2022-2023学年海南省嘉积中学高三上学期第一次月考化学试题含解析
展开海南省嘉积中学2022-2023学年高三上学期第一次月考化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列解释错误的是
A.《天工开物》记载:“凡白土曰垩土,为陶家精美器用”。陶是一种传统硅酸盐材料
B.“榆荚只能随柳絮,等闲撩乱走空园”中“柳絮”的主要成分为蛋白质
C.“霾尘积聚难见路人”,雾和霾是气溶胶,具有丁达尔效应
D.《开宝本草》中记载:“此即地霜也。所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”。文中对硝酸钾的提取没有涉及升华操作
【答案】B
【详解】A.陶是使用黏土烧制形成的器皿,属于传统硅酸盐材料,A正确;
B.柳絮是植物产生的结构,其主要成分是纤维素,B错误;
C.雾霾属于气溶胶,故能出现丁达尔效应,C正确;
D.文中是硝酸钾的提纯,操作过程涉及溶解、蒸发结晶,无升华操作,D正确;
综上,本题选B。
2.下列物质分类正确的是
A.SO2、CO均为酸性氧化物 B.冰醋酸、四氯化碳均为电解质
C.淀粉溶液、蛋白质溶液均为胶体 D.福尔马林、一水合氨均为混合物
【答案】C
【详解】A.酸性氧化物为和碱反应生成盐和水的氧化物,非金属氧化物不都是酸性氧化物,例如一氧化碳不是酸性氧化物,A错误;
B.电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;四氯化碳不是电解质,B错误;
C.胶体是分散质粒子大小在 1nm~100nm 的分散系;淀粉溶液、蛋白质溶液均为胶体,C正确;
D.一水合氨是一种物质组成的,为纯净物,D错误;
故选C。
3.下列化学用语使用不科学规范的是
A.35C1和37C1的原子结构示意图均为 B.硝基苯的结构简式是
C.HCl的形成过程为 D.胆矾的化学式:CuSO4·5H2O
【答案】C
【详解】A.35C1和37C1的原子都有17个电子,故原子结构示意图均为 ,A正确;
B.硝基苯的结构简式是 ,B正确;
C.HCl的形成过程中氢原子和氯原子形成一个共用电子对,用电子式表示为 ,C错误;
D.胆矾是五水硫酸铜,化学式为CuSO4·5H2O,D正确;
故选C。
4.下列物质的应用中,利用了氧化还原反应的是
A.用明矾处理污水 B.用石灰乳脱除烟气中的SO2
C.用盐酸去除铁锈 D.用84消毒液杀灭细菌
【答案】D
【详解】A.用明矾处理污水,原理为:,没有发生氧化还原反应,A错误;
B. 用石灰乳脱除烟气中的SO2,原理为:,未发生氧化还原反应,B错误;
C.用盐酸去除铁锈,原理为:,未发生氧化还原反应,C错误;
D.用84消毒液(有效成分为NaClO)杀灭细菌是利用NaClO与CO2和H2O生成的HClO,具有强氧化性,使病毒中的蛋白质发生变性,发生氧化还原反应,D正确;
故选D。
5.K2SO3易被KMnO4等强氧化剂氧化,现将18mL 0.2mol/L的K2SO3溶液与含有2.4×10-3mol KMnO4溶液混合,正好完全反应。则反应后锰元素的价态为
A.+6 B.+4 C.+3 D.+2
【答案】B
【详解】K2SO3与KMnO4发生氧化还原反应,氧化产物是硫酸钠,设还原产物中Mn元素的化合价为n,所以根据电子得失守恒可知0.018L×0.2mol/L×2=2.4×10-3mol×(7-n),解得n=4,B选项正确;
答案选B。
【点睛】注意守恒法解题的思维流程:(1)找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。(2)找准一个原子或离子得失电子数;(注意化学式中粒子的个数);(3)根据题中物质的物质的量和得失电子守恒列出等式;即n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)=n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化值(高价-低价)。
6.下列说法中正确的是
A.制造矢量发动机使用含铼(Re)合金材料,含铼合金是纯净物
B.向BaCl2溶液中加入Na2SO3产生沉淀,再通入NO2,沉淀完全溶解
C.向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,在管口观察到红棕色气体
D.常温下可以将浓硫酸盛装在铁制容器中,说明浓硫酸与铁在常温下不反应
【答案】C
【详解】A.合金是混合物,A错误;
B.通入二氧化氮后溶液中含有硝酸,亚硫酸钡能被硝酸氧化生成硫酸钡沉淀,不溶解,B错误;
C.加入稀硫酸后,溶液中含有氢离子和硝酸根离子,亚铁离子被硝酸氧化生成铁离子同时生成一氧化氮,一氧化氮遇到空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮,C正确;
D.常温下铁在浓硫酸中钝化,发生了化学反应,D错误;
故选C。
7.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2,其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。
下列有关该方法的叙述中正确的是( )
①能耗大是该方法的一大缺点
②整个过程中,只有一种物质可以循环利用
③“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
④该方法可减少碳排放,捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品
A.①④ B.②③ C.③④ D.①②
【答案】A
【详解】①碳酸钙的分解在高温条件下进行,消耗能量,能耗大是该方法的一大缺点,①正确;
②整个过程中有两个反应:a.二氧化碳与氢氧化钠反应,产生Na2CO3和H2O;b.碳酸钙的高温分解产生CaO和CO2,CaO、H2O与Na2CO3在溶液中反应产生CaCO3和NaOH,循环利用的应该有CaO和NaOH 两种物质,②错误;
③“反应分离”过程中分离物质是难溶性固体与液体混合物分离的操作,方法应该是过滤,目的是通过过滤得到碳酸钙沉淀,③错误;
④甲醇工业上可用CO2制备,④正确;
综上所述可知有关该方法的叙述正确的是①④,故合理选项是A。
8.某溶液中含有下列六种离子:①Ba2+、②Fe2+、③Mg2+、④Fe3+、⑤NH、⑥NO,向其中加入稍过量Na2O2固体后,溶液中离子浓度基本保持不变的是
A.①⑥ B.②⑥ C.③⑤ D.④⑤
【答案】A
【详解】Na2O2具有强氧化性,可以把亚铁离子氧化为铁离子;Na2O2与水反应生成NaOH和O2,2Na2O2+2H2O =4NaOH +O2↑,反应后溶液显碱性,氢根离子和铁离子、镁离子分别生成氢氧化铁沉淀、氢氧化镁沉淀,亚铁离子、铁离子、镁离子浓度减小;+ OH-= NH3∙H2O,浓度减小;浓度不变的只有和Ba2+;
故选A。
9.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中正确的是
A.标准状况下,11.2 L HF所含HF分子的数目为0.5NA
B.常温下,1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA
C.常温下,56 g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子
D.1 mol -OH(羟基)所含电子数为10NA
【答案】B
【详解】A.标况下HF为液态,故11.2LHF的物质的量大于0.5mol,故A错误;
B.常温下,1.0L pH=13的Ba(OH)2溶液中氢氧根离子浓度为0.1mol/L,1L该溶液中含有0.1mol氢氧根离子,含有的OH-数目为0.1NA,故B正确;
C.常温下铁片与浓硫酸发生钝化现象,阻止了反应的继续进行,故C错误;
D.1个-OH(羟基)含有9个电子,故1 mol -OH(羟基)所含电子数为9NA,故D错误;
故选B。
10.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使酚酞变红的溶液:Na+、、CH3COO-、K+
B.=10-12 mol·L-1的溶液:Na+、、、I-
C.无色透明溶液:Al3+、K+、-、Cl-
D.c(Fe3+)=1.0 mol·L-1的溶液:Mg2+、SCN-、、
【答案】A
【详解】A.使酚酞变红的溶液显碱性,溶液中有OH-,Na+、、CH3COO-、K+与OH-均不反应,可以共存,故A符合题意;
B.=10-12 mol·L-1的溶液显酸性,酸性条件下要氧化I-,故B不符合题意;
C.Al3+与要发生双水解反应,故C不符合题意;
D.Fe3+与SCN-要发生络合反应,故D不符合题意。
答案选A。
11.下列涉及的离子方程式书写正确的是
A.MnO2与浓盐酸反应制Cl2:MnO2 + 4HClMn2+ + 2Cl- + Cl2↑+ 2H2O
B.向亚硫酸钠溶液中加入足量硝酸:SO+ 2H+= SO2↑+ H2O
C.过量的NaHCO3和Ba(OH)2溶液混合:2HCO+ Ba2+ + 2OH- =BaCO3↓+ 2H2O + CO
D.NH4HSO4溶液pH<7主要原因是:NH+ H2ONH3·H2O + H+
【答案】C
【详解】A.HCl是强电解质,离子方程式中应拆写为离子形式,A错误;
B.硝酸会将为,自身还原生成NO或者NO2,B错误;
C.过量消耗全部生成,一半的与Ba2+形成BaCO3沉淀,C正确;
D.是强电解质,水溶液中完全电离产生H+和,是溶液显酸性的主要原因,D错误;
综上,本题选C。
12.生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子,有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速Fe2+氧化的细菌,其浸出ZnS矿机理如图所示。下列说法正确的是
A.浸出过程中需要不断补充铁盐
B.温度越高,ZnS浸出速率越快
C.反应Ⅱ的离子方程式为:2Fe3++ZnS = Zn2++2Fe2++S
D.理论上反应I中每消耗1.12L O2可浸出6.5g Zn2+
【答案】C
【详解】A.总反应为O2+4H++2ZnS=2S+2Zn2++2H2O,不需要补充铁盐,故A错误;
B.温度过高,氧化亚铁硫杆菌变性,降低浸出速率,故B错误;
C.由图中转化可知反应Ⅱ的方程式为2Fe3++ZnS═Zn2++2Fe2++S,故C正确;
D.该选项未提到标准状况下,不能用22.4L/mol计算物质的量,故D错误;
答案选C。
二、多选题
13.汽车剧烈碰撞时,安全气囊中发生反应:10NaN3 + 2KNO3 =K2O + xNa2O + 16N2↑,下列说法错误的是
A.x=5 B.每生成16 mol N2转移30 mol电子
C.N2既是氧化产物又是还原产物 D.反应中氧化产物与还原产物的质量之比为1∶15
【答案】BD
【详解】A.根据钠原子守恒可知x=5,A正确;
B.该反应中硝酸钾是氧化剂,硝酸钾中氮元素的化合价从+5价降低到0价,所以每生成16 mol N2转移10 mol电子,B错误;
C.该反应中NaN3中的N元素的化合价升高,作还原剂,硝酸钾中氮元素化合价降低,所以氮气既是氧化产物也是还原产物,C正确;
D.该反应的还原剂是NaN3,发生氧化反应生成氮气;氧化剂是硝酸钾,发生还原反应生成氮气,反应中氧化产物与还原产物的质量之比为30:2=15:1,D错误;
故选BD。
14.海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)。
下列有关说法正确的是
A.从能量转换角度来看,框图中的氯碱工业是一个将电能转化为化学能的过程
B.结晶出的MgCl2·6H2O在过程②中直接加热脱水即可制得无水MgCl2
C.在过程③⑤中溴元素均被氧化
D.过程①中除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO等杂质,加入的药品顺序为:Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
【答案】AC
【分析】海水晒盐得到粗盐,粗盐精制后用于氯碱工业;母液加入氢氧化钙得到氢氧化镁,氢氧化镁加入盐酸转化为氯化镁;溴化钠加入氯气得到溴,蒸出后被二氧化硫吸收转化为溴离子,溴离子氧化得到溴单质。
【详解】A.电解氯化钠溶液即得到氢气、氢氧化钠和氯气,属于电能转化为化学能,A正确;
B.氯化镁溶于水,镁离子水解生成氢氧化镁和氯化氢,加热促进水解,因此为了防止镁离子水解,则要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2,B错误;
C.在过程③⑤中溴元素的化合价升高,发生氧化反应,均被氧化,C正确;
D.除杂过程中,Ca2+用碳酸钠除去,Mg2+用氢氧化钠除去,硫酸根离子用氯化钡除去,最后加入盐酸酸化,但用于过量的氯化钡要用碳酸钠来除,所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面,而氢氧化钠可以随意调整,错误;
故选AC。
三、填空题
15.金属及化合物在我们日常生活中有着广泛的用途,请回答下列问题:
(1)Na2O2可用来做呼吸面具里的供氧剂,其与CO2反应的化学方程式为___________。
(2)火法炼铜的原理:Cu2S + O2 2Cu + SO2,在该反应中每生成1 mol Cu,转移___________ mol e−。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是___________(填选项字母)。
A.粗铜接电源正极,发生氧化反应 B.溶液中Cu2+向阴极移动
C.电解过程中,阳极和阴极的质量变化相等 D.利用阳极泥可回收Al、Zn等金属
(4)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,过一会又变为棕黄色,溶液先变为浅绿色的离子方程式是___________,又变为棕黄色的原因是___________(用离子方程式解释)。
【答案】(1)
(2)3
(3)AB
(4) 3Fe2+++4H+=3Fe3++2H2O+ NO↑
【解析】(1)
过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,;
(2)
反应中硫元素化合价升高,铜、氧元素化合价降低,由化学方程式可知,Cu2S ~6e-~2Cu ~SO2,则每生成1 mol Cu,转移3mol e−。
(3)
A.粗铜电解精炼,粗铜接电源正极,为电解池的阳极,发生氧化反应,A正确;
B.电解池中阳离子向阴极运动,溶液中Cu2+向阴极移动,B正确;
C.电解过程中,阳极放电的有铝、锌、铜,阴极放电的为铜离子,故质量变化不相等,C错误;
D.阳极Ag、Pt、Au不反应成为阳极泥,利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,D错误;
故选AB;
(4)
铁离子、硝酸根离子具有氧化性,亚硫酸根离子具有还原性;在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液,溶液先由棕黄色变为浅绿色,说明铁离子和亚硫酸根离子反应生成亚铁离子和硫酸根离子,;过一会又变为棕黄色,说明在生成氢离子作用下,亚铁离子、硝酸根离子反应生成铁离子、一氧化氮气体,反应为3Fe2+++4H+=3Fe3++2H2O+ NO↑。
16.硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。为测定补血剂中铁元素的含量,某化学兴趣小组设计了两套实验方案。
方案一(滴定法):用酸性KMnO4溶液滴定,测定铁元素的含量
(1)写出该滴定反应的离子方程式:___________。
(2)实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、药匙、烧杯、胶头滴管外,还需___________(填仪器名称)。
在溶液配制过程中,下列操作会导致配制结果偏低的是___________(填序号)。
A.定容时,俯视容量瓶刻度线
B.容量瓶在使用前内有少量蒸馏水
C.转移溶液后的烧杯、玻璃棒未洗涤
D.定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线
(3)上述实验中KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是______(填序号)。
A.浓盐酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.浓硫酸
方案二(称量法):操作流程如下:
(4)步骤④一系列操作依次是:过滤、洗涤、______、冷却、称量。
(5)假设实验无损耗,则该补血剂含铁元素的质量分数为_____。(用含m、n的代数式表示)
【答案】(1)5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(2) 250mL容量瓶 CD
(3)B
(4)灼烧
(5)
【分析】方案二:由流程图可知,该实验原理为:将药品中的Fe2+形成溶液,将Fe2+氧化为Fe3+,使Fe3+转化为氢氧化铁沉淀,再转化为氧化铁,通过测定氧化铁的质量,计算补血剂中铁元素的含量。
(1)
酸性KMnO4溶液氧化硫酸亚铁晶体生成硫酸铁、硫酸锰和水,故离子方程式为5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
(2)
精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒、250mL容量瓶,故还需要250mL容量瓶;
A.定容时,俯视容量瓶刻度线,导致溶液体积偏小,溶液浓度偏高,a不符合题意;
B.容量瓶在使用前内有少量蒸馏水,对溶液体积和溶质的物质的量都不产生影响,溶液浓度不变,b不符合题意;
C.转移溶液后的烧杯、玻璃棒未洗涤,导致溶质部分损耗,溶质是物质的量偏小,溶液浓度偏低,c符合题意;
D.定容后摇匀,发现液面降低,又补加少量水,重新达到刻度线,导致溶液体积偏大,则溶液浓度偏低,d符合题意;
故选CD。
(3)
浓盐酸有还原性,高锰酸钾溶液可以氧化浓盐酸;稀硝酸和浓硫酸都有氧化性,不能酸化高锰酸钾,故选B。
(4)
步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁,需要过滤、洗涤的氢氧化铁,然后灼烧生成氧化铁,冷却后称量氧化铁的质量;故答案为:灼烧;
(5)
ag氧化铁中铁元素的质量即为mg补血剂中铁的质量,所以每片补血剂含铁元素的质量。
17.氮,磷,硫,氯等非金属元素的单质和化合物在工农业生产中有重要应用。回答下列问题:
(1)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2),反应的化学方程式为___________,某厂废液中含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为N2的是___________(填标号)。
A.NaCl B.NH4Cl C.HNO3 D.浓H2SO4
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的Ag+还原为银,从而可用于化学镀银。
①H3PO2中,P元素的化合价为___________。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4 :1,则氧化产物为____ (填化学式)。
(3)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O),又名大苏打、海波,是一种用途非常广泛的化学试剂,遇酸立即分解,生成淡黄色沉淀,放出的气体能使品红溶液褪色,试写出硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式___________。
(4)氯气与氢氧化钠在70℃时反应,生成物中NaClO3和NaClO的物质的量之比为3 :1的离子方程式为___________。
【答案】(1) 2NH3+3O2=2H2O+2HNO2 B
(2) +1 H3PO4
(3)
(4)
【解析】(1)
氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2),反应的化学方程式为2NH3+3O2=2H2O+2HNO2;使NaNO2转化为N2,氮元素化合价降低,发生还原反应,需要加入还原剂,硝酸、浓硫酸具有强氧化性不合适,氯化钠和亚硝酸钠不反应,氯化铵中铵根离子具有一定还原性,故选B;
(2)
①H3PO2中氢氧元素化合价分别为+1、-2,根据元素化合价代数和为零,可知P元素的化合价为+1。
②利用H3PO2进行化学镀银反应中,银离子生成银单质Ag+~e-,发生还原反应为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4 :1,根据电子守恒可知,磷元素化合价升高+4变为+5,则氧化产物为H3PO4;
(3)
硫代硫酸钠晶体遇酸立即分解,生成淡黄色沉淀为硫单质,放出的气体能使品红溶液褪色为二氧化硫气体,根据质量守恒可知还会生成水,反应为;
(4)
氯气与氢氧化钠在70℃时反应,生成物中NaClO3和NaClO的物质的量之比为3 :1,反应中氯元素化合价升高+得到NaClO3、降低-1得到NaClO,则根据电子守恒可知还会生成-1价的氯离子,根据电子守恒、质量守恒配平可知,离子方程式为
四、实验题
18.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,并探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是___________,a中的试剂为___________。
(2)b中反应的化学方程式为___________。
(3)c中反应的离子方程式是___________,采用冰水浴冷却的目的是___________。
(4)d中可选用试剂___________(填标号)。
A.Na2S溶液 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.H2SO4溶液
(5)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,___________,___________,干燥,得到较为纯净的KClO3晶体。取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显___________色。可知该条件下KClO3的氧化能力___________NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】(1) 圆底烧瓶 饱和食盐水
(2)3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O
(3) Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O 避免生成NaClO3
(4)AC
(5) 过滤 少量(冷)水洗涤 紫 小于
【分析】本实验目的是制备KClO3和NaClO,并探究其氧化还原性质;首先利用浓盐酸和MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置a中盛放饱和食盐水中将HCl气体除去;之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KClO3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO;氯气有毒会污染空气,所以需要d装置吸收未反应的氯气。
(1)
根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶;a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体;
(2)
b中氯气和KOH溶液反应制备KClO3的化学方程式为3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O;
(3)
根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热,该加热方式为水浴加热;c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3;
(4)
氯气有毒,所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2);
A.Na2S可以将氯气还原成氯离子,可以吸收氯气,故A可选;
B.氯气在NaCl溶液中溶解度很小,无法吸收氯气,故B不可选;
C.氯气可以NaOH溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠,故C可选;
D.氯气与硫酸不反应,且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度,故D不可选;
综上所述可选用试剂AC;
(5)
b中试管为KClO3和KCl的混合溶液,KClO3的溶解度受温度影响更大,所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥,得到KClO3晶体;碘单质更易溶于CCl4,所以加入CCl4振荡,静置后CCl4层显紫色;1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO。
五、工业流程题
19.钴的氧化物广泛应用于磁性材料及超导材料等领域。一种利用含钴废料(主要成分Co2O3,含少量Al2O3、MgO、SiO2等)制备钴的氧化物的工艺流程如下图所示。
(1)“浸出液”中溶质的主要成分是___________(写化学式)。
(2)“酸浸、还原”过程中溶解Co2O3的离子方程式为___________。稀硫酸和Na2SO3也可用盐酸替代,工业生产中不用盐酸的理由是___________。
(3)NaF的作用是___________。
(4)“沉钴”时生成CoCO3的离子方程式为___________。
(5)在空气中焙烧CoCO3分解生成CoxOy和CO2,测得充分煅烧后固体质量为4.82g,CO2的体积为1.344L(标准状况),则CoxOy的化学式为_______。
【答案】(1)NaAlO2、Na2SiO3
(2) Co2O3+SO+4H+=2Co2++SO+2H2O 防止盐酸被Co2O3氧化为Cl2,污染环境
(3)除去镁离子
(4)Co2++2HCO=CoCO3↓+H2O+CO2↑
(5)Co3O4
【分析】含钴废料(主要成分Co2O3,含少量Al2O3、MgO、SiO2等)加入氢氧化钠溶液,其中Al2O3、SiO2溶解生成NaAlO2、Na2SiO3,Co2O3、MgO不溶,过滤则浸出液中含NaAlO2、Na2SiO3,向过滤得到的固体中加入稀硫酸和亚硫酸钠,Na2SO3将Co3+还原为Co2+,可得含Co2+、Mg2+的溶液,用NaF溶液除去镁,过滤后,滤液中主要含有Co2+,加入碳酸氢铵溶液得到碳酸钴,碳酸钴进过焙烧,得到CoxOy,据此分析作答。
(1)
Al2O3为两性氧化物,既可以与强酸反应也可以与强碱反应,SiO2可以与强碱反应,因此含钴废料经碱浸后,氧化铝与强碱反应生成偏铝酸钠,二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠,因此“浸出液”的主要成分是NaAlO2、Na2SiO3,故答案为:NaAlO2、Na2SiO3;
(2)
Co2O3与硫代硫酸根离子在酸性条件下发生氧化还原反应硫酸根离子、二价钴离子和水,离子方程式为:Co2O3+SO+4H+=2Co2++SO+2H2O;盐酸具有还原性,导致产物有氯气,污染环境,因此工业上不用盐酸,故答案为:Co2O3+SO+4H+=2Co2++SO+2H2O;防止盐酸被Co2O3氧化为Cl2,污染环境;
(3)
氟离子与溶液中的镁离子结合成沉淀,经过滤除去镁离子,故答案为:除去镁离子;
(4)
除杂后溶液中的主要成分是硫酸钴,硫酸钴与加入的碳酸氢氨反应生成硫酸铵、碳酸钴沉淀、二氧化碳和水,离子方程式为:Co2++2HCO=CoCO3↓+H2O+CO2↑;故答案为:Co2++2HCO=CoCO3↓+H2O+CO2↑;
(5)
CO2的体积为1.344L(标准状况)的物质的量为,由CoCO3的化学式可知n(Co)=n(C)=0.06mol,则m(Co)=n(Co)×M(Co)=0.06mol×59mol/g=3.54g,煅烧后固体中氧元素的物质的量为:n(O)=,则n(Co):n(O)=0.06:0.08=3:4,因此灼烧后的化学式为Co3O4,故答案为:Co3O4。
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