【苏教版】高中化学必修1：专题质量评估(四)（含解析）

专题质量评估 (四)
专题4
（60分钟 100分）
一、选择题(本题包括15小题,每小题4分,共60分)
1.《科技日报》报道:德国科学家利用卫星数据和一种先进的仪器,绘制了一幅地球上空二氧化氮的分布图。从科学家绘制的二氧化氮分布图来看,欧洲和北美洲的一些大城市上空二氧化氮密度很高。其原因是这些地区的　(　　)
A.机动车辆过多 B.雷雨天气较多
C.硝酸工业发达 D.燃料以煤为主
【解析】选A。机动车(汽车等)在启动“打火”过程中使大气中N2、O2生成NOx,氮氧化物有毒,能污染空气,所以能引起污染,因此机动车过多是大城市形成大气污染最主要的因素。
2.将SO2与H2S气体在集气瓶中混合,下列说法正确的是
　(　　)
A.集气瓶内壁上有淡黄色固体生成
B.反应中SO2作还原剂
C.反应的SO2与H2S的物质的量之比为2∶1
D.氧化产物与还原产物质量比为1∶1
【解析】选A。反应方程式为SO2+2H2S3S↓+2H2O,故集气瓶内壁上有淡黄色固体S生成,反应中SO2作氧化剂,H2S作还原剂,氧化产物与还原产物质量比为2∶1。
3.(双选)能除去NO中的NO2的试剂与装置是　(　　)
【解析】选B、D。NO2易溶于水而且能够和水反应,而NO不溶于水,所以可以用水或水溶液除去NO中的NO2,因为氮氧化物都有毒,所以必须处于一个密闭体系中或有尾气吸收装置,洗气时要注意“长进短出”,这样可以保证气体和溶液充分接触,除杂完全。
4.某学习小组进行如图所示实验,下列有关叙述错误的是
　(　　)
A.温度计指示的温度高低是Tc>Tb>Ta
B.实验说明:浓硫酸吸水时放热
C.实验说明:浓硝酸挥发时放热
D.实验应用了对比法
【解析】选C。本实验采用对比的方法,比较浓硫酸吸水和浓硝酸挥发时的热量变化。浓硫酸具有吸水性,反应放热使温度升高,浓硝酸具有挥发性,由液体变为气体时要吸收热量,使温度降低,所以温度:Tc>Tb>Ta。
5.向Fe(OH)2悬浊液中滴入稀硝酸,悬浊液变澄清,对这一反应的叙述不正确的是　(　　)
A.该反应属于中和反应
B.该反应属于氧化还原反应
C.反应后溶液呈黄色
D.稀硝酸在反应中既表现酸性又表现氧化性
【解析】选A。稀硝酸具有强氧化性,能够把Fe(OH)2氧化成棕黄色的Fe(NO3)3,硝酸被还原成NO,表现氧化性和酸性。
6.选用下图所示仪器中的两个或几个(内含物质)组装成实验装置,以验证木炭可被浓硫酸氧化成CO2,下列说法正确的是　(　　)
A.按气流从左向右流向,连接装置的正确顺序是A→F→E→C→D→B
B.丁中溶液褪色,乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2
C.丙中品红溶液褪色,乙中溶液变浑浊说明甲中生成CO2
D.丁和丙中溶液都褪色,乙中溶液变浑浊,说明甲中有CO2生成
【解析】选A。木炭与浓硫酸加热反应,生成CO2和SO2,由题中所给的各种装置可知:甲是反应发生装置。检验CO2时一般用澄清的石灰水,而SO2也会使澄清的石灰水变浑浊,所以在检验CO2之前必须先用酸性KMnO4溶液除去SO2;检验SO2一般用品红溶液。所以装置应该设计为:发生装置→除去SO2装置→检验SO2是否除尽装置→检验CO2装置,即:甲→丁→丙→乙,接口连接时要注意“长进短出”,其连接顺序为A→F→E→C→D→B,A选项正确;品红溶液不能大量吸收SO2,只能用于检验SO2,而不能除去SO2,所以丙中品红溶液褪色,说明SO2未全部被除去,所以乙中溶液变浑浊不足以说明甲中生成CO2,C选项错误;SO2能够使酸性KMnO4溶液褪色,若溶液完全褪色,则SO2可能正好完全反应,也可能过量,所以乙中溶液变浑浊也不足以说明甲中生成CO2,B和D选项也错误。说明甲中生成CO2的正确现象是:丙中溶液不褪色,乙中溶液变浑浊。
【变式训练】下列反应后能生成不溶于稀盐酸的白色沉淀的是　(　　)
A.向Ba(NO3)2与盐酸的混合溶液中通入SO2气体
B.向BaCl2与氨水的混合溶液中通入SO2气体
C.向BaCl2与氯水的混合溶液中通入CO2气体
D.向NaHCO3与BaCl2的混合溶液中通入NH3气体
【解析】选A。不溶于稀盐酸的白色沉淀有三种:AgCl、BaSO4和H2SiO3。A选项中酸性条件下N将SO2氧化成S,S和Ba2+结合成BaSO4沉淀,符合;SO2和氨水反应生成(NH4)2SO3,(NH4)2SO3和BaCl2反应生成溶于稀盐酸的BaSO3沉淀,B选项不符合;C和D选项的物质彼此之间不能发生反应,不符合。
7.某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子,进行了下图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是　(　　)
A.原溶液中一定含有S
B.原溶液中一定含有N
C.原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定含有Fe3+
【解析】选B。能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体只有NH3,所以原溶液中一定含有N,B选项正确;原溶液中加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,相当于加入Cl-、Ba2+和HNO3,产生的白色沉淀可能是AgCl和BaSO4,原溶液中可能含有Ag+、S或S,A选项错误;在所得的滤液中加入AgNO3溶液,产生的白色沉淀一定是AgCl,但是不能说明原溶液中含有Cl-,因为加入的盐酸中还含有Cl-,C选项错误;滤液中加入KSCN溶液,得到红色溶液,说明此时滤液中含有Fe3+,但是若原溶液中含有Fe2+,则加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液时,酸性条件下N可以将Fe2+氧化成Fe3+,D选项错误。
8.用下图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究金属与过量浓硫酸的反应。下列实验合理的是　(　　)
A.①中若是铜丝,当铜丝剩余时硫酸消耗完毕
B.①中若是铁丝,会钝化
C.②选用品红验证SO2的生成
D.①反应一段时间后,为确认有CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【解析】选C。A项,铜只能与浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变成稀硫酸,反应就停止了;B项,铁丝钝化的条件是:常温和浓硫酸,而此处有加热装置;D项,反应一段时间后,浓硫酸没有反应完全,稀释时要将浓硫酸注入水中,该项错误。
9.下列各组溶液中均加入H2SO3,依据现象可判断H2SO3被还原的是　(　　)
A.KI和I2的混合溶液,棕黄色消失
B.KMnO4和稀硫酸的混合溶液,紫色消失
C.淀粉和碘酸(HIO3)的混合溶液,溶液显蓝色
D.氢硫酸,溶液出现浑浊
【解析】选D。I2的水溶液呈棕黄色,加入H2SO3棕黄色消失,说明I2被还原成I-,H2SO3表现还原性,被氧化;H2SO3加入酸性的KMnO4溶液中,紫色消失,说明KMnO4被还原成Mn2+,H2SO3表现还原性,被氧化;淀粉遇到碘单质变蓝,说明加入H2SO3后,HIO3被还原成I2,H2SO3表现还原性,被氧化;H2SO3具有弱氧化性,可以将H2S氧化成S,表现氧化性,被还原。
10.如图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是　(　　)
选项
实验现象
解　　释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
【解析】选A。向NaOH固体上滴几滴浓氨水,会产生氨气,氨气和酸反应生成相应的铵盐,遇到挥发性酸(如浓盐酸、浓硝酸)会产生白烟,但浓硫酸不挥发,B选项错误;氨水能够和某些氯化物溶液(如AlCl3、FeCl3、CuCl2等)反应生成相应的难溶性碱[如Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等],C选项错误;NH3的水溶液呈碱性,NH3·H2O是一种可溶性碱,D选项错误。
11.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、N、Cl-、Mg2+、Ba2+、C、S。现取三份100 mL溶液分别进行如下实验:
根据上述实验,以下推测错误的是　(　　)
A.一定存在N,一定不存在K+
B.混合溶液中c(C)=0.1 mol·L-1
C.Cl-可能存在
D.Mg2+、Ba2+一定不存在
【解析】选A。Cl-、C、S能够和AgNO3溶液反应生成AgCl、Ag2CO3、Ag2SO4白色沉淀,所以溶液中可能存在这三种离子。N可以和NaOH溶液反应生成NH3,所以溶液中一定含N。BaCl2溶液可以和C、S反应分别生成BaCO3和BaSO4两种白色沉淀,但BaCO3溶于稀盐酸而BaSO4不溶,所以m(BaSO4)=4.66 g,
n(BaSO4)==0.02 mol,m(BaCO3)=6.63 g-4.66 g=1.97 g,n(BaCO3)=
=0.01 mol,c(C)==0.1 mol·L-1,B选项正确;因为C可以与Ba2+、Mg2+形成沉淀,所以溶液中一定不存在Ba2+和Mg2+,D选项正确。根据电荷守恒,溶液中C和S带负电荷的物质的量为(0.02 mol+0.01 mol)×2=
0.06 mol,而不确定N的物质的量为多少,其所带正电荷的物质的量也不确定,所以是否存在K+、Cl-也不确定。综上,溶液中一定有N、C和S,一定没有Ba2+、Mg2+,可能含有K+、Cl-。
12.某课外活动小组利用右图装置做如下实验:在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液颜色变为红色,冷却后恢复无色,则原溶液可能是　(　　)
A.溶有SO2的品红溶液
B.溶有NH3的酚酞溶液
C.溶有SO2的酚酞溶液
D.溶有Cl2的品红溶液
【解析】选A。SO2溶于品红溶液生成不稳定的无色物质,加热时该物质分解产生SO2,溶液变为红色,冷却后SO2又与有机色素化合生成不稳定的无色物质,A选项符合;NH3的水溶液呈碱性,能够使酚酞溶液变红,加热时氨气挥发后红色消失,冷却后氨气又溶于水形成氨水,溶液又恢复红色,B选项不符合;SO2溶于水生成亚硫酸,无色酚酞溶液遇到酸仍然显无色,加热时亚硫酸分解恢复到原来的酚酞溶液,颜色不发生变化,即溶液始终为无色,C选项不符合;Cl2溶于水生成次氯酸,HClO能够将品红氧化成无色物质,加热时不能恢复原色,D选项不符合。
13.将盛有1 mol NO和NO2的混合气体的试管倒立于水槽中,再通入0.4 mol O2,充分反应后,水便会充满整个试管。则原混合气体中NO与NO2体积比为　(　　)
A.1∶2 B.2∶5
C.3∶7 D.无法确定
【解析】选C。设1 mol NO和NO2的混合气体中有amol NO和(1-a)mol NO2,根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3和4NO2+O2+2H2O====4HNO3可以列出:a+=0.4。所以a=0.3,V(NO)∶V(NO2)=3∶7。
【方法规律】NO、NO2、O2三种气体同时溶于水的计算技巧
(1)先根据3NO2+H2O====2HNO3+NO把NO2转化成NO,再根据4NO+3O2+2H2O====4HNO3进行判断和计算。
(2)4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5的组成。即总反应式均与N2O5+H2O====2HNO3等效。这为解决三种混合气体溶于水提供了新的思路。即利用混合气体中氮、氧原子个数比进行分析判断:
N∶O
14.(NH4)2PtCl6晶体受热分解,生成氮气、氯化氢、氯化铵和金属铂,在此分解反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是　(　　)
A.2∶3 B.3∶2
C.4∶3 D.1∶3
【解析】选A。该反应的氧化产物是N2,还原产物是Pt,假设它们的物质的量分别为x、y,由关系式:2N～N2～6e-,PtC～Pt～4e-,根据电子守恒可得:6x=4y,所以x∶y=2∶3。
15.(能力挑战题)一定温度下,1 mol金属Zn完全溶解于某浓度的HNO3中生成的NO2和NO的物质的量之比为1∶3,则消耗的HNO3的物质的量至少为　(　　)
A.0.8 mol B.2.4 mol C.2.6 mol D.2.8 mol
【解析】选D。假设生成的NO2和NO的物质的量分别为x和3x,可得如下关系式:
Zn　～　Zn2+～2N～2e-
1 mol 2 mol 2 mol
HNO3～NO2～e-,HNO3～NO～3e-
x x 3x 9x
根据电子守恒有:x+9x=2 mol,得x=0.2 mol,所以n(NO2)=0.2 mol,n(NO)=3×
0.2 mol=0.6 mol,根据氮元素守恒:n(HNO3)=n(N)未被还原+n(NO2)+n(NO)
=2 mol+0.2 mol+0.6 mol=2.8 mol。
【易错提醒】利用电子守恒解题时,所得的关系都是发生氧化还原反应的那部分元素,但不能漏了未参加氧化还原反应的那部分元素。
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
16.(12分)已知,A为空气中含量最多的单质。根据下图转化关系,回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:A　　　　、D　　　　。
(2)E→C的反应方程式为　 。
(3)久置的E的浓溶液常常呈黄色,原因是　 。
(4)实验室制取B的化学方程式为　 。
(5)现有1.00 mol·L-1的E溶液,从中取出10.00 mL。此10.00 mL溶液的物质的量浓度为　　mol·L-1。将前面取出的E溶液配制成0.100 mol·L-1的稀溶液,所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还需　　　　和　　　　。在配制过程中定容时俯视,则所配溶液浓度　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【解析】(1)A为空气中含量最多的单质,应为N2,则C为NO,B为NH3,D为NO2,E为HNO3;(2)E→C的反应方程式为3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;(3)E为HNO3,久置的E的浓溶液常常呈黄色,原因是硝酸分解产生NO2溶解在硝酸中;(4)B为NH3,实验室制取B的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;(5)溶液有均一性和稳定性,E为HNO3,1.00 mol·L-1的E溶液,从中取出10.00 mL,此10.00 mL溶液的物质的量浓度为1.00 mol·L-1,将前面取出的E溶液配制成0.100 mol·L-1的稀溶液,所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还需
100 mL容量瓶和胶头滴管,在配制过程中定容时俯视,定容体积偏小,则所配溶液浓度偏大。
答案:(1)N2　NO2
(2)3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)硝酸分解产生NO2溶解在硝酸中
(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(5)1.00　100 mL容量瓶　胶头滴管　偏大
17.(14分)某同学探究二氧化硫分别与BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液反应的实验。
(1)少量SO2通入Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为?
　 ,
过量的SO2通入Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为?
　 。
(2)请回答有关问题。该同学将SO2通入到BaCl2溶液中,出现了异常现象,看到了明显的白色沉淀,为探究该白色沉淀的成分,他设计了如下实验流程:
所得
则操作①的名称为　　　　　　　　,试剂A的化学式为　　　　　　　　。
(3)实验表明,加入试剂A后,白色沉淀未见溶解,则该白色沉淀的成分是(填化学式)　　　　　　　　,则产生该白色沉淀的离子方程式是?
　 。
【解析】本题考查了二氧化硫、亚硫酸盐的性质。通过选取二氧化硫能否与氯化钡溶液反应这一知识点,以区别于通常所理解之现象为突破口,根据物质性质选取合理试剂完善实验方案。白色沉淀可能是亚硫酸钡也可能是硫酸钡,鉴别其只能用盐酸,硫酸本身有硫酸根离子会干扰实验,硝酸可以氧化亚硫酸钡亦干扰实验。最后证明白色沉淀是硫酸钡,而理论上应是亚硫酸钡,这说明发生了氧化还原反应,考虑到实验条件,氧化剂当然是空气里的氧气。
(1)少量SO2通入Ba(OH)2溶液时生成正盐,过量SO2通入Ba(OH)2溶液时生成酸式盐,故离子方程式分别为Ba2++SO2+2OH-====BaSO3↓+H2O,SO2+OH-====HS。
(2)悬浊液过滤得到沉淀,SO2通入BaCl2溶液产生白色沉淀肯定为BaSO4,因为BaSO3溶于盐酸,所以试剂A应用盐酸,但不能用HNO3或H2SO4,因为HNO3能将+4价S氧化为+6价S产生S,而H2SO4会提供S。
(3)加入盐酸白色沉淀不溶解进一步说明是BaSO4。
答案:(1)SO2+Ba2++2OH-====BaSO3↓+H2O
SO2+OH-====HS
(2)过滤　HCl(填H2SO4或HNO3均不正确)
(3)BaSO4　2SO2+2Ba2++O2+2H2O====2BaSO4↓+4H+
18.(14分)(能力挑战题)某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,想利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。设计装置如下(忽略装置中空气的影响):
请回答下列问题:
(1)装置A的试管中发生反应的化学方程式是?
　 。
(2)猜测B中可以观察到的主要现象是?
　 ,
C瓶出来的气体是　　　　　　　。
(3)已知:①室温下存在反应3HNO2====HNO3+2NO↑+H2O;②在酸性溶液中,N可将Mn还原为Mn2+且无气体生成。写出检验D中产物是亚硝酸钠的方法:
方法Ⅰ:　 。
方法Ⅱ:　 。
(4)E装置的作用是　 。
(5)同学们经过讨论认为上述装置仍有缺陷,为避免D管中生成NaOH,你认为应该进行的改进是? 　。
【解析】(1)A装置为C与HNO3(浓)反应制取NO2,反应方程式为C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。(2)A中产生的NO2,进入B中与水反应生成硝酸,硝酸再与铜反应,方程式为3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,所以,溶液逐渐变蓝。即使有未反应完全的NO2,被C中NaOH吸收,从C中出来的气体为NO。(3)根据题目给的信息可知:①常温下HNO2不稳定,能够分解生成NO,NO遇到氧气变成红棕色;②在酸性溶液中,N可将Mn还原为Mn2+,使溶液紫色褪去,据此设计方案。方法Ⅰ:将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠。反应的离子方程式是3N+2H+====N+2NO↑+H2O;方法Ⅱ:将生成物置于试管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则D中产物是亚硝酸钠,反应的离子方程式是5N+2Mn+6H+====5N+2Mn2++3H2O。(4)D中可能有未反应完全的NO,NO为有毒气体,不能直接排放到空气中,通过E装置吸收,以免污染空气。(5)过氧化钠与水反应生成NaOH,进入D管气体应干燥,故应在C、D之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶(或装无水CaCl2的干燥管)。
答案:(1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)铜逐渐溶解,溶液逐渐变蓝,有气泡产生　NO
(3)将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠　将生成物置于试管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则D中产物是亚硝酸钠
(4)吸收D中未反应完的NO,以免污染空气
(5)在C、D之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶(或装无水CaCl2的干燥管)