【期中真题】湖南省长沙市雅礼中学2022-2023学年高一上学期期中考试(11月)化学试题.zip
展开湖南省长沙市雅礼2022-2023学年高一上学期(11月)期中考试
化学试题
时量:75分钟 分值:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 O:16 Cl:35.5 C:12 Al:27 Na:23
一、选择题(本题包括10小题,共30分,每小题只有一个选项符合题意。)
1. 古典诗词远流长,包罗万象,是中华文化的瑰宝。下列诗词隐藏化学变化的是
A. 绿蚁新醅酒,红泥小火炉 B. 遥见寻沙岸,春风动草衣
C. 荷风送秋香,竹露滴清响 D. 日落山水静,为君起松声
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.绿蚁新醅酒,“新醅酒”即新酿的酒,在酿酒过程中,发生了化学变化,故A正确;
B.诗句译文为远远望去,渔夫似在寻找沙岸泊船,春风轻拂,吹动着他们的蓑衣,无新物质生成,没有发生化学变化,故B错误;
C.译文为一阵阵的晚风送来荷花的香气,露水从竹叶上滴下发出清脆的响声,诗句中无新物质生成,没有发生化学变化,故C错误;
D.译文为当红日西下,大地山川一片寂静的时候,它又自松林间吹起,响起一片松涛声,诗句中无新物质生成,没有发生化学变化,故D错误;
故选A。
2. 美国科学家用某有机分子和球形笼状分子C60制成了“纳米车”(如图所示),每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成,直径约6到9纳米。“纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是
A. C60是一种新型的化合物
B. C60与石墨互为同素异形体
C. 人们用肉眼可以清晰看到“纳米车”的运动
D. 用激光笔照射该物质,光线通过时出现明亮的光路
【答案】B
【解析】
【详解】A.C60是由一种元素组成的纯净物,属于单质,不属于化合物,A错误;
B.C60与石墨是同种元素构成的不同单质,属于同素异形体,B正确;
C.因纳米车很小,我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动,C错误;
D.每辆“纳米车”是由一个有机分子和4个C60分子构成,直径约6到9纳米,该物质分散在蒸馏水中形成的分散系才属于胶体,而该物质属于纯净物,没有丁达尔效应,D错误;
答案选B。
3. 下列说法正确的一组是
①均属于碱性氧化物
②已知氧化铝在熔融状态下能导电,则氧化铝在熔融状态下能电离
③海水、空气、胆矾、盐酸均为混合物
④苏打、碱石灰、醋酸、小苏打均为电解质
⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴、阳离子
⑥熔融的电解质都能导电
A. ①③⑤⑥ B. ②④⑤ C. ②⑤ D. ②⑤⑥
【答案】C
【解析】
【详解】①为酸性氧化物,故①错误;
②在熔融状态下能导电,说明在熔融状态下能发生电离,故②正确;
③胆矾有固定的化学组成,属于纯净物,故③错误;
④碱石灰为混合物,故④错误;
⑤部分电解质在水溶液中能电离出自由移动的阴、阳离子,故这些电解质溶液可以导电,故⑤正确;
⑥为电解质,但熔融的氯化铝不导电,故⑥错误;
综上分析②⑤正确,故答案选C。
4. 实验表明:将氯水滴加到一片蓝色石蕊试纸上,会出现如图所示的半径慢慢扩大的内外两个圆环,内环为白色,外环为浅红色,下列有关说法中不正确的是
A. 氯水和液氯成分不同
B. 此实验表明氯水有酸性、漂白性
C. 内外环上颜色的差异表明此变化过程中,盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快
D. 氯气和水的反应中水为还原剂
【答案】D
【解析】
【分析】氯水中Cl2+H2O⇌HCl+HClO,有分子:H2O、Cl2、HClO,离子:H+、Cl-、ClO-、OH-、H+有酸性,能使蓝色石蕊试纸变红;HClO有漂白性,能使变红的试纸褪色。所以将氯水滴加到一片蓝色石蕊试纸上,试纸上会出现半径慢慢扩大的内外两个圆环,且两环颜色不同,以此来解答。
【详解】A.氯水是氯气溶于水得到混合液,液氯是氯气分子,二者成分不同,故A正确;
B.由氯水的成分可知,该实验能表明氯水具有酸性、漂白性,故B正确;
C.内环呈白色外环呈浅红色,内环是HClO起漂白作用,外环是H+起作用,内外环上颜色的差异表明此变化过程中,中和反应比漂白反应快,即盐酸与指示剂的反应比氧化还原反应快,故C正确;
D.氯气和水的反应中只有氯元素化合价变化,氯气既是氧化剂也是还原剂,水不是氧化剂也不是还原剂,故D错误;
故选D。
5. 下列实验现象的描述正确的是
A. 钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成白色固体
B. 氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白色烟雾
C. 铜在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,产物溶于水,溶液呈蓝绿色
D. 铁丝在氯气中燃烧,产生红棕色烟,产物溶于水,溶液呈浅绿色
【答案】C
【解析】
【详解】A. 钠在空气中燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体过氧化钠,故A错误;
B. 氢气在氯气中燃烧,发出苍白色火焰,瓶口上方有白雾,故B错误;
C. 铜在氯气中燃烧,产生棕黄色烟,产物溶于水,氯化铜溶液呈蓝绿色,故C正确;
D. 铁丝在氯气中燃烧,产生红棕色烟,产物溶于水,氯化铁溶液呈黄色,故D错误;
答案选C。
6. 下列各组中的两物质相互反应时,若改变反应条件或反应物用量比,所发生的化学反应并不改变的是
A. Na和O2 B. 和盐酸 C. Fe和Cl2 D. NaOH和CO2
【答案】C
【解析】
【详解】A. 4Na+O2=2Na2O、2Na+O2Na2O2,所以条件不同其产物不同,A项不符合;
B. 和少量盐酸反应生成NaHCO3和氯化钠,和过量盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,B项不符合;
C. 2Fe+3Cl22FeCl3,无论氯气是否过量,二者都只生成FeCl3,C项符合;
D. NaOH和少量CO2反应生成Na2CO3,NaOH和过量CO2反应生成NaHCO3,D项不符合;
答案选C。
7. 常温下,下列各组离子在同一溶液中一定能大量共存的是
A. 盐酸溶液中:Mg2+、Na+、、
B. 烧碱溶液中:K+、、、Ba2+
C. 澄清石灰水中:Cl-、K+、、
D. KMnO4溶液中:H+、Na+、Cl-、
【答案】A
【解析】
【详解】A.盐酸溶液中:H+、Cl-、Mg2+、Na+、、相互之间不反应,能大量共存,选项A正确;
B.烧碱溶液中,OH-与、Ba2+反应生成碳酸钡和水而不能大量共存,选项B错误;
C.澄清石灰水中:Ca2+与、反应产生沉淀而不能大量共存,选项C错误;
D.KMnO4溶液中,酸性条件下高锰酸根离子将Cl-氧化生成氯气而不能大量共存,选项D错误;
答案选A。
8. LiAlH4是重要的储氢材料,可与水发生反应:LiAlH4+2H2O=LiAlO2+4H2↑。下列说法中正确的是
A. 该反应属于复分解反应
B. 还原产物与氧化产物的质量比为1:2
C. LiAlH4既是氧化剂又是还原剂
D. 氢气既氧化产物又是还原产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应中产物有单质,且有元素化合价发生变化,一定不是复分解反应,A错误;
B.该反应中LiAlH4中的H元素化合价由-1价变为0价,被氧化得到氧化产物,H2O中的H元素化合价由+1价变为0价,被还原得到还原产物,根据得失电子守恒可知还原产物与氧化产物的质量比为1:1,B错误;
C.LiAlH4中的H元素化合价由-1价变为0价,被氧化,作还原剂,C错误;
D.LiAlH4中的H元素化合价由-1价变为0价,被氧化生成H2,H2O中的H元素化合价由+1价变为0价,被还原生成H2,所以氢气既是氧化产物又是还原产物,D正确;
综上所述答案为D。
9. 下列关于钠及其化合物的叙述错误的是
A. 金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时,既有白色沉淀又有气体逸出
B. Na2O2与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物
C. 鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液可以用CaCl2溶液
D. 烧碱易潮解,一般放在小烧杯中称量
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀,所以既有白色沉淀又有气体逸出,A正确;
B.Na2O2与酸反应生成盐和水,发生的是氧化还原反应,一般还有氧气生成,所以Na2O2不是碱性氧化物,氧化钠属于碱性氧化物,B错误;
C.碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀,碳酸氢钠不反应,所以鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液可以用CaCl2溶液,C正确;
D.烧碱易潮解、具有腐蚀性,所以一般放在小烧杯中称量,D正确;答案选B。
10. 往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入2.3g钠、6.2g氧化钠、7.8g过氧化钠和4g氢氧化钠,然后各加入100mL水,搅拌,使固体完全溶解,则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是
A. 甲<乙<丙<丁 B. 丁<甲<乙=丙 C. 甲=丁<乙=丙 D. 丁<甲<乙<丙
【答案】B
【解析】
【详解】2.3g钠、6.2g氧化钠、7.8g过氧化钠和4g氢氧化钠,其物质的量均为0.1mol,钠、氧化钠、过氧化钠和水反应的方程式分别如下:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,溶液增加的质量=m(Na)-m(H2)=2.3g-0.1g=2.2g;
Na2O+H2O=2NaOH,溶液增加的质量为m(Na2O)=6.2g;
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,溶液增加的质量=m(Na2O2)-m(O2)=7.8g-0.05mol×32g/mol=6.2g;
将氢氧化钠加入水中,溶液增加的质量为氢氧化钠的质量8g;
根据钠原子守恒知,0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠溶于水所得氢氧化钠的物质的量分别为:0.1mol、0.2mol、0.2mol、0.1mol,生成氢氧化钠的质量分别为4g、8g、8g、4g,通过以上分析可知,0.1mol的钠、氧化钠、过氧化钠、氢氧化钠分别溶于水所得溶液的质量分数分别为:、、、,所以甲、乙、丙、丁的质量分数大小的顺序是:丁<甲<乙=丙。
故选B。
二、选择题(本题包括4小题,每小题4分,共16分。每小题有一个或两个选项正确。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 某离子反应涉及、、、、、六种微粒,已知反应过程中浓度变化如图所示,下列说法正确是
A. 中Cr化合价是+7价
B. 反应的氧化产物是
C. 反应过程中氧化剂与转移电子数之比为1:3
D. 随着反应的进行,溶液中的酸性逐渐减弱
【答案】BD
【解析】
【分析】由图像可知,反应过程中NO浓度逐渐减小,说明NO被氧化生成NO,则Cr2O被还原生成Cr3+,N元素化合价从+3变为+5,化合价升高2价,Cr元素化合价从+6变为+3,化合价降低3价,根据化合价升降相等配平可得:Cr2O+3NO+8H+=3NO+2Cr3++4H2O,以此解答该题。
【详解】A.Cr2O中O化合价为-2,则Cr化合价是+6价,故A错误;
B.N元素的化合价升高,被氧化,反应中氧化产物是NO,故B正确;
C.反应中Cr的化合价从+6价降低到3价,则消耗1mol Cr2O,转移电子6mol,反应过程中氧化剂与转移电子数之比为1:6,故C错误;
D.根据反应Cr2O+3NO+8H+=3NO+2Cr3++4H2O可知,随着反应的进行,溶液中的H+浓度逐渐减小,溶液中的酸性逐渐减弱,故D正确;
故选BD。
12. 如图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质。下列说法不正确的是
A. a溶液的酸性比d强
B. b、c均能用于自来水消毒
C. f露置于空气中会转化成d
D. a的浓溶液与e反应生成3个b分子,转移的电子为6个
【答案】D
【解析】
【分析】上述图中a、b、c、d、e、f为含Cl元素的物质,根据含Cl元素的物质所属类型,可知a是HCl,b是Cl2,c是ClO2,d是HClO,e可以是KClO3,f可以是NaClO,然后根据物质性质及氧化还原反应规律分析解答。
【详解】A.a是HCl,其水溶液是一元强酸,d为HClO,溶液是一元弱酸,故酸性:HCl>HClO,A正确;
B.Cl2、ClO2都具有强氧化性,能够将水中的细菌、病毒的蛋白质分子氧化而使分子结构发生改变,即蛋白质发生变性,故均能用于自来水消毒,B正确;
C.d是HClO,f为NaClO,由于酸性:H2CO3>HClO,所以将NaClO在空气中放置,会发生反应:2NaClO+CO2+H2O=Na2CO3+2HClO,故f露置于空气中会转化成d,C正确;
D.a是HCl,e是KClO3,二者混合发生反应:6HCl(浓)+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O,在反应中每反应产生3个Cl2,转移5个电子,D错误;
故合理选项是D。
13. 下列实验装置不能达到实验目的的是
A.验证Na和水反应是否为放热反应
B.证明氯化钠是电解质
C.观察的焰色试验
D.比较、的稳定性
A. A B. B C. C D. D
【答案】CD
【解析】
【详解】A.钠与水反应放热,反应放热使得大试管的密封空间内温度上升,气体膨胀,能使U型管中红墨水左低右高,则图中装置能验证反应为放热反应,故A正确;
B.氯化钠溶液可以导电,说明氯化钠是电解质,故B正确;
C.观察K的焰色反应透过蓝色的钴玻璃,不能直接观察,故C错误;
D.碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,则小试管中应该放在碳酸氢钠,故D错误;
故选CD。
14. 甲、乙、丙、丁四烧杯中分别盛有一定量NaOH溶液,向其中分别通入不同量的CO2,再向所得溶液中分别逐滴加相同浓度的稀盐酸至过量,加热溶液,甲、乙、丙、丁四烧杯中产生的CO2的质量与加入HCl的体积关系如图I-Ⅳ所示(忽略CO2的溶解和HCl的挥发):
则下列分析都正确的是
A. I图对应溶液中的溶质为NaHCO3
B. Ⅱ图a~b段生成的CO2质量与之前通入乙烧杯NaOH溶液中的CO2质量相等
C. Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3
D. Ⅳ图O-a段离子方程式为H++CO=HCO
【答案】AB
【解析】
【分析】一定量NaOH溶液中通入CO2,依次发生的反应为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+H2O +CO2=2NaHCO3,反应后的溶液中的溶质组成可能为:NaOH和Na2CO3,Na2CO3,Na2CO3和NaHCO3,NaHCO3四种情况;再向所得溶液中逐滴加稀盐酸至过量,依次发生的反应可能为:盐酸与氢氧化钠反应,盐酸与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠与盐酸反应放出二氧化碳,结合图象3分析判断。
【详解】A.I图中加入盐酸立即放出二氧化碳,则溶液中不存在氢氧化钠(H++OH-=H2O)和碳酸钠(Na2CO3 + HCl= NaCl + NaHCO3),溶液中的溶质只能为NaHCO3,NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+CO2↑,故A正确;
B.根据方程式Na2CO3 + HCl= NaCl + NaHCO3,NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+CO2↑,Ⅱ图a~b段消耗的盐酸是O-a段的2倍,说明溶液中存在Na2CO3、NaHCO3;b点溶液中只存在氯化钠,整个过程相当于氢氧化钠与盐酸恰好反应,因此生成的CO2质量与之前通入乙烧杯NaOH溶液中的CO2质量相等,故B正确;
C.根据方程式Na2CO3 + HCl= NaCl + NaHCO3,NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+CO2↑,Ⅲ图a~b段消耗的盐酸与O-a段相等,说明对应溶液中的溶质为Na2CO3,故C错误;
D.根据方程式Na2CO3 + HCl= NaCl + NaHCO3,NaHCO3 + HCl=NaCl+H2O+CO2↑,Ⅳ图a~b段消耗的盐酸是O-a段的一半,说明溶液中含有氢氧化钠和碳酸钠,因此O-a段离子方程式为H++OH-=H2O和H++CO=HCO,故D错误;
故选AB。
三、填空题(此题包括4小题,共54分,除标记的外,每空2分)
15. 空气与我们的生存息息相关。是主要的大气污染物之一,是主要的温室气体。
(1)属于酸性氧化物,下列物质中可以与其发生反应的是_______。
A. B. NaCl C. D.
(2)双碱法脱硫过程如下图所示。
①的电离方程式是_______。
②下列反应中,能用同一离子方程式表示的是_______(填序号)。
A.和稀 B.NaOH和稀
C.与稀 D.NaOH和稀盐酸
③过程Ⅰ的离子方程式是_______。
④双碱法脱硫过程中,循环利用的物质是_______(填化学式)。
(3)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的充电电池。电池的总反应为:。该电池中不能存在水,否则可能引起电池爆炸,用离子方程式表示其原因_______。
【答案】(1)AD (2) ①. Na2SO3=2Na++SO ②. BCD ③. SO2+2OH-=SO+H2O ④. NaOH
(3)2Na+2H2O=2OH-+2Na++H2↑
【解析】
【小问1详解】
二氧化硫属于酸性氧化物,能与氧化钠、水反应,分别生成亚硫酸钠、亚硫酸,与氯化钠和二氧化碳不反应,答案选AD。
【小问2详解】
①亚硫酸钠溶于水完全电离,电离方程式是Na2SO3=2Na++SO。
②A.和稀反应的离子方程式为2OH-+2CH3COOH=2CH3COO-+2H2O;
B.NaOH和稀反应的离子方程式为OH-+H+=H2O;
C.与稀反应的离子方程式为OH-+H+=H2O;
D.NaOH和稀盐酸反应的离子方程式为OH-+H+=H2O;
答案选BCD;
③过程Ⅰ是氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,反应的离子方程式是SO2+2OH-=SO+H2O。
④双碱法脱硫过程中,氢氧化钠在第一步中被消耗,第二步中又产生,所以循环利用的物质是NaOH。
【小问3详解】
该电池中不能存在水,否则可能引起电池爆炸,因为金属钠可以和水发生剧烈化学反应,产物是氢氧化钠和氢气,离子方程式为:2Na+2H2O=2OH-+2Na++H2↑。
16. 因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知能发生如下反应:。
(1)反应中_______元素被氧化(填元素名称),_______是氧化剂(填化学式);
(2)用单线桥标出电子转移方向和数目:;_______
(3)HI表现的性质是_______。
(4)根据上述反应,鉴别和NaCl。可选用物质有:①水②碘化钾③淀粉溶液④白酒⑤食醋(稀的醋酸溶液),你认为必须选用的物质有_______(填序号)。某同学把新制的氯水加到溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请写出反应的离子方程式:_______。
(5)某厂废液中,含有2%~5%的直接排放会造成污染,下列试剂能使转化为起二次污染的的是_______。
A. NaCl B. C. D. 浓
【答案】(1) ①. I ②. NaNO2
(2) (3)还原性和酸性
(4) ①. ①②⑤ ②. H2O+NO+Cl2=2H++NO+2Cl- (5)B
【解析】
【小问1详解】
反应中氮元素化合价降低,被还原,碘元素化合价个,被氧化,因此I元素被氧化,NaNO2是氧化剂;
【小问2详解】
氮元素化合价降低1价,碘元素化合价升高1价,转移2个电子,则用单线桥标出电子转移方向和数目为;
【小问3详解】
反应中碘元素化合价升高,被氧化,同时还有碘化钠生成,所以HI表现的性质是还原性和酸性。
【小问4详解】
③淀粉、④白酒与NaNO2都不反应,所以无明显现象;KI与NaNO2反应生成I2必须在酸性条件下才能反应,白醋会电离出微量的氢离子,碘化钾在水中电离出碘离子,亚硝酸钠电离出亚硝酸根与钠离子,发生氧化还原反应生成碘单质,I2使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,故①②⑤正确,某同学把新制的氯水加到溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,反应的离子方程式为H2O+NO+Cl2=2H++NO+2Cl-。
【小问5详解】
NaNO2具有氧化性,能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的物质应具有还原性,只有NH4Cl作还原剂,发生NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O,故答案为B。
17. A~H为中学化学中常见的物质,转化关系如下图所示,其中圆圈“○”内物质是化合物,方框“□”内的物质是单质,A为医学上治疗胃酸过多的一种药剂,G为淡黄色固体,C在通常状况下为无色液体。
请回答下列问题:
(1)C的化学式为_______。
(2)反应①②③④中_______(填序号)属于氧化还原反应。
(3)在反应③中,每生成1个E,该反应转移电子_______个;列举G物质的一个用途_______。
(4)检验H中阳离子的常用方法和现象:_______。
(5)写出下列反应的离子方程式:A与少量澄清石灰水反应:_______。
(6)若固体D中混有少量的A,请用化学方程式表示提纯D的方法:_______。
【答案】(1)H2O (2)②③
(3) ①. 2 ②. 供氧剂、漂白剂
(4)焰色试验;火焰呈黄色
(5)2HCO+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+CO+2H2O
(6)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
【解析】
【分析】化合物G为淡黄色固体,化合物C在通常状况下为无色液体,二者反应生成气体单质E与化合物H,则G是Na2O2,C是H2O,H为NaOH,E是O2,由反应②可知单质F为Na。根据反应④可知D中含有Na元素,A是医疗上治疗胃酸过多的一种药剂,加热分解生成水、B及含Na元素化合物D,可推知A是NaHCO3,B为CO2,D为Na2CO3,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠与水,符合转化关系,以此解答该题。
【小问1详解】
根据以上分析可知C的化学式为H2O。
【小问2详解】
在反应①②③④中,Na与氧气混合生成过氧化钠、过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气,二者都属于氧化还原反应,①④属于非氧化还原反应,故答案为:②③;
【小问3详解】
在反应③中2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,生成1mol氧气转移2mol电子。每生成1个氧气,该反应转移电子2个;G是Na2O2,可用作供氧剂、漂白剂等。
【小问4详解】
检验H中阳离子钠离子的常用方法是焰色试验,其现象是火焰呈黄色;
【小问5详解】
碳酸氢钠与少量澄清石灰水反应生成碳酸钙、碳酸钠和水,离子方程式为2HCO+2OH-+Ca2+=CaCO3↓+CO+2H2O。
【小问6详解】
由于碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则用化学方程式表示提纯碳酸钠的方法为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
18. 是一种用途广泛的盐,在潮湿的空气中放置易变质,178℃升华,190℃熔化(2.5个标准大气压下测得)。某实验小组用如图装置制备少量无水。请回答下列问题:
注意:硬质玻璃管M中铝粉。
(1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为_______。若用足量与含21.9gHCl的浓盐酸充分反应,则所得可制取无水的质量应_______13.35g(填“>”、“<”或“=”)。
(2)装置B中所盛试剂为_______。有人认为若无装置B、C,其余装置、试剂保持不变,也能于制备无水。事实证明这样做非常危险,请简述理由_______。
(3)仪器a的名称是_______,F和G装置可用一个盛有_______(填试剂名称)的干燥管来代替。
(4)实验开始时应先点燃_______处的酒精灯,待D中出现_______现象后,再点燃另一酒精灯。
【答案】(1) ①. 4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O ②. <
(2) ①. 饱和食盐水 ②. 浓盐酸挥发出的氯化氢和铝能反应生成氢气,氢气和氯气混合受热会发生爆炸
(3) ①. 分液漏斗 ②. 碱石灰
(4) ①. A ②. 充满黄绿色气体
【解析】
【分析】装置A制备氯气,装置B除去氯气中的氯化氢,装置C干燥氯气,装置D制备氯化铝,装置E收集氯化铝,装置F防止水蒸气进入E中,装置G尾气处理,结合物质的性质和问题分析解答。
【小问1详解】
浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气、水,离子反应方程式为4H++2Cl-+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O,21.9gHCl的物质的量是21.9g÷36.5g/mol=0.6mol,浓盐酸随着反应进行变稀,反应停止,生成氯气的量小于0.15mol,制取无水AlCl3的质量应小于13.35g;
【小问2详解】
装置B中盛装饱和食盐水,除去挥发的HCl,减少氯气的溶解,因浓盐酸具有挥发性,反应生成物中有水,在加热条件下变成水蒸气,所以混合气体中的成分是氯化氢、水蒸气、氯气,氯化氢和铝能反应生成氢气,氢气和氯气混合会发生爆炸;
【小问3详解】
由仪器图形可知a为分液漏斗;氯化铝为共价化合物,易水解,装置C和F中盛有浓硫酸,吸收水蒸气防止AlCl3水解,装置G用来吸收尾气,所以F和G装置可用一个盛有碱石灰的干燥管来代替。
【小问4详解】
欲制得纯净的氯化铝,需要先除去装置内的空气,则需要先加热A装置,利用生成的氯气除装置中空气,防止氧气氧化金属铝,等到D中充满氯气后,即充满黄绿色气体后,再点燃另一酒精灯。
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