2024届高考化学二轮复习限时训练:卤族与氮族及其应用
一、单选题
1.化学与生产、生活、科技和环境等密切相关。下列有关说法错误的是( )
A.侯氏制碱过程中应向饱和食盐水中先通NH3,后通CO2
B.84消毒液与洁厕灵不能混用,若混用能产生有毒气体
C.卫星探测器上的太阳能电池帆板主要成分是晶体硅
D.“汽车尾气处理”有助于改善城市空气质量,有利于实现“碳达峰、碳中和”
2.下列物质既属于纯净物又能净水的是( )
A.氯水 B.明矾
C.氢氧化铁胶体 D.水玻璃
3.下列能用同一原理解释的是( )
A.福尔马林、葡萄糖与新制Cu(OH)2共热都有红色沉淀生成
B.NH4Cl晶体、固体碘受热都会汽化
C.SO2、Cl2都能使品红溶液褪色
D.苯、乙烯都能使溴水褪色
4.化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.发霉的食品,可用硫黄熏蒸杀菌后食用
B.草木灰和氯化铵混合使用,可增强肥效
C.光化学烟雾、臭氧空洞、温室效应的形成都与氮氧化物有关
D.用硅制作太阳能电池可以减轻对煤、石油等化石燃料的依赖
5.下列说法错误的是( )
A.大米富含淀粉
B.加碘食盐含有碘酸钾
C.人体必需的微量元素就是维生素
D.人体必需的微量元素不都是金属元素
6.化学实验中常将溶液或试剂进行酸化,下列酸化处理的措施正确的是( )
A.定性检验,将溶液用稀硝酸酸化
B.为提高溶液的氧化能力,用盐酸将溶液酸化
C.检验溶液中是否含有时,用稀硝酸酸化
D.检验溶液中是否含时,在无其他阳离子干扰的条件下,先用盐酸酸化,再向溶液中加溶液
7.下列实验装置使用不正确的是( )
A.图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B.图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C.图③装置用于测定中和反应的反应热
D.图④装置用于制备乙酸乙酯
8.用如图装置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反应。通入适当比例的Cl2和NO2,发生的化学反应为Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O。下列叙述正确的是( )
A.实验室中可用Cu与1mol·L-1的硝酸制备二氧化氮气体
B.装置II中的玻璃管起到平衡气压作用,可将多余气体直接排出
C.由该反应可知氧化性顺序:Cl2>NO2>NaNO3
D.通过观察装置I、III中的气泡的快慢控制Cl2和NO2的通入量
9.下列物质间的转化,不能一步实现的是( )
A.Na→Na2O2 B.Fe2O3→Fe(OH)3
C.Cl2→FeCl3 D.FeCl3→FeCl2
10.化学与社会生活、科技有着密切的关系,下列说法正确的是( )
A.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏的过程中发生了氧化还原反应
B.包装袋中装有少量铁屑作为食品的干燥剂
C.可使用含氯的杀菌消毒剂对生产和生活环境进行消毒
D.铝合金硬度大、质量轻,工业上可用于制造盛放NaOH溶液的容器
11.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向氯化亚铁溶液中通入氯气:Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-
B.将氯气通入冷的氢氧化钠溶液中:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
C.铝片与氢氧化钠溶液反应:Al+2OH-=AlO2-+H2↑
D.金属铝溶于盐酸中:Al+2H+=Al3++H2↑
12.物质间的转化体现了化学核心素养之——变化观念。下列物质的转化在一定条件下能实现的是( )
A.H2SO4(稀)SO2NH4HSO3(NH4)2SO3
B.FeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3
C.NH3NONO2HNO3
D.CaCl2溶液CaCO3CaO
13.如图所示:烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻震荡烧瓶,然后打开弹簧夹,烧杯中的液体呈喷泉状喷出,则a、b不可能是 ( )
A.a为Cl2气体,b为饱和NaCl溶液 B.a为NH3气体,b为盐酸溶液
C.a为CO2气体,b为浓NaOH溶液 D.a为HCl气体,b为H2O
14.下列实验装置可以达到对应实验目的的是( )
A.用装置甲验证 对 分解反应有催化作用
B.用装置乙验证石蜡油分解的产物只有乙烯
C.用装置丙从a处加水的方法检验气密性
D.用装置丁制取氨气
15.将一充满NO的试管倒扣于水槽中,然后向试管中通入一定量的,最后试管中恰好充满水,则通入的与原NO气体在同温同压下的体积比为
A.4:3 B.3:4 C.4:1 D.1:4
16.在给定的条件下,下列物质间的转化能一步实现的是( )
A.S SO3 H2SO4
B.Si SiO2 H2SiO3
C.NH3 NO2 HNO3
D.Cl2 Br2 I2
17.氯气是一种重要的化工原料,下列关于氯气的叙述中,错误的是( )
①氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体
②氯气能溶于水
③氯气、液氯和氯水是同一种物质
④铜丝在氯气中燃烧,生成蓝色的氯化铜
⑤氢气在氯气中燃烧,产生苍白色火焰。
⑥新制的氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液后溶液呈红色
A.①② B.③④⑥ C.③⑤⑥ D.③⑥
18.氯化法制取FeCl3流程:以废铁屑和氯气为原料,在立式反应炉里反应,生成的氯化铁蒸气和尾气由炉的顶部排出,进入捕集器冷凝为固体结晶,实验室模拟该方法的装置如下图所示,下列说法错误的是( )
A.装置I反应的离子方程式为
B.装置II洗气瓶中加入饱和氯化钠溶液除去Cl2中的少量HCl
C.装置IV洗气瓶中盛放的液体为浓盐酸
D.装置V的作用是收集FeCl3
19.下列探究方案能达到探究目的的是( )
选项 探究方案 探究目的
A 用毛皮摩擦过的带电橡胶靠近液流,液流方向改变 是极性分子
B 将铁锈溶于浓盐酸,滴入溶液,紫色褪去 铁锈中含有二价铁
C 石蜡油加强热,将产生的气体通入溴水,溴水颜色褪去 气体中含有乙烯
D 用pH计分别测0.1 NaClO和溶液的pH,前者pH大
A.A B.B C.C D.D
20.从海带中提取碘单质,可经以下实验流程完成。下列有关说法正确的是( )
A.“氧化”过程中发生反应的离子方程式为
B.从碘水中萃取碘单质,可用酒精作萃取剂
C.以上流程在萃取、分液之后,还要经过反萃取、蒸馏等步骤才能获得碘单质
D.分液时,先打开活塞放出下层液体,再关闭活塞从上口倒出上层液体
二、综合题
21.我国拥有很长的海岸线,海洋资源的开发利用具有广阔前景。全球海水中溴的储藏量丰富,约占地球溴总储藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称。
(1)空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一、其工艺流程如图:
步骤①中获得Br2的离子方程式为 ;步骤③的化学方程式为 ;目的为 。
(2)碘是人体必需的一种微量元素。海洋植物中富含碘元素。实验室模拟从海带中提取碘单质的流程图如图:
① 设计“操作Ⅰ”的主要步骤:溶解、 。
② “试剂a”通常应具有一定的 性。
③ 利用H2O2完成“溶液A”向“溶液B”的转变。配平该反应的化学方程式:
KI+ H2O2= KOH+ I2
④ 由于“溶液B”中I2的含量较低,“操作II”能将I2“富集、浓缩”到“有机溶液X”中。
已知:I2在以下试剂中的溶解度都大于水,则“试剂b”可以是 。(选填编号)
试剂 A.乙醇 B.氯仿 C.四氯化碳 D.裂化汽油
相关性质 与水互溶不与反应 与水不互溶不与I2反应 与水不互溶不与I2反应 与水不互溶与I2反应
⑤“操作II”宜选用的装置是 。(选填编号)
A. B. C. D.
⑥在操作II后,检验提取碘后的水层是否仍含有碘单质的方法是: 。
22.过量排放含氮物质会污染大气或水体,研究氮及其化合物的性质及转化,对降低含氮物质的污染有着重大的意义。
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
由图可知合成氨反应 N2(g)+ H2(g) NH3(g)的△H= kJ·mol-1,该反应历程中最大能垒对应的化学方程式为: 。
(2)2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) (ΔH Ea)的反应历程由两步基元反应组成:
Ⅰ.2NO(g) N2O2(g) (快) ΔH1<0 Ea1 v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2)
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) (慢) ΔH2<0 Ea2 v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2)
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态,写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K= 。
②下列关于反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的说法正确的是 。
A.2Ea=Ea1+Ea2
B.增大压强,反应速率常数增大
C.温度升高,正逆反应速率都增大
D.总反应快慢由第二步决定
③在其他条件不变的情况下,2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)反应速率随着温度升高而减小,请解释原因 。
④画出2NO+O2 2NO2的反应过程—能量示意图 。
23.对于数以千万计的化学物质和为数众多的化学反应,分类法的作用几乎是无可代替的。
(1)Ⅰ.现有以下物质:①②Fe ③④胶体 ⑤溶液 ⑥干冰⑦稀硫酸 ⑧酒精 ⑨⑩氯水
以上物质中属于非电解质的是 (填序号)。
(2)请写出③的电子式 。
(3)写出⑤中溶质的电离方程式 。
(4)以上物质中,有一种能在一定条件下与反应,且做氧化剂,请写出该反应的化学方程式: 。
(5)向④中逐滴滴加⑦,可观察到的现象是 。
(6)Ⅱ.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据新制氯水分别与如图四种物质发生的反应填空。(a、b、c、d中重合部分代表物质间反应,且氯水足量)
能证明氯水具有漂白性的是 (填“a”、“b”、“c”、“d”)
(7)氯水久置过程中发生的变化,用化学反应方程式表示为 。
24.氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的研究热点。
(1)实验室制取氨气的化学原理是 (用化学方程式表示),验满方法是 。
(2)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,工业合成氨温度选择700K的原因是 。
(3)利用NH3处理硝酸工业尾气中的NOx,将其转化为无毒物质,该反应的化学方程式为 。
(4)水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图:
①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用 。
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为3.9×10-4mol,则水样中氨氮(以氨气计)含量为 mg·L-1。
(5)联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨类似。25℃时,联氨的电离常数Kb1=3×10-6mol·L-1,Kb2=7.6×10-15mol·L-1。联氨和盐酸按物质的量之比1∶1反应的离子方程式是 ,所得溶液呈 性(填“酸”、“中”或“碱”)。
25.A、B、C、D、E、F为中学化学常见的单质或化合物,其中A、F为单质,常温下,E的浓溶液能使铁、铝钝化,相互转化关系如图所示(条件已略去)。完成下列问题:
(1)若A为淡黄色固体,B为气体,F为非金属单质。
①写出E转变为C的化学方程式 。
②B在空气中能使银器表面失去金属光泽、逐渐变黑,反应的化学方程式为 。
(2)若B为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
①A的电子式为 。
②做过银镜反应后的试管可用E的稀溶液清洗,反应的离子方程式为 。
③在干燥状态下,向②反应得到的溶质中通入干燥的氯气,得到N2O5和一种气体单质,写出反应的化学方程式 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.根据氨气极易溶于水、二氧化碳能溶于水的性质,向饱和食盐水中先通入氨气至饱和,再通入足量二氧化碳,可生成较多的碳酸氢钠,将碳酸氢钠灼烧可转化为碳酸钠,选项A不符合题意;
B.84消毒液的有效成分是次氯酸钠,洁厕灵的主要成分是盐酸,若将两者混合使用,可能会发生如下反应:NaClO + 2HCl= NaCl + Cl2↑+H2O,选项B不符合题意;
C.晶体硅是一种性能良好的半导体材料,常用于制作芯片和太阳能电池板,卫星探测器上的太阳能电池帆板主要成分是晶体硅,选项C不符合题意;
D.汽车尾气中含有有毒的一氧化碳和一氧化氮,在催化加的作用下将其转化为二氧化碳和氮气,因此汽车尾气处理不能减少二氧化碳的排放,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.先通氨气形成饱和铵盐水能增大二氧化碳的溶解度;
B.次氯酸钠与盐酸发生氧化还原反应生成氯气;
C.太阳能电池板的主要成分为单质硅。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.氯水含有盐酸、次氯酸等多种成分,属于混合物,A不符合题意;
B.明矾只由一种物质组成,属于纯净物,明矾溶于水电离产生的铝离子水解生成氢氧化铝胶体能净水,B符合题意;
C.氢氧化铁胶体属于混合物,C不符合题意;
D.水玻璃是硅酸钠的水溶液,属于混合物,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.纯净物是由一种物质构成的,混合物是多种物质混合在一起;
B.明矾是KAl(SO4)2.12H2O;
C.氢氧化铁胶体是水和氢氧化铁的混合物;
D.水玻璃可以用于防腐。
3.【答案】A
【解析】【解答】A.福尔马林中的甲醛和葡萄糖都有醛基能还原新制的Cu(OH)2,所以福尔马林、葡萄糖与新制的Cu(OH)2共热均有红色沉淀生成,反应原理相同,A符合题意;
B.NH4Cl晶体受热分解是化学变化,固态碘受热升华是物理变化,B不符合题意;
C.SO2具有漂白性,使品红褪色,Cl2具有强氧化性,使品红褪色,C不符合题意;
D.苯与溴水发生萃取褪色,乙烯与溴水发生加成反应褪色,所以苯、乙烯均能使溴水褪色二者原理不同,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.含有醛基的物质和葡萄糖、新制的Cu(OH)2可以发生氧化还原反应;
B.注意两者反应本质的区别;
C.SO2和Cl2使品红褪色原理不同;
D.注意两者发生现象的本质不同。
4.【答案】D
【解析】【解答】A. 硫黄与氧气反应生成二氧化硫,二氧化硫有毒,能危害人体健康,且发霉的食品已变质,不能再食用,故A不符合题意;
B.草木灰显碱性,氯化铵显酸性,二者混合使用会降低肥效,故B不符合题意;
C.光化学烟雾、臭氧空洞的形成都与氮氧化物有关,温室效应的形成与二氧化碳有关,故C不符合题意;
D. 太阳能为清洁能源,使用太阳能电池可以减轻对煤、石油等化石燃料的依赖,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.硫磺与氧气反应生成有毒的二氧化硫;
B.草木灰显碱性,不能和氢化铵混合使用;
C.光化学烟雾、臭氧空洞的形成都与氮氧化物有关,温室效应的形成与二氧化碳有关。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.大米中,富含的营养素是淀粉,选项A不符合题意;
B.碘酸钾中含有碘元素,所以食用碘盐可以为人体补充碘元素,选项B不符合题意;
C.维生素对人体的各项生命活动有重要的作用,是六大营养素之一,不等于人体必需的微量元素;人体所需的微量元素包括:铁、钴、铜、锌、铬、锰、钼、碘、硒,前者指物质,后者指元素,选项C符合题意;
D.人体所需的微量元素包括:铁、钴、铜、锌、铬、锰、钼、碘、硒,人体所需的微量元素中碘、硒是非金属元素,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据微量元素的种类,以及六大类营养素的生理作用、食物来源等进行分析判断;
A、根据大米所含主要成分为淀粉解答;
B、加碘食盐添加物为碘酸钾;
C、D、人体必需的微量元素:铁、钴、铜、锌、铬、锰、钼、碘、硒,维生素为一类物质;
6.【答案】D
【解析】【解答】A. 定性检验,将溶液,再加入稀盐酸,收齐气体进行判断,故A不符合题意;
B. 为提高溶液的氧化能力,可用稀硫酸将溶液酸化,故B不符合题意;
C. 检验溶液中是否含有时,用盐酸酸化,故C不符合题意;
D.检验硫酸根先用盐酸酸化再加氯化钡,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.检验亚硫酸根时利用盐酸酸化;
B.考虑盐酸被高锰酸钾氧化;
C.检验铁离子不同硝酸酸性,具有很强的氧化性;
D.考查的是硫酸根离子的检验。
7.【答案】A
【解析】【解答】A、二氧化锰和浓盐酸在加热条件下才能反应生成氯气,缺少加热装置,故A错误;
B、酸滴定碱,用酸式滴定管盛装标准液,锥形瓶盛装碱,故B正确;
C、简易量热计由内筒,外壳,隔热层,杯盖,温度计,玻璃搅拌器构成,利用简易热量计能测定中和反应的反应热,故C正确;
D、加热条件下,乙醇、乙酸在浓硫酸催化下反应生成乙酸乙酯,右侧试管中用饱和碳酸钠溶液吸收乙醇、除去乙酸,降低酯的溶解度,该装置可制备乙酸乙酯,故D正确;
故答案为:A。
【分析】A、二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
B、酸滴定碱,用酸式滴定管盛装标准液进行滴定;
C、该装置为简易热量计;
D、乙醇、乙酸在浓硫酸作用下发生酯化反应生成乙酸乙酯。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.实验室中可用Cu与1mol·L-1的硝酸是稀硝酸只能生成NO,得不到二氧化氮气体,A不符合题意;
B.装置II中的玻璃管起到平衡气压作用,可将多余气体有Cl2和NO2、NO等气体都是有毒的气体,不能直接排出,B不符合题意;
C.该反应Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O中Cl2是氧化剂,NO2是还原剂,NaNO3是氧化产物,故只能得出氧化性顺序:Cl2>NO2 、Cl2>NaNO3,但不能得出NO2>NaNO3,C不符合题意;
D.由于同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,故可以通过观察装置I、III中的气泡的快慢控制Cl2和NO2的通入量,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、铜与稀硝酸反应生成NO,不生成NO2;
B、装置B中玻璃管可起到平衡气压的作用;
C、根据氧化剂的氧化性强于氧化产物分析;
D、根据同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比分析;
9.【答案】B
【解析】【解答】解:A、Na与O2在加热条件下可反应生成Na2O2,可一步实现,A不符合题意;
B、Fe2O3与H2O不反应,因此Fe2O3无法一步转化为Fe(OH)3,B符合题意;
C、Fe与Cl2在点燃条件下反应生成FeCl3,可一步实现,C不符合题意;
D、FeCl3与Fe反应生成FeCl2,可一步实现,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对物质转化的考查,结合选项所给物质的性质和转化进行分析即可。
10.【答案】C
【解析】【解答】A.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏是因为碳酸钙与酸雨发生了复分解反应,A说法不符合题意;
B.包装袋中装有少量铁屑作为抗氧化剂,B说法不符合题意;
C.含氯的杀菌消毒剂具有强氧化性,则可使用含氯的杀菌消毒剂对生产和生活环境进行消毒,C说法符合题意;
D.铝会与氢氧化钠溶液反应,D说法不符合题意。
故答案为C。
【分析】A.酸雨腐蚀大理石雕像是因为碳酸钙能和酸反应;
B.生石灰有吸水性,用作食品干燥剂,铁屑因具有还原性,可作食品抗氧化剂;
C.含氯的杀菌消毒剂具有强氧化性,可以杀死病毒细菌;
D.铝与NaOH溶液反应。
11.【答案】B
【解析】【解答】A.氯气能将Fe2+氧化为Fe3+:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,A不符合题意;
B.氯气能和氢氧化钠反应生成盐和水原理为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,B符合题意;
C.铝能和强碱反应生成氢气,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,C不符合题意;
D.铝能溶于盐酸中放出氢气2Al+6H+=2Al3++3H2↑,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】 A.根据电荷守恒分析;
B.氯气能和氢氧化钠反应生成次氯酸钠和水;
C.根据电荷守恒分析;
D.根据电荷守恒分析。
12.【答案】C
【解析】【解答】A:H2SO4(稀)不具有氧化性,不能与Cu反应生成SO2,故A不符合题意;
B:Cl2具有强氧化性,与Fe反应生成三价铁的化合物,故B不符合题意;
C:NH3在催化剂加热的条件下能与O2反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2能与HO2反应生成HNO3,故C符合题意;
D:盐酸是强酸,碳酸是弱酸,弱酸不能制强酸,即碳酸不能与CaCl2溶液生成CaCO3和HCl,故D不符合题意;
故答案为:C
【分析】稀硫酸只具有酸性,浓硫酸具有氧化性。氯气具有强氧化性,能将单质Fe氧化为高价态的铁。
强酸能制弱酸,弱酸不能制强酸。
13.【答案】A
【解析】【解答】A. Cl2微溶于水,饱和NaCl溶液可降低其在水中的溶解度,抑制氯气的溶解,不能形成压强差,则不能形成喷泉,A符合题意;
B. 氨气极易溶于水,可与盐酸反应生成NH4Cl溶液,导致气体减少,构成压强差,可形成喷泉,B不符合题意;
C. CO2可与浓NaOH反应,导致气体减少,构成压强差,从而形成喷泉,C不符合题意;
D. HCl极易溶于水,构成压强差,可形成喷泉,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】喷泉形成的根本原因是烧瓶内外形成一定的压强差,也就是说使烧瓶内的气体大量减少就可以产生一定的压强差。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.温度和催化剂均可以加快反应速率,在加热的基础上,不能验证氯化铁对过氧化氢有催化作用,故A不符合题意
B.能使酸性高锰酸钾溶液褪色的不一定是乙烯,故B不符合题意
C.从a处加水,观察左右两侧液面差,即可判断装置气密性好,故C不符合题意
D.氯化铵分解生成的氯化氢和氨气,在试管口重新合成氯化铵,不能用来制备氨气,故D不符合题意
故答案为:C
【分析】A.比较氯化铁对反应的影响应该控制其他条件相同
B.石蜡油分解的产物不一定只有乙烯使高锰酸钾褪色
C.可以通过压强差的原理进行检查气密性
D.一般利用氯化铵和氢氧化钙进行混合加热制取氨气
15.【答案】B
【解析】【解答】根据反应方程式4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3,最后试管中恰好充满水,则通入的O2与原NO气体的体积比为3:4,故B符合题意。
故答案为:B。
【分析】结合化学方程式中的化学计量数,根据化学计量数之比等于物质的量之比,物质的量之比等于体积之比判断。
16.【答案】D
【解析】【解答】A. S与氧气燃烧,生成SO2,不会直接生成SO3,A项不符合题意;
B. 二氧化硅不会与水反应生成硅酸,B项不符合题意;
C. 氨气在氧气的催化加热下,生成一氧化氮和水,不会直接生成二氧化氮,C项不符合题意;
D. 氧化性:Cl2>Br2>I2,可以通过反应实现氯气制得溴单质,溴单质制得碘单质,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.氧气的氧化性太弱,硫与氧气反应时只能到二氧化硫,二氧化硫继续催化得到三氧化硫最终得到硫酸
B.二氧化硅不溶于水,可先和氢氧化钠反应,再通入二氧化碳即可
C.氨气的催化氧化只能到一氧化氮,一氧化氮继续氧化为二氧化氮
D.利用氧化性的强弱进行反应
17.【答案】B
【解析】【解答】①氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的气体,①符合题意;
②氯气能溶于水,常温下,1体积的水可溶解约2体积的氯气,氯气的水溶液称为氯水,②符合题意;
③氯气和液氯中都只存在Cl2分子,是同一种物质、属于单质,氯水是氯气的水溶液,氯水属于混合物,氯水与氯气、液氯不是同一种物质,③不符合题意;
④铜丝在氯气中燃烧,生成棕黄色的氯化铜,④不符合题意;
⑤氢气在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,⑤符合题意;
⑥新制的氯水中存在反应: ,新制氯水显酸性,其中的HClO具有漂白性,则向新制氯水中滴加少量紫色石蕊试液后溶液先变红、后褪为无色,⑥不符合题意;
③④⑥不符合题意;
故答案为:B。
【分析】氯气是一种黄绿色有刺激性气味,氯气能溶于水,铜在氯气中燃烧得到的是棕色的烟,氢气在氯气中燃烧得到的是苍白色火焰,新制备氯水存在平衡溶液呈现酸性,加入石蕊后先变红再褪色结合选项即可判断
18.【答案】C
【解析】【解答】A.装置I中是浓盐酸和二氧化锰共同受热制取氯气,反应的离子方程式为,A不符合题意;
B.浓盐酸易挥发,制得的氯气含有杂质氯化氢,装置II洗气瓶中加入饱和氯化钠溶液除去Cl2中的少量HCl,B不符合题意;
C.装置IV洗气瓶的作用是防止水蒸气进入装置Ⅴ导致氯化铁发生潮解和水解,故其中应盛放浓硫酸,浓盐酸中的水蒸气可以逸出,达不到保护氯化铁的目的,C符合题意;
D.装置V相当于捕集器,氯化铁蒸气在此冷凝为固体,故其作用是收集FeCl3,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】由实验装置可知,本实验用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气,氯气经饱和食盐水和浓硫酸除杂后通入装有铁粉的硬质玻璃管中,在加热的条件下氯气和铁粉发生反应生成氯化铁蒸气,氯化铁蒸气随气流进入装置Ⅴ冷凝为固体;装置Ⅳ中装有浓硫酸,防止氯化铁发生潮解和水解;最后是尾气处理装置,防止污染空气。
19.【答案】A
【解析】【解答】A:毛皮摩擦过的橡胶带负电, 是极性分子,因此能改变液流方向,故A符合题意;
B:浓盐酸可与高锰酸钾溶液反应生成氯气、二氯化锰和水,因此紫色褪去不一定是二价铁与高锰酸钾反应,故B不符合题意;
C:石蜡油加强热,将产生的气体通入溴水,溴水颜色褪去,能说明气体含有不饱和烃,故C不符合题意;
D:用pH计分别测0.1 NaClO和 溶液的pH,前者pH大,说明前者水解程度大,前者酸性弱,弱酸电离常数小,故D不符合题意;
故答案为:A
【分析】浓盐酸可与高锰酸钾溶液反应生成氯气、二氯化锰和水。
石蜡油分解产生了能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色的气态产物。
盐类水解规律:无弱不水解,有弱才水解,谁弱谁水解,谁强显谁性,越弱越水解。
20.【答案】D
【解析】【解答】A.海带灼烧后,溶解、煮沸、过滤分离出滤液含碘离子,再加过氧化氢得含碘的水溶液,选淀粉检验碘单质,加有机溶剂萃取、分液、蒸馏分离出碘单质,加入双氧水能在酸性条件下将I-氧化为I2,酸性条件下,离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O,A不符合题意;
B.萃取剂应选择和原溶剂互不相溶的物质,酒精易溶于水,B不符合题意;
C.得含碘的水溶液后,再加有机溶剂萃取、分液、蒸馏分离出碘单质,不用反萃取步骤,C不符合题意;
D. 分液时,先打开活塞放出下层液体,再关闭活塞从上口倒出上层液体 ,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.海带灼烧后,溶解、煮沸、过滤分离出滤液含碘离子,再加过氧化氢得含碘的水溶液,选淀粉检验碘单质,加有机溶剂萃取、分液、蒸馏分离出碘单质,加入双氧水能在酸性条件下将I-氧化为I2,酸性条件下,离子方程式为2I-+2H++H2O2=I2+2H2O;
B.萃取剂应选择和原溶剂互不相溶的物质;
C.得含碘的水溶液后,再加有机溶剂萃取、分液、蒸馏分离出碘单质;
D. 分液时,先打开活塞放出下层液体,再关闭活塞从上口倒出上层液体。
21.【答案】(1)Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;SO2+ Br2+2H2O=H2SO4+2HBr;富集溴元素
(2)过滤;氧化;2;1;2;1;BC;D;取样,加入少量淀粉溶液,若溶液变蓝,则水层内含有碘单质
【解析】【解答】(1)由分析可知,步骤 ① ,氯气氧化溴离子为溴单质: Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
步骤③ 溴单质被二氧化硫吸收,将溴单质转化为溴离子,并进行富集,SO2+ Br2+2H2O=H2SO4+2HBr;
故答案为:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;SO2+ Br2+2H2O=H2SO4+2HBr;富集溴元素;
(2)① 由分析可知,操作Ⅰ为溶解过滤;
② 试剂a具有氧化性,将碘离子氧化为碘单质;
③ 过氧化氢氧化碘离子,方程式为:3KI+4H2O2=5KOH+6I2;
④ 进行萃取操作,需要的有机溶剂,不与水互溶且不与碘反应,所以选择B、C;
⑤ 萃取装置为分液漏斗,D;
⑥ 检验碘单质:可以加入淀粉溶液,看是否变蓝。
故答案为:
第1空、过滤;第2空、氧化;第3空、2;第4空、1;第5空、2;第6空、1;第7空、BC;第8空、D;
第9空、取样,加入少量淀粉溶液,若溶液变蓝,则水层内含有碘单质。
【分析】本题主要考查海曙资源的利用。
海水提溴,海带提碘的工艺流程。
(1)首先分析海水提溴的工艺流程:
海水浓缩,通入氯气进行氧化,得到含溴的混合液,通入空气,将溴单质吹入盛有二氧化硫的吸收塔进行富集,得到HBr的混合液,再通入适量氯气进行氧化,得到含溴的混合液,进行蒸馏,得到液溴。
步骤 ① : Cl2+2Br-=Br2+2Cl- ; 步骤③ : SO2+ Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
(2)分析海带提碘工艺流程:
将海带灼烧,得到海带灰,将海带灰浸泡、过滤,得到含碘离子的溶液A,加入氧化剂,得到含碘单质的溶液,加入有机溶剂对碘进行萃取,得到含碘的有机溶剂,蒸馏,升华得到碘单质。
22.【答案】(1)△H= -46 kJ·mol- 1;Nad+3Had = NHad+2Had
(2);CD;第一步快速平衡,温度升高,平衡逆向移动,c(N2O2)减小,第二步为决速步,c(N2O2)减小对反应速率的影响大于温度升高对反应速度的影响;
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律,不管一个反应是由一步完成还是多步完成,其能量变化只与初末状态有关而与反应过程无关,观察反应过程,该反应的初、末状态的能量差为46kJ/mol,故反应的反应热△H=-46 kJ·mol-1;该反应历程中最大能垒为反应需要吸收最高能量的一步反应,从图中可以看出,Nad+3Had = NHad+2Had所需要的吸收的能量最大,故该步反应为最大能垒;(2)①由反应达平衡状态,所以v1正=v1逆、v2正=v2逆,所以v1正×v2正=v1逆×v2逆,即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)c(O2)=k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2),则K= ;②A.总反应的活化能由决速步骤决定,即慢反应决定,A不符合题意;
B.平衡常数只与温度有关,B不符合题意;
C.温度升高,正逆反应速率均增大,C符合题意;
D.总反应的快慢由慢反应决定,D符合题意;
故选择CD;③在其他条件不变的情况下,2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)反应速率随着温度升高而减小,是因为第一步快速平衡,温度升高,平衡逆向移动,c(N2O2)减小,第二步为决速步,c(N2O2)减小对反应速率的影响大于温度升高对反应速度的影响;
④根据两步反应,每步反应均为放热反应,故2NO+O2 2NO2的反应过程—能量示意图为 。
【分析】根据盖斯定律计算化学反应的能量变化;根据化学平衡常数的定义计算化学平衡常数;根据影响化学平衡的因素判断反应速率变化的原因;根据分步反应的能量变化绘制能量变化图。
23.【答案】(1)⑥⑧
(2)
(3)NaHSO4=Na++H++SO
(4)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(5)先产生红褐色沉淀,之后沉淀溶解
(6)d
(7)
【解析】【解答】(1)在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质,在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物为非电解质,、、是电解质,干冰、酒精是非电解质,Fe是单质,胶体、溶液、稀硫酸、氯水均是混合物,不是电解质也不是非电解质,即以上物质中属于非电解质的是⑥⑧。
(2)③是离子化合物过氧化钠,电子式为。
(3)⑤中溶质是硫酸氢钠,在水溶液中的电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO。
(4)铁与在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,其中做氧化剂,该反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
(5)向④中逐滴滴加⑦,胶体发生聚沉生成氢氧化铁沉淀,稀硫酸过量后和氢氧化铁反应生成硫酸铁和水,因此可观察到的现象是先产生红褐色沉淀,之后沉淀溶解。
(6)氯水中含有氢离子和次氯酸分子,氯水遇到石蕊,能够使石蕊先变红色,又因为含有次氯酸分子具有漂白性,所以最终褪色;故答案为:d;
(7)次氯酸不稳定受热分解生成氯化氢和氧气,久置的氯水变为稀盐酸,反应的化学方程式为:2HClO2HCl+O2↑。
【分析】(1)依据在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质,在水溶液中和熔融状态下均不能导电的化合物为非电解质
(2)过氧化钠是离子化合物,中存在共用电子对。
(3)硫酸氢钠在水溶液中完全电离;
(4)铁与水在高温下反应生成四氧化三铁和氢气。
(5)稀硫酸是电解质溶液,氢氧化铁胶体遇电解质发生聚沉生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铁是碱性物质,稀硫酸过量后和氢氧化铁反应生成硫酸铁和水。
(6)氯水中含有氢离子和次氯酸分子,氯水遇到石蕊,能够使石蕊先变红色,又因为含有次氯酸分子具有漂白性;
(7)次氯酸不稳定受热分解生成氯化氢和氧气。
24.【答案】(1)Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色
(2)700K时催化剂活性强,反应速率快
(3)6NOx+4xNH3=(2x+3)N2+6xH2O
(4)氨氮水样中存在如下平衡:NH4++OH- NH3·H2O NH3+H2O,加入NaOH溶液,使水样中OH-浓度增大,平衡正向移动,有利于生成NH3,便于被空气吹出;2.21
(5)N2H4+ H+= ;酸
【解析】【解答】(1)实验室用氯化铵与熟石灰共热制取氨气,用湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若变蓝则收集满;
(2)合成氨工业中,反应为放热反应,使用催化剂活性最佳时的温度为700K,且反应速率快,为选择的原因;
(3)利用NH3处理硝酸工业尾气中的NOx,将其转化为无毒物质,即氮气和水,则方程式为6NOx+4xNH3=(2x+3)N2+6xH2O;
(4)①向含氨氮水样中加入氢氧化钠,增大溶液中c(OH-),促使NH4++OH- NH3·H2O NH3+H2O向右移动,以便于让空气吹出氨气;
②氨氮转化为N2,N的化合价由-3变为0价,已知转移电子的物质的量为3.9×10-4mol,则n(NH3)= =1.3mol,水样中氨氮(以氨气计)含量= =2.21×10-3g/L=2.21mg/L;
(5)联氨(N2H4)为二元弱碱,联氨和盐酸按物质的量之比1∶1反应生成N2H5Cl,离子方程式为:N2H4+ H+=N2H5+;N2H5Cl电离方程式为 +H2O +OH-,水解方程式为 N2H4+H+,水解平衡常数Kh= = =3.3×10-9mol/L>Kb2,则溶液显酸性。
【分析】(1)实验室用氯化铵与熟石灰共热制取氨气,用湿润的红色石蕊试纸验满;
(2)合成氨工业反应温度的选择与催化剂的活性有关;
(3)无毒气体为氮气,再利用氧化还原反应配平;
(4)含氨氮水样中加入氢氧化钠,增大溶液中c(OH-),促使NH4++OH- NH3·H2O NH3+H2O向右移动;
(5)利用N2H5Cl的电离平衡常数与水解平衡常数的大小关系判断溶液的酸碱性。
25.【答案】(1)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O;2H2S+O2+4Ag=2Ag2S+2H2O
(2);3Ag+NO3﹣+4H+═3Ag++NO↑+2H2O;4AgNO3+2Cl2=4AgCl+2N2O5+O2
【解析】【解答】(1)若A为淡黄色固体,应为S,B为气体,为H2S,由转化关系可知C为SO2,D为SO3,E为H2SO4,F为非金属单质,为碳。①E转变为C的反应为浓硫酸和碳的反应,化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O;
答案:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。②B在空气中能使银器表面失去金属光泽、逐渐变黑,反应的化学方程式为2H2S+O2+4Ag=2Ag2S+2H2O;
答案:2H2S+O2+4Ag=2Ag2S+2H2O。(2)若B为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3,A为氮气。
①A为氮气,电子式为 ;
答案: ;②做过银镜反应后的试管可用E的稀溶液清洗,反应的离子方程式为3Ag+NO3﹣+4H+═3Ag++NO↑+2H2O;
答案:3Ag+NO3﹣+4H+═3Ag++NO↑+2H2O。③在干燥状态下,向②反应得到的溶质中通入干燥的氯气,得到N2O5和一种气体单质,应生成氧气,反应的方程式为4AgNO3+2Cl2=4AgCl+2N2O5+O2;
答案:4AgNO3+2Cl2=4AgCl+2N2O5+O2。
【分析】常温下,E的浓溶液能使铁、铝钝化,可为浓硫酸或浓硝酸;(1)若A为淡黄色固体,应为S,B为气体,为H2S,由转化关系可知C为SO2,D为SO3,E为H2SO4,F为非金属单质,为碳。(2)若B为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3,A为氮气。