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- 2021-07-07 发布
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山东济南市历城第二中学2020-2021学年高二上学期
开学考试化学试题
一、单选题(每题2分,共20分)
1. 草酸(分子式为H2C2O4,沸点:150℃)是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中。下列有关判断不正确的是( )
A. 45g草酸中含有1.204×1024个氧原子
B. 1mol草酸中含有6.02×1023个分子
C. 草酸的摩尔质量是90g/mol
D. 1mol草酸在标准状况下的体积约为22.4L
【答案】D
【解析】
【详解】A.45g草酸中含有1.204×1024个氧原子,故A正确;
B.草酸是共价化合物,1mol草酸中含有6.02×1023个草酸分子,故B正确;
C.摩尔质量用g/mol作单位,其数值等于相对分子质量,草酸的摩尔质量是90g/mol,故C正确;
D.标准状况下,草酸不是气体, 1mol草酸在标准状况下的体积不是22.4L,故D错误;
选D。
2. 从海带中提取碘单质的工艺流程如下。下列关于海水制碘的说法,不正确的是( )
A. 在碘水中加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝色
B. 实验室在蒸发皿中灼烧干海带,并且用玻璃棒搅拌
C. 含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水后,碘元素发生氧化反应
D. 碘水加入CCl4得到I2的CCl4溶液,该操作为“萃取”
【答案】B
【解析】
【详解】A、碘单质遇到淀粉变蓝是碘单质特性,A正确;
B、固体灼烧应在坩埚中进行,溶液蒸发在蒸发皿中进行,B错误;
C、碘离子被过氧化氢在酸性溶液中氧化为碘单质,发生氧化反应,C正确;
D、碘单质在水中的溶解度不大,易溶于四氯化碳等有机溶剂,可以用四氯化碳萃取碘水中的碘单质,D正确。
答案选B。
3. 把X溶液逐滴滴入Y溶液中,与把Y溶液逐滴滴入X溶液中,所产生的现象相同的是
A
B
C
D
X
BaCl2
HCl
NaOH
HCl
Y
H2SO4
Na[Al(OH)4]
AlCl3
Na2CO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.BaCl2溶液逐滴滴入H2SO4溶液中与H2SO4溶液逐滴滴入BaCl2溶液中都只发生BaCl2+H2SO4═BaSO4↓+H2O,都有白色沉淀生成,现象相同,故A符合题意;
B.HCl逐滴加入到Na[Al(OH)4]中,先发生反应为HCl+ Na[Al(OH)4]=NaCl+Al(OH)3↓+H2O,继续添加盐酸,反应为3HCl+ Al(OH)3= AlCl3+3H2O,则先生成先有白色沉淀,后沉淀溶解;将Na[Al(OH)4]逐滴加入到HCl中,发生反应为4HCl+ Na[Al(OH)4]=NaCl+AlCl3+4H2O,无沉淀产生,互滴现象不同,故B不符合题意;
C.AlCl3溶液逐滴滴入NaOH溶液中发生AlCl3+4NaOH═NaAlO2+3NaCl+2H2O、3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl,刚开始无沉淀后有白色沉淀;而NaOH溶液逐滴滴入AlCl3溶液中发生AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O,则先有白色沉淀,后沉淀溶解,现象不同,故C不符合题意;
D.HCl溶液逐滴滴入Na2CO3溶液中反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,HCl+NaHCO3=CO2↑+ NaCl+H2O,刚开始无气泡之后又产生气泡;Na2CO3溶液逐滴滴入HCl溶液中反应2HCl+Na2CO3= CO2↑+2NaCl+H2O,直接产生气泡,现象不同,故D不符合题意;
答案选A。
4. 能正确表示下列反应的离子方程式是
A. 向次氯酸钙溶液通入过量CO2:Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
B. 向次氯酸钙溶液通入SO2:Ca2++2ClO-+H2O+SO2=CaSO3↓+2HClO
C. 氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应:Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O
D. 在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++2H2O+NO↑
【答案】D
【解析】
【分析】
A、向次氯酸钙溶液中通入过量CO2气体生成碳酸氢钙;
B、向次氯酸钙溶液中通入SO2气体,二氧化硫被次氯酸钙氧化为硫酸盐;
C、氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应生成更难溶的氢氧化镁;
D、在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸,亚铁离子被氧化为三价铁,硝酸被还原为一氧化氮;
【详解】A、通入过量二氧化碳生成HCO3-,正确的离子方程式为ClO-+H2O+CO2═HCO3-+HClO,故A错误;
B、向次氯酸钙溶液中通入SO2气体生成硫酸钙,正确的离子方程式为SO2+ClO-+H2O=SO42-+Cl-+2H+如果溶液不是很稀,需要用CaSO4沉淀代替SO42-,同时前面加Ca2+,故B错误;
C、氢氧化钙溶液与碳酸氢镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀,正确的离子方程式为:2Ca2++4OH-+Mg2++2HCO3-=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O,故C错误;
D、在氯化亚铁溶液中加入稀硝酸:3Fe2++4H++NO═3Fe3++2H2O+NO↑,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查离子方程式的书写,注意从电荷守恒、量不同产物不同、还原性物质遇氧化性物质发生的反应等角度判断反应是否符合实际。
5. 已知氧化性: Br2> Fe3+,向含溶质a mol FeBr2的溶液中通入b mol Cl2,充分反应。下列说法不正确的是
A. 离子的还原性强弱:Fe2+>Br- >Cl-
B. 当a=2b时,发生的离子反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
C. 当a=b时,反应后的离子浓度: c(Fe2+):c(Br-):c(Cl-)=1:2:2
D. 当3a=2b时,发生的离子反应:2Fe2++4Br-+3Cl2 =2Fe3++2Br2+ 6Cl-
【答案】C
【解析】
【分析】
氧化性Br2>Fe3+,则还原性Fe2+>Br−,首先发生反应:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−,Fe2+反应完毕,再发生反应:2Br−+Cl2=2Cl−+Br2,amol的FeBr2溶液中含有amolFe2+、2amolBr−,据此分析解答。
【详解】A.氧化性越强,相应离子的还原性越弱,故离子的还原性强弱:Fe2+>Br- >Cl-,故A正确;
B.amol Fe2+消耗0.5amolCl2,当a≥2b时,只有Fe2+被氯气氧化,反应离子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故B正确;
C.当a=b时,由2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-可知,amolFe2+消耗0.5amolCl2,生成amolFe3+、amolCl−,由2Br−+Cl2=2Cl−+Br2可知,0.5amolCl2,消耗amolBr−,又生成amolCl−,溶液中剩余Br−为amol,反应后的离子浓度:c(Fe3+) ∶c(Br−)∶c(Cl−)= a∶a∶2a=1∶1∶2,故C错误;
D.amolFe2+消耗0.5amolCl2,2amolBr−消耗amolCl2,当3a≤2b时,Fe2+、Br−完全被氧化,发生的离子反应:2Fe2++4Br-+3Cl2 =2Fe3++2Br2+ 6Cl-,故D正确;
故选C。
6. 下列有关除杂质(括号中为杂质)的操作中,错误的是( )
A. 乙醇(水):加入足量生石灰充分振荡,蒸馏,收集馏出物
B. (乙醇):多次加水,振荡,分液,弃水层
C. ():通入足量的高锰酸钾溶液
D. 乙酸乙酯(乙酸):加饱和碳酸钠溶液,充分振荡,分液,弃水层
【答案】C
【解析】
【详解】A. 乙醇(水):加入足量生石灰,氧化钙与水反应生成氢氧化钙;乙醇易挥发,蒸馏,收集馏出物,可用蒸馏分离,故A正确;
B. CCl4不溶于水,乙醇易溶于水,多次加水振荡,分液,弃水层可分开,故B正确;
C. 乙烯可以被高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳气体,混入甲烷中无法分离,引入了新的杂质,故C错误;
D. 乙酸的酸性强于碳酸,乙酸与碳酸钠反应2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O,乙酸与碳酸钠反应后,与乙酸乙酯分层,则充分振荡,分液,弃水层得到乙酸乙酯,故D正确;
故选C。
【点睛】根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法,所谓除杂(提纯),是指除去杂质,同时被提纯物质不得改变。除杂质题至少要满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质。
7. Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe;有关该电池的下列说法中,正确的是
A. Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价
B. 该电池的电池反应式为:2Li+FeS=Li2S+Fe
C. 负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
D. 充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2S+Fe-2e-=2Li++FeS
【答案】B
【解析】
【详解】A.Li—Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为0价,A错误;
B.该电池的负极反应式为Li-e-=Li+,正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e-=Li2S+Fe,电池正反应为2Li+FeS=Li2S+Fe,B正确;
C. 负极反应式为Li-e-=Li+,C错误;
D.充电时总反应为Li2S+Fe=2Li+FeS,阴极电极反应式为Li++e-=Li,D错误;
答案选B。
8. 对于反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,下列说法正确的是( )
A. K=
B K=
C. 增大c(H2O)或减小c(H2), 会使该反应平衡常数减小
D. 改变反应的温度,平衡常数不一定变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应式3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)
可知,固体和纯液体没有浓度变化量,不带入平衡常数表达式,则该反应的平衡常数K=,故A错误;
B.根据A项分析,平衡常数该反应的平衡常数表达式为K=,故B正确;
C.平衡常数只与温度有关系,所以增大c(H2O)或减小c(H2),该反应的平衡常数不变,故C错误;
D.平衡常数只与温度有关系,所以改变反应的温度,平衡常数一定变化,故D错误;
答案选B。
9. 如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )
A. 逸出气体的体积,a电极的小于b电极的
B. 一电极逸出无味气体,另一电极逸出刺激性气味气体
C. a电极附近呈红色,b电极附近呈蓝色
D. a电极附近呈蓝色,b电极附近呈红色
【答案】D
【解析】
【详解】A选项,a为阴极产生氢气,b为阳极产生氧气,逸出气体的体积,a电极的大于b电极的,故A错误;
B选项,根据A选项的分析,两个电极都产生无色无味的气体,故B错误
C选项,a电极氢离子放电,a周围还有大量的氢氧根离子,使a电极附近的石蕊变为蓝色,b电极氢氧根放电,b周围还有大量的氢离子,使b电极附近的石蕊变为红色,故C错误;
D选项,根据C选项分析,故D正确;
综上所述,答案为D。
10. 下列方法中可以说明2HI(g)H2(g)+I2(g)已达到平衡的是( )
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
③百分组成w(HI)=w(I2) ④反应速率v(H2)=v(I2)=1/2v(HI)时
⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1时 ⑥温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑦温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化
⑧条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化
A. ②③⑤ B. ①④⑦ C. ②⑦⑨ D. ⑧⑨⑩
【答案】C
【解析】
【详解】①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI;表示的是正逆反应速率,但是不满足二者的化学计量数关系,说明没有达到平衡状态,故①错误;
②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂;表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故②正确;
③百分组成w(HI)=w(I2),无法判断各组分浓度是否不再变化,无法判断是否达到平衡状态,故③错误;
④反应速率v(H2)=v(I2)=1/2v(HI)时,反应速率大小不能判断正逆反应速率是否相等,无法判断是否达到平衡状态,故④错误;
⑤c(HI):c(H2):c(I2)=2:1:1时;无法判断各组分的浓度是否继续发生变化,无法判断是否达到平衡状态,故⑤错误;
⑥温度和体积一定时,该反应是气体体积不变的反应,压强始终不变,无法根据压强判断是否达到平衡状态,故⑥错误;
⑦温度和体积一定时,某一生成物浓度不再变化;说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故⑦正确;
⑧条件一定,混合气体的总物质的量不变,总质量不变,所以混合气体的平均摩尔质量始终不变,无法根据平均相对分子量判断是否达到平衡状态,故⑧错误;
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化,各物质浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,故⑨正确;
⑩该反应中,气体的总质量固定,容器的容积固定,根据ρ=
可知,混合气体的密度始终不变,无法根据密度判断是否达到平衡状态,故⑩错误;
结合以上分析可知,②⑦⑨符合题意;
故答案选C。
二、不定项选择题(每题有1个或2个正确选项,每题4分,只答对一个得2分,有错不得分;共20分)
11. 下列叙述正确的是
A. 乙烯和聚氯乙烯都能使溴的四氯化碳溶液褪色
B. 乙烷、丙烷、丁烷都没有同分异构体
C. 酒越陈越香与酯化反应有关
D. 甲烷与足量氯气在光照下反应可生成难溶于水的油状液体
【答案】CD
【解析】
A.聚氯乙烯分子结构中无碳碳双键,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故A错误;B.乙烷、丙烷没有同分异构体,而丁烷有正丁烷和异丁烷两种同分异构体,故B错误;C.酒中含乙醇,乙醇可被氧化成乙醛,乙醛进一步被氧化成乙酸,乙醇和乙酸在一定条件下反应生成乙酸乙酯,乙酸乙酯具有香味,故酒是陈的香,故C正确;D.甲烷与足量氯气在光照下反应可生成CCl4,CCl4为难溶于水的油状液体,故D正确;答案为CD。
12. 向Fe2(SO4)3溶液中加入a g铜,铜完全溶解后,再加入b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且a>c,则下列说法正确的是( )
A. 残余固体是铜和铁 B. 最后得到的溶液中一定含有Cu2+
C. 将残余固体加入到稀硫酸中,无气泡产生 D. 最后得到的溶液中可能含有Fe3+
【答案】BC
【解析】
【详解】在Fe2(SO4)3溶液中加入铜,发生反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,反应完毕后,溶液中一定有Cu2+、Fe2+,可能剩余Fe3+,再向溶液中加入铁后,Fe3+的氧化性大于Cu2+,Fe先与Fe3+反应,再与Cu2+反应置换出Cu,铁若有剩余,则Cu一定能被全部置换出来,即c>a,而题干已知a>c,说明残留固体中无Fe且Cu未被全部置换出来,最后得到的溶液中一定含有Cu2+,
A.根据分析,残余固体是铜,没有铁,故A错误;
B.根据分析,最后得到的溶液中一定含有Cu2+,故B正确;
C.根据分析,将残余固体为铜,加入到稀硫酸中不反应,无气泡产生,故C正确;
D.根据分析,Fe3+的氧化性大于Cu2+,Fe先与Fe3+反应,再与Cu2+反应置换出Cu,则最后得到的溶液中不含有Fe3+,故D错误;
答案选BC。
13. 下列有关实验可行的是( )
A. 可用倒扣在NaOH溶液上面的漏斗吸收残余的Cl2
B. 混入KI溶液中的KHCO3可通过滴加盐酸除去
C. 碘升华形成的污迹可用热的浓盐酸洗去
D. 制Cl2后的黑褐色污迹可用热的浓盐酸洗去
【答案】AD
【解析】
【详解】A.用漏斗是为了增大吸收器体积防止氯气吸收太快导致的倒吸现象,可用倒扣在NaOH溶液上面的漏斗吸收残余的Cl2,故A可行;
B.KI溶液中混有KHCO3,如果滴加盐酸可除去KHCO3,但同时引入杂质KCl,应加入适量氢碘酸,故B不可行;
C.浓盐酸不能溶解碘,根据碘单质的性质,易溶于有机溶剂,可与氢氧化钠溶液反应,应该加入NaOH溶液或加入乙醇清洗碘升华形成的污迹,故C不可行;
D.利用浓盐酸和二氧化锰加热制备氯气,则制氯气后的黑褐色污迹的成分为二氧化锰,二氧化锰溶于热的浓盐酸,可用热的浓盐酸洗去,故D可行;
答案选AD。
14. 已知:在同一反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,还 原剂的还原性强于还原产物的还原性。在一定条件下KClO3与I2发生反应:2KClO3+I2=KIO3+Cl2,下列有关说法不正确的是( )
A. 该反应属于置换反应 B. 还原剂为KClO3,氧化剂为I2
C. 还原性:I2>KIO3 D. 氧化性:KClO3>KIO3
【答案】B
【解析】
【详解】2KClO3+I2═2KIO3+Cl2中,Cl元素的化合价降低,I元素的化合价升高,
A.该反应为单质与化合物反应生成新单质、新化合物,则属于置换反应,故A正确;
B.Cl元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则氧化剂为KClO3,还原剂为I2,故B错误;
C.由I元素的化合价升高可知,I2为还原剂,KIO3氧化产物,还原性为I2>KIO3,故C正确;
D.由Cl元素的化合价降低可知,KClO3为氧化剂,KIO3为氧化产物,氧化剂的氧化性,大于氧化产物的氧化性,则氧化性为KClO3>KIO3,故D正确;
答案选B。
15. 下列说法中正确的是( )
A. NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,产生白色沉淀,随后变为红褐色,与氧化还原反应无关
B. Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2
C. 探究维生素C的还原性,则可向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
D. 向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,则Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
【答案】BC
【解析】
【详解】A.NaOH溶液滴入FeSO4溶液中生成Fe(OH)2白色沉淀,白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,此反应属于氧化还原反应,故A错误;
B.FeCl3溶液反应生成CuCl2 和FeCl2,反应的化学方程式为Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,故B正确;
C.维生素C有还原性,铁离子具有氧化性,被还原为Fe2+,故根据溶液颜色变化分析,可以探究维生素C的还原性,故C正确;
D.Fe从CuSO4溶液中置换出Cu,发生的离子反应为:Fe+ Cu2+= Fe2++Cu,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,Cu2+的氧化性强于Fe2+,故D错误;
答案选BC。
三、填空题
16. (1) S2O可以与Fe2+反应制备Fe2O3纳米颗粒。
①若S2O与Fe2+的物质的量之比为1:2,配平该反应的离子方程式:
___Fe2++___ S2O +___ H2O2+___OH- = ___ Fe2O3+___ S2O+___ H2O
②下列关于该反应的说法中正确的是______(填序号)。
A 该反应中S2O表现了氧化性
B 已知生成的Fe2O3纳米颗粒直径为10纳米,则Fe2O3纳米颗粒为胶体
C 该反应中H2O2作氧化剂
(2)人们可利用Fe2(SO4)3作强氧化剂溶解铜矿石(Cu2S),然后加入铁屑进一步得到铜,该过程中发生的离子反应方程式如下,请补充完整并配平:
_____Cu2S+____Fe3++____H2O ____Cu2++____ Fe2++___ ( )+____ SO
(3)书写下列反应的热化学方程式: 1 molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g),需吸收68 kJ的热量;_________。
【答案】 (1). 2 (2). 1 (3). 4 (4). 4 (5). 1 (6). 1 (7). 6 (8). C (9). 1 (10). 10 (11). 4 (12). 2 (13). 10 (14). 8 (15). H+ (16). 1 (17). N2(g)+ O2(g)= 2NO(g) △H = +68 kJ/mol
【解析】
【详解】(1)①反应中Fe、S元素元素的化合价升高,H2O2中O元素的化合价降低,若S2O与Fe2+的物质的量之比为1:2,该反应中Fe2+、S2O都是还原剂,H2O2是氧化剂;1mol S2O和2molFe2+共失去电子[2×(5-2)+2×1]mol=8mol,1molH2O2得到电子2mol,根据电子守恒有4molH2O2反应,最后观察配平H、O原子,该离子反应配平后为:2Fe2++ S2O+4H2O2+4OH−═Fe2O3+ S2O+6H2O;
②A.根据①中分析,S2O→S2O,S的化合价升高,S2O被氧化,该反应中S2O表现了还原性,故A错误;
B.胶体是混合物,Fe2O3纳米颗粒是纯净物,不是混合物,则不是胶体,故B错误;
C.根据①中分析,该反应中H2O2作氧化剂,故C正确;
答案选C。
(2)根据原子守恒可知,另一种生成物是氢离子,Cu 2S中Cu、S元素化合价升高,Fe元素化合价降低,1molCu 2S失去10mol电子,所以需要氧化剂Fe3+ 是10mol,根据得失电子守恒和物料守恒,该过程中发生的离子反应方程为:Cu2S+10Fe3++4H2O
2Cu2++10Fe2++8H++SO;
(3)已知1 molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g),需吸收68 kJ的热量;则热化学反应方程式为:N2(g)+ O2(g)=2NO(g)△H=+68 kJ/mol。
17. A、B、C、D、E、F是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素,A元素的原子核内只有1个质子;B元素的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;C元素原子的最外层电子数比次外层多4;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C;C、E同主族。
(1)B在周期表中的位置______________________________________________
(2)F元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为___________________________________。
(3)元素C、D、E形成的简单离子半径由小到大的顺序________________________(用离子符号表示)。
(4)用电子式表示化合物D2C的形成过程:__________________________________________________。
C、D还可形成化合物D2C2,D2C2中含有的化学键是_________________________________________。
(5)C、E的氢化物,沸点由高到低顺序是:_______________________________。
(6)写出碳单质与E的最高价氧化物对应水化物浓溶液反应的化学方程式,并用单线桥标明电子的转移方向_______________。当转移电子为0.2mol时,标准状况下反应产生气体_______________L。
(7)已知E单质和F单质的水溶液反应会生成两种强酸,其离子方程式为_________________。
【答案】 (1). 第二周期第ⅤA族 (2). HClO4 (3). r(Na+) <r(O2-)< r(S2-)或Na+ <O2-<S2- (4). (5). 离子键、共价键(或非极性键) (6). H2O>H2S (7). (8). 3.36 (9). S+3Cl2+4H2O = 8H++6Cl-+SO42-
【解析】
【分析】
A元素的原子核内只有一个质子,由此可知A为H;根据 B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3 ,可知B的最高价为+5价,是VA,再根据B
元素的原子半径是其所在主族中最小的,得出B为N;根据C元素原子的最外层电子数比次外层电子数多4,得出C为O;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C,可知D的阳离子为+1价阳离子,所以D为Na;C、E同主族,且E为短周期元素,得出E为S,F是短周期元素排在S元素后面的主族元素,F只能为Cl。综上可知A为H、B为N、C为O、D为Na,E为S,F为Cl。据此回答。
【详解】(1)B为氮元素,N位于周期表第二周期第VA族,故答案为第二周期,VA;
(2)F为Cl元素,Cl元素最高价氧化物的水化物是HClO4,故答案为HClO4;
(3)元素C、D、E形成的简单离子分别为O2-、Na+、S2-,电子层数多的离子半径较大,核外电子排布相同的微粒,其离子半径随原子序数的增大而减小,所以半径由小到大为r(Na+) <r(O2-)< r(S2-),故答案为r(Na+) <r(O2-)< r(S2-);
(4)D2C是Na2O,用电子式表示形成过程为,故答案为;D2C2为Na2O2,其中含有的化学键为离子键、共价键,故答案为离子键、共价键;
(5)C、E的氢化物分别为H2O、H2S,由于H2O分子之间存在氢键,导致沸点要更高,所以沸点H2O>H2S,故答案为H2O>H2S;
(6)C与浓硫酸反应方程式为:C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O,用“单线桥”标电子转移,当转移4mole-时生成气体SO2 2mol和CO2 1mol,共3mol,标准状况下体积为67.2L,当转移0.2mol电子时,气体体积为,故答案为;3.36L;
(7)S和氯水反应的化学方程式为3Cl2+S+ 4H2O=6HCl+H2SO4,所以离子方程式为S+3Cl2+4H2O = 8H++6Cl-+SO42-,故答案为S+3Cl2+4H2O = 8H++6Cl-+SO42-。
【点睛】本题考查元素推断,注意正确推断元素的种类为解答该题的关键,根据主族元素最高正化合价等于它的族序数,B的最高价为+5价,是VA,再根据同主族元素原子半径是从上到下依次增大,得出B为N;比较简单氢化物的沸点时注意水分子间存在氢键,使沸点升高。
18. 已知铅蓄电池的工作原理为 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)
,现用如图1装置进行电解(电解液足量),测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时,铁电极的质量减少11.2g。请回答下列问题:
(1)A是铅蓄电池的________极,铅蓄电池正极反应式为:______。
(2)Ag电极的电极反应式是______,该电极的电极产物共________g。
(3)Cu电极的电极反应式是________,CuSO4溶液的浓度_______(填“减小”“增大”或“不变”)。
(4)如图2表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线,则x表示_______。
a.各U形管中产生的气体的体积
b.各U形管中阳极质量的减少量
c.各U形管中阴极质量的增加量
【答案】 (1). 负 (2). PbO2+4H++SO42-+2e-===PbSO4+2H2O (3). 2H++2e-===H2↑ (4). 0.4 (5). Cu-2e-===Cu2+ (6). 不变 (7). b
【解析】
【分析】
已知铅蓄电池中转移0.4mol电子时,铁电极的质量减少11.2g,则稀硫酸电解池中Fe为阳极,硫酸铜电解池中Cu为阳极,铅蓄电池B为正极,A为负极;
【详解】(1)分析可知,A是铅蓄电池的负极;铅蓄电池正极二氧化铅得电子,与硫酸反应生成硫酸铅和水,电极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O;
(2)Ag电极为电解池阴极,氢离子得电子生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑;转移0.4mol电子时,生成0.2mol氢气,即0.4g;
(3)Cu电极为阳极,铜失电子生成铜离子,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+;溶液中的铜离子在阴极得电子生成铜,则溶液中的铜离子浓度不变;
(4)a.硫酸铜溶液中无气体生成,与图象不符,a错误;
b.各U形管中阳极分别为Fe、Cu,随反应时间的增大,质量逐渐减少,符合图象,b正确;
c.稀硫酸电解池中阴极产生氢气,阴极的质量不变,与图象不符,c错误;
答案为b。
【点睛】由图判断各装置的类型是解答本题的关键,铅蓄电池为原电池,则另两个为电解池,铁电极质量减少,则铁只能为阳极,与其相连的电池为正极。
19. [2017新课标Ⅲ]绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。由此可知:______________、_______________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序___________________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却到室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,则使x__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为_________(填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为_______________。
a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
【答案】 (1). 样品中没有Fe3+ (2). Fe2+易被氧气氧化为Fe3+ (3). 干燥管
(4). dabfce (5). (6). 偏小 (7). c、a (8). 生成白色沉淀、褪色 (9). 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
【解析】
(1)样品溶于水滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明样品中无Fe3+;再向试管中通入空气,溶液逐渐变红,这说明有铁离子产生,即硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁,铁离子遇KSCN溶液显红色;
(2)①根据仪器构造可知B干燥管;
②由于装置中含有空气,空气能氧化硫酸亚铁,所以加热前需要排尽装置中空气,利用氮气排出空气,为了使生成的水蒸气完全排除,应该先熄灭酒精灯再冷却,然后关闭K1和K2,最后称量,即正确的排序是dabfce;
③样品的质量是(m2-m1)g,加热后剩余固体是硫酸亚铁,质量为(m3-m1)g,生成水的质量为(m2-m3)g,
FeSO4·xH2OFeSO4 + xH2O
152 18x
(m3-m1)g (m2-m3)g
则:,解得:x=;
若实验时按a、d次序操作,在加热过程中硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁,导致m3增加,因此x偏小;
(3)①最终得到红棕色固体,说明有氧化铁生成,即分解过程发生了氧化还原反应,根据化合价变化可知一定有SO2生成,这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸,硫酸和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡,由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性,能氧化SO2,所以应该用氯化钡,检验SO2用品红溶液,所以C、D的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液,实验现象是C中溶液变浑浊产生白色沉淀,D中品红溶液褪色,故答案为c、a;
②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO2和SO3,根据电子守恒和原子守恒得此反应的方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3。