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【化学】广东省汕头市金山中学2018-2019学年高一下学期第一次月考试题(解析版)
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广东省汕头市金山中学2018-2019学年高一下学期第一次月考试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 S-32 Fe-56 Cu-64 Zn-65
一.单选题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。)
1.化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列说法正确的个数是( )
①PM2.5(指直径小于或等于2.5×10-6 m的细小颗粒)在空气中一定能形成气溶胶
②碘酸钾具有较强的氧化性,在食盐中加入适量碘酸钾,可抗人体氧化
③二氧化硫具有氧化性,可以用于漂白纸浆
④“光化学烟雾”、“硝酸酸雨”的形成都与氮氧化物有关
⑤双氧水被称为绿色氧化剂,是因为其还原产物为O2,对环境没有污染
⑥王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比1︰3配成的混合物,可以溶解Au、Pt
⑦酸雨是指pH﹤7的雨水
A. 1个 B. 3个 C. 5个 D. 7个
【答案】A
【详解】①PM2.5(指直径小于或等于2.5×10-6 m的细小颗粒),由于1微米=10-6m,而胶体的分散质微粒的直径在10-7-10-9m,因此在空气中不一定能形成气溶胶,①错误;
②在食盐中加入适量碘酸钾,可适当补充碘元素,防止碘元素缺乏,②错误;
③二氧化硫具有漂白性,因此可以用于漂白纸浆,③错误;
④氮的氧化物可导致“光化学烟雾”、“硝酸酸雨”的形成,因此“光化学烟雾”、“硝酸酸雨”都与氮氧化物有关,④正确;
⑤双氧水被称为绿色氧化剂,是因为其还原产物为H2O,对环境没有污染, ⑤错误;
⑥王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比3︰1配成的混合物,可以溶解Au、Pt,⑥错误;
⑦酸雨是指pH﹤5.6的雨水,⑦错误;
故正确的说法只有④一种,合理选项是A。
2.二氧化硫体现还原性的反应是( )
A. SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2 B. SO2+2H2S=2H2O+3S↓
C. SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O D. SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl
【答案】D
【详解】A. SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2证明了酸性H2SO3>H2CO3,A不符合题意;
B.在SO2+2H2S=2H2O+3S↓中,SO2中的S由+4价变为反应后单质S的0价,化合价降低,获得电子,SO2表现氧化性,B不符合题意;
C.在SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O中SO2表现酸性氧化物的通性,C不符合题意;
D.在SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl反应中,S元素的化合价由反应前SO2中的S由+4价变为反应后H2SO4中S的+6价,化合价升高,失去电子,SO2表现还原性,D符合题意;
故合理选项是D。
3.13C−NMR(核磁共振)、15N−NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构,这项研究曾获诺贝尔化学奖。下面有关叙述正确的是( )
A. 15N的核外电子数比中子数少1 B. 14N与14C互为同位素
C. 15N与14N 为同一种核素 D. 13C与15N有相同的中子数
【答案】A
【详解】A、15N的核外电子数为7,中子数为(15-7)=8,因此核外电子数比中子数少1,故A正确;
B、14N质子数为7,14C质子数为6,质子数不同,两个核素不互为同位素,故B错误;
C、两个核素中子数不同,属于不同核素,故C错误;
D、前者中子数为(13-6)=7,后者中子数为(15-7)=8,中子数不同,故D错误。
4.下列反应中,调节反应物用量或浓度,不会改变反应产物的是( )
A. 硫酸中加入锌粉
B. 二氧化硫通入澄清石灰水
C. HNO3与Cu反应
D. 铁在硫蒸气中燃烧
【答案】D
【解析】
【分析】A.浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同;
C.Cu与硝酸反应,硝酸浓度不同,反应产物不同;
D. 铁与硫反应产生FeS。
【详解】A. 浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同,浓硫酸和锌反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,稀硫酸和锌反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,A不符合题意;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同,反应为SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,2SO2+Ca(OH)2 =Ca(HSO3)2,B不符合题意;
C. HNO3与Cu反应,浓度不同,产物不同,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;3Cu+8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,C不符合题意;
D.铁在硫蒸气中燃烧,无论哪种物质过量反应都生成FeS,D符合题意;
故合理选项是D。
5.下列反应的离子方程式正确的是( )
A. 氨水中通入少量的SO2气体: SO2+ OH- == HSO3-
B. 氯气与水的反应: Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C. 氯化钙溶液中通入CO2气体: Ca2++H2O+CO2== CaCO3↓+2H+
D. 二氧化锰跟浓盐酸共热制Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
【答案】D
【详解】A.氨水中通入少量SO2气体,生成SO32-:SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O;通入过量SO2生成HSO3-:SO2+NH3•H2O=NH4++HSO3-,题给离子方程式有2处错误,一是氨水拆写了,一是所给产物与SO2的通入量没有对应,A项错误;
B.生成的次氯酸作为弱酸不拆写,正确的离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,B项错误;
C.该离子方程式违背了客观事实,氯化钙溶液与CO2不反应,C项错误;
D.二氧化锰作为氧化物、难溶物不拆写,盐酸和氯化锰均拆写成离子形式,D项正确;
答案选D项。
6.下列溶液中,所给离子一定能大量共存的是( )
A. 含有大量NO3-的溶液:H+、Fe2+、SO42-、Cl-
B. 使酚酞变红的溶液:Na+、Ca2+、SO42-、CO32-
C. 含有大量Al3+的溶液:Na+、NH4+、SO42-、Cl-
D. 含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、NO3-、SCN-
【答案】C
【详解】A. NO3-、H+、Fe2+会发生氧化还原反应,不能大量共存,A不符合题意;
B. Ca2+、CO32-会发生复分解反应,形成CaCO3沉淀,不能大量共存,B不符合题意;
C. 含有大量Al3+的溶液:Na+、NH4+、SO42-、Cl-之间不能发生任何反应,可以大量共存,C符合题意;
D. Fe3+、SCN-之间能发生络合反应,使溶液变为血红色,不能大量共存,D不符合题意;
故合理选项是C。
7.用NA表示阿伏伽德罗常数值,下列叙述中正确的是( )
A. 5.6g铁在足量的O2中燃烧,转移的电子数为0.3NA
B. 18g H218O和D2O的混合物中,所含中子数为9NA
C. 1molFe分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应转移电子数均为2 NA
D. 0.4 mol NH3与0.6 mol O2在催化剂的作用下充分反应,得到NO的分子数为0.4NA
【答案】B
【详解】A. 5.6g铁的物质的量是0.1mol,Fe在足量的O2中燃烧生成Fe3O4,每3molFe反应,转移8mol电子,则0.1molFe发生反应转移的电子数小于0.3NA,A错误;
B.H218O和D2O的分子中含有的中子数都是10个,若18g完全是 H218O,含有的中子数为=9NA;若完全为D2O,则其中含有的中子数为=9NA,故18g H218O和D2O的混合物中,所含中子数也一定为9NA,B正确;
C. Fe为变价金属,与硫酸反应产生Fe2+,1molFe转移2NA个电子;若与HNO3反应,由于硝酸具有强的氧化性,会将Fe氧化为Fe3+,1mol反应后转移3NA电子,C错误;
D. NH3与O2在催化剂作用下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,但该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此充分反应后得到NO的分子数小于0.4NA,D错误;
故合理选项是B。
8.以下物质间的转化通过一步反应都能实现的是( )
A. Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3 B. HCl→Cl2→HClO→NaClO
C. S→SO3→H2SO4→Al2(SO4)3 D. NH3→NO2→HNO3→NaNO3
【答案】B
【解析】试题分析:A、因SiO2不能一步生成H2SiO3,故A错误;B、HCl与二氧化锰加热生成Cl2,Cl2与水反应生成HClO,HClO与氢氧化钠反应生成NaClO,故B正确; C、因S不能一步生成SO3,故C错误;D、氨气直接氧化生成一氧化氮,得不到二氧化氮,故D错误;故选B。
考点:考查了氯气的化学性质;硅和二氧化硅;含硫物质的性质及综合应用;氮及其化合物的性质的相关知识。
9.在一定条件下,氯气与碘单质以等物质的量进行反应,可得到一种红棕色液体ICl,ICl有很强的氧化性,ICl跟Zn、H2O反应的化学方程式如下:2IC1+2Zn=ZnCl2+ZnI2,IC1+H2O=HC1+HIO,下列关于ICl性质的叙述正确的是( )
A. ZnCl2是氧化产物,又是还原产物 B. ZnI2既是氧化产物,又是还原产物
C. ICl跟H2O的反应,ICl是氧化剂,H2O是还原剂 D. 反应6.5gZn,转移电子0.1mol
【答案】B
【解析】2ICl+2Zn═ZnCl2+ZnI2,中Zn元素的化合价升高,I元素的化合价降低,而ICl+H2O═HCl+HIO中,各元素的化合价不变。A.在反应中ZnCl2是氧化产物,故A错误;B.在反应中ZnI2既是氧化产物,又是还原产物,故B正确;C.ICl+H2O═HCl+HIO中,各元素的化合价不变,不属于氧化还原反应,故C错误;D.6.5gZn的物质的量为0.1mol,反应后生成Zn2+,转移电子0.2mol,故D错误;故选B。
10.喷泉是一种常见的自然现象,如下图是化学教材中常用的喷泉实验装置,在烧瓶中充满干燥气体,而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是( )
A. HCl和H2O B. CO2和NaOH溶液
C. NH3和H2O D. O2和H2O
【答案】D
【解析】
【分析】在烧瓶中充满干燥气体,而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体,若形成喷泉,则气体极易溶于液体或气体极易与液体反应,以此来解答。
【详解】A.HCl极易溶于水,则可形成喷泉,A不符合题意;
B.二氧化碳极易与NaOH反应,产生压强差,形成喷泉,B不符合题意;
C.氨气极易溶于水,可形成喷泉,C不符合题意;
D.氧气不溶于水,则不能形成喷泉,D符合题意;
故合理选项是D。
11.如图表示第ⅠA族金属(又称为碱金属)的某些性质与核电荷数的变化关系,则下列各性质中不符合图示关系的是( )
A. 金属性 B. 与水反应的剧烈程度
C. 阳离子的氧化性 D. 原子半径
【答案】C
【解析】由图可知随着核电荷数的增大,碱金属的性质呈增大趋势,其金属性逐渐增强,其单质与水反应剧烈程度增大,随核电荷数增大,其原子半径逐渐增大,A、B、D三项正确;随碱金属的核电荷数递增,其阳离子氧化性逐渐减弱,C项与图不符。答案选C。
12.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
【答案】B
【解析】
【分析】题给装置在常温下反应生成气体,且用向上排空气法收集,说明气体密度比空气大,最后为防倒吸装置,说明制备的气体极易溶于水,以此解答该题。
【详解】A.浓氨水与氧化钙混合生成氨气,氨气的密度比空气小,不能使用向上排空气法,A错误;
B.浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫密度大于空气,二氧化硫是大气污染物,可以与NaOH溶液反应产生亚硫酸钠溶液,B正确;
C.稀硝酸与铜生成的是NO,NO与空气中的氧气反应产生NO2,且二氧化氮和水反应生成NO,因此不能水进行尾气吸收处理,C错误;
D.在常温下浓盐酸和二氧化锰不反应,D错误;
故合理选项是B。
13.用下列实验装置和方法进行相应实验,能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制备SO2
B. 用装置乙制备氨气
C. 用装置丙除去粗盐溶液中混有的沙子
D. 用装置丁蒸干溶液获得(NH4)2CO3晶体
【答案】C
【详解】A.在室温下浓硫酸与Cu不能发生反应,因此不能用装置甲制备SO2,A错误;
B.NH4Cl加热反应产生NH3、HCl,NH3、HCl遇冷相遇反应又产生NH4Cl固体,因此不能用该装置制取氨气,B错误;
C.粗盐中的泥沙难溶于水,可以采用过滤的方法将其除去,操作合理,C正确;
D.从(NH4)2CO3溶液中获取(NH4)2CO3晶体时,不能将溶液蒸干,应在有少量液体残留时就停止加热,利用余热将液体蒸干,D错误;
故合理选项是C。
14.已知气体的摩尔质量越小,扩散速度越快。下图所示为气体扩散速度的实验,两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是( )
A. 甲是浓氨水,乙是浓硫酸
B. 甲是浓盐酸,乙是浓氨水
C. 甲是浓氨水,乙是浓盐酸
D. 甲是浓硫酸,乙是浓氨水
【答案】C
【解析】
【分析】气体的摩尔质量越小,气体扩散速度越快,相同时间内扩散的距离就越远,再根据烟环物质可以判断甲乙.
【详解】浓硫酸不挥发,排除AD选项;由于气体的摩尔质量越小,扩散速度越快,所以氨气的扩散速度比氯化氢快,氨水比浓盐酸离烟环远,所以甲为浓氨水、乙为浓盐酸。
故选C。
15.1.92g铜投入一定量浓HNO3中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到672mL气体(标况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积可能是( )
A. 504mL B. 168mL C. 224mL D. 336mL
【答案】D
【详解】1.92g铜的物质的量为n(Cu)=1.92g÷64g/mol=0.03mol,由于Cu是+2价的金属,因此反应过程中转移电子的物质的量为n(e-)=2n(Cu)=2×0.03mol=0.06mol,在反应过程中,Cu失去电子变为Cu2+,HNO3获得电子变为NO2、NO,当向反应后的气体中通入O2时,氮的氧化物又转化为HNO3,O2获得电子变为HNO3,因此氧气获得的电子的物质的量大于Cu失去电子的物质的量,所以根据电子得失数目相等可知4n(O2)=n(e-)=0.06mol,则n(O2)=0.06mol÷4=0.015mol,则通入O2在标准状况下的体积是v(O2)=0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL,故合理选项是D。
二.非选择题(本题共3道题,共55分。)
16.按要求完成下列方程式
(1)磁性氧化铁与足量的稀硝酸反应的离子方程式:________
(2)铜与硫共热的化学方程式:_________
(3)二氧化氮通入水中的化学方程式:________
(4)氨的催化氧化的化学方程式:___________
(5)往Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液使溶液呈中性的离子方程式:________
【答案】(1). 3Fe3O4+28H++NO3- =9Fe3++14H2O+NO↑ (2). 2Cu+SCu2S (3). 3NO2+H2O=2HNO3+NO (4). 4NH3+5O24NO+6H2O (5). 2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
【解析】
【分析】(1)磁性氧化铁为Fe3O4,可表示为FeO·Fe2O3,Fe有1个为+2价,2个+3价,HNO3具有强氧化性,会将+2价的Fe氧化为+3价,硝酸被还原为NO,结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写离子方程式;
(2)S氧化性较弱,只能把Cu氧化为+1价;
(3)二氧化氮与水反应产生硝酸和一氧化氮;
(4)氨气与氧气在催化剂存在时,被氧气氧化产生NO,同时产生水;
(5)往Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液使溶液呈中性时,二者的物质的量的比为1:2,然后再写出离子方程式。
【详解】(1)磁性氧化铁化学式为Fe3O4,可表示为FeO·Fe2O3,其中的Fe有1个为+2价,2个+3价,而HNO3具有强氧化性,会将+2价的Fe氧化为+3价,硝酸则被还原为NO,1个HNO3获得3个电子,所以根据电子守恒可知Fe3O4的系数为3,反应后产生的Fe(NO3)3的系数为9,即Fe3+的系数为9,NO3-的系数为1,再电荷守恒可知H+的系数为28,最后根据原子守恒,可得H2O的系数为14,可得该反应的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO3- =9Fe3++NO↑+14H2O;
(2)单质S氧化性较弱,在加热时只能把Cu氧化为+1价,反应产生Cu2S,反应的方程式为:2Cu+SCu2S;
(3)二氧化氮与水反应产生硝酸和一氧化氮,所以二氧化氮通入水中的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)氨气与氧气在催化剂存在时,被氧气氧化产生NO,同时产生水,根据电子守恒及原子守恒,可得氨的催化氧化的化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2O;
(5)往Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液使溶液呈中性时,二者的物质的量的比为1:2,可得硫酸钠、硫酸钡和水,该反应的离子方程式为:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O。
17.氮家族化合物繁多,某校研究性学习小组对其进行研究。
研究1:选用下图装置组装制备纯净干燥的NH3并探究NH3与CuO发生的反应,同时检验和收集非固态产物(提示:每个装置只使用一次)。请回答下列问题:
(1)完成实验所需装置按气流方向从左到右的连接顺序为A-( )-( )-( )-G-B-( )
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_________。
(3)D中盛放碱石灰的仪器名称是________,E装置的作用是______。
(4)通过进一步检测发现F中收集到的气体是一种常见的单质气体,硬质玻璃管中得到一种固体单质。试描述该小组同学还能观察到的其它现象为:①C中_____;②E中___;C中反应的化学方程式为:_______
研究2:将32g铜与150mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L,请回答:
(5)在标况下,NO的体积为______L,NO2的体积为______L。
(6)若将产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLa mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸溶液的浓度为____mol/L。(用含a和V的式子表示)
【答案】(1). D (2). C (3). E (4). F (5). 2NH4C1+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(6). 球形干燥管 (7). 检验NH3与CuO反应的产物中是否有水生成 (8). C中黑色固体逐渐变红,试管壁上有液珠产生 (9). E中白色固体逐渐变蓝 (10). 2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2 (11). 5.6 (12). 5.6 (13). (其他合理答案也可)
【解析】
【分析】(1)利用A装置制备NH3,用装置D干燥氨气,再将干燥的氨气通过C装置,与加热的CuO反应,并用无水硫酸铜检验是否有水生成,利用F装置收集反应生成的气体,据此分析连接装置;
(2)实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气;
(3)根据仪器的结构和性能确定仪器D的名称;无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色;
(4)发现F中收集到的气体是一种常见的单质气体,硬质玻璃管中得到一种红色固体单质,结合化学反应的本质,反应前后元素不发生改变,可知生成物为铜、氮气和水,以此书写化学方程式;
(5)根据反应过程中电子转移数目相等,结合原子数目相等,可计算出NO、NO2的体积;
(6)根据N元素守恒,结合Cu失去电子的物质的量与反应得到的Cu2+结合的OH-物质的量相等,结合物质的量浓度定义式计算。
【详解】(1)将A装置制备的NH3通过D中盛装的碱石灰干燥,再依次通通过加热的CuO反应反应,用E中无水硫酸铜检验水的产生,并连接G装置防止倒吸现象的发生,再利用B中的浓硫酸吸收未反应的氨气,最后利用F装置收集反应生成的气体,同时也利用氨气极容易溶于水,未反应的氨气被水吸收,故装置连接顺序为ADCEGBF;
(2)在实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气,反应的化学方程式为2NH4C1+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)D中盛放碱石灰的仪器名称是球形干燥管;装置E中无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色,则可检验NH3与CuO反应的产物中是否有水生成,
(4)C中黑色的固体CuO变为红色固体单质物质,该红色固体单质是Cu,无水CuSO4变蓝色,说明反应产生了水,同时生成一种无污染的气体,因此说明生成铜、氮气和水,C中发生反应的化学方程式为:2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2;
(5)n(Cu)=32g÷64g/mol=0.5mol,假设反应产生的NO、NO2的物质的量为x、y,则根据电子守恒可得2×0.5mol=3x+y;根据N原子守恒可得x+y=11.2L÷22.4L/mol,解得x=0.25mol,y=0.25mol,所以V(NO)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L;V(NO2)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
(6)HNO3在反应中的作用,一部分变为Cu(NO3)2,结合形成硝酸盐,另一部分变为NO、NO2,n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)。加入的NaOH的物质的量等于硝酸铜中硝酸根离子的物质的量,所以n(HNO3)=aV×10-3mol+0.5mol,根据物质的量浓度定义式可得c(HNO3)=mol/L。
18.土法酿造葡萄酒(只加糖的纯天然酿酒法)容易出问题,有报道说,喝了自制葡萄酒差点失明。主要原因是发酵过程产生的菌种多达百种,难以控制,而产生对神经有毒的甲醇等物质。科学酿酒加SO2等辅料,我国国家标准(GB2760-2014)规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g/L。
(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是________。
A.氧化细菌 B.抗氧化 C.漂白 D.增酸作用
I.实验方案一
利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如图1的实验:
(2)甲同学得出的实验结论是干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。这个结论____(填“成立”或“不成立”),理由是______。
Ⅱ.实验方案二
(3)用如图实验装置探究二氧化硫的氧化性。
充入气体前的操作为___,关闭旋塞1和2;按图2充入气体,连接装置。打开旋塞1,可观察到的主要现象是_____;若A瓶和B瓶的体积相等,恢复到常温,打开旋塞2,可观察到的现象是____,此时A瓶中可能发生反应的化学方程式为____。
(4)从环保角度,利用图2装置设计探究二氧化硫既有氧化性又有还原性的最佳方案。
实验方案
预期现象
将烧杯中的氢氧化钠溶液换成_____溶液(填化学式),操作如(3)
说明SO2具有还原性的现象为____,对应的离子方程式为:_____________________
【答案】(1). BD (2). 不成立 (3). 实验对比说明浓度低的亚硫酸不能使品红褪色,葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红褪色 (4). 检査装置气密性 (5). B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成 (6). NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中 (7). SO2+NaOH =NaHSO3或SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (8). KMnO4 (9). A瓶中酸性KMnO4溶液褪色 (10). 2MnO4-+SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+(也可以换成Br2,A瓶中溴水褪色;Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+)
【解析】
【分析】(1)A.二氧化硫能够使蛋白质变性,不是氧化细菌;
B.根据二氧化硫具有还原性分析;
C.葡萄酒仍然是有色的,说明二氧化硫没有漂白葡萄酒;
D.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,溶液呈酸性;
(2)图1实验中,通过对比说明浓度低的亚硫酸不能使品红褪色,葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红褪色;
(3)有气体参加的反应,在实验前应先检查装置的气密性;气体由浓度大的地方向浓度小的地方扩散,SO2与H2S发生氧化还原反应,根据反应产生的状态、颜色判断实验现象,书写反应的方程式;SO2是酸性氧化物,与NaOH反应会导致装置内气压减小,引起倒吸现象,根据酸性氧化物的性质及二者相对量的多少书写反应方程式。
(4)要证明SO2具有还原性,可以利用具有氧化性的物质如KMnO4溶液或溴水、或FeCl3溶液等进行检验。
【详解】(1)A.二氧化硫能够使蛋白质变性,能够杀死葡萄酒中的细菌,不是氧化细菌,A错误;
B.二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,B正确;
C.葡萄酒仍然是有色的,说明二氧化硫没有漂白葡萄酒,C错误;
D.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸为二元弱酸,所以二氧化硫具有增酸作用,D正确;
故合理选项是BD;
(2)图1实验中,通过对比说明:浓度低的亚硫酸不能使品红褪色,葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红褪色,不能说明干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3,即说干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3的结论不成立;
(3)该反应装置内有气体参与反应,因此充入气体前的操作为检査装置气密性;由于A中SO2气体压强大于B中H2S气体的压强,打开旋塞1,A中SO2向B中扩散,在B中发生反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,所以在B中可观察到的主要现象是:B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成;若A瓶和B瓶的体积相等,由于SO2的气体压强是H2S的1.5倍,说明SO2的物质的量是H2S的1.5倍,根据SO2+2H2S=3S+2H2O可知,SO2过量,最后A、B中都充满了SO2气体,恢复到常温,打开旋塞2,SO2容易溶于NaOH,并与之发生反应:SO2+NaOH =NaHSO3或SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,使装置内气体压强减小,因此可观察到的现象是NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中;
(4)要证明SO2具有还原性,可以选用具有氧化性的物质,只要反应现象明显,而且环保、无污染即可。可以将NaOH溶于改为酸性KMnO4或溴水,若为酸性KMnO4时,酸性KMnO4将SO2氧化为硫酸,KMnO4被还原为MnSO4无色溶液,因此观察到的实验现象为红色溶液变浅或褪色,反应的离子方程式为:2MnO4-+SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;若溶液为溴水溶液时,会发生反应:Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+,观察到溶液由棕黄色变为浅绿色。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 S-32 Fe-56 Cu-64 Zn-65
一.单选题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。)
1.化学与科学、技术、社会、环境密切相关,下列说法正确的个数是( )
①PM2.5(指直径小于或等于2.5×10-6 m的细小颗粒)在空气中一定能形成气溶胶
②碘酸钾具有较强的氧化性,在食盐中加入适量碘酸钾,可抗人体氧化
③二氧化硫具有氧化性,可以用于漂白纸浆
④“光化学烟雾”、“硝酸酸雨”的形成都与氮氧化物有关
⑤双氧水被称为绿色氧化剂,是因为其还原产物为O2,对环境没有污染
⑥王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比1︰3配成的混合物,可以溶解Au、Pt
⑦酸雨是指pH﹤7的雨水
A. 1个 B. 3个 C. 5个 D. 7个
【答案】A
【详解】①PM2.5(指直径小于或等于2.5×10-6 m的细小颗粒),由于1微米=10-6m,而胶体的分散质微粒的直径在10-7-10-9m,因此在空气中不一定能形成气溶胶,①错误;
②在食盐中加入适量碘酸钾,可适当补充碘元素,防止碘元素缺乏,②错误;
③二氧化硫具有漂白性,因此可以用于漂白纸浆,③错误;
④氮的氧化物可导致“光化学烟雾”、“硝酸酸雨”的形成,因此“光化学烟雾”、“硝酸酸雨”都与氮氧化物有关,④正确;
⑤双氧水被称为绿色氧化剂,是因为其还原产物为H2O,对环境没有污染, ⑤错误;
⑥王水是浓盐酸和浓硝酸按体积比3︰1配成的混合物,可以溶解Au、Pt,⑥错误;
⑦酸雨是指pH﹤5.6的雨水,⑦错误;
故正确的说法只有④一种,合理选项是A。
2.二氧化硫体现还原性的反应是( )
A. SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2 B. SO2+2H2S=2H2O+3S↓
C. SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O D. SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl
【答案】D
【详解】A. SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2证明了酸性H2SO3>H2CO3,A不符合题意;
B.在SO2+2H2S=2H2O+3S↓中,SO2中的S由+4价变为反应后单质S的0价,化合价降低,获得电子,SO2表现氧化性,B不符合题意;
C.在SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O中SO2表现酸性氧化物的通性,C不符合题意;
D.在SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl反应中,S元素的化合价由反应前SO2中的S由+4价变为反应后H2SO4中S的+6价,化合价升高,失去电子,SO2表现还原性,D符合题意;
故合理选项是D。
3.13C−NMR(核磁共振)、15N−NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构,这项研究曾获诺贝尔化学奖。下面有关叙述正确的是( )
A. 15N的核外电子数比中子数少1 B. 14N与14C互为同位素
C. 15N与14N 为同一种核素 D. 13C与15N有相同的中子数
【答案】A
【详解】A、15N的核外电子数为7,中子数为(15-7)=8,因此核外电子数比中子数少1,故A正确;
B、14N质子数为7,14C质子数为6,质子数不同,两个核素不互为同位素,故B错误;
C、两个核素中子数不同,属于不同核素,故C错误;
D、前者中子数为(13-6)=7,后者中子数为(15-7)=8,中子数不同,故D错误。
4.下列反应中,调节反应物用量或浓度,不会改变反应产物的是( )
A. 硫酸中加入锌粉
B. 二氧化硫通入澄清石灰水
C. HNO3与Cu反应
D. 铁在硫蒸气中燃烧
【答案】D
【解析】
【分析】A.浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同;
C.Cu与硝酸反应,硝酸浓度不同,反应产物不同;
D. 铁与硫反应产生FeS。
【详解】A. 浓硫酸和稀硫酸与锌反应产物不同,浓硫酸和锌反应Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O,稀硫酸和锌反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,A不符合题意;
B.少量二氧化硫和过量二氧化硫通入石灰水生成产物不同,反应为SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,2SO2+Ca(OH)2 =Ca(HSO3)2,B不符合题意;
C. HNO3与Cu反应,浓度不同,产物不同,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;3Cu+8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,C不符合题意;
D.铁在硫蒸气中燃烧,无论哪种物质过量反应都生成FeS,D符合题意;
故合理选项是D。
5.下列反应的离子方程式正确的是( )
A. 氨水中通入少量的SO2气体: SO2+ OH- == HSO3-
B. 氯气与水的反应: Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
C. 氯化钙溶液中通入CO2气体: Ca2++H2O+CO2== CaCO3↓+2H+
D. 二氧化锰跟浓盐酸共热制Cl2:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
【答案】D
【详解】A.氨水中通入少量SO2气体,生成SO32-:SO2+2NH3•H2O=2NH4++SO32-+H2O;通入过量SO2生成HSO3-:SO2+NH3•H2O=NH4++HSO3-,题给离子方程式有2处错误,一是氨水拆写了,一是所给产物与SO2的通入量没有对应,A项错误;
B.生成的次氯酸作为弱酸不拆写,正确的离子方程式为:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,B项错误;
C.该离子方程式违背了客观事实,氯化钙溶液与CO2不反应,C项错误;
D.二氧化锰作为氧化物、难溶物不拆写,盐酸和氯化锰均拆写成离子形式,D项正确;
答案选D项。
6.下列溶液中,所给离子一定能大量共存的是( )
A. 含有大量NO3-的溶液:H+、Fe2+、SO42-、Cl-
B. 使酚酞变红的溶液:Na+、Ca2+、SO42-、CO32-
C. 含有大量Al3+的溶液:Na+、NH4+、SO42-、Cl-
D. 含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、NO3-、SCN-
【答案】C
【详解】A. NO3-、H+、Fe2+会发生氧化还原反应,不能大量共存,A不符合题意;
B. Ca2+、CO32-会发生复分解反应,形成CaCO3沉淀,不能大量共存,B不符合题意;
C. 含有大量Al3+的溶液:Na+、NH4+、SO42-、Cl-之间不能发生任何反应,可以大量共存,C符合题意;
D. Fe3+、SCN-之间能发生络合反应,使溶液变为血红色,不能大量共存,D不符合题意;
故合理选项是C。
7.用NA表示阿伏伽德罗常数值,下列叙述中正确的是( )
A. 5.6g铁在足量的O2中燃烧,转移的电子数为0.3NA
B. 18g H218O和D2O的混合物中,所含中子数为9NA
C. 1molFe分别与足量的稀硫酸和稀硝酸反应转移电子数均为2 NA
D. 0.4 mol NH3与0.6 mol O2在催化剂的作用下充分反应,得到NO的分子数为0.4NA
【答案】B
【详解】A. 5.6g铁的物质的量是0.1mol,Fe在足量的O2中燃烧生成Fe3O4,每3molFe反应,转移8mol电子,则0.1molFe发生反应转移的电子数小于0.3NA,A错误;
B.H218O和D2O的分子中含有的中子数都是10个,若18g完全是 H218O,含有的中子数为=9NA;若完全为D2O,则其中含有的中子数为=9NA,故18g H218O和D2O的混合物中,所含中子数也一定为9NA,B正确;
C. Fe为变价金属,与硫酸反应产生Fe2+,1molFe转移2NA个电子;若与HNO3反应,由于硝酸具有强的氧化性,会将Fe氧化为Fe3+,1mol反应后转移3NA电子,C错误;
D. NH3与O2在催化剂作用下发生反应:4NH3+5O24NO+6H2O,但该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此充分反应后得到NO的分子数小于0.4NA,D错误;
故合理选项是B。
8.以下物质间的转化通过一步反应都能实现的是( )
A. Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3 B. HCl→Cl2→HClO→NaClO
C. S→SO3→H2SO4→Al2(SO4)3 D. NH3→NO2→HNO3→NaNO3
【答案】B
【解析】试题分析:A、因SiO2不能一步生成H2SiO3,故A错误;B、HCl与二氧化锰加热生成Cl2,Cl2与水反应生成HClO,HClO与氢氧化钠反应生成NaClO,故B正确; C、因S不能一步生成SO3,故C错误;D、氨气直接氧化生成一氧化氮,得不到二氧化氮,故D错误;故选B。
考点:考查了氯气的化学性质;硅和二氧化硅;含硫物质的性质及综合应用;氮及其化合物的性质的相关知识。
9.在一定条件下,氯气与碘单质以等物质的量进行反应,可得到一种红棕色液体ICl,ICl有很强的氧化性,ICl跟Zn、H2O反应的化学方程式如下:2IC1+2Zn=ZnCl2+ZnI2,IC1+H2O=HC1+HIO,下列关于ICl性质的叙述正确的是( )
A. ZnCl2是氧化产物,又是还原产物 B. ZnI2既是氧化产物,又是还原产物
C. ICl跟H2O的反应,ICl是氧化剂,H2O是还原剂 D. 反应6.5gZn,转移电子0.1mol
【答案】B
【解析】2ICl+2Zn═ZnCl2+ZnI2,中Zn元素的化合价升高,I元素的化合价降低,而ICl+H2O═HCl+HIO中,各元素的化合价不变。A.在反应中ZnCl2是氧化产物,故A错误;B.在反应中ZnI2既是氧化产物,又是还原产物,故B正确;C.ICl+H2O═HCl+HIO中,各元素的化合价不变,不属于氧化还原反应,故C错误;D.6.5gZn的物质的量为0.1mol,反应后生成Zn2+,转移电子0.2mol,故D错误;故选B。
10.喷泉是一种常见的自然现象,如下图是化学教材中常用的喷泉实验装置,在烧瓶中充满干燥气体,而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列气体和液体的组合中不可能形成喷泉的是( )
A. HCl和H2O B. CO2和NaOH溶液
C. NH3和H2O D. O2和H2O
【答案】D
【解析】
【分析】在烧瓶中充满干燥气体,而胶头滴管及烧杯中分别盛有液体,若形成喷泉,则气体极易溶于液体或气体极易与液体反应,以此来解答。
【详解】A.HCl极易溶于水,则可形成喷泉,A不符合题意;
B.二氧化碳极易与NaOH反应,产生压强差,形成喷泉,B不符合题意;
C.氨气极易溶于水,可形成喷泉,C不符合题意;
D.氧气不溶于水,则不能形成喷泉,D符合题意;
故合理选项是D。
11.如图表示第ⅠA族金属(又称为碱金属)的某些性质与核电荷数的变化关系,则下列各性质中不符合图示关系的是( )
A. 金属性 B. 与水反应的剧烈程度
C. 阳离子的氧化性 D. 原子半径
【答案】C
【解析】由图可知随着核电荷数的增大,碱金属的性质呈增大趋势,其金属性逐渐增强,其单质与水反应剧烈程度增大,随核电荷数增大,其原子半径逐渐增大,A、B、D三项正确;随碱金属的核电荷数递增,其阳离子氧化性逐渐减弱,C项与图不符。答案选C。
12.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
【答案】B
【解析】
【分析】题给装置在常温下反应生成气体,且用向上排空气法收集,说明气体密度比空气大,最后为防倒吸装置,说明制备的气体极易溶于水,以此解答该题。
【详解】A.浓氨水与氧化钙混合生成氨气,氨气的密度比空气小,不能使用向上排空气法,A错误;
B.浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,二氧化硫密度大于空气,二氧化硫是大气污染物,可以与NaOH溶液反应产生亚硫酸钠溶液,B正确;
C.稀硝酸与铜生成的是NO,NO与空气中的氧气反应产生NO2,且二氧化氮和水反应生成NO,因此不能水进行尾气吸收处理,C错误;
D.在常温下浓盐酸和二氧化锰不反应,D错误;
故合理选项是B。
13.用下列实验装置和方法进行相应实验,能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制备SO2
B. 用装置乙制备氨气
C. 用装置丙除去粗盐溶液中混有的沙子
D. 用装置丁蒸干溶液获得(NH4)2CO3晶体
【答案】C
【详解】A.在室温下浓硫酸与Cu不能发生反应,因此不能用装置甲制备SO2,A错误;
B.NH4Cl加热反应产生NH3、HCl,NH3、HCl遇冷相遇反应又产生NH4Cl固体,因此不能用该装置制取氨气,B错误;
C.粗盐中的泥沙难溶于水,可以采用过滤的方法将其除去,操作合理,C正确;
D.从(NH4)2CO3溶液中获取(NH4)2CO3晶体时,不能将溶液蒸干,应在有少量液体残留时就停止加热,利用余热将液体蒸干,D错误;
故合理选项是C。
14.已知气体的摩尔质量越小,扩散速度越快。下图所示为气体扩散速度的实验,两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于物质甲、乙的判断正确的是( )
A. 甲是浓氨水,乙是浓硫酸
B. 甲是浓盐酸,乙是浓氨水
C. 甲是浓氨水,乙是浓盐酸
D. 甲是浓硫酸,乙是浓氨水
【答案】C
【解析】
【分析】气体的摩尔质量越小,气体扩散速度越快,相同时间内扩散的距离就越远,再根据烟环物质可以判断甲乙.
【详解】浓硫酸不挥发,排除AD选项;由于气体的摩尔质量越小,扩散速度越快,所以氨气的扩散速度比氯化氢快,氨水比浓盐酸离烟环远,所以甲为浓氨水、乙为浓盐酸。
故选C。
15.1.92g铜投入一定量浓HNO3中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到672mL气体(标况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积可能是( )
A. 504mL B. 168mL C. 224mL D. 336mL
【答案】D
【详解】1.92g铜的物质的量为n(Cu)=1.92g÷64g/mol=0.03mol,由于Cu是+2价的金属,因此反应过程中转移电子的物质的量为n(e-)=2n(Cu)=2×0.03mol=0.06mol,在反应过程中,Cu失去电子变为Cu2+,HNO3获得电子变为NO2、NO,当向反应后的气体中通入O2时,氮的氧化物又转化为HNO3,O2获得电子变为HNO3,因此氧气获得的电子的物质的量大于Cu失去电子的物质的量,所以根据电子得失数目相等可知4n(O2)=n(e-)=0.06mol,则n(O2)=0.06mol÷4=0.015mol,则通入O2在标准状况下的体积是v(O2)=0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL,故合理选项是D。
二.非选择题(本题共3道题,共55分。)
16.按要求完成下列方程式
(1)磁性氧化铁与足量的稀硝酸反应的离子方程式:________
(2)铜与硫共热的化学方程式:_________
(3)二氧化氮通入水中的化学方程式:________
(4)氨的催化氧化的化学方程式:___________
(5)往Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液使溶液呈中性的离子方程式:________
【答案】(1). 3Fe3O4+28H++NO3- =9Fe3++14H2O+NO↑ (2). 2Cu+SCu2S (3). 3NO2+H2O=2HNO3+NO (4). 4NH3+5O24NO+6H2O (5). 2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
【解析】
【分析】(1)磁性氧化铁为Fe3O4,可表示为FeO·Fe2O3,Fe有1个为+2价,2个+3价,HNO3具有强氧化性,会将+2价的Fe氧化为+3价,硝酸被还原为NO,结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写离子方程式;
(2)S氧化性较弱,只能把Cu氧化为+1价;
(3)二氧化氮与水反应产生硝酸和一氧化氮;
(4)氨气与氧气在催化剂存在时,被氧气氧化产生NO,同时产生水;
(5)往Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液使溶液呈中性时,二者的物质的量的比为1:2,然后再写出离子方程式。
【详解】(1)磁性氧化铁化学式为Fe3O4,可表示为FeO·Fe2O3,其中的Fe有1个为+2价,2个+3价,而HNO3具有强氧化性,会将+2价的Fe氧化为+3价,硝酸则被还原为NO,1个HNO3获得3个电子,所以根据电子守恒可知Fe3O4的系数为3,反应后产生的Fe(NO3)3的系数为9,即Fe3+的系数为9,NO3-的系数为1,再电荷守恒可知H+的系数为28,最后根据原子守恒,可得H2O的系数为14,可得该反应的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO3- =9Fe3++NO↑+14H2O;
(2)单质S氧化性较弱,在加热时只能把Cu氧化为+1价,反应产生Cu2S,反应的方程式为:2Cu+SCu2S;
(3)二氧化氮与水反应产生硝酸和一氧化氮,所以二氧化氮通入水中的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)氨气与氧气在催化剂存在时,被氧气氧化产生NO,同时产生水,根据电子守恒及原子守恒,可得氨的催化氧化的化学方程式:4NH3+5O24NO+6H2O;
(5)往Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液使溶液呈中性时,二者的物质的量的比为1:2,可得硫酸钠、硫酸钡和水,该反应的离子方程式为:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O。
17.氮家族化合物繁多,某校研究性学习小组对其进行研究。
研究1:选用下图装置组装制备纯净干燥的NH3并探究NH3与CuO发生的反应,同时检验和收集非固态产物(提示:每个装置只使用一次)。请回答下列问题:
(1)完成实验所需装置按气流方向从左到右的连接顺序为A-( )-( )-( )-G-B-( )
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_________。
(3)D中盛放碱石灰的仪器名称是________,E装置的作用是______。
(4)通过进一步检测发现F中收集到的气体是一种常见的单质气体,硬质玻璃管中得到一种固体单质。试描述该小组同学还能观察到的其它现象为:①C中_____;②E中___;C中反应的化学方程式为:_______
研究2:将32g铜与150mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L,请回答:
(5)在标况下,NO的体积为______L,NO2的体积为______L。
(6)若将产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmLa mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸溶液的浓度为____mol/L。(用含a和V的式子表示)
【答案】(1). D (2). C (3). E (4). F (5). 2NH4C1+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(6). 球形干燥管 (7). 检验NH3与CuO反应的产物中是否有水生成 (8). C中黑色固体逐渐变红,试管壁上有液珠产生 (9). E中白色固体逐渐变蓝 (10). 2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2 (11). 5.6 (12). 5.6 (13). (其他合理答案也可)
【解析】
【分析】(1)利用A装置制备NH3,用装置D干燥氨气,再将干燥的氨气通过C装置,与加热的CuO反应,并用无水硫酸铜检验是否有水生成,利用F装置收集反应生成的气体,据此分析连接装置;
(2)实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气;
(3)根据仪器的结构和性能确定仪器D的名称;无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色;
(4)发现F中收集到的气体是一种常见的单质气体,硬质玻璃管中得到一种红色固体单质,结合化学反应的本质,反应前后元素不发生改变,可知生成物为铜、氮气和水,以此书写化学方程式;
(5)根据反应过程中电子转移数目相等,结合原子数目相等,可计算出NO、NO2的体积;
(6)根据N元素守恒,结合Cu失去电子的物质的量与反应得到的Cu2+结合的OH-物质的量相等,结合物质的量浓度定义式计算。
【详解】(1)将A装置制备的NH3通过D中盛装的碱石灰干燥,再依次通通过加热的CuO反应反应,用E中无水硫酸铜检验水的产生,并连接G装置防止倒吸现象的发生,再利用B中的浓硫酸吸收未反应的氨气,最后利用F装置收集反应生成的气体,同时也利用氨气极容易溶于水,未反应的氨气被水吸收,故装置连接顺序为ADCEGBF;
(2)在实验室用氯化铵和消石灰反应制备氨气,反应的化学方程式为2NH4C1+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)D中盛放碱石灰的仪器名称是球形干燥管;装置E中无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色,则可检验NH3与CuO反应的产物中是否有水生成,
(4)C中黑色的固体CuO变为红色固体单质物质,该红色固体单质是Cu,无水CuSO4变蓝色,说明反应产生了水,同时生成一种无污染的气体,因此说明生成铜、氮气和水,C中发生反应的化学方程式为:2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2;
(5)n(Cu)=32g÷64g/mol=0.5mol,假设反应产生的NO、NO2的物质的量为x、y,则根据电子守恒可得2×0.5mol=3x+y;根据N原子守恒可得x+y=11.2L÷22.4L/mol,解得x=0.25mol,y=0.25mol,所以V(NO)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L;V(NO2)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
(6)HNO3在反应中的作用,一部分变为Cu(NO3)2,结合形成硝酸盐,另一部分变为NO、NO2,n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO)+n(NO2)。加入的NaOH的物质的量等于硝酸铜中硝酸根离子的物质的量,所以n(HNO3)=aV×10-3mol+0.5mol,根据物质的量浓度定义式可得c(HNO3)=mol/L。
18.土法酿造葡萄酒(只加糖的纯天然酿酒法)容易出问题,有报道说,喝了自制葡萄酒差点失明。主要原因是发酵过程产生的菌种多达百种,难以控制,而产生对神经有毒的甲醇等物质。科学酿酒加SO2等辅料,我国国家标准(GB2760-2014)规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g/L。
(1)葡萄酒中添加SO2的作用可能是________。
A.氧化细菌 B.抗氧化 C.漂白 D.增酸作用
I.实验方案一
利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如图1的实验:
(2)甲同学得出的实验结论是干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3。这个结论____(填“成立”或“不成立”),理由是______。
Ⅱ.实验方案二
(3)用如图实验装置探究二氧化硫的氧化性。
充入气体前的操作为___,关闭旋塞1和2;按图2充入气体,连接装置。打开旋塞1,可观察到的主要现象是_____;若A瓶和B瓶的体积相等,恢复到常温,打开旋塞2,可观察到的现象是____,此时A瓶中可能发生反应的化学方程式为____。
(4)从环保角度,利用图2装置设计探究二氧化硫既有氧化性又有还原性的最佳方案。
实验方案
预期现象
将烧杯中的氢氧化钠溶液换成_____溶液(填化学式),操作如(3)
说明SO2具有还原性的现象为____,对应的离子方程式为:_____________________
【答案】(1). BD (2). 不成立 (3). 实验对比说明浓度低的亚硫酸不能使品红褪色,葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红褪色 (4). 检査装置气密性 (5). B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成 (6). NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中 (7). SO2+NaOH =NaHSO3或SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O (8). KMnO4 (9). A瓶中酸性KMnO4溶液褪色 (10). 2MnO4-+SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+(也可以换成Br2,A瓶中溴水褪色;Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+)
【解析】
【分析】(1)A.二氧化硫能够使蛋白质变性,不是氧化细菌;
B.根据二氧化硫具有还原性分析;
C.葡萄酒仍然是有色的,说明二氧化硫没有漂白葡萄酒;
D.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,溶液呈酸性;
(2)图1实验中,通过对比说明浓度低的亚硫酸不能使品红褪色,葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红褪色;
(3)有气体参加的反应,在实验前应先检查装置的气密性;气体由浓度大的地方向浓度小的地方扩散,SO2与H2S发生氧化还原反应,根据反应产生的状态、颜色判断实验现象,书写反应的方程式;SO2是酸性氧化物,与NaOH反应会导致装置内气压减小,引起倒吸现象,根据酸性氧化物的性质及二者相对量的多少书写反应方程式。
(4)要证明SO2具有还原性,可以利用具有氧化性的物质如KMnO4溶液或溴水、或FeCl3溶液等进行检验。
【详解】(1)A.二氧化硫能够使蛋白质变性,能够杀死葡萄酒中的细菌,不是氧化细菌,A错误;
B.二氧化硫具有还原性,具有抗氧化作用,B正确;
C.葡萄酒仍然是有色的,说明二氧化硫没有漂白葡萄酒,C错误;
D.二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸为二元弱酸,所以二氧化硫具有增酸作用,D正确;
故合理选项是BD;
(2)图1实验中,通过对比说明:浓度低的亚硫酸不能使品红褪色,葡萄酒中的SO2含量很低,所以也不能使品红褪色,不能说明干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3,即说干白葡萄酒中不含SO2或H2SO3的结论不成立;
(3)该反应装置内有气体参与反应,因此充入气体前的操作为检査装置气密性;由于A中SO2气体压强大于B中H2S气体的压强,打开旋塞1,A中SO2向B中扩散,在B中发生反应:SO2+2H2S=3S+2H2O,所以在B中可观察到的主要现象是:B瓶内壁有黄色固体和小水珠生成;若A瓶和B瓶的体积相等,由于SO2的气体压强是H2S的1.5倍,说明SO2的物质的量是H2S的1.5倍,根据SO2+2H2S=3S+2H2O可知,SO2过量,最后A、B中都充满了SO2气体,恢复到常温,打开旋塞2,SO2容易溶于NaOH,并与之发生反应:SO2+NaOH =NaHSO3或SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,使装置内气体压强减小,因此可观察到的现象是NaOH溶液倒吸到A瓶、B瓶中;
(4)要证明SO2具有还原性,可以选用具有氧化性的物质,只要反应现象明显,而且环保、无污染即可。可以将NaOH溶于改为酸性KMnO4或溴水,若为酸性KMnO4时,酸性KMnO4将SO2氧化为硫酸,KMnO4被还原为MnSO4无色溶液,因此观察到的实验现象为红色溶液变浅或褪色,反应的离子方程式为:2MnO4-+SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+;若溶液为溴水溶液时,会发生反应:Br2+SO2+2H2O=2Br-+SO42-+4H+,观察到溶液由棕黄色变为浅绿色。
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