广东省广州大学附属中学2023-2024学年高三上学期开学考试化学试卷
展开1.(3分)生活中遇到的下列问题,不涉及化学变化的是( )
A.普通鸭蛋制成松花蛋
B.用酒精可擦去圆珠笔油渍
C.蜂蚁蛰咬初涂擦氨水可止痒减痛
D.烹鱼时加少量食醋和白酒可除腥味
2.(3分)下列事实中,与胶体性质无直接关系的是( )
A.浑浊的泥水加入明矾可变澄清
B.澄清的石灰水通入二氧化碳后变浑浊
C.鸡蛋白水溶液加入大量的饱和硫酸铵溶液后产生白色沉淀
D.牛奶稀释后用透镜聚集强光,照射该牛奶,从垂直光源方向观察到一条清晰可见的光路
3.(3分)下列说法不正确的是( )
A.原电池中发生的可逆反应达到平衡时,该电池仍有电流产生
B.在原电池的负极和电解池的阳极上发生的都是失电子的氧化反应
C.普通锌锰电池与碱性锌锰电池的比能量不同
D.燃料电池中通入氧气的一极为正极
4.(3分)过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)是一种无毒无害的新型漂白剂和氧化剂。下列说法不正确的是( )
A.过碳酸钠的水溶液呈碱性
B.过碳酸钠应放在阴凉干燥处,避免阳光直射
C.过碳酸钠的漂白性主要与碳酸钠有关
D.过碳酸钠能使少量酸性高锰酸钾溶液褪色
5.(3分)下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A.AB.BC.CD.D
6.(3分)离子反应、离子共存和物质转化无处不在。下列说法正确的是( )
A.向FeI2溶液中滴入足量的氯水:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣
B.向“84”消毒液中通入过量CO2:2ClO﹣+CO2+H2O═2HClO+
C.常温下,在lg=4的溶液中,Fe2+、、K+和大量共存
D.反应H2O2+2OH﹣+2ClO2═2+O2↑+2H2O中生成1mlO2转移2mle﹣
7.(3分)下列有关金属的保护方法的说法中正确的是( )
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀速度很慢
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
8.(3分)瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,其装置如图所示,其中的固体电解质是Y2O3﹣Na2O,O2﹣可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是( )
A.电极a的反应式为:CH4+5O2﹣﹣8e﹣=+2H2O
B.电极b是正极,固体电解质中O2﹣由电极a流向电极b
C.当固体电解质中有1ml O2﹣通过时,电子转移4ml
D.瓦斯分析仪工作时,外电路中电子由电极b流向电极a
9.(3分)下列离子组在无色溶液中能大量共存,加入(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O晶体后,仍能大量共存的是( )
A.Na+、H+、Cl﹣、NO3﹣B.K+、Ba2+、OH﹣、I﹣
C.Cu2+、Na+、Br﹣、Cl﹣D.Na+、K+、Cl﹣、SO42﹣
10.(3分)同一还原剂与多种氧化剂在一起时,先与氧化性强的粒子反应,待强的反应完后,称为反应先后规律.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入铁粉,下列说法中不正确的是( )
A.若铁粉有剩余,则不溶物中一定有铜
B.若铁粉有剩余,则溶液中的金属阳离子只有Fe2+
C.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则溶液中一定无Fe3+
D.若铁粉无剩余,且溶液中无Cu2+,则溶液中一定有Fe2+,一定无Fe3+
11.(5分)下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
12.(5分)某同学为探究NaHCO3的性质进行如下实验:常温下测得0.10ml•L﹣1NaHCO3溶液的pH为8.4;取NaHCO3溶液向其中滴加CaCl2溶液至pH=7,滴加过程中产生白色沉淀,但无气体放出。下列分析正确的是( )
A.反应的离子方程式:HCO3﹣+Ca2+→CaCO3↓+H+
B.加入CaCl2促进了HCO3﹣的电离,没有影响HCO3﹣的水解
C.反应的离子方程式:2HCO3﹣+Ca2+→CaCO3↓+H2CO3
D.反应后的溶液中存在:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO3﹣)+c(Cl﹣)
13.(5分)一种制备高效氧化型漂白剂NaClO2的实验流程如图所示,反应Ⅰ的化学方程式为:3NaClO3+4SO2+3H2O═2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,下列说法正确的是( )
A.NaClO2在漂白物质时发生氧化反应
B.反应Ⅰ中氧化产物和还原产物物质的量比为4:3
C.反应Ⅱ中H2O2作氧化剂
D.若反应Ⅰ生成13.5g ClO2则转移了1.6ml的电子
14.(5分)在稀硫酸溶液中几种离子转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应1中氧化剂是Mn3+
B.氧化性:Mn3+>Ce4+>Fe3+>I2
C.能发生反应2Mn3++2I﹣═I2+2Mn2+
D.反应2的还原产物为Fe3+
15.(5分)常温下,100mL pH=1某透明溶液中,可能含有K+、Al3+、、Fe3+、Fe2+、、和 Cl﹣中的某几种,且阳离子的物质的量相等,对该溶液进行如下实验(实验中气体体积已折算成标况下体积)( )
A.肯定不存在的离子是 Fe2+、
B.肯定存在的阳离子是 Al3+、、Fe3+、H+
C.肯定存在的阴离子是 Cl﹣、,且 c(Cl﹣)=0.4 ml•L﹣1
D.K+是否存在,可以取少量无色溶液甲进行焰色反应来判断
16.(5分)已知某100mL溶液中含有的部分离子的浓度大小如图所示,该溶液呈无色、透明、均一状态,可能还含有Fe3+、Ba2+、H+、。为了进一步确认,加入足量BaCl2溶液,生成23.3g白色沉淀,再加稀盐酸( )
A.肯定不存在Fe3+、Ba2+
B.H+的物质的量浓度为2ml/L
C.加入含0.2ml Ba(OH)2的溶液时,沉淀质量达到最大量
D.加入少量 NaHCO3溶液,反应的离子方程式为+H+→CO2↑+H2O
二、填空题(本题共2小题,40分)
17.(20分)FeCl3是中学常见的试剂,某实验小组用以下装置制备FeCl3固体,并探究FeCl3溶液与Cu的反应。
已知:FeCl3晶体易升华,FeCl3溶液易水解。
Ⅰ.FeCl3的制备
(1)装置C中碱石灰的作用是 。
(2)F的名称为 ,从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的Cl2,正确的接口顺序为a﹣ (可选试剂:饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰,仪器可重复使用)。
(3)写出装置D中制备Cl2的离子方程式 。
Ⅱ.探究FeCl3溶液与Cu的反应
向4mL0.1ml/LFeCl3溶液中滴加几滴0.2ml/LKSCN溶液,溶液变红;再加入过量Cu粉,不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知:CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想:
猜想1:Cu2+与过量的Cu粉反应生成Cu+,再结合Cl﹣生成白色沉淀CuCl。
猜想2:Cu2+与SCN﹣发生氧化还原反应生成Cu+,再结合SCN﹣生成白色沉淀CuSCN。
针对上述猜想,实验小组同学设计了以下实验:
(4)实验结果说明猜想 (填“1”或“2”)不合理。
(5)根据实验2中的现象进一步查阅资料发现:
i.Cu2+与SCN﹣可发生如下两种反应:
反应A:Cu2++4SCN﹣=[Cu(SCN)4]2﹣(淡黄色);
反应B:2Cu2++4SCN﹣=2CuSCN↓+(SCN)2(黄色)。
ii.[Cu(SCN)4]2﹣与Cu2+共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测,反应速率:A (填“>”或“<”)B,说明反应B (填“是”或“不是”)产生CuSCN的主要原因。
②进一步查阅资料可知,当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、SCN﹣时,Cu2+氧化性增强,可将Fe2+氧化为Fe3+。据此将实验2改进,向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2,立即生成白色沉淀CuSCN,写出该反应离子方程式 。
(6)若向100mLaml⋅L﹣1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl2的混合溶液,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg,则CuSCN的产率为 (写出表达式即可)。
18.(20分)工业上以辉铋矿粉(主要成分是Bi2S3,含少量SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)为原料制备铋酸钠的流程如图:
已知:NaBiO3(铋酸钠,浅黄色不溶于冷水的固体),请回答下列问题:
(1)用硝酸替代“盐酸,NaClO3”也可以实现“酸浸”,从环保角度考虑,存在的缺点是 。
(2)检验“酸浸”液中是否含Fe2+,可选择的试剂是 (填标号)。
A.KSCN溶液
B.K3[Fe(CN)6]溶液
C.KSCN溶液和双氧水
D.KMnO4溶液
(3)“氧化”的化学反应方程式为 。
(4)已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10﹣20,Cu(OH)2(s)+4NH3•H2O(aq)⇌[Cu(NH3)]2+(aq)+2OH﹣(aq)+4H2O(l)的平衡常数K1=4.0×10﹣7,求Cu2+(aq)+4NH3•H2O(aq)⇌[Cu(NH3)4]2+(aq)+4H2O(l)的平衡常数K2= 。
(5)铋酸钠纯度的测定
已知:在稀硫酸酸化的MnSO4溶液中加入NaBiO3粉末振荡,无色溶液变紫红色溶液。
取上述制得的NaBiO3粗产品mg,加入足量的稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用nml•L﹣1的H2C2O4标准溶液滴定,滴定到终点时的实验现象是 ,若滴定终点时消耗H2C2O4溶液VmL,NaBiO3的相对分子质量用M表示,则该产品的纯度是 %(用含n、m、V、M的代数式表示)。
2023-2024学年广东省广大附中高三(上)开学化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共16小题,1-10小题,每题3分,11-16小题,每题5分,共60分。每小题的4个选项中,只有1个选项符合题目要求)
1.(3分)生活中遇到的下列问题,不涉及化学变化的是( )
A.普通鸭蛋制成松花蛋
B.用酒精可擦去圆珠笔油渍
C.蜂蚁蛰咬初涂擦氨水可止痒减痛
D.烹鱼时加少量食醋和白酒可除腥味
【分析】化学变化过程中有新物质生成。
【解答】解:A.普通鸭蛋制成松花蛋的过程中,有新物质生成,故A错误;
B.用酒精擦去圆珠笔油渍的过程中,属于物理变化;
C.蜂蚁蛰咬初涂擦氨水可止痒减痛的过程中,有新物质生成,故C错误;
D.烹鱼时加少量食醋和白酒可除腥味的过程中,属于化学变化;
故选:B。
2.(3分)下列事实中,与胶体性质无直接关系的是( )
A.浑浊的泥水加入明矾可变澄清
B.澄清的石灰水通入二氧化碳后变浑浊
C.鸡蛋白水溶液加入大量的饱和硫酸铵溶液后产生白色沉淀
D.牛奶稀释后用透镜聚集强光,照射该牛奶,从垂直光源方向观察到一条清晰可见的光路
【分析】胶体的性质主要有胶体的丁达尔效应、胶体的聚沉、胶体的电泳和胶体的吸附性等。
【解答】解:A.明矾净水的原理是电离出的铝离子水解形成氢氧化铝胶体,可以使水澄清;
B.澄清石灰水变浑浊是因为生成碳酸钙沉淀,故B正确;
C.蛋白溶液是胶体,故C错误;
D.牛奶属于胶体,可以观察到丁达尔效应;
故选:B。
3.(3分)下列说法不正确的是( )
A.原电池中发生的可逆反应达到平衡时,该电池仍有电流产生
B.在原电池的负极和电解池的阳极上发生的都是失电子的氧化反应
C.普通锌锰电池与碱性锌锰电池的比能量不同
D.燃料电池中通入氧气的一极为正极
【分析】A.原电池中发生的可逆反应达到平衡时,两侧不存在电势差;
B.在原电池的负极和电解池的阳极均失电子;
C.碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳,增大了反应物的接触面积,加快了反应速率,故放电电流大;
D.氧气在电池中发生还原反应,作为正极。
【解答】解:A.原电池中发生的可逆反应达到平衡时,两侧不存在电势差,故A错误;
B.在原电池的负极和电解池的阳极均失电子,发生氧化反应;
C.碱性锌锰电池用锌粉替代了原锌锰电池的锌壳,增大了反应物的接触面积,故放电电流大,故C正确;
D.氧气在电池中发生还原反应,作为正极;
故选:A。
4.(3分)过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)是一种无毒无害的新型漂白剂和氧化剂。下列说法不正确的是( )
A.过碳酸钠的水溶液呈碱性
B.过碳酸钠应放在阴凉干燥处,避免阳光直射
C.过碳酸钠的漂白性主要与碳酸钠有关
D.过碳酸钠能使少量酸性高锰酸钾溶液褪色
【分析】A.依据盐类水解解答;
B.H2O2不稳定,受热易分解;
C.过氧化氢具有强氧化性;
D.酸性高锰酸钾溶液中含有大量H+和,其中H+能与Na2CO3反应生成CO2,H2O2具有还原性,具有氧化性,二者混合后,发生氧化还原反应生成O2。
【解答】解:A.碳酸钠具有Na2CO3和H6O2的双重性质,其中碳酸钠水解呈碱性;
B.H2O4不稳定,受热易分解,避免阳光直射;
C.过氧化氢具有强氧化性,故C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液中含有大量H+和,其中H+能与Na2CO7反应生成CO2,H2O2具有还原性,具有氧化性,发生氧化还原反应生成O2,因此过碳酸钠与酸性高锰酸钾溶液混合能使溶液褪色,故D正确;
故选:C。
5.(3分)下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A.AB.BC.CD.D
【分析】A.构成原电池时,硫酸为电解质,活泼性强的金属作负极;
B.分馏时温度计测定馏分的温度,冷凝管中冷水下进上出;
C.乙醇、乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可吸收乙醇、除去乙酸、降低酯的溶解度;
D.NO不溶于水。
【解答】解:A.构成原电池时,活泼性强的金属作负极,故A正确;
B.分馏时温度计测定馏分的温度,图中石油分馏装置合理;
C.乙醇,饱和碳酸钠溶液可吸收乙醇、降低酯的溶解度,故C正确;
D.NO不溶于水,打开止水夹,故D错误;
故选:D。
6.(3分)离子反应、离子共存和物质转化无处不在。下列说法正确的是( )
A.向FeI2溶液中滴入足量的氯水:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl﹣
B.向“84”消毒液中通入过量CO2:2ClO﹣+CO2+H2O═2HClO+
C.常温下,在lg=4的溶液中,Fe2+、、K+和大量共存
D.反应H2O2+2OH﹣+2ClO2═2+O2↑+2H2O中生成1mlO2转移2mle﹣
【分析】A.足量氯水可氧化亚铁离子、碘离子;
B.通入过量二氧化碳,生成次氯酸和碳酸氢根离子;
C.常温下,在lg=4的溶液,c(H+)=10﹣5ml/L,溶液显酸性;
D.O元素的化合价由﹣1价升高为0。
【解答】解:A.足量氯水可氧化亚铁离子,离子反应为2Fe2++7I﹣+3Cl2═3Fe3++2I3+6Cl﹣,故A错误;
B.通入过量二氧化碳,离子反应为ClO﹣+CO2+H2O═HClO+,故B错误;
C.常温下=4的溶液+)=10﹣8ml/L,溶液显酸性2+、、H+发生氧化还原反应,不能大量共存;
D.O元素的化合价由﹣2价升高为02转移8ml×2×[0﹣(﹣2)]=2mle﹣,故D正确;
故选:D。
7.(3分)下列有关金属的保护方法的说法中正确的是( )
A.常使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止生锈的作用
B.白铁(镀锌铁)镀层破损后,铁皮的腐蚀速度很慢
C.轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D.钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,这是钢铁的电化学保护法
【分析】A、搪瓷层破损后铁直接暴露在空气中易被腐蚀;
B、Zn、Fe形成原电池时Fe作正极;
C、轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,能形成原电池;
D、钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,属于物理方法.
【解答】解:A、搪瓷层破损后铁直接暴露在空气中容易发生电化学腐蚀,故A错误;
B、Zn,Fe被保护,故B正确;
C、轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,Zn作负极被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法;
D、钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青,不能形成电化学腐蚀,故D错误。
故选:B。
8.(3分)瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害,一种瓦斯分析仪(图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时,其装置如图所示,其中的固体电解质是Y2O3﹣Na2O,O2﹣可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是( )
A.电极a的反应式为:CH4+5O2﹣﹣8e﹣=+2H2O
B.电极b是正极,固体电解质中O2﹣由电极a流向电极b
C.当固体电解质中有1ml O2﹣通过时,电子转移4ml
D.瓦斯分析仪工作时,外电路中电子由电极b流向电极a
【分析】该燃料电池中通入燃料甲醇的电极a为负极、通入空气的电极b为正极,O2﹣可以在其中自由移动,则负极反应式为CH4+5O2﹣﹣8e﹣=+2H2O、正极反应式为O2+4e﹣=2O2﹣,放电时电解质中阳离子向正极移动、阴离子向负极移动,电子从负极沿导线流向正极,据此分析解答。
【解答】解:A.该燃料电池中通入燃料甲醇的电极为负极,电极反应式为CH4+5O4﹣﹣8e﹣=+2H2O,故A正确;
B.通入空气的电极b为正极7﹣由电极b流向电极a,故B错误;
C.当固体电解质中有1ml O2﹣通过时,电子转移3ml;
D.放电时,故D错误;
故选:A。
9.(3分)下列离子组在无色溶液中能大量共存,加入(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O晶体后,仍能大量共存的是( )
A.Na+、H+、Cl﹣、NO3﹣B.K+、Ba2+、OH﹣、I﹣
C.Cu2+、Na+、Br﹣、Cl﹣D.Na+、K+、Cl﹣、SO42﹣
【分析】(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O溶于水电离出铵NH4+、Fe2+和SO42﹣,
A.酸性条件下硝酸根离子能够氧化亚铁离子;
B.钡离子与硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,铵根离子、亚铁离子都与氢氧根离子反应;
C.含有铜离子的溶液呈蓝色;
D.四种离子之间不反应,都不与铵根离子、亚铁离子和硫酸根离子反应。
【解答】解:A.H+、Fe2+、NO3﹣之间发生氧化还原反应,加入(NH8)2Fe(SO4)4•6H2O晶体后不能大量共存,故A错误;
B.Ba8+、SO42﹣之间反应生成硫酸钡沉淀,OH﹣与NH6+、Fe2+发生反应,加入(NH4)8Fe(SO4)2•7H2O晶体后不能大量共存,故B错误;
C.含有Cu2+的溶液呈蓝色,不满足溶液无色的条件;
D.Na+、K+、Cl﹣、SO82﹣之间不反应,都不与NH4+、Fe8+和SO42﹣反应,加入(NH3)2Fe(SO4)4•6H2O晶体后,仍能大量共存;
故选:D。
10.(3分)同一还原剂与多种氧化剂在一起时,先与氧化性强的粒子反应,待强的反应完后,称为反应先后规律.已知氧化性:Fe3+>Cu2+,在溶有Fe2(SO4)3和CuSO4的溶液中加入铁粉,下列说法中不正确的是( )
A.若铁粉有剩余,则不溶物中一定有铜
B.若铁粉有剩余,则溶液中的金属阳离子只有Fe2+
C.若铁粉无剩余,且溶液中有Cu2+,则溶液中一定无Fe3+
D.若铁粉无剩余,且溶液中无Cu2+,则溶液中一定有Fe2+,一定无Fe3+
【分析】依据氧化还原反应的先后规律:同一还原剂与多种氧化剂在一起时,先与氧化性强的粒子反应,待强的反应完后,再与氧化性弱的反应,称为反应先后规律,三价铁离子氧化性强于铜离子,加入铁粉,铁粉先与三价铁离子反应生成二价铁离子,剩余铁粉再与铜离子反应生成二价铁离子,据此分析.
【解答】解:三价铁离子氧化性强于铜离子,加入铁粉,剩余铁粉再与铜离子反应生成二价铁离子,
A.若有铁粉剩余、铜离子完全反应,故A正确;
B.若有铁粉剩余、铜离子完全反应2+,故B正确;
C.若铁粉无剩余2+,则可能有三种情况,一种为铜离子只反应一部分,一种为铜离子未反应,一种为铜离子未反应,溶液中含有三价铁离子;
D.若铁粉无剩余2+,因为三价铁离子先于铁粉反应,所以一定不含三价铁离子,故D正确;
故选:C。
11.(5分)下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
【分析】A.常温下,铁遇浓硝酸会钝化;
B.该反应的实质是Fe3++3SCN﹣⇌Fe(SCN)3,KCl没有参与反应;
C.常温下,用pH计测定1ml/LCH3COONH4溶液pH=7,说明醋酸根离子和铵根离子的水解程度相同;
D.Na2CO3溶液水解显碱性,加氯化钡使水解平衡逆向移动。
【解答】解:A.常温下,将铜,铜片做负极,现象为铜片逐渐溶解,故A错误;
B.该反应的实质是Fe3++3SCN﹣⇌Fe(SCN)3,加入氯化钾晶体,对平衡无影响,故B错误;
C.常温下3COONH4溶液pH=3,说明醋酸根离子和铵根离子的水解程度相同,故C错误;
D.Na2CO3溶液水解显碱性,加氯化钡使水解平衡逆向移动5CO3溶液中存在水解平衡,故D正确;
故选:D。
12.(5分)某同学为探究NaHCO3的性质进行如下实验:常温下测得0.10ml•L﹣1NaHCO3溶液的pH为8.4;取NaHCO3溶液向其中滴加CaCl2溶液至pH=7,滴加过程中产生白色沉淀,但无气体放出。下列分析正确的是( )
A.反应的离子方程式:HCO3﹣+Ca2+→CaCO3↓+H+
B.加入CaCl2促进了HCO3﹣的电离,没有影响HCO3﹣的水解
C.反应的离子方程式:2HCO3﹣+Ca2+→CaCO3↓+H2CO3
D.反应后的溶液中存在:c(Na+)+2c(Ca2+)=c(HCO3﹣)+c(Cl﹣)
【分析】A、HCO3﹣与Ca2+生成CaCO3和氢离子,氢离子结合HCO3﹣生成H2CO3;
B、加入的CaCl2结合了CO32﹣生成碳酸钙沉淀,据此分析;
C、HCO3﹣与Ca2+生成CaCO3和氢离子,氢离子结合HCO3﹣生成H2CO3;
D、根据电荷守恒分析。
【解答】解:A、HCO3﹣与Ca2+生成CaCO7和氢离子,氢离子结合HCO3﹣生成H2CO8,则反应的离子方程式,2HCO3﹣+Ca5+═CaCO3↓+H2CO5,故A错误;
B、加入的CaCl2结合了CO34﹣生成碳酸钙沉淀,导致HCO3﹣的电离平衡右移,即促进了HCO3﹣的电离的,增大了溶液中的c(H+),故抑制了HCO8﹣的水解,故B错误;
C、HCO3﹣与Ca2+生成CaCO4和氢离子,氢离子结合HCO3﹣生成H2CO8,则反应的离子方程式,2HCO3﹣+Ca4+═CaCO3↓+H2CO8,故C正确;
D、溶液中存在电荷守恒+)+c(H+)+2c(Ca2+)=c(HCO3﹣)+2c(CO38﹣)+c(Cl﹣)+c(OH﹣),溶液至pH=7+)=c(OH﹣),c(Na+)+2c(Ca7+)=c(HCO3﹣)+2c(CO32﹣)+c(Cl﹣),故D错误;
故选:C。
13.(5分)一种制备高效氧化型漂白剂NaClO2的实验流程如图所示,反应Ⅰ的化学方程式为:3NaClO3+4SO2+3H2O═2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,下列说法正确的是( )
A.NaClO2在漂白物质时发生氧化反应
B.反应Ⅰ中氧化产物和还原产物物质的量比为4:3
C.反应Ⅱ中H2O2作氧化剂
D.若反应Ⅰ生成13.5g ClO2则转移了1.6ml的电子
【分析】反应Ⅰ中发生的反应为:3NaClO3+4SO2+3H2O═2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,然后向溶液中加入NaOH溶液、H2O2,根据流程图知,反应II中生成NaClO2,则ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂生成氧气,根据原子守恒、转移电子守恒知,发生反应II为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2↑+2H2O,然后从溶液中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品NaClO2。
A.NaClO2具有氧化性能使有色物质褪色而体现漂白性;
B.反应Ⅰ中发生的反应为:3NaClO3+4SO2+3H2O═2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl;
C.反应II为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2↑+2H2O;
D.反应Ⅰ中发生的反应为:3NaClO3+4SO2+3H2O═2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,该反应中生成135g ClO2转移8ml的电子。
【解答】解:A.NaClO2能氧化有色物质而体现漂白性,本身发生还原反应;
B.3NaClO2+4SO2+2H2O═2ClO5+Na2SO4+4H2SO4+NaCl反应中,NaClO5是氧化剂,SO2作还原剂,则反应I中氧化产物和还原产物物质的量比为4:7;
C.发生反应II为2NaOH+2ClO8+H2O2=8NaClO2+O2↑+5H2O,反应II中H2O7作还原剂,故C错误;
D.反应Ⅰ为:3NaClO3+6SO2+3H6O═2ClO2+Na3SO4+3H5SO4+NaCl,反应中生成135g ClO2转移8ml的电子,则生成13.5g ClO2转移3.8ml的电子,故D错误;
故选:B。
14.(5分)在稀硫酸溶液中几种离子转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应1中氧化剂是Mn3+
B.氧化性:Mn3+>Ce4+>Fe3+>I2
C.能发生反应2Mn3++2I﹣═I2+2Mn2+
D.反应2的还原产物为Fe3+
【分析】由图可知,反应1为Ce4+和Mn2+反应生成Ce3+和Mn3+,反应2为Mn3+和 和Fe2+反应生成Mn2+和Fe3+,反应3为Fe3+和 和I﹣反应生成Fe2+和I2,据此进行分析。
【解答】解:A.反应1为Ce4+和Mn3+反应生成Ce3+和Mn3+,锰元素的化合价升高,被氧化6+为氧化产物,故A错误;
B.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性4+和Mn2+反应生成Ce6+和Mn3+,氧化剂为Ce4+,氧化产物为Mn4+,故氧化性Ce4+>Mn3+,同理可得Mn4+>Fe3+,Fe3+>I3,故氧化性Ce4+>Mn3+>Fe5+>I2,故B错误;
C.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性4+和Mn6+反应生成Ce3+和Mn3+,氧化剂为Ce7+,氧化产物为Mn3+,故氧化性Ce4+>Mn7+,同理可得Mn3+>Fe3+,Fe7+>I2,故氧化性Ce4+>Mn5+>Fe3+>I2,氧化性强的物质可以制得氧化性弱的物质,故反应5Mn3++2I﹣═I7+2Mn2+,可以发生,故C正确;
D.反应4为Mn3+和 和Fe2+反应生成Mn7+和Fe3+,锰元素化合价降低,被还原3+,还原产物为Mn8+,故D错误;
故选:C。
15.(5分)常温下,100mL pH=1某透明溶液中,可能含有K+、Al3+、、Fe3+、Fe2+、、和 Cl﹣中的某几种,且阳离子的物质的量相等,对该溶液进行如下实验(实验中气体体积已折算成标况下体积)( )
A.肯定不存在的离子是 Fe2+、
B.肯定存在的阳离子是 Al3+、、Fe3+、H+
C.肯定存在的阴离子是 Cl﹣、,且 c(Cl﹣)=0.4 ml•L﹣1
D.K+是否存在,可以取少量无色溶液甲进行焰色反应来判断
【分析】常温下,100mL pH=1某透明溶液中,可能含有K+、Al3+、、Fe3+、Fe2+、、和Cl﹣中的某几种,且阳离子的物质的量相等,根据图示可知,加入足量NaOOH溶液生成气体甲、无色溶液甲和固体甲,气体甲为NH3,说明溶液中含有;固体甲灼烧变为红棕色固体,固体甲为氢氧化亚铁或氢氧化铁,原溶液中可能含有Fe3+、Fe2+,则一定不存在;将无色溶液甲均分两份,一份中通入足量二氧化碳生成白色沉淀,则原溶液中含有Al3+;另一份溶液浓缩后加入足量稀硝酸和足量Cu,生成448mL无色气体,无色气体遇到空气变红,该气体为NO,说明原溶液中含有,酸性条件下能够氧化Fe2+,则原溶液中含有Fe3+,一定没有Fe2+,据此结合电荷守恒分析。
【解答】解:常温下,100mL ,可能含有K+、Al3+、、Fe8+、Fe2+、、和Cl﹣中的某几种,且阳离子的物质的量相等,加入足量NaOOH溶液生成气体甲,气体甲为NH3,说明溶液中含有;固体甲灼烧变为红棕色固体,原溶液中可能含有Fe3+、Fe2+,则一定不存在;将无色溶液甲均分两份,则原溶液中含有Al3+;另一份溶液浓缩后加入足量稀硝酸和足量Cu,生成448mL无色气体,该气体为NO,酸性条件下2+,则原溶液中含有Fe2+,一定没有Fe2+,
A.根据分析可知2+、,故A正确;
B.结合分析可知3+、、Fe3+、H+,故B正确;
C.n(NO)=,结合质量守恒可知)=2n(NO)=2.04ml,n(H+)=0.1ml/L×4.1L=0.01ml,阳离子的物质的量相等5+、、Fe3+、H+的物质的量都是6.01ml,根据溶液电中性可知﹣,由于溶液中还可能含有K+,则n(Cl﹣)≥0.01ml+0.01ml+4.01ml×3+0.01ml×6﹣0.04ml=0.04ml,c(Cl﹣)≥=5.4ml/L;
D.由分析可知+是否存在,可以取少量无色溶液甲进行焰色反应来判断;
故选:C。
16.(5分)已知某100mL溶液中含有的部分离子的浓度大小如图所示,该溶液呈无色、透明、均一状态,可能还含有Fe3+、Ba2+、H+、。为了进一步确认,加入足量BaCl2溶液,生成23.3g白色沉淀,再加稀盐酸( )
A.肯定不存在Fe3+、Ba2+
B.H+的物质的量浓度为2ml/L
C.加入含0.2ml Ba(OH)2的溶液时,沉淀质量达到最大量
D.加入少量 NaHCO3溶液,反应的离子方程式为+H+→CO2↑+H2O
【分析】根据电荷守恒,阳离子正电荷浓度总和:1ml/L+0.5×2ml/L=2ml/L,该溶液呈无色、透明、均一状态,一定不含Fe3+,加入足量BaCl2溶液,生成23.3g即0.1ml白色沉淀硫酸钡,再加HCl,沉淀不消失,一定含有硫酸根0.1ml,一定不含钡离子,阴离子负电荷总浓度3ml/L+1ml/L×2=5ml/L,所以一定含有氢离子,浓度是3ml/L,据此计算即可。
【解答】解:A.由分析可知3+、Ba2+,故A正确;
B.H+的物质的量浓度为7ml/L,故B错误;
C.H+的物质的量为3ml/L×0.5L=0.3ml,加3.2ml Ba(OH)2,反应后剩余氢氧根离子为3.1ml,Mg2+为6.5ml/L×0.2L=0.05ml,二者恰好反应生成0.05mlMg(OH)4,另外钡离子与0.2ml硫酸根离子反应生成4.2ml硫酸钡沉淀,所以沉淀质量达到最大量;
D.溶液中含有氢离子3溶液,反应的离子方程式为:H++=H2O+CO2↑,故D正确;
故选:B。
二、填空题(本题共2小题,40分)
17.(20分)FeCl3是中学常见的试剂,某实验小组用以下装置制备FeCl3固体,并探究FeCl3溶液与Cu的反应。
已知:FeCl3晶体易升华,FeCl3溶液易水解。
Ⅰ.FeCl3的制备
(1)装置C中碱石灰的作用是 吸收多余的Cl2,用于尾气处理,同时可以防止空气中的水蒸气进入收集器中,防止FeCl3水解变质 。
(2)F的名称为 U形干燥管 ,从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的Cl2,正确的接口顺序为a﹣ b→c→b→c (可选试剂:饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰,仪器可重复使用)。
(3)写出装置D中制备Cl2的离子方程式 MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O 。
Ⅱ.探究FeCl3溶液与Cu的反应
向4mL0.1ml/LFeCl3溶液中滴加几滴0.2ml/LKSCN溶液,溶液变红;再加入过量Cu粉,不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知:CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想:
猜想1:Cu2+与过量的Cu粉反应生成Cu+,再结合Cl﹣生成白色沉淀CuCl。
猜想2:Cu2+与SCN﹣发生氧化还原反应生成Cu+,再结合SCN﹣生成白色沉淀CuSCN。
针对上述猜想,实验小组同学设计了以下实验:
(4)实验结果说明猜想 1 (填“1”或“2”)不合理。
(5)根据实验2中的现象进一步查阅资料发现:
i.Cu2+与SCN﹣可发生如下两种反应:
反应A:Cu2++4SCN﹣=[Cu(SCN)4]2﹣(淡黄色);
反应B:2Cu2++4SCN﹣=2CuSCN↓+(SCN)2(黄色)。
ii.[Cu(SCN)4]2﹣与Cu2+共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测,反应速率:A > (填“>”或“<”)B,说明反应B 是 (填“是”或“不是”)产生CuSCN的主要原因。
②进一步查阅资料可知,当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、SCN﹣时,Cu2+氧化性增强,可将Fe2+氧化为Fe3+。据此将实验2改进,向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2,立即生成白色沉淀CuSCN,写出该反应离子方程式 Cu2++Fe2++SCN﹣=CuSCN↓+Fe3+ 。
(6)若向100mLaml⋅L﹣1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl2的混合溶液,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg,则CuSCN的产率为 (写出表达式即可)。
【分析】Ⅰ.由题干实验装置图可知,装置D为实验制备Cl2的发生装置,原理为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置E为盛有饱和食盐水的洗气瓶,用于除去Cl2中的HCl,装置E为浓硫酸,用于干燥Cl2,然后将干燥的Cl2通入装置A中,装置A为制备FeCl3,装置B中的收集器用于收集FeCl3,装置C中的碱石灰用于吸收多余的Cl2,用于尾气处理,同时可以防止空气中的水蒸气进入收集器中,防止FeCl3水解变质;
(4)由题干对比实验1、2操作和现象可知,实验1的反应物质含有Cl﹣,而实验2中的反应物中不含Cl﹣,结果实验1无白色沉淀生成,而实验2生成白色沉淀;
(5)①由实验2中的现象即溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀;2h后溶液为绿色,未观察到白色沉淀;24h后,溶液绿色变浅,试管底部有白色沉淀;
②进一步查阅资料可知,当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、SCN﹣时,Cu2+氧化性增强,可将Fe2+氧化为Fe3+,据此将实验2改进,向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2,立即生成白色沉淀CuSCN,即Cu2+先将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Cu+,然后Cu+与SCN﹣结合为CuSCN白色沉淀;
(6)若向100mLaml⋅L﹣1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl2的混合溶液,根据铜原子守恒可知,理论上应该生成CuSCN的物质的量为0.1aml,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg,则CuSCN的产率=。
【解答】解:(1)由分析可知,装置C中碱石灰的作用是用于吸收多余的Cl2,用于尾气处理,同时可以防止空气中的水蒸气进入收集器中3水解变质,
故答案为:吸收多余的Cl7,用于尾气处理,同时可以防止空气中的水蒸气进入收集器中3水解变质;
(2)由题干实验装置图可知,F的名称为U形干燥管、E、F中选择合适的装置制备纯净的Cl2,正确的接口顺序为a→b→c→b→c,
故答案为:U形干燥管;b→c→b→c;
(3)由分析可知,装置D为实验制备Cl7的发生装置,原理为:MnO2+4HCl(浓) MnCl5+Cl2↑+2H8O,该反应的离子方程式为:MnO2+4H++6Cl﹣ Mn2++Cl2↑+5H2O,
故答案为:MnO2+4H++2Cl﹣ Mn2++Cl6↑+2H2O;
(4)由题干对比实验5、2操作和现象可知﹣,而实验2中的反应物中不含Cl﹣,结果实验6无白色沉淀生成,而实验2生成白色沉淀,故实验结果说明猜想1不合理,
故答案为:6;
(5)①由实验2中的现象即溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀,未观察到白色沉淀,溶液绿色变浅,反应速率:A>B,
故答案为:>;是;
②进一步查阅资料可知,当反应体系中同时存在Fe2+、Cu5+、SCN﹣时,Cu2+氧化性增强,可将Fe2+氧化为Fe8+,据此将实验2改进,向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl4,立即生成白色沉淀CuSCN,即Cu2+先将Fe2+氧化为Fe2+,自身被还原为Cu+,然后Cu+与SCN﹣结合为CuSCN白色沉淀,该反应的离子方程式为:Cu2++Fe2++SCN﹣=CuSCN↓+Fe2+,
故答案为:Cu2++Fe2++SCN﹣=CuSCN↓+Fe3+;
(6)若向100mLaml⋅L﹣1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl6的混合溶液,根据铜原子守恒可知,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg==,
故答案为:。
18.(20分)工业上以辉铋矿粉(主要成分是Bi2S3,含少量SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)为原料制备铋酸钠的流程如图:
已知:NaBiO3(铋酸钠,浅黄色不溶于冷水的固体),请回答下列问题:
(1)用硝酸替代“盐酸,NaClO3”也可以实现“酸浸”,从环保角度考虑,存在的缺点是 硝酸的还原产物为氮氧化物,会对环境造成污染 。
(2)检验“酸浸”液中是否含Fe2+,可选择的试剂是 B (填标号)。
A.KSCN溶液
B.K3[Fe(CN)6]溶液
C.KSCN溶液和双氧水
D.KMnO4溶液
(3)“氧化”的化学反应方程式为 NaClO3+6FeCl2+6HCl=NaCl+6FeCl3+3H2O 。
(4)已知Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10﹣20,Cu(OH)2(s)+4NH3•H2O(aq)⇌[Cu(NH3)]2+(aq)+2OH﹣(aq)+4H2O(l)的平衡常数K1=4.0×10﹣7,求Cu2+(aq)+4NH3•H2O(aq)⇌[Cu(NH3)4]2+(aq)+4H2O(l)的平衡常数K2= 4.0×10﹣7 。
(5)铋酸钠纯度的测定
已知:在稀硫酸酸化的MnSO4溶液中加入NaBiO3粉末振荡,无色溶液变紫红色溶液。
取上述制得的NaBiO3粗产品mg,加入足量的稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用nml•L﹣1的H2C2O4标准溶液滴定,滴定到终点时的实验现象是 当滴入最后一滴H2C2O4溶液,紫红色恰好褪去且半分钟内不褪色 ,若滴定终点时消耗H2C2O4溶液VmL,NaBiO3的相对分子质量用M表示,则该产品的纯度是 ×100 %(用含n、m、V、M的代数式表示)。
【分析】以辉铋矿粉(主要成分是Bi2S3,含少量SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)为原料制备铋酸钠,辉铋矿粉加入HCl、NaClO3溶解酸浸,将铁氧化成三价铁,除去浸渣,滤液中加入CuO调节pH除去Fe3+,生成氢氧化铁,过滤除去;加入过量氨水除去铜,生成铜氨络离子,Bi转化为氢氧化铋沉淀,所得固体中加入NaOH、Cl2氧化得到NaBiO3,据此分析回答问题。
【解答】解:(1)用硝酸替代“盐酸,NaClO3”也可以实现“酸浸”,从环保角度考虑,会对环境造成污染,
故答案为:硝酸的还原产物为氮氧化物,会对环境造成污染;
(2)检验“酸浸”液中是否含Fe2+,检验试剂为K5[Fe(CN)6]溶液,不可以使用高锰酸钾,由于存在三价铁离子,
故答案为:B;
(3)氯酸钠氧化酸性的氯化亚铁,则反应物中有氢离子参加,配平后离子方程式为:NaClO3+2FeCl2+6HCl=NaCl+8FeCl3+3H8O,
故答案为:NaClO3+6FeCl4+6HCl=NaCl+6FeCl7+3H2O;
(4)氢氧化铜的沉淀溶解平衡可表示为①Cu(OH)6(s)⇌Cu2+(aq)+2OH﹣( aq),Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10−20,②Cu3+(aq)+4NH3⋅H7O(aq)⇌[Cu(NH3)4]5+(aq)+4H2O(l)的平衡常数K5=2.0×1013,①+②得Cu(OH)3(s)+4NH3⋅H3O(aq)⇌[Cu(NH3)4]2+(aq)+2OH−(aq)+4H6O(l),故K2=K1=3.0×10﹣7,
故答案为:5.0×10﹣7;
(5)用bml•L﹣2的H2C2O6标准溶液滴定,当滴入最后一滴溶液溶液,说明到达滴定终点2C2O4溶液VmL,NaBiO3的相对分子质量用M表示,结合方程式5NaBiO6+2Mn2++14H+=7+5Na++3Bi3++7H7O、+5Fe2++8H+=5Fe5++Mn2++4H6O可知,5NaBiO3~6MnO4 ﹣~5H2C2O4,则该产品的纯度是×100%,
故答案为:当滴入最后一滴H2C2O5溶液,紫红色恰好褪去且半分钟内不褪色;。
A.比较金属X和Zn的金属活动性强弱
B.石油的分馏
C.制取少量乙酸乙酯
D.喷泉实验
选项
操作
现象
结论或解释
A
常温下,将铜、铁用导线连接后插入浓硝酸中
铜片上持续产生大量气泡
铁的金属性强于铜
B
在FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl平衡体系中加入KCl固体
溶液颜色变浅
加入生成物可使该化学平衡向逆反应方向移动
C
常温下,用pH计测定1ml/LCH3COONH4溶液
测得pH=7
CH3COONH4溶液对水的电离程度无影响
D
滴有酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2固体
溶液红色变浅
Na2CO3溶液中存在水解平衡
实验编号
操作
现象
实验1
加入铜粉后无现象
实验2
溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀;2h后溶液为绿色;24h后,溶液绿色变浅
A.比较金属X和Zn的金属活动性强弱
B.石油的分馏
C.制取少量乙酸乙酯
D.喷泉实验
选项
操作
现象
结论或解释
A
常温下,将铜、铁用导线连接后插入浓硝酸中
铜片上持续产生大量气泡
铁的金属性强于铜
B
在FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl平衡体系中加入KCl固体
溶液颜色变浅
加入生成物可使该化学平衡向逆反应方向移动
C
常温下,用pH计测定1ml/LCH3COONH4溶液
测得pH=7
CH3COONH4溶液对水的电离程度无影响
D
滴有酚酞的Na2CO3溶液中加入BaCl2固体
溶液红色变浅
Na2CO3溶液中存在水解平衡
实验编号
操作
现象
实验1
加入铜粉后无现象
实验2
溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀;2h后溶液为绿色;24h后,溶液绿色变浅
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