陕西省商洛市洛南中学2023-2024学年+高一上学期期末化学模拟试卷
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这是一份陕西省商洛市洛南中学2023-2024学年+高一上学期期末化学模拟试卷,共19页。
A.大量使用含丙烷、二甲醚等辅助成分的“空气清新剂”,会对环境造成新的污染
B.制造普通玻璃的原料为石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和纯碱
C.高锰酸钾溶液、酒精、双氧水能杀菌消毒,都利用了强氧化性
D.“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”文中的气”是指乙烯
2.(3分)2007年中国发射的“嫦娥一号”绕月探测卫星探测月球发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可以作为未来核聚变的重要原料之一.关于氦的该种同位素的说法不正确的( )
A.氦的该种同位素应表示为:23He
B.该种氦原子比4He少1个中子
C.该种氦原子聚变后可能产生一种质子数比氦的质子数更多的原子
D.氦原子的核外电子数比质子数多1个
3.(3分)下列说法中正确的是( )
A.1mlH2SO4的质量为98g•ml﹣1
B.SO2的摩尔质量为64g•ml﹣1
C.SO2的摩尔质量与SO2的相对分子质量相等
D.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
4.(3分)下列说法正确的是( )
A.第84号元素位于第六周期第ⅥA族
B.H2O和D2O互为同素异形体
C. 3478Se和 3480Se分别含44个和46个质子
D.氯化铵的电子式为
5.(3分)下列实验操作或装置错误的是( )
A. 蒸馏
B. 过滤
C. 萃取
D. 转移溶液
6.(3分)按照物质的组成和性质进行分类,HNO3应属于( )
①酸②氧化物③无氧酸④挥发性酸⑤化合物⑥混合物⑦纯净物⑧一元酸.
A.①④⑤⑦⑧B.②③④⑤C.③④⑤⑦D.②⑤⑥⑦⑧
7.(3分)下列电离方程式书写错误的是( )
A.Na2CO3=2Na++CO32−
B.NaHSO4=Na++H++SO42−
C.H2SO4=H++SO42−
D.KClO3=K++ClO3−
8.(3分)下列各氧化还原反应的化学方程式表示的电子转移情况正确的是( )
A.
B.
C.
D.
9.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.NH4Cl溶液与NaOH溶液混合混和:OH﹣+NH4++Cl﹣=NH3•H2O+Cl﹣
B.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+=Cu2++H2↑
C.稀硫酸与氢氧化钡溶液混和:H++SO42−+Ba2++OH﹣=BaSO4↓+H2O
D.过量氯气通入溴化亚铁溶液中:3Cl2+4Br﹣+2Fe2+=2Br2+2Fe3++6Cl﹣
10.(3分)下列变化需要加入适当的氧化剂才能完成的是( )
A.Cl2→ClO﹣B.Fe→FeCl2C.H2SO4→SO2D.NO2→HNO3
11.(3分)如图是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高价之和为8.下列分析正确的是( )
A.X是半导体材料
B.Y的最高价氧化物的水化物是弱碱
C.Z没有负价
D.W的最高价氧化物的水化物是强酸
12.(3分)将30mL、0.5ml/L的Na2SO4溶液,稀释成500mL,则所得溶液的物质的量浓度为( )
A.0.3ml/LB.0.03ml/LC.0.15ml/LD.0.05ml/L
13.(3分)阿伏加德罗常数约为6.02×1023ml﹣1,下列叙述正确的是( )
A.4g重水(D2O)中所含中子数为0.2×6.02×1023
B.32g含有少量臭氧的氧气中,共含有氧原子1.204×1024
C.4.48LH2和O2的混合气体中所含分子数为0.2×6.02×1023
D.0.1mlNa2O2溶解于足量的水中,转移电子数为0.2×6.02×1023
14.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.Na与CuSO4溶液的反应:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
B.澄清石灰水与过量NaHCO3溶液反应:2HCO3−+Ca2++2OH﹣=CaCO3↓+H2O+CO32−
C.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合:Cu2++2OH﹣=Cu(OH)2↓
D.硝酸银溶度与氯化钠溶液混合:AgNO3+Cl﹣=AgCl↓+NO3−
15.(3分)有氧化镁、氧化铝粉末18.2g将它溶于500mL 4ml/L的盐酸里,若要使沉淀的质量达到最大值,则需加入2ml/L的氢氧化钠溶液的体积为( )
A.100mLB.500mLC.1000mLD.1500mL
二.填空题(共4小题,满分55分)
16.(15分)(1)现有以下物质:①NaCl晶体 ②液态HCl ③NH3 ④熔融KCl ⑤蔗糖 ⑥铜 ⑦CO2 ⑧稀硫酸 ⑨KOH固体
①以上物质中能导电的是 (填序号,下同);
②以上物质中属于电解质的是 ,属于非电解质的是 ;
(2)浓硫酸具有A﹣D所示的性质,以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将选项字母填在下列各小题的括号内:
A.强酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性
①浓硫酸使蓝色的胆矾晶体变白色 ;
②浓硫酸使木条变黑 ;
③热的浓硫酸与铜片反应 ;
(3)下列三组物质中,均有一种物质的类别与其它三种不同
A.MgO、Na2O、CO2、CuO
B.HCl、H2O、H2SO4、HNO3
C.NaOH、CaCO3、KOH、Cu(OH)2
三种物质依次是(填化学式):A 、B 、C ;这三种物质相互作用可生成一种新物质,这种新物质与盐酸反应的离子方程式为 .
17.(15分)甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe,M=204g•ml﹣1]是一种补铁强化剂,广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某化学兴趣小组在实验室利用 FeCO3与甘氨酸(NH2CH2COOH)制备甘氨酸亚铁,有关物质性质如下表所示:
实验过程如下:
Ⅰ.制备 FeCO3:
实验小组将足量的废铁屑和 500mL 1.0ml•L﹣1稀硫酸反应,再与200mL 1.0ml•L﹣1NH4HCO3溶液充分混合,装置如图所示,反应结束后过滤并洗涤沉淀。
(1)装置丙中发生反应的离子方程式为 。
(2)部分实验操作过程如下,请按正确操作顺序填入字母:
搭建装置并检查装置气密性→在各个装置中加入试剂→ → → →观察到装置丁中有大量气泡冒出→ →待装置甲中液体完全流下→ → →开动装置丙所连接的搅拌器→……
a.关闭开关 3;
b.盖上装置甲上口玻璃塞;
c.关闭开关 2,打开开关 1;
d.关闭开关 1,打开开关 2;
e.打开装置甲上口玻璃塞;
f.打开开关 3
Ⅱ.制备(NH2CH2COO)2Fe:
将步骤Ⅰ得到的沉淀全部转移到装置C中,同时加入200mL 1.0ml•L﹣1甘氨酸溶液。先打开仪器 a 的活塞,待整套装置中空气排净后,加热装置C并不断搅拌;然后向装置 C 中滴加柠檬酸溶液。
反应物充分反应后,向装置C中加入无水乙醇,立即出现白色沉淀,过滤得到甘氨酸亚铁粗品,再对粗品进行纯化。
(3)装置 D 的作用 。
(4)在甘氨酸亚铁的制备过程中,溶液 pH 与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。
①pH 过低或过高均导致产率下降,其原因是 。
②柠檬酸的作用有 。
(5)下列关于整个实验过程的说法中正确的是 。
A.步骤Ⅰ中的废铁屑要预先用热的饱和 Na2CO3溶液浸泡,并用倾析法洗涤数次至中性
B.步骤Ⅰ采用较大废铁屑而不是铁粉的主要原因是防止反应过于剧烈,铁粉顺着导管从装置乙被压入装置丙中,使得制得的 FeCO3中混有杂质
C.装置 B 中盛有的试剂是饱和 Na2CO3溶液
D.粗品纯化的方法是:先用冰水洗涤,再用无水乙醇洗涤,置于真空干燥机中干燥。
(6)通过测量得知:等浓度(NH2CH2COO)2Fe 溶液导电能力远小于 FeSO4溶液。请分析甘氨酸亚铁不易氧化,久储不变的原因 。
(7)纯化后最终得到 15.3g 甘氨酸亚铁,则其产率是 %。
18.(13分)Ⅰ.配平此反应的方程式: Zn+ HNO3(稀)﹣﹣ Zn(NO3)2+ NO↑+ H2O。
Ⅱ.亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业,也用于食品消毒、水处理等,以氯酸钠(NaClO3)等为原料制备亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图。
(1)NaClO2中Cl的化合价为 。
(2)写出反应1的化学方程式 。
(3)反应2中的还原剂是 。
19.(12分)(1)﹣5℃时,高氙酸钠(Na4XeO6)能跟浓硫酸反应生成XeO4气体。请写出该反应的化学方程式:
(2)Xe的原子序数为54,请画出Xe的原子结构示意图 。
(3)高氙酸钠(Na4XeO6)用于分析锰、铈和铬等元素,显示有突出的优越性,例如高氙酸钠在酸性溶液中能将Mn2+氧化生成MnO4﹣,生成XeO3.请写出高氙酸钠溶液和硫酸酸化的硫酸锰溶液反应的离子方程式: ,若有1ml Na4XeO6参加反应,转移电子 ml.由以上反应可知:酸性条件下,氧化性
MnO4﹣ Na4XeO6(选填“>”、“<”或“=”)。
2023-2024学年陕西省商洛市洛南中学高一(上)期末化学模拟试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题,满分45分,每小题3分)
1.(3分)化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法错误的是( )
A.大量使用含丙烷、二甲醚等辅助成分的“空气清新剂”,会对环境造成新的污染
B.制造普通玻璃的原料为石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和纯碱
C.高锰酸钾溶液、酒精、双氧水能杀菌消毒,都利用了强氧化性
D.“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。”文中的气”是指乙烯
【解答】解:A.丙烷、二甲醚都为低毒物质,属于空气污染物,会对环境造成污染,故A正确;
B.制造普通玻璃的原料为石英砂(SiO2)、石灰石(CaCO3)和纯碱,故B正确;
C.酒精不具有强氧化性,可使蛋白质发生变性,高锰酸钾溶液、双氧水能杀菌消毒与强氧化性有关,故C错误;
D.乙烯具有植物生长调节作用,具有催熟效力,故D正确;
故选:C。
2.(3分)2007年中国发射的“嫦娥一号”绕月探测卫星探测月球发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可以作为未来核聚变的重要原料之一.关于氦的该种同位素的说法不正确的( )
A.氦的该种同位素应表示为:23He
B.该种氦原子比4He少1个中子
C.该种氦原子聚变后可能产生一种质子数比氦的质子数更多的原子
D.氦原子的核外电子数比质子数多1个
【解答】解:A、氦质子数为2,质量数为3的氦的原子符号为23He,故A正确;
B、23He中子数为3﹣2=1,4He的中子数为4﹣2=2,23He氦原子比4He少1个中子,故B正确;
C、核聚变由质量小的原子,在一定条件下发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,故C正确;
D、氦原子为中性原子,核外电子数等于质子数,故D错误。
故选:D。
3.(3分)下列说法中正确的是( )
A.1mlH2SO4的质量为98g•ml﹣1
B.SO2的摩尔质量为64g•ml﹣1
C.SO2的摩尔质量与SO2的相对分子质量相等
D.6.02×1023就是阿伏加德罗常数
【解答】解:A.1mlH2SO4的质量为98g,故A错误;
B.SO2的摩尔质量为64g•ml﹣1,故B正确;
C.摩尔质量在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量,SO2的摩尔质量以g/ml为单位时,在数值上与SO2的相对分子质量相等,故C错误;
D.阿伏加德罗常数是有单位的,单位为ml﹣1,故D错误;
故选:B。
4.(3分)下列说法正确的是( )
A.第84号元素位于第六周期第ⅥA族
B.H2O和D2O互为同素异形体
C. 3478Se和 3480Se分别含44个和46个质子
D.氯化铵的电子式为
【解答】解:A.第六周期零族元素原子序数为:2+8+8+18+18+32=86,故84号元素处于元素周期表中第六周期第VIA族,故A正确;
B.同素异形体是同种元素形成的结构不同的单质,H2O和D2O属于同种物质,故B错误;
C. 3478Se和 3480Se的质子数均为34个,前者含有的中子数为44,后者含有的中子数为46,故C错误;
D.氯离子电子式漏写最外层电子,氯化铵的电子式为,故D错误;
故选:A。
5.(3分)下列实验操作或装置错误的是( )
A. 蒸馏
B. 过滤
C. 萃取
D. 转移溶液
【解答】解:A.蒸馏时,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口附近,用于测量馏分的温度,故A错误;
B.过滤可用于分离不溶性固体和液体,装置图符合操作要求,故B正确;
C.萃取可用分液漏斗,装置图符合操作要求,故C正确;
D.转移液体时要防止液体飞溅,装置图符合操作要求,故D正确。
故选:A。
6.(3分)按照物质的组成和性质进行分类,HNO3应属于( )
①酸②氧化物③无氧酸④挥发性酸⑤化合物⑥混合物⑦纯净物⑧一元酸.
A.①④⑤⑦⑧B.②③④⑤C.③④⑤⑦D.②⑤⑥⑦⑧
【解答】解:HNO3在水中电离出的阳离子只有氢离子属于酸,并且电离出的氢离子数目是一个,所以属于一元酸,硝酸中含有氧元素,所以属于含氧酸;硝酸是由氢、氧、氮元素组成的纯净物,属于化合物;硝酸具有挥发性,属于挥发性的酸。
故选:A。
7.(3分)下列电离方程式书写错误的是( )
A.Na2CO3=2Na++CO32−
B.NaHSO4=Na++H++SO42−
C.H2SO4=H++SO42−
D.KClO3=K++ClO3−
【解答】解:A.碳酸钠在水溶液里完全电离生成钠离子和碳酸根离子,电离方程式为Na2CO3=2Na++CO32−,故A正确;
B.硫酸氢钠在水溶液里完全电离生成钠离子、氢离子和硫酸根离子,电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO42−,故B正确;
C.硫酸在水溶液里完全电离生成氢离子和硫酸根离子,电离方程式为H2SO4=2H++SO42−,故C错误;
D.氯酸钾在水溶液里完全电离生成钾离子和氯酸根离子,电离方程式为KClO3=K++ClO3−,故D正确;
故选:C。
8.(3分)下列各氧化还原反应的化学方程式表示的电子转移情况正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:A.KClO3中Cl由+5价降低到﹣1价,O由﹣2价升高到0价,每2mlKClO3转移电子数为12ml,题目得失电子数目错误,则双线桥表示电子转移的方向和数目为,故A错误;
B.反应中浓盐酸表现酸性和还原性,4mlHCl参加反应,只有2mlHCl被氧化,转移2ml电子,用双线桥表示该反应电子转移情况为+2H2O,故B错误;
C.反应中Si元素化合价由+4价降低到0价,得到电子,C元素由0价升高到+2价,失去电子,用双线桥表示该反应电子转移情况为,故C错误;
D.反应中O元素化合价由0价降低到﹣2价,得到2×2e﹣,Mg元素由0价升高到+2价,失去2×2e﹣,故D正确;
故选:D。
9.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.NH4Cl溶液与NaOH溶液混合混和:OH﹣+NH4++Cl﹣=NH3•H2O+Cl﹣
B.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+=Cu2++H2↑
C.稀硫酸与氢氧化钡溶液混和:H++SO42−+Ba2++OH﹣=BaSO4↓+H2O
D.过量氯气通入溴化亚铁溶液中:3Cl2+4Br﹣+2Fe2+=2Br2+2Fe3++6Cl﹣
【解答】解:A、方程式中前后没有变化的离子应该删去,所以NH4Cl溶液与NaOH溶液混合混和:OH﹣+NH4+=NH3•H2O,故A错误;
B、在金属活动顺序表中Cu排在H的后面,不能置换酸中的氢,所以稀硫酸与铜片不反应,故B错误;
C、反应中离子的计量数与实际不符,所以稀硫酸与氢氧化钡溶液混和:2H++SO42−+Ba2++2OH﹣=BaSO4↓+2H2O,故C错误;
D、过量氯气通入溴化亚铁溶液中生成溴单质和三氯化铁,所以其离子方程式为:3Cl2+4Br﹣+2Fe2+=2Br2+2Fe3++6Cl﹣,故D正确;
故选:D。
10.(3分)下列变化需要加入适当的氧化剂才能完成的是( )
A.Cl2→ClO﹣B.Fe→FeCl2C.H2SO4→SO2D.NO2→HNO3
【解答】解:A.Cl元素的化合价升高,但可发生自身氧化还原反应实现,如氯气与碱反应,故A不选;
B.Fe元素的化合价升高,需要加氧化剂发生,故B选;
C.S元素的化合价降低,需要加还原剂发生,故C不选;
D.N元素的化合价升高,但可发生自身氧化还原反应实现,如二氧化氮与水的反应,故D不选;
故选:B。
11.(3分)如图是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高价之和为8.下列分析正确的是( )
A.X是半导体材料
B.Y的最高价氧化物的水化物是弱碱
C.Z没有负价
D.W的最高价氧化物的水化物是强酸
【解答】解:由分析可知,X为Al、Y为Si、Z为P、W为N;
A.X是Al,Al是活泼金属,不是半导体材料,故A错误;
B.硅酸属于弱酸,故B错误;
C.P元素有﹣3价,故C错误;
D.硝酸属于强酸,故D正确;
故选:D。
12.(3分)将30mL、0.5ml/L的Na2SO4溶液,稀释成500mL,则所得溶液的物质的量浓度为( )
A.0.3ml/LB.0.03ml/LC.0.15ml/LD.0.05ml/L
【解答】解:稀释前后溶质的物质的量不变,所以浓度和体积呈反比,故c=30mL500mL×0.5ml/L=0.03ml/L,
故选:B。
13.(3分)阿伏加德罗常数约为6.02×1023ml﹣1,下列叙述正确的是( )
A.4g重水(D2O)中所含中子数为0.2×6.02×1023
B.32g含有少量臭氧的氧气中,共含有氧原子1.204×1024
C.4.48LH2和O2的混合气体中所含分子数为0.2×6.02×1023
D.0.1mlNa2O2溶解于足量的水中,转移电子数为0.2×6.02×1023
【解答】解:A、一个D2O分子中含有中子数为8+2×1=10,4gD2O的物质的量为4g20g/ml=0.2ml,所含中子数为0.2×10×6.02×1023,故A错误;
B、氧气和臭氧的组成元素都是氧元素,32g混合气体中氧原子的物质的量为2ml,故含有氧原子1.204×1024,故B正确;
C、题目中没有标明条件,不能判断混合气体的物质的量是多少,故C错误;
D、0.1mlNa2O2溶解于足量的水中,反应为:2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,反应中Na2O2自身发生氧化还原反应,转移电子数为0.1×6.02×1023,故D错误。
故选:B。
14.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.Na与CuSO4溶液的反应:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
B.澄清石灰水与过量NaHCO3溶液反应:2HCO3−+Ca2++2OH﹣=CaCO3↓+H2O+CO32−
C.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合:Cu2++2OH﹣=Cu(OH)2↓
D.硝酸银溶度与氯化钠溶液混合:AgNO3+Cl﹣=AgCl↓+NO3−
【解答】解:A.Na与CuSO4溶液的反应的离子方程式为:2Na+2H2O+Cu2+═H2↑+2Na++Cu(OH)2↓,故A错误;
B.澄清石灰水与过量NaHCO3溶液反应的离子方程式为:2HCO3−+Ca2++2OH﹣=CaCO3↓+H2O+CO32−,故B正确;
C.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合的离子方程式为:SO42−+Ba2++Cu2++2OH﹣=Cu(OH)2↓+BaSO4↓,故C错误;
D.硝酸银溶度与氯化钠溶液混合的离子方程式为:Ag++Cl﹣=AgCl↓,故D错误;
故选:B。
15.(3分)有氧化镁、氧化铝粉末18.2g将它溶于500mL 4ml/L的盐酸里,若要使沉淀的质量达到最大值,则需加入2ml/L的氢氧化钠溶液的体积为( )
A.100mLB.500mLC.1000mLD.1500mL
【解答】解:要使沉淀质量达到最大值,反应后溶质为NaCl,
根据氯离子守恒可知:n(NaCl)=n(HCl)=0.5L×4ml/L=2ml,
由钠离子守恒可得:n(NaCl)=n(NaOH)=2ml,
故需要氢氧化钠溶液体积为:2ml2ml/L=1L=1000mL,
故选:C。
二.填空题(共4小题,满分55分)
16.(15分)(1)现有以下物质:①NaCl晶体 ②液态HCl ③NH3 ④熔融KCl ⑤蔗糖 ⑥铜 ⑦CO2 ⑧稀硫酸 ⑨KOH固体
①以上物质中能导电的是 ④⑥⑧ (填序号,下同);
②以上物质中属于电解质的是 ①②④⑨ ,属于非电解质的是 ③⑤⑦ ;
(2)浓硫酸具有A﹣D所示的性质,以下过程主要表现了浓硫酸的哪些性质?请将选项字母填在下列各小题的括号内:
A.强酸性 B.吸水性 C.脱水性 D.强氧化性
①浓硫酸使蓝色的胆矾晶体变白色 B ;
②浓硫酸使木条变黑 C ;
③热的浓硫酸与铜片反应 AD ;
(3)下列三组物质中,均有一种物质的类别与其它三种不同
A.MgO、Na2O、CO2、CuO
B.HCl、H2O、H2SO4、HNO3
C.NaOH、CaCO3、KOH、Cu(OH)2
三种物质依次是(填化学式):A CO2 、B H2O 、C CaCO3 ;这三种物质相互作用可生成一种新物质,这种新物质与盐酸反应的离子方程式为 HCO3﹣+H+=H2O+CO2↑ .
【解答】解:(1)①能够导电的物质必须存在自由移动的带电粒子,满足条件的有:④熔融KCl、⑥铜、⑧稀硫酸,
故答案为:④⑥⑧;
②电解质在水溶液或熔融状态下能够导电,满足条件的为:①NaCl晶体、②液态HCl、④熔融KCl、⑨KOH固体;
非电解质在水溶液里或熔融状态下都不导电的化合物,满足条件的有:③NH3、⑤蔗糖、⑦CO2,
故答案为:①②④⑨;③⑤⑦;
(2)①浓硫酸使蓝色的胆矾晶体变白色,浓硫酸表现了吸水性,所以B正确,
故答案为:B;
②浓硫酸使木条变黑,浓硫酸表现了脱水性,
故答案为:C;
③热的浓硫酸与铜片反应,浓硫酸表现了强氧化性和强酸性,
故答案为:AD;
(3)A.MgO、Na2O、CuO为金属氧化物,为CO2为非金属氧化物;
B.HCl、H2SO4、HNO3为酸,而H2O为中性物质;
C.NaOH、KOH、Cu(OH)2为碱,而CaCO3为盐;
二氧化碳、水和碳酸钙能够反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙与盐酸反应的离子方程式为:HCO3﹣+H+=H2O+CO2↑,
故答案为:CO2;H2O;CaCO3;HCO3﹣+H+=H2O+CO2↑.
17.(15分)甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe,M=204g•ml﹣1]是一种补铁强化剂,广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某化学兴趣小组在实验室利用 FeCO3与甘氨酸(NH2CH2COOH)制备甘氨酸亚铁,有关物质性质如下表所示:
实验过程如下:
Ⅰ.制备 FeCO3:
实验小组将足量的废铁屑和 500mL 1.0ml•L﹣1稀硫酸反应,再与200mL 1.0ml•L﹣1NH4HCO3溶液充分混合,装置如图所示,反应结束后过滤并洗涤沉淀。
(1)装置丙中发生反应的离子方程式为 Fe2++2HCO3﹣=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 。
(2)部分实验操作过程如下,请按正确操作顺序填入字母:
搭建装置并检查装置气密性→在各个装置中加入试剂→ d → e → f →观察到装置丁中有大量气泡冒出→ c →待装置甲中液体完全流下→ a → b →开动装置丙所连接的搅拌器→……
a.关闭开关 3;
b.盖上装置甲上口玻璃塞;
c.关闭开关 2,打开开关 1;
d.关闭开关 1,打开开关 2;
e.打开装置甲上口玻璃塞;
f.打开开关 3
Ⅱ.制备(NH2CH2COO)2Fe:
将步骤Ⅰ得到的沉淀全部转移到装置C中,同时加入200mL 1.0ml•L﹣1甘氨酸溶液。先打开仪器 a 的活塞,待整套装置中空气排净后,加热装置C并不断搅拌;然后向装置 C 中滴加柠檬酸溶液。
反应物充分反应后,向装置C中加入无水乙醇,立即出现白色沉淀,过滤得到甘氨酸亚铁粗品,再对粗品进行纯化。
(3)装置 D 的作用 根据装置D中出现白色沉淀,判断排尽装置中的空气,防止氧化亚铁离子 。
(4)在甘氨酸亚铁的制备过程中,溶液 pH 与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。
①pH 过低或过高均导致产率下降,其原因是 pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH反应,pH过高使产率下降的原因是Fe2+会与OH﹣结合生成Fe(OH)2沉淀 。
②柠檬酸的作用有 可以促进FeCO3溶解,增大反应接触面积,还原性可以防止二价铁被氧,调节pH在适当的范围 。
(5)下列关于整个实验过程的说法中正确的是 ABD 。
A.步骤Ⅰ中的废铁屑要预先用热的饱和 Na2CO3溶液浸泡,并用倾析法洗涤数次至中性
B.步骤Ⅰ采用较大废铁屑而不是铁粉的主要原因是防止反应过于剧烈,铁粉顺着导管从装置乙被压入装置丙中,使得制得的 FeCO3中混有杂质
C.装置 B 中盛有的试剂是饱和 Na2CO3溶液
D.粗品纯化的方法是:先用冰水洗涤,再用无水乙醇洗涤,置于真空干燥机中干燥。
(6)通过测量得知:等浓度(NH2CH2COO)2Fe 溶液导电能力远小于 FeSO4溶液。请分析甘氨酸亚铁不易氧化,久储不变的原因 (NH2CH2COO)2Fe为弱电解质,电离出的亚铁离子浓度很小,不易被氧化 。
(7)纯化后最终得到 15.3g 甘氨酸亚铁,则其产率是 75 %。
【解答】解:(1)装置丙中NH4HCO3溶液可与FeSO4溶液反应生成FeCO3,离子方程式为Fe2++2HCO3﹣=FeCO3↓+H2O+CO2↑,
故答案为:Fe2++2HCO3﹣=FeCO3↓+H2O+CO2↑;
(2)实验时,关闭开关 1,打开开关 2,打开装置甲上口玻璃塞,打开开关 3,产生氢气赶走装置内的空气,关闭开关 2,打开开关 1,将FeSO4溶液压入装置丙中,生成氢氧化亚铁沉淀,关闭开关 3,关闭开关 2,打开开关 1,操作顺序defcab,
故答案为:defcab;
(3)二价铁具有较强的还原性,为了防止二价铁被氧化,需排净装置中的空气,装置D是用来检验二氧化碳的存在,用来判断是否排净装置中的空气,
故答案为:根据装置D中出现白色沉淀,判断排尽装置中的空气,防止氧化亚铁离子;
(4)①NH2CH2COOH中的氨基显碱性,pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH反应,pH过高使产率下降的原因是Fe2+会与OH﹣结合生成Fe(OH)2沉淀,
故答案为:pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH反应,pH过高使产率下降的原因是Fe2+会与OH﹣结合生成Fe(OH)2沉淀;
②已知:柠檬酸有强酸性和还原性,强酸性可以促进FeCO3溶解,还原性可以防止二价铁被氧,调节pH在适当的范围,
故答案为:可以促进FeCO3溶解,增大反应接触面积,还原性可以防止二价铁被氧,调节pH在适当的范围;
(5)A.步骤Ⅰ中的废铁屑要预先用热的饱和 Na2CO3溶液浸泡,除去表面的油污,并用倾析法洗涤数次至中性,故A正确;
B.表面积越大反应越快,步骤Ⅰ采用较大废铁屑而不是铁粉的主要原因是防止反应过于剧烈,铁粉顺着导管从装置乙被压入装置丙中,使得制得的 FeCO3中混有FeSO4,故B正确;
C.Na2CO3溶液,吸收二氧化碳气体,装置 B 中盛有的试剂是饱和 NaHCO3溶液,故C错误;
D.由于甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,故为降低甘氨酸亚铁的溶解度,提高产率和纯度,用乙醇洗涤,置于真空干燥机中干燥防止氧化,故D正确;
故答案为:ABD;
(6)通过测量得知:等浓度(NH2CH2COO)2Fe 溶液导电能力远小于 FeSO4溶液,说明(NH2CH2COO)2Fe为弱电解质,电离出的亚铁离子浓度很小,不易被氧化,
故答案为:(NH2CH2COO)2Fe为弱电解质,电离出的亚铁离子浓度很小,不易被氧化;
(7)根据题意,FeCO3过量,0.20ml甘氨酸反应完全,根据质量守恒有关系式:2NH2CH2COOH~(NH3CH3COO)2Fe,
则理论上得到的(NH3CH3COO)2Fe的物质的量为12n(NH2CH2COOH)=0.10ml,质量为0.01ml×204g/ml=20.4g,
产率为:×100%=75%;
故答案为:75%。
18.(13分)Ⅰ.配平此反应的方程式: 3 Zn+ 8 HNO3(稀)﹣﹣ 3 Zn(NO3)2+ 2 NO↑+ 4 H2O。
Ⅱ.亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业,也用于食品消毒、水处理等,以氯酸钠(NaClO3)等为原料制备亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图。
(1)NaClO2中Cl的化合价为 +3 。
(2)写出反应1的化学方程式 2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2 。
(3)反应2中的还原剂是 H2O2 。
【解答】解:Ⅰ.反应中Zn元素化合价由0价升高到+2价,N元素化合价由+5价降低到+2价,则反应中Zn与NO的物质的量之比为3:2,反应的方程式为3Zn+8HNO3(稀)=3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O,
故答案为:3;8;3;2; 4;
Ⅱ.(1)NaClO2中Na为+1价、O为﹣2价,由化合价代数和为0可知Cl的化合价为+3价,
故答案为:+3;
(2)NaClO3与SO2反应生成ClO2和Na2SO4,反应方程式为2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2,
故答案为:2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2;
(3)过氧化氢与ClO2在碱性条件下反应生成NaClO2,化学反应方程式为H2O2+2ClO2+2NaOH═2NaClO2+2H2O+O2,H2O2为还原剂,
故答案为:H2O2。
19.(12分)(1)﹣5℃时,高氙酸钠(Na4XeO6)能跟浓硫酸反应生成XeO4气体。请写出该反应的化学方程式: Na4XeO6+2H2SO4(浓)═XeO4↑+2Na2SO4+2H2O
(2)Xe的原子序数为54,请画出Xe的原子结构示意图 。
(3)高氙酸钠(Na4XeO6)用于分析锰、铈和铬等元素,显示有突出的优越性,例如高氙酸钠在酸性溶液中能将Mn2+氧化生成MnO4﹣,生成XeO3.请写出高氙酸钠溶液和硫酸酸化的硫酸锰溶液反应的离子方程式: 5XeO64﹣+2Mn2++14H+═2MnO4﹣+5XeO3+7H2O ,若有1ml Na4XeO6参加反应,转移电子 2 ml.由以上反应可知:酸性条件下,氧化性
MnO4﹣ < Na4XeO6(选填“>”、“<”或“=”)。
【解答】解:(1)高氙酸钠(Na4XeO6)与浓硫酸发生复分解反应,Na4XeO6+2H2SO4(浓)═XeO4↑+2Na2SO4+2H2O,
故答案为:Na4XeO6+2H2SO4(浓)═XeO4↑+2Na2SO4+2H2O;
(2)根据题意核外电子分层排布时有每一层电子数不得超过2n2(n为层数)个,最外层不得超过8个,次外层不得超过18个的原则,以及质子数等于电子数;Xe的原子序数为54,故质子数为54;故原子结构示意图为:,
故答案为:;
(3)由信息可知,Mn元素的化合价由+2价升高到+7价,Xe元素的化合价由+8降低为+6价,由电子守恒及质量守恒定律可知,配平的化学反应为5XeO64﹣+2Mn2++14H+═2MnO4﹣+5XeO3+7H2O,根据Xe和转移电子之间的关系式知,每生成1mlXeO3,转移电子的物质的量2ml,则有1ml Na4XeO6参加反应,转移电子2ml,同一化学反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,所以氧化性MnO4﹣<Na4XeO6,
故答案为:5XeO64﹣+2Mn2++14H+═2MnO4﹣+5XeO3+7H2O;2;<。甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,微溶于乙醇
易溶于水和乙醇
易溶于水,难溶于乙醇
有强酸性和还原性
不易氧化,久储不变
甘氨酸
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,微溶于乙醇
易溶于水和乙醇
易溶于水,难溶于乙醇
有强酸性和还原性
不易氧化,久储不变
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