湖南省永州市2021-2022学年高一上学期期末质量监测化学试题(解析版)
展开永州市2021年下期高一期末质量监测试卷
化学
考生注意:
1.本试卷分为第Ⅰ卷和第II卷,共18道小题。满分100分,考试时量75分钟。
2.考生务必将各题的答案填写在答题卡的相应位置,在试卷上作答无效。考试结束后只交答题卡。
3.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题共46分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产生活密切相关。下列说法不正确的是
A. O2是常用还原剂 B. Fe2O3可用作红色颜料
C. 利用焰色试验可判断金属元素 D. NaClO可用于杀菌消毒
【答案】A
【解析】
【详解】A.O2在参加反应时容易获得电子,表现氧化性,常用作氧化剂,而不是作还原剂,A错误;
B.Fe2O3是红棕色粉末状固体,因此可用作红色颜料,B正确;
C.许多金属或它们的化合物在灼烧时会使火焰呈现一定的颜色,因此可以利用焰色试验可判断金属元素,C正确;
D.NaClO具有强氧化性,可以将细菌、病毒的蛋白质氧化变性而使其失去生理活性,故可用于杀菌消毒,D正确;
故合理选项是A。
2. 下列物质不能导电的是
A. NaOH溶液 B. NaCl固体 C. 铜线 D. 石墨碳棒
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaOH溶液中含有自由移动的Na+、Cl-,因此能够导电,A不符合题意;
B.NaCl固体中含有离子,但不能自由移动,因此不能导电,B不符合题意;
C.铜线中含有自由移动的电子,因此能够导电,C不符合题意;
D.石墨碳棒中含有自由移动的电子,因此能够导电,D不符合题意;
故合理选项是B。
3. 可用于呼吸面具中作为氧气来源的物质是
A. KMnO4 B. HClO C. H2O2 D. Na2O2
【答案】D
【解析】
【详解】A.KMnO4只有在加热条件下才能分解产生O2,因此不能作为呼吸面具中氧气来源,A不符合题意;
B.HClO在光照条件下分解产生O2,因此不能作为呼吸面具中氧气来源,B不符合题意;
C.H2O2受热或在催化剂下才能够分解产生O2,但H2O2是液态物质,不能放在呼吸面具中,因此不能作为呼吸面具中氧气来源,C不符合题意;
D.Na2O2能够与人呼吸产生的CO2、H2O反应产生O2,帮助人呼吸,而且物质的状态是固体,因此能作为呼吸面具中氧气来源,D符合题意;
故合理选项是D。
4. 下列不属于合金的是
A. 生铁 B. 陶瓷 C. 青铜 D. 硬铝
【答案】B
【解析】
【详解】A.生铁是铁、碳合金,属于合金材料,A不符合题意;
B.陶瓷属于硅酸盐产品,是传统无机非金属材料,不属于合金,B符合题意;
C.青铜是铜、锡、铅形成的合金,属于合金材料,C不符合题意;
D.硬铝以铜为主要合金元素的铝合金,属于合金材料,D不符合题意;
故合理选项是B。
5. 在强酸性溶液中能大量存在的是
A. OH- B. HCO C. Cl- D. CO
【答案】C
【解析】
【分析】强酸性溶液中存在H+,据此分析。
【详解】A.OH-可以与氢离子反应生成水,故不符合题意;
B.HCO可以与氢离子反应生成水和二氧化碳,故不符合题意;
C.Cl-不能与氢离子反应,可以大量共存,故符合题意;
D.CO可以与氢离子反应生成水和二氧化碳,故不符合题意;
故选C。
6. 下列化学用语不正确的是
A. 质量数为14的碳原子:C
B. 氯化氢分子结构模型:
C. 水分子的电子式:H:O:H
D. CO2的结构式:O=C=O
【答案】C
【解析】
【详解】A.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数等于质子数与中子数的和,则质量数为14的碳原子可表示为:C,A正确;
B.物质分子的结构模型包括球棍模型和填充模型,图示为HCl分子的球棍模型,属于物质分子的结构模型,B正确;
C.O原子最外层有6个电子,H原子核外只有1个电子,当它们结合形成H2O时,O原子最外层的2个成单电子与2个H原子的电子形成2对共用电子对,使分子中各原子都达到最外层2个或8个电子稳定结构,故其电子式为:,C错误;
D.C原子最外层的4个成单电子与2个O原子的最外层的4个成单电子形成4对共用电子对,从而使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构,故CO2的结构式为:O=C=O,D正确;
故合理选项是C。
7. 下列溶液中c(Cl-)为1mol·L-1的是
A. 1mol·L-1NaCl B. 1mol·L-1MgCl2
C. 1mol·L-1FeCl3 D. 1mol·L-1KClO3
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol·L-1NaCl中c(Cl-)为1mol·L-1 ,符合题意;
B.1mol·L-1MgCl2中c(Cl-)为2mol·L-1,不符合题意;
C.1mol·L-1FeCl3中c(Cl-)为3mol·L-1 ,不符合题意;
D.1mol·L-1KClO3中无Cl-,不符合题意;
故选A。
8. 关于反应3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O的说法正确的是
A. ClO-发生氧化反应
B. Fe3+是还原剂
C. Cl-是氧化产物
D. 生成1molFeO转移6mole-
【答案】B
【解析】
【分析】反应3ClO-+2Fe3++10OH-=2FeO+3Cl-+5H2O中Fe元素化合价由+3升高到+6价,失电子,被氧化,作还原剂;Cl元素化合价由+1降低到-1价,得电子,被还原,作氧化剂。
【详解】A。ClO-中Cl元素化合价由+1降低到-1价,得电子,被还原,发生还原反应,故A错误;
B.Fe3+中Fe元素化合价由+3升高到+6价,失电子,被氧化,作还原剂,故B正确;
C.由以上分析可知,Cl-是还原产物,故C错误;
D.Fe元素化合价由+3升高到+6价,变化3价,故生成1molFeO转移3mole-,故D错误;
故选B。
9. 在周期表1~18号元素中,下列说法不正确的是
A. 原子半径最小的是H
B. 金属性最强的是Na
C. 非金属性最强的是F
D. Na、Cl元素组成的NaCl是共价化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子半径最小的是H,正确;
B.周期表中,同周期随核电荷数增大金属性越弱,同主族元素随核电荷数的增加金属性越强,故1~18号元素中金属性最强的是Na,正确;
C.周期表中,同周期随核电荷数增大非金属性越强,同主族元素随核电荷数的增加非金属性越弱,故1~18号元素中非金属性最强的是F,正确;
D.Na、Cl元素组成的NaCl是离子化合物,错误;
故选D。
10. 下列离子方程式正确的是
A. 硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应:+Ba2+=BaSO4↓
B. 铝粉加入氢氧化钠溶液中:Al+OH-+H2O=+H2↑
C. 将Cl2通入水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
D. 碳酸银溶于过量盐酸中:Ag2CO3+2H+=2Ag++H2O+CO2↑
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应符合事实,遵循物质的拆分原则,A正确;
B.原子不守恒、电子不守恒,离子方程式应该:2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑,B错误;
C.将Cl2通入水中,反应产生HCl和HClO,HCl是强酸,完全电离,而HClO是弱酸,主要以电解质分子存在,反应的离子方程式应该为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,C错误;
D.AgCl是白色难溶性物质,应该写化学式,二者反应的离子方程式应该为:Ag2CO3+2H++2Cl-=2AgCl↓+H2O+CO2↑,D错误;
故合理选项是A。
二、选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有一个或两个选项符合题目要求。全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 根据化学实验现象得出的结论正确的是
选项
实验现象
结论
A
钠块放入水中,钠浮在水面上并熔化成银白色小球
钠的密度比水小且熔点较低
B
某溶液中滴加AgNO3溶液产生白色沉淀
原溶液中一定含有Cl-
C
氯水滴到KBr溶液中,溶液变成橙黄色
氧化性:Cl2
分别加热等质量Na2CO3、NaHCO3固体,冷却后NaHCO3固体质量减少
热稳定性:Na2CO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.钠浮在水面杀好难过说明密度比水小,熔化成银白色小球,说明熔点低,A正确;
B.向某溶液中滴加AgNO3溶液产生白色沉淀,该溶液中可能存在Cl-,也可能存在CO或SO等,B错误;
C.氯水滴到KBr溶液中,溶液变成橙黄色说明氯气置换出了溴单质,在该过程中氯气是氧化剂溴单质是氧化产物,说明氯气的氧化性大于溴单质,C错误;
D.分别加热等质量Na2CO3、NaHCO3固体,冷却后NaHCO3固体质量减少,说明碳酸氢钠不稳定受热分解,即热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,D错误;
故选A。
12. 部分含铁物质分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是
A. Fe与盐酸反应生成FeCl3
B. 实验室制Fe(OH)3的胶体是将FeCl3加入浓NaOH溶液中
C. FeCl2既有氧化性,又有还原性
D. 一定条件下存在FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→FeCl2的转化关系
【答案】AB
【解析】
【详解】A.HCl的氧化性比较弱,与Fe反应时只能将Fe氧化生成FeCl2,A错误;
B.实验室制Fe(OH)3的胶体是将FeCl3饱和溶液滴加在沸腾的蒸馏水中,继续加热至液体呈红褐色,停止加热。若将FeCl3溶液加入浓NaOH溶液中,产生的是Fe(OH)3红褐色沉淀,B错误;
C.在FeCl2中Fe元素化合价为+2价,介于Fe单质的0价和+3价之间,因此可以失去电子变为+3价的Fe3+,也可以得到电子变为0价的Fe,故FeCl2既有氧化性,又有还原性,C正确;
D.FeCl2与NaOH反应产生Fe(OH)2,Fe(OH)2具有强的还原性,可以被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,Fe(OH)3与HCl发生复分解反应产生FeCl3,FeCl3与Fe发生氧化还原反应产生FeCl2,故一定条件下存在FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→FeCl2的转化关系,D正确;
故合理选项是AB。
13. 向含Fe2(SO4)3、CuSO4溶液中加入铁粉后生成固液混合物,关于该混合物组成分析正确的是
A. 固体中若有Fe则必有Cu
B. 固体中若无Fe则必无Cu
C. 溶液中若有Fe2+则必有Cu2+
D. 溶液中若无Cu2+则必无Fe3+
【答案】AD
【解析】
【分析】向含Fe2(SO4)3、CuSO4溶液中加入铁粉后,首先发生反应:Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,然后发生反应:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu,然后根据反应后选项情况分析解答。
【详解】A.向含Fe2(SO4)3、CuSO4溶液中加入铁粉后,由于会发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu,所以若生成物是固液混合物,则固体中一定含有Cu,可能含有Fe。因此若所得固体中含有Fe,则必定有Cu,A正确;
B.反应后只要有固体存在,则一定含有Cu,但不一定含有Fe,因此不能根据固体中无Fe就判断必无Cu,B错误;
C.向含Fe2(SO4)3、CuSO4溶液中加入铁粉,首先发生反应:Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,然后发生反应CuSO4+Fe=FeSO4+Cu,若加入的Fe粉足量或恰好与两种物质发生反应,则溶液中就只含有Fe2+,而不含Cu2+,C错误;
D.由于离子氧化性:Fe3+>Cu2+,所以Fe3+先与Fe发生反应,反应后的溶液中若无Cu2+,说明Cu2+反应完全,则由于Fe3+优先与Fe发生反应,必然是Fe3+反应完成,因此溶液中若无Cu2+,则必无Fe3+,D正确;
故合理选项是AD。
14. 将6.0 g镁铝铜混合物加入100 mL盐酸中,充分反应后过滤,并向滤液中滴加2.0 mol·L-1NaOH溶液,测得产生沉淀质量与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。有关分析正确的是
A. 混合物中含有0.01 mol Cu
B. 图中a=13.6
C. 所用盐酸浓度为6.0 mol·L-1
D. 与盐酸反应时产生了5.6 L H2
【答案】BC
【解析】
【分析】镁铝铜混合物加入100 mL盐酸中,Cu不发生反应,Mg、Al与HCl发生反应:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑。充分反应后过滤,向滤液中加入NaOH溶液。在加入NaOH溶液体积为0~50 mL时,发生反应:HCl+NaOH=NaCl+H2O,在50~300 mL时发生反应:MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl、AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl。在加入NaOH溶液300~350 mL时发生反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,然后根据物质反应转化关系分析判断。
【详解】A.向金属混合物与盐酸反应后的溶液中加入足量NaOH溶液后沉淀为Mg(OH)2,根据Mg元素守恒可知n(Mg)=n[Mg(OH)2]=,则m(Mg)=0.1 mol×24 g/mol=2.4 g;在加入NaOH溶液体积为300~350 mL时发生反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,根据Al元素守恒可知n(Al)=n[Al(OH)3]=n(NaOH)=2.0 mol/L×0.05 L=0.1 mol,则m(Al)=0.1 mol×27 g/mol=2.7 g,所以原6.0 g金属混合物中Cu的质量m(Cu)=6.0 g-2.4 g-2.7 g=0.9 g,故Cu物质的量n(Cu)=,A错误;
B.图中a点时沉淀达到最大值,沉淀成分是0.1 mol Mg(OH)2、0.1 mol Al(OH)3,其质量是a=0.1×58 g/mol+0.1 mol×78 g/mol=13.6 g,B正确;
C.当沉淀达到最大值时溶液为NaCl,根据元素守恒可知n(HCl)=n(NaOH)=2.0 mol/L×0.3 L=0.6 mol,由于HCl溶液的体积是100 mL,故该盐酸的物质的量浓度c(HCl)=,C正确;
D.Mg、Al分别与HCl发生反应:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,根据物质反应转化关系可知反应产生H2的物质的量n(H2)=n(Mg)+n(Al)=0.1 mol+0.15 mol=0.25 mol,但题目未知H2所处的外界条件,因此不能确定H2的体积大小,D错误;
故合理选项是BC。
第Ⅱ卷(非选择题共54分)
三、非选择题:(本题共4道小题,共54分)
15. 如表是现行中学化学教科书中元素周期表的一部分,表中的每个编号表示一种元素,请根据要求回答问题。
族
周期
ⅠA
0
一
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
二
②
③
④
三
⑤
⑥
⑦
⑧
(1)③的元素符号是____,⑧的原子结构示意图是____。
(2)⑥在元素周期表中的位置是____。
(3)⑤、⑦的最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式是___。
(4)④、⑧形成的气态氢化物中稳定性最强的是___(用化学式表示)。
(5)①与②形成的含有6个原子、16个电子的分子结构式为___。
【答案】(1) ①. N ②.
(2)第三周期ⅢA族 (3)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
(4)HF (5)
【解析】
【分析】根据元素在周期表中的位置①是H,②是C,③是N,④是F,⑤是Na,⑥是Al,⑦是S,⑧是Cl,以此解题。
【小问1详解】
由分析可知③的元素符号是N;⑧是Cl,其原子结构示意图是;
【小问2详解】
元素⑥是Al,其在周期表中的位置是第三周期ⅢA族;
【小问3详解】
⑤是Na、⑦是S其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠,硫酸,其相互反应的方程式为:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;
【小问4详解】
④是F,⑧是Cl,F的非金属性强,其氢化物稳定,故答案为HF;
【小问5详解】
①是H,②是C,它们形成的含有6个原子、16个电子的分子为C2H4,其结构式为。
16. ClO2是一种广谱型消毒剂,将逐渐代替氯气用于饮用水的消毒。如图是实验室制取纯净Cl2并进一步制取、收集ClO2的装置(夹持装置省略)。
已知:ClO2是黄绿色、有刺激性气味的气体,熔点为-59℃,沸点为11℃;Cl2的熔点为-101℃,沸点为-34℃。
Ⅰ.Cl2的制取
(1)写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式:____。
(2)C装置所盛试剂是____。
Ⅱ.ClO2的制取
(3)NaClO2中氯元素化合价是___,装置D用于ClO2制取,请写出D中发生反应的化学方程式___。
(4)连续两次冰水浴的目的是____。
(5)G中NaOH溶液的作用是____。
Ⅲ.ClO2的应用
(6)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度为0.10~0.80 mg·L-1。水质检验员用碘量法测定水中ClO2的浓度发生如下反应:
①2ClO2+2KI=2KClO2+I2
②I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI
若水样的体积为1.0 L,共消耗了1.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O38.0 mL,则水样中ClO2的浓度为____mg·L-1。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)浓硫酸 (3) ①. +3 ②. 2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl
(4)使ClO2充分冷凝
(5)吸收多余Cl2,防止大气污染
(6)0.54
【解析】
【分析】装置A是氯气的制备装置,反应原理是二氧化锰在加热条件下氧化浓盐酸产生氯气,因盐酸有挥发性,需用饱和食盐水除去氯气中的HC1;再通过浓硫酸干燥氯气;装置D中有NaClO2固体,则装置D为亚氯酸钠固体与氯气饭应制备ClO2的装置,装置E、F为ClO2收集装置,最后用氢氧化钠溶液可除去多余的氯气。
【小问1详解】
在装置A中MnO2与浓盐酸混合加热,发生氧化还原反应产生MnCl2、Cl2、H2O,该反应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
【小问2详解】
由分析可知B装置中所盛试剂是饱和食盐水,作用是除去氯气中的HCl;装置C中所盛试剂是浓硫酸,作用是干燥氯气;
【小问3详解】
NaClO2中Na为+1价,O为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知NaClO2中Cl元素化合价为+3价;
在D中NaClO2与Cl2发生氧化还原反应产生ClO2、NaCl,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式为:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl;
【小问4详解】
在实验过程中,连续两次冰水浴的目的是使ClO2充分冷凝,并可与未反应的Cl2分离;
【小问5详解】
氯气是有毒气体,不能直接排入大气。可根据氯气能够与NaOH溶液发生歧化反应,生成氯化钠、次氯酸钠、水的性质,用NaOH溶液吸收多余Cl2,进行尾气处理后再进行排放,防止污染大气;
【小问6详解】
根据方程式可得关系式:2ClO2~I2~2Na2S2O3,则1.0 L水样中含有ClO2的物质的量n(ClO2)=n(Na2S2O3)=1.0×10-3 mol/L×0.008 L=8.0×10-6 mol,其质量为m(ClO2)= 8.0×10-6 mol×67.5 g/mol=5.4×10-4 g=0.54 mg,由于水样的体积是1.0 L,因此水样中ClO2的浓度为0.54 mg/L,
17. 某兴趣小组探究久置的FeSO4溶液是否变质,请你与他们一起完成,并回答问题。
(1)猜想待测溶液中铁元素价态有三种可能:
①只有Fe2+;②只有Fe3+;③____。
(2)设计实验,验证猜想
①取少量待测液装入试管,滴加2滴____溶液,溶液变红色,说明含有Fe3+。
②另取少量待测液装入试管,先滴加氯水,再滴加NaOH溶液,产生红褐色沉淀,____(填“能”或“不能”)说明含有Fe2+。
③再另取少量待测液装入试管,滴加2滴KMnO4酸性溶液,溶液紫红色褪去,说明溶液中存在____。
(3)得出结论:
①该久置的FeSO4溶液已经部分变质,含有Fe2+和Fe3+。
②亚铁盐具有____,因此在保存亚铁盐溶液时可加入少量铁粉,原因是____(用离子方程式表示)。
【答案】(1)既有Fe2+,又有Fe3+
(2) ①. KSCN ②. 不能 ③. Fe2+
(3) ①. 还原性 ②. 2Fe3++Fe=3Fe2+
【解析】
【分析】本题是一道考查二价铁的还原性和三价铁的氧化性的问题,溶液中二价铁可以用二价铁的还原性来证明,使高锰酸钾溶液褪色,溶液中三价铁可以和硫氰化钾反应使溶液变成血红色,从而证明三价铁的存在;另外二价铁和氯水反应生成三价铁,再加入氢氧化钠生成红褐色的沉淀,从而证明二价铁的存在,以此解题。
【小问1详解】
铁的常见价态有三种,硫酸亚铁可能没有变质,可能变质一部分,也可能完全变质,当变质一部分的时候溶液中是既有Fe2+,又有Fe3+;
【小问2详解】
①三价铁和硫氰化钾相遇溶液显红色,故可以用KSCN溶液检验;
②溶液中如果含有三价铁,则先滴加氯水,再滴加NaOH溶液,也会产生红褐色沉淀,故产生红褐色沉淀不能说明含有Fe2+;
③二价铁有还原性,可以被高锰酸钾酸性溶液氧化,故高锰酸钾酸性溶液褪色说明溶液中有Fe2+;
【小问3详解】
亚铁离子有还原性容易被空气中的氧气氧化,三价铁可以和铁单质反应生成二价铁,从而防止二价被氧化为三价铁,相应的方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+;
18. 碳酸氢钠俗称小苏打,在医疗、食品、橡胶工业中有广泛应用。
(1)甲同学向饱和NaCl溶液中先通NH3再通入CO2,充分反应后得到NaHCO3晶体和另一种不含金属元素的盐,请补充完整该反应方程式。
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+____
乙同学认为甲同学获得的NaHCO3晶体中含有NaCl等与酸不反应的杂质。为测定NaHCO3的质量分数,他设计了以下两种方案:
方案一:滴定法
称取8.2 g样品溶于水,逐滴加入2.3 mol·L-1稀硫酸,待完全反应时,测定所消耗稀硫酸的体积。
(2)配制100 mL2.3 mol·L-1的稀硫酸
①若用18.4 mol·L-1浓硫酸配制,需量取浓硫酸____mL。
②配制过程中不需要用到的仪器是____(填字母)。
A. B. C. D.
③下列情况会导致所配制溶液浓度偏低的是____。
A.没有洗涤烧杯和玻璃棒
B.定容时俯视刻度线
C.容量瓶清洗后残留有少量蒸馏水
D.如果加水超过了刻度线,吸出液体使液面恰好到刻度线
(3)乙同学共进行3次测定,每次称取8.2 g样品,消耗2.3 mol·L-1稀硫酸体积如下:
实验序号
①
②
③
V[H2SO4(aq)]/mL
20.10
20.00
19.90
样品中NaHCO3的质量分数为____(保留1位小数)。
方案二:称量法
乙同学按如图操作流程进行测定。
(4)操作Ⅰ后所得溶液主要溶质的化学式是____。
(5)操作Ⅱ的名称是____。
(6)样品中NaHCO3的质量分数为____(用含a的代数式表示)。
【答案】(1)NH4Cl
(2) ①. 12.5 ②. D ③. AD
(3)94.2% (4)NaCl
(5)蒸发 (6)
【解析】
【小问1详解】
甲同学向饱和NaCl溶液中先通NH3再通入CO2,充分反应后得到NaHCO3晶体和另一种不含金属元素的盐,根据元素守恒可知该物质是NH4Cl,反应化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;
【小问2详解】
①配制100 mL2.3 mol·L-1的稀硫酸,根据溶液在稀释前后溶质的物质的量不变,可知需量取18.4 mol/L的浓硫酸体积V=;
②配制100 mL2.3 mol/L稀硫酸,需要使用量筒、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管,而不需要使用漏斗,故合理选项是D;
③A.没有洗涤烧杯和玻璃棒,导致溶质的物质的量偏少,由于溶液的体积不变,则根据物质的量浓度定义式可知最终使配制的溶液浓度偏低,A符合题意;
B.定容时俯视刻度线,则溶液的体积偏少,由于溶质的物质的量不变,最终导致配制的溶液浓度偏高,B不符合题意;
C.容量瓶清洗后残留有少量蒸馏水,不影响溶质的物质的量及溶液的体积,因此对配制的溶液的浓度无影响,C不符合题意;
D.如果加水超过了刻度线,吸出液体使液面恰好到刻度线,则溶质的物质的量减少,最终导致配制的溶液浓度偏低,D符合题意;
故合理选项是AD;
【小问3详解】
三次实验数据均有效,平均消耗H2SO4溶液的体积V(H2SO4)=,其中所含溶质H2SO4的物质的量n(H2SO4)=2.3 mol/L×0.020 L=0.046 mol,则根据NaHCO3与硫酸反应方程式:2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑可知n(NaHCO3)=2 n(H2SO4)=0.092 mol,其质量为m(NaHCO3)=0.092 mol×84 g/mol=7.728 g,故样品中NaHCO3的质量分数为;
【小问4详解】
准确称取2.0 gNaHCO3样品,向其中滴加足量稀盐酸,发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,至不再逸出气体后停止滴加,此时得到的溶液中的溶质主要成分是NaCl;
【小问5详解】
将反应后溶液转移至蒸发皿中蒸发水分,待仅剩余少量液体时,停止加热,利用余热将残留水分蒸干,然后冷却、称量,此时得到NaCl固体质量是a g。
则操作II是蒸发;
【小问6详解】
根据反应方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知:每有84 g NaHCO3发生反应,反应产生58.5 g NaCl,反应后固体质量减轻△m=84 g-58.5 g=25.5 g。现在固体充分反应后减轻质量是(2.0-a) g,则样品中含有NaHCO3的质量为m(NaHCO3)=,因此样品中NaHCO3的质量分数为。
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