【课堂新坐标,同步备课参考】2013-2014学年高中化学(鲁科版)必修二 课时作业:第2章 第3节 化学反应的利用

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名称 【课堂新坐标,同步备课参考】2013-2014学年高中化学(鲁科版)必修二 课时作业:第2章 第3节 化学反应的利用
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2014-08-01 11:52:28

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1.下列物质可用来干燥Cl2的是(  )
①碱石灰 ②浓硫酸 ③无水CaCl2 ④P2O5
A.①②           B.①③④
C.②③④ D.①②③④
【解析】 碱石灰属于碱性干燥剂,可以用来干燥碱性气体和中性气体,但不能用于干燥酸性气体;浓H2SO4和P2O5属于酸性干燥剂,可以用来干燥酸性气体和中性气体(除H2S、HBr、HI外);无水CaCl2属于中性干燥剂,可以用于干燥所有气体(除NH3外)。
【答案】 C
2.(2013·三明高一质检)用下列两种方法制取氯气:①用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应
②用87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,则所得氯气(  )
A.②比①多 B.①比②多
C.一样多 D.无法比较
【解析】 根据4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑,用87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应,所得氯气为1 mol,而用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应,会因随反应的进行浓盐酸逐渐变稀而使反应逐渐停止,最后有一定量的氯化氢剩余,所得氯气的物质的量小于1 mol。
【答案】 A
3.按下列实验方法制备气体,合理而又实用的是(  )
A.锌粒与稀硝酸反应制备H2
B.将饱和氨水滴加到生石灰中制NH3
C.BaCl2与碳酸反应制备BaCO3
D.大理石与稀硫酸反应制备CO2
【解析】 锌粒与稀硝酸反应生成NO,不能生成H2,A错;饱和氨水滴加到生石灰(CaO)中,CaO与H2O反应放热,使NH3·H2O分解产生氨气,B正确;BaCl2不能与碳酸反应生成BaCO3;D项中稀硫酸与CaCO3反应生成微溶性的CaSO4,附着在CaCO3表面,使反应停止。
【答案】 B
4.(2013·东莞高一质检)下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是(  )
A.NO和O2 B.HCl和NH3
C.H2和CO D.SO2和CO2
【解析】 A和B选项中的两组气体常温下会发生反应,不能共存;C选项中的H2不能用向上排空气法收集,而CO一般用排水法收集;而D选项中的SO2和CO2常温下不发生反应,而且两者的密度均比空气大,都可以用向上排空气法收集,所以符合题意的选项为D。
【答案】 D
5.某化学兴趣小组利用MnO2和浓HCl及如图装置制备Cl2。下列分析中不正确的是(  )
A.A中可用分液漏斗代替长颈漏斗
B.A中缺少加热装置
C.B中盛放的NaOH溶液可以净化Cl2
D.D中的导管口若连接倒置漏斗可防止倒吸
【解析】 本题考查Cl2的制备,旨在考查考生的实验分析与设计能力。氯气中混有氯化氢气体,应该用饱和食盐水除去氯化氢,氯化氢和氯气均能与氢氧化钠溶液反应,故B中不能盛放氢氧化钠溶液。
【答案】 C
6.某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的(  )
A.该装置图中至少存在三处明显错误
B.该实验中收集氯气的方法不正确
C.为了防止氯气污染空气,必须进行尾气处理
D.在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
【解析】 该实验装置有三处明显错误:①未使用酒精灯加热;②应使用分液漏斗;③缺少尾气处理装置。Cl2有强氧化性,能将I-氧化成I2,故可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验Cl2的存在。氯气的密度大于空气的密度,所以收集Cl2时可用向上排空气法收集,选项B错误。
【答案】 B
7.(2013·德州高一质检)下图所示是气体制取装置,下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是(  )
A.大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B.锌粒和稀硫酸制氢气
C.浓盐酸和二氧化锰制取氯气
D.固体NH4Cl和消石灰制取氨气
【解析】 能用启普发生器制取的气体应满足的条件为:块状固体和液体进行反应,生成的气体难溶于反应液,反应不需要加热(反应过程中不能有太大热量变化,生成物除气体外应易溶于水)。大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,附着大理石的表面阻止反应的进行,因此A项不合题意。浓盐酸与二氧化锰反应需要加热,且MnO2为粉末状固体,C项不合题意。固体NH4Cl和消石灰制取氨气需要加热,且氨气易溶于水,D项不合题意。只有B项中锌与稀硫酸的反应符合题意。
【答案】 B
8.下列制备和收集气体的实验装置合理的是(  )
【解析】 A项收集装置试管口应放一团棉花;B项收集装置的管口应长进短出;C项收集装置的管口应短进长出。
【答案】 D
9.(2013·武汉高一质检)下图所示是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是(  )
A.铜屑和浓硝酸 B.二氧化锰和浓盐酸
C.氯酸钾和MnO2 D.碳酸钙和稀盐酸
【解析】 铜屑与浓硝酸反应制取NO2没有尾气吸收装置;用碳酸钙与稀盐酸反应制CO2的反应不需加热,CO2跟浓硫酸不反应且密度大于空气,可用这套装置。用MnO2跟浓盐酸反应制取氯气需加热,氯酸钾和MnO2反应制取氧气需加热,均不符合题意。
【答案】 D
10.(2013·昆明高一质检)为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体,从下图中选择合适的装置并连接。合理的是(  )
A.a—a′ →d—d′ →e B.b—b′ →d—d′ →g
C.c—c′ →d—d′ →g D.d—d′ →c—c′ →f
【解析】 由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl,除去它们的试剂分别为浓硫酸和饱和碳酸氢纳溶液,应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl,再通过浓硫酸干燥。CO2的相对分子质量为44,比空气的大,因此收集CO2时应用向上排空气法。
【答案】 C
11.(2013·青岛高一质检)今有下列气体:H2、Cl2、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用如图所示的装置进行实验,填写下列空白:
(1)烧瓶干燥时,从A口进气可收集的气体是________,从B口进气可收集的气体是______________。
(2)烧瓶中充满水时,可用来测量________等气体的体积。
(3)当烧瓶中装入洗液,用于洗气时,气体应从________口进入烧瓶。
【解析】 (1)用排空气法收集气体时,要注意气体的密度及是否与空气中的某种成分发生反应。由于H2、NH3的密度比空气小,且不与空气中的成分发生反应。可用向下排空气法来收集,结合本题干燥烧瓶的位置特征,H2、NH3应从A口进,将空气从B口赶出。Cl2、HCl、H2S、SO2的密度比空气大,且不与空气中的成分发生反应,应从B口进,将空气从A口赶出。NO能与空气中的O2反应,不能用排空气法收集。(2)对于难溶于水的气体,可用排水法收集,可以用来收集、测量的气体有H2、NO。(3)当烧瓶中装有洗液时,被净化的气体应从B口进。
【答案】 (1)H2、NH3 Cl2、HCl、H2S、SO2 (2)H2、NO (3)B
12.在没有现成的CO2气体发生器的情况下,请你选用下图所示部分仪器,装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。
(1)应选用的仪器是________________(填入编号);
(2)若用上述装置制取CO2气体,而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石,采用比较合理的方案应选用的药品是__________________。
【解析】 实验室CO2的制取是利用石灰石或大理石与盐酸反应,属于“固+液―→气”型的装置。题中无长颈漏斗,只能根据试题要求来设计。如果用c和b或h组成气体发生装置,无法调节随开随用随关随停,所以可以否定这种设计。如果c和e组成盛放块状大理石的装置,让d的烧杯里盛有盐酸。实验时,将c和e组成的装置固定在a的铁架台上,然后调节铁夹,使干燥管e细颈一端浸入盐酸,并让盐酸浸没盛有块状大理石的部位,这样CO2便产生了。如果把c上的阀门关闭,会使e中CO2体积越来越大,气压也越来越大,可导致e中盐酸液面下降至不再发生反应。这样的装置满足了试题的要求。
【答案】 (1)a、c、d、e (2)浓硝酸、水、块状大理石
13.某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题。(已知HCl难溶于CCl4,Cl2能溶于CCl4)
(1)写出实验室制备Cl2的化学方程式_____________________________。
(2)上述反应中,盐酸表现的性质是_______________________________。
(3)氯元素在周期表中的位置____________________________________。
(4)①装置B中现象是___________________________________________。
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是
______________________________________________________________。
③装置F的作用是___________________________________________。
(5)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在________与________之间(填装置字母序号),装置中应放入________(填写试剂或用品名称)。
【解析】 HCl在制取氯气反应中部分Cl-化合价升高,部分Cl-化合价没有变化,所以HCl表现还原性和酸性;检验水蒸气用白色硫酸铜粉末,现象是变蓝;C盛放碱石灰,保证通入D的Cl2是干燥的,D中干燥有色布条不退色而E中湿润布条退色说明Cl2没有漂白性而Cl2与H2O反应生成的HClO有漂白性;F用来除去Cl2,从而用G检验挥发出的HCl。
【答案】 (1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)酸性、还原性
(3)第3周期第ⅦA族
(4)①无水硫酸铜粉末由白色变为蓝色
②氯气无漂白性,次氯酸有漂白性(或干燥的氯气无漂白性)
③吸收氯气
(5)F G 湿润的淀粉碘化钾试纸(或湿润的有色布条)
14.(2010·北京理综)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a。
Ⅳ.……
(1)A中产生黄绿色气体,其电子式是_______________________________。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是__________________________。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是_______________________________。
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是
________________________________________________________。
(5)过程Ⅲ实验的目的是___________________________________________。
(6)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因:同主族元素从上到下________,得电子能力逐渐减弱。
【解析】 题目涉及的反应原理有2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,Cl2+2KI===2KCl+I2,Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2,Br2+2KI===2KBr+I2。消除Cl2的污染:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。实验要排除干扰,利用Ⅱ、Ⅲ的对比可知过程Ⅲ是排除Cl2的干扰。
【答案】 (1)?
(2)淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2+2Br-===Br2+2Cl-
(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡。静置后CCl4层溶液变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰
(6)原子半径逐渐增大

1.下列说法错误的是(  )
A.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化
B.物质的燃烧一定是放热反应
C.放热的化学反应不需要加热就能发生
D.化学能与光能之间可以相互转化
【解析】 化学反应伴随着能量的变化,化学能可与热能、光能、电能等相互转化;燃烧就是剧烈的发光、发热的化学反应;放热反应有的也需要加热。
【答案】 C
2.(2013·厦门高一质检)下列关于能量转化的认识不正确的是(  )
A.绿色植物的光合作用是将光能转变为化学能
B.煤燃烧时化学能转变成热能和光能
C.原电池工作时,化学能转变为电能
D.白炽灯工作时,电能全部转变成光能
【解析】 白炽灯工作时,并不是电能全部变成光能,而是大部分电能转化成光能,还有一部分电能转化成热能。
【答案】 D
3.下面是四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的是(  )
A.2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
B.2H2+O22H2O
C.Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑
D.CH4+2O2CO2+2H2O
【解析】 在理论上只有氧化还原反应才能用于设计原电池。
【答案】 C
4.下列装置中,能构成原电池的是(  )
A.只有(甲)         B.只有(乙)
C.只有(丙) D.除(乙)均可以
【解析】 甲装置不能构成闭合回路,乙装置两极材料相同,丁装置酒精不是电解质溶液,只有丙装置具备原电池的构成条件,故选C。
【答案】 C
5.在盛有稀H2SO4溶液的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述不正确的是(  )
A.负极附近的SO离子浓度逐渐增大
B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.反应一段时间后,溶液的H+浓度降低
D.铜片中有H2逸出
【解析】 在原电池中,电子由负极沿导线流向正极,电解质溶液内部阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。
【答案】 B
6.(2013·枣庄高一期末)将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中,经过一段时间后,下列叙述正确的是(  )
A.负极有Cl2逸出,正极有H2逸出
B.负极附近Cl-的浓度逐渐减小
C.正极附近Cl-的浓度逐渐增大
D.溶液中Cl-的浓度基本不变
【解析】 铁片、银片用导线连接起来插入稀盐酸中形成原电池,其中铁片做负极,银片做正极,溶液中的H+在正极(Ag片)上得到铁提供的电子生成H2,而铁片上的铁失电子生成Fe2+,此时,Cl-移向负极。因此负极附近Cl-浓度增大,正极附近Cl-浓度减小,而溶液中Cl-的浓度基本不变。
【答案】 D
7.(2013·天津高一检测)如图所示,杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相同的空心铜球和空心铁球,调节杠杆使其在水中保持平衡,然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液,一段时间后,下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中不考虑铁丝反应及两边浮力的变化)(  )
A.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端高B端低
B.杠杆为导体和绝缘体时,均为A端低B端高
C.当杠杆为绝缘体时,A端低B端高;为导体时,A端高B端低
D.当杠杆为绝缘体时,A端高B端低;为导体时,A端低B端高
【解析】 根据题意,若杠杆为绝缘体,滴入CuSO4溶液后,Cu在铁球表面析出,铁球质量增大,B端下沉;若杠杆为导体,滴入CuSO4溶液后,形成原电池,Cu在铜球表面析出,Fe部分溶解,A端下沉。
【答案】 D
8.将铁棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液里,当电池中有0.2 mol电子通过时,负极质量的变化是(  )
A.增加5.6 g B.减小0.1 g
C.减少6.5 g D.增加6.4 g
【解析】 法一:依据电极反应式计算。
负极:Zn  -  2e-===Zn2+
65 g 2 mol
m(Zn) 0.2 mol
m(Zn)==6.5 g
法二:依据原电池总反应式计算。
总反应:Zn  +  C2e-uSO4===ZnSO4+Cu
65 g 电子转移2 mol
m(Zn) 0.2 mol
m(Zn)==6.5 g。
【答案】 C
9.根据下列事实:①A+B2+===A2++B;②D+2H2O===D(OH)2+H2↑;③以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池,电极反应为E2++2e-===E,B-2e-===B2+,由此可知A2+、B2+、D2+、E2+的氧化性强弱关系是(  )
A.D2+>A2+>B2+>E2+
B.A2+>B2+>D2+>E2+
C.D2+>E2+>A2+>B2+
D.E2+>B2+>A2+>D2+
【解析】 由题意可判断金属的活动性顺序是D>A>B>E,而金属单质的还原性越弱,其阳离子的氧化性越强,故D正确。
【答案】 D
10.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中(  )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液
④铝合金电极发生还原反应
A.②③   B.②④   C.①③   D.①④
【解析】 电池电极只称为正、负极,故①错。其中活泼的一极为负极,即为铝合金,②对。电极在海水中,故海水为电解质溶液,③对。铝合金为负极,则发生氧化反应,故④错。
【答案】 A
11.由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
现象
二价金属
A不断溶解
C的质量增加
A上有
气体产生
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置Ⅰ中负极的电极反应式是_________________________________。
(2)装置Ⅱ中正极的电极反应式是______________________________。
(3)装置Ⅲ中溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是_____________________________。
【解析】 据图Ⅰ知活泼性:A>B,A作负极,B作正极,A极反应:A-2e-===A2+;据图Ⅱ知活泼性:B>C,正极反应为:Cu2++2e-===Cu;据图Ⅲ知活泼性:D>A,正极反应为:2H++2e-===H2↑,因此c(H+)减小,pH变大。综合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ知活泼性:D>A>B>C。
【答案】 (1)A-2e-===A2+
(2)Cu2++2e-===Cu
(3)变大 (4)D>A>B>C
12.如图所示,组成一种原电池。试回答下列问题(灯泡功率合适):
(1)电解质溶液为稀H2SO4时,灯泡________(填“亮”或“不亮”,填“亮”做①题,填“不亮”做②题)。
①若灯泡亮,则Mg电极上发生的反应
为:___________________________________________;
Al电极上发生的反应
为:___________________________________________。
②若灯泡不亮,其理由
为:___________________________________________。
(2)电解质溶液为NaOH(aq)时,灯泡________(填“亮”或“不亮”)。
【解析】 电解质溶液为稀H2SO4时,镁、铝都能与稀硫酸反应,但由于镁的金属活动性比铝强,因此镁为原电池的负极,铝为正极;当电解质溶液为NaOH(aq)时,由于铝和NaOH(aq)反应,而镁不反应,因此铝为原电池的负极。可见,原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
【答案】 (1)亮 Mg-2e-===Mg2+ 2H++2e-===H2↑ (2)亮
13.(1)某研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强,他们设计了如下几种方案,其中合理的是________(填序号)。
A.铁片置于硫酸铜溶液中置换出铜
B.铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3、CuCl2
C.铜片置于FeCl3溶液中,铜片逐渐溶解
D.铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中,铁片上有气泡产生,而铜片无气泡
E.常温下,分别将铁片和铜片置于浓硝酸中,铁片不溶解,而铜片溶解
(2)请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验。要求:
a.此方案的原理不同于上述任一合理方案;
b.绘出实验装置图并注明所需的药品;
c.写出实验过程中的主要实验现象。
实验装置:
实验现象:___________________________________________。
【解析】 (1)A中铁置换铜可说明铁的金属性比铜强;B中元素单质在化学反应中失去电子数目的多少与金属性无关;C只能说明还原剂铜的还原性比还原产物Fe2+的还原性强,不能说明金属性铜比铁强;D中铁片能置换氢气,而铜片不能,可说明金属性铁比铜强;E中铁与浓硫酸发生钝化,与金属性强弱无关。
(2)可利用原电池中负极金属性比正极强说明。
【答案】 (1)A、D
(2)
铁棒溶解,铜棒变粗
14.(2013·济南高一调研)由铜、铁片和200 mL硫酸铜溶液组成的原电池中,若铁片发生电化学腐蚀,则当铜片质量增加了12.8 g,硫酸铜恰好全部作用完,试计算:
(1)铜片质量增重了12.8 g,消耗了多少克铁?
(2)有多少个电子通过了导线?
(3)200 mL硫酸铜溶液的物质的量浓度是多少?
【解析】 分析本题中的原电池,Fe作负极,Cu作正极,电极反应分别为负极:Fe2++2e-===Fe,正极:Cu2++2e-===Cu2+,电池总反应为Fe+Cu2+===Fe2++Cu。由题意知Cu片增重12.8 g,即为=0.2 mol,可设消耗的铁的物质的量为x,CuSO4溶液中Cu2+物质的量为y,则有:
Fe+ Cu2+ === Cu + Fe2+
1   1      1
x   y      0.2 mol
解得x=0.2 mol,y=0.2 mol
则消耗Fe的质量为0.2 mol×56 g·mol-1=11.2 g,通过的电子为0.2 mol×2=0.4 mol。即为0.4 mol×6.02×1023=2.408×1023个,CuSO4的物质的量为=1 mol·L-1。
【答案】 (1)11.2 (2)2.408×1023 (3)1 mol·L-1