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- 2021-07-05 发布
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“永安一中、漳平一中”二校联考
2019-2020学年第一学期第一次月考
高三化学试题
相对原子质量:O-16 S-32 Cl-35.5 Na-23 Fe-56 H-1 C-12 Cu-64 Ca-40
第Ⅰ卷 (选择题 共48分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.化学与人类生活、生产息息相关,下列解决问题的方法不可行的是
A. 为加快漂白精的漂白速率,使用时可滴加几滴醋酸
B. 为防止海鲜腐烂,可将海鲜产品浸泡在硫酸铜溶液中
C. 为增强治疗缺铁性贫血效果,可在口服硫酸亚铁片时同服维生素C
D. 在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,可防止食物受潮、氧化
【答案】B
【解析】
【详解】A. 漂白精中含有次氯酸钙,在漂白精中滴加醋酸,可增大HClO的浓度,则氧化性增强,可增大漂白速率,故A正确;
B. 硫酸铜为重金属盐,对人体有害,不能用于食品防腐,故B错误;
C. 维生素C具有还原性,可防止亚铁被氧化,可在口服硫酸亚铁片时同服维生素C,可增强治疗缺铁性贫血效果,故C正确;
D. 硅胶具有吸水性,可有效防止食物受潮,铁具有还原性,可防止食物被氧化做抗氧化剂,故D正确。
答案选B。
2.下列有关试剂的保存方法,错误的是
A. 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处
B. 少量的金属钠保存在煤油中
C. 液溴的试剂瓶里加一些水来防溴挥发
D. 新制的氯水通常保存在无色玻璃试剂瓶中
【答案】D
【解析】
【详解】A、浓硝酸不稳定、见光易分解,应该保存在棕色试剂瓶中并放在阴凉处,故A正确;
B、钠与水和氧气反应,应该隔绝空气保存,钠密度大于煤油,且不与煤油反应,少量的钠可以保存在煤油中,故B正确;
C、液溴具有挥发性,溴的密度大于水且在水中溶解度较小,所以保存液溴时应该放在棕色细口瓶中,并使用水封,故C正确;
D、新制的氯水见光容易分解,应该避光保存,所以新制的氯水通常保存在棕色玻璃试剂瓶中,故D错误;
答案选D。
3.下列说法正确的是
①Na2O、Fe2O3、Al2O3属于碱性氧化物,CO2、SiO2、NO2属于酸性氧化物
②碳酸钠、氢氧化钡、氯化铵、过氧化钠都属于离子化合物
③漂白粉、水玻璃、Fe(OH)3胶体、冰水混合物均属于混合物
④醋酸、烧碱、纯碱和生石灰分别属于酸、碱、盐和氧化物
⑤硅导电,铝在浓硫酸中钝化均属于物理变化
⑥盐酸属于混合物,而液氯、冰醋酸均属于纯净物
A. ①③⑤ B. ④⑤⑥ C. ②④⑥ D. ②③
【答案】C
【解析】
【详解】①.Na2O、Fe2O3和酸反应生成盐和水属于碱性氧化物,Al2O3和酸、碱反应生成盐和水属于两性氧化物,CO2、SiO2能和碱溶液发生反应生成盐和水,属于酸性氧化物,NO2和碱反应生成盐和水发生的是氧化还原反应,不是酸性氧化物,故①错误;
②.碳酸钠是钠离子和碳酸根离子构成,氢氧化钡是钡离子和氢氧根离子构成,氯化铵是铵根离子和氯离子构成,过氧化钠是钠离子和过氧根离子构成,都属于离子化合物,故②正确;
③.漂白粉是氯化钙和次氯酸钙的混合物、水玻璃是硅酸钠的水溶液、Fe(OH)3胶体属于分散系,是混合物、冰水混合物是一种物质组成的为纯净物,故③错误;
④.醋酸属于酸,烧碱是氢氧化钠属于碱,纯碱是碳酸钠属于盐,生石灰为氧化钙属于氧化物,故④正确;
⑤.硅导电属于物理变化,铝在浓硫酸中钝化属于化学变化,是浓硫酸的强氧化性体现,故⑤错误;
⑥.盐酸是氯化氢的水溶液属于混合物,而液氯、冰醋酸均是一种物质组成属于纯净物,故⑥正确。
答案选C
4.某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42-、I-、S2-。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是
A. Na+ B. SO42- C. Ba2+ D. NH4+
【答案】A
【解析】
【详解】溶液显弱酸性,则一定存在能水解的铵根离子,硫离子一定不能存在,无需检验;加氯水和淀粉无明显现象,氯水具有氧化性,能与碘离子发生氧化还原反应,所以I﹣一定不能共存,无需检验,因为溶液呈电中性,所以溶液中必须含有阴离子,则一定含有硫酸根离子,因此钡离子不能存在,则硫酸根离子、钡离子无需检验,钠离子是否存在需要检验,答案选A。
【点睛】本题为高频考点,把握离子的检验方法及离子之间的氧化还原反应、相互促进的水解反应为解答的关键。根据离子的特征反应及离子间的共存情况,进行离子推断时要遵循以下三条原则:(1)互斥性原则。判断出一定有某种离子存在时,将不能与之共存的离子排除掉,从而判断出一定没有的离子。(2)电中性原则。溶液呈电中性,溶液中一定有阳离子和阴离子,不可能只有阳离子或阴离子。(3)进出性原则。离子检验时,加入试剂会引入新的离子,某些离子在实验过程中可能消失(如溶液中的AlO在酸过量时转化为Al3+),则原溶液中是否存在该种离子无法判断。解答时,首先,必须以扎实全面的基础知识作后盾。扎实全面的基础知识是考生认真、准确解答试题的前提和基础。例如考生要对离子的性质、离子的特征、离子间的反应关系要有准确全面的认识。其次,必须要有正确清晰的解题思路和正确灵活的解题方法。
5.下列说法正确的是( )
A. 明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化和杀毒
B. 胶体和溶液的本质区別是胶体能发生丁达尔效应,而溶液不能
C. 将外加直流电源通过Fe(OH)3胶体,电源负极附近颜色变深,则说明该胶体带正电荷
D. 利用渗析的方法可以将胶体和溶液进行分离
【答案】D
【解析】
A、明矾净水的原理是铝离子水解生成的氢氧化铝具有与净水作用,故A错误;B.胶体和溶液的本质区別是分散质粒子的大小不同,故B错误;C. 将外加直流电源通过Fe(OH)3胶体,电源负极附近颜色变深,则说明该胶体的胶体粒子带正电荷,不是胶体带电,故C错误;D.由于胶体和溶液都能够通过滤纸,不能用过滤方法分离,可以用半透膜分离,故D正确;故选D。
6.下列关于误差分析的判断正确的是
A. 用浓硫酸配制稀硫酸时,量筒量取浓硫酸仰视会使所配溶液浓度偏高
B. 用托盘天平称取药品时药品和砝码位置颠倒药品质量一定偏小
C. 配制1 mol·L-1的NaOH溶液时未恢复至室温就转移并定容会使所得溶液浓度偏小
D. 用润湿的pH试纸测醋酸的pH会使测定结果一定偏小
【答案】A
【解析】
【详解】A. 用浓硫酸配制稀硫酸时,量筒量取浓硫酸仰视,量取的浓硫酸体积偏大,所配溶液浓度偏高,故A正确;
B. 使用托盘天平时,若没有使用游码,药品和砝码位置颠倒后不影响称量结果,故B错误;
C. 配制1 mol⋅L−1的NaOH溶液时未恢复至室温就转移并定容,由于热的溶液体积偏大,配制的溶液冷却后体积偏小,所得溶液浓度偏大,故C错误;
D. 用润湿的pH试纸测醋酸的pH,相当于醋酸被稀释,溶液中氢离子浓度减小,溶液pH会偏大,故D错误;
答案选A。
7.胞嘧啶是DNA水解产物之一,是精细化工的重要中间体。胞嘧啶可由5-巯基甲脲嘧啶、浓氨水和氯乙酸在一定条件下合成,则反应时NH3和5-巯基甲脲嘧啶的物质的量之比为
A. 1∶1 B. 2∶3
C. 3∶1 D. 2∶1
【答案】A
【解析】
对比5-巯基甲脲嘧啶和胞嘧啶的分子式,不难看出胞嘧啶比5-巯基甲脲嘧啶多了一个N原子,多出的N原子一定来自于氨,所以反应时NH3和5-巯基甲脲嘧啶的物质的量之比为1∶1,故选A。
8.设NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述中正确的是
A. 常温常压下,11.2L二氧化碳含有的原子数等于1.5NA
B. 100mL1mol·L-1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C. 标准状况下,22.4LCl2通入足量的石灰乳中制备漂白粉,转移的电子数为2NA
D. 常温常压下,48gO2与O3混合物含有的氧原子数为3NA
【答案】D
【解析】
【详解】A. 常温常压下,气体摩尔体积大于22.4L/mol,故11.2L二氧化碳的物质的量小于0.5mol,则含有的原子数小于1.5NA个,故A错误;
B. FeCl3为强酸弱碱盐,溶液中Fe3+发生水解生成氢氧化铁,Fe3+数目减少,小于0.1NA,故B错误;
C. 标准状况下,22.4LCl2为1 mol,通入足量的石灰乳中发生氧化还原反应生成氯化钙和次氯酸钙,Cl2中氯的化合价既升高又降低,转移的电子数为NA,故C错误;
D. 氧气和臭氧均由氧原子构成,故48g混合物中含有氧原子的物质的量为n==3mol,故含有3NA个氧原子,故D正确。
答案选D。
9.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A. 含0.1mol·L-1Fe3+的溶液中:Na+、Cu2+、I-、NO3-
B. 0.1mol·L-1 AlCl3溶液中:Cu2+、Mg2+、SO42-、HCO3-
C. 由水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中:NH4+、SO42-、HCO3-、Cl-
D. 使酚酞变红色的溶液:Na+、K+、S2-、SO42-
【答案】D
【解析】
【详解】A. 含0.1mol·L-1Fe3+的溶液中,Fe3+有氧化性,I-有还原性,发生氧化还原反应,故A错误;
B. 0.1mol·L-1 AlCl3溶液中:Cu2+、Al3+与HCO3-发生双水解反应,故B错误;
C. 由水电离产生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液中,既可以显酸性也可以显碱性,酸性条件H+与HCO3-不能共存,碱性条件下碳酸氢根离子、NH4+与OH-不能共存,故C错误;
D. 使酚酞变红色的溶液显碱性:Na+、K+、S2-、SO42-不发生反应,可以共存,故D正确;
答案选D。
10.类推思维是化学解题中常用的一种思维方法,下列有关反应方程式的类推正确的是
已知
类推
A
将Fe加入CuSO4溶液中Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
将Na加入到CuSO4溶液中2Na+Cu2+=Cu+2Na+
B
稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应至中性:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
C
铁和氯气反应2Fe+3Cl22FeCl3
铁和碘单质反应2Fe+3I22FeI3
D
向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2:Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2:Ca2++2ClO-+SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属铁可以将金属铜从其盐中置换出来,钠投入到铜盐溶液反应先与水反应,不会置换出铜,故A错误;
B.NaHSO4与Ba(OH)2按照2:1反应生成硫酸钡、硫酸钠和水,溶液呈中性,离子方程式为:2H++SO42-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+2H2O,故B类推正确;
C、碘的氧化性较弱,与铁反应时生成FeI2,选项C错误;
D、向Ca(ClO)2溶液中通入少量SO2发生氧化还原反应,离子方程式为Ca2++3ClO-+SO2+H2O=CaSO4↓+Cl-+2HClO,选项D错误。
答案选B。
11.用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不合理的是( )
A. 鉴别纯碱与小苏打 B. 证明Na2O2与水反应放热
C. 证明Cl2能与烧碱溶液反应 D. 探究钠与Cl2反应
【答案】A
【解析】
A.加热固体,为防止生成的水倒流,试管口应向下倾斜,故A错误;B.过氧化钠与水反应生成氧气,棉花着火,说明温度升高达到了棉花的着火点,所以证明放出大量的热,故B正确;C.氯气与NaOH反应,则气球变大,可验证氯气与NaOH的反应,故C正确;D.钠与氯气加热生成氯化钠,碱液可吸收过量的氯气,图中装置可验证钠与氯气的反应,故D正确;故选A.
点睛:本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、实验装置的作用为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,题目难度不大.
12.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
某溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液
白色沉淀
溶液中一定含有SO42-
B
某溶液中加入KSCN溶液
溶液呈血红色
溶液中一定有Fe3+无Fe2+
C
某气体通入澄清石灰水中
石灰水变浑浊
该气体一定是CO2
D
用铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
溶液中一定有Na+可能有K+
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 某溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,溶液中含有SO42-或银离子中的至少一种,故A错误;
B. 某溶液中加入KSCN溶液,溶液呈血红色,溶液中一定有Fe3+,无法确定Fe2+是否存在,故B错误;
C.二氧化硫和二氧化碳均可以使石灰水变浑浊,故C错误;
D.钠的焰色反应为黄色,钾的焰色反应为紫色,会被钠的黄色所掩蔽,所以焰色反应为黄色,说明一定含Na+也可能含K+。
答案选D。
【点睛】焰色反应是元素的性质,溶液中有Na+时,光洁的铂丝蘸取无色溶液,在无色灯焰上灼烧时观察到黄色火焰,但K+的焰色反应必须透过蓝色的钴玻璃才能观察到。
13.某反应的反应物与生成物有:H3AsO4、K2SO4、KBrO3、H2SO4、AsH3、H2O和一种未知物质X。已知0.2 mol KBrO3在反应中得到1 mol电子,则下列说法不正确的是
A. AsH3是该反应的还原剂
B. X的化学式为Br2
C. 根据反应可推知氧化性:KBrO3>H3AsO4
D. 氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:5
【答案】D
【解析】
【详解】A、由信息可知,Br元素的化合价降低,则As元素的化合价升高,则AsH3是该反应的还原剂,正确;
B、设X中溴元素的化合价为x,由电子守恒可知,0.2mol×(5-x)=1mol,解得x=0,所以X的化学式为Br2,正确;
C、由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知,氧化性:KBrO3>H3AsO4,正确;
D、Br元素的化合价由+5价降低为0,As元素的化合价由-3价升高为+5价,由电子守恒可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为8:5,错误。
答案选D。
14.下列有关图像的说法正确的是
A. 图甲表示:向某明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,生成沉淀的物质的量与滴加NaOH溶液体积的关系
B. 图乙表示:向含等物质的量的NaOH和Na2CO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,生成气体的体积与滴加HCl溶液体积的关系
C. 图丙表示:在稀硝酸溶液中逐渐加入铁粉至过量,溶液中Fe3+物质的量与逐渐加入铁粉物质的量的变化关系
D. 除去混在硝酸钾中少量的氯化钠可用“蒸发浓缩、趁热过滤”的方法
【答案】C
【解析】
【详解】A.向某明矾溶液中滴加NaOH
溶液直至过量,溶液中先生成沉淀,然后沉淀又逐渐溶解,前后两个阶段分别消耗的氢氧化钠溶液的体积之比为3:1,图像与之不符,故A错误;B.假设NaOH和Na2CO3分别为1mol,向含有1molNaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加过量的稀盐酸,氢氧化钠先与盐酸反应消耗1molHCl;碳酸钠与盐酸反应生成1molNaHCO3,消耗HCl 1mol;最后1molNaHCO3再与盐酸反应产生二氧化碳气体,又消耗HCl 1mol, 所以产生气体前后消耗盐酸的体积之比为2:1,图像与之不符,故B错误;C.在稀硝酸溶液中加入铁粉,先发生Fe+2NO3-+4H+=Fe3++2NO↑+2H2O, 当硝酸消耗完之后,铁离子的量达到最大值;继续加入铁粉后,铁离子与铁发生反应,Fe+2Fe3+=3Fe2+,铁离子的量逐渐减小直至为0,最终两步反应消耗铁的量为1:0. 5=2:1,与图像相符合,C正确;D. KNO3溶解度随温度变化较大,氯化钠溶解度随温度变化不大,因此除去混在KNO3中少量的NaC1可用“蒸发浓缩、冷却结晶、过滤”的方法进行分离,故D错误;答案选C。
15.利用废铁屑(主要成分为Fe,还含有C,S,P等)制取高效净水剂K2FeO4流程如图:
下列说法不正确的是
A. 废铁屑在酸溶前可用热纯碱溶液去油污
B. 步骤②是将Fe2+转化为Fe(OH)3
C. 步骤③中发生的反应的离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO-==2FeO42-+3Cl-+4H++H2O
D. 步骤④中反应能发生的原因是在相同条件下,K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4
【答案】C
【解析】
【详解】废铁屑(主要成分为Fe,还含有C、 S、P等)加入酸溶得到亚铁盐,过滤后向滤液中加入过量NaOH溶液和H2O2溶液,NaOH中和过量的酸,Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,在碱溶液中将溶液中Fe2+转化为Fe(OH)3,然后加入NaClO溶液,在碱溶液中发生氧化还原反应生成Na2FeO4,加入KCl固体利用溶解度不同转化为K2FeO4析出。
A. 纯碱是强碱弱酸盐,CO32−水解导致纯碱溶液呈碱性,碱性条件下油污水解生成高级脂肪酸盐和甘油,所以废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液去油污,故A正确;
B. NaOH中和过量的酸,Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,在碱溶液中将溶液中Fe2+转化为Fe(OH)3,步骤②的目的是将溶液中Fe2+转化为Fe(OH)3,故B正确;
C. 步骤③中发生的反应是碱性条件下发生的反应,反应的离子方程式为2Fe(OH)3+4OH−+3ClO−═2FeO42−+3Cl−+5H2O,故C错误;
D. 步骤④中反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4=K2FeO4+2NaOH,溶解度大的能转化为溶解度小的物质,反应能发生的原因K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小,故D正确;
答案选C。
16.把200mLNH4HCO3和Na2CO3的混合溶液分成两等份,取一份加入含amolNaOH的溶液恰好反应完全;取另一份加入含b mol HCl的盐酸恰好反应完全。该混合溶液中c(Na+)为 ( )
A. (10b-5a)mol·L-1 B. (2b-a)mol·L-1
C. (b/10-a/20)mol·L-1 D. (5b-5a/2)mol·L-1
【答案】A
【解析】
【详解】NH4HCO3和amolNaOH恰好完全反应,则NH4HCO3的物质的量为0.5amol,取另一份加入含bmolHCl的盐酸恰好反应完全,由NH4HCO3反应掉的盐酸为0.5a mol,则由Na2CO3反应掉的盐酸为bmol-0.5amol,Na2CO3的物质的量为(bmol-0.5amol)×0.5,则c(Na+)=(bmol-0.5amol)÷0.1L=(10b-5a)mol·L-1。
故选A。
【点睛】根据化学方程式计算时一定要准确找出相关物质之间的计量数关系,如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算;如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。
Ⅱ卷 非选择题(共52分)
17.现有金属单质A、B和气体甲、乙、丙以及物质C、D、E、F,它们之间能发生如图反应。(图中有些反应的产物和反应条件没有标出)
请回答下列问题:
(1)丙的化学式为____。
(2)A的一种氧化物为淡黄色固体,该物质的电子式为___。
(3)写出气体乙与C溶液反应的离子方程式:____。
(4)若将C溶液与E溶液混合,则可以观察到的现象是:____。
(5)配制F溶液时,要将F固体先溶于较浓的盐酸中,再加水稀释,其目的是___(用简单文字和离子方程式说明)。
(6)设计一种检验物质E溶液中金属阳离子实验方案:____(写出实验步骤,现象和结论)。
【答案】 (1). HCl (2). (3). Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (4). 白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色 (5). 抑制Fe3+水解,Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ (6). 取少量的E溶液于试管中滴加K3[Fe(CN)6],若出现蓝色沉淀,则说明金属阳离子为Fe2+
【解析】
【分析】
金属A焰色反应为黄色,故A为金属Na,乙是黄绿色气体,乙为Cl2,红褐色沉淀为Fe(OH)3,由反应①Na→气体甲+C,为Na与水反应,生成甲为H2,C为NaOH,H2和Cl2反应生成气体丙,丙为HCl,D为盐酸溶液,由HCl+金属B→E可知,B为金属Fe,E为FeCl2,FeCl2与Cl2反应生成F,则F为FeCl3。据此解答。
【详解】(1)由上面的分析可知,丙的化学式为HCl;故答案为HCl;
(2)A的一种氧化物为淡黄色固体,为过氧化钠,该物质的电子式为
答案为:
(3)Cl2与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl- +ClO-+H2O;答案为:Cl2+2OH-=Cl- +ClO-+H2O;
(4)若将NaOH溶液与FeCl2溶液混合发生反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,氢氧化亚铁在空气中不稳定,白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;答案为:白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;
(5)FeCl3为强酸弱碱盐,Fe3+发生水解生成Fe(OH)3:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,先加入较浓的盐酸可抑制Fe3+水解;答案为:抑制Fe3+水解,Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+;
(6)检验物质FeCl2溶液中Fe2+方法为:取少量的E溶液于试管中滴加K3[Fe(CN)6
],若出现蓝色沉淀,则说明金属阳离子为Fe2+;答案为:取少量的E溶液于试管中滴加K3[Fe(CN)6],若出现蓝色沉淀,则说明金属阳离子为Fe2+。
18.二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,易溶于水,在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。回答下列问题:
(1)在处理废水时,ClO2可将废水中的CN-氧化成CO2和N2,写出该反应的离子方程式:____。
(2)某小组设计了如图所示的实验装置用于制备ClO2。
①通入氮气的主要作用有2个,一是可以起到搅拌作用,二是____。
②装置B的作用是____。
③装置A用于生成ClO2气体,该反应的离子方程式为____。
④当看到装置C中导管液面上升时应进行的操作是___。
(3)测定装置C中ClO2溶液的浓度:取10mLC中溶液于锥形瓶中,加入足量的KI溶液和H2SO4酸化,然后加入___作指示剂,用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的溶液(2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),测得标准液消耗的体积为20.00mL,通过计算可知C中ClO2溶液的浓度为___mol·L-1。
【答案】 (1). 2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl- (2). 稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸 (3). 防止倒吸(或作安全瓶) (4). 2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O (5). 加大氮气的通入量 (6). 淀粉溶液 (7). 0.04
【解析】
【详解】(1)ClO2可将废水中的CN−氧化成CO2和N2,离子方程式为:2ClO2+2CN−=2CO2+N2+2Cl−;故答案为:2ClO2+2CN−=2CO2+N2+2Cl−;
(2)①由于二氧化氯(ClO2
)在混合气体中的体积分数大于10%就可能发生爆炸,氮气可以起到搅拌作用,还能稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸;故答案为:稀释二氧化氯,防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸;
②ClO2气体易溶于水,故B的作用是防止倒吸(或作安全瓶);故答案为:防止倒吸(或作安全瓶);
③装置A为NaClO3和H2O2在酸性条件下生成ClO2气体,化学反应为:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O,所以离子方程式为2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O;故答案为:2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O;
④装置C中导管液面上升说明ClO2浓度过大,为防止发生爆炸,应加大氮气的通入量;故答案为:加大氮气的通入量;
(3)ClO2溶液加入足量的KI溶液和H2SO4酸化氧化I−为I2,用淀粉做指示剂,溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色达到滴定终点;根据关系式:2ClO2∼5I2∼10Na2S2O3,则n(ClO2)==,C中ClO2溶液的浓度为;故答案为:淀粉溶液;0.04。
19.我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献,他以饱和食盐水、NH3、CO2为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。回答下列问题:
某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计方案实验。一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)
(1)丁装置中稀硫酸的作用是____。
(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。实验时,须先从___管通入NH3气体。
(3)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是_____。
(4)如表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100g水):
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
NaCl
35.7
35.8
36.0
36.3
36.6
37.0
NaHCO3
6.9
8.1
9.6
11.1
12.7
14.5
NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.4
45.8
50.4
参照表中数据,请分析丙、戊装置中使用冷却水或者冰水的原因:____。
(5)该小组同学为了测定丙中所得晶体的碳酸氢钠的纯度(假设晶体中不含碳酸盐杂质),将晶体充分干燥后,称量质量为ag。再将晶体加热到质量不再变化时,称量所得粉末质量为mg。然后进行如图所示实验:
①在操作Ⅱ中,为了判断加入氯化钙溶液是否过量,其中正确的是___(填字母)。
a 在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中继续加入少量氯化钙溶液
b 在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,向溶液中再加入少量碳酸钠溶液
c 在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,取上层清液再加入少量碳酸钠溶液
②所得晶体中碳酸氢钠的纯度为___。
【答案】 (1). 吸收未反应的氨气 (2). a (3). 增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率 (4). 温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,便于析出 (5). c (6). ×100%或×100%
【解析】
【详解】(1)实验过程中氨气可能有剩余,而稀硫酸能与氨气反应,所以稀硫酸的作用是吸收末反应的NH3。故答案为:吸收未反应的氨气;
(2)制取碳酸氢钠时先要得到含氨的饱和食盐水,氨气极易溶于水,二氧化碳能溶于水,所以应先通入氨气,所以a端通入,从而保证了从b通入二氧化碳时,二氧化碳被充分反应。故答案为:a;
(3)b管下端连接己装置,反应物二氧化碳与溶液的接触面积增大,提高了二氧化碳的吸收率。故答案为:增大气体与溶液接触面积,提高CO2吸收率;
(4)B装置中的试管内是溶有氨和氯化钠的饱和溶液,通入二氧化碳气体会发生反应生成碳酸氢钠和氯化铵,依据表中数据分析可知温度越低,碳酸氢钠的溶解度越小,所以温度越低越有利于碳酸氢钠的晶体析出。故答案为:温度越低碳酸氢钠溶解度越小,便于析出;
(5)测定C中所得晶体的碳酸氢钠的纯度(假设晶体中不含碳酸盐杂质),将晶体充分干燥后,称量质量为ag,此时为碳酸氢钠粗品质量,操作I将晶体加热到质量不再变化时,所得粉末为碳酸钠和杂质,然后溶解,加入氯化钙溶液,氯化钙跟碳酸钠反应生成碳酸钙,将生成的碳酸钙过滤、洗涤、干燥,称量为ng。
①为判断滴加的氯化钙溶液过量,可在加入氯化钙溶液后,振荡、静置,取上层清液再加入少量碳酸钠溶液看是否有沉淀生成,故答案为:c;
②发生反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+H2O+2NaCl,得到的碳酸钙需要经过过滤、洗涤、干燥后方可称量。
方法一:设样品中碳酸氢钠的质量为x,由上两式可得关系式:
2NaHCO3~~~CaCO3
84×2 100
x n
x=g,碳酸氢钠的质量分数为。
方法二:设为样品中碳酸氢钠的质量为xg,将碳酸氢钠晶体加热到质量不再变化时,依题意可知,固体减重质量为水和二氧化碳质量和为(a-m)g,依据反应:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O ∆m
84×2 62
xg (a-m)g
碳酸氢钠质量为x=g,纯度=×100%;
故答案为:或×100%。
20.化工生产是指对原料进行化学加工,最终获得有价值的产品的生产过程。某研究小组利用含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料制备铁红(氧化铁)和硫酸铵晶体。流程如图:
请回答下列问题:
(1)操作I的名称_____,操作Ⅲ的名称____。
(2)滤渣的成分为_____。
(3)请写出溶液A中反应的离子方程式___。在标准状况下,转移0.4NA个电子时,通入的空气体积为_____。
(4)测定废料中硫酸铜的质量分数:称取ag废料样品,将操作I得到的滤渣用足量的稀硫酸溶解、过滤、洗涤、干燥,称得固体的质量为b g,则废料中硫酸铜的质量分数____(写出表达式)。
(5)向工业废料溶液中加入足量的酸性高锰酸钾,写出有关的离子方程式___。
【答案】 (1). 过滤 (2). 蒸发浓缩、冷却结晶 (3). Fe、Cu (4). 10H2O+8NH3+O2+4Fe2+=4Fe(OH)3↓+8NH4+ (5). 10.7L (6). (5b/2a)×100% (7). 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
【解析】
【分析】
向含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料中加入硫酸溶解,加入过量的铁粉与硫酸铜发生置换反应得到不溶的铜单质,过滤,滤渣为铜和未反应完的铁,溶液A为硫酸亚铁的溶液,向其中通入空气氧化亚铁离子为铁离子,加入氨气沉淀铁离子,过滤,固体B为氢氧化铁,溶液为硫酸铵溶液,将硫酸铵溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸铵晶体,将固体B(氢氧化铁)灼烧得到氧化铁。据此解答。
【详解】(1)经过操作I得到固体和溶液,故操作I为过滤;操作Ⅲ为将硫酸铵溶液蒸发浓缩冷却结晶为硫酸铵晶体。故答案为:过滤;蒸发浓缩、冷却结晶;
(2)通过分析,铁粉将硫酸铜还原为铜单质,故滤渣为铜和未反应完的铁;故答案为:Fe、Cu;
(3)溶液A为硫酸亚铁
溶液,向其中通入空气氧化亚铁离子为铁离子,加入氨气沉淀铁离子,过滤,固体B为氢氧化铁,溶液为硫酸铵溶液,溶液A中反应的离子方程式为10H2O+8NH3+O2+4Fe2+=4Fe(OH)3↓+8NH4+。根据反应方程式可得,消耗1mol氧气,转移4mol电子,在标准状况下,转移0.4NA个电子时,需要消耗0.1mol的氧气,体积为2.24L,氧气在空气中的体积分数为21%,因此通入的空气体积为≈10.7L;答案为:10H2O+8NH3+O2+4Fe2+=4Fe(OH)3↓+8NH4+;10.7L;
(4)称取ag废料样品,操作I得到的滤渣为铜和铁,用足量的稀硫酸溶解、过滤、洗涤、干燥,称得固体的质量为bg,铜不溶解,故m(Cu)=bg,则n(Cu)=mol,根据铜元素质量守恒,则n(CuSO4)=n(Cu)=mol,则废料中硫酸铜的质量分数为;故答案为:;
(5)向工业废料(含硫酸亚铁和硫酸铜)溶液中加入足量的酸性高锰酸钾,硫酸亚铁与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;故答案为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。