静海区第一中学2023-2024学年高一下学期3月月考
化学
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题和第Ⅱ卷提高题两部分,共97分。
知识与技能 学习能力(学法)
内容 硫 氮 硅 反应热 易混易错 规律提炼
分数 40 42 5 10 10 5
相对原子质量:H:1 N:14 O:16 Cu:64
第Ⅰ卷 基础题(共82分)
一、选择题: 每小题2分,共30分。
1. 硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中,正确的是( )
A. 如图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”,它的动力是以Si为原料制作的太阳能电池
B. 晶体硅主要用途是制造光导纤维
C. 硅是地壳中含量最多的元素
D. 硅的化学性质很稳定,因此硅在自然界中以游离态形式存在
2. 下列反应中,生成物总能量大于反应物的总能量的是
A. 氢气在氧气中燃烧 B. 焦炭在高温下与水蒸气反应
C. 硫酸与氢氧化钠反应 D. 钠与水反应
3. 检验二氧化硫中是否混有二氧化碳气体,可采用的方法是
A. 通过品红溶液
B. 先通过氢氧化钠溶液,再通过澄清石灰水
C. 通过澄清石灰水
D. 先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水
4. 下列化合物能由两种单质直接化合生成的是
A. Fe2S3 B. CuS C. NO2 D. SO2
5. 下列实验事实可用同一原理解释的是
A. 二氧化硫使溴水褪色和二氧化硫使品红溶液褪色
B. 久置的浓硫酸和浓硝酸浓度均变小
C 常温下,可用铝制容器盛装浓硫酸和可用铁槽车装运浓硝酸
D. 氯水和活性炭使红墨水褪色
6. 能正确表示下列反应的离子方程式的是
A. 向澄清的石灰水中通入SO2气体:+SO2=CaSO3↓
B. 少量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-=
C. SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O=2H++2Br-+
D. Fe3O4与稀硝酸反应:3Fe3O4+28H++= 9Fe3++NO↑+14H2O
7. 下列关于化学物质的用途或性质的叙述正确的说法有
①氨气极易溶于水,故可用做制冷剂
②单质硫易溶于CS2,实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管
③工业上用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃
④二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应,属两性氧化物
⑤足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+
⑥浓硫酸有强吸水性,可以干燥SO2
⑦可用淀粉-KI试纸鉴别红棕色的Br2蒸气和NO2气体
⑧检验某未知溶液中是否含有,先加氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明含有
A. ①②④⑤ B. ③⑤⑥⑧ C. ②③⑥ D. ②③⑦⑧
8. 金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)。在100kPa时,1mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895kJ 的热能。据此判断在100kPa下,下列结论正确的是( )
①石墨比金刚石稳定; ②金刚石比石墨稳定;
③1mol石墨比1mol金刚石的总能量高;④1mol金刚石比1mol石墨的总能量高
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
9. 如图装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,然后打开止水夹。下列与实验事实不相符的是
A. Cl2(饱和食盐水)无色喷泉 B. NH3(H2O含石蕊)蓝色喷泉
C. HCl(H2O含石蕊)红色喷泉 D. SO2(NaOH溶液)无色喷泉
10. 向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量为
A. 小于0.45 mol
B. 等于0.45 mol
C. 在0.45 mol和0.90 mol之间
D. 等于0.90 mol
11. 下列实验能达到实验目的的是
A.制氨气 B.制氨气 C.收集氨气 D.尾气处理
A A B. B C. C D. D
12. 对于放热反应H2 + Cl22HCl,下列说法正确的是:
A. 产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
B. 反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
C. 断开1mol H—H键和1mol Cl—Cl键所吸收的总能量小于形成1mol H—Cl键所放出的能量
D. 该反应中,化学能只有转变为热能
13. 某实验过程如图所示,则试管③中的现象是
A. 无明显现象,因稀H2SO4不与铜反应
B. 铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色
C. 铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体
D. 铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色
14. 1.92g铜投入一定量浓HNO3中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到672mL气体(标准情况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标准情况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积为
A. 672mL B. 224mL C. 448mL D. 336mL
15. 某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A. 反应后,向试管Ⅰ中的白色固体中加入蒸馏水,溶液呈蓝色
B. 取下试管Ⅲ并不断振荡,试管中出现浑浊,是因为生成了BaSO4
C. 试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色,说明SO2具有氧化性
D. 试管Ⅴ中的NaOH溶液可用NaHSO3溶液代替
二、填空题:共3小题,共38分。
16. 概念辨析(括号内画“√”或“×”,正确的横线处不填,错误的说明原因)
(1)浓H2SO4与Cu、C的反应中,都体现了H2SO4的酸性和强氧化性。(___)____。
(2)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应。(___)_____。
(3)铵盐加热均易分解且产生NH3。(___)_____。
(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。(___)____。
17. “价-类”二维图是以物质的类别为横坐标,以某种元素的化合价为纵坐标,在二维平面内绘制的含有该元素物质的图像,该图是高中化学学习元素化合物知识的重要工具。氮及其部分化合物的“价-类”二维图如图所示:
(1)请填写化学式:P:______,Q:_______。
(2)从氮元素化合价的角度分析,NO2具有_____性(选填“氧化”或“还原”、“既有氧化性又有还原性),写出一个体现出该性质的化学反应方程式_____。如何根据元素的化合价判断其性质____。
(3)P溶于水,大部分与水结合,写出结合产物的电离方程式______。
(4)以上①~⑤的转化过程,其中属于氮的固定的是_______(填写编号)
(5)氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以的形式存在,实验室里检验的方法_____。离子检验的常见方法有沉淀法、_______(填写两种方法)。
18. 非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是____。
②在工业生产中,大量排放B气体被雨水吸收后形成了____而污染环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色气体。
①A、C的化学式分别是:A____;C____。
②D的稀溶液在常温下可与铜反应并生成B气体,请写出该反应的化学方程式____,该反应中还原剂和氧化剂之比为____。
三、实验题:共1小题,共14分。
19. 实验室可用如图装置(略去部分夹持仪器)制取SO2并验证其性质。
(1)盛装70% H2SO4溶液的仪器名称为____。
(2)装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,其中的液体最好选择______(填代号)。
a.蒸馏水 b.饱和NaHCO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaOH溶液
(3)C试管中试剂可以验证二氧化硫的氧化性,现象为_______。
(4)为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,取试管D中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去;
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
上述方案中能达到实验目的的是方案____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管D中发生反应的离子方程式为_____。
(5)装置E的作用是______。装置F中为_____溶液。
第Ⅱ卷 提高题(共18分)
20. 人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组利用图1装置制备氨气,图2装置探究其相关性质。
I.实验室制取氨气。
(1)图1装置中生成NH3的化学方程式为______。装置中棉花的作用_______。
II.探究氨气与氧化铜的反应,验证氨气的性质及部分反应产物。
(2)无水硫酸铜的作用是_______。
(3)该实验缺少尾气吸收装置。如图中能用来吸收尾气的装置是____(填字母)。
(4)实验中观察到a中CuO粉末变红,b中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体。则该反应的化学方程式为________,证明氨气具有_____(填“氧化”或“还原”)性。
(5)若向a中通入标准状况下3.36L的氨气,最终得到铜的质量为_____g。
21. 在某100mL混合溶液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L,向该混合溶液中加入1.92克铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度是________________ mol/L。静海区第一中学2023-2024学年高一下学期3月月考
化学
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题和第Ⅱ卷提高题两部分,共97分。
知识与技能 学习能力(学法)
内容 硫 氮 硅 反应热 易混易错 规律提炼
分数 40 42 5 10 10 5
相对原子质量:H:1 N:14 O:16 Cu:64
第Ⅰ卷 基础题(共82分)
一、选择题: 每小题2分,共30分。
1. 硅及其化合物在材料领域中应用广泛。下列叙述中,正确的是( )
A. 如图是常见于汽车中的小摆件“苹果花”,它的动力是以Si为原料制作的太阳能电池
B. 晶体硅主要用途是制造光导纤维
C. 硅是地壳中含量最多的元素
D. 硅的化学性质很稳定,因此硅在自然界中以游离态形式存在
【答案】A
【解析】
【详解】A. 晶体硅是良好的半导体材料,主要用途是制作太阳能电池、集成电路,故A正确;
B. 晶体硅主要用途是制作太阳能电池、集成电路等,制造光导纤维的是二氧化硅,故B错误;
C. 氧是地壳中含量最多的元素,故C错误;
D. 硅是亲氧元素,在自然界中以化合态形式存在,D错误;
故答案为A。
2. 下列反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量的是
A. 氢气在氧气中燃烧 B. 焦炭在高温下与水蒸气反应
C. 硫酸与氢氧化钠反应 D. 钠与水反应
【答案】B
【解析】
【分析】生成物的总能量大于反应物的总能量,则反应为吸热反应;
【详解】A.氢气在氧气中燃烧为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,A错误;
B.焦炭在高温下与水蒸气反应为吸热反应,生成物的总能量大于反应物总能量,B正确;
C.硫酸与氢氧化钠反应为中和反应,为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,C错误;
D.钠和水的反应为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,D错误;
故选B。
3. 检验二氧化硫中是否混有二氧化碳气体,可采用的方法是
A. 通过品红溶液
B. 先通过氢氧化钠溶液,再通过澄清石灰水
C. 通过澄清石灰水
D. 先通过酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水
【答案】D
【解析】
【详解】A.二氧化硫有漂白性,能使品红溶液褪色,二氧化碳不具有漂白性,则将气体通过品红溶液不能检验二氧化硫中是否混有二氧化碳气体,故A错误;
B.二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,都能与氢氧化钠溶液反应,则将气体先通过氢氧化钠溶液,再通过澄清石灰水不能检验二氧化硫中是否混有二氧化碳气体,故B错误;
C.二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物,都能与澄清石灰水反应生成白色沉淀,则将气体通过澄清石灰水不能检验二氧化硫中是否混有二氧化碳气体,故C错误;
D. 二氧化硫具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液反应,而二氧化碳不能与酸性高锰酸钾溶液反应,则将气体先通过酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫气体,排除二氧化硫对二氧化碳气体检验的干扰,再通过澄清石灰水,澄清石灰水变混浊能检验二氧化硫中是否混有二氧化碳气体,故D正确;
故选D。
4. 下列化合物能由两种单质直接化合生成的是
A. Fe2S3 B. CuS C. NO2 D. SO2
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫的氧化性较弱,与变价金属铁、铜化合时,只能生成低价态的金属硫化物FeS和Cu2S A错误;
B.硫的氧化性较弱,与变价金属铁、铜化合时,只能生成低价态的金属硫化物FeS和Cu2S ,B错误;
C.NO和氧气反应生成二氧化氮,氮气和氧气生成NO,C错误;
D.氧气与硫单质反应只能生产二氧化硫,要生成三氧化硫应是二氧化硫与氧气在催化剂的条件下反应,D正确;
故选D。
5. 下列实验事实可用同一原理解释的是
A. 二氧化硫使溴水褪色和二氧化硫使品红溶液褪色
B. 久置的浓硫酸和浓硝酸浓度均变小
C. 常温下,可用铝制容器盛装浓硫酸和可用铁槽车装运浓硝酸
D. 氯水和活性炭使红墨水褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2使溴水褪色表现SO2的还原性,SO2使品红溶液褪色表现SO2的漂白性,选项A不符合;
B.久置的浓硫酸吸收空气中的水蒸气使浓度减小,浓硝酸挥发使浓度变小,选项B不符合;
C.常温下,可用铝制容器盛装浓硫酸和可用铁槽车装运浓硝酸,均是铝被浓硫酸或浓硝酸钝化,原理相同,选项C符合;
D.氯水中含有HClO,HClO具有强氧化性,能将有色物质氧化,属于化学变化,活性炭吸附色素,属于物理变化,它们原理不同,选项D不符合;
答案选C。
6. 能正确表示下列反应的离子方程式的是
A. 向澄清的石灰水中通入SO2气体:+SO2=CaSO3↓
B. 少量SO2气体通入氢氧化钠溶液中:SO2+OH-=
C. SO2气体通入溴水中:SO2+Br2+H2O=2H++2Br-+
D. Fe3O4与稀硝酸反应:3Fe3O4+28H++= 9Fe3++NO↑+14H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.电荷、原子均不守恒,反应应该为:,A错误;
B.少量SO2气体通入氢氧化钠溶液中生成亚硫酸钠,,B错误;
C.溴单质具有强氧化性,SO2气体通入溴水中发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸,,C错误;
D.硝酸具有强氧化性,会氧化二价铁为三价铁,反应生成铁离子、一氧化氮和水,D正确;
故选D。
7. 下列关于化学物质的用途或性质的叙述正确的说法有
①氨气极易溶于水,故可用做制冷剂
②单质硫易溶于CS2,实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管
③工业上用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃
④二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应,属两性氧化物
⑤足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+
⑥浓硫酸有强吸水性,可以干燥SO2
⑦可用淀粉-KI试纸鉴别红棕色的Br2蒸气和NO2气体
⑧检验某未知溶液中是否含有,先加氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明含有
A. ①②④⑤ B. ③⑤⑥⑧ C. ②③⑥ D. ②③⑦⑧
【答案】C
【解析】
【详解】①氨气易液化,气化时吸热,可使环境温度降低,工业上可用作制冷剂,与氨气的溶解性无关,故①错误;
②单质硫易溶于CS2,则实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管,使其溶解而清洗掉,故②正确;
③玻璃中含有二氧化硅,能与氢氟酸反应生成挥发性的四氟化硅气体,则工业上可用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃,故③正确;
④二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,且与其他酸不反应,不是两性氧化物,故④错误;
⑤铁与硝酸反应首先生成硝酸铁,溶液呈浅绿色由过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致,故⑤错误;
⑥浓硫酸不和H2、SO2等气体反应,浓硫酸具有吸水性,可用来干燥H2、SO2等气体,故⑥正确;
⑦Br2蒸气和NO2气体都能氧化碘离子生成碘单质,不能使用淀粉碘化钾试纸鉴别,⑦错误;
⑧若溶液中由银离子也会出现同样现象,不能证明含有硫酸根离子,⑧错误;
故选C。
8. 金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)。在100kPa时,1mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895kJ 的热能。据此判断在100kPa下,下列结论正确的是( )
①石墨比金刚石稳定; ②金刚石比石墨稳定;
③1mol石墨比1mol金刚石的总能量高;④1mol金刚石比1mol石墨的总能量高
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】物质具有的能量越低越稳定,且△H=生成物的能量和-反应物的能量和,1mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895kJ的热能,说明金刚石比石墨能量高,石墨比金刚石稳定,正确说法为①④,故合理选项是B。
9. 如图装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,然后打开止水夹。下列与实验事实不相符的是
A. Cl2(饱和食盐水)无色喷泉 B. NH3(H2O含石蕊)蓝色喷泉
C. HCl(H2O含石蕊)红色喷泉 D. SO2(NaOH溶液)无色喷泉
【答案】A
【解析】
【详解】A.因NaCl溶液抑制Cl2的溶解,则挤压胶管的胶头,气压变化不明显,则不会形成喷泉,故A错误;
B.因氨气极易溶于水,则挤压胶管的胶头,使烧瓶中的气压减小,且小于外界大气压,则形成喷泉,又因氨水溶液显碱性,石蕊遇碱变蓝,故形成蓝色喷泉,故B正确;
C.氯气与水反应生成酸,石蕊遇酸变红,可形成红色喷泉,故C正确;
D.因SO2与NaOH溶液反应生成生成盐和水,溶液为无色,则挤压胶管的胶头,使烧瓶中的气压减小,且小于外界大气压,则形成无色喷泉,故D正确;
故选:A。
10. 向50 mL 18 mol·L-1的H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量为
A. 小于0.45 mol
B. 等于0.45 mol
C. 在0.45 mol和0.90 mol之间
D. 等于0.90 mol
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】18 mol·L-1的H2SO4是浓H2SO4,在50 mL溶液中H2SO4的物质的量是0.90 mol。铜与浓H2SO4反应的化学方程式为。在“充分反应”的限定下,似乎被还原的H2SO4的物质的量是0.45 mol。但是,事实上随着反应的进行,H2SO4逐渐被消耗,而且水的生成逐渐增多,使得硫酸浓度逐渐降低,到一定程度浓H2SO4就变成稀H2SO4,不再与铜发生反应,可见被还原的H2SO4的物质的量小于0.45 mol,答案选A。
11. 下列实验能达到实验目的的是
A.制氨气 B.制氨气 C.收集氨气 D.尾气处理
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.浓氨水与氧化钙反应生成氢氧化钙和氨气,反应放出大量的热有利于氨气逸出,则题给装置能达到制取氨气的实验目的,故A正确;
B.氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口遇冷发生化合反应生成氯化铵,不能制得氨气,则题给装置不能达到制取氨气的实验目的,故B错误;
C.氨气的密度小于空气,应从短导气管通入氨气,用向下排空气法收集氨气,则题给装置不能达到收集氨气的实验目的,故C错误;
D.氨气极易溶于水,若漏斗口浸入水中过多,会产生倒吸,则题给装置不能达到处理氨气尾气的实验目的,故D错误;
故选A。
12. 对于放热反应H2 + Cl22HCl,下列说法正确的是:
A. 产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
B. 反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量
C. 断开1mol H—H键和1mol Cl—Cl键所吸收的总能量小于形成1mol H—Cl键所放出的能量
D. 该反应中,化学能只有转变为热能
【答案】B
【解析】
【分析】H2+Cl22HCl为放热反应,说明反应物总能量大于生成物总能量,从化学键角度来说,断开1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量小于2molH-Cl形成键所放出的能量,以此解答该题。
【详解】A.该反应是放热反应,根据能量守恒定律知,反应物所具有的总能量高于产物所具有的总能量,故A错误;
B.该反应是放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,故B正确;
C.应为断开1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量小于2molH-Cl形成键所放出的能量,故C错误;
D.反应中化学能可转化为热能和光能,故D错误。
答案选B。
【点睛】本题考查化学反应与能量变化,侧重考查学生的分析能力,注意相关概念的理解,把握能量的变化。
13. 某实验过程如图所示,则试管③中的现象是
A. 无明显现象,因稀H2SO4不与铜反应
B. 铜片溶解,产生无色气体,该气体遇到空气不变色
C. 铜片溶解,放出红棕色有刺激性气味的气体
D. 铜片溶解,产生无色气体,该气体在试管口变为红棕色
【答案】D
【解析】
分析】
【详解】管①中铜和稀硝酸反应方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,根据图知,Cu有剩余,硝酸不足量,向③中加入稀硫酸,酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性,相当于又有稀硝酸,则硝酸和铜又发生反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成的无色气体NO不稳定,被氧气氧化生成红棕色气体NO2,同时Cu片溶解,所以看到的现象是铜片溶解,且有无色气体生成,该气体在试管口变为红棕色,故选D。
答案选D。
14. 1.92g铜投入一定量浓HNO3中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到672mL气体(标准情况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标准情况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积为
A. 672mL B. 224mL C. 448mL D. 336mL
【答案】D
【解析】
【详解】1.92g铜的物质的量为=0.03mol,与硝酸反应后全部转化为Cu2+,硝酸得到这些电子后被还原为氮氧化物,之后氮氧化物又与氧气、水反应生成HNO3,分析整个过程可知,失电子的物质为Cu,得电子的物质为O2,根据得失电子守恒可知氧气的物质的量为=0.015mol,标况下体积为0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL;
故答案为D。
15. 某同学用下列装置完成了浓硫酸和SO2性质实验(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A. 反应后,向试管Ⅰ中的白色固体中加入蒸馏水,溶液呈蓝色
B. 取下试管Ⅲ并不断振荡,试管中出现浑浊,是因为生成了BaSO4
C. 试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色,说明SO2具有氧化性
D. 试管Ⅴ中的NaOH溶液可用NaHSO3溶液代替
【答案】B
【解析】
【分析】浓硫酸和铜在加热条件下反应生成SO2,试管Ⅱ中品红褪色,证明二氧化硫具有漂白性;SO2不与氯化钡溶液,则试管Ⅲ中无现象;酸性高锰酸钾具有强氧化性,能够氧化二氧化硫,则试管Ⅳ中高锰酸钾褪色;试管V为NaOH溶液,用于吸收二氧化硫,防止污染环境
【详解】A.试管Ⅰ中可能有浓硫酸剩余,向浓硫酸中加水会发生危险,应该将反应后溶液沿器壁慢慢注入水中,A错误;
B.SO2无法与氯化钡溶液反应生成BaSO3,但SO2溶于水后容易被空气中的氧气氧化,生成硫酸根,从而产生硫酸钡沉淀,B正确;
C.酸性高锰酸钾具有强氧化性,试管Ⅳ中KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性,C错误;
D.二氧化硫和亚硫酸氢钠不反应,不能用其代替氢氧化钠溶液,D错误;
故选B。
二、填空题:共3小题,共38分。
16. 概念辨析(括号内画“√”或“×”,正确的横线处不填,错误的说明原因)
(1)浓H2SO4与Cu、C的反应中,都体现了H2SO4的酸性和强氧化性。(___)____。
(2)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应。(___)_____。
(3)铵盐加热均易分解且产生NH3。(___)_____。
(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。(___)____。
【答案】(1)× 浓H2SO4与C的反应只体现氧化性
(2)× 反应吸、放热与是否加热无关
(3)× 铵盐加热均易分解但不一定产生NH3,如NH4NO3
(4)× 有些物理变化也伴随能量变化,如物质三态的转化
【解析】
【小问1详解】
说法错误;浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、SO2、H2O,浓硫酸表现氧化性和酸性;浓H2SO4与C反应生成SO2、CO2、H2O,浓硫酸只体现氧化性;
【小问2详解】
说法错误;反应吸、放热与是否加热无关,例如氯化铵和氢氧化钡固体的反应是吸热反应,但是不需要加热;铝热反应是放热反应,需要高温的条件;
【小问3详解】
说法错误;因为铵盐加热均易分解但不一定产生NH3,如NH4NO3;
【小问4详解】
说法错误;因为有些物理变化也伴随能量变化,如物质三态的转化。
17. “价-类”二维图是以物质的类别为横坐标,以某种元素的化合价为纵坐标,在二维平面内绘制的含有该元素物质的图像,该图是高中化学学习元素化合物知识的重要工具。氮及其部分化合物的“价-类”二维图如图所示:
(1)请填写化学式:P:______,Q:_______。
(2)从氮元素化合价的角度分析,NO2具有_____性(选填“氧化”或“还原”、“既有氧化性又有还原性),写出一个体现出该性质的化学反应方程式_____。如何根据元素的化合价判断其性质____。
(3)P溶于水,大部分与水结合,写出结合产物的电离方程式______。
(4)以上①~⑤的转化过程,其中属于氮的固定的是_______(填写编号)
(5)氮肥厂产生的氨氮废水中的氮元素多以的形式存在,实验室里检验的方法_____。离子检验的常见方法有沉淀法、_______(填写两种方法)。
【答案】(1) ①. NH3 ②. NO
(2) ①. 既有氧化性又有还原性 ②. 3NO2+H2O=2HNO3+NO ③. 最高正价只具氧化性,最低负价只具还原性,中间价态既有氧化性又有还原性
(3)NH3·H2O+OH-
(4)② (5) ①. 取待测液于试管中,向其中加入氢氧化钠溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明含 ②. 气体法、特征颜色法
【解析】
【分析】由题干价类二维图可知,P是氮化合价为-3价的氢化物,故为NH3,Q是氮化合价为+2价的氧化物,即为NO,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,P为氨气、Q为一氧化氮,故答案为:NH3;NO;
【小问2详解】
从氮元素化合价的角度分析,NO2中N的化合价为中间价态,反应中既能升高被氧化也能降低被还原,故其既有氧化性又有还原性,反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中NO2既体现氧化性又体现还原性, 由此可得出:最高正价只具氧化性,最低负价只具还原性,中间价态既有氧化性又有还原性,故答案为:既有氧化性又有还原性;3NO2+H2O=2HNO3+NO;最高正价只具氧化性,最低负价只具还原性,中间价态既有氧化性又有还原性;
【小问3详解】
氨气溶于水大部分生成一水合氨,一水合氨在溶液中部分电离出铵根离子和氢氧根离子,电离方程式为NH3·H2O+OH-,故答案为:NH3·H2O+OH-;
【小问4详解】
游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定,由图可知,反应②为氮气转化为一氧化氮的反应,则反应②属于氮的固定,故答案为:②;
【小问5详解】
实验室里检验铵根离子的方法为将待测溶液与强碱溶液共热反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,说明溶液中含有铵根离子,反应的离子方程式为:+OH-NH3↑+H2O,离子检验的常见方法有沉淀法、如检验铵根离子的气体法和检验碱金属离子等焰色试验的特征颜色法,故答案为:取待测液于试管中,向其中加入氢氧化钠溶液,加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则证明含;气体法、特征颜色法。
18. 非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
①D的化学式是____。
②在工业生产中,大量排放的B气体被雨水吸收后形成了____而污染环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色气体。
①A、C的化学式分别是:A____;C____。
②D的稀溶液在常温下可与铜反应并生成B气体,请写出该反应的化学方程式____,该反应中还原剂和氧化剂之比为____。
【答案】(1) ①. H2SO4 ②. 酸雨
(2) ①. N2 ②. NO2 ③. 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ④. 3∶2
【解析】
【小问1详解】
①A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,可确定A为S,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4;
②二氧化硫的大量排放,可造成酸雨污染环境;
【小问2详解】
① A在常温下为气体,C是红棕色气体,可确定A为N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3;
②铜和稀硝酸反应生成一氧化氮的方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;该反应中还原剂为铜,氧化剂为硝酸,其中只有两个分子的硝酸被还原,则还原剂和氧化剂之比为3:2。
三、实验题:共1小题,共14分。
19. 实验室可用如图装置(略去部分夹持仪器)制取SO2并验证其性质。
(1)盛装70% H2SO4溶液的仪器名称为____。
(2)装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,其中的液体最好选择______(填代号)。
a.蒸馏水 b.饱和NaHCO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaOH溶液
(3)C试管中的试剂可以验证二氧化硫的氧化性,现象为_______。
(4)为验证二氧化硫还原性,充分反应后,取试管D中的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案Ⅰ:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去;
方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀
上述方案中能达到实验目的的是方案____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”);试管D中发生反应的离子方程式为_____。
(5)装置E的作用是______。装置F中为_____溶液。
【答案】(1)分液漏斗
(2)c (3)有浅黄色沉淀生成
(4) ①. Ⅲ ②. SO2+Cl2+2H2O=4H+++2Cl-
(5) ①. 防止倒吸 ②. NaOH
【解析】
【分析】制取SO2并验证其性质,由实验装置可知,圆底烧瓶中为盛装亚硫酸钠,A中发生H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2↑+H2O,装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,B中试剂为饱和NaHSO3溶液,可抑制二氧化硫的溶解,在盛装Na2S溶液的C中通入SO2有淡黄色S沉淀生成,D中盛装新制氯水,发生SO2+Cl2+H2O=2HCl+H2SO4,E为防止倒吸装置,F装置吸收未反应的二氧化硫气体,防止污染环境;
【小问1详解】
盛装70% H2SO4溶液的仪器名称为分液漏斗;
【小问2详解】
装置B的作用之一是通过观察产生气泡的多少判断SO2生成的快慢,则装置中盛装溶液不能减小SO2气体的量,且不引入杂质;
a.二氧化硫溶于水且和水反应,故a错误;
b.饱和NaHCO3溶液能吸收SO2,且生成CO2,故b错误;
c.饱和NaHSO3溶液可抑制SO2的溶解,故c正确;
d.饱和NaOH溶液能吸收SO2,故d错误;
故答案为c;
【小问3详解】
装置C中通入SO2有淡黄色硫沉淀生成,反应中二氧化硫的硫化合价降低,体现了二氧化硫的氧化性;
【小问4详解】
为验证二氧化硫的还原性,充分反应后,SO2被氧化生成硫酸根离子,只要证明溶液中含有硫酸根离子即可;方案I:向第一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有硫酸根离子或Cl-;方案Ⅱ:向第二份溶液中加入品红溶液,红色褪去,说明溶液中含有HClO或SO2;方案Ⅲ:向第三份溶液中加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明溶液中含有硫酸根离子;则上述方案合理的是方案Ⅲ;试管D中的新制氯水氧化二氧化硫生成硫酸,同时氯气被还原为盐酸,反应为SO2+Cl2+2H2O=4H+++2Cl-;
【小问5详解】
尾气被吸收导致装置中压强减小产生倒吸,装置E的作用是防止倒吸。装置F中为NaOH溶液,用于吸收尾气减少污染。
第Ⅱ卷 提高题(共18分)
20. 人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组利用图1装置制备氨气,图2装置探究其相关性质。
I.实验室制取氨气。
(1)图1装置中生成NH3的化学方程式为______。装置中棉花的作用_______。
II.探究氨气与氧化铜的反应,验证氨气的性质及部分反应产物。
(2)无水硫酸铜的作用是_______。
(3)该实验缺少尾气吸收装置。如图中能用来吸收尾气的装置是____(填字母)。
(4)实验中观察到a中CuO粉末变红,b中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体。则该反应的化学方程式为________,证明氨气具有_____(填“氧化”或“还原”)性。
(5)若向a中通入标准状况下3.36L的氨气,最终得到铜的质量为_____g。
【答案】(1) ①. ②. 防止氨气与空气对流,以收集更纯净的氨气
(2)检验是否生成水 (3)BC
(4) ①. ②. 还原
(5)14.4
【解析】
【分析】NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,NH3具有还原性,可以与CuO在加热发生氧化还原反应,产生N2、Cu、H2O,因此看到固体由黑色变为红色,反应产生的H2O蒸气与无水CuSO4变为蓝色CuSO4 5H2O,NH3是大气污染物,可根据其极易溶于水的性质,用水作吸水剂,在尾气吸收时要注意防止倒吸现象的发生。
【小问1详解】
在图1中NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应制取NH3,反应方程式为:,棉花的作用是防止氨气与空气对流,以收集更纯净的氨气;
【小问2详解】
无水硫酸铜是白色粉末,与水反应产生蓝色的硫酸铜晶体,据此检验水的产生,故无色硫酸铜的作用是检验水的产生;
【小问3详解】
氨气极易溶于水,尾气吸收需要防止倒吸,在图2中能用来吸收尾气的装置是装置B、C,而装置A易发生倒吸现象,故答案为:BC;
【小问4详解】
CuO与NH3在加热时发生反应产生Cu、N2、H2O,反应的化学方程式为:,在该反应中N元素化合价由反应前NH3中的-3价变为反应后N2中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,则NH3表现还原性;
【小问5详解】
标准状况下4.48 LNH3的物质的量是n(NH3)==0.15mol,根据反应方程式可知反应产生Cu的物质的量为n(Cu)=n(NH3)==0.225mol,其质量是m(Cu)=0.225mol×64g/mol=14.4g。
21. 在某100mL混合溶液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L,向该混合溶液中加入1.92克铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中的Cu2+的物质的量浓度是________________ mol/L。
【答案】0.225
【解析】
【详解】1.92g铜的物质的量是1.92g÷64g/mol=0.03mol,硝酸和硫酸的物质的量分别是0.04mol和0.01mol,则溶液中氢离子的物质的量是0.06mol,根据反应的离子方程式可知:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑
3mol 8mol 2mol
0.03mol 0.06mol 0.04mol
所以反应中氢离子是不足的,因此铜剩余,生成的铜离子的物质的量是,因此铜离子的浓度是0.0225mol÷0.1L=0.225mol/L。
点睛:本题主要是考查金属铜和硝酸反应的有关计算,该题的关键是判断离子的过量问题,注意判断时采用的方法是根据离子方程式,而不是化学方程式,因为硫酸可以提供氢离子,硝酸盐在酸性溶液中具有强氧化性,能氧化金属铜。