地球海洋最深处(10 909米),28日胜利返航。金属(Ti)在其中起到了重要作用,工业上由TiO2制金属钛的化学方程式为①TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO,②TiCl4+2MgTi+2MgCl2。下列说法正确的是              (　　)

A.反应①中TiO2是氧化剂 B.反应①中被还原的物质是Cl2

C.反应②中MgCl2是还原产物 D.反应②中氧化剂与还原剂的物质的量比为2∶1

【解析】选B。反应①中Ti元素化合价不变,TiO2不是氧化剂,故A错误;反应①中Cl元素化合价从0变为-1,化合价降低被还原,则被还原的物质是Cl2,故B正确;反应②中Mg元素化合价从0变为+2,化合价升高被氧化,则MgCl2是氧化产物,故C错误;反应②中TiCl4为氧化剂,Mg为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量比为1∶2,故D错误。

13.(2021·成都高一检测)实验室用MnO2与浓盐酸加热反应制备氯气,其化学反应方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O

为制备纯净干燥的氯气,设计制备装置如图。下列有关说法错误的是 (　　)

A.含有4 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2充分反应,生成22.4 L的Cl2(标准状况)

B.乙装置中盛装的是饱和氯化钠溶液,作用是除去氯气中混有的氯化氢

C.戊装置中盛装的是NaOH溶液,其作用是吸收尾气

D.可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气是否收集满

【解析】选A。随反应进行,盐酸变稀,稀盐酸不与MnO2充分反应,由MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,可知n(Cl2)<4 mol×=1 mol,故标准状况下生成Cl2的体积小于22.4 L,故A错误;饱和氯化钠溶液可以降低氯气的溶解度,吸收氯气中混有的氯化氢,故B正确;氯气有毒,直接排放会污染空气,氯气能与氢氧化钠溶液反应,故戊装置中盛装的是NaOH溶液,用于吸收尾气,故C正确;氯气能够氧化碘离子生成单质碘,淀粉遇碘变蓝,可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气是否收集满,故D正确。

14.(2021·南充高一检测)有关海水资源的开发利用中,各工业体系的某项操作叙述错误的是              (　　)

【解析】选A。氧化镁熔点高,镁工业:制备单质镁是电解熔融的氯化镁得到金属镁,故A错误;溴工业:制备单质溴,向含有溴单质的水溶液中通入空气和水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的,故B正确;淡水工业:制备蒸馏水,利用太阳能,提供热量可使海水蒸发,冷却得到淡水,所以用太阳能将海水蒸发再液化得到初步的淡水,故C正确;氯碱工业是电解饱和食盐水得到氢氧化钠、氯气和氢气,氯气和氢氧化钙反应得到漂白粉,即用电解得到的Cl2和石灰乳混合反应得到漂白粉,故D正确。

15.(2021·湖南适应性测试)已知反应:2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,下列关于该反应说法错误的是              (　　)

A.氧化性:NaClO3>Cl2 

B.当反应中有2 mol e-转移时,被氧化的HCl为4 mol

C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2 

D.产物ClO2和Cl2都可以用于自来水消毒杀菌

【解析】选B。A项:在2NaClO3+4HCl 2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O反应中,氯酸钠中氯元素的化合价降低被还原作氧化剂,对应的ClO2是还原产物,氯化氢中氯元素的化合价升高被氧化作还原剂,对应的Cl2是氧化产物,在同一个氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则氧化性:NaClO3>Cl2,故A正确;B项:当反应中有2 mol e-转移时,氯化氢中氯元素的化合价由-1价升高到0价,则被氧化的HCl为2 mol,故B错误;C项:Cl2是氧化产物,ClO2是还原产物,由方程式2NaClO3+4HCl 2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O 可知,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,故C正确;D项:产物ClO2和Cl2都具有氧化性,可以用于自来水消毒杀菌,故D正确。

二、非选择题:共4题,共55分。

16.(14分)Ⅰ.过氧化钠是一种淡黄色固体,能与水反应,常用在呼吸面具和潜水艇里作为氧气的来源,还可用作熔矿剂,使某些不溶于酸的矿物分解。用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末,置于石棉网上,往脱脂棉上滴水,可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。

请回答:(1)由实验现象所得出的有关过氧化钠与水反应的结论是

a.有氧气生成;b.______________________________。 

(2)某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验,以证明上述结论。

①用以验证结论a的实验方法是____________________; 

②用以验证结论b的实验方法是____________________。 

Ⅱ.日常生活中,经常用到苏打(又叫纯碱)和小苏打两种物质。

(1)下列有关苏打和小苏打的叙述中不正确的是________(填字母,下同)。 

A.苏打和小苏打都易溶于水

B.在受热的条件下,苏打比小苏打稳定

C.苏打和小苏打中分别滴加等浓度的盐酸,苏打放出气体的速率比小苏打慢

D.相同质量的苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应,苏打放出的气体比小苏打多

(2)欲除去小苏打溶液中少量的苏打杂质,加入的物质最适宜的是________。 

A.过量的二氧化碳   B.足量的盐酸 

C.适量的NaOH溶液  D.适量的Ca(HCO3)2溶液

(3)欲除去苏打粉中的小苏打杂质的方法是________。 

A.加入盐酸 B.通入二氧化碳  C.加热  D.加入氢氧化钙

【解析】Ⅰ.(1)脱脂棉能燃烧除了有氧气外,必须要达到其着火点,可判断过氧化钠和水反应放热。

(2)反应中生成的氧气可以使带火星的木条复燃;温度升高,容器内气体会膨胀,将导管q浸入水中,反应过程中导管口有气泡冒出。

Ⅱ.根据Na2CO3和NaHCO3的相互转化关系得知,除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3,可采取往溶液中通入过量的二氧化碳的方法;除去Na2CO3固体中混有的NaHCO3的简易方法是加热。

答案:Ⅰ.(1)反应放热　(2)①将带火星的木条靠近p处,木条复燃,证明有氧气生成　②将q连接导管后插入水中,有气泡冒出,证明反应放热

Ⅱ.(1)D　(2)A　(3)C

17.(13分)海水是一个巨大的资源宝库,如图是从海水中提取镁的流程图。

(1)①～⑤中,属于氧化还原反应的是________(填序号)。 

(2)请写出反应②的离子方程式__。 

(3)在用上述方法提镁的过程中,采取了哪些措施来提高经济效益?

①________________________________; 

②________________________________。 

【解析】(1)从图上可以看出,反应③、④均无化合价变化,另外,反应①为氢氧化钙与氯化镁反应,②为氢氧化镁与稀盐酸反应,⑤为电解熔融状态的氯化镁制镁,只有⑤有化合价变化。(2)离子方程式为Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O。(3)为了充分利用原料,上述电解氯化镁得到的氯气循环到盐酸厂用于制盐酸;另外,利用贝壳为原料制取氧化钙,既节约了原料,又节约了运输成本。

答案:(1)⑤

(2)Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O

(3)①氯气等原料循环再利用　②就地取材,利用贝壳制氧化钙

18.(14分)(1)按如图所示操作,充分反应后:

①Ⅰ中发生反应的离子方程式为________________________________; 

②Ⅱ中铜丝上观察到的现象是__________________________________; 

③结合Ⅰ、Ⅱ实验现象可知Fe2+、Cu2+、Ag+的氧化性由强到弱的顺序为__。 

(2)某一反应体系中有反应物和生成物共5种物质:S、H2S、HNO3、NO、H2O。

该反应中还原产物是________; 

若反应方程式中转移了0.3 mol电子,则氧化产物的质量是________g。 

(3)将少量Cl2通入FeBr2的溶液中,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,这个事实说明具有还原性的粒子还原性强弱为__________________________________。 

【解析】(1)铁与CuSO4溶液发生反应:Fe+Cu2+Fe2++Cu,氧化性Cu2+>Fe2+,Cu与AgNO3溶液发生反应Cu+2Ag+Cu2++2Ag,Ag附着在铜丝的表面,氧化性Cu2+<Ag+,故氧化性Ag+>Cu2+>Fe2+。

(2)由于HNO3中的N为+5价,为氮元素的最高化合价,只具有氧化性,H2S中的S为-2价,只具有还原性,故此反应为HNO3+H2SS↓+NO+H2O,还原产物为NO,氧化产物为S,其中H2,转移2 mol e-生成32 g S,故转移0.3 mol e-时,得到S的质量为4.8 g。

(3)Fe2+、Br-均具有还原性,当通入少量Cl2时,只有Fe2+被氧化,说明还原性Fe2+>Br->Cl-。

答案:(1)①Fe+Cu2+Fe2++Cu　②红色铜丝上有银白色金属附着　③Ag+>Cu2+>Fe2+

(2)NO　4.8　(3)Fe2+>Br->Cl-

19.(14分)(2021·扬州高一检测)下面是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(部分夹持仪器已略)。已知:卤素单质的氧化性:Cl2>Br2>I2,如:Cl2+2NaBrBr2+2NaCl。

(1)装置B中饱和食盐水的作用是__。 

(2)装置D的作用是验证氯气是否具有漂白性,为此D中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是________(填字母编号)。 

(3)设计装置F的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后,打开E中活塞,将装置E中少量溶液加入装置F中,振荡,观察到的现象是______________________________________,该现象__________(填“能”或“不能”)说明溴单质的氧化性强于碘单质,原因是__。 

(4)实验室也可以用高锰酸钾和浓盐酸反应来制备氯气,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。

①在化学方程式上用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目______________________________________。 

②在该反应中,浓盐酸表现出来的性质是__________________(填“氧化性”“还原性”“酸性”或“碱性”等)。 

③上述反应中,有126.4 g的KMnO4参加反应,若将生成的氯气全部通入足量的石灰乳中,理论上可得到次氯酸钙的质量为________g;制得的漂白粉应密封保存,原因是__________________________________(用化学方程式表示)。 

【解析】(1)装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中混有的HCl气体;

(2)装置D的作用是验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ中为湿润的有色布条,Ⅱ中吸收水,Ⅲ中为干燥的有色布条,只有d合理;

(3)反应一段时间后,打开E中活塞,将装置E中少量溶液加入装置F中,振荡,观察到的现象是F中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色,下层无色,该现象不能说明溴单质的氧化性强于碘单质,原因是过量的Cl2也能将I-氧化为I2;

(4)①锰元素的化合价降低、氯元素的化合价升高,用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目为;

②在该反应中,浓盐酸表现出来的性质是还原性和酸性;

③上述反应中,有126.4 g的KMnO4参加反应,若将生成的氯气全部通入足量的石灰乳中,氯气与石灰乳反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,理论上可得到次氯酸钙的质量为×××143 g·mol-1=143 g;制得的漂白粉应密封保存,原因是次氯酸钙溶液和空气中的水和二氧化碳反应,Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO,而生成的次氯酸易分解,导致漂白粉失效。

答案:(1)除去Cl2中混有的HCl气体　(2)d　(3)F中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色,下层无色　不能　过量的Cl2也能将I-氧化为I2

(4)①

②还原性、酸性　③143

Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3+2HClO