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- 2021-07-08 发布
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黑龙江省大庆市铁人中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题
试题说明:1、本试题满分100分,答题时间90分钟。
2、请将答案填写在答题卡上,考试结束后只交答题卡。
3、可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32 Cl:35.5 Li:7 Na:23 Fe:56 Al:27 Mg:24 Cu:64 K:39 Ba:137 Ag:108
第Ⅰ卷 选择题部分
一、选择题(每小题只有一个选项正确,前5个小题,每小题2分,后15个小题,每小题3分,20个小题共55分。)
1.下列说法不正确的是( )
A. 钠在空气中燃烧时,先熔化,再燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠
B. 青铜是我国使用最早的合金,钢是用量最大、用途最广的合金
C. 铝是地壳里含量最多的金属元素,在常温下,铝不能与氧气反应
D. 铁在潮湿的空气中生成的氧化物疏松多孔,不能保护内层金属
【答案】C
【解析】
【详解】A. 钠是活泼金属,熔点低,钠在空气中燃烧时,先熔化,再燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠,故A正确;
B. 我国最早使用的合金是由铜、锡形成的青铜,目前世界上用途最广的合金是钢,如炊具、建筑材料等,故B正确;
C. 铝是地壳里含量最多的金属元素,铝是活泼金属,极易在空气中形成一层致密的氧化膜阻止铝进一步氧化,从而保护内层金属,不是铝不能与氧气反应,故C错误;
D. 铁合金易发生电化学腐蚀,氧化膜疏松,不能保护内层金属,易进一步氧化,应加防护措施,故D正确。
2.下列说法正确的是( )
A. 同温同压下,相同数目的分子必具有相同的体积
B. 等质量的O2 和H2 的物质的量之比为l6:1
C. 不同的气体若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
D. 同温同体积下,两种气体的物质的量之比等于压强之比
【答案】D
【解析】
【详解】A.同温同压下,气体摩尔体积相同,液体和固体的体积与密度有关,如果一种是液体一种是固体,相同数目的分子其体积不同,A错误;
B.假设质量都是1g,n(O2):n(H2)=mol:mol=1:16,B错误;
C.不同的气体若体积不等,它们所含的分子数有可能相等,这与气体摩尔体积有关,C错误;
D.根据PV=nRT知,同温同体积,R是常数,两种气体的物质的量之比等于压强之比,D正确;
答案选D。
3.下列有关物质及成分、性质和用途都正确的是( )
选项
物质及成分
性质
用途
A
小苏打(Na2CO3)
与酸反应产生二氧化碳
作发酵粉
B
胃舒平[Al(OH)3 ]
与酸发生中和反应
做胃酸中和剂
C
磁性氧化铁(Fe2O3)
难溶于水,颜色为红色
制造红色涂料
D
蓝矾(CuSO4·5H2O)
蓝色
检验水蒸气
【答案】B
【解析】
【详解】A、小苏打的成分是NaHCO3,小苏打可作发酵粉,故A错误;
B、胃舒平的主要成分是Al(OH)3 ,是胃酸中和剂,故B正确;
C、磁性氧化铁的成分是Fe3O4,颜色为黑色,故C错误;
D、无水硫酸铜遇水变蓝,所以用无水硫酸铜检验水蒸气,故D错误。
4.在加入铝粉能放出氢气的溶液中,下列各组离子可能大量共存的是( )
A. Na+、K+、AlO2- 、CO32- B. Ag+、Cu2+、NO3-、Cl-
C. Mg2+、Fe3+、I-、SO42- D. NH4+、K+、SO42-、CO32-
【答案】A
【解析】
【分析】加入铝粉能放出氢气的溶液可能显酸性,也可能显碱性,结合离子的性质分析判断。
【详解】A. 如果溶液显碱性,Na+、K+、AlO2-、CO32-之间不反应,可以大量共存,A符合;
B. Ag+与Cl-在溶液中反应生成氯化银沉淀,不能大量共存,B不符合;
C. Fe3+与I-在溶液中发生氧化还原反应生成亚铁离子和单质碘,不能大量共存,C不符合;
D. 如果溶液显酸性,则CO32-不能大量共存,如果显碱性NH4+不能大量共存,D不符合;
答案选A。
5.完成下列实验所选择的装置或仪器正确的是( )
选项
A
B
C
D
实验
从食盐水中提取NaCl固体
分离碘和泥沙
分离水和四氯化碳
分离Na2SO4溶液和苯(苯是难溶于水,密度比水小的液体)
装置或仪器
【答案】C
【解析】
【分析】根据混合物分离提纯的物理原理选择合适的装置。
【详解】A项:从水溶液(食盐水)中提取固体溶质(NaCl固体)应选择蒸发装置而不是灼烧固体装置。A项错误;
B项:碘易升华,分离碘和泥沙的混合物应采用升华方法。B项错误;
C项:水和四氯化碳组成不相溶的液体混合物,使用分液方法分离。C项正确;
D项:苯是难溶于水的液体,分离Na2SO4溶液和苯的混合物应使用分液法。D项错误。
本题选C。
6.下列叙述不正确的是( )
A. 丁达尔效应可以区别溶液和胶体
B. 合金与各组分金属相比一般具有更大的硬度
C. 向醋酸溶液中加入Na2CO3固体,溶液的导电性明显增强
D. 配制一定物质的量浓度溶液,定容时仰视容量瓶刻度线,使所得溶液浓度偏大
【答案】D
【解析】
【详解】A. 胶体能产生丁达尔效应,丁达尔效应可以区别溶液和胶体,A正确;
B. 合金与各组分金属相比一般具有更大的硬度,B正确;
C. 向醋酸溶液中加入Na2CO3固体生成醋酸钠,离子浓度增大,溶液的导电性明显增强,C正确;
D. 配制一定物质的量浓度溶液,定容时仰视容量瓶刻度线,溶液体积增加,使所得溶液浓度偏小,D错误。
答案选D。
7.在下图点滴板上进行四个溶液间反应的小实验,其对应反应的离子方程式书写正确的是( )
A. a反应:Fe2++2H++H2O2===Fe3++2H2O
B. b反应:HCO3-+OH-===CO32-+H2O
C. c反应:H++OH-===H2O
D. d反应:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH4+
【答案】D
【解析】
【详解】A、Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,a反应的离子方程式是2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故A错误;
B、碳酸氢铵与过量氢氧化钠反应生成碳酸钠、一水合氨、水,b反应的离子方程式是:HCO3-+2OH-+ NH4+=CO32-+H2O+ NH3·H2O,故B错误;
C、醋酸与氢氧化钾反应生成醋酸钾和水,c反应的离子方程式是CH3COOH+ OH-=CH3COO-+H2O,故C错误;
D、氯化铝与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,d反应的离子方程式是Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,故D正确。
8.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
配制0.4000mol·L−1的NaOH溶液
称取4.0g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250mL容量瓶中定容
B
除去Mg粉中混有的Al粉
加入足量的NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥
C
比较Fe3+和I2的氧化性强弱
向淀粉碘化钾溶液中滴入氯化铁溶液,溶液变蓝色
D
检验溶液中存SO42‾
向未知溶液中先加入足量盐酸酸化,再加入BaCl2溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A、氢氧化钠溶于水放热,称取4.0g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,冷却到室温后,转移至250mL容量瓶中定容,可得0.40mol·L−1的NaOH溶液,故选A;
B、Al粉与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,加入足量的NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥,可除去Mg粉中混有的Al粉,故不选B;
C、向淀粉碘化钾溶液中滴入氯化铁溶液,溶液变蓝色,说明发生反应2Fe3++2I- =2Fe2++I2,证明氧化性Fe3+>I2,故不选C;
D、向未知溶液中先加入足量盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明原溶液中一定含有SO42‾,故不选D。
9.已知Fe3O4可表示成FeO·Fe2O3,水热法制备Fe3O4纳米颗粒的总反应为:3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O。下列说法正确的是( )
A. O2和S2O32-是氧化剂,Fe2+是还原剂
B. 参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
C. 每生成1molFe3O4,转移电子的物质的量为2mol
D. 若有2molFe2+被氧化,则被Fe2+还原的O2为0.5mol
【答案】D
【解析】
【分析】在3Fe2++2S2O32-+O2+4OH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O中,化合物中铁元素、硫元素用平均化合价,铁元素的化合价变化:+2→+;硫元素的化合价变化为:+2→+2.5;氧元素的化合价变化:0→-2。据此解答。
【详解】A、化合物中铁元素、硫元素用平均化合价,铁元素的化合价变化:+2→+;硫元素的化合价变化为:+2→+2.5;氧元素的化合价变化:0→-2,所以氧化剂是O2;还原剂是Fe2+、S2O32-,故A错误;
B、由上述分析可知,氧化剂是O2,还原剂是Fe2+、S2O32-,3molFe2+参加反应时只有2mol被氧化,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的最之比为1:(2+2)=1:4,故B错误;
C、由方程式可知,每生成1molFe3O4,参加反应的氧气为1mol,转移电子为1mol×4=4mol,故C错误;
D、2molFe2+被氧化时,失去电子2mol,则被Fe2+还原的O2的物质的量为2mol÷4=0.5mol,故D正确。
答案选D。
10.阿伏加德罗常数的值为NA,下列叙述中错误的是( )
①标准状况下,2.24L水中含有0.1NA个水分子
②常温常压下,32gSO2含有的分子数为0.5NA
③2molNaOH的摩尔质量为80g/mol
④H2的气体摩尔体积约为22.4L/mol
⑤1molNa2O2与足量的CO2反应转移的电子数为NA
⑥2mol/L的CaCl2溶液中Cl-的数目为4NA
⑦常温常压下,1mol氦气含有的原子数为NA
⑧11.2L氯气中含有NA个氯原子
⑨在标准状况下,22.4L由N2和N2O组成的混合气体中,所含有的氮原子的物质的量为2mol
⑩标准状况下14gCO含有的核外电子数为10NA
A. 4个 B. 5个 C. 6个 D. 7个
【答案】C
【解析】
【详解】①标准状况下,水不是气体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算2.24L水的物质的量,故①错误;
②常温常压下,32g SO2的物质的量为0.5mol,含有的分子数约为0.5NA,故②正确;
③NaOH的摩尔质量为40g/mol,摩尔质量与物质的量无关,故③错误;
④没有告诉在标况下,H2的气体摩尔体积不一定为22.4L/mol,故④错误;
⑤1mol Na2O2与足量的CO2反应生成0.5mol氧气,转移了1mol电子,转移的电子数为NA,故⑤正确;
⑥没有告诉2mol/L的CaCl2溶液的体积,无法计算溶液中氯离子的物质的量,故⑥错误;
⑦氦气是单原子分子,常温常压下,1mol氦气含有1mol氦原子,含有的原子数为NA,故⑦正确;
⑧没有告诉在标况下,题中条件无法计算11.2L氯气的物质的量,故⑧错误;
⑨N2和N2O分子中都含2个N原子,在标准状况下,22.4L由N2和N2O组成的混合气体的物质的量为1mol,1mol混合气体中含有2mol氮原子,故⑨正确;
⑩14g CO的物质的量为0.5mol,0.5mol一氧化碳中含有7mol电子,含有的核外电子数为7NA,故⑩错误;
选C。
11.下列说法正确的是( )
A. 节日里燃放的五彩缤纷的烟花是某些金属元素化学性质的展现
B. 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来,说明金属铝的熔点较低
C. 将等物质的量的氧化钠和过氧化钠分别投入到足量且等质量的水中,得到溶质质量分数分别是a%和b%的两种溶液,则a和b的关系是a=b
D. 用如图装置进行实验,将装置①中的AlCl3溶液滴入装置②浓氢氧化钠溶液,溶液中可观察到有大量白色沉淀产生
【答案】C
【解析】
【详解】A. 节日里燃放的五彩缤纷的烟花是某些金属元素的焰色反应,焰色反应是物理变化,故A错误;
B. 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,表面生成高熔点的氧化铝,熔化后的液态铝不能滴落下来,故B错误;
C. 等物质的量的Na2O和Na2O2分别与等质量的水反应,产生NaOH的物质的量相同,Na2O2与H2O反应时产生的氧气全部来自于Na2O2,所以反应后溶液的质量相同,两溶液中溶质的质量分数也相同,故C正确;
D.将装置①中的AlCl3溶液滴入装置②浓氢氧化钠溶液,开始氢氧化钠过量,生成偏铝酸钠,后来偏铝酸钠与氯化铝反应生成氢氧化铝沉淀,可观察到的现象是开始没有沉淀、后产生沉淀,故D错误。
12.铁、铝各1mol组成的混合物溶于一定量的盐酸,恰好完全反应后,再加入3mol Na2O2固体使之充分反应,最终产物是( )
A. Fe(OH)2、Al(OH)3、NaCl
B. Fe(OH)2、Al(OH)3、NaAlO2、NaCl
C. Fe(OH)3、NaAlO2、NaCl
D. Fe(OH)3、Al(OH)3、NaAlO2、NaCl
【答案】C
【解析】
【详解】铁、铝各1mol组成的混合物溶于一定量的盐酸,恰好完全反应后,生成1mol氯化亚铁和1mol氯化铝,再加入3molNa2O2,过氧化钠与水反应生成氧气和6mol氢氧化钠,2mol氢氧化钠与氯化亚铁反应生成氢氧化亚铁和氯化钠,再与水、氧气反应生成氢氧化铁沉淀,而氯化铝则与氢氧化钠恰好反应生成偏铝酸钠和氯化钠。答案选C。
13.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,反应现象不同的是( )
A
B
C
D
X
NaHCO3
NaAlO2
NaHCO3
MgCl2
Y
Ca(OH)2
HCl
HCl
NaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A、Ca(OH)2过量:化学方程式:Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O,NaHCO3过量:化学方程式:Ca(OH)2+2NaHCO3=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,均有白色沉淀,故A错误;
B、HCl滴入NaAlO2中,NaAlO2一开始是过量的,现象为生成沉淀,沉淀逐渐增加然后逐渐减少,HCl+NaAlO2+H2O=NaCl+Al(OH)3↓,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;NaAlO2滴入HCl中,盐酸是过量的,先生成沉淀,沉淀迅速消失,继续滴入后生成沉淀,沉淀不再减少,NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O,AlCl3+3NaAlO2+6H2O=NaCl+4Al(OH)3↓,故B正确;
C、NaHCO3与HCl均产生气泡,故C错误;
D、氯化镁与氢氧化钠反应均产生白色沉淀,故D错误。
故选B。
14.下列说法不正确的是( )
A. 分别在甲乙两支侧管中装入1.06gNa2CO3和0.84gNaHCO3,试管中各有10mL相同浓度的盐酸(如图)同时将两个侧管中的物质全部倒入各自的试管中,乙装置的气球膨胀速率大
B. 用如图装置可以制备沉淀Fe(OH)2
C. 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀H2SO4酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色。结论:该Fe(NO3)2试样已经变质
D. Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤
【答案】C
【解析】
【详解】A、甲中碳酸钠和盐酸反应分步进行,先生成碳酸氢钠,后碳酸氢钠和盐酸反应生成二氧化碳,乙中碳酸氢钠直接和盐酸反应生成二氧化碳,所以乙装置的气球膨胀速率大,故A正确;
B、开始反应时,A中生成的氢气由C进入B,排出B中的空气,可以防止氢氧化亚铁被氧化,一段时间后,关闭止水夹C,A中的硫酸亚铁进入B,与氢氧化钠反应生成Fe(OH)2,故B正确;
C、Fe(NO3)2试样加水溶解,滴加稀H2SO4酸化,发生反应3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++2H2O+NO,生成Fe3+,干扰变质的检验,故C错误;
D、Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2,加入足量烧碱溶液充分反应,Al(OH)3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,过滤,向滤液中通入过量CO2生成氢氧化铝沉淀,故D正确。
答案选C。
15.向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A. 在0~a范围内,只发生中和反应
B. a=0.3
C. ab段发生反应的离子方程式为CO32-+2H+=CO2↑+H2O
D. 原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
【答案】B
【解析】
【分析】向NaOH和Na2CO3混合配成的溶液中滴加盐酸时,先发生氢氧化钠与盐酸的中和反应:NaOH+HCl=NaCl+H2O,氢氧化钠反应完毕后再发生碳酸钠与盐酸的反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,最后发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,利用物质的量的关系并结合图象分析解答。
【详解】A.向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,首先和NaOH反应生成水和氯化钠:NaOH+HCl=NaCl+H2O,继续滴加时,盐酸与Na2CO3首先发生反应:HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,不放出气体,继续滴加时发生反应:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,则在0-a范围内发生反应为:NaOH+HCl=NaCl+H2O、HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,故A错误;
B.根据图像可知,从a点开始发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2
↑,该过程中消耗氯化氢的物质的量与生成二氧化碳的物质的量相等为0.01mol,则消耗0.1mol•L-1稀盐酸的体积分别为=0.1L,所以a=0.4-0.1=0.3,故B正确;
C.根据分析可知,ab段发生反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,反应的离子方程式为:HCO3-+H+=H2O+CO2↑,故C错误;
D.根据碳元素守恒,混合物中碳酸钠的物质的量是0.01mol,b点消耗盐酸的物质的量为0.1mol/L×0.4L=0.04mol,则a点氯化氢的物质的量为:0.04mol-0.01=0.03mol,根据反应HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl可知,0.01mol碳酸钠消耗0.01mol氯化氢生成碳酸氢钠,则氢氧化钠的物质的量为0.03mol-0.01mol=0.02mol,所以原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为0.02mol∶0.01mol=2∶1,故D错误;
故选B。
16.已知含有硝酸铜、硝酸锌、硝酸铁、硝酸银各 0.1mol 的混合溶液中加入 0.1mol 铁粉,充分搅拌后,铁溶解,溶液中不存在 Fe3+,同时析出 0.1mol 银。下列结论正确的是( )
A. 氧化性:Ag+ >Cu2+>Fe3+> Zn2+
B. 溶液中 Cu2+与 Fe2+物质的量比为 2:1
C. 0.1mol Fe 可还原 0.2mol 阳离子
D. 加入 0.1molFe 时发生了反应 Fe+Cu2+=Fe2++Cu
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据金属活动顺序表可知氧化性Zn2+<Cu2+<Ag+,根据金属铜和三价铁反应生成氯化铜和氯化亚铁可知氧化性Cu2+<Fe3+,因此氧化性应该是Zn2+<Cu2+<Fe3+<Ag+,故A错误;
B、Fe先还原Ag+,其次是铁离子,最后是铜离子,0.1mol银离子需要消耗0.05mol铁,0.1mol铁离子消耗0.05mol铁,因此铁与银离子、铁离子恰好反应,则根据原子守恒可知溶液中Cu2+与Fe2+物质的量比为1:2,故B错误;
C、根据B中分析可知0.1molFe可还原0.1mol银离子和0.1mol铁离子,即0.1molFe可还原0.2mol阳离子,故C正确;
D、根据以上分析可知加入0.1molFe时发生反应为2Ag++Fe=2Ag+Fe2+、2Fe3++Fe=3Fe2+,故D错误。
故答案选C。
17.下表中的各组物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是( )
编号
a
b
c
d
①
Na2O
Na2O2
Na
NaOH
②
Al2O3
NaAlO2
Al
Al(OH)3
③
FeCl2
FeCl3
Fe
CuCl2
④
MgO
MgCl2
Mg
Mg(OH)2
A. ①②④ B. ①③④ C. ①②③ D. ②③④
【答案】D
【解析】
【详解】① NaOH加热不能分解,NaOH不能一步转化为Na2O,故不选①;Al2O3与氢氧化钠反应生成NaAlO2,NaAlO2与二氧化碳反应生成Al(OH)3,Al(OH)3加热分解为Al2O3,Al与氧气反应生成Al2O3,Al与氢氧化钠反应生成NaAlO2,故选②;FeCl2与氯气反应生成FeCl3,Fe与盐酸反应生成FeCl2、Fe与氯气反应生成FeCl3;FeCl3与Cu反应生成CuCl2,CuCl2与铁反应生成FeCl2和铜,故选③;MgO与盐酸反应生成MgCl2,单质Mg与氧气反应生成MgO,单质Mg与盐酸反应生成MgCl2,MgCl2和氢氧化钠反应生成Mg(OH)2,加热Mg(OH)2分解为MgO,故选④;
选D。
18.有一混合物的水溶液可能含有以下离子中的若干种:Na+、NH4+、Cl﹣、Ba2+、HCO3﹣、SO42﹣,现取两份100mL的该溶液进行如下实验:
(1)第一份加足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下的气体448mL;
(2)第二份加足量Ba(OH)2溶液,得沉淀4.30g,再用足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g.
根据上述实验,下列推测正确的是( )
A. Ba2+一定存在 B. 100mL该溶液中含0.01mol HCO3-
C. Na+不一定存在 D. Cl﹣不确定,可向原溶液中加入AgNO3溶液进行检验
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,Ba2+和SO42-可发生离子反应生成BaSO4
沉淀,因此两者不能大量共存。第一份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体448mL,即0.02mol,能和NaOH溶液加热产生气体的只能是NH4+,根据反应NH4++OH-=NH3↑+H2O,产生NH3为0.02mol,可得NH4+也为0.02mol。第二份加足量氢氧化钡溶液后得干燥沉淀4.30g,经足量盐酸洗涤,干燥后,沉淀质量为2.33g。部分沉淀溶于盐酸为BaCO3,部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4,发生反应HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O、SO42-+Ba2+=BaSO4↓,因为BaCO3+2HCl=BaCl2+CO2↑+H2O而使BaCO3溶解。因此溶液中一定存在HCO3-、SO42-,一定不存在Ba2+。由条件可知BaSO4为2.33g,物质的量为0.01mol,BaCO3为4.30g-2.33g=1.97g,物质的量为0.01mol,根据原子守恒,所以100mL该溶液中含0.1molHCO3-,据此分析解答。
【详解】由上述分析可得,溶液中一定存在HCO3-、SO42-、NH4+,其物质的量分别为:0.01mol、0.01mol、0.02mol,根据溶液中电荷守恒可知Na+一定存在,则
A、钡离子一定不存在,A错误;
B、100mL该溶液中含0.01mol的碳酸氢根离子,B正确;
C、根据电荷守恒可知钠离子一定存在,C错误;
D、不能确定氯离子是否存在,向原溶液中加入AgNO3溶液不能检验氯离子是否存在,因为存在硫酸根离子,硫酸银是白色沉淀,干扰氯离子检验,D错误。
答案选B。
19.铁、铜混合粉末18.0 g加入到100 mL 5.0 mol·L-1 FeCl3 溶液中,剩余固体质量为3.2 g。下列说法正确的是( )
A. 剩余固体是铁、铜混合物
B. 原固体混合物中铜的质量是9.6 g
C. 反应后溶液中n(Fe3+)=0.10 mol
D. 反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.5 mol
【答案】B
【解析】铁的还原性大于铜,铁、铜混合粉末加入到FeCl3 溶液中,铁先反应;FeCl3的物质的量为0.5 mol,设0.5 mol铁离子完全反应消耗铜m1g 、 m2g,则有:Cu+ 2Fe3+=Cu2++2 Fe2+,根据Cu-- 2Fe3+关系,m1/64:0.5=1:2,解之m1=16 g;Fe+ 2Fe3+=3 Fe2+,根据Fe--2Fe3+关系,m2/56:0.5=1:2, 解之m2=14g,溶解的金属质量为18-3.2=14.8 g,因为14<14.8<16,所以铁完全反应,铜部分反应,且铁离子完全反应;设反应消耗铜的物质的量为xmol, 反应的铁的量为 ymol ,则有64x+56y=14.8,x+y=0.25,解之:x=0.1 mol、y=0.15mol;原混合物中铜的质量是0.1×64+3.2=9.6 g,根据反应方程式可知反应后的溶液中:n(Fe2+
)=2x(Cu)+3y(Fe)=2×0.1+3×0.15=0.65 mol;反应后溶液中铜离子的物质的量为:n(Cu)= n(Cu2+)=0.1 mol,,n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.65+0.1=0.75 mol;综上分析,剩余固体全部为铜,溶液中不可能含有Fe3+,A、C均错误;反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.75 mol,D错误;正确选项B。
20.溶液中可能含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、CO32-、SO42-、NO3-中的几种。①加入铝片,产生无色无味的气体;②加入NaOH溶液,产生白色沉淀,且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A. 溶液中一定不含CO32-,可能含有SO42-和NO3-
B. 在滴加NaOH溶液物质的量为0.5~0.7mol时,发生离子反应为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
C. 溶液中的阳离子只有H+、Mg2+、Al3+
D. n(H+)∶n(NH4+)∶n(Mg2+)=2∶4∶1
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意知,①溶液中加入铝片,产生无色无味的气体为氢气,则溶液中有大量氢离子,则没有碳酸根和硝酸根离子,根据电中性原则知,溶液中一定含有硫酸根;②加入NaOH溶液,产生白色沉淀,说明溶液中一定不含铁离子;当溶液中含氢离子、铵根离子、镁离子、铝离子时,加入氢氧化钠,先与氢离子反应,再与镁、铝离子反应生成氢氧化物沉淀,再与铵根离子反应得到一水合氨,再与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠。
【详解】A、溶液中加入铝片,产生无色无味的气体为氢气,则溶液中有大量氢离子,则一定不含CO32-和NO3-,根据电中性原则知,一定含有SO42-,故A错误;
B、根据题给图像知,在滴加NaOH溶液物质的量为0.5至0.7mol时,发生的离子反应为:NH4++OH-=NH3·H2O,故B错误;
C、根据题给图像知,溶液中的阳离子一定含NH4+、H+、Mg2+、Al3+,故C错误;
D、根据题给图像分析,氢离子消耗氢氧根离子的物质的量是0.1mol,所以氢离子的物质的量是0.1mol,氢氧化钠为0.5至0.7mol时,发生的离子反应为:NH4++OH-=NH3·H2
O,所以铵离子的物质的量为0.2mol ,氢氧化钠为0.7至0.8mol时,发生反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,所以Al3+的物质的量是0.1mol,镁离子的物质的量是(0.4mol-0.1mol ×3)÷2=0.05mol,n(H+)∶n(NH4+)∶n(Mg2+) =2∶4∶1,故D正确。
第Ⅱ卷 非选择题部分
21.A、B、C为中学常见单质,其中一种为金属;通常情况下A为固体、B为黄绿色气体、C为无色气体。D、E、F、G、H、X均为化合物,其中X常温下是无色气体,其水溶液是一种无氧强酸溶液,E为黑色固体,H在常温下为液体。它们之间的转化如图所示(某些反应条件和部分反应产物已略去)。
(1)写出下列物质的化学式:D___,X___。
(2)在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是___(填数字编号)。
(3)反应⑥的离子方程式为:___。
(4)反应⑦的化学方程式为___;该反应中每消耗0.3mol的A,可转移电子___mol。
(5)除去D溶液中混有的少量G的方法是:___。
(6)检验G溶液中阳离子的方法是:___。
【答案】(1). FeCl3 (2). HCl (3). ③⑥ (4). Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 (5). 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 (6). 0.8 (7). 向混合液中通入足量氯气(或氯水)(或加入足量H2O2) (8). 取少量G溶液于试管中,滴2滴KSCN溶液,溶液不变色,再加新制氯水,溶液变为红色
【解析】
【分析】单质A和C反应生成黑色晶体E,E和X酸反应生成D、G、H,其中D、G之间可以实现相互转化,说明A为变价金属Fe,E为Fe3O4,C为O2,依据D+A=G说明D为含三价铁离子的化合物,F为含硫氰酸根离子的化合物,G为含Fe2+离子的化合物,H在常温下为液体,H为H2O;B为黄绿色气体,B是氯气,依据G+B=D判断D为FeCl3、G为FeCl2、X为HCl。据此解答。
【详解】根据以上分析,(1)D是氯化铁,化学式是FeCl3,X是盐酸,化学式是HCl。
(2)反应①是铁与氯气反应生成氯化铁,元素化合价改变,属于氧化还原反应;反应②是铁与氧气反应生成Fe3O4,元素化合价改变,属于氧化还原反应;反应③是Fe3O4与盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和水,元素化合价不变,不属于氧化还原反应;反应④是FeCl3与铁反应生成FeCl2,铁元素化合价改变,属于氧化还原反应;反应⑤是FeCl2与氯气反应生成FeCl3,元素化合价改变,属于氧化还原反应;反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,元素化合价不变,不属于氧化还原反应;反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,元素化合价改变,属于氧化还原反应;在反应①~⑦中,不属于氧化还原反应的是③⑥。
(3)反应⑥是Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
(4)反应⑦是铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;3mol铁反应转移8mol电子,所以反应中每消耗0.3mol的铁,可转移电子0.8mol。
(5)FeCl2与氯气反应生成FeCl3,除去FeCl3溶液中混有的少量FeCl2的方法是通入过量的氯气。
(6)Fe3+与SCN-反应生成血红色Fe(SCN)3,Fe2+与SCN-作用不显红色,所以检验Fe2+的方法是:取少量G溶液于试管中,滴2滴KSCN溶液,溶液不变色,再加新制氯水,溶液变为红色,说明含有Fe2+。
22.现有三种可溶性物质A、B、C,其中有一种是碱,两种是盐,溶于水后电离产生的离子如下表所示:
阳离子
Na+ H+ Ba2+
阴离子
OH- CO32- SO42-
为鉴别它们,分别完成一些实验。请根据实验的结果回答下列问题:
(1)A溶液与B溶液反应可生成气体X。根据上述六种离子之间的可能反应判断X的化学式为___________,A溶液与B溶液反应的离子方程式为__________________。
(2)气体X可以和C溶液反应生成沉淀D,沉淀D可与B溶液反应。则C的化学式为____________,B溶于水后的电离方程式为___________________。
(3)B溶液与C溶液反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀E。B溶液与C溶液反应至中性的离子方程式为________________________。
(4)D与E的混合物ag,加入足量盐酸,完全反应生成的气体在标准状况下体积为bL,则求算E在混合物中的质量分数的表达式为________________________。
【答案】(1). CO2 (2). 2H++CO32—=H2O+CO2↑ (3). Ba(OH)2 (4). NaHSO4=Na++H++SO42- (5). 2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓ (6).
【解析】
【详解】(1)生成的气体只有CO2符合,发生的反应为2H++CO32-=H2O+CO2↑,故答案为CO2;2H++CO32-=H2O+CO2↑;
(2)CO2气体可以和C溶液反应生成沉淀D,则C为Ba(OH)2,沉淀D为BaCO3,与B溶液反应,则B为NaHSO4,所以A为Na2CO3,B在溶液中完全电离生成Na+、H+和SO42-,电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO42-,故答案为Ba(OH)2;NaHSO4=Na++H++SO42-;
(3)B为NaHSO4,C为Ba(OH)2,B溶液与C溶液反应至中性的离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓,故答案为2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓;
(4)D与E的混合物ag,加入足量盐酸,发生的反应为BaCO3+2HCl=CO2↑+BaCl2+H2O,n(CO2)=mol,n(BaCO3)=n(CO2)=mol,m(BaCO3)=mol×197g/mol=g,m(BaSO4)=ag-g,所以:w(BaSO4)=×100%=×100%,故答案为×100%。
23.(1)最近材料科学家发现了首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。该晶体的化学式为Na0.35CoO2·1.3H2O(该晶体的摩尔质量为122g·mol-1),若用NA表示阿伏加德罗常数,则12.2g该晶体中含氧原子数为___,氢原子的物质的量为___mol。
(2)FeCl3溶液可以用来净水,用100mL2mol·L-1的FeCl3溶液净水时,生成具有净水作用的微粒数___(填“大于”“等于”或“小于”)0.2NA。
(3)在标准状况下,VL某气体(摩尔质量为Mg/mol)溶解在1L水(水的密度近似为1g/cm3)中,假设气体完全溶解且不与水发生反应,所得溶液的密度为ρg/cm3
,则所得溶液的物质的量浓度c=___mol/L(用以上字母表示,且必须化简)。
(4)工业上用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2反应:NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+H2O。写出配平的化学方程式____。
(5)向100mL的FeBr2溶液中通入标准状况下Cl23.36L(已知还原性:Fe2+>Br-),反应后的溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,则原FeBr2溶液的物质的量浓度为____mol/L。反应的离子方程式为____。
(6)若向盛有10mL1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中加20mL1.2mol·L-1Ba(OH)2溶液,充分反应后,溶液中产生沉淀的物质的量为____mol。
【答案】(1). 0.33NA (2). 0.26 (3). 小于 (4). (5). 5NaClO2+4HCl=4ClO2↑+5NaCl+2H2O (6). 2 (7). 4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+3Cl- (8). 0.022
【解析】
【分析】(1)根据计算晶体的物质的量,进而计算氧原子、氢原子的物质的量;
(2)100mL2mol·L-1的FeCl3溶液中FeCl3的物质的量是0.1L×2mol·L-1=0.2mol。
(3)根据物质的量浓度的计算公式计算;
(4)根据得失电子守恒、元素守恒配平方程式。
(5)还原性:Fe2+>Br-,FeBr2溶液中通入标准状况下Cl2,氯气先氧化Fe2+;
(6)NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2溶液混合,SO42-、Ba2+反应生成BaSO4沉淀,OH-与Al3+、NH4+依次发生反应Al3++3OH-=Al(OH)3↓、NH4++OH-=NH3•H2O、Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
【详解】(1)根据,12.2g该晶体的物质的量是0.1mol,含氧原子数为0.1×3.3×NA=0.33NA,氢原子的物质的量为0.1mol×2.6=0.26mol;
(2)100mL2mol·L-1的FeCl3溶液中FeCl3的物质的量是0.1L×2mol·L-1=0.2mol,生成具有净水作用的微粒是氢氧化铁胶粒,氢氧化铁胶粒是氢氧化铁的聚集体,所以微粒数小于0.2NA。
(3)在标准状况下,VL某气体的物质的量是;VL某气体的质量是;所得溶液的质量是,溶液的体积是
,所以物质的量浓度为÷= mol/L;
(4)NaClO2中部分氯元素化合价由+3升高为+4、部分氯元素化合价由+3降低为-1,所以NaClO2既是氧化剂又是还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂还原剂的比为1:4,所以反应方程式是5NaClO2+4HCl=4ClO2↑+5NaCl+2H2O。
(5)还原性:Fe2+>Br-,FeBr2溶液中通入Cl2,氯气先氧化Fe2+;标准状况下3.36L Cl2的物质的量是0.15mol,设FeBr2的物质的量为xmol,氯气与Fe2+反应的离子方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,则Fe2+消耗氯气的物质的量是mol;与Br-反应的氯气物质的量是0.15mol-mol,氯气与Br-反应的离子方程式是2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,剩余Br-的物质的量是2x-0.3+x=(3x-0.3)mol,根据氯元素守恒,反应后溶液中Cl-的物质的量是0.3mol,反应后的溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,则3x-0.3=0.3,x=0.2mol;原FeBr2溶液的物质的量浓度为0.2mol÷0.1L=2mol/L;与Br-反应的氯气物质的量是0.15mol-mol=0.05mol,被氧化的Br-的物质的量是0.1mol,被氧化的Fe2+、Br-的物质的量比是2:1,所以反应方程式是4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+3Cl-;
(6)10mL 1mol•L-1NH4Al(SO4)2溶液中Al3+物质的量为0.01mol,NH4+的物质的量为0.01mol,SO42-的物质的量为0.02mol,20mL 1.2 mol•L-1Ba(OH)2溶液中Ba2+物质的量为0.024mol,OH-为0.048mol;由SO42-+Ba2+=BaSO4↓,可知SO42-不足,所以可以得到0.02mol BaSO4;根据Al3++3OH-=Al(OH)3↓可知反应剩余OH-为0.048mol-0.03mol=0.018mol,根据H4++OH-=NH3•H2O可知反应剩余OH-为0.018mol-0.01mol=0.008mol,根据Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O可知得到Al(OH)3沉淀为0.01mol-0.008mol=0.002mol,则最终得到固体为0.02mol+0.002mol=0.022mol。
24.氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在,遇水或酸能够引起燃烧。某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体。
甲同学的实验方案如下:
(1)仪器的组装连接:上述仪器装置接口的连接顺序为___,加入药品前首先要进行的实验操作是___(不必写出具体的操作方法);其中装置B的作用是___。
(2)添加药品:用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂(固体石蜡密封),然后在甲苯(一种有机化合物)中浸洗数次,该操作的目的是除去锂表面的石蜡,然后快速把锂放入到石英管中。通入一段时间氢气后加热石英管,在加热D处的石英管之前,必须进行的实验操作是___。
(3)加热一段时间后停止加热,继续通氢气冷却,然后取出LiH,装入氮封的瓶里,保存于暗处。采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险。分析该反应原理,完成LiH与水反应的化学方程式___。
(4)准确称量制得的产品0.174g,在一定条件下与足量水反应后,共收集到气体470.4mL(已换算成标准状况),则产品中LiH与Li的物质的量之比为___。
【答案】(1). e接a,b接f,g(或者f,g)接d (2). 检验装置的气密性 (3). 除去H2中的H2O和HCl (4). 收集c处排出的气体并检验H2纯度 (5). LiH+H2O=LiOH+H2↑ (6). 10∶1
【解析】
【分析】A中锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,用B中的碱石灰除去杂质氯化氢并干燥氢气,C装置中氢气与金属锂反应生成LiH,最后连接浓硫酸,可以防止空气中的水蒸气进入C。据此解答。
【详解】(1)A中锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气,e接a用B中的碱石灰除去杂质氯化氢并干燥氢气,b接f在C装置中氢气与金属锂反应生成LiH,g接d,可以防止空气中的水蒸气进入C,所以仪器装置接口的连接顺序为e接a,b接f,g(或者f,g)接d;涉及气体的实验,加入药品前首先要进行的实验操作是检验装置的气密性;装置B中盛放的碱石灰,作用是除去H2中的H2O和HCl。
(2)加热氢气与氧气的混合气体,易爆炸,所以加热D处的石英管之前,必须收集c处排出的气体并检验H2纯度。
(3)LiH与水反应生成氢氧化锂和氢气,反应的化学方程式是LiH+H2O=LiOH+H2↑。
(4)共收集到氢气的体积是470.4mL,物质的量是;设样品中LiH与Li的物质的量分别是xmol、ymol,则8x+7y=0.174①;根据反应方程式LiH+H2O=LiOH+H2↑、2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,则0.021mol②;联立①②
,解得x=0.02,y=0.002;则产品中LiH与Li的物质的量之比为10:1。
25.把 NaOH、MgCl2、AlCl3 三种固体组成的混合物溶于足量水后,产生 1.16g 白色沉淀, 再向所得浊液中逐渐加入 2.00mol/LHCl 溶液,加入HCl 溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。
(1)A 点沉淀物的化学式为_____。B 点纵坐标为___________________。
(2)A 点至B 点改为通入二氧化碳气体,至少须标准状况下二氧化碳_____mL。此时发生反应的离子方程式为_____。
(3)B 点含溶质的物质的量是_____mol。C 点(此时沉淀恰好完全溶解)HCl 溶液的体积为_____mL。
【答案】(1). Mg(OH)2 (2). 4.28 (3). 448 (4). 2AlO2-+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO32- (5). 0.22 (6). 110
【解析】
【分析】加入盐酸开始阶段沉淀不溶解,说明反应中氢氧化钠过量,镁离子转化为氢氧化镁沉淀,铝离子转化为偏铝酸钠,氢氧化钠被完全中和后偏铝酸钠和盐酸反应生成氢氧化铝,最后加入的盐酸溶解氢氧化镁和氢氧化铝,结合图象分析解答。
【详解】(1)向水中有沉淀物组成的混合溶液中加入盐酸时,0~10mL时没有沉淀生成,说明溶液中NaOH过量,溶液中铝离子完全转化为偏铝酸根离子,溶液中存在的沉淀为Mg(OH)2,即A点沉淀物的化学式为Mg(OH)2;10mL~30mL时盐酸和偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀,离子反应方程式为H2O+AlO2-+H+=Al(OH)3↓,该阶段消耗盐酸的物质的量是0.02L×2mol/L=0.04mol,因此生成氢氧化铝是0.04mol,质量是0.04mol×78g/mol=3.12g,则B点纵坐标为3.12+1.16=4.28;
(2)向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,方程式为2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-,0.04mol氢氧化铝消耗0.02mol二氧化碳,标况下的体积是0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL;
(3)当沉淀质量不再发生变化时溶液中的溶质是NaCl,A点沉淀是氢氧化镁,则n[Mg(OH)2
]=1.16g÷58g/mol=0.02mol,根据Mg原子守恒得n(MgCl2)=n[Mg(OH)2]=0.02mol;氢氧化铝的物质的量是0.04mol,根据铝离子守恒可知n(AlCl3)=0.04mol,由Cl-离子守恒得B点含溶质氯化钠的物质的量是0.02mol×2+0.04mol×3+0.03L×2mol/L=0.22mol;根据钠离子守恒可知原混合物中氢氧化钠是0.22mol,C点溶液为MgCl2、AlCl3和NaCl混合液,C点所加盐酸相当于用于中和原混合物中的NaOH,此时所加盐酸物质的量n(HCl)=n(NaOH)=0.22mol,则C点所表示盐酸的体积为0.22mol÷2mol/=0.11L=110mL。