常见非金属及其化合物 阶段评估检测(三)（学生版+教师版）2025年高考化学总复习

这是一份常见非金属及其化合物 阶段评估检测(三)（学生版+教师版）2025年高考化学总复习，共27页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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.下列有关硅及其化合物的说法,正确的是( )
A.单质硅常用作半导体和光导纤维材料
B.硅在自然界中只以化合态的形式存在
C.SiO2与纯碱高温生成CO2,说明硅酸的酸性比碳酸强
D.SiO2是非金属氧化物,它不与任何酸反应
2.CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是( )
A.CaCl2溶液 B.石灰水
C.饱和Na2CO3溶液D.Na2SiO3溶液
3.当有大量Cl2逸散到周围空间,你认为以下措施合理的是( )
①迅速拨打求救电话
②迅速撤离人员至地势较高处
③迅速撤离人员至下风口
④用浸有一定浓度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住鼻口
⑤用浸有一定浓度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住鼻口
⑥尽可能切断泄漏源(如堵住泄漏口,将其浸入碱液池等)
A.①②④⑥B.①②⑤⑥
C.①③⑤⑥D.①②④⑤⑥
4.下列说法不正确的是( )
①氢气能在氯气中燃烧产生黄色火焰,生成白烟
②铜丝在氯气中燃烧,生成蓝绿色的氯化铜
③液氯就是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
④氯气与氢氧化钙反应生成漂白粉,漂白粉的成分只有次氯酸钙
A.只有①B.①②③
C.①②③④D.①④
5.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4
③溴水、苯 ④硝酸、AgNO3溶液
⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A.①②④B.②③⑥
C.②④⑤D.④⑤⑥
6.实验室里保存下列试剂的方法错误的是( )
A.新制氯水盛放在棕色试剂瓶中,存放于低温避光的地方
B.液溴易挥发,盛放在用水液封的棕色试剂瓶中
C.碘易升华,盛放在有水的棕色广口试剂瓶中
D.浓盐酸易挥发,盛装在无色密封的细口玻璃试剂瓶中
7.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去。下列有关说法正确的是( )
A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,最后有白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为加热、使用催化剂
8.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝
9.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
10.化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( )
A.氯气作水的杀菌消毒剂
B.硅胶作袋装食品的干燥剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂
D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
11.某溶液中含H+、SO42-、NO3-三种离子,其中H+、SO42-的物质的量浓度分别为
7 ml·L-1和2 ml·L-1。取该溶液20 mL,加入3.2 g铜粉,加热使它们充分反应,产生的气体在标准状况下的体积约为( )
L L
C.1.5 L L
12.某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。 如图所示,在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体,胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中,然后打开弹簧夹,便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅,最后褪为无色。则X、Y分别为( )
A.NH3和HCl B.HCl和NH3
C.SO2和HClD.NO和HCl
13.下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A.Fe在稀硝酸中发生钝化
B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
14.下列有关说法正确的是( )
A.空气质量监测新标准中增加了PM2.5和臭氧(O3)8小时浓度限值监测指标,空气中O3体积分数越大对人体健康越有利
B.开发利用太阳能等新能源,减少燃煤的使用有利于控制酸雨、温室效应
C.工业上,可以用氢氧化钠溶液吸收SO2、NO2、CO等大气污染物,控制大气污染物排放
D.大量排放二氧化硅粉尘、氟利昂、二氧化硫、氮的化合物等,是使珠三角区域空气中臭氧浓度上升的主要原因
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)NO很容易与许多分子迅速发生反应,科学家发现在生物体中不断地产生NO,用于细胞间传递信息;NO还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控。
(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为____________。
(2)NO是有毒气体,某学生为防止污染,用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置,如图甲所示。
打开分液漏斗的活塞使反应进行,在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的原因是___________(写化学方程式)。
(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO,某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始时,可以在U形管右端观察到无色的NO气体。长玻璃管的作用是______________。
(4)假设实验中12.8 g Cu全部溶解,需要通入标准状况下__________O2才能使NO全部溶于水。
(5)用金属铜制取硝酸铜,从节约原料和防止环境污染的角度考虑,下列4种方法中最好的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”),理由是__________________。
甲:铜硝酸铜
乙:铜硝酸铜
丙:铜氯化铜硝酸铜
丁:铜氧化铜硝酸铜
16.(14分)NaClO2常用来漂白织物,其漂白能力是漂白粉的4～5倍,NaClO2也是一种重要的杀菌消毒剂。工业上生产NaClO2的一种工艺流程如图所示:
(1)ClO2发生器中的产品之一是NaHSO4,在该发生器中所发生反应的离子方程式为________________。
(2)反应结束后,向ClO2发生器中通入一定量空气,目的是_________。
(3)吸收器中发生反应的化学方程式为____________________________。
吸收器中要用冷的NaOH溶液和H2O2溶液吸收ClO2,原因是_________。
(4)将ClO2通入食盐水中,用惰性电极电解,也可以制得NaClO2产品。阳极的电解产物是________(填化学式),阴极的电极反应式为____________。
(5)相同条件下,1 ml NaClO2与________g Cl2的氧化能力相当。
17.(14分)某化学实验小组欲用下列装置制备纯净的氯气及含氯化合物,并探究其性质。
(1)欲制备并收集一瓶纯净的氯气,选择甲图中合适的装置,其连接顺序为________________________(按气流方向,用小写字母表示)。根据选择的装置,写出制备氯气的化学方程式:_____________________。
(2)取氯气与NaOH溶液反应生成的“84”消毒液100 mL,持续通入过量的SO2,溶液中开始出现黄绿色,后黄绿色逐渐褪去。溶液变为黄绿色的可能原因是
①溶液中Cl-与ClO-反应所致,设计实验方案确认这种可能性:__________。
②________________________________(用离子方程式表示)所致。
向反应后的溶液中先加入足量稀盐酸,再加入足量氯化钡溶液,经过滤、洗涤、干燥、称量,所得沉淀的质量为w g,则溶液中NaClO的物质的量浓度为_________ml·L-1。
(3)在加热条件下,氯气与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl等,写出反应的离子方程式:_____________________________________________。实验小组设计乙图装置(加热装置略去)验证NaClO3的性质。
已知:2NaClO3+Na2C2O4+2H2SO4(稀) ===2ClO2↑+2CO2↑+2Na2SO4+2H2O;ClO2与氯气的化学性质相似。
控制装置A中分液漏斗活塞,缓慢滴加稀硫酸,观察到B装置中的现象是______________________;装置C吸收的物质是____________。
18.(16分)硫酸是中学化学实验室的常见药品,回答下列问题:
Ⅰ.配制一定物质的量浓度的硫酸溶液:
(1)某次实验大约需要450 mL 1 ml·L-1硫酸溶液。同学们发现实验室内没有
450 mL的容量瓶,某同学提议用1个200 mL容量瓶和1个250 mL容量瓶来配制,你认为该提议________________(填“合理”或“不合理”)。
(2)实验中要配制250 mL 0.5 ml·L-1 H2SO4溶液,则需量取密度为1.84 g·cm-3、溶质质量分数为98%的浓硫酸________________(结果保留小数点后一位)mL。
Ⅱ.蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体,会对环境造成污染。某实验小组利用如图所示装置对该实验进行改进。回答下列问题:
注:硬质玻璃管中①、②、③处分别为滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸,a和b分别为两个小气球。
(3)实验开始后先关闭活塞K,硬质玻璃管中①号试纸变黄,②号和③号滤纸均褪色,a处气球变大。硬质玻璃管中实验现象说明炭化实验产生的刺激性气味气体是SO2,①、②、③处发生的变化分别说明SO2具有________________、________________和________________。(均填SO2表现出的性质)
(4)SO2和Cl2均可以使品红溶液褪色,但将两种气体按体积比1∶1混合通入品红溶液中,品红溶液不褪色,其原因是__________(用化学方程式回答)。
(5)打开活塞K,a处气球变小,b处气球变大。使三颈烧瓶内气体缓缓通过B瓶和C瓶,一段时间之后,发现澄清石灰水变浑浊。为证明有CO2生成,可以在④号位置的滤纸滴加________________溶液,该试剂的作用是____________。
阶段评估检测(三)
(75分钟 100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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.下列有关硅及其化合物的说法,正确的是( )
A.单质硅常用作半导体和光导纤维材料
B.硅在自然界中只以化合态的形式存在
C.SiO2与纯碱高温生成CO2,说明硅酸的酸性比碳酸强
D.SiO2是非金属氧化物,它不与任何酸反应
【解析】选B。光导纤维的主要成分是SiO2,A错误;硅在自然界中只以化合态的形式(主要为SiO2和硅酸盐)存在,B正确;SiO2与纯碱在高温下生成CO2气体,气体挥发,促使反应向右移动,不能据此说明硅酸的酸性比碳酸强,事实上碳酸的酸性大于硅酸,C错误;SiO2可与氢氟酸反应,D错误。
2.CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是( )
A.CaCl2溶液 B.石灰水
C.饱和Na2CO3溶液D.Na2SiO3溶液
【解析】选A。A项中,因H2CO3的酸性不如盐酸强,所以CO2通入CaCl2溶液中不反应,无沉淀产生;B项中生成CaCO3沉淀;C项中反应为Na2CO3+H2O+CO2=== 2NaHCO3↓,因为NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,且反应中消耗水,所以有NaHCO3析出;D项中因为H2CO3的酸性强于硅酸,所以会发生反应Na2SiO3+H2O+CO2=== H2SiO3↓+Na2CO3。
3.当有大量Cl2逸散到周围空间,你认为以下措施合理的是( )
①迅速拨打求救电话
②迅速撤离人员至地势较高处
③迅速撤离人员至下风口
④用浸有一定浓度NaOH溶液的口罩或毛巾捂住鼻口
⑤用浸有一定浓度Na2CO3溶液的口罩或毛巾捂住鼻口
⑥尽可能切断泄漏源(如堵住泄漏口,将其浸入碱液池等)
A.①②④⑥B.①②⑤⑥
C.①③⑤⑥D.①②④⑤⑥
【解析】选B。Cl2是有毒气体,当发现大量Cl2泄漏时,一定要及时报警,同时尽可能切断泄漏源。Cl2的密度比空气大,容易沉降在地势低凹处,因此人要朝高处跑;Cl2遇水会反应生成酸性物质,因此应该用碱性溶液浸湿毛巾捂住鼻口,但由于NaOH是腐蚀性很强的碱,故不应使用。
4.下列说法不正确的是( )
①氢气能在氯气中燃烧产生黄色火焰,生成白烟
②铜丝在氯气中燃烧,生成蓝绿色的氯化铜
③液氯就是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色
④氯气与氢氧化钙反应生成漂白粉,漂白粉的成分只有次氯酸钙
A.只有①B.①②③
C.①②③④D.①④
【解析】选C。氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰,生成氯化氢,遇空气中的水蒸气,形成盐酸小液滴,应称“白雾”,①不正确;铜丝在氯气中燃烧生成棕黄色的烟——CuCl2的微小晶体颗粒,②不正确;液氯中只含氯分子,属于纯净物,不能使干燥的有色布条褪色,③不正确;漂白粉的成分是氯化钙和次氯酸钙的混合物,④不正确。
5.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是( )
①碘水、淀粉溶液 ②氯水、CCl4
③溴水、苯 ④硝酸、AgNO3溶液
⑤氯水、苯 ⑥FeCl3溶液、CCl4
A.①②④B.②③⑥
C.②④⑤D.④⑤⑥
【解析】选C。①NaCl、NaBr、NaI中加碘水和淀粉溶液均变蓝色;②氯水加入NaBr、NaI中后,再加CCl4萃取,下层分别为橙红色和紫红色,可以鉴别;③溴水与NaCl、NaBr不反应,与NaI反应生成I2,用苯萃取后,前两种上层均为橙红色,无法鉴别;④NaCl、NaBr、NaI与AgNO3溶液反应分别生成AgCl、AgBr、AgI沉淀,且均不溶于稀HNO3,沉淀颜色依次为白色、淡黄色、黄色;⑤与②的原理相似,只是有色层在上层;⑥FeCl3溶液只能氧化I-生成I2,不能鉴别。
6.实验室里保存下列试剂的方法错误的是( )
A.新制氯水盛放在棕色试剂瓶中,存放于低温避光的地方
B.液溴易挥发,盛放在用水液封的棕色试剂瓶中
C.碘易升华,盛放在有水的棕色广口试剂瓶中
D.浓盐酸易挥发,盛装在无色密封的细口玻璃试剂瓶中
【解析】选C。单质碘密封保存于棕色广口瓶中,并置于阴暗处。
7.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去。下列有关说法正确的是( )
A.X使蔗糖变黑的现象主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则足量A与X在室温下即可完全反应
C.若A为碳单质,则将C通入少量的澄清石灰水中,最后有白色沉淀产生
D.工业上,B转化为D的反应条件为加热、使用催化剂
【解析】选D。蔗糖变黑主要表现浓H2SO4的脱水性,A错误;Fe与浓硫酸在室温下发生钝化,B错误;A为碳,则C为CO2,则过量CO2与Ca(OH)2反应生成Ca(HCO3)2,最后无沉淀,C错误;2SO2+O22SO3,D正确。
8.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝
【解析】选B。利用碳酸氢铵溶解后的铵根离子易被植物吸收作氮肥,不是利用其受热易分解的性质,A错误;铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,可用稀硫酸除去,B正确;漂白纸浆是利用二氧化硫的漂白性,不是利用其氧化性,C错误;Al2O3熔融状态下能导电,可以电解冶炼铝,与其两性无关,D错误。
9.根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是( )
【解析】选C。SO2通入含HCl、BaCl2的FeCl3溶液中,发生反应:SO2+2Fe3+ +Ba2++2H2O===BaSO4↓+2Fe2++4H+,产生白色沉淀,该反应中SO2作还原剂,表现出还原性,A正确;SO2通入H2S溶液中,发生反应:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,产生黄色沉淀,该反应中SO2作氧化剂,表现出氧化性,B正确;SO2通入酸性KMnO4溶液中,发生反应:5SO2+2MnO4-+2H2O===5SO42-+2Mn2++4H+,紫色溶液褪色,该反应中SO2作还原剂,表现出还原性而不是漂白性,C错误;SO2通入Na2SiO3溶液中,发生反应:Na2SiO3+SO2+H2O===H2SiO3↓+Na2SO3,该反应符合“强酸制弱酸”的反应规律,则酸性:H2SO3>H2SiO3,D正确。
10.化学与生产和生活密切相关。下列过程中没有发生化学变化的是( )
A.氯气作水的杀菌消毒剂
B.硅胶作袋装食品的干燥剂
C.二氧化硫作纸浆的漂白剂
D.肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
【解析】选B。A项,氯气与水反应生成的HClO具有强氧化性,能杀菌消毒;B项,硅胶具有吸水性,可作干燥剂;C项,二氧化硫能与有色物质结合生成不稳定的无色物质,可作漂白剂;D项,肥皂水呈弱碱性,可与蚊虫分泌的蚁酸反应,从而减轻痛痒。以上四项中只有B项没有发生化学变化,故选B。
11.某溶液中含H+、SO42-、NO3-三种离子,其中H+、SO42-的物质的量浓度分别为
7 ml·L-1和2 ml·L-1。取该溶液20 mL,加入3.2 g铜粉,加热使它们充分反应,产生的气体在标准状况下的体积约为( )
L L
C.1.5 L L
【解析】选A。根据溶液中阴、阳离子电荷守恒:c(NO3-)=c(H+)-2c(SO42-)=
7 ml·L-1-2×2 ml·L-1=3 ml·L-1。20 mL溶液中:n(H+)=0.14 ml,n(NO3-)=
0.06 ml,n(Cu)=3.2 g64 g·ml-1=0.05 ml。
3Cu + 8H+ + 2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O
0.05 ml 0.133 ml 0.033 ml
比较Cu、H+、NO3-的物质的量可知,反应中H+、NO3-过量,Cu全部反应。n(NO)=23n(Cu)=23×0.05 ml=130 ml,V(NO)=130 ml×22.4 L·ml-1≈0.75 L。
12.某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。 如图所示,在甲、乙两个烧瓶中分别装入X、Y两种无色气体,胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液,实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中,然后打开弹簧夹,便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟,同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅,最后褪为无色。则X、Y分别为( )
A.NH3和HCl B.HCl和NH3
C.SO2和HClD.NO和HCl
【解析】选A。要想产生“喷烟”现象,应具备两个条件:一是形成压强差,二是两种气体反应会生成白烟,排除C、D项。甲中溶液颜色发生变化,结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的NaOH溶液”可知,甲中气体显碱性,即X为NH3,故Y为HCl,A正确。
13.下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A.Fe在稀硝酸中发生钝化
B.MnO2和稀盐酸反应制取Cl2
C.SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3
D.室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2
【解析】选C。Fe在浓硝酸中发生钝化,A错误;MnO2和浓盐酸反应制取Cl2,B错误;SO2与过量的氨水反应生成(NH4)2SO3,反应的化学方程式为2NH3·H2O+SO2 === (NH4)2SO3+H2O,C正确;室温下Na与空气中的O2反应生成Na2O,D错误。
14.下列有关说法正确的是( )
A.空气质量监测新标准中增加了PM2.5和臭氧(O3)8小时浓度限值监测指标,空气中O3体积分数越大对人体健康越有利
B.开发利用太阳能等新能源,减少燃煤的使用有利于控制酸雨、温室效应
C.工业上,可以用氢氧化钠溶液吸收SO2、NO2、CO等大气污染物,控制大气污染物排放
D.大量排放二氧化硅粉尘、氟利昂、二氧化硫、氮的化合物等,是使珠三角区域空气中臭氧浓度上升的主要原因
【解析】选B。臭氧具有强氧化性,能杀菌消毒,但是空气中O3体积分数超过10-4%就会对人体健康有害,A错误;氢氧化钠溶液不能吸收CO,C错误;氟利昂会使空气中臭氧浓度降低,D错误。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)NO很容易与许多分子迅速发生反应,科学家发现在生物体中不断地产生NO,用于细胞间传递信息;NO还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控。
(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为____________。
(2)NO是有毒气体,某学生为防止污染,用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置,如图甲所示。
打开分液漏斗的活塞使反应进行,在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的原因是___________(写化学方程式)。
【解析】(2)分液漏斗中有空气,产生的NO跟空气中的O2反应产生了NO2,故实际上看见的是红棕色的气体,化学方程式为2NO+O2===2NO2。
(3)为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO,某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO。反应开始时,可以在U形管右端观察到无色的NO气体。长玻璃管的作用是______________。
(4)假设实验中12.8 g Cu全部溶解,需要通入标准状况下__________O2才能使NO全部溶于水。
【解析】(4)由题可知,整个过程可看作HNO3未参加氧化还原反应,而是12.8 g Cu被氧气氧化,由2Cu～O2可知通入的氧气为0.1 ml,在标准状况下的体积为2.24 L。
(5)用金属铜制取硝酸铜,从节约原料和防止环境污染的角度考虑,下列4种方法中最好的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”),理由是__________________。
甲:铜硝酸铜
乙:铜硝酸铜
丙:铜氯化铜硝酸铜
丁:铜氧化铜硝酸铜
答案:(1)3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++4H2O+2NO↑
(2)2NO+O2===2NO2
(3)接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出 (4)2.24 L
(5)丁 制取相同质量的Cu(NO3)2,丁所消耗的HNO3的量最少(原料的利用率最高)且不产生污染环境的气体
16.(14分)NaClO2常用来漂白织物,其漂白能力是漂白粉的4～5倍,NaClO2也是一种重要的杀菌消毒剂。工业上生产NaClO2的一种工艺流程如图所示:
(1)ClO2发生器中的产品之一是NaHSO4,在该发生器中所发生反应的离子方程式为________________。
【解析】(1)NaClO3和SO2、H2SO4反应生成ClO2和NaHSO4,化学方程式为2NaClO3+ SO2+ H2SO4===2ClO2+ 2NaHSO4,反应的离子方程式为2ClO3-+SO2=== 2ClO2+SO42-。
(2)反应结束后,向ClO2发生器中通入一定量空气,目的是_________。
【解析】(2)反应结束后,发生器中仍有少量ClO2,用空气可以将其排出,确保其被充分吸收。
(3)吸收器中发生反应的化学方程式为____________________________。
吸收器中要用冷的NaOH溶液和H2O2溶液吸收ClO2,原因是_________。
【解析】(3)吸收器中双氧水与ClO2在碱性条件下发生氧化还原反应生成NaClO2,反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+O2+2H2O,为了提高ClO2的利用率及防止H2O2分解,反应温度不能过高。
(4)将ClO2通入食盐水中,用惰性电极电解,也可以制得NaClO2产品。阳极的电解产物是________(填化学式),阴极的电极反应式为____________。
【解析】(4)阳极:2Cl--2e-===Cl2↑,阳极的电解产物是Cl2,阴极:ClO2+e-===ClO2-。
(5)相同条件下,1 ml NaClO2与________g Cl2的氧化能力相当。
【解析】(5)NaClO2～Cl-～4e-,Cl2～2Cl-～2e-,依据电子转移数目相等,相同条件下,1 ml NaClO2与2 ml Cl2的氧化能力相当,所以氯气的质量为142 g。
答案:(1)2ClO3-+SO2===2ClO2+SO42-
(2)将ClO2赶入吸收器,确保其被充分吸收
(3)2ClO2+2NaOH+H2O2===2NaClO2+O2+2H2O 温度过高,H2O2分解增多,ClO2逸出加快,不利于ClO2的吸收
(4)Cl2 ClO2+e-===ClO2- (5)142
17.(14分)某化学实验小组欲用下列装置制备纯净的氯气及含氯化合物,并探究其性质。
(1)欲制备并收集一瓶纯净的氯气,选择甲图中合适的装置,其连接顺序为________________________(按气流方向,用小写字母表示)。根据选择的装置,写出制备氯气的化学方程式:_____________________。
【解析】(1)A、B装置都可用来制取氯气,分液漏斗用来滴加浓盐酸,从气体反应装置出来的气体含有HCl和水蒸气,HCl易溶于水,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,所以装置E中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的氯化氢(长进短出),浓硫酸具有吸水性,装置D中浓硫酸的作用是干燥Cl2(长进短出),故依次通过E、D,Cl2密度比空气密度大,用向上排空气法(长进短出)收集,最后多余的Cl2被NaOH或碱石灰吸收,正确的顺序为a(或b)→g→h→e→f→i→j→d(或m);装置A是MnO2与浓HCl加热制Cl2,装置B是KMnO4与浓HCl制Cl2,依据得失电子守恒和原子守恒即可写出化学方程式。
(2)取氯气与NaOH溶液反应生成的“84”消毒液100 mL,持续通入过量的SO2,溶液中开始出现黄绿色,后黄绿色逐渐褪去。溶液变为黄绿色的可能原因是
①溶液中Cl-与ClO-反应所致,设计实验方案确认这种可能性:__________。
②________________________________(用离子方程式表示)所致。
向反应后的溶液中先加入足量稀盐酸,再加入足量氯化钡溶液,经过滤、洗涤、干燥、称量,所得沉淀的质量为w g,则溶液中NaClO的物质的量浓度为_________ml·L-1。
【解析】(2)溶液变为黄绿色的可能原因:①随溶液酸性的增强,“84”消毒液的有效成分ClO-和Cl-发生反应生成Cl2,可通过进一步实验验证ClO-具有强氧化性,在酸性溶液中可以氧化Cl-为Cl2;②SO2与“84”消毒液的有效成分ClO-反应生成Cl2,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒即可写出离子方程式为SO2+2ClO-=== Cl2+SO42-。向反应后的溶液中先加入足量稀HCl,再加足量BaCl2溶液,所得沉淀为BaSO4,质量为w g,SO2+NaClO+H2O===NaCl+H2SO4,H2SO4+BaCl2=== BaSO4↓+ 2HCl,
设NaClO的物质的量为x ml,依据
ClO-～SO42-～BaSO4
1 ml 233 g
x ml w g
1x=233w,解得x=w233,
c(NaClO)=nV=w233 ml÷0.1 L=10w233 ml·L-1。
(3)在加热条件下,氯气与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl等,写出反应的离子方程式:_____________________________________________。实验小组设计乙图装置(加热装置略去)验证NaClO3的性质。
已知:2NaClO3+Na2C2O4+2H2SO4(稀) ===2ClO2↑+2CO2↑+2Na2SO4+2H2O;ClO2与氯气的化学性质相似。
控制装置A中分液漏斗活塞,缓慢滴加稀硫酸,观察到B装置中的现象是______________________;装置C吸收的物质是____________。
【解析】(3)在加热的条件下,Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO3和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒即可写出离子方程式;把稀H2SO4加入盛有NaClO3和Na2C2O4的烧瓶中发生反应生成ClO2和CO2,ClO2有强氧化性,可以把KI氧化生成I2,淀粉遇I2变蓝,故B装置的现象是溶液变蓝,多余的ClO2和CO2被NaOH吸收。
答案:(1)a(或b)、g、h、e、f、i、j、d(或m)
A对应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
B对应:2KMnO4+16HCl(浓) ===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2)①取少量“84”消毒液于试管中,滴加稀硫酸,观察溶液颜色变为黄绿色
②2ClO-+SO2===Cl2+SO42- 10w233
(3)3Cl2+6OH-ClO3-+5Cl-+3H2O 溶液变蓝 ClO2和CO2
18.(16分)硫酸是中学化学实验室的常见药品,回答下列问题:
Ⅰ.配制一定物质的量浓度的硫酸溶液:
(1)某次实验大约需要450 mL 1 ml·L-1硫酸溶液。同学们发现实验室内没有
450 mL的容量瓶,某同学提议用1个200 mL容量瓶和1个250 mL容量瓶来配制,你认为该提议________________(填“合理”或“不合理”)。
【解析】(1)选择容量瓶的原则:容量瓶的容量应略大于或等于所要配制的溶液的量,需要配制450 mL 1.0 ml·L-1的硫酸溶液,应选择500 mL容量瓶,选用200 mL和250 mL的容量瓶需要配制2次,误差较大,不合理。
(2)实验中要配制250 mL 0.5 ml·L-1 H2SO4溶液,则需量取密度为1.84 g·cm-3、溶质质量分数为98%的浓硫酸________________(结果保留小数点后一位)mL。
【解析】(2)溶质质量分数为98%的浓硫酸的密度为1.84 g·cm-3,其物质的量浓度=1 000×1.84×98%98 ml·L-1=18.4 ml·L-1,设需要浓硫酸的体积为V,根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变列式,V×18.4 ml·L-1=0.5 ml·L-1×250 mL,解得V≈6.8 mL。
Ⅱ.蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体,会对环境造成污染。某实验小组利用如图所示装置对该实验进行改进。回答下列问题:
注:硬质玻璃管中①、②、③处分别为滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸,a和b分别为两个小气球。
(3)实验开始后先关闭活塞K,硬质玻璃管中①号试纸变黄,②号和③号滤纸均褪色,a处气球变大。硬质玻璃管中实验现象说明炭化实验产生的刺激性气味气体是SO2,①、②、③处发生的变化分别说明SO2具有________________、________________和________________。(均填SO2表现出的性质)
【解析】(3)硬质玻璃管中①、②、③处分别为滴有Na2S溶液的滤纸、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMnO4溶液的滤纸,实验开始后先关闭活塞K,硬质玻璃管中①号试纸变黄,说明生成硫单质,表现的是二氧化硫的氧化性,②号和③号滤纸均褪色,说明二氧化硫具有漂白性和还原性,a处气球变大说明收集到气体。
(4)SO2和Cl2均可以使品红溶液褪色,但将两种气体按体积比1∶1混合通入品红溶液中,品红溶液不褪色,其原因是__________(用化学方程式回答)。
(5)打开活塞K,a处气球变小,b处气球变大。使三颈烧瓶内气体缓缓通过B瓶和C瓶,一段时间之后,发现澄清石灰水变浑浊。为证明有CO2生成,可以在④号位置的滤纸滴加________________溶液,该试剂的作用是____________。
【解析】(5)为证明有CO2生成,可以在④号位置的滤纸滴加品红溶液检验混合气体中二氧化硫是否除净,避免影响检验二氧化碳的实验。
答案:(1)不合理 (2)6.8
(3)氧化性 漂白性 还原性
(4)Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl (5)品红 检验混合气体中的二氧化硫是否除尽
选项
溶液
现象
结论
A
含HCl、
BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性:
H2SO3>H2SiO3
选项
溶液
现象
结论
A
含HCl、
BaCl2的FeCl3溶液
产生白色沉淀
SO2有还原性
B
H2S溶液
产生黄色沉淀
SO2有氧化性
C
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
SO2有漂白性
D
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性:
H2SO3>H2SiO3