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江西省鄱阳县第一中学2019-2020学年高一上学期检测化学试题
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化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Na 23 Mg 24 Ba137
第I卷(选择题共48分)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题只有一个正确答案)
1.下列物质的分类不正确的是
A. 烧碱、纯碱、熟石灰都属于碱
B. H2SO4、HClO、H2CO3都属于酸
C. CuO、Na2O2和干冰都属于氧化物
D. NaHCO3、CuSO4·5H2O和KMnO4都属于盐
【答案】A
【解析】
A、纯碱是碳酸钠,属于盐,A错误。B、三者都是酸,B正确。C、氧化物是含有两种元素其中一种为氧元素的化合物,C正确。D、盐是金属阳离子或铵根离子与酸根离子构成的化合物,三者都是盐,D正确。正确答案为A
2.下列说法与胶体有关且正确的是()
A. 食盐水不会发生丁达尔效应
B. 稀豆浆能通过半透膜
C. 用氢氧化铁胶体进行电泳实验时,阴极(与电源负极相连)附近顔色加深,说明氢氧化铁胶体带正电
D. 将装有淀粉溶液的半透膜袋浸入蒸馏水中,一段时间后往蒸馏水中滴入碘液,不变蓝
【答案】D
【解析】
【详解】A、食盐水是溶液,不是胶体,不会产生丁达尔效应,故A错误;
B、稀豆浆属于胶体,胶体分散质粒度大于半透膜孔径,所以稀豆浆不能通过半透膜,故B错误;
C、用氢氧化铁胶体进行电泳实验时,阴极(与电源负极相连)附近顔色加深,说明氢氧化铁胶粒能够吸附带正电的离子而形成带正电的胶体微粒,故C错误;
D、淀粉溶液属于胶体,不能透过半透膜,所以将装有淀粉溶液的半透膜袋浸入蒸馏水中,一段时间后往蒸馏水中滴入碘液,不变蓝,故D正确;
故选:D。
3.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法正确的是 ( )
A. 在常温常压下,11.2LO2含有的分子数为0.5NA
B. 71gCl2所含原子数为2NA
C. 标准状况下,22.4LH2O含有的分子数为1NA
D. 物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
【答案】B
【解析】
试题分析:A.11.2gO2的物质的量为=0.35mol,含有的分子数为0.35NA,故A错误;B.71gCl2的物质的量为=1mol,氯气为双原子分子,所含原子数为2NA,故B正确;C.标准状况下,H2O是液体,故C错误;D.为告知溶液的体积,无法计算物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中的Cl-个数,故D错误;故选B。
考点:考查了阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律的相关知识。
4.V L Na2SO4溶液中含Na+mg,取出10mL稀释成50mL,则稀释后溶液中SO的物质的量浓度为:
A. 2m/(115V)mol·L-1 B. m/(115V)mol·L-1
C. m/(46V)mol·L-1 D. m/(230V)mol·L-1
【答案】D
【解析】
试题分析:在硫酸钠溶液中钠离子浓度为m/(23V )mol·L-1,则硫酸根离子的浓度为m/(46V) mol·L-1,稀释时体积变成5倍,浓度为原来的五分之一,即为m/(230V)mol·L-1。
考点: 溶液的稀释。
5.将2.3 g由金属X和Mg组成的合金投入足量的稀硫酸中,充分反应后收集到标准状况下气体的体积为2.24 L,则金属X可能为
A. Zn B. Al C. Fe D. Cu
【答案】B
【解析】
【详解】标准状况下2.24 L的气体的物质的量为1mol,Mg是+2价金属,产生1mol氢气需Mg质量是2.4g,现在是Mg与另外一种金属的混合物,需要质量是2.3g,小于2.4g,说明另一种金属产生1molH2需要的质量小于2.3g。
A.Zn是+2价金属,产生1mol氢气需要质量为65g>23g,不符合题意,A错误;
B.Al是+3价的金属,产生1mol氢气需要质量为(27÷3)×2=18g<23g,符合题意,B错误;
C.Fe是+2价金属,产生1mol氢气需要质量为56g>23g,不符合题意,C错误;
D.Cu是+2价金属,但是铜与稀硫酸不能反应,所以产生1mol氢气需要金属质量为无穷大,不符合题意,D错误;
故合理选项是B。
6.在某透明的酸性溶液中能大量共存离子组是()
A. Ba2+、Na+、SO42-、HCO3- B. K+、Na+、S2-、SO42-
C. K+、Cu2+、SO42-、NO3- D. NH4+、Fe2+、NO3-、SO42-
【答案】C
【解析】
【详解】酸性溶液中含有大量的H+,
A、HCO3-与H+会发生复分解反应生成二氧化碳和水,故不能大量共存,故A不符合题意;
B、S2-与H+会发生化学反应生成HS-或H2S,在溶液中不能大量共存,故B不符合题意;
C、K+、Cu2+、SO42-、NO3-之间不会发生化学反应,且在酸性条件下也不会发生化学反应,在溶液中能大量共存,故C符合题意;
D、NO3-与H+的组合具有氧化性,能与Fe2+发生氧化还原反应,在溶液中不能大量共存,故D不符合题意;
故答案为C。
【点睛】注意透明溶液与无色溶液的区别:无色溶液是指溶液呈无色,而透明溶液是指溶液呈澄清状,可以具有颜色;NO3-与H+的组合具有氧化性,NO3-在中性或者碱性条件下一般不考虑其氧化性。
7.等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为3∶4,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是( )
A. 甲、乙中都铝过量 B. 甲中铝过量,乙中碱过量
C. 甲中酸过量,乙中铝过量 D. 甲、乙中都是铝不足
【答案】B
【解析】
铝粉和盐酸反应方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,铝粉和NaOH溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,根据方程式关系可知消耗等量的铝,需要盐酸的物质的量比NaOH多,但生成的氢气体积一样。而实际反应中生成氢气的体积比为3∶4,这说明知盐酸完全参与反应,氢氧化钠过量,即甲中铝过量,乙中碱过量,答案选B。
8.己知反应:①Cl2+2KBr=2KCl+Br2,②KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O。据此判断下列说法正确的是
A. 上述两个反应都是置换反应
B. ①中KC1是氧化产物,KBr发生还原反应
C. 反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为5: 1
D. 氧化性由强到弱的顺序为:Br2>Cl2>KClO3
【答案】C
【解析】
A.①为置换反应,②中生成物有单质但反应物没有单质,所以不是置换反应,A错误;B.反应①中溴离子从-1价变为0价,KBr是还原剂,发生氧化反应,氯气是氧化剂,氯化钾是还原产物,B错误;C.②KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O中氧化剂是氯酸钾,氯元素化合价从+5价降低到0价,根据电子得失守恒可知参加反应的6mol氯化氢中有5mol的氯化氢作还原剂,所以还原剂和氧化剂的物质的量之比是5:1,C正确;D.Cl2+2KBr=2KCl+Br2中氧化剂是氯气,氧化产物是溴,所以氯气的氧化性大于溴,②KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O中氧化剂是氯酸钾,氧化产物是氯气,氯酸钾的氧化性大于氯气,则氧化性强弱顺序是KClO3>Cl2>Br2,D错误;答案选C。
9. 下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量的关系不是1∶2的是
A. O3+2KI+H2O===2KOH+I2+O2
B. 3NO2+H2O===2HNO3+NO
C. 3S+6NaOH===Na2SO3+2Na2S+3H2O
D. 4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
【答案】C
【解析】
试题分析:化合价降低了的反应物作氧化剂,化合价升高了的反应物作还原剂,C反应中氧化剂与还原剂物质的量是2:1,答案选C。
考点:氧化还原反应
10.利用实验器材(规格和数量不限)能完成相应实验的一项是
选项
实验器材(省略夹持装置)
相应实验
A
烧杯、玻璃棒、蒸发皿
CuSO4溶液的浓缩结晶
B
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸
用盐酸除去BaSO4中的少量BaCO3
C
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶
用固体NaCl配制0.5mol/L的溶液
D
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗
用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
A项缺少酒精灯,所以A错误;B项缺少漏斗,无法进行过滤,所以B错误;C项缺少托盘天平,无法称量NaCl的质量,C错误;D项正确。所以答案选D。
点睛:本题主要考查基本的实验操作和仪器,要注意正确选择物质分离、提纯的方法,重点关注过滤、蒸发结晶、萃取分液和蒸馏的基本操作步骤以及原理和所用仪器。
11.装置甲、乙、丙都是铁与水蒸气反应的实验装置
下列说法不正确的是( )
A. 甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气
B. 选用丙装置,实验结束时先移去酒精灯,再将导气管拿出水面
C. 用乙装置实验时,蒸发皿中产生大量肥皂泡,点燃肥皂泡发出爆鸣声
D. 三个装置相比较,乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好
【答案】B
【解析】
【详解】A. 产生的氢气中含有水蒸气,氯化钙能吸收水蒸气,则甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气,A正确;
B. 为了防止倒吸引发实验事故,如果选用丙装置,实验结束时先将导气管拿出水面,再移去酒精灯,B错误;
C. 氢气是可燃性气体,用乙装置实验时,蒸发皿中产生大量肥皂泡,点燃肥皂泡会发出爆鸣声,C正确;
D. 结合装置的特点可知三个装置相比较,乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好,D正确。
答案选B。
【点睛】本题目是一道关于金属铁和水反应的实验方案设计和评价,解题的关键是掌握反应的产物的性质以及物质检验的基本知识。
12.下列离子方程式书写正确的是( )
A. 用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
B. Ba(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液:Ba2++2OH-+2H++SO42- =BaSO4↓+2H2O
C. (NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
D. Cl2通入FeBr2溶液中,Cl2与FeBr2物质的量之比4︰5:10Fe2++6Br-+8Cl2=10Fe3++3Br2+16Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A、CH3COOH为一元弱酸,书写离子反应方程式时不能拆分,故正确离子反应方程式为:2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O,故A错误;
B、以少量的NaHSO4系数为“1”,其反应的离子方程式为:Ba2++OH-+H++SO42- =BaSO4↓+H2O,故B错误;
C、漏写了NH4+与OH-的反应,其反应的离子方程式为:2NH4++Fe2++4OH-=Fe(OH)2↓+2NH3·H2O,故C错误;
D、以FeBr2物质的量为5mol,因还原性:Fe2+>Br-,故Fe2+先完全反应,会反应2.5molCl2,余下的1.5molCl2与Br-反应,会反应3molBr-,故其反应的离子方程式为:10Fe2++6Br-+8Cl2=10Fe3++3Br2+16Cl-,故D正确;
答案为D。
【点睛】配比型离子反应方程式:当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而跟用量有关。书写方法为“少定多变”法,
(1)“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与原物质组成比相符。
(2)“多变”就是过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定,不受化学式中的比例制约,是可变的。
氧化还原型的先后型离子反应:对于氧化还原反应,按“先强后弱”的顺序书写,即氧化性(或还原性)强的优先发生反应,氧化性(或还原性)弱的后发生反应,该类型离子方程式的书写步骤如下:
第一步:确定反应的先后顺序:(氧化性:HNO3>Fe3+,还原性:I->Fe2+>Br-)。如向FeI2溶液中通入Cl2,I-先与Cl2发生反应。
第二步:根据用量判断反应发生的程度,
如少量Cl2与FeI2溶液反应时只有I-与Cl2反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2。
足量Cl2与FeI2溶液反应时溶液中的I-和Fe2+均与Cl2发生反应:
2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-。
第三步:用“少量定1法”书写离子方程式,即将“量”少物质的化学计量数定为“1”进行书写。
13.汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3 =K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol,则下列判断正确的是
A. 生成40.0LN2(标准状况) B. 有0.250molKNO3被氧化
C. 转移电子的物质的量为1.25mol D. 被氧化的N原子的物质的量为3.5mol
【答案】C
【解析】
试题分析:根据化学方程式判断氮气即是氧化产物又是还原产物,其中由硝酸钾得到的还原产物的氮气与由NaN3得到的氧化产物的氮气的物质的量比是1:15,根据题意可知若氧化产物比还原产物多1.75mol,所以还原产物的物质的量是1.75/14=0.125mol。A、生成的氮气的物质的量是还原产物的16倍,应是2mol,标准状况下的体积是44.8L,错误;B、还原产物的物质的量是0.125mol,说明有0.25mol的硝酸钾被还原,错误;C、还原产物的物质的量是0.125mol,则转移电子的物质的量是0.125mol×2×5=1.25mol,正确;D、氧化产物的物质的量是0.125×15,所以被氧化的N原子的物质的量是0.125×15×2=3.75mol,错误,答案选C。
考点:考查对氧化还原反应的分析与计算
14.某溶液中含有下列六种离子:①HCO3-②SO32-③Na+④CO32- ⑤NH4+⑥NO3-,向其中加入一定量Na2O2后,溶液中离子浓度基本保持不变的是
A. 只有⑥ B. ④⑥ C. ③④⑥ D. ①②⑤
【答案】A
【解析】
【详解】Na2O2具有氧化性,能氧化②SO32‾,Na2O2与水反应生成NaOH,与①HCO3-、⑤NH4+反应,生成④CO32-,所以浓度基本保持不变的是⑥;
答案选A。
15.如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量 均为0.1 mol,水的质量为100 g。下列说法正确的是
A. 甲、乙、丙都属于氧化还原反应
B. 甲反应的离子方程式为Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
C. 丙充分反应,能产生0.05 mol O2,转移电子0.1 mol
D. 甲、乙、丙充分反应后所得溶液的质量分数分别为w1、w2、w3,则2w1=w2=w3
【答案】C
【解析】
A.氧化钠和水反应生成氢氧化钠,该反应中没有电子转移,不属于氧化还原反应,故A错误;B.甲的离子方程式为2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,故B错误;C.过氧化钠和水反应时,过氧化钠中O元素化合价由-1价变为0价和-2价,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,且有一半的过氧化钠作氧化剂、有一半的过氧化钠作还原剂,所以丙充分反应,能产生0.05 mol O2,转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1 mol,故C正确;D.钠、氧化钠、过氧化钠和水反应的方程式分别如下:
Na+H2O=NaOH+H2↑,溶液增加的质量=m(Na)-m(H2)=2.3g-0.1g=2.2g;
Na2O+H2O=2NaOH,溶液增加的质量=m(Na2O)=0.1mol×62g/mol=6.2g;
Na2O2+H2O=2NaOH+O2↑,溶液增加的质量=m(Na2O2)-m(O2)=m(Na2O)=6.2g
所以溶液增加的质量大小顺序为:钠<氧化钠=过氧化钠,
根据钠原子守恒知,0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠、溶于水所得氢氧化钠的物质的量分别为:0.1mol、0.2mol、0.2mol,通过以上分析可知,0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠分别溶于水所得溶液的质量分数分别为:w1=、w2=、w3=,则:2w1>w2=w3,故D错误;故选C。
16.实验室用 H2 和钠反应制备氢化钠装置如右图所示(Zn 粒中含有少量 ZnS 杂质),下列说法不正确的是
A. ①、 ②中依次盛有浓 NaOH 溶液、 浓 H2SO4
B. 管式炉加热前, 用试管收集③处气体并点燃, 通过声音判断气体纯度
C. 结束反应时, 先停止管式炉加热, 再关闭活塞 K
D. 取出瓷舟内的固体, 投入适量水中, 若有气体产生, 即可证明制得了氢化钠
【答案】D
【解析】
A.①中浓NaOH除去挥发出的HCl,②中利用浓 H2SO4干燥H2,故A正确;B.因不纯的氢气加热易爆炸,且钠能被空气中的氧气氧化,则管式炉加热前, 需要用试管收集③处气体并点燃, 通过声音判断气体纯度,故B正确;C.实验结束后应先停止加热再停止通入氢气,使NaH在氢气的氛围中冷却,以避免NaH被空气中氧气氧化,故C正确;D.取出瓷舟内的固体, 投入适量水中, 若有气体产生,无法证明制得氢化钠,因Na也能和水反应生成氢气,故D错误;答案为D。
第II卷(非选择题共52分)
17.实验室需要0.1 mol·L-1 NaOH溶液450mL和0.5 mol·L-1硫酸溶液500mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是_______(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是_________(填仪器名称)。
(2)在配制NaOH溶液时:
①根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为______g;
②若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度_____(填“偏高”、“偏低”或“不变”);
③若NaOH固体溶解后立即移入容量瓶→洗涤烧杯→洗涤液移入容量瓶→定容,则所得溶液浓度________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)在配制硫酸溶液时:
①需量取质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积_______ml;
②在配制硫酸溶液时需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时的操作方法是_________________
【答案】 (1). AC (2). 烧杯、玻璃棒 (3). 2.0 (4). 偏低 (5). 偏高 (6). 13.6 (7). 将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌
【解析】
【详解】(1)通过溶解或者稀释配制溶液需要五种玻璃仪器:量筒(稀释配制)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶,所以用不到的仪器:烧瓶和分液漏斗;还缺少的仪器:烧杯、玻璃棒;
故答案为:AC;烧杯、玻璃棒;
(2)①需要0.1mol⋅L−1 NaOH溶液450mL,应选择500mL容量瓶,需要氢氧化钠质量为:0.1mol⋅L−1×0.5L×40g/mol=2.0g;
②若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,导致溶质的物质的量偏小,则所得溶液浓度偏低;
③若NaOH固体溶解后立即移入容量瓶→洗涤烧杯→洗涤液移入容量瓶→定容,未冷却到室温,根据热胀冷缩原理,定容冷却后,溶液体积偏小,则所得溶液浓度偏高;
故答案为:2.0;偏低;偏高;
(3)①质量分数为98%、密度为1.84g⋅cm−3的浓硫酸,物质的量浓度为:=18.4mol/L,设需要浓硫酸体积为V,则依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得:18.4mol/L×V=0.5mol⋅L−1×500mL,解得V=13.6mL;
②浓硫酸稀释的正确操作为:将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌;
故答案为:13.6;将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
18.(1)某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。(As为砷元素)
①已知KBrO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是____________________
②已知0.2mol KBrO3在反应中得到1mol电子生成X,则X的化学式为_____________
③根据上述反应可推知_______
a.氧化性:KBrO3>H3AsO4 b.氧化性:H3AsO4> KBrO3
c.还原性:AsH3>X d.还原性:X > AsH3
(2)①向MnSO4和硫酸的混合溶液里加入K2S2O8(过二硫酸钾),溶液会发如下反应:Mn2++S2O82-+H2O→MnO4-+SO42-+H+,该反应常用于检验Mn2+的存在。其特征现象是_________________,若反应中有0.1 mol还原剂参加反应,则消耗氧化剂的物质的量为__________
②将NaBiO3固体(黄色微溶)加入到MnSO4和H2SO4的混合溶液里加热,固体溶解变为澄清溶液,发生如下反应:NaBiO3+MnSO4+H2SO4→Na2SO4+Bi2(SO4)3+NaMnO4+H2O,配平上述反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目__________;
【答案】 (1). AsH3 (2). Br2 (3). ac (4). 溶液由无色变为紫色 (5). 0.25mol (6).
【解析】
【详解】(1)①KBrO3在反应中得到电子,所以KBrO3是氧化剂,AsH3变成了H3AsO4,As元素化合价升高,所以AsH3是还原剂,
故答案为:AsH3;
②设X中溴元素的化合价为a,则0.2mol×(5−a)=1mol,所以a=0,故X为Br2,
故答案为:Br2;
③在反应中,氧化剂为KBrO3,还原剂为AsH3,氧化产物为H3AsO4,还原产物为Br2,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:KBrO3>H3AsO4,由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知,还原性:AsH3>X (Br2),
故答案为:ac;
(2)①由反应可知生成MnO4-,溶液由无色变为紫色;Mn元素化合价由+2价升高为+7价,升高5价,S元素化合价由+7价降低为+6价,2个S共降低2价,故0.1mol还原剂参加反应,消耗氧化剂的物质的量为0.1×5÷2=0.25mol,
故答案为:溶液由无色变为紫色,0.25mol;
②反应中NaBiO3→Bi2(SO4)3,Bi元素化合价由+5价降低为+3价,每生成1个Bi2(SO4)3共降低4价,MnSO4→NaMnO4,Mn元素化合价由+2价升高为+7价,共升高5价,化合价升降最小公倍数为20,故Bi2(SO4)3系数为5,MnSO4系数为4,根据元素守恒可知,NaBiO3的系数为10,NaMnO4系数为4,根据钠元素守恒可知Na2SO4的系数为3,根据硫酸根守恒可知H2SO4的系数为14,根据氢元素守恒可知H2O的系数为14,配平反应的化学方程式,标出电子转移的方向和数目为:,
故答案为:。
19.现有三种可溶性物质A、B、C,其中A、B是盐,C是碱,它们溶于水后电离产生的所有离子如下表所示:
阳离子
Na+ H+ Ba2+
阴离子
OH- CO32- SO42-
请根据下列叙述回答问题:
(1)C的化学式为_____________。
(2)A溶液与B溶液反应可生成气体X,则X的化学式为_______
(3)A、B溶液与C溶液反应可分别生成白色沉淀D和E,其中D可溶于稀硝酸
① B的化学式为_____________,鉴别溶液B中的阴离子的方法:___________________
② D溶于稀硝酸的离子方程式为________________________________
③ D与E的混合物a g,加入足量盐酸,完全反应生成的气体在标准状况下体积为b L,则求算E在混合物中的质量分数的表达式为________________________________________
【答案】 (1). Ba(OH)2 (2). CO2 (3). NaHSO4 (4). 取少量B溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,溶液若无明显现象,再加入BaCl2溶液,若产生不溶于稀盐酸的白色沉淀,则说明其阴离子为SO42- (5). 2H++BaCO3=Ba2++H2O+CO2↑ (6).
【解析】
【分析】
(1)可溶性物质A、B、C,C是碱,则C中含有OH-和Na+ 或Ba2+,碳酸钡和硫酸钡都是沉淀,所以C是Ba(OH)2;
(2)A、B是盐,且都是可溶性盐,A溶液与B溶液反应可生成气体X,则应该是硫酸氢钠和碳酸钠;
(3)A、B溶液与C溶液反应可分别生成白色沉淀D和E,其中D可溶于稀硝酸,则D应该是BaCO3,则A是Na2CO3,B是NaHSO4,E是BaSO4,据此分析解答。
【详解】(1)通过以上分析,C是氢氧化钡,其化学式为Ba(OH)2,
故答案为:Ba(OH)2;
(2)A是碳酸钠、B是硫酸氢钠,二者反应生成二氧化碳气体,所以X是CO2,
故答案为:CO2;
(3)①通过以上分析知,B的化学式为NaHSO4,B中阴离子为硫酸根离子,其检验方法是先加稀盐酸除去其它离子干扰,然后再滴加氯化钡溶液,如果有白色沉淀生成,就说明含有硫酸根离子,
故答案为:NaHSO4;取少量B溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,溶液若无明显现象,再加入BaCl2溶液,若产生不溶于稀盐酸白色沉淀,则说明其阴离子为SO42-;
②D是碳酸钡,碳酸钡和稀硝酸反应生成硝酸钡、二氧化碳和水,离子方程式为:2H++BaCO3=Ba2++H2O+CO2↑,
故答案为:2H++BaCO3=Ba2++H2O+CO2↑;
③D是碳酸钡、E是硫酸钡,碳酸钡和稀盐酸反应,完全反应生成的气体在标准状况下体积为b L,而硫酸钡和稀盐酸不反应,n(CO2)==mol,根据C原子守恒得n(CO2)=n(BaCO3)=mol,则m(BaCO3)=mol×197g/mol=g,硫酸钡的质量=ag−g,则E在混合物中的质量分数的表达式为,
故答案为:。
20.碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关。工业上碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取,所得碳酸钠样品往往含有少量的NaCl,现欲测定碳酸钠样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。
方案一:沉淀分析法
(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀________(填操作名称)、洗涤、烘干、称量。洗涤沉淀的操作是________________________________________.
方案二:气体分析法
(2)用如图所示装置,将一定质量的样品与足量盐酸反应,并测定产生CO2气体的体积,为了使测量结果准确,B中的溶液最好采用________(填字母)。
a.饱和碳酸钠溶液 b.饱和碳酸氢钠溶液
c.饱和氢氧化钠溶液 d.氯化钠溶液
但选用该溶液后实验结果仍然不够准确,原因是________________________________
方案三:质量差分析法
(3)采用如图所示装置,将一定质量的样品与足量的稀硫酸反应,通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量,利用其质量差计算样品的纯度。
该实验的操作步骤:
①在干燥管内装满碱石灰,质量为m1g ②取ng样品装入广口瓶中 ③检查装置的气密性 ④缓慢鼓入空气数分钟,再称量干燥管质量为m2g ⑤关闭止水夹 ⑥打开止水夹 ⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 ⑧缓慢鼓入空气数分钟
Ⅰ.正确的操作顺序是(填序号):③→_____→⑥→_____→⑤→________→⑦→________→④。
Ⅱ.在操作④中,要缓慢鼓入空气数分钟,鼓入空气的作用是________________;装置 B的作用是__________________
【答案】 (1). 过滤 (2). 向过滤器中的沉淀加蒸馏水至浸没过沉淀物,使水自然流下,重复2∼3次 (3). b (4). CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成了CO2 (5). ② (6). ⑧ (7). ① (8). ⑥ (9). 把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收 (10). 除去CO2气体中的水蒸气
【解析】
【分析】
方案一:测定样品中Na2CO3的质量分数,样品溶解后加入过量的CaCl2溶液会生成沉淀,分离方法为过滤,洗涤沉淀的操作是在过滤器中加水浸没沉淀使水自然留下,重复操作2-3次;
方案二:把一定量的混合物与足量盐酸反应,然后用如图装置测定产生的CO2气体的体积,是利用排液法测定生成二氧化碳的气体体积进行计算,广口瓶中液体是饱和碳酸氢钠;若直接采用如图乙装置,选用该溶液后实验结果仍然不够准确,依据气体中的氯化氢会和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体;
方案三:依据装置图分析气体通过需要先检查装置气密性,称取n g样品装入广口瓶中,打并止水夹,缓慢鼓入空气数分钟用来赶净装置中的空气,关闭止水夹,在干燥管内填满碱石灰,质量为m1 g,缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止,打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟,把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收,再称量干燥管质量为m2 g计算;
鼓入空气的目的是将装置内残余CO2全部赶入碱石灰中进行吸收;碱石灰具有吸水性,需要将气体中的水蒸气除尽;以此解答该题。
【详解】(1)测定样品中Na2CO3的质量分数,样品溶解后加入过量的CaCl2溶液会生成沉淀,分离方法为过滤;洗涤沉淀的操作是在过滤器中加水浸没沉淀使水自然留下,重复操作2−3次;
故答案为:过滤;向过滤器中的沉淀加蒸馏水至浸没过沉淀物,使水自然流下,重复2∼3次;
(2)利用测定反应生成的二氧化碳气体体积的方法测定,在碳酸氢钠溶液中二氧化碳不反应,溶解度减小,利用装置图排饱和碳酸氢钠溶液测定二氧化碳气体的体积;选用该溶液后实验结果仍然不够准确,其原因可能是CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成CO2;
故答案为:b;CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成了CO2;
(3)I.依据装置图分析,结合操作顺序中的给定步骤位置,实验顺序为:先检查装置气密性,称取ng样品装入广口瓶中,打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟用来赶净装置中的空气,关闭止水夹,在干燥管内填满碱石灰,质量为m1 g,缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止,打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟,把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收,再称量干燥管质量为m2 g计算,故正确的顺序为③→②→⑥→⑧→⑤→①→⑦→⑥→④;
故答案为:②;⑧;①;⑥;
II.缓慢鼓入空气数分钟的目的是:把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收;碱石灰具有吸水性,因此需要将进入碱石灰中的气体中水蒸气除尽,
故答案为:把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收;除去CO2气体中的水蒸气。
【点睛】本实验方案三的装置依旧不是很不完善,最好在碱石灰装置后再加一个碱石灰干燥管,用以吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,减小实验误差。
21.把一块表面已部分被氧化为氧化钠的钠块1.08g放入20g水中,得到标准状况下氢气224mL。求:
①被氧化前钠块的质量__________________。
②所得溶液中溶质质量分数_____________(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】 (1). 0.92g (2). 7.6%
【解析】
【分析】
(1)根据n=计算氢气的物质的量,再根据反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑计算样品中Na的质量,进而计算Na2O的质量,根据Na2O中元素质量分数计算含有Na的质量,单质钠与氧化钠中钠元素质量之和为被氧化前钠块的质量;
(2)利用n=计算钠的物质的量,再利用钠元素守恒计算生成NaOH的总物质的量,溶液质量=1.08g+20g-氢气质量,进而计算溶质质量分数分数。
【详解】(1)n(H2)===0.01mol,
m(Na)==0.46g,
故m(Na2O)=1.08g-0.46g=0.62g,Na2O中Na元素的质量=0.62g×=0.46g,
所以被氧化前钠块的质量=0.46g+0.46g=0.92g,
故答案为:0.92g;
(2)钠原子总物质的量==0.04mol,
根据钠原子守恒,与水反应生成的n(NaOH)=n(Na)=0.04mol,
溶液质量=1.08g+20g-0.01mol×2g/mol=21.06g,
故溶液质量分数=×100%=7.6%,
故答案为:7.6%。
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Na 23 Mg 24 Ba137
第I卷(选择题共48分)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题只有一个正确答案)
1.下列物质的分类不正确的是
A. 烧碱、纯碱、熟石灰都属于碱
B. H2SO4、HClO、H2CO3都属于酸
C. CuO、Na2O2和干冰都属于氧化物
D. NaHCO3、CuSO4·5H2O和KMnO4都属于盐
【答案】A
【解析】
A、纯碱是碳酸钠,属于盐,A错误。B、三者都是酸,B正确。C、氧化物是含有两种元素其中一种为氧元素的化合物,C正确。D、盐是金属阳离子或铵根离子与酸根离子构成的化合物,三者都是盐,D正确。正确答案为A
2.下列说法与胶体有关且正确的是()
A. 食盐水不会发生丁达尔效应
B. 稀豆浆能通过半透膜
C. 用氢氧化铁胶体进行电泳实验时,阴极(与电源负极相连)附近顔色加深,说明氢氧化铁胶体带正电
D. 将装有淀粉溶液的半透膜袋浸入蒸馏水中,一段时间后往蒸馏水中滴入碘液,不变蓝
【答案】D
【解析】
【详解】A、食盐水是溶液,不是胶体,不会产生丁达尔效应,故A错误;
B、稀豆浆属于胶体,胶体分散质粒度大于半透膜孔径,所以稀豆浆不能通过半透膜,故B错误;
C、用氢氧化铁胶体进行电泳实验时,阴极(与电源负极相连)附近顔色加深,说明氢氧化铁胶粒能够吸附带正电的离子而形成带正电的胶体微粒,故C错误;
D、淀粉溶液属于胶体,不能透过半透膜,所以将装有淀粉溶液的半透膜袋浸入蒸馏水中,一段时间后往蒸馏水中滴入碘液,不变蓝,故D正确;
故选:D。
3.设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法正确的是 ( )
A. 在常温常压下,11.2LO2含有的分子数为0.5NA
B. 71gCl2所含原子数为2NA
C. 标准状况下,22.4LH2O含有的分子数为1NA
D. 物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
【答案】B
【解析】
试题分析:A.11.2gO2的物质的量为=0.35mol,含有的分子数为0.35NA,故A错误;B.71gCl2的物质的量为=1mol,氯气为双原子分子,所含原子数为2NA,故B正确;C.标准状况下,H2O是液体,故C错误;D.为告知溶液的体积,无法计算物质的量浓度为0.5mol/L的MgCl2溶液中的Cl-个数,故D错误;故选B。
考点:考查了阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律的相关知识。
4.V L Na2SO4溶液中含Na+mg,取出10mL稀释成50mL,则稀释后溶液中SO的物质的量浓度为:
A. 2m/(115V)mol·L-1 B. m/(115V)mol·L-1
C. m/(46V)mol·L-1 D. m/(230V)mol·L-1
【答案】D
【解析】
试题分析:在硫酸钠溶液中钠离子浓度为m/(23V )mol·L-1,则硫酸根离子的浓度为m/(46V) mol·L-1,稀释时体积变成5倍,浓度为原来的五分之一,即为m/(230V)mol·L-1。
考点: 溶液的稀释。
5.将2.3 g由金属X和Mg组成的合金投入足量的稀硫酸中,充分反应后收集到标准状况下气体的体积为2.24 L,则金属X可能为
A. Zn B. Al C. Fe D. Cu
【答案】B
【解析】
【详解】标准状况下2.24 L的气体的物质的量为1mol,Mg是+2价金属,产生1mol氢气需Mg质量是2.4g,现在是Mg与另外一种金属的混合物,需要质量是2.3g,小于2.4g,说明另一种金属产生1molH2需要的质量小于2.3g。
A.Zn是+2价金属,产生1mol氢气需要质量为65g>23g,不符合题意,A错误;
B.Al是+3价的金属,产生1mol氢气需要质量为(27÷3)×2=18g<23g,符合题意,B错误;
C.Fe是+2价金属,产生1mol氢气需要质量为56g>23g,不符合题意,C错误;
D.Cu是+2价金属,但是铜与稀硫酸不能反应,所以产生1mol氢气需要金属质量为无穷大,不符合题意,D错误;
故合理选项是B。
6.在某透明的酸性溶液中能大量共存离子组是()
A. Ba2+、Na+、SO42-、HCO3- B. K+、Na+、S2-、SO42-
C. K+、Cu2+、SO42-、NO3- D. NH4+、Fe2+、NO3-、SO42-
【答案】C
【解析】
【详解】酸性溶液中含有大量的H+,
A、HCO3-与H+会发生复分解反应生成二氧化碳和水,故不能大量共存,故A不符合题意;
B、S2-与H+会发生化学反应生成HS-或H2S,在溶液中不能大量共存,故B不符合题意;
C、K+、Cu2+、SO42-、NO3-之间不会发生化学反应,且在酸性条件下也不会发生化学反应,在溶液中能大量共存,故C符合题意;
D、NO3-与H+的组合具有氧化性,能与Fe2+发生氧化还原反应,在溶液中不能大量共存,故D不符合题意;
故答案为C。
【点睛】注意透明溶液与无色溶液的区别:无色溶液是指溶液呈无色,而透明溶液是指溶液呈澄清状,可以具有颜色;NO3-与H+的组合具有氧化性,NO3-在中性或者碱性条件下一般不考虑其氧化性。
7.等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体积比为3∶4,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能是( )
A. 甲、乙中都铝过量 B. 甲中铝过量,乙中碱过量
C. 甲中酸过量,乙中铝过量 D. 甲、乙中都是铝不足
【答案】B
【解析】
铝粉和盐酸反应方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2,铝粉和NaOH溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,根据方程式关系可知消耗等量的铝,需要盐酸的物质的量比NaOH多,但生成的氢气体积一样。而实际反应中生成氢气的体积比为3∶4,这说明知盐酸完全参与反应,氢氧化钠过量,即甲中铝过量,乙中碱过量,答案选B。
8.己知反应:①Cl2+2KBr=2KCl+Br2,②KClO3+6HCl=3Cl2↑+KCl+3H2O。据此判断下列说法正确的是
A. 上述两个反应都是置换反应
B. ①中KC1是氧化产物,KBr发生还原反应
C. 反应②中还原剂与氧化剂的物质的量之比为5: 1
D. 氧化性由强到弱的顺序为:Br2>Cl2>KClO3
【答案】C
【解析】
A.①为置换反应,②中生成物有单质但反应物没有单质,所以不是置换反应,A错误;B.反应①中溴离子从-1价变为0价,KBr是还原剂,发生氧化反应,氯气是氧化剂,氯化钾是还原产物,B错误;C.②KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O中氧化剂是氯酸钾,氯元素化合价从+5价降低到0价,根据电子得失守恒可知参加反应的6mol氯化氢中有5mol的氯化氢作还原剂,所以还原剂和氧化剂的物质的量之比是5:1,C正确;D.Cl2+2KBr=2KCl+Br2中氧化剂是氯气,氧化产物是溴,所以氯气的氧化性大于溴,②KClO3+6HCl=3Cl2+KCl+3H2O中氧化剂是氯酸钾,氧化产物是氯气,氯酸钾的氧化性大于氯气,则氧化性强弱顺序是KClO3>Cl2>Br2,D错误;答案选C。
9. 下列反应中,氧化剂与还原剂物质的量的关系不是1∶2的是
A. O3+2KI+H2O===2KOH+I2+O2
B. 3NO2+H2O===2HNO3+NO
C. 3S+6NaOH===Na2SO3+2Na2S+3H2O
D. 4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
【答案】C
【解析】
试题分析:化合价降低了的反应物作氧化剂,化合价升高了的反应物作还原剂,C反应中氧化剂与还原剂物质的量是2:1,答案选C。
考点:氧化还原反应
10.利用实验器材(规格和数量不限)能完成相应实验的一项是
选项
实验器材(省略夹持装置)
相应实验
A
烧杯、玻璃棒、蒸发皿
CuSO4溶液的浓缩结晶
B
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸
用盐酸除去BaSO4中的少量BaCO3
C
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶
用固体NaCl配制0.5mol/L的溶液
D
烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗
用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
A项缺少酒精灯,所以A错误;B项缺少漏斗,无法进行过滤,所以B错误;C项缺少托盘天平,无法称量NaCl的质量,C错误;D项正确。所以答案选D。
点睛:本题主要考查基本的实验操作和仪器,要注意正确选择物质分离、提纯的方法,重点关注过滤、蒸发结晶、萃取分液和蒸馏的基本操作步骤以及原理和所用仪器。
11.装置甲、乙、丙都是铁与水蒸气反应的实验装置
下列说法不正确的是( )
A. 甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气
B. 选用丙装置,实验结束时先移去酒精灯,再将导气管拿出水面
C. 用乙装置实验时,蒸发皿中产生大量肥皂泡,点燃肥皂泡发出爆鸣声
D. 三个装置相比较,乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好
【答案】B
【解析】
【详解】A. 产生的氢气中含有水蒸气,氯化钙能吸收水蒸气,则甲装置中氯化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气,A正确;
B. 为了防止倒吸引发实验事故,如果选用丙装置,实验结束时先将导气管拿出水面,再移去酒精灯,B错误;
C. 氢气是可燃性气体,用乙装置实验时,蒸发皿中产生大量肥皂泡,点燃肥皂泡会发出爆鸣声,C正确;
D. 结合装置的特点可知三个装置相比较,乙装置简单、操作简便、节约原料、安全性好,D正确。
答案选B。
【点睛】本题目是一道关于金属铁和水反应的实验方案设计和评价,解题的关键是掌握反应的产物的性质以及物质检验的基本知识。
12.下列离子方程式书写正确的是( )
A. 用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
B. Ba(OH)2溶液中加入少量的NaHSO4溶液:Ba2++2OH-+2H++SO42- =BaSO4↓+2H2O
C. (NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
D. Cl2通入FeBr2溶液中,Cl2与FeBr2物质的量之比4︰5:10Fe2++6Br-+8Cl2=10Fe3++3Br2+16Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A、CH3COOH为一元弱酸,书写离子反应方程式时不能拆分,故正确离子反应方程式为:2CH3COOH+CaCO3=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O,故A错误;
B、以少量的NaHSO4系数为“1”,其反应的离子方程式为:Ba2++OH-+H++SO42- =BaSO4↓+H2O,故B错误;
C、漏写了NH4+与OH-的反应,其反应的离子方程式为:2NH4++Fe2++4OH-=Fe(OH)2↓+2NH3·H2O,故C错误;
D、以FeBr2物质的量为5mol,因还原性:Fe2+>Br-,故Fe2+先完全反应,会反应2.5molCl2,余下的1.5molCl2与Br-反应,会反应3molBr-,故其反应的离子方程式为:10Fe2++6Br-+8Cl2=10Fe3++3Br2+16Cl-,故D正确;
答案为D。
【点睛】配比型离子反应方程式:当一种反应物中有两种或两种以上组成离子参与反应时,因其组成比例不协调(一般复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而跟用量有关。书写方法为“少定多变”法,
(1)“少定”就是把相对量较少的物质定为“1 mol”,若少量物质有两种或两种以上离子参加反应,则参加反应的离子的物质的量之比与原物质组成比相符。
(2)“多变”就是过量的反应物,其离子的化学计量数根据反应实际需求量来确定,不受化学式中的比例制约,是可变的。
氧化还原型的先后型离子反应:对于氧化还原反应,按“先强后弱”的顺序书写,即氧化性(或还原性)强的优先发生反应,氧化性(或还原性)弱的后发生反应,该类型离子方程式的书写步骤如下:
第一步:确定反应的先后顺序:(氧化性:HNO3>Fe3+,还原性:I->Fe2+>Br-)。如向FeI2溶液中通入Cl2,I-先与Cl2发生反应。
第二步:根据用量判断反应发生的程度,
如少量Cl2与FeI2溶液反应时只有I-与Cl2反应:2I-+Cl2===2Cl-+I2。
足量Cl2与FeI2溶液反应时溶液中的I-和Fe2+均与Cl2发生反应:
2Fe2++4I-+3Cl2===2Fe3++2I2+6Cl-。
第三步:用“少量定1法”书写离子方程式,即将“量”少物质的化学计量数定为“1”进行书写。
13.汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应10NaN3+2KNO3 =K2O+5Na2O+16N2↑。若氧化产物比还原产物多1.75mol,则下列判断正确的是
A. 生成40.0LN2(标准状况) B. 有0.250molKNO3被氧化
C. 转移电子的物质的量为1.25mol D. 被氧化的N原子的物质的量为3.5mol
【答案】C
【解析】
试题分析:根据化学方程式判断氮气即是氧化产物又是还原产物,其中由硝酸钾得到的还原产物的氮气与由NaN3得到的氧化产物的氮气的物质的量比是1:15,根据题意可知若氧化产物比还原产物多1.75mol,所以还原产物的物质的量是1.75/14=0.125mol。A、生成的氮气的物质的量是还原产物的16倍,应是2mol,标准状况下的体积是44.8L,错误;B、还原产物的物质的量是0.125mol,说明有0.25mol的硝酸钾被还原,错误;C、还原产物的物质的量是0.125mol,则转移电子的物质的量是0.125mol×2×5=1.25mol,正确;D、氧化产物的物质的量是0.125×15,所以被氧化的N原子的物质的量是0.125×15×2=3.75mol,错误,答案选C。
考点:考查对氧化还原反应的分析与计算
14.某溶液中含有下列六种离子:①HCO3-②SO32-③Na+④CO32- ⑤NH4+⑥NO3-,向其中加入一定量Na2O2后,溶液中离子浓度基本保持不变的是
A. 只有⑥ B. ④⑥ C. ③④⑥ D. ①②⑤
【答案】A
【解析】
【详解】Na2O2具有氧化性,能氧化②SO32‾,Na2O2与水反应生成NaOH,与①HCO3-、⑤NH4+反应,生成④CO32-,所以浓度基本保持不变的是⑥;
答案选A。
15.如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反应。钠及其氧化物的物质的量 均为0.1 mol,水的质量为100 g。下列说法正确的是
A. 甲、乙、丙都属于氧化还原反应
B. 甲反应的离子方程式为Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
C. 丙充分反应,能产生0.05 mol O2,转移电子0.1 mol
D. 甲、乙、丙充分反应后所得溶液的质量分数分别为w1、w2、w3,则2w1=w2=w3
【答案】C
【解析】
A.氧化钠和水反应生成氢氧化钠,该反应中没有电子转移,不属于氧化还原反应,故A错误;B.甲的离子方程式为2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑,故B错误;C.过氧化钠和水反应时,过氧化钠中O元素化合价由-1价变为0价和-2价,过氧化钠既是氧化剂又是还原剂,且有一半的过氧化钠作氧化剂、有一半的过氧化钠作还原剂,所以丙充分反应,能产生0.05 mol O2,转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1 mol,故C正确;D.钠、氧化钠、过氧化钠和水反应的方程式分别如下:
Na+H2O=NaOH+H2↑,溶液增加的质量=m(Na)-m(H2)=2.3g-0.1g=2.2g;
Na2O+H2O=2NaOH,溶液增加的质量=m(Na2O)=0.1mol×62g/mol=6.2g;
Na2O2+H2O=2NaOH+O2↑,溶液增加的质量=m(Na2O2)-m(O2)=m(Na2O)=6.2g
所以溶液增加的质量大小顺序为:钠<氧化钠=过氧化钠,
根据钠原子守恒知,0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠、溶于水所得氢氧化钠的物质的量分别为:0.1mol、0.2mol、0.2mol,通过以上分析可知,0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠分别溶于水所得溶液的质量分数分别为:w1=、w2=、w3=,则:2w1>w2=w3,故D错误;故选C。
16.实验室用 H2 和钠反应制备氢化钠装置如右图所示(Zn 粒中含有少量 ZnS 杂质),下列说法不正确的是
A. ①、 ②中依次盛有浓 NaOH 溶液、 浓 H2SO4
B. 管式炉加热前, 用试管收集③处气体并点燃, 通过声音判断气体纯度
C. 结束反应时, 先停止管式炉加热, 再关闭活塞 K
D. 取出瓷舟内的固体, 投入适量水中, 若有气体产生, 即可证明制得了氢化钠
【答案】D
【解析】
A.①中浓NaOH除去挥发出的HCl,②中利用浓 H2SO4干燥H2,故A正确;B.因不纯的氢气加热易爆炸,且钠能被空气中的氧气氧化,则管式炉加热前, 需要用试管收集③处气体并点燃, 通过声音判断气体纯度,故B正确;C.实验结束后应先停止加热再停止通入氢气,使NaH在氢气的氛围中冷却,以避免NaH被空气中氧气氧化,故C正确;D.取出瓷舟内的固体, 投入适量水中, 若有气体产生,无法证明制得氢化钠,因Na也能和水反应生成氢气,故D错误;答案为D。
第II卷(非选择题共52分)
17.实验室需要0.1 mol·L-1 NaOH溶液450mL和0.5 mol·L-1硫酸溶液500mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
(1)如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是_______(填序号),配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是_________(填仪器名称)。
(2)在配制NaOH溶液时:
①根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为______g;
②若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,则所得溶液浓度_____(填“偏高”、“偏低”或“不变”);
③若NaOH固体溶解后立即移入容量瓶→洗涤烧杯→洗涤液移入容量瓶→定容,则所得溶液浓度________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)在配制硫酸溶液时:
①需量取质量分数为98%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸的体积_______ml;
②在配制硫酸溶液时需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时的操作方法是_________________
【答案】 (1). AC (2). 烧杯、玻璃棒 (3). 2.0 (4). 偏低 (5). 偏高 (6). 13.6 (7). 将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌
【解析】
【详解】(1)通过溶解或者稀释配制溶液需要五种玻璃仪器:量筒(稀释配制)、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶,所以用不到的仪器:烧瓶和分液漏斗;还缺少的仪器:烧杯、玻璃棒;
故答案为:AC;烧杯、玻璃棒;
(2)①需要0.1mol⋅L−1 NaOH溶液450mL,应选择500mL容量瓶,需要氢氧化钠质量为:0.1mol⋅L−1×0.5L×40g/mol=2.0g;
②若NaOH溶液在转移至容量瓶时,洒落了少许,导致溶质的物质的量偏小,则所得溶液浓度偏低;
③若NaOH固体溶解后立即移入容量瓶→洗涤烧杯→洗涤液移入容量瓶→定容,未冷却到室温,根据热胀冷缩原理,定容冷却后,溶液体积偏小,则所得溶液浓度偏高;
故答案为:2.0;偏低;偏高;
(3)①质量分数为98%、密度为1.84g⋅cm−3的浓硫酸,物质的量浓度为:=18.4mol/L,设需要浓硫酸体积为V,则依据溶液稀释过程中溶质的物质的量不变得:18.4mol/L×V=0.5mol⋅L−1×500mL,解得V=13.6mL;
②浓硫酸稀释的正确操作为:将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌;
故答案为:13.6;将浓硫酸沿器壁缓缓倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌。
18.(1)某反应中反应物与生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一种未知物质X。(As为砷元素)
①已知KBrO3在反应中得到电子,则该反应的还原剂是____________________
②已知0.2mol KBrO3在反应中得到1mol电子生成X,则X的化学式为_____________
③根据上述反应可推知_______
a.氧化性:KBrO3>H3AsO4 b.氧化性:H3AsO4> KBrO3
c.还原性:AsH3>X d.还原性:X > AsH3
(2)①向MnSO4和硫酸的混合溶液里加入K2S2O8(过二硫酸钾),溶液会发如下反应:Mn2++S2O82-+H2O→MnO4-+SO42-+H+,该反应常用于检验Mn2+的存在。其特征现象是_________________,若反应中有0.1 mol还原剂参加反应,则消耗氧化剂的物质的量为__________
②将NaBiO3固体(黄色微溶)加入到MnSO4和H2SO4的混合溶液里加热,固体溶解变为澄清溶液,发生如下反应:NaBiO3+MnSO4+H2SO4→Na2SO4+Bi2(SO4)3+NaMnO4+H2O,配平上述反应的化学方程式,并用双线桥标出电子转移的方向和数目__________;
【答案】 (1). AsH3 (2). Br2 (3). ac (4). 溶液由无色变为紫色 (5). 0.25mol (6).
【解析】
【详解】(1)①KBrO3在反应中得到电子,所以KBrO3是氧化剂,AsH3变成了H3AsO4,As元素化合价升高,所以AsH3是还原剂,
故答案为:AsH3;
②设X中溴元素的化合价为a,则0.2mol×(5−a)=1mol,所以a=0,故X为Br2,
故答案为:Br2;
③在反应中,氧化剂为KBrO3,还原剂为AsH3,氧化产物为H3AsO4,还原产物为Br2,由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:KBrO3>H3AsO4,由还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知,还原性:AsH3>X (Br2),
故答案为:ac;
(2)①由反应可知生成MnO4-,溶液由无色变为紫色;Mn元素化合价由+2价升高为+7价,升高5价,S元素化合价由+7价降低为+6价,2个S共降低2价,故0.1mol还原剂参加反应,消耗氧化剂的物质的量为0.1×5÷2=0.25mol,
故答案为:溶液由无色变为紫色,0.25mol;
②反应中NaBiO3→Bi2(SO4)3,Bi元素化合价由+5价降低为+3价,每生成1个Bi2(SO4)3共降低4价,MnSO4→NaMnO4,Mn元素化合价由+2价升高为+7价,共升高5价,化合价升降最小公倍数为20,故Bi2(SO4)3系数为5,MnSO4系数为4,根据元素守恒可知,NaBiO3的系数为10,NaMnO4系数为4,根据钠元素守恒可知Na2SO4的系数为3,根据硫酸根守恒可知H2SO4的系数为14,根据氢元素守恒可知H2O的系数为14,配平反应的化学方程式,标出电子转移的方向和数目为:,
故答案为:。
19.现有三种可溶性物质A、B、C,其中A、B是盐,C是碱,它们溶于水后电离产生的所有离子如下表所示:
阳离子
Na+ H+ Ba2+
阴离子
OH- CO32- SO42-
请根据下列叙述回答问题:
(1)C的化学式为_____________。
(2)A溶液与B溶液反应可生成气体X,则X的化学式为_______
(3)A、B溶液与C溶液反应可分别生成白色沉淀D和E,其中D可溶于稀硝酸
① B的化学式为_____________,鉴别溶液B中的阴离子的方法:___________________
② D溶于稀硝酸的离子方程式为________________________________
③ D与E的混合物a g,加入足量盐酸,完全反应生成的气体在标准状况下体积为b L,则求算E在混合物中的质量分数的表达式为________________________________________
【答案】 (1). Ba(OH)2 (2). CO2 (3). NaHSO4 (4). 取少量B溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,溶液若无明显现象,再加入BaCl2溶液,若产生不溶于稀盐酸的白色沉淀,则说明其阴离子为SO42- (5). 2H++BaCO3=Ba2++H2O+CO2↑ (6).
【解析】
【分析】
(1)可溶性物质A、B、C,C是碱,则C中含有OH-和Na+ 或Ba2+,碳酸钡和硫酸钡都是沉淀,所以C是Ba(OH)2;
(2)A、B是盐,且都是可溶性盐,A溶液与B溶液反应可生成气体X,则应该是硫酸氢钠和碳酸钠;
(3)A、B溶液与C溶液反应可分别生成白色沉淀D和E,其中D可溶于稀硝酸,则D应该是BaCO3,则A是Na2CO3,B是NaHSO4,E是BaSO4,据此分析解答。
【详解】(1)通过以上分析,C是氢氧化钡,其化学式为Ba(OH)2,
故答案为:Ba(OH)2;
(2)A是碳酸钠、B是硫酸氢钠,二者反应生成二氧化碳气体,所以X是CO2,
故答案为:CO2;
(3)①通过以上分析知,B的化学式为NaHSO4,B中阴离子为硫酸根离子,其检验方法是先加稀盐酸除去其它离子干扰,然后再滴加氯化钡溶液,如果有白色沉淀生成,就说明含有硫酸根离子,
故答案为:NaHSO4;取少量B溶液于试管中,先加入足量稀盐酸,溶液若无明显现象,再加入BaCl2溶液,若产生不溶于稀盐酸白色沉淀,则说明其阴离子为SO42-;
②D是碳酸钡,碳酸钡和稀硝酸反应生成硝酸钡、二氧化碳和水,离子方程式为:2H++BaCO3=Ba2++H2O+CO2↑,
故答案为:2H++BaCO3=Ba2++H2O+CO2↑;
③D是碳酸钡、E是硫酸钡,碳酸钡和稀盐酸反应,完全反应生成的气体在标准状况下体积为b L,而硫酸钡和稀盐酸不反应,n(CO2)==mol,根据C原子守恒得n(CO2)=n(BaCO3)=mol,则m(BaCO3)=mol×197g/mol=g,硫酸钡的质量=ag−g,则E在混合物中的质量分数的表达式为,
故答案为:。
20.碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关。工业上碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取,所得碳酸钠样品往往含有少量的NaCl,现欲测定碳酸钠样品中Na2CO3的质量分数,某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。
方案一:沉淀分析法
(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液,将所得沉淀________(填操作名称)、洗涤、烘干、称量。洗涤沉淀的操作是________________________________________.
方案二:气体分析法
(2)用如图所示装置,将一定质量的样品与足量盐酸反应,并测定产生CO2气体的体积,为了使测量结果准确,B中的溶液最好采用________(填字母)。
a.饱和碳酸钠溶液 b.饱和碳酸氢钠溶液
c.饱和氢氧化钠溶液 d.氯化钠溶液
但选用该溶液后实验结果仍然不够准确,原因是________________________________
方案三:质量差分析法
(3)采用如图所示装置,将一定质量的样品与足量的稀硫酸反应,通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管的质量,利用其质量差计算样品的纯度。
该实验的操作步骤:
①在干燥管内装满碱石灰,质量为m1g ②取ng样品装入广口瓶中 ③检查装置的气密性 ④缓慢鼓入空气数分钟,再称量干燥管质量为m2g ⑤关闭止水夹 ⑥打开止水夹 ⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 ⑧缓慢鼓入空气数分钟
Ⅰ.正确的操作顺序是(填序号):③→_____→⑥→_____→⑤→________→⑦→________→④。
Ⅱ.在操作④中,要缓慢鼓入空气数分钟,鼓入空气的作用是________________;装置 B的作用是__________________
【答案】 (1). 过滤 (2). 向过滤器中的沉淀加蒸馏水至浸没过沉淀物,使水自然流下,重复2∼3次 (3). b (4). CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成了CO2 (5). ② (6). ⑧ (7). ① (8). ⑥ (9). 把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收 (10). 除去CO2气体中的水蒸气
【解析】
【分析】
方案一:测定样品中Na2CO3的质量分数,样品溶解后加入过量的CaCl2溶液会生成沉淀,分离方法为过滤,洗涤沉淀的操作是在过滤器中加水浸没沉淀使水自然留下,重复操作2-3次;
方案二:把一定量的混合物与足量盐酸反应,然后用如图装置测定产生的CO2气体的体积,是利用排液法测定生成二氧化碳的气体体积进行计算,广口瓶中液体是饱和碳酸氢钠;若直接采用如图乙装置,选用该溶液后实验结果仍然不够准确,依据气体中的氯化氢会和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体;
方案三:依据装置图分析气体通过需要先检查装置气密性,称取n g样品装入广口瓶中,打并止水夹,缓慢鼓入空气数分钟用来赶净装置中的空气,关闭止水夹,在干燥管内填满碱石灰,质量为m1 g,缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止,打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟,把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收,再称量干燥管质量为m2 g计算;
鼓入空气的目的是将装置内残余CO2全部赶入碱石灰中进行吸收;碱石灰具有吸水性,需要将气体中的水蒸气除尽;以此解答该题。
【详解】(1)测定样品中Na2CO3的质量分数,样品溶解后加入过量的CaCl2溶液会生成沉淀,分离方法为过滤;洗涤沉淀的操作是在过滤器中加水浸没沉淀使水自然留下,重复操作2−3次;
故答案为:过滤;向过滤器中的沉淀加蒸馏水至浸没过沉淀物,使水自然流下,重复2∼3次;
(2)利用测定反应生成的二氧化碳气体体积的方法测定,在碳酸氢钠溶液中二氧化碳不反应,溶解度减小,利用装置图排饱和碳酸氢钠溶液测定二氧化碳气体的体积;选用该溶液后实验结果仍然不够准确,其原因可能是CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成CO2;
故答案为:b;CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成了CO2;
(3)I.依据装置图分析,结合操作顺序中的给定步骤位置,实验顺序为:先检查装置气密性,称取ng样品装入广口瓶中,打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟用来赶净装置中的空气,关闭止水夹,在干燥管内填满碱石灰,质量为m1 g,缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止,打开止水夹,缓慢鼓入空气数分钟,把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收,再称量干燥管质量为m2 g计算,故正确的顺序为③→②→⑥→⑧→⑤→①→⑦→⑥→④;
故答案为:②;⑧;①;⑥;
II.缓慢鼓入空气数分钟的目的是:把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收;碱石灰具有吸水性,因此需要将进入碱石灰中的气体中水蒸气除尽,
故答案为:把生成的二氧化碳全部赶到碱石灰干燥管中全部吸收;除去CO2气体中的水蒸气。
【点睛】本实验方案三的装置依旧不是很不完善,最好在碱石灰装置后再加一个碱石灰干燥管,用以吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,减小实验误差。
21.把一块表面已部分被氧化为氧化钠的钠块1.08g放入20g水中,得到标准状况下氢气224mL。求:
①被氧化前钠块的质量__________________。
②所得溶液中溶质质量分数_____________(计算结果均保留两位有效数字)
【答案】 (1). 0.92g (2). 7.6%
【解析】
【分析】
(1)根据n=计算氢气的物质的量,再根据反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑计算样品中Na的质量,进而计算Na2O的质量,根据Na2O中元素质量分数计算含有Na的质量,单质钠与氧化钠中钠元素质量之和为被氧化前钠块的质量;
(2)利用n=计算钠的物质的量,再利用钠元素守恒计算生成NaOH的总物质的量,溶液质量=1.08g+20g-氢气质量,进而计算溶质质量分数分数。
【详解】(1)n(H2)===0.01mol,
m(Na)==0.46g,
故m(Na2O)=1.08g-0.46g=0.62g,Na2O中Na元素的质量=0.62g×=0.46g,
所以被氧化前钠块的质量=0.46g+0.46g=0.92g,
故答案为:0.92g;
(2)钠原子总物质的量==0.04mol,
根据钠原子守恒,与水反应生成的n(NaOH)=n(Na)=0.04mol,
溶液质量=1.08g+20g-0.01mol×2g/mol=21.06g,
故溶液质量分数=×100%=7.6%,
故答案为:7.6%。
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