高中化学人教版(新课标)必修1 第四章测试题
一、单选题
1.(2020高一下·鸡西期中)下列关于浓HNO3和浓H2SO4的叙述中正确的是( )
A.常温下都不能用铝制容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
C.常温下都能与铜较快反应
D.滴在紫色石蕊试纸上,试纸都只变红
【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质;浓硫酸的性质实验
【解析】【解答】A.常温下,Al遇浓HNO3和浓H2SO4都可发生钝化,则常温下都能用铝制容器贮存,故A不符合题意;
B.浓硝酸易挥发,溶质减少,浓度降低,浓硫酸难挥发,但是浓硫酸具有吸水性,吸收空气中的水,溶液的浓度降低,故B符合题意;
C.浓硫酸与Cu反应需要加热,常温下浓硝酸能与铜较快反应,故C不符合题意;
D.浓硫酸具有脱水性,能使紫色石蕊试纸变黑,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】掌握浓硫酸和浓硝酸的特性,是解决本题的关键。
浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性。
2.(2020·杨浦模拟)84消毒液(pH约为12,有效成分为NaClO)露置在空气中发生变质,此过程中( )
A.未发生复分解反应 B.Na、O化合价未变
C.碱性逐渐增强 D.会产生氧气
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质
【解析】【解答】A.由以上分析知,NaClO、CO2、H2O发生复分解反应,生成NaHCO3和HClO,A不符合题意;
B.第一步反应生成的HClO发生分解反应2HClO 2HCl+O2↑,O化合价由-2价升高到0价,B不合题意;
C.NaClO转化为NaHCO3,HClO分解生成了HCl,溶液的碱性减弱,B不符合题意;
D.反应生成的HClO会发生分解反应2HClO 2HCl+O2↑,从而产生氧气,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】84消毒液的有效成分为NaClO,在空气中吸收CO2,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO、2HClO 2HCl+O2↑。
3.(2019·长宁模拟)向浓氨水中加入生石灰可以制取氨气,以下不会涉及到的反应是( )
A.NH3·H2O NH3+H2O B.NH4++H2O NH3·H2O+H+
C.CaO+H2O→Ca(OH)2 D.NH4++OH- NH3·H2O
【答案】B
【知识点】氨的实验室制法;离子方程式的书写
【解析】【解答】在浓氨水中存在电离平衡: NH3·H2O NH4++OH-,即也存在着结合平衡:NH4++OH- NH3·H2O ;也存在着分解平衡NH3·H2O NH3+H2O;当向浓氨水中加入生石灰,CaO与溶液中的水首先会发生反应CaO+H2O→Ca(OH)2,但在溶液中不存在盐的水解平衡NH4++H2O NH3·H2O+H+,
故答案为:B。
【分析】离子方程式书写记得:有气体、沉淀生成要用符号标出遵循质量守恒定律和电子守恒定律,强电解质写成离子形式。
4.(2020高三上·黑龙江开学考)下列有关物质的叙述中,错误的是( )
A.碳酸钠溶液保存在配有橡胶塞的细口瓶中,氢氟酸通常保存在塑料瓶中
B.石灰石是制备玻璃、水泥的原料之一
C.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品
D.合金比它的各成分金属的熔点低,硬度大,电解氧化铝可以获得铝单质
【答案】C
【知识点】含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】A.碳酸钠呈碱性,能与玻璃活塞反应;HF能腐蚀玻璃,故A不符合题意
B.玻璃的原料:石灰石、纯碱、石英;水泥的原料:石灰石、黏土,故B不符合题意
C.不全部属于硅酸盐,玛瑙属于二氧化硅,故C符合题意
D.合金的性质:硬度大、熔点低;电解熔融的氧化铝可以得到铝单质,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】C、水晶、玛瑙属于二氧化硅,不是硅酸盐。
5.(2020高一上·遂宁期末)在下列各溶液中逐渐通入CO2气体直至过量,会出现沉淀先产生后消失现象的是( )
①饱和Na2CO3溶液 ②澄清石灰水 ③BaCl2溶液 ④K2SiO3溶液 ⑤NaAlO2溶液
A.全部 B.只有③④
C.除①⑤ D.只有②
【答案】D
【知识点】碳族元素简介;硅酸的性质及制法;钠的重要化合物
【解析】【解答】①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2,二氧化碳和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解性小于碳酸钠的溶解性,所以向饱和碳酸钠溶液中通入过量二氧化碳后溶液中会产生碳酸氢钠沉淀,但沉淀不溶解,所以不符合条件,故①不选;
②向澄清石灰水中缓慢通入过量的CO2,先生成碳酸钙沉淀,然后碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙,白色沉淀溶解,所以符合条件,故②选;
③向BaCl2溶液通入过量的CO2,由于碳酸酸性比盐酸弱,所以不反应,无现象,故③不选;
④向K2SiO3溶液通入过量的CO2,二氧化碳和K2SiO3反应生成硅酸沉淀,继续通二氧化碳,硅酸沉淀不溶解,所以不符合条件,故④不选;
⑤向NaAlO2溶液中通入过量的CO2,二氧化碳过量,偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应生成了氢氧化铝和碳酸氢钠,沉淀不溶解,所以不符合条件,故⑤不选;
故答案选D。
【分析】碳酸的酸性强于铝酸、次氯酸、硅酸等,因此二氧化碳气体通入偏铝酸钠、硅酸钠、次氯酸钙溶液中,均可以发生反应;如果二氧化碳的量少,生成正盐,若二氧化碳过量,生成酸式盐。
6.(2020·启东模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Na(s) NaOH(aq)
B.Al(s) Al(OH)3(s) AlCl3(s)
C.HCl(aq) Cl2 Ca(ClO)2
D.AgNO3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) Ag(s)
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A.电解NaCl溶液生成Cl2、H2和NaOH,不能够直接得到Na单质,A选项不符合题意;
B.Al具有两性,与强碱NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,不能生成Al(OH)3,B选项不符合题意;
C.浓盐酸和MnO2在加热的条件下才能制得Cl2,C选项不符合题意;
D.向硝酸银溶液中滴加氨水可得到银铵离子,银铵离子与葡萄糖加热条件下发生银镜反应得到Ag单质,该转化能够实现,D选项符合题意;
故答案为:D。
【分析】C选项为易错点,浓盐酸和MnO2要在加热的条件下才能生成Cl2,解答时不能忽略。
7.(2020·启东模拟)下列关于Cl2的实验操作能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制取少量Cl2
B. 用装置乙除去Cl2中的HCl
C. 用装置丙收集Cl2
D. 用装置丁吸收尾气
【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;实验装置综合
【解析】【解答】A.选项中的浓盐酸可以和氯酸钾发生反应生成氯气,化学方程式为KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,A符合题意;
B.除去Cl2中的HCl需要用到饱和的NaCl溶液,但在洗气装置中需要长导管进短导管出,若短导管进为集气装置,B不符合题意;
C.Cl2的密度比空气大,应用向上排空气法,在集气装置中应长导管进,C不符合题意;
D.Cl2易溶于NaOH溶液,用此装置吸收尾气容易导致Cl2没有完全被NaOH吸收,污染空气,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.该装置可以在常温制取氯气;
B.二者均与碳酸氢钠溶液反应;
C.密度比空气大的气体可以采用向上排空气法收集;
D.氯气与NaOH反应。
8.(2020高二上·扬州会考)在探究SO2性质的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.向SO2的水溶液中滴加紫色的石蕊试液,溶液变红,说明溶液中有H+
B.向SO2的水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,溶液变浑浊,该白色沉淀为BaSO3
C.向品红溶液中不断地通入SO2,溶液红色褪去,说明SO2具有漂白性
D.向酸性KMnO4溶液中通入SO2,溶液紫色褪去,说明SO2具有还原性
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.向SO2的水溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红色,说明SO2的水溶液显酸性,溶液中含有H+,选项正确,A不符合题意;
B.SO2的水溶液显酸性,NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ba2+反应形成BaSO4沉淀,选项错误,B符合题意;
C.SO2能使品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,选项正确,C不符合题意;
D.酸性KMnO4溶液具有氧化性,SO2使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对SO2性质的考查,结合SO2的漂白性、氧化性、还原性、酸性进行分析。
9.(2019高三上·南山期中)如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程,若每步都完全反应。下列说法正确的是 ( )
A.溶液B中发生的反应为2SO2+O2=2SO3
B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+
C.由以上流程可推知氧化性:Fe3+>O2>SO42-
D.此工艺的优点之一是物质能循环利用
【答案】D
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;二氧化硫的性质
【解析】【解答】A、溶液B中发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子的反应:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,A不符合题意;
B、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,二价铁离子能与酸性高锰酸钾溶液反应使其褪色,三价铁离子不能,B不符合题意;
C、由反应可知:2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO42-+4H;4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O,根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以氧化性:Fe3+>O2>SO42-,C不符合题意;
D、过程中生成的硫酸铁溶液可以循环使用,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.常温下SO2与O2不反应;
B.Fe3+不能是KMnO4溶液褪色;
C.根据过程中所发生的反应,结合氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性进行分析;
D.过程中生成的Fe2(SO4)3可循环利用;
10.(2020高三上·黑龙江开学考)向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是( )
A.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+ 2Fe3+=3Fe2+, BC 段产生H2
B.A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4
C.原混合酸中NO3- 物质的量为0.2 mol
D.原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2 mol·L-1
【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质;铁的化学性质
【解析】【解答】A.OA产生的气体为NO,AB无产生气体,故为铁与铁离子反应,第三段则为产生氢气的反应,故A不符合题意
B.若有硝酸根和氢离子能组合成硝酸,则能继续生成NO,OA段硝酸根离子已反应完全,故B符合题意
C.OA段硝酸根反应完全NO3-~Fe,Fe的物质的量为=0.2mol,故NO3-为0.2mol,故C不符合题意
D.铁的最终产物为硫酸亚铁,即硫酸根的量等于铁的总量,铁有=0.4mol,故有硫酸0.4mol,浓度为2mol/L,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】C、可根据电子转移数目相等可列关系
D、可根据元素守恒求解。
11.(2020·深圳模拟)铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是( )
A.反应过程中,试管Ⅰ中出现灰黑色固体是
B.反应结束后,为观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水
C.若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色
D.为验证气体产物具有还原性,试管Ⅱ可盛放溴水
【答案】D
【知识点】浓硫酸的性质实验
【解析】【解答】A.铜与浓硫酸反应时可能会发生副反应,生成灰黑色的硫化亚铜, 是红色固体,故A不符合题意;
B.不能直接向试管中加入适量水,浓硫酸剩余时加水放出大量的热可导致液滴飞溅,则取反应后的溶液在烧杯中加水溶解观察颜色,故B不符合题意;
C.铜和浓硫酸在加热的条件下生成了二氧化硫,二氧化硫和水反应会生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,但不褪色,故C不符合题意;
D.实验中产生的二氧化硫气体,通入溴水中,二氧化硫与溴单质和水发生氧化还原反应,生成硫酸和盐酸,会使溴水褪色,溴具有氧化性,二氧化硫体现还原性,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】二氧化硫具有还原性,漂白性等,可以使品红溶液褪色,只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
12.(2019高三上·天津月考)现有2.8gFe全部溶于一定浓度、200mL的HNO3溶液中,得到标准状况下的气体1.12L,测得反应后溶液的pH为1.若反应前后溶液体积变化忽略不计,则下列有关判断错误的是( )
A.反应后溶液中c(NO3-)=0.85mol/L
B.反应后的溶液最多还能溶解1.4gFe
C.反应后溶液中铁元素可能以Fe3+形式存在
D.1.12L气体只能是NO
【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质
【解析】【解答】A.反应后溶液为硝酸铁、硝酸的混合溶液,故溶液中有3c(Fe3+)+c(H+)=c(NO3-),根据铁元素守恒由n(Fe)=n(Fe3+)=0.05mol,所以c(Fe3+)= =0.25mol/L,反应后溶液pH为1,所以c(H+)=0.1mol/L,所以c(NO3-)=0.25mol/L×3+0.1mol/L=0.85mol/L,A符合题意;
B.由A中分析可知,原硝酸是稀硝酸,反应生成NO,由氮元素守恒可知n原来(HNO3)=3n[Fe(NO3)2]+n剩余(HNO3)+n(NO)=0.05mol×3+0.1mol/L×0.2+0.05mol=0.22mol,生成Fe(NO3)2、NO时原硝酸溶解的铁最多,由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2 NO↑+4H2O 可知,0.22molHNO3最多溶解铁 ×0.22mol,质量为 ×0.22mol×56g/mol=4.62g,故还能溶解铁4.64g-2.8g=1.82g,B不符合题意;
C.反应后溶液pH为1,故HNO3过量,Fe只可能转化为Fe3+,C符合题意;
D.2.8gFe的物质的量为 =0.05mol,若只生成NO,根据电子转移守恒可知,n(NO)= =0.05mol,则V(NO)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L;若只生成NO2,根据电子转移守恒可知,n(NO2)= =0.15mol,V(NO2)=0.15mol×22.4L/mol=3.36L,由于实际生成气体1.12L,故只生成NO, D符合题意;
故答案为:B
【分析】A、根据溶液中最后溶质为Fe(NO3)2和HNO3,且溶液pH=1,知道铁的质量,计算可得;
B、注意铁离子最后均转化为亚铁离子;
C、硝酸过量,硝酸具有强氧化性,铁不可能以亚铁离子形式存在;
D、根据电子守恒可得。
13.(2019高三上·大庆开学考)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)。下列推断错误的是( )
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
【知识点】氮的固定;氨的实验室制法;镁的化学性质
【解析】【解答】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,A符合题意;
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,B不符合题意;
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,C不符合题意;
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,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.钾与氯化钠溶液反应生成氢氧化钾和氢气,无法满足转化关系;
B.硝酸与NaHS发生氧化还原反应生成S单质,S能够实现与氧气的连续氧化,且最终生成强酸硫酸;
C.二氧化碳与镁反应生成MgO和C,C与氧气连续氧化得到二氧化碳,二氧化碳与水反应生成碳酸;
D.氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气与氧气连续氧化得到二氧化氮,二氧化氮与水反应生成生成强酸硝酸。
14.(2019高一下·新宁期中)在烧瓶中加入铜片和稀硝酸以制取较纯净的一氧化氮,反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体,这时的操作应是( )
A.立即接上收集容器,用向下排空气法收集
B.立即用排空气法收集
C.待烧瓶中红棕色气体消失后,用排水法收集
D.待烧瓶中的红棕色气体消失后,用向上排空气法收集
【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;气体的收集
【解析】【解答】A.反应后产生的红棕色气体为NO2,此时收集得不到NO,A不符合题意;
B.此时产生的红棕色气体为NO2,B不符合题意;
C.烧瓶内产生的红棕色气体为NO2,红棕色消失的过程中发生反应“3NO2+H2O=2HNO3+NO”,NO不溶于水,故待红棕色消失后再用排水法收集,可得到NO,C符合题意;
D.由于NO易被空气中的O2氧化,故不能用排空气法收集,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】Cu与稀硝酸反应后生成的是NO,易被空气中的O2氧化成红棕色的NO2,NO2能与水反应生成HNO3和NO,据此结合选项进行分析。
二、填空题
15.(2020高二下·东阳期中)为探究硫酸亚铁的分解产物,将已加热至恒重的装置A接入如图所示的装置中,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】c;a;产生白色沉淀、品红褪色;2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑
【知识点】氧化还原反应;二氧化硫的性质;实验装置综合
【解析】【解答】①硫酸亚铁的分解产物产生了氧化铁,二氧化硫和三氧化硫,即检验气体存在时需要先排除三氧化硫的干扰,检验二氧化硫可以选用品红溶液,检验三氧化硫,可以选用氯化钡溶液,三氧化硫易溶于水,显酸性,
故答案为:用Ba(NO3)2会氧化二氧化硫气体,使实验出现误差,因此C为氯化钡,用于检验SO3,可观察到产生白色沉淀,D为品红,可用于检验SO2,品红褪色;。②硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,反应的方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
【分析】实验后反应管中残留固体为红色粉末,说明生成Fe2O3,则反应中Fe元素化合价升高,根据氧化还原反应的规律,S元素化合价应降低,因此一定生成SO2;根据化合价升降守恒,化合价降低的S元素为总量的一半,因此一定还生成SO3,结合物质的性质分析解答。
16.(2020高二上·芜湖期末)现代化城市建设离不开各种材料。
(1)水泥具有 性和强吸水性;水泥砂浆是 、 和水的混合物,是建筑用黏合剂;混凝土是 、 和 的混合物,用钢筋做结构的混凝土强度很大。
(2)玻璃生产的主要原料是 、 和 。
【答案】(1)水硬;水泥;沙子;水泥;沙子;碎石
(2)碳酸钠;碳酸钙;二氧化硅(写俗称或化学式均可)
【知识点】水泥的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】(1)水泥具有水硬性和强吸水性;水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物,是常用的建筑黏合剂;混凝土是水泥、沙子和碎石的混合物,用钢筋做结构的混凝土强度很大。
(2)玻璃的生产原料是碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅。
【分析】(1)根据水泥和混凝土的组成进行分析;
(2)根据玻璃的生成原料进行分析;
三、实验探究题
17.(2020高二下·淳安期中)海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图:
(1)实验室焙烧海带,需要下列仪器中的 (填序号)。
a.试管b.烧杯c.坩埚d.泥三角e.铁三脚架f.酒精灯
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作③的名称是 ,所用主要仪器是 。
(3)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是________________
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还须经过蒸馏,指出实验装置图中的不正确之处:
① ;
② ;
③ 。
(5)进行上述蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是 ,最后晶态碘在 (填仪器名称)里聚集。
【答案】(1)c、d、e、f
(2)萃取分液;分液漏斗
(3)B
(4)温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口处;对烧杯加热时应该使用石棉网;冷凝管的水流方向应该是下进上出
(5)受热均匀,易控制温度;蒸馏烧瓶
【知识点】过滤;分液和萃取;物质的分离与提纯;氯、溴、碘的性质实验
【解析】【解答】(1)实验室焙烧海带在坩埚中进行,故需要c.坩埚、d.泥三角、e.铁三脚架、f.酒精灯;
答案为:c、d、e、f; (2)实验操作③是把碘从水溶液中转移出来的过程,因此是萃取、分液,得到碘的有机溶液,操作主要在分液漏斗中进行;
答案为:萃取分液;分液漏斗; (3)A.酒精与水互溶,不能做萃取剂,A不正确;
B.四氯化碳、苯满足萃取剂条件,B正确;
C.乙酸与水互溶,不能做萃取剂,C不正确;
D.甘油与水互溶,不能做萃取剂,D不正确;
答案为:B; (4)按蒸馏时正确的装置查找图中的3个不正确;由图知,这3个不正确分别是温度计的位置出错、加热时没有隔着石棉网加热、冷凝水方向出错;
答案为:温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口处;对烧杯加热时应该使用石棉网;冷凝管的水流方向应该是下进上出; (5)使用水浴加热的原因是受热均匀,易控制温度,可避免碘升华;因为萃取剂熔沸点较低先汽化,晶态碘收集在蒸馏烧瓶;
答案为:受热均匀,易控制温度;蒸馏烧瓶。
【分析】(1)灼烧海带需要的仪器有酒精灯,三脚架、泥三角及坩埚;
(2)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法从碘水中分离出碘采用萃取方法;
(3)选择的萃取剂应该与溶剂不反应且不互溶,溶解溶质的溶解度比溶剂大;
(4)根据蒸馏装置图可以找出图中的错误;
(5)水浴加热使蒸馏烧瓶受热均匀。
18.(2020高一下·扬州期末)某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理,并检测其氮氧化物含量,实验装置如图所示:
(1)装置A中放置无碱玻璃棉,其目的是除去 。为保证检测的准确性,装置C中盛放的化学试剂可以是 (填字母)。
a.碱石灰
b.浓硫酸 c.五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)
(2)装置D中主要发生:2NaOH+2NO2=NaNO2+NaNO3+H2O;2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O
①若反应后尾气无残留,则参加反应的NO2、NO物质的量比值为 (填字母)。
a.≥1 b.≤1 c.任意值
②可使用适量酸性H2O2溶液,将溶液中的NO2-全部氧化为NO3-,发生反应的离子方程式是 。
(3)溶液中NO3-直接排放在水体中也会造成污染,现用活泼金属将溶液中NO3-转化为N2,实现氮元素的脱除,具体步骤如下:
步骤一、取适量(2)中H2O2处理后的溶液,调节pH至中性,蒸发浓缩,得到c(NO3-)为0.100mol·L-1的溶液甲。
步骤二、现量取50mL溶液甲,分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45℃、惰性气体氛围中对溶液乙进行氮脱除。
步骤三、重复实验2~3次,溶液中NO3-的残留情况与反应时间的关系如图所示。
①金属铝和金属铁在0~3h内,NO3-的脱除效率均很低,几乎没被脱除,其可能的原因是 。
②0~3h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多,其可能的原因 。
(4)气囊用来储存处理后气体,其中可能含少量NO气体,可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NO3-和Cl-,发生反应的离子方程式是 。
【答案】(1)粉尘;b
(2)a;H2O2+NO2-=NO3-+H2O
(3)金属铁和金属铝表面都有一层氧化膜;铝铁合金在溶液中形成原电池,加快化学反应速率
(4)3HClO+2NO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+
【知识点】氮气的化学性质;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】(1)烟道气中含有粉尘,装置A中放置无碱玻璃棉,可以除去粉尘;装置C用于除去少量的水蒸气,应该选择浓硫酸,NO2会与碱石灰反应,而五水硫酸铜不能起到干燥的作用;(2)①根据化学方程式,可知NO2可以单独被NaOH吸收,而NO需与NO2按照1:1才能被NaOH吸收,现无尾气残留,说明NO无残留,因此NO2至少和NO一样多,则参加反应的NO2、NO物质的量比值为≥1,a正确;②NO2-被氧化成NO3-,N的化合价从+3升高到+5,H2O2中的O的化合价应该降低,1molH2O2中的O的化合价从-1降低到-2,得到2mol电子,则H2O2和NO2-的系数比为1:1,再根据物料守恒或电荷守恒配平,离子方程式为H2O2+NO2-=H2O+NO3-;(3)①根据题意,活泼金属能够将溶液中NO3-转化为N2,但是金属铝和金属铁在0-3h内,NO3-的脱除效率很低,几乎没有脱除,可认为金属与NO3-可能没有反应,可能是金属表面有氧化膜,阻碍了NO3-的脱除反应;②铝铁合金中,铁和铝的活动性不同,可以构成原电池,加快化学反应速率;③HClO中Cl的化合价从+1降低到-1,NO的化合价从+2升高到+5,根据化合价升降守恒的,则HClO和NO3-的系数为3:2,再根据物质守恒和电荷守恒配平,离子方程式为3HClO+2NO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+。
【分析】(1)注意干燥酸性气体不能用碱性物质;
(2)书写离子方程式注意的问题:难溶物、微溶物、弱电解质、氧化物、弱酸酸式根、固体反应物和非电解质都不拆;化学反应前后电荷要守恒;
(3)注意铁和铝在浓硫酸或浓硝酸易钝化。
19.(2020高二下·温州期中)亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如图装置,利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
查阅资料:
①HNO2为弱酸,室温下存在反应:3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成;
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。
实验操作:
①关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加一定量浓硝酸,加热;
②一段时间后停止加热;
③从C中取少量固体,检验是否是亚硝酸钠。
(1)B中观察到的主要现象是 ,D装置的作用是 。
(2)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠。生成碳酸钠的化学方程式是 。为排除干扰,甲在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是 (写名称)。
【答案】(1)溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;除去剩余一氧化氮防止污染空气
(2)2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2;碱石灰
【知识点】常用仪器及其使用;气体的收集;探究二氧化氮与水的反应
【解析】【解答】(1)装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,所以反应现象为溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;(2)生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,反应的化学方程式为:2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2,通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,一氧化氮是污染性气体,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;为排除干扰在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应碱石灰,用来吸收二氧化碳。
【分析】(1)装置A中是浓硝酸和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O,装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;(2)生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,生成碳酸钠和氧气;为排除干扰在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应碱石灰,用来吸收二氧化碳。
20.(2020高一下·朝阳期末)实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)B中的现象是 。
(3)C中出现淡黄色沉淀,反应中Na2S做
(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)D溴水褪色,该反应S元素的价态变化是由+4价变为 价。
(5)某同学认为D中换成H2O2溶液也可以实现上述硫元素的价态转化,并通过实验进一步证明了他的观点。实验方案和现象为:取D中反应后的溶液于试管中, 。
(6)E的作用是 ,离子方程式为 。
(7)上述实验体现SO2 的性质有 。
【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O
(2)品红褪色
(3)还原剂
(4)+6
(5)加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
(6)吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2 +2OH =SO32 +H2O
(7)漂白性、氧化性、还原性、酸性氧化物通性
【知识点】二氧化硫的性质;硫酸根离子的检验;含硫物质的性质及综合应用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】(1)A装置中Cu和浓硫酸加热条件下反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O;(2)B装置为检验SO2的装置,SO2有漂白性,能使品红褪色,所以B装置中现象是品红溶液褪色;(3)C装置中,Na2S和SO2发生反应2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3,可观察到有淡黄色沉淀(或浑浊)生成,该反应中的Na2S:S的化合价由 2价升为0价,Na2S发生氧化反应、作还原剂,SO2发生还原反应、作氧化剂;(4)D装置中,Br2和SO2发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr +H2SO4,S由+4价变为+6价;(5)过氧化氢溶液具有氧化性,会将二氧化硫氧化成硫酸,要想证明硫元素的价态转化,只需要证明产物中有SO42 即可,所以只需要取D中溶液于试管中,加入盐酸酸化的BaCl2溶液即可,实验现象是有白色沉淀生成;(6)SO2是污染性气体,需要尾气处理,E装置的作用是吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2是酸性氧化物,与NaOH溶液反应的离子方程式为SO2+2OH =SO32 +H2O;(7)B装置中褪色现象体现SO2的漂白性,C装置中出现浑浊现象体现SO2的氧化性,D装置中溴水褪色体现SO2的还原性,E装置中反应体现酸性氧化物的通性。
【分析】该实验的目的是研究不同价态硫元素之间的转化,A为SO2的发生装置,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O,B为检验SO2的装置,SO2有漂白性,可用品红溶液检验,现象是品红褪色,C中Na2S和SO2发生氧化还原反应生S沉淀,说明SO2有氧化性,D中SO2和溴水反应生成H2SO4和氢溴酸,通过检验SO42-的存在,验证SO2有还原性,SO2是污染性气体,是酸性氧化物,所以E装置中盛装NaOH溶液,目的是吸收多余SO2,据此分析解答。
21.(2019高三上·安庆开学考)硫化氢(H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的无色气体,有剧毒。某化学兴趣小组设计了制取H2S气体并验证其性质的实验。实验装置如下图所示。
已知:①H2S在水中的溶解度为1:2(体积比),其水溶液称为氢硫酸;
②H2S可与许多金属离子反应生成沉淀;
③H2S有极强的还原性。
请回答下列问题:
(1)装置A为制备H2S气体的发生装置,该装置还可以制取的气体有 (任填一种)。装置A中的稀硫酸若换为稀硝酸,是否可行?其理由是 。
(2)装置B中溴水橙色褪去,证明溴的非金属性比硫 (填“强”或“弱”)。
(3)装置C中有黑色沉淀(CuS)生成,装置D中有淡黄色沉淀生成,说明Fe3+的氧化性比Cu2+强,请设计实验证明这一结论: 。
(4)装置E中生成淡黄色沉淀,该反应的离子方程式为 。
(5)装置F中的现象为 ,该反应的离子方程式为 。
【答案】(1)H2;不行,稀硝酸无法制取H2S气体,会发生氧化还原反应得到NO气体
(2)强
(3)将铜片投入氯化铁溶液中,发现铜片溶解,溶液由黄色变成浅绿色,则Fe3+氧化性比Cu2+强
(4)2H2S+HSO +H+=3S↓+3H2O
(5)溶液颜色由红色逐渐变浅;H2S+2OH-=S2-+2H2O
【知识点】氧化还原反应;硝酸的化学性质;常用仪器及其使用;探究铁离子和亚铁离子的转化
【解析】【解答】(1)装置A为制备H2S气体的发生装置,该装置为固体液体反应不加热的装置,还可以制取的气体有氢气、二氧化碳等,装置A中的稀硫酸不能换为稀硝酸,因为硝酸由强氧化性,硫化氢具有还原性,二者会发生反应;
(2)装置B中溴水橙色褪去,说明溴单质氧化了硫化氢,证明溴的非金属性比硫强;
(3)将铜片投入氯化铁溶液中,发现铜片溶解,溶液由黄色变成浅绿色,则Fe3+氧化性比Cu2+强;
(4)装置E中生成淡黄色沉淀S,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,写出该反应的离子方程式为2H2S+HSO +H+=3S↓+3H2O;
(5)装置F中的现象为溶液颜色由红色逐渐变浅,该反应的离子方程式为H2S+2OH-=S2-+2H2O。
【分析】(1)常见的固液发生反应制取的气体还有氢气、二氧化碳等;稀硝酸和H2S会发生氧化还原反应;
(2)溴属于较强的氧化剂;
(3)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;
(4)H2S和HSO3- 发生氧化还原反应生成S;
(5)H2S为弱酸,可以和碱反应。
四、综合题
22.(2020高一下·湖州期末)海带中含有丰富的碘,为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤③的操作名称是 ,碘离子在酸性环境中也能被氧气氧化,请写出相关离子方程式是 。
(2)步骤⑤中萃取剂也可用四氯化碳的理由是 ,该步骤所用主要玻璃仪器的名称是 。
【答案】(1)过滤;4H++4I-+O2=2I2+2H2O
(2)四氯化碳与水不相溶,且溴在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度;分液漏斗
【知识点】过滤;分液和萃取;海带成分中碘的检验
【解析】【解答】(1)由以上分析知,步骤③的操作是过滤,除去难溶性杂质,得到含碘离子的溶液;碘离子在酸性环境中也能被氧气氧化,该反应的离子方程式是4H++4I-+O2=2I2+2H2O;(2)步骤⑤中萃取剂也可用四氯化碳,是因为四氯化碳与水不相溶,且溴在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度;萃取过程所用的主要玻璃仪器为分液漏斗。
【分析】海带经过灼烧后得到海带灰,浸泡海带灰,得到海带灰悬浊液,过滤,除去难溶性杂质,得到含碘离子的溶液,在酸性环境下,用过氧化氢氧化碘离子得到含碘水的溶液,再用苯萃取碘水中的碘单质得到含碘的苯溶液,再进行蒸馏,得到碘单质。
23.(2020高一下·长春月考)化学是一门实用性很强的科学。根据题意填空:
(1)饱和FeCl3溶液滴入沸水中并煮沸1~2分钟,光束通过该分散系时,可观察到丁达尔效应,则该分散系是 (填“胶体”或“溶液”)。
(2)某同学炒菜时发现,汤汁溅到液化气的火焰上时,火焰呈黄色。据此他判断汤汁中含有 (填“钠”或“钾”)元素;
(3)海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2+沉淀。该沉淀剂是 (填“生石灰”或“盐酸”)。
(4)盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间,质最增加,则浓硫酸表现出 (填“吸水性”或“脱水性”)。
(5)浓硫酸与碳共热时发生反应2H2SO4(浓)+C CO2↑+ 2SO2↑+2H2O,在该反应中,浓硫酸表现出 ,氧化产物是 。
【答案】(1)胶体
(2)钠
(3)生石灰
(4)吸水性
(5)氧化性;CO2
【知识点】氧化还原反应;浓硫酸的性质;焰色反应;胶体的性质和应用
【解析】【解答】(1)丁达尔效应是胶体独有的性质
(2)焰色反应呈黄色的是钠元素
(3)镁离子可用生石灰沉淀生成氢氧化镁沉淀
(4) 盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间,质最增加, 是因为吸收了空气当中的水分子,体现了吸水性
(5)该反应中,S的化合价降低,体现了浓硫酸的强氧化性,氧化产物是二氧化碳
【分析】(1) 光束通过该分散系时 ,得到的光亮的通路,是胶体的丁达尔效应
(2)焰色反应为黄色的是钠元素
(3)沉淀剂要与离子能形成沉淀
(4)吸水性:吸收水分子,脱水性:以H:O=2:1的形式脱水
(5)氧化剂:有元素化合价降低的物质;氧化产物,还原剂被氧化得到氧化产物
24.(2020高一上·西安期末)将6.4g铜与足量的浓硝酸充分反应,铜没有剩余。试计算:
(1)参加反应的硝酸的物质的量
(2)生成的NO2的体积(标准状况下);
(3)将反应后的溶液用水稀释到100mL,计算溶液中硝酸铜的物质的量浓度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】硝酸的化学性质;化学方程式的有关计算
【解析】【解析】(1)由反应的化学方程式可知,参与反应的HNO3,n(HNO3)=4n(Cu)=4×0.1mol=0.4mol;
(2)由反应的化学化学方程式可知,反应生成NO2的物质的量n(NO2)=2n(Cu)=2×0.1mol=0.2mol,其在标准状态下的体积V(NO2)=n(NO2)×Vm=0.2mol×22.4L/mol=4.48L;
(3)由反应的化学方程式可知,反应后生成Cu(NO3)2的物质的量n[Cu(NO3)2]=n(Cu)=0.1mol,溶液稀释至100mL时,所得溶液中Cu(NO3)2的物质的量浓度;
【分析】浓硝酸足量,铜完全反应,发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;64g铜的物质的量;据此结合反应的化学方程式进行计算。
1 / 1高中化学人教版(新课标)必修1 第四章测试题
一、单选题
1.(2020高一下·鸡西期中)下列关于浓HNO3和浓H2SO4的叙述中正确的是( )
A.常温下都不能用铝制容器贮存
B.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
C.常温下都能与铜较快反应
D.滴在紫色石蕊试纸上,试纸都只变红
2.(2020·杨浦模拟)84消毒液(pH约为12,有效成分为NaClO)露置在空气中发生变质,此过程中( )
A.未发生复分解反应 B.Na、O化合价未变
C.碱性逐渐增强 D.会产生氧气
3.(2019·长宁模拟)向浓氨水中加入生石灰可以制取氨气,以下不会涉及到的反应是( )
A.NH3·H2O NH3+H2O B.NH4++H2O NH3·H2O+H+
C.CaO+H2O→Ca(OH)2 D.NH4++OH- NH3·H2O
4.(2020高三上·黑龙江开学考)下列有关物质的叙述中,错误的是( )
A.碳酸钠溶液保存在配有橡胶塞的细口瓶中,氢氟酸通常保存在塑料瓶中
B.石灰石是制备玻璃、水泥的原料之一
C.水泥、玻璃、青花瓷、水晶、玛瑙都属于硅酸盐工业产品
D.合金比它的各成分金属的熔点低,硬度大,电解氧化铝可以获得铝单质
5.(2020高一上·遂宁期末)在下列各溶液中逐渐通入CO2气体直至过量,会出现沉淀先产生后消失现象的是( )
①饱和Na2CO3溶液 ②澄清石灰水 ③BaCl2溶液 ④K2SiO3溶液 ⑤NaAlO2溶液
A.全部 B.只有③④
C.除①⑤ D.只有②
6.(2020·启东模拟)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.NaCl(aq) Na(s) NaOH(aq)
B.Al(s) Al(OH)3(s) AlCl3(s)
C.HCl(aq) Cl2 Ca(ClO)2
D.AgNO3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) Ag(s)
7.(2020·启东模拟)下列关于Cl2的实验操作能达到实验目的的是( )
A. 用装置甲制取少量Cl2
B. 用装置乙除去Cl2中的HCl
C. 用装置丙收集Cl2
D. 用装置丁吸收尾气
8.(2020高二上·扬州会考)在探究SO2性质的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是( )
A.向SO2的水溶液中滴加紫色的石蕊试液,溶液变红,说明溶液中有H+
B.向SO2的水溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,溶液变浑浊,该白色沉淀为BaSO3
C.向品红溶液中不断地通入SO2,溶液红色褪去,说明SO2具有漂白性
D.向酸性KMnO4溶液中通入SO2,溶液紫色褪去,说明SO2具有还原性
9.(2019高三上·南山期中)如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程,若每步都完全反应。下列说法正确的是 ( )
A.溶液B中发生的反应为2SO2+O2=2SO3
B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+
C.由以上流程可推知氧化性:Fe3+>O2>SO42-
D.此工艺的优点之一是物质能循环利用
10.(2020高三上·黑龙江开学考)向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是( )
A.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+ 2Fe3+=3Fe2+, BC 段产生H2
B.A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4
C.原混合酸中NO3- 物质的量为0.2 mol
D.原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2 mol·L-1
11.(2020·深圳模拟)铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是( )
A.反应过程中,试管Ⅰ中出现灰黑色固体是
B.反应结束后,为观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水
C.若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色
D.为验证气体产物具有还原性,试管Ⅱ可盛放溴水
12.(2019高三上·天津月考)现有2.8gFe全部溶于一定浓度、200mL的HNO3溶液中,得到标准状况下的气体1.12L,测得反应后溶液的pH为1.若反应前后溶液体积变化忽略不计,则下列有关判断错误的是( )
A.反应后溶液中c(NO3-)=0.85mol/L
B.反应后的溶液最多还能溶解1.4gFe
C.反应后溶液中铁元素可能以Fe3+形式存在
D.1.12L气体只能是NO
13.(2019高三上·大庆开学考)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)。下列推断错误的是( )
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
14.(2019高一下·新宁期中)在烧瓶中加入铜片和稀硝酸以制取较纯净的一氧化氮,反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体,这时的操作应是( )
A.立即接上收集容器,用向下排空气法收集
B.立即用排空气法收集
C.待烧瓶中红棕色气体消失后,用排水法收集
D.待烧瓶中的红棕色气体消失后,用向上排空气法收集
二、填空题
15.(2020高二下·东阳期中)为探究硫酸亚铁的分解产物,将已加热至恒重的装置A接入如图所示的装置中,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 。
16.(2020高二上·芜湖期末)现代化城市建设离不开各种材料。
(1)水泥具有 性和强吸水性;水泥砂浆是 、 和水的混合物,是建筑用黏合剂;混凝土是 、 和 的混合物,用钢筋做结构的混凝土强度很大。
(2)玻璃生产的主要原料是 、 和 。
三、实验探究题
17.(2020高二下·淳安期中)海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图:
(1)实验室焙烧海带,需要下列仪器中的 (填序号)。
a.试管b.烧杯c.坩埚d.泥三角e.铁三脚架f.酒精灯
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作③的名称是 ,所用主要仪器是 。
(3)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是________________
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还须经过蒸馏,指出实验装置图中的不正确之处:
① ;
② ;
③ 。
(5)进行上述蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是 ,最后晶态碘在 (填仪器名称)里聚集。
18.(2020高一下·扬州期末)某处工厂排出的烟道气中含氮氧化物(主要为NO、NO2)、粉尘和少量水蒸气。课外兴趣活动小组对该工厂排出的烟道气进行处理,并检测其氮氧化物含量,实验装置如图所示:
(1)装置A中放置无碱玻璃棉,其目的是除去 。为保证检测的准确性,装置C中盛放的化学试剂可以是 (填字母)。
a.碱石灰
b.浓硫酸 c.五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)
(2)装置D中主要发生:2NaOH+2NO2=NaNO2+NaNO3+H2O;2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O
①若反应后尾气无残留,则参加反应的NO2、NO物质的量比值为 (填字母)。
a.≥1 b.≤1 c.任意值
②可使用适量酸性H2O2溶液,将溶液中的NO2-全部氧化为NO3-,发生反应的离子方程式是 。
(3)溶液中NO3-直接排放在水体中也会造成污染,现用活泼金属将溶液中NO3-转化为N2,实现氮元素的脱除,具体步骤如下:
步骤一、取适量(2)中H2O2处理后的溶液,调节pH至中性,蒸发浓缩,得到c(NO3-)为0.100mol·L-1的溶液甲。
步骤二、现量取50mL溶液甲,分别用金属铝、金属铁和铝铁合金在45℃、惰性气体氛围中对溶液乙进行氮脱除。
步骤三、重复实验2~3次,溶液中NO3-的残留情况与反应时间的关系如图所示。
①金属铝和金属铁在0~3h内,NO3-的脱除效率均很低,几乎没被脱除,其可能的原因是 。
②0~3h内铝铁合金的氮脱除效率比金属铝、金属铁大得多,其可能的原因 。
(4)气囊用来储存处理后气体,其中可能含少量NO气体,可用酸性NaClO溶液来处理。HClO氧化NO生成NO3-和Cl-,发生反应的离子方程式是 。
19.(2020高二下·温州期中)亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如图装置,利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
查阅资料:
①HNO2为弱酸,室温下存在反应:3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成;
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。
实验操作:
①关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加一定量浓硝酸,加热;
②一段时间后停止加热;
③从C中取少量固体,检验是否是亚硝酸钠。
(1)B中观察到的主要现象是 ,D装置的作用是 。
(2)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠。生成碳酸钠的化学方程式是 。为排除干扰,甲在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是 (写名称)。
20.(2020高一下·朝阳期末)实验室里研究不同价态硫元素之间的转化
(1)A中发生反应的化学方程式为 。
(2)B中的现象是 。
(3)C中出现淡黄色沉淀,反应中Na2S做
(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(4)D溴水褪色,该反应S元素的价态变化是由+4价变为 价。
(5)某同学认为D中换成H2O2溶液也可以实现上述硫元素的价态转化,并通过实验进一步证明了他的观点。实验方案和现象为:取D中反应后的溶液于试管中, 。
(6)E的作用是 ,离子方程式为 。
(7)上述实验体现SO2 的性质有 。
21.(2019高三上·安庆开学考)硫化氢(H2S)是一种具有臭鸡蛋气味的无色气体,有剧毒。某化学兴趣小组设计了制取H2S气体并验证其性质的实验。实验装置如下图所示。
已知:①H2S在水中的溶解度为1:2(体积比),其水溶液称为氢硫酸;
②H2S可与许多金属离子反应生成沉淀;
③H2S有极强的还原性。
请回答下列问题:
(1)装置A为制备H2S气体的发生装置,该装置还可以制取的气体有 (任填一种)。装置A中的稀硫酸若换为稀硝酸,是否可行?其理由是 。
(2)装置B中溴水橙色褪去,证明溴的非金属性比硫 (填“强”或“弱”)。
(3)装置C中有黑色沉淀(CuS)生成,装置D中有淡黄色沉淀生成,说明Fe3+的氧化性比Cu2+强,请设计实验证明这一结论: 。
(4)装置E中生成淡黄色沉淀,该反应的离子方程式为 。
(5)装置F中的现象为 ,该反应的离子方程式为 。
四、综合题
22.(2020高一下·湖州期末)海带中含有丰富的碘,为了从海带中提取碘,某研究性学习小组设计并进行以下实验:
请填写下列空白:
(1)步骤③的操作名称是 ,碘离子在酸性环境中也能被氧气氧化,请写出相关离子方程式是 。
(2)步骤⑤中萃取剂也可用四氯化碳的理由是 ,该步骤所用主要玻璃仪器的名称是 。
23.(2020高一下·长春月考)化学是一门实用性很强的科学。根据题意填空:
(1)饱和FeCl3溶液滴入沸水中并煮沸1~2分钟,光束通过该分散系时,可观察到丁达尔效应,则该分散系是 (填“胶体”或“溶液”)。
(2)某同学炒菜时发现,汤汁溅到液化气的火焰上时,火焰呈黄色。据此他判断汤汁中含有 (填“钠”或“钾”)元素;
(3)海水提镁的重要步骤之一是用沉淀剂将海水中的Mg2+沉淀。该沉淀剂是 (填“生石灰”或“盐酸”)。
(4)盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间,质最增加,则浓硫酸表现出 (填“吸水性”或“脱水性”)。
(5)浓硫酸与碳共热时发生反应2H2SO4(浓)+C CO2↑+ 2SO2↑+2H2O,在该反应中,浓硫酸表现出 ,氧化产物是 。
24.(2020高一上·西安期末)将6.4g铜与足量的浓硝酸充分反应,铜没有剩余。试计算:
(1)参加反应的硝酸的物质的量
(2)生成的NO2的体积(标准状况下);
(3)将反应后的溶液用水稀释到100mL,计算溶液中硝酸铜的物质的量浓度。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质;浓硫酸的性质实验
【解析】【解答】A.常温下,Al遇浓HNO3和浓H2SO4都可发生钝化,则常温下都能用铝制容器贮存,故A不符合题意;
B.浓硝酸易挥发,溶质减少,浓度降低,浓硫酸难挥发,但是浓硫酸具有吸水性,吸收空气中的水,溶液的浓度降低,故B符合题意;
C.浓硫酸与Cu反应需要加热,常温下浓硝酸能与铜较快反应,故C不符合题意;
D.浓硫酸具有脱水性,能使紫色石蕊试纸变黑,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】掌握浓硫酸和浓硝酸的特性,是解决本题的关键。
浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性。
2.【答案】D
【知识点】氯气的化学性质
【解析】【解答】A.由以上分析知,NaClO、CO2、H2O发生复分解反应,生成NaHCO3和HClO,A不符合题意;
B.第一步反应生成的HClO发生分解反应2HClO 2HCl+O2↑,O化合价由-2价升高到0价,B不合题意;
C.NaClO转化为NaHCO3,HClO分解生成了HCl,溶液的碱性减弱,B不符合题意;
D.反应生成的HClO会发生分解反应2HClO 2HCl+O2↑,从而产生氧气,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】84消毒液的有效成分为NaClO,在空气中吸收CO2,发生反应NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO、2HClO 2HCl+O2↑。
3.【答案】B
【知识点】氨的实验室制法;离子方程式的书写
【解析】【解答】在浓氨水中存在电离平衡: NH3·H2O NH4++OH-,即也存在着结合平衡:NH4++OH- NH3·H2O ;也存在着分解平衡NH3·H2O NH3+H2O;当向浓氨水中加入生石灰,CaO与溶液中的水首先会发生反应CaO+H2O→Ca(OH)2,但在溶液中不存在盐的水解平衡NH4++H2O NH3·H2O+H+,
故答案为:B。
【分析】离子方程式书写记得:有气体、沉淀生成要用符号标出遵循质量守恒定律和电子守恒定律,强电解质写成离子形式。
4.【答案】C
【知识点】含硅矿物及材料的应用
【解析】【解答】A.碳酸钠呈碱性,能与玻璃活塞反应;HF能腐蚀玻璃,故A不符合题意
B.玻璃的原料:石灰石、纯碱、石英;水泥的原料:石灰石、黏土,故B不符合题意
C.不全部属于硅酸盐,玛瑙属于二氧化硅,故C符合题意
D.合金的性质:硬度大、熔点低;电解熔融的氧化铝可以得到铝单质,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】C、水晶、玛瑙属于二氧化硅,不是硅酸盐。
5.【答案】D
【知识点】碳族元素简介;硅酸的性质及制法;钠的重要化合物
【解析】【解答】①向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2,二氧化碳和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解性小于碳酸钠的溶解性,所以向饱和碳酸钠溶液中通入过量二氧化碳后溶液中会产生碳酸氢钠沉淀,但沉淀不溶解,所以不符合条件,故①不选;
②向澄清石灰水中缓慢通入过量的CO2,先生成碳酸钙沉淀,然后碳酸钙与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙,白色沉淀溶解,所以符合条件,故②选;
③向BaCl2溶液通入过量的CO2,由于碳酸酸性比盐酸弱,所以不反应,无现象,故③不选;
④向K2SiO3溶液通入过量的CO2,二氧化碳和K2SiO3反应生成硅酸沉淀,继续通二氧化碳,硅酸沉淀不溶解,所以不符合条件,故④不选;
⑤向NaAlO2溶液中通入过量的CO2,二氧化碳过量,偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应生成了氢氧化铝和碳酸氢钠,沉淀不溶解,所以不符合条件,故⑤不选;
故答案选D。
【分析】碳酸的酸性强于铝酸、次氯酸、硅酸等,因此二氧化碳气体通入偏铝酸钠、硅酸钠、次氯酸钙溶液中,均可以发生反应;如果二氧化碳的量少,生成正盐,若二氧化碳过量,生成酸式盐。
6.【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【解析】【解答】A.电解NaCl溶液生成Cl2、H2和NaOH,不能够直接得到Na单质,A选项不符合题意;
B.Al具有两性,与强碱NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,不能生成Al(OH)3,B选项不符合题意;
C.浓盐酸和MnO2在加热的条件下才能制得Cl2,C选项不符合题意;
D.向硝酸银溶液中滴加氨水可得到银铵离子,银铵离子与葡萄糖加热条件下发生银镜反应得到Ag单质,该转化能够实现,D选项符合题意;
故答案为:D。
【分析】C选项为易错点,浓盐酸和MnO2要在加热的条件下才能生成Cl2,解答时不能忽略。
7.【答案】A
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;实验装置综合
【解析】【解答】A.选项中的浓盐酸可以和氯酸钾发生反应生成氯气,化学方程式为KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O,A符合题意;
B.除去Cl2中的HCl需要用到饱和的NaCl溶液,但在洗气装置中需要长导管进短导管出,若短导管进为集气装置,B不符合题意;
C.Cl2的密度比空气大,应用向上排空气法,在集气装置中应长导管进,C不符合题意;
D.Cl2易溶于NaOH溶液,用此装置吸收尾气容易导致Cl2没有完全被NaOH吸收,污染空气,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.该装置可以在常温制取氯气;
B.二者均与碳酸氢钠溶液反应;
C.密度比空气大的气体可以采用向上排空气法收集;
D.氯气与NaOH反应。
8.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质
【解析】【解答】A.向SO2的水溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变红色,说明SO2的水溶液显酸性,溶液中含有H+,选项正确,A不符合题意;
B.SO2的水溶液显酸性,NO3-在酸性条件下具有氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ba2+反应形成BaSO4沉淀,选项错误,B符合题意;
C.SO2能使品红溶液褪色,说明SO2具有漂白性,选项正确,C不符合题意;
D.酸性KMnO4溶液具有氧化性,SO2使酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性,选项正确,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对SO2性质的考查,结合SO2的漂白性、氧化性、还原性、酸性进行分析。
9.【答案】D
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;二氧化硫的性质
【解析】【解答】A、溶液B中发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子的反应:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,A不符合题意;
B、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,二价铁离子能与酸性高锰酸钾溶液反应使其褪色,三价铁离子不能,B不符合题意;
C、由反应可知:2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO42-+4H;4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O,根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以氧化性:Fe3+>O2>SO42-,C不符合题意;
D、过程中生成的硫酸铁溶液可以循环使用,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.常温下SO2与O2不反应;
B.Fe3+不能是KMnO4溶液褪色;
C.根据过程中所发生的反应,结合氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性进行分析;
D.过程中生成的Fe2(SO4)3可循环利用;
10.【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质;铁的化学性质
【解析】【解答】A.OA产生的气体为NO,AB无产生气体,故为铁与铁离子反应,第三段则为产生氢气的反应,故A不符合题意
B.若有硝酸根和氢离子能组合成硝酸,则能继续生成NO,OA段硝酸根离子已反应完全,故B符合题意
C.OA段硝酸根反应完全NO3-~Fe,Fe的物质的量为=0.2mol,故NO3-为0.2mol,故C不符合题意
D.铁的最终产物为硫酸亚铁,即硫酸根的量等于铁的总量,铁有=0.4mol,故有硫酸0.4mol,浓度为2mol/L,故D不符合题意
故答案为:B
【分析】C、可根据电子转移数目相等可列关系
D、可根据元素守恒求解。
11.【答案】D
【知识点】浓硫酸的性质实验
【解析】【解答】A.铜与浓硫酸反应时可能会发生副反应,生成灰黑色的硫化亚铜, 是红色固体,故A不符合题意;
B.不能直接向试管中加入适量水,浓硫酸剩余时加水放出大量的热可导致液滴飞溅,则取反应后的溶液在烧杯中加水溶解观察颜色,故B不符合题意;
C.铜和浓硫酸在加热的条件下生成了二氧化硫,二氧化硫和水反应会生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,但不褪色,故C不符合题意;
D.实验中产生的二氧化硫气体,通入溴水中,二氧化硫与溴单质和水发生氧化还原反应,生成硫酸和盐酸,会使溴水褪色,溴具有氧化性,二氧化硫体现还原性,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】二氧化硫具有还原性,漂白性等,可以使品红溶液褪色,只能使紫色石蕊溶液变红,但不能使之褪色。
12.【答案】B
【知识点】硝酸的化学性质
【解析】【解答】A.反应后溶液为硝酸铁、硝酸的混合溶液,故溶液中有3c(Fe3+)+c(H+)=c(NO3-),根据铁元素守恒由n(Fe)=n(Fe3+)=0.05mol,所以c(Fe3+)= =0.25mol/L,反应后溶液pH为1,所以c(H+)=0.1mol/L,所以c(NO3-)=0.25mol/L×3+0.1mol/L=0.85mol/L,A符合题意;
B.由A中分析可知,原硝酸是稀硝酸,反应生成NO,由氮元素守恒可知n原来(HNO3)=3n[Fe(NO3)2]+n剩余(HNO3)+n(NO)=0.05mol×3+0.1mol/L×0.2+0.05mol=0.22mol,生成Fe(NO3)2、NO时原硝酸溶解的铁最多,由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2 NO↑+4H2O 可知,0.22molHNO3最多溶解铁 ×0.22mol,质量为 ×0.22mol×56g/mol=4.62g,故还能溶解铁4.64g-2.8g=1.82g,B不符合题意;
C.反应后溶液pH为1,故HNO3过量,Fe只可能转化为Fe3+,C符合题意;
D.2.8gFe的物质的量为 =0.05mol,若只生成NO,根据电子转移守恒可知,n(NO)= =0.05mol,则V(NO)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L;若只生成NO2,根据电子转移守恒可知,n(NO2)= =0.15mol,V(NO2)=0.15mol×22.4L/mol=3.36L,由于实际生成气体1.12L,故只生成NO, D符合题意;
故答案为:B
【分析】A、根据溶液中最后溶质为Fe(NO3)2和HNO3,且溶液pH=1,知道铁的质量,计算可得;
B、注意铁离子最后均转化为亚铁离子;
C、硝酸过量,硝酸具有强氧化性,铁不可能以亚铁离子形式存在;
D、根据电子守恒可得。
13.【答案】A
【知识点】氮的固定;氨的实验室制法;镁的化学性质
【解析】【解答】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,A符合题意;
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,B不符合题意;
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,C不符合题意;
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,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.钾与氯化钠溶液反应生成氢氧化钾和氢气,无法满足转化关系;
B.硝酸与NaHS发生氧化还原反应生成S单质,S能够实现与氧气的连续氧化,且最终生成强酸硫酸;
C.二氧化碳与镁反应生成MgO和C,C与氧气连续氧化得到二氧化碳,二氧化碳与水反应生成碳酸;
D.氯化铵和氢氧化钙加热反应生成氨气,氨气与氧气连续氧化得到二氧化氮,二氧化氮与水反应生成生成强酸硝酸。
14.【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;气体的收集
【解析】【解答】A.反应后产生的红棕色气体为NO2,此时收集得不到NO,A不符合题意;
B.此时产生的红棕色气体为NO2,B不符合题意;
C.烧瓶内产生的红棕色气体为NO2,红棕色消失的过程中发生反应“3NO2+H2O=2HNO3+NO”,NO不溶于水,故待红棕色消失后再用排水法收集,可得到NO,C符合题意;
D.由于NO易被空气中的O2氧化,故不能用排空气法收集,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】Cu与稀硝酸反应后生成的是NO,易被空气中的O2氧化成红棕色的NO2,NO2能与水反应生成HNO3和NO,据此结合选项进行分析。
15.【答案】c;a;产生白色沉淀、品红褪色;2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑
【知识点】氧化还原反应;二氧化硫的性质;实验装置综合
【解析】【解答】①硫酸亚铁的分解产物产生了氧化铁,二氧化硫和三氧化硫,即检验气体存在时需要先排除三氧化硫的干扰,检验二氧化硫可以选用品红溶液,检验三氧化硫,可以选用氯化钡溶液,三氧化硫易溶于水,显酸性,
故答案为:用Ba(NO3)2会氧化二氧化硫气体,使实验出现误差,因此C为氯化钡,用于检验SO3,可观察到产生白色沉淀,D为品红,可用于检验SO2,品红褪色;。②硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,反应的方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
【分析】实验后反应管中残留固体为红色粉末,说明生成Fe2O3,则反应中Fe元素化合价升高,根据氧化还原反应的规律,S元素化合价应降低,因此一定生成SO2;根据化合价升降守恒,化合价降低的S元素为总量的一半,因此一定还生成SO3,结合物质的性质分析解答。
16.【答案】(1)水硬;水泥;沙子;水泥;沙子;碎石
(2)碳酸钠;碳酸钙;二氧化硅(写俗称或化学式均可)
【知识点】水泥的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】(1)水泥具有水硬性和强吸水性;水泥砂浆是水泥、沙子和水的混合物,是常用的建筑黏合剂;混凝土是水泥、沙子和碎石的混合物,用钢筋做结构的混凝土强度很大。
(2)玻璃的生产原料是碳酸钠、碳酸钙和二氧化硅。
【分析】(1)根据水泥和混凝土的组成进行分析;
(2)根据玻璃的生成原料进行分析;
17.【答案】(1)c、d、e、f
(2)萃取分液;分液漏斗
(3)B
(4)温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口处;对烧杯加热时应该使用石棉网;冷凝管的水流方向应该是下进上出
(5)受热均匀,易控制温度;蒸馏烧瓶
【知识点】过滤;分液和萃取;物质的分离与提纯;氯、溴、碘的性质实验
【解析】【解答】(1)实验室焙烧海带在坩埚中进行,故需要c.坩埚、d.泥三角、e.铁三脚架、f.酒精灯;
答案为:c、d、e、f; (2)实验操作③是把碘从水溶液中转移出来的过程,因此是萃取、分液,得到碘的有机溶液,操作主要在分液漏斗中进行;
答案为:萃取分液;分液漏斗; (3)A.酒精与水互溶,不能做萃取剂,A不正确;
B.四氯化碳、苯满足萃取剂条件,B正确;
C.乙酸与水互溶,不能做萃取剂,C不正确;
D.甘油与水互溶,不能做萃取剂,D不正确;
答案为:B; (4)按蒸馏时正确的装置查找图中的3个不正确;由图知,这3个不正确分别是温度计的位置出错、加热时没有隔着石棉网加热、冷凝水方向出错;
答案为:温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口处;对烧杯加热时应该使用石棉网;冷凝管的水流方向应该是下进上出; (5)使用水浴加热的原因是受热均匀,易控制温度,可避免碘升华;因为萃取剂熔沸点较低先汽化,晶态碘收集在蒸馏烧瓶;
答案为:受热均匀,易控制温度;蒸馏烧瓶。
【分析】(1)灼烧海带需要的仪器有酒精灯,三脚架、泥三角及坩埚;
(2)分离难溶性固体和溶液采用过滤方法从碘水中分离出碘采用萃取方法;
(3)选择的萃取剂应该与溶剂不反应且不互溶,溶解溶质的溶解度比溶剂大;
(4)根据蒸馏装置图可以找出图中的错误;
(5)水浴加热使蒸馏烧瓶受热均匀。
18.【答案】(1)粉尘;b
(2)a;H2O2+NO2-=NO3-+H2O
(3)金属铁和金属铝表面都有一层氧化膜;铝铁合金在溶液中形成原电池,加快化学反应速率
(4)3HClO+2NO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+
【知识点】氮气的化学性质;氮的氧化物的性质及其对环境的影响
【解析】【解答】(1)烟道气中含有粉尘,装置A中放置无碱玻璃棉,可以除去粉尘;装置C用于除去少量的水蒸气,应该选择浓硫酸,NO2会与碱石灰反应,而五水硫酸铜不能起到干燥的作用;(2)①根据化学方程式,可知NO2可以单独被NaOH吸收,而NO需与NO2按照1:1才能被NaOH吸收,现无尾气残留,说明NO无残留,因此NO2至少和NO一样多,则参加反应的NO2、NO物质的量比值为≥1,a正确;②NO2-被氧化成NO3-,N的化合价从+3升高到+5,H2O2中的O的化合价应该降低,1molH2O2中的O的化合价从-1降低到-2,得到2mol电子,则H2O2和NO2-的系数比为1:1,再根据物料守恒或电荷守恒配平,离子方程式为H2O2+NO2-=H2O+NO3-;(3)①根据题意,活泼金属能够将溶液中NO3-转化为N2,但是金属铝和金属铁在0-3h内,NO3-的脱除效率很低,几乎没有脱除,可认为金属与NO3-可能没有反应,可能是金属表面有氧化膜,阻碍了NO3-的脱除反应;②铝铁合金中,铁和铝的活动性不同,可以构成原电池,加快化学反应速率;③HClO中Cl的化合价从+1降低到-1,NO的化合价从+2升高到+5,根据化合价升降守恒的,则HClO和NO3-的系数为3:2,再根据物质守恒和电荷守恒配平,离子方程式为3HClO+2NO+H2O=2NO3-+3Cl-+5H+。
【分析】(1)注意干燥酸性气体不能用碱性物质;
(2)书写离子方程式注意的问题:难溶物、微溶物、弱电解质、氧化物、弱酸酸式根、固体反应物和非电解质都不拆;化学反应前后电荷要守恒;
(3)注意铁和铝在浓硫酸或浓硝酸易钝化。
19.【答案】(1)溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;除去剩余一氧化氮防止污染空气
(2)2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2;碱石灰
【知识点】常用仪器及其使用;气体的收集;探究二氧化氮与水的反应
【解析】【解答】(1)装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,所以反应现象为溶液变蓝,铜片溶解,导管口有无色气体冒出;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;(2)生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,反应的化学方程式为:2CO2+2Na2O2═2Na2CO3+O2,通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,一氧化氮是污染性气体,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;为排除干扰在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应碱石灰,用来吸收二氧化碳。
【分析】(1)装置A中是浓硝酸和碳加热发生的反应,反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O,装置B中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,硝酸和铜反应生成硝酸铜,一氧化氮和水;通过装置C中的过氧化钠吸收一氧化氮、二氧化碳,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气;(2)生成碳酸钠的反应是二氧化碳和过氧化钠发生的反应,生成碳酸钠和氧气;为排除干扰在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应碱石灰,用来吸收二氧化碳。
20.【答案】(1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O
(2)品红褪色
(3)还原剂
(4)+6
(5)加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
(6)吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2 +2OH =SO32 +H2O
(7)漂白性、氧化性、还原性、酸性氧化物通性
【知识点】二氧化硫的性质;硫酸根离子的检验;含硫物质的性质及综合应用;二氧化硫的漂白作用
【解析】【解答】(1)A装置中Cu和浓硫酸加热条件下反应,生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O;(2)B装置为检验SO2的装置,SO2有漂白性,能使品红褪色,所以B装置中现象是品红溶液褪色;(3)C装置中,Na2S和SO2发生反应2Na2S+3SO2=3S↓+2Na2SO3,可观察到有淡黄色沉淀(或浑浊)生成,该反应中的Na2S:S的化合价由 2价升为0价,Na2S发生氧化反应、作还原剂,SO2发生还原反应、作氧化剂;(4)D装置中,Br2和SO2发生反应Br2+SO2+2H2O=2HBr +H2SO4,S由+4价变为+6价;(5)过氧化氢溶液具有氧化性,会将二氧化硫氧化成硫酸,要想证明硫元素的价态转化,只需要证明产物中有SO42 即可,所以只需要取D中溶液于试管中,加入盐酸酸化的BaCl2溶液即可,实验现象是有白色沉淀生成;(6)SO2是污染性气体,需要尾气处理,E装置的作用是吸收SO2尾气,防止污染环境;SO2是酸性氧化物,与NaOH溶液反应的离子方程式为SO2+2OH =SO32 +H2O;(7)B装置中褪色现象体现SO2的漂白性,C装置中出现浑浊现象体现SO2的氧化性,D装置中溴水褪色体现SO2的还原性,E装置中反应体现酸性氧化物的通性。
【分析】该实验的目的是研究不同价态硫元素之间的转化,A为SO2的发生装置,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 +SO2↑+2H2O,B为检验SO2的装置,SO2有漂白性,可用品红溶液检验,现象是品红褪色,C中Na2S和SO2发生氧化还原反应生S沉淀,说明SO2有氧化性,D中SO2和溴水反应生成H2SO4和氢溴酸,通过检验SO42-的存在,验证SO2有还原性,SO2是污染性气体,是酸性氧化物,所以E装置中盛装NaOH溶液,目的是吸收多余SO2,据此分析解答。
21.【答案】(1)H2;不行,稀硝酸无法制取H2S气体,会发生氧化还原反应得到NO气体
(2)强
(3)将铜片投入氯化铁溶液中,发现铜片溶解,溶液由黄色变成浅绿色,则Fe3+氧化性比Cu2+强
(4)2H2S+HSO +H+=3S↓+3H2O
(5)溶液颜色由红色逐渐变浅;H2S+2OH-=S2-+2H2O
【知识点】氧化还原反应;硝酸的化学性质;常用仪器及其使用;探究铁离子和亚铁离子的转化
【解析】【解答】(1)装置A为制备H2S气体的发生装置,该装置为固体液体反应不加热的装置,还可以制取的气体有氢气、二氧化碳等,装置A中的稀硫酸不能换为稀硝酸,因为硝酸由强氧化性,硫化氢具有还原性,二者会发生反应;
(2)装置B中溴水橙色褪去,说明溴单质氧化了硫化氢,证明溴的非金属性比硫强;
(3)将铜片投入氯化铁溶液中,发现铜片溶解,溶液由黄色变成浅绿色,则Fe3+氧化性比Cu2+强;
(4)装置E中生成淡黄色沉淀S,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,写出该反应的离子方程式为2H2S+HSO +H+=3S↓+3H2O;
(5)装置F中的现象为溶液颜色由红色逐渐变浅,该反应的离子方程式为H2S+2OH-=S2-+2H2O。
【分析】(1)常见的固液发生反应制取的气体还有氢气、二氧化碳等;稀硝酸和H2S会发生氧化还原反应;
(2)溴属于较强的氧化剂;
(3)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;
(4)H2S和HSO3- 发生氧化还原反应生成S;
(5)H2S为弱酸,可以和碱反应。
22.【答案】(1)过滤;4H++4I-+O2=2I2+2H2O
(2)四氯化碳与水不相溶,且溴在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度;分液漏斗
【知识点】过滤;分液和萃取;海带成分中碘的检验
【解析】【解答】(1)由以上分析知,步骤③的操作是过滤,除去难溶性杂质,得到含碘离子的溶液;碘离子在酸性环境中也能被氧气氧化,该反应的离子方程式是4H++4I-+O2=2I2+2H2O;(2)步骤⑤中萃取剂也可用四氯化碳,是因为四氯化碳与水不相溶,且溴在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度;萃取过程所用的主要玻璃仪器为分液漏斗。
【分析】海带经过灼烧后得到海带灰,浸泡海带灰,得到海带灰悬浊液,过滤,除去难溶性杂质,得到含碘离子的溶液,在酸性环境下,用过氧化氢氧化碘离子得到含碘水的溶液,再用苯萃取碘水中的碘单质得到含碘的苯溶液,再进行蒸馏,得到碘单质。
23.【答案】(1)胶体
(2)钠
(3)生石灰
(4)吸水性
(5)氧化性;CO2
【知识点】氧化还原反应;浓硫酸的性质;焰色反应;胶体的性质和应用
【解析】【解答】(1)丁达尔效应是胶体独有的性质
(2)焰色反应呈黄色的是钠元素
(3)镁离子可用生石灰沉淀生成氢氧化镁沉淀
(4) 盛有浓硫酸的烧杯敞口放置一段时间,质最增加, 是因为吸收了空气当中的水分子,体现了吸水性
(5)该反应中,S的化合价降低,体现了浓硫酸的强氧化性,氧化产物是二氧化碳
【分析】(1) 光束通过该分散系时 ,得到的光亮的通路,是胶体的丁达尔效应
(2)焰色反应为黄色的是钠元素
(3)沉淀剂要与离子能形成沉淀
(4)吸水性:吸收水分子,脱水性:以H:O=2:1的形式脱水
(5)氧化剂:有元素化合价降低的物质;氧化产物,还原剂被氧化得到氧化产物
24.【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】硝酸的化学性质;化学方程式的有关计算
【解析】【解析】(1)由反应的化学方程式可知,参与反应的HNO3,n(HNO3)=4n(Cu)=4×0.1mol=0.4mol;
(2)由反应的化学化学方程式可知,反应生成NO2的物质的量n(NO2)=2n(Cu)=2×0.1mol=0.2mol,其在标准状态下的体积V(NO2)=n(NO2)×Vm=0.2mol×22.4L/mol=4.48L;
(3)由反应的化学方程式可知,反应后生成Cu(NO3)2的物质的量n[Cu(NO3)2]=n(Cu)=0.1mol,溶液稀释至100mL时,所得溶液中Cu(NO3)2的物质的量浓度;
【分析】浓硝酸足量,铜完全反应,发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;64g铜的物质的量;据此结合反应的化学方程式进行计算。
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