2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试题 (含解析)

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名称 2022-2023学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试题 (含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-04-29 21:22:25

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第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列说法不正确的是
A.硅酸钠的水溶液俗称泡花碱,可用作粘合剂和防火材料
B.碘单质在苯中的溶解度较大,可用苯萃取碘水中的碘单质
C.小苏打可用于配制发酵粉,医疗上也可以用作治疗胃酸过多
D.浓硫酸具有强氧化性,不能干燥二氧化硫气体
2.化学与生活、生产、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是
A.常温下铝与浓硝酸不反应,可以用铝质容器储存浓硝酸
B.工业上制硝酸过程中,氨气的催化氧化属于氮的固定
C.燃煤中加入可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.浓氨水可以检验输送氯气的管道是否泄漏
3.实验室以废铁屑、氨气和稀硫酸为原料,制备少量摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]。如图所示装置和原理能达到实验目的的是
A.用装置甲制取FeSO4溶液
B.用装置乙制取NH3
C.用装置丙将氨气通入FeSO4和H2SO4的混合溶液
D.用装置丁蒸干溶液得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
4.2022北京冬奥会的主题口号是“一起向未来”,秉承绿色冬奥、科技冬奥的理念。下列有关材料属于新型无机非金属单质材料的是
A B C D
“冰丝带”速滑馆场馆幕墙:钢化玻璃 “冰墩墩”吉祥物透明外壳:硅胶 “瑞雪祥云”礼仪服智能发热:石墨烯 “飞扬”火炬火炬内胆:铝合金
A.A B.B C.C D.D
5.X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10.X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是
A.X与Z可形成离子化合物ZX B.氧化物的熔点:
C.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸 D.简单气态氢化物的稳定性:
6.以粗铜为原料制取并收集NO2 。从反应后的溶液中回收Cu(NO3)2 6H2O。实验装置如下:
下列设计不能达到实验目的的是
A.用装置①制取NO2
B.用装置②收集NO2
C.用装置③除去反应残液中的不溶物
D.用装置④蒸发浓缩装置③所得滤液,然后冷却结晶、固液分离
7.下列各组离子一定能大量共存的是(  )
A.在强碱溶液中:Na+、K+、AlO、CO
B.在pH=0的溶液中:K+、Fe2+、Cl﹣、NO
C.在含大量Fe3+的溶液中:NH、Na+、Cl﹣、SCN﹣
D.在c(H+)=10﹣13mol/L的溶液中:NH、Al3+、SO、NO
8.下列方程式与所给事实相符的一项是
A.吸收气体:
B.明矾水溶液中加溶液至沉淀的质量最大时:
C.溶液中通入,生成黄色沉淀:
D.在稀硝酸中加入过量铁粉:
9.下列实验装置及现象正确的是
选项 A B C D
实验装置
实验现象或目的 分离I2和KMnO4固体 浓氨水与浓硫酸反应 制备Fe(OH)2,并观察其颜色 检验乙炔气体可使酸性高锰酸钾溶液褪色
A.A B.B C.C D.D
10.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W、Y、Z组成的化合物M遇稀硫酸得到Z的单质及其氧化物,M的结构如图所示。下列有关说法错误的是
A.简单气态氢化物的稳定性:X>W>Z
B.M中W原子满足8电子稳定结构
C.简单离子半径大小:Z>Y>W>X
D.Y分别与W、Z形成的二元化合物中可能均含有非极性键
11.下列实验操作能达到目的的是
A.检验草木灰中含钾元素 B.验证氨水呈碱性 C.探究NaHCO3的热稳定性 C.除去二氧化碳中的氯化氢
A.A B.B C.C D.D
12.化学与生活、生产密切相关,下列有关说法中正确的是
A.ClO2具有氧化性,可用作自来水的净水剂
B.苏打溶液显碱性,苏打常用作胃酸中和剂
C.CaCO3是生产普通玻璃和硅酸盐水泥的共同原料
D.Fe和Al2O3构成的铝热剂,用于焊接钢轨
二、非选择题(共10题)
13.现有10种物质:①铜线;②Cl2;③NH3;④HCl;⑤CO2;⑥稀盐酸;⑦乙醇(CH3CH2OH);⑧NaOH溶液;⑨BaSO4晶体;⑩熔融的NaCl。回答下列问题:
(1)上述物质属于如图所示化学概念交叉部分的有_______ (填序号)。
(2)向⑧中通入足量的⑤充分反应,产物为________(填化学式)。
(3)所含原子个数相等的⑤与⑦的物质的量之比为_________。
(4)将②与③充分混合,会出现浓厚的白烟,另一生成物是空气的主要成分,则反应的化学方程式为______________。
14.有一瓶(约100mL)硫酸和硝酸的混合溶液,取出10.00mL该混合溶液,加入足量氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、烘干,可得到4.66g沉淀。滤液跟2.00mol·L-1NaOH溶液反应,共用去35.00mL碱液时恰好中和。求:
(1)混合液中H2SO4和HNO3的物质的量浓度_______、________;
(2)另取10.00mL原混合酸溶液,加入1.60g铜粉共热,在标准状况下可收集到_______毫升气体。
15.化学与人类生活密切相关。请按要求,回答下列问题:
(1)春秋末期工艺官书《考工记》中记载有“涑帛”的方法,即利用含有碳酸钠的水溶液来洗涤丝帛。请写出碳酸钠水溶液中通入CO2气体的化学方程式____,将54.8g Na2CO3和NaHCO3 的混合物分成等量的两份,一份溶于水后加入足量盐酸,收集到气体V L,另一份直接加热至恒重,生成气体2.24L(所有气体体积均在标准状况下测定),则原固体混合物中Na2CO3的物质的量:n(Na2CO3)=____,气体V=____。
(2)“84”消毒液在生活中使用广泛,其有效成分是次氯酸钠。可在常温下将氯气通入NaOH溶液制得,该反应的离子方程式为____,若有2mol氯气参与该反应,则此时转移的电子数为____NA。
(3)小苏打可用于治疗胃酸过多,其反应的离子方程式为____。
(4)长石是地表岩石最重要的造岩矿物。某种长石的化学组成KAlSi3O8则将其改写成氧化物的组合形式为____。
(5)葡萄糖(分子式C6H12O6)是人体活细胞的能量来源。已知1mol等于1000mmol,某体检单的一些指标如图,则每升该样品中含葡萄糖的质量为____g(请保留两位小数)。
9 白球比 1.6
10 乳酸脱氢酶 161 U/L
11 磷酸肌酸激酶 56 U/L
12 甘油三酯 0.52 mmol/L
13 总胆固醇 4.27 mmol/L
14 高密度脂蛋白胆固醇 1.57 mmol/L
15 低密度脂蛋白胆固醇 1.40 mmol/L
16 葡萄糖 4.94 mmol/L
16.某氮肥中混有少量,现采用下列方案测定该氮肥中的质量分数:称取5.7g上述样品与2.0溶液混合,完全溶解后,低温加热使其充分反应(该温度下铵盐不分解),并使生成的氨气全部被硫酸吸收,测得氨气的质量与所用溶液体积的关系如图所示:
请回答下列问题:
(1)A点前样品与反应的离子方程式为_______。
(2)样品中的质量分数是_______%(保留一位小数)。
17.取a g铁粉投入600mL某浓度的稀溶液中,充分反应后铁粉完全溶解,硝酸恰好完全反应,同时生成标准状况下NO气体6.72L(硝酸的还原产物只有一种)。反应后的溶液中加入足量NaOH溶液,将沉淀过滤、洗涤、充分灼烧得32g红棕色固体。试计算:
(1)加入铁粉的质量___________g
(2)原稀溶液的物质的量浓度是___________mol/L
18.(1)已知反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。若有64gCu被氧化,则被还原的HNO3的质量是_______。
(2)某烃完全燃烧后生成17.6gCO2和10.8gH2O,该烃的分子式为_______。
(3)向100mL2mol·L-1 的氯化铝溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液100mL时产生的沉淀为7.8g,则加入氧氧化钠溶液的物质的量浓度为__。
19.某同学取一定质量的铁铝合金与100 mLxmol/L稀硝酸充分反应,反应过程中没有气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入2 mol/L NaOH溶液,所加 NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示:
(1)写出EF段发生反应的离子方程式____________
(2)C点对应的溶液中含有的阳离子除Na+外,还含有_______。
(3)x =________。
(4)铁铝合金中铝的物质的量分数为_________。
20.是大气污染物之一,但也是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)工业生产向大气中排放含有的尾气是形成酸雨的原因之一。酸雨的危害巨大,因此工业尾气排放前必须进行净化处理。
①下列物质可以用来吸收尾气中的是_______(填字母)。
a.溶液 b.饱和溶液
c.溶液 d.饱和溶液
②以生石灰为脱硫剂,与尾气中反应将硫固定,其产物可作建筑材料。写出该反应的化学方程式:_______。
(2)某化学兴趣小组为探究的性质,设计如图所示装置进行实验。
①装置A中烧瓶内反应的化学方程式为_______。
②装置D中反应的化学方程式为_______。
③E中产生白色沉淀,该白色沉淀的化学成分为_______(填字母)。
a. b. c.和
设计实验证明你的判断:_______。
21.某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与盐酸溶液反应可制取氯气,化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O,他们设计如下装置制取氯气并验证其性质。请回答下列问题:
(1)该反应中的氧化剂是___________,氧化产物与还原产物物质的量之比是___________。方程式表示漂白粉在空气中的漂白原理___________。
(2)该实验中A部分的装置是___________(填字母)。
a.b.c.d.
(3)装置B中饱和食盐水的作用是___________。
(4)装置C中的实验现象是___________。
(5)实验结束时发现装置E中有色布条并没有褪色,此时取下E装置,加入少量蒸馏水,塞紧塞子振荡,有色布条褪色,写出有色布条褪色的原因是:___________(用化学方程式和必要的文字说明)。
(6)装置F作用是___________,实验结束后为了检验溶液中含有Cl-,请写出实验方案:___________。
22.氮氧化物(NOx)是大气污染物之一。工业上在一定的温度和催化剂条件下,可用NH3来消除NOx的污染,生成两种对环境无害的物质。
(1)请写出NH3与NO2反应的化学方程式____。
(2)①写出实验室中由固体物质制取氨气的化学方程式__;
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择下图中的装置,其连接顺序为:发生装置→____(按气流方向,用小写字母表示)
(3)电解法处理含氮氧化物废气,可回收硝酸,具有较高的环境效益和经济效益。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如图所示(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。
①写出电解时NO2发生反应的电极反应式:___。
②若有标准状况下2.24LNO2被吸收,通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为__mol。
参考答案:
1.D
A.硅酸钠的水溶液,由于硅酸根离子水解呈碱性,俗称泡花碱,具有很强的粘性和着火点很高,可用作粘合剂和防火材料,A正确;
B.碘单质在苯中的溶解度较大,可用苯萃取碘水中的碘单质,B正确;
C.小苏打可用于配制发酵粉,医疗上也可以用作治疗胃酸过多,C正确;
D.浓硫酸具有强氧化性,但是SO2不会和浓硫酸反应,可以用于干燥SO2,D错误;
答案选D。
2.D
A.常温下铝与浓硝酸发生钝化反应,A错误;
B.氨气的催化氧化是氮的化合物之间的转化,不属于氮的固定,B错误;
C.燃煤中加入可以减少二氧化硫的排放,但是不减少二氧化碳的排放,C错误;
D.浓氨水挥发除的氨气和氯气反应会生成氯化铵固体产生白烟,可以检验输送氯气的管道是否泄漏,D正确;
故选D。
3.A
A.Fe与稀硫酸反应生成FeSO4,过量的Fe可以防止Fe2+被氧化,A符合题意;
B.收集NH3的试管口应该放一团棉花,不应该用橡皮塞,B不符合题意;
C.由于氨气极易溶于水且与硫酸反应,容易引发倒吸,而丙装置不能防倒吸,不能达到实验目的,C不符合题意;
D.由于产品带结晶水,故不能将溶液蒸干,应该采取蒸发浓缩、降温结晶的操作,D不符合题意;
故答案选A。
4.C
A.钢化玻璃属于无机非金属材料,不属于新型无机非金属单质材料,故A错误;
B.硅胶是一种高活性吸附材料,不属于新型无机非金属单质材料,故B错误;
C.石墨烯属于新型无机非金属单质材料,故C正确;
D.铝合金属于金属材料,不属于新型无机非金属单质材料,故D错误;
故选C。
5.D
X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10;X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z,说明Y、Z同周期,Y的最外层电子数为2,X、Z的最外层电子数为=4,结合原子序数可知,X为C,Y为Mg,Z为Si,以此分析解答。
A.X与Z可形成的化合物为SiC,属于共价化合物,故A错误;
B.X的氧化物为CO2或CO,Z的氧化物为SiO2;二氧化硅属于原子晶体,熔点较高,而碳的氧化物属于分子晶体,熔点较低,因此氧化物的熔点:XC.镁与浓硝酸反应可以生成硝酸镁和二氧化氮,而硅与浓硝酸不反应,故C错误;
D.元素的非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性:C>Si,因此简单气态氢化物的稳定性:CH4>SiH4,故D正确;
故选D。
6.B
A.浓硝酸与铜反应生成二氧化氮,同时将球形分液漏斗的顶端与蒸馏烧相连也有利于浓硝酸顺利流入蒸馏烧瓶中,能达到实验目的,故A不选;
B.二氧化氮不仅能溶于水还能与水反应,所以不能用排水法收集二氧化氮,应选用向上排空气法或选用真空收集法收集,故选B;
C.除去反应残液中的不溶物选用过滤装置,故C不选;
D.装置④为蒸发装置可用于发浓缩装置③所得滤液,然后冷却结晶、过滤进行固液分离,故D不选。
答案选B
7.A
A.强碱溶液含大量OH-,OH-、Na+、K+、AlO、CO之间不能反应,能大量共存,A满足题意;
B.pH=0的溶液为强酸溶液,含大量H+,H+、Fe2+、NO三者能发生氧化还原反应而不能大量共存,B不满足题意;
C.Fe3+和SCN﹣反应生成络合物Fe(SCN)3而不能大量共存,C不满足题意;
D.c(H+)=10﹣13mol/L<10-7mol/L,为碱性溶液,含大量的OH-,OH-和NH、Al3+生成NH3·H2O、Al(OH)3(或AlO2-)而不能大量共存,D不满足题意。
答案选A。
8.C
A.过氧化钠具有强氧化性,二氧化硫以还原性为主,两者发生氧化还原反应,得到Na2SO4,故A错误;
B.明矾与氢氧化钡反应至沉淀质量最大,说明SO全部转化成硫酸钡沉淀,铝元素以AlO形式存在,正确的离子方程式为Al3++4OH-+2Ba2++2SO=2BaSO4↓+AlO+2H2O,故B错误;
C.氯气具有强氧化性,能将-2价S氧化为S,其反应方程式为Cl2+H2S=S↓+2HCl,故C正确;
D.加入铁粉过量,过量铁与Fe3+反应生成Fe2+,其离子方程式为3Fe+2NO+8H+=3Fe3++2NO↑+4H2O,故D错误;
答案为C。
9.C
A.受热易升华,受热易分解,不能用加热的方法将二者分离,A错误;
B.浓硫酸没有挥发性,浓氨水与浓硫酸不会产生白烟现象,B错误;
C.易被氧化,通过图中电解装置,阴极产生,阳极生成和氢气,可以制备,氢气的存在可以防止被氧化,C正确;
D.电石中含有等杂质,与饱和食盐水反应时可能生成等还原性气体,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误;
故选C。
10.C
由M的结构以及M遇稀硫酸得到Z的单质和氧化物,可知M为Na2S2O3,即W为O,Y为Na、Z为S;根据W、X、Y、Z的原子序数依次增大,可知X为F,据此分析。
A.经分析,X为F,W为O,Z为S,则简单气态氢化物的稳定性:F>O>S,故A项正确;
B.由M的结构可知,氧原子满足8电子稳定结构,故B项正确;
C.电子层越多,简单离子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,离子半径越大,S2-有三个电子层,O2-、F-、Na+均有2个电子层,因此简单离子半径大小:S2->O2->F->Na+,故C项错误;
D.O、S属于同主族元素,Na与O、S分别可形成Na2O2、Na2S2等化合物,分子中均含有非极性键,故 D项正确;
本题答案为C。
11.B
A.观察钾元素的焰色时需透过蓝色钴玻璃滤掉黄光,故A错误;
B.氨气易溶于水,溶液呈碱性,可使酚酞变红色,故B正确;
C.加热固体,试管口应略朝下倾斜,以防止冷凝水倒流使试管炸裂,故C错误;
D.二者都与氢氧化钠溶液反应,应用饱和碳酸氢钠溶液除杂,故D错误;
故选:B。
12.C
A.ClO2的氧化性应用于消毒杀菌,故A错误;
B.用作胃酸中和剂的应为小苏打NaHCO3,故B错误;
C.制备水泥的原料是粘土、石灰石;制备玻璃的原料是纯碱、石灰石、石英,所以都用到CaCO3,故C正确;
D.铝热反应是Al和Fe2O3在高温下生成Fe和Al2O3的反应,Al和Fe2O3组成铝热剂,故D错误。
本题选C。
13. ⑩ NaHCO3 3: 1 8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2
(1)能导电有金属单质、电解质溶液、熔融电解质,上述物质中①铜线⑥稀盐酸⑧NaOH溶液⑩熔融的NaCl,可导电,其中①为单质,⑥⑧为混合物均不是电解质,所以既能导电又属于电解质的为⑩熔融的NaCl。故答案为:⑩。
(2)向⑧中通入足量的⑤充分反应,反应方程式为:NaOH+CO2=NaHCO3,产物为NaHCO3。故答案为:NaHCO3。
(3)1molCO2含3mol原子,1mol乙醇(CH3CH2OH)含9mol原子,所含原子个数相等的⑤与⑦的物质的量之比为3:1。故答案为:3:1。
(4)②与③充分混合,会出现浓厚的白烟,另一生成物是空气的主要成分,可知产物为氮气和氯化铵,反应方程式为:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。故答案为:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。
14.(1) c(H2SO4)=2.00mol·L-1 c(HNO3)=3.00 mol·L-1
(2)373
(1)n(H2SO4)=n(BaSO4)==0.0200 mol
∴c(H2SO4)=
由H+~OH-,设[H+]为x mol·L-1
则x×0.01000L=2.00mol·L-1×0.03500L解得x=7.00mol·L-1
∴c(HNO3)=(7.00-2×2.00) mol·L-1=3.00 mol·L-1
(2)
y=0.016 (mol),现为0.03 mol,∴过量
z=0.066 (mol),现H+为0.07 mol,∴H+过量
∴计算NO体积应以不过量的Cu作计算依据,即:
,w=0.373 (L)=373 (mL)
15. Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 0.2mol 6.72 Cl2+2OH=Cl-+ClO-+H2O 2 HCO3-+H+=CO2↑+H2O K2O·Al2O3·6SiO2 0.89g
(1)碳酸钠与二氧化碳在溶液中反应生成碳酸氢钠;加热时发生反应:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,根据生成的二氧化碳可以计算每一份中碳酸氢钠的物质的量,原混合物中碳酸氢钠的物质的量为每一份中碳酸氢钠的2倍,结合原混合物的质量可得原混合物中碳酸钠的质量,再根据碳原子守恒计算每一份与盐酸反应生成二氧化碳的体积;
(2)氯气和NaOH反应生成NaCl和NaClO,根据氯气和转移电子之间的关系式计算转移电子物质的量;
(3)小苏打的主要成分为碳酸氢钠,可与盐酸反应生成二氧化碳气体;
(4)按照活泼金属氧化物 较活泼金属氧化物 SiO2 H2O的顺序来书写;
(5)由表中数据可知葡萄糖的浓度为4.94mmol/L,即1L溶液含有4.94mmol葡萄糖,结合m=nM计算。
(1)碳酸钠与二氧化碳在溶液中反应生成碳酸氢钠,反应方程式为:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3;加热生成二氧化碳的物质的量为=0.1mol,由2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,可知每一份中碳酸氢钠的物质的量为:0.1mol×2=0.2mol,故原混合物中碳酸氢钠的物质的量为0.2mol×2=0.4mol,则原混合物中m(Na2CO3)=54.8g-0.4mol×84g/mol=21.2g,则原混合物中n(Na2CO3)==0.2mol;每一份中碳酸氢钠为0.2mol,碳酸钠为0.1mol,根据碳原子守恒,可知与盐酸反应生成二氧化碳为:(0.2mol+0.1mol)×22.4L/mol=6.72L,故答案为:Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3;0.2 mol;6.72;
(2)氯气和NaOH反应生成NaCl和NaClO,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,反应中Cl元素化合价由0价分别变化为+1价、-1价,若有2mol氯气参与该反应,则生成2molNaCl,转移电子的物质的量为2mol,数目为2NA,故答案为:Cl2+2OH=Cl-+ClO-+H2O;2;
(3)小苏打的主要成分为碳酸氢钠,可与盐酸反应生成二氧化碳气体,反应的离子方程式为HCO3-+H+=H2O+CO2↑,故答案为:HCO3-+H+=CO2↑+H2O;
(4)钾的氧化物为K2O,铝的氧化物为Al2O3,硅的氧化物为SiO2,则根据活泼金属氧化物、较活泼金属氧化物、SiO2、H2O的顺序可知,KAlSi3O8可改写为K2O Al2O3 6SiO2,故答案为:K2O Al2O3 6SiO2;
(5)由表中数据可知葡萄糖的浓度为4.94mmol/L,即1L溶液含有4.94mmol葡萄糖,则质量为4.94×10-3mol×180g/mol=0.89g,故答案为:0.89。
16.(1)
(2)16.8
溶液中碳酸氢根先与氢氧根离子反应生成碳酸根与水,然后铵根离子再与氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气与水;
(1)
溶液中碳酸氢根先与氢氧根离子反应生成碳酸根与水,然后铵根离子再与氢氧根离子在加热条件下反应生成氨气与水,故A点前样品与NaOH反应的离子方程式为,故答案为:;
(2)
加入70mL NaOH溶液时,溶液中溶质为Na2CO3,根据钠离子守恒n(Na2CO3)=n(NaOH)=×0.07L×2mol/L=0.07mol,设NH4HCO3、(NH4)2CO3的物质的量分别为xmol、ymol,根据二者质量之和与碳元素守恒,则:79x+96y=5.7、x+y=0.07,解得x=0.06 y=0.01,样品中(NH4)2CO3的质量分数是=16.8%,故答案为:16.8%。
17.(1)22.4
(2)2
【解析】(1)
反应后的溶液中加入足量NaOH溶液,生成氢氧化铁沉淀,将沉淀过滤、洗涤、充分灼烧得32g氧化铁,根据铁元素守恒,加入铁粉的质量。
(2)
反应生成NO的物质的量是,根据得失电子守恒,铁失电子0.9mol,则反应后铁形成的离子所带正电荷总数是0.9mol,根据电荷守恒,反应后的溶液含有0.9mol ,根据氮元素守恒,原稀溶液的物质的量浓度是mol/L。
18. 42g C2H6 3mol·L-1或7mol·L-1
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中,3molCu作还原剂,与2molHNO3作氧化剂,遵循电子守恒,以此来解答;AlCl3溶液中加入NaOH溶液,若碱不足,只发生反应:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl;先求出实验式,再求分子式;若碱与铝离子的物质的量之比大于3:1时,先发生反应:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl,后发生反应:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,据此讨论计算。
(1)n(Cu)= =1mol,设被还原的硝酸为xmol,则
, ,解得x= mol,则被还原的硝酸的质量为mol×63g/mol=42g,故答案为42g;
(2)n(CO2)==0.4mol,n(H2O)= =0.6mol,完全燃烧生成0.4molCO2和0.6H2O,n(C):n(H)=0.4:0.6 2=2:6,可知烃的实验式为C2H6,碳已经饱和,分子式为C2H6,故答案为:C2H6;
(3)100ml2mol·L-1的AlCl3溶液中,n(Al3+)=0.1L×2mol·L-1 =0.2mol,生成沉淀的质量是7.8g,其物质的量为: =0.1mol,可能是0.2molAl3+生成0.1mol沉淀,或者0.2molAl3+生成0.2molAl(OH)3沉淀后又溶解了0.1mol;
①若碱不足,即0.2molAl3+生成0.1mol沉淀,AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl,NaOH的物质的量为0.1mol×3=0.3mol,c(NaOH)= =3mol·L-1;
②碱与铝离子的物质的量之比大于3:1,小于4:1,即0.2molAl3+生成0.1mol沉淀,或者0.2molAl3+生成0.2molAl(OH)3沉淀后又溶解了0.1mol;
则消耗的碱的物质的量为0.6mol+0.1mol=0.7mol,c(NaOH)==7mol·L-1;
故答案为:3mol·L-1或7mol·L-1。
19. Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O NH4+、Al3+、Fe3+ 0.74 25%
铝粉和铁粉的混合物与100 mLxmol/L稀HNO3充分反应,被氧化为Al3+、Fe3+,通过题意,反应过程中没有气体放出,说明没有氮的氧化物生成,结合图像,N元素由+5变成了-3价,生成了铵根离子。由图可得硝酸过量,加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应,再生成沉淀,当沉淀完全后,由图知继续加入氢氧化钠溶液,沉淀量不变,氢氧化钠与NH4+发生了反应,则随着NaOH的滴加,发生的反应依次有:H++OH-=H2O,Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,Al3++3OH-=Al(OH)3↓,NH4++OH-═NH3 H2O,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,据此分析解答。
(1)E与F之间沉淀的量减少,是因为Al(OH)3能够在氢氧化钠溶液中溶解,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
(2)铝粉和铁粉的混合物与一定量稀HNO3充分反应,被氧化为Al3+、Fe3+,通过题意,反应始终没有气体生成,由图可得硝酸过量,加入氢氧化钠溶液应先与硝酸反应,所以C点含有Na+,当沉淀完全后,由图知继续加入氢氧化钠溶液,沉淀量不变,为氢氧化钠与NH4+发生了反应,NH4++OH-═NH3 H2O,所以溶液中存在NH4+,即C点对应的溶液中含有的阳离子除Na+外,还含有NH4+、Al3+、Fe 3+,故答案为:NH4+、Al3+、Fe 3+;
(3)E与F之间沉淀的量减少,为Al(OH)3溶解在氢氧化钠溶液中,
其反应的方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,氢氧化铝与氢氧化钠物质的量之比为1∶1,EF段的n(NaOH)=2mol/L×(36-34)×10-3L=0.004mol,根据Al~Al(OH)3~NaOH~NaAlO2,铝的物质的量为0.004mol;铁铝与硝酸反应没有气体产生,说明还原产物为硝酸铵,DE段为NH4NO3和NaOH反应,根据NH4NO3~NaOH,n(NH4NO3)=n(NaOH)=(34-31)×10-3L×2mol/L=0.006mol,所以E点时,溶液中的溶质是硝酸钠和氨水,n(NH3 H2O )=n(NH4+)=0.006mol,n(NaNO3)=n(NaOH)=34×10-3L×2mol/L=0.068mol,根据氮原子守恒知,c(HNO3)===0.74mol/L,故答案为:0.74;
(4)铁和铝开始和硝酸反应的时候生成+3价离子,N元素变成铵根离子。设铁有ymol。
Al离子为0.004mol,NH4+为0.006mol,根据得失电子守恒:3y+0.004×3=0.006×8,解得:y=0.012mol,所以铁离子为0.012mol,根据原子守恒知,铁的物质的量是0.012mol,铁铝合金中铝的物质的量分数为×100%=25%,故答案为:25%。
20.(1) a
(2) b 向白色沉淀中加入稀盐酸,沉淀不溶解
【解析】(1)
①a.SO2是酸性氧化物可以用碱性溶液吸收,溶液呈碱性,可以吸收SO2,故a符合题意;
b.饱和溶液可以吸收SO2生成CO2,不能吸收SO2,故b不符合题意;
c.溶液呈中性,不与SO2反应,不能吸收SO2,故c不符合题意;
d.饱和溶液不与SO2反应,不能吸收SO2,故d不符合题意;
故答案为:a;
②生石灰的化学式为CaO,与二氧化硫、氧气发生反应的化学方程式为:,故答案为:;
(2)
装置A中铜和浓硫酸反应制取SO2,装置B中品红检验SO2,装置C中的酸性高锰酸钾溶液可以和SO2发生氧化还原反应,体现SO2还原性,装置D中的硫化氢可以和SO2发生反应体现SO2氧化性,装置E中的硝酸钡溶液可以与SO2的水溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡,装置F可以吸收尾气,防止污染环境。
①装置A中烧瓶内铜和浓硫酸反应的化学方程式为;故答案为:;
②根据分析装置D中反应的化学方程式为;故答案为:;
③SO2通入硝酸钡溶液中,SO2的水溶液显酸性,酸性条件下硝酸根离子具有氧化性,可以将SO2氧化为硫酸根,从而产生白色沉淀硫酸钡,所以E中产生白色沉淀,该白色沉淀的化学成分为BaSO4;向白色沉淀中加入稀盐酸,沉淀不溶解,证明只含硫酸钡,不含亚硫酸钡;故答案为:b;向白色沉淀中加入稀盐酸,沉淀不溶解。
21.(1) Ca(ClO)2 1:1 Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3↓
(2)b
(3)除去Cl2中的HCl气体
(4)导管口有气泡,溶液变蓝
(5)加入蒸馏水,Cl2与H2O反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO漂白有色布条
(6) 吸收尾气氯气,防止污染空气 取少量反应后的溶液于试管中,加入HNO3酸化的AgNO3溶液中,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有Cl-
漂白粉与盐酸混合加热反应产生Cl2,Cl2与KI在溶液中发生置换反应,产生I2和KCl,I2遇淀粉溶液变为蓝色;Cl2经浓硫酸干燥后通入盛有干燥有色布条的D中,通过观察干燥的有色布条是否褪色验证氯气是否具有漂白性;氯气是有毒气体,经NaOH溶液尾气处理后再进行排放。
(1)反应Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O中,Ca(ClO)2中Cl的化合价降低,做氧化剂,生成还原产物氯气,4mol盐酸中2mol做还原剂生成氧化产物氯气,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1。漂白粉使用时,在溶液中Ca(ClO)2与溶解在水中的CO2发生反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3↓。
(2)在装置A中,漂白粉与盐酸混合加热制取氯气,由于反应条件是加热,反应物的状态是固体与液体混合物,因此应该选用装置b。
(3)装置A反应后有HCl气体过来,在装置B中放饱和食盐水可以除去Cl2中的HCl气体,故答案为:除去Cl2中的HCl气体;
(4)在装置C中,Cl2与溶液中的KI会发生反应:2KI+Cl2=2KCl+I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,因此在装置B中观察到的实验现象是导管口有气泡,溶液变蓝,故答案为:导管口有气泡,溶液变蓝;
(5)实验结束时发现装置E中有色布条并没有褪色,此时取下E装置,加入少量蒸馏水,塞紧塞子振荡,有色布条褪色,有色布条褪色是由于Cl2与加入的水发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成的HClO有强氧化性,能将有色布条氧化漂白,故答案为:加入蒸馏水,Cl2与H2O反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO漂白有色布条;
(6)装置F中氢氧化钠溶液吸收尾气氯气,防止污染空气;实验结束后,可根据AgCl是既不溶于水,也不溶于酸的性质检验溶液中含有Cl-,实验方案是:取少量反应后的溶液于试管中,加入HNO3酸化的AgNO3溶液中,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有Cl-,故答案为:吸收尾气氯气,防止污染空气;取少量反应后的溶液于试管中,加入HNO3酸化的AgNO3溶液中,若有白色沉淀生成,则证明溶液中含有Cl-。
22. 6NO2+8NH37N2+12H2O 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O d、c→f、e→(dc)→i NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ 0.1
(1)由已知一定的温度和催化剂条件下,可用NH3来消除NOx的污染,生成两种对环境无害的物质,其反应的化学方程式为6NO2+8NH37N2+12H2O;答案:6NO2+8NH37N2+12H2O;
(2)①写出实验室中由固体物质制取氨气的原料为Ca(OH)2和NH4Cl,在加热的条件下发生反应,生成氨气,氯化钙和水,其反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;答案:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②A为发生装置,制得的氨气携带水蒸气,通过碱石灰进行干燥,气流方向为:a→d→c,用装置D收集氨气,因氨气密度比空气小,所以按f进气,e出气方向链接,为了处理多余的氨气,需要用F装置进行处理,因氨气极易溶于水,所以要采用防倒吸装置,连接装置E 中的I,其顺序为:发生装置→d、c→f、e→i ;所以本题答案:d、c→f、e→i;
(3)①由图可知电解时NO2发生反应可回收HNO3,据电荷守恒和原子个数守恒,结合介质环境可得电极反应式NO2+H2O-e-=2H++ NO3-;答案:NO2+H2O-e-=2H++ NO3-;
②标准状况下2.24 L NO2 即0.1 mol参加反应,转移电子数为0.1 mol,阴极生成H2消耗H+为0.1 mol,则通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H+为0.1 mol。答案:0.1mol