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全书综合测评
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化学与生活密切相关。下列有关说法正确的是( )
A.75%的医用酒精常用于消毒,用95%的酒精消毒效果更好
B.若不慎将84消毒液沾到皮肤上,应立即用大量清水冲洗
C.明矾常用作净水剂,可以用于饮用水杀菌消毒
D.“84消毒液”和“洁厕灵”(含盐酸)混合使用,杀菌消毒效果会更好
2.北宋名画《千里江山图》用到矿物颜料石青[Cu3(OH)2(CO3)2]。根据研究物质性质的方法和程序,下列有关石青的说法正确的是( )
A.物质分类角度:属于碱
B.物理性质角度:易溶于水
C.化学性质角度:高温下能稳定存在
D.物质制备角度:可用于制备胆矾
3.下列有关钠的化合物的说法正确的是( )
A.将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备Fe(OH)3胶体
B.将过氧化钠加入硫酸亚铁溶液中,可以观察到有红褐色沉淀生成
C.过氧化钠与水反应生成NaOH,过氧化钠属于碱性氧化物
D.大量的Na2O2粉末加入酚酞溶液中,可以观察到酚酞溶液最终变红
4.氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域。在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:Al2O3+N2+3C 2AlN+3CO。下列叙述正确的是( )
A.在氮化铝的合成反应中,N2是还原剂,Al2O3是氧化剂
B.上述反应中每生成2 mol AlN,N2失去6 mol电子
C.氮化铝中氮元素的化合价为-3价
D.氮化铝是氧化产物
5.配制一定物质的量浓度的溶液是一个重要的定量实验,下列有关说法正确的是( )
A.容量瓶用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接使用
B.配制500 mL 1 mol·L-1稀硫酸,用量筒量取18.4 mol·L-1的浓硫酸27.17 mL
C.配制1 L 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液时,用托盘天平称量16.0 g胆矾
D.定容时,为防止液滴飞溅,胶头滴管紧贴容量瓶内壁
6.下列有关溶液中的离子检验的说法正确的是( )
A.滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀,原溶液中一定有Cl-
B.滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,原溶液中一定有S
C.滴加KSCN溶液,溶液变成红色,原溶液中一定有Fe3+
D.滴加稀硫酸,生成无色气体,原溶液中一定有S
7.向如图所示装置中缓慢通入气体X,若打开活塞K,则品红溶液褪色;若关闭活塞K,则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊。X和Y可能是( )
选项 X Y
A SO2 NaOH溶液
B Cl2 饱和NaHCO3溶液
C HCl 饱和NaCl溶液
D CO Na2SO3溶液
8.下列各组离子在指定条件下可能大量共存的是( )
A.新制氯水中:Na+、N、N、S
B.澄清透明的溶液中:Cu2+、K+、N、S
C.常温下,pH=1的溶液中:Na+、ClO-、K+、Cl-
D.含有Fe3+的溶液中:K+、ClO-、S、I-
9.通过电导率的变化可以测定溶液中离子浓度的变化,向1 mol·L-1某电解质溶液中滴加同浓度的另一电解质溶液,电导率变化如图所示。下列各组试剂与该图像相符的是( )
A.向盐酸中滴加NaOH溶液
B.向FeCl3溶液中滴加KI溶液
C.向Ba(OH)2溶液中滴加稀H2SO4
D.向CH3COOH溶液中滴加KOH溶液
10.X、Y、Z、W四种物质间的转化关系如图所示,下列转化不能一步实现的是 ( )
X Y Z W
A N2 NH3 NO NO2
B Na NaOH Na2CO3 NaCl
C Cl2 Ca(ClO)2 HClO HCl
D H2S S SO3 H2SO4
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,有选错的得0分)
11.同温同压下,有A、B两个完全相同的气球(质量忽略不计),A气球中充入a气体,B气球中充入b气体,充气后两气球的体积相等,A气球置于氮气中,气球静止不动,B气球置于氧气中,气球上升。下列有关叙述中正确的是( )
A.a气体的相对分子质量一定比b气体的相对分子质量大
B.a气体可能是CO,b气体可能是CH4
C.充气后,A气球中所含气体分子数大于B气球中所含气体分子数
D.充气后,A气球的质量一定大于B气球的质量
12.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.3.2 g O2和O3的混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA
B.过氧化钠与水反应时,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,22.4 L Cl2溶于水配成500 mL氯水,该氯水中Cl-数为2NA
D.10.44 g MnO2与足量12 mol·L-1的浓盐酸反应生成Cl2的分子数为0.12NA
13.用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备纳米Fe3O4,其流程如图所示:
下列叙述正确的是( )
A.步骤①发生的反应均为氧化还原反应
B.步骤②中,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe Fe2+
C.浊液C和浊液D中分散质含量不相同
D.步骤⑤中,“分离”包含的操作有过滤、洗涤
14.某同学设计如图装置探究H2O2、SO2、I2的氧化性强弱。首先用N2排尽装置内空气,然后通入SO2,甲中蓝色溶液褪色,乙中产生不溶于盐酸的白色沉淀;关闭弹簧夹,打开甲中分液漏斗活塞,逐滴滴加H2O2溶液,开始时颜色无明显变化,继续滴加H2O2溶液,混合液逐渐变成蓝色。下列说法错误的是( )
A.甲中蓝色溶液褪色说明SO2将I2氧化
B.乙中反应的离子方程式是SO2+Ba2++H2O2 BaSO4↓+2H+
C.实验中“开始时颜色无明显变化”的原因是SO2与H2O2反应
D.由实验可知H2O2、SO2、I2氧化性由强到弱的顺序是H2O2>I2>SO2
15.某无色透明溶液中可能含有Na+、N、Ba2+、Cu2+、S、Cl-、S中的几种。取100 mL溶液,向其中加入足量Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,继续加入足量盐酸,沉淀不消失,同时产生无色气体。过滤,所得沉淀经洗涤、干燥后称量,质量为4.66 g;所得滤液中加入足量NaOH溶液并加热,收集到672 mL气体(标准状况)。以下推测正确的是( )
A.实验中两次产生的气体成分不相同
B.原溶液中一定不含Ba2+、Cu2+、S
C.原溶液中一定含有N、Na+、S,且c(Na+)≥0.1 mol·L-1
D.另取试液滴加足量稀盐酸和BaCl2溶液,即可确定离子组成
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)回答下列问题:
(1)如图为五个椭圆交叉构成的图案,其中五个椭圆内分别写了C2H5OH、CO2、Fe2O3、FeCl3、KOH,图中相连的物质均可归为一类,相交部分A、B、C、D为相应的分类标准代号。
①相连的两种物质都是电解质的是 (填分类标准代号)。
②图中相连的两种物质能够相互反应的是 (填分类标准代号),所属的基本反应类型是 反应。
③上述五种物质中的某一物质能与某种强酸反应生成上述中的另一种物质,则该反应的离子方程式为 。
④用洁净的烧杯取25 mL蒸馏水,加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入上述五种物质中的某一物质的饱和溶液,继续加热至液体呈红褐色,得到的分散系称为 ,判断该分散系制备成功的方法是 。
(2)分类方法应用广泛,属于同一类的物质性质具有相似性,在生活和学习中,使用分类的方法处理问题可以做到举一反三。
①CO2、SiO2、SO2、SO3都属于酸性氧化物,由CO2+Ca(OH)2 CaCO3↓+H2O,可得出SO3与NaOH反应的化学方程式为 。
②NaHCO3、NaHSO3、NaHS都属于非强酸的酸式盐,由NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑、NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O,可得NaHS与NaOH反应的离子方程式为 。
17.(12分)我国某现代化铜冶炼厂排放的废水中含有较多的Fe2+、Fe3+、Cu2+、S和少量的Na+,为了减少污染并变废为宝,该铜冶炼厂以该废水为原料制备硫酸钠、硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)并回收金属铜,设计了如下流程(流程中加入的试剂①、②均过量,试剂③适量)。
已知:加入的试剂①为NaOH溶液。回答下列问题:
(1)在实验室进行操作a时需要用到的主要玻璃仪器有 ;溶液A的溶质为 (填化学式)。
(2)溶液C中的一种离子可与固体F反应,该反应的离子方程式为 。
(3)若取溶液G加入试管中,然后滴加氢氧化钠溶液,可观察到的现象为 ,此现象中涉及氧化还原反应的化学方程式为 。
(4)FeSO4可用来制备Na2FeO4,原理为2FeSO4+6Na2O2 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑,转移5 mol电子时生成的氧气在标准状况下的体积为 L。
18.(12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
(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)当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,若烧杯中盛放蒸馏水,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.(12分)化学小组通过一系列实验探究SO2的性质。用如图装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,并将足量的SO2通入试剂b中。
(1)浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。
(2)为了排除可能产生的硫酸酸雾的干扰,下列物质可以作为试剂a的是 。
①饱和的NaHCO3溶液 ②饱和的NaCl溶液 ③饱和的NaHSO3溶液
(3)从物质分类的角度分析,SO2和CO2都属于 ,具有相似的化学性质,欲验证该性质,试剂b选用紫色石蕊溶液,预期的实验现象是 。
(4)为了研究二氧化硫是否有氧化性,试剂b可选用 。
①氢氧化钠溶液 ②硫化钠溶液 ③酸性高锰酸钾溶液 ④品红溶液
能说明二氧化硫有氧化性的实验现象是 。
(5)试剂b选用0.1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液。打开分液漏斗活塞,滴加一定量浓硫酸,加热装置A,发现装置C内有白色沉淀产生,液面上方略显浅红棕色。
①白色沉淀是 。
②分析白色沉淀产生的原因,甲同学认为是N氧化了SO2,支持甲同学观点的实验证据是 。
③检验C中上层清液是否含有S的方法是
。
20.(12分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂和优质漂白剂,可由ClO2为原料制取。实验室利用下图装置制备NaClO2(夹持装置略),并测定所制NaClO2的纯度。
已知:
①ClO2沸点11 ℃,极易溶于水,浓度过高时易分解爆炸;
②2NaOH+H2O2+2ClO2 2NaClO2+O2+2H2O。
(1)装置A中仪器a的名称为 ;在酸性条件下,NaClO3可将Na2SO3氧化为Na2SO4并产生ClO2,A中反应的化学方程式为 。
(2)实验过程中需要持续通入稀有气体,目的是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)装置C中用冰水浴冷却的目的是 。
(5)测定亚氯酸钠含量的实验步骤:
①称取NaClO2样品5.0 g于小烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的KI固体,再滴入适量的稀H2SO4,充分反应,将所得混合液配成500 mL待测溶液。
②移取10.00 mL待测溶液于锥形瓶中,加0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液40.00 mL,溶液中的I2正好完全反应。(已知:Cl+4I-+4H+ 2H2O+2I2+Cl-、I2+2S2 2I-+S4)
该样品中NaClO2的质量分数为 。
答案与解析
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1.B 75%的医用酒精比95%的酒精消毒效果更好,故A错误;明矾能净水,是因为Al3+与水反应生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,可以吸附杂质和异味,但不能用于饮用水杀菌消毒,故C错误;“84消毒液”的有效成分为NaClO,和“洁厕灵”混合使用时会发生氧化还原反应生成有毒气体Cl2,故D错误。
2.D Cu3(OH)2(CO3)2属于盐,故A错误;Cu3(OH)2(CO3)2是一种矿物颜料,不溶于水,故B错误;Cu3(OH)2(CO3)2是碳酸盐,高温下易分解为氧化铜、二氧化碳、水,故C错误;Cu3(OH)2(CO3)2属于铜盐,与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳、水,可用于制备胆矾,故D正确。
3.B 将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中生成氢氧化铁沉淀,故A错误;过氧化钠具有氧化性,将过氧化钠加入硫酸亚铁溶液中,可以观察到有红褐色氢氧化铁沉淀生成,故B正确;过氧化钠与水反应生成NaOH和氧气,所以过氧化钠不属于碱性氧化物,故C错误;Na2O2具有氧化性,大量的Na2O2粉末加入酚酞溶液中,可以观察到酚酞溶液先变红后褪色,故D错误。
4.C 反应中N元素化合价由0价降低到-3价,N2是氧化剂,Al2O3中元素化合价不变,既不是氧化剂也不是还原剂,故A错误;N元素化合价由0价降低到-3价,每生成2 mol AlN,N2得到6 mol电子,故B错误;氮化铝中铝元素化合价为+3价、氮元素化合价为-3价,故C正确;氮化铝是还原产物,故D错误。
5.A 由于定容时还需要加水,所以容量瓶用蒸馏水洗净后,可不经干燥直接使用,故A正确;量筒的精确度为0.1 mL,所以不能用量筒量取27.17 mL浓硫酸,故B错误;硫酸铜的物质的量为0.1 mol,胆矾是五水硫酸铜,用托盘天平称量25.0 g胆矾,故C错误;加水定容时,胶头滴管不能伸入容量瓶中,故D错误。
6.C 滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀,原溶液中可能含C、S、Cl-等,故A错误;滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,原溶液中可能含有C、Ag+、S等,故B错误;滴加KSCN溶液,溶液变成红色,原溶液中一定有Fe3+,故C正确;滴加稀硫酸,生成无色气体,原溶液中可能含有C、HC、S、HS等,故D错误。
7.B
选项 打开活塞K 关闭活塞K
A SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色 SO2被NaOH溶液吸收,品红溶液无变化,澄清石灰水不变浑浊
B Cl2与水反应生成的HClO使品红溶液褪色 Cl2与水反应生成的HCl与NaHCO3反应生成CO2,CO2不能使品红溶液褪色,但能使澄清石灰水变浑浊
C HCl不能使品红溶液褪色 HCl被饱和NaCl溶液吸收,品红溶液无变化,澄清石灰水不变浑浊
D CO不能使品红溶液褪色 CO与Na2SO3溶液不反应,CO不能使澄清石灰水变浑浊
8.B A项,新制氯水具有强氧化性,能氧化S,不能大量共存;B项,澄清透明的溶液中,Cu2+、K+、N、S之间不反应,可能大量共存;C项,常温下,pH=1的溶液显酸性,ClO-与H+、Cl-之间反应生成氯气,不能大量共存;D项,含有Fe3+的溶液中,Fe3+能氧化I-,不能大量共存;故选B。
9.C A项,氢氧化钠和稀盐酸恰好完全反应时生成氯化钠,氯化钠能导电,溶液导电能力不会减小到接近0,与图像不符;B项,向FeCl3溶液中滴加KI溶液,恰好完全反应时生成KCl、I2、FeCl2,溶液导电能力不会减小到接近0,与图像不符;C项,氢氧化钡和硫酸恰好完全反应时生成硫酸钡沉淀和水,溶液几乎不导电,与图像相符;D项,醋酸是弱酸,醋酸钾是强电解质,醋酸中加入同浓度的KOH溶液,导电能力应有所增强,与图像不符。
10.D A项,氮气与氢气在高温、高压和有催化剂存在的条件下反应可制得氨气,氨气与氧气发生催化氧化可得到一氧化氮,NO与氧气反应可得到NO2,二氧化氮与一氧化碳在催化剂作用下反应可得到氮气;B项,Na与水反应可得到NaOH,NaOH与二氧化碳反应可得到碳酸钠,碳酸钠与氯化钡反应可得到氯化钠,电解熔融氯化钠可得到钠单质;C项,氯气和氢氧化钙反应可得到次氯酸钙,次氯酸钙和二氧化碳、水反应生成次氯酸,次氯酸分解可得到HCl,浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应可得到氯气;D项,硫化氢和二氧化硫反应可得到硫单质,硫单质无法通过一步反应制得SO3;故选D。
11.B 同温同压下,充气后两气球的体积相等,说明两气球中所含气体分子物质的量相等;A气球置于N2中,气球静止不动,a气体的密度与N2相等,B气球置于O2中,气球上升,说明b气体的密度比O2小,根据同温同压下气体的密度之比等于气体的相对分子质量之比可知,a气体的相对分子质量为28,b气体的相对分子质量小于32,但b气体的相对分子质量不一定小于28,a气体的相对分子质量不一定比b气体的相对分子质量大,故A错误;CO的相对分子质量为28,CH4的相对分子质量为16<32,故B正确;两气球中所含气体分子的物质的量相等,两气球中所含气体分子数相等,故C错误;两气球中所含气体分子的物质的量相等,由于b气体摩尔质量未知,无法确定充气后A气球与B气球质量的相对大小,故D错误。
12.AD 3.2 g O2和O3的混合气体中含有氧原子的物质的量为=0.2 mol,数目为0.2NA,故A正确;过氧化钠与水反应的离子方程式为2Na2O2+2H2O 4Na++4OH-+O2↑,生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA,故B错误;标准状况下,22.4 L Cl2的物质的量为1 mol,氯气可溶于水,部分与水反应生成HCl、HClO,所以氯水中Cl-数小于NA,故C错误;10.44 g MnO2的物质的量为0.12 mol,根据反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O可知,生成氯气的物质的量为0.12 mol,分子数为0.12NA,故D正确。
13.CD 步骤①中Fe2O3、FeO与盐酸的反应均为非氧化还原反应,A项错误;步骤②中,发生反应的离子方程式为2Fe3++Fe 3Fe2+,B项错误;步骤④中,氢氧化亚铁被过氧化氢氧化成氢氧化铁,氢氧化亚铁含量减少,氢氧化铁含量增多,C项正确;浊液D与溶液B混合加热、搅拌发生反应制得Fe3O4,要分离出Fe3O4需经过滤、洗涤,D项正确。
14.A 向甲中通入二氧化硫气体,蓝色溶液褪色,是因为碘单质与二氧化硫反应生成HI和H2SO4,则说明碘单质将二氧化硫氧化,故A错误;装置乙中二氧化硫被H2O2氧化生成硫酸根离子,硫酸根离子与钡离子反应生成不溶于盐酸的硫酸钡,离子方程式为SO2+Ba2++H2O2 BaSO4↓+2H+,故B正确;关闭弹簧夹,打开分液漏斗,向甲中逐滴滴加H2O2溶液,刚开始颜色无明显变化,原因是SO2的还原性比碘离子强,SO2先与H2O2反应,然后继续滴加H2O2溶液,混合液变成蓝色,是因为H2O2与碘离子反应生成碘单质,说明氧化性:H2O2>I2,所以H2O2、SO2、I2氧化性由强到弱的顺序是H2O2>I2>SO2,故C、D正确。
15.AC 无色透明溶液中不存在Cu2+,向100 mL溶液中加入足量Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,继续加入足量盐酸,沉淀不消失(为硫酸钡沉淀),同时产生气体,过滤,所得沉淀经洗涤、干燥后称量,质量为4.66 g,则n(BaSO4)为0.02 mol,由于硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,能将S氧化为S同时生成NO气体,所以溶液中一定存在S,不确定是否含有S,且100 mL原溶液中含硫阴离子的物质的量为0.02 mol,根据离子共存可知,原溶液中不存在Ba2+;在所得滤液中加入足量NaOH溶液并加热,收集到标准状况下672 mL气体为氨气,物质的量为0.03 mol,所以100 mL原溶液中含有0.03 mol N;根据溶液呈电中性可知,溶液中一定存在Na+,不确定是否存在Cl-;实验中第一次得到的气体为NO,第2次得到的气体为NH3,两次产生的气体成分不相同,故A正确;原溶液中一定不含Ba2+、Cu2+,一定含S,故B错误;原溶液中一定含有N、Na+、S,不确定是否存在Cl-,根据电荷守恒可知,100 mL原溶液中Na+至少为0.02 mol×2-0.03 mol=0.01 mol,所以c(Na+)≥0.1 mol·L-1,故C正确;另取试液滴加足量稀盐酸和BaCl2溶液,不能确定原溶液中是否含有Cl-,故D错误。
16.答案 (除标注外,每空2分)(1)①C、D ②D(1分) 复分解(1分)③Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O ④胶体(1分) 检验能否产生丁达尔效应(1分) (2)①SO3+2NaOH Na2SO4+H2O ②HS-+OH- S2-+H2O
解析 (1)①C2H5OH、CO2均由分子构成,在水溶液中和熔融状态下不能因自身发生电离而导电,不属于电解质;Fe2O3是活泼金属氧化物,由离子构成,难溶于水,在熔融状态下能够发生电离而导电,属于电解质;FeCl3是盐,KOH是碱,均属于电解质。②在相连的物质中,FeCl3与KOH在溶液中会发生复分解反应,产生Fe(OH)3沉淀和KCl。③五种物质中Fe2O3能与盐酸反应生成FeCl3,反应的离子方程式为Fe2O3+6H+ 2Fe3++3H2O。④得到的分散系为Fe(OH)3胶体,胶体具有丁达尔效应。(2)①SO3是酸性氧化物,与NaOH反应产生Na2SO4和H2O,该反应的化学方程式为SO3+2NaOH Na2SO4+H2O。②NaHS与NaOH反应产生Na2S、H2O,反应的离子方程式为HS-+OH- S2-+H2O。
17.答案 (每空2分)(1)烧杯、漏斗、玻璃棒 Na2SO4、NaOH
(2)2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+
(3)先产生白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
(4)11.2
解析
(1)操作a为过滤,需要用到的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗;溶液A的溶质是Na2SO4、NaOH。
(2)溶液C的溶质为H2SO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和CuSO4,固体F为铜,铜可以与溶液C中的Fe3+反应,离子方程式为2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+。
(3)溶液G为FeSO4溶液,加入氢氧化钠溶液会生成白色的氢氧化亚铁沉淀,随后氢氧化亚铁沉淀又被氧化为红褐色的氢氧化铁沉淀,实验现象为先产生白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色;涉及的氧化还原反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
(4)根据得失电子守恒可知,生成1 mol氧气转移10 mol电子,所以转移5 mol电子时生成0.5 mol氧气,标准状况下,0.5 mol氧气的体积为0.5 mol×22.4 L/mol=11.2 L。
18.答案 (除标注外,每空2分)(1)烧碱溶于水放出大量的热促使NH3·H2O分解 (2)用热毛巾将烧瓶捂热 (3)①3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2 ②NaOH(1分) Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O (4)4HNO3(浓)+Cu Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 混合气体的颜色逐渐变浅(1分)
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、K2,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,可以验证氨气和氯气的反应;实验Ⅱ目的是探究NH3与NO2的反应,故A、E装置分别制备氨气、NO2,干燥后通入C中反应。(1)烧碱固体溶于水放出大量热,促使NH3·H2O分解生成氨气。(2)当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,用热毛巾将烧瓶捂热,使烧瓶内压强增大,氨气与水接触,即可引发喷泉。(3)①由装置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,根据得失电子守恒和原子守恒可得化学方程式为3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2。②从K3处导管排出的气体中含有少量Cl2,氯气能与氢氧化钠溶液反应,装置C中应盛放NaOH溶液,Cl2与氢氧化钠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4HNO3(浓)+Cu Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;若NO2能够被NH3还原,则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逐渐变浅。
19.答案 (除标注外,每空1分)(1)2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O(2分)
(2)③
(3)酸性氧化物 紫色石蕊溶液变红
(4)② 有淡黄色沉淀生成
(5)①BaSO4 ②装置C内产生白色沉淀,液面上方略显浅红棕色(2分) ③取少量C中上层清液于试管中,先滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明存在硫酸根离子(2分)
解析 (1)浓硫酸与Cu反应的化学方程式为2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)①硫酸可与饱和NaHCO3溶液反应生成杂质气体CO2,且饱和NaHCO3溶液会吸收SO2;②SO2能溶于饱和NaCl溶液中;③饱和NaHSO3溶液可吸收硫酸酸雾并与其反应生成SO2,且SO2难溶于饱和NaHSO3溶液中;故选③。
(3)SO2和CO2都属于酸性氧化物,两者的水溶液都显酸性,能使紫色石蕊溶液变红。
(4)二氧化硫与氢氧化钠反应生成Na2SO3和H2O,二氧化硫不表现氧化性;二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质,二氧化硫表现氧化性;二氧化硫被酸性高锰酸钾溶液氧化生成硫酸根离子,二氧化硫表现还原性;二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色;故选②。二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质,实验现象为溶液中有淡黄色沉淀生成。
(5)①SO2的水溶液呈酸性,硝酸钡在水溶液中电离出的N在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化生成S与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀。②在水溶液中N和SO2反应生成了S和NO,NO与氧气反应生成NO2,所以装置C内产生白色沉淀,液面上方略显浅红棕色。③检验S的方法为取少量C中上层清液于试管中,先滴加稀盐酸,无明显现象,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则说明存在S。
20.答案 (每空2分)(1)分液漏斗 2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓) 2Na2SO4+2ClO2↑+H2O
(2)稀释ClO2,防止发生危险
(3)做安全瓶(或缓冲瓶),防止C中液体倒吸进入装置A中
(4)减少H2O2分解和ClO2挥发
(5)90.5%
解析 制备亚氯酸钠的原理是2NaOH+H2O2+2ClO2 2NaClO2+O2+2H2O,A装置制备ClO2,B装置为安全瓶,C装置制备亚氯酸钠,D装置的作用是吸收ClO2。
(1)装置A中仪器a的名称为分液漏斗;A中反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓) 2Na2SO4+2ClO2↑+H2O。
(2)ClO2浓度过高,易分解爆炸,故实验过程中通入稀有气体的目的是稀释ClO2,防止发生危险。
(3)装置B是安全瓶,防止C中液体倒吸进入A中。
(4)ClO2沸点较低,易挥发,制取NaClO2时用到H2O2,H2O2易分解,冰水浴可以减少H2O2分解和ClO2挥发。
(5)NaClO2将I-氧化为I2,根据题中已知得:
Cl
1 mol 4 mol
n(Cl) 0.10 mol·L-1×40.00×10-3 L
10.00 mL待测液中n(NaClO2)=n(Cl)=0.10 mol·L-1×40.00×10-3 L×=1×10-3 mol,500 mL待测液中n总(NaClO2)=1×10-3 mol×=0.05 mol,m(NaClO2)=0.05 mol×90.5 g/mol=4.525 g,w=×100%=90.5%。(
密
○
封
○
装
○
订
○
线
密
○
封
○
装
○
订
○
线
密
封
线
内
不
要
答
题
)
(
姓名
班级
考号
密
○
封
○
装
○
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○
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密
○
封
○
装
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订
○
线
密
封
线
内
不
要
答
题
)
第3章 物质的性质与转化
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.化学无处不在,与人类生产、生活联系密切。下列与化学有关的说法错误的是( )
A.将含Cl2的漂白剂与含SO2的漂白剂混合使用,可增强漂白效果
B.减少汽车尾气的排放是减少酸雨危害的途径之一
C.常用“84消毒液”进行消毒处理,该物质的有效成分是次氯酸钠
D.自来水厂常利用活性炭或胶体的吸附性除去水中的悬浮物
2.下列过程属于氮的固定的是( )
A.氮气的液化 B.工业上由氨制备氮肥
C.Mg在N2中燃烧生成Mg3N2 D.植物从土壤中吸收氮元素
3.物质的性质决定用途,下列物质的用途和性质不具有对应关系的是( )
选项 用途 性质
A 液氨用作制冷剂 液氨汽化吸收大量的热
B Na2O2用作供氧剂 Na2O2与H2O、CO2反应生成O2
C FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板 FeCl3溶液呈酸性
D SO2用作葡萄酒的抗氧化剂 SO2具有还原性
4.下列离子组在指定条件下的溶液中,一定能大量共存的是( )
A.能使pH试纸变红的溶液:N、Na+、S、Fe3+、N
B.含有大量N的溶液:H+、Fe2+、S、Cl-
C.含有大量Cl-的溶液:Fe3+、Mg2+、S、OH-
D.加入铁粉后产生大量氢气的溶液:N、Na+、C、S
5.“绿色化学实验”已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的要求的是( )
甲 乙 丙
①实验室收集氨气采用图甲所示装置
②实验室中做氯气与钠反应的实验时采用图乙所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
6.锥形瓶内盛有气体X,胶头滴管内盛有液体Y。若挤压胶头滴管,使液体Y滴入锥形瓶中,振荡,过一会儿可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是( )
A.X是NH3,Y是水
B.X是SO2,Y是NaOH浓溶液
C.X是CO2,Y是稀硫酸
D.X是HCl,Y是NaNO3稀溶液
7.甲、乙、丙、丁四种物质之间的转化关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.若甲是C,则乙可能是O2 B.若甲是NaOH溶液,则乙可能是SO2
C.若甲是H2S,则乙可能是O2 D.若甲是Fe,则乙可能是Cl2
8.N2O和CO是大气污染物,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应Ⅰ中,氮元素化合价降低
B.反应Ⅱ中,Pt2做还原剂
C.生成的无害气体为N2和CO2
D.反应前后Pt2O+的质量和化学性质不变
9.某实验小组利用如图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是( )
A.①中固体可换成NH4Cl
B.②中药品可为无水CaCl2
C.反应一段时间后,可取③中的固体溶于稀硝酸中确认反应是否完全
D.反应一段时间后,④中锥形瓶收集到的液体呈碱性
10.将铜片放入一定体积1 mol·L-1 FeCl3溶液(溶液A)中浸泡,一段时间后取出铜片(经洗涤、干燥)精确称量,铜片质量减轻了6.4 g,得到的溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2,下列说法正确的是( )
A.溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为1∶3
B.溶液A中Cl-的物质的量为1 mol
C.溶液B中最多可溶解8.4 g Fe
D.溶液A的体积为50 mL
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,有选错的得0分)
11.按图示装置进行实验(尾气处理装置未画出),将气体X通入盛有试剂Y的试剂瓶中,有白色沉淀产生。下列物质组合符合要求的是( )
气体X 试剂Y
A CO2 CaCl2溶液
B SO2 Ba(NO3)2溶液
C Cl2 AgNO3溶液
D NH3 FeCl3溶液
12.实验小组探究SO2与Na2O2的反应。向盛有SO2的烧瓶中加入Na2O2固体,测得反应体系中O2含量的变化如图。
下列说法不正确的是( )
A.有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2
B.bc段O2含量下降与反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4有关
C.可用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4
D.产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的
13.已知:①Na2SO3+H2O+I2 Na2SO4+2HI;②Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-;③I2与Fe2+不反应。向含S、Fe2+、I-各0.1 mol的溶液中通入标准状况下的Cl2,通入Cl2的体积和溶液中相关离子的物质的量的关系图正确的是( )
ABCD
14.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 离子反应 实验结论
A 在氯化亚铁溶液中滴加新制氯水 浅绿色溶液变成棕黄色溶液 2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- Fe2+具有还原性
B 在氯化亚铁溶液中加入锌片 浅绿色溶液变成无色溶液 Fe2++Zn Fe+Zn2+ Fe2+具有氧化性
C 在氯化铁溶液中加入铁粉 棕黄色溶液变成浅绿色溶液 Fe3++Fe 2Fe2+ 铁单质具有还原性
D 在氯化铁溶液中加入铜粉 蓝色溶液变成棕黄色溶液 2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+ Fe3+具有氧化性
15.取100 mL浓缩后的污水,测得c(H+)=0.7 mol·L-1,该污水中还可能含有N、Fe2+、Fe3+、HC、S2-、S、Cl-中的几种,设计如下实验流程(气体X、Y均为无色,体积均在标准状况下测定):
根据以上实验操作与现象,得出的结论错误的是( )
A.一定不存在的离子是HC、S2-
B.原100 mL溶液中含有Cl-为0.9 mol·L-1
C.原100 mL溶液中含有Fe3+为0.3 mol·L-1
D.生成气体X的离子方程式为3Fe2++N+4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)自然界中不同价态硫元素之间可以相互转化。回答下列问题:
(1)硫元素在自然界中的存在形式有 和化合态;硫单质有多种,正交硫和单斜硫是常见的硫元素的 。
(2)H2SO4在水溶液中的电离方程式为 。
(3)硫酸是重要的化工原料,接触法制硫酸主要分三步:
①煅烧黄铁矿(FeS2): FeS2+ O2 Fe2O3+ SO2;(配平化学方程式)
②SO2的接触氧化: ;
③98.3% H2SO4吸收:SO3+H2O H2SO4。
(4)Fe2O3可用于焊接钢轨,写出反应的化学方程式: 。
(5)写出铜与浓硫酸反应的化学方程式: ,若反应产生672 mL(标准状况)还原性气体,转移电子的物质的量为 。
17.(12分)某同学欲探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铁、铜反应的实验中的有关问题。
(1)在常温下,分别向盛有等量铁片的四支试管中加入等体积的①浓硫酸、②稀硫酸、③浓硝酸、④稀硝酸,能观察到明显现象的是 (填序号)。
(2)先将铜与浓硫酸共热反应产生的气体X持续通入如图装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸反应产生的大量气体Y也持续通入该装置中,可观察到的现象包括 (填字母)。
a.通入X气体后先产生白色沉淀后溶解
b.通入X气体后溶液中无明显现象
c.通入Y气体后有沉淀产生
d.通入Y气体后沉淀溶解
e.通入Y气体后溶液中无明显现象
(3)若将(2)的Ba(OH)2换为氢硫酸,则通入X气体后,反应的化学方程式为 。
(4)将过量的铜加入一定量的浓硝酸中,充分反应。
①反应一段时间后的离子方程式为 。
②生成的NO2可与水发生反应,反应的化学方程式为 。若该反应有0.6NA个电子转移,则被氧化的NO2的物质的量为 。(NA为阿伏加德罗常数的值)
18.(12分)(1)如图为氮及其化合物的“价—类”二维图的部分信息。
①X的化学式为 。
②关于NO2和HNO3的相互转化,下列说法正确的是 。
a.由NO2转化为HNO3,实现了氮的固定
b.工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3
c.不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2
d.由硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量相同
(2)NO2、NO是大气污染物,NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示。若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1,则相应的化学方程式为 。
(3)在微生物的作用下实现N N N转化,称为硝化过程。在碱性条件下,N被氧气氧化成N的总反应的离子方程式为 。
(4)硝酸可用作金属溶解剂。在不同浓度的HNO3-H2O2混合溶液中,金属溶解速率和生成NOx体积的变化如图所示。据图分析,混合溶液中HNO3的质量分数最佳为 %,理由是 。
19.(12分)Ⅰ.用黄铜矿(主要成分为CuFeS2,其中Cu为+2价、Fe为+2价)制取铜和三氧化二铁的工艺流程如图所示:
已知:CuFeS2+O2 SO2+FeS+Cu。
(1)将黄铜矿粉碎成粉末的目的是 。高温焙烧反应的还原产物是 。
(2)滤液A中通入Cl2,反应的离子方程式为 。
(3)操作b后检验滤渣已经洗涤干净的实验操作为 。
Ⅱ.化合物M是某种新型电子材料的主要成分,由两种常见元素组成。为了研究其组成,设计如下实验:
(4)M的化学式为 。
(5)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是 (用化学方程式表示)。
(6)高温条件下,丁与NH3反应生成两种单质和水,该反应的化学方程式为 。
20.(12分)(1)将H2S转化为可再利用的资源是能源研究领域的重要课题。H2S的转化目前主要有以下两种方法:
方法Ⅰ 克劳斯燃烧法 H2SS
方法Ⅱ 铁盐、铜盐氧化法 H2SS
①方法Ⅰ的化学方程式是 。
②方法Ⅱ,将H2S和O2的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,物质转化如图1所示。下列说法不正确的是 (填字母)。
图1
A.Cu2+和H2S反应的离子方程式为S2-+Cu2+CuS↓
B.O2在转化过程中发生的反应为O2+4Fe2++4H+4Fe3++2H2O
C.整个反应过程中溶液的pH变小(不考虑产生的H2O对溶液的稀释)
D.提高混合气体中O2的比例可防止生成的硫单质中混有CuS
(2)Pt-BaO双催化剂处理大气中的NO和H2S,工作原理如图2所示。
①NO和O2在催化剂Pt表面发生反应的化学方程式为 。
②通过BaO和Ba的相互转化实现NO2的储存和还原,储存NO2的物质是 (填化学式)。
③NO2协同处理H2S过程中,NO2与H2S按物质的量之比1∶2通入,每处理0.2mol H2S时,转移电子数为0.4NA,则产物X的化学式为 。
图3
(3)某同学结合HNO3受热分解的规律,采用图3所示装置加热Ba(NO3)2固体探究Ba(NO3)2分解规律。加热过程中发现装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失;紫色石蕊溶液逐渐变为红色;②中溶液几乎不被压至装置③中。写出Ba受热分解的化学方程式: 。
答案与解析
第3章 物质的性质与转化
1.A SO2与Cl2、H2O反应的化学方程式为Cl2+SO2+2H2O H2SO4+2HCl,生成的H2SO4和HCl都没有漂白性,将含Cl2的漂白剂与含SO2的漂白剂混合使用,不能增强漂白效果,故A错误。
2.C 将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程叫作氮的固定。氮气的液化过程中,氮元素化合价没有改变;工业上由氨制备氮肥,植物从土壤中吸收氮元素,都是化合态氮之间的转化,不属于氮的固定;Mg在N2中燃烧生成Mg3N2,氮元素由游离态转化为化合态,属于氮的固定,故选C。
3.C A项,NH3易液化,液氨汽化需要吸收大量的热,可用作制冷剂;B项,过氧化钠可以和水、二氧化碳反应生成氧气,故可用作供氧剂;C项,Fe3+能氧化Cu,故FeCl3溶液可腐蚀覆铜板制作印刷电路板,不是因为FeCl3溶液呈酸性;D项,二氧化硫具有还原性,可用作葡萄酒的抗氧化剂;故选C。
4.A A项,能使pH试纸变红的溶液显酸性,N、Na+、S、Fe3+、N之间互不反应,且均不与H+反应,可以大量共存;B项,H+、Fe2+、N会发生氧化还原反应,不能大量共存;C项,Fe3+、Mg2+分别与OH-反应产生Fe(OH)3、Mg(OH)2沉淀,不能大量共存;D项,加入铁粉后产生大量氢气的溶液显酸性,H+与C反应,不能大量共存。
5.C ①实验室采用图甲所示装置收集NH3,在收集的过程中用滴有酚酞的水检验NH3收集满并吸收逸出的NH3,防止污染环境,符合绿色化学的要求;②实验室中做Cl2与钠的反应实验时采用图乙所示装置,浸有碱液的棉球可以吸收多余的氯气,防止污染环境,符合绿色化学的要求;③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验,挥发的HCl气体和NH3会污染环境,不符合绿色化学的要求;④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应,生成的氮氧化物可以收集在气球里,防止污染环境,符合绿色化学的要求;故选C。
6.C A项,若X是NH3,Y是水,将水滴入锥形瓶中,NH3极易溶于水,锥形瓶内压强减小,小气球a鼓起;B项,若X是SO2,Y是NaOH浓溶液,将NaOH浓溶液滴入锥形瓶中,SO2与NaOH反应,锥形瓶内压强减小,小气球a鼓起;C项,若X是CO2,Y是稀硫酸,将稀硫酸滴入锥形瓶中,CO2与H2SO4不反应,且CO2在水中的溶解度不大,锥形瓶中的压强基本不变,小气球a不能鼓起;D项,若X是HCl,Y是NaNO3稀溶液,将NaNO3稀溶液滴入锥形瓶中,氯化氢极易溶于水,锥形瓶内压强减小,小气球a鼓起;故选C。
7.D 若甲是C,则乙可能是O2,丙是CO,丁是CO2,故A正确;若甲是NaOH溶液,则乙可能是SO2,丙是亚硫酸钠溶液,丁是亚硫酸氢钠溶液,故B正确;若甲是H2S,则乙可能是O2,丙是S,丁是SO2,故C正确;若甲是Fe,乙是Cl2,则丙是氯化铁,氯化铁和氯气不反应,故D错误。
8.B 根据反应原理可知,反应Ⅰ中氮元素的化合价由+1价降低到0价,故A正确;反应Ⅱ中碳元素的化合价升高,CO做还原剂,则Pt2做氧化剂,故B错误;由题图可知,N2O和CO在Pt2O+表面转化为无害气体N2和CO2,故C正确;Pt2O+做催化剂,反应前后Pt2O+的质量和化学性质不变,故D正确。
9.D NH4Cl分解生成的NH3和HCl会重新反应生成NH4Cl,A项错误;氨气会和氯化钙反应生成CaCl2·8NH3,不能用无水CaCl2来干燥NH3,B项错误;③中发生的反应为2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O,Cu和CuO均可和稀硝酸反应,不能判断反应是否完全,C项错误;④中锥形瓶中收集到的液体是氨水,呈碱性,D项正确。
10.A 将铜片放入溶液A中浸泡,发生反应2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,铜片质量减轻了6.4 g,消耗铜的物质的量为0.1 mol,生成Cu2+的物质的量为0.1 mol,消耗Fe3+的物质的量为0.2 mol,生成Fe2+的物质的量为0.2 mol,根据溶液B中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=3∶2可知,溶液B中剩余Fe3+的物质的量为0.3 mol,所以溶液A中含有Fe3+的物质的量为0.5 mol。溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为0.1 mol∶0.3 mol=1∶3,故A正确;溶液A中Fe3+的物质的量为0.5 mol,所以Cl-的物质的量为1.5 mol,故B错误;溶液B中Cu2+与Fe3+的物质的量分别为0.1 mol和0.3 mol,加入金属铁可以发生反应Fe+2Fe3+ 3Fe2+、Fe+Cu2+ Cu+Fe2+,最多可以溶解铁的物质的量是0.25 mol,质量为0.25 mol×56 g·mol-1=14 g,C错误;溶液A的体积为=0.5 L=500 mL,故D错误。
11.BC A项,CO2与CaCl2不反应;B项,在酸性条件下N具有强氧化性,SO2被氧化为S与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀;C项,Cl2与水反应:Cl2+H2O H++Cl-+HClO,Cl-与Ag+反应生成AgCl白色沉淀;D项,NH3通入FeCl3溶液中,生成Fe(OH)3红褐色沉淀;故选BC。
12.C 解答本题首先应根据图像分析可能发生的反应:
根据分析可知,有O2生成推测可能发生了反应:2Na2O2+2SO2 2Na2SO3+O2,A正确;bc段O2含量下降,可能是发生了反应O2+2Na2SO3 2Na2SO4,B正确;HNO3具有强氧化性,能将S氧化为S,不能用HNO3酸化的BaCl2溶液检验b点固体中是否含有Na2SO4,C不正确;SO2具有还原性,Na2O2具有氧化性,所以产物Na2SO4也可能是SO2与Na2O2直接化合生成的,D正确。
13.C 由反应①②③推知,还原性:S>I->Fe2+,所以向混合溶液中通入Cl2,首先发生反应S+H2O+Cl2 S+2Cl-+2H+,再发生反应2I-+Cl2 I2+2Cl-,最后发生反应2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,0.1 mol S完全反应需要消耗0.1 mol氯气,0.1 mol氯气在标准状况下的体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L,故A错误;0.1 mol I-完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中I-完全反应时消耗氯气的体积为(0.1 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=3.36 L,故B错误;0.1 mol Fe2+完全反应消耗0.05 mol氯气,当溶液中Fe2+完全反应时消耗的氯气体积为(0.1 mol+0.05 mol+0.05 mol)×22.4 L·mol-1=4.48 L,故C正确;S、Fe2+、I-完全反应时消耗氯气的总的物质的量为0.2 mol,产生的氯离子的物质的量为0.4 mol,故D错误。
14.AB 在FeCl2溶液中滴加新制氯水,FeCl2溶液为浅绿色,Fe2+被Cl2氧化成Fe3+,溶液变成棕黄色,说明Fe2+具有还原性,故A正确;在FeCl2溶液中加入锌片,锌的还原性强于铁,能将Fe2+还原为Fe,反应中Fe2+做氧化剂,具有氧化性,故B正确;所给离子方程式电荷不守恒,故C错误;反应前氯化铁溶液为棕黄色,实验现象不正确,故D错误。
15.B
根据以上分析知,A正确;根据以上分析知,原100 mL溶液中含有0.03 mol Fe2+,Fe(OH)3的物质的量为0.06 mol,所以原溶液中Fe3+的物质的量为0.03 mol,浓度为=0.3 mol·L-1,C正确;原溶液中一定含有H+、N、Fe2+、Fe3+、S,根据电荷守恒可知,原溶液中一定含有Cl-,c(Cl-)=c(H+)+c(N)=0.7 mol·L-1+×2=1.15 mol·L-1,B错误;在溶液中加入过量硝酸钡溶液产生无色气体X的离子方程式为3Fe2++N+4H+ 3Fe3++NO↑+2H2O,D正确。
16.答案 (除标注外,每空1分)(1)游离态 同素异形体 (2)H2SO4 2H++S (3)①4 11 2 8 ②2SO2+O2 2SO3
(4)Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe (5)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 0.06 mol(2分)
解析 (1)硫元素在自然界中的存在形式有游离态和化合态;正交硫和单斜硫均为硫元素组成的单质,为硫元素的同素异形体。(2)硫酸为强酸,在水溶液中完全电离:H2SO4 2H++S。(3)①由得失电子守恒、原子守恒可得反应的化学方程式为4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2。②SO2在催化剂、加热条件下被氧气氧化为三氧化硫:2SO2+O2 2SO3。(4)铝和氧化铁在高温下反应生成铁和氧化铝,化学方程式为Fe2O3+2Al Al2O3+2Fe。(5)铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O;标准状况下672 mL SO2的物质的量为0.03 mol,生成0.03 mol SO2转移电子0.06 mol。
17.答案 (每空2分)(1)②④
(2)ac
(3)2H2S+SO2 3S↓+2H2O
(4)①3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O ②3NO2+H2O 2HNO3+NO 0.6 mol
解析 (1)常温下,Fe遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化,无明显现象;Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,溶液变为浅绿色;Fe和稀硝酸反应生成硝酸铁(Fe过量时生成硝酸亚铁)、水和NO,溶液变为棕黄色(或浅绿色),产生无色气泡,逸出液面后迅速变为红棕色;所以能观察到明显现象的是②④,无明显现象的是①③。
(2)铜与浓硫酸共热反应产生的气体X为SO2,与Ba(OH)2反应先生成BaSO3白色沉淀,然后BaSO3与SO2、H2O反应生成Ba(HSO3)2,沉淀溶解;铜与浓硝酸反应产生的气体Y为NO2,通入题图装置中,NO2与H2O反应生成HNO3,HNO3与Ba(HSO3)2反应生成BaSO4沉淀,故a、c正确。
(3)SO2与H2S溶液反应生成S单质和水,化学方程式为2H2S+SO2 3S↓+2H2O。
(4)①随着反应的进行,浓硝酸浓度减小,Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O。②NO2可与水发生反应生成硝酸和NO,化学方程式为3NO2+H2O 2HNO3+NO,该反应中3 mol NO2参与反应时,2 mol NO2被氧化,转移2 mol电子,所以若该反应有0.6NA个电子转移,被氧化的NO2的物质的量为0.6 mol。
18.答案 (每空2分)(1)①N2O5 ②bc (2)NO2+NO+2NH3 2N2+3H2O (3)N+2O2+2OH- N+3H2O (4)10.5 金属溶解速率快,生成NOx的体积少
解析 (1)①由转化关系图可知,X为+5价氮的氧化物,故化学式为N2O5。②由NO2转化为HNO3,不是游离态氮转化为化合态氮的过程,不属于氮的固定,a错误;工业上利用NO2与H2O反应制取HNO3,b正确;硝酸见光会分解生成二氧化氮、氧气和水,所以不加入还原剂,也可实现HNO3转化为NO2,c正确;根据得失电子守恒可知,由硝酸转化成等物质的量的NO2时,消耗碳单质和铜单质的物质的量之比为1∶2,d错误。(2)由题图可知,NH3催化还原氮氧化物生成氮气和水,若处理的污染物中NO2与NO的物质的量之比为1∶1,则1 mol NO2与1 mol NO反应转移电子4 mol+2 mol=6 mol,根据得失电子守恒可知,有2 mol NH3参加反应,故反应的化学方程式为NO2+NO+2NH3 2N2+3H2O。(3)在碱性条件下,N被氧气氧化成N,氮元素化合价由-3价升高为+5价、氧气中氧元素化合价由0价降低为-2价,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒可得反应的离子方程式为N+2O2+2OH- N+3H2O。(4)由题图可知,当混合溶液中HNO3的质量分数为10.5%时,金属溶解速率较快,生成NOx的体积少,故混合溶液中HNO3的质量分数最佳为10.5%。
19.答案 (除标注外,每空2分)(1)增大固体接触面积,加快反应速率,提高原料利用率(1分) SO2、Cu (2)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-(1分) (3)取最后一次洗涤液,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若没有生成白色沉淀,说明洗涤干净 (4)Fe4N (5)4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 (6)Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O
解析 (1)将黄铜矿粉碎成粉末的目的是增大固体接触面积,加快反应速率,提高原料利用率;高温焙烧时,根据已知信息可知,CuFeS2转化为SO2、FeS、Cu,铜元素的化合价由+2价降低为0价,被还原,氧气中氧元素的化合价由0价降低为-2价,被还原为SO2,所以还原产物是SO2、Cu。(2)用6 mol·L-1的盐酸溶解,滤液A中含有氯化亚铁,通入氯气,把氯化亚铁氧化成氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(3)通入氨气生成氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁沉淀,焙烧氢氧化铁得氧化铁;检验滤渣已经洗涤干净,可以通过检验最后一次洗涤液中不含氯离子,其实验操作为取最后一次洗涤液,先加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液,若没有生成白色沉淀,说明洗涤干净。(4)根据流程图可知,反应液加足量NaOH溶液并加热,产生氨气,说明化合物M中含有氮元素;白色沉淀乙→红褐色沉淀丙,说明化合物M中含有铁元素;红褐色沉淀丙 固体丁(14.40 g),固体丁为氧化铁,则铁元素的质量为 g=10.08 g,氮元素质量为10.71 g-10.08 g=0.63 g,铁、氮两种原子的物质的量之比为=4∶1,所以M的化学式为Fe4N。(5)白色沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。(6)在高温条件下,氧化铁与氨气反应生成铁、氮气和水,化学方程式为Fe2O3+2NH3 2Fe+N2+3H2O。
20.答案 (每空2分)(1)①2H2S+O22S+2H2O ②AC
(2)①2NO+O22NO2 ②BaO ③S
(3)2Ba2BaO+4NO2↑+O2↑
解析 (1)①反应Ⅰ中H2S和O2反应生成S和H2O。②Cu2+和H2S反应生成CuS和H+,离子方程式为Cu2++H2SCuS↓+2H+,A错误;由图1可以看出,Fe2+在O2作用下变成Fe3+,发生反应的离子方程式为O2+4Fe2++4H++2H2O,B正确;若不考虑产生的水的稀释,由总反应2H2S+O22S↓+2H2O可知,反应过程中溶液的pH不变,C错误;提高混合气体中O2的比例,O2充足时,反应过程中的Fe2+能被充分氧化为Fe3+,而充足的Fe3+可将CuS氧化为S,从而防止生成的硫单质中混有CuS,D正确。
(2)①由图2可知,NO和O2在催化剂Pt表面发生反应生成NO2,反应的化学方程式为2NO+O22NO2。②由图2可以看出,NO2在BaO中储存。③NO2和H2S发生氧化还原反应,NO2为氧化剂,还原产物为N2,处理0.2 mol H2S,转移0.4 mol电子,消耗0.1 mol NO2,根据得失电子守恒,硫元素化合价应从-2价升高到0价,故氧化产物X的化学式应为S。
(3)装置②中有气泡产生,但在上升的过程中消失,石蕊溶液逐渐变为红色,液体几乎不被压至装置③中,说明产生的气体和水完全反应,Ba(NO3)2受热分解的化学方程式为2Ba(NO3)22BaO+4NO2↑+O2↑。
