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2021-2022学年湖南省怀化市第三中学高一(下)月考化学试卷(第一次)(含答案解析)
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2021-2022学年湖南省怀化市第三中学高一(下)月考化学试卷(第一次)
1. 化学与人类生活、生产和社会可持续发展密切相关。下列说法错误的是
A. “84”消毒液具有强氧化性,可用于居家环境杀菌消毒
B. 酸雨、土壤酸化等环境问题通常都与硫的化合物有关
C. 天然气、液化石油气和煤是我国目前推广使用的清洁燃料
D. 减少化石燃料燃烧和汽车尾气排放,是减少雾霾发生的有效措施
2. 下列离子方程式中书写正确的是
A. 用NaOH溶液吸收SO2尾气:SO2+2OH−=SO 42−+H2O
B. 将少量SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+2ClO−+H2O=SO 32−+2HClO
C. 铜与浓硝酸反应:3Cu+8H++2NO 3−=3Cu2++2NO↑+4H2O
D. 用水除去NO中混有的NO2:3NO2+H2O=2H++2NO 3−+NO↑
3. 应用氯化铵可除去铜固体表面的氧化膜,涉及的反应是CuO+NH4Cl→Cu+CuCl2+N2+H2O(未配平)。下列说法正确的是
A. 氧化产物是CuCl2和N2
B. 反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C. 当有16gCuO反应时,反应中转移0.3mol电子
D. 反应中电子转移方向:
4. 用下列两种途径制取H2SO4(某些反应条件和产物已省略),下列有关说法错误的是
途径①:SH2SO4
途径②:SSO2→催化剂O2, ΔSO3→H2OH2SO4
A. 途径①中的反应体现了浓硝酸的强氧化性和酸性
B. 在实际工业生产中,途径②的第三步在吸收塔中进行,宜用98.3%的硫酸作吸收剂
C. 由途径①和②分别制取1molH2SO4,理论上均消耗1molS,均共转移6mol电子
D. 途径②相较于途径①更能体现“绿色化学”的理念,因为途径②的污染相对于途径①更小
5. 下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的
方案设计
现象和结论
A
证明H2O2有氧化性
将足量的H2O2溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中
若溶液中的紫红色褪去,则证明H2O2有氧化性
B
探究浓硫酸的特性
将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,有刺激性气体产生
浓硫酸有脱水性和强氧化性
C
鉴别两种红棕色气体NO2和Br2(g)
向盛有KI−淀粉溶液的试管中通入气体
溶液变成蓝色,说明该气体是Br2(g)
D
检验MnO2和浓盐酸反应后是否有酸剩余
取少量反应后的溶液于试管中,依次加入稀硝酸、AgNO3溶液,观察
若产生大量白色沉淀,则说明盐酸有剩余
A. A B. B C. C D. D
6. 由粗SiO2(含少量Fe2O3、Al2O3杂质)制备纯SiO2的流程如图所示,下列说法错误的是
A. X可用作木材防火剂
B. 步骤Ⅱ中的主要反应是Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4
C. 步骤Ⅱ中的稀硫酸不可用CO2代替
D. 若在实验室中完成步骤Ⅲ,一般在坩埚中进行
7. 1956年,美籍华人科学家吴健雄用 2760Co放射源进行实验验证了杨振宁和李政道的重要发现(此发现于1957年获得诺贝尔物理学奖)。 2760Co的衰变方程为: 2760Co=ZANi+−10e−+ve。其中,ve是反中微子,它的电荷数为0,静止质量可认为是0。下列的说法中正确的是
A. 2760Co为钴元素的一种较稳定核素 B. 2760Co与 2759Co互为同素异形体
C. 衰变反应属于化学反应 D. 上述方程中A为60,Z为28
8. W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法不正确的是
A. Y的一种单质在空气中易自燃,应保存在水中
B. X的气态氢化物能与其最高价含氧酸化合成盐
C. 氧化物的水化物的酸性:Y
9. 在学习氯元素及其化合物的知识后,某学生绘制了氯元素的价类二维图如下。下列叙述不正确的是
A. a、d溶液均具有酸性,且同物质的量浓度a的溶液酸性比d的溶液强
B. 含有4mol HCl的浓盐酸与足量的二氧化锰充分加热可制取1mol b
C. 化合物c的化学式为ClO2,可做自来水消毒剂,f也可以用于环境杀菌消毒
D. e具有强氧化性,固体e可与a的浓溶液反应制取b
10. “绿水青山就是金山银山”,为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含NH 4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如图流程:
下列说法正确的是
A. 固体1中含有CaSO3,再经还原可用于生产石膏
B. X可以是空气,其作用是将CO转化为CO2
C. NaNO2与含有NH 4+的废水反应,有1molN2生成转移6mol电子
D. 捕获产物的主要成分可用于工业炼铁
11. 在某澄清透明的酸性溶液中,能大量共存的离子组是
A. SO42−、Cl−、Mg2+、K+ B. Na+、CO32−、K+、Cl−
C. Fe2+、Na+、SO42−、MnO4− D. Na+、SO42−、HCO3-、K+
12. 某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2=2H2O,下列有关说法正确的是
A. 电子通过外电路从b极流向a极
B. b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e−=4OH−
C. 每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H2
D. H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
13. 对利用甲烷消除NO2污染进行研究,CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在2 L密闭容器中,控制不同温度,分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是
组别
温度
时间/minn/mol
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
0.15
A. 组别①中,0∼20min内,CH4的降解速率为 0.0125mol/(L⋅min)
B. 由实验数据可知实验控制的温度:T1>T2
C. 40min时,表格中T1对应的NO2浓度为0.20mol/L
D. 0∼10min内,CH4的降解速率:①>②
14. 已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ。且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ,水蒸气中1molH−O键形成时放出热量463kJ,则氢气中1molH−H键断裂时吸收热量为
A. 920kJ B. 557kJ C. 436kJ D. 188kJ
15. 某混合物X由Fe2O3、Cu、SiO2三种物质组成,进行如下实验:
下列有关说法正确的是
A. 由Ⅰ可知Cu能与过量的盐酸发生置换反应
B. 蓝色溶液中一定含有Cu2+、Fe2+,可能含有Fe3+
C. 将Ⅱ和Ⅰ的顺序互换,不影响实验最后残留固体的质量
D. 原混合物X中含Fe2O3的质量是4.48g、SiO2的质量为3.0g
16. (Ⅰ)回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是____(填序号,下同),属于吸热反应的是____。
①物质燃烧 ②二氧化碳通过炽热的碳 ③氢氧化钠溶于水的过程 ④炸药爆炸 ⑤碳酸钙高温分解
(Ⅱ)表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)。
物质
Cl2
Br2
I2
H2
能量/kJ
243
193
151
436
物质
HF
HCl
HBr
HI
能量/kJ
568
432
366
298
根据上述数据回答下列问题:
(2)下列物质本身具有的能量最低的是____。
A. H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(3)下列氢化物中,最稳定的是____。
A. HFB.HClC.HBrD.HI
(4)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)是____(填“吸热”或“放热”)反应。
(5)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是____。
17. 氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是___________,a中的试剂为___________。
(2)c中化学反应的离子方程式是___________。采用冰水浴冷却的目的是___________。
(3)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到KClO3晶体。沉淀过滤后,洗涤的操作方法是___________。
(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色。可知该条件下KClO3的氧化能力___________NaClO(填“大于”或“小于”)。
18. 浓硫酸与木炭在加热条件下可发生化学反应,为检验反应的产物,某同学设计了如下图所示的实验。请据此回答下列问题。
(1)仪器a的名称是___________。
(2)装置A中出现___________现象,证明气体产物中有H2O。
(3)为验证产物中是否含有SO2,该同学思考如下:
①B装置可证明产物中有SO2生成,现象是___________;
②该同学认为,如果去掉装置B也能实现产物SO2的验证,该同学依据的实验现象是___________。
③在不影响实验检验结果的情况下,理论上以下试剂中可以用来代替装置B中的品红溶液的有___________(填序号)。
A.H2O2溶液 B.饱和NaHCO3溶液
C.氯水 D.H2S溶液
(4)为验证产物中是否含有CO2,该同学思考如下:
①C装置的作用是___________,发生反应的离子方程式是___________。
②如果C中溶液褪色,为避免SO2对CO2检验造成干扰,可在原装置C与D之间插入下列装置,即C→___________→___________→D。
溴水
品红溶液
饱和碳酸钠溶液
氢氧化钠浓溶液
a
b
c
d
19. 海洋是巨大的资源宝库。大连市充分利用沿海优势,优先发展海水淡化生产与综合利用一体化绿色循环经济产业,逐步建立起较为完善的海水淡化产业链,全面推动海水淡化相关技术研发、装备制造、原材料生产和盐化工等产业集聚发展。
Ⅰ.从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)海水淡化的方法主要有_______等(写出一种即可)。
(2)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br−,其目的为_______。
(3)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为_______;由此反应可知,除环境保护外,在该工业生产中应解决的主要问题是_______。
(4)步骤Ⅲ蒸馏过程中,温度应控制在80∼90℃。温度过高或过低都不利于生产,若温度过高,_______;若温度过低,_______。
Ⅱ.某化学研究性学习小组模拟工业上从浓缩的海水中提取液溴的过程,设计了如下实验装置(夹持装置略去)和操作流程。已知:Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒。
①连接A与B,关闭活塞b、d,打开活塞a、c,向A中缓慢通入Cl2至反应完全;
②关闭活塞a、c,打开活塞b、d,向A中鼓入足量热空气;
③进行步骤②的同时,向B中通入足量SO2;
④关闭活塞b,打开活塞a,再通过A向B中缓慢通入足量Cl2;
⑤将B中所得液体进行萃取、分液,蒸馏并收集液溴。请回答下列问题:
(5)步骤①中通入氯气需缓慢的原因是_______。
(6)进行步骤③时,B中尾气可用_______(填字母)吸收处理。
a.水 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.饱和NaCl溶液
(7)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,向锥形瓶中滴加稀硫酸,再经步骤⑤,也能制得液溴。滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3、NaBr、CO2,则该反应的化学方程式为_______。
(8)与B装置相比,采用C装置的优点为_______。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.“84”消毒液有效成分是NaClO,具有强氧化性,可用于居家环境杀菌消毒,A正确;
B.酸雨、土壤酸化与SO2的过度排放有关,B正确;
C.煤燃烧释放出二氧化硫气体,污染空气,煤不属于清洁燃料,C错误;
D.化石燃料燃烧和汽车尾气排放会产生大量的可吸入颗粒物,会造成雾霾,减少化石燃料燃烧和汽车尾气排放,是减少雾霾发生的有效措施,D正确;
故选C。
2.【答案】D
【解析】A.二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为:SO2+2OH−=SO 32−+H2O,A错误;
B.将少量SO2气体通入NaClO溶液中,二氧化硫与次氯酸根离子发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:SO2+3ClO−+H2O=SO 42−+2HClO+Cl−,B错误;
C.铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,反应的离子方程式为:Cu+4H++2NO 3−=Cu2++2NO2↑+2H2O,C错误;
D.用水除去NO中混有的NO2,一氧化氮不与水反应,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的离子方程式为:3NO2+H2O=2H++2NO 3−+NO↑,D正确;
故选D。
3.【答案】C
【解析】A.配平的化学方程式是4CuO+2NH4Cl=3Cu+CuCl2+N2↑+4H2O,其中部分CuO被还原,氧化产物只有N2, A项错误;
B.由反应可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,B项错误;
C.当有16gCuO即0.2molCuO反应时,反应中转移0.3mol电子,C项正确;
D.反应中−3价N失电子,+2价Cu得电子,电子转移方向由N到Cu,D项错误;
故选:C。
4.【答案】A
【解析】A.S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,该反应中只体现了浓硝酸的强氧化性,不能体现酸性,故A错误;
B.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3,主要目的是防止产生酸雾,阻碍SO3的吸收,故B正确;
C.途径①和②都是由S来制备H2SO4,S的化合价从0价升高到+6价,制取1molH2SO4,理论上各消耗1mol S,各转移6mole−,故C正确;
D.途径①S与浓硝酸反应生成硫酸、二氧化氮和水,有副产物二氧化氮,而且二氧化氮会污染大气,所以途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念,故D正确;
故选:A。
5.【答案】B
【解析】A.将足量的H2O2溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中,若溶液中的紫红色褪去,则说明高锰酸根中锰元素化合价降低、被还原,过氧化氢体现还原性,不能证明H2O2有氧化性,A错误;
B.将浓硫酸滴到蔗糖表面,蔗糖变黑则有碳生成,体现了浓硫酸的脱水性;固体变黑膨胀,有刺激性气体产生,则是碳和浓硫酸发生反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,可证明浓硫酸有强氧化性,B正确;
C.二氧化氮、溴蒸气都具有氧化性,都会和碘离子反应生成碘单质,使淀粉变蓝色,C错误;
D. MnO2和浓盐酸反应不管是否有酸剩余,所得溶液必定含有氯离子,D错误;
故选B。
6.【答案】C
【解析】二氧化硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠(X),硅酸钠溶液与稀硫酸反应生成硅酸沉淀(Y),硅酸灼烧分解生成二氧化硅。
A.硅酸钠水溶液具有阻燃性,可用作木材防火剂,故A正确;
B.步骤Ⅱ是硅酸钠与稀硫酸反应生成硅酸沉淀,反应的化学方程式为:Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4,故B正确;
C.碳酸、硫酸的酸性都强于硅酸,都能够与硅酸盐反应生成硅酸,因此步骤Ⅱ中的稀硫酸可用CO2替代,故C错误;
D.步骧Ⅲ为灼烧固体分解,灼烧固体应在坩埚中进行,故D正确;
故选C。
7.【答案】D
【解析】A. 2760Co可用作放射源,则其应是钴元素的一种较不稳定的核素,故A错误;
B. 2760Co与 2759Co互为同位素,而不是同素异形体,故B错误;
C.衰变反应属于核变化,不属于化学反应,故C错误;
D.方程中,ve是反中微子,它的电荷数为0,静止质量可认为是0,而 2760Co=ZANi+−10e−+ve,则A为60,Z为28,故D正确。
8.【答案】C
【解析】W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,则W是H元素、X是N元素,Y、Z是第三周期元素,它们的最外层电子数之和为18,则Y最外层有5个电子、Z最外层有7个电子,Y是P元素、Z是Cl元素。
A.Y是P元素,白磷在空气中易自燃,应保存在水中,故A正确;
B.X是N元素,NH3和HNO3反应生成NH4NO3,故B正确;
C.Y是P元素,Z是Cl元素,最高价氧化物对应水化物的酸性:H3PO4
D.X是N元素,Z是Cl元素,常温下,NH3与Cl2反应生成氮气和氯化铵,故D正确;
故选C。
9.【答案】B
【解析】A. HCl、HClO溶液均具有酸性,HCl为强酸,HClO为弱酸,同物质的量浓度时HCl溶液的酸性比HClO溶液强,A正确;
B.稀盐酸和二氧化锰不反应,足量的MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸反应,盐酸变稀有剩余,故制取的Cl2小于1 mol,B错误;
C.c为ClO2,具有强氧化性,是一种新型自来水消毒剂,f为次氯酸盐,也具有强氧化性,可以用于环境杀菌消毒,C正确;
D. e可能为KClO3,具有强氧化性,KClO3固体可与浓盐酸反应制取Cl2,D正确;
故选B。
10.【答案】D
【解析】工业废气首先通过过量石灰乳除去二氧化硫和二氧化碳,气体1中含有氮气、一氧化氮和一氧化碳,气体X可以是空气,结合气体1通入氢氧化钠溶液中得到亚硝酸钠,和铵根发生归中反应生成氮气,气体2主要是一氧化碳和氮气,用捕获剂捕获一氧化碳,剩余氮气,以此解答。
A.固体1中含有CaCO3、CaSO3及过量的Ca(OH)2,再经氧化可用于生产石膏(CaSO4⋅xH2O),故A错误;
B.通入适量空气,主要作用是氧化NO,2NO+O2=2NO2,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,故B错误;
C.NH 4+和NO 2−发生氧化还原反应生成N2,离子方程式为NH 4++NO 2−=N2↑+2H2O,有1molN2生成转移3mol电子,故C错误:
D.捕获产物的主要成分为CO,可用于工业炼铁,故D正确;
故选D。
11.【答案】A
【解析】A.SO42−、Cl−、Mg2+、K+在酸性溶液中互不反应,可以大量共存,故A符合题意;
B.H+可以与CO32−反应,在酸性条件下不能大量共存,故B不符合题意;
C.酸性条件下,MnO4−可以氧化Fe2+,不能大量共存,故C不符合题意;
D.H+可以与HCO3-反应,在酸性条件下不能大量共存,故D不符合题意;
故选A。
12.【答案】D
【解析】A.燃料电池中,通入燃料氢气的电极是负极,则a是负极,通入氧化剂的电极b是正极,电子从负极a沿导线流向正极b,A错误;
B.b是正极,以CsHSO4固体为电解质传递H+,电极反应式为O2+4e−+4H+=2H2O,B错误;
C.未说明是标准状况,无法计算氢气体积,C错误;
D.阳离子氢离子从负极a通过固体酸电解质传递到b极,D正确。
13.【答案】C
【解析】A.①中0∼20min内,v(CH4)==0.00625mol⋅L−1⋅min−1,选项A错误;
B.温度越高反应速率越大,由实验数据可知0∼20min内,实验①中CH4物质的量的变化量为0.25mol,实验②中CH4的变化量0.32mol,则实验②温度高,即T1
D.温度越高,反应速率越快,则0∼10min内,CH4的降解速率①<②,选项 D错误;
故选C。
14.【答案】C
【解析】根据2H2+O2=2H2O反应,1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,则2molH2即4g完全燃烧生成水蒸气时放出热量484 kJ,设1molH−H键断裂时吸收热量为x kJ,根据化学反应放出的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量可得463kJ×4−496kJ−2x=484kJ,x=436,故选C。
15.【答案】C
【解析】A.经步骤Ⅰ,得到蓝色溶液,Fe2O3能与盐酸反应生成氯化铁,铜和铁离子发生反应生成亚铁离子和铜离子,铜不和稀盐酸发生反应,A项错误;
B.二氧化硅不与盐酸反应,4.92g固体加入过量氢氧化钠后过滤,还剩余1.92g固体,剩余固体为铜,铜过量,铁离子完全反应生成亚铁离子,B项错误;
C.将Ⅰ和Ⅱ的顺序互换,最后剩余固体仍然为1.92gCu,C项正确;
D.4.92g固体是SiO2和铜,最后剩余1.92g固体是铜,则SiO2的质量为3.0g,原混合物中Fe2O3和铜的质量=9.4g−3g=6.4g,Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,设反应的铜的物质的量为x,则反应的铁离子物质的量为2x,Fe2O3物质的量为x,160x+64x+1.92g=6.4g,x=0.02mol,Fe2O3的质量=0.02mol×160g/mol=3.2g,D项错误;
故选C。
16.【答案】(1)①④;②⑤
(2)A
(3)A
(4)放热
(5)Cl2
【解析】(1)①物质燃烧放出大量热,为放热反应;
②二氧化碳通过炽热的碳,二氧化碳与碳反应生成一氧化碳,为吸热反应;
③氢氧化钠溶于水的过程放出热量,但没产生新物质,是物理变化;
④炸药爆炸,放出大量的热,为放热反应;
⑤碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,为吸热反应;
综上分析,属于放热反应的是①④,属于吸热反应的是②⑤。
(2)A.根据表中数据可知,破坏1molH2中的化学键所消耗的能量为436kJ;
B.根据表中数据可知,破坏1molCl2中的化学键所消耗的能量为243kJ;
C.根据表中数据可知,破坏1molBr2中的化学键所消耗的能量为193kJ;
D.根据表中数据可知,破坏1molI2中的化学键所消耗的能量为151kJ;
综上分析,破坏1molH2中的化学键所消耗的能量最高,则说明氢气很稳定,具有的能量最低。
(3)A.根据表中数据可知,破坏1molHF中的化学键所消耗的能量为568kJ;
B.根据表中数据可知,破坏1molHCl中的化学键所消耗的能量为432kJ;
C.根据表中数据可知,破坏1molHBr中的化学键所消耗的能量为366kJ;
D.根据表中数据可知,破坏1molHI中的化学键所消耗的能量为298kJ;
综上分析,破坏1molHF中的化学键所消耗的能量最高,则说明HF最稳定。
(4)若X2为Cl2,则旧键断裂吸收的能量为:436kJ+243kJ=679kJ,新键形成释放的能量为:2×432kJ=864kJ,反应放出热量864kJ−679kJ=185kJ;
若X2为Br2,则旧键断裂吸收的能量为:436kJ+193kJ=629kJ,新键形成释放的能量为:2×366kJ=732kJ,反应放出热量732kJ−629kJ=103kJ;
若X2为I2,则旧键断裂吸收的能量为:436kJ+151kJ=587kJ,新键形成释放的能量为:2×298kJ=596kJ,反应放出热量596kJ−587kJ=9kJ;
综上分析,三个反应均为放热反应。
(5)由(4)中的计算,消耗等物质的量的H2时,放出热量最多的为Cl2。
17.【答案】(1)分液漏斗;饱和食盐水
(2)Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O;避免生成NaClO3
(3)向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2∽3次
(4)小于
【解析】本实验目的是制备KClO3和NaClO,并探究其氧化还原性质;首先利用浓盐酸和MnO2粉末共热制取氯气,生成的氯气中混有HCl气体,可在装置a中盛放饱和食盐水中将HCl气体除去;之后氯气与KOH溶液在水浴加热的条件发生反应制备KClO3,再与NaOH溶液在冰水浴中反应制备NaClO;氯气有毒会污染空气,所以需要d装置吸收未反应的氯气。
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗,据分析,a中的试剂为饱和食盐水。
(2)c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠,离子方程式是Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O;根据氯气与KOH溶液的反应可知,加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐,所以采用冰水浴冷却的目的是避免生成NaClO3。
(3)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到KClO3晶体,沉淀过滤后,洗涤的操作方法是向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2∽3次。
(4)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液,1号试管溶液颜色不变,2号试管溶液变为棕色,说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化,2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质,即可知该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO。
18.【答案】(1)分液漏斗
(2)白色固体变为蓝色
(3)①品红褪色(颜色变浅);②酸性高锰酸钾溶液颜色变浅(或褪色);③CD
(4)①除去SO2,防止对CO2的检验产生干扰;2MnO 4−+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO 42−+4H+;②a b
【解析】浓硫酸和碳在加热条件下反应生成CO2、SO2、H2O。先利用无水硫酸铜检验水蒸气,再用品红溶液检验二氧化硫,利用高锰酸钾溶液除去二氧化硫,利用澄清石灰水变浑浊证明二氧化碳的存在。
(1)仪器a的名称为分液漏斗;
(2)A装置中无水硫酸铜由白色变为蓝色,证明碳与浓硫酸混合加热反应产生水;
(3)①B装置品红溶液褪色(或溶液颜色变浅);
②CO2不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但SO2可以,SO2使酸性高锰酸钾溶液褪色的过程也是吸收SO2的过程,故酸性高锰酸钾溶液既能检验SO2又能除去CO2中的SO2,酸性高锰酸钾溶液颜色变浅说明产物中有SO2,而溶液未完全褪色时,说明SO2已经被除尽;
③A.装置B中品红溶液可以检验SO2,但又不影响CO2,利用H2O2溶液可以氧化吸收SO2,但没有明显现象,故A不选;
B.饱和NaHCO3溶液和SO2反应生成CO2,引入了CO2干扰后续实验,故B不选;
C.氯水可以氧化SO2,氯水颜色变浅,C可选:
D.H2S溶液还原SO2,生成黄色浑浊,D可选;
(4)①CO2、SO2均会使澄清石灰水变浑浊,故装置C的作用是吸收SO2,防止对CO2的检验产生干扰,发生反应的离子方程式是2MnO 4−+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO 42−+4H+;
②如果C中KMnO4溶液褪色,需要进一步除去SO2且不影响CO2检验:
a装置中溴水具有强氧化性,可吸收SO2;c装置中饱和碳酸钠溶液既吸收SO2又吸收CO2,不可选;d装置中氢氧化钠浓溶液既吸收SO2又吸收CO2,不可选;b装置可检验SO2已经除尽,故连接顺序是C→a→b→D。
19.【答案】(1)蒸馏法或电渗析法或离子交换法等
(2)富集溴元素
(3)Br2+SO2+2H2O=4H++SO42−+2Br−;强酸对设备的严重腐蚀
(4)大量水蒸气随溴排出,溴蒸气中水分增加;溴不能完全蒸出,产率低
(5)使反应更加充分,提高氯气利用率
(6)c
(7)3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑
(8)操作简单、污染小等
【解析】(1)海水淡化的方法有蒸馏法,电渗析法,离子交换法等。
(2)海水中的Br元素含量较少,步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br−,其目的为富集溴元素。
(3)在水溶液中,Br2和SO2发生氧化还原反应,生成HBr和H2SO4,离子方程式:SO2+Br2+2H2O=4H++SO42−+2Br−;反应过程中生成了HBr和H2SO4两种强酸,除了环境保护外,还需要解决的主要问题是强酸对设备的严重腐蚀。
(4)若温度过高,大量水蒸气随溴排出,溴蒸气中水分增加;若温度过低,Br2挥发不完全,不能完全蒸出,产率低。
(5)缓慢通入氯气,其目的是使A装置中的Br−与氯气反应更加充分,提高氯气利用率。
(6)B中的尾气含有没有反应的Br2和SO2,两者均与NaOH反应,因此可用NaOH溶液做尾气吸收剂,c符合题意。
(7)若直接连接A与C,进行步骤①和②,充分反应后,根据滴加稀硫酸之前,C中反应生成了NaBrO3、NaBr、CO2,可知空气吹出的Br2与Na2CO3反应得到NaBrO3、NaBr和CO2,反应的化学方程式为3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑。
(8)与B装置相比,采用C装置可以不进行步骤③④,而且没有繁复地开关活塞,过程中没有使用SO2,因此优点为操作简单、污染小。
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