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文档简介
…………○…………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2025年浙教版拓展型课程化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、据报道,火星和金星大气层中可能存在一种非常特殊的气态化合物,这种化合物会导致温室效应,它的结构式为下列说法中不正确的是A.的电子式是:B.和互为同位素C.分子中存在极性键D.分子呈直线形2、已知25℃下水的离子积Kw=1×10-14,此温度下,下列说法错误的是A.纯水加入NaOH固体,水的电离程度减小B.纯水加入FeCl3固体,pH升高C.0.005mol·L-1的硫酸溶液,pH=2D.0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液,pH=123、下列气体不可用排水法来收集的气体是A.NOB.NO2C.H2D.CH44、甲乙是某同学设计的两套制取二氧化碳的发生装置;对两套装置分析正确的是。
A.此时甲装置中的止水夹M处于打开状态B.甲装置气体导出过程中容器内外气压相等C.甲装置不具有启普发生器的功能D.乙装置N处添加止水夹可以与甲装置具有相同功能5、某小组拟以(NH4)2S2O8与NaOH溶液在约55℃时制取Na2S2O8(已知:温度超过90℃时,NH3可将S2O还原为SO);装置如图所示。下列说法中错误的是。
A.该装置的加热方式为水浴加热B.该装置出口应连接的装置是C.通入N2的目的是排出反应产生的NH3,防止NH3将S2O还原D.当反应温度高于55℃时,可停止加热,并滴加NaOH溶液以降低温度6、下列说法正确的是A.二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳不仅严重污染大气,还会形成酸雨B.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有脱水性C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+D.金属钠着火,应立即用水灭火7、用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是()A.制取并收集乙炔B.比较NaHCO3、Na2CO3的热稳定性C.吸收多余的NH3D.实验室中制取少量乙酸乙酯8、一同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案:
方案一:ZnH2Cu;
方案二:CuOCuSO4Cu。
大家认为方案二优于方案一,理由是:①节约能源;②Cu产率高;③产品纯净;④操作安全。其中,评价正确的是()A.①②③B.①②④C.①③④D.②③评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)9、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水10、水丰富而独特的性质与其结构密切相关。
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于_________键;依据O与H的电负性判断,属于_________共价键。
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为_________,杂化轨道类型为_________。
(3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是_________(填字母序号)。
a.常压下;4℃时水的密度最大。
b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
c.水的热稳定性比硫化氢强。
(4)水是优良的溶剂,常温常压下极易溶于水,从微粒间相互作用的角度分析原因:_________(写出两条)。
(5)酸溶于水可形成的电子式为_________;由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同,会对微粒的空间结构产生影响,如中H-N-H的键角大于中H-O-H的键角,据此判断和的键角大小:________(填“>”或“<”)。11、晶体硼熔点为1873K;其结构单元为正二十面体,结构如图所示。氮化硼(BN)有多种相结构,例如六方相氮化硼与立方相氮化硼,结构如图所示,六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列问题:
(1)基态硼原子有___种不同能量的电子,第二周期中,第一电离能介于硼元素与氮元素之间的元素有___种。
(2)晶体硼为___(填晶体类型),结构单元由___个硼原子构成,共含有___个B-B键。
(3)关于氮化硼两种晶体的说法,正确的是___。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键。
b.六方相氮化硼层间作用力小;所以质地软。
c.两种晶体均为分子晶体。
d.两种晶体中的B-N键均为共价键。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位键。12、向某密闭容器中充入等物质的量的气体M和N;一定条件下发生反应,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度;反应速率随时间的变化如图1、图2所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min时改变的条件是____,40min时改变的条件是____,请在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线_____。
(3)0~8min内,_______;50min后,M的转化率为_______(保留三位有效数字)。
(4)20min~30min内,反应平衡时的平衡常数K=_______。13、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水14、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。15、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水评卷人得分三、工业流程题(共5题,共10分)16、铟(In)是一种稀散金属,常与其他金属矿石伴生,回收氧化锌烟尘(主要成分是ZnO,还含少量PbO、FeS、等)中的金属铟的工艺流程如下:
已知:室温下,金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。金属离子开始沉淀pH(离子浓度为时)1.363完全沉淀pH2.784.3
回答下列问题:
(1)In为49号元素,常以+3价形式存在于化合物中,基态In原子的价电子排布式为_______。
(2)“中性浸出”的过程为:先加入稀硫酸和适量氧化剂氧化酸浸氧化锌烟尘;反应结束前半个小时加入CaO调整pH=5.0~5.2。
①与稀反应的化学方程式为_______。
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为该反应的离子方程式为_______。
③氧化剂用量对中性浸出效果的影响如图所示。最佳氧化剂用量为_______。
④“中浸渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(3)萃取时,发生反应代表有机萃取剂。
①反萃取时,宜选用的试剂X为_______。
②实验室进行萃取和反萃取时,均需要使用的玻璃仪器有_______。
(4)“置换”后的滤液可返回_______(填“滤液1”或“滤液2”)中利用。
(5)“置换”时锌粉的利用率为99.5%,若想获得6.9kg海绵铟,需要使用锌粉_______kg(保留两位小数)。17、工业上用铝土矿(主要成分为氧化铝;含少量氧化铁)制取铝的过程如图所示:
请回答:
(1)试剂1为_______(填化学式),①~④转化中属于氧化还原反应的是_______(填序号);
(2)沉淀B的化学式为_______,写出该物质发生铝热反应的化学方程式_______;(3)电解F,当转移0.6mol电子时,可制得铝_______g;
(4)沉淀D是药物“胃舒平”的主要成分,可用于治疗胃酸(稀盐酸)过多,写出该反应的离子方程式_______;
(5)②中发生反应的离子方程式为_______。18、某兴趣小组设计了利用MnO(含少量铁的氧化物和不溶性杂质)制备二氧化锰的两种方案流程如下:
已知:
①MnO+H2NCOONH4→+2H2OMnCO3↓+2NH3·H2O
②MnO易被空气中氧化;难溶于水;受热易分解;其他硝酸盐相对难分解。
请回答:
(1)方案一中铁元素以_______(填化学式)被除去。
(2)下列说法正确的是_______。A.步骤Ⅱ中,真空加热主要是为了防止被氧化B.步骤Ⅲ中,氨基甲酸铵溶液的制备应在水中先通氨气至饱和,再通至饱和C.步骤Ⅳ和Ⅴ,步骤Ⅳ所得的滤液3和步骤Ⅴ生成的气体可以循环利用D.方案二与方案一相比,方案二相对比较环保(3)过滤后,步骤Ⅴ,为了得到更多进行了以下操作。请选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:将带有沉淀的滤纸折卷→_______。
a.将滤纸包放入坩埚后;在泥三角上如装置1朝向摆放;
b.将滤纸包放入坩埚后;在泥三角上如装置2朝向摆放;
c.加热时;不断转动坩埚使滤纸完全灰化;
d.先加热装置3中a处,再加热b处;
e.先加热装置3中b处;再加热a处;
f.将沉淀转移至在石英玻璃管中继续灼烧氧化。
(4)步骤Ⅰ,硝酸的质量分数选取50%,不能过大或者过小的理由是_______。
(5)由碳酸锰在空气中灼烧获得的结构比较疏松,步骤Ⅵ用硫酸溶解其中的后,再用合适浓度的氧化后,可得到结构相对致密的重质精品。写出其中发生的离子反应方程式_______。19、H5IO6(正高碘酸)是用于光度法测定苯肼的试剂。工业上用NaIO3制备H5IO6的流程如图:
(1)“反应Ⅰ”可在如图所示的装置中进行。该反应生成不溶于水的Na2H3IO6的离子方程式为____。若要提高Cl2的利用率,可对装置进行改进的措施为___。
(2)反应Ⅱ生成不溶于水的黑色Ag5IO6,“滤液2”呈__(填“酸”“碱”或“中”)性。
(3)“无色气体”为__(填化学式)。
(4)工业上为降低成本,减少对环境的污染,整个流程需要控制加入Cl2和AgNO3的物质的量之比为n(Cl2)∶n(AgNO3)=__。
(5)H5IO6具有强氧化性,可将FeSO4氧化为H2FeO4,自身被还原为HIO3,该反应的化学方程式为___。20、硝酸铝广泛应用在显像管生产;稀土的提炼等,工业上具体流程如下:
已知:①硝酸铝白色透明结晶。易溶于水和乙醇;极微溶于丙酮,几乎不溶于乙酸乙酯。
②熔点73℃;在135℃时分解。
③硝酸和铝反应的还原产物分布如图1。
某兴趣小组在实验室制取硝酸铝;请回答:
(1)从工业生产角度考虑稀硝酸的最佳浓度范围为________mol·L-1。反应2中的离子方程式____________。
(2)下列说法合理的是________。
A反应1中加入的NaOH溶液;除油污和氧化膜,所以要足量。
B没有真空,也可在水浴条件下蒸发,防止Al(NO3)3的分解。
CAl(NO3)3·9H2O干燥时;可放在如图2的干燥器中,隔板下放上浓硫酸吸水,由于吸附力较大,要用力垂直拉开玻璃盖。
D制取后的Al(NO3)3必须密封保存。
(3)Al(NO3)3·9H2O也可以和SOCl2反应,除了生成Al(NO3)3,其它产物都是酸性气体,有关的方程式是______________;
(4)由铝制备Al(NO3)3的装置如图3:
①通入水蒸气的作用是提高温度和________。
②e中很难除尽尾气,理由是_______________,Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,合适的洗涤剂是________。
③有人认为C的冷凝管是多余的,他提供的理由可能是___________。评卷人得分四、计算题(共3题,共27分)21、(1)若t=25℃时,Kw=___________,若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,则100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液的pH=___________。
(2)已知25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因为___________。
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH___________NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)。
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)之比为___________。
(5)相同物质的量浓度的①NH4HSO4、②NH4HCO3、③NH4Cl三种溶液,pH值从大到小的顺序为___________(用数字标号填空,下同);相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液,物质的量浓度从大到小的顺序为___________。
(6)含有Cr2O的废水毒性较大。某工厂酸性废水中含5.0×10-3mol•L-1的Cr2O可先向废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O);搅拌后撒入生石灰处理。
①写出加入绿矾的离子方程式___________。
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则残留的Cr3+的浓度_______________mol•L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33)。22、制备氮化镁的装置示意图:
回答下列问题:
(1)填写下列仪器名称:的名称是_________。
(2)写出中和反应制备氮气的离子反应方程式__________。
(3)的作用是_____,是否可以把和的位置对调并说明理由_________。
(4)写出中发生反应的化学方程式___________。
(5)请用化学方法检验产物中是否含有未反应的镁,写出实验操作、现象、结论_________。23、某研究性学习小组类比镁在二氧化碳中的燃烧反应,认为钠和二氧化碳也可以发生反应,他们对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验:
(1)若用下图装置制备CO2,则发生装置中反应的离子方程式为_________。
(2)将制得的CO2净化、干燥后由a口缓缓通入下图装置,待装置中的空气排净后点燃酒精灯,观察到玻璃直管中的钠燃烧,火焰为黄色。待冷却后,管壁附有黑色颗粒和白色物质。
①能说明装置中空气已经排净的现象是_________。
②若未排尽空气就开始加热,则可能发生的化学反应方程式主要为_________。
(3)若钠着火,可以选用的灭火物质是_________。
A.水B.泡沫灭火剂C.干沙土D.二氧化碳。
(4)该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设:
Ⅰ.白色物质可能是Na2O;Ⅱ.白色物质可能是Na2CO3;Ⅲ.白色物质还可能是_________。
(5)为确定该白色物质的成分,该小组进行了如下实验:。实验步骤实验现象①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象
①通过对上述实验的分析,你认为上述三个假设中,___成立(填序号)。
②由实验得出:钠在CO2中燃烧的化学方程式为_____;每生成1mol氧化产物,转移的电子数为____。
(6)在实验(2)中还可能产生另一种尾气,该气体为________;处理该尾气的方法为_____。评卷人得分五、有机推断题(共1题,共9分)24、G是一种治疗心血管疾病的药物;合成该药物的一种路线如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)写出①的反应类型_______。
(2)反应②所需的试剂和条件_______。
(3)B中含氧官能团的检验方法_______。
(4)写出E的结构简式_______。
(5)写出F→G的化学方程式_______。
(6)写出满足下列条件,C的同分异构体的结构简式_______。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应;③含苯环;④含有5个化学环境不同的H原子。
(7)设计一条以乙烯和乙醛为原料(其它无机试剂任选)制备聚2-丁烯()的合成路线_______。(合成路线常用的表达方式为:AB目标产物)评卷人得分六、结构与性质(共2题,共20分)25、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。26、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、A【分析】【详解】
A.的电子式是A错误;
B.同位素是指质子数相同,中子数不同的同一种元素的不同原子,则和互为同位素;B正确;
C.不同非金属元素之间形成的共价键为极性键,则分子中存在极性键;C正确;
D.为CO2;其分子呈直线形,D正确;
故选A。2、B【分析】【详解】
A.向纯水中加入NaOH固体,NaOH电离产生OH-,使溶液中c(OH-)增大;水的电离平衡逆向移动,因此水的电离程度减小,A正确;
B.纯水中加入FeCl3固体,FeCl3电离产生Fe3+,消耗水电离产生的OH-,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-);溶液显酸性,故pH减小,B错误;
C.0.005mol·L-1的硫酸溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.005mol/L=0.01mol/L;故溶液pH=2,C正确;
D.0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液中c(OH-)=0.01mol/L,则c(H+)=mol/L=10-12mol/L;所以溶液pH=12,D正确;
故合理选项是B。3、B【分析】【分析】
【详解】
A.NO难溶于水;NO能用排水法收集,故不选A;
B.NO2和水反应生成硝酸和NO,NO2不能用排水法收集;故选B;
C.H2难溶于水,H2能用排水法收集,故不选C;
D.CH4难溶于水,CH4能用排水法收集;故不选D;
选B;4、B【分析】【分析】
制取装置包括加热和不需加热两种,实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的;碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,因此不需要加热;二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集;甲装置的优点是:可以控制反应的发生和停止,具有启普发生器的功能;乙装置N处添加止水夹也与甲装置具有的功能不同,因为乙中固体与液体不能分离。
【详解】
A项;图示甲装置中固液分离,且U形管中左边液面高于右边液面,说明止水夹M处于关闭状态,故A项分析错误;B项,甲装置气体导出过程中,容器内部与外部相通,装置气体顺利导出,气压相等,故B项分析正确;C项,启普发生器适用于块状固体与液体在常温下反应制取气体,能够实现“随开随用;随关随停”,而甲装置同样适于块状固体与液体在常温下反应制取气体,且利用止水夹的开闭能够控制反应的开始和停止,因此,甲装置具有启普发生器的功能,故C项分析错误;D项,甲装置关闭止水夹M后,U形管内的压强增大,从而使固体与液体反应物分离,而乙装置在N处添加止水夹不能实现固液分离,故D项分析错误;正确选项B。
【点睛】
启普发生器适用于块状固体与液体在常温下反应制取气体,能够实现“随开随用、随关随停”;可以利用启普发生器制备的气体常见的有氢气、二氧化碳、硫化氢等等。5、B【分析】【详解】
A.由题给信息可知反应在约55℃时进行;则应水浴加热,以便控制反应温度,故A正确;
B.氨气极易溶于水;需要防止倒吸,导管不能插入液面以下,故B错误;
C.制取Na2S2O8,应避免Na2S2O8被还原而变质,则通入N2的目的是排出反应产生的NH3;故C正确;
D.当反应温度高于55℃时;为避免副反应发生,则可加入氢氧化钠溶液,以达到降温的目的,同时要停止加热,故D正确;
答案选B。6、B【分析】A、二氧化硫、二氧化氮不仅严重污染大气,还会形成酸雨,二氧化碳不会形成酸雨,故A错误;B、在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,由于浓硫酸使蔗糖碳化,说明浓硫酸具有脱水性,故B正确;C、灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,要确定有无钾元素,要透过蓝色的钴玻璃观察,不呈紫色才说明无K+,故C错误;D、金属钠着火,应立即用沙子灭火,钠能与水反应,故D错误;故选B。7、C【分析】【详解】
A.乙炔的相对分子质量是26;空气的平均相对分子质量是29,且乙炔和氧气在常温条件下不反应,所以乙炔应该用向下排空气法收集,A错误;
B.该装置中加热碳酸氢钠的温度高于碳酸钠;虽然澄清石灰水变浑浊,但不能证明碳酸钠的稳定性比碳酸氢钠强,B错误;
C.氨气极易溶于水和酸性溶液;不溶于四氯化碳,氨气通入四氯化碳中,因不溶解而逸出,被上层的稀硫酸吸收,达到了既能吸收氨气又不倒吸的实验目的,C正确;
D.导气管伸入NaOH溶液中;一方面会导致乙酸乙酯的水解,另一方面会产生倒吸,D错误。
故选C。8、B【分析】【分析】
方案一:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,H2+CuO=Cu+H2O,反应需加热,且H2还原CuO时需先通H2排出空气,否则易爆炸,反应结束后还需通入H2至生成的Cu冷却;否则Cu又易被氧化;
方案二:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;耗原料少;操作安全,产率高,但Cu中易混有Zn,以此来解答。
【详解】
方案一中发生Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑、H2+CuO=Cu+H2O,反应需加热,且H2还原CuO时需先通H2排出空气,否则易爆炸,反应结束后还需通入H2至生成的Cu冷却;否则Cu又易被氧化,而方案二消耗原料少,操作安全,产率高,则方案二优于方案一,理由是:①节约能源;②Cu产率高、④操作安全;
故选:B。二、填空题(共7题,共14分)9、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-1010、略
【分析】【详解】
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于键;O与H的电负性不同;共用电子对偏向于O,则该共价键属于极性共价键;
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为杂化轨道类型为sp3;
(3)a.水中存在氢键;导致冰的密度小于水的密度,且常压下,4℃时水的密度最大,a正确;
b.水分子间由于存在氢键,使分子之间的作用力增强,因而沸点比同主族的H2S高,b正确;
c.水的热稳定性比硫化氢强的原因是其中的共价键的键能更大;与氢键无关,c错误;
故选ab;
(4)极易溶于水的原因为NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力;
(5)的电子式为有1对孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力,水中键角被压缩程度更大,故和的键角大小:>【解析】(1)极性。
(2)4sp3
(3)ab
(4)NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力。
(5)>11、略
【分析】【分析】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体;
d.非金属元素之间易形成共价键;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键。
【详解】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上,则有3种不同能量的电子;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,则介于硼元素与氮元素之间的有Be、C、O三种元素,故答案为:3;3;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为20个等边三角形拥有的顶点为×20=12;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为20个等边三角形拥有的B-B键为×20=30;故答案为:12;30;
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键,则立方相氮化硼中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小,导致其质地软,故正确;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体,故错误;
d.非金属元素之间易形成共价键;所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
bd正确,故答案为:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键,故答案为:2。【解析】①.3②.3③.原子晶体④.12⑤.30⑥.bd⑦.212、略
【分析】【详解】
(1)依据图1中各物质的浓度变化量可得到0-20min,M、N浓度减少量为1.5mol/L,P浓度增加量为3mol/L,则反应的化学方程式为由图1可知,40min时平衡发生了移动,而P、M、N的浓度没有改变,且改变压强和使用催化剂平衡不移动,则改变的条件是温度,30min时P、M、N浓度均减小则改变的条件为扩大容器体积,压强减小,反应速率减小,由图2可知40min时速率增大,则40min时改变的条件是升高温度,而生成物P的浓度在减小,依据勒夏特列原理可判断该反应的
(2)由(1)分析可知,30min时改变的条件是扩大容器的体积;40min时改变的条件是升高温度;在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线为
(3)8min时,M、N、P的物质的量浓度相等,设
则解得x=2,故8min时,0~8min内;
50min后;M;N、P的物质的量浓度相等,故M的转化率为33.3%;
(4)由图1可知,20min~30min内,为平衡状态,M、N的平衡浓度为1.5mol/L,P的平衡浓度为3mol/L,则反应平衡时的平衡常数K=【解析】(1)<
(2)扩大容器的体积升高温度
(3)33.3%
(4)413、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-1014、略
【分析】【分析】
(1)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误15、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、工业流程题(共5题,共10分)16、略
【分析】【分析】
氧化锌烟尘中性浸出,过滤分离得到滤液1,滤液1为ZnSO4,中性渣主要含加入硫酸酸浸,过滤得到滤液2和酸浸渣,酸浸渣为滤液2中主要含有In3+、Fe3+;加入P204+260号溶剂由萃取,再加入酸反萃取后,加入Zn置换得到海绵铟。
【详解】
(1)In为第五周期第ⅢA族元素,基态In原子的价电子排布式为故答案为:
(2)①加入稀硫酸浸泡过程中,与稀反应生成和沉淀,反应的化学方程式为故答案为:
②氧化酸浸过程中,中的硫元素被氧化为MnO2被还原为Mn2+,则发生反应的离子方程式为故答案为:
③“中性浸出”时要尽可能使锌元素浸出;铟元素不浸出,根据题图判断,最佳氧化剂用量为1%,故答案为:1%;
④由上述分析可知,“中浸渣”的主要成分为故答案为:
(3)①反萃取过程中,需要加入酸溶液让萃取反应的平衡逆向移动,从流程中看出宜选用稀故答案为:稀
②萃取和反萃取后需要分液;则均需要使用的玻璃仪器有烧杯;分液漏斗,故答案为:烧杯、分液漏斗;
(4)“置换”后的滤液中含有大量可返回滤液1中利用,故答案为:滤液1;
(5)“置换”过程中发生反应则需要消耗的Zn的质量为故答案为:5.88。【解析】(1)
(2)1%
(3)稀烧杯;分液漏斗。
(4)滤液1
(5)5.8817、略
【分析】铝土矿的主要成分为氧化铝,含少量氧化铁,由流程可知,加入氢氧化钠,氧化铁不和碱反应,氧化铝可与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和水;过滤后得到的沉淀B为Fe2O3;滤液A中含氢氧化钠和偏铝酸钠;通入二氧化碳,二氧化碳和四羟基合铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸氢钠,过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液;灼烧氢氧化铝得到氧化铝和水,电解氧化铝得到铝和氧气;碳酸氢钠溶液和氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,氢氧化钠用来碱浸,以此来解答。
【详解】
(1)由上述分析可知;试剂1为NaOH,氧化铁不和碱反应,氧化铝可与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和水;①~④转化过程中只有④有化合价变化,即④为氧化还原反应,故答案为:NaOH;④;
(2)由上述分析可知沉淀B为Fe2O3,三氧化二铁发生铝热反应的方程式为2A1+Fe2O3Al2O3+2Fe,故答案为:Fe2O3;2A1+Fe2O3Al2O3+2Fe;
(3)电解氧化铝的方程式为2Al2O34A1+3O2↑;设得到铝的质量为m;
解得m==5.4g;故答案为:5.4;
(4)D是氢氧化铝,是药物胃舒平的主要成分,可与盐酸反应治疗胃酸过多的离子反应为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;故答案为:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O;
(5)偏铝酸钠溶液通入过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠,②中离子方程式为CO2+Al(OH)=Al(OH3)↓+HCO故答案为:CO2+Al(OH)=Al(OH)3↓+HCO【解析】NaOH④Fe2O32Al+Fe2O3Al2O3+2Fe5.4Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OCO2+Al(OH)=Al(OH3)↓+HCO18、略
【分析】【分析】
方案一利用MnO加入50%硝酸溶液浸取,调节pH、过滤后得到滤液1在真空加热到250℃~300℃,洗涤后得到二氧化锰粗品,多步操作后得到二氧化锰精品;方案二在MnO和水中同时通入CO2和氨气;浸取后得到滤液2,蒸发;过滤得到的滤渣灼烧得到二氧化锰粗品,多步操作得到精品。
【详解】
(1)方案一中通过调节溶液的pH,使铁离子水解产生氢氧化铁沉淀过滤而除去,故铁元素以被除去;
(2)A.受热易分解,其他硝酸盐相对难分解,步骤Ⅱ中,真空加热主要是为了使氧化生成二氧化锰;选项A错误;
B.步骤Ⅲ中,氨基甲酸铵溶液的制备应在MnO和水中同时通氨气和进行反应;选项B错误;
C.步骤Ⅳ和Ⅴ,步骤Ⅳ所得的滤液3和步骤Ⅴ生成的气体可以循环利用;选项C正确;
D.方案一有硝酸参与;产生氮的氧化物,故方案二与方案一相比,方案二相对比较环保,选项D正确;
答案选CD;
(3)过滤后,步骤Ⅴ,为了得到更多具体操作为b.将滤纸包放入坩埚后,在泥三角上如装置2朝向摆放;d.先加热装置3中a处,再加热b处;c.加热时,不断转动坩埚使滤纸完全灰化;f.将沉淀转移至在石英玻璃管中继续灼烧氧化;答案为bdcf;
(4)步骤Ⅰ,硝酸的质量分数选取50%;因为浓度太小,反应速率太小,浓度过大容易被氧化而不利于MnO的溶解;在后续过滤中被滤除;
(5)步骤Ⅵ用硫酸溶解其中的后,再用合适浓度的氧化后,可得到结构相对致密的重质精品,高锰酸根离子与锰离子发生归中反应生成二氧化锰,发生的离子反应方程式为【解析】(1)
(2)CD
(3)bdcf
(4)浓度太小,反应速率太小,浓度过大容易被氧化而不利于MnO的溶解;在后续过滤中被滤除。
(5)19、略
【分析】【分析】
反应Ⅰ是在氢氧化钠溶液中将碘酸钠氧化为不溶于水的Na2H3IO6,过滤得到Na2H3IO6,反应Ⅱ加入硝酸银溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6,过滤得到黑色Ag5IO6,反应Ⅲ加入氯气和水反应的化学方程式为:2Ag5IO6+5Cl2+H2O=10AgCl↓+5O2+2H5IO6,生成气体氧气,过滤得到H5IO6(正高碘酸)。
【详解】
(1)氢氧化钠溶液中氯气将碘酸钠氧化为不溶于水的Na2H3IO6,反应的化学方程式为:NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6↓+2NaCl,该反应生成不溶于水的Na2H3IO6的离子方程式为IO3-+Cl2+2Na++3OH-=Na2H3IO6↓+2Cl-。若要提高Cl2的利用率,可对装置进行改进的措施为:通Cl2导管的下端连接多孔球泡装置。
故答案为:IO3-+Cl2+2Na++3OH-=Na2H3IO6↓+2Cl-;通Cl2导管的下端连接多孔球泡装置;
(2)反应Ⅱ加入硝酸银反应生成不溶于水的黑色Ag5IO6,反应为:Na2H3IO6+5AgNO3=3HNO3+2NaNO3+Ag5IO6↓;滤液中生成硝酸,溶液显酸性;
故答案为:酸;
(3)上述分析可知Ag5IO6被氧化生成高碘酸,反应的化学方程式为:2Ag5IO6+5Cl2+H2O=10AgCl↓+5O2+2H5IO6,“无色气体”为O2(填化学式)。
故答案为:O2;
(4)依据化学反应的定量关系计算:NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6+2NaCl,Na2H3IO6+5AgNO3=3HNO3+2NaNO3+Ag5IO6↓,2Ag5IO6+5Cl2+H2O=10AgCl↓+5O2+2H5IO6,计算得到,2Cl2~2Na2H3IO6~10AgNO3~2Ag5IO6~5Cl2,所以整个流程需要控制加入氯气和硝酸银的物质的量之比为n(Cl2)∶n(AgNO3)=7∶10。
故答案为:7∶10;
(5)H5IO6具有强氧化性,可将FeSO4氧化为H2FeO4,自身被还原为HIO3,该反应的化学方程式为FeSO4+2H5IO6=H2FeO4+H2SO4+2HIO3。
故答案为:FeSO4+2H5IO6=H2FeO4+H2SO4+2HIO3。
【点睛】
本题考查了物质分离提纯的分析,主要是化学反应的定量关系分析计算,过程的产物判断和化学方程式的书写是解题关键,难点(4)写出方程式,计算得到,2Cl2~2Na2H3IO6~10AgNO3~2Ag5IO6~5Cl2,所以整个流程需要控制加入氯气和硝酸银的物质的量之比为n(Cl2)∶n(AgNO3)=7∶10。【解析】①.IO3-+Cl2+2Na++3OH-=Na2H3IO6↓+2Cl-②.通Cl2导管的下端连接多孔球泡装置③.酸④.O2⑤.7∶10⑥.FeSO4+2H5IO6=H2FeO4+H2SO4+2HIO320、略
【分析】【分析】
(1)在反应过程中,反应产生的环境污染气体为NO、NO2、N2O,为减少对环境的污染,从反应方程式NO+NO2+2NaOH==2NaNO2,确定NO、NO2的体积关系,从而在图中找到稀硝酸的最佳浓度范围。对应的反应2中,确定NO、NO2的体积关系;也就确定了物质的量关系,从而确定还原产物及相对关系,也就能写出反应的离子方程式。
(2)A.NaOH溶液;既能去除油污和氧化膜,也会与Al反应;
B.没有真空,也可在水浴条件下蒸发,但在防止Al(NO3)3分解的同时;也要防止水解反应的发生;
C.干燥器隔板下一般放硅胶吸水;浓硫酸吸水能力太强,会导致晶体失去所有的结晶水;
D.制取后的Al(NO3)3易吸水;必须密封保存。
(3)此反应实际是水和SOCl2反应,从化合价考虑,只能生成SO2和HCl。
(4)①通入水蒸气;不仅提高温度还起到增大铝与稀硝酸接触面积的作用;
②NO和NO2的物质的量之比不一定是1∶1。
Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,不用有机物,有机物不能除去吸附的HNO3。
③从分析冷凝管是多余的方向考虑;通入的水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降。
【详解】
(1)从硝酸和铝反应的还原产物分布图来看,在8~8.5mol·L-1时,NO∶NO2=1∶1,最容易被NaOH吸收,对应的方程式为NO+NO2+2NaOH===2NaNO2。对应的反应2的离子方程式是4Al+18H++6NO==4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2O。答案为:8~8.5;4Al+18H++6NO3-=4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2O;
(2)A.NaOH溶液;除油污和氧化膜,也要和Al反应,所以应适量,A不正确;
B.没有真空,也可在水浴条件下蒸发,既要防止Al(NO3)3的分解;也要防止发生水解,B不正确;
C.干燥器隔板下一般放硅胶吸水;打开时,要用力平推玻璃盖,C不正确;
D.制取后的Al(NO3)3必须密封保存;防水解,D正确。答案为:D;
(3)此反应实际是水和SOCl2反应,从化合价考虑,只能生成SO2和HCl,反应的方程式为Al(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑。答案为:Al(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑;
(4)①通入水蒸气;不仅提高温度还起到搅拌作用;答案为:搅拌;
②由于水蒸气通入和反应,HNO3的浓度不断变化,NO和NO2的物质的量之比不是1∶1,很难被NaOH吸收干净;答案为:由于HNO3在反应过程中浓度不断变化,NO和NO2物质的量之比不一定是1∶1;
Al(NO3)3·9H2O晶体吸附HNO3,合适的洗涤剂是冷水,不用有机物,有机物不能除去吸附的HNO3;答案为:冷水;
③从分析冷凝管是多余的方向考虑;通入水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小。答案为:通入水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小。
【点睛】
分析稀硝酸的最佳浓度范围时,从哪个角度切入,是解题的关键。从反应速率看,浓度越大,反应速率越快;从环保的角度看,最好是不产生污染环境的气体,N2不污染环境,不需对气体进行处理,其它气体都需收集或处理,所以自然会想到NO、NO2的综合处理。综合以上两点,就能确定硝酸的浓度范围。【解析】8~8.54Al+18H++6NO3-=4Al3++3NO↑+3NO2↑+9H2ODAl(NO3)3·9H2O+9SOCl2=Al(NO3)3+9SO2↑+18HCl↑搅拌由于HNO3在反应过程中浓度不断变化,NO和NO2物质的量之比不一定是1∶1冷水通入的水蒸气,冷凝回流会使浓度迅速下降,反应速率迅速变小四、计算题(共3题,共27分)21、略
【分析】【详解】
(1)水是弱电解质,存在电离平衡:H2OH++OH-,在室温25℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14;
若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.10mol/L,则该温度下c(H+)==10-11mol/L;故该溶液的pH=11;
(2)25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,溶液显碱性,是由于该盐是强碱弱酸盐,在溶液中A2-发生水解反应,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),用离子方程式表示为A2-+H2O⇌HA-+OH-;
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度,由于CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液显碱性,升高温度,盐水解程度增大,溶液的碱性增强,所以CH3COONa溶液的pH增大,而NaOH溶液的pH变化比较小,所以分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH>NaOH溶液的pH;
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的NaOH溶液溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)=10-2mol/L,故三种溶液中水电离产生的c(H+)之比为10-12:10-12:10-2=1:1:1010;
(5)①NH4HSO4是强酸的酸式盐,电离产生H+使溶液显酸性;②NH4HCO3水解使溶液显碱性;③NH4Cl水解使溶液显酸性,碱性溶液的pH大于酸性溶液的pH,电离产生的H+浓度大于盐水解的酸性;所以三种溶液pH从大到小的顺序为:②>③>①;
三种溶液中都存在NH的水解作用,①NH4HSO4电离产生H+会抑制NH的水解作用,使c(NH)增大;②NH4HCO3溶液中水解会促进NH的水解作用,使溶液中c(NH)减小,故相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液;物质的量浓度从大到小的顺序为:②>③>①;
(6)①在酸性条件下,Cr2O将Fe2+氧化为Fe3+,Cr2O被还原为Cr3+,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式:Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则由Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,可知c3(OH-)=结合Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33,可知此时溶液中c(Cr3+)==6.0×10-8mol/L。【解析】1.0×10-1411A2-+H2O⇌HA-+OH->1:1:1010②>③
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