模块综合测评--2025鲁科版化学必修第一册同步练习题（含答案）

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2025鲁科版化学必修第一册
模块综合测评
一、选择题(本题包括10个小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.日常生活中的许多现象与化学反应有关,下列现象与氧化还原反应无关的是(　　)
A.铜器出现铜绿Cu2(OH)2CO3
B.铁制菜刀生锈
C.大理石雕像被酸雨腐蚀毁坏
D.铝锅表面生成致密的薄膜
2.下列有关钠单质的说法中错误的是(　　)
A.少量钠保存在煤油中,防止它与空气中的水或氧气反应
B.钠块可用小刀切开,说明它质软
C.实验室用剩的钠不能放回原试剂瓶中,应丢到废水槽中
D.金属钠很活泼,绿豆大小的钠放入水中,会浮在水面上四处游动,熔化成小球
3.过氧化钠可做呼吸面具中的供氧剂,实验室用如图装置制取少量过氧化钠。下列说法错误的是(　　)
A.装置X还可以制取H2、CO2等气体
B.②中所盛试剂为浓硫酸
C.③的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳
D.实验室需先点燃装置Z中的酒精灯
4.中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中充分记载了古代化学研究成果。我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应,其中有:①“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”;②“以曾青涂铁,铁赤色如铜”。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.①中水银“积变又还成丹砂”说明水银发生了氧化反应
B.②中反应的离子方程式为2Fe+3Cu2+2Fe3++3Cu
C.根据①可知温度计打破后可以用硫粉覆盖水银,防止中毒
D.铁能跟曾青发生置换反应生成单质铜
5.下列实验装置正确且能达到实验目的的是(　　)
A.图Ⅰ:验证碳酸氢钠受热分解产生CO2
B.图Ⅱ:在空气中加热金属钠
C.图Ⅲ:除去CO2中的HCl
D.图Ⅳ:验证氯气能否与水反应
6.Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2溶液反应生成沉淀的条件。下列判断错误的是(　　)
A.e、f两管中的试剂可以分别是KMnO4固体和浓盐酸
B.e、f两管中的试剂可以分别是NaOH固体和浓氨水
C.为了使气体充分反应,c、d两导管均要插入液面下
D.玻璃管的作用是连通大气,平衡压强,也可连接尾气处理装置
7.三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点为33 ℃,沸点为73 ℃,遇水易反应。实验室可用下图装置(部分夹持装置已略去)制取ICl3,制备的反应原理:I2+3Cl22ICl3。下列说法不正确的是(　　)
A.利用装置甲制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸
B.装置乙中长颈漏斗内液面上升说明丙装置可能发生堵塞
C.装置丙中氯化钙的作用是干燥Cl2
D.装置丁中生成ICl3,碘元素的化合价为+3价
8.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol CO含有电子数为28NA
B.0.1 mol Cl2与足量铁完全反应,转移的电子数为0.3NA
C.23 g Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子数为NA
D.标准状况下,2.24 L CO和N2的混合气体中分子数为0.2NA
9.工业废水中含有的重铬酸根离子(Cr2)有毒,必须处理达标后才能排放。工业上常用绿矾(FeSO4·7H2O)做处理剂,反应为6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。下列说法中正确的是(　　)
A.FeSO4·7H2O做氧化剂
B.Cr3+是氧化产物
C.Fe2+被还原为Fe3+
D.反应中消耗一个Cr2转移的电子数为6
10.下面是某品牌饮用矿物质水标签的部分内容。下列说法正确的是(　　)
饮用矿泉水
净含量:500 mL
配料表:纯净水、硫酸镁、氯化钾
保质期:12个月
主要离子成分:钾离子(K+):1.0~27.3 mg·L-1
镁离子(Mg2+):0.1~4.8 mg·L-1　氯离子(Cl-):10~27.3 mg·L-1　硫酸根离子(S)0.4~19.2 mg·L-1
A.标签上给出的离子的物理量是物质的量浓度
B.任何饮用水中氯离子(Cl-)的浓度均在10~27.3 mg·L-1之间
C.该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为2×10-4 mol·L-1
D.一瓶该品牌饮用矿物质水中S的物质的量不超过1×10-5 mol
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分)
11.下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)
A.向石灰乳中通入Cl2制漂白粉:2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O
B.制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
C.向NaHSO4溶液中滴入Ba(OH)2溶液至S恰好沉淀完全:H++S+Ba2++OH-H2O+BaSO4↓
D.小苏打溶液与少量澄清石灰水混合:Ca2++2OH-+2HCCaCO3↓+2H2O+C
12.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化反应的物质间转化如图所示,下列分析不正确的是(　　)
A.反应Ⅰ的氧化产物是NO
B.反应Ⅱ中Fe3+做氧化剂
C.反应Ⅲ的离子方程式为Fe2++NOFe(NO)2+,该反应是化合反应
D.FeS2催化氧化的总反应为2FeS2+7O2+2H2O2Fe2++4S+4H+
13.发蓝工艺是将钢铁浸入热的NaNO2碱性溶液中,在其表面最终形成一层四氧化三铁薄膜,其中铁经历了如下转化。下列说法错误的是(　　)
A.四氧化三铁是一种常用的磁性材料
B.NaNO2在上述两步转化中均只做氧化剂
C.①和②生成③的反应,属于氧化还原反应
D.上述转化中涉及的物质,能导电的只有2种
14.某溶液中含有Na+、Cl-、C、S中的几种,将该溶液进行如图实验:
下列说法正确的是(　　)
A.①中发生的离子反应有两个
B.③中反应的离子方程式为C+2H+CO2↑+H2O
C.该溶液中一定含有Cl-、C,不能确定是否含有Na+
D.该溶液中一定含有Cl-、C、Na+,肯定没有S
15.实验室测定氧化物X(FexOy)的组成,实验如下:
3.04 g X溶液Y溶液Z
下列有关说法正确的是(　　)
A.溶液Z中只含有Fe3+和Cl-
B.样品X中含有+3价铁元素0.01 mol
C.溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶2
D.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可判断X为Fe0.8O
三、非选择题(共4道题,共60分)
16.(12分)请回答以下问题:
Ⅰ.(1)等质量的两种气体Cl2、CO2分子数之比为　　　　　　　　,相同条件下密度之比为　　　　　　　　　　。
(2)已知CO、CO2混合气体的质量共12.0 g,在标准状况下的体积为6.72 L,则混合气体中CO的质量分数为　　　　　　　　。
Ⅱ.用电弧法合成碳纳米管,常伴有大量杂质——碳纳米颗粒,这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应方程式为K2Cr2O7+C+H2SO4Cr2(SO4)3+K2SO4+CO2+H2O。
(3)配平该反应方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)此反应的氧化产物为　　　　　　　　　　　。
(5)要使10 mL 1.0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液被还原至少要加入　　　　　 mL 2.0 mol·L-1的H2SO4溶液。
(6)若产生6.72 L CO2(标准状况下)气体,该反应转移电子的物质的量为　　　　 mol。
17.(15分)Ⅰ.常温下,二氧化氯(ClO2)为黄绿色气体,因具有强氧化性而能用于自来水的消毒。与Cl2相比,ClO2不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,已被联合国世界卫生组织(WHO)列为A1级高效安全消毒剂。
(1)制备ClO2常用以下两种方法:
方法一:2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:3NaClO3+3H2SO4(浓)HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O
①方法一中,HCl表现的性质为　　　　　　　　　　。
②方法二中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　　　　。
(2)ClO2尾气用NaOH溶液吸收,生成物质的量之比为1∶1的两种盐,一种为NaClO2,另一种为　　　　(填字母)。
A.NaClO B.NaClO3
C.NaClO4 D.NaCl
Ⅱ.两名同学在用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气的过程中,发现生成的气体有刺激性气味,针对这一异常现象进行了实验探究及分析。
(3)甲用湿润的KI淀粉试纸检验上述生成的气体,观察到试纸变蓝,据此判断氧气中混有Cl2。用离子方程式解释原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)乙认为上述现象只能说明混合气体具有　　　　　性。为了进一步验证甲的推测,乙补充了一个实验:将上述生成的气体冷却后通入盛有　　　　的洗气瓶中,若现象为　　　　　　　　　　　　　　　　,则甲的推测合理。
18.(15分)某化学自主实验小组通过实验制备NH3并探究NH3的性质。
实验Ⅰ:利用图1装置制取氨气并探究NH3与Cl2的反应。
图1
表格1:备选装置(水中含酚酞溶液)
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
(1)装置A中烧瓶内的试剂可选用烧碱,推测可产生NH3的原因:　　　　　　　　。
(2)若探究氨气的溶解性,则需在K2的导管末端连接表格1中的装置　　　　　　　(填序号)。当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,引发喷泉的实验操作是　　 　。
(3)若探究氨气与氯气的反应,则需打开K1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①装置D中氨气与氯气反应产生白烟,同时生成一种无色无味的气体,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②从K3处导管排出的气体中含有少量Cl2,则装置C中应盛放　　　　　　　　　　(填化学式)溶液,Cl2与其发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
实验Ⅱ:利用图2装置探究NH3与NO2的反应。
图2
(4)装置E中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若NO2能够被NH3还原,预期装置C中能观察到的现象是　　　　　　　　。
19.(18分)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某实验小组对其性质进行了如下实验探究。
Ⅰ.纯净的草酸亚铁晶体热分解产物的探究,设计装置图如下:
(1)仪器a的名称是　　　　　　　　　　　。
(2)从绿色化学考虑,该套装置存在的明显缺陷是　　　　　　　　　　　。
(3)实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为 　　　　　　　　　　。
(4)称取5.40 g草酸亚铁晶体用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如下图所示:
①图中M点对应物质的化学式为　　　　　　　　　　　　　　。
②已知400 ℃时,分解得到的生成物为一种铁的氧化物和上述实验中的气体,写出M→N发生反应的化学方程式: 　　　　　　　　　　。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下。
步骤1:称取2.1 g草酸亚铁晶体样品并溶于稀硫酸中,配成250 mL溶液。
步骤2:取上述溶液25.00 mL,向其中加入0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,恰好完全反应时消耗KMnO4溶液6.40 mL。
已知:FeC2O4+KMnO4+H2SO4Fe2(SO)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O(未配平)
步骤3:向步骤2反应后的溶液中加入适量的锌粉(将Fe3+刚好还原为Fe2+),再加入0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,恰好完全反应时消耗KMnO4溶液2.40 mL。
(5)样品中草酸亚铁晶体的质量分数为　　　　　　　%(保留两位有效数字)。
(6)若步骤1配制溶液定容时俯视刻度线,则测定结果将　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
答案：
1.C　解析 铜单质转化为Cu2(OH)2CO3,铜失电子,发生氧化还原反应,故A不符合题意;铁制菜刀生锈过程中,涉及铁单质转化为氧化铁的反应,发生氧化还原反应,故B不符合题意;大理石雕像被酸雨腐蚀发生的反应为CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O,是复分解反应,故C符合题意;铝锅表面生成致密的薄膜,是铝单质与氧气反应生成氧化铝薄膜,是氧化还原反应,故D不符合题意。
2.C　解析 钠容易和氧气、水反应,少量钠保存在煤油中,防止它与空气中的水或氧气反应,故A正确;钠块可用小刀切开,说明它质软,故B正确;钠会和水反应生成氢气,容易发生爆炸,实验室用剩的钠应该放回原试剂瓶中,不能丢到废水槽中,故C错误;金属钠很活泼,绿豆大小的钠放入水中,会生成氢气并放热,钠会浮在水面上四处游动,熔化成小球,故D正确。
3.D　解析 可通过锌粒与稀硫酸反应制备氢气,通过碳酸钙和盐酸制备二氧化碳,上述两者反应皆为固液反应,可采用装置X制备,故A正确;氧气与单质钠加热生成过氧化钠,因此装置X用于制备氧气,过氧化氢在二氧化锰作用下可生成氧气和水:2H2O22H2O+O2↑,②中浓硫酸吸水,防止水与单质钠发生反应生成杂质,故B正确;外界的水蒸气与二氧化碳进入装置Z后会与单质钠发生反应生成杂质,因此③的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳,故C正确;若先点燃装置Z中的酒精灯,此时装置中还未充满氧气,存在二氧化碳和水,会与单质钠发生反应生成杂质,因此应先等装置Z中充满氧气后再点燃酒精灯,故D错误。
4.B　解析 ①中水银“积变又还成丹砂”说明水银又变为了HgS,则Hg化合价升高,发生了氧化反应,故A正确;②中反应是置换出铜,其离子方程式为Fe+Cu2+Fe2++Cu,故B错误;根据①可知温度计打破后可以用硫粉覆盖水银,生成HgS,防止Hg蒸气中毒,故C正确;Fe+Cu2+Fe2++Cu即铁能跟曾青发生置换反应生成单质铜,故D正确。
5.D　解析 氢氧化钠溶液应该换成澄清石灰水,故A错误;金属钠的燃烧试验应该将钠放在坩埚中进行,故B错误;饱和碳酸钠溶液会与二氧化碳反应,故C错误;氯气分别经过干燥布条和湿润布条,对比现象可以得知氯气是否和水反应,故D正确。
6.C　解析 由实验装置可知,要使SO2与BaCl2反应产生沉淀,溶液中必须存在大量的S或S,右侧Y形管中应能生成碱性气体或氧化性气体,如是碱性气体,溶液中存在大量的S,如是氧化性气体,溶液中可生成S,则生成的沉淀可能为BaSO3或BaSO4,容器内压强增大,溶液倒吸,气体不容易导入,所以玻璃管的作用是保持集气瓶内外气压平衡,以便左右两边产生的气体顺利导入。若e、f两管中的试剂分别是KMnO4固体和浓盐酸,则乙中产生氯气,氯气可以氧化SO2生成S,可以产生沉淀,故A正确;如是碱性气体,e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH,二者混合发生反应产生氨气,NH3和SO2在溶液中反应生成S和N,故B正确;若乙中产生氨气,氨气极易溶于水,易发生倒吸,为防止倒吸,d导管不能插入BaCl2溶液中,故C错误;玻璃管的作用是连通大气,平衡压强,以便左右两边产生的气体顺利导入,也可连接尾气处理装置,故D正确。
7.A　解析 甲装置制取氯气,因盐酸易挥发,则通过乙装置的饱和食盐水去除氯气中的氯化氢气体,丙中的氯化钙为中性干燥剂,丁中制取ICl3,因氯气有毒,故需要在戊中进行尾气处理;装置甲无加热装置,而二氧化锰和浓盐酸反应制氯气需要加热,A错误;若丙中U形管堵塞,则气体会滞留在装置乙中,导致乙中长颈漏斗液面上升,B正确;氯化钙是干燥剂,因此丙的作用是干燥制得的氯气,C正确;氯的氧化性强于碘,因此氯做氧化剂得电子,呈负价,又因为氯最低为-1价,则三氯化碘中碘为+3价,D正确。
8.C　解析 一分子CO中含有14个电子,故1 mol CO含有电子数为14NA,A错误;Cl2与Fe反应生成FeCl3,反应中Cl由0价降低到-1价,故0.1 mol Cl2与足量铁完全反应,转移的电子数为0.2NA,B错误;Na与O2反应不管生成Na2O还是生成Na2O2,都是1 mol Na失去1 mol电子,故23 g Na与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,转移电子为=1 mol,C正确;标准状况下,2.24 L CO和N2的混合气体中分子数为×NA mol-1=0.1NA,D错误。
9.D　解析 由方程式可知,反应中铁元素的化合价升高被氧化,亚铁离子是反应的还原剂、铁离子是氧化产物,铬元素化合价降低被还原,重铬酸根离子是反应的氧化剂、铬离子是还原产物,反应中消耗1个重铬酸根离子,转移6个电子。由分析可知,七水硫酸亚铁是反应的还原剂,故A错误;由分析可知,铬离子是反应的还原产物,故B错误;由分析可知,亚铁离子是反应的还原剂,被氧化为铁离子,故C错误;由分析可知,反应中消耗1个重铬酸根离子,反应转移6个电子,故D正确。
10.C　解析 标签上给出的离子的物理量是单位体积内离子的质量而不是物质的量浓度,A错误;该品牌饮用矿物质水中氯离子的含量为10~27.3 mg·L-1,不能说明其他饮用水中氯离子的含量均在10~27.3 mg·L-1之间,B错误;该品牌饮用矿物质水中c(Mg2+)的最大值为=2×10-4 mol·L-1,C正确;硫酸根离子(S):0.4~19.2 mg·L-1,1瓶该品牌饮用矿泉水的体积为500 mL,硫酸根离子的质量最大值为19.2 mg·L-1×0.5 L=9.6 mg,故n(S)的最大值为=1×10-4 mol,D错误。
11.CD　解析 石灰乳不能写成氢氧根离子的形式,正确的离子方程式为2Ca(OH)2+2Cl22Ca2++2Cl-+2ClO-+2H2O,A错误;氢氧化铁胶体不应该有沉淀符号,正确的离子方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,B错误;向硫酸氢钠溶液中滴加氢氧化钡至硫酸根离子恰好沉淀完全,则NaHSO4的物质的量与Ba(OH)2的物质的量之比为1∶1,离子方程式正确,C正确;小苏打与少量澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,离子方程式正确,D正确。
12.A　解析 反应Ⅰ中Fe3+是氧化产物,A错误;反应Ⅱ中Fe3+将FeS2氧化为S,故Fe3+做氧化剂,B正确;由题干反应历程图可知,反应Ⅲ是Fe2++NOFe(NO)2+,该反应是化合反应,C正确;由题干反应历程图,结合反应介质为酸性,故总反应的离子方程式为2FeS2+7O2+2H2O2Fe2++4S+4H+,D正确。
13.CD　解析 四氧化三铁俗称磁铁,是一种常用的磁性材料,A正确;由Fe生成Na2FeO2和由Na2FeO2生成Na2Fe2O4中,铁元素化合价升高,NaNO2在上述两步转化中发生还原反应,做氧化剂,B正确;①和②生成③的反应中不存在元素化合价的改变,不属于氧化还原反应,C错误;溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子,金属导电的原因是存在自由移动的电子;铁、NaNO2溶液、四氧化三铁均为导电物质,D错误。
14.D　解析 向待测液中加过量硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,则待测液中可能含硫酸根离子或碳酸根离子;向白色沉淀中加过量盐酸,沉淀完全溶解,则待测液中不含硫酸根;向溶液中加硝酸酸化的硝酸银,有白色沉淀生成,则待测液中含氯离子。①中发生的离子反应只有一个:Ba2++CBaCO3↓,故A错误;③中离子反应为BaCO3+2H+Ba2++CO2↑+H2O,故B错误;由溶液与AgNO3/HNO3溶液反应生成白色沉淀,说明待测液中有Cl-,由电荷守恒可知,待测液中肯定有Na+,故C错误;由以上分析得,D正确。
15.D　解析 通入氯气发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Cl2为0.01 mol,则Fe2+为0.02 mol,则3.04 g氧化物中有FeO 0.02 mol质量为1.44 g,则Fe2O3的质量为1.6 g,物质的量为0.01 mol。步骤Ⅰ中加入足量盐酸,溶液Z中含有Fe3+和Cl-,还含有H+,故A错误;由分析可知,Fe2O3的质量为1.6 g,物质的量为0.01 mol,则样品X中含有+3价铁元素0.02 mol,B错误;由分析可知,3.04 g氧化物中有0.02 mol FeO,0.01 mol Fe2O3,则溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1,故C错误;通过计算可知X由0.02 mol FeO和0.01 mol Fe2O3组成,所以n(Fe)∶n(O)=4∶5,可判断X为Fe0.8O,D正确。
16.答案 (1)44∶71　71∶44
(2)17.5%
(3)2K2Cr2O7+3C+8H2SO42Cr2(SO4)3+2K2SO4+3CO2↑+8H2O
(4)CO2　(5)20　(6)1.2
解析 (1)等质量的两种气体Cl2、CO2,假设质量都是1 g,物质的量分别为 mol、 mol,分子数之比为=44∶71;根据阿伏加德罗定律的推论,相同条件下密度之比等于摩尔质量之比,密度比为71∶44。
(2)已知CO、CO2混合气体的质量共12.0 g,在标准状况下的体积为6.72 L,设CO、CO2的物质的量分别为x mol、y mol,则,x=0.075、y=0.225,则混合气体中CO的质量分数为×100%=17.5%。
(3)Cr元素化合价由+6降低为+3,碳元素化合价由0升高为+4,根据得失电子守恒、质量守恒,配平反应方程式为2K2Cr2O7+3C+8H2SO42Cr2(SO4)3+2K2SO4+3CO2↑+8H2O。
(4)碳元素化合价升高发生氧化反应,此反应的氧化产物为CO2。
(5)要使10 mL 1.0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液被还原至少要加入V mL 2.0 mol·L-1的H2SO4溶液,2K2Cr2O7+3C+8H2SO42Cr2(SO4)3+2K2SO4+3CO2↑+8H2O,建立关系式,
K2Cr2O7　　　　~　　　　 4H2SO4
1 4
10 mL×1 mol·L-1 V mL×2 mol·L-1
V=20。
(6)碳元素化合价由0升高为+4,若产生6.72 L CO2(标准状况下)气体,该反应转移电子的物质的量为×4=1.2 mol。
17.答案 (1)①还原性和酸性　②2∶1
(2)B
(3)Cl2+2I-I2+2Cl-
(4)氧化　硝酸酸化的AgNO3溶液或紫色石蕊溶液　溶液中有白色沉淀生成或溶液先变红后褪色
解析 (1)①方法一方程式为2NaClO3+4HCl2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,氯元素发生归中反应,4 mol HCl中有2 mol化合价升高为氯气,2 mol化合价不变生成NaCl和水,因此体现酸性和还原性;②3NaClO3+3H2SO4(浓)HClO4+2ClO2↑+3NaHSO4+H2O,其中氧化剂与还原剂均为NaClO3,其中1 mol化合价升高,2 mol化合价降低,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1。
(2)ClO2中氯元素化合价为+4,与NaOH发生歧化反应,生成两种盐,且物质的量之比为1∶1,其中一种为NaClO2,氯为+3价,降低了1价,那么另一种盐必定氯升高1价,即为+5价,因此为NaClO3。
(4)利用氯气溶于水生成氯离子的性质,故将氯气通入硝酸酸化的AgNO3中,若生成白色沉淀,则证明存在氯气;或利用氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,二者使石蕊试纸变红,次氯酸最终使石蕊褪色。
18.答案 (1)烧碱溶于水放出大量的热,促进浓氨水的分解
(2)Ⅱ、Ⅲ　用热毛巾将烧瓶捂热
(3)①3Cl2+8NH36NH4Cl+N2　②NaOH　Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O
(4)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O　混合气体的颜色变浅
解析 实验Ⅰ目的是制取氨气并探究与Cl2的反应,A装置制取氨气,B装置用于干燥氨气,打开K1、K3,用向下排空气法收集氨气;若打开K1、K3,K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置,则验证氨气和氯气的反应。实验Ⅱ目的是探究NH3与NO2的反应,则A、E分别制备氨气、NO2,干燥后通入C中反应。
(1)烧碱固体遇水放出大量热,能使氨水温度升高,氨水分解生成氨气。
(2)氨气极易溶于水,若探究氨气的溶解性,需要防倒吸装置,则需在K2的导管末端连接表中的装置Ⅱ或Ⅲ。当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,用热毛巾将烧瓶焐热,使氨气受热膨胀与水接触,即可引发喷泉。
(3)①装置D中氨气与氯气反应产生白烟,可知有氯化铵生成,同时生成的无色无味的气体是氮气,反应方程式为3Cl2+8NH36NH4Cl+N2;②从K3处导管输出的气体中含有少量Cl2,氯气能与氢氧化钠反应,为吸收氯气,则装置C中应盛放NaOH溶液,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O。
(4)装置E用铜和浓硝酸反应制备NO2,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;若NO2能够被NH3还原,NO2浓度减小,预期装置C中能观察到的现象是混合气体的颜色变浅。
19.答案 (1)球形干燥管
(2)缺少处理CO尾气装置
(3)E中黑色粉末变红色,F中出现白色沉淀
(4)①FeC2O4　②3FeC2O4Fe3O4+4CO↑+2CO2↑
(5)86
(6)偏高
解析 装置A为草酸亚铁晶体分解,利用无水硫酸铜检验水蒸气,B装置检验二氧化碳,C装置吸收二氧化碳,D装置干燥气体,E装置检验CO,F装置检验二氧化碳。
(1)由图可知,仪器a的名称是球形干燥管。
(2)反应会产生有毒的CO,从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是没有处理CO尾气装置。
(3)CO与CuO反应,生成Cu和二氧化碳,二氧化碳能够使石灰水变浑浊,现象为E中黑色粉末变红色,F中出现白色沉淀。
(4)①草酸亚铁晶体的物质的量为=0.03 mol,其中结晶水的质量是0.03 mol×2×18 g·mol-1=1.08 g,M点剩余固体的质量为4.32 g,这说明过程Ⅰ发生的反应是草酸亚铁晶体受热失去结晶水,剩下的M为FeC2O4;②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为5.4 g×=1.68 g,草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物中,氧化物中氧元素的质量为2.32 g-1.68 g=0.64 g,设铁的氧化物的化学式为FexOy,则有56x∶16y=1.68 g∶0.64 g,解得x∶y=3∶4,铁的氧化物的化学式为Fe3O4,因此M→N发生反应的化学方程式为3FeC2O4Fe3O4+4CO↑+2CO2↑。
(5)在步骤2中用酸性KMnO4溶液滴定含有Fe2+、H2C2O4的溶液,KMnO4被还原为无色的Mn2+,根据上述分析可知草酸消耗的KMnO4的物质的量为n(KMnO4)=0.1 mol·L-1×(6.40-2.40)×10-3 L=4×10-4 mol,根据电子守恒可得KMnO4与H2C2O4的物质的量关系为5H2C2O4~2KMnO4,H2C2O4是FeC2O4·2H2O与硫酸反应产生,根据元素守恒可知5FeC2O4·2H2O~5H2C2O4~2KMnO4,故n(FeC2O4·2H2O)=n(KMnO4)=×4×10-4 mol=1×10-3 mol,所以草酸亚铁晶体质量分数的表达式为×100%≈86%。
(6)若步骤1配制溶液定容时俯视刻度线,则所加蒸馏水偏少,所配溶液浓度偏高。
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