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苏教版高中化学必修第一册3从海水中获得的化学物质提升训练含解析
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专题3 从海水中获得的化学物质
注意事项 1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1.(2021辽宁辽南协作体高一上期中)在抗击新冠病毒过程中,需要使用大量消毒剂,下列关于含氯消毒剂的说法正确的是 ( )
A.为了使消毒效果更好,可以把漂白粉和洁厕灵一起使用
B.漂白粉的有效成分是次氯酸钙和氯化钙
C.工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
D.向暴露在空气中的漂白粉中滴入盐酸可能有二氧化碳气体生成
2.(2021江苏启东中学高一上月考)下列关于钠的叙述中,正确的是 ( )
A.密度比水大,比煤油小
B.金属钠着火时,立即用大量水扑灭
C.能与水发生化学反应生成氧气
D.做实验剩余的金属钠不能直接丢弃在废液缸中
3.(2021江苏邗江中学高一上期中)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈如图变化:
关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是 ( )
A.H+、HClO、Cl2 B.H+、ClO-、Cl-
C.HCl、ClO-、Cl- D.Cl-、HClO、Cl2
4.(2021江苏启东高一上期中)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 ( )
A.Na2CO3溶液呈碱性,可用于治疗胃酸过多
B.Na熔点低,可用于高温下与TiCl4反应制备Ti
C.NaHCO3能与碱反应,可用作焙制糕点的膨松剂
D.Na2O2能与水、CO2反应放出O2,可用作供氧剂
5.(2021河南省实验中学高一上期中)将过氧化钠投入下列溶液中,恢复至原温度时,会有白色物质析出的是 ( )
A.饱和CuSO4溶液 B.饱和石灰水 C.生理盐水 D.稀盐酸
6.(2021辽宁协作校高一上第一次联考)下列解释事实或实验现象的离子方程式不正确的是 ( )
A.用醋酸除去锅炉中的水垢(主要成分为CaCO3):CO32-+2H+ H2O+CO2↑
B.服用胃药(有效成分为氢氧化铝)治疗胃酸过多:Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O
C.用澄清石灰水调节由硝酸引起的酸性废水至中性:H++OH- H2O
D.用稀盐酸除铁锈,得到黄色溶液:Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O
7.(2021广东佛山第一中学高一上期中)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是 ( )
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
8.(2021河南豫西名校高一上第一次联考)某实验小组从富含NaBr的工业废水中提取Br2的过程主要包括:氧化、萃取、分液、蒸馏等步骤。已知:①Cl2和Br2都有毒性;②蒸馏时各组分的沸点差异越大,分离效果越好;③可能用到的装置和数据如下。
物质
Br2
CCl4
乙苯
密度(g/cm3)
3.12
1.60
0.87
沸点(℃)
58.8
76.8
136.2
下列说法错误的是 ( )
A.⑥的作用是减少Br2的挥发,防止污染空气
B.用③进行萃取时,选择乙苯比CCl4更合理
C.乙苯和CCl4萃取Br2时现象都是分层,上层无色,下层橙色
D.④中温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口平齐
9.(2021安徽安庆高一上期中)下列对于反应2KClO3+I2 2KIO3+Cl2↑的叙述中正确的是 ( )
A.该反应属于置换反应 B.氧化性:I2>KClO3
C.还原性:KClO3>I2 D.还原剂为KIO3,氧化剂为I2
10.(2021江苏扬州中学高一上期中)少量Cl2通入NaOH稀溶液后所得的溶液中,主要含有Na+、Cl-、ClO-、OH-四种离子(除水分子外,其他微粒忽略不计),已知溶液中c(Na+)=0.03 mol·L-1、c(Cl-)=0.01 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为 ( )
A.0.03 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.0.01 mol·L-1 D.0.005 mol·L-1
11.(2021江苏徐州高一上期中)下列反应可以应用于工业生产的是 ( )
A.氯气与NaOH溶液反应生产漂白粉
B.钠在氯气中燃烧生产食盐
C.H2O2和二氧化锰共热制取氧气
D.用氯碱工业所得氢气和氯气制取盐酸
12.(2021辽宁六校协作体高一上联考)已知下列实验事实:
①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液;
②将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝;
③向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化可得K2Cr2O7溶液。
下列判断不正确的是 ( )
A.化合物KCrO2中Cr元素为+3价
B.实验①证明Cr2O3是两性氧化物
C.实验②证明氧化性:Cr2O72-
13.(2021北京朝阳高一上期末)小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀
②烧杯中溶液pH变化如下
蒸馏水
0.05 mol·L-1 Na2CO3溶液
0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液
已知:pH越大,c(OH-)越大,溶液碱性越强。
下列说法不正确的是 ( )
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ的pH曲线重合,说明CO32-与OH-不反应,Ⅱ中发生反应:CO32-+Ca2+ CaCO3↓
C.比较Ⅲ与Ⅱ的pH曲线,说明HCO3-与OH-反应,Ⅲ中初期发生反应:HCO3-+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O
D.Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,溶液pH=7
14.[2021江西赣州十五县(市)十六校高一上期中联考]向如图装置中的CuSO4溶液中分别加入X粉末使其恰好完全反应,有下列实验现象。
序号
装置
X粉末
现象
Ⅰ
BaCl2
溶液蓝色不变,有白色沉淀生成,溶液导电能力无明显变化
Ⅱ
NaOH
溶液蓝色褪去,有蓝色沉淀生成,溶液导电能力无明显变化
Ⅲ
Ba(OH)2
溶液蓝色褪去,有两种沉淀生成,溶液导电能力减弱
下列说法不正确的是 ( )
A.实验Ⅰ中现象说明,发生了反应Ba2++SO42- BaSO4↓
B.由实验Ⅱ中现象推知,反应后溶液中的溶质为Na2SO4
C.实验Ⅲ中现象说明,发生了反应Ba2++2OH-+Cu2++SO42- BaSO4↓+Cu(OH)2↓
D.若将烧杯中的CuSO4溶液换成稀H2SO4,再进行实验Ⅲ,则实验现象为生成白色沉淀,且溶液导电能力无明显变化
15.(2021江西九江六校高一上期中)某离子反应涉及H2O、ClO-、NH4+、OH-、N2、Cl-等微粒,随着反应的进行,N2、Cl-的物质的量逐渐增加,下列说法不正确的是 ( )
A.发生的离子反应:3ClO-+2NH4++2OH- N2↑+3Cl-+5H2O
B.该反应转移6 mol电子时,生成22.4 L的氮气
C.还原产物与氧化产物的物质的量之比为3∶1
D.检验还原产物Cl-的方法:取少量该溶液于试管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液观察是否产生白色沉淀
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(10分)(2021湖南长沙第一中学高一上期中)氯水中含有多种成分,因而具有多种性质。根据新制氯水分别与如图四种物质发生的反应回答问题(重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)久置的氯水变质,原因是 (用化学方程式表示)。
(2)b过程中有气泡产生,反应的离子方程式是 。
(3)e过程中所发生的主要反应的化学方程式为 。
(4)d的现象为 。
(5)世界环保联盟建议采用具有强氧化性的广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2),我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气通入填有固体氯酸钠(NaClO3)的柱内制得ClO2和另一种有漂白性的物质。这一反应的化学方程式是 。
17.(10分)(2021河南实验中学高一上期中)根据化学反应:①2Fe3++2I- 2Fe2++I2、②Br2+2Fe2+ 2Fe3++2Br-、③Cl2+2Br- 2Cl-+Br2、④KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2↑+3H2O,回答下列问题:
(1)判断下列离子的还原性由强到弱的顺序是 。
A.Cl->Br->Fe2+>I- B.I->Fe2+>Br->Cl-
C.Br->I->Fe2+>Cl- D.Fe2+>Cl->I->Br-
(2)反应④中,标准状况下当生成67.2 L的Cl2时,反应过程中转移电子的物质的量为 。
(3)依据题中信息,判断下列物质难以稳定存在的是 。
A.FeI2 B.FeI3 C.FeCl2 D.FeBr3
(4)新制氯水中所含的分子有 (用分子式表示),有同学认为久置的氯水里所含的物质没有氧化性,你是否支持此观点,如果不支持,请用化学方程式予以解释: ;如果支持,此空不作答。
18.(14分)(2021江苏扬州中学高一上期中)如图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+2NaBr Br2+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,因此D中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是 (填字母编号)。
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
a
干燥的有色布条
碱石灰
湿润的有色布条
b
干燥的有色布条
无水氯化钙
湿润的有色布条
c
湿润的有色布条
碱石灰
干燥的有色布条
d
湿润的有色布条
无水氯化钙
干燥的有色布条
(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 。
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)。
19.(9分)(2021湖南娄底高一上期中)为了探究“二氧化碳是否要在水存在下才能和过氧化钠反应”。探究小组的同学们设计了如图实验装置,分别进行甲、乙两次实验。
实验甲:干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2,在试管Ⅰ内装入试剂X后,打开K1和K2,通入CO2,几分钟后,将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且Ⅱ中的固体淡黄色没有变化。
实验乙:潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且Ⅱ中的固体淡黄色变为白色。
试回答下列问题:
(1)在实验甲中,试剂X是 ,其作用是 ;在实验乙中,试剂Y是 。
(2)根据上述两个实验现象,得到的结论是 。
(3)实验乙中有15.6 g的Na2O2参加反应,则转移的电子数目为 。
(4)为确保该实验的准确性,制备CO2所用的反应物最好选用 (填编号)。
A.大理石 B.小苏打 C.盐酸 D.稀硫酸
20.(12分)(2021四川射洪中学高一上月考)为了测量NaHCO3和Na2CO3混合物中Na2CO3的质量分数,某小组进行了如下实验。
方案一:有人设计了如下的装置。准确称取混合物样品m g盛于试管B中并连接装置,其中C、D为玻璃管,C带有刻度,回答下面有关小题。
(1)A装置的名称为 。
(2)C、D装置中的溶液应该选下列中的 (填序号)。
a.NaOH饱和溶液 b.蒸馏水
c.碳酸钠饱和溶液 d.碳酸氢钠饱和溶液
A中选用的试剂为稀H2SO4而不是稀盐酸的原因是 。
(3)实验结束读数之前,要进行的操作是 。
方案二:有同学经过思考提出,还可以通过如下方法测定组成,步骤为:
①称取一定量的混合物样品;
②并向其中逐滴滴入0.100 0 mol/L稀盐酸,记录生成的气体体积和滴入盐酸体积,如图所示:
(4)则生成的CO2在标准状况下的体积为 mL,该混合物中Na2CO3的质量分数为 。
答案全解全析
1.D 漂白粉中的次氯酸钙能和盐酸反应生成Cl2,危害人类生命安全,A项错误;漂白粉的有效成分为次氯酸钙,主要成分为次氯酸钙和氯化钙,B项错误;澄清石灰水的浓度较低,工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉,C项错误;暴露在空气中的漂白粉会和空气中的水和二氧化碳反应生成碳酸钙,滴入盐酸,盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,D项正确。
2.D 金属钠的密度比水小,比煤油大,A项错误;金属钠能够与水反应产生H2,并且反应放出热量会加速钠的燃烧,所以金属钠着火时,要用大量沙子掩埋,不能用水扑灭,B项错误;金属钠能与水发生化学反应生成氢气,C项错误;金属钠能够与水反应产生H2,所以做实验剩余的金属钠不能直接丢弃在废液缸中,D项正确。
3.A 氯气与水反应生成HCl、HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,则将氯气持续通入紫色石蕊试液中先变红后褪色,最后形成饱和氯水,显浅黄绿色为溶解的氯气分子,因此溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是H+、HClO、Cl2,A项正确。
4.D 碳酸钠溶液虽然可以中和胃酸,但其碱性较强,易对人体造成伤害,一般用碳酸氢钠治疗胃酸过多,A项错误;Na可以用于高温下与TiCl4反应制备Ti是因为Na的强还原性,与其低熔点无关,B项错误;碳酸氢钠可以与酸反应生成二氧化碳,且受热易分解产生二氧化碳,所以可用作膨松剂,与其能与碱反应无关,C项错误;因为Na2O2能与水、CO2反应放出O2,所以常用作供氧剂,D项正确。
5.B 将过氧化钠投入饱和CuSO4溶液,首先发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,产生的NaOH再与溶质CuSO4发生反应:CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4,因此产生的是Cu(OH)2蓝色沉淀,A项错误;将过氧化钠投入饱和石灰水中,发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,消耗溶剂水,导致Ca(OH)2溶解量减少,当恢复至原温度时,会有Ca(OH)2白色物质析出,B项正确;生理盐水是0.9%的NaCl溶液,向其中加入过氧化钠,发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,消耗溶剂水,使溶液浓度增大,但由于溶液浓度较小,反应后仍然是不饱和溶液,因此无沉淀析出,C项错误;将过氧化钠投入稀盐酸中,会发生反应:2Na2O2+4HCl 4NaCl+2H2O+O2↑,无沉淀析出,D项错误。
6.A 碳酸钙不溶于水,在离子方程式中不能拆,CH3COOH为弱酸,在离子方程式中不拆,A项错误;胃酸主要成分是盐酸,与氢氧化铝反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O,B项正确;澄清石灰水、硝酸均是可以拆分的物质,所以离子方程式为H++OH- H2O,C项正确;铁锈的成分为Fe2O3,加盐酸反应后产物为FeCl3,溶液颜色为黄色,所以离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O,D项正确。
7.B HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,A项错误;由实验可知,滴加氯水的区域变白色,而周围变成红色,可说明H+的扩散速度比HClO分子快,B项正确;HClO的漂白不可逆,实验后的pH试纸加热不会恢复原来的颜色,C项错误;久置的氯水主要成分为盐酸,无漂白性,D项错误。
8.C 根据材料可知溴有毒且有挥发性,不能排放到环境中,装置⑥用冰水浴减少挥发,防止污染空气,A项正确;根据溴、乙苯和CCl4的沸点可知,溴与乙苯的沸点差异较大,用乙苯萃取溴便于后续提纯,B项正确;乙苯的密度比水小,萃取后现象为上层橙色,下层无色,C项错误;蒸馏时为了测定馏出物沸点,温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口平齐,D项正确。
9.A 2KClO3+I2 2KIO3+Cl2↑,一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,A项正确;该反应中反应前后Cl元素化合价降低,KClO3得到电子作氧化剂,反应前后I元素的化合价升高,I2失去电子作还原剂,在同一反应中氧化剂的氧化性大于还原剂,故氧化性:I2
11.D 漂白粉的有效成分是次氯酸钙,氯气和石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙和H2O,石灰乳较廉价,适用于工业生产,A项错误;采用海水晒盐的方法制取氯化钠,用钠在Cl2中燃烧的方法制取氯化钠,成本高,B项错误;H2O2和二氧化锰共热制取氧气,是实验室制氧气的方法,而不是工业制法,C项错误;工业上用氯碱工业所得氢气和氯气生产盐酸,D项正确。
12.C 化合物KCrO2中,K为+1价,O为-2价,由化合物中正负化合价的代数和为0,可得Cr元素为+3价,A项正确;由实验①可知,氧化铬与酸、碱反应生成盐和水,Cr2O3为两性氧化物,B项正确;由实验②中溶液变蓝,可推知生成了碘单质,发生了氧化还原反应,Cr元素的化合价降低,I元素的化合价升高,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Cr2O72->I2,C项错误;由实验②③可推断H2O2可以将I-氧化为I2,D项正确。
13.D 由题给信息可知,Ⅰ是空白实验,Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明加入的碳酸根离子只与石灰水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低,说明反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,石灰水恰好完全反应时,碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水。Ⅰ是空白实验,设计该实验的目的是排除体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响,A项正确;Ⅱ和Ⅰ的pH曲线重合,说明加入的碳酸根离子只与石灰水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,反应的离子方程式为CO32-+Ca2+ CaCO3↓,B项正确;比较Ⅲ与Ⅱ的pH曲线,可得反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,反应的离子方程式为HCO3-+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O,C项正确;石灰水恰好完全反应时,碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,碳酸钠溶液呈碱性,D项错误。
14.D 向CuSO4溶液中加入BaCl2固体,二者发生反应:CuSO4+BaCl2 BaSO4↓+CuCl2,该反应的离子方程式为Ba2++SO42- BaSO4↓,由于反应产生的BaSO4是白色难溶性物质,而Cu2+没有参加反应,其浓度不变,因此有白色沉淀生成,溶液蓝色不变,由于反应后溶液中自由移动的离子浓度不变,则溶液导电能力无明显变化,A项正确;向CuSO4溶液中加入NaOH固体,二者发生反应:CuSO4+2NaOH Na2SO4+Cu(OH)2↓,该反应的离子方程式为Cu2++2OH- Cu(OH)2↓,看到溶液蓝色褪去,有蓝色沉淀生成,溶液导电能力无明显变化,可推知反应后溶液中溶质为Na2SO4,B项正确;向CuSO4溶液中加入Ba(OH)2固体,发生反应:CuSO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+Cu(OH)2↓,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+Cu2++SO42- BaSO4↓+Cu(OH)2↓,溶液中离子浓度大大降低,溶液导电能力减弱,溶液蓝色褪去,有两种沉淀生成,C项正确;若将烧杯中的CuSO4溶液换成稀H2SO4进行实验Ⅲ,发生的反应为H2SO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+2H2O,离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH- BaSO4↓+2H2O,溶液导电能力减弱,但只产生BaSO4一种白色沉淀,D项错误。
15.B 由题干信息可知随着反应的进行,N2、Cl-的物质的量逐渐增加,说明N2、Cl-为生成物,根据得失电子守恒和原子守恒可得离子方程式为3ClO-+2NH4++2OH- N2↑+3Cl-+5H2O,A项正确;未指明反应是否处于标准状况,不能用Vm=22.4 L/mol计算氮气的体积,B项错误;由A的分析可知,Cl-为还原产物,N2为氧化产物,两者的物质的量之比等于其化学计量数之比为3∶1,C项正确;取少量该溶液于试管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液观察是否产生白色沉淀,若产生白色沉淀,则还原产物中含有Cl-,反之则不含,D项正确。
16.答案 (1)2HClO 2HCl+O2↑(2分)
(2)CO32-+2H+ CO2↑+H2O(2分)
(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O(2分)
(4)溶液先变红,后褪色(2分)
(5)Cl2+2NaClO3 2ClO2+2NaClO(2分)
解析 (1)久置的氯水变质,主要是次氯酸在光照条件下分解生成HCl和氧气,其反应方程式为2HClO 2HCl+O2↑。(2)b过程中有气泡产生,主要是氯水中的氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳气体,反应的离子方程式是CO32-+2H+ CO2↑+H2O。(3)e过程主要是氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,其所发生的主要反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(4)d的现象为溶液先变红后褪色。(5)根据原子守恒和题中信息可推知另外一种漂白性物质应该为NaClO。
17.答案 (1)B(2分)
(2)5 mol(2分)
(3)B(2分)
(4)H2O、HClO、Cl2(2分) Zn+2HCl ZnCl2+H2↑(2分)
解析 (1)①在2Fe3++2I- 2Fe2++I2中,还原剂是I-,还原产物是Fe2+,则还原性:I->Fe2+;②在Br2+2Fe2+ 2Fe3++2Br-中,还原剂是Fe2+,还原产物是Br-,则还原性:Fe2+>Br-;③在Cl2+2Br- 2Cl-+Br2中,还原剂是Br-,还原产物是Cl-,则还原性:Br->Cl-。综上所述可知:还原性由强到弱的顺序是I->Fe2+>Br->Cl-。(2)对于反应KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2↑+3H2O,反应前后KClO3的Cl元素化合价由+5降低到0价,HCl的Cl元素化合价由-1升高到0价,每产生3 mol Cl2,转移5 mol电子,现在生成标准状况下67.2 L的Cl2的物质的量是3 mol,则反应过程中转移的电子的物质的量为5 mol。(3)在溶液中Fe3+、I-会发生反应:2Fe3++2I- 2Fe2++I2,因此FeI3不能稳定存在,FeI2、FeCl2、FeBr3可以稳定存在,故合理选项是B。(4)氯气中存在三分子:HClO、Cl2、H2O,四离子:H+、OH-、Cl-、ClO-。若氯水久置,HClO光照分解产生HCl和O2,O2逸出,因此氯水久置得到的是稀盐酸。HCl电离产生的H+具有弱氧化性,能够与比较活泼的金属发生置换反应,如:Zn+2HCl ZnCl2+H2↑,HCl表现氧化性,Zn表现还原性。
18.答案 (1)除去Cl2中混有的HCl气体(1分)
(2)b(1分)
(3)F中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色,下层无色(2分) 不能(1分)
过量的Cl2也能将I-氧化为I2(2分)
(4)①(2分)
②还原性和酸性(1分)
③143(2分) Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+O2↑(2分)
解析 装置A中利用浓盐酸和二氧化锰共热可制取氯气,装置B中盛有饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl气体,装置C中的浓硫酸用于干燥氯气,装置D用于验证氯气是否具有漂白性,装置E中氯气可以氧化NaBr溶液中的溴离子,从而使溶液显橙黄色,然后将E中液体滴入F中,F中碘离子会被氧化,但由于氯气可能过量,所以无法确定是否为溴单质氧化的碘离子,装置G中盛有NaOH溶液可以吸收尾气。(1)饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl气体。(2)Ⅲ处与后续装置靠近,后续装置中的水蒸气可能进入Ⅲ处,所以Ⅲ处应放湿润的有色布条,则Ⅰ处应放干燥的有色布条,为保证Ⅰ处干燥,Ⅱ处应为干燥剂,氯气可以和碱石灰反应,所以应用无水氯化钙作干燥剂,综上所述b组合理。(3)无论氯气是否过量,碘离子都会被氧化成碘单质,之后会被苯萃取,所以看到现象:F中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;由于E中可能有过量的氯气,氯气也能氧化碘离子生成碘,故F中生成的单质碘不一定是溴与KI反应置换出来的,也可能是过量的Cl2将I-氧化为I2,故不能说明溴单质的氧化性一定比碘强。(4)①2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反应前后锰元素化合价由+7价降低到+2价,氯元素化合价由-1价升高到0价,用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目:。②该反应中HCl中有一部分氯离子生成氯气被氧化,一部分氯离子生成盐,所以既表现还原性又表现酸性。③高锰酸钾物质的量n(KMnO4)=126.4 g158 g·mol-1=0.8 mol;根据方程式可知理论上生成的n(Cl2)=2 mol,氯气与石灰乳反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,所以生成的n[Ca(ClO)2]=1 mol,m[Ca(ClO)2]=1 mol×143 g·mol-1=143 g;次氯酸钙与空气中的水和二氧化碳反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO,而次氯酸易分解,所以要密封保存。
19.答案 (1)浓硫酸(1分) 干燥CO2(1分) 碳酸氢钠饱和溶液(2分)
(2)二氧化碳要在有水存在的条件下才能和过氧化钠反应(2分)
(3)1.204×1023(2分)
(4)BD(1分)
解析 (1)实验甲中干燥的二氧化碳和过氧化钠不能反应,所以实验甲X试剂作用是干燥二氧化碳,液体干燥剂X为浓硫酸;实验乙中潮湿的二氧化碳和过氧化钠能反应,放出氧气,所以实验乙中Y试剂的作用是给二氧化碳提供水蒸气,且不能吸收二氧化碳,所以液体试剂Y为饱和的碳酸氢钠溶液。(2)由题述实验可知,干燥的二氧化碳通过过氧化钠后,带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,木条不复燃,且Ⅱ中的淡黄色没有变化,说明没有氧气生成,即干燥的二氧化碳与过氧化钠不反应;在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且Ⅱ中的淡黄色变为白色,说明混有水蒸气的二氧化碳与过氧化钠反应,即二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应。(3)实验乙:潮湿的二氧化碳和过氧化钠反应2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,在反应中,只有Na2O2中O元素的化合价发生变化,分别由-1价变化为0价和-2价,2 mol Na2O2生成1 mol O2时,转移的电子数为2 mol;已知15.6 g Na2O2参加反应,则n(Na2O2)=0.2 mol,所以转移电子的物质的量为0.2 mol,则转移的电子数为1.204×1023。(4)酸可以与碳酸盐反应产生CO2气体。盐酸有挥发性,会挥发出HCl气体使制取的CO2气体中含有杂质,干扰实验,不能使用,因此只能使用硫酸;而大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质,使反应不能持续进行,所以应选用小苏打与稀硫酸制备二氧化碳。
20.答案 (1)分液漏斗(2分)
(2)d(2分) 盐酸挥发出HCl与C、D中的NaHCO3反应生成CO2,使测得的CO2体积偏大(2分)
(3)冷却至室温,上下移动D管,使左右液面相平(2分)
(4)67.2(2分) 55.79%(2分)
解析 (1)A装置的名称是分液漏斗。(2)CO2与NaOH、Na2CO3均反应,且CO2可溶于水,而NaHCO3溶液可抑制CO2气体的溶解,C、D装置中的饱和X溶液应该为饱和NaHCO3溶液,故合理选项是d;A中选用试剂为稀H2SO4而不是稀盐酸,原因是盐酸挥发出HCl与C、D中的NaHCO3反应,生成CO2,导致测得的CO2体积偏大。(3)实验结束读数之前,为准确测量CO2气体的体积,要进行的操作是:冷却至室温,上下移动D管,使左右液面相平再读数。(4)滴加盐酸体积从15.00~45.00 mL时发生反应:HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+H2O,n(CO2)=0.100 0 mol/L×0.03 L=0.003 0 mol,则生成的CO2在标准状况下的体积V(CO2)=0.003 0 mol×22.4 L/mol×103 mL/L=67.2 mL;Na2CO3与盐酸反应分步进行,第一步:Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3,第二步:HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+H2O,由图像可知消耗前15 mL盐酸发生的反应是Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3,则n(Na2CO3)=0.100 0 mol/L×0.015 L=0.001 5 mol,则原固体中NaHCO3消耗HCl的体积是45.00 mL-15.00 mL-15.00 mL=15.00 mL,根据HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+H2O可知n原(NaHCO3)=0.001 5 mol,所以原固体样品中Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1,故样品中Na2CO3的质量分数为106 g106 g+84 g×100%=55.79%。
注意事项 1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Mn 55。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1.(2021辽宁辽南协作体高一上期中)在抗击新冠病毒过程中,需要使用大量消毒剂,下列关于含氯消毒剂的说法正确的是 ( )
A.为了使消毒效果更好,可以把漂白粉和洁厕灵一起使用
B.漂白粉的有效成分是次氯酸钙和氯化钙
C.工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白粉
D.向暴露在空气中的漂白粉中滴入盐酸可能有二氧化碳气体生成
2.(2021江苏启东中学高一上月考)下列关于钠的叙述中,正确的是 ( )
A.密度比水大,比煤油小
B.金属钠着火时,立即用大量水扑灭
C.能与水发生化学反应生成氧气
D.做实验剩余的金属钠不能直接丢弃在废液缸中
3.(2021江苏邗江中学高一上期中)将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈如图变化:
关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是 ( )
A.H+、HClO、Cl2 B.H+、ClO-、Cl-
C.HCl、ClO-、Cl- D.Cl-、HClO、Cl2
4.(2021江苏启东高一上期中)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 ( )
A.Na2CO3溶液呈碱性,可用于治疗胃酸过多
B.Na熔点低,可用于高温下与TiCl4反应制备Ti
C.NaHCO3能与碱反应,可用作焙制糕点的膨松剂
D.Na2O2能与水、CO2反应放出O2,可用作供氧剂
5.(2021河南省实验中学高一上期中)将过氧化钠投入下列溶液中,恢复至原温度时,会有白色物质析出的是 ( )
A.饱和CuSO4溶液 B.饱和石灰水 C.生理盐水 D.稀盐酸
6.(2021辽宁协作校高一上第一次联考)下列解释事实或实验现象的离子方程式不正确的是 ( )
A.用醋酸除去锅炉中的水垢(主要成分为CaCO3):CO32-+2H+ H2O+CO2↑
B.服用胃药(有效成分为氢氧化铝)治疗胃酸过多:Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O
C.用澄清石灰水调节由硝酸引起的酸性废水至中性:H++OH- H2O
D.用稀盐酸除铁锈,得到黄色溶液:Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O
7.(2021广东佛山第一中学高一上期中)某同学在一pH试纸上滴几滴新制的氯水,现象如图所示,下列有关该实验的说法中正确的是 ( )
A.该实验说明Cl2分子具有漂白性
B.该实验说明H+扩散速度比HClO分子快
C.将实验后的pH试纸在酒精灯上微热,试纸又恢复为原来的颜色
D.若用久置的氯水进行实验,现象相同
8.(2021河南豫西名校高一上第一次联考)某实验小组从富含NaBr的工业废水中提取Br2的过程主要包括:氧化、萃取、分液、蒸馏等步骤。已知:①Cl2和Br2都有毒性;②蒸馏时各组分的沸点差异越大,分离效果越好;③可能用到的装置和数据如下。
物质
Br2
CCl4
乙苯
密度(g/cm3)
3.12
1.60
0.87
沸点(℃)
58.8
76.8
136.2
下列说法错误的是 ( )
A.⑥的作用是减少Br2的挥发,防止污染空气
B.用③进行萃取时,选择乙苯比CCl4更合理
C.乙苯和CCl4萃取Br2时现象都是分层,上层无色,下层橙色
D.④中温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口平齐
9.(2021安徽安庆高一上期中)下列对于反应2KClO3+I2 2KIO3+Cl2↑的叙述中正确的是 ( )
A.该反应属于置换反应 B.氧化性:I2>KClO3
C.还原性:KClO3>I2 D.还原剂为KIO3,氧化剂为I2
10.(2021江苏扬州中学高一上期中)少量Cl2通入NaOH稀溶液后所得的溶液中,主要含有Na+、Cl-、ClO-、OH-四种离子(除水分子外,其他微粒忽略不计),已知溶液中c(Na+)=0.03 mol·L-1、c(Cl-)=0.01 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为 ( )
A.0.03 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.0.01 mol·L-1 D.0.005 mol·L-1
11.(2021江苏徐州高一上期中)下列反应可以应用于工业生产的是 ( )
A.氯气与NaOH溶液反应生产漂白粉
B.钠在氯气中燃烧生产食盐
C.H2O2和二氧化锰共热制取氧气
D.用氯碱工业所得氢气和氯气制取盐酸
12.(2021辽宁六校协作体高一上联考)已知下列实验事实:
①Cr2O3固体既能溶于KOH溶液得到KCrO2溶液,又能溶于硫酸得到Cr2(SO4)3溶液;
②将K2Cr2O7溶液滴加到淀粉和KI的混合溶液中,溶液变蓝;
③向KCrO2溶液中滴加H2O2溶液,再酸化可得K2Cr2O7溶液。
下列判断不正确的是 ( )
A.化合物KCrO2中Cr元素为+3价
B.实验①证明Cr2O3是两性氧化物
C.实验②证明氧化性:Cr2O72-
13.(2021北京朝阳高一上期末)小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下。
实验装置
试剂X
实验结果
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀
②烧杯中溶液pH变化如下
蒸馏水
0.05 mol·L-1 Na2CO3溶液
0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液
已知:pH越大,c(OH-)越大,溶液碱性越强。
下列说法不正确的是 ( )
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ的pH曲线重合,说明CO32-与OH-不反应,Ⅱ中发生反应:CO32-+Ca2+ CaCO3↓
C.比较Ⅲ与Ⅱ的pH曲线,说明HCO3-与OH-反应,Ⅲ中初期发生反应:HCO3-+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O
D.Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,溶液pH=7
14.[2021江西赣州十五县(市)十六校高一上期中联考]向如图装置中的CuSO4溶液中分别加入X粉末使其恰好完全反应,有下列实验现象。
序号
装置
X粉末
现象
Ⅰ
BaCl2
溶液蓝色不变,有白色沉淀生成,溶液导电能力无明显变化
Ⅱ
NaOH
溶液蓝色褪去,有蓝色沉淀生成,溶液导电能力无明显变化
Ⅲ
Ba(OH)2
溶液蓝色褪去,有两种沉淀生成,溶液导电能力减弱
下列说法不正确的是 ( )
A.实验Ⅰ中现象说明,发生了反应Ba2++SO42- BaSO4↓
B.由实验Ⅱ中现象推知,反应后溶液中的溶质为Na2SO4
C.实验Ⅲ中现象说明,发生了反应Ba2++2OH-+Cu2++SO42- BaSO4↓+Cu(OH)2↓
D.若将烧杯中的CuSO4溶液换成稀H2SO4,再进行实验Ⅲ,则实验现象为生成白色沉淀,且溶液导电能力无明显变化
15.(2021江西九江六校高一上期中)某离子反应涉及H2O、ClO-、NH4+、OH-、N2、Cl-等微粒,随着反应的进行,N2、Cl-的物质的量逐渐增加,下列说法不正确的是 ( )
A.发生的离子反应:3ClO-+2NH4++2OH- N2↑+3Cl-+5H2O
B.该反应转移6 mol电子时,生成22.4 L的氮气
C.还原产物与氧化产物的物质的量之比为3∶1
D.检验还原产物Cl-的方法:取少量该溶液于试管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液观察是否产生白色沉淀
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(10分)(2021湖南长沙第一中学高一上期中)氯水中含有多种成分,因而具有多种性质。根据新制氯水分别与如图四种物质发生的反应回答问题(重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)久置的氯水变质,原因是 (用化学方程式表示)。
(2)b过程中有气泡产生,反应的离子方程式是 。
(3)e过程中所发生的主要反应的化学方程式为 。
(4)d的现象为 。
(5)世界环保联盟建议采用具有强氧化性的广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2),我国广泛采用经干燥空气稀释的氯气通入填有固体氯酸钠(NaClO3)的柱内制得ClO2和另一种有漂白性的物质。这一反应的化学方程式是 。
17.(10分)(2021河南实验中学高一上期中)根据化学反应:①2Fe3++2I- 2Fe2++I2、②Br2+2Fe2+ 2Fe3++2Br-、③Cl2+2Br- 2Cl-+Br2、④KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2↑+3H2O,回答下列问题:
(1)判断下列离子的还原性由强到弱的顺序是 。
A.Cl->Br->Fe2+>I- B.I->Fe2+>Br->Cl-
C.Br->I->Fe2+>Cl- D.Fe2+>Cl->I->Br-
(2)反应④中,标准状况下当生成67.2 L的Cl2时,反应过程中转移电子的物质的量为 。
(3)依据题中信息,判断下列物质难以稳定存在的是 。
A.FeI2 B.FeI3 C.FeCl2 D.FeBr3
(4)新制氯水中所含的分子有 (用分子式表示),有同学认为久置的氯水里所含的物质没有氧化性,你是否支持此观点,如果不支持,请用化学方程式予以解释: ;如果支持,此空不作答。
18.(14分)(2021江苏扬州中学高一上期中)如图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+2NaBr Br2+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,因此D中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入物质的组合应是 (填字母编号)。
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
a
干燥的有色布条
碱石灰
湿润的有色布条
b
干燥的有色布条
无水氯化钙
湿润的有色布条
c
湿润的有色布条
碱石灰
干燥的有色布条
d
湿润的有色布条
无水氯化钙
干燥的有色布条
(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 。
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)。
19.(9分)(2021湖南娄底高一上期中)为了探究“二氧化碳是否要在水存在下才能和过氧化钠反应”。探究小组的同学们设计了如图实验装置,分别进行甲、乙两次实验。
实验甲:干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2,在试管Ⅰ内装入试剂X后,打开K1和K2,通入CO2,几分钟后,将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,观察到木条不复燃,且Ⅱ中的固体淡黄色没有变化。
实验乙:潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应。
在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且Ⅱ中的固体淡黄色变为白色。
试回答下列问题:
(1)在实验甲中,试剂X是 ,其作用是 ;在实验乙中,试剂Y是 。
(2)根据上述两个实验现象,得到的结论是 。
(3)实验乙中有15.6 g的Na2O2参加反应,则转移的电子数目为 。
(4)为确保该实验的准确性,制备CO2所用的反应物最好选用 (填编号)。
A.大理石 B.小苏打 C.盐酸 D.稀硫酸
20.(12分)(2021四川射洪中学高一上月考)为了测量NaHCO3和Na2CO3混合物中Na2CO3的质量分数,某小组进行了如下实验。
方案一:有人设计了如下的装置。准确称取混合物样品m g盛于试管B中并连接装置,其中C、D为玻璃管,C带有刻度,回答下面有关小题。
(1)A装置的名称为 。
(2)C、D装置中的溶液应该选下列中的 (填序号)。
a.NaOH饱和溶液 b.蒸馏水
c.碳酸钠饱和溶液 d.碳酸氢钠饱和溶液
A中选用的试剂为稀H2SO4而不是稀盐酸的原因是 。
(3)实验结束读数之前,要进行的操作是 。
方案二:有同学经过思考提出,还可以通过如下方法测定组成,步骤为:
①称取一定量的混合物样品;
②并向其中逐滴滴入0.100 0 mol/L稀盐酸,记录生成的气体体积和滴入盐酸体积,如图所示:
(4)则生成的CO2在标准状况下的体积为 mL,该混合物中Na2CO3的质量分数为 。
答案全解全析
1.D 漂白粉中的次氯酸钙能和盐酸反应生成Cl2,危害人类生命安全,A项错误;漂白粉的有效成分为次氯酸钙,主要成分为次氯酸钙和氯化钙,B项错误;澄清石灰水的浓度较低,工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉,C项错误;暴露在空气中的漂白粉会和空气中的水和二氧化碳反应生成碳酸钙,滴入盐酸,盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,D项正确。
2.D 金属钠的密度比水小,比煤油大,A项错误;金属钠能够与水反应产生H2,并且反应放出热量会加速钠的燃烧,所以金属钠着火时,要用大量沙子掩埋,不能用水扑灭,B项错误;金属钠能与水发生化学反应生成氢气,C项错误;金属钠能够与水反应产生H2,所以做实验剩余的金属钠不能直接丢弃在废液缸中,D项正确。
3.A 氯气与水反应生成HCl、HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,则将氯气持续通入紫色石蕊试液中先变红后褪色,最后形成饱和氯水,显浅黄绿色为溶解的氯气分子,因此溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是H+、HClO、Cl2,A项正确。
4.D 碳酸钠溶液虽然可以中和胃酸,但其碱性较强,易对人体造成伤害,一般用碳酸氢钠治疗胃酸过多,A项错误;Na可以用于高温下与TiCl4反应制备Ti是因为Na的强还原性,与其低熔点无关,B项错误;碳酸氢钠可以与酸反应生成二氧化碳,且受热易分解产生二氧化碳,所以可用作膨松剂,与其能与碱反应无关,C项错误;因为Na2O2能与水、CO2反应放出O2,所以常用作供氧剂,D项正确。
5.B 将过氧化钠投入饱和CuSO4溶液,首先发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,产生的NaOH再与溶质CuSO4发生反应:CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4,因此产生的是Cu(OH)2蓝色沉淀,A项错误;将过氧化钠投入饱和石灰水中,发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,消耗溶剂水,导致Ca(OH)2溶解量减少,当恢复至原温度时,会有Ca(OH)2白色物质析出,B项正确;生理盐水是0.9%的NaCl溶液,向其中加入过氧化钠,发生反应:2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑,消耗溶剂水,使溶液浓度增大,但由于溶液浓度较小,反应后仍然是不饱和溶液,因此无沉淀析出,C项错误;将过氧化钠投入稀盐酸中,会发生反应:2Na2O2+4HCl 4NaCl+2H2O+O2↑,无沉淀析出,D项错误。
6.A 碳酸钙不溶于水,在离子方程式中不能拆,CH3COOH为弱酸,在离子方程式中不拆,A项错误;胃酸主要成分是盐酸,与氢氧化铝反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+ Al3++3H2O,B项正确;澄清石灰水、硝酸均是可以拆分的物质,所以离子方程式为H++OH- H2O,C项正确;铁锈的成分为Fe2O3,加盐酸反应后产物为FeCl3,溶液颜色为黄色,所以离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O,D项正确。
7.B HClO具有漂白性,Cl2无漂白性,A项错误;由实验可知,滴加氯水的区域变白色,而周围变成红色,可说明H+的扩散速度比HClO分子快,B项正确;HClO的漂白不可逆,实验后的pH试纸加热不会恢复原来的颜色,C项错误;久置的氯水主要成分为盐酸,无漂白性,D项错误。
8.C 根据材料可知溴有毒且有挥发性,不能排放到环境中,装置⑥用冰水浴减少挥发,防止污染空气,A项正确;根据溴、乙苯和CCl4的沸点可知,溴与乙苯的沸点差异较大,用乙苯萃取溴便于后续提纯,B项正确;乙苯的密度比水小,萃取后现象为上层橙色,下层无色,C项错误;蒸馏时为了测定馏出物沸点,温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口平齐,D项正确。
9.A 2KClO3+I2 2KIO3+Cl2↑,一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应,A项正确;该反应中反应前后Cl元素化合价降低,KClO3得到电子作氧化剂,反应前后I元素的化合价升高,I2失去电子作还原剂,在同一反应中氧化剂的氧化性大于还原剂,故氧化性:I2
11.D 漂白粉的有效成分是次氯酸钙,氯气和石灰乳反应生成次氯酸钙、氯化钙和H2O,石灰乳较廉价,适用于工业生产,A项错误;采用海水晒盐的方法制取氯化钠,用钠在Cl2中燃烧的方法制取氯化钠,成本高,B项错误;H2O2和二氧化锰共热制取氧气,是实验室制氧气的方法,而不是工业制法,C项错误;工业上用氯碱工业所得氢气和氯气生产盐酸,D项正确。
12.C 化合物KCrO2中,K为+1价,O为-2价,由化合物中正负化合价的代数和为0,可得Cr元素为+3价,A项正确;由实验①可知,氧化铬与酸、碱反应生成盐和水,Cr2O3为两性氧化物,B项正确;由实验②中溶液变蓝,可推知生成了碘单质,发生了氧化还原反应,Cr元素的化合价降低,I元素的化合价升高,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:Cr2O72->I2,C项错误;由实验②③可推断H2O2可以将I-氧化为I2,D项正确。
13.D 由题给信息可知,Ⅰ是空白实验,Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明加入的碳酸根离子只与石灰水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低,说明反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,石灰水恰好完全反应时,碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水。Ⅰ是空白实验,设计该实验的目的是排除体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响,A项正确;Ⅱ和Ⅰ的pH曲线重合,说明加入的碳酸根离子只与石灰水中的钙离子反应,不与氢氧根离子反应,反应的离子方程式为CO32-+Ca2+ CaCO3↓,B项正确;比较Ⅲ与Ⅱ的pH曲线,可得反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,反应的离子方程式为HCO3-+OH-+Ca2+ CaCO3↓+H2O,C项正确;石灰水恰好完全反应时,碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,碳酸钠溶液呈碱性,D项错误。
14.D 向CuSO4溶液中加入BaCl2固体,二者发生反应:CuSO4+BaCl2 BaSO4↓+CuCl2,该反应的离子方程式为Ba2++SO42- BaSO4↓,由于反应产生的BaSO4是白色难溶性物质,而Cu2+没有参加反应,其浓度不变,因此有白色沉淀生成,溶液蓝色不变,由于反应后溶液中自由移动的离子浓度不变,则溶液导电能力无明显变化,A项正确;向CuSO4溶液中加入NaOH固体,二者发生反应:CuSO4+2NaOH Na2SO4+Cu(OH)2↓,该反应的离子方程式为Cu2++2OH- Cu(OH)2↓,看到溶液蓝色褪去,有蓝色沉淀生成,溶液导电能力无明显变化,可推知反应后溶液中溶质为Na2SO4,B项正确;向CuSO4溶液中加入Ba(OH)2固体,发生反应:CuSO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+Cu(OH)2↓,反应的离子方程式为Ba2++2OH-+Cu2++SO42- BaSO4↓+Cu(OH)2↓,溶液中离子浓度大大降低,溶液导电能力减弱,溶液蓝色褪去,有两种沉淀生成,C项正确;若将烧杯中的CuSO4溶液换成稀H2SO4进行实验Ⅲ,发生的反应为H2SO4+Ba(OH)2 BaSO4↓+2H2O,离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH- BaSO4↓+2H2O,溶液导电能力减弱,但只产生BaSO4一种白色沉淀,D项错误。
15.B 由题干信息可知随着反应的进行,N2、Cl-的物质的量逐渐增加,说明N2、Cl-为生成物,根据得失电子守恒和原子守恒可得离子方程式为3ClO-+2NH4++2OH- N2↑+3Cl-+5H2O,A项正确;未指明反应是否处于标准状况,不能用Vm=22.4 L/mol计算氮气的体积,B项错误;由A的分析可知,Cl-为还原产物,N2为氧化产物,两者的物质的量之比等于其化学计量数之比为3∶1,C项正确;取少量该溶液于试管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液观察是否产生白色沉淀,若产生白色沉淀,则还原产物中含有Cl-,反之则不含,D项正确。
16.答案 (1)2HClO 2HCl+O2↑(2分)
(2)CO32-+2H+ CO2↑+H2O(2分)
(3)Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O(2分)
(4)溶液先变红,后褪色(2分)
(5)Cl2+2NaClO3 2ClO2+2NaClO(2分)
解析 (1)久置的氯水变质,主要是次氯酸在光照条件下分解生成HCl和氧气,其反应方程式为2HClO 2HCl+O2↑。(2)b过程中有气泡产生,主要是氯水中的氢离子和碳酸根离子反应生成二氧化碳气体,反应的离子方程式是CO32-+2H+ CO2↑+H2O。(3)e过程主要是氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,其所发生的主要反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(4)d的现象为溶液先变红后褪色。(5)根据原子守恒和题中信息可推知另外一种漂白性物质应该为NaClO。
17.答案 (1)B(2分)
(2)5 mol(2分)
(3)B(2分)
(4)H2O、HClO、Cl2(2分) Zn+2HCl ZnCl2+H2↑(2分)
解析 (1)①在2Fe3++2I- 2Fe2++I2中,还原剂是I-,还原产物是Fe2+,则还原性:I->Fe2+;②在Br2+2Fe2+ 2Fe3++2Br-中,还原剂是Fe2+,还原产物是Br-,则还原性:Fe2+>Br-;③在Cl2+2Br- 2Cl-+Br2中,还原剂是Br-,还原产物是Cl-,则还原性:Br->Cl-。综上所述可知:还原性由强到弱的顺序是I->Fe2+>Br->Cl-。(2)对于反应KClO3+6HCl(浓) KCl+3Cl2↑+3H2O,反应前后KClO3的Cl元素化合价由+5降低到0价,HCl的Cl元素化合价由-1升高到0价,每产生3 mol Cl2,转移5 mol电子,现在生成标准状况下67.2 L的Cl2的物质的量是3 mol,则反应过程中转移的电子的物质的量为5 mol。(3)在溶液中Fe3+、I-会发生反应:2Fe3++2I- 2Fe2++I2,因此FeI3不能稳定存在,FeI2、FeCl2、FeBr3可以稳定存在,故合理选项是B。(4)氯气中存在三分子:HClO、Cl2、H2O,四离子:H+、OH-、Cl-、ClO-。若氯水久置,HClO光照分解产生HCl和O2,O2逸出,因此氯水久置得到的是稀盐酸。HCl电离产生的H+具有弱氧化性,能够与比较活泼的金属发生置换反应,如:Zn+2HCl ZnCl2+H2↑,HCl表现氧化性,Zn表现还原性。
18.答案 (1)除去Cl2中混有的HCl气体(1分)
(2)b(1分)
(3)F中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色,下层无色(2分) 不能(1分)
过量的Cl2也能将I-氧化为I2(2分)
(4)①(2分)
②还原性和酸性(1分)
③143(2分) Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO、2HClO 2HCl+O2↑(2分)
解析 装置A中利用浓盐酸和二氧化锰共热可制取氯气,装置B中盛有饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl气体,装置C中的浓硫酸用于干燥氯气,装置D用于验证氯气是否具有漂白性,装置E中氯气可以氧化NaBr溶液中的溴离子,从而使溶液显橙黄色,然后将E中液体滴入F中,F中碘离子会被氧化,但由于氯气可能过量,所以无法确定是否为溴单质氧化的碘离子,装置G中盛有NaOH溶液可以吸收尾气。(1)饱和食盐水可以除去氯气中混有的HCl气体。(2)Ⅲ处与后续装置靠近,后续装置中的水蒸气可能进入Ⅲ处,所以Ⅲ处应放湿润的有色布条,则Ⅰ处应放干燥的有色布条,为保证Ⅰ处干燥,Ⅱ处应为干燥剂,氯气可以和碱石灰反应,所以应用无水氯化钙作干燥剂,综上所述b组合理。(3)无论氯气是否过量,碘离子都会被氧化成碘单质,之后会被苯萃取,所以看到现象:F中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色;由于E中可能有过量的氯气,氯气也能氧化碘离子生成碘,故F中生成的单质碘不一定是溴与KI反应置换出来的,也可能是过量的Cl2将I-氧化为I2,故不能说明溴单质的氧化性一定比碘强。(4)①2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,反应前后锰元素化合价由+7价降低到+2价,氯元素化合价由-1价升高到0价,用双线桥法标出该反应中电子转移的方向和数目:。②该反应中HCl中有一部分氯离子生成氯气被氧化,一部分氯离子生成盐,所以既表现还原性又表现酸性。③高锰酸钾物质的量n(KMnO4)=126.4 g158 g·mol-1=0.8 mol;根据方程式可知理论上生成的n(Cl2)=2 mol,氯气与石灰乳反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,所以生成的n[Ca(ClO)2]=1 mol,m[Ca(ClO)2]=1 mol×143 g·mol-1=143 g;次氯酸钙与空气中的水和二氧化碳反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO,而次氯酸易分解,所以要密封保存。
19.答案 (1)浓硫酸(1分) 干燥CO2(1分) 碳酸氢钠饱和溶液(2分)
(2)二氧化碳要在有水存在的条件下才能和过氧化钠反应(2分)
(3)1.204×1023(2分)
(4)BD(1分)
解析 (1)实验甲中干燥的二氧化碳和过氧化钠不能反应,所以实验甲X试剂作用是干燥二氧化碳,液体干燥剂X为浓硫酸;实验乙中潮湿的二氧化碳和过氧化钠能反应,放出氧气,所以实验乙中Y试剂的作用是给二氧化碳提供水蒸气,且不能吸收二氧化碳,所以液体试剂Y为饱和的碳酸氢钠溶液。(2)由题述实验可知,干燥的二氧化碳通过过氧化钠后,带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上,木条不复燃,且Ⅱ中的淡黄色没有变化,说明没有氧气生成,即干燥的二氧化碳与过氧化钠不反应;在试管Ⅰ内装入试剂Y,其他操作同实验甲,观察到木条复燃,且Ⅱ中的淡黄色变为白色,说明混有水蒸气的二氧化碳与过氧化钠反应,即二氧化碳只有在水存在时才能和过氧化钠反应。(3)实验乙:潮湿的二氧化碳和过氧化钠反应2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,在反应中,只有Na2O2中O元素的化合价发生变化,分别由-1价变化为0价和-2价,2 mol Na2O2生成1 mol O2时,转移的电子数为2 mol;已知15.6 g Na2O2参加反应,则n(Na2O2)=0.2 mol,所以转移电子的物质的量为0.2 mol,则转移的电子数为1.204×1023。(4)酸可以与碳酸盐反应产生CO2气体。盐酸有挥发性,会挥发出HCl气体使制取的CO2气体中含有杂质,干扰实验,不能使用,因此只能使用硫酸;而大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙是微溶物质,使反应不能持续进行,所以应选用小苏打与稀硫酸制备二氧化碳。
20.答案 (1)分液漏斗(2分)
(2)d(2分) 盐酸挥发出HCl与C、D中的NaHCO3反应生成CO2,使测得的CO2体积偏大(2分)
(3)冷却至室温,上下移动D管,使左右液面相平(2分)
(4)67.2(2分) 55.79%(2分)
解析 (1)A装置的名称是分液漏斗。(2)CO2与NaOH、Na2CO3均反应,且CO2可溶于水,而NaHCO3溶液可抑制CO2气体的溶解,C、D装置中的饱和X溶液应该为饱和NaHCO3溶液,故合理选项是d;A中选用试剂为稀H2SO4而不是稀盐酸,原因是盐酸挥发出HCl与C、D中的NaHCO3反应,生成CO2,导致测得的CO2体积偏大。(3)实验结束读数之前,为准确测量CO2气体的体积,要进行的操作是:冷却至室温,上下移动D管,使左右液面相平再读数。(4)滴加盐酸体积从15.00~45.00 mL时发生反应:HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+H2O,n(CO2)=0.100 0 mol/L×0.03 L=0.003 0 mol,则生成的CO2在标准状况下的体积V(CO2)=0.003 0 mol×22.4 L/mol×103 mL/L=67.2 mL;Na2CO3与盐酸反应分步进行,第一步:Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3,第二步:HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+H2O,由图像可知消耗前15 mL盐酸发生的反应是Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3,则n(Na2CO3)=0.100 0 mol/L×0.015 L=0.001 5 mol,则原固体中NaHCO3消耗HCl的体积是45.00 mL-15.00 mL-15.00 mL=15.00 mL,根据HCl+NaHCO3 NaCl+CO2↑+H2O可知n原(NaHCO3)=0.001 5 mol,所以原固体样品中Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为1∶1,故样品中Na2CO3的质量分数为106 g106 g+84 g×100%=55.79%。
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