2023乌鲁木齐八中高三上学期第一次月考化学试题含解析
展开新疆乌鲁木齐市第八中学2022-2023学年高三上学期第一次月考
化学试题
一、单选题(本大题共17小题,共51.0分)
1. 中华文明源远流长,下列有关中国文化的说法错误的是
A. 黑陶是我国艺术瑰宝,陶瓷烧制过程中发生了化学变化
B. 何以解忧?唯有杜康古代酿酒过程中采用了蒸馏提纯方法
C. 马踏飞燕属于青铜器,青铜的熔点和硬度都远高于纯铜
D. “司南之杓,投之于地其杓柄指南”,“杓”的材料是Fe3O4
【答案】C
【解析】
【详解】A.陶瓷的烧制过程中有新物质产生,发生了化学变化,故A正确;
B.乙醇的沸点较低,则酿酒过程中可采用蒸馏的方法进行提纯,故B正确;
C.合金的熔点低于组成该合金的金属,而硬度高于组成该合金的金属,故C错误;
D.四氧化三铁有磁性,可用作指南针的材料,则“杓”的材料是Fe3O4,故D正确;
综上所述,答案为C。
2. 下列生活常识与化学原理有关,正确的选项是
①福尔马林具有防腐杀菌的作用,是因为甲醛可以使蛋白质变性
②人体血液pH保持弱碱性(7.35-7.45),主要是血液中存在H2CO3—缓冲体系
③硫酸亚铁补铁剂应与维生素C同服,是因为维生素C可以防止Fe2+被氧化
④油炸食品容易产生“哈喇”味而不能食用,是因为被氧化产生过氧化物和醛类
A. ①②③④ B. ①②③ C. ②③④ D. ①③④
【答案】A
【解析】
【详解】①福尔马林是35~40%的甲醛水溶液,能使蛋白质变性,所以具有防腐杀菌的作用,①正确;
②人体血液中存在平衡:CO2+H2OH2CO3,形成H2CO3—缓冲体系,使血液的pH保持弱碱性(7.35-7.45),②正确;
③Fe2+易被氧气氧化为Fe3+,维生素C具有还原性,能将Fe3+还原为Fe2+,所以补铁剂与维生素C同服,可防止Fe2+被氧化,③正确;
④油脂中含有碳碳双键,易被氧气氧化变质,生成过氧化物和醛类,从而产生“哈喇”味,④正确;
综合以上分析,①②③④都正确,故选A。
3. 化学在生活中有着广泛的应用,下列物质性质与应用对应关系错误的是
A. 硅胶吸水能力强,可作食品干燥剂
B. CaO能与反应,可作工业废气脱硫剂
C. 具有强氧化性,可作织物漂白剂
D. 具有还原性,可作废水中和的沉淀剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.硅胶多孔,具有吸水性,无毒,则作袋装食品的干燥剂,A正确;
B.二氧化硫为酸性气体,可与氧化钙反应,最终可生成硫酸钙,可作工业废气脱硫剂,B正确;
C.次氯酸钠具有强氧化性,可作织物漂白剂,C正确;
D.硫化钠与Cu2+和Hg2+反应生成硫化物沉淀,不发生氧化还原反应,D错误;
故选D。
4. 已知次氯酸钠与草酸的反应为NaClO+H2C2O4=NaCl+2CO2↑+H2O。下列化学用语表示不正确的是
A. 草酸的结构简式:
B. 含20个中子的氯离子:
C. NaClO的电子式:
D. CO2的球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.草酸的分子式为H2C2O4,它的分子中含有2个-COOH,则结构简式:,A正确;
B.氯为17号元素,质子数为17,含20个中子,则质量数为37,氯离子符号为:,B不正确;
C.NaClO为离子化合物,由Na+和ClO-构成,电子式为,C正确;
D.CO2的结构式为O=C=O,分子呈直线形,球棍模型为,D正确;
故选B。
5. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的有
①溶于水形成的胶体中含有NA个胶体粒子
②3.9gNa2O2固体所含阴离子数为0.05NA
③标准状况下,22.4L乙醇中含有NA个分子
④常温下,2g氦气所含的原子数目为NA
⑤1molCl2通入足量的水中,最多生成1molHClO
⑥56g铁与氯气在一定条件下充分反应,最多消耗氯气的体积是33.6L
⑦142gNa2SO4和Na2HPO4的固体混合物中所含阴、阳离子的总数为3NA
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】B
【解析】
【详解】①氢氧化铁胶体粒子中含有多个氢氧化铁,所以胶体粒子的数目小于NA,故①错误;
②3.9gNa2O2的物质的量为0.05mol,过氧化钠由钠离子和过氧根构成,所以含有0.05NA个阴离子,故②正确;
③标况下乙醇不是气体,22.4L乙醇的物质的量不是1mol,故③错误;
④2g氦气的物质的量为0.5mol,氦气分子为单原子分子,所以含有的原子数目为0.5NA,故④错误;
⑤Cl2和水的反应为可逆反应,不能进行彻底,故所得HClO的物质的量小于1mol,故⑤错误;
⑥56g铁的物质的量为1mol,与氯气反应生成1molFeCl3,所以消耗1.5mol氯气,但氯气所处的状态不明确,无法计算其体积,故⑥错误;
⑦Na2SO4和Na2HPO4的摩尔质量均为142g/mol,故142gNa2SO4和Na2HPO4的物质的量为1mol,且两者均由2个钠离子和1个阴离子构成,故1mol混合物中含离子共3NA个,故⑦正确;
综上所述正确的有2个,故答案为B。
6. X溶液中含有下表所示离子中的某5种,且其离子浓度均为0.1mol/L(不考虑水的电离和离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸,有气体生成,反应前后阴离子种类不变。下列叙述错误的是
阳离子
阴离子
A. 原溶液中一定含有
B. X溶液中不可能含有和
C. X溶液中含有3种阳离子、2种阴离子
D. 生成气体的离子反应方程式为
【答案】C
【解析】
【分析】各种离子的物质的量浓度均为0.1mol/L,向X溶液中加入足量稀盐酸,有气体生成,反应前后阴离子种类不变,产生气体不可能是碳酸根离子或碳酸氢根离子;根据表中的离子,可以推知是Fe2+、NO在酸性环境下生成的一氧化氮,加入盐酸,溶液中阴离子种类不变,所以原来溶液中含有Cl-,若只含有氯离子和硝酸根离子,二者的浓度为0.1mol/L,根据电荷守恒是不可能的,所以还含有阴离子SO,由于总共含有5种离子,再根据电荷守恒可知还含有一种带有两个正电荷Mg2+,所以原溶液中含有的五种离子为: Cl-、 NO、SO、Fe2+、Mg2+,据此进行解答。
【详解】A.原溶液中一定含有Mg2+,故A选项正确;
B.根据分析可知,溶液中一定不存在与,故B选项正确;
C.根据分析可知,原溶液中含有的五种离子为:C1-、NO、SO、 Fe2+、 Mg2+,3种阴离子、2种阳离子,故C选项错误;
D.根据分析可知,生成气体为NO,反应的离子方程式为: ,故D选项正确;
故选C。
7. 关于下列四个装置的说明符合实验要求的是
A. 装置①:实验室中若需制备较多量的乙炔可用此装置
B. 装置②:X若为苯,用此装置吸收或HCl可防止倒吸
C. 装置③:制备并检验乙烯
D. 装置④:用从a处加水的方法检验装置4的气密性
【答案】D
【解析】
【详解】A.电石与水反应生成的氢氧化钙易堵塞瓶颈处,生成气体难排出,不能利用图中装置制备较多的乙炔,故A错误;
B. X为苯时不能隔绝气体与水,不能防止倒吸,故B错误;
C.挥发的乙醇、生成的乙烯均使高锰酸钾氧化,不能检验乙烯,故C错误;
D.从a处加入一定量的水,静置,观察两侧液面差,若一段时间不变,则气密性良好,故D正确;
故答案为:D。
8. 下列说法不正确的是
A. 容量瓶、量筒和滴定管上都标有使用温度,量筒、容量瓶无“0”刻度,滴定管有“0”刻度;使用时滴定管水洗后还需润洗,但容量瓶水洗后不用润洗
B. 2014年西非国家爆发了埃博拉疫情,埃博拉病毒对化学药品敏感,乙醇、次氯酸钠溶液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的
C. 金属着火时,可用细沙覆盖灭火;电器设备引起的火灾,不可用泡沫灭火器灭火
D. 在4mL0.1mol∙L-1的K2Cr2O7溶液中滴加数滴1mol/L的NaOH溶液,溶液颜色从橙色变成黄色
【答案】B
【解析】
【详解】A.容量瓶上标有温度、刻度线、规格,用于配制一定物质的量浓度的溶液,配制溶液时,需保证溶质的物质的量不变,不需润洗;量筒上标有温度、刻度,但无“0”刻度;滴定管上标有温度、刻度,“0”刻度在上方,刻度从上往下标,使用时要保证溶液的物质的量浓度不变,需用待盛装液体润洗,A正确;
B.乙醇不具有强氧化性,但能使蛋白质变性,次氯酸钠溶液具有强氧化性,能使病毒氧化而达到消毒的目的,B不正确;
C.活泼金属能与水、二氧化碳等反应,金属着火时,可用细沙灭火;电解质能导电,电器设备引起的火灾,不能用泡沫灭火器灭火,C正确;
D.在K2Cr2O7溶液中,存在下列平衡:+H2O2+2H+,滴加NaOH溶液,可以中和H+,使平衡正向移动,从而使溶液颜色从橙色变成黄色,D正确;
故选B。
9. 下列关于含氯消毒剂的解释不正确的是
A. “84”消毒液不能与洁厕灵混合使用:2H++Cl-+ClO-=Cl2↑+H2O
B. 工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
C. 氯水应避光保存原因是:2HClOH2O+Cl2↑
D. 向Ca(ClO)2溶液中通入适量CO2可增强漂白效果:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
【答案】C
【解析】
【详解】A.84消毒液含NaClO,洁厕灵含HCl,两者混用发生反应NaClO+2HCl=Cl2↑+NaCl+H2O,A正确;
B.工业上用Cl2与石灰乳反应制漂白粉,B正确;
C.次氯酸见光易分解, ,C错误;
D.Ca(ClO)2转化为HClO,漂白效果更好,D正确。
10. 甲、乙、丙三种有机化合物的键线式如图所示。下列说法错误的是
A. 甲、乙的化学式均为C8H14
B. 乙的二氯代物共有7种(不考虑立体异构)
C. 丙的名称为乙苯,其分子中所有碳原子可能共平面
D. 甲、乙、丙均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【解析】
【分析】A.根据结构简式判断;
B.乙的二氯代物中两个氯原子可在相同或不同的C原子上;
C.苯为平面形结构,结合三点确定一个平面分析;
D.乙与高锰酸钾不反应。
【详解】A.由结构简式可知甲、乙的化学式均为C8H14,故A正确;
B.乙的二氯代物中两个氯原子可在相同或不同的C原子上,如在不同的C上,用定一移一法分析,依次把氯原子定于-CH2或-CH-原子上,共有7种,故B正确;
C.苯为平面形结构,碳碳单键可以旋转,结合三点确定一个平面,可知所有的碳原子可能共平面,故C正确;
D.乙为饱和烃,与酸性高锰酸钾溶液不反应,故D错误。
故选D。
11. 周期表中前20号元素X、Y、Z。已知:X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构;Z元素原子核·内质子数比Y元素原子核内质子数少9个,Y和Z两元素可以形成含有42个电子的负一价阴离子。下列有关说法正确的是
A. 离子半径:X+ >Y-
B. Z元素的最高正化合价与最低负化合价代数和为4
C. X、Y、Z可以形成XYZ、XYZ3、XYZ4等化合物
D. Y的氢化物中存在离子键
【答案】C
【解析】
【分析】周期表中前20号元素X、Y、Z。X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构,则X、Y可能为Na、F或K、Cl;Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个,则Y只能为Cl,Z为O。
【详解】A.K+和Cl-电子层数相同,质子数越多,离子半径越小,所以离子半径K+
C.Cl的化合价有+1、+5、+7,K、Cl、O可以形成KClO、KClO3、KClO4等化合物,C正确;
D.Y的氢化物为HCl,只含共价键,D错误;
故选C。
12. 有以下六种饱和溶液①CaCl2;②Ca(OH)2;③Na2SiO3;④Na2CO3;⑤NaAlO2;⑥NH3和NaCl,分别持续通入CO2,最终不会得到沉淀或析出晶体的是
A. ①② B. ③⑤ C. ①⑥ D. ④⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①碳酸比盐酸弱,CO2与CaCl2溶液不会反应,无沉淀生成,故①正确;
②酸性氧化物能与碱反应,过量的CO2与Ca(OH)2反应:Ca(OH)2+2CO2═Ca(HCO3)2,无沉淀生成,故②正确;
③碳酸比硅酸强,过量的CO2与Na2SiO3溶液反应:2CO2+Na2SiO3+2H2O ═2NaHCO3+H2SiO3↓,产生硅酸沉淀,故③错误;
④过量的CO2通入饱和Na2CO3溶液中发生反应:Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3↓,因为碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小,所以有NaHCO3晶体析出,故④错误;
⑤NaAlO2溶液通入过量的二氧化碳,由于碳酸酸性比氢氧化铝强,所以生成氢氧化铝白色沉淀和碳酸氢钠,2H2O+NaAlO2+CO2=Al(OH)3↓+NaHCO3,故⑤错误;
⑥通入CO2与NH3和NaCl反应生成氯化铵和碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度较小,则最终析出碳酸氢钠晶体,故⑥错误;
故选A。
【点睛】本题考查物质的性质及反应,把握物质的性质、发生的反应及现象为解答的关键。本题的易错点为⑥,注意联想侯德榜制碱的原理,同时注意碳酸氢钠的溶解度较小。
13. 把5.1g镁铝合金的粉末放入500mL盐酸中,金属和酸均恰好反应,得到标准状况下H25.6L。下列说法错误的是
A. 该合金中铝的质量分数约为52.94%
B. 该盐酸的物质的量浓度为2mol/L
C. 该合金镁和铝的物质的量之比为1:1
D. 该反应中一共转移的电子的物质的量为0.5mol
【答案】B
【解析】
【分析】n(H2)==0.25mol,设Mg的物质的量为x,则Al的物质的量为,从而得出24x+27×=5.1,x=0.1mol,=0.1mol。
【详解】A.由计算可知,Al为0.1mol,质量为2.7g,则该合金中铝的质量分数约为 ≈52.94%,A正确;
B.Mg、Al都为0.1mol,共消耗HCl的物质的量为0.5mol,该盐酸的物质的量浓度为=1mol/L,B错误;
C.该合金镁和铝的物质的量之比为0.1mol:0.1mol=1:1,C正确;
D.该反应中一共转移的电子的物质的量为0.1mol×2+0.1mol×3=0.5mol,D正确;
故选B。
14. 已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如表:
物质
一级电离常数
二级电离常数
—
下列说法正确的是
A. 相同条件下,同浓度的溶液和溶液的酸性,后者更强
B. 向氯水中分别加入等浓度的和溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
C. 向NaClO溶液中通入少量
D. 向溶液中通入少量
【答案】D
【解析】
【详解】A.相同条件下,的大于的,则同浓度的溶液和溶液相比较,前者酸性更强,故A错误;
B.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,NaHSO3与次氯酸发生氧化还原反应,会减小氯水中HClO的浓度,故B错误;
C.HClO电离平衡常数K大于H2CO3的K,小于H2CO3的Ka,向NaClO溶液中通入少量CO2,其离子方程式应为,故C错误;
D.H2SO3的Ka大于H2CO3的Ka,小于H2CO3的Ka,所以向溶液中通入少量SO2,其离子方程式为,故D正确;
故答案为D
15. 某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是
气体
液体
固体粉末
A
饱和溶液
B
溶液
C
溶液
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A项选;
B.通入Cl2,发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B项不选;
C.通入HCl,在酸性条件下会表现强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液,C项不选;
D.AgCl水中存在溶解平衡AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+,使溶解平衡正向移动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D项不选;
答案选A。
16. 工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是
A 吸收过程中有气体生成 B. 结晶后母液中含有NaHCO3
C. 气流干燥湿料时温度不宜过高 D. 中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
【答案】B
【解析】
【分析】根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为NaHSO3,则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的反应为:H2SO3+2Na2CO3= Na2SO3+ 2NaHCO3,NaHSO3+ Na2CO3= Na2SO3+ NaHCO3,所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收过程中发生反应为:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3↓,SO2+ NaHCO3= CO2+ NaHSO3↓,此时会析出大量NaHSO3晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A正确;
B.结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,假设产物中存在NaHCO3,则其会与生成的NaHSO3发生反应,且NaHCO3溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,假设不成立,B错误;
C.NaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C正确;
D.结合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正确;
故选B。
17. 下列由实验现象所得结论错误的是
A. 向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明HSO具有氧化性
B. 向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C. 向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D. 向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.淡黄色沉淀是S,在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价,发生还原反应,体现氧化性,A项不符合题意;
B.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,与还原性物质反应紫色才会褪去,所以可以证明Fe3O4中有还原性物质,即Fe(Ⅱ),B项不符合题意;
C.在该反应中浓硝酸体现氧化性,N元素化合价降低,生成的产物可能是NO或者NO2,NO暴露于空气中也会迅速产生红棕色气体,无法证明反应产物,C项符合题意;
D.先变红说明溶液显碱性,证明NaClO在溶液中发生了水解,,后来褪色,是因为水解产生了漂白性物质HClO,D项不符合题意;
故选C。
二、填空题(共49分)
18. 化学与生活、生产息息相关,请运用化学知识回答以下问题。
(1)工业上用磁铁矿炼铁的原理_______(用化学方程式表示)
(2)汽车尾气排放出的气体主要有NO和NO2,它们污染环境,可用氨气除去。写出NO2与NH3反应的化学方程式_______。
(3)标准状况下,将气体NO2充满干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面逐渐上升,假设烧瓶内溶液不扩散,则最终该溶液中溶质的物质的量浓度为_______mol/L。
(4)SO2与潮湿Cl2均有漂白性,1:1混合,没有漂白性,写出相关离子方程式_______。SO2与BaCl2溶液不反应,若充入NH3生成难溶物_______,若加入Fe3+生成难溶物_______(用化学式表示)。
【答案】(1)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
(2)8NH3+6NO2=7N2+12H2O
(3)0.045 (4) ①. SO2+Cl2+2H2O= 4H++2Cl-+ ②. BaSO3 ③. BaSO4
【解析】
【小问1详解】
磁铁矿(Fe3O4)用一氧化碳在高温下还原,生成铁和二氧化碳,炼铁的原理:Fe3O4+4CO3Fe+4CO2。答案为:Fe3O4+4CO3Fe+4CO2;
【小问2详解】
NO2与NH3发生氧化还原反应,生成N2和水,化学方程式:8NH3+6NO2=7N2+12H2O。答案为:8NH3+6NO2=7N2+12H2O;
【小问3详解】
3NO2+H2O=2HNO3+NO,设烧瓶容积为VL,溶解后生成NO体积为VL,则溶液体积为VL,生成HNO3的物质的量为=mol,则最终该溶液中溶质的物质的量浓度为≈0.045mol/L。答案为:0.045;
【小问4详解】
SO2与潮湿Cl2均有漂白性,1:1混合,产物没有漂白性,则生成H2SO4和HCl,离子方程式:SO2+Cl2+2H2O= 4H++2Cl-+。SO2与BaCl2溶液不反应,若充入NH3,发生反应BaCl2+SO2+2NH3+H2O=BaSO3↓+2NH4Cl,则生成难溶物为BaSO3,若加入Fe3+,发生反应BaCl2+SO2+2FeCl3+2H2O=BaSO4↓+2FeCl2+4HCl,则生成难溶物为BaSO4。答案为:SO2+Cl2+2H2O= 4H++2Cl-+;BaSO3;BaSO4。
【点睛】Fe3+具有氧化性,能将H2SO3氧化为H2SO4。
19. 部分物质间的转化关系如下图所示(部分物质已省略。已知A→B是实验室制取黄绿色气体的主要方法之一,H的焰色呈黄色,请完成下列填空。
(1)检验F溶液中阳离子的试剂是_______。若Cu2+中含有F中阳离子的杂质,应加入_______(填化学式)除杂。
(2)Ⅰ转化为J的化学方程式为_______。
(3)K的饱和溶液滴入沸水中,可得到胶体L。胶体L区别于K的饱和溶液最本质的特征是_______(填字母序号)。
A. 胶体L具有丁达尔效应 B. 胶体L的分散质粒子直径为
C. 胶体L是均一的分散系 D. 胶体L比K的饱和溶液颜色深
(4)当前,新冠病毒变异毒株奥密克戎来势汹汹,化学消毒剂在疫情防控中起着重要作用。
①目前,很多自来水厂用黄绿色气体来杀菌、消毒。A→B的离子反应方程式为_______。
②C可以杀菌、消毒,但不稳定,难以保存,原因是_______(用化学方程式表示)。
③将B通入G溶液中可得到一种漂白液,能杀菌、消毒,写出相关离子方程式_______。
④ClO2为国际公认的高效安全灭菌消毒剂之一、常温下,亚氯酸钠(NaClO2)固体与B反应可得到ClO2和NaCl,该反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
【答案】(1) ①. 铁氰化钾 ②. H2O2,再加CuO 或 Cu(OH)2、CuCO3、Cu(OH)2CO3
(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 (3)B
(4) ①. MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑ ②. 2HClO2HCl+O2↑ ③. Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O ④. 1:2
【解析】
【分析】A→B是实验室制取黄绿色气体的主要方法之一,则A为MnO2,B为Cl2;I为白色沉淀,在空气中被氧化为红褐色沉淀J,则I为Fe(OH)2,J为Fe(OH)3。D为HCl或HClO,H的焰色呈黄色,则H为NaCl,采用逆推法,可确定F为FeCl2,E为Fe,D为HCl,C为HClO,K为FeCl3。
【小问1详解】
由分析可知,F为FeCl2,检验F溶液中Fe2+,选用试剂可以是铁氰化钾。若Cu2+中含有F中阳离子的杂质,应先将Fe2+转化为Fe3+,再促进其水解生成Fe(OH)3沉淀除去,所以应加入H2O2,再加CuO 或 Cu(OH)2、CuCO3、Cu(OH)2CO3除杂。答案为:铁氰化钾;H2O2,再加CuO 或 Cu(OH)2、CuCO3、Cu(OH)2CO3;
【小问2详解】
Ⅰ[Fe(OH)2]被空气中氧气氧化为J[Fe(OH)3],化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。答案为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
【小问3详解】
K为FeCl3,其饱和溶液滴入沸水中,可得到Fe(OH)3胶体。Fe(OH)3胶体区别于FeCl3的饱和溶液,最本质的特征是胶体L的分散质粒子直径为,故选B。答案为:B;
【小问4详解】
①A→B为MnO2与浓盐酸反应制氯气,则离子反应方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑。
②C为HClO,难以保存,原因是见光易分解,化学方程式为2HClO2HCl+O2↑。
③将B(Cl2)通入G(NaOH)溶液中可得到一种漂白液(NaClO),相关离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
④常温下,亚氯酸钠(NaClO2)固体与B(Cl2)反应可得到ClO2和NaCl,化学方程式为2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2,该反应中,氧化剂(Cl2)与还原剂(NaClO2)的物质的量之比为1:2。答案为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑;2HClO2HCl+O2↑;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;1:2。
【点睛】NaClO具有漂白性,若转化为HClO,漂白能力更强。
20. 工业上常以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2等)为原料,生产Fe3O4和铝单质的工艺流程如图:
已知:高硫铝土矿粉中含有的FeS2在“焙烧Ⅰ”过程中,发生的反应为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2;“焙烧Ⅱ”在隔绝空气的条件下进行。
(1)FeS2中硫的化合价为_______价;“焙烧Ⅰ”时,加入少量CaO的主要作用为_______。
(2)矿粉经过“焙烧Ⅰ”后,所得大块烧渣需要进行“碱浸”,为了加快浸取的速率,可采取的措施为_______、_______。(任写两点)
(3)当反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中生成标准状况下2.24LSO2时,转移了_______个电子。
(4)“焙烧Ⅱ”过程中产生的污染性气体是_______(填化学式),大量排放该气体造成的主要环境问题是_______。
(5)“焙烧Ⅲ”发生反应的化学方程式为_______。
(6)工业上,以物质X为原料冶炼金属Al的方法为_______,发生反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. -1 ②. 吸收SO2,减小对环境的污染
(2) ①. 将大块烧渣粉碎 ②. 适当升高“碱浸”的温度
(3)0.55NA (4) ①. SO2 ②. 酸雨
(5)2Al(OH)3Al2O3+3H2O
(6) ①. 电解法 ②. 2 Al2O34Al+3O2↑
【解析】
【分析】高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2等)中加入少量CaO,并通入空气焙烧,再用NaOH溶液碱浸,生成CaSO3、NaAlO2、Fe2O3等;过滤,滤液为NaAlO2溶液,通入CO2,生成Al(OH)3等,焙烧生成Al2O3,熔融电解得Al;滤渣为Fe2O3和CaSO3,加入FeS2焙烧,Fe2O3与FeS2发生反应16Fe2O3+FeS211Fe3O4+2SO2,磁选获得Fe3O4。
【小问1详解】
FeS2中铁元素显+2价,则硫的化合价为-1价;“焙烧Ⅰ”时,FeS2氧化生成SO2等,会污染环境,加入少量CaO可与SO2结合为CaSO3,则CaO的主要作用为:吸收SO2,减小对环境的污染。答案为:-1;吸收SO2,减小对环境的污染;
【小问2详解】
为了加快浸取的速率,可增大接触面积、提升温度、增大浓度等,采取的措施为:将大块烧渣粉碎、适当升高“碱浸”的温度。答案为:将大块烧渣粉碎;适当升高“碱浸”的温度;
【小问3详解】
反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中,可建立如下关系式:8SO2——44e-,生成标准状况下2.24LSO2时,转移电子数为=0.55NA。答案为:0.55NA;
【小问4详解】
“焙烧Ⅱ”过程中发生反应16Fe2O3+FeS211Fe3O4+2SO2,产生的污染性气体是SO2,大量排放该气体造成的主要环境问题是:酸雨。答案为:SO2;酸雨;
【小问5详解】
“焙烧Ⅲ”Al(OH)3分解生成Al2O3等,化学方程式为2Al(OH)3Al2O3+3H2O。答案为:2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
【小问6详解】
工业上,以物质X(Al2O3)为原料冶炼金属Al的方法为电解法,发生分解反应,生成Al、O2等,化学方程式为2 Al2O34Al+3O2↑。答案为:电解法;2 Al2O34Al+3O2↑。
【点睛】反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2中,Fe、S元素化合价升高,O元素化合价降低。
21. 钛被誉为“第三金属”,在航空航天领域有广泛应用。某小组利用TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g)反应制备四氯化钛并验证产物CO,装置如图所示:
已知:四氯化钛的熔、沸点分别为-23℃、136℃,遇潮湿空气产生白烟。回答下列问题:
(1)装置A中盛装K2Cr2O7的仪器名称是_______;装置G的作用是_______。
(2)气流由左至右,装置连接顺序为A、_______、E。
(3)酸性条件下,具有强氧化性,可被还原为Cr3+,写出装置A中发生反应的离子方程式:_______。
(4)能证明题述反应有CO生成的实验现象是_______。
(5)测定产品纯度:取WgTiCl4产品进行实验,向安全漏斗中加入足量蒸馏水充分反应,将安全漏斗中液体及烧瓶中混合物全部转入锥形瓶,滴加几滴0.1 mol∙L-1K2Cr2O7溶液做指示剂(注明:Ag2CrO4呈砖红色),用c mol∙L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液VmL。已知:常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.2×10-12, TiCl4+(2+n)H2O=TiO2∙nH2O↓+4HCl。
①安全漏斗在本实验中的作用除液封、加水外,还有_______。
②该产品纯度为_______(用含w、c和V的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 圆底烧瓶 ②. 除去剩余氯气
(2)I、D、B、 C、G、F、H
(3)+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(4)F中黑色粉末变红色,H中溶液变浑浊
(5) ①. 吸收挥发的HCl ②.
【解析】
【分析】本实验的目的是制备四氯化钛并验证产物CO,制备四氯化钛时,应先制氯气,然后除杂质HCl和水蒸气;由反应TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g)可知,将Cl2通入TiO2(s)、C(s)的固体混合物中加热,生成的TiCl4(g)需冷凝;用碱石灰吸收Cl2尾气,再用生成的CO还原CuO、用澄清石灰水检验生成的CO2,最后用排水法收集余气。
【小问1详解】
装置A中盛装K2Cr2O7的仪器名称是圆底烧瓶;浓盐酸易挥发出HCl气体,混在Cl2中,所以装置G的作用是除去剩余氯气。答案为:圆底烧瓶;除去剩余氯气;
【小问2详解】
气流由左至右,由分析可确定装置连接顺序为A、I、D、B、 C、G、F、H、E。答案为:I、D、B、 C、G、F、H;
【小问3详解】
酸性条件下,具有强氧化性,可被Cl-还原为Cr3+,则装置A中发生反应的离子方程式:+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O。答案为:+14H++6Cl-=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
【小问4详解】
在装置F、H中,发生反应为:CuO+COCu+CO2、CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,则能证明题述反应有CO生成的实验现象是F中黑色粉末变红色,H中溶液变浑浊。答案为:F中黑色粉末变红色,H中溶液变浑浊;
【小问5详解】
①安全漏斗在使用过程中,弯管处有水积存,能吸收挥发的HCl。
②由题意,可建立如下关系式:TiCl4——4 AgNO3,则n(TiCl4)=n(AgNO3)=cV×10-3mol,该产品纯度为=。答案为:吸收挥发的HCl;。
【点睛】安全漏斗在使用时,下端弯管处有一定量水滞留,起液封作用。
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