广东省揭阳市惠来县第一中学2022-2023学年高一化学下学期第一次月考试卷(Word版附解析)
展开惠来一中2022~2023学年度第二学期高一级第一次阶段考试
化学试题
考试范围:必修第二册第五章第一节、第二节和必修第一册
试卷满分:100分;考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、试室号、座位号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cl-35.5
第I卷(选择题,共44分)
一、单选题:本题共16小题。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。
1. 下列对有关物质的分类均正确的一项是
分类选项
碱
酸
盐
碱性氧化物
酸性氧化物
A
纯碱
H2SO4
Na2SO3
MgO
CO2
B
NaOH
HCl
NaCl
Na2O2
NO
C
NaOH
CH3COOH
CaF2
Na2O2
SO2
D
KOH
HNO3
CaCO3
CaO
SO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.纯碱为碳酸钠属于盐,故A错误;
B.过氧化钠和酸反应生成盐和水,同时生成氧气,发生的是氧化还原反应,不是碱性氧化物,NO和碱不反应,属于不成盐氧化物,故B错误;
C.过氧化钠和酸反应生成盐和水,同时生成氧气,发生的是氧化还原反应,不是碱性氧化物,故C错误;
D. KOH属于碱,HNO3属于酸,CaCO3属于盐,CaO属于碱性氧化物,SO3属于酸性氧化物,故D正确;
故选D。
2. 硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法不正确的是
A. 和均为有刺激性气味的有毒气体,是酸雨的主要成因
B. 汽车尾气中的主要大气污染物为NO、、和PM2.5
C. 豆科植物直接吸收利用空气中的作为肥料,实现氮的固定
D. 工业废气中的可采用生石灰法进行脱除
【答案】B
【解析】
【详解】A.和都是刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因, A正确;
B.汽车尾气的主要污染物是NO和PM2.5,不含,且二氧化碳不是污染物,B错误;
C.豆科植物中的根瘤菌可直接吸收利用空气中的,使其转化为含N的化合物从而可作为豆科植物的肥料,实现氮的固定,C正确;
D.石灰的主要成分是CaO,能与 SO2反应生成 CaSO3,进而被空气氧化为硫酸钙,则工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除,D正确;
故选B。
3. 下列有关化学用语表示正确的是
A. 氯原子的结构示意图:
B. 氯化钠的电子式为:
C. 中子数为143,质子数为92的铀(U)原子:
D. 的结构式:O-C-O
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯原子的结构示意图是:,A错误;
B.氯化钠是离子化合物,电子式为:,B错误;
C.中子数为143,质子数为92的铀(U)原子质量数为,其原子符号为,C正确;
D.的结构式是:,D错误;
故选C。
4. 微纳米材料研究所研发的纳米量级碳酸钙直径约为30nm,已取得重大突破。下列有关说法正确的是
A. 纳米量级碳酸钙是一种胶体
B. 若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中,会产生丁达尔效应
C. 若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中,不能透过滤纸
D. 若将纳米量级碳酸钙加入稀盐酸中,不会有二氧化碳产生
【答案】B
【解析】
【详解】A.分散系是混合物,而纳米级碳酸钙是纯净物,不是分散系,选项A错误;
B.纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中形成胶体,而丁达尔效应是胶体特有的性质,选项B正确;
C.若将纳米量级碳酸钙均匀分散到蒸馏水中就会形成胶体,而胶体可以透过滤纸,选项C错误;
D.纳米级碳酸钙仍然是碳酸钙,物质的化学成分不变,仍然能和盐酸发生复分解反应生成二氧化碳,选项D错误;
答案选B。
5. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 无色透明的溶液中: 、、、K+
B. 能使紫色石蕊试液变蓝的溶液中:K+、Fe2+、、
C. 强酸性溶液中: 、Cl-、Ba2+、Na+
D. 饱和纯碱溶液中:Na+、H+、ClO-、
【答案】C
【解析】
【详解】A.无色透明的溶液中不能存在离子,选项A错误;
B.能使紫色石蕊试液变蓝的溶液呈碱性,OH-与Fe2+反应生成氢氧化亚铁沉淀而不能大量共存,选项B错误;
C.强酸性溶液中: 、Cl-、Ba2+、Na+各离子相互之间不反应,能大量共存,选项C正确;
D.饱和纯碱溶液中H+与ClO-、反应而不能大量共存,选项D错误;
答案选C。
6. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1mol·L-1Na2SO4溶液中,Na+的数目为2NA
B. 7.8gNa2O2中的离子总数为0.3NA
C. 在标准状况下,22.4LSO3所含原子总数为4NA
D. 18gH2O中含有的质子数为18NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液体积未知,无法计算Na+的数目,A项错误;
B.7.8gNa2O2物质的量为=0.1mol,其中含0.2molNa+和0.1mol,所含离子总数为0.3NA,B项正确;
C.标准状况下SO3不呈气态,不能用22.4L/mol计算22.4LSO3物质的量,C项错误;
D.1个H2O中含10个质子,18gH2O的物质的量为1mol,所含质子物质的量为10mol,质子数为10NA,D项错误;
答案选B。
7. 下图是某同学用500mL容量瓶配制NaOH溶液的过程:
下列关于该实验的叙述正确的是
A. 如图所示,用托盘直接称量2.0g烧碱
B. 配制的正确顺序为①④③⑤②⑥
C. ②中定容时仰视刻线会导致溶液浓度偏高
D. 能用容量瓶贮存配制好的溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A. 氢氧化钠易潮解,且有腐蚀性,故应在烧杯中称取氢氧化钠,而不能直接用托盘称量,故A错误;
B. 配制一定物质的量浓度的溶液的步骤为:计算、称量、溶解、冷却、移液洗涤、定容、摇匀、装瓶,故配制的正确顺序为①④③⑤②⑥,故B正确;
C.定容时仰视刻线会导致溶液的体积偏大,所溶液浓度偏低,故C错误;
D.容量瓶只能用于配溶液,不能用于贮存配制好的溶液,故D错误;
故选B。
8. 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视角。下列有关硫的价类图说法中正确的是
A. X、硫氧气中燃烧只能生成Y
B. 酸雨的形成途径之一为
C. 溶液中氧化为时,溶液的酸性减弱
D. 要实现从到Z转化,需加入还原剂
【答案】B
【解析】
【分析】X是S的氢化物,X是H2S;Y是S的+6价氧化物,Y是SO3;Z是S的+6价含氧酸盐,Z是Na2SO4;
【详解】A.H2S、S在氧气中燃烧只能生成SO2,不能生成SO3,故A错误;
B.酸雨的形成途径之一为SO2和O2反应生成SO3,SO3和H2O反应生成H2SO4,故B正确;
C.溶液中氧化为,弱酸变为强酸,溶液的酸性增强,故C错误;
D.要实现从到Na2SO4转化,S元素化合价升高发生氧化反应,需加入氧化剂,故D错误;
选B。
9. 除去食盐中少量的,而又不引入新的杂质离子,应依次加入
A. BaCl2、Na2CO3 B. Na2CO3、BaCl2
C. BaCl2、Na2CO3、HCl D. Ba(NO3)2、Na2CO3、HCl
【答案】C
【解析】
【详解】A.先加BaCl2可以除去硫酸根,后加Na2CO3可除去过量钡离子,但是过量的碳酸根无法除去,A错误;
B.先加Na2CO3无明显变化,后加BaCl2可以除去硫酸根和碳酸根,但是钡离子无法除去,B错误;
C.先加BaCl2除去硫酸根,后加Na2CO3除去过量钡离子,最后加HCl除去过量碳酸根,盐酸加热易挥发而除去,C正确;
D.先加Ba(NO3)2虽可以除去硫酸根,但是引入硝酸根离子,D错误;
故选C。
10. 用如图实验装置进行探究实验(b~d均为浸有相应试液的棉花),下列说法错误的是
A. 上下移动a中铜丝可控制气体产生的量
B. 由b处变红色证明SO2为酸性氧化物
C. 由c处均褪色证明SO2具有漂白性
D. 为确认产物有CuSO4,可向a中加水,观察颜色
【答案】D
【解析】
【详解】A.该实验中使用可,上下移动铜丝的作用是控制反应的进行,当实验中观察到明显现象时,及时将浸在浓硫酸的铜丝抽出,终止反应,可减少二氧化硫的产生量,选项A正确;
B.石蕊试液变红色,证明二氧化硫为酸性氧化物,水溶液有酸性,选项B正确;
C.品红溶液褪色,证明二氧化硫有漂白性,选项C正确;
D.试管中的反应终止后,硫酸的浓度仍然很大,为确认产物有硫酸铜,应将试管里的物质沿烧杯内壁缓慢倒入一只盛有水的烧杯中,并不断搅拌,观察所得溶液的颜色,选项D错误;
答案选D。
11. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 向溶液中加入金属钠:
B. 实验室用大理石为原料制备:
C. 向澄清石灰水中滴入少量溶液:
D. 少量通入NaClO溶液中:
【答案】C
【解析】
详解】A.向溶液中加入金属钠,钠先与水反应,钠不能置换出铜,A错误;
B.碳酸钙难溶,书写离子方程式时保留化学式,正确离子方程式为,B错误;
C.向澄清石灰水中滴入少量溶液,与按物质的量1:1反应,离子反应方程式为,C正确;
D.少量通入NaClO溶液中发生氧化还原反应,正确离子方程式为,D错误;
故选C。
12. 下列实验现象或操作不能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
实验现象或操作
A
验证浓硫酸的脱水性
将浓硫酸滴加到蔗糖上,蔗糖变黑,体积膨胀,放出有刺激性气味的气体
B
验证Fe3+具有氧化性
向FeCl3溶液中加入过量铁粉,溶液由黄色变为浅绿色
C
验证浓硝酸可被炭还原为NO2
将炽热的木炭加入浓硝酸中,有红棕色气体产生
D
验证NH3具有还原性
将NH3通过灼热的CuO,黑色固体变为红色
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.将浓硫酸滴加到蔗糖上,蔗糖变黑,体积膨胀,放出有刺激性气味的气体,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性,能达到实验目的,A不选;
B.向FeCl3溶液中加入过量铁粉,溶液由黄色变为浅绿色,铁离子氧化铁为亚铁离子,说明Fe3+具有氧化性,B不选;
C.可能浓硝酸受热分解生成二氧化氮,不能验证浓硝酸可被炭还原为NO2,C选;
D.氨气与氧化铜反应生成铜和氮气、水,反应中-3价氮化合价升高为0价,表现氨气的还原性,D不选;
故选:C。
13. 用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入固体B中,下列叙述中正确的是
A. 若A为浓盐酸,B为KMnO4,C中盛品红溶液,则C中溶液不褪色
B. 若A为醋酸,B为贝壳,C中盛澄清石灰水,则C中溶液可能出现浑浊
C. 若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛澄清石灰水,则C中先产生白色沉淀后又溶解
D. 上述实验中仪器D可以用长玻璃导管代替
【答案】B
【解析】
【详解】A.若A为浓盐酸,B为高锰酸钾固体,高锰酸钾与浓盐酸反应生成的氯气通入品红溶液中,氯气与水反应生成具有强氧化性的次氯酸使品红溶液漂白褪色,故A错误;
B.若A为醋酸,B为贝壳,醋酸溶液与贝壳中的碳酸钙反应生成的二氧化碳通入澄清石灰水中,二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀可使溶液变浑浊,故B正确;
C.若A为浓氨水,B为生石灰,浓氨水与生石灰反应生成的氨气通入澄清石灰水中,氨气与澄清石灰水不可能生成白色沉淀,故C错误;
D.由实验装置图可知,仪器D为干燥管,作用是防止通入气体时产生倒吸,所以不能用长玻璃导管来代替,故D错误;
故选B。
14. 化学小组欲测定某补铁剂中铁元素的价态,设计并进行了如下实验:
已知:该补铁剂不溶于水,但能溶于人体中的胃液(含盐酸),KSCN中的硫元素为﹣2价。下列说法不正确的是
A. 试剂1是盐酸,试剂2是KSCN溶液
B. 加入溶液后,溶液由浅红色变为深红色,说明溶液②中含有
C. 深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的与发生了化学反应
D. 取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,证明补铁剂中只含有
【答案】D
【解析】
【分析】将补铁剂碾碎,然后向其中加入足量盐酸,使二者充分接触发生反应,看到溶液几乎无色,向与盐酸反应后的溶液中加入KSCN溶液,看到溶液显浅红色,说明其中含有少量Fe3+,然后再加入绿色氧化剂H2O2,看到溶液变为深红色,说明该溶液中同时含有Fe2+,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,深红色溶液迅速变为无色溶液的原因,可能是溶液中的与发生了化学反应。
【详解】A.由分析知,试剂1是盐酸,试剂2是KSCN溶液,故A正确;
B.由分析知,加入溶液后,溶液由浅红色变为深红色,说明溶液②中含有,H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+浓度增大,颜色加深,故B正确;
C.KSCN中的硫元素为﹣2价,具有还原性,H2O2具有氧化性,深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因,可能是溶液中的与发生了化学反应,故C正确;
D.加入将Fe2+氧化为Fe3+,故取少量无色溶液④于试管中,滴入KSCN溶液,溶液变红,不能证明补铁剂中只含有,故D错误;
故选D。
15. 现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如表:
元素
相关信息
X
最外层电子数是核外电子总数的一半
Y
最高化合价和最低化合价之和为零
Z
最外层电子数与最内层电子数之和等于次外层电子数
Q
同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是
A. 常温时,X单质能与水发生剧烈反应
B. Y与Q元素组成的分子中只含极性共价键
C. Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D. 第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
【答案】B
【解析】
【分析】X原子最外层电子数是核外电子总数的一半,且X的原子序数较小,则X为Be;由Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零,可知Y位于第ⅣA族,为C或Si;Z的最外层电子数与最内层电子数之和等于次外层电子数,则Z是S;Q在同周期中原子半径最小,则Q为Cl.
【详解】A.由金属性:Be
C.非金属性:C或Si
答案选B。
16. 课本实验中,在注射器里吸入20mLNO(标况),然后吸入5mL水(足量)。若再吸入30mL空气(标况,O2体积占计算),夹住弹簧夹,让内外大气压相同,观察现象(不考虑摩擦力)。已知常温常压下,气体摩尔体积为24.5L/mol,则下列叙述不正确的是
A. 可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色
B. 可观察到注射器的活塞缓缓向左移动
C. 最终剩余气体体积约为16mL
D. 若反应前后液体体积不变,所得硝酸溶液的浓度约为0.065mol/L
【答案】C
【解析】
【详解】A.NO与O2发生反应生成NO2,NO2与水发生反应生成HNO3和NO,故可观察到注射器内气体由无色变成红棕色,最后变成无色,A项正确;
B.在注射器中发生的反应为2NO+O2=2NO2和3NO2 +H2O=2HNO3+NO,两个反应均为反应前后气体分子数减小的反应,故反应后注射器内压强减小,则活塞缓缓向左移动,B项正确;
C.常温常压下,气体体积之比等于其物质的量之比,根据2NO+O2=2NO2可知,当消耗的氧气的体积为30mL×=6mL时,参与反应的NO的体积为12mL,生成了12mLNO2,此反应中气体体积减小6mL,根据3NO2 +H2O=2HNO3+NO可知,12mLNO2参与反应时,生成了4mLNO,此反应中气体体积减小了8mL,最终剩余气体体积约为20mL+30mL-6mL-8mL=36mL,C项错误;
D.根据C项中分析可得,参与反应的NO2体积为12mL,由3NO2 +H2O=2HNO3+NO可知,所得硝酸溶液的浓度,D项正确;.
故选C。
第II卷(非选择题,共56分)
二、非选择题:本题共4小题。
17. NH3是重要的化工原料,现用如图所示装置制取并探究氨气的性质。
I.制取并收集氨气
(1)A装置用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体制备NH3的化学方程式为____。
(2)A装置还可用于制取气体____(只填一种)。
(3)B装置中的干燥剂可选用___(填“碱石灰”或“浓硫酸”)。
(4)如图,气体收集和尾气处理装置依次为____,____。(均填序号)
(5)若有10.7gNH4Cl固体,最多可制取NH3(标准状况)的体积是____L。
II.按如图所示装置进行NH3性质实验。
(6)打开旋塞,B瓶中的现象是____。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)O2 (3)碱石灰
(4) ①. a ②. e
(5)4.48 (6)产生大量白烟
【解析】
【分析】本题为实验探究题,实验室制备,并探究的相关性质,由实验装置图可知,A为制备的发生装置,反应原理为,干燥管中盛有碱石灰干燥,由于密度小于空气,且极易溶于水,只能用向下排空气法收集,尾气处理时需考虑使用防止倒吸装置,的实验现象为产生大量的白烟。
【小问1详解】
由分析可知,A装置是实验室用固体和固体制备的装置,该反应的化学方程式为。
【小问2详解】
由题干实验装置图可知,A装置是采用固体和固体在加热条件下反应来制备气体的,则还可用于受热分解制。
【小问3详解】
由于显碱性,能与浓硫酸反应被其吸收,且浓硫酸不能装在球形干燥管中应该装在U形管或者洗气瓶中,则B装置中的干燥剂可选用碱石灰。
【小问4详解】
由于的密度小于空气的密度,则需用向下排空气法收集,则应该采用装置a,且氨气极易溶于水,尾气处理时应该考虑防倒吸,则尾气处理装置应该选用e。
【小问5详解】
根据反应方程式可知,若有10.7g固体,最多可制取(标准状况)的体积是L。
【小问6详解】
由题干图示可知,A瓶的压强比B瓶的大,则打开旋塞,A瓶中的部分HCl将进入B瓶中,发生反应,产生NH4Cl固体小颗粒,形成白烟,B瓶中的现象是产生大量白烟。
18. 含硫化合物的处理和利用是科学研究的重要课题之一、:
I.用石灰石、氨水等脱硫。以硫酸工业的二氧化硫尾气、氨水、石灰石、碳酸氢铵和氯化钾等为原料,可以制备有重要应用价值的硫酸钾、亚硫酸铵等物质,制备流程如下:
(1)反应I是脱去的一种常用方法,其反应的化学方程式为_______。研究发现:和温度对石灰石浆液的脱硫效率产生一定影响,当烟气通入速度一定时,石灰石浆液的脱硫率与浆液的关系如图所示。
下列有关说法正确的是_______。
a.烟气通入石灰石浆液时的温度越高,吸收越快,吸收率越高
b.石灰石浆液烟气脱硫效果降低的原因是石灰石的溶解程度增大
c.反应时需鼓入足量的空气以保证充分被氧化生成
d.将脱硫后的气体通入溶液,可粗略判断烟气脱硫效率
(2)生产中,向反应II中溶液中加入适量还原性很强的对苯二酚等物质,其目的是_______。
(3)反应III所得的滤液中阳离子的检验操作方法是_______。
(4)可用于电厂等烟道气中脱氨。将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氨肥,形成共生系统。用溶液吸收,当生成氮气的体积为(标准状况)时,该反应转移的电子数目为_______。
II.还原法也是处理含较多的硫酸厂废气方法之一、时,将一定比例和的混合气体以一定流速通过装有,负载型催化剂(其中为催化剂,为载体)的反应器。
(5)该方法不仅可有效脱除,同时还获得单质S,其化学方程式为_______。
(6)研究表明,该反应过程中实际起催化作用的是反应初期生成的,催化硫化过程中检测到有气体。则催化硫化的过程可描述如下:_______,最后生成的S再与反应转化为。
【答案】(1) ①. ②. cd
(2)防止亚硫酸根被氧化,可以得到较纯的亚硫酸铵晶体
(3)取少量滤液与试管中,加入NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝,说明溶液中含有离子;
(4)2NA (5)
(6)H2与FeS2生成FeS和,与SO2反应生成S,S与FeS反应生成
【解析】
【分析】根据流程图可知空气把SO2氧化为,反应方程式为;反应III向中加入碳酸氢铵和NH3,生成和,过滤得到溶液,加入KCl,生成K2SO4和NH4Cl;根据流程可知反应II产生亚硫酸铵晶体,加入氨水,得到晶体。
【小问1详解】
根据流程图可知空气把SO2氧化为,反应方程式为;
a.烟气通入石灰石浆液时的温度越高,气体二氧化硫的溶解度越小部分二氧化硫不能被溶解,故吸收率降低,故A错误;
b.石灰石浆液pH>5.7时,石灰石的溶解度小,脱硫率下降,故B错误;
c.结合题给的转化关系,可得脱硫总反应:,反应时需鼓入足量的空气以保证充分被氧化生成,故C正确;
d.脱硫后的气体中残留SO2的量,可以通过KMnO4溶液褪色的程度和快慢来判断,从粗略判断烟气的脱硫效率,故d正确;
故答案为cd。
【小问2详解】
根据流程可知反应II产生亚硫酸铵晶体,加入适量还原性很强的对苯二酚,防止亚硫酸根被氧化,可以更好的得到亚硫酸铵晶体;
【小问3详解】
反应III向中加入碳酸氢铵和NH3,生成和,过滤得到溶液,所得的滤液中阳离子主要为,检验操作方法是:取少量滤液与试管中,加入NaOH溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝,说明溶液中含有离子;
【小问4详解】
可用于电厂等烟道气中脱氨。将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氨肥,用溶液吸收,反应方程式为:,当生成氮气的体积为(标准状况)时,即0.5mol,根据反应可知生成1molN2,转移4mol电子,生成0.5molN2,转移电子数为2NA;
【小问5详解】
时,将一定比例和的混合气体以一定流速通过装有,反应方程式为;
【小问6详解】
研究表明,该反应过程中实际起催化作用的是反应初期生成的,催化硫化过程中检测到有气体,是H2与FeS2生成FeS和,与SO2反应生成S,S与FeS反应生成。
19. 某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c。其目的是______。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸。c中的现象是:______。再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是:______,离子反应方程式是:______。
(3)用以下三种途径来制取等质量的硝酸铜。
①铜与稀硝酸反应
②铜与浓硝酸反应
③铜先与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应
以下叙述不正确的是_____(填字母)。
A.三种途径所消耗铜的质量相等
B.三种途径所消耗硝酸的物质的量①>②>③
C.途径①中被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量之比是3∶2
(4)表格是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是:______。理由是:_____。
方案
反应物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3
【答案】(1)检查装置气密性
(2) ①. 产生红棕色气体,溶液变成蓝色 ②. 反应变缓,气体颜色变淡 ③. 3Cu+8H+ + 2NO =3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)B (4) ①. 丙 ②. 耗酸量最少,对环境无污染
【解析】
【小问1详解】
实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是检查装置气密性。
【小问2详解】
c中反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,所以观察到的现象是产生红棕色气体,溶液变成蓝色;再由a向c中加2mL蒸馏水,反应速率减慢,且浓硝酸被稀释为稀硝酸,反应生成NO,故c中的实验现象是反应变缓,气体颜色变淡,离子方程式为: 3Cu+8H+ + 2NO =3Cu2++2NO↑+4H2O。
【小问3详解】
用以下三种途径来制取等质量的硝酸铜:
根据题意,有关反应为:①3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;②Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;③2Cu+O22CuO,CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O,由以上三组反应,可以看出:生成相同质量的Cu(NO3)2,消耗相同质量的铜,但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同,途径②消耗HNO3最多,途径①次之,途径③消耗HNO3最少。
A.根据原子守恒,铜单质最终转化为硝酸铜,则三种途径制取相同质量的硝酸铜,所消耗的铜的物质的量相等,A正确;
B.由分析可知,三种途径耗相同质量的铜,但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同,途径②消耗HNO3最多,途径①次之,途径③消耗HNO3最少,B错误;
C.根据化学反应方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,被氧化的铜与被还原的硝酸的物质的量的比为3:2,C正确;
答案选B。
【小问4详解】
方案甲是铜和浓硝酸反应生成硝酸铜,二氧化氮和水,有污染气体生成,不能体现绿色化学理念;方案乙是稀硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,有污染气体生成,不能体现绿色化学理念;丙是利用铜和氧气反应生成氧化铜,氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜,反应过程中无污染气体生成,能体现绿色化学理念。
20. 自来水是自然界中的淡水经过絮凝、沉淀、过滤、消毒等工艺处理后得到的。高铁酸钾(K2FeO4,极易溶于水)是常见的水处理剂,其原理如图所示。完成下列问题:
(1)K2FeO4的电离方程式_______。过程①中K2FeO4表现了_______(填“氧化”或“还原”)性。
(2)根据上述原理分析,作水处理剂时,K2FeO4的作用有_______、_______ (填两个)。
(3)制备高铁酸钾常用的反应原理为:Fe(OH)3+KClO+KOH→K2FeO4+KCl+H2O(反应未配平)。
①通过该反应说明:在碱性条件下,氧化性KClO_______K2FeO4。
A大于 B.小于 C.等于 D.无法比较
②配平该反应的化学方程式,并用单线桥法表示电子转移的方向和数目说明_______;
(4)世界环保联盟要求ClO2逐渐取代Cl2作为自来水消毒剂
已知:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑
发生器:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
ClO2的生产流程示意图如图:
该工艺中,需要补充的物质X为_______ (填化学式,下同),能参与循环的物质有_______。
(5)已知:ClO2是极易溶于水的气体,具有强氧化性。用如图装置探究ClO2性质。回答下列问题:
锥形瓶内ClO2进气导管不伸入液面以下,原因是_______。烧杯内液体用于吸收尾气,若反应的氧化产物是一种单质,且氧化剂与氧化产物的物质的量之比是2:1,则还原产物的化学式是_______。
【答案】(1) ①. K2FeO4=2K++ ②. 氧化
(2) ①. 消毒杀菌 ②. 净水
(3) ①. A ②.
(4) ①. Cl2 ②. Cl2、NaCl、H2O
(5) ①. 防倒吸 ②. NaClO2
【解析】
【小问1详解】
K2FeO4完全电离为钾离子和高铁酸根离子,电离方程式为K2FeO4=2K++;过程①中Fe由+6价降低为+3价,K2FeO4表现了氧化性;
【小问2详解】
由图可知,K2FeO4有强氧化性,可以消毒杀菌,同时得到的铁离子可水解为胶体,可净水,即作水处理剂时,K2FeO4的作用有消毒杀菌、净水;
【小问3详解】
①反应中KClO为氧化剂,K2FeO4为氧化产物,则在碱性条件下,氧化性KClO>K2FeO4,故选A;
②Fe由+3价升高为+6价,升高3,Cl由+1价降低为-1价,降低2,则2Fe(OH)3+3KClO→2K2FeO4+3KCl,再结合原子守恒有2Fe(OH)3+3KClO+4KOH=2K2FeO4+3KCl+5H2O,用单线桥法表示电子转移的方向和数目为
;
【小问4详解】
氯气与电解产生的氢气反应生成HCl,结合已知可知需要补充的物质X为Cl2;发生器发生2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,则能参与循环的物质是Cl2、NaCl、H2O;
【小问5详解】
ClO2极易溶于水,易引起倒吸,锥形瓶内ClO2进气导管不伸入液面以下,原因是防倒吸;烧杯内液体用于吸收尾气,若氧化产物是一种单质,则为O2,还原剂为H2O2,且氧化剂与氧化产物的物质的量之比是2:1,则氧化剂为ClO2,设还原产物中Cl的化合价为x,则根据得失电子守恒有2×(4-x)=1×2×1,解得x=+3,则还原产物的化学式是NaClO2。
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