精品解析:上海市延安中学2024-2025学年高一上学期期中考试化学试卷
2024-12-06
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内容正文:
上海市延安中学2024学年第一学期期中考试
高一年级化学试卷
(考试时间:60分钟 满分:100分)
考生注意:
1.本考试设试卷和答题纸两部分,试卷包括试题与答题要求;所有答题必须涂(选择题)或写(非选择题)在答题纸上;做在试卷上一律不得分。
2.答题前,考生务必在答题纸上用黑色水笔清楚填写姓名、班级、学号。
3.答题纸与试卷在试题编号上是一一对应的,答题时应特别注意,不能错位。
4.本试卷的选择题标注“不定项”的题目为1~2个正确选项,其余均为单项选择题。
相对原子质量:H-1 He-4 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39
一、综合题(共29分)
食盐可以作为氯碱工业原料,进一步得到更多的化工产品。
1. 海水晒盐的原理是
A. 海水分解 B. 升高温度,降低食盐的溶解度
C. 升高温度,增大杂质的溶解度 D. 利用阳光、风力蒸发浓缩海水,使食盐结晶出来
2. 粗盐提纯时,为有效除去、、,加入试剂的合理顺序为
A. 先加NaOH溶液,后加溶液,再加溶液
B. 先加NaOH溶液,后加溶液,再加溶液
C. 先加溶液,后加NaOH溶液,再加溶液
D. 先加溶液,后加NaOH溶液,再加溶液
3. 写出氯碱工业生产原理的化学方程式___________。
4. 利用下图装置模拟氯碱工业。
(1)下列说法正确的是___________。
A. 电极a连接电源负极 B. 该过程中化学能转变为电能
C. 阴极产生的气体可以燃烧 D. 阴离子可以透过交换膜
(2)装置中离子交换膜的作用是___________。
(3)阳极的电极反应式是___________,写出检验阳极产物的方法___________。
5. 已知20℃时,NaCl的溶解度为36g/100g,则在该温度下电解221gNaCl饱和溶液,可获得NaOH的最大质量为___________克?此时获得的最大物质的量为___________摩尔?写出计算过程。
6. 生产盐酸的工厂用___________燃烧来制取氯化氢,可以通过视孔观察到___________色火焰,再将氯化氢溶于水制得盐酸。
7. 将12 mol·L-1的盐酸(ρ=1.19 g·cm-3)50 mL稀释成6 mol·L-1的盐酸(ρ=1.10g·cm-3),需加水的体积约为
A. 50 mL B. 50.5 mL C. 55 mL D. 59.5 mL
8. 某同学在实验室制取、收集一瓶氯化氢气体,再将集气瓶倒立于水槽中,发现水未充满集气瓶,请分析原因___________。
二、综合题(共26分)
氯气、氯化铁、次氯酸盐都是重要的化工产品。
9. 下列关于氯气或氯元素的叙述中,正确的是
A. 以液态形式存在时可称作氯水 B. 氯气有毒,氯离子无毒
C. 氯离子和氯气均有刺激性气味 D. 液氯中含有大量的氯离子
10. 饱和氯水长期放置后,下列微粒数目在溶液中增多的是( )
A. Cl2 B. HClO C. Cl- D. H2O
11. 干燥的液氯可贮存在钢瓶里,而一旦液氯中混有水蒸气则钢瓶会很快被腐蚀。这是因为___________。
12. 铁在氯气中燃烧可以生成,氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是
A. 加入硫酸镁产生沉淀 B. 能透过半透膜
C. 能有丁达尔现象 D. 分散质分布均匀
13. 在某防灾演习现场,模拟一起大客车与装有氯气的槽罐车发生追尾事故,造成槽罐翻落、氯气泄漏。人防办立即指挥专业救援队在事发地点,测定风向,进行事故处置,引导大客车上的乘客
A. 顺风向高处转移 B. 顺风向低处转移 C. 逆风向高处转移 D. 逆风向低处转移
14. 自来水的生产中用液氯来消毒杀菌,请解释消毒原理___________。
15. 次氯酸和次氯酸盐都可以漂白,为什么工厂通常用次氯酸盐作为漂白剂?___________。
16. 氯气与消石灰可以制得漂白粉,请写出反应的化学方程式___________。漂白粉的有效成分是___________。
17. 为什么在工厂中通常使用漂白粉而不使用次氯酸钠作为漂白剂?___________。
18. 漂粉精久置于空气中会变质,在变质过程中不会涉及的性质是
A. HClO的漂白性 B. HClO的不稳定性
C. HClO的弱酸性 D. H2CO3的酸性
19. 常用含氯消毒剂可有效灭活新冠病毒,是战胜病毒的重要武器,按物质的组成分类,属于
A. 氧化物 B. 酸 C. 碱 D. 盐
三、实验题
20. 某小组在25℃、101kPa的实验条件下,用镁带与足量稀硫酸反应,测定氢气的摩尔体积。
(1)小组成员先配制50mL1mol·L-1稀硫酸,下列操作会使得所配溶液的浓度偏小的是___________。
A. 容量瓶中原有少量蒸馏水
B. 定容时俯视容量瓶刻度线
C. 胶头滴管加水时,有少量水滴到容量瓶外
D. 摇匀后发现液面低于刻度线,又加水至刻度线
(2)测定气体摩尔体积实验使用氢气,而不使用氯气的原因是___________.
(3)实验中导管a的作用是: ___________。
(4)反应结束后,___________,再平视刻度线读数并记录。
(5)若量气管的初读数为0.20mL,终读数为18.95mL,镁带的质量为0.020g,计算本实验氢气的摩尔体积为___________。
(6)请计算在25℃、101kPa时,1mol氢气体积的参考值为___________L(保留一位小数)。则本次实验的相对偏差为___________(保留一位小数)。
(7)若镁带中混有金属铝,会导致实验结果___________。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
(8)若终读数时量气管的液面低于水准管,会导致实验结果___________。
B.偏大 B.偏小 C.无影响
(9)可以通过多次平行实验来消除本实验的___________误差。
C.系统 B.随机 C.粗大
四、实验题
21. 无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为:。
(1)浓硫酸可用来制取氯化氢是因为浓硫酸___________。
A. 强酸性 B. 吸水性 C. 氧化性 D. 难挥发性
(2)写出B处烧瓶中发生反应的化学方程式___________。
(3)进行实验时应___________。
A.先点燃B处酒精灯 B.先点燃D处酒精灯 C.两处同时点燃酒精灯
(4)用粗短导管连接D、E的目的是___________。
A. 防堵塞 B. 防倒吸 C. 平衡气压 D. 冷凝
(5)E瓶的作用是___________。
(6)F中盛有碱石灰,其目的是___________。
A. 吸收HCl B. 吸收 C. 吸收 D. 吸收
(7)有人将D中固体改为市售氯化铝(化学式为)也能进行无水氯化铝的制备,若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝:化学式为,且质量是原市售氯化铝的40%,则可推算n的值为___________。(计算结果用整数表示)
(8)有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变,也能制备无水。事实证明这样做比较危险,请简述理由___________。
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上海市延安中学2024学年第一学期期中考试
高一年级化学试卷
(考试时间:60分钟 满分:100分)
考生注意:
1.本考试设试卷和答题纸两部分,试卷包括试题与答题要求;所有答题必须涂(选择题)或写(非选择题)在答题纸上;做在试卷上一律不得分。
2.答题前,考生务必在答题纸上用黑色水笔清楚填写姓名、班级、学号。
3.答题纸与试卷在试题编号上是一一对应的,答题时应特别注意,不能错位。
4.本试卷的选择题标注“不定项”的题目为1~2个正确选项,其余均为单项选择题。
相对原子质量:H-1 He-4 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39
一、综合题(共29分)
食盐可以作为氯碱工业原料,进一步得到更多的化工产品。
1. 海水晒盐的原理是
A. 海水分解 B. 升高温度,降低食盐的溶解度
C. 升高温度,增大杂质的溶解度 D. 利用阳光、风力蒸发浓缩海水,使食盐结晶出来
【答案】D
【解析】
【分析】海水晒盐的原理主要是利用日光和风力使海水中的水分蒸发,从而得到食盐晶体;选择地势较高、阳光充足的地区将海水引入盐田,利用太阳能和风力驱动的机械设备,如风扇和水泵,对海水进行循环加热和冷却,以加快海水中水分的蒸发速度,当海水中的水分大量蒸发后,会慢慢析出食盐晶体,据此信息回答。
【详解】A.晒盐过程中是海水蒸发,不是分解,A错误;
B.升高温度,是加快海水中水分的蒸发速度,B错误;
C.升高温度,是加快海水中水分的蒸发速度,C错误;
D.根据分析,海水晒盐的原理主要是利用日光和风力使海水中的水分蒸发,从而得到食盐晶体,D正确;
故答案为:D。
2. 粗盐提纯时,为有效除去、、,加入试剂的合理顺序为
A. 先加NaOH溶液,后加溶液,再加溶液
B. 先加NaOH溶液,后加溶液,再加溶液
C. 先加溶液,后加NaOH溶液,再加溶液
D. 先加溶液,后加NaOH溶液,再加溶液
【答案】BC
【解析】
【详解】为有效除去、、,选NaOH除去镁离子,选氯化钡除去硫酸根离子,选碳酸钠除去钡离子、钙离子,则碳酸钠一定在氯化钡之后,NaOH溶液顺序不作要求,则选项中B、C符合;
故选BC。
3. 写出氯碱工业生产原理的化学方程式___________。
【答案】
【解析】
【详解】氯碱,即氯碱工业,也指使用饱和食盐水制氯气、氢气和烧碱的方法,工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,其反应方程式为。
4. 利用下图装置模拟氯碱工业。
(1)下列说法正确的是___________。
A. 电极a连接电源负极 B. 该过程中化学能转变为电能
C. 阴极产生的气体可以燃烧 D. 阴离子可以透过交换膜
(2)装置中离子交换膜的作用是___________。
(3)阳极的电极反应式是___________,写出检验阳极产物的方法___________。
【答案】(1)AC (2)只允许阳离子通过,不允许阴离子和分子通过,可以防止氯气与氢氧化钠溶液反应导致氢氧化钠中含有杂质,也可以防止氯气与氢气在光照条件下反应发生爆炸
(3) ①. 2Cl--2e-=Cl2↑ ②. 将湿润的淀粉—碘化钾试纸放在阳极气体出口处,试纸会变为蓝色
【解析】
【分析】右侧通入精制饱和食盐水,则氯离子在电极b放电生成氯气,电极b为阳极,与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子。
【小问1详解】
A.由分析可知,与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极,故正确;
B.由图可知,该装置为电能转化为化学能的电解池,故错误;
C.由分析可知,与直流电源负极相连的电极a为电解池的阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,阴极产生的氢气是可以燃烧的气体,故正确;
D.钠离子从右侧向左侧移动,得到氢氧化钠浓溶液,则该装置使用的离子交换膜为阳离子交换膜,只允许阳离子通过,不允许阴离子通过,故错误;
故选AC;
【小问2详解】
食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气,阳极放电生成的氯气能与阴极区的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,且氯气还能与阴极区的氢气光照条件反应发生爆炸,所以装置中离子交换膜的作用是只允许阳离子通过,不允许阴离子和分子通过,可以防止氯气与氢氧化钠溶液反应导致氢氧化钠中含有杂质,也可以防止氯气与氢气在光照条件下反应发生爆炸,故答案为:只允许阳离子通过,不允许阴离子和分子通过,可以防止氯气与氢氧化钠溶液反应导致氢氧化钠中含有杂质,也可以防止氯气与氢气在光照条件下反应发生爆炸;
【小问3详解】
由分析可知,电极b为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl﹣-2e﹣=Cl2↑,氯气能与碘化钾溶液反应生成能使淀粉溶液变蓝色的单质碘,所以检验氯气的方法是将湿润的淀粉—碘化钾试纸放在阳极气体出口处,试纸会变为蓝色,故答案为:2Cl﹣-2e﹣=Cl2↑;将湿润的淀粉—碘化钾试纸放在阳极气体出口处,试纸会变为蓝色。
5. 已知20℃时,NaCl的溶解度为36g/100g,则在该温度下电解221gNaCl饱和溶液,可获得NaOH的最大质量为___________克?此时获得的最大物质的量为___________摩尔?写出计算过程。
【答案】 ①. 40 ②. 0.5
【解析】
【详解】NaCl的溶解度为36g/100g,相当于136g饱和氯化钠溶液中含有36gNaCl,则221gNaCl饱和氯化钠溶液含有NaCl的质量为58.5g,物质的量为1mol,电解饱和食盐水的化学方程式为,由方程式可知,可以获得NaOH的最大质量为1mol×40g/mol=40g;此时获得氢气的物质的量为0.5mol。
6. 生产盐酸的工厂用___________燃烧来制取氯化氢,可以通过视孔观察到___________色火焰,再将氯化氢溶于水制得盐酸。
【答案】 ①. 氢气在氯气 ②. 苍白
【解析】
【详解】生产盐酸的工厂用利用氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢溶于水制得盐酸;化学方程式为H2+Cl22HCl;氢气在氯气中燃烧的火焰为苍白色。
7. 将12 mol·L-1的盐酸(ρ=1.19 g·cm-3)50 mL稀释成6 mol·L-1的盐酸(ρ=1.10g·cm-3),需加水的体积约为
A. 50 mL B. 50.5 mL C. 55 mL D. 59.5 mL
【答案】B
【解析】
【详解】根据稀释过程中,溶质的量不变,可列方程:12 mol·L-1×0.05 L=6mol·L-1×V(稀盐酸),V(稀盐酸)=0.1L,m(稀盐酸)=0.1L×1 000mL·L-1×1.1 g·cm-3=110g,m(浓盐酸)=0.05L×1000mL·L-1×1.19g·cm-3=59.5g,m(H2O)=110g-59.5g=50.5g,水的密度为1g·cm-3,所以水的体积为50.5mL,故答案选B。
8. 某同学在实验室制取、收集一瓶氯化氢气体,再将集气瓶倒立于水槽中,发现水未充满集气瓶,请分析原因___________。
【答案】收集的气体不纯,有其他难溶于水的气体
【解析】
【详解】氯化氢极易溶于水,收集一瓶氯化氢气体,再将集气瓶倒立于水槽中,理论上全部充满集气瓶,未充满的原因可能是收集的气体不纯,有其他难溶于水的气体。
二、综合题(共26分)
氯气、氯化铁、次氯酸盐都是重要的化工产品。
9. 下列关于氯气或氯元素的叙述中,正确的是
A. 以液态形式存在时可称作氯水 B. 氯气有毒,氯离子无毒
C. 氯离子和氯气均有刺激性气味 D. 液氯中含有大量的氯离子
【答案】B
【解析】
【详解】A.的水溶液可称作氯水,以液态形式存在时可称作液氯,故A错误;
B.氯气有毒,氯离子无毒,故B正确;
C.氯离子无味、氯气有刺激性气味 ,故C错误;
D.液氯中只含有大量的氯气分子,故D错误;
选B。
10. 饱和氯水长期放置后,下列微粒数目在溶液中增多的是( )
A. Cl2 B. HClO C. Cl- D. H2O
【答案】C
【解析】
【详解】饱和氯水中会有两个化学反应Cl2+H2O =HClO +HCl,HClO HCl+O2↑,从化学反应式我们可以看出饱和氯水长期放置后,Cl-的数目会增多,答案选C。
11. 干燥的液氯可贮存在钢瓶里,而一旦液氯中混有水蒸气则钢瓶会很快被腐蚀。这是因为___________。
【答案】常温下干燥的氯气与铁不反应,氯气与水蒸气反应生成的盐酸和次氯酸会与铁反应
【解析】
【详解】常温下氯气与铁不反应,所以干燥的液氯可贮存在钢瓶里,而一旦液氯中混有水蒸气则钢瓶会很快被腐蚀是因为,氯气与水蒸气反应生成的盐酸和次氯酸,盐酸能和铁反应生成氯化亚铁和氢气,生成的氯化亚铁还能被次氯酸氧化为氯化铁,所以钢瓶会很快被腐蚀;故答案为:常温下干燥的氯气与铁不反应,氯气与水蒸气反应生成的盐酸和次氯酸会与铁反应。
12. 铁在氯气中燃烧可以生成,氯化铁溶液与氢氧化铁胶体具有的共同性质是
A. 加入硫酸镁产生沉淀 B. 能透过半透膜
C. 能有丁达尔现象 D. 分散质分布均匀
【答案】D
【解析】
【详解】A.向氯化铁溶液加入硫酸镁无明现象,向氢氧化铁胶体中加入硫酸镁,会使胶体聚沉而产生沉淀,故A不符合题意;
B.氯化铁溶液中的铁离子和氯离子可以透过半透膜,而氢氧化铁胶体中的胶粒不能透过半透膜,故B不符合题意;
C.氢氧化铁胶体能产生丁达尔现象,氯化铁溶液不能产生丁达尔现象,故C不符合题意;
D.溶液和胶体都是均匀、稳定的分散系,故D符合题意;
故选D。
13. 在某防灾演习现场,模拟一起大客车与装有氯气的槽罐车发生追尾事故,造成槽罐翻落、氯气泄漏。人防办立即指挥专业救援队在事发地点,测定风向,进行事故处置,引导大客车上的乘客
A. 顺风向高处转移 B. 顺风向低处转移 C. 逆风向高处转移 D. 逆风向低处转移
【答案】C
【解析】
【详解】氯气有毒,且氯气的密度大于空气的密度,因此应引导大客车上的乘客逆风向高处转移,故选C。
14. 自来水的生产中用液氯来消毒杀菌,请解释消毒原理___________。
【答案】向水中通入氯气,氯气遇水会产生次氯酸HClO,HClO具有强氧化性,可以用于杀菌、消毒
【解析】
【详解】向水中通入氯气,氯气遇水会产生次氯酸HClO,HClO具有强氧化性,可以用于杀菌、消毒。
15. 次氯酸和次氯酸盐都可以漂白,为什么工厂通常用次氯酸盐作为漂白剂?___________。
【答案】次氯酸盐比次氯酸稳定,不易分解,且次氯酸盐固体比次氯酸易于贮存和运输
【解析】
【详解】次氯酸遇光易分解生成盐酸和氧气,次氯酸盐性质稳定,遇光不发生分解反应,所以工厂通常用次氯酸盐作为漂白剂是因为次氯酸盐比次氯酸稳定,不易分解,且次氯酸盐固体比次氯酸易于贮存和运输,故答案为:次氯酸盐比次氯酸稳定,不易分解,且次氯酸盐固体比次氯酸易于贮存和运输。
16. 氯气与消石灰可以制得漂白粉,请写出反应的化学方程式___________。漂白粉的有效成分是___________。
【答案】 ①. 2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ②. Ca(ClO)2
【解析】
【详解】氯气与消石灰反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,化学反应方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是Ca(ClO)2。
17. 为什么在工厂中通常使用漂白粉而不使用次氯酸钠作为漂白剂?___________。
【答案】漂白粉制备成本低,比次氯酸钠更稳定,易于储存和运输
【解析】
【详解】漂白粉的制备相对简单,可以通过氯气与石灰乳反应制得,成本低;而次氯酸钠是氯气与氢氧化钠反应制得,成本高,同时漂白粉的有效成分是次氯酸钙,它比次氯酸钠更稳定,易于储存和运输。
故答案为:漂白粉制备成本低,比次氯酸钠更稳定,易于储存和运输。
18. 漂粉精久置于空气中会变质,在变质过程中不会涉及的性质是
A. HClO的漂白性 B. HClO的不稳定性
C. HClO的弱酸性 D. H2CO3的酸性
【答案】A
【解析】
【详解】A. 次氯酸的漂白性,能使物质褪色漂白,未体现,A项错误;
B. 次氯酸不稳定,见光易分解为氯化氢和氧气,B项正确;
C. 漂粉精的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,久置于空气中会发生的变化为:Ca(ClO)2+CO2+H2O═CaCO3↓+2HClO,该反应的原理是强酸制弱酸,碳酸的酸性比次氯酸的酸性强,体现了HClO的弱酸性,C项正确;
D. 久置于空气中会发生的变化为:Ca(ClO)2+CO2+H2O═CaCO3↓+2HClO,该反应的原理是强酸制弱酸,体现了H2CO3的酸性,D项正确;
答案选A。
19. 常用含氯消毒剂可有效灭活新冠病毒,是战胜病毒的重要武器,按物质的组成分类,属于
A. 氧化物 B. 酸 C. 碱 D. 盐
【答案】A
【解析】
【详解】是由氯元素和氧元素组成的化合物,组成中只含两种元素,其中一种是氧元素,属于氧化物,故选A。
三、实验题
20. 某小组在25℃、101kPa的实验条件下,用镁带与足量稀硫酸反应,测定氢气的摩尔体积。
(1)小组成员先配制50mL1mol·L-1稀硫酸,下列操作会使得所配溶液的浓度偏小的是___________。
A. 容量瓶中原有少量蒸馏水
B. 定容时俯视容量瓶刻度线
C. 胶头滴管加水时,有少量水滴到容量瓶外
D. 摇匀后发现液面低于刻度线,又加水至刻度线
(2)测定气体摩尔体积实验使用氢气,而不使用氯气的原因是___________.
(3)实验中导管a的作用是: ___________。
(4)反应结束后,___________,再平视刻度线读数并记录。
(5)若量气管的初读数为0.20mL,终读数为18.95mL,镁带的质量为0.020g,计算本实验氢气的摩尔体积为___________。
(6)请计算在25℃、101kPa时,1mol氢气体积的参考值为___________L(保留一位小数)。则本次实验的相对偏差为___________(保留一位小数)。
(7)若镁带中混有金属铝,会导致实验结果___________。
A.偏大 B.偏小 C.无影响
(8)若终读数时量气管的液面低于水准管,会导致实验结果___________。
B.偏大 B.偏小 C.无影响
(9)可以通过多次平行实验来消除本实验的___________误差。
C.系统 B.随机 C.粗大
【答案】(1)D (2)氢气难溶于水,而氯气易溶于水,且能和水反应
(3)平衡气压,使硫酸顺利流下
(4)待气体冷却到室温,调整量气管内液面高度,使其与水准管内液面相平
(5)
(6) ①. 24.5 ②. -8.2%
(7)A (8)A
(9)B
【解析】
【分析】用镁带与足量的稀硫酸反应,右侧量气管高度的变化记录生成氢气的体积,从而测定气体的摩尔体积。
【小问1详解】
A.容量瓶中原有少量蒸馏水对溶质的物质的量和溶液的体积都无影响,所以对配制溶液的物质的量浓度无影响,故A不选;
B.定容时俯视液面导致溶液的体积偏小,加水的体积偏小,所配制溶液的物质的量浓度偏大,故B不选;
C.滴管加水时,有少量水滴到容量瓶外,对溶质的物质的量和溶液的体积无影响,所以对配制溶液的物质的量浓度无影响,故C不选;
D.摇匀后发现液面低于刻度线,又加水至刻度线,加的水偏多,所配制溶液的物质的量浓度偏小,故D选;
选D;
【小问2详解】
测定气体摩尔体积实验使用氢气,而不使用氯气的原因是氢气难溶于水,而氯气易溶于水,且能和水反应;
【小问3详解】
实验中导管a的作用是平衡气压,使硫酸顺利流下;
【小问4详解】
反应结束后,应等到气体冷却到室温,调整量气管内液面高度,使其与水准管内液面相平,再平视刻度线读数并记录
【小问5详解】
产生氢气的体积为18.75mL,镁带的质量为0.020g,根据方程式Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,产生氢气的物质的量为8.33×10-4mol,根据Vm==;
【小问6详解】
根据理想气体状态方程PV=nRT,标况下,有101kPa×22.4L=1mol×R×273K,在25℃、101kPa时,存在关系101kPa×V=1mol×R×298K,两式相除,得到,解得V≈24.5L,则1mol氢气体积的理论值为24.5L,则本次实验的相对偏差为;
【小问7详解】
相同质量的Mg和Al与足量酸反应,Al产生的氢气更多,因此镁带中混有金属铝,会生成更多的氢气,会导致实验结果偏大,故选A;
【小问8详解】
量气管的液面低于水准管,则水准管内气体压强比大气压小,导致量气管读数偏大,导致实验结果偏大,故选A;
【小问9详解】
可以通过多次平行实验来消除本实验的随机误差,故选B;
四、实验题
21. 无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为:。
(1)浓硫酸可用来制取氯化氢是因为浓硫酸___________。
A. 强酸性 B. 吸水性 C. 氧化性 D. 难挥发性
(2)写出B处烧瓶中发生反应的化学方程式___________。
(3)进行实验时应___________。
A.先点燃B处酒精灯 B.先点燃D处酒精灯 C.两处同时点燃酒精灯
(4)用粗短导管连接D、E的目的是___________。
A. 防堵塞 B. 防倒吸 C. 平衡气压 D. 冷凝
(5)E瓶的作用是___________。
(6)F中盛有碱石灰,其目的是___________。
A. 吸收HCl B. 吸收 C. 吸收 D. 吸收
(7)有人将D中固体改为市售氯化铝(化学式为)也能进行无水氯化铝的制备,若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝:化学式为,且质量是原市售氯化铝的40%,则可推算n的值为___________。(计算结果用整数表示)
(8)有人建议将上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变,也能制备无水。事实证明这样做比较危险,请简述理由___________。
【答案】(1)D (2)或
(3)A (4)A
(5)使AlCl3冷凝、收集AlCl3 (6)AD
(7)4 (8)制得的Cl2中混有HCl,与Al反应生成H2,H2与Cl2混合加热时会发生爆炸
【解析】
【分析】该实验的原理是先通过发生装置制备HCl气体,圆底烧瓶中是用浓硫酸与氯化钠制取氯化氢气体;然后通过浓硫酸干燥气体,与铝反应的氯化氢须要干燥,干燥的HCl再与Al反应,实验时,应先点燃B处酒精灯,使HCl气体充满装置,再加热D处,防止Al与空气中的O2反应,最后收集制得的AlCl3,F中的碱石灰,可吸收多余的HCl气体,防止污染空气,还可以吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入E瓶,使AlCl3水解,由此分析。
【小问1详解】
浓硫酸可用来制取氯化氢是因为浓硫酸的难挥发性,故选D;
【小问2详解】
实验室一般用浓硫酸和NaCl共热制备HCl气体,其原理是高沸点酸制取低沸点酸,B处发生反应的化学方程式为:或;
【小问3详解】
实验时,应先点燃B处酒精灯,使HCl气体充满装置,排出装置中的空气,再加热D处,防止Al与空气中的O2反应,故选A;
【小问4详解】
AlCl3升华后,易冷凝,若用细导管容易被堵塞,用粗短导管连接D、E的目的是防堵塞,故选A;
【小问5详解】
E瓶的作用是使AlCl3冷凝、收集AlCl3;
【小问6详解】
F中的碱石灰,可吸收多余的HCl气体,防止污染空气,还可以吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入E瓶,使AlCl3水解,故选AD;
【小问7详解】
所得碱式氯化铝是原市售氯化铝质量的40%,则可知AlCl3∙6H2O转化为Al2(OH)nCl(6-n)后,相对原子质量是原来的40%,即=40%,可得n=4;
【小问8详解】
用上述装置A、B中的试剂改为浓盐酸和二氧化锰,其余装置和试剂均不变,制得的氯气中含有氯化氢,氯化氢与铝产生氢气,在加热的条件下氢气与氯气能发生爆炸,所以这样做比较危险。
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