第八章化学与可持续发展测试题高一下学期化学人教版(2019)必修第二册(含解析)

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名称 第八章化学与可持续发展测试题高一下学期化学人教版(2019)必修第二册(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 2023-06-01 17:54:31

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第八章《化学与可持续发展》测试题
一、单选题(共12题)
1.我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出过486.1公里的世界列车最高时速,这得益于全路铺设优质无缝平滑的超长钢轨。下列有关说法错误的是
A.制造钢轨的材料是钢,钢是用量最大、用途最广的合金
B.在我国使用最早的合金是钢
C.不锈钢是一种合金钢,经常用来制造医疗器材、厨房用具和餐具等
D.合金的强度、硬度一般比组成合金各成分金属的大
2.下列叙述中正确的是
A.向某溶液中加入CCl4, CCl4层显紫红色,证明原溶液中存在I-
B.向某溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+
C.向某无色溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含有SO42-
D.NaCl溶液蒸发结晶时,蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热
3.习近平总书记提出我国要在2030年实现“碳达峰”,2060 年前实现“碳中和”。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列不利于实现“碳达峰、碳中和”的是
A.研发催化剂,将CO2合成为淀粉
B.倡导植树造林,绿色出行
C.推进电动汽车替代燃油汽车
D.大力推广燃煤发电
4.根据所给的信息和标志,判断下列说法错误的是
A B C D
废弃电池 碳酸氢钠药片
有害垃圾 该药是抗酸药,服用时喝些醋能提高药效 看到有该标志的丢弃物,应远离并报警 贴有该标志的物品是可回收物
A.A B.B C.C D.D
5.2022年4月16日,“神舟十三号”载人飞船成功返回地球。飞船中使用了大量合金,下列有关金属或合金的说法中错误的是
A.一般合金的熔点比其成分金属的高
B.硬铝是一种铝合金
C.钢是用量最大,用途最广的合金
D.合金的物理性质与其成分金属的物理性质不同
6.化学与生活息息相关。下列说法错误的是
A.酿酒时加入的“酒曲”中含有蛋白质
B.食品包装时常填充氮气以防止食品腐败
C.食盐中通常加入碘化钾为人体补充碘元素
D.适量的SO2可用于对食品杀菌防腐和抗氧化
7.下列说法不正确的是
A.石油经分馏可以获得甲烷、乙烯、丙烯等重要的化工原料
B.煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程
C.聚氯乙烯(PVC)可制成电线外面的绝缘层
D.可燃冰的主要成分是甲烷水合物
8.新教材介绍了很多化学相关的职业,阐述了化学是一门非常实用的学科,社会应用很广泛,在人类发展中有着不可替代作用,下列有关化学的使用或者描述不正确的是
A.石油裂解的主要目的是提高汽油的产量
B.小苏打用作糕点的膨松剂
C.水质检验员在自来水出厂前会对水中的SO、Cl-、微生物、有机物等进行检测和分析
D.硫酸钡用作医疗上的钡餐
9.“绿色化学”对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的概念及要求。理想的“原子经济性”反应中,原料分子中的所有原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。以下反应中符合“原子经济性”的是
A.乙醇催化氧化制乙醛
B.乙醇与浓硫酸共热制乙烯
C.苯乙烯在一定条件下制聚苯乙烯
D.乙烷与氯气反应制氯乙烷
10.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度使其全部熔化,再冷却成为合金。试据表中数据判断(其他条件均满足),下列合金不宜采用上述方法制取的是
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 649 660 1083 1535
沸点/℃ 883 1090 2467 2567 2750
A.铁铜合金 B.镁铁合金 C.钠铝合金 D.铁铝合金
11.下列说法不正确的是
A.青蒿素在超临界中有很强的溶解性,萃取青蒿素时可用超临界作萃取剂
B.电解水制氢比光催化还原水制氢更节能环保、更经济
C.“埃博拉”病毒在常温下较稳定,对热有中等度抵抗力,56不能完全灭活,30min方能破坏其感染性,此过程主要发生了蛋白质的变性
D.钙基固硫和的催化转换都是解决空气污染问题的措施
12.下列说法正确的是
A.储热材料可用于光—热能的转换
B.石油裂化和裂解的目的均是为了将长链烃转化为短链气态烃
C.天然气的主要成分是甲烷,它是最简单的有机物
D.煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法,属于物理变化
二、非选择题(共10题)
13.我国早在商朝就制造出青铜器,春秋时期开始炼铁,近几十年来铝工业飞速发展。
(1)青铜是铜和锡的合金,青铜的抗腐蚀性___________ 铜(填“强于”或“弱于”)。
(2)铁锅被广泛应用,主要是利用铁具有___________性。
(3)生活中铁制品容易锈蚀,自行车链条防锈常用的方法是___________。
(4)铝抗腐蚀性较强,是因为___________(用化学方程式表示)。
14.营养平衡、科学使用食品添加剂、药品有助于健康和提高免疫力。
(1)某食品的配料标签如下图所示。在所列配料中,富含蛋白质的是_____________,维生素D为__________(填“水溶性”或“脂溶性”)维生素;植物油在体内水解最终产物是高级脂肪酸和____________(写结构简式)。
(2)维生素C又称______________,将维生素C加入到含有I2的淀粉溶液中,看到的现象是__________________,说明维生素C具有___________(“氧化”或“还原”)性。
(3)某品牌橙汁中含有白砂糖、水、柠檬黄和苯甲酸钠,这几种物质中属于防腐剂的是___。
(4)人体健康与药物等关系密切,可以帮助流感病人解热镇痛的药物是___________(选填“青霉素”或“阿司匹林”)。胃舒平的主要成分是氢氧化铝,不溶于水且作用持久,写出该药物中和胃酸的离子方程式___________________________________________。
15.由铝和某些金属氧化物组成的混合物在化学上称为铝热剂,该混合物在高温条件下能发生置换反应。为确定某铝热剂样品(铝和氧化铁)的组成,分别进行下列实验:
(1)若取10.7g该样品,向其中加入足量的NaOH溶液,测得生成的气体(标准状况,下同)体积为aL。反应的化学方程式是______,样品中铝的质量分数是_______(用含a的表达式表示)。
(2)若取同质量的样品,在高温下使其恰好反应,则a=____L;该反应的化学方程式是____。
(3)绿色化学的核心内容之一是“原子经济性”,即原子的理论利用率为100%。下列转化符号绿色化学要求的是____(填序号)。
a.乙醇制取乙醛 b.甲烷制备CH3Cl c.2CH3CHO+O22CH3COOH
16.为了探究化学反应的热效应,某兴趣小组进行了实验:
(1)将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应),立即塞紧带U形管的塞子,发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。
①若如图1所示,发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应,X可以是_______(填化学式,只填一种即可)。
②若如图2所示,发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应,以下选项中与其能量变化相同的是_______(填字母)。
A.CO的燃烧 B.CaCO3的分解反应 C.Al和Fe2O3的反应
(2)下列关于能源说法不正确的是_______ (填序号)
A.煤、石油、天然气是现代社会主要能源,人类由此获取热能的主要途径是通过物质的燃烧
B.化石燃料燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO2等是大气污染物的主要来源
C.新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等
D.在能量利用阶段,可采取合理的措施促进能源循环利用,提高能源利用率
(3)如图所示,把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中,试管中开始放几小块铝片,再滴入5mL NaOH溶液。试回答下列问题:
实验中观察到的现象是:铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、_______,产生上述现象的原因是_______。
17.碳酸钠和碳酸氢钠在食品工业中均可用作食品添加剂,它们也是生活中常见的日用化学品。
(1)为了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质,请根据以下提示设计实验并完成实验报告。___________
①观察二者的颜色和状态;
②观察其在冷水和热水中的溶解情况;
③测定其饱和溶液的pH;
④向其溶液中分别逐滴加入盐酸,观察现象。
(2)根据以上实验的结果和已学过的知识,列表比较碳酸钠和碳酸氢钠性质的异同。___________
(3)举例说明碳酸钠和碳酸氢钠在日常生活或食品工业中的用途,根据二者的性质进行解释,并与同学讨论。___________
18.过量排放含氮元素的废水,会引起水华等水体污染问题。含有大量的废水脱氮方法主要有吹脱法、氧化法等。
Ⅰ.吹脱法
(1)加入的目的是_______。
(2)用热空气吹脱效果更好,原因是_______。
Ⅱ.氧化法
(3)一定条件下,溶液pH对去除能力的影响如图所示。
①时,将溶液氧化的方程式补充完整:_______。
②去除氨氮废水适宜的pH约为_______。
(4)测定废水中的氮含量:取a g废水,将所含氮完全转化为,所得用过量的溶液吸收完全,剩余用溶液恰好中和,则废水中氮元素的质量分数是_______。
19.金属镁享有“国防金属”的美誉,目前世界上百分之六十的镁是从海水中提取的,主要反应为:MgCl2+Ca(OH) 2=Mg(OH) 2↓+CaCl2。若往200mL浓缩海水中加入0.37g Ca(OH)2使Mg2+沉淀完全,请计算:
(1)生成沉淀的物质的量________。
(2)该浓缩海水中Mg2+的物质的量浓度________。
20.已知:CO和H2在Co做催化剂、温度为160℃~200℃时,可以合成汽油(即分子中含5至8个碳原子的烷烃).
(1)用CnH2n+2表示汽油,写出上述反应的化学方程式_______(需配平)
(2)若向密闭的合成塔内通入CO和H2,恰好完全反应,此时塔内压强降至反应前的,通过计算说明是否生成汽油______________________.
(3)以天然气、焦炭、水为初始原料,可以制得CO和H2,进而人工合成汽油.(流程示意图如下,反应③的H2也由反应①得到.)
若反应①、②、③的转化率均为100%,且将反应①中得到的CO2和H2全部用于合成人工汽油.
(a)通过计算说明上述方案能否得到理想的产品________________.
(b)当CO2的使用量应控制为反应①中CO2产量的_____(填比例范围),可以得到理想的产品.
21.工业上用电解熔融氧化铝的方法制取金属铝。
(1)请写出反应的化学方程式_____________________________________________。
(2)现欲冶炼270吨铝,至少需要多少吨氧化铝?__________________________
22.已知:A为淡黄色固体,T、R为两种常见的用途很广的金属单质,D是具有磁性的黑色晶体,H是白色沉淀,W溶液中加入KSCN溶液出现红色。各物质之间的转化关系如下图所示,请回答下列问题:
(1)写出化学式:D_______,W_______。
(2)H在潮湿空气中变成M的化学方程式_______。
(3)写出Q+B→N的离子方程式_______;在B与R反应中,当有1molN物质生成时,参与反应的氧化剂有_______mol。
(4)D→E过程中①的离子反应方程式_______。
(5)将一定量和混合物溶于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混合物中含的质量为_______g;
②所用硫酸溶液物质的量浓度为_______。
参考答案:
1.B
A.钢是对含碳量质量百分比0.03%-2%之间的铁碳合金,是目前世界上用量最大的合金,A正确;
B.铜性质较不活泼,能用热还原法治炼,我国使用最早的合金是青铜,B错误;
C.不锈钢是一种钴镍合金钢,因为不锈钢不容易生锈,能使用很长时间,经常用来制造医疗器材、厨房用具和餐具等,C正确;
D.合金与单一成分的金属相比,合金的微观结构发生改变,机械性质发生改变,所以合金的强度、硬度一般比组成合金的各成分硬度高,D正确;
综上所述答案为B。
2.D
A. I-形成的溶液呈无色,向某溶液中加入CCl4, CCl4层显紫红色,证明原溶液中存在I2,故A错误;
B. 向某溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液可能含有Ag+,也可能含有SO42-,故B错误;
C. 向某无色溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,则原溶液中可能含有SO42-,也可能含有CO32-等离子,故C错误;
D. NaCl溶液蒸发结晶时,蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热,用余热蒸干,防止固体飞溅,故D正确;
故选D。
3.D
A.研发催化剂,将CO2合成为淀粉,降低空气中二氧化碳含量,有利于实现“碳达峰、碳中和”,故不选A;
B.植树造林,植物光合作用吸收二氧化碳;绿色出行,能减少化石燃料燃烧,降低二氧化碳排放,有利于实现“碳达峰、碳中和”,故不选B;
C.推进电动汽车替代燃油汽车,能减少化石燃料燃烧,降低二氧化碳排放,有利于实现“碳达峰、碳中和”,故不选C;
D.燃煤发电,需要燃烧大量煤炭,不利于降低二氧化碳排放,不利于实现“碳达峰、碳中和”,故选D;
选D。
4.B
A.按照垃圾分类,废旧电池是有害垃圾,故A正确;
B.醋中含有乙酸,能和碳酸氢钠反应,从而降低疗效,故B错误;
C.该标志为放射性物质标志,对环境及人有危害,所以 看到有该标志的丢弃物,应远离并报警,故C正确;
D.该标志为循环回收标志,所以贴有该标志的物品是可回收物,故D正确。
答案选B。
5.A
A.合金的熔点比其成分金属低,A错误;
B.硬铝为铝合金中以Cu为主要合金元素的(含2.2-4.9%Cu、0.2-1.8%Mg、0.3-0.9%Mn、少量的硅,其余部分是铝)一类铝合金,B正确;
C.钢是用量最大,用途最广的合金,C正确;
D.金属变成合金后,硬度、熔点和机械性能会发生改变,所以合金的物理性质与其成分金属的物理性质不同,D正确;
故选A。
6.C
A.酿酒时加入的“酒曲”,作为粮食发酵的酶,含有蛋白质,A正确;
B.食品包装时常填充氮气以防止食品因为被氧气氧化而腐败,B正确;
C.食盐中通常加入碘酸钾为人体补充碘元素,而不是碘化钾,C错误;
D. 有毒,适量的可用于对食品杀菌防腐,具有还原性,适量的可用于食品抗氧化,D正确;
故选C。
7.A
A.甲烷可通过石油的分馏获得,而乙烯和丙烯是通过石油的裂解获得,A错误;
B.煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,B正确;
C.聚氯乙烯(PVC)不导电,可制成电线外面的绝缘层,C正确;
D.可燃冰的主要成分是甲烷水合物,D正确;
故选A。
8.A
A.石油裂解的主要目的是获得乙烯,石油裂化的目的是获得汽油,A错误;
B.小苏打是碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳,因此可用作糕点的膨松剂,B正确;
C.水质检验员在自来水出厂前会对水中的SO、Cl-、微生物、有机物等进行检测和分析,以防止这些微粒超标,危害人体健康,C正确;
D.硫酸钡不溶于水也不溶于酸,可用作医疗上的钡餐,D正确;
答案选A。
9.C
A.乙醇催化氧化制乙醛的同时还有水生成,不符合“原子经济性”,A不选;
B.乙醇与浓硫酸共热制乙烯的同时还有水生成,不符合“原子经济性”,B不选;
C.苯乙烯在一定条件下发生加聚反应制聚苯乙烯符合“原子经济性”,C选;
D.乙烷与氯气反应制氯乙烷的同时还有氯化氢以及其它氯代乙烷生成,不符合“原子经济性”,D不选;
答案选C。
10.B
制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到熔化状态,再冷却成为合金,据此分析。
A、根据表格中的数据,当Fe熔化时,Cu也熔化,能制备合金,故A不符合题意;
B、根据表格中的数据,当铁熔化时,Mg已经转化成气体,不能形成合金,故B符合题意;
C、根据表格数据,Al熔化时,Na也熔化,并未转化成气体,能制备合金,故C不符合题意;
D、根据表格数据,Fe熔化时,Al已经熔化,但未气化,因此可以制备合金,故D不符合题意;
答案选B。
11.B
A.青蒿素为有机酯类物质,不溶于水,在超临界CO2中有很强的溶解性,则萃取青蒿素可用超临界CO2作萃取剂,故A正确;
B.电解水制氢会消耗大量的电能,电解水制氢不如光催化还原水制氢更节能环保、更经济,故B错误;
C.蛋白质在高温时发生变性,所以60℃30min方能破坏其感染性,此过程主要发生了蛋白质的变性,故C正确;
D.钙基固硫和NOx的催化转化可以将有毒的气体转化为无毒物质,都是解决空气污染问题的措施,故D正确;
故选B。
12.C
A.储热材料可用于太阳能和化学能的转换,选项A错误;
B.石油裂化的目的是获得更多的轻质油如汽油,选项B错误;
C.天然气的主要成分是甲烷,甲烷是最简单的有机物,选项C正确;
D.煤的气化、液化和干馏都属于化学变化,选项D错误;
答案选C。
13. 强于 导热 涂油 4Al+3O2=2Al2O3
(1)青铜是铜和锡的合金,锡的加入明显提高了铜的强度,抗腐蚀能力大大增强,故青铜的抗腐蚀性强于铜;
(2)铁锅被广泛应用,主要是利用铁具有导热性;
(3)生活中铁制品容易锈蚀,自行车链条防锈常用的方法是涂油;
(4)铝抗腐蚀性较强,是因为Al与空气中的氧气反应产生了一层致密的氧化物保护膜,阻止内部金属的进一步被氧化,因此具有一定的抗腐蚀能力,用方程式表示为:4Al+3O2=2Al2O3。
14. 全蛋粉 脂溶性 CH2OHCHOHCH2OH 抗坏血酸 蓝色褪去 还原 苯甲酸钠 阿司匹林 Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
(1)肉、蛋、奶主要成分是蛋白质;维生素D易溶于植物油;植物油在体内水解最终产物是高级脂肪酸和甘油;(2)维生素C又名抗坏血酸具有较强的还原性能被I2氧化;(3)白砂糖是调味剂、柠檬黄是着色剂、苯甲酸钠是防腐剂;(4)青霉素属于抗生素;阿司匹林是解热镇痛药;氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水。
(1)肉、蛋、奶主要成分是蛋白质,配料中,富含蛋白质的是全蛋粉;维生素D易溶于植物油,属于脂溶性维生素;植物油在体内水解最终产物是高级脂肪酸和甘油,甘油的化学名称是丙三醇,结构简式是CH2OHCHOHCH2OH;
(2)维生素C又名抗坏血酸具有较强的还原性能被I2氧化,所以将维生素C加入到含有I2的淀粉溶液中,I2被维生素C还原成I-,所以看到的现象是溶液蓝色褪去;
(3)白砂糖是调味剂、柠檬黄是着色剂、苯甲酸钠是防腐剂,所以属于防腐剂的是苯甲酸钠;
(4)青霉素属于抗生素;阿司匹林是解热镇痛药,可以帮助流感病人解热镇痛的药物是阿司匹林;氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,反应的化学方程式是Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O。
15. 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ↑ 或 0.075a 3.36 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 c
(1)从铝和氧化铁能否与NaOH溶液反应、结合反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 计算即可;
(2)抓住恰好反应,从铝热反应方程式2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3计算混合物的组成、再计算铝溶于氢氧化钠溶液时生成氢气的体积;
(3) 按信息和反应特点分析判断即可。
(1) 铝热剂样品(铝和氧化铁)中加入足量的NaOH溶液,氧化铁不反应,而铝消耗,反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ↑,若10.7g该样品反应,生成的氢气(标准状况,下同)体积为aL,则,由方程式知,,则样品中铝的质量分数是= ;
(2)若取同质量的样品,在高温下使其恰好反应:2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3,则设氧化铁的物质的量为x,则铝的物质的量为2x, ,得,故该铝热剂含0.1mol铝,溶于氢氧化钠溶液时生成氢气0.15mol,a=33.6L;
(3) a.乙醇催化氧化制取乙醛,同时生成水,a不符合; b.甲烷制备CH3Cl 是取代反应,得到多种混合物,b不符合;c. 由方程式知,该反应原子的理论利用率为100%,符合,故选c。
16. 放热 Na2O或CaO 吸热 B B 饱和澄清石灰水变浑浊 铝和NaOH溶液反应生成H2的反应是放热反应,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而降低
如图1所示,红墨水的液面左低右高,说明体系内气体膨胀,反应放热;如图2所示,红墨水的液面左高右低,说明体系内气体体积缩小,反应吸热。
(1)①如图1所示,红墨水的液面左低右高,说明体系内气体膨胀,反应放热;物质X可以是Na2O、CaO等;
②如图2所示,红墨水的液面左高右低,说明体系内气体体积缩小,反应吸热;
A.CO的燃烧为放热反应,A项不选;
B.CaCO3的分解反应为吸热反应,B项选;
C.Al和Fe2O3的反应为放热反应,C项不选;
答案选B;
(2) A.煤、石油、天然气是现代社会主要能源,人类主要通过物质的燃烧获取热能,A项正确;
B.CO2不是大气污染物,B项错误;
C.新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等,C项正确;
D.能量利用阶段,合理的措施促进能源循环利用,能够提高能源利用率,D项正确;
答案选B;
(3)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,会产生气泡,且该反应放出热量,氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小,所以饱和澄清石灰水会变浑浊。
17.(1)
实验序号 具体操作 实验现象 结论
1 分别取碳酸钠和碳酸氢钠固体于滤纸上,观察二者的颜色和状态 碳酸钠为白色粉末状固体,碳酸氢钠为白色细小晶体状固体
2 将碳酸钠和碳酸氢钠固体分别放于在冷水和热水中,观察现象 在冷水中,两者均溶解,但碳酸钠溶解的更多,在热水中溶解速率更快,但碳酸钠仍然溶解的更多 溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠两者的溶解度均随温度升高而增大
3 取碳酸钠和碳酸氢钠固体溶于水中配制成饱和溶液,常温下分别滴加1~2滴酚酞溶液,观察现象 碳酸钠和碳酸氢钠的饱和溶液均变红,但碳酸钠饱和溶液的颜色更深 两者的水溶液均显碱性,且碱性:碳酸钠>碳酸氢钠
4 取等量实验3中制得的饱和溶液于两只试管中,再向试管中加入等浓度、等体积的稀盐酸,观察现象 两支试管均有气泡产生,盛有碳酸氢钠溶液产生气泡的速率更快
(2)
名称 Na2CO3 NaHCO3
色态 白色粉末(Na2CO3·10H2O为晶体) 白色细小晶体
溶解性 易溶于水 较易溶于水
热稳定性 不易分解 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O
与酸反应 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O(产生等量气体耗酸比Na2CO3少)
(3)碳酸钠不易分解,而碳酸氢钠受热易分解,常用作食品添加剂中的膨松剂;碳酸钠碱性较强,生活中常作洗涤剂,用于去除油污,而碳酸氢钠碱性较弱,一般用于治疗胃酸过多。
【解析】(1)
根据提示信息可设计4组实验,实验具体方案、现象与结论如下:
实验序号 具体操作 实验现象 结论
1 分别取碳酸钠和碳酸氢钠固体于滤纸上,观察二者的颜色和状态 碳酸钠为白色粉末状固体,碳酸氢钠为白色细小晶体状固体
2 将碳酸钠和碳酸氢钠固体分别放于在冷水和热水中,观察现象 在冷水中,两者均溶解,但碳酸钠溶解的更多,在热水中溶解速率更快,但碳酸钠仍然溶解的更多 溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠两者的溶解度均随温度升高而增大
3 取碳酸钠和碳酸氢钠固体溶于水中配制成饱和溶液,常温下分别滴加1~2滴酚酞溶液,观察现象 碳酸钠和碳酸氢钠的饱和溶液均变红,但碳酸钠饱和溶液的颜色更深 两者的水溶液均显碱性,且碱性:碳酸钠>碳酸氢钠
4 取等量实验3中制得的饱和溶液于两只试管中,再向试管中加入等浓度、等体积的稀盐酸,观察现象 两支试管均有气泡产生,盛有碳酸氢钠溶液产生气泡的速率更快
(2)
根据实验并结合已学过的知识,碳酸钠和碳酸氢钠的异同如下:
名称 Na2CO3 NaHCO3
色态 白色粉末(Na2CO3·10H2O为晶体) 白色细小晶体
溶解性 易溶于水 较易溶于水
热稳定性 不易分解 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O
与酸反应 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O(产生等量气体耗酸比Na2CO3少)
(3)
根据二者的性质,碳酸钠不易分解,而碳酸氢钠受热易分解,常用作食品添加剂中的膨松剂;碳酸钠碱性较强,生活中常作洗涤剂,用于去除油污,而碳酸氢钠碱性较弱,一般用于治疗胃酸过多。
18.(1)将转化为NH3,有利于废水中氮元素降低
(2):温度升高,有利于NH3·H2O分解,NH3的溶解度降低,更易被吹出
(3) 321332H+ 8
(4)
含有大量的废水加入反应生成氨气或NH3·H2O,NH3·H2O不稳定,受热易分解,利用热的空气将氨气吹出以便变废为宝。
(1)加入的目的是将转化为NH3,有利于废水中氮元素降低;故答案为:将转化为NH3,有利于废水中氮元素降低。
(2)NH3·H2O不稳定,受热易分解,因此用热空气吹脱效果更好,原因是温度升高,有利于NH3·H2O分解,NH3的溶解度降低,更易被吹出;故答案为:温度升高,有利于NH3·H2O分解,NH3的溶解度降低,更易被吹出。
(3)①时,2mol铵根变为氮气,失去6mol电子,次氯酸根变为氯离子,则需要3mol次氯酸根,根据氯守恒氯离子配3,根据氧守恒水配3,则后面填氢离子,配系数2,则溶液氧化的方程式为321332H+;故答案为:321332H+。②根据图中信息,去除氨氮废水适宜的pH约为8,氨氮去除率最高;故答案为:8。
(4)根据前面分析得到关系式2NaOH~,2~,则废水中转化为的物质的量为n()=2×(c1V1×10 3mol 0.5 c2V2×10 3mol)= (2c1V1 c2V2)×10 3 mol,则废水中氮元素的质量分数是;故答案为:。
19. 0.005mol 0.025mol/L
根据题干信息可得,n[Ca(OH)2]=0.37g÷74g/mol=0.005mol,则
(1)根据物质的量与化学计量数成正比可知n[Mg(OH)2]=0.005mol,即生成沉淀的物质的量为0.005mol,故答案为0.005mol;
(2)由(1)可知,n[MgCl2]=0.005mol,则n(Mg2+)=0.005mol,c(Mg2+)=0.005mol÷0.2L=0.025mol/L,故答案为:0.025mol/L。
20. nCO+(2n+1)H2CnH2n+2+nH2O =,解得:n=3,即恰好反应生成丙烷,无汽油生成 不能得到理想产品 ~
(1)根据题意知用CO和氢气合成汽油的产物除烃外还有水,结合质量守恒定律可写出反应的化学方程式;
(2)当完全反应后,合成塔内温度不变,塔内气体压强降低到原来的,说明物质的量变为原来的,根据反应方程式分析生成物中的原子组成,再判断;
(3)(a)根据化学方程式:nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O,当n=5~8时,说明>>,再结合CH4+2H2OCO2+4H2、CO2+C 2CO分析判断;
(b)根据反应CH4+2H2O CO2+4H2、CO2+C2CO、nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O,结合>>分析判断。
(1)根据质量守恒可知反应生成CnH2n+2和水,则反应的方程式为nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O,故答案为:nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O;
(2)当完全反应后,合成塔内温度不变,塔内气体压强降低到原来的,说明物质的量变为原来的,根据反应nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O,=,解得:n=3,即恰好反应生成丙烷,无汽油生成,故答案为:=,解得:n=3,即恰好反应生成丙烷,无汽油生成;
(3)(a)根据化学方程式:nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O,当n=5~8时,>>,而由CH4+2H2OCO2+4H2、CO2+C 2CO知,若反应①中CO2全部用于合成汽油,则=>,故不能得到理想产品,故答案为:不能得到理想产品;
(b)当n=5~8时,>>,根据反应CH4+2H2O CO2+4H2、CO2+C 2CO、nCO+(2n+1)H2 CnH2n+2+nH2O,可知,1molCO2能够生成2molCO,所以当CO2的使用量应控制为反应①中CO2产量的~,可以得到理想的产品,故答案为:~。
21. 2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ 510t
电解熔融氧化铝的方法制取金属铝,发生2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑,将铝的质量代入计算即可。
(1)工业上用电解熔融氧化铝的方法制取金属铝,反应的化学方程式为2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑,故答案为2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑;
(2)设需要x吨氧化铝,则
2Al2O3(熔融) 4Al + 3O2↑
2×102 4×27
x t 270t
因此=,解得:x==510
答:理论上需要氧化铝510t。
22.(1)
(2)
(3) 3
(4)
(5) 16 6.5
A为淡黄色固体,为Na2O2,其与水反应生成氢氧化钠和氧气;W溶液中加入KSCN溶液出现红色,W为FeCl3,由于H是白色沉淀,B与E混合反应生成H,所以H为氢氧化亚铁,H在潮湿的空气中被氧化为M,M为氢氧化铁,结合以上分析可知B为氢氧化钠,C只能为氧气;由于D是具有磁性的黑色晶体,为Fe3O4,所以T为铁,铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁(D),四氧化三铁与盐酸反应生成氯化铁和氯化亚铁的混合液,混合液中加入足量的铁,铁离子被还原为亚铁离子,因此E为氯化亚铁;由于金属R能够与强碱反应,所以R为Al,N为NaAlO2,铝在氧气中燃烧生成氧化铝,因此Q为Al2O3,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,符合题中转化关系;结合以上分析进行相关问题的解答。
(1)结合以上分析可知,D为Fe3O4,W为FeCl3;
(2)氢氧化亚铁在潮湿的空气中被氧化为氢氧化铁,化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(3)Q为Al2O3,氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠, 离子方程式为:Al2O3+2OH-=2+H2O;B为NaOH,R为Al,铝与强碱反应生成N为NaAlO2,反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,每生成2mol NaAlO2就有6molH原子得电子生成氢气,当有1mol NaAlO2物质生成时,参与反应的氧化剂有3mol;
(4)D为Fe3O4,可看作由FeO和Fe2O3组成,过程中①是Fe3O4和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氯化铁,反应的离子反应方程式为:;
(5)将一定量Fe2O3和Al2O3混合物溶于100mL稀硫酸中,反应生成硫酸铁和硫酸铝,从图像分析可知,硫酸有剩余,所以反应后得到硫酸铁和硫酸铝、硫酸的混合液;向反应后的溶液中缓慢加入NaOH溶液,硫酸先与氢氧化钠反应生成硫酸钠,然后铁离子、铝离子与碱反应生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,沉淀达到最大值;继续加入氢氧化钠溶液,氢氧化铝沉淀溶解,剩余氢氧化铁沉淀;
①从图像中分析可知,21.4g为氢氧化铁沉淀的质量,物质的量为=0.2mol,根据铁元素守恒可知:n(Fe2O3)= n(Fe(OH)3)= ×0.2mol=0.1mol;氧化铁的质量为0.1mol×160g/mol=16g;
②根据图示,氢氧化铝沉淀的质量为37g-21.4g=15.6g,物质的量为=0.2mol,氢氧化铝与氢氧化钠反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=+2H2O;设氢氧化钠溶液的浓度为cmol/L,所以0.2mol=(300-260mL)×10-3×cmol/L,c=5mol/L;将一定量Fe2O3和Al2O3混合物溶于100mL稀硫酸中,反应后得到硫酸铁和硫酸铝、硫酸的混合液,当氢氧化钠溶液的体积加入到260mL时,沉淀为氢氧化铁和氢氧化铝,溶液中的溶质为硫酸钠,消耗n(NaOH)= 260mL×10-3×5mol/L=1.3mol,根据钠元素守恒规律可知: n(Na2SO4)= ×n(NaOH)= × 1.3mol=0.65mol,根据硫酸根守恒可知:n(H2SO4)= n(Na2SO4)= 0.65mol;所用硫酸溶液物质的量浓度为=6.5mol/L。
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