第二章 海水中的重要元素——钠和氯 测试题 (含解析)2022-2023学年高一上学期化学人教版(2019)必修第一册

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名称 第二章 海水中的重要元素——钠和氯 测试题 (含解析)2022-2023学年高一上学期化学人教版(2019)必修第一册
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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 2023-06-30 21:42:54

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第二章《海水中的重要元素——钠和氯》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列叙述错误的是( )
A.侯氏制碱法的工艺利用了物质溶解度的差异
B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C.向紫色石蕊试液中加入过量粉末,溶液只变蓝
D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
2.下列溶液中的c(Cl-)与50 mL 1 mol·L-1 AlCl3溶液中的c(Cl-)相等的是
A.150 mL 1 mol·L-1氯化钠溶液 B.75 mL 2 mol·L-1氯化钙溶液
C.150 mL 2 mol·L-1氯化钾溶液 D.75 mL 1 mol·L-1氯化铁溶液
3.下列对新制氯水的探究所得出的结论不正确的是
A.新制氯水使有色布条褪色,说明新制氯水中含有HClO
B.往新制氯水中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,有白色沉淀产生,说明新制氯水中有Cl-
C.将NaOH固体加入新制的氯水中,溶液颜色迅速变浅,甚至消失
D.将新制氯水置于阳光下,有气泡冒出且溶液颜色逐渐变浅,该气体一定是Cl2
4.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列有关说法错误的是
A.17gNH3中含有的电子数为10NA
B.标准状况下NA个Cl2分子的质量是71g
C.标准状况下2.24LCl2与足量铁粉反应转移的电子数为0.2NA
D.0.5mol L-1的FeCl3溶液中,含有的Cl-数目为1.5NA
5.把5%的Na2CO3溶液蒸发掉64.3 g水后,溶液变为31 mL,浓度变为14%,则浓缩后Na2CO3溶液的物质的量浓度为
A.8.52 mol/L B.1.52 mol/L C.4.26 mol/L D.3.04 mol/L
6.下列溶液中Cl-浓度最大的是
A.10 mL 0.1mol/L AlCl3溶液 B.10 mL0.4 mol/L KClO3溶液
C.50 mL0.2 mol/L NaCl溶液 D.50 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液
7.在一密闭容器中有CO、H2和O2共28.5 g,用电火花引燃,使其完全燃烧,再将燃烧后的气体用Na2O2充分吸收,固体增重12.5 g,则原混合气体中O2的物质的量为
A.0.35 mol B.0.45 mol C.0.50 mol D.1.00 mol
8.某同学为探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO,设计下列实验装置(加热、固定装置已略去)。图中K为止水夹,d是存有一半空气的注射器。下列说法错误的是
A.装置a的作用是生成CO2气体赶尽装置中的空气
B.当装置b中溶液增重1.92g时,生成0.448LNO气体
C.将d中空气推入c中,若气体变为红棕色则说明b中生成NO
D.该装置存在缺陷,缺少尾气处理装置
9.下列物质的性质实验对应的离子方程式书写正确的是
A.Na2O2溶于水:Na2O2+H2O=2Na++2OH-+O2↑
B.Cu与稀硝酸反应:Cu+2NO+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O
C.FeO和稀硝酸的反应:FeO+2H+=Fe2++H2O
D.向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液,至混合溶液恰好为中性:Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O
10.小苏打是常用的食品添加剂,其化学式是
A.Na2CO3 B.NaHCO3 C.Na2SO4 D.NaCl
11.化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A.二氧化碳可以作为温室大棚里的气态肥料
B.高速公路护栏板采用碳素结构钢冷弯成型,表面常采用热浸镀锌保护,若镀层少量损坏 仍可起保护作用
C.“酒曲”酿酒工艺利用了催化剂加快化学反应速率,从而提高生产效率
D.侯氏制碱法中的“碱”不属于碱,而是盐NaHCO3,该工艺流程应用了物质溶解度的差异
12.在溶液中加入过量后仍能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
二、非选择题(共10题)
13.金属钠是在1807年通过电解的方法制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。回答下列有关钠及其化合物的问题:
(1)下列各项中属于保存金属钠的正确方法是_______。
A.放在棕色瓶中 B.放在细沙中 C.放在水中 D.放在煤油中
(2)将一小块金属钠放在干燥的坩埚中,用酒精灯加热充分反应,请写出发生反应的化学方程式:_______,生成物的颜色为_______。
(3)将Na、Na2O、Na2O2、NaOH久置于空气中,最终都是变为_______(填化学式)。
(4)将一定量的CO2通入NaOH溶液中,再向所得溶液中逐滴滴加盐酸,所得气体的体积与加入盐酸的体积关系如图所示:
①其中OA段发生的离子反应方程式为_______。
②达到B点时所消耗盐酸为50g,已知所用盐酸的质量分数为36.5%,则原溶液中所含溶质NaOH的质量为_______g。
14.现有以下物质:①NaOH溶液;②熔融NaCl;③氯化氢;④熔融;⑤NaOH固体;⑥;⑦液氯;⑧乙醇。
回答下列问题:
(1)能导电的物质是_______(填序号,下同),能导电的电解质是_______。
(2)某无色透明溶液中可能含有下列离子中的一种或几种:、、、、、、。现进行如下实验:
①用红色石蕊试纸检验,试纸变为蓝色。
②取少量溶液逐滴滴加盐酸,一段时间后产生无色气体。
③另取少量溶液用硝酸酸化后,加入溶液有白色沉淀生成。
根据上述实验①、②推断:原溶液中肯定存在_______(填离子符号),实验③中发生的离子方程式为_______,由分析可知原溶液中存在的阳离子的焰色反应为_______色。
15.回答下列问题。
(1)下列物质中:①SO2;②液态氯化氢;③CH4;④熔融NaOH;⑤NH4Cl固体;⑥氨水。能导电的是_______;(填序号,下同)属于电解质的是_______;属于非电解质的是_______。
(2)2020年在抗击“新冠病毒”的战役中各种消毒试剂成为耀眼的明星,下面是几种常见的消毒药品:84消毒液(NaClO)、双氧水(H2O2)、臭氧(O3)、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯气(Cl2)等。回答下面问题:
①38g过氧乙酸(CH3COOOH)中含有的O原子数为_______NA(设NA代表阿伏加德罗常数的值),含有的H原子的物质的量为_______。
②40.5g某金属氯化物MCl2中含有0.6molCl-,则该金属氯化物的摩尔质量为_______。
③NaClO可通过Cl2跟NaOH溶液反应制得,该反应的离子方程式为:_______。
16.下图是实验室制取、提纯氯气及研究氯气性质的装置图。请回答:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是_______,实验室制备氯气的化学反应方程式为_______。
(2)若要收集到干燥纯净的氯气,A、B瓶所装的试剂分别为_______和_______。
(3)E装置中通常盛放的是_______溶液,该装置中发生反应的离子方程式为_______。
(4)甲同学认为实验中存在一处具有安全隐患的地方,如何整改?_______。
17.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。现以硫酸渣制备铁红(Fe2O3),过程如下:
(1)酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的离子方程式是____。
(2)还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3+ 还原为Fe2+,而本身被氧化为SO42-,写出有关的离子方程式:_____。
(3)生产过程中,为了确保铁红的质量,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是__。
(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表)
沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2
开始沉淀 2.7 3.8 7.5 9.4
完全沉淀 3.2 5.2 9.7 12.4
(二)把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后,产生1.16g白色沉淀,再向所得浊液中逐渐加入1.00mol/LHCl溶液,加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。
(1)原混合物中NaOH的质量是____g。
(2)C点(此时沉淀恰好完全溶解)HCl溶液的体积为___mL。
(三)二氧化氯(ClO2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂。回答下列问题:
实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料,通过如图1过程制备ClO2:
用如图2装置可以测定混合气中ClO2的含量:
Ⅰ、在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50mL水溶解后,再加入3mL稀硫酸;
Ⅱ、在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ、将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ、将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;
Ⅴ、用0.1000mol L 1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-═2I +S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中:
①测得混合气中ClO2的质量为___g。
②用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。若要除去超标的亚氯酸盐,下列物质最适宜的是___(填标号).
a.明矾 b.碘化钾 c.盐酸 d.硫酸亚铁
18.甲、乙两同学分别用如图所示装置测定空气中氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管,点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广瓶内水面的变化情况:
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为__________________________________。
(2)甲同学实验中广瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的,乙同学实验中广瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的,下列对这两种现象解释合理的是________
A.甲同学可能使用的钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完
B.甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却后外界空气进入瓶内
C.乙同学可能没有夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
D.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前瓶内部分空气受热逸出
(3)在实验室里,某同学取一小块金属钠做钠与水反应的实验。将钠投入水中后,钠熔化成一个小球,根据这一现象你能得出的结论是①__________,②__________,
19.(1)甲烷的分子个数为1.204×1023,则甲烷的物质的量为_____mol,所含的原子个数共有______个,与这些甲烷质量相等的O2中氧原子的物质的量为______。
(2)常温常压下,2.8gCO与N2混合气体中含有的原子总数为_____,若氧原子总质量为0.8g,则CO与N2的体积比为_____。
(3)同温同压下,含有相同氧原子数目的CO和CO2两种气体密度之比为_____,质量之比为______。
20.在标准状况下,35.5g氯气的体积是___L,将其与氢气完全化合生成氯化氢的物质的量是___mol,将生成的气体制成1L溶液,溶质的物质的量浓度是___mol/L,将此溶液取出20mL加蒸馏水稀释成200mL溶液,此稀稀后的溶液中溶质的物质的量浓度是___mol/L。
21.(1)标准状况下,32gCH4和22.4LCO2的密度之比为_______;物质的量之比为______。
(2)将20gNaOH溶于水得2L溶液,则该NaOH溶液的物质的量浓度为_________;若从中取出100mLNaOH溶液,其中含有的Na+与____molNa2CO3含有的Na+数目相同。
(3)已知标准状况下,现有四种物质:
A.49g H2SO4 B.6.02×1023个H2O C.44.8L CO和CO2混合气体 D.6g H2
其中所含分子物质的量最小的是____________(填字母);所占体积最大的是________(填字母);若C中气体重量为64g,则该混合气体中CO和CO2的体积比为__________________。
(4)标准状况下,将aLHCl完全溶于100mL水,假设该溶液的密度为ρ g·mL-1,则所得盐酸溶液中溶质的物质的量为________________,溶液的物质的量浓度为__________。
22.下列图示中,A为一种常见的单质,B、C、D、E是含A元素的常见化合物,它们的焰色反应均为黄色。请填写下列空白:
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B________,C________。
(2)写出下列反应的离子方程式、化学方程式:
A→C(离子方程式)___________________________________________________,
B→D(化学方程式)____________________________________________________。
参考答案:
1.C
A. 侯氏制碱法是用饱和的氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳,反应生成了溶解度较小的碳酸氢钠,A正确;
B. 可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气,漏气时,产生大量白烟,B正确;
C. 向紫色石蕊试液中加入过量粉末,溶液先变蓝,后褪色,C错误;
D. 制备黑火药的原料为S、KNO3、C,三者比例为1:2:3,D正确;故答案为:故答案为:C。
2.D
1 mol·L-1 AlCl3溶液中c(Cl-)=3 mol·L-1,
A.根据化合物的组成可知1 mol·L-1氯化钠溶液中:c(Cl-)=1 mol·L-1;
B.2 mol·L-1氯化钙溶液中:c(Cl-)=4 mol·L-1;
C.2 mol·L-1氯化钾溶液中:c(Cl-)=2 mol·L-1;
D.1 mol·L-1氯化铁溶液中:c(Cl-)=3 mol·L-1;
故选D。
3.D
A.新制氯水中含有HClO分子,HClO具有强氧化性能表现漂白性,使有色布条褪色,选项A正确;
B.氯水中含有氯离子,氯离子与银离子反应生成氯化银沉淀,所以加入AgNO3溶液产生白色沉淀,选项B正确;
C. 将NaOH固体加入新制的氯水中,氯气与NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,溶液颜色迅速变浅,甚至消失,选项C正确;
D.次氯酸见光分解生成氧气,选项D不正确;
答案选D。
4.D
A.17g氨气的物质的量为1mol,1mol氨气中含有10mol质子,含有的质子数为10NA,故A正确;
B.标准状况下NA个Cl2分子的物质的量为1mol,质量为1mol×71g/mol=71g,故B正确;
C.标准状况下2.24LCl2的物质的量为1mol,与足量铁粉反应生成FeCl3,Cl原子由0价下降到-1价,转移的电子数为0.2NA,故C正确;
D.溶液体积未知,无法计算含有的Cl-数目,故D错误;
故选D。
5.B
假设5%的Na2CO3溶液的质量为m g,由溶液在蒸发溶剂前后溶质的质量不变可得:m g×5%=(mg-64.3 )g×14%,解得m=100 g,故溶液中含有溶质的质量m(Na2CO3)=100 g×5%=5 g,其物质的量n(Na2CO3)==0.0472 mol,故浓缩后碳酸钠溶液的物质的量浓度c==1.52 mol/L,故合理选项是B。
6.A
A. 0.1mol/L AlCl3溶液中c(Cl-)为0.1mol/L×3=0.3mol/L;
B. KClO3溶液中没有氯离子,KClO3电离出的是K+和;
C.0.2 mol/L NaCl溶液中c(Cl-)为0.2mol/L×1=0.2mol/L;
D. 0.1 mol/L FeCl2溶液中c(Cl-)为0.1mol/L×2=0.2mol/L;
c(Cl-)最大的为A,故选A。
【点睛】电解质溶液中的离子浓度和溶液体积无关,只取决于溶质的物质的量浓度,用溶质的物质的量浓度乘以离子个数即可。
7.C
在一密闭容器中有CO、H2和O2共28.5 g,用电火花引燃,使其完全燃烧,发生反应:2CO+O22CO2,2H2+O22H2O,然后将燃烧产物通过足量Na2O2充分吸收,发生反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O2+2H2O=4NaOH+O2。通过方程式中物质变化可知:CO、H2燃烧消耗的氧气与反应产物与Na2O2反应释放的氧气相等,则固体增加的质量就是混合气体中CO、H2的质量,所以原混合气体中O2的质量为m(O2)=28.5 g-12.5 g=16 g,则O2的物质的量为n(O2)==0.50 mol,故合理选项是C。
8.B
铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,一氧化氮为无色气体,易被氧气氧化为红棕色气体二氧化氮;在探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO时,需要提供无氧环境,所以利用装置a中产生的二氧化碳气体排净装置内的空气;注射器中存有空气,将d中空气推入c中,若气体变为红棕色,可以证明反应产生了一氧化氮气体;一氧化氮、二氧化氮气体均有毒,尾气要进行吸收处理,以防污染空气。
A.结合以上分析可知,装置a的作用是生成CO2气体赶尽装置中的空气,故A正确;
B.首先这个选项没有指明是气体的状态,则无法计算;如果是标准状态则计算如下:铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,若参加反应的铜为1.92g,其物质的量为0.03mol,根据电子得失守恒可知:n(NO)×(5-2)=0.03×(2-0),n(NO)=0.02mol,生成标准状况下0.448LNO气体;在不考虑硝酸挥发的情况下,溶液增加的质量应为反应的铜的质量减去反应生成的一氧化氮气体的质量,因此装置b中溶液增加的质量不是反应的铜的质量,即1.92g不是反应的铜的质量,生成标准状况下NO气体也就不是0.448L,故B错误;
C.一氧化氮为无色气体,易被氧气氧化为红棕色气体二氧化氮;所以将d中空气推入c中,若气体变为红棕色,则说明b中生成NO,故C正确;
D.一氧化氮、二氧化氮气体均有毒,尾气要进行吸收处理,以防污染空气,该装置缺少尾气处理装置,存在缺陷,故D正确;
故选B。
9.D
A.Na2O2溶于水生成氢氧化钠溶液和水,离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,故A错误;
B.Cu与稀硝酸反应生成一氧化氮气体而不是二氧化氮气体,故B错误;
C.FeO和稀硝酸反应时硝酸会氧化FeO生成硝酸铁,故C错误;
D.向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液,至混合溶液恰好为中性,则Ba(OH)2与NaHSO4的比值为1∶2,故为Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O,故D正确;
故选D。
10.B
Na2CO3的俗名是纯碱或苏打,小苏打是碳酸氢钠的俗名,其化学式为NaHCO3,故答案为B。
11.D
A.二氧化碳是植物光合作用的原料,可作为温室大棚里的气态肥料,A项正确;
B.锌的活泼性强于铁,镀锌层破损后可形成原电池,其中锌为负极,镀层仍起保护作用,B项正确;
C.酿酒时加“酒曲”是因为“酒曲”中有大量的微生物,还有微生物所分泌的酶,其中酶可以作为催化剂,加快化学反应速率,从而提高生产效率,C项正确
D.侯氏制碱法中的“碱”是纯碱Na2CO3,其中一步反应为NaCl+CO2+H2O+ NH3==NaHCO3+NH4Cl,其中NaHCO3是 NaCl、NH4HCO3、NaHCO3、NH4C1四种物质中溶解度最小的,利用溶解度差异可以析出 NH4HCO3晶体,D项错误;
答案选D。
12.D
在溶液中加入过量Na2O2,Na2O2具有强氧化性,且与水反应生成NaOH和O2。
A.会被氧化且会生成沉淀而不能大量共存,A不符合题意;
B.在碱性溶液中,、、能发生反应,生成Mg(OH)2、CaCO3等,不能大量共存,B不符合题意;
C.在碱性溶液中,不能大量共存,C不符合题意;
D.该溶液中、、、均可大量共存,D符合题意;
故选D。
13. D 2Na+O2Na2O2 淡黄色 Na2CO3 H++CO=HCO 20
根据钠是活泼金属易被氧化分析;根据空气中含有氧气、二氧化碳和水蒸气并结合钠及其化合物的性质分析;加入一定量盐酸后开始生成气体,加盐酸OA段发生Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,再加入盐酸不再产生气体,AB段发生NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑,则为Na2CO3和NaHCO3的混合溶液,以此解答。
(1) 钠是很活泼的金属元素,其单质极易与水或氧气反应,又因为钠的密度小于水而大于煤油,因此钠通常保存在煤油中,故答案为D;
(2) 将一小块钠放在水平放置的试管中部加热,生成淡黄色的过氧化钠,反应方程式为2Na+O2Na2O2;
(3) 空气中含有二氧化碳和水蒸气,在空气中的转化过程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3 10H2O→Na2CO3,Na2O→NaOH→Na2CO3 10H2O→Na2CO3,Na2O2→NaOH→Na2CO3 10H2O→Na2CO3,NaOH→Na2CO3 10H2O→Na2CO3,则Na、Na2O、Na2O2、NaOH久置空气中最终都是变为Na2CO3,;
(4)①加入一定量盐酸后开始生成气体,加盐酸OA段发生:Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl,OA段的离子反应为H++CO=HCO;
②B点时溶质只有NaCl,n(NaCl)=n(HCl)==0.5mol,n(NaOH)=n(HCl)=0.5mol,则原溶液中所含溶质NaOH的质量为m=nM=0.5mol×40g/mol=20g。
【点睛】考查钠及其化合物的性质以及化学反应方程式的计算,明确(4)中图象与反应的对应关系是解题关键,难点是灵活利用原子守恒,明确n(NaCl)=n(HCl)。
14.(1) ①②④ ②④
(2) 、、K+ 紫
(1)存在自由移动离子的物质能导电,故能导电的物质是:①NaOH溶液;②熔融NaCl;④熔融,故选①②④;在水溶液或熔融状态下能导电的化合物为电解质,故能导电的电解质是:②熔融NaCl;④熔融,故选②④;
(2)无色透明溶液,则不含;①用红色石蕊试纸检验,试纸变为蓝色,则含,不含;②取少量溶液逐滴滴加盐酸,一段时间后产生无色气体,则含; ③另取少量溶液用硝酸酸化后,加入溶液有白色沉淀生成,则含,根据电荷守恒,溶液中肯定含K+。
根据上述实验①、②推断:原溶液中肯定存在:、、K+;实验③中发生的离子方程式为:;溶液中存在钾离子,透过蓝色钴玻璃片,焰色反应为紫色。
15.(1) ④⑥ ②④⑤ ①③
(2) 1.5 2 mol 135g/mol Cl2 + 2OH-= Cl- + ClO-+ H2O
(1)SO2为非电解质,不导电;
②液态氯化氢为电解质,以分子存在,不导电;
③CH4为非电解质,以分子存在,不导电;
④熔融NaOH为电解质,含有自由移动的离子,能导电;
⑤NH4Cl固体为电解质,不含自由移动的离子,不导电;
⑥氨水为混合物,既不是电解质也不是非电解质,含有自由移动的离子,能导电;
所以能导电的是④⑥;属于电解质的是②④⑤,属于非电解质的是①③;故答案为:④⑥;②④⑤;①③;
(2)①38g过氧乙酸(CH3COOOH)的物质的量为,含有O原子0.5mol×3=1.5mol,含O原子数为1.5 NA,含有的H原子的物质的量为0.5mol×4=2mol;
②40.5g某金属氯化物MCl2中含有0.6molCl-,说明n(MCl2)=0.3mol,则该金属氯化物的摩尔质量为;
③Cl2跟NaOH溶液反应制得NaClO和NaCl,该反应的离子方程式为:Cl2 + 2OH-= Cl- + ClO-+ H2O。
16.(1) 分液漏斗
(2) 饱和溶液 浓硫酸
(3)
(4)DE之间增加一个安全瓶(防倒吸装置)
反应装置中浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有HCl,A装置除去氯气中的HCl,氯气在饱和食盐水中溶解度较低,因此除杂试剂是饱和食盐水;B装置是干燥氯气,干燥剂是浓硫酸,C装置收集氯气,D装置探究氯气性质,E装置用于尾气处理。
(1)由图可知,盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗;实验室利用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水制取氯气,反应方程式为。
(2)由上述分析可知,A、B瓶所装的试剂分别为饱和氯化钠溶液和浓硫酸。
(3)E装置用于尾气处理,氯气与氢氧化钠溶液能发生反应生成氯化钠、次氯酸钠、水,因此选用氢氧化钠溶液吸收氯气;反应离子方程式为。
(4)D装置用于检验氯气的性质,而氯气与氢氧化钠溶液反应生成的次氯酸钠也具有氧化性,如果E中溶液发生倒吸,则会干扰D中氯气的相关实验,因此需要在DE之间增加一个安全瓶(防倒吸装置)。
17. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+ 3.2~3.8 5.20 130.0 0.02700 d
硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2,加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,再加氢氧化钠和空气,调节溶液的pH的范围是3.2~3.8主要是使三价铁沉淀,而二价镁,三价铝都不沉淀,最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁,从而得到铁红。
(1)氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,方程式为:Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4) 3+3H2O;离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,故答案为Fe2O3+6H+=2Fe3+ +3H2O。
(2)FeS2中S元素的化合价从-1价升高到+6价,2个S原子转移14个电子,Fe3+转移1个电子,则二者的计量数之比为1:14,根据S守恒可知SO42-前面的化学计量数为2,根据氧守恒可知H20前面化学计量数为8,根据H守恒可知H+前化学计量数为16,则反应的离子方程式为:FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+,检验Fe3+被完全还原的实验操作和现象为取少量试液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,若不显红色,则说明Fe3 +已被完全还原,故答案为FeS2+14Fe3 + +8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+。
(3)溶液pH>3.2时Fe3+沉淀完全,溶液pH=3.8时Al3+开始沉淀,故溶液的pH的范围是3.2~3.8,根据几种离子沉淀的pH,如果pH过大,Al3+、Mg2+形成沉淀,使制得的铁红不纯;故答案为3.2~3.8。
(二)A~B阶段消耗盐酸的物质的量=(0.03L-0.01L)×1.0mol/L=0.02mol,则根据方程式NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl可知生成氢氧化铝的物质的量=0.02mol。所以根据原子守恒可知原混合物中氯化铝的物质的量是0.02mol。B点沉淀达到最大值,此时的沉淀是氢氧化镁和氢氧化铝的混合物。而溶液则恰好是氯化钠溶液。根据氯离子守恒可知氯化钠的物质的量=0.03L×1.00mol/L+0.02mol×2+0.02mol×3=0.13mol。所以根据钠离子守恒可知,氢氧化钠的物质的量也是0.13mol,因此氢氧化钠的质量m=n· M=40g/mol×0.13mol=5.2g。B~C阶段加入的盐酸开始溶解氢氧化铝和氢氧化镁,此时反应的方程式为Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O。根据氢氧化镁和氢氧化铝均是0.02mol可知,该阶段消耗盐酸的物质的量是0.02mol×2+0.02mol×3=0.10mol,其体积是0.10mol÷1mol/L=0.1L=100mL,所以C点(此时沉淀恰好完全溶解)HCl溶液的体积为30mL+100mL=130.0mL,故答案为130.0mL。
(三)①含有Na2S2O3物质的量为0.02L×0.1mol/L=0.002mol,则:
根据关系式:2ClO2~5I2~10Na2S2O3,
2 10
n(ClO2) 0.002mol
所以n(ClO2)=0.0004mol,所以m(ClO2)=0.0004 mol×67.5g/mol=0.02700g,故答案为0.02700。
②若要除去超标的亚氯酸盐,ac均不能还原亚氯酸盐,b中KI具有还原性但氧化产物不适合饮用水使用,只有d中Fe2+将ClO2-还原成Cl-,Fe2+ 被氧化为铁离子,且铁离子水解生成胶体可净化饮用水,则最适宜的是d,故答案为d。
【点睛】根据化学方程式计算时一定要准确找出相关物质之间的计量数关系,如果涉及多步反应,可以根据几个化学方程式找出有关物质的关系式进行计算,使计算简化;如果是离子反应,可以根据离子方程式进行计算;如果是氧化还原反应,也可以利用电子转移关系进行有关计算。
18. 2Na+O2Na2O2 ABCD 钠与水反应放出热量 钠的熔点低
(1)钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠,据此写出化学反应方程式即可,注意条件;
(2)A.若钠的量不足,则氧气消耗不完,造成进水量少于容器容积的量;
B.若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,外面的空气会进入瓶内,使气体得到补充;
C.若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体从导管口逸出;
D.若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出;
(3)依据钠熔化成一个小球可知反应放出热量,钠的熔点低。
(1)钠在加热条件下与氧气反应生成过氧化钠,化学反应方程式为: 2Na+O2Na2O2;
(2)A.钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完,导致氧气剩余,故瓶内水面上升高度达不到,选项A正确;
B.瓶塞末塞紧,钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内,导致瓶内压强过大,水面上升高度达不到,选项B正确;
C.没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出,导致瓶内压强减小,水面上升高度超出,选项C正确;
D.插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出,导致瓶内压强减小,水面上升高度超出,选项D正确;
答案选ABCD;
(3)将钠投入水中后,钠熔化成一个小球,根据这一现象你能得出的结论是①钠与水反应放出热量,②钠的熔点低。
19. 0.2 NA 0.2mol 0.2 NA 1:1 7:11 14:11
(1)根据n=N/NA计算甲烷物质的量,进而计算甲烷所含原子个数,根据n=m/M计算氧气物质的量,进而计算氧原子物质的量;
(2)CO与N2的摩尔质量均为28g/mol,则混合气体的摩尔质量为28g/mol,先计算混合气体的物质的量,再根据二者均为双原子分子确定原子总数;通过氧原子的质量计算CO的物质的量,进而计算氮气的物质的量,再根据在相同条件下气体的体积比等于物质的量之比,计算二者体积比;
(3)同温同压下,气体物质有以下关系,据此计算CO和CO2两种气体的密度之比,根据n=N/NA判断含有相同氧原子数目的CO和CO2的物质的量之比,再根据m=nM判断二者质量之比。
(1)甲烷物质的量为,甲烷所含原子物质的量为0.2mol×5=1mol,则甲烷所含原子个数为NA;m(O2)=m(CH4)= n(CH4)×M(CH4)=0.2mol×16g/mol=3.2g,氧气物质的量为,则氧气所含氧原子物质的量为0.1mol×2=0.2mol;
故答案为0.2;NA;0.2mol;
(2)CO与N2的摩尔质量均为28g/mol,则混合气体的摩尔质量为28g/mol,2.8gCO与N2的混合气体的物质的量为,CO与N2均为双原子分子,则原子总数为0.2NA;CO的物质的量,因此N2的物质的量n(N2)=0.1mol-0.05mol=0.05mol,相同条件下气体的体积比等于物质的量之比,则CO与N2的体积比为1:1;
故答案为0.2NA;1:1;
(3)同温同压下,气体物质有以下关系,因此CO和CO2两种气体的密度之比等于二者的摩尔质量之比,即28:44=7:11;根据n=N/NA判断含有相同氧原子数目的CO和CO2的物质的量之比为2:1,又m=nM,则CO和CO2的质量之比为2×28:1×44=14:11。
故答案为7:11;14:11。
【点睛】,
20. 11.2 1 1 0.1
35.5g氯气的物质的量是;在标准状况下,35.5g氯气的体积是0.5mol ×22.4L/mol=11.2L;氢气与氯气反应的方程式是,根据反应方程式, 0.5mol氯气与氢气完全化合生成氯化氢的物质的量是1mol;将生成的气体制成1L溶液,溶质的物质的量浓度是1mol/L;设稀释后的溶液中溶质的物质的量浓度是cmol/L,根据稀释前后氯化氢的物质的量不变,1mol/L ×0.02L= cmol/L×0. 2L,c=0.1 mol/L。
【点睛】本题考查了物质的量的有关计算,明确为解答关键,注意掌握物质的量浓度的概念及计算方法。
21. 4:11 2:1 0.25mol/L 0.0125 A D 3:1 mol mol/L
(1)根据比较,把物质的质量、体积都转化为物质的量,求比值;
(2)根据n=及c=计算溶液的物质的量浓度,利用n=cV计算NaOH溶液中含有的Na+的物质的量,结合Na2CO3的组成确定其物质的量;
(3)将选项的物理量都转化为物质的量,然后根据N=nNA判断;假设C中混合气体中CO、CO2的物质的量分别是x、y,根据二者的质量与体积关系计算;
(4)根据n=计算溶质的物质的量,根据m=ρV计算溶液的质量,结合溶质的质量得到溶液中溶质的质量分数,在利用c=计算溶液的物质的量浓度。
(1)根据可知CH4和CO2的密度之比等于它们的相对分子质量之比,为16:44=4:11;32gCH4的物质的量为n(CH4)=32g÷16g/mol=2mol,在标准状况下22.4LCO2的物质的量n(CO2)=22.4L÷22.4L/mol=1mol,所以n(CH4):n(CO2)=2mol:1mol=2:1;
(2)20gNaOH的物质的量n(NaOH)==0.5mol,将其溶于水得2L溶液,则该NaOH溶液的物质的量浓度c==0.25mol/L;若从中取出100mLNaOH溶液,其中含有的NaOH的物质的量为0.25mol/L×0.1L=0.025mol,根据NaOH的组成可知其中含有的Na+是0.025mol,由于1个Na2CO3电离产生2个Na+。所以Na+为0.025mol,则需Na2CO3的物质的量为0.0125mol;
A.49g H2SO4的物质的量为n(H2SO4)=49g÷98g/mol=0.5mol;
B.6.02×1023个H2O的物质的量为n(H2O)=6.02×1023 ÷6.02×1023/mol=1mol;
C.44.8L CO和CO2混合气体的物质的量n=44.8L÷22.4L/mol=2mol;
D.6g H2的物质的量n=6g÷2g/mol=3mol
可见物质的量最小的是H2SO4,根据N=nNA可知,物质的量越小,其中含有的分子数目越少,所以其中所含分子物质的量最小的选项是A。在上述物质中,水、硫酸为液体物质,CO和CO2的混合气体及H2都是气体,气体分子间隔大,等物质的量的物质体积也大,则所占体积最大的是H2,选项为D;
假设C中混合气体中CO、CO2的物质的量分别是x mol、y mol,则x+y=2,28x+44y=64,解得x=1.5,y=0.5,则根据V=nVm可知二者的体积比等于它们的物质的量的比,故V(CO):V(CO2)=1.5:0.5=3:1;
(4)标准状况下,aLHCl气体的物质的量n(HCl)=mol,HCl的质量是m(HCl)=nM=mol×36.5g/mol=g;标准状况下,将aLHCl完全溶于100mL水,假设该溶液的密度为ρg·mL-1,溶液的质量是m(溶液)=g+100g=g,则溶质的质量分数为:;则根据物质的量浓度与质量分数换算式可得该盐酸溶液的物质的量浓度c=mol/L=mol/L。
【点睛】本题考查了有关物质的量的化学计算的知识,包括物质的量与物质的质量、微粒数目、气体的体积、物质的量浓度的计算及溶液的不同浓度的表示方法的换算等。掌握有关计算公式及使用范围,并与物质的微粒结构结合起来是本题解答的关键。对于等物质的的物质,由于气体的微粒间隔很大,因此其体积要比液体或固体物质的体积大很多,要结合阿伏加德罗定律分析判断物质体积与分子数目的关系。
22. Na Na2O2 NaOH 2Na+2H2O = 2Na++2OH-+H2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
A为常见单质,B、C、D、E是含A元素的常见的化合物,它们的焰色反应均为黄色,说明含有Na元素,即A为Na,Na与O2在点燃条件下反应生成B,B为Na2O2,Na与H2O反应生成NaOH和氢气,C 为NaOH,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,即D为Na2CO3,则E为NaHCO3;
A为常见单质,B、C、D、E是含A元素的常见的化合物,它们的焰色反应均为黄色,说明含有Na元素,即A为Na,Na与O2在点燃条件下反应生成B,B为Na2O2,Na与H2O反应生成NaOH和氢气,C 为NaOH,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,即D为Na2CO3,则E为NaHCO3;
(1)根据上述分析,A为Na,B为Na2O2,C为NaOH;
(2)A→C的离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;
B→D发生化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2