2022年高考化学一轮复习高频考点集训专题03 金属及其化合物(2份打包,解析版+原卷版,可预览)
展开专题03 金属及其化合物
一、单选题
1.下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A. 室温下,Na在空气中反应生成Na2O2
B. 室温下,Al与4.0 mol﹒L-1NaOH溶液反应生成NaAlO2
C. 室温下,Cu与浓HNO3反应放出NO气体
D. 室温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
【答案】 B
【解析】A.室温下,钠与空气中氧气反应生成氧化钠,A不符合题意;
B.室温下,铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,故B符合题意;
C.室温下,铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体,故C不符合题意;
D.室温下,铁在浓硫酸中发生钝化,故D不符合题意;
故答案为:B
2.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2 , Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
A. 第一电离能:W>X>Y>Z B. 简单离子的还原性:Y>X>W
C. 简单离子的半径:W>X>Y>Z D. 氢化物水溶液的酸性:Y>W
【答案】 C
【解析】A.同一周期从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大,同一主族从上到下第一电离能逐渐减小,故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F>O>Cl>Na,A不符合题意;
B.单质的氧化性越强,简单离子的还原性越弱,O、F、Cl三种元素中F2的氧化性最强O2的氧化性最弱,故简单离子的还原性O2->Cl->F- , B不符合题意;
C.电子层数越多简单离子半径越大,相同结构的离子,原子序数越大半径越小,故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl->O2->F->Na+ , C符合题意;
D.F元素的非金属性强于Cl元素,则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子,在水溶液中HF不容易发生电离,故HCl的酸性强于HF,D不符合题意;
故答案为:C。
3.下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. (aq) (g) 漂白粉(s) B. (aq) (s) (s)
C. (aq) (aq) (aq) D. (s) (aq) (s)
【答案】 C
【解析】A.石灰水中Ca(OH)2浓度太小,一般用氯气和石灰乳反应制取漂白粉,A不符合题意;
B.碳酸的酸性弱于盐酸,所以二氧化碳与氯化钠溶液不反应,故B不符合题意;
C.氧化性Cl2>Br2>I2 , 所以氯气可以氧化NaBr得到溴单质,溴单质可以氧化碘化钠得到碘单质,故C符合题意;
D.电解氯化镁溶液无法得到镁单质,阳极氯离子放电生成氯气,阴极水电离出的氢离子放电产生氢气,同时产生大量氢氧根,与镁离子产生沉淀,故D不符合题意;
故答案为:C
4.氨气与氟气反应得到一种三角锥形分子M和一种铵盐N。下列有关说法错误的是( )
A. M既是氧化产物,又是还原产物 B. M是极性分子,其还原性比NH3强
C. N中阴、阳离子均为10电子微粒 D. N中既含有离子键,又含有共价键
【答案】 B
【解析】A.4NH3+3F2=NF3+3NH4F反应中N元素化合价升高,F元素化合价降低,NF3既是氧化产物,又是还原产物,A不符合题意;
B.NF3中N元素为+3价,而NH3中N元素化合价为−3价,NH3还原性较强,B符合题意;
C.NH4F中阴离子为氟离子、阳离子为铵根离子,均为10电子微粒,C不符合题意;
D.NH4F为离子化合物,既含有离子键,又含有共价键,D不符合题意。
故答案为:B
5.在给定条件下,下列加点的物质在化学反应中能完全消耗的是( )
A. 向150mL3mol·L-1的稀硝酸中加入6.4g铜
B. 标准状况下,将1g铁片投入15mL18.4mol·L-1的硫酸中
C. 用50mL8mol·L-1浓盐酸与10g二氧化锰共热制取氯气
D. 5×107Pa、500℃和铁触媒条件下,用1mol氮气和4mol氢气合成氨
【答案】 A
【解析】A.6.4g铜的物质的量n(Cu)= ,稀硝酸的物质的量n(HNO3)=3mol/L×0.15L=0.45mol,铜和稀硝酸的反应方程式为3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,根据化学方程式可知;稀硝酸过量,铜消耗完,故A符合题意;
B.铁与浓硫酸在标况下会发生钝化,铁表面生成致密的氧化膜,阻止反应的进一步进行,故B不符合题意;
C.浓盐酸浓度变稀到一定浓度不会和二氧化锰发生氧化还原反应,则浓盐酸不能完全消耗,故C不符合题意;
D.合成氨在催化剂作用下反应是可逆反应,达平衡后反应物和产物都存在,氮气、氢气不能完全消耗,故D不符合题意;
故答案为:A。
6.一种化合物Y2ZW3X可用作牙膏的添加剂,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z的最高价氧化物的水化物是三元酸,Y的原子半径是短周期主族元素中最大的,W与X的最外层电子数之和为13。下列说法错误的是( )
A. 简单氢化物的沸点:W>X B. 离子半径:Y>W>X
C. Z的最高价氧化物可用作干燥剂 D. Y与X形成的化合物的水溶液呈碱性
【答案】 B
【解析】A.W、X的简单氢化物分别为H2O和HF,水在常温下是液体,HF是气体,简单氢化物的沸点:W>X,A不符合题意;
B.W、X、Y分别为O、F、Na,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,离子半径:Y<X<W,B符合题意;
C.Z的最高价氧化物五氧化二磷可用作干燥剂,可以干燥酸性或中性气体,C符合题意;
D.Y与X形成的化合物氟化钠的水溶液呈碱性,由于F-水解使NaF溶液显碱性,D不符合题意。
故答案为:B
7.下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
探究化学反应的
限度
取5mL0.1mol/LKI溶液,滴加0.1mol/LFeCl3溶液5~6滴,充分反应,可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应
B
探究浓度对化学反应速率的影响
用两支试管各取5mL0.1mol/L的KMnO4溶液,分别加入2mL0.1mol/L和0.2mol/L的草酸溶液,记录溶液褪色所需的时间
C
证明溴乙烷的消去反应有乙烯生成
将NaOH的乙醇溶液加入溴乙烷中加热,将产生的气体直接通入酸性KMnO4溶液中
D
验证醋酸钠溶液中存在水解平衡
取CH3COONa溶液于试管中并加入几滴酚酞试剂,再加入醋酸铵固体其水溶液呈中性,观察溶液颜色变化
【答案】 D
【解析】A.KI与FeCl3发生氧化还原反应,其离子反应式为2I-+2Fe3+=2Fe2++I2 , 由于KI过量,因此溶液中存在I2和I- , 故不可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应,A不符合题意;
B.高锰酸钾与草酸溶液反应的离子式为 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=8H2O+10CO2↑+2Mn2+ , 可知溶液中高锰酸钾溶液过量,难以观察到褪色现象,B不符合题意;
C.由于溶液中挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能使用酸性高锰酸钾溶液检验乙烯,C不符合题意;
D.CH3COONa在水溶液呈碱性是存在阴离子的水解:CH3COO- +H2O⇌CH3COOH+OH- , 加入酚酞溶液后变红,再加入醋酸铵固体,醋酸铵溶液呈中性,此时溶液中CH3COO-浓度增大,反应正向移动,溶液颜色加深,D符合题意;
故答案为:D。
8.铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化学常用基准试剂,其制备过程如下。下列分析错误的是( )
A. 过程Ⅰ反应:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4
B. 检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl2溶液
C. 若省略过程Ⅱ,则铵明矾产率明显减小
D. 向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液并加热,先后观察到:刺激性气体逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失
【答案】 D
【解析】A.过程Ⅰ利用NaHCO3的溶解度比较小,NH4HCO3和Na2SO4发生反应:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4 , 故A不符合题意;
B.溶液B已经呈酸性,检验SO42-只需加入BaCl2溶液即可,故B不符合题意;
C.若省略过程Ⅱ,溶液中还有一定量的HCO3- , 加入Al2(SO4)3 , Al2(SO4)3会与HCO3-发生双水解反应,铵明矾产率会明显减小,故C不符合题意;
D.向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液,先有氢氧化铝沉淀产生,后产生氨气,再后来氢氧化钠与氢氧化铝反应,沉淀消失,所以观察到:白色沉淀生成→刺激性气体逸出→白色沉淀消失,故D符合题意;
故答案为:D。
9.过碳酸钠2Na2CO3·3H2O2 , 外观为白色结晶,主要用作漂白剂和氧化剂,以及作去污剂、清洗剂、杀菌剂。生产过程的主反应方程式:2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3·3H2O2 , 下列说法不正确的是( )
A. 过碳酸钠具有强氧化性
B. 生产过程中采用较低温度,目的是防止产品及反应物的分解
C. 在生产过程中酸、铁盐、铜盐等都可能导致产率下降
D. 将过碳酸钠溶液和亚硫酸氢钠溶液混合,发生的反应为2Na2CO3·3H2O2 + 3NaHSO3=2Na2CO3 + 3NaHSO4 +3H2O
【答案】 D
【解析】A. 过碳酸钠相当于带结晶双氧水的碳酸钠,具有碳酸钠和双氧水的性质,故过碳酸钠具有强氧化性,故A不符合题意;
B. 温度过高会导致过碳酸钠、过氧化强的分解,因此生产过程中采用较低温度,目的是防止产品及反应物的分解,故B不符合题意;
C. 碳酸钠能与酸反应,铁盐、铜盐能作为双氧水分解的催化剂,故在生产过程中酸、铁盐、铜盐等都可能导致产率下降,故C不符合题意;
D. 产物中Na2CO3 的CO32-离子与NaHSO4 中的H+离子不共存,可以发生反应生成水和二氧化碳,故该方程式不符合题意,故D符合题意;
故答案为:D。
10.某固体混合物 X 可能含有 Fe、Fe2O3、CuO、MnO2、NaCl 和 K2CO3 中的几种,进行了以下实验:
①X 溶于足量水中,得到固体Y和弱碱性溶液 Z。
②取固体 Y,加足量浓盐酸,加热,产生无色气体,析出红色固体,得溶液 W。
下列结论正确的是( )
A. X 中一定不存在 Fe2O3、MnO2
B. X 中一定含有 Fe、CuO 和 K2CO3
C. 往溶液 Z 中加入 AgNO3 溶液 ,若产生白色沉淀,则Z 中含 NaCl
D. 取溶液 W, 加少量 NaOH溶液,肯定产生沉淀
【答案】 B
【解析】由以上分析可知,X中一定存在Fe、CuO、K2CO3 , MnO2一定不存在,Fe2O3和NaCl不能确定是否存在。
A.X 中一定不存在MnO2 , Fe2O3不能确定,A不符合题意;
B.X 中一定含有Fe、CuO和K2CO3 , B符合题意;
C.溶液Z中含有K2CO3 , 加入AgNO3溶液,会产生Ag2CO3白色沉淀,不能确定Z中含NaCl,C不符合题意;
D.溶液W中含有剩余的盐酸,加少量NaOH溶液时,可能只发生酸碱中和,不产生沉淀,D不符合题意;
故答案为:B。
11.某固体样品可能含有Cu、SiO2、Fe2O3、Na2CO3、KAl(SO4)2、KNO3 中的若干种。为确定其组成,实验过程及产物如下:
已知:①所用试剂均过量;②固体 B 的质量小于固体 A。下列说法正确的是( )
A. 无色气体一定是纯净物
B. 固体样品中一定有 Cu、Fe2O3、SiO2、Na2CO3
C. 向溶液 A 加入足量浓氨水所得固体质量可能与固体 C 质量相等
D. 向溶液 C 中通入 CO2 可改为进行焰色反应(透过蓝色钴玻璃片),不影响实验结论
【答案】 C
【解析】A.无色气体不一定是纯净物,也可能是NO和CO2的混合物,故A不符合题意;
B.固体 B 的质量小于固体 A,说明一定有Cu、SiO2 , 溶液C中有过量的NaOH,通CO2有沉淀,可能是NaHCO3沉淀,不能确定原混合物中一定有KAl(SO4)2、Fe2O3、Na2CO3 , 故B不符合题意;
C.如果溶液A中只有Fe3+ , 向溶液 A 加入足量浓氨水所得固体质量可能与固体 C 质量相等,故C符合题意;
D.向溶液 C 中通入 CO2 可改为进行焰色反应(透过蓝色钴玻璃片),影响实验结论,确定有没有钾盐,故D不符合题意;
故答案为:C。
12.某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
阴离子
CO 、SiO32-、[Al(OH)4]-、Cl-
阳离子
Al3+、Fe3+、Mg2+、NH4+、Na+
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂Y体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 若Y是盐酸,则Oa段转化为沉淀的离子(上表中,下同)只有[Al(OH)4]-
B. 若Y是盐酸,则溶液中可能含有的阳离子是Al3+
C. 若Y是NaOH溶液,则bc段反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
D. 若Y是NaOH溶液,则X溶液中只存在四种离子,是Al3+、Fe3+、NH4+、Cl-
【答案】 C
【解析】:A.若Y是盐酸,SiO32-、[Al(OH)4]-与盐酸反应都会生成沉淀,所以oa段转化为沉淀的离子有[Al(OH)4]-和SiO32- , 故A不符合题意;
B.若Y是盐酸,ab段沉淀的物质的量不变,则盐酸与CO32-反应,所以溶液中一定有CO32- , CO32-与Al3+不能共存,所以不含有Al3+ , 故B不符合题意;
C.若Y是NaOH溶液,bc段沉淀减少,是氢氧化铝溶于过量的氢氧化钠,则发生反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- , 故C符合题意;
D.若Y是NaOH溶液,则不能判断溶液中是否含有Na+ , 所以溶液中可能还有Na+ , 故D不符合题意。
故答案为C。
13.工业上由黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下。下列说法错误的是()
A. 气体A中的大气污染物可用氨水吸收并回收利用
B. 由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为3Cu2O+2Al Al2O3+6Cu
C. 加入石英砂作为添加剂熔剂,生成更稳定、更容易分离的硅酸盐
D. 用过量稀H2SO4可全部溶解熔渣B
【答案】 D
【解析】A.有上述流程图可以看出,气体A是二氧化硫,可用氨水吸收并回收利用,故A不符合题意;
B.依据图示,泡铜中的Cu2O和Al在高温下发生铝热反应,生成Cu,化学方程式为:3Cu2O+2Al Al2O3+6Cu,故B不符合题意;
C.硅酸盐较其它的盐稳定性强,所以焙烧黄铜矿时加入石英砂作为添加剂熔剂,生成更稳定、更容易分离的硅酸盐,故C不符合题意;
D.熔渣B中含有二氧化硅,二氧化硅不溶于硫酸,故D符合题意;
故答案为:D。
14.现有100mL3mol/L的NaOH溶液和100mL1mol/L的AlCl3溶液。
①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中;
②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中,
比较两种操作的结果是()
A. 现象相同,沉淀质量不相等 B. 现象相同,沉淀质量相等
C. 现象不同,沉淀质量相等 D. 现象不同,沉淀质量不相等
【答案】 C
【解析】100mL3mol/LNaOH溶液中n(NaOH)=0.3mol,100mL1mol/L的AlCl3溶液中n(AlCl3)=0.1mol。①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中,发生:Al3++3OH-═Al(OH)3↓,现象为观察到白色沉淀;②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中,分别发生:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓,先没有沉淀后出现沉淀,所以二者现象不同,由于AlCl3最后全部转化为Al(OH)3 , 沉淀质量相等,
故答案为:C。
二、综合题
15.实验小组制备NaNO2 , 并探究其性质。
(1)I.制备NaNO2
A中发生反应的化学方程式是________。
(2)B中选用漏斗替代长直导管的优点是________。
(3)为检验B中制得NaNO2 , 甲进行以下实验:
序号
试管
操作
现象
①
2 mLB中溶液
加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液
不变蓝
②
2 mLB中溶液
滴加几滴H2SO4至pH=5,加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液
变蓝
③
2 mLH2O
滴加几滴H2SO4至pH=5,加2 mL 0.1 mol/LKI溶液,滴加几滴淀粉溶液
不变蓝
实验③的目的是________。
(4)乙认为上述3组实验无法证明B中一定含NaNO2 , 还需补充实验,理由是________。
(5)II.探究NaNO2的性质
装置
操作
现象
取10 mL1 mol/LNaNO2溶液于试剂瓶中,加入几滴H2SO4酸化,再加入10 mL1 mol/LFeSO4溶液,迅速塞上橡胶塞,缓缓通入足量O2。
i.溶液迅速变为棕色;
ii.溶液逐渐变浅,有无色气泡产生,溶液上方为浅红棕色。
iii.最终形成棕褐色溶液。
资料:i.[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
ii.HNO2在溶液中不稳定,易分解产生NO和NO2气体。
溶液迅速变为棕色的原因是________。
(6)已知棕色溶液变浅是由于生成了Fe3+ , 反应的离子方程式是________。
(7)最终棕褐色溶液的成分是Fe(OH)x(SO4)y , 测得装置中混合溶液体积为20 mL,设计如下实验测定其组成。
资料:充分反应后,Fe2+全部转化为Fe(OH)x(SO4)y。
Fe(OH)x(SO4)y中x=________(用含V1、V2的代数式表示)。
【答案】 (1)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)防止倒吸(或增大反应物的接触面积)
(3)证明当溶液中c(I-)和c(H+)相同时,空气中O2不会氧化I-
(4)NO2可能与H2O、NaOH反应生成NaNO3 , 酸性条件下NO3-可能也会氧化I-
(5)酸性条件下,NO2-+H+ HNO2 , HNO2分解产生NO与溶液中Fe2+结合形成[Fe(NO)]2+ , 因此溶液呈棕色
(6)4[Fe(NO)]2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O
(7)
【解析】(1)A中Cu与稀硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O,根据电子守恒、原子守恒,可得发生反应的化学方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;(2)B中选用漏斗替代长直导管的优点是:扩大了气体与NaOH的接触面积,是反应快速发生,同时又可防止由于气体溶解而产生的倒吸现象的发生; (3)实验③和实验②比较,溶液中c(I-)和c(H+)相同时,前者溶液变为蓝色,后者不变蓝色,证明空气中O2不会氧化I-的目的;(4)在装置A中反应产生NO,有一部分NO与通入的O2反应产生NO2 , 若通入NaOH溶液中NO、NO2的物质的量相等,就会发生反应:NO+NO2+2NaOH=NaNO2+H2O,若NO2的物质的量比NO,还会发生反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,这样得到的溶液中含有NaNO3 , 酸性条件下NO3-可能也会氧化I-产生I2而产生干扰,因此需要补做实验;(5)NaNO2与稀硫酸反应产生HNO2 , 离子方程式为:NO2-+H+ HNO2 , HNO2不稳定,分解产生NO,NO与FeSO4溶液中的Fe2+结合形成[Fe(NO)]2+ , 使溶液呈棕色;(6)[Fe(NO)]2+具有还原性,会被溶解在酸性溶液中O2氧化产生Fe3+ , 同时得到NO,导致溶液逐渐变浅,有无色气泡产生,在溶液上方变为浅红棕色气体;(7)根据反应H++OH-=H2O可知Fe(OH)x(SO4)y与H+反应的物质的量的比是1:x,10 mL1 mol/LFeSO4溶液中含有Fe2+的物质的量是n(Fe2+)=c·V=1 mol/L×0.01 L=0.01 mol,最后Fe2+全部转化为Fe(OH)x(SO4)y , 溶液体积为20 mL则在3 mL溶液中含有Fe(OH)x(SO4)y的物质的量n[Fe(OH)x(SO4)y]= ×0.01 mol=1.5×10-3 mol,其反应消耗H+的物质的量为1.5x×10-3 mol=0.1 mol/L×(V1-V2) ×10-3 L=(V1-V2) ×10-4 mol,解得x= 。
16.甲酸(化学式HCOOH,分子式CH2O2 , 相对分子质量46),俗名蚁酸,是最简单的羧酸,无色而有刺激性气味的易挥发液体。熔点为8.6 ℃,沸点100.8℃,25℃电离常数Ka=1.8×10-4。某化学兴趣小组进行以下实验。
(1)Ⅰ.用甲酸和浓硫酸制取一氧化碳
A. B. C. D.
请说出图B中盛装碱石灰的仪器名称________。用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,反应的化学方程式是________;实验时,不需加热也能产生CO,其原因是________。
(2)如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:a→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)Ⅱ.对一氧化碳的化学性质进行探究
资料:ⅰ.常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,可用于检验CO;
ⅱ.一定条件下,CO能与NaOH固体发生反应:CO+NaOH HCOONa
利用下列装置进行实验,验证CO具有上述两个性质。
打开k2 , F装置中发生反应的化学方程式为________;为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是________,H装置的作用是________。
(4)现需验证E装置中CO与NaOH固体发生了反应,某同学设计下列验证方案:取少许固体产物,配置成溶液,在常温下测该溶液的pH,若pH>7,证明CO与NaOH固体发生了反应。该方案是否可行,请简述你的观点和理由:________,________。
(5)25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh的数量级为________。若向100ml 0.1mol.L-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol.L-1的HCl溶液,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为________。
【答案】 (1)球形干燥管;HCOOH CO↑+H2O;浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热
(2)c→b→e→d→f
(3)PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;氢氧化钠溶液;除去CO中水蒸气
(4)方案不可行;无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于7
(5)10-11;c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)
【解析】Ⅰ.(1)图B中盛装碱石灰的仪器名称是球形干燥管。用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,根据原子守恒可知反应的化学方程式是HCOOH CO↑+H2O。由于浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热,所以实验时,不需加热也能产生CO。(2)根据以上分析可知如需收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:a→c→b→e→d→f。Ⅱ.(3)打开k2 , 由于常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,则F装置中发生反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;由于F装置中有二氧化碳和氯化氢生成,且二者都是酸性气体,则为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置中盛放的试剂可能是氢氧化钠溶液。剩余的CO中还含有水蒸气,则H装置的作用是除去CO中水蒸气。(4)由于无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于7,所以该方案不可行;(5)25℃甲酸电离常数Ka=1.8×10-4 , 则25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh= ,其数量级为10-11。若向100mL 0.1mol·L-1的HCOONa溶液中加入100mL 0.2mol·L-1的HCl溶液,反应后溶液中含有等物质的量浓度的甲酸、氯化钠、氯化氢,则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为c(Cl-)>c(H+)>c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)。
17.(1)Ⅰ.如图A、B、C是实验室常见的几种气体发生装置:
实验室如果用B装置制备氨气,其化学方程式是________。
(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号,下同)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(3)若用A装置与D装置相连制备并收集X气体,则X可以是下列气体中的________。
①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2
其中在D装置中连接小烧杯的目的是________。
(4)Ⅱ.海洋是一个巨大的资源宝库,从海水中可制得食盐等多种产品并加以利用。下图所示以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程。
除去粗盐中的Ca2+、Mg2+和SO42-离子,加入下列沉淀剂
① Na2CO3 ② NaOH ③ BaCl2
沉淀剂加入顺序正确的是____________
A.③①② B.③②① C.②③① D.②①③
(5)将滤液的pH调至酸性除去的离子是________。
(6)若向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的物质,其化学式是________。
(7)纯碱在生产、生活中有广泛的应用。
①由碳酸氢钠晶体制纯碱的化学方程式是________。
②纯碱可用于除灶台油污。其原因是(用离子方程式和简要文字表述)________。
③工业上,可以用纯碱代替烧碱生产某些化工产品。如用饱和纯碱溶液与Cl2反应制取有效成分为NaClO的消毒液,其反应的离子方程式是________。(已知碳酸的酸性强于次氯酸)。
【答案】 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)②④
(3)③;吸收尾气,防止尾气污染大气
(4)A,B,C
(5)CO32-和OH—
(6)NH3
(7)2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O;CO32-+ H2O HCO3-+ OH- CO32-水解显碱性,油污在碱性条件下水解,达到去污目的;2CO32-+ Cl2 + H2O = Cl- + ClO- + 2HCO3-
【解析】Ⅰ.(1)采用B装置制备氨气时应选择用氢氧化钙和氯化铵固体加热反应,其化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑;故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)选择气体收集方法,不需要考虑气体颜色和热稳定性,依据气体密度,是否与空气中的氧气反应来选择排空气方法收集,依据气体是否溶于水判断收集气体是否能用排水方法或排其他液体的方法;
故答案为:②④;
(3)AD连接是利用向上排气法收集气体;吸收装置是能用液体吸收气体防止污染空气;制取CO 2 时不需要加热也不必处理尾气,NO常温下与氧气发生反应,不能用排空气法收集,氢气尾气处理时一般采用点燃的方法,故X可能是氯气;D装置中连接烧杯的目的是用来吸收尾气,防止污染空气;故答案为:③;吸收尾气,防止尾气污染大气;
Ⅱ.(4)加入氢氧化钠溶液时,能和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,从而除去氯化镁;加入氯化钡时,能和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,从而除去硫酸钠;加入碳酸钠溶液时,能和氯化钙、过量的氯化钡反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钡沉淀和氯化钠,从而除去氯化钙和过量的氯化钡;过滤,向滤液中加入适量的稀盐酸时,可以把过量的氢氧化钠和碳酸钠除去;以此类推,如果依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或依次加入氯化钡溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液,可以达到同样的目的,故答案为:ABC;
(5)稀盐酸能和氢氧化钠、碳酸钠反应,蒸发时可以得到氯化钠的饱和溶液,将滤液的pH调至酸性除去的离子是CO32-和OH- , 故答案为:CO32-和OH-;
(6)向分离出NaHCO3晶体后的母液中加入过量生石灰,发生的反应:H2O+CaO═Ca(OH)2、Ca(OH)2+2NH4Cl═2NH3↑+2H2O+CaCl2 , 最终产物为氯化钙、氨气,其中氨气可再利用,故答案为:NH3;
(7)①碳酸氢钠晶体制纯碱的化学方程式是:2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O;
②纯碱可用于除灶台油污,其原因是CO32-+ H2O HCO3-+OH- , CO32-水解显碱性,油污在碱性条件下水解,达到去污目的;故答案为:CO32-+ H2O HCO3-+ OH- , CO32-水解显碱性,油污在碱性条件下水解,达到去污目的;
18.已知化合物A与B,M与N的元素组成相同,且四种物质中含有同一种元素,A与B在常温下均呈液态。D为生活中用途最广泛的金属单质,与X的浓溶液在常温作用无明显现象,加热时有大量气体产生。(相关转化中所有反应物与生成物均已标出)
(1)A的结构式________,E的化学式为________。
(2)在①至⑥的化学反应中,属于非氧化还原反应的化合反应为(填序号)________。
(3)写出下列反应的化学方程式②________,④________。
(4)写出⑥的离子方程式:________。
(5)将含有1.2molH的水溶液调节至中性, 通入足量C充分反应,生成红褐色沉淀且溶液呈黄色,所得沉淀经过滤、洗涤、灼烧至恒重,称量所得固体的质量为________。
【答案】 (1)H-O-O-H;Fe2(SO4)3
(2)③
(3)2 SO2+O2 2SO3;2 Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
(4)2Fe3++2H2O+SO2=SO42-+2Fe2++4H+
(5)32g
【解析】(1)A为H2O2 , 结构式为H-O-O-H,E为Fe2(SO4)3 , 故答案为:H-O-O-H ;Fe2(SO4)3;(2)在①至⑥的化学反应中,属于非氧化还原反应的化合反应为③,故答案为:③;(3)反应②二氧化硫的催化氧化,反应的化学方程式为2 SO2+O2 2SO3 , 反应④铁和浓硫酸的反应,反应的化学方程式为2 Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O,故答案为:2SO2+O2 2SO3;2 Fe+6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O;(4)反应⑥为Fe2(SO4)3氧化二氧化硫的反应,反应的离子方程式为2Fe3++2H2O+SO2=SO42-+2Fe2++4H+ , 故答案为:2Fe3++2H2O+SO2=SO42-+2Fe2++4H+;(5)H为FeSO4 , 通入氧气,生成红褐色沉淀且溶液呈棕黄色,最后得到Fe(OH)3和Fe2(SO4)3 , 由质量守恒可知1.2molFeSO4可生成0.4molFe(OH)3和0.4molFe2(SO4)3 , 0.4molFe(OH)3灼烧分解可得到0.2molFe2O3 , 质量为0.2mol×160g/mol=32g,故答案为:32g。
19.Ⅰ.请回答:
(1)H2O2的电子式________
(2)镁燃烧不能用CO2灭火,用化学方程式表示其理由________
(3)在AgCl沉淀中加入KBr溶液,白色沉淀转化为淡黄色沉淀,写出反应的离子方程式________
(4)完成以下氧化还原反应的离子方程式:
( ________ )MnO4-+( ________ )C2O42-+________=( ________ )Mn2++( ________ )CO2↑+________
(5)Ⅱ.化合物甲和NaAlH4都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和H2反应生成甲。甲与水反应可产生H2,甲与AlCl3反应可得到NaAlH4。将4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的H2。
请推测并回答:
(1)甲的化学式________。
(2)甲与AlCl3反应得到NaAlH4的化学方程式________。
(3)NaAlH4与水发生氧化还原反应的化学方程式________。
(4)甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程发生反应的化学方程式________。
(5)某同学认为:用惰性气体赶尽反应体系中的空气,将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥,再与金属钠反应,得到固体物质即为纯净的甲;取该固体物质与水反应,若能产生H2 , 即可证明得到的甲一定是纯净的。
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由________。
【答案】(1)
(2)2Mg+CO22MgO+C
(3)AgCl+Br-=AgBr+Cl-
(4)2;5;16H+;2;10;8H2O
(5)NaH;4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl;
NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2;3NaH+Fe2O3=2Fe+3NaOH;制备过程不合理,因为盐酸易挥发,H2中含有HCl,导致产物中有NaCl。验纯方法不合理,如果有Na残留,Na与水反应也有H2;没有考虑混入的NaCl
【解析】1.(1)H2O2分子中两个氧原子与氢原子形成共用电子对,两个氧原子间也形成共用电子对,其电子式为:。
(2)镁可以在CO2中燃烧,生成MgO和C,化学方程式为:2Mg+CO22MgO+C。
(3)AgBr比AgCl更难溶,生成的淡黄色沉淀为溴化银,离子方程式为AgCl+Br-=AgBr+Cl-。
(4)MnO4―→Mn2+,Mn的化合价降低5,,C2O42-→2CO2 , C的化合价升高2,根据化合价升降相等,变化可得:2MnO4―+5C2O42-=2Mn2++10C02↑,该反应只能在酸性条件下进行(因为生成Mn2+),再根据原子数守恒可得完整的化学方程式:2MnO4―+5C2O42-+16H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O。
Ⅱ.(1)将4.80g甲加热至完全分解,得到金属钠和2.24L(已折算成标准状况)的H2,则甲所含氢元素的质量为01molX2g·mol-1=0.2g,(H)=0.2mol,钠元素的质量为4.6g,(Na)=0.2mol.故甲的化学式为NaH。
(2)根据原子数守恒,甲与AlCl3反应还生成NaCl,化学方程式为:4NaH++AlCl3=NaAlH4+3NaCl.
(3)NaAlH4氢元素为-1价,水中氢元素为+1价,两者可发生归中反应生成H2,H2既是氧化产物,也是还原产物.其它元素化合价不变,所以还有NaAlO2生成.化学方程式为:NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑.
(4)-1价的氢具有强还原性,可把Fe3+还原为铁,化学方程式为:3NaH+Fe2O3==2Fe+3NaOH(若氧化产物为H2,还可以被Fe2O3继续氧化).
(5)该同学的制备过程不合理,因为盐酸易挥发,H2中混有HCl,经浓硫酸干燥时HCl不能除去,HCl与Na反应导致产物中有NaCl;验纯方法也不合理,若钠有残留,Na与水反应也产生H2,若混入NaCl,固体物质也不纯净。
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