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甘肃省临夏回族自治州临夏中学2020届高三上学期期中考试化学试题
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甘肃省临夏中学2019—2020学年第一学期期中考试试卷
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 A1 27 S 32 Cr 52
第I卷(选择题)
一、单选题(每小题2分,共46分)
1.化学与我们的生活息息相关,下列说法正确的是( )
A. 红宝石、玛瑙、水晶、钻石的主要成分都是硅酸盐
B. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
C. “霾尘积聚难见路人”,雾霾所形成的气溶胶没有丁达尔效应
D. 鸟巢使用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢,铁合金熔点、硬度均比纯铁高
【答案】B
【解析】
【详解】A.红宝石的主要成分是三氧化二铝,玛瑙、水晶的主要成分是二氧化硅,钻石主要成分不是硅酸盐而是碳单质,故A错误;
B.镁比金属内胆活泼,镁与金属内胆连接后,镁失去电子受到腐蚀,从而保护了金属内胆不受腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;
C.雾霾所形成的气溶胶属于胶体,具有丁达尔效应,故C错误;
D.合金比各成分金属的硬度大、熔点低,故D错误。
故答案为B。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A. 98g H2SO4含有2 NA个H+和NA个SO42-
B. 100mL 0.1mol·L−1的Na2CO3溶液中,含阴离子的数目大于0.01NA
C. 32g O2和O3的混合物中含有的氧原子数目为2NA
D. 标准状况下,0.56L丙烷中含有共价键的数目为0.25NA
【答案】A
【解析】
【详解】A、H2SO4中全是硫酸分子,不含H+和SO42-,故A错误;
B、100mL 0.1mol•L-1的Na2CO3溶液中,n(CO32-)=0.01mol,但是CO32-水解,生成HCO3-、OH-,故含阴离子的数目大于0.01NA,故B正确;
C、32g O2和O3的混合物中含有的氧原子的物质的量为2mol,其数目为2NA,故C正确;
D、1个丙烷分子中含有10条共价键,标准状况下,0.56L丙烷的物质的量为0.25mol,其含有共价键的数目为0.25NA,故D正确;
故选:A。
3.在水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A. Na+、Ca2+、Cl-、SO42- B. Fe2+、H+、HCO3-、Cl-
C. Mg2+、NH4+、Cl-、SO42- D. K+、Fe3+、NO3-、OH-
【答案】C
【解析】
【详解】A.钙离子和硫酸根生成微溶物硫酸钙,不能大量共存,故A错误;
B.氢离子与碳酸氢根反应生成水和二氧化碳,不能大量共存,故B错误;
C.四种离子相互不反应,可以大量共存,故C正确;
D.氢氧根和铁离子生成氢氧化铁沉淀,不能大量共存,故D错误
故答案为C。
4.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计严密的是( )
A. 检验试液中的SO42-:试液无沉淀白色沉淀
B. 检验试液中的Fe2+:试液无明显现象红色溶液
C. 检验试液中的CO32-:试液白色沉淀沉淀溶解
D. 检验试液中的I-:试液无明显现象蓝色溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝酸可氧化亚硫酸根离子,则原溶液中可能含SO32-,故A错误;
B.氯化钡溶液没有氧化性,加入氯化钡溶液后不能将亚铁离子氧化,故溶液不可能变红,故B错误
C.白色沉淀为碳酸钡或亚硫酸钡,则原溶液中可能含SO32-,故C错误;
D.淀粉遇碘变蓝,可知加入双氧水将碘离子氧化为碘,则可知试液中含I-,方案严密,故D正确;
故答案为D。
5.下列关于物质的分类中,正确的是( )
酸性氧化物
酸
盐
混合物
电解质
A
SiO2
HClO
烧碱
CuSO4·5H2O
CO2
B
Na2O2
HNO3
NaHSO4
漂白粉
Mg
C
SO3
H2SiO3
纯碱
水玻璃
NaCl
D
NO
Al(OH)3
BaCO3
水泥
NH3
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
和碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物;水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物为酸;金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物为盐;不同物质组成的为混合物;水溶液中或熔融状态下导电的化合物为电解质。
【详解】A.烧碱为氢氧化钠属于碱,CuSO4·5H2O为纯净物,CO2为非电解质,故A错误;
B. Na2O2为过氧化物不是酸性氧化物,Mg是金属单质既不是电解质也不是非电解质,故B错误;
C. SO3属于酸性氧化物,H2SiO3属于酸,纯碱是碳酸钠为盐,水玻璃为硅酸钠的水溶液为混合物,氯化钠溶于水导电属于电解质,所以C选项是正确的;
D.NO和碱不反应属于不成盐氧化物,氢氧化铝为两性氢氧化物,氨气为非电解质,故D错误。
所以C选项是正确的。
6.X、Y、Z是三种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是
A. 元素非金属性由弱到强的顺序为X<Y<Z
B. Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C. 三种元素的气态氢化物中,Z的气态氢化物最稳定
D. 原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X
【答案】D
【解析】
【分析】
X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,说明X不可能是3层或1层电子,所以X是O元素;X、Y位于同一族,则Y是S元素;Z原子的核外电子数比Y原子少1,则Z是P元素,据此分析解答。
【详解】A、根据以上分析,X是O元素;Y是S元素;Z是P元素;非金属性的强弱是O>S>P,故A错误;
B、Y是S元素;S的最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2YO4,故B错误;
C、3种元素非金属性的强弱是O>S>P,气态氢化物中O的气态氢化物最稳定,故C错误;
D、原子半径有电子层数、核电荷数决定,所以原子半径由大到小的顺序为P>S>O,故D正确。
答案选D。
7.将SO2通入足量Fe2(SO4)3溶液中,完全反应后再加入K2Cr2O7溶液,发生两个化学反应为①SO2+2Fe3++2H2O→+2Fe2++W,②+aFe2++bH+→Cr3++Fe3++H2O。下列有关说法正确的是
A. 还原性:Cr3+>SO2 B. 方程式②中,a=6,b=7
C. 能将Na2SO3氧化成Na2SO4 D. 方程式①中W为OH−
【答案】C
【解析】
【详解】A、反应SO2+2Fe3++2H2O→SO42-+2Fe2++W中,SO2做还原剂,Fe2+为还原产物,所以还原性:SO2>Fe2+,反应Cr2O72-+aFe2++1bH+→Cr3++Fe3++H2O中,Fe2+为还原剂,Cr3+为还原产物,所以还原性:Fe2+>Cr3+,所以还原性:SO2>Cr3+,故A错误;
B、②Cr2O72-+aFe2++1bH+→Cr3++Fe3++H2O由得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,则a=6,b=14,故B错误;
C、重铬酸根具有氧化性,能将亚铁离子氧化,也能将Na2SO3 氧化成 Na2SO4,故C正确;
D、由方程式①电荷守恒,则W 为H+,故D错误。
故选:C。
8.下列离子方程式正确的是
A. Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4+H2O
B. 向NaOH溶液中通入过量的SO2气体:2OH-+SO2=SO32-+H2O
C. NaHCO3和Ca(OH)2溶液按物质的量比1:2混合:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
D. 向FeBr2中通入过量的Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
【答案】C
【解析】
【分析】
A.离子个数配比不符合物质结构组成;
B.二氧化硫过量,反应生成亚硫酸氢钠;
C.NaHCO3 和Ca(OH)2 溶液按物质的量比1:2混合,碳酸氢钠少量,反应生成碳酸钙,氢氧化钠和水;
D.氯气过量,溴离子、二价铁离子全部被氧化。
【详解】A.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应,离子方程式:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4 ↓+2H2 O,A错误;
B.向NaOH溶液中通入过量的SO2气体,离子方程式:OH-+SO2=HSO3-,B错误;
C.NaHCO3和Ca(OH)2溶液按物质的量比1:2混合,NaHCO3少量,反应生成碳酸钙,氢氧化钠和水,离子方程式:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O,C 正确;
D.向FeBr2 中通入过量的Cl2,离子方程式:2Fe2++4Br- +3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl- ,D错误;
故合理选项是C。
【点睛】本题考查了离子方程式的正误判断,注意掌握离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合原化学方程式等,注意物质的量对生成物的影响。
9.下列除杂质的方法不正确的是
A. 镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
B. FeCl3溶液中混有少量AlCl3:加入过量氨水,过滤洗涤沉淀,将沉淀再用适量盐酸溶解
C. Fe2O3中混有少量Al2O3:加入过量NaOH溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
D. Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤
【答案】B
【解析】
【分析】
A.Al与NaOH溶液反应,而Mg不能;
B.加入过量氨水,二者均转化为沉淀;
C. Al2O3与NaOH溶液反应,而Fe2O3不能;
D.加入足量烧碱溶液,氢氧化镁不反应,氢氧化铝溶解,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤、洗涤、干燥,得到氢氧化铝。
【详解】A.Al与NaOH溶液反应,而Mg不能,则镁粉中混有少量铝粉的方法为加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,所以A选项是正确的;
B.加入过量氨水,二者均转化为沉淀,则FeCl3溶液中混有少量AlCl3不能选加入过量氨水,故B错误;
C. Fe2O3中混有少量Al2O3,加入足量烧碱溶液,Al2O3变成偏铝酸钠,而Fe2O3不发生反应,再通过过滤、洗涤、干燥,可以得到纯净的Fe2O3,所以C选项是正确的;
D. 加入足量烧碱溶液,氢氧化镁不反应,氢氧化铝溶解,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤、洗涤、干燥,得到氢氧化铝,所以D选项是正确的。
故答案选B。
10.某课外实验小组设计的下列实验不合理的是 ( )
A. 制备并观察氢氧化亚铁
B. 证明过氧化钠与水反应放热
C. 制备并收集少量NO2气体
D. 实验室制备少量氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲可用于制备并观察氢氧化亚铁沉淀,符合,错误;
B、脱脂棉燃烧,说明反应放热,合理,错误;
C、二氧化氮与水反应,不能有排水法收集,不合理,正确;
D、丁可用于实验室制备少量氨气,正确;
答案选C。
11.下列化学用语中,错误的是( )
A. 镁离子的结构示意图为
B. Na2O2的电子式为
C. 氯化氢分子的形成过程可用电子式表示为
D. 次氯酸的结构式为H-Cl-O
【答案】D
【解析】
【详解】A. 镁离子的结构示意图为失去最外层后形成的离子,故A正确;
B、 Na2O2的电子式中O22―中两个O原子间以非极性键相结合,故B正确;
C、氯化氢分子是共价化合物,原子间以共用电子对相结合,故C正确;
D、次氯酸的结构式为H-O-Cl,故D错误.
故选D。
12.以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是
A. NaClO3在发生器中作氧化剂
B. 吸收塔中1mol H2O2得到2mol电子
C. 吸收塔中温度不宜过高,会导致H2O2的分解
D. 从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据流程图,NaClO3与SO2发生氧化还原反应,化学方程式为2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2,其中NaClO3作氧化剂,故A说法正确;
B、吸收塔中发生的反应为2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+2H2O+O2↑,1mol H2O2失去2mol电子,故B说法错误;
C、H2O2在高温下易分解,故吸收塔的温度不能太高,故C说法正确;
D、根据选项A的分析,母液中溶质主要为Na2SO4,故D说法正确。
答案选B。
13.某溶液仅有 K+、Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-、HCO3-中的几种.为确定其成分,做如下实验:
①取部分溶液.加入适量 Na2O2 固体,产生无色无味的气体和白色沉淀,再加入足量的 NaOH 溶液后白色沉淀全部溶解;
②另取部分溶液,加入 HNO3 酸化的Ba(NO3)2溶 液,无沉淀产生。下列推断正确的是
A. 肯定有 Al3+、Cl-,一定没有 HCO3-和SO42-
B. 肯定有 Al3+、Mg2+、Cl-,可能有NH4+、K+
C. 肯定有 Al3+、NH4+、Cl-,肯定没有HCO3-
D. 该溶液可能显弱酸性,也可能显中性
【答案】A
【解析】
由①取部分溶液,加入适量Na2O2固体,产生无色无味的气体和白色沉淀,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,产生无色无味的气体,说明无NH4+ ,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀全部溶解,说明无Mg2+ ,有Al3+ ,无HCO3―;②另取部分溶液,加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液,无沉淀产生,说明无SO42―,溶液中只有Cl― 一种阴离子。纵上所述A正确;B、应无Mg2+ 和NH4+,K+ 不能确定,故B错误;C、无NH4+ ,故C错误;D、Al3+ 水解呈酸性,故D错误;故选A。
14.2017年11月5 日,长征三号乙运载火箭将两颗北斗三号全球导航卫星送入太空轨道。下列有关说法正确的是( )
A. 火箭燃料燃烧时将化学能转化为热能 B. 火箭燃料中的四氧化二氮属于化石燃料
C. 火箭箭体采用铝合金是为了美观耐用 D. 卫星计算机芯片使用的是高纯度的二氧化硅
【答案】A
【解析】
火箭燃料燃烧时将化学能转化为热能,再转化为机械能,故A正确;化石燃料是指煤、石油、天然气等不可再生能源,四氧化二氮不属于化石燃料,故B错误;铝合金的密度较小,火箭箭体采用铝合金的主要目的是减轻火箭的质量,故C错误; 卫星计算机芯片使用高纯度的硅,不是二氧化硅,故D错误。
15.已知X、Y、Z为三种短周期主族元素,可分别形成Xn+、Ym+、Zn-三种离子,已知m>n且X、Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。下列说法中不正确的是( )
A. 三种离子中,Ym+的离子半径最小
B. Z的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4
C. X、Y、Z三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强
D. 三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应
【答案】C
【解析】
【分析】
X、Y、Z为三种主族元素,分别形成Xn+、Ym+、Zn-三种离子,且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数,则X、Y、Z 一定是在第3周期,能形成简单离子为Xn+、Ym+、Zn-,且数值m>n,所以X为钠元素,Y为铝元素,Z为氯元素。
【详解】A.最外层电子数相同,电子层越多离子半径越大,所以离子半径Cl->Na+;电子层排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径Na+>Al3+,所以Al3+离子半径最小,故A正确;
B.Z的最高价氧化物的水化物HClO4,由于n=1,HClO4符合HnZO4,故B正确;
C.NaOH为强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物,HClO4是强酸,则它们的最高价氧化物的相应水化物的碱性依次减弱,酸性依次增强,故C正确;
D、X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4,Al(OH)3是两性氢氧化物,能与NaOH和HClO4反应,NaOH与HClO4,发生酸碱中和反应,故D正确。
故答案为C。
16.法国、美国、荷兰的三位科学家因研究“分子机器的设计与合成”获得诺贝尔化学奖。轮烷是一种分子机器的“轮子”,芳香化合物a、b、c是合成轮烷的三种原料,其结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. b、c互为同分异构体
B. a、c分子中所有碳原子均有可能处于同一平面上
C. a、b、c均能发生氧化反应、加成反应、加聚反应和酯化反应
D. a、b、c均能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】C
【解析】
【分析】
a的分子式为C9H8O,含有的官能团为碳碳双键和醛基,b的分子式为C9H10O,含有的官能团为碳碳双键和醚键,c的分子式为C9H10O,含有的官能团为碳碳双键和羟基。
【详解】A项、b、c的分子式均为C9H10O,结构不同,互为同分异构体,故A正确;
B项、a中均为不饱和碳原子,所有碳原子均有可能处于同一平面上,c中有一个饱和碳原子连在苯环上,一个饱和碳原子连在碳碳双键上,所有碳原子均有可能处于同一平面上,故B正确;
C项、a、b都不含有羟基和羧基,不能发生酯化反应,故C错误;
D项、a、b、c均含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,能使酸性高锰酸钾溶液,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,故D正确。
故选C。
【点睛】本题考查物质结构和性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键。
17.甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法正确的是( )
A. 若甲可以与NaOH溶液反应放出H2,则丙一定是两性氧化物
B. 若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则丙生成戊一定是氧化还原反应
C. 若丙、丁混合产生大量白烟,则乙可能会使高锰酸钾溶液褪色
D. 若甲、丙、戊都含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲为单质,若甲可以与NaOH溶液反应放出H2,则甲为Al或Si,所以丙可能是氧化铝,也可能是二氧化硅,不一定是两性氧化物,故A错误;B.若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则甲为Na,乙为氧气,所以丙可以为氧化钠或过氧化钠,当丙为氧化钠时,丙生成戊不是氧化还原反应,故B错误;C.丙、丁混合产生白烟,则丙、丁可为HCl和NH3或HNO3和NH3等,甲、乙均为单质,则乙可能是氯气、氢气或氮气,都不能使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;D.若甲、丙、戊含有同一种元素,例如当甲为S、乙为氧气、丙为二氧化硫、丁为HClO等具有强氧化性的物质、戊为硫酸时,则含S元素的物质中S的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊,故D正确;故选D。
【点睛】本题考查无机物的推断,熟悉物质的性质及转化关系图中的反应是解答本题的关键。本题的难点为D,符合甲、丙、戊中同种元素的化合价升高为非金属元素或变价金属元素。
18.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 收集氯气可以用排饱和食盐水的方法
B. 在一定条件下,氢气与碘蒸汽反应达平衡后,加压,混合气体颜色变深
C. 可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D. 合成三氧化硫过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
【答案】B
【解析】
【分析】
利用勒夏特列原理的定义进行分析。
【详解】A、Cl2与H2O发生Cl2+H2OH++Cl-+HClO,排饱和食盐水收集氯气,增加Cl-浓度,使平衡向逆反应方向进行,抑制Cl2的溶解,符合勒夏特列原理,故A不符合题意;
B、H2和I2发生H2+I22HI,组分都是气体,且反应前后气体系数之和相等,即增大压强平衡不移动,但组分浓度增大,颜色加深,故B符合题意;
C、浓氨水中存在NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,加入NaOH固体,增加溶液中OH-的浓度,平衡向逆反应方向移动,NaOH固体遇水放出热量,使NH3逸出,故C不符合题意;
D、2SO2+O22SO3,使用过量的氧气,增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,SO2的转化率提高,故D不符合题意;
答案选B。
19.已知X、Y、Z是三种原子序数依次增大的短周期元素。甲、乙、丙分别是三种元素形成的单质,A、B、C、D分别是由三种元素中的两种形成的化合物,且A与C中均含有10 个电子。它们之间转化关系如下图所示。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y>X
B. X与Y形成的化合物只含极性键
C. Y有多种同素异形体,且均具有高熔点、高沸点、硬度大的性质
D. 气态氢化物的稳定性:A
【答案】D
【解析】
【分析】
A与C中均含有10个电子,A燃烧可生成C,由转化关系可知A应为CH4,丙为O2,B为CO2,C为H2O,B、C都可与乙在高温下反应,乙应为C,则D为CO,甲为H2,则X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,以此解答该题。
【详解】由以上分析可知X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,A为CH4,丙为O2,B为CO2,C为H2O,乙为C,D为CO,甲为H2。
A.由以上分析可知X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径:Y>Z>X,A错误;
B.X为H元素,Y为C元素,二者形成的化合物,如CH4只含极性键,C2H6、C2H4等既含极性键,也含有非极性键,B错误;
C. Y为C元素,C元素有多种同素异形体,其中金刚石具有高熔点、高沸点、硬度大的性质,而石墨则质地软,C错误;
D.A 是CH4,C是H2O,元素的非金属性O>C,元素的非金属性越强,其最简单的氢化物的稳定性就越强,所以气态氢化物的稳定性A
故合理选项是D。
【点睛】本题考查无机物的推断以及原子结构与元素周期律的综合应用, A与C中均含有10个电子是推断突破口,再结合反应进行分析解答,注意熟练掌握元素化合物知识。
20.某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
实验1
实验2
①、③中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
③中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
下列说法正确的是
A. 稀硝酸一定被还原为NO2
B. 实验1-②中溶液存在:c(Cu2+) + c(H+) =c(NO3-) + c(OH-)
C. 由上述实验得出结论:常温下,Cu既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
D. 实验1-③、实验2-③中反应的离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+ =3Cu2++2NO↑+4H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
实验1:稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO和水,再加稀硫酸,硝酸铜中硝酸根在酸性条件下能继续氧化铜单质。试管口NO均被氧化生成红棕色的二氧化氮。
实验2:稀硫酸不与铜反应,再加稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO和水。试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮。
【详解】A.稀硝酸与铜发生3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应,生成硝酸铜溶液为蓝色,试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,故A错误;
B.实验1-②中溶液存在电荷守恒为:2c(Cu2+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH-),故B错误;
C.由上述实验可得出结论:Cu在常温下可以和稀硝酸反应,但不能与稀硫酸反应,故C错误;
D.实验1-③、实验2-③中反应的离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+ =3Cu2++2NO↑+4H2O
,故D正确;
答案选D。
【点睛】一般情况下,稀硝酸与铜生成NO,浓硝酸与铜生成NO2。
21.下列实验操作和现象及所得出的结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向BaCl2溶液中通入SO2,产生白色沉淀
BaSO3是不溶于水的白色固体
B
向蓝色石蕊试纸上滴加新制氯水,试纸边缘呈红色,中间为白色
氯水既有酸性又有还原性
C
相同条件下,分别测量0.1mol·L-1和0.01mol·L-1醋酸溶液的导电性,前者的导电性强
醋酸浓度越大,电离程度越大
D
取5mL 0.1mol·L-1KI溶液,加入1mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液,萃取分液后,向水层滴入KSCN溶液,溶液变成血红色
Fe3+与I-所发生的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、亚硫酸的酸性小于盐酸,所以向BaCl2溶液中通入SO2,不反应,没有白色沉淀生成,故A错误;
B、向蓝色石蕊试纸上滴加新制氯水,试纸边缘呈红色体现酸性,中间为白色体现漂白性(氧化性),故B错误;
C、弱电解质浓度越小电离程度越大,醋酸浓度越大,电离程度越小,故C错误;
D、取5mL 0.1mol·L-1KI溶液,加入1mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液,KI溶液过量,萃取分液后,向水层滴入KSCN溶液,溶液变成血红色,说明溶液中有Fe3+,证明Fe3+与I-所发生的反应为可逆反应,故D正确;
故选D。
22.下列有关溶液中粒子浓度的关系式中,正确的是( )
A. pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③Na2CO3三份溶液中的c(Na+):③>②>①
B. 0.1mol·L-1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中:c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
C. 图中a点溶液中各离子浓度关系是:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
D. 图中pH=7时:c(Na+)>c(CH3COO-) >c(OH-)=c(H+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH相同的钠盐溶液中,弱根离子水解程度越大,其盐溶液浓度越小,碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,大于醋酸钠,则当三种溶液的pH相同时,其物质的量浓度由大到小的顺序是③<②<①,钠离子浓度大小顺序是③<②<①,故A错误;
B.根据物料守恒得c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),故B错误;
C.a点溶液中存在的溶质是等物质的量的醋酸钠和氢氧化钠,根据物料守恒得c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),所以得c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),故C正确;
D.pH=7时c(OH-)=c(H+),溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),所以得c(Na+)=c(CH3COO-),故D错误;
故选:C。
【点睛】本题考查了离子浓度大小的比较,根据溶质的性质结合物料守恒和电荷守恒来分析解答,易错选项是C,明确a点溶液中的溶质是解此选项的关键,题目难度中等.
23.三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )
A. 可用铁做阳极材料
B. 电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C. 阳极反应方程式为:2Cl-+2e-=Cl2↑
D. 1 mol 二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1 mol 电子
【答案】D
【解析】
【详解】A、电解过程中产生的氯气是氯离子失电子发生氧化反应,铁做阳极时铁失电子发生氧化反应,阴极将无氧化剂Cl2生成,不能把二价镍氧化为三价镍,故A错误;
B、阳极反应方程式为:2Cl--2e-=Cl2↑,Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,故电解过程中阳极附近溶液的pH降低,故B错误;
C、阳极反应是氯离子失电子发生氧化反应。电解反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,故C错误;
D、由Ni2+-e-=Ni3+可知1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子,故D正确;
故选:D。
第II卷(非选择题)
二、实验题
24.下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行一系列反应的装置,回答下列问题。
(1)写出a仪器的名称_______;
(2)装置D产生白色沉淀现象的原因_______________________;
(3)E装置的硬质玻璃管内盛有碳粉,发生氧化还原反应,其产物为CO2和HCl。试写出E中反应的化学方程式_________________________________;
(4)F处的烧杯溶液中最终____(填“有”或“没有”)白色沉淀;
(5)F装置无法确认E处反应中有CO2产生,为了证明CO2的存在,要对F装置进行改造,装置符合要求的是_____________。
【答案】 (1). 分液漏斗 (2). 氯气将二氧化硫在水中氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀 (3). (4). 没有 (5). b
【解析】
【分析】
(1)根据仪器a的构造判断其名称;
(2)Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4,生成的硫酸再与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀来分析;
(3)氯气有强氧化性,碳有还原性,在加热条件下氯气和水、碳发生氧化还原反应;
(4)氯化氢、氯气和澄清石灰水反应都生成的盐和水;
(5)确认E处反应中有CO2产生,需用澄清的石灰水变浑浊验证,需除去二氧化碳中的氯化氢、氯气,且不能生成二氧化碳;
【详解】:(1)根据仪器的构造可知a为分液漏斗;
故答案为:分液漏斗;
(2)E装置产生白色沉淀现象的原因是氯气和二氧化硫发生氧化还原反应,即Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4生成的硫酸又与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀;
故答案为:氯气将二氧化硫在水中氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀;
(3)氯气有强氧化性,碳有还原性,在加热条件下氯气和水、碳发生氧化还原反应生成氯化氢和二氧化碳,反应方程式为:,
故答案为:
(4)剩余的氯气在F装置中和水反应生成盐酸和次氯酸,装置E中反应也生成氯化氢气体,氯化氢、氯气和澄清石灰水反应都生成可溶性的盐和水,二氧化碳的物质的量少于氯化氢,不可能生成碳酸钙沉淀,所以反应过程无现象无白色沉淀生成;
故答案为:没有
(5)因通入F装置的气体中含有氯气、氯化氢、二氧化碳,现需除去氯气和氯化氢,且除去这两种气体过程中不能产生二氧化碳,
装置a氯气、氯化氢、二氧化碳一同通入无法确认E处反应中有CO2产生;
装置d氯化氢与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,无法确认E处反应中有CO2产生;
装置c中碳酸钠与氯化氢及氯气反应生生成二氧化碳,且碳酸钠溶液能吸收二氧化碳,无法确认E处反应中有CO2产生;
装置b中,少量氯气能溶于水,氯化氢极易溶于水,二氧化碳混有氯化氢时,二氧化碳在水中几乎不溶,用水可除去氯气和氯化氢两种气体,多余的气体与澄清石灰水作用变浑浊,能确认E处反应中有CO2产生,
故答案为:b。
三、工业流程
25.以铬矿石(主要成分为Cr2O3,还有Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取红矾钠 (Na2Cr2O7·2H2O)的流程如图所示。
已知:I.Cr2O3在碱性条件下易被氧化;
II.高温条件下,Al2O3与Na2CO3发生的反应为:Al2O3 +Na2CO3=2NaAlO2 +CO2↑;
III.2CrO42-+2H+Cr2O72- +H2O K=1.0×1012
(1)“煅烧”时,Cr2O3参加反应的化学方程式为_____。若“煅烧”操作最适宜的温度是800~900℃,则在实验室中进行此项操作时,应选择_____坩埚(填字母)。
a.陶瓷 b.玻璃 c.石英 d.铁
(2)流程中可循环利用的物质除CO2外还有_____(填化学式)。
(3)“过滤II”所得沉淀主要有______(填化学式)。
(4)由Na2Cr2O7溶液制备红矾钠的具体实验操作有_____,经洗涤、干燥得到红矾钠样品。
(5)“电解”时,利用以下装置将Na2CrO4溶液转化为Na2Cr2O7溶液,当a、b均为石墨电极时,a电极的电极反应式为____。若初始加入电解池中的c (Na2CrO4)=1.0mol·L-l,随着“电解”的进行,当溶液pH=6时,Na2CrO4的转化率为______(忽略电解过程中溶液体积变化)。
【答案】 (1). 2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2 (2). d (3). Na2CO3 (4). H2SiO3、AI(OH)3 (5). 加热浓缩、冷却结晶、过滤 (6). 2H2O+2e-=2OH-+H2(或2H++2e-=H2) (7). 50%
【解析】
【分析】
将铬矿石(主要成分为Cr2O3,还有Al2O3、SiO2等杂质)和纯碱、空气煅烧,发生反应得到NaAlO2、Na2CrO4、Na2SiO3、Na2CO3,然后水浸、过滤得到浸出液,浸出液中溶质是NaAlO2、Na2CrO4、Na2SiO3、Na2CO3 ,在浸出液中利用焙烧产生的二氧化碳调整溶液pH ,依据流程可知,溶液中偏铝酸钠、Na2SiO3生成硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀,然后过滤得到滤液和沉淀,沉淀是H2SiO3、AI(OH)3,滤液中含有Na2CrO4和Na2CO3 ,加入酸继续调节溶液的pH ,根据信息②知,溶质变为Na2Cr2O7,将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到Na2Cr2O7晶体。
【详解】(1)根据流程和上述分析,“煅烧’’时,Cr2O3与加入的纯碱、空气高温下反应生成Na2CrO4和二氧化碳,化学反应方程式为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2;陶瓷、玻璃、石英当中都含有二氧化硅,煅烧时加入的纯碱会与二氧化硅反应,损坏实验装置,因此因该在铁坩埚中进行煅烧操作。
答案为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2 ;d
(2)流程图中。“过滤II”后得到溶液中含有Na2CO3,将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到Na2Cr2O7晶体后得到的滤液中含有大量Na2CO3可用于煅烧操作。
答案为:Na2CO3;
(3)浸出液中利用焙烧产生的二氧化碳调整溶液pH ,二氧化碳溶于水溶液显酸性,滤液中的偏铝酸钠、Na2SiO3转化为硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀。
答案为:H2SiO3、AI(OH)3;
(4)由Na2Cr2O7溶液制备红矾钠固体,操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。
答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;
(5)根据电解池中a电极端,加入稀氢氧化钠,相当于电解水,流出浓氢氧化钠,说明a电极周围产生大量氢氧根离子,因此可得a电极上水中氢离子得到电子转变为氢气和氢氧根,因此电极a为阴极,电极式为2H2O+2e-=2OH-+H2(或2H++2e-=H2);b电极为阳极,溶液中阴离子放电,根据放电顺序氢氧根大于含氧酸根(CrO42-),因此b电极为水中的氢氧根离子失去电子转变为氧气和氢离子,在氢离子存在的情况下,根据已知信息2CrO42-+2H+Cr2O72- +H2O K=1.0×1012可得,,溶液的pH=6,即=1.0×10-6mol/L,K====1.0×1012,=0.5mol/L,因此当溶液pH=6时,溶液中剩余的CrO42-为0.5mol,消耗的CrO42-为0.5mol,Na2CrO4的转化率==50%;
答案为:2H2O+2e-=2OH-+H2(或2H++2e-=H2);50%;
26.以硫铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下:
(1)“酸浸”过程,矿渣中Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。
(2)烟气中的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,写出该反应的离子方程式________。
(3)滤液中金属阳离子的检验方法__________。
(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量,理由________。(结合化学用语说明原因)
(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示:
已知总反应为:FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H+
①将过程I离子方程式补充完整______FeS2+______Fe3++_______ ______=7Fe2++______S2O32-+____ ______
②过程II反应的离子方程式________________________________________。
(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取X g样品,加水完全溶解,用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理:6Fe2++Cr2O72-+14H+ =6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为______________。(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol)
【答案】 (1). Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O (2). SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O (3). 取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+ (4). Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2 +2H+,H+过量抑制Fe2+的水解 (5). 1 (6). 6 (7). 3 (8). H2O (9). 1 (10). 6 (11). H+ (12). 8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+ (13).
【解析】
【分析】
以硫铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体(FeSO4•7H2O):焙烧硫铁矿:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2、2CuS+3O2=2CuO+2SO2,再酸浸矿渣:Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O、CuO +2H+=Cu2++H2O,加入足量的铁粉:Fe+Cu2+=Fe2++Cu,过滤,滤渣为Cu、Fe、SiO2,滤液为FeSO4溶液,结晶得到绿矾晶体,
燃料细菌脱硫:过程I;FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+,将Fe2+氧化为Fe3+,过程II:8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+,
根据反应原理,n(绿矾)=6n(K2Cr2O7),据此分析作答。
【详解】:(1)矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O;
故答案为:Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O;
(2)烟气中的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,反应为:SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O;
故答案为:SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O;
(3)滤液中金属阳离子为Fe2+,用铁氰化钾检验,具体方法为:取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+;
故答案为:取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+;
(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量的原因是:Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2 +2H+,H+过量抑制Fe2+的水解;
故答案为:Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2 +2H+,H+过量抑制Fe2+的水解;
(5)①由图可知,过程I为FeS2和Fe3+生成Fe2+和S2O32-,结合电荷守恒、原子守恒可得:FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+;
故答案为:1;6;3;H2O;1;6;H+;
②过程Ⅱ反应为Fe3+与S2O32-反应生成SO42-和氢离子、Fe2+,反应为:8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+;
故答案为:8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+;
(6)原理:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则n(FeSO4•7H2O)=6n(K2Cr2O7)=6ab×10-3mol,
故绿矾晶体纯度为
故答案为:
【点睛】本题考查了物质的制备,涉及化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应、纯度计算等,明确实验原理及实验基本操作方法、试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力,注意题目信息的与相关基础知识联合分析。
四、推断题(有机化学基础16分)
27.有机物K是某药物的前体,合成路线如图所示:
已知:R-CN;
+
(1)A的名称是_____________。
(2)反应①的化学方程式是___________________。
(3)反应②的类型是__________________。
(4)反应③中的试剂X是________________。
(5)E属于烃,其结构简式是_________________。
(6)H中所含的官能团是_________________。
(7)反应⑥的化学方程式是_____________________。
(8)H经三步反应合成K,写出中间产物I和J的结构简式______________。
【答案】 (1). 1,3-二溴丙烷 (2). +2NaOH+2H2O (3). 氧化反应 (4). 乙醇 (5). (6). 碳碳双键,酯基 (7). (8). I: J:
【解析】
分析】
由题可知,A是,B是,C是,D是,E是,F是,G是。
【详解】(1)由分析可知,A是,则A的名称是:1,3-二溴丙烷;
(2)反应①是水解成,则化学方程式为+2NaOH+2H2O;
(3)反应②是经强氧化剂氧化成,则反应类型是氧化反应;
(4)反应③是经酯化反应生成,可知试剂X是乙醇;
(5)由分析可知,E结构简式是,属于烃;
(6)H中所含的官能团是碳碳双键,酯基;
(7)反应⑥是与发生取代反应生成,其化学方程式为;
(8)由已知信息可知,H先与HCN加成生成I:,I再与氢气加成生成J:,J再在催化剂条件下反应生成。
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 A1 27 S 32 Cr 52
第I卷(选择题)
一、单选题(每小题2分,共46分)
1.化学与我们的生活息息相关,下列说法正确的是( )
A. 红宝石、玛瑙、水晶、钻石的主要成分都是硅酸盐
B. 电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
C. “霾尘积聚难见路人”,雾霾所形成的气溶胶没有丁达尔效应
D. 鸟巢使用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢,铁合金熔点、硬度均比纯铁高
【答案】B
【解析】
【详解】A.红宝石的主要成分是三氧化二铝,玛瑙、水晶的主要成分是二氧化硅,钻石主要成分不是硅酸盐而是碳单质,故A错误;
B.镁比金属内胆活泼,镁与金属内胆连接后,镁失去电子受到腐蚀,从而保护了金属内胆不受腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;
C.雾霾所形成的气溶胶属于胶体,具有丁达尔效应,故C错误;
D.合金比各成分金属的硬度大、熔点低,故D错误。
故答案为B。
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A. 98g H2SO4含有2 NA个H+和NA个SO42-
B. 100mL 0.1mol·L−1的Na2CO3溶液中,含阴离子的数目大于0.01NA
C. 32g O2和O3的混合物中含有的氧原子数目为2NA
D. 标准状况下,0.56L丙烷中含有共价键的数目为0.25NA
【答案】A
【解析】
【详解】A、H2SO4中全是硫酸分子,不含H+和SO42-,故A错误;
B、100mL 0.1mol•L-1的Na2CO3溶液中,n(CO32-)=0.01mol,但是CO32-水解,生成HCO3-、OH-,故含阴离子的数目大于0.01NA,故B正确;
C、32g O2和O3的混合物中含有的氧原子的物质的量为2mol,其数目为2NA,故C正确;
D、1个丙烷分子中含有10条共价键,标准状况下,0.56L丙烷的物质的量为0.25mol,其含有共价键的数目为0.25NA,故D正确;
故选:A。
3.在水溶液中能大量共存的一组离子是( )
A. Na+、Ca2+、Cl-、SO42- B. Fe2+、H+、HCO3-、Cl-
C. Mg2+、NH4+、Cl-、SO42- D. K+、Fe3+、NO3-、OH-
【答案】C
【解析】
【详解】A.钙离子和硫酸根生成微溶物硫酸钙,不能大量共存,故A错误;
B.氢离子与碳酸氢根反应生成水和二氧化碳,不能大量共存,故B错误;
C.四种离子相互不反应,可以大量共存,故C正确;
D.氢氧根和铁离子生成氢氧化铁沉淀,不能大量共存,故D错误
故答案为C。
4.用下面的方案进行某些离子的检验,其中方案设计严密的是( )
A. 检验试液中的SO42-:试液无沉淀白色沉淀
B. 检验试液中的Fe2+:试液无明显现象红色溶液
C. 检验试液中的CO32-:试液白色沉淀沉淀溶解
D. 检验试液中的I-:试液无明显现象蓝色溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝酸可氧化亚硫酸根离子,则原溶液中可能含SO32-,故A错误;
B.氯化钡溶液没有氧化性,加入氯化钡溶液后不能将亚铁离子氧化,故溶液不可能变红,故B错误
C.白色沉淀为碳酸钡或亚硫酸钡,则原溶液中可能含SO32-,故C错误;
D.淀粉遇碘变蓝,可知加入双氧水将碘离子氧化为碘,则可知试液中含I-,方案严密,故D正确;
故答案为D。
5.下列关于物质的分类中,正确的是( )
酸性氧化物
酸
盐
混合物
电解质
A
SiO2
HClO
烧碱
CuSO4·5H2O
CO2
B
Na2O2
HNO3
NaHSO4
漂白粉
Mg
C
SO3
H2SiO3
纯碱
水玻璃
NaCl
D
NO
Al(OH)3
BaCO3
水泥
NH3
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】
和碱反应生成盐和水的氧化物为酸性氧化物;水溶液中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物为酸;金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物为盐;不同物质组成的为混合物;水溶液中或熔融状态下导电的化合物为电解质。
【详解】A.烧碱为氢氧化钠属于碱,CuSO4·5H2O为纯净物,CO2为非电解质,故A错误;
B. Na2O2为过氧化物不是酸性氧化物,Mg是金属单质既不是电解质也不是非电解质,故B错误;
C. SO3属于酸性氧化物,H2SiO3属于酸,纯碱是碳酸钠为盐,水玻璃为硅酸钠的水溶液为混合物,氯化钠溶于水导电属于电解质,所以C选项是正确的;
D.NO和碱不反应属于不成盐氧化物,氢氧化铝为两性氢氧化物,氨气为非电解质,故D错误。
所以C选项是正确的。
6.X、Y、Z是三种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是
A. 元素非金属性由弱到强的顺序为X<Y<Z
B. Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C. 三种元素的气态氢化物中,Z的气态氢化物最稳定
D. 原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X
【答案】D
【解析】
【分析】
X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,说明X不可能是3层或1层电子,所以X是O元素;X、Y位于同一族,则Y是S元素;Z原子的核外电子数比Y原子少1,则Z是P元素,据此分析解答。
【详解】A、根据以上分析,X是O元素;Y是S元素;Z是P元素;非金属性的强弱是O>S>P,故A错误;
B、Y是S元素;S的最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2YO4,故B错误;
C、3种元素非金属性的强弱是O>S>P,气态氢化物中O的气态氢化物最稳定,故C错误;
D、原子半径有电子层数、核电荷数决定,所以原子半径由大到小的顺序为P>S>O,故D正确。
答案选D。
7.将SO2通入足量Fe2(SO4)3溶液中,完全反应后再加入K2Cr2O7溶液,发生两个化学反应为①SO2+2Fe3++2H2O→+2Fe2++W,②+aFe2++bH+→Cr3++Fe3++H2O。下列有关说法正确的是
A. 还原性:Cr3+>SO2 B. 方程式②中,a=6,b=7
C. 能将Na2SO3氧化成Na2SO4 D. 方程式①中W为OH−
【答案】C
【解析】
【详解】A、反应SO2+2Fe3++2H2O→SO42-+2Fe2++W中,SO2做还原剂,Fe2+为还原产物,所以还原性:SO2>Fe2+,反应Cr2O72-+aFe2++1bH+→Cr3++Fe3++H2O中,Fe2+为还原剂,Cr3+为还原产物,所以还原性:Fe2+>Cr3+,所以还原性:SO2>Cr3+,故A错误;
B、②Cr2O72-+aFe2++1bH+→Cr3++Fe3++H2O由得失电子守恒和电荷守恒配平方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,则a=6,b=14,故B错误;
C、重铬酸根具有氧化性,能将亚铁离子氧化,也能将Na2SO3 氧化成 Na2SO4,故C正确;
D、由方程式①电荷守恒,则W 为H+,故D错误。
故选:C。
8.下列离子方程式正确的是
A. Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4+H2O
B. 向NaOH溶液中通入过量的SO2气体:2OH-+SO2=SO32-+H2O
C. NaHCO3和Ca(OH)2溶液按物质的量比1:2混合:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O
D. 向FeBr2中通入过量的Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
【答案】C
【解析】
【分析】
A.离子个数配比不符合物质结构组成;
B.二氧化硫过量,反应生成亚硫酸氢钠;
C.NaHCO3 和Ca(OH)2 溶液按物质的量比1:2混合,碳酸氢钠少量,反应生成碳酸钙,氢氧化钠和水;
D.氯气过量,溴离子、二价铁离子全部被氧化。
【详解】A.Ba(OH)2溶液与稀硫酸反应,离子方程式:Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4 ↓+2H2 O,A错误;
B.向NaOH溶液中通入过量的SO2气体,离子方程式:OH-+SO2=HSO3-,B错误;
C.NaHCO3和Ca(OH)2溶液按物质的量比1:2混合,NaHCO3少量,反应生成碳酸钙,氢氧化钠和水,离子方程式:Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O,C 正确;
D.向FeBr2 中通入过量的Cl2,离子方程式:2Fe2++4Br- +3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl- ,D错误;
故合理选项是C。
【点睛】本题考查了离子方程式的正误判断,注意掌握离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合原化学方程式等,注意物质的量对生成物的影响。
9.下列除杂质的方法不正确的是
A. 镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
B. FeCl3溶液中混有少量AlCl3:加入过量氨水,过滤洗涤沉淀,将沉淀再用适量盐酸溶解
C. Fe2O3中混有少量Al2O3:加入过量NaOH溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
D. Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤
【答案】B
【解析】
【分析】
A.Al与NaOH溶液反应,而Mg不能;
B.加入过量氨水,二者均转化为沉淀;
C. Al2O3与NaOH溶液反应,而Fe2O3不能;
D.加入足量烧碱溶液,氢氧化镁不反应,氢氧化铝溶解,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤、洗涤、干燥,得到氢氧化铝。
【详解】A.Al与NaOH溶液反应,而Mg不能,则镁粉中混有少量铝粉的方法为加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,所以A选项是正确的;
B.加入过量氨水,二者均转化为沉淀,则FeCl3溶液中混有少量AlCl3不能选加入过量氨水,故B错误;
C. Fe2O3中混有少量Al2O3,加入足量烧碱溶液,Al2O3变成偏铝酸钠,而Fe2O3不发生反应,再通过过滤、洗涤、干燥,可以得到纯净的Fe2O3,所以C选项是正确的;
D. 加入足量烧碱溶液,氢氧化镁不反应,氢氧化铝溶解,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤、洗涤、干燥,得到氢氧化铝,所以D选项是正确的。
故答案选B。
10.某课外实验小组设计的下列实验不合理的是 ( )
A. 制备并观察氢氧化亚铁
B. 证明过氧化钠与水反应放热
C. 制备并收集少量NO2气体
D. 实验室制备少量氨气
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲可用于制备并观察氢氧化亚铁沉淀,符合,错误;
B、脱脂棉燃烧,说明反应放热,合理,错误;
C、二氧化氮与水反应,不能有排水法收集,不合理,正确;
D、丁可用于实验室制备少量氨气,正确;
答案选C。
11.下列化学用语中,错误的是( )
A. 镁离子的结构示意图为
B. Na2O2的电子式为
C. 氯化氢分子的形成过程可用电子式表示为
D. 次氯酸的结构式为H-Cl-O
【答案】D
【解析】
【详解】A. 镁离子的结构示意图为失去最外层后形成的离子,故A正确;
B、 Na2O2的电子式中O22―中两个O原子间以非极性键相结合,故B正确;
C、氯化氢分子是共价化合物,原子间以共用电子对相结合,故C正确;
D、次氯酸的结构式为H-O-Cl,故D错误.
故选D。
12.以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下,下列说法错误的是
A. NaClO3在发生器中作氧化剂
B. 吸收塔中1mol H2O2得到2mol电子
C. 吸收塔中温度不宜过高,会导致H2O2的分解
D. 从“母液”中可回收的主要物质是Na2SO4
【答案】B
【解析】
【详解】A、根据流程图,NaClO3与SO2发生氧化还原反应,化学方程式为2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2,其中NaClO3作氧化剂,故A说法正确;
B、吸收塔中发生的反应为2ClO2+H2O2+2NaOH===2NaClO2+2H2O+O2↑,1mol H2O2失去2mol电子,故B说法错误;
C、H2O2在高温下易分解,故吸收塔的温度不能太高,故C说法正确;
D、根据选项A的分析,母液中溶质主要为Na2SO4,故D说法正确。
答案选B。
13.某溶液仅有 K+、Al3+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-、HCO3-中的几种.为确定其成分,做如下实验:
①取部分溶液.加入适量 Na2O2 固体,产生无色无味的气体和白色沉淀,再加入足量的 NaOH 溶液后白色沉淀全部溶解;
②另取部分溶液,加入 HNO3 酸化的Ba(NO3)2溶 液,无沉淀产生。下列推断正确的是
A. 肯定有 Al3+、Cl-,一定没有 HCO3-和SO42-
B. 肯定有 Al3+、Mg2+、Cl-,可能有NH4+、K+
C. 肯定有 Al3+、NH4+、Cl-,肯定没有HCO3-
D. 该溶液可能显弱酸性,也可能显中性
【答案】A
【解析】
由①取部分溶液,加入适量Na2O2固体,产生无色无味的气体和白色沉淀,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,产生无色无味的气体,说明无NH4+ ,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀全部溶解,说明无Mg2+ ,有Al3+ ,无HCO3―;②另取部分溶液,加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液,无沉淀产生,说明无SO42―,溶液中只有Cl― 一种阴离子。纵上所述A正确;B、应无Mg2+ 和NH4+,K+ 不能确定,故B错误;C、无NH4+ ,故C错误;D、Al3+ 水解呈酸性,故D错误;故选A。
14.2017年11月5 日,长征三号乙运载火箭将两颗北斗三号全球导航卫星送入太空轨道。下列有关说法正确的是( )
A. 火箭燃料燃烧时将化学能转化为热能 B. 火箭燃料中的四氧化二氮属于化石燃料
C. 火箭箭体采用铝合金是为了美观耐用 D. 卫星计算机芯片使用的是高纯度的二氧化硅
【答案】A
【解析】
火箭燃料燃烧时将化学能转化为热能,再转化为机械能,故A正确;化石燃料是指煤、石油、天然气等不可再生能源,四氧化二氮不属于化石燃料,故B错误;铝合金的密度较小,火箭箭体采用铝合金的主要目的是减轻火箭的质量,故C错误; 卫星计算机芯片使用高纯度的硅,不是二氧化硅,故D错误。
15.已知X、Y、Z为三种短周期主族元素,可分别形成Xn+、Ym+、Zn-三种离子,已知m>n且X、Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。下列说法中不正确的是( )
A. 三种离子中,Ym+的离子半径最小
B. Z的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4
C. X、Y、Z三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强
D. 三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应
【答案】C
【解析】
【分析】
X、Y、Z为三种主族元素,分别形成Xn+、Ym+、Zn-三种离子,且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数,则X、Y、Z 一定是在第3周期,能形成简单离子为Xn+、Ym+、Zn-,且数值m>n,所以X为钠元素,Y为铝元素,Z为氯元素。
【详解】A.最外层电子数相同,电子层越多离子半径越大,所以离子半径Cl->Na+;电子层排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径Na+>Al3+,所以Al3+离子半径最小,故A正确;
B.Z的最高价氧化物的水化物HClO4,由于n=1,HClO4符合HnZO4,故B正确;
C.NaOH为强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物,HClO4是强酸,则它们的最高价氧化物的相应水化物的碱性依次减弱,酸性依次增强,故C正确;
D、X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4,Al(OH)3是两性氢氧化物,能与NaOH和HClO4反应,NaOH与HClO4,发生酸碱中和反应,故D正确。
故答案为C。
16.法国、美国、荷兰的三位科学家因研究“分子机器的设计与合成”获得诺贝尔化学奖。轮烷是一种分子机器的“轮子”,芳香化合物a、b、c是合成轮烷的三种原料,其结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. b、c互为同分异构体
B. a、c分子中所有碳原子均有可能处于同一平面上
C. a、b、c均能发生氧化反应、加成反应、加聚反应和酯化反应
D. a、b、c均能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】C
【解析】
【分析】
a的分子式为C9H8O,含有的官能团为碳碳双键和醛基,b的分子式为C9H10O,含有的官能团为碳碳双键和醚键,c的分子式为C9H10O,含有的官能团为碳碳双键和羟基。
【详解】A项、b、c的分子式均为C9H10O,结构不同,互为同分异构体,故A正确;
B项、a中均为不饱和碳原子,所有碳原子均有可能处于同一平面上,c中有一个饱和碳原子连在苯环上,一个饱和碳原子连在碳碳双键上,所有碳原子均有可能处于同一平面上,故B正确;
C项、a、b都不含有羟基和羧基,不能发生酯化反应,故C错误;
D项、a、b、c均含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,能使酸性高锰酸钾溶液,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,使溴的四氯化碳溶液褪色,故D正确。
故选C。
【点睛】本题考查物质结构和性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键。
17.甲、乙、丙、丁、戊五种物质是中学化学常见的物质,其中甲、乙均为单质,它们的转化关系如图所示(某些条件和部分产物已略去)。下列说法正确的是( )
A. 若甲可以与NaOH溶液反应放出H2,则丙一定是两性氧化物
B. 若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则丙生成戊一定是氧化还原反应
C. 若丙、丁混合产生大量白烟,则乙可能会使高锰酸钾溶液褪色
D. 若甲、丙、戊都含有同一种元素,则三种物质中,该元素的化合价由低到高的顺序可能为甲<丙<戊
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲为单质,若甲可以与NaOH溶液反应放出H2,则甲为Al或Si,所以丙可能是氧化铝,也可能是二氧化硅,不一定是两性氧化物,故A错误;B.若甲为短周期中最活泼的金属,且戊为碱,则甲为Na,乙为氧气,所以丙可以为氧化钠或过氧化钠,当丙为氧化钠时,丙生成戊不是氧化还原反应,故B错误;C.丙、丁混合产生白烟,则丙、丁可为HCl和NH3或HNO3和NH3等,甲、乙均为单质,则乙可能是氯气、氢气或氮气,都不能使高锰酸钾溶液褪色,故C错误;D.若甲、丙、戊含有同一种元素,例如当甲为S、乙为氧气、丙为二氧化硫、丁为HClO等具有强氧化性的物质、戊为硫酸时,则含S元素的物质中S的化合价由低到高的顺序为甲<丙<戊,故D正确;故选D。
【点睛】本题考查无机物的推断,熟悉物质的性质及转化关系图中的反应是解答本题的关键。本题的难点为D,符合甲、丙、戊中同种元素的化合价升高为非金属元素或变价金属元素。
18.下列事实不能用化学平衡移动原理解释的是
A. 收集氯气可以用排饱和食盐水的方法
B. 在一定条件下,氢气与碘蒸汽反应达平衡后,加压,混合气体颜色变深
C. 可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D. 合成三氧化硫过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
【答案】B
【解析】
【分析】
利用勒夏特列原理的定义进行分析。
【详解】A、Cl2与H2O发生Cl2+H2OH++Cl-+HClO,排饱和食盐水收集氯气,增加Cl-浓度,使平衡向逆反应方向进行,抑制Cl2的溶解,符合勒夏特列原理,故A不符合题意;
B、H2和I2发生H2+I22HI,组分都是气体,且反应前后气体系数之和相等,即增大压强平衡不移动,但组分浓度增大,颜色加深,故B符合题意;
C、浓氨水中存在NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,加入NaOH固体,增加溶液中OH-的浓度,平衡向逆反应方向移动,NaOH固体遇水放出热量,使NH3逸出,故C不符合题意;
D、2SO2+O22SO3,使用过量的氧气,增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,SO2的转化率提高,故D不符合题意;
答案选B。
19.已知X、Y、Z是三种原子序数依次增大的短周期元素。甲、乙、丙分别是三种元素形成的单质,A、B、C、D分别是由三种元素中的两种形成的化合物,且A与C中均含有10 个电子。它们之间转化关系如下图所示。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y>X
B. X与Y形成的化合物只含极性键
C. Y有多种同素异形体,且均具有高熔点、高沸点、硬度大的性质
D. 气态氢化物的稳定性:A
【解析】
【分析】
A与C中均含有10个电子,A燃烧可生成C,由转化关系可知A应为CH4,丙为O2,B为CO2,C为H2O,B、C都可与乙在高温下反应,乙应为C,则D为CO,甲为H2,则X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,以此解答该题。
【详解】由以上分析可知X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,A为CH4,丙为O2,B为CO2,C为H2O,乙为C,D为CO,甲为H2。
A.由以上分析可知X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,不同周期的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径:Y>Z>X,A错误;
B.X为H元素,Y为C元素,二者形成的化合物,如CH4只含极性键,C2H6、C2H4等既含极性键,也含有非极性键,B错误;
C. Y为C元素,C元素有多种同素异形体,其中金刚石具有高熔点、高沸点、硬度大的性质,而石墨则质地软,C错误;
D.A 是CH4,C是H2O,元素的非金属性O>C,元素的非金属性越强,其最简单的氢化物的稳定性就越强,所以气态氢化物的稳定性A
【点睛】本题考查无机物的推断以及原子结构与元素周期律的综合应用, A与C中均含有10个电子是推断突破口,再结合反应进行分析解答,注意熟练掌握元素化合物知识。
20.某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
实验1
实验2
①、③中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
③中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生
下列说法正确的是
A. 稀硝酸一定被还原为NO2
B. 实验1-②中溶液存在:c(Cu2+) + c(H+) =c(NO3-) + c(OH-)
C. 由上述实验得出结论:常温下,Cu既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
D. 实验1-③、实验2-③中反应的离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+ =3Cu2++2NO↑+4H2O
【答案】D
【解析】
【分析】
实验1:稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO和水,再加稀硫酸,硝酸铜中硝酸根在酸性条件下能继续氧化铜单质。试管口NO均被氧化生成红棕色的二氧化氮。
实验2:稀硫酸不与铜反应,再加稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和NO和水。试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮。
【详解】A.稀硝酸与铜发生3Cu+8HNO3═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应,生成硝酸铜溶液为蓝色,试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,故A错误;
B.实验1-②中溶液存在电荷守恒为:2c(Cu2+)+c(H+)=c(NO3-)+c(OH-),故B错误;
C.由上述实验可得出结论:Cu在常温下可以和稀硝酸反应,但不能与稀硫酸反应,故C错误;
D.实验1-③、实验2-③中反应的离子方程式:3Cu+2NO3-+8H+ =3Cu2++2NO↑+4H2O
,故D正确;
答案选D。
【点睛】一般情况下,稀硝酸与铜生成NO,浓硝酸与铜生成NO2。
21.下列实验操作和现象及所得出的结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向BaCl2溶液中通入SO2,产生白色沉淀
BaSO3是不溶于水的白色固体
B
向蓝色石蕊试纸上滴加新制氯水,试纸边缘呈红色,中间为白色
氯水既有酸性又有还原性
C
相同条件下,分别测量0.1mol·L-1和0.01mol·L-1醋酸溶液的导电性,前者的导电性强
醋酸浓度越大,电离程度越大
D
取5mL 0.1mol·L-1KI溶液,加入1mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液,萃取分液后,向水层滴入KSCN溶液,溶液变成血红色
Fe3+与I-所发生的反应为可逆反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A、亚硫酸的酸性小于盐酸,所以向BaCl2溶液中通入SO2,不反应,没有白色沉淀生成,故A错误;
B、向蓝色石蕊试纸上滴加新制氯水,试纸边缘呈红色体现酸性,中间为白色体现漂白性(氧化性),故B错误;
C、弱电解质浓度越小电离程度越大,醋酸浓度越大,电离程度越小,故C错误;
D、取5mL 0.1mol·L-1KI溶液,加入1mL 0.1mol·L-1FeCl3溶液,KI溶液过量,萃取分液后,向水层滴入KSCN溶液,溶液变成血红色,说明溶液中有Fe3+,证明Fe3+与I-所发生的反应为可逆反应,故D正确;
故选D。
22.下列有关溶液中粒子浓度的关系式中,正确的是( )
A. pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③Na2CO3三份溶液中的c(Na+):③>②>①
B. 0.1mol·L-1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中:c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
C. 图中a点溶液中各离子浓度关系是:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
D. 图中pH=7时:c(Na+)>c(CH3COO-) >c(OH-)=c(H+)
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH相同的钠盐溶液中,弱根离子水解程度越大,其盐溶液浓度越小,碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠,大于醋酸钠,则当三种溶液的pH相同时,其物质的量浓度由大到小的顺序是③<②<①,钠离子浓度大小顺序是③<②<①,故A错误;
B.根据物料守恒得c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)+c(H2A),故B错误;
C.a点溶液中存在的溶质是等物质的量的醋酸钠和氢氧化钠,根据物料守恒得c(Na+)=2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),所以得c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),故C正确;
D.pH=7时c(OH-)=c(H+),溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),所以得c(Na+)=c(CH3COO-),故D错误;
故选:C。
【点睛】本题考查了离子浓度大小的比较,根据溶质的性质结合物料守恒和电荷守恒来分析解答,易错选项是C,明确a点溶液中的溶质是解此选项的关键,题目难度中等.
23.三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池,其电解法制备过程如下:用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5,加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )
A. 可用铁做阳极材料
B. 电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C. 阳极反应方程式为:2Cl-+2e-=Cl2↑
D. 1 mol 二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1 mol 电子
【答案】D
【解析】
【详解】A、电解过程中产生的氯气是氯离子失电子发生氧化反应,铁做阳极时铁失电子发生氧化反应,阴极将无氧化剂Cl2生成,不能把二价镍氧化为三价镍,故A错误;
B、阳极反应方程式为:2Cl--2e-=Cl2↑,Cl2在弱碱性条件下生成ClO-,故电解过程中阳极附近溶液的pH降低,故B错误;
C、阳极反应是氯离子失电子发生氧化反应。电解反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,故C错误;
D、由Ni2+-e-=Ni3+可知1mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过了1mol电子,故D正确;
故选:D。
第II卷(非选择题)
二、实验题
24.下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行一系列反应的装置,回答下列问题。
(1)写出a仪器的名称_______;
(2)装置D产生白色沉淀现象的原因_______________________;
(3)E装置的硬质玻璃管内盛有碳粉,发生氧化还原反应,其产物为CO2和HCl。试写出E中反应的化学方程式_________________________________;
(4)F处的烧杯溶液中最终____(填“有”或“没有”)白色沉淀;
(5)F装置无法确认E处反应中有CO2产生,为了证明CO2的存在,要对F装置进行改造,装置符合要求的是_____________。
【答案】 (1). 分液漏斗 (2). 氯气将二氧化硫在水中氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀 (3). (4). 没有 (5). b
【解析】
【分析】
(1)根据仪器a的构造判断其名称;
(2)Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4,生成的硫酸再与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀来分析;
(3)氯气有强氧化性,碳有还原性,在加热条件下氯气和水、碳发生氧化还原反应;
(4)氯化氢、氯气和澄清石灰水反应都生成的盐和水;
(5)确认E处反应中有CO2产生,需用澄清的石灰水变浑浊验证,需除去二氧化碳中的氯化氢、氯气,且不能生成二氧化碳;
【详解】:(1)根据仪器的构造可知a为分液漏斗;
故答案为:分液漏斗;
(2)E装置产生白色沉淀现象的原因是氯气和二氧化硫发生氧化还原反应,即Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4生成的硫酸又与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀;
故答案为:氯气将二氧化硫在水中氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀;
(3)氯气有强氧化性,碳有还原性,在加热条件下氯气和水、碳发生氧化还原反应生成氯化氢和二氧化碳,反应方程式为:,
故答案为:
(4)剩余的氯气在F装置中和水反应生成盐酸和次氯酸,装置E中反应也生成氯化氢气体,氯化氢、氯气和澄清石灰水反应都生成可溶性的盐和水,二氧化碳的物质的量少于氯化氢,不可能生成碳酸钙沉淀,所以反应过程无现象无白色沉淀生成;
故答案为:没有
(5)因通入F装置的气体中含有氯气、氯化氢、二氧化碳,现需除去氯气和氯化氢,且除去这两种气体过程中不能产生二氧化碳,
装置a氯气、氯化氢、二氧化碳一同通入无法确认E处反应中有CO2产生;
装置d氯化氢与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,无法确认E处反应中有CO2产生;
装置c中碳酸钠与氯化氢及氯气反应生生成二氧化碳,且碳酸钠溶液能吸收二氧化碳,无法确认E处反应中有CO2产生;
装置b中,少量氯气能溶于水,氯化氢极易溶于水,二氧化碳混有氯化氢时,二氧化碳在水中几乎不溶,用水可除去氯气和氯化氢两种气体,多余的气体与澄清石灰水作用变浑浊,能确认E处反应中有CO2产生,
故答案为:b。
三、工业流程
25.以铬矿石(主要成分为Cr2O3,还有Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取红矾钠 (Na2Cr2O7·2H2O)的流程如图所示。
已知:I.Cr2O3在碱性条件下易被氧化;
II.高温条件下,Al2O3与Na2CO3发生的反应为:Al2O3 +Na2CO3=2NaAlO2 +CO2↑;
III.2CrO42-+2H+Cr2O72- +H2O K=1.0×1012
(1)“煅烧”时,Cr2O3参加反应的化学方程式为_____。若“煅烧”操作最适宜的温度是800~900℃,则在实验室中进行此项操作时,应选择_____坩埚(填字母)。
a.陶瓷 b.玻璃 c.石英 d.铁
(2)流程中可循环利用的物质除CO2外还有_____(填化学式)。
(3)“过滤II”所得沉淀主要有______(填化学式)。
(4)由Na2Cr2O7溶液制备红矾钠的具体实验操作有_____,经洗涤、干燥得到红矾钠样品。
(5)“电解”时,利用以下装置将Na2CrO4溶液转化为Na2Cr2O7溶液,当a、b均为石墨电极时,a电极的电极反应式为____。若初始加入电解池中的c (Na2CrO4)=1.0mol·L-l,随着“电解”的进行,当溶液pH=6时,Na2CrO4的转化率为______(忽略电解过程中溶液体积变化)。
【答案】 (1). 2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2 (2). d (3). Na2CO3 (4). H2SiO3、AI(OH)3 (5). 加热浓缩、冷却结晶、过滤 (6). 2H2O+2e-=2OH-+H2(或2H++2e-=H2) (7). 50%
【解析】
【分析】
将铬矿石(主要成分为Cr2O3,还有Al2O3、SiO2等杂质)和纯碱、空气煅烧,发生反应得到NaAlO2、Na2CrO4、Na2SiO3、Na2CO3,然后水浸、过滤得到浸出液,浸出液中溶质是NaAlO2、Na2CrO4、Na2SiO3、Na2CO3 ,在浸出液中利用焙烧产生的二氧化碳调整溶液pH ,依据流程可知,溶液中偏铝酸钠、Na2SiO3生成硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀,然后过滤得到滤液和沉淀,沉淀是H2SiO3、AI(OH)3,滤液中含有Na2CrO4和Na2CO3 ,加入酸继续调节溶液的pH ,根据信息②知,溶质变为Na2Cr2O7,将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到Na2Cr2O7晶体。
【详解】(1)根据流程和上述分析,“煅烧’’时,Cr2O3与加入的纯碱、空气高温下反应生成Na2CrO4和二氧化碳,化学反应方程式为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2;陶瓷、玻璃、石英当中都含有二氧化硅,煅烧时加入的纯碱会与二氧化硅反应,损坏实验装置,因此因该在铁坩埚中进行煅烧操作。
答案为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2 ;d
(2)流程图中。“过滤II”后得到溶液中含有Na2CO3,将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到Na2Cr2O7晶体后得到的滤液中含有大量Na2CO3可用于煅烧操作。
答案为:Na2CO3;
(3)浸出液中利用焙烧产生的二氧化碳调整溶液pH ,二氧化碳溶于水溶液显酸性,滤液中的偏铝酸钠、Na2SiO3转化为硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀。
答案为:H2SiO3、AI(OH)3;
(4)由Na2Cr2O7溶液制备红矾钠固体,操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。
答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;
(5)根据电解池中a电极端,加入稀氢氧化钠,相当于电解水,流出浓氢氧化钠,说明a电极周围产生大量氢氧根离子,因此可得a电极上水中氢离子得到电子转变为氢气和氢氧根,因此电极a为阴极,电极式为2H2O+2e-=2OH-+H2(或2H++2e-=H2);b电极为阳极,溶液中阴离子放电,根据放电顺序氢氧根大于含氧酸根(CrO42-),因此b电极为水中的氢氧根离子失去电子转变为氧气和氢离子,在氢离子存在的情况下,根据已知信息2CrO42-+2H+Cr2O72- +H2O K=1.0×1012可得,,溶液的pH=6,即=1.0×10-6mol/L,K====1.0×1012,=0.5mol/L,因此当溶液pH=6时,溶液中剩余的CrO42-为0.5mol,消耗的CrO42-为0.5mol,Na2CrO4的转化率==50%;
答案为:2H2O+2e-=2OH-+H2(或2H++2e-=H2);50%;
26.以硫铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下:
(1)“酸浸”过程,矿渣中Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式________。
(2)烟气中的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,写出该反应的离子方程式________。
(3)滤液中金属阳离子的检验方法__________。
(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量,理由________。(结合化学用语说明原因)
(5)燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫,同时得到FeSO4溶液。其过程如图所示:
已知总反应为:FeS2+14Fe3++8H2O=2SO42-+15Fe2++16H+
①将过程I离子方程式补充完整______FeS2+______Fe3++_______ ______=7Fe2++______S2O32-+____ ______
②过程II反应的离子方程式________________________________________。
(6)绿矾晶体在空气中易被氧化。取X g样品,加水完全溶解,用酸化的amol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液b mL。反应原理:6Fe2++Cr2O72-+14H+ =6Fe3++2Cr3++7H2O。则绿矾晶体纯度的计算式为______________。(FeSO4·7H2O摩尔质量为278 g/mol)
【答案】 (1). Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O (2). SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O (3). 取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+ (4). Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2 +2H+,H+过量抑制Fe2+的水解 (5). 1 (6). 6 (7). 3 (8). H2O (9). 1 (10). 6 (11). H+ (12). 8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+ (13).
【解析】
【分析】
以硫铁矿(主要成分为FeS2,还有少量CuS、SiO2等杂质)为原料制备绿矾晶体(FeSO4•7H2O):焙烧硫铁矿:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2、2CuS+3O2=2CuO+2SO2,再酸浸矿渣:Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O、CuO +2H+=Cu2++H2O,加入足量的铁粉:Fe+Cu2+=Fe2++Cu,过滤,滤渣为Cu、Fe、SiO2,滤液为FeSO4溶液,结晶得到绿矾晶体,
燃料细菌脱硫:过程I;FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+,将Fe2+氧化为Fe3+,过程II:8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+,
根据反应原理,n(绿矾)=6n(K2Cr2O7),据此分析作答。
【详解】:(1)矿渣中的Fe2O3与稀H2SO4反应的离子方程式Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O;
故答案为:Fe2O3 +6H+=2Fe3++3H2O;
(2)烟气中的SO2会污染环境,可用足量氨水吸收,反应为:SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O;
故答案为:SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O;
(3)滤液中金属阳离子为Fe2+,用铁氰化钾检验,具体方法为:取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+;
故答案为:取滤液少许于试管中,滴加K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液,有蓝色沉淀产生,证明滤液中含有Fe2+;
(4)FeSO4溶液制备绿矾晶体过程中要保持H2SO4过量的原因是:Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2 +2H+,H+过量抑制Fe2+的水解;
故答案为:Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2 +2H+,H+过量抑制Fe2+的水解;
(5)①由图可知,过程I为FeS2和Fe3+生成Fe2+和S2O32-,结合电荷守恒、原子守恒可得:FeS2+6Fe3++3H2O=7Fe2++S2O32-+6H+;
故答案为:1;6;3;H2O;1;6;H+;
②过程Ⅱ反应为Fe3+与S2O32-反应生成SO42-和氢离子、Fe2+,反应为:8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+;
故答案为:8Fe3++S2O32-+5H2O=2SO42-+8Fe2++10H+;
(6)原理:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则n(FeSO4•7H2O)=6n(K2Cr2O7)=6ab×10-3mol,
故绿矾晶体纯度为
故答案为:
【点睛】本题考查了物质的制备,涉及化学方程式的书写、实验方案评价、氧化还原反应、纯度计算等,明确实验原理及实验基本操作方法、试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力,注意题目信息的与相关基础知识联合分析。
四、推断题(有机化学基础16分)
27.有机物K是某药物的前体,合成路线如图所示:
已知:R-CN;
+
(1)A的名称是_____________。
(2)反应①的化学方程式是___________________。
(3)反应②的类型是__________________。
(4)反应③中的试剂X是________________。
(5)E属于烃,其结构简式是_________________。
(6)H中所含的官能团是_________________。
(7)反应⑥的化学方程式是_____________________。
(8)H经三步反应合成K,写出中间产物I和J的结构简式______________。
【答案】 (1). 1,3-二溴丙烷 (2). +2NaOH+2H2O (3). 氧化反应 (4). 乙醇 (5). (6). 碳碳双键,酯基 (7). (8). I: J:
【解析】
分析】
由题可知,A是,B是,C是,D是,E是,F是,G是。
【详解】(1)由分析可知,A是,则A的名称是:1,3-二溴丙烷;
(2)反应①是水解成,则化学方程式为+2NaOH+2H2O;
(3)反应②是经强氧化剂氧化成,则反应类型是氧化反应;
(4)反应③是经酯化反应生成,可知试剂X是乙醇;
(5)由分析可知,E结构简式是,属于烃;
(6)H中所含的官能团是碳碳双键,酯基;
(7)反应⑥是与发生取代反应生成,其化学方程式为;
(8)由已知信息可知,H先与HCN加成生成I:,I再与氢气加成生成J:,J再在催化剂条件下反应生成。
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