2022-2023学年江西省丰城中学高三上学期月考化学试题含解析
展开江西省丰城中学2022-2023学年高三上学期月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与生产、生活和环境等密切相关。下列说法中错误的是。
A.乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸均可以有效灭活新型冠状病毒
B.为保护地下钢管不受腐蚀,可使它与直流电源正极相连
C.冬奥会短道速滑“战衣”含有聚氨基甲酸酯纤维材料,是一种合成有机高分子化合物
D.铝盐和铁盐水解产生无毒胶体,故可作净水剂
【答案】B
【详解】A.乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸均能使蛋白质变性,均可以有效灭活新型冠状病毒,选项A正确;
B.为保护地下钢管不受腐蚀,可使它与直流电源负极相连,作电解池阴极,从而保护钢管不受腐蚀,选项B错误;
C.聚氨基甲酸酯材料,属于高分子有机化合物,是有机合成材料,选项C正确;
D.铝盐和铁盐水解产生无毒的氢氧化铝胶体、氢氧化铁胶体,故可作净水剂,选项D正确;
答案选B。
2.以NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,4.2g丙烯和环丙烷混合气体中所含原子数为NA
B.1molCl2通入水中,含氯微粒的数目之和小于2NA
C.室温下,pH=3的醋酸溶液中,水电离的H+数目为10-11NA
D.用惰性电极电解CuSO4溶液,某时刻向溶液中加入1molCu(OH)2可使溶液恢复,此时转移电子数目为2NA
【答案】B
【详解】A.丙烯和环丙烷的分子式均为,混合气体物质的量为,所含原子数为,A错误;
B.氯水中的含氯微粒有,根据守恒可知,含氯微粒数目之和小于,B正确;
C.醋酸抑制水电离,的醋酸溶液中水电离的浓度为,不知醋酸溶液体积,无法计算数目,C错误;
D.加入可恢复至原溶液,说明阳极析出,转移电子数为,D错误。
故选B。
3.分类法是学习和研究化学的一种常用的科学方法。下列分类合理的是
①、、都是碱性氧化物;、、均属于电解质
②已知:(足量),则为三元酸,为酸式盐
③与均含相同的元素氢,故也可以称为酸
④空气、盐酸都是混合物;液氯、冰醋酸均属于纯净物
⑤由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐,是一种常见的混盐,该混盐具有强氧化性和漂白性
A.只有②④ B.只有④⑤ C.只有①②④ D.只有②③⑤
【答案】B
【详解】①碱性氧化物是指溶于水而只生成一种碱或与酸反应而成一种盐和水(除了盐和水以外不包括其它物质)的化合物。与硫酸反应生成硫酸铜、铜和水,与盐酸反应生成氯化钠、氧气和水,二者不属于碱性氧化物;、、本身电离不出自由移动的离子,不属于电解质,故①错误;
②因为(足量),为正盐,所以为一元酸,故②错误;
③的电离方程式为,因此属于盐,故③错误;
④空气中含有氮气、氧气、二氧化碳、稀有气体等物质,盐酸为HCl的水溶液,二者均属于混合物;液氯、冰醋酸均由一种物质构成,二者均属于纯净物,故④正确;
⑤可写成,具有强氧化性和漂白性,因此该混盐具有强氧化性和漂白性,故⑤正确;
综上所述,④⑤正确,故答案为B。
4.能正确表示下列反应的离子方程式的为
A.铜和稀硝酸反应:
B.向酸性高锰酸钾溶液中通入少量二氧化硫:
C.氢氧化钡溶液中滴加少量明矾溶液:
D.铅酸蓄电池正极充电时的反应式:
【答案】B
【详解】A.铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为,故A错误;
B.酸性高锰酸钾溶液与少量二氧化硫反应生成硫酸钾、硫酸锰、硫酸和水,反应的离子方程式为,故B正确;
C.氢氧化钡溶液中与少量明矾溶液反应偏铝酸钾、硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式为,故C错误;
D.铅酸蓄电池正极为二氧化铅,充电时,在水分子作用下硫酸铅在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化铅,电极反应式为,故D错误;
故选B。
5.向NaOH、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成沉淀的质量随稀盐酸加入量的变化关系如图所示,则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是
A.a点对应的溶液中:
B.b点对应的溶液中:
C.c点对应的溶液中:
D.d点对应的溶液中:
【答案】A
【分析】向NaOH、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,随着稀盐酸的加入先后发生的反应为:NaOH+HCl=NaCl+H2O,NaAlO2+H2O+HCl=Al(OH)3↓+NaCl,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,由题干图示可知,a点溶液为NaAlO2、NaCl、NaOH的混合溶液,b点溶液为NaAlO2、NaCl混合溶液,c点溶液为NaCl、AlCl3混合溶液,d点溶液为NaCl、AlCl3、HCl混合溶液,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,a点溶液为NaAlO2、NaCl、NaOH的混合溶液,则与溶质相互不反应,可以大量共存,A符合题意;
B.由分析可知,b点溶液为NaAlO2、NaCl混合溶液,则和H+反应生成Al(OH)3沉淀,和在溶液中发生双水解反应而不能大量共存,B不合题意;
C.由分析可知,c点溶液为NaCl、AlCl3混合溶液,则将生成BaCO3沉淀,Al3+和能发生双水解反应而不能大量共存,C不合题意;
D.由分析可知,d点溶液为NaCl、AlCl3、HCl混合溶液,则 三者因发生氧化还原反应而不能大量共存,反应生成AgCl沉淀而不能大量共存,将结合成弱电解质CH3COOH而不能大量共存,D不合题意;
故答案为:A。
6.下列图示实验(部分夹持装置省略)正确的是
A.图A可用于制备氢氧化亚铁
B.图B可用于制备NaHCO3
C.图C可用于验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性
D.图D可用于证明Cl2能否溶于水或与NaOH溶液反应
【答案】D
【详解】A.图中左侧盛放稀硫酸的试管侧面导管应有一个止水夹,其次导管应插入液面以下,这样才能利用氢气排尽空气,之后关闭止水夹,将硫酸亚铁溶液压入氢氧化钠溶液中制取氢氧化亚铁,故A错误;
B.氨气极易溶于水,应有防倒吸装置,且应先通入氨气,再通入二氧化碳,故B错误;
C.碳酸氢钠稳定性较差,应放在温度较低的小试管中,故C错误;
D.将胶头滴管中的NaOH溶液挤入烧瓶中,若Cl2能溶于水或与NaOH溶液反应,则气球会鼓起来,可以达到目的,故D正确;
综上所述答案为D。
7.现有一混合溶液,可能含有以下离子中的若干种:K+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO、SO,现取两份100mL该混合溶液分别进行如下实验。
实验①:向第一份混合溶液中加入AgNO3溶液,有沉淀产生;
实验②:向第二份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,经足量稀盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为4.66g。
下列说法不正确的是
A.根据实验①可知该混合溶液中一定含有Cl-
B.根据实验②溶液中一定含有CO、SO,一定无Mg2+、Ba2+
C.该混合溶液中一定含有K+、CO、SO,可能含Cl-
D.该混合溶液中c(K+)≥1.2mol/L
【答案】A
【分析】向第二份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,经足量稀盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为4.66g,说明生成的沉淀为碳酸钡和硫酸钡沉淀,其中硫酸钡的质量为4.66g,物质的量为0.02mol,即硫酸根的物质的量为0.02mol,碳酸钡的质量为(12.54-4.66)g=7.88g,物质的量为0.04mol,即碳酸根的物质的量为0.04mol。
【详解】A.向第一份混合溶液中加入AgNO3溶液,有沉淀产生,可能为硫酸银和碳酸银沉淀,不能确定是否存在氯离子,A错误;
B.溶液中有碳酸根和硫酸根,则镁离子、钡离子不能存在,B正确;
C.根据溶液呈电中性,溶液中一定存在钾离子,即该混合溶液中一定含有K+、CO、SO,可能含Cl-,C正确;
D.若溶液中不存在氯离子,硫酸根的浓度为,碳酸根的浓度为:,根据溶液电中性原则,钾离子浓度为1.2mol/L,若溶液中存在氯离子,则钾离子浓度大于1.2mol/L,D正确;
故选A。
8.下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是
①金属钠投入FeCl3溶液中 ②过量NaOH溶液和明矾溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中 ④向NaAlO2溶液中通入过量CO2 ⑤向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2
A.①②③④⑤ B.①④ C.②③ D.③④⑤
【答案】D
【详解】①金属钠投入到FeCl3溶液中,发生的反应为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl,所以最终生成的沉淀是红褐色Fe(OH)3,不能反应产生白色沉淀,①错误;
②过量NaOH溶液和明矾溶液混合,发生的反应是:3OH-+A13+=Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=+2H2O,所以最终没有沉淀生成,②错误;
③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,发生的反应为:Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+H2O+NaOH,碳酸钙是白色沉淀,所以有白色沉淀生成,③正确;
④由于酸性:H2CO3>Al(OH)3,所以向NaAlO2溶液中通入过量CO2,发生反应:NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓,反应生成生成Al(OH)3白色沉淀,④正确;
⑤向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2发生的反应为:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3↓,NaHCO3的溶解性小于Na2CO3的溶解性,所以向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2会析出NaHCO3晶体,所以最终产生白色沉淀,⑤正确;
综上所述可知:最终有白色沉淀生成的为③④⑤,故合理选项是D。
9.室温下,下列实验探究方案及现象能达到探究目的的是
选项
探究方案及现象
探究目的
A
用pH计测量醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小
醋酸是弱电解质
B
向久置的溶液中加入足量溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解
不能被空气氧化
C
向NaBr溶液中滴加过量氯水,溶液变橙色,再加入淀粉KI溶液,溶液变蓝色
氧化性:
D
向盛有溶液的试管中滴加几滴KSCN溶液,振荡,再滴加几滴新制氯水,观察溶液颜色变化
具有还原性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.未告知醋酸和盐酸的浓度,只比较pH值大小,无法判断醋酸为强电解质还是弱电解质, A错误;
B.加入足量盐酸后沉淀指部分溶解,则说明沉淀中有硫酸钡,则说明亚硫酸钠被空气氧化为硫酸钠,B错误;
C.氯水过量,溶液变为蓝色,有可能是过量的氯水将碘化钾氧化成了碘单质,无法比较出溴单质和碘单质氧化性的强弱, C错误;
D.KSCN溶液可用于检验Fe3+,滴加氯水后,若溶液变红,则说明Fe2+被氧化成了Fe3+,可以证明Fe2+具有还原性,D正确;
故选D。
10.关于反应:,下列判断正确的是
A.中碘元素为+5价 B.HI做还原剂,发生还原反应
C.n(还原产物)∶n(氧化产物) D.生成0.2mol时,转移0.35mol电子
【答案】D
【详解】A.K2H3IO6中钾元素为+1价,氢元素为+1价,氧元素为-2价,则碘元素为+7价,故A错误;
B.HI中碘元素化合价升高,HI是还原剂,发生氧化反应,故B错误;
C.碘单质既是氧化产物,又是还原产物,利用得失电子守恒可知,n(还原产物)∶n(氧化产物)=1∶7,故C错误;
D.生成4个碘单质转移7个电子,生成0.2mol I2时,转移0.35mol电子,故D正确;
故选D。
11.已知:还原性:>I-,氧化性:>I2,在含3 mol NaHSO3的溶液中逐滴加入KIO3溶液,加入KIO3和析出I2的物质的量的关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.0~b间发生反应3+=3+I-+3H+
B.a~b间共消耗NaHSO3的物质的量为1.2 mol
C.b~c间发生的反应5+2=5+I2+3H+,I2是还原产物
D.当溶液中I-与I2的物质的量之比为5:2时,加入的KIO3为1.5 mol
【答案】A
【分析】已知还原性:>I-,氧化性:>I2,结合图可知,0~ b发生3+=3+I-+3H+;继续加入KIO3,氧化性:>I2,可以结合H+氧化I-生成I2,b~ c段发生反应:+6H++5I-=3H2O+3I2,以此来解答。
【详解】A.由上述分析可知,0~ b发生反应:3+=3+I-+3H+,A正确;
B.由纵坐标可知生成I2的物质的量为0.6 mol,根据b~ c段发生反应:发生+6H++5I-=3H2O+3I2,可知生成b点时生成I-的物质的量n(I-)=1 mol,0~ b消耗为1 mol,由于0~ b发生反应3+=3+I-+3H+,因此反应消耗NaHSO3的物质的量为3 mol,则a~ b间共消耗NaHSO3的物质的量为3 mol×=1.8 mol,B错误;
C.b~c段发生反应:+6H++5I-=3H2O+3I2,反应中只有碘元素的化合价变化,所以I2既是氧化产物也是还原产物,C错误;
D.溶液中I-与I2的物质的量之比为5 :2时,3+=3+I-+3H+完全发生,反应处于b ~ c段,发生反应:+6H++5I-=3H2O+3I2,消耗KIO3溶液的物质的量为1 mol ,生成I-的物质的量为1 mol,设生成的I2单质的物质的量为x mol,则根据反应+6H++5I-=3H2O+3I2可知消耗的KIO3的物质的量为mol,消耗碘离子的物质的量为mol,剩余的I-的物质的量为(1-) mol,当溶液中n(I-):n(I2)=5:2时,即(1-):x=5:2,解得x=0.24 mol,根据原子守恒加入KIO3的物质的量n(KIO3)=1 mol+0.24 mol×=1.08 mol ,D错误;
故合理选项是A。
12.钛铁矿与过氧化钠熔融后得到钛酸钠(Na2TiO4),反应的化学方程式为:FeTiO3+3Na2O2Na2FeO4+Na2TiO4+Na2O,下列有关说法正确的是
A.化合物Na2O2中阴阳离子的个数比为1:1
B.该反应中的还原产物只有Na2O
C.若有1molFe2+被氧化,则被Fe2+还原的Na2O2为1mol
D.每生成18.6g氧化钠,转移电子的物质的量是1.8mol
【答案】D
【详解】A.Na2O2中阳离子为Na+、阴离子为,所以Na2O2晶体中阴阳离子个数之比为1:2,A错误;
B.该反应中,FeCr2O4中铁、 铬元素的化合价升高,被氧化,Na2O2中氧元素的化合价降低,Na2FeO4和Na2TiO4既是氧化产物又是还原产物,Na2O是还原产物,B错误;
C.由化学计量数可知,有1molFe2+被氧化,则被Fe2+还原的Na2O2为3mol,C错误;
D., 每生成1mol Na2O转移6 mol电子,则生成0.3 mol Na2O转移1.8 mol电子,D正确;
故选D。
13.用硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)制备铁基颜料铁黄(FeOOH)的一种工艺流程如图。
已知:“还原”时,发生反应FeS2+14Fe3++8H2O=2+15Fe2++16H+;FeS2与H2SO4不反应。下列有关说法不正确的是
A.“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B.“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为1∶7
C.“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+、Fe3+和H+
D.“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式:4Fe2++8NH3•H2O+O2=8NH+4FeOOH↓+2H2O
【答案】C
【分析】硫酸渣(主要成分为Fe2O3、SiO2)加硫酸溶解,金属氧化物转化为金属阳离子,二氧化硅不溶,再加FeS2把铁离子还原为亚铁离子,同时生成,过滤,滤渣含有SiO2和FeS2,滤液中含有Fe2+和H+,滤液中通入空气氧化,同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀,过滤、洗涤、烘干,得到纯净的FeOOH。
【详解】A.适当提高硫酸浓度,增大氢离子浓度,可增大反应速率,A正确;
B.有关的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O=2+15Fe2++16H+,反应中FeS2的Fe元素化合价不变,S元素化合价升高,则为氧化产物,Fe3+转化为Fe2+,化合价降低,Fe2+为还原产物,则“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为2∶14=1∶7,B正确;
C.滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸,且生成氢离子,则“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+和H+,C错误;
D.滤液中通入空气氧化,同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀,发生的离子方程式为4Fe2++8NH3•H2O+O2=8NH+4FeOOH↓+2H2O,D正确;
故选C。
14.将11.2g的Mg、Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中,收集反应产生的X气体。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,产生21.4g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能是
A.0.6molNO
B.0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4
C.0.2molNO2和0.1molN2O4
D.0.3molNO2和0.3molNO
【答案】B
【详解】根据题意n(OH-)= =0.6mol,则金属离子为0.3mol,转移0.6mol电子。
A.若生成0.6molNO,氮元素获得电子数为0.6mol×(5-2)=1.8mol,选项A错误;
B.若生成0.1molNO、0.2molNO2和0.05molN2O4,氮元素获得电子数为0.1mol×(5-2)+0.3mol=0.6mol,选项B正确;
C.若生成0.2molNO2和0.1molN2O4,氮元素获得电子数为0.4mol×(5-4)=0.4mol,选项C错误;
D.若生成0.3molNO2和0.3molNO,氮元素获得电子数为0.3mol×(5-4)+0.3mol×(5-2)=1.2mol,选项D错误;
答案选B。
15.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体,充分反应后,再向所得溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1的盐酸,产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。
下列判断正确的是
A.原NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L-1
B.通入的CO2在标准状况下的体积为448 mL
C.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶3
D.所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶1
【答案】A
【详解】A.当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时,反应有两种可能情况:2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O或NaOH+CO2===NaHCO3,在加入盐酸100 mL时,无论溶液中溶质是NaOH、NaHCO3还是Na2CO3,最终都会生成NaCl,因n(Na+)=n(Cl-),所以n(NaOH)=n(HCl)=0.02 mol,NaOH和盐酸的体积相同,那么浓度也相同,即原NaOH溶液的浓度为0.2 mol·L-1,故A正确;
B.盐酸由25 mL滴至100 mL时,发生的反应为NaHCO3+HCl===NaCl+CO2↑+H2O,消耗盐酸0.015 mol,生成CO2 0.015 mol,即通入的CO2在标准状况下的体积为336 mL,故B错误;
C.设所得溶液中的Na2CO3为x mol,NaHCO3为y mol,根据原子守恒:2x mol+y mol=0.02 mol,x mol+y mol=0.015 mol,解得x=0.005,y=0.01,所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1,故C错误;
D.由C项分析可得D错误;
答案选A。
16.“钛合金材料”被称为“二十一世纪金属材料”,某科研探究小组利用钛铁矿(主要成分为FeO-TiO2)提取金属钛,其主要流程如图所示。
已知:①常温下钛()与酸、碱均不反应,高温下能被空气氧化;
②极为活泼,易水解,在空气中会与水蒸气形成烟雾。
下列有关叙述错误的是
A.步骤I中粉碎钛铁矿和碳可使反应物充分接触以加速反应
B.步骤II中发生反应的化学方程式:
C.步骤III为镁粉与溶液发生反应:
D.可用稀硫酸或稀盐酸除去金属钛中的少量镁单质
【答案】C
【分析】钛铁矿(主要成分为FeO-TiO2)在高温条件下被C还原为Fe,TiO2不反应,TiO2与碳、氯气反应生成,与Mg反应生成单质Ti。
【详解】A.由图示可知,将钛铁矿中与碳单质粉碎,可增大二者接触面积,使其充分反应,加快二者的反应速率,A项正确;
B.根据氧化还原反应配平可知,步骤Ⅱ中高温条件下发生反应的化学方程式为,B项正确;
C.根据信息②知,易水解,与金属镁反应时应为圈体间反应,且在高温条件下进行,C项错误;
D.已知常温下,与酸不反应,可溶于稀硫酸或稀盐酸,故可用稀硫酸或稀盐酸除去金属钛中的少量镁单质,D项正确。
故选C。
二、填空题
17.H3PO2是一元中强酸,H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
(1)H3PO2中,P元素的化合价为_______。
(2)利用H3PO2进行化学镀银的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4∶1,则氧化产物为_______(填化学式)。
(3)将硫铁矿和焦炭按物质的量之比为3∶2混合放在炼硫炉中,通入适量空气中,发生下列燃烧反应:FeS2+C+O2→Fe3O4+CO+S。配平上述化学反应方程式:_______;生成3mol硫,被氧化物质的物质的量为_______。
【答案】(1)+1
(2)H3PO4
(3) 3FeS2+2C+3O2Fe3O4+2CO+6S 2.5mol
【详解】(1)H3PO2中O元素化合价为-2价、H元素化合价为+1价,根据分子中各元素的化合价的代数和为0判断P元素化合价=2×2-3×1=+1,故答案为:+1;
(2)H3PO2进行化学镀银反应中,Ag元素化合价由+1价变为0价,得电子发生还原反应,Ag+为氧化剂,则H3PO2失电子为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,氧化还原反应中转移电子相等,设氧化产物中P元素化合价为x,则存在4×(1-0)=1×(x-1),解得x=+5,因为酸性溶液,所以得到的氧化产物为H3PO4,故答案为:H3PO4;
(3)FeS2+C+O2→Fe3O4+CO+S中,Fe、C、S元素的化合价升高,O元素的化合价降低,FeS2、C均为还原剂被氧化,结合电子、原子守恒可知反应为,由反应可知,生成6molS时,5mol还原剂被氧化,则生成3mol硫,被氧化的物质的物质的量为2.5 mol,故答案为:;2.5mol。
18.下列物质中:①NaOH 溶液 ②铝 ③液态氯化氢 ④碱石灰 ⑤二氧化硫 ⑥氨气 ⑦氢氧化铝⑧碳酸氢钠 ⑨甲烷。
(1)属于强电解质的是___________﹔能导电的是___________。
(2)配制450ml 0.1mol/L的NaOH溶液,用托盘天平称取NaOH固体___________g。
(3)在反应KMnO4+HCl→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O中,氧化产物是___________(填写化学式)
(4)向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至中性的离子方程式___________。
(5)有一种橘红色的硫化锑(Sb2S3)胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,这叫___________现象,证明Sb2S3胶粒带___________电荷。
【答案】(1) ③⑧ ①②
(2)2.0
(3)Cl2
(4)
(5) 电泳 负
【详解】(1)①NaOH溶液存在自由移动的离子,能导电,属于混合物,不是电解质;②铝有自由移动的电子,能导电,属于单质,不是电解质;③液态氯化氢在水溶液中完全电离,属于强电解质,但液态氯化氢不导电;④碱石灰没有自由移动的离子和自由移动的电子,不导电,属于混合物,不是电解质;⑤二氧化硫自身不能电离,属于非电解质;⑥氨气自身不能电离,属于非电解质;⑦氢氧化铝属于难溶性碱,属于弱电解质,不导电;⑧碳酸氢钠在水溶液中完全电离,属于强电解质,但NaHCO3固体不导电;⑨甲烷自身不能电离,属于非电解质;由上可知,属于强电解质的是③⑧,能导电的是①②;答案为③⑧;①②。
(2)配制450 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,应选500mL的容量瓶来配制,所以需要氢氧化钠固体的质量为m(NaOH)=0.1 mol·L-1×0.5L×40g/mol=2.0g;答案为2.0。
(3)由反应KMnO4+HCl→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O可知,Mn元素化合价由+7价降低为+2价,得到电子被还原,KMnO4作氧化剂,MnCl2为还原产物,Cl元素化合价由-1价升高为0价,失去电子被氧化,HCl作还原剂,Cl2为氧化产物;答案为Cl2。
(4)硫酸氢钠与氢氧化钡发生反应,当氢离子与氢氧根离子恰好反应时,溶液显示中性,其化学方程式为Ba(OH)2+2NaHSO4=BaSO4↓+2H2O+Na2SO4,改写成离子方程式为;答案为。
(5)有一种橘红色的硫化锑(Sb2S3)胶体,装入U型管,插入电极后通直流电,发现阳极附近橘红色加深,说明胶体微粒吸附的是负电荷,此现象是胶体的电泳现象;答案为电泳;负。
三、实验题
19.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,易溶于水,在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。回答下列问题:
(1)在处理废水时,ClO2可将废水中的CN-氧化成CO2和N2,写出该反应的离子方程式:_______。
(2)某小组设计了如图所示的实验装置用于制备ClO2。
①通入氮气的主要作用有2个,一是可以起到搅拌作用,二是_______。
②装置B的作用是_______。装置D的作用是_______。
③装置A用于生成ClO2气体,该反应的离子方程式为_______。
(3)测定装置C中ClO2溶液的浓度:取10mLC中溶液于锥形瓶中,加入足量的KI溶液和H2SO4酸化,然后加入_______作指示剂,用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的溶液(2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O,I2+2S2O= 2I- +S4O),测得标准液消耗的体积为20.00mL,通过计算可知C中ClO2溶液的浓度为_______mol·L-1
【答案】(1)2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-
(2) 稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸 防止倒吸(或作安全瓶) 吸收尾气,防止污染环境 2ClO+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O
(3) 淀粉溶液 0.04
【详解】(1)ClO2可将废水中的CN−氧化成CO2和N2,离子方程式为:2ClO2+2CN−=2CO2+N2+2Cl−;故答案为2ClO2+2CN−=2CO2+N2+2Cl−;
(2)①由于二氧化氯(ClO2)在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸,氮气可以起到搅拌作用,还能稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸;故答案为:稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸;
②ClO2气体易溶于水,故B的作用是防止倒吸(或作安全瓶);ClO2气体会污染空气,因此用氢氧化钠溶液吸收,以防止污染,故答案为防止倒吸(或作安全瓶);吸收尾气,防止污染环境;
③装置A为NaClO3和H2O2在酸性条件下生成ClO2气体,化学反应为:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O,所以离子方程式为2ClO+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O;故答案为2ClO+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O;
(3)ClO2溶液加入足量的KI溶液和H2SO4酸化氧化I−为I2,用淀粉做指示剂,溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色达到滴定终点;根据关系式:2ClO2∼5I2∼10Na2S2O3,则n(ClO2)=1/5n(Na2S2O3) =1/5×0.1000mol/L×0.02L=0.0004mol,C中ClO2溶液的浓度为=0.04mol/L;故答案为:淀粉溶液;0.04。
四、工业流程题
20.草酸钴在化学中应用广泛,可以用于制取催化剂和指示剂。以钴矿[主要成分是、、,还含有少量、、CuO、FeO及杂质]制取草酸钴晶体()
的工艺流程如图所示:
常温下,有关沉淀数据如表(“完全沉淀时,金属离子浓度)。
沉淀
恰好完全沉淀时pH
10.1
9.4
6.7
2.8
5.2
回答下列问题:
(1)“浸取”前,需要对钴矿进行粉碎处理的目的是_______;浸出渣的主要成分是_______。(填化学式)。浸出液中主要含有、、、、和离子,写出“浸取”时,发生反应的化学方程式:_______。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_______。
(3)常温下,“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是_______;若“调节pH”后,溶液中,则需调节溶液pH的范围是_______(忽略溶液的体积变化)。
(4)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行,先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂,发生反应:。当溶液pH处于4.5到6.5之间时,萃取率随着溶液pH增大而增大,其原因是_______;反萃取时,应加入的物质是_______(填溶液名称)。
(5)钴的氧化物常用作颜料或反应催化剂,可以由草酸钴晶体在空气中加热制取,取36.6g草酸钴晶体,在空气中加热至恒重,得到CoO与的混合物15.8g,该混合物中CoO与的物质的量之比为_______。
【答案】(1) 增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(2)
(3) 、、
(4) 溶液pH增大,溶液中降低,平衡向正反应方向移动 稀硫酸
(5)1:1
【分析】以钴矿[主要成分是、、,还含有少量、、CuO、FeO及杂质]制取草酸钻晶体(),钴矿中加入Na2SO3、稀硫酸浸取,浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、Mn2+和,则Co、Co(OH)2、Al2O3、CuO、FeO都和稀硫酸反应生成硫酸盐,MnO2被还原为Mn2+、Co2O3被还原为Co2+,同时被氧化为,SiO2不溶于稀硫酸,所以浸出渣为SiO2;向滤液中加入H2O2,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,然后加入NaOH调节pH值,Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀而除去,滤液提纯后加入(NH4)2C2O4沉钻,得到。
【详解】(1)反应物接触面积越大,反应速率越快,浸取率越大,所以“浸取”前,需要对钻矿进行粉碎处理的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率;浸出渣的主要成分是SiO2;浸出液中主要含有Al3+、Fe2+、Co2+、Mn2+和离子,“浸取“时,被还原为Co2+,同时被氧化为,Co元素化合价由+3降低至+2,S元素化合价由+4升高至+6,化合价升降守恒、原子守恒可知发生反应的化学方程式为。
(2)“氧化”时,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,H2O2中O元素化合价由+1降低至-2,Fe元素化合价由+2升高至+3,根据化合价升降守恒、原子守恒以及溶液呈酸性可知发生反应的离子方程式为。
(3)根据表中数据知,当Co2+生成沉淀时,Cu2+、Al3+、Fe3+都转化为氢氧化物沉淀,常温下,“调节pH”得到的沉淀X的主要成分是、、;pH=9.4时,Co2+完全转化为沉淀,,溶液中,=,若“调节pH”后,溶液中,当时,溶液中,,溶液pH=7.4,因此需调节溶液pH的范围是。
(4)当溶液pH处于4.5到6.5之间时,Co2+萃取率随溶液pH增大而增大,其原因是溶液的pH增大,溶液中减小,平衡向正反应方向移动;反萃取时,应加入的物质是稀硫酸,使该可逆反应平衡逆向移动。
(5)36.6g草酸钴晶体的物质的量为,根据Co原子守恒得,设CoO的物质的量为xmol,Co3O4的物质的量为ymol,则,解得x=0.05,y=0.05,因此该混合物中CoO与的物质的量之比为0.05mol:0.05mol=1:1。
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