吉林省长春市榆树市第一高级中学2019-2020学年高一上学期尖子生考试化学试题
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可能用到的相对原子质量:H -1 C -12 N -14 O -16 Na -23 Mg -24 Al -27 S -32 Cl -35.5 Fe -56 Cu- 64
一、选择题(本题共18小题,每小题3分,共54分,每小题只有一个正确答案)
1.下列有关物质组成的说法正确的是( )
A. 物质均是由分子构成,分子均是由原子构成
B. 只由一种元素组成的物质一定是单质
C. 金属氧化物都是碱性氧化物
D. 硫酸是纯净物,盐酸是混合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.物质有的是由分子构成,有的是由原子构成,有的则是由离子共存,A错误;
B.只由一种元素组成物质若是纯净物则是单质,若是由两种微粒构成,则属于混合物,B错误;
C.金属氧化物有的是碱性氧化物,有的是两性氧化物,如Al2O3,有的则是酸性氧化物,如Mn2O7,C错误;
D.硫酸是纯净物,盐酸是HCl的水溶液,属于混合物,D正确;
故合理选项是D。
2.下列实验方案中可行的是( )
A. 用澄清石灰水检验CO中是否含有CO2
B. 用BaCl2除去NaOH溶液中混有的少量Na2SO4
C. 用酒精把碘水中的碘萃取出来
D. 用溶解、过滤的方法分离CaCl2和NaCl固体混合物
【答案】A
【解析】
【详解】A.二氧化碳与澄清石灰水反应能够生成沉淀,现象明显,可用于检验,故A正确;
B.用BaCl2除去NaOH溶液中混有的少量Na2SO4,会生成氯化钠,引入新杂质,故B错误;
C.酒精与水混溶,不能用作萃取剂,可用苯或四氯化碳等,故C错误;
D.CaCl2和NaCl均易溶于水,不能用过滤的方法分离,应用重结晶的方法分离,故D错误;
故选A。
3.过滤后的食盐水仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质,通过如下几个实验步骤,可制得纯净的食盐水,则下列操作顺序正确的是
① 加入稍过量的Na2CO3溶液;② 加入稍过量的NaOH溶液;
③ 加入稍过量的BaCl2溶液;④ 滴入稀盐酸至无气泡产生;⑤过滤。
A. ③⑤②①④ B. ②③①④⑤ C. ①②③⑤④ D. ③②①⑤④
【答案】D
【解析】
【详解】粗盐的提纯中,为了保证杂质离子完全出去,每一次所加试剂都过量,加入NaOH溶液的目的是除去镁离子,加BaCl2溶液的目的是除去硫酸根离子,加Na2CO3溶液的目的是除去钙离子和过量的钡离子,由此可知,Na2CO3溶液的加入一定在BaCl2溶液之后,即①一定在③之后,为了不使产生的沉淀溶解,一定要在过滤后再加盐酸,即④在⑤之后,故操作顺序可以是②③①⑤④或③②①⑤④或③①②⑤④,故选D。
4.下列变化,需要加入适当的氧化剂才能完成的是( )
A. SO2→SO32ˉ B. PCl3→PCl5 C. MnO4ˉ→Mn2+ D. Cl2→HClO
【答案】B
【解析】
【详解】A.SO2→SO32ˉ元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故A错误;
B.PCl3→PCl5中P元素化合价升高,应加入氧化剂才能实现,故B正确;
C.MnO4ˉ→Mn2+中Mn元素化合价降低,应加入还原剂才能实现,故C错误;
D.Cl2→HClO中Cl元素化合价升高,被氧化,不一定需要加入氧化剂,如氯气与水反应可实现,故D错误;
故选B。
【点睛】注意从元素化合价的变化角度分析判断,本题的易错点为D,要注意一种反应物可以既作氧化剂,又作还原剂的一类特殊反应。
5.Na2FeO4是一种高效多功能水处理剂,应用前景十分看好.一种制备Na2FeO4的方法可用化学方程式表示如下:2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,对此反应下列说法中正确的是
A. Na2O既不是氧化产物又不是还原产物
B. FeSO4是氧化剂
C. 若有2molFeSO4参与反应,则该反应中共有8mol电子转移
D. Na2O2既是氧化剂又是还原剂
【答案】D
【解析】
【分析】
该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价、O元素化合价由-1价变为0价、-2价,所以FeSO4是还原剂、Na2O2既是氧化剂又是还原剂,氧化剂对应的产物是还原产物,还原剂对应的产物是氧化产物,以此解答该题。
【详解】A.Na2O2生成Na2O,O元素化合价降低,Na2O为还原产物,A错误;
B.该反应中Fe元素化合价由+2价变为+6价,化合价升高,失去电子,所以FeSO4是还原剂,B错误;
C.反应中元素化合价升高的数目为:2×(6-2)+2×(1-0)=10,所以2molFeSO4发生反应时,反应中转移电子的数目为10mol,C错误;
D.过氧化钠中氧元素的化合价有的升高到0价有的降低到-2价,所以Na2O2即是氧化剂,又是还原剂,D正确;
故合理选项是D。
【点睛】本题考查氧化还原反应,把握反应中元素的化合价变化、根据元素化合价的变化与电子转移的关系及物质的作用分析,掌握基本概念为解答的关键,侧重考查学生的分析与应用能力,注意过氧化钠的作用。
6.已知M2O7x- + 3 S2- + 14H+= 2M 3++ 3S↓+ 7H2O,则M2O7x-中的M的化合价为( )
A. +2 B. +3 C. +4 D. +6
【答案】D
【解析】
【详解】该反应是离子反应型的氧化还原反应,由电荷守恒可以得到式子:-x+3×(-2)+14=2×3,x=2,则M2O72-,假设M的化合价为y,则有-2×7+2y=-2,y=+6;
故选D。
7.为除去某物质中所含的杂质,所选用的除杂试剂或操作方法正确的是( )
序号 | 物 质 | 杂质 | 除杂试剂或操作方法 |
① | NaCl溶液 | Na2CO3 | 加入盐酸,蒸发 |
② | FeSO4溶液 | CuSO4 | 加入过量铁粉并过滤 |
③ | H2 | CO2 | 依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶 |
④ | NaNO3 | CaCO3 | 加稀盐酸、过滤、蒸发结晶 |
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③④
【答案】A
【解析】
【详解】①碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠,然后蒸发可除去,故①正确;
②Fe与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和Cu,则加入过量铁粉并过滤可除杂,故②正确;
③CO2与NaOH能够反应,而氢气不能,则依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶可除杂,故③正确;
④加入盐酸,反应生成新杂质氯化钙;CaCO3不溶于水,NaNO3溶于水,则溶于水、过滤可除杂,故④错误;
正确的有①②③,故选A。
8.据报道,科学家研制了一种间距为50 nm的“镊子”,利用它可以操控活细胞中的DNA分子等。下列分散系中分散质的粒子直径与该“镊子”间距相近的是( )。
A. 溶液 B. 胶体 C. 悬浊液 D. 乳浊液
【答案】B
【解析】
【详解】溶液中分散质粒子直径小于1-100nm;悬浊液、乳浊液中分散质粒子直径大于1-100nm;胶体中分散质粒子直径在1-100nm之间,“镊子”间距为50 nm,所以与该“镊子”间距相近的是胶体;
答案选B。
9.下列各组物质相互反应后,再向得到的溶液中滴入KSCN试剂,溶液变成红色的是
A. 过量铁屑和氯化铁溶液 B. 铁屑和氯化铜溶液
C. 铁屑和过量稀硫酸 D. 氯水和氯化亚铁溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.过量铁屑和氯化铁溶液:2FeCl3+Fe=3FeCl2,因为铁屑过量,氯化铁完全反应,加KSCN溶液不显红色,错误;
B.铁屑和氯化铜溶液发生反应:Fe+CuCl2=Cu+FeCl2,溶液中没有三价铁离子,加KSCN溶液不显红色,错误;
C.铁屑和过量稀硫酸:Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4 ,溶液中没有三价铁离子,加KSCN溶液不显红色,错误;
D.氯水和氯化亚铁反应:2FeCl2+Cl2 =2FeCl3,生成三价铁离子,加KSCN溶液显红色,正确;
答案选D。
10.下列反应能用离子方程式CO32-+2H+=CO2↑+H2O表示的是( )
①Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
②K2CO3+H2SO4=K2SO4+CO2↑+H2O
③CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
④2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O
A. ①②③ B. ①② C. ①③④ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】①HCl是一元强酸,在溶液中完全电离,反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O,①正确;
②H2SO4是二元强酸,在溶液中完全电离,反应K2CO3+H2SO4=K2SO4+CO2↑+H2O的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O,②正确;
③CaCO3难溶于水,不能拆写为离子形式,反应CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,③错误;
④CH3COOH是一元弱酸,主要以分子形式存在,不能拆写为离子,所以2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O离子方程式为2CH3COOH+CO32-=2CH3COO -+CO2↑+H2O表示,④错误;
故合理选项是B。
11.下列应用或事实与胶体的性质没有关系的是
A. 用明矾净化饮用水
B. 用石膏或盐卤点制豆腐
C. 在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液出现红褐色沉淀
D. 清晨的阳光穿过茂密的林木枝叶所产生的美丽景象(美丽的光线)
【答案】C
【解析】
【详解】A.用明矾净化饮用水,利用氢氧化铝凝胶的吸附性,故A正确;
B. 用石膏或盐卤点制豆腐利用了胶体的聚沉,故B正确;
C.在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,生成氢氧化铁沉淀不是胶体,故C错误;
D.雾属于气溶胶,可以产生丁达尔效应,故D正确;
答案选C。
12.根据下列金属的熔沸点:
金属 | Na | Cu | Al | Fe |
熔点(℃) | 97.5 | 1083 | 660 | 1535 |
沸点(℃) | 883 | 2595 | 2200 | 3000 |
其中不能形成合金的是
A. Cu与Al B. Fe与Na C. Fe与Cu D . Al与Na
【答案】B
【解析】
钠的沸点低于铁的熔点,所以Fe与Na不能形成合金,故选B。
13.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 78 g由Na2S和Na2O2组成的固体混合物,含有的阴离子数为NA
B. 标准状况下,22.4 L CCl4中含有的分子数为NA
C. 1 mol Cu分别与足量的Cl2和S反应,转移电子数均为2NA
D. 1 mol·L−1 FeCl3溶液中含有的Fe3+数目小于NA
【答案】A
【解析】
【详解】A、Na2S和Na2O2的摩尔质量均为78g/mol,故78g混合物的物质的量为1mol,而两者均由2个阳离子和1个阴离子构成,故1mol混合物中含1mol阴离子即NA个,故A正确;
B、标况下,CCl4为液态,不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故B错误;
C、Cu在氯气中燃烧生成氯化铜,在硫蒸气中燃烧生成硫化亚铜,1mol Cu分别与足量Cl2和S反应,转移电子数分别为2NA和NA,故C错误;
D、未明确溶液的体积,无法判断,故D错误;
故选A。
【点晴】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键。阿伏伽德罗常数的常见问题和注意事项:①物质的状态是否为气体;②对于气体注意条件是否为标况;③注意同位素原子的差异;④注意可逆反应或易水解盐中离子数目的判断;⑤注意物质的结构:如Na2O2是由Na+和O22-构成,而不是有Na+和O2-构成;SiO2、SiC都是原子晶体,其结构中只有原子没有分子,SiO2是正四面体结构,1molSiO2中含有的共价键为4NA,1molP4含有的共价键为6NA等。
14.下列各组中的两物质相互反应时,若改变反应条件(温度、反应物用量比),不会引起产物种类改变的是( )
A. Na和O2 B. NaOH和AlCl3 C. Na2O2和CO2 D. 木炭(C)和O2
【答案】C
【解析】
【详解】A.Na和O2反应的温度不同,产物不同,常温下生成氧化钠,点燃生成过氧化钠,A错误;
B.NaOH溶液和AlCl3溶液反应产物与反应物的量有关,AlCl3与少量NaOH反应生成Al(OH)3,与过量氢氧化钠反应生成NaAlO2,B错误;
C.Na2O2和CO2的反应,温度不同、量不同不会引起产物的改变,只生成碳酸钠和氧气,C正确;
D.根据C与O2反应产物随二者物质的量的不同而不同,若C过量,反应产生CO,若O2过量,反应产生CO2,D错误;
故合理选项是C。
15.某溶液中有Fe3+、Fe2+、Mg2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的Na2O2并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是
A. Mg2+ B. Fe3+ C. Fe2+ D. Al3+
【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查Na2O2的性质。Na2O2具有强氧化性,Fe2+具有还原性,向溶液中加入Na2O2,发生氧化还原反应,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,与金属阳离子发生反应,加入过量盐酸再发生一系列反应,据此分析。
【详解】溶液中有Fe2+、Fe3+、Mg2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的Na2O2并充分搅拌,反应时,Fe2+先被氧化为Fe3+,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,NaOH与三种金属离子均先转化为沉淀,然后氢氧化铝与过量的NaOH反应转化为偏铝酸根离子,再加入过量的盐酸,氢氧化铁、氢氧化镁、偏铝酸钠与盐酸反应生成金属阳离子为Fe3+、Mg2+和Al3+,显然溶液中大量减少的离子是Fe2+,故答案为C。
【点睛】Na2O2加入到某溶液中,若溶液中含有还原性微粒(如S2-、H2SO3、Fe2+等),要发生氧化还原反应将这些粒子氧化,Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气;若溶液中不含有还原性微粒,则Na2O2与水反应。
16.有200 mL氯化镁和氯化铝的混合溶液,其中c(Mg2+)为0.2 mol·L-1,c(Cl-)为1.3 mol·L-1。要使Mg2+全部转化为沉淀分离出来,至少需加4 mol·L-1NaOH溶液的体积为( )
A. 40 mL B. 72 mL
C. 80 mL D. 128 mL
【答案】C
【解析】
【详解】溶液中n(Cl-)=0.2L×1.3mol/L=0.26mol,溶液中n(Mg2+)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol,所以溶液中n(A13+)=(0.26mol-0.04mol×2)÷3=0.06mol,将200mL此溶液中的Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀并分离析出,反应后溶液为NaCl、NaAlO2的混合液,根据钠离子守恒n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO2),再结合氯离子守恒、Al原子守恒可知n(NaOH)=c(Cl-)+n(Al3+)=0.26mol+0.06mol=0.32mol,所以至少需要4mol/L氢氧化钠溶液的体积为0.32mol÷4mol/L=0.08L=80mL;
答案选C。
17.在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质,在一定条件下进行反应,一段时间后测得反应前后各物质质量如表.该密闭容器中发生化学反应的基本类型可能是
物质 | X | Y | Z | Q |
反应前质量/g | 20 | 20 | 20 | 20 |
反应后质量/g | 20 | 30 | 16 | 14 |
A. 分解反应 B. 置换反应 C. 复分解反应 D. 化合反应
【答案】D
【解析】
【详解】起始是X,Y,Z,Q质量都为20,反应后质量为20,30,16,14,又由于是密闭容器,所以符合质量守恒定律: X的质量不变,应为催化剂,Y质量增加,应为生成物,Z、Q的质量均减少,应为反应物,故反应式应为Z+Q=Y,两种物质生成一种,应为化合反应,故选D。
18.一个容积为V的密闭容器,中间有一可自由滑动的隔板(厚度不计)将容器分成两部分,当左边充入1molN2,右边充入一定量的CO时,隔板处于如图位置(保持温度不变),下列说法正确的是( )
A. 右边与左边分子数之比为4:1
B. 右侧CO的质量为5.6g
C. 右侧气体密度是相同条件下氢气密度的14倍
D. 若改变右边CO的充入量而使隔板处于容器正中间,保持温度不变,则应充入0.2molCO
【答案】C
【解析】
【详解】左右两侧气体温度、压强相同,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,左右体积之比为4:1,则左右气体物质的量之比为4:1,所以右侧气体物质的量==0.25mol,
A、同温同压下,气体分子数与体积成正比,则右边与左边分子数之比为1:4,故A错误;
B、右侧CO的质量为:28g/mol×0.25mol=7g,故B错误;
C、相同条件下,气体密度之比与摩尔质量成正比,则右侧气体密度是相同条件下氢气密度的=14倍,故C正确;
D、同温同压下,气体体积与物质的量成正比,隔板处于容器正中间时,左右两侧气体的物质的量相等,则需要充入CO的物质的量为:1mol-0.25mol=0.75mol,故D错误;
故选C。
二、填空题(每空2分,共48分)
19.实验室常用盐酸的质量分数为36.5%,密度为1.20 g·mL-1。
(1)此浓盐酸中HCl的物质的量浓度是________。
(2)配制100 mL该浓盐酸,需要标准状况下HCl的体积为________。
(3)配制100 mL 3.00 mol·L-1的盐酸,需以上浓盐酸的体积为________。
(4)将10.0 mL 3.00 mol·L-1的盐酸与10.0 mL 1.00 mol·L-1的MgCl2溶液混合,则混合溶液中Cl-的物质的量浓度是________。(设混合后溶液的体积不变)
【答案】 (1). 12.0 mol·L-1 (2). 26.88 L (3). 25.0 mL (4). 2.50 mol·L-1
【解析】
【详解】(1)根据可知质量分数为36.5%,密度为1.20 g·mL-1浓盐酸的物质的量浓度为mol/L=12.0mol/L;
(2)配制100 mL该浓盐酸,需要氯化氢的物质的量是0.1L×12mol/L=1.2mol,在标准状况下HCl的体积为1.2mol×22.4L/mol=26.88L;
(3)设需浓盐酸的体积为V,根据稀释定律可知3.00mol/L×0.1L=12.0mol/L×V,解得V=0.025L=25.0mL;
(4)将10.0 mL 3.00 mol·L-1盐酸与10.0 mL 1.00 mol·L-1的MgCl2溶液混合体积为20mL,则此混合溶液中氯离子的物质的量浓度=2.50mol/L。
【点睛】掌握好以物质的量为中心的有关计算式是解答的关键,注意理解掌握物质的量浓度与质量分数之间的关系。
20.A、B、C、D为四种可溶性盐,它们的阳离子分别是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的一种,阴离子分别是NO、SO、Cl-、CO中的一种(离子在物质中不能重复出现)。现做如下实验:
①把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C的溶液呈蓝色;
②向①的四支试管中分别加入盐酸,B的溶液中有沉淀生成,D的溶液中有无色无味的气体逸出。
根据①②实验现象回答下列问题。
(1)写出A、C的化学式:A________________,C_______________。
(2)写出盐酸与D反应的离子方程式:_________________________。
(3)写出C与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:______________________。
【答案】 (1). BaCl2 (2). CuSO4 (3). CO+2H+===H2O+CO2↑ (4). Cu2++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+Cu(OH)2↓
【解析】
【详解】(1)①把四种盐分别溶于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C的溶液呈蓝色,则C溶液中的阳离子为Cu2+;②向①的四支试管中分别加入盐酸,B的溶液中有沉淀生成,则B中的阳离子为Ag+,由于B为可溶性盐,因此B为AgNO3;D的溶液中有无色无味的气体逸出,则D中阴离子为CO,则D为Na2CO3;故C为CuSO4,A为BaCl2;故答案:BaCl2、CuSO4;
(2)盐酸与Na2CO3反应有二氧化碳气体放出,反应的离子方程式为:CO+2H+===H2O+CO2↑;
(3)CuSO4与Ba(OH)2溶液反应,生成BaSO4白色沉淀和Cu(OH)2蓝色沉淀,反应的离子方程式为:Cu2++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+Cu(OH)2↓。
21.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量的Fe2O3等杂质)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:
(1)I和Ⅱ步骤中分离溶液和沉淀的操作是:_____________。
(2)沉淀M中除含有泥沙外,一定还含有_________(填化学式),生成固体N反应化学方程式为_________。
(3)滤液X中,含铝元素的溶质的化学式为___________,它属于__________(填“酸”、“碱”或“盐”)类物质。
(4)实验室里常往AlCl3溶液中加入___________(填“氨水”或“NaOH溶液”)来制取Al(OH)3,该反应的离子方程式为_________________。
【答案】 (1). 过滤 (2). Fe2O3 (3). 2Al(OH)3Al2O3+3H2O (4). NaAlO2 (5). 盐 (6). 氨水 (7). Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
【解析】
【分析】
(1)实现固体和液体的分离用过滤的方法;
(2)根据流程图来确定发生的反应以及各种物质;
(3)根据流程图来确定发生的反应以及各种物质;
(4)氢氧化铝不溶于弱碱,AlCl3溶液中加入氨水可以制取氢氧化铝。
【详解】Al2O3、Fe2O3、SiO2中加入浓的氢氧化钠溶液时,其中的Al2O3、SiO2会与之发生反应分别生成NaAlO2和Na2SiO3的水溶液,即为滤液X,所以沉淀M主要是Fe2O3,NaAlO2和过量的CO2反应生成Al(OH)3沉淀和NaHCO3,Na2SiO3和过量的CO2反应生成NaHCO3和H2SiO3沉淀。
(1)分离溶液和沉淀的操作是过滤;
(2)沉淀M除含有泥沙外,主要是Fe2O3,Al(OH)3受热易分解生成Al2O3和H2O,所以固体N是Al2O3。Al(OH)3受热易分解的化学方程式为:2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
(3)滤液X中,含铝元素的溶质是偏铝酸钠,化学式为NaAlO2,由金属阳离子Na+和酸根离子AlO2-组成,因此该物质属于盐类;
(4)Al(OH)3是两性氢氧化物,可以与强酸、强碱发生反应,所以在实验室里常往AlCl3溶液中加入氨水可以制取氢氧化铝,氢氧化铝不溶于弱碱,反应原理为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。
【点睛】本题考查了金属铝及化合物的性质,包括混合物的分离、物质成分的确定、种类的判断及化学式的书写,注意掌握氧化铝、氢氧化铝的两性及物质的制备试剂的选择和离子方程式的书写。掌握元素及化合物的性质是本题解答关键。
22.
NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(1)上述反应中氧化剂是 ________。
(2)根据上述反应,鉴别 NaNO2和NaCl。可选用物质有①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,你认为必须选用的物质有________(填序号)。
(3)请配平以下化学方程式:
____Al+____NaNO3+____NaOH=____NaAlO2+____ N2↑+___H2O
(4)若反应过程中转移5 mol 电子,则生成标准状况下N2的体积为_________L。
【答案】 (1). NaNO2 (2). ②⑤ (3). 10 (4). 6 (5). 4 (6). 10 (7). 3 (8). 2 (9). 11.2
【解析】
【分析】
(1)元素化合价升高,失去电子,物质被氧化,作还原剂;元素化合价降低,得到电子,物质被还原,作氧化剂;
(2)由2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,鉴别NaNO2和NaCl,可利用碘的特性分析;
(3)Al元素的化合价由0升高为+3价,N元素的化合价由+5价降低为0,由电子守恒及原子守恒分析;
(4)先根据方程式确定转移电子与反应产生N2的关系,然后确定转移5mol电子反应产生N2的物质的量,然后结合V=n·Vm确定气体的体积。
【详解】(1)在反应中N元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则氧化剂是NaNO2;
(2)由2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,根据题中反应,NaNO2在酸性溶液中,能将I-氧化成I2,淀粉遇I2变蓝色,则选择②碘化钾淀粉试纸、⑤食醋,变蓝的盐为NaNO2,故合理选项是②⑤;
(3)Al元素的化合价由0升高为+3价,N元素的化合价由+5价降低为0,该反应还应生成水,根据电子守恒、原子守恒可得该反应方程式为10Al+6NaNO3+4NaOH=10NaAlO2+3N2↑+2H2O。
(4)根据方程式可知:在反应过程中每反应产生3molN2转移30mole-,则转移5mol电子,反应产生N2的物质的量为n(N2)=×3mol=0.5mol,则生成标准状况下N2的体积V(N2)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
【点睛】本题考查了氧化还原反应方程式的配平、物质的作用、有关计算及物质鉴别的知识,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,在氧化还原反应中,氧化剂得到电子,元素化合价降低;还原剂失去电子,元素化合价升高;注意从元素化合价角度及图象角度分析。
23.现有21.6 g由CO和CO2组成的混合气体,在标准状况下其体积为13.44 L。回答下列问题:
(1)该混合气体的平均摩尔质量为________。
(2)混合气体中碳原子的质量为________。
(3)将混合气体依次通过如图所示装置,最后收集在气球中(实验在标准状况下测定)。
①气球中收集到的气体的摩尔质量为________。
②气球中收集到的气体中,电子总数为________(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
③气球的体积为________L。
【答案】 (1). 36 g·mol-1 (2). 7.2 g (3). 28 g·mol-1 (4). 4.2NA (5). 6.72
【解析】
【详解】(1)标准状况下,该混合气体的物质的量为13.44÷22.4=0.6(mol),所以混合气体的平均摩尔质量M=m/n=21.6÷0.6=36 (g·mol-1),
(2)由第一问已知混合气体的物质的量为0.6mol,而 CO和CO2分子中均只含一个碳原子,故混合气体中的碳原子也为1mol,所以混合气体中碳原子的质量为0.6×12=7.2(g)
(3) CO和CO2组成的混合气体通过NaOH溶液后,CO2与NaOH反应被吸收 ,剩余的CO通过浓硫酸干燥,最后收集在气球中。设CO的物质的量为x ,则CO2的物质的量为0.6-x,列方程:28x+44(0.6-x)=21.6,解得x=0.3mol。
①气球中收集到的气体为纯净的CO,其摩尔质量为28 g·mol-1 ; ② CO的物质的量为0.3mol,所以电子总数为0.3×14NA=4.2NA ; ③标准状况下,0.3molCO的体积为0.3×22.4=6.72(L),所以气球的体积为6.72L。