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- 2021-07-08 发布
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铁人中学2017级高三学年上学期开学考试
化学试题
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 Na:23 Mg:24 Al:27 Si:28 S:32 Cl:35.5 K:39 Ca:40 Fe:56 Cu:64
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题
1.我国古代典籍中有“石胆……浅碧色,烧之变白色者真”的记载,其中石胆是指( )
A. CuSO4·H2O B. FeSO4·7H2O
C. ZnSO4·7H2O D. KAl(SO4)2·12H2O
【答案】A
【解析】
【详解】ZnSO4•7H2O俗名皓矾,是白色固体、KAl(SO4)2•12H2O俗名明矾,是白色固体,与“石胆……浅碧色“不相符,可排除C、D选项;FeSO4•7H2O俗名绿矾,是浅绿色固体,在空气中加热失去结晶水同时被氧化得到黄色Fe2(SO4)3,与 “烧之变白色”不相符,可排除B选项;CuSO4•5H2O俗名蓝矾或胆矾,是蓝色固体,在空气中加热失去结晶水得到白色粉末CuSO4,与“石胆……浅碧色,烧之变白色”相符合,故A正确,故选A。
2.化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是( )
A. 漂白粉既可做漂白棉麻纸张的漂白剂,又可做游泳池及环境的消毒剂和净水剂
B. 纯净的二氧化硅是制备光导纤维的原料
C. 燃放烟花呈现出多种颜色是由于烟花中添加了Na、Cu、Fe、Pt等金属的单质
D. 合金材料的组成元素一定全部是金属元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.次氯酸钙具有强氧化性,能用于杀菌消毒,同时次氯酸钙与二氧化碳和水反应生成HClO,HClO具有漂白性,所以漂白粉既可做漂白棉麻纸张的漂白剂,又可做游泳池及环境的消毒剂,但是不能净水,故A错误;
B.光导纤维的主要成分是二氧化硅,纯净的二氧化硅是制备光导纤维的原料,故B正确;
C.铁、铂不能产生焰色反应,钠、铜能产生焰色反应,使火焰产生多种颜色,故C错误;
D.合金材料的组成元素不一定全部是金属元素,可能含有非金属元素,如生铁中含有C元素,故D错误;
故选B。
3.下列有关铜的化合物说法正确的是( )
A. 根据铁比铜金属性强,在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板
B. CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为:Cu2++S2-CuS↓
C. 用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO+2H+===Cu2++H2O
D. 化学反应:CuO+COCu+CO2的实验现象为黑色固体变成红色固体
【答案】D
【解析】
【详解】A. 在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板,利用的是铁离子的氧化性,与铁比铜金属性强无关系,A错误;
B. H2S难电离,CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,B错误;
C. 铜锈的主要成分是碱式碳酸铜,用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O,C错误;
D. 根据化学反应CuO+COCu+CO2可知其实验现象为黑色固体变成红色固体,D正确;
答案选D。
4.下列说法正确的是
A. Cl2、SO2均能使品红溶液褪色且褪色的原理相同
B. 常温下,铜片放入浓硫酸中,无明显变化,说明铜在冷的浓硫酸中发生钝化
C. Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D. 铵盐与浓的强碱的溶液共热都能产生氨气
【答案】D
【解析】
【分析】
A、次氯酸具有强氧化性,使品红溶液漂白褪色,二氧化硫和有色物质反应生成无色物质而使品红溶液褪色;
B、浓硫酸具有强氧化性,使铁、铝表面形成致密氧化膜,发生钝化;
C、铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水;
D、与浓的强碱的溶液共热产生氨气是铵盐的共性。
【详解】A项、氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,使品红溶液漂白褪色,二氧化硫和有色物质反应生成无色物质而使品红溶液褪色,褪色原理不同,故A错误;
B项、常温下,浓硫酸和Cu不反应,加热条件下,Cu和浓硫酸发生氧化还原反应,故B错误;
C项、铁与稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,没有单质生成,不是置换反应,故C错误;
D项、铵盐均能与浓的强碱的溶液共热反应生成氨气,故D正确;
故选D。
【点睛】本题考查元素及化合物的性质,明确物质的性质、化学反应的实质是解题关键。
5.下列关于卤族元素的递变规律不正确的是( )
A. F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B. HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
C. F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强,颜色逐渐变深
D. F2、Cl2、Br2、I2的密度逐渐增大,熔沸点逐渐升高
【答案】C
【解析】
【详解】A、随着原子序数的增大,卤素单质得电子能力逐渐减弱,单质F2、Cl2、Br2、I2氧化性逐渐减弱,故A正确;
B、随着原子序数的增大,卤素单质得电子能力逐渐减弱,所以单质与氢气化合的能力逐渐减弱,HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱,故B正确;
C、随着原子序数的增大,单质得电子能力逐渐减弱,所以其阴离子失电子能力逐渐增强,即F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强,但四种离子均为无色,故C错误;
D、随着原子序数的增大,卤素单质的相对分子质量逐渐增大,单质的熔沸点逐渐增大,单质的密度逐渐增大,故D正确;
答案选C。
6. 下列关于物质应用的说法错误的是
A. 玻璃容器可长期盛放各种酸 B. 纯碱可用于清洗油污
C. 浓氨水可检验氯气管道漏气 D. Na2S可除去污水中的Cu2+
【答案】A
【解析】
试题分析:A.玻璃容器可长期盛放不能与酸发生反应的各种酸,但是由于氢氟酸能够腐蚀玻璃,所以不能盛装氢氟酸。错误。B.纯碱水解是溶液显碱性,可以促进油脂的水解,因此可用于清洗油污。正确。C. 氯气管道漏气,挥发出的氯气与浓氨水挥发出的氨气可产生白烟。因此可检验检验氯气管道漏气。正确。D. Na2S电离产生的S2-与污水中Cu2+发生沉淀反应,从而可降低污水中的Cu2+。故可以治理污水。正确。
考点:考查物质的性质的应用的知识。
7.下列有关实验装置进行的相应实验,不能达到实验目的的是( )
A. 用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCl
B. 用图2所示装置蒸发KCl溶液制备无水KCl
C. 用图3所示装置可以完成“喷泉”实验
D. 用图4所示装置制取干燥纯净的NH3
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于氯气与水的反应是可逆反应,若水中含有NaCl就可以减少氯气的消耗,同时还可以溶解HCl,因此可以用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCl,A正确;
B.KCl是强酸强碱盐,加热不发生水解反应,所以可以用图2所示装置蒸发KCl溶液制备无水KCl,B正确;
C.氯气与NaOH溶液发生反应,使烧瓶中气体压强减小,烧杯中的NaOH溶液在大气压强的作用下被压入烧瓶,氯气进一步溶解、反应消耗,压强进一步减小,能够持续不断的产生压强差,因此可以用图3所示装置可以完成“喷泉”实验,C正确;
D.可以用向NaOH固体中滴加浓氨水的方法制取氨气,氨气的水溶液呈碱性,用碱性干燥剂碱石灰进行干燥,但是由于氨气的密度比空气小,应该用向下排空气的方法收集氨气,所以不能用图4所示装置制取干燥纯净的NH3,D错误。
答案选D。
8.X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期元素,它们的原子半径依次减小,X与Z的核电荷数之比为3∶4,X、Y、Z分别与氢元素能形成氢化物。下列叙述正确的是( )
A. Z是第二周期IVA族元素 B. X只有两种同素异形体
C. 元素的非金属性:Z>Y>X D. X、Y、Z的氢化物沸点逐渐降低
【答案】C
【解析】
【分析】
X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期元素,它们的原子半径依次减小,X与Z的核电荷数之比为3∶4,应为同周期元素,设X的原子序数为a,则Z原子序数为a+2,则a∶(a+2)=3∶4,解得:a=6,则X为C元素,Y为N元素,Z为O元素,据此分析解答。
【详解】根据上述分析可知:X为C元素,Y为N元素,Z为O元素。
A.Z为O元素,是第二周期ⅥA族元素,故A错误;
B.X为C元素,含有金刚石、石墨、C60等同素异形体,故B错误;
C.同周期自左而右,非金属性增强,则非金属性O>N>C,即Z>Y>X,故C正确;
D.X、Y、Z的氢化物依次为CH4、NH3、H2O,NH3分子间、H2O分子间存在氢键且H2O分子间氢键的强度和氢键的数目比NH3分子间大,H2O的沸点最高,CH4沸点最低,故D错误;
故选C。
9.下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W为短周期元素,W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
A. X、W、Z、Y元素的原子半径及它们的简单气态氢化物的热稳定性均依次递增
B. X氢化物的沸点高于W的氢化物,是因为X氢化物分子间存在氢键
C. Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在,它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增
D. YX2、WX3晶体熔化时均需克服分子间作用力
【答案】B
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W为短周期元素,由图可知,W位于第三周期,W元素的核电荷数为X元素的2倍,则W为S、X为O,结合位置可知Y为Si、Z为P;结合元素的性质解答。
【详解】A.电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则X、W、Z、Y元素的原子半径依次增大;非金属性越强,对应氢化物越稳定,则X、W、Z、Y元素的简单气态氢化物的热稳定性依次减弱,故A错误;
B.X氢化物为水,W的氢化物为H2S,水分子间存在氢键,所以H2O的沸点高于H2S,故B正确;
C.自然界中存在单质S,Y、Z、W元素的最高价氧化物的水化物分别为:硅酸、磷酸、硫酸,它们的酸性依次递增,故C错误;
D.YX2为SiO2是原子晶体,WX3是SO3属于分子晶体,熔化时前者克服共价键,后者克服分子间作用力,故D错误;
所以本题答案为:B。
【点睛】本题的突破口:X、Y、Z、W在短周期表中的位置,和W元素的核电荷数为X元素的2倍,可以推出W为S、X为O,以此推出Y为Si、Z为P,结合元素周期律进行解答。
10.下列叙述正确的是( )
A. 含有离子键的化合物不可能含有非极性键
B. 非极性键可能存在单质中,也可能存在化合物中
C. 盐酸中含有H+和Cl-,故HCl为离子化合物
D. 含有共价键的化合物不可能是离子化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.过氧化钠中含有非极性共价键,所以含有离子键的化合物可能含有非极性键,故A错误;
B.同种非金属原子间形成非极性键,化合物中也可能含有非极性键,如过氧化氢中含有O-O非极性键,故B正确;
C.盐酸中HCl电离产生离子,而HCl只含共价键,为共价化合物,故C错误;
D.含有共价键的化合物可能是离子化合物,如氢氧化钠中含有共价键,是离子化合物,故D错误;
故选B。
11.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属于同种类型的是( )
A. 液溴和己烷分别受热变为气体
B. 干冰和氯化铵分别受热变为气体
C. 硅和铁分别受热熔化
D. 氯化氢和蔗糖分别溶解于水
【答案】A
【解析】
A. 液溴和己烷都能形成分子晶体,受热变为气体时克服的是分子间作用力,A正确;B. 干冰是分子晶体,其受热变为气体时克服分子间作用力;氯化铵是离子晶体,其受热分解为氨气和氯化氢两种气体,破坏了离子键和部分共价键,B不正确; C. 硅是原子晶体,其受热熔化时破坏共价键;铁是金属晶体,其受热熔化时破坏金属键,所以C不正确;D. 氯化氢是电解质,其溶于水时破坏共价键,蔗糖是非电解质,其溶解于水时破坏分子间作用力。D不正确。
12.下列物质的转化在给定条件下能实现的是( )
①盐卤(含MgCl2)Mg(OH)2MgCl2溶液无水MgCl2
②铝土矿AlO2-Al(OH)3Al2O3
③NH3NONO2HNO3
④NaCl溶液Cl2无水FeCl2
⑤SSO3H2SO4
⑥SiO2Na2SiO3溶液H2SiO3
A. ③⑥ B. ③⑤⑥ C. ①④⑤ D. ①③⑥
【答案】A
【解析】
【详解】①盐卤(含MgCl2)与石灰乳反应生成氢氧化镁沉淀,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁溶液,由于Mg2+水解Mg2++2H2O⇌Mg(OH)2+2H+,加热蒸发时HCl挥发,平衡向右移动,所以得不到无水MgCl2,故①错误;
②氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液中加入足量的盐酸,生成氯化铝,得不到氢氧化铝,故②错误;
③氨催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,符合各步转化,故③正确;
④电解氯化钠溶液生成氢气、氢氧化钠和氯气,氯气与铁反应只能生成氯化铁,得不到氯化亚铁,故④错误;
⑤硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故⑤错误;
⑥SiO2与氢氧化钠反应Na2SiO3,Na2SiO3中通二氧化碳发生反应生成H2SiO3,符合各步转化,故⑥正确;
故③⑥正确,故选A。
【点睛】本题的易错点为①,要注意加热氯化镁溶液得不到无水MgCl2,需要在氯化氢气氛中蒸发,才能得到无水MgCl2。
13.几种无机物之间转化关系如下图(反应条件省略。部分产物省略)。下列推断不正确的是
A. 若L为强碱,则E可能为NaCl溶液、F为钾
B. 若L为强酸,则E可能为NaHS、F为HNO3
C. 若L为弱酸,则E可能为Mg、F为CO2
D. 若L为强酸,则E可能为NH4Cl、F为Ca(OH)2
【答案】A
【解析】
A、E为NaCl溶液、F为钾,G为KOH,H为H2,H2与O2生成H2O,H2O与O2不反应,故A错误;B、若L为强酸,则E可能为NaHS、F为HNO3,NaHS与HNO3生成Na2SO4和NO,NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,L是HNO3是强酸,故B正确;C、若L为弱酸,则E可能为Mg、F为CO2,Mg与CO2 反应生成MgO和C,C与O2反应生成CO,CO再与O2反应生成CO2,CO2溶于水生成H2CO3,L为H2CO3,是弱酸,故C正确; D.若L为强酸,则E可能为NH4Cl、F为Ca(OH)2,NH4Cl与Ca(OH)2反应生成CaCl2 和NH3,NH3与O2反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2溶于水生成HNO3,L是HNO3是强酸,故D正确;故选A。
14.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向某溶液中加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失。
原溶液中一定有 SO42-
B
加入盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊。
原溶液中一定有CO32-
C
向某溶液中加入氢氧化钠溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝。
原溶液中一定无 NH4+
D
向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液,溶液呈蓝色。
溶液中可能含 Br2
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.能和氯化钡溶液反应生成白色不溶于盐酸的沉淀可能是Ag+或SO42-
,所以原溶液中不一定含有硫酸根离子,故A错误;
B.将无色气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,说明生成二氧化碳或二氧化硫气体,能与盐酸反应生成二氧化碳或二氧化硫气体的离子可能为HCO3-、SO32-等,故B错误;
C.氨气极易溶于水,在稀溶液中,铵根离子与氢氧化钠反应,不加热,氨气未逸出,故不能说明原溶液中是否含有NH4+,故C错误;
D.向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液,溶液呈蓝色,该黄色溶液能氧化碘离子生成碘,该溶液中可能含有溴,也可能含有铁离子,故D正确;
故选D。
【点睛】本题的易错点为C,要注意,氨气极易溶于水,生成的氨气溶于水生成一水合氨,未放出,因此检验铵根离子,一般需要加热,使氨气放出。
15.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,A、B、C、D、F都是由其中的两种或三种元素组成的化合物,E是由Z元素形成的单质,0.1mol·L-1D溶液的pH为13(25℃)。它们满足如图转化关系,则下列说法不正确的是
A. B晶体中阴、阳离子个数比为1:2
B. 等体积等浓度的F溶液与D溶液中,阴离子总的物质的量F>D
C. 0.1molB与足量A或C完全反应转移电子数均为0.1NA
D. Y、Z分别形成的简单氢化物的稳定性前者弱于后者,是因为后者分子间存在氢键
【答案】D
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,A、B、C、D、F都是由其中的两种或三种元素组成的化合物,0.1mol·L-1D溶液的pH为13(25℃),说明D为一元强碱溶液,为NaOH,则X为H元素;E是由Z元素形成的单质,根据框图,生成氢氧化钠的反应可能为过氧化钠与水的反应,则E为氧气,B为过氧化钠,A为水,C为二氧化碳,F为碳酸钠,因此Y为C元素、Z为O元素、W为Na元素,据此分析解答。
【详解】由上述分析可知,X为H,Y为C,Z为O,W为Na,A为水,B为过氧化钠,C为二氧化碳,D为NaOH,E为氧气,F为碳酸钠。
A.B为过氧化钠,过氧化钠是由钠离子和过氧根离子构成,Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶2,故A正确;
B.等体积等浓度的F(Na2CO3)溶液与D(NaOH)溶液中,由于碳酸钠能够水解,CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2O H2CO3+OH-,阴离子数目增多,阴离子总的物质的量F>D,故B正确;
C.B为Na2O2,C为CO2,A为H2O,过氧化钠与水或二氧化碳的反应中,过氧化钠为氧化剂和还原剂,0.1molB与足量A或C完全反应转移电子0.1NA,故C正确;
D.元素的非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性C<O,Y、Z分别形成的简单氢化物的稳定性前者弱于后者,与氢键无关,故D错误;
答案选D。
【点睛】解答本题的突破口为框图中生成氢氧化钠和单质E的反应。本题的易错点为C,要注意过氧化钠与水或二氧化碳的反应中,过氧化钠既是氧化剂,又是还原剂,反应中O由-1价变成0价和-2价。
16.2018年10月15日,中国用“长征三号乙”运载火箭成功以“一箭双星”方式发射北斗三号全球组网卫星系统第15、16号卫星,其火箭推进剂为高氯酸铵(NH4ClO4)等。制备NH4ClO4的工艺流程如下:
饱和食盐水NaClO3NaClO4NaClO4NH4ClO4
下列说法错误的是( )
A. NH4ClO4属于离子化合物
B. 溶解度:NaClO4>NH4ClO4
C. 该流程中可循环利用的物质是NH4Cl
D. 高氯酸铵中氯元素的化合价为+7价
【答案】C
【解析】
【详解】A、NH4ClO4 是由铵根离子与高氯酸根形成的离子键组成的离子化合物,故A正确;
B、根据NaClO4NH4ClO4,当加入氯化铵后,析出高氯酸铵
晶体,得出高氯酸铵溶解度小于高氯酸钠,故B正确;
C、最后的母液中含有的NaCl可循环利用,故C错误;
D、根据在化合物中正负化合价代数和为零,可知高氯酸铵中氯元素的化合价为:(+1)+x+(-2)×4=0,则x=+7,故D正确;
故选C。
17.足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入6 mol·L—1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是
A. 60 mL B. 50 mL C. 30 mL D. 15 mL
【答案】B
【解析】
试题分析:完全生成HNO3,则整个过程中HNO3 反应前后没有变化,即Cu失去电子都被O2得到了根据得失电子守恒:n(Cu)×2=n(O2)×4,n(Cu)×2=mol×4,n(Cu)=0.15mol,所以 Cu(NO3)2 为0.15mol,则NaOH 为 0.15mol×2="0.3" mol,则NaOH 体积V===0.05L,即 50 ml,故选B。
考点:考查了金属与硝酸反应的计算的相关知识。
18.下列所示物质的制备方法合理的是
A. 实验室从海带中提取单质碘:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏
B. 金红石(主要成分TiO2)为原料生产金属Ti:金红石、焦炭TiCl4Ti
C. 海水提溴工艺流程:Br-Br2
D. 由食盐制取漂粉精:NaCl(ag) Cl2漂粉精
【答案】B
【解析】
【详解】A.海带灰中碘以I-形式存在,需要氧化为单质,再萃取,故A错误;
B.TiO2、C、Cl2反应生成TiCl4,在稀有气体保护下,Mg还原TiCl4
生成Ti,可实现转化,故B正确;
C.海水中的溴以Br-形式存在,加入硝酸氧化溴离子,会产生氮的氧化物,污染空气,工业上是用氯气与Br-发生置换反应得到Br2,故C错误;
D.石灰水的浓度太低,应选氯气与石灰乳反应制备漂粉精,故D错误;
故选B。
19.CuI是有机合成的一种催化剂,受热易氧化。实验室可通过向CuSO4与NaI的混合溶液中通入SO2制备CuI(2CuSO4+2NaI+SO2+2H2O2CuI↓+2H2SO4+Na2SO4)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是( )
A. 制备SO2
B. 制备CuI并制备少量含SO2的溶液
C. 将CuI与母液分离并用装置制得的含SO2的溶液洗涤沉淀
D. 加热干燥湿的CuI固体
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu与浓硫酸在加热时发生反应生成SO2,图中固液加热装置可制备,A正确;
B.硫酸铜与NaI发生氧化还原反应生成CuI、SO2,可用该装置制备CuI并制备少量含SO2的溶液,B正确;
C.分离沉淀与溶液,可选该装置进行过滤,C正确;
D.加热干燥湿的CuI固体,由于CuI易被氧化,因此不能用该装置加热,D错误;
故合理选项是D。
20.某溶液X中仅可能含有K+、Na+、Fe2+、Fe3+、NH4+、SO42-、SO32-、CO32-、I-、Cl-中的一种或多种,且溶液中各离子浓度相同。现进行下列实验,下列说法正确的是 ( )
A. 该溶液X中可能有Fe3+、Na+
B. 该溶液可能由是硫酸亚铁、碘化钾和氯化铵溶于水后得到的
C. 如果气体Y能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,说明溶液中一定含有NH4+
D. 取样溶液Z,滴加氯化钡溶液出现沉淀,可推出X中一定存在SO42-、SO32-中的某一种
【答案】B
【解析】
【分析】
由实验流程可知,与过量氯水反应后的溶液中加入CCl4萃取后下层呈紫红色,说明原溶液中含有I-,则能够氧化I-的Fe3+不能同时存在于溶液中;此时上层的水溶液中一定含有氯水还原生成的Cl-,所以在该溶液中加入AgNO3生成的白色沉淀,不能说明原溶液中是否存在Cl-;另外一份加入NaOH,加热,产生红褐色沉淀说明溶液中存在Fe3+,说明原溶液中含有Fe2+,Fe2+的存在说明原溶液中不含有CO32-和SO32-;生成气体Y,说明原溶液中含有NH4+,Y为氨气;Z的焰色反应为黄色说明含钠离子,但不能确定原溶液中是否含钠离子,透过蓝色钴玻璃观察焰色反应为紫色火焰证明一定含钾离子,结合溶液中各离子浓度相同分析解答。
【详解】A.根据上述分析,该溶液X中一定没有Fe3+,故A错误;
B.根据上述分析,该溶液中一定存在K+、Fe2+、I-、NH4+,溶液中各离子浓度相同,根据溶液电中性原则,溶液中还一定含有SO42-、Cl -
,溶液可能是硫酸亚铁、碘化钾和氯化铵溶于水后得到的,故B正确;
C.氨气是碱性气体,不能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,此现象不能说明溶液中一定含有NH4+,故C错误;
D.根据上述分析,原溶液中不存在SO32-,故D错误;
故选B。
21.向200 mL FeBr2溶液中逐渐通入Cl2,其中n(Fe 3+)、n(Br2) 随通入n(Cl2)的变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A. 氧化性强弱:Br2 > Fe3+
B. 由图可知,该FeBr2溶液的浓度为1 mol·L-l
C. n(Cl2)=0. 12 mol时,溶液中的离子浓度有c (Fe 3+)∶c( Br-)=1∶8
D. n(FeBr2)∶n(Cl2)=1∶1时,反应的离子方程式为:2Fe2++2Br- + 2Cl2=2Fe3++Br2 + 4Cl-
【答案】C
【解析】
【分析】
由图可知,向200 mL FeBr2溶液中通入0.1mol氯气时,Fe2+恰好被完全氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,由方程式可得n(Fe2+)为0.2mol,则n(Br-)为0.4mol;通入氯气0.3mol时,溶液中0.4mol Br-恰好被完全氧化为Br2,反应的离子方程式为2Br-+ Cl2=Br2 + 2Cl-,则氯气与溴化亚铁溶液完全反应的离子方程式为2Fe2++4Br- + 3Cl2=2Fe3++2Br2 +6Cl-。
【详解】A项、由题给图示可知,向200 mL FeBr2溶液中通入氯气,亚铁离子先反应,说明还原性Fe2+> Br-,还原剂的还原性越强,对应氧化产物的氧化性越弱,则氧化性强弱:Br2 > Fe3+,故A正确;
B项、由通入0.1mol氯气时,Fe2+恰好被完全氧化为Fe3+可得,溶液中n(Fe2+
)为0.2mol,则FeBr2溶液的浓度为=1mol/L,故B正确;
C项、当通入n(Cl2)为0. 12 mol时,0.2mol Fe2+已经完全被氧化为Fe3+,n(Fe3+)为0.2mol,过量的0. 02 mol Cl2与0. 04 mol Br-反应,溶液中n(Br-)为(0.4—0.04)mol=0.36mol,则溶液中的离子浓度有c (Fe 3+)∶c( Br-)= 0.2mol∶0.36mol=5:9,故C错误;
D项、n(FeBr2)∶n(Cl2)=1∶1时,溶液中Fe2+已经完全被氧化为Fe3+,有一半Br-被氧化为Br2,反应的离子方程式为2Fe2++2Br- + 2Cl2=2Fe3++Br2 + 4Cl-,故D正确;
故选C。
【点睛】注意依据题给图示明确反应顺序是Fe2+还原性强先被完全氧化后,Br-才被氧化是解答突破口。
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
22.按要求填空:
(1)单质铝和氢氧化钾溶液反应的化学方程式:_____________________________。
(2)单质镁与二氧化碳反应的化学方程式:______________________________。
(3)工业制备粗硅的化学方程式:_________________________________________。
(4)氨的催化氧化反应:____________________________________________。
(5)实验室制氯气的离子方程式:__________________________________________。
(6)硫代硫酸钠与盐酸反应的离子方程式:_____________________________。
【答案】 (1). 2Al + 2KOH +2H2O=2KAlO2 + 3H2↑ (2). 2Mg+CO2 2MgO+C (3). SiO2+2CSi+2CO↑ (4). 4NH3+5O24NO+6H2O (5). MnO2+2Cl-+4H+Cl2↑+Mn2++2H2O (6). S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O
【解析】
【分析】
(1)铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气;(2)镁在二氧化碳中燃烧反应生成碳与氧化镁;(3)工业上用SiO2与碳在高温下制备粗硅;(4)NH3与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成一氧化氮和水;(5)实验室中用二氧化锰和浓盐酸反应来制取氯气;(6)硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应,生成二氧化硫、S、水;据此书写方程式。
【详解】(1)铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾和氢气,反应的化学方程式:2Al + 2KOH +2H2O=2KAlO2 + 3H2↑,故答案为:2Al + 2KOH +2H2O=2KAlO2 + 3H2↑;
(2)镁在二氧化碳中燃烧反应生成碳与氧化镁,反应的化学方程式为2Mg+CO2 2MgO+C,故答案为:2Mg+CO2 2MgO+C;
(3)工业上用石英(主要成分为SiO2)制备粗硅,反应的化学方程式为:SiO2+2CSi+2CO↑,故答案为:SiO2+2CSi+2CO↑;
(4)氨气具有还原性,氧气具有氧化性,氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,反应方程为:4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;
(5)实验室中用二氧化锰和浓盐酸反应来制取氯气,离子方程式为:MnO2+2Cl-+4H+Cl2↑+Mn2++2H2O,故答案为:MnO2+2Cl-+4H+Cl2↑+Mn2++2H2O;
(6)硫代硫酸钠与盐酸发生氧化还原反应生成二氧化硫、S、水,离子反应为S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O,故答案为:S2O32-+2H+=SO2↑+S↓+H2O。
23.已知A是一种红棕色金属氧化物,B、D是常见的金属单质,J是一种难溶于水的白色化合物,受热后容易发生分解。
(1)写出下列物质的化学名称:A:_________I:_________J:_________G:_________
(2)写出C→I的离子方程式:_____________________________________________________。
(3)写出F→G实验现象:_________________________________________________________。
(4)将一定量A和C混合物溶于100mL稀硫酸中,向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液,加入NaOH溶液的体积与生成沉淀的质量关系如图所示,试回答:
①混合物中含A的质量为______________;
②所用硫酸溶液物质的量浓度为___________。
【答案】 (1). 三氧化二铁 (2). 偏铝酸钠 (3). 氢氧化铝 (4). 氢氧化铁 (5). Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O (6). 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 (7). 16g (8). 6.5mol/L
【解析】
【分析】
A是一种红棕色金属氧化物,则A是Fe2O3,B、D是金属单质,A和B在高温下能反应生成金属单质D,则该反应是铝热反应,B是Al,D是Fe,C是Al2O3;J是一种不溶于水的白色化合物,受热容易分解成C,则J是Al(OH)3,I是NaAlO2,氧化铝和盐酸反应生成氯化铝,所以H是AlCl3;G是红褐色沉淀,分解生成氧化铁,则G是 Fe(OH)3,F是 Fe(OH)2,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,E和氨水反应生成 Fe(OH)2,则E是 FeCl2,据此分析解答。
【详解】(1)根据上面的分析可知A为Fe2O3,I是NaAlO2,J是Al(OH)3,G是Fe(OH)3,故答案为:三氧化二铁;偏铝酸钠;氢氧化铝;氢氧化铁。
(2)氧化铝是两性氧化物,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,C→I的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;
(3)F→G氢氧化亚铁与氧气、水共同作用生成氢氧化铁,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,现象为白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,故答案为:白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
(4)A和C的混合物为Fe2O3 和Al2O3的混合物,溶于100mL稀硫酸中,生成铁离子和铝离子;根据图像可知,加入氢氧化钠溶液后,开始没有沉淀生成,说明硫酸溶解氧化铝、氧化铁后硫酸有剩余;随着碱量的增加,沉淀逐渐增多,达到最大值,碱过量,氢氧化铝溶解,氢氧化铁不溶解。
①根据21.4g沉淀的质量是氢氧化铁的质量,氢氧化铁的物质的量是
=0.2mol,根据铁元素守恒,所以氧化铁的物质的量是0.1mol,Fe2O3的质量是0.1mol×160g/mol=16g,故答案为:16g;
②从260-300mL,NaOH溶解Al(OH)3,发生反应:NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,氢氧化铝的质量是:37g-21.4g=15.6g,即=0.2mol,消耗NaOH为0.2mol,所以氢氧化钠的浓度=5mol/L;当V(NaOH)=260mL时,沉淀量最大,此时沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3,溶液中溶质为Na2SO4;根据钠元素守恒:2n(Na2SO4)=n(NaOH),n(Na2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5×0.26L×5 mol/L =0.65mol;根据硫酸根离子守恒:n(H2SO4)=n(Na2SO4)=0.65mol,则c(H2SO4)==6.5mol/L,故答案为:6.5mol/L。
【点睛】正确判断物质是解题的关键。解答本题的突破口为“红褐色沉淀、红棕色金属氧化物”。本题的易错点和难点为(4),要注意图像最高点对应溶液的溶质为硫酸钠。
24.钇的常见化合价为+3价,我国蕴藏着丰富的含钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。
已知:①该流程中有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表:
离子
开始沉淀时pH
完全沉淀时的pH
Fe3+
2.1
3.1
Y3+
6.0
8.2
②在元素周期表中,铍元素和铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似。
(1)写出Na2SiO3的一种用途________________________。
(2)若改用氧化物的形式表示Y2FeBe2Si2O10组成,则化学式为__________。
(3)根据元素周期表的知识判断,常温下,氯化锶溶液pH____7(填“大于”、“等于”或“小于”);写出氯化锶的电子式:______________________。
(4)欲从Na2SiO3和Na2BeO2混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。
① 最好选用盐酸和_______两种试剂,再通过必要的操作即可实现。
A.NaOH溶液 B.氨水 C.CO2 D.HNO3
② 写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式___________________________。
(5)为使Fe3+沉淀完全,用氨水调节pH=a时,a应控制在_________范围内;继续加氨水调节pH =b发生反应的离子方程式为____________________________;检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法是:___________________________________。
(6)煅烧草酸钇时发生分解反应,其固体产物为氧化钇,气体产物能使澄清石灰水变浑浊。写出草酸钇[Y2(C2O4)3·nH2O]煅烧的化学方程式___________________________________。
【答案】 (1). 工业粘合剂、制备硅胶、木材防火剂等 (2). Y2O3·2BeO·FeO·2SiO2 (3). 等于 (4). (5). B (6). BeO22-+4H+=Be2++2H2O (7). 3.1~6.0 (8). Y3++3NH3·H2O=Y(OH)3↓+3NH4+ (9). 取最后一次洗涤过滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变成血红色,若溶液不呈血红色,则Fe3+沉淀完全 (10). Y2(C2O4)3·nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O
【解析】
【分析】
钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)中加入氢氧化钠共熔后水溶过滤得到Na2SiO3、Na2BeO2溶液,沉淀为Y(OH)3和Fe2O3;Y(OH)3和Fe2O3沉淀加入稀盐酸溶解后加入氨水调节溶液pH,根据金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH数据,在3.1<a<6.0范围沉淀铁离子,沉淀A为Fe(OH)3;继续加入氨水调节溶液pH在8.2以上得到Y(OH)3沉淀,Y(OH)3中加入草酸得到Y2(C2O4)3,过滤、水洗、煅烧得到Y2O3粉末,结合铍元素和铝元素化学性质相似分析解答。
【详解】(1)Na2SiO3俗称水玻璃,常用于工业粘合剂、制备硅胶、木材防火剂等,故答案为:工业粘合剂、制备硅胶、木材防火剂等;
(2)钇的常见化合价为+3价,Be为+2价,Si为+4价,O为-2价,根据正负化合价的代数和为0,钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)中Fe的化合价为+2价,用氧化物的形式可表示为:Y2O3·2BeO·FeO·2SiO2,故答案为:Y2O3·2BeO·FeO·2SiO2;
(3)同主族元素最外层电子数相同,自上而下电子层数增多,元素的金属性增强;所以Sr金属性比钙强,氯化钙溶液显中性,所以氯化锶溶液显中性,即pH=7;氯化锶属于离子化合物,电子式为,故答案为:等于;;
(4)①周期表中,铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似,欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀,根据Na2BeO2的性质和NaAlO2类比推断,加过量的盐酸,硅酸钠反应生成硅酸沉淀,Na2BeO2的反应生成氯化铍溶液,再加入过量氨水沉淀铍离子,故答案为:B;
②Na2BeO2与足量盐酸发生反应生成氯化铍、氯化钠和水,反应的离子方程式为:BeO22-+4H+=Be2++2H2O,故答案为:BeO22-+4H+=Be2++2H2O;
(5)三价铁离子开始沉淀到沉淀完全的pH范围为:2.1-3.1,钇离子开始沉淀和沉淀完全的pH为:6.0-8.2;所以使Fe3+沉淀完全,须用氨水调节pH=a,3.1<a<6.0,继续加氨水调节pH=b发生反应的离子方程式为:Y3++3NH3•H2O=Y(OH)3↓+3NH4+,检验Fe3+是否沉淀完全,只需要检验是否存在Fe3+即可,方法为:取最后一次洗涤过滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变成血红色,若溶液不呈血红色,则Fe3+沉淀完全,故答案为:3.1~6.0;Y3++3NH3•H2O=Y(OH)3↓+3NH4+;取最后一次洗涤过滤液,滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变成血红色,若溶液不呈血红色,则Fe3+沉淀完全;
(6)煅烧草酸钇时发生分解反应,其固体产物为氧化钇,气体产物能使澄清石灰水变浑浊,说明有CO2气体产生,草酸钇[Y2(C2O4)3•nH2O]煅烧的化学方程式为:Y2(C2O4)3•nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O,故答案为:Y2(C2O4)3•nH2OY2O3+3CO↑+3CO2↑+nH2O。
【点睛】明确实验目的、实验原理为解题的关键。本题的易错点为Na2BeO2与足量盐酸反应方程式的书写,要注意结合NaAlO2与足量盐酸的反应方程式进行类比。
25.实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、等)中回收碘,实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为_______;该操作将I2还原为I-的目的是___________________。
(2)操作的名称为__________。
(3)氧化时,在三颈瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2
,在40℃左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是__________________;仪器a的名称为________;仪器b中盛放的溶液为__________。
(4)已知:;某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3-中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3-的实验方案(实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)。
①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;
②_______________________________________________________________________________;
③另从水层中取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加盐酸酸化后,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝说明废水中含有IO3-;否则说明废水中不含有IO3-。
(5)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。现用ClO2氧化酸性含废液回收碘。完成ClO2氧化I-的离子方程式:________________________________。
(6)“碘量法”是一种测定S2-含量的有效方法。立德粉ZnS·BaSO4是一种常用的白色颜料,制备过程中会加入可溶性的BaS,现用“碘量法”来测定立德粉样品中S2-的含量。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.1000 mol/L 的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000 mol/L Na2S2O3 滴定,反应式为I2 + 2S2O32-=2I-+ S4O62-。测定消耗Na2S2O3溶液体积V mL。立德粉样品S2-含量为__________(写出表达式)
【答案】 (1). SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42- (2). 使CCl4中的碘进入水层 (3). 分液 (4). 使氯气在溶液中有较大的溶解度 (5). 球形冷凝管 (6). NaOH溶液 (7). 从水层中取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加氯化铁溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含I-,否则不含I- (8). 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O (9).
×100%
【解析】
【分析】
往含碘废液中加入亚硫酸钠,将废液中的I2还原为I-,四氯化碳的密度比水大,在下层,用分液的方法分离,然后在上层清液中加强氧化剂氯气氧化碘离子,最后通过物理方法进行收集碘单质,达到分离提纯的目的。
(1)碘具有氧化性,能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,自身被还原生成I-;碘微溶于水,但碘离子易溶于水;
(2)四氯化碳不溶于水;
(3)碘易升华,且氯气的溶解度随着温度的升高而减小;依据仪器形状和作用分析回答仪器名称,氯气、碘蒸气都能和氢氧化钠溶液反应;
(4)碘离子具有还原性,能被氧化剂氧化生成碘,碘单质遇到淀粉变蓝色;
(5)用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘,是二氧化氯在酸溶液中氧化碘离子生成碘单质,二氧化氯被还原为氯离子;
(6)根据转移电子守恒知关系式S2-~I2,结合I2 +2S2O32-=2I-+ S4O62-,根据与Na2S2O3反应消耗的n(I2),计算出与硫离子反应的碘,从而求出S2-的物质的量,最后计算样品中S2-含量。
【详解】(1)碘具有氧化性,能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,自身被还原生成碘离子,离子反应方程式为SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-;碘微溶于水,而碘离子易溶于水,为了使更多的I元素进入水溶液应将碘还原为碘离子,故答案为:SO32-+I2+H2O=2I-+2H++SO42-;使四氯化碳中的碘进入水层;
(2)四氯化碳属于有机物,水属于无机物,二者不互溶,分离互不相溶的液体混合物采用分液的方法,所以分离出四氯化碳采用分液的方法,故答案为:分液;
(3)碘易升华,且氯气的溶解度随着温度的升高而减小,温度越高,氯气的溶解度越小,反应越不充分,所以应该在低温条件下进行反应;根据图示,仪器a为球形冷凝管;氯气、碘蒸气都有毒,不能直接排空,二者都能和氢氧化钠溶液反应而被吸收,所以用NaOH溶液吸收尾气,故答案为:使氯气在溶液中有较大的溶解度;球形冷凝管;NaOH溶液;
(4)碘离子具有还原性,能被氧化剂氧化生成碘,碘酸根离子具有氧化性,能被还原剂还原生成碘,碘遇淀粉试液变蓝色,所以其检验方法为:从水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,若溶液变蓝色,说明废水中含有I-,否则不含I-,故答案为:从水层取少量溶液,加入1-2mL淀粉溶液,加入盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝色,说明废水中含有I-,否则不含I-;
(5)用ClO2氧化酸性含I-废液回收碘,二氧化氯在酸溶液中氧化碘离子生成碘单质,二氧化氯被还原为氯离子,反应的离子方程式为:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O,故答案为: 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O;
(6)与Na2S2O3反应消耗的n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.1000mol•L-1×V×10-3 L=×0.1000×V×10-3 mol,则与硫离子反应的n(I2)=25×10-3 L×0.1000mol•L-1-×0.1000×V×10-3 mol=(25×10-3 ×0.1000-×0.1000×V×10-3)mol,根据转移电子守恒知关系式S2-~I2,所以n(S2-)=(25×10-3 ×0.1000-×0.1000×V×10-3)mol,m(S2-)=(25×10-3 ×0.1000-×0.1000×V×10-3)mol×32g/mol,其质量分数=×100%=×100%,故答案为:×100%。