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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年沪教版选修6化学上册阶段测试试卷454考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是。
A.装置1中发生的反应为NaNO2+NH4C1NaCl+N2↑+2H2OB.装置II的作用是冷凝水蒸气C.装置II末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法D.加热片刻后需要将酒精灯移开,说明该反应是放热反应2、工业上60%的镁来自海水;从海水中提取镁工艺流程如图所示,下列说法正确的是。
A.该工艺流程涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应B.操作1为过滤,实验室里为加快过滤速度应用玻璃棒搅拌液体C.操作2实验室可用该装置对MgCl2溶液进行蒸发浓缩,再冷却结晶获得无水MgCl2D.该工艺的优点是原料来源广泛,同时获得重要的化工原料氯气3、用下图所示装置和药品进行实验,能达到实验目的的是A.如图除去氯气中含有的少量氯化氢B.如图蒸干小苏打溶液获得苏打C.如图除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3D.如图分离CCl4萃取碘水后的有机层和水层4、抽滤操作不需要的仪器是A.B.C.D.5、下列装置或操作不能达到实验目的的是A.比较Cl2、Fe3+、I2的氧化性B.制取Fe(OH)2C.证明铁生锈时空气参加反应D.检验装置的气密性6、工业上60%的镁来自海水;从海水中提取镁工艺流程如图所示,下列说法正确的是。
A.该工艺流程涉及的反应有分解反应、化合反应和置换反应B.操作1为过滤,实验室里为加快过滤速度应用玻璃棒搅拌液体C.操作2实验室可用该装置对MgCl2溶液进行蒸发浓缩,再冷却结晶获得无水MgCl2D.该工艺的优点是原料来源广泛,同时获得重要的化工原料氯气7、某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是。
A.装置1中发生的反应为NaNO2+NH4C1NaCl+N2↑+2H2OB.装置II的作用是冷凝水蒸气C.装置II末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法D.加热片刻后需要将酒精灯移开,说明该反应是放热反应8、进行下列实验时,观察到实验现象与下列描述不符的是()A.苯酚溶液中加入FeCl3溶液,溶液呈紫色B.苯酚饱和溶液中加入少量稀溴水,有白色沉淀生成C.铝片投入硫酸铜溶液中,铝片表面有紫红色物质沉积,溶液中可能出现黑色物质D.苯酚钠溶液中通入过量的CO2气体,溶液变浑浊9、中国传统文化对人类文明贡献巨大,以下两篇古代文献中都涉及到了KNO3。
。序号。
古代文献。
记载。
1
《开宝本草》
“(KNO3)所在山泽;冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”
2
《本草纲目》
“(火药)乃焰硝(KNO3);硫黄、山木炭所合;以为烽燧餇诸药者”
对其解释不合理的是A.1中利用了溶解、蒸发、结晶的过程B.可用1中方法制成KNO3是由于KNO3的溶解度受温度影响不大C.2中火药使用时体现了硝酸钾的氧化性D.2中火药使用时产物可能污染环境评卷人得分二、填空题(共1题,共2分)10、北京市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明:。产品标准
GB5461
产品等级
一级
配料
食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量(以I计)
20~50mg/kg
分装时期
分装企业
(1)碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应;配平化学方程式(将化学计量数填于空白处)
____KIO3+___KI+___H2SO4=___K2SO4+___I2+___H2O
(2)上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液,将I2还原;以回收四氯化碳。
①Na2SO3稀溶液与I2反应的离子方程式是_________________________________。
②某学生设计回收四氯化碳的操作步骤为:
a.将碘的四氯化碳溶液置于分液漏斗中;
b.加入适量Na2SO3稀溶液;
c.分离出下层液体。
以上设计中遗漏的操作及在上述步骤中的位置是______________________。
(3)已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。某学生测定食用精制盐的碘含量;其步骤为:
a.准确称取wg食盐;加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL;恰好反应完全。
①判断c中反应恰好完全依据的现象是______________________。
②b中反应所产生的I2的物质的量是___________mol。
③根据以上实验和包装袋说明,所测精制盐的碘含量是(以含w的代数式表示)
_______________________mg/kg。评卷人得分三、实验题(共7题,共14分)11、已知:①
②(亚硝基硫酸)
③
④亚硝基硫酸遇水易分解。
实验室将通入浓硝酸和浓硫酸的混酸中制备少量亚硝基硫酸的装置如下;回答下列问题:
A.B.C.D.
(1)仪器Ⅰ的名称为________,C中盛放的药品是________。
(2)按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为________________。(填仪器接口字母,部分仪器可重复使用)。仪器连接好后,检查装置气密性时,在加热Ⅰ之前必须__________。
(3)D中发生反应的离子方程式为_____________。
(4)B中“冷水”的温度一般控制在20℃,温度不宜过低的主要原因是______。
(5)称取产品放入的碘量瓶中,并加入浓度为的标准溶液和的摇匀;用的标准溶液滴定,滴定前读数为达到滴定终点时读数为产品的纯度为________(产品中其他杂质不与反应)。12、某校学习小组的同学设计实验,制备(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O并探究其分解规律。实验步骤如下:
Ⅰ.称取7.0g工业废铁粉放入烧杯中,先用热的Na2CO3溶液洗涤;再水洗,最后干燥。
Ⅱ.称取6.0g上述处理后的铁粉加入25mL某浓度硫酸中加热;加热过程中不断补充蒸馏水,至反应充分。
Ⅲ.冷却;过滤并洗涤过量的铁粉;干燥后称量铁粉的质量。
Ⅳ.向步骤Ⅲ的滤液中加入适量(NH4)2SO4晶体,搅拌至晶体完全溶解,经一系列操作得干燥纯净的(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O。
V.将(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O脱水得(NH4)2Fe(SO4)2;并进行热分解实验。
已知在不同温度下FeSO4•7H2O的溶解度如表:。温度(℃)1103050溶解度(g)14.017.025.033.0
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ用热的Na2CO3溶液洗涤工业废铁粉的目的是__,步骤Ⅱ中设计铁粉过量,是为了__,加热反应过程中需不断补充蒸馏水的目的是__。
(2)步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量,是为了__。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2分解的气态产物可能有N2、NH3、SO2、SO3及水蒸气;用下列装置检验部分产物。
①检验气态产物中的SO2和SO3时,装置连接顺序依次为__(气流从左至右);C中盛放的试剂为__。
②装置A的作用是__。
③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁,需用到的试剂为__。13、某同学模拟工业制碘的方法,探究ClO3-和I-的反应规律。实验操作及现象如下:
。实验及试剂。
编号。
无色NaClO3溶液用量。
试管中溶液颜色。
淀粉KI试纸颜色。
1
0.05mL
浅黄色。
无色。
2
0.20mL
深黄色。
无色。
无色。
3
0.25mL
浅黄色。
蓝色。
蓝色。
4
0.30mL
无色。
蓝色。
蓝色。
(1)取实验2后的溶液;进行如下实验:
经检验,上述白色沉淀是AgCl。写出加入0.20mLNaClO3后,溶液中ClO3-和I-发生反应的离子方程式____________。
(2)查阅资料:一定条件下,I-和I2都可以被氧化成IO3-。
作出假设:NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO3溶液与(1)中的反应产物继续反应,同时生成Cl2;反应的离子方程式是______________________。
进行实验:取少量实验4中的无色溶液进行以下实验,进一步佐证其中含有IO3-。其中试剂X可以是_________(填字母序号)。
a.碘水b.KMnO4溶液c.NaHSO3溶液。
获得结论:NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色。
(3)小组同学继续实验;通过改变实验4中硫酸溶液的用量,获得如下实验结果:
。编号。
6.0mol·L-1H2SO4溶液用量。
试管中溶液颜色。
淀粉KI试纸颜色。
5
0.25mL
浅黄色。
无色。
6
0.85mL
无色。
蓝色。
①对比实验4和5;可以获得的结论是______________________。
②实验6中ClO3-和I-反应的离子方程式是______________________。14、(10分)有机物A是一种含溴的酯,分子式为C6H9O2Br;已知有如下的转化关系:
其中B、C含相同数目的碳原子,B既能使溴水褪色,又能跟Na2CO3溶液反应放出CO2气体;C依次进行氧化;消去反应后可以转化为B,经测定E是一种二元醇。
(1)写出结构简式:A_________;B__________、C__________、E_________。
(2)写出A在NaOH溶液中水解的化学方程式:_______________________________15、如图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热;然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶,当三氧化二铬保持红热状态时,移去酒精灯。
(1)硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为___________________________________。当三氧化二铬红热时,要移去酒精灯,原因是:_____________________________。
(2)圆底烧瓶里的实验现象是______________________________________,鼓入空气的作用是_________________________________。
(3)实验过程中,如果慢慢地鼓入空气,石蕊溶液的颜色______________。
(4)实验结束后,在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体,写出生成该晶体的化学方程式:____________________________________________。
(5)新制的三氧化二铬催化效果较好。实验室一般用加热分解(NH4)2Cr2O7的方法制三氧化二铬,反应的化学方程式为___________________________________________。
(6)工业上要获得浓度较大的硝酸,往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸,然后____(填一种操作名称)。实验室里保存浓硝酸的方法是___________________。16、亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的防腐剂。某化学兴趣小组设计如图所示装置(省略夹持装置)制备NaNO2并探究其性质。
已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②NaNO2易被空气氧化,NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化为NO3-;
③HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2=HNO3+2NO+H2O。
回答下列问题:
(1)装置E中盛放铜片的仪器名称是_____;检査装置E气密性的方法是_____。
(2)上述实验装置中;依次连接的合理顺序为h-_____。
(3)装置D中酸性KMnO4溶液的作用是_____(用离子方程式表示)。
(4)反应结束后;取适量产品溶于稀硫酸中,观察到的实验现象为_____。
(5)测定深水井中亚硝酸钠含量:取1000mL水样于锥形瓶中,立即加入50.00mL0.001mol/L酸性高锰酸钾溶液,充分反应后用0.001mol·L-1草酸钠溶液滴定剩余的高锰酸钾,终点时消耗草酸钠溶液115.00mL。则水中NaNO2的含量为_____mg·L-1。若所取样品在空气中放置时间过长;则测定结果_____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
有关反应如下:
5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O;5C2O42-+2MnO4-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。17、碱性锌锰电池是日常生活中消耗量最大的电池,其构造如图1所示。放电时总反应为Zn+2H2O+2MnO2Zn(OH)2+2MnOOH,从废旧碱性锌锰电池中回收Zn和MnO2的工艺如下图2所示:
回答下列问题:
(1)碱性锌锰电池中,锌粉、MnO2;KOH的作用分别是(每空只选1个)_______、_______、______。
a.正极反应物b.正极材料c.负极反应物。
d.负极材料e.电子导体f.离子导体。
(2)“还原焙烧”过程中,无需外加还原剂即可在焙烧过程中将MnOOH、MnO2还原为MnO;起还原作用的物质是___________。
(3)“净化”是在浸出液中先加入H2O2;再加入碱调节溶液pH到4.5左右,再过滤出沉淀。请完整说明这样操作的目的是______________。
。
Zn(OH)2
Fe(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀的pH
5.5
1.9
8.0
沉淀完全的pH
8.0
3.2
10.0
(4)“电解”时;阳极的电极反应式为___。本工艺中应循环利用的物质是____(填化学式)。
(5)若将“粉料”直接与盐酸共热反应后过滤,滤液的主要成分是ZnCl2和MnCl2。“粉料”中的MnOOH与盐酸反应的化学方程式为_____。
(6)某碱性锌锰电池维持电流0.5A(相当于每秒通过5×10-6mol电子),连续工作80分钟即接近失效。如果制造一节电池所需的锌粉为6g,则电池失效时仍有____%的金属锌未参加反应。评卷人得分四、工业流程题(共4题,共24分)18、某化工厂利用工业废水M(含有MgSO4、NaCl、MnSO4)为原料制备氮镁磷复合肥MAP;其生成流程如图所示:
回答下列问题:
(1)实验室中,操作I、II、III为过滤,过滤所需的玻璃仪器有___;若发现滤液浑浊,可能的原因是___;洗涤沉淀的操作是___。
(2)废水M中加入NaClO溶液发生反应的离子方程式为___。
(3)化工生产中,若针对操作IV,欲获得氨气,用于化工生产循环利用,该操作为___。
(4)化肥MAP生产过程中,加入NaH2PO4和氨水,此时氨水的作用是___。
(5)写出操作III中形成化肥MAP的化学反应方程式为___。19、从某矿渣(成分为NiFe2O4、NiO、FeO、CaO、SiO2等)中回收NiSO4的工艺流程如图:
已知:①600℃时发生反应:NiFe2O4+4H2SO4═NiSO4+Fe2(SO4)3+4H2O
②Ksp(CaF2)=4.0×10-11
回答下列问题:
(1)将NiFe2O4写成氧化物的形式为__________;(NH4)2SO4的作用是________________。
(2)“焙烧”时矿渣中部分FeO、O2和H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为。
________________________________________________________________。
(3)“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外,还含有_______________(写化学式)。
(4)向“浸出液”中加入NaF以除去Ca2+,当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol•L-1时,若除钙率为99%,则原“浸出液”中Ca2+的浓度为=____________g•L-1。
(5)将“浸渣”进一步处理后,利用以下流程可得到高铁酸盐。K2FeO4是倍受关注的一类新型;高效、无毒的多功能水处理剂。回答下列问题:
①碱性KClO溶液和90%Fe(NO3)3溶液反应的离子方程式为__________________________。
②反应液Ⅱ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到K2FeO4晶体,流程中的碱用KOH而不用NaOH的原因是________________________________________。20、目前碘酸钾被广泛应用于食盐加碘。一种由含碘废水制取碘酸钾的工艺如下:
(1)检验“含碘废水”中是否含有单质I2,常用的试剂是______。
(2)通入SO2的目的是将I2还原为I-,该反应的离子方程式为________。
(3)滤渣1的成分为______。(写化学式)
(4)“制KIO3溶液”时,发生反应的离子方程式为___________。
(5)KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示。由上述流程中制得的KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为____。21、在实验室中模拟从海水中提取镁的工艺流程如下图所示:
完成下列填空。
(1)操作①的目的是___________,其中结晶需要用到的主要仪器有铁架台、铁圈、酒精灯、玻璃棒、________.
(2)写出操作④发生的离子方程式是_______________.
(3)操作⑥需在气流中加热脱水的原因是_______________.
(4)氢氧化镁容易分解,其分解产物可用作_____________材料.评卷人得分五、计算题(共4题,共16分)22、黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸的主要原料。高温时,黄铁矿在空气中煅烧[设空气中V(N2)∶V(O2)=4∶1且不含其他气体],可发生下列反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。根据题意完成下列计算:
(1)若把2.00g某黄铁矿试样在足量空气中充分灼烧后(杂质不反应、不挥发),得到1.56g残渣,则该黄铁矿的纯度为________________。
(2)煅烧70t黄铁矿(含硫35%,杂质不含硫且不反应)生产出72.8t硫酸铵。若黄铁矿制取硫酸时的利用率为80%,则在制取硫酸铵时硫酸的利用率为____________(答案保留两位小数)。
(3)为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量空气,当空气过量20%时,煅烧后的混合气体平均相对分子质量为_____________(答案保留两位小数)。
(4)硫酸工业的尾气可以使用氨水进行吸收,既防止了有害物质的排放,也同时生产副产品氮肥。已知吸收尾气后的氨水全部转化为铵盐。取两份相同体积的铵盐溶液,一份中加入足量硫酸,产生0.09molSO2(假设气体已全部逸出,下同);另一份中加入足量Ba(OH)2,产生0.16molNH3,同时得到21.86g沉淀。通过计算,求铵盐溶液中各溶质成分与物质的量浓度之比。_________________23、实验室利用铜屑;硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸;用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%);置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2%;
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体;慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶;析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)24、黄铁矿(主要成分为FeS2)是生产硫酸的主要原料。高温时,黄铁矿在空气中煅烧[设空气中V(N2)∶V(O2)=4∶1且不含其他气体],可发生下列反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。根据题意完成下列计算:
(1)若把2.00g某黄铁矿试样在足量空气中充分灼烧后(杂质不反应、不挥发),得到1.56g残渣,则该黄铁矿的纯度为________________。
(2)煅烧70t黄铁矿(含硫35%,杂质不含硫且不反应)生产出72.8t硫酸铵。若黄铁矿制取硫酸时的利用率为80%,则在制取硫酸铵时硫酸的利用率为____________(答案保留两位小数)。
(3)为使FeS2煅烧完全生成Fe2O3,工业上使用过量空气,当空气过量20%时,煅烧后的混合气体平均相对分子质量为_____________(答案保留两位小数)。
(4)硫酸工业的尾气可以使用氨水进行吸收,既防止了有害物质的排放,也同时生产副产品氮肥。已知吸收尾气后的氨水全部转化为铵盐。取两份相同体积的铵盐溶液,一份中加入足量硫酸,产生0.09molSO2(假设气体已全部逸出,下同);另一份中加入足量Ba(OH)2,产生0.16molNH3,同时得到21.86g沉淀。通过计算,求铵盐溶液中各溶质成分与物质的量浓度之比。_________________25、实验室利用铜屑;硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸;用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%);置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2%;
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体;慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶;析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、C【分析】【分析】
该实验为NaNO2和NH4C1制取氮气的过程,结合反应物和生成物,原子守恒和电子得失守恒,可写出化学方程式;分液漏斗和蒸馏烧瓶之间连接的导管,可使烧瓶内压强和分液漏斗压强相等,从而使NaNO2顺利滴下;装置II中冰的作用是冷凝,装置Ⅲ的干燥管用来干燥氮气,由此分析。
【详解】
A.根据结合反应物和生成物,原子守恒和电子得失守恒,化学方程式为NaNO2+NH4C1NaCl+N2↑+2H2O;故A正确;
B.根据化学方程式可知;产物有水蒸气,且反应物为溶液状态,可知反应在产生氮气的同时产生大量水蒸气,为了便于干燥,先利用装置II的将绝大多数冷凝的水蒸气冷凝后再用装置Ⅲ干燥,装置II的作用是冷凝水蒸气,故B正确;
C.氮气的密度与空气的密度相差不大;不适合用排空气法收集,应该使用排水法收集,故C错误;
D.加热片刻后将酒精灯移开;反应仍能进行,说明该反应自身放热,属于放热反应,故D正确;
答案选C。2、D【分析】【详解】
A、该工艺流程涉及的反应有分解反应、化合反应、复分解反应,无置换反应,其中生石灰和水反应生成石灰乳是化合反应,向沉淀池中加入石灰乳生成Mg(OH)2、Mg(OH)2和试剂a反应生成MgCl2,这两个反应为复分解反应,电解无水MgCl2为分解反应;A错误;
B;过滤时;不能使用玻璃棒搅拌,玻璃棒的作用是引流,B错误;
C、先通过冷却结晶获得MgCl2晶体,再在HCl气流中加热晶体得到无水MgCl2;C错误;
D;该工业流程的原料生石灰、海水等来源广泛;电解氯化镁得到镁的同时;也能获得氯气,D正确;
故选D。3、D【分析】【详解】
A选项;氯气也会和NaOH溶液反应,除去氯气中含有的少量氯化氢只能用饱和食盐水溶液,故A不符合题意;
B选项;用蒸发皿加热蒸干小苏打溶液获得小苏打,不能得到苏打,故B不符合题意;
C选项,Fe(OH)3胶体能透过滤纸,因此不能用过滤方法除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3;故C不符合题意;
D选项,分离CCl4萃取碘水后的有机层和水层四氯化碳密度比水大;再下层,故D符合题意;
综上所述,答案案为D。4、D【分析】【详解】
抽滤装置主要由布氏漏斗图中C、吸滤瓶图中B和具支锥形瓶图中A组成,故不需要普通漏斗,故答案为:D。5、B【分析】【详解】
试题分析:A、依据图中的操作,通入氯气会先和碘离子反应生成碘单质,然后再氧化亚铁离子生成三价铁离子,碘离子的还原性大于二价铁离子,说明三价铁离子的氧化性比碘单质强,可以比较氯气和Fe3+,氯气和I2的氧化性;故A能达到目的;B;装置中铁和稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气,由于氢氧化亚铁很易被空气中的氧气氧化看不到白色沉淀的生成,所以必须先排净试管内的空气,再使硫酸亚铁和氢氧化钠反应,装置中盛硫酸的试管中导气管未伸入溶液,硫酸亚铁无法压入后面的试管与氢氧化钠反应,所以达不到实验目的,故B不能达到目的;C、铁生锈要有空气和一定的湿度才行,在水里和盐溶液里面除了满足上述两个条件以外,还有加速铁生锈的另一个重要因素电解质,由于电解质的存在会大大加快生锈的速度,含量越高就越快,这也是在盐水里面生锈最快的原因。食盐水是电解质,电解质加速铁生锈的速度,根据右面红墨水液面的变化可证明铁生锈空气参与反应,故C能达到目的;D、检查装置气密性可以采取“注水法”:首先关闭排气导管,从顶部漏斗口注水,当漏斗下端被水封闭后再注水,水面不下降,表明装置气密性好;如果水面下降,表明装置气密性差,故D能达到目的,答案选B。
考点:考查常见的实验操作,涉及氧化性强弱比较,氢氧化亚铁的制备,铁的腐蚀以及装置气密性检查6、D【分析】【详解】
A、该工艺流程涉及的反应有分解反应、化合反应、复分解反应,无置换反应,其中生石灰和水反应生成石灰乳是化合反应,向沉淀池中加入石灰乳生成Mg(OH)2、Mg(OH)2和试剂a反应生成MgCl2,这两个反应为复分解反应,电解无水MgCl2为分解反应;A错误;
B;过滤时;不能使用玻璃棒搅拌,玻璃棒的作用是引流,B错误;
C、先通过冷却结晶获得MgCl2晶体,再在HCl气流中加热晶体得到无水MgCl2;C错误;
D;该工业流程的原料生石灰、海水等来源广泛;电解氯化镁得到镁的同时;也能获得氯气,D正确;
故选D。7、C【分析】【分析】
该实验为NaNO2和NH4C1制取氮气的过程,结合反应物和生成物,原子守恒和电子得失守恒,可写出化学方程式;分液漏斗和蒸馏烧瓶之间连接的导管,可使烧瓶内压强和分液漏斗压强相等,从而使NaNO2顺利滴下;装置II中冰的作用是冷凝,装置Ⅲ的干燥管用来干燥氮气,由此分析。
【详解】
A.根据结合反应物和生成物,原子守恒和电子得失守恒,化学方程式为NaNO2+NH4C1NaCl+N2↑+2H2O;故A正确;
B.根据化学方程式可知;产物有水蒸气,且反应物为溶液状态,可知反应在产生氮气的同时产生大量水蒸气,为了便于干燥,先利用装置II的将绝大多数冷凝的水蒸气冷凝后再用装置Ⅲ干燥,装置II的作用是冷凝水蒸气,故B正确;
C.氮气的密度与空气的密度相差不大;不适合用排空气法收集,应该使用排水法收集,故C错误;
D.加热片刻后将酒精灯移开;反应仍能进行,说明该反应自身放热,属于放热反应,故D正确;
答案选C。8、B【分析】【详解】
A.苯酚溶液和氯化铁溶液发生显色反应而使混合溶液呈紫色;选项A正确;
B.苯酚和溴发生取代反应生成三溴苯酚;三溴苯酚易溶于苯酚,所以看不到白色沉淀,选项B错误;
C.铝和铜离子发生置换反应生成铜;铝;铜和电解质溶液构成原电池,铝失电子生成铝离子,水得电子生成氢气,同时生成氢氧根离子,氢氧根离子和铜离子反应生成氢氧化铜沉淀,反应过程中放出大量的热,使生成的氢氧化铜分解成黑色的氧化铜和水,所以铝片表面有紫红色物质沉积,溶液中可能出现黑色物质,选项C正确;
D.苯酚钠和二氧化碳;水反应生成苯酚和碳酸氢钠;苯酚钠不易溶于水,所以溶液变浑浊,选项D正确。
答案选B。
【点睛】
本题考查了苯酚的性质,明确苯酚的官能团及其性质是解本题关键,注意苯酚的酸性小于碳酸,所以苯酚钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,而不是碳酸钠,为易错点。9、B【分析】扫取以水淋汁后(溶解),乃煎炼(蒸发结晶)而成,所以选项A正确。硝酸钾的溶解度受温度影响是非常明显的,选项B错误。火药的主要成分是KNO3、S和C,所以在反应中KNO3应该表现氧化性,选项C正确。火药使用中可能会产生二氧化硫等污染性气体,选项D正确。二、填空题(共1题,共2分)10、略
【分析】【分析】
(1)该反应中,KIO3中I元素化合价由+5价变为0价、KI中I元素化合价由-1价变为0价,根据转移电子相等配平方程式;
(2)①I2具有氧化性,能将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为I-;
②如果不振荡,二者反应不充分;
(3)①二者恰好反应时,溶液由蓝色恰好变为无色;
②根据I2+2S2O32-=2I-+S4O62-中碘和硫代硫酸钠之间的关系式计算但的物质的量;
③根据碘和食盐质量之比进行计算。
【详解】
(1)该反应中,KIO3中I元素化合价由+5价变为0价、KI中I元素化合价由-1价变为0价,转移电子总数为5,再结合原子守恒配平方程式为KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,故答案为:1;5;3;3;3;3;
(2)①I2具有氧化性,能将SO32-氧化为SO42-,自身被还原为I-,离子方程式为I2+SO32-+H2O=2I-+SO42-+2H+,故答案为:I2+SO32-+H2O=2I-+SO42-+2H+;
②如果不振荡,二者反应不充分,所以在步骤b后,增加操作:将分液漏斗充分振荡后静置,故答案为:在步骤b后,增加操作:将分液漏斗充分振荡后静置;
(3)①碘遇淀粉试液变蓝色,如果碘完全反应,则溶液会由蓝色转化为无色,所以当溶液由蓝色转化为无色时说明反应完全,故答案为:溶液由蓝色恰好变为无色;
②设碘的物质的量为x,
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
1mol2mol
x1.00×10-3mol•L-1×0.024L
1mol:2mol=x:(1.00×10-3mol•L-1×0.024L)
x=
=1.2×10-5mol,
故答案为:1.2×10-5;
③根据KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O得n(I2)=(KIO3)=4×10-6mol,碘酸钾中碘的质量=4×10-6mol×127g/mol=0.508mg,
设每kg食盐中碘的质量为y,
则y:1000g=0.508mg:wg,
y==mg或mg。【解析】153333I2+SO32-+H2O2I-+SO42-+2H+在步骤b后,增加操作:将分液漏斗充分振荡后静置溶液由蓝色恰好变为无色1.0×10-54.2×102/w三、实验题(共7题,共14分)11、略
【分析】【分析】
(1)根据装置特点可知仪器Ⅰ的名称;亚硝基硫酸遇水易分解,装置A制取的中含有水蒸气;必须先干燥再通入B中反应,所以C中盛放的药品是浓硫酸。
(2)装置A的目的是制备SO2气体,产生的SO2需与HNO3反应制备NOSO4H,但NOSO4H易水解,所以SO2需先干燥,且SO2会污染空气;制备完成需进行尾气处理,可得装置连接顺序;
(3)装置D为尾气处理装置;利用过量氢氧化钠完全吸收有毒的二氧化硫,由此可得反应的离子方程式。
(4)结合温度对反应速率的影响作答即可。
(5)写出草酸钠与酸性高锰酸钾溶液的反应方程式,根据题给数据计算出过量的KMnO4的量,再结合反应③计算NOSO4H的物质的量;进而求算产品的纯度。
【详解】
(1)仪器Ⅰ的名称为蒸馏烧瓶;亚硝基硫酸遇水易分解,装置A制取的中含有水蒸气;必须先干燥再通入B中反应制取亚硝基硫酸,同时要防止空气或其他实验仪器中的水蒸气进入B中,所以C中盛放的药品是浓硫酸。
故答案为:蒸馏烧瓶;浓硫酸。
(2)洗气时装置连接必须“长进短出”,即“e进d出”;通入时要尽量使充分与反应物混合,提高利用率,所以“b进c出”;有毒,未反应的不能排放到大气中,上述仪器的连接顺序为aedbcedf。仪器连接好后;检查装置气密性时,在加热蒸馏烧瓶之前,必须关闭分液漏斗的旋塞,在D的烧杯中加入水至浸没导气管,再加热蒸馏烧瓶,如果观察到D导管口有气泡冒出,说明装置气密性良好。
故答案为:aedbcedf;关闭分液漏斗旋塞;用水浸没D中导气管。
(3)为了完全吸收有毒的二氧化硫,氢氧化钠应过量,所以生成亚硫酸钠:
故答案为:
(4)温度影响反应速率;温度过低,反应速率太慢。
故答案为:反应速率太慢。
(5)草酸钠与硫酸酸化的高锰酸钾溶液反应的化学方程式为:过量的的物质的量则与反应的高锰酸钾的物质的量结合已知③:可得的物质的量因此产品的纯度为
故答案为:74.7%(或75%)。
【点睛】
本题考查了物质制备方案、装置的作用及连接、滴定实验测定含量的过程分析判断、滴定实验的计算应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等。【解析】蒸馏烧瓶浓硫酸aedbcedf关闭分液漏斗旋塞,用水浸没D中导气管反应速率太慢74.7%(或75%)12、略
【分析】【分析】
(1)工业废铁粉中含有油脂,热的Na2CO3溶液显碱性可以洗涤油污;(2)根据目标产品NH4Fe(SO4)2分析需要硫酸铵与硫酸亚铁的比例关系;(3)①检验气态产物中的SO2和SO3时;要考虑检验气体的试剂及连接的顺序问题;③检验氧化物中是否含有二价铁,先将氧化物溶解,再检验。
【详解】
(1)用热的Na2CO3溶液洗涤工业废铁粉表面油脂,;再搅拌过程中Fe2+可能会被氧气氧化为Fe3+,步骤Ⅱ中设计铁粉过量,把Fe3+还原变为Fe2+;在加热的过程中水会不断减少;可能会造成硫酸亚铁固体的析出,造成损失,所以不断补充蒸馏水维持溶液体积;
答案:除去油污;防止Fe2+被氧化;保持溶液的体积;防止硫酸亚铁析出,减少损失;
(2)步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量,计算出生成硫酸亚铁的物质的量,根据硫酸亚铁和硫酸铵反应生成NH4Fe(SO4)2;
答案:计算加入硫酸铵晶体的质量。
(3)①检验气态产物中的SO2和SO3时,A中的NaOH溶液适用于吸收尾气SO2,B中的品红溶液适用于检验SO2,明显仅剩C装置用于检验SO3,但不能影响二氧化硫,那么用盐酸酸化的氯化钡溶液来检验SO3比较合理,同时避免二氧化硫溶解,由于考虑SO3会溶于水中,所以先检验SO2,再检验SO3,最后进行尾气吸收,综合考虑连接顺序为
②装置A的作用是吸收尾气SO2;避免污染环境;
③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁;先将氧化物溶解,用硫酸溶解,再滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀或滴加酸性高锰酸钾溶液,紫红色褪去,证明有二价铁;
答案:盐酸酸化的氯化钡溶液;处理尾气;避免污染环境;稀硫酸和铁氰化钾溶液或稀硫酸和酸性高锰酸钾溶液。
【点睛】
一般工业使用的金属表面会有防锈油脂,热的Na2CO3溶液显碱性可以洗涤油污;对于原料的加入我们一般是要有估算的,要根据产品化学式的原子比例来估算原料的加入量;检验固体中的离子时,要是固体本身溶于水可直接加水溶解即可,要是难溶于水,可根据固体性质加入酸溶液或碱溶液等其他不干扰检验的溶液进行溶解。【解析】除去油污防止Fe2+被氧化保持溶液的体积,防止硫酸亚铁析出,减少损失计算加入硫酸铵晶体的质量盐酸酸化的氯化钡溶液吸收尾气SO2,避免污染环境稀硫酸和铁氰化钾溶液或稀硫酸和酸性高锰酸钾溶液13、略
【分析】【分析】
实验1中,无色NaClO3用量少,试管中溶液呈浅黄色,KI试纸为无色,则表明试管中生成I2,但没有Cl2生成。实验2中,无色NaClO3用量增多,试管中溶液呈深黄色,KI试纸为无色,则表明试管中生成I2的量增多,但仍没有Cl2生成。实验3中,继续增加NaClO3用量,试管中溶液呈浅黄色,KI试纸为蓝色,则表明试管中生成I2的量不多,但有Cl2生成。
实验4中,继续增加NaClO3用量,试管中溶液呈无色,KI试纸为蓝色,则表明试管中生成I2又被氧化为IO3-,但有Cl2生成。
【详解】
(1)从实验现象看,加入0.20mLNaClO3后,溶液中ClO3-和I-发生反应,生成I2和Cl-等。离子方程式ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。答案为:ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O;
(2)NaClO3溶液用量增加导致溶液褪色的原因是过量的NaClO3溶液与(1)中的反应产物I2继续反应,生成IO3-,同时生成Cl2,反应的离子方程式是2ClO3-+I2=Cl2↑+2IO3-。答案为:2ClO3-+I2=Cl2↑+2IO3-;
取少量实验4中的无色溶液进行以下实验,进一步佐证其中含有IO3-。其中试剂X应具有还原性,可将IO3-还原为I2,所以X可以是NaHSO3溶液;故选c。答案为:c;
(3)①实验5是在实验4的基础上减少硫酸的用量,溶液由无色变为浅黄色,试纸由蓝色变为无色,则表明有I2生成但不生成Cl2,可以获得的结论是H+(或H2SO4)的用量少时,ClO3-和I-的反应生成I2,H+(或H2SO4)的用量多时,ClO3-和I-的反应生成IO3-。答案为:H+(或H2SO4)的用量少时,ClO3-和I-的反应生成I2,H+(或H2SO4)的用量多时,ClO3-和I-的反应生成IO3-;
②实验6中,增加硫酸用量,溶液无色,试纸变蓝,则表明ClO3-和I-反应,最终生成Cl2和IO3-,离子方程式是6ClO3-+5I-+6H+=3Cl2↑+5IO3-+3H2O。答案为6ClO3-+5I-+6H+=3Cl2↑+5IO3-+3H2O。
【点睛】
从以上实验可以看出,溶液中ClO3-可将I-氧化为I2,若ClO3-足量,可将I2进一步氧化为IO3-;溶液酸性增强时,有利用于ClO3-与I-反应生成Cl2。【解析】ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O2ClO3-+I2=Cl2↑+2IO3-cH+(或H2SO4)的用量少时,ClO3-和I-的反应生成I2,H+(或H2SO4)的用量多时,ClO3-和I-的反应生成IO3-。6ClO3-+5I-+6H+=3Cl2↑+5IO3-+3H2O14、略
【分析】①A既可发生酸式水解;又可发生碱式水解,可推知A是一种酯。
②因“B既能使溴水褪色,又能跟Na2CO3溶液反应放出CO2”可推知B是一种不饱和羧酸。C是一种醇。
③“B、C含相同数目的碳原子”,结合A的分子式C6H9O2Br;可推知B;C均含有3个碳原子。
④“C经氧化、消去后可转化为B”,可推知C的结构为CH2Br—CH2—CH2OH,则B为CH2═CH—COOH,从而可推知E为CH2OH—CH2—CH2OH。这样可写出A的结构简式为CH2═CH—COOCH2CH2CH2Br。【解析】15、略
【分析】【分析】
(1)氨气具有还原性,在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO;根据反应放热,温度会影响催化剂的活性;
(2)根据NO2为红棕色气体;鼓入空气有利于氨气的逸出,同时提供氧气;
(3)根据酸能使石蕊溶液变红;
(4)根据NO2与水反应生成硝酸,进而与氨气生成硝酸铵;
(5)(NH4)2Cr2O7中铵根中的氮是负三价,有还原性,重铬酸根中的铬正六价,有氧化性,会发生自身氧化还原反应,氮元素化合价升高,铬元素化合价降低;
(6)根据硝酸和其他溶液是互溶的液体;根据硝酸不稳定;易分解。
【详解】
(1)氨气具有还原性,在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO,反应为4NH3+5O24NO+6H2O,该反应是放热反应,温度太高可能使催化剂的活性降低,故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;该反应是放热反应,温度太高可能使催化剂的活性降低;
(2)产生的一氧化氮能和氧气反应生成红棕色的NO2,鼓入空气有利于氨气的逸出,同时提供氧气,故答案为:有红棕色气体产生;提供O2,且促进氨的挥发;
(3)NO2易与水反应生成硝酸,硝酸能使石蕊溶液变红,故答案为:变红色;
(4)NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3:NH3+HNO3═NH4NO3,故答案为:NH3+HNO3═NH4NO3;
(5)(NH4)2Cr2O7中铵根中的氮是负三价,有还原性,重铬酸根中的铬正六价,有氧化性,会发生自身氧化还原反应,氮元素化合价升高为0价,铬元素化合价降低为+3价,分别生成氮气和氧化铬:(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O,故答案为:(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O;
(6)硝酸和硝酸镁溶液或硫酸是互溶,可以采取蒸馏的方法分离,硝酸不稳定,易分解,应盛于棕色瓶,密封放于阴暗处,故答案为:蒸馏;盛于棕色瓶,密封放于阴暗处。【解析】4NH3+5O24NO+6H2O该反应是放热反应,温度太高可能使催化剂的活性降低(或玻璃管破裂,合理即可)有红棕色气体产生提供O2,且促进氨的挥发变红色NH3+HNO3=NH4NO3(NH4)2Cr2O7Cr2O3+N2↑+4H2O蒸馏盛于棕色瓶,密封放于阴暗处16、略
【分析】【分析】
(1)(2)根据实验安全与操作;进行分析;
(3)根据信息可知;酸性高锰酸钾溶液能够把剩余的氮的氧化物吸收处理;
(4)弱酸盐与强酸反应,生成弱酸,再根据HNO2的性质作答;
(5)NO2-可将MnO4-还原为Mn2+,根据化合价变化可得反应的关系式:2MnO4-~5NO2-,多余的高锰酸钾,可将草酸根氧化,根据化合价变化可得反应的关系式:2MnO4-~5C2O42-;据此计算。
【详解】
(1)仪器名称是圆底烧瓶;检査装置E气密性的方法是先关闭弹簧夹;从滴液漏斗处倒水,若形成一段稳定的水柱,则证明装置气密性好,故答案为:圆底烧瓶;先关闭弹簧夹,从滴液漏斗处倒水,若形成一段稳定的水柱,则证明装置气密性好;
(2)Na2O2会与水反应,接A前要干燥,硝酸易挥发,生成的二氧化氮和水反应生成一氧化氮,接C,多余的NO对空气有害,接尾气处理,顺序为h-e-f-c-d-a-b-g,故答案为:e-f-c-d-a-b-g;
(3)NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化为NO3-,离子方程式为5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O,故答案为:5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O;
(4)亚硝酸钠与硫酸反应,生成HNO2,HNO2反应3HNO2=HNO3+2NO+H2O;NO与空气反应,生成二氧化氮,现象为:有气泡产生,液面上方变红,故答案为:有气泡产生,液面上方变红;
(5)NO2-可将MnO4-还原为Mn2+,根据化合价变化可得反应的关系式:2MnO4-~5NO2-,多余的高锰酸钾,可将草酸根氧化,根据化合价变化可得反应的关系式:2MnO4-~5C2O42-,消耗0.001mol·L-1草酸钠115.00mL,消耗高锰酸钾的物质的量为0.001mol·L-1×0.115L×2/5=4.6×10-5mol,则1000mL水样消耗高锰酸钾的物质的量为0.001mol·L-1×0.05L-4.6×10-5mol=4×10-6mol,则水样中含有亚硝酸钠的物质的量为4×10-6mol×5/2=10-5mol,质量为10-5mol×69g/mol=6.9×10-4g=0.69mg,所以水中NaNO2的含量为0.69mg/1L=0.69mg/L;NaNO2放置空气中时间过长被氧化,实际含量降低,测定结果偏低,故答案为:0.69mg/L;偏低。【解析】圆底烧瓶先关闭弹簧夹,从滴液漏斗处倒水,若形成一段稳定的水柱,则证明装置气密性好e-f-c-d-a-b-g5NO+3MnO4-+4H+=3Mn2++5NO3-+2H2O有气泡产生,液面上方变红0.69mg/L偏低17、略
【分析】(1)碱性锌锰干电池中;单质锌为负极反应物,负极材料为铁皮外壳,石墨棒为正极材料,正极反应为二氧化锰,氢氧化钾相当于电解质溶液,所以答案依次为:c;a、f。
(2)电池中的碳粉和锌粉都是“还原焙烧”过程中的还原剂。
(3)加入过氧化氢的目的是将亚铁离子氧化为铁离子;再加入碱调节溶液的pH至4.5,将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去,这样避免沉淀溶液的锌离子。
(4)电解的溶液为硫酸锰和硫酸锌的混合溶液,因为电解要得到单质锌和二氧化锰,所以电解的阳极反应为Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+。根据阳极反应,得到溶液中会生成氢离子,因为Mn2+都转化为二氧化锰;锌离子都转化为单质,所以电解至最后应该得到硫酸,硫酸可以循环使用。
(5)因为“粉料”中的MnOOH与盐酸反应也是得到MnCl2的,所以Mn的化合价降低,只能是Cl化合价升高,因此生成物为氯气,根据化合价升降相等和原子个数守恒得到:2MnOOH+6HClCl2↑+2MnCl2+4H2O。
(6)每秒通过5×10-6mol电子,连续工作80分钟,则通过电子为5×10-6×80×60=0.024mol。所以参加反应的单质锌为0.012mol,质量为0.78g,所以剩余的锌为6-0.78=5.22g,所以剩余锌为5.22/6=87%。【解析】cafC/Zn加入H2O2目的是将Fe2+氧化为Fe3+调节pH=4.5是使Fe3+完全沉淀而Mn2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+H2SO42MnOOH+6HClCl2↑+2MnCl2+4H2O87四、工业流程题(共4题,共24分)18、略
【分析】【分析】
由流程知,工业废水M(含有MgSO4、NaCl、MnSO4)中加入NaClO溶液,MnSO4被氧化为MnO(OH)2沉淀,经过滤后分离,所得滤液中含MgSO4、NaCl等,滤液中加入碳酸氢铵和氨水,调pH产生MgCO3沉淀,经操作Ⅱ即过滤后分离出MgCO3沉淀和滤液,滤液中含铵盐,则操作Ⅳ是把铵盐转变为氨气的过程,而往MgCO3沉淀中加入NaH2PO4和氨水,NaH2PO4呈酸性和MgCO3、氨水发生反应生成化肥MAP,操作Ⅲ的滤液含钠离子;铵离子和碳酸根;可进一步提取出碳酸钠和碳酸铵,据此回答;
【详解】
(1)过滤所需的玻璃仪器有漏斗;烧杯、玻璃棒;若发现滤液浑浊;可能的原因是滤纸破损(或滤液液面超过滤纸的边缘等);洗涤沉淀的操作是:用玻璃棒引流,向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水流完后,重复操作2~3遍;
(2)废水M中加入NaClO溶液,发生氧化还原反应,NaClO溶液有强氧化性,把Mn2+氧化了,则反应的离子方程式为ClO-+Mn2++2OH-=MnO(OH)2↓+Cl-;
(3)操作Ⅳ是把铵盐转变为氨气的过程;欲获得氨气,则在加热条件下铵盐需要和强碱反应,那么最价廉物美又来源广泛的,就是加生石灰,故该操作为加入生石灰;加热;
(4)MgCO3沉淀中加入NaH2PO4和氨水,此时氨水的作用是充当反应物,消耗溶液中的H+,调节溶液的pH,以得到MgNH4PO4;
(5)操作III中,NaH2PO4、NH3·H2O和MgCO3反应,得到MgNH4PO4外,还有Na2CO3和(NH4)2CO3等,则该化学反应方程式为:2NaH2PO4+4NH3·H2O+2MgCO3=2MgNH4PO4+Na2CO3+(NH4)2CO3+4H2O。
【点睛】
解本题的关键是,从流程图获取物质转化的各种重要信息:反应物、生成物、反应条件、分离方法等等,应用学过的元素化合物、分离提纯等相关知识,按要求答题。【解析】①.漏斗、烧杯、玻璃棒②.滤纸破损(或滤液液面超过滤纸的边缘等)③.用玻璃棒引流,向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水流完后,重复操作2~3遍④.ClO-+Mn2++2OH-=MnO(OH)2↓+Cl-⑤.加入生石灰、加热⑥.充当反应物,消耗溶液中的H+,调节溶液的pH⑦.2NaH2PO4+4NH3·H2O+2MgCO3=2MgNH4PO4+Na2CO3+(NH4)2CO3+4H2O19、略
【分析】【分析】
矿渣(成分为NiFe2O4、NiO、FeO、CaO、SiO2等)中加入(NH4)2SO4,依题中信息知,(NH4)2SO4分解生成H2SO4,与NiFe2O4、NiO、FeO、CaO发生反应,生成Fe2(SO4)3、FeSO4、NiSO4、CaSO4等,通入空气,将FeSO4氧化为Fe2(SO4)3,用95℃的热水浸泡后,Fe2(SO4)3转化为Fe2O3、FeO(OH);此时浸出液中含有CaSO4、NiSO4等,加入NaF,将Ca2+转化为CaF2沉淀,用有机萃取剂萃取后分液,NiSO4进入无机层,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,便可获得NiSO4。
【详解】
(1)按元素的种类不变、化合价不变、原子个数比不变的原则,将NiFe2O4写成氧化物的形式为NiO•Fe2O3;由分析知,(NH4)2SO4的作用是提供和矿渣反应的硫酸(或硫酸铵分解产生硫酸等);答案为:NiO•Fe2O3;提供和矿渣反应的硫酸(或硫酸铵分解产生硫酸等);
(2)“焙烧”时矿渣中部分FeO、O2和H2SO4反应生成Fe2(SO4)3;化学方程式为。
4FeO+O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2O;答案为:4FeO+O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2O;
(3)“浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSO4外,因为SiO2不溶于水和酸,所以还含有SiO2(填CaSiO3也算对);答案为:SiO2(填CaSiO3也算对);
(4)向“浸出液”中加入NaF以除去Ca2+,当溶液中c(F-)=2.0×10-3mol•L-1时,c(Ca2+)=mol/L=10-5mol/L,若除钙率为99%,则原“浸出液”中Ca2+的浓度为==4.0×10-2g•L-1;答案为:4.0×10-2;
(5)①碱性KClO溶液和90%Fe(NO3)3溶液反应,生成K2FeO4等,离子方程式为2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O;
②从反应看,KOH而不用NaOH的作用相同,都是提供碱性环境,但流程中的碱用KOH而不用NaOH,则应从产物的提取考虑,从而得出原因是:相同温度下,溶液中Na2FeO4比K2FeO4的溶解度大;答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O;相同温度下,溶液中Na2FeO4比K2FeO4的溶解度大。
【点睛】
在高温条件下,虽然SiO2与一般的酸不反应,但可以与碱性氧化物(CaO)反应,生成CaSO3。【解析】NiO•Fe2O3提供和矿渣反应的硫酸(或硫酸铵分解产生硫酸等)4FeO+O2+6H2SO42Fe2(SO4)3+6H2OSiO2(填CaSiO3也算对)4.0×10-22Fe3++3ClO-+10OH-=2+3Cl-+5H2O相同温度下,溶液中Na2FeO4比K2FeO4的溶解度大20、略
【分析】【分析】
将含碘废水中通入SO2,将I2转化为I-,利于与Cu2+反应,生成CuI,加入过量Fe反应生成FeI2和Cu,将FeI2与K2CO3反应生成KI和沉淀,KI在硫酸酸性环境与H2O2反应生成I2,Cl2与I2在KOH溶液中反应生成KIO3、KCl和H2O。
【详解】
(1)单质I2遇淀粉变蓝,因此检验“含碘废水”中是否含有单质I2;常用的试剂是淀粉溶液;
(2)通入SO2的目的是将I2还原为I-,自身被氧化为SO42−,其反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=SO42−+2I-+4H+;
(3)再制备FeI2过程中加入Fe与CuI反应生成Cu;由于Fe加入过量,因此滤渣1的成分为Fe;Cu;
(4)“制KIO3溶液”时,Cl2与I2在KOH溶液中反应生成KIO3、KCl和H2O,其发生反应的离子方程式为5Cl2+I2+12OH-=2IO3-+10Cl-+6H2O;
(5)KCl、KIO3的溶解度曲线如图所示,两者溶解度随温度升高,溶解度增加,KCl的溶解度大于KIO3的溶解度,流程中制得的KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为蒸发浓缩,降温结晶。【解析】①.淀粉溶液②.SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+③.Fe、Cu④.5Cl2+I2+12OH-=2IO+10Cl-+6H2O⑤.蒸发浓缩,降温结晶21、略
【分析】【分析】
根据从海水中提取镁的原理分析解答。
【详解】
(1)操作①的目的是浓缩海水;上述结晶是通过加热蒸发得到氯化钠晶体,所以结晶需要用到的主要仪器有铁架台;铁圈、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿;
(2)操作④发生反应是石灰乳与浓缩海水反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,离子方程式是Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+;
(3)操作⑥为脱去结晶水的过程,Mg2+容易水解,所以需在气流中加热脱水的原因是抑止Mg2+水解;
(4)氢氧化镁受热分解生成氧化镁和水;氧化镁具有较高的熔点,可用作耐高温材料。
【点睛】
石灰乳参加的反应在写离子方程式时要用化学式表示,与澄清石灰水不同,此处是易错点。【解析】①.浓缩海水②.蒸发皿③.Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca2+④.抑止Mg2+水解⑤.耐高温材料五、计算题(共4题,共16分)22、略
【分析】【分析】
(1)FeS2在氧气流中充分灼烧,完全反应后生成Fe2O3,根据Fe元素守恒以及利用差量法计算FeS2的质量,进而计算FeS2的质量分数;
(2)根据S元素守恒,利用关系式法计算;
(3)设FeS2为1mol,根据方程式求出消耗的氧气和生成的SO2,然后求出反应后混合气体的成分以及物质的量和质量,最后根据M=m/n求出摩尔质量,摩尔质量在以g/mol为单位时数值上等于平均相对分子质量;
(4)根据确定沉淀的成分,然后再根据SO2和氨气的关系确定其他成分;最后列式计算。
【详解】
(1)FeS2在氧气流中充分灼烧,完全反应后生成Fe2O3,根据Fe元素守恒可得2FeS2~Fe2O3,利用差量法计算,设2.00g矿石样品中FeS2的质量为m,则m=所以该黄铁矿中FeS2的质量分数为故答案为:66%;
(2)根据S元素守恒,利用关系式法计算,反应的关系式为:FeS2~2SO2~2SO3~2H2SO4~(NH4)2SO4,设制取硫酸铵时硫酸的利用率为x,解得x=90.04%,故答案为:90.04%;
(3)设FeS2为1mol,完全煅烧需要的n(O2)=2.75mol,n(SO2)=2mol,过量20%所需空气为:n(空气)=2.75÷0.2×1.2=16.5mol,则混合物气体中氧气为氮气的物质的量为SO2为2mol,则混合气体的摩尔质量为所以煅烧后的混合气体平均相对分子质量为32.71,故答案为:32.71;
(4)设0.09molSO2能产生沉淀的质量为Xg,解得X=19.53g,所以沉淀中有硫酸钡和亚硫酸钡,硫酸钡的质量为21.86g-19.53g=2.33g,硫酸根的物质的量为亚硫酸根的物质的量所以(NH4)2SO4的物质的量为0.01mol,(NH4)2SO4产生的NH3是0.01mol×2=0.02mol,共产生0.16molNH3,其他成分产生氨气0.16mol-0.02mol=0.14mol,亚硫酸根与铵根为9:14,所以成份还有:亚硫酸铵和亚硫酸氢铵,设亚硫酸铵和亚硫酸氢铵的物质的量分别为:X、Y,则解得:X=0.05mol,Y=0.04mol,铵盐溶液中各溶质成分与物质的量浓度之比:c[(NH4)2SO3]:c(NH4HSO3):c[(NH4)2SO4]=5:4:1,故答案为:c[(NH4)2SO3]:c(NH4HSO3):c[(NH4)2SO4]=5:4:1。
【点睛】
本题考查化学计算,常用方法有元素守恒、利用差量法计算、利用关系式法计算;求平均相对分子质量,根据M=m/n求出摩尔质量,摩尔质量在以g/mol为单位时数值上等于平均相对分子质量;计算前,确定成分之间的关系,最后列式计算。【解析】66%90.04%32.71c[(NH4)2SO3]:c(NH4HSO3):c[(NH4)2SO4]=5:4:123、略
【分析】【分析】
(1)①硫酸的质量分数等于硫酸溶质的质量除以混合溶液的质量;
②氢离子的物质的量与氢氧根的物质的量相等;
(2)①质量增重为O元素;
②O元素的物质的量等于氧化铜的物质的量;
(3)103.2g混合物含铜1.35mol,根据电子得失守恒计算一氧化氮的物质的量;
(4)①固体中含铜0.027mol,氧化铜0.0042mol,设加入的混酸中H2SO4与HNO3的物质的量均为amol,恰好完全反应后溶液中溶质为CuSO4和Cu(NO3)2,根据电荷守恒解题;
②固体中含铜0.027mol;氧化铜0.0042mol,根据铜元素守恒计算理论产量。
【详解】
(1)①设硫酸和硝酸的体积分别为5mL和1mL,则硫酸的物质的量等于硝酸的物质的量,硫酸的质量分数:故答案为:0.20;
②质量为7.3g的混酸中含有硫酸的物质的量=由上可知硝酸的物质的量=共含有0.045molH+,则1g混酸中含有H+为mol,中和时需要NaOH溶液的体积是V==12.33mL;故答案为:12.33;
(2)①设铜屑有100g,则含铜99.84g,灼烧后的质量为103.2g,则氧元素的质量为3.36g,氧元素的质量分数为故答案为:0.033;
②若混合物为103.2g,则含氧化铜的物质的量=氧元素的物质的
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