模块综合检测
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分)
1.下列说法中错误的是( )
A.从1 L 1 mol·L-1的NaCl溶液中取出10 mL,其浓度仍是1 mol·L-1
B.配制0.5 L 10 mol·L-1的盐酸,需要氯化氢气体112 L(标准状况)
C.0.5 L 2 mol·L-1 BaCl2溶液中,Ba2+和Cl-总数为3×6.02×1023
D.10 g 98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)与10 mL 18.4 mol·L-1硫酸的浓度是不同的
解析:溶液是均一稳定的,D错误。
答案:D
2.将一定量的金属钠投入下列溶液中,充分反应后,最终不可能有沉淀的是( )
A.硫酸铜溶液 B.氯化钠溶液
C.氯化铁溶液 D.氯化镁溶液
解析:钠与盐溶液反应分两步进行,先是Na与H2O反应,然后是生成的NaOH与盐溶液反应生成难溶碱。其中,NaOH与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,与NaCl溶液不反应,与FeCl3溶液反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀,与MgCl2溶液反应生成Mg(OH)2白色沉淀。
答案:B
3.下列关于氯水的叙述正确的是( )
A.新制氯水中只含Cl2和H2O分子
B.光照氯水有气泡放出,该气体是Cl2
C.氯水放置一段时间后颜色将变深
D.新制氯水可使紫色石蕊试液先变红后褪色
解析:新制氯水中含有Cl2、H2O、HClO三种分子,A错;光照氯水时,HClO发生分解2HClO2HCl+O2↑,故气体为氧气,B错;氯水放置一段时间后由于HClO的分解,使Cl2继续与H2O反应生成HCl和HClO,HClO再分解,直至Cl2消耗完,溶液由浅黄绿色变为无色,C错;新制氯水中含有HCl可使紫色石蕊试液变红,含有的HClO可使其褪色,由于盐酸与石蕊反应速度快,故现象为先变红后褪色。
答案:D
4.下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是(已知:HClO有强氧化性)( )
A.H+、I-、ClO-、Na+
B.Ag+、NO、Cl-、K+
C.K+、Na+、Ca2+、CO
D.Cu2+、Fe2+、Cl-、SO
解析:酸性条件下,ClO-可表现出强氧化性,还原性离子与其不能大量共存,A项中I-与H+、ClO-因发生氧化还原而不能大量共存。
答案:A
5.[双选题]除去SO2中少量的SO3,可将混合气体通入( )
A.装水的洗气瓶
B.装饱和NaHSO3溶液的洗气瓶
C.装98%浓H2SO4的洗气瓶
D.装NaOH溶液的洗气瓶
解析:B可行是因为饱和NaHSO3溶液既可吸收SO3又防止了SO2的溶解,而C项实际是工业制硫酸,吸收塔中SO3被吸收的应用。
答案:BC
6.[双选题]下列气体溶解于水,没有发生氧化还原反应的是( )
A.SO2溶解于水 B.NO2溶解于水
C.CO2溶解于水 D.Cl2溶解于水
解析:SO2溶于水生成H2SO3,CO2溶于水生成H2CO3都没有发生化合价的变化,不属于氧化还原反应。
答案:AC
7.下列哪种情况没有发生Fe3+―→Fe2+的转化( )
A.将铁屑投入到带有黄色的粗盐酸溶液中
B.铁屑与过量的稀硝酸混合
C.制作印刷电路板
D.把铁屑放入氯化铁溶液中
解析:选项A、D中加入铁屑后发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+; 选项B中硝酸具有强氧化性,能将Fe氧化为Fe3+;选项C中发生反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。
答案:B
8.下列说法中正确的是( )
A.硅是人类将太阳能转变为电能的常用材料
B.工业上镁的制备是电解熔融MgO
C.铝热法制铁适用于野外小范围操作,生物炼铜已经大规模用于铜的生产中
D.海水的各种化学资源的开发过程,必须都要发生化学反应
解析:B项,镁的制备是电解熔融的MgCl2,MgO熔点高,熔化消耗能量更多;C项,生物炼铜在铜的生产中所占比例较少;D项,海水晒盐和海水的淡化不需要发生化学反应。
答案:A
9.已知常温下在溶液中可发生如下两个离子反应:Ce4++Fe2+===Fe3++Ce3+,Sn2++2Fe3+===2Fe2++Sn4+,由此可以确定Fe3+、Ce4+、Sn4+三种离子的氧化性由强到弱的顺序是( )
A.Sn4+、Fe3+、Ce4+ B.Sn4+、Ce4+、Fe3+
C.Ce4+、Fe3+、Sn4+ D.Fe3+、Sn4+、Ce4+
解析:根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可知氧化性Ce4+>Fe3+,Fe3+>Sn4+。
答案:C
10.[双选题]ClO2是一种杀菌效率高、二次污染小的水处理剂。实验室可通过以下反应制得ClO2。2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法正确的是( )
A.KClO3在反应中失去电子
B.H2C2O4在反应中被氧化
C.ClO2是氧化产物
D.1 mol KClO3参加反应有1 mol电子转移
解析:所给化学反应中电子转移情况如下:
2KClO3+H2C2O4+H2SO42C得2×e-lO2↑+K2SO4+2C失2×e-O2↑+2H2O
KClO3在反应中得到电子生成ClO2,ClO2为还原产物,1 mol KClO3参加反应有1 mol e-转移,H2C2O4在反应中C元素化合价升高,H2C2O4被氧化。
答案:BD
11.我们生活在丰富多彩的物质世界里,绝大多数物质都是混合物。而在科学实验或工农业生产实践中,有时需要纯度较高或极高的物质,这就要求我们要学会物质的分离和提纯。下列提纯方法不正确的是( )
A.除去KNO3中的NaCl杂质——结晶、重结晶
B.除去粗盐中的泥沙——过滤
C.除去KCl中的K2CO3——加适量的盐酸
D.除去碘水中的水——升华
解析:固体混合物分离,常使用过滤法和结晶法。若有一种固体难溶于水,则使用过滤法;若两种固体都易溶于水,常使用结晶法;从碘水中提取碘,通常使用萃取法。
答案:D
12.将一定质量的镁铝混合物投入200 mL硫酸中,固体全部溶解后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)的变化如图所示。则下列说法不正确的是( )
A.镁和铝的总质量为9 g
B.最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸
C.硫酸的物质的量浓度为2.5 mol·L-1
D.生成的氢气在标准状况下的体积为11.2 L
解析:由图像分析可知,镁的物质的量为0.15 mol,即3.6 g,铝的物质的量为0.2 mol,即5.4 g,所以镁和铝的总质量为9 g,A正确;最初20 mL NaOH溶液用于中和过量的硫酸,B正确;40 mL NaOH恰好和 0.2 mol Al(OH)3反应,由反应关系式Al(OH)3~NaOH~NaAlO2,可求出NaOH溶液的浓度为5 mol·L-1,在沉淀量最多时溶质为Na2SO4,从而求得H2SO4的浓度为2.5 mol·L-1,故C正确;生成H2的物质的量为0.15 mol+0.2 mol×=0.45 mol,故D错误。
答案:D
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(15分)已知:①SO2中S元素的化合价为+4价,既可以升高为+6价,又可以降低为0价,因此SO2既体现了氧化性又体现了还原性。SO2能与氯水、溴水、碘水等发生如下类型的反应:SO2+X2+2H2O===2HX+H2SO4(其中X2表示Cl2、Br2、I2);②SO2具有漂白性;SO2能与大部分有色物质化合生成不稳定的无色物质,该无色物质在受热条件下又会变为原来的有色物质,但SO2不能漂白酸碱指示剂。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)二氧化硫能使浸过溴水的滤纸褪色,这说明了________。
A.SO2的漂白性 B.溴的挥发性
C.SO2的氧化性 D.溴的氧化性
(2)将二氧化硫通入品红溶液,可以看到________,这体现了二氧化硫的________性,将氯气通入另一份品红溶液,可以看到________,这是因为________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若在相同状况下,将1体积SO2和1体积Cl2同时通入品红溶液,可观察到品红溶液________________。
A.立刻褪色 B.慢慢褪色
C.先褪色,后复原 D.颜色不褪
(4)上述(3)现象的原因是________________(用离子方程式表示)。怎样验证发生了该反应?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:SO2能使溴水褪色,是由于发生了反应:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,体现了SO2的还原性; SO2的漂白性是由于SO2与有色物质结合形成不稳定的无色物质,受热或放置久了会恢复原色;通入氯气品红溶液褪色是由于HClO具有强氧化性。
答案:(1)D (2)品红溶液褪色 漂白 品红溶液褪色 Cl2+H2O??HCl+HClO,氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,能漂白品红溶液 (3)D
(4)SO2+Cl2+2H2O===4H++2Cl-+SO
将(3)中不褪色的溶液取出少量,分装在两个小试管中,往其中一份溶液中滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,往另一份溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,若两试管中都出现白色沉淀,可以证明发生了上述反应
14.(13分)为了证明NO可以与O2和H2O共同反应生成HNO3,某学生设计了以下装置,按如下实验步骤进行实验:
①检查装置气密性。
②在中间四通直管中装入一定量的水,并向左右两侧试管及分液漏斗中加入图所示试剂。
③将铜丝插入稀硝酸中,开始反应,一段时间后再把铜丝从溶液中抽出。
④打开分液漏斗活塞,在试管中加入少量水,再立刻关闭。
⑤滴入几滴石蕊试液。
请你参与帮助解答以下问题:
(1)步骤①中,如何检查该装置的气密性?__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤③中,当铜丝插入稀硝酸时,可能观察到什么现象?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤④中,中间四通直管中,水面可能发生什么变化?为什么?_______________
________________________________________________________________________。
(4)加入石蕊试液的作用是什么?______________________________________。
解析:由于铜与硝酸接触后二者发生氧化还原反应而产生硝酸铜和NO,NO遇到装置内残留的空气变为红棕色的气体NO2,NO2与H2O接触后将发生反应产生NO,所以四通直管中水面先上升后下降,同时左试管中溶液颜色变为蓝色。
答案:(1)打开分液漏斗活塞并取下上面塞子,挤压胶头滴管使其成“瘪”状,同时立即关闭分液漏斗上的活塞,若胶头滴管的橡胶头一段时间内仍呈“瘪”状,表示气密性良好
(2)试管内先有红棕色气体产生,后又逐渐变为无色;左试管中的液体由无色逐渐变蓝色;中间四通直管中的液面起初略微上升,后开始下降
(3)水面上升,因为4NO+3O2+2H2O===4HNO3(或分步写:2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO)
(4)检验是否有酸生成
15.(11分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450℃~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
-
315
-
熔点/℃
-70.0
-107.2
-
-
-
升华温度/℃
-
-
180
300
162
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置A中g管的作用是________________;装置C中的试剂是____________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是________________________________________________________________________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是________(填写元素符号)。
解析:(1)A是制备Cl2的装置,注意要求写的是MnO2与浓盐酸反应的“离子方程式”。
(2)装置A中g管的作用是“使分液漏斗与圆底烧瓶压强保持一致,便于液体顺利滴下”,简单说就是“平衡压强”。B是除杂装置,除去Cl2中的HCl气体,C是干燥装置,干燥Cl2一般用浓硫酸。由于反应温度是450℃~500℃,此时SiCl4是气体,而题目表格中SiCl4通常应是液态的,故装置E中h瓶需要冷却的理由应是便于分离得到SiCl4。
(3)不易升华的AlCl3、FeCl3、PCl5都会在精馏后的残留物中存在,注意要先答上Cl。
答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4冷凝
(3)Al、P、Cl
16.(13分)(2011·安徽高考)MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2的实验,其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的________________(写化学式)转化为可溶性物质。
(2)第②步反应的离子方程式是□________+□ClO+□________===□MnO2↓+□Cl2↑+□________。
(3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、________、________、________,已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还含有________(写化学式)。
(4)若粗MnO2样品的质量为12.69 g,第①步反应后,经过滤得到8.7 g MnO2,并收集到0.224 L CO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要________mol NaClO3。
解析:(1)结合流程知,混合物中除MnO2外的物质均能溶于酸;
(2)结合反应ClO转化成Cl2,Cl元素化合价下降,故另一反应物为Mn2+,被氧化成MnO2,结合氧化还原反应方程式的配平原则配平氧化剂和还原剂,再根据电荷守恒关系和质量守恒关系完成缺项配平;
(3)由氧化还原反应规律知,Cl2与NaOH反应除生成NaClO3外,还有NaCl;
(4)结合MnCO3+H2SO4===MnSO4+H2O+CO2↑,n(MnCO3)=n(CO2)=0.01 mol,m(MnCO3)=1.15 g,m(MnO)=12.69 g-1.15 g-8.7 g=2.84 g(即0.04 mol),结合(2)知,至少加入n(ClO)=(0.01 mol+0.04 mol)×=0.02 mol。
答案:(1)MnO、MnCO3
(2)5Mn2+ 2 4H2O 5 1 8H+
(3)酒精灯 蒸发皿 玻璃棒 NaCl
(4)0.02