2022-2023学年福建省泉州市永春第一中学高一上学期期末考试化学试题含解析
展开福建省泉州市永春第一中学2022-2023学年高一上学期
期末考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.现代生活需要人们有一定的科学素养,下列有关化学的科学常识说法正确的是
A.碳酸钠俗名小苏打,可用作糕点膨松剂
B.食物腐败、Fe(OH)3胶体的制备都与氧化还原反应有关
C.为防止馅饼等富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入生石灰
D.榨苹果汁时加入维生素C,可减缓其在空气中发生颜色变化
【答案】D
【详解】A.碳酸钠得俗名不是小苏打,也不可作糕点的膨松剂,碳酸氢钠俗名小苏打,可用作糕点膨松剂,A错误;
B.食物腐败与氧化还原反应有关,而Fe(OH)3胶体的制备的方程式为:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl则与氧化还原反应无关,B错误;
C.CaO仅仅能干燥,没有抗氧化能力,故仅在包装袋中放入生石灰不能防止馅饼等富脂食品氧化变质,而常常放入还原性铁粉可以起到抗氧化的作用,C错误;
D.新鲜苹果汁中含有Fe2+已被氧化为Fe3+,而Vc具有还原性,能够将Fe3+还原为Fe2+,从而防止Fe2+被氧化,故榨苹果汁时加入维生素C,可减缓其在空气中发生颜色变化,D正确;
故答案为:D。
2.设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol/L的CaCl2溶液中含有2NA个Cl-
B.标准状况下,6.72LCCl4中有1.2NA个原子
C.常温下2.8gCO和N2的混合气体含有电子数为1.4NA
D.7.8gNa2O2固体中含有的离子总数为0.4NA
【答案】C
【详解】A.题中无法得到溶液的体积,无法计算出CaCl2的物质的量,故A错误;
B.标准状况下,四氯化碳不是气体,不能直接用22.4L/mol进行计算,故B错误;
C.CO的摩尔质量为28g/mol,1molCO中含有电子物质的量为14mol,N2的摩尔质量为28g/mol,1molN2中含有电子物质的量为14mol,1mol该混合物所含电子物质的量为14mol,即2.8g该混合物含有电子物质的量为1.4mol,故C正确;
D.过氧化钠的电子式为,1mol过氧化钠中含有离子的物质的量为3mol,即7.8g过氧化钠固体中含有离子物质的量为0.3mol,故D错误;
答案为C。
3.下列古诗词描述的场景中发生的反应不属于氧化还原反应的是
A.烈火焚烧若等闲——石灰石分解 B.蜡炬成灰泪始干——石蜡的燃烧
C.爆竹声中一岁除——黑火药爆炸 D.化作春泥更护花——花瓣的腐化
【答案】A
【详解】A.烈火焚烧若等闲——石灰石分解生成氧化钙和二氧化碳,反应中元素化合价不发生变化,属于非氧化还原反应,A符合;
B. 蜡炬成灰泪始干——石蜡的燃烧生成二氧化碳和水,元素化合价发生变化,是氧化还原反应,B不符合;
C. 爆竹声中一岁除——黑火药爆炸,硝酸钾、木炭和硫磺发生反应生成硫化钾、氮气和二氧化碳等,反应过程中元素化加发生变化,是氧化还原反应,C不符合;
D. 化作春泥更护花——自然环境下花瓣的腐化通常是氧气参与下的化学反应,属于氧化还原反应,D不符合;
答案选A。
4.下列有关实验操作的说法正确的是
A.做焰色反应实验时,铂丝要用稀硫酸洗净
B.过滤时,用玻璃棒搅拌漏斗中的液体以加快过滤速度
C.为防止试管破裂,加热碳酸氢钠固体时,试管口应略向下倾斜
D.测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可
【答案】C
【详解】A.做焰色反应实验时,铂丝要用稀盐酸洗净,而不能用稀硫酸,A错误;
B.过滤时,不能用玻璃棒搅拌漏斗中的液体,B错误;
C.因为加热碳酸氢钠固体时有水生成,则加热时,试管口应略向下倾斜,防止试管破裂,C正确;
D.因为氯水具有漂白性,能使试纸先变红后褪色,所以不能用pH试纸去测氯水的pH,D错误;
故选C。
5.能用H++OH-=H2O表示的反应是
A.氢氧化铜和稀硫酸反应 B.氢氧化钠溶液与醋酸反应
C.氢氧化钾溶液与稀硫酸反应 D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应
【答案】C
【详解】A.氢氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的离子方程式是,故不选A;
B.氢氧化钠溶液与醋酸反应生成醋酸钠和水,反应的离子方程式是,故不选B;
C.氢氧化钾溶液与稀硫酸反应生成硫酸钾和水,反应的离子方程式是H++OH-=H2O,故C正确;
D.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,反应的离子方程式是,故不选D;
选C。
6.下列检验方法及结论正确的是
A.某溶液进行焰色试验时,若火焰呈黄色,则该溶液中含Na+
B.向某溶液中加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中一定含有Cl-
C.向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则该溶液中一定含有
D.向某溶液中加入稀HCl溶液,若产生无色无味气体,则该溶液中一定含有
【答案】A
【详解】A.钠元素的焰色为黄色,因此某溶液进行焰色试验时,若火焰呈黄色,则该溶液中含Na+,A正确;
B.向某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀可能是AgCl、Ag2CO3、AgOH等,因此该溶液中不一定含有Cl-,B错误;
C.向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该白色沉淀可能是硫酸钡、碳酸钡、氯化银等,因此该溶液中不一定含有,C错误;
D.向某溶液中加入稀HCl溶液,若产生无色无味气体,则该溶液中含有或中至少一种,D错误;
答案选A。
7.在下列溶液中一定能大量共存的离子组是
A.在强酸性溶液中:Na+、K+、Cl-、
B.无色溶液中:Fe2+、Mg2+、Cl-、
C.含有大量 Fe3+的溶液中:OH-、I-、K+、Br-
D.滴入酚酞变红的溶液中:K+、Na+、、
【答案】D
【详解】A.强酸性溶液中存在大量氢离子,与氢离子反应不能大量共存,故A不符合题意;
B.无色溶液中不存在有色离子,而Fe2+为浅绿色,故B不符合题意;
C.Fe3+具有氧化性,I-具有还原性,两者能发生氧化还原反应,且Fe3+与OH-能形成氢氧化铁沉淀,故C不符合题意;
D.滴入酚酞变红的溶液中存在氢氧根离子,该组离子均不与氢氧根离子反应,且彼此也不反应可大量共存,故D符合题意;
故选:D。
8.下列所示的物质间转化关系中,能一步实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.二氧化硫和水反应生成亚硫酸,不能一步实现,故不选A;
B.次氯酸在光照条件下生成盐酸和氧气,不能一步实现,故不选B;
C.铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不能一步实现,故不选C;
D.钠和氧气点燃生成过氧化钠,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,能一步实现,故选D。
选D。
9.下列说法正确的是
A.将的溶液加水稀释到,稀释后溶液中的物质的量浓度为
B.溶液中含,溶液中
C.配制稀盐酸需取浓盐酸
D.将的溶液与的溶液混合(忽略溶液体积变化),得到溶液的物质的量浓度为
【答案】C
【详解】A.将30 mL 0.5 mol·L-1的Na2SO4溶液加水稀释到500 mL,稀释后溶液中Na+的物质的量浓度为 ,A错误;
B.VL Mg(NO3)2溶液中含Mg2+ a g,溶液中c(NO )= ,B错误;
C.配制220mL6mol/L稀盐酸需要用到250mL容量瓶,需取12mol/L浓盐酸的体积为,C正确;
D.将100 mL 1.0 mol·L-1的NaCl溶液与200 mL 1.5 mol·L-1的NaCl 溶液混合(忽略溶液体积变化),得到溶液的物质的量浓度为 ,D错误;
故选C。
10.下列说法正确的是
A.将HI与浓硫酸混合,有紫色蒸气产生,体现浓硫酸的酸性
B.浓硫酸与铁加热后发生反应,生成的气体可能是混合物
C.SO2具有强还原性,所以不能用浓硫酸干燥
D.将铜片放入浓硫酸中,无明显现象,说明铜在冷的浓硫酸中发生钝化
【答案】B
【详解】A.将HI与浓硫酸混合,浓硫酸把碘化氢氧化为单质碘,有紫色蒸气产生,体现浓硫酸的强氧化性,A错误;
B.浓硫酸与铁常温下钝化,加热后发生反应,由于随着反应进行,稀硫酸和铁反应生成氢气,因此生成的气体可能是混合物,B正确;
C.SO2具有强还原性,但浓硫酸不能氧化二氧化硫,所以能用浓硫酸干燥,C错误;
D.将铜片放入浓硫酸中,无明显现象,是因为没有加热,铜在冷的浓硫酸中不能发生钝化,D错误;
答案选B。
11.将足量的SO2通BaCl2溶液中无明显现象,当加入某试剂X后,有沉淀生成。试剂(或气体)X可能是
①NaOH溶液;②H2O2溶液;③CO2;④K2SO4溶液;⑤新制氯水;⑥H2S;
A.①②③ B.②③⑤⑥ C.①②④⑤⑥ D.④⑤⑥
【答案】C
【详解】①足量的SO2通BaCl2溶液中,当加入NaOH溶液,发生反应生成BaSO3沉淀,①符合题意;
②足量的SO2通BaCl2溶液中,当加入H2O2溶液,发生氧化还原反应得到硫酸根离子,生成BaSO4沉淀,②符合题意;
③CO2与足量的SO2通BaCl2溶液中形成的溶液不反应,无明显现象,③不符合题意;
④足量的SO2通BaCl2溶液中,当加入K2SO4溶液,发生复分解反应,生成BaSO4沉淀,④符合题意;
⑤足量的SO2通BaCl2溶液中,当加入新制氯水溶液,发生氧化还原反应得到硫酸根离子,生成BaSO4沉淀,⑤符合题意;
⑥足量的SO2通BaCl2溶液中,当加入H2S,SO2与H2S发生氧化还原反应,生成S单质沉淀,⑥符合题意;
综上所述,符合题意的有①②④⑤⑥,故选C。
12.某无色溶液中可能含有Na+、Mg2+、Ba2+、Cu2+、MnO、Cl-、CO、NO中的一种或几种离子。为确定其成分,进行以下实验:
①向此溶液中滴加足量稀盐酸无明显现象;
②取少量①的溶液加入少量的Na2SO4溶液,有白色沉淀产生;
③取少量①的溶液加入足量的NaOH溶液,有白色沉淀产生;
④取少量①的溶液加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液,有白色沉淀产生。
下列结论不正确的是
A.一定没有CO B.一定含有Cl- C.一定含有Ba2+ D.一定没有MnO
【答案】B
【详解】A.加入盐酸煤油明显现象,说明一定没有碳酸根离子,A正确,不符合题意;
B.溶液中加入盐酸后再加入硝酸银生成白色沉淀,不能确定溶液中是否含有氯离子,B错误,符合题意;
C.加入硫酸钠产生白色沉淀,说明含有钡离子,C正确,不符合题意;
D.溶液为无色,说明一定不含高锰酸根离子,D正确,部符合题意;
故选B。
13.为了从海带浸取液中提取碘,某同学设计了如图实验方案:
下列说法正确的是
A.①中反应的离子方程式为:2I-+2H++H2O2=I2+2H2O
B.②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗上口倒出
C.③中得到的上层溶液中不含I-
D.操作Z的名称是加热
【答案】A
【分析】海带浸取液中的碘离子被加入的过氧化氢氧化得到含碘单质的水溶液,加入四氯化碳振荡、静置分层、分液得到碘单质的四氯化碳溶液,向碘单质的四氯化碳溶液中加入氢氧化钠溶液,碘单质和氢氧化钠反应得碘化钠和次碘酸钠溶液,振荡、静置分层,去掉四氯化碳层,再加入稀硫酸酸化,碘化钠和次碘酸钠在酸性条件下发生氧化还原反应得到碘单质的悬浊液,通过过滤得到碘单质。
【详解】A.反应为酸性环境,I-被H2O2氧化成I2,①中反应的离子方程式:2I-+2H++H2O2=I2+2H2O,故A正确;
B.四氯化碳的密度比水大,②中分液时含I2的CCl4溶液从分液漏斗下口放出,故B错误;
C.碘化钠水溶液的密度比四氯化碳小,③中得到的上层溶液中含有I-,故C错误;
D.从含有碘的悬浊液中得到碘,应该采用过滤的方法,故D错误;
故选A。
14.我国化学家侯德榜改进国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图:
以下说法中不正确的是
A.向饱和食盐水中先通入足量的NH3,再通入足量的CO2
B.沉淀池中得到的沉淀为碳酸钠
C.使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了循环1
D.循环2中的气体X为CO2
【答案】B
【分析】焦炭和水在高温下反应生成CO2和H2,H2和从空气中分离出来的N2合成氨,氨和CO2通入盛有饱和食盐水的沉淀池中生成溶解度较小的NaHCO3沉淀和NH4Cl,分离出NaHCO3,煅烧得到纯碱,生成的CO2可以循环使用;母液中通入氨可以分离出NH4Cl,剩余的含NaCl的溶液可以送回沉淀池中循环使用。
【详解】A.CO2在水中的溶解度比较小,NH3在水中的溶解度很大,所以先向饱和食盐水中通入氨,使溶液呈碱性,再向碱性溶液中通入CO2,可以得到更多的,从而生成更多的溶解度较小的NaHCO3,故A正确;
B.由以上分析可知,沉淀池中得到的沉淀为NaHCO3,故B不正确;
C.母液分离出NH4Cl后,剩下的主要是NaCl,循环Ⅰ将分离出NH4Cl的溶液送回沉淀池中,提高了NaCl的利用率,故C正确;
D.煅烧炉中发生反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,生成的CO2可以再进入沉淀池中循环使用,故D正确;
故选B。
15.有①、②两个完全相同的装置,分别在装置①、②中加入和,然后再分别注入相同体积的盐酸,下列有关叙述正确的是
A.若两装置中的气球都会膨胀,则①装置中的气球膨胀的更快
B.若盐酸溶液中,则①装置中的反应为:
C.若忽略溶液体积变化,则最终两试管中的物质的量浓度相等
D.若最终两气球体积相同,则盐酸溶液中
【答案】D
【详解】A.①中反应方程式为Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,②中发生NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,①②都有气体产生,气球都会膨胀,①反应一段时候后产生气体,②是立即产生气体,因此②装置中的气球膨胀的更快,A错误;
B.Na2CO3的物质的量是0.01mol,若盐酸溶液中n(HCl)≤0.01mol,则①装置中的反应为:Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,B错误;
C.Na2CO3的物质的量是0.01mol,Na2CO3中含有n(Na+)=0.02mol,NaHCO3的物质的量是0.01mol,NaHCO3中含有n(Na+)=0.01mol,根据钠元素守恒,当溶液体积变化忽略不计时,即溶液的体积相同,最终两试管中Na+的物质的量浓度不相等,C错误;
D.Na2CO3和NaHCO3的物质的量相同,均是0.01mol,根据反应的方程式,当n(HCl)≥0.02mol时,两装置产生的气体体积相同,当0<n(HCl)≤0.02mol,两装置产生气体体积不相同,D正确;
故答案选D。
16.下列离子方程式正确的是
A.氯化镁溶液与氨水反应:
B.向沸水中滴加溶液制备胶体:
C.碳酸氢铵溶液和少量澄清石灰水:
D.铝与氢氧化钠溶液反应:
【答案】C
【详解】A.一水合氨难电离,氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2NH3·H2O=Mg(OH)2↓+2,A错误;
B.向沸水中滴加溶液制备胶体:,B错误;
C.碳酸氢铵溶液和少量澄清石灰水生成碳酸钙、碳酸铵和水:,C正确;
D.铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气:,D错误;
答案选C。
17.臭氧氧化法处理含氰废水的工艺原理如图所示。下列说法错误的是
A.Ⅰ阶段中1mol NaCN被氧化需消耗
B.Ⅱ阶段的反应为
C.Ⅰ阶段产生的在Ⅱ阶段中作为氧化剂参与反应
D.两个阶段总反应的化学方程式为
【答案】C
【分析】由图可知,Ⅰ阶段发生的反应为NaCN与O3反应生成NaCNO和O2,反应的化学方程式为NaCN+O3=NaCNO+O2,Ⅱ阶段发生的反应为NaCNO与H2O、O3反应生成NaHCO3、N2和O2,反应的化学方程式为2NaCNO+H2O+3O3=2NaHCO3+N2+3O2,整合可知,两个阶段总反应的化学方程式为2NaCN+H2O+5O3=2NaHCO3+N2+5O2。
【详解】A.由分析可知,Ⅰ阶段反应的化学方程式为NaCN+O3=NaCNO+O2,反应中1mol O3氧化1molNaCN,故A正确;
B.由分析可知,Ⅱ阶段反应的化学方程式为2NaCNO+H2O+3O3=2NaHCO3+N2+3O2,故B正确;
C.由分析可知,Ⅰ阶段和Ⅱ阶段中O2都为生成物,故C错误;
D.由分析可知,两个阶段总反应的化学方程式为2NaCN+H2O+5O3=2NaHCO3+N2+5O2,故D正确;
故选C。
18.随着公路上汽车流量的迅速增长,交通事故频繁发生。汽车安全气囊是在发生撞车时、产生二次碰撞前能够自动膨胀保护乘员的装置,碰撞时发生反应:10NaN3+2KNO3=K2O+5Na2O+16N2↑。下列判断正确的是( )
A.N2既是氧化剂又是还原剂
B.NaN3中N元素被还原
C.还原产物与氧化产物质量之比为l:15
D.每生成16molN2转移30mole-
【答案】C
【详解】A.只有N元素的化合价变化,则N2既是氧化产物又是还原产物,故A错误;
B.NaN3中N元素化合价升高,失去电子被氧化,故B错误;
C. 该反应中10molNaN3是还原剂,生成氧化产物N2的物质的量是15mol;2molKNO3是氧化剂,生成还原产物N2的物质的量是1mol,还原产物与氧化产物质量之比为1:15,故C正确;
D.由反应可知,2molKNO3反应转移电子为2mol×(5−0)=10mol,即每生成16molN2转移10mol电子,故D错误;
答案选C。
19.X、Y、Z、M为四种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,X与Z可形成分子;Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为。下列说法正确的是
A.原子半径比较:Z>Y>X>M
B.元素的氧化物对应的水化物的酸性比较:Z>Y>X
C.由Y、Z、M三种元素可形成一种常见的离子化合物
D.气态氢化物的稳定性:X>Y>Z
【答案】C
【分析】由Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76 g/L,可求得其相对分子质量为M=0.76 g/L×22.4L/mol=17g/mol,所以Y是N,M是H,又因X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,且最外层电子数之和为15,所以X是C,Z是O;
【详解】A.X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素,原子半径应为X>Y>Z>M,A错误;
B.元素的最高氧化物对应的水化物才能比较酸性,而且氧也没有氧化物对应水化物,B错误;
C.Y、Z、M是N、O、H,三种元素可形成一种常见的离子化合物硝酸铵,C正确;
D.同一周期,从左到右,元素非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,故为Z>Y>X,D错误;
故选C。
20.某干燥粉末可能由Na2O、Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、NaCl 中的一种或几种组成。 将该粉末与足量的盐酸反应有气体X逸出,X通过足量的NaOH溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且加热后残留固体物质的质量大于原混合粉末的质量。下列推断正确的是
A.粉末中一定没有Na2O B.气体X只有CO2
C.粉末中一定不含NaHCO3、NaCl D.无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl
【答案】D
【分析】向混合物中加入足量的盐酸,有气体放出,与盐酸反应产生气体的物质可能为Na2O2(气体为O2)、Na2CO3或NaHCO3(气体为CO2),X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明X由O2和CO2组成,原粉末中Na2O2一定存在,Na2CO3和NaHCO3至少有一种一定存在;将原混合粉末加热,有气体放出,说明混合物中一定有NaHCO3,但NaHCO3受热分解会使粉末质量减小,而实际剩余固体的质量却增加了,原因只能是发生了反应:2Na2O+O22Na2O2,则粉末中一定有Na2O;综上分析,混合物中一定有Na2O、Na2O2、NaHCO3,无法确定混合物中是否有Na2CO3和NaCl。
【详解】A.由分析可知,粉末中一定有Na2O,A错误;
B.X通过NaOH溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明X由O2和CO2组成,B错误;
C.由分析可知,粉末中一定含NaHCO3,无法确定是否有NaCl,C错误;
D.由分析可知,无法肯定粉末里是否含有Na2CO3和NaCl,D正确。
答案选D。
21.一定体积H2和Cl2组成的混合气体,经光照后缓缓通入100 ml1 mol·L-1 NaOH溶液中充分反应,气体和NaOH均完全反应。测得最终溶液中NaClO的浓度为0.1 mol·L-1 (假设溶液体积不变,且不考虑水解),则原混合气体中H2和Cl2的体积比为
A.2﹕3 B.3﹕2 C.4﹕5 D.5﹕4
【答案】C
【详解】由题意可知,混合气体经光照后缓缓通入氢氧化钠溶液涉及的化学方程式为H2+Cl22HCl、HCl+NaOH═NaCl+H2O、Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O,反应最终得到氯化钠和次氯酸钠的混合溶液,由钠原子的原子个数守恒可知,混合溶液中氯化钠的物质的量为1mol/L×0.1L—0.1mol/L×0.1L=0.09mol,由氯原子的原子个数守恒可知,混合气体中氯气的物质的量为= 0.05 mol,由方程式可知,氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠的物质的量为0.01mol,与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠的氯化氢的物质的量为0.09mol—0.01mol=0.08mol,则与氯气反应生成氯化氢的氢气的物质的量为= 0.04 mol,所以混合气体中氢气和氯气的物质的量比为0.04mol:0.05mol=4﹕5;
故选C。
22.实验探究是进行科学发现、创造的实践活动。某溶液X中可能含有、Cl-、、、、Fe2+、Fe3+、A13+和K+中的几种,且所含阴离子的物质的量相等。为确定该溶液X的成分,某学习小组做了如下实验:
则下列说法正确的是
A.若含有Fe3+,一定含有Cl-、K+
B.、一定存在,、Cl-可能不存在
C.、A13+、K+一定不存在
D.气体甲、沉淀甲一定为纯净物
【答案】A
【分析】向溶液X中加入足量稀硫酸,有气体乙产生,可能是与H+反应产生的CO2,也可能是在酸性条件下与Fe2+发生氧化还原反应生成的NO;溶液X与过量NaOH溶液反应生成0.02 mol气体甲为NH3,即溶液X中含0.02 mol ;向所得溶液甲中逐滴加入稀盐酸,无明显现象,故溶液X中无Al3+和;再继续加入BaCl2溶液,生成沉淀乙,则沉淀乙为BaSO4,质量为4.66 g,物质的量为0.02 mol,即溶液X中含0.02 mol ;所得沉淀甲应为Fe(OH)2或Fe(OH)3或两者的混合物,经洗涤、灼烧后所得的固体乙为Fe2O3,质量为1.6 g,物质的量为0.01 mol,故溶液X中含0.02 mol Fe2+或Fe3+或两者均有,且物质的量之和一定为0.02 mol,由于溶液X中无,则生成气体乙的反应只能是与Fe2+的氧化还原反应,故溶液中一定含Fe2+和,而所含阴离子的物质的量相等,即的物质的量也为0.02 mol;故溶液X中已经确定存在的阴离子有0.02 mol ,0.02 mol ,共带0.06 mol负电荷;0.02 mol ,0.02 mol Fe2+或0.02 mol Fe2+、Fe3+的混合物,所带的正电荷的物质的量大于或等于0.06 mol。由于溶液中一定不含Al3+、,根据溶液呈电中性可知,当含0.02 mol Fe2+时,阳离子所带正电荷的物质的量为0.06 mol,则Cl−可能存在,也可能不存在,若Cl−存在,则K+一定存在;若Cl−不存在,则K+一定不存在;若溶液中含Fe3+,阳离子所带正电荷的物质的量大于0.06 mol,则溶液中一定存在Cl−,可能存在K+。
【详解】A.由于溶液要保持电中性,故当溶液中含Fe3+时,则阳离子所带的正电荷的物质的量大于0.06 mol,故溶液中一定含Cl−,若Cl−存在,则K+一定存在,A项正确;
B.溶液中一定存在,B项错误;
C.K+可能存在,C项错误;
D.气体甲为氨气,是纯净物,但沉淀甲可能是Fe(OH)2或Fe(OH)3或两者均有,不一定是纯净物,D项错误;
答案选A。
23.已知还原性:SO>I-。向含a mol KI和a mol K2SO3的混合液中通入b mol Cl2充分反应(不考虑Cl2与I2之间的反应)。下列说法不正确的是 ( )
A.当a=b时,发生的离子反应为SO+Cl2+H2O=SO+2H++2Cl-
B.当5a=4b时,发生的离子反应为4SO+2I-+5Cl2+4H2O=4SO+I2+8H++10Cl-
C.当a≤b≤a时,反应中转移电子的物质的量n(e-)为a mol≤n(e-)≤3a mol
D.当a<b<a时,溶液中SO、I-与Cl-的物质的量之比为a∶(3a-2b)∶2b
【答案】C
【分析】还原性:SO>I-.向含有amolKI和amolK2SO3的混合液中通入bmolCl2充分反应,故氯气先和SO反应,当SO反应完全后,氯气再和I-反应。而amolK2SO3完全反应时能消耗amol氯气,amolKI完全反应时能消耗mol氯气。即当amolKI和amolK2SO3完全反应时,共消耗1.5amol氯气。
【详解】A.当a≥b时,氯气的量不足,只能氧化SO为硫酸根,氯气被还原为氯离子,故离子方程式为SO+Cl2+H2O=SO+2H++2Cl-,故A正确;
B.当5a=4b即a=0.8b时,0.8bmol SO消耗0.8bmol氯气,被氧化为0.8bmol SO,0.2bmol氯气能氧化0.4bmol I-为I2,故离子方程式为:4SO+2I-+5Cl2+4H2O=4SO+I2+8H++10Cl-,故B正确;
C.当b=a时,此时Cl2能将全部SO氧化为SO,转移电子最少,为2amol,当b=amol时Cl2可完全反应,转移电子最多,为3amol,故转移的电子的物质的量为2amol≤n(e-)≤3amol,故C错误;
D.当a<b<a时,SO全部被氧化为硫酸根,而I-不能全部被氧化,故溶液中硫酸根的物质的量为amol,消耗的氯气为amol,故剩余的氯气为(b-a)mol,则能氧化的I-的物质的量为2(b-a)mol,故溶液中的碘离子的物质的量为a-2(b-a)=(3a-b)mol,由于氯气完全反应,故溶液中的氯离子的物质的量为2bmol,故溶液中SO42-、I-与Cl-的物质的量之比为a:(3a-2b):2b,故D正确;
综上所述答案为C。
二、实验题
24.硫酸铜是一种具有很多用途的化学物质,在工业领域(涂料工业、印染工业及有机工业)和农业领域(配制杀菌剂)都有广泛应用。现用胆矾(CuSO4·5H2O)为原料配制220mL浓度为0.2mol/L的硫酸铜溶液。
(1)配制溶液时,必须用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、___________。
(2)容量瓶上标有___________。(填字母)
①温度②物质的量浓度③容积④压强⑤刻度线
A.①③⑤ B.①③④ C.②④ D.②④⑤
(3)通过计算,应该使用托盘天平称取胆矾___________g。
(4)下列操作会使所配溶液浓度偏高的是___________。
①实验前,容量瓶用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗;
②所用的胆矾晶体由于保存不善,导致失去部分结晶水;
③溶解时,不小心有少量溶液溅出;
④移液后,洗涤烧杯和玻璃棒2-3次,并将洗涤液也移入容量瓶;
⑤定容时,俯视液面;
⑥摇匀后,发现液面低于刻度线,又加水至刻度线。
(5)将蓝色胆矾晶体加热会逐步失去结晶水,最终变为白色的硫酸铜粉末,则该变化过程为___________变化(填“物理”或“化学”)。
(6)硫酸是重要的化工生产原料,工业上常用硫铁矿焙烧生成SO2,SO2氧化到SO3,再用98.3%左右的浓硫酸吸收SO3得到“发烟”硫酸(H2SO4·SO3)。最后用制得的“发烟”硫酸配制各种不同浓度的硫酸用于工业生产。
完成下列计算:
①1kg98%的浓硫酸吸收SO3后,可生产___________kg“发烟”硫酸。
②“发烟”硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中SO3都转化为硫酸。若将890g“发烟”硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为___________mol/L。
【答案】(1)玻璃棒、250mL容量瓶
(2)A
(3)12.5
(4)②⑤
(5)化学
(6) 1.978kg 2.5mol/L
【详解】(1)配制溶液时,需要用到玻璃棒搅拌和引流,所需溶液为220mL,根据“大而近”的原则,与220mL接近的容量瓶规格只有250mL,所以必须用到的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管外,还需玻璃棒、250mL容量瓶;
(2)容量瓶上标有使用温度①、容积③、刻度线⑤,故选A;
(3)实际配制体积为250mL,则应该使用托盘天平称取胆矾的质量m=nM=cVM=0.2×250×250×10-3 g =12.5g;
(4)①容量瓶不能用标准液溶液润洗,否则浓度偏高,未润洗时浓度不变,①不符合题意;
②根据m=nM,其中计算所得m不变,失去结晶水,则M变小,故n变大,根据n=cV,其中V不变,所以浓度偏高,②符合题意;
③溶解时有液体溅出,则n变小,所以浓度偏低,③不符合题意;
④为了减小误差,溶解固体的烧杯需洗涤,并将洗涤液移入容量瓶中,故浓度不变,④不符合题意;
⑤定容时俯视刻度线,则V变小,故浓度偏大,⑤符合题意;
⑥摇匀时因为液体残留在容器壁上,静止后液面低于刻度线,若加水则使V变大,浓度偏低,⑥不符合题意;
综上所述,符合题意的有②⑤;
(5)胆矾失去结晶水变成硫酸铜白色粉末,硫酸铜和胆矾不是同一物质,有新物质生成,且符合质量守恒定律,故属于化学变化;
(6)①1kg 98%的浓硫酸中H2SO4的质量为1kg×98%=0.98g,故H2O的质量为1kg-0.98g=0.02kg,由H2O+SO3=H2SO4,可知生成H2SO4的质量为0.02kg×,故H2SO4总质量=0.98g+0.02kg×=kg,根据关系式H2SO4~H2SO4•SO3,可知得到发烟硫酸质量为:kg×=1.978kg;
②H2SO4•SO3的物质的量为=5mol,根据硫元素守恒n(H2SO4)=2n(H2SO4•SO3)=10mol,该硫酸的物质的量浓度为=2.5mol/L。
25.如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸,相关反应的化学方程式为:___________。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是___________;同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:___________。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中I、II、III依次放入物质的组合是___________(填字母)。
编号
a
b
c
d
I
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
II
碱石灰
水
浓硫酸
无水氯化钙
III
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
(4)有人提出,装置D中可改用足量的NaHSO3溶液吸收余氯,试写出相应的离子反应方程式:___________。
(5)用一定量铁粉与氯气充分反应后,加适量水,完全溶解后无固体剩余,此时所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的质量之比是___________。
【答案】(1)Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(2) 除去Cl2中的HCl B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱
(3)d
(4)
(5)2:3
【分析】A中制备氯气,B中除去氯气中混有的氯化氢,C中验证氯气无漂白性,D为尾气处理装置。
【详解】(1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸,反应的化学方程式为:;
(2)装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl;同时B装置也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,一旦发生堵塞,可观察到B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱;
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否有漂白性,即要证明干燥的氯气无漂白性,湿润的有色布条中氯气和水反应生成的次氯酸具有漂白性。制备的氯气为湿润的氯气,可先验证湿润的氯气有漂白性,将氯气干燥后,通入干燥的有色布条,验证干燥的氯气无漂白性,故C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、干燥剂、干燥的有色布条,U型管中应放固体干燥剂,所给干燥剂中,碱石灰会将氯气吸收,水不能做干燥剂,浓硫酸是液体,因此只能选无水氯化钙,故C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条,故选d;
(4)装置D中改用足量的NaHSO3溶液吸收余氯,相应的离子反应方程式为:;
(5)设已反应的Fe3+的物质的量为2mol,根据离子方程式:,生成的Fe2+的物质的量为3mol,此时所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度恰好相等,故未反应的Fe3+的物质的量为3mol,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的质量之比是2∶3。
三、工业流程题
26.海水是个巨大的化学资源宝库。根据下图海水综合利用的工艺流程图,完成下列问题:
(1)步骤(i)中,为除去粗盐中的和,沉淀上述离子时选用的沉淀剂依次为溶液、___________(填化学式)溶液、___________(填化学式)溶液,经过滤、加足量盐酸,蒸发后获得精盐。操作过程中判断是否沉淀完全的方法是___________。
(2)步骤(ⅱ)中分离与母液的操作名称是___________,工业上通常采用向母液中加入___________的方法来获得。
(3)写出步骤(ⅲ)主要反应的离子方程式___________;步骤(ⅳ)鼓入热空气可将溴单质分离出来,是利用溴单质的___________性。
【答案】(1) BaCl2 Na2CO3 继续加入BaCl2溶液,若没有沉淀生成,说明沉淀完全
(2) 过滤 石灰乳
(3) 挥发性
【分析】海水蒸发、过滤,得到粗盐和母液;粗盐溶解,依次加入氢氧化钠、氯化钡、碳酸钠除去除去粗盐中的和,经过滤、加足量盐酸,蒸发后获得精盐;母液中加氢氧化钙,过滤分离出氢氧化镁沉淀;含有NaBr的溶液中通氯气把NaBr氧化为Br2,鼓入热空气,挥发出Br2蒸气,冷凝得粗溴。
【详解】(1)步骤(i)中,为除去粗盐中的和,沉淀上述离子时选用的沉淀剂依次为过量溶液除Mg2+、加入过量BaCl2溶液除、加入过量的Na2CO3溶液除,经过滤、加足量盐酸,蒸发后获得精盐;继续加入BaCl2溶液,若没有沉淀生成,说明沉淀完全。
(2)步骤(ⅱ)中分离与母液的操作属于固液分离,名称是过滤;氯化镁和氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,工业上通常采用向母液中加入石灰乳的方法来获得。
(3)步骤(ⅲ) 含有NaBr的溶液中通氯气把NaBr氧化为Br2,主要反应的离子方程式;溴的沸点低,易挥发,步骤(ⅳ)鼓入热空气可将溴单质分离出来,是利用溴单质的挥发性。
四、填空题
27.I、物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。下图是硫元素的价类二维图,回答下列问题:
(1)A为___________(填物质的类别);X的化学式为___________;
(2)工业上用黄铁矿(主要成分)在高温下制取的主要反应的化学方程式为___________。
Ⅱ、某同学欲选用如图的部分装置和药品探究的性质。
A
B
C
D
E
(3)为验证具有漂白性,应选___________装置(用字母表示)
(4)为验证具有还原性,设计装置的连接顺序为___________(用字母表示);现象为___________。
(5)上述装置中能体现具有氧化性的化学反应方程式为___________。
【答案】(1) 单质 H2SO3
(2)
(3)D
(4) ABC B中溶液褪色
(5)SO2+2H2S=3S↓+H2O
【分析】I、从图中可知A对应硫,则A为单质,Y为硫的氧化物,S元素化合价为+6价,Y为SO3,X为酸,S元素化合价为+4价,X为亚硫酸。
【详解】(1)A对应硫元素化合价为0,属于单质;X是+4价硫的含氧酸,其化学式为H2SO3;
(2)和在高温下反应生成和,反应的化学方程式为;
(3)二氧化硫可以使品红溶液褪色,为验证SO2具有漂白性,应选装置D;
(4)验证SO2具有还原性,可与氯水发生氧化还原反应,最后用氢氧化钠溶液吸收,则连接顺序为ABC;现象为B中溶液褪色;
(5)体现SO2具有氧化性,可与硫化氢溶液反应生成硫,反应方程式为SO2+2H2S=3S↓+2H2O。
28.高铁酸钠是一种能氧化、杀菌、脱色、除臭的新型高效水处理剂。
(1)电解法生产高铁酸钠的原理是:,中铁元素的化合价为___________,若生成(标准状况),转移的电子数为___________。
(2)干法制备高铁酸钠的主要反应为:,该反应中的还原剂是___________,生产1mol的高铁酸钠,需要消耗的物质的量是___________mol。
(3)其净水过程中所发生的化学反应主要为:_____Na2FeO4+________H2O→_____Fe(OH)3(胶体)+_____NaOH+_____X↑,请推测X的化学式为___________,配平该化学方程式,将化学计量数标在上式横线处。___________
【答案】(1) +6 NA
(2) 、FeSO4 3
(3) O2 4、10、4、8、3
【详解】(1)电解法生产高铁酸钠的原理是:,根据元素化合价代数和等于0,中铁元素的化合价为+6;反应中,H元素化合价由+1降低为0,若生成(标准状况),转移的电子数为;
(2)干法制备高铁酸钠的主要反应为:,中O元素化合价由-1升高为0、FeSO4中Fe元素化合价由+2升高为+6,所以还原剂是、FeSO4;根据反应方程式,生产1mol的高铁酸钠,需要消耗的物质的量是3mol。
(3)Na2FeO4中Fe元素化合价由+6降低为+3,根据氧化还原反应规律,应该有元素化合价升高,所以X为O2,氧元素化合价由-2升高为0,根据得失电子守恒,配平方程式为4Na2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8NaOH+3O2↑。
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