内容正文:
2024~2025学年上海市复旦大学附属中学高一上学期期中检测卷B
化学试卷
(考试时间60分钟 满分100分)
考生注意:
1.带2B铅笔、黑色签字笔、橡皮擦、计算器等参加考试,考试期间严格遵守考试纪律,听从监考员指挥,杜绝作弊
2.选择题如无说明,则为单选,多选题则有1~2个正确选项
3.请作答在答题纸上,作答在试卷上的一律不予评分
4.相对原子质量: Ca-40 C-12 O-16 S-32 H-1 Na-23 Cl-35.5
一. 纳米材料
纳米材料的应用广泛,包括传感器、催化剂、医学、电子工业及面料等领域,因其具有特异的光、磁、电、力学和化学性质。制备方法多样,如气相法、溶剂法(包括溶胶-凝胶法、沉淀法等)、机械法、生物法及杂化法等。选择适合的方法取决于应用领域、所需尺寸和性质等要求。随着制备技术的不断发展,纳米材料的应用将进一步拓展,占据材料科学竞争与技术前沿的重要位置。
1. 中国科学技术大学的钱逸泰教授等以和金属钠为原料,在700℃时制造出纳米级金刚石粉末,同时获得一种化合物,被科学家们誉为“稻草变黄金”,同学们对此有下列一些理解,正确的是
A. 金刚石是碳的一种同位素 B. 纳米级金刚石粉末属于胶体
C. 另一种化合物为 D. 这个反应属于氧化还原反应
2. 四轮纳米车是荷兰科学家展示的全球最小的、由80个单个碳原子制成的“电动车”,该“车”仅为4纳米长,是一个可以定向移动的分子,当施加微弱电流时,会向前行驶。下列说法正确的是
A. 用激光笔照射该物质分散在蒸馏水中形成的分散系,光线通过时出现明亮的“通路”
B. “四轮纳米车”分子既可透过滤纸,也可透过半透膜
C. “四轮纳米车”与石墨是同素异形体,物理性质不同,但化学性质相同
D. “四轮纳米车”是一种新型的化合物
3. “纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料,纳米碳就是其中一种。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的分散系是_______。是否将“纳米材料”均匀地分散到蒸馏水中都能形成该种分散系,_______(选填“是”或“否”)。
4. 当光束通过下列物质时,不会出现丁达尔效应的有几项
①纳米级的Fe(OH)3固体;②水;③蔗糖溶液;④FeCl3溶液;⑤云、雾;⑥淀粉溶液
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
5. 实验室利用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如下图所示:
(1)下列有关说法错误的是_______。
A. FeCl2·nH2O属于盐
B. FeCl2·nH2O固体的加热脱水过程属于化学变化
C. 不能用物理方法区别纳米级Fe和普通铁粉
D. 纳米级Fe与盐酸反应的化学方程式为:2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
(2)FeCl2与H2反应的化学方程式为:FeCl2+H2Fe+2HCl,该反应属于_______反应(填基本反应类型),从流程中分析,纳米级Fe和HCl能共存于产物中的原因是_______。
(3)制备纳米级Fe的过程中要通入N2,该操作的目的是_______。
二. 碳酸钙
碳酸钙是无机化合物,它广泛存在于自然界中,如石灰石、大理石等岩石中。在工业上,碳酸钙是重要的建筑材料和造纸、塑料、橡胶等行业的填充剂。此外,碳酸钙也作为补钙剂应用于医药和食品领域。
6. 下列三种药物常用于治疗胃酸过多,相同数量的药片中和胃酸能力的大小顺序为
A. ①=②=③ B. ①>②>③
C. ②>①>③ D. ③>①>②
7. 有一在空气中暴露过久的生石灰,经分析其中含氢氧化钙为a%,含碳酸钙b%,现取一定量的该固体,加入到100mL 1 mol/L的盐酸中,为了反应掉过量的酸,需继续往反应后的溶液中加m克的原样品,由此可知蒸发中和后的溶液可得固体质量为
A. 5.55g B. 7.55g C. 11.1g D. 无法计算
8. 某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):
①配制250mL 0.1000mol/L稀盐酸和90mL 0.1mol·L-1NaOH溶液;
②向一粒研碎后的药片0.1g中加入20.0mL蒸馏水;
③加入25mL 0.1000mol/L稀盐酸;
④用0.1mol·L-1NaOH溶液中和过量的稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积13.0mL;
请回答下列问题:
(1)欲用如下图标签所示的浓盐酸和蒸馏水配制240mL 0.1000mol/L的稀盐酸,需要量取浓盐酸的体积为_______ml
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.2g/cm3
HCl质量分数:36.5%
(2)欲配制90mL 0.1mol·L-1NaOH溶液,用到的仪器除了电子天平、烧杯外,还需用到______。
(3)下列操作导致所配制的稀盐酸物质的量浓度偏低的是_______。
A. 未洗涤烧杯和玻璃棒
B. 容量瓶用蒸馏水洗后未干燥
C. 定容时俯视看到刻度线
D. 定容后发现液面低于刻度线,再加水直至刻度线
(4)这种药片中碳酸钙的质量分数W(CaCO3)=_______。
9. 小张同学通过实验“测定鸡蛋壳中主要成分碳酸钙的质量分数”。
(1)按要求填写碳酸钙的类别属性(如按阳离子分类,碳酸钙属于钙盐):按阴离子分类,属于_______;按聚集状态分类,属于_______;按溶解性分类,属于_______;按电离程度分类,属于_______。
(2)为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,小张收集了干燥的鸡蛋壳拿去实验室,与足量稀盐酸在烧杯中反应(杂质不与盐酸反应)。有关实验数据如表:
反应前
反应后
烧杯和稀盐酸总质量
鸡蛋壳的质量
烧杯和剩余物总质量
150g
6.25g
154.05g
①写出反应的离子方程式_______;此反应是否属于氧化还原反应_______(填“是”或“否”);理由是_______。
②请你帮助小张同学计算他收集的鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数______(需写出计算过程)。
三. 青蒿素
已知青蒿素是一种有机物,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂如丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,不易挥发。乙醚的沸点为35℃。
10. 受中医古籍《肘后备急方》中将青蒿“绞汁”用药的启发,屠呦呦采用乙醚(沸点34.5℃)从黄花蒿中提取青蒿素,流程图如下:
(1)如上图是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程,下列有关实验操作的说法正确的是_______。
A. 干燥时应该将黄花青蒿加入硫酸铜溶液
B. 操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃仪器只有烧杯、分液漏斗
C. 操作II是蒸馏,所用玻璃仪器只有蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、牛角管
D. 操作III是重结晶,具体为溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤
(2)传统中药提取多采用水煎煮法,为何青蒿素不适宜此法?_______。
(3)在用乙醚浸泡提取前,先要对黄花蒿茎叶进行粉碎,目的是_______。
(4)在进行操作II时往往采用减压的条件,目的是_______。
(5)提取青蒿素的原理和过程在工业上有较多的应用。如从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3,其流程如图所示:
关于步骤Ⅰ~Ⅳ的说法错误的是_______。
A. 步骤Ⅰ和青蒿素中操作Ⅰ相同,其中苯可以用四氯化碳替代
B. 步骤Ⅱ中分离得到的苯可循环利用
C. 步骤Ⅲ可在上图装置中完成
D. 步骤Ⅳ为蒸发结晶,当有少量晶体析出时,停止加热
(6)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下:将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管中,缓缓通入空气数分钟后﹐再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
①装置E中盛放的物质是_______(填字母,下同),装置F中盛放的物质是_______。
a.浓硫酸 b.NaOH溶液 c.无水CaCl2 d.碱石灰
②该实验装置可能会产生误差,改进方法是_______。
③用合理改进后的装置进行实验,得到数据如下表所示,则:测得青蒿素的最简式是_______。
装置
实验前/g
实验后/g
E
22.6
42.4
F
80.2
146.2
④为保证所得数据绝对准确,可以进行的改进是_______。
四. 新型消毒剂
二氧化氯与高铁酸钠是新型消毒剂。二氧化氯消毒效率高,且不会产生有害物质。高铁酸钠也是一种新型绿色消毒剂,由钠离子和高铁酸根离子构成,具有强氧化性,能高效杀灭病菌病毒、去除微细悬浮物。两者均优于传统消毒剂,为饮用水处理带来了新选择。
11. 二氧化氯是一种新型消毒剂,具有安全、高效、广谱等优点。以下是ClO2的两种制法:
方法一:___NaClO3+___HCl=___ClO2↑+___Cl2↑+___NaCl+___H2O
方法二:3NaClO3+3H2SO4(浓)=HClO4+2C1O2↑+3NaHSO4+H2O
(1)试配平方法一方程式并用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目_______。
(2)在方法一中,体现了HCl的性质有_______;当有0.2mol电子转移时,参与反应的还原剂的物质的量为_______。
(3)两种方法相比,_______(填“方法一”或“方法二”)制备的二氯化氢更适合饮用水的消毒,其主要原因是_______。
(4)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒无害的两种气体,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同时的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍。
(5)将ClO2气体先用稳定剂吸收,加酸后释放出ClO2,可用于水果保鲜。稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如下图所示。你认为效果较好的稳定剂是_______,原因是_______。
12. 高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强。工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平):Fe(NO3)3+ NaOH + Cl2=Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl + H2O。
(1)高铁酸钠中,铁元素的化合价是_______;上述制取高铁酸钠的反应中,铁元素被_______(填“还原”或“氧化”),每消耗1NA个氯气分子,转移电子_______个。
(2)高铁酸钠溶解于水,立即与水发生剧烈反应,放出氧气,正是这些在水中新产生出的氧原子发挥其极强的氧化能力给水杀菌消毒的。高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂原因铁元素转化为Fe(OH)3胶体,使水中悬浮物沉聚,Fe(OH)3胶体微粒直径的范围是_______nm,由此,我们可以得到高铁酸钠比单纯的强氧化剂(如NaClO)净水效果更好,其原因为_______。
五. 大海的馈赠
大海的馈赠:碧波万顷藏珍宝,潮起潮落润万物,鱼虾贝蟹共繁荣。
13. 海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法错误的是
A. 海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
B. 利用潮汐发电是将化学能转化为电能
C. 电解熔融海水中富含的NaCl可制备Cl2
D. 利用盐田法使海水中的食盐析出,其原理是蒸发结晶
14. 电解饱和食盐水的实验中,在U形管的两端产生的气体分别通入淀粉KI溶液,则一段时间后淀粉KI溶液变蓝的是
A. 阳极 B. 阴极 C. 负极 D. 正极
15. 海带里面具有丰富的碘元素,将海带中的碘提取出来经过了灼烧、浸取、氧化等流程,在氧化阶段加入硫酸酸化的过氧化氢,请写出反应的离子方程式:_______。
16. 某工厂制得的纯碱中含有少量NaCl。取5.5g纯碱样品加入足量稀硫酸,得到标准状况下1120mL CO2.则样品中纯碱的质量分数是_______%(保留1位小数)。
17. 开发和利用海洋资源是当前科学研究的一项重要任务,如图是某化工厂对海洋资源综合利用的流程图:
(1)写出流程中⑦所用的方法:_______;步骤③的条件可以是_______;D具有杀菌消毒的作用,在喷洒前需要在空气中晾置一会,这样做的原因是_______。
(2)初步提纯后的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质,精制时一般步骤如下,则加入的试剂①、②分别是:_______、_______。
粗盐滤液精盐
(3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力(即得电子数)相当于多少克Cl2的氧化能力(氯元素均被还原至-1价),则亚氯酸钠NaClO2的有效氯含量为_______(保留两位小数)。
(4)流程⑥将溴单质从水溶液中分离出来是基于溴单质具有_______性,对粗溴一般做如下处理:
其中步骤Ⅱ、Ⅲ起到的作用是_______。
(5)如图,向盛有NaCl溶液的试管中滴加AgNO3溶液,静置后用一束光照射试管,发现试管的三个不同区域中只有一个区域具有明显的丁达尔效应。
①写出制备氯化银胶体的方程式:_______。
②具有明显的丁达尔效应的是区域______(填字母) ;分离出C区域的分散质的方法是______。
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2024~2025学年上海市复旦大学附属中学高一上学期期中检测卷B
化学试卷
(考试时间60分钟 满分100分)
考生注意:
1.带2B铅笔、黑色签字笔、橡皮擦、计算器等参加考试,考试期间严格遵守考试纪律,听从监考员指挥,杜绝作弊
2.选择题如无说明,则为单选,多选题则有1~2个正确选项
3.请作答在答题纸上,作答在试卷上的一律不予评分
4.相对原子质量: Ca-40 C-12 O-16 S-32 H-1 Na-23 Cl-35.5
一. 纳米材料
纳米材料的应用广泛,包括传感器、催化剂、医学、电子工业及面料等领域,因其具有特异的光、磁、电、力学和化学性质。制备方法多样,如气相法、溶剂法(包括溶胶-凝胶法、沉淀法等)、机械法、生物法及杂化法等。选择适合的方法取决于应用领域、所需尺寸和性质等要求。随着制备技术的不断发展,纳米材料的应用将进一步拓展,占据材料科学竞争与技术前沿的重要位置。
1. 中国科学技术大学的钱逸泰教授等以和金属钠为原料,在700℃时制造出纳米级金刚石粉末,同时获得一种化合物,被科学家们誉为“稻草变黄金”,同学们对此有下列一些理解,正确的是
A. 金刚石是碳的一种同位素 B. 纳米级金刚石粉末属于胶体
C. 另一种化合物为 D. 这个反应属于氧化还原反应
【答案】CD
【解析】
【详解】A.金刚石是单质,是碳的一种同素异形体,故A错误;
B.金刚石是只由碳元素所形成的纯净物,属于非金属单质,胶体是一种分散系,属于混合物,故金刚石粉末不属于胶体,故B错误;
C.CCl4和金属钠为原料,在700℃时制造出纳米级金刚石粉末同时生成氯化钠,反应的方程式为4Na+CCl4C+4NaCl,则另一种化合物是NaCl,故C正确;
D.反应中Na、C元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故D正确;
答案选CD。
2. 四轮纳米车是荷兰科学家展示的全球最小的、由80个单个碳原子制成的“电动车”,该“车”仅为4纳米长,是一个可以定向移动的分子,当施加微弱电流时,会向前行驶。下列说法正确的是
A. 用激光笔照射该物质分散在蒸馏水中形成的分散系,光线通过时出现明亮的“通路”
B. “四轮纳米车”分子既可透过滤纸,也可透过半透膜
C. “四轮纳米车”与石墨是同素异形体,物理性质不同,但化学性质相同
D. “四轮纳米车”是一种新型的化合物
【答案】AC
【解析】
【详解】A.该分子仅为4nm,粒径处于1~100nm之间,分散在蒸馏水中形成胶体,胶体具有丁达尔效应,所以有明亮的通路,故A正确;
B.“四轮纳米车”分子粒径大于半透膜的孔径,不能透过半透膜,故B错误;
C.“四轮纳米车”与石墨都是碳元素形成的单质,是同素异形体,同素异形体物理性质不同,化学性质几乎相同,故C正确;
D.该物质为碳单质,故D错误;
故选:AC。
3. “纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料,纳米碳就是其中一种。若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的分散系是_______。是否将“纳米材料”均匀地分散到蒸馏水中都能形成该种分散系,_______(选填“是”或“否”)。
【答案】 ①. 胶体 ②. 是
【解析】
【详解】分散质粒子直径再1~100nm的分散系叫胶体,故将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的分散系是胶体,由于“纳米材料”是粒子直径为几纳米至几十纳米的材料,故将“纳米材料”均匀地分散到蒸馏水中都能形成的分散系都是胶体。
4. 当光束通过下列物质时,不会出现丁达尔效应的有几项
①纳米级的Fe(OH)3固体;②水;③蔗糖溶液;④FeCl3溶液;⑤云、雾;⑥淀粉溶液
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
【答案】C
【解析】
【详解】①②③④不属于胶体,不具有丁达尔效应;⑤云、雾是胶体,具有丁达尔效应,故⑤不选;⑥淀粉溶液是胶体,具有丁达尔效应,故⑥不选;则不会出现丁达尔效应的是①②③④,共4项;
故选C。
5. 实验室利用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如下图所示:
(1)下列有关说法错误的是_______。
A. FeCl2·nH2O属于盐
B. FeCl2·nH2O固体的加热脱水过程属于化学变化
C. 不能用物理方法区别纳米级Fe和普通铁粉
D. 纳米级Fe与盐酸反应的化学方程式为:2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
(2)FeCl2与H2反应的化学方程式为:FeCl2+H2Fe+2HCl,该反应属于_______反应(填基本反应类型),从流程中分析,纳米级Fe和HCl能共存于产物中的原因是_______。
(3)制备纳米级Fe的过程中要通入N2,该操作的目的是_______。
【答案】(1)CD (2) ①. 置换反应 ②. 高温下HCl气体不与Fe反应
(3)防止铁粉与空气中的氧气接触自燃
【解析】
【分析】由题给流程可知,FeCl2·nH2O固体加热脱水生成氯化亚铁,在氮气氛围中氢气与氯化亚铁高温条件下反应得到纳米铁粉。
【小问1详解】
A.由化学式可知,FeCl2·nH2O属于盐类,故正确;
B.FeCl2·nH2O固体加热脱水生成无水氯化亚铁,脱水过程中有新物质生成,属于化学变化,故正确;
C.铁粉和纳米铁粉的最大区别是颗粒直径大小不同,溶于水得到的分散系分别为悬浊液和胶体,则分别向铁粉和纳米铁粉加入水中,利用丁达尔效应鉴别铁粉和纳米铁粉,故错误;
D.纳米铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故错误;
故选CD;
【小问2详解】
由方程式可知,氢气与氯化亚铁高温条件下反应得到纳米铁粉的反应为有单质参加有单质生成的置换反应,由分析可知,纳米级铁和氯化氢能共存于产物中说明高温下氯化氢气体不与铁反应,故答案为:置换反应;高温下HCl气体不与Fe反应;
【小问3详解】
高温条件下铁易与空气中的氧气反应自燃,所以制备纳米级铁的过程中要通入氮气防止铁粉与空气中的氧气接触自燃,故答案为:防止铁粉与空气中的氧气接触自燃。
二. 碳酸钙
碳酸钙是无机化合物,它广泛存在于自然界中,如石灰石、大理石等岩石中。在工业上,碳酸钙是重要的建筑材料和造纸、塑料、橡胶等行业的填充剂。此外,碳酸钙也作为补钙剂应用于医药和食品领域。
6. 下列三种药物常用于治疗胃酸过多,相同数量的药片中和胃酸能力的大小顺序为
A. ①=②=③ B. ①>②>③
C. ②>①>③ D. ③>①>②
【答案】D
【解析】
【详解】有关反应的方程式为
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
则每片消耗盐酸的物质的量分别是,因此相同数量的药片中和胃酸能力的大小顺序为③>①>②。
答案选D。
7. 有一在空气中暴露过久的生石灰,经分析其中含氢氧化钙为a%,含碳酸钙b%,现取一定量的该固体,加入到100mL 1 mol/L的盐酸中,为了反应掉过量的酸,需继续往反应后的溶液中加m克的原样品,由此可知蒸发中和后的溶液可得固体质量为
A. 5.55g B. 7.55g C. 11.1g D. 无法计算
【答案】A
【解析】
【详解】氢氧化钙与盐酸的反应方程式为Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O,碳酸钙CaCO3与盐酸的反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,为了反应掉过量的酸,需继续往反应后的溶液中加mg的原样品,最后蒸干得到氯化钙,根据氯守恒,盐酸有0.1mol即Cl-有0.1mol,则CaCl2有0.05mol,所以可得固体质量为0.05×111=5.55g,故答案为A。
8. 某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):
①配制250mL 0.1000mol/L稀盐酸和90mL 0.1mol·L-1NaOH溶液;
②向一粒研碎后的药片0.1g中加入20.0mL蒸馏水;
③加入25mL 0.1000mol/L稀盐酸;
④用0.1mol·L-1NaOH溶液中和过量的稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积13.0mL;
请回答下列问题:
(1)欲用如下图标签所示的浓盐酸和蒸馏水配制240mL 0.1000mol/L的稀盐酸,需要量取浓盐酸的体积为_______ml
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.2g/cm3
HCl质量分数:36.5%
(2)欲配制90mL 0.1mol·L-1NaOH溶液,用到的仪器除了电子天平、烧杯外,还需用到______。
(3)下列操作导致所配制的稀盐酸物质的量浓度偏低的是_______。
A. 未洗涤烧杯和玻璃棒
B. 容量瓶用蒸馏水洗后未干燥
C. 定容时俯视看到刻度线
D. 定容后发现液面低于刻度线,再加水直至刻度线
(4)这种药片中碳酸钙的质量分数W(CaCO3)=_______。
【答案】(1)2.1 (2)100mL容量瓶,玻璃棒,胶头滴管 (3)AD
(4)60%
【解析】
【小问1详解】
标签中所示的浓盐酸的物质的量浓度c= ;根据稀释前后HCl物质的量相等,配制的稀盐酸,需要量取浓盐酸的体积为;
【小问2详解】
欲配制溶液,选用100mL容量瓶,操作步骤有:计算、称量、溶解并冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,根据操作步骤,用到的仪器除了电子天平、烧杯外,还需用到100mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管;
【小问3详解】
A.未洗涤烧杯和玻璃棒,溶质偏少,所配制的稀盐酸物质的量浓度偏低,故选A;
B.容量瓶用蒸馏水洗后未干燥,不影响溶质的物质的量和溶液体积,所配制的稀盐酸物质的量浓度无影响,故不选B;
C.定容时俯视看到刻度线,溶液体积偏小,所配制的稀盐酸物质的量浓度偏高,故不选C;
D.将容量瓶用瓶塞盖好,颠倒摇匀后发现液面低于刻度线,再加水直至刻度线,溶液体积偏大,所配制的稀盐酸物质的量浓度偏低,故选D;
选AD;
【小问4详解】
向一粒研碎后的药片中加入蒸馏水;加入稀盐酸;用溶液中和过量的稀盐酸,记录所消耗溶液的体积;NaOH消耗盐酸的物质的量为n(HCl)=n(NaOH)=0.013L×0.1mol/L=0.0013mol,则碳酸钙消耗盐酸的物质的量为0.025L×0.1mol/L-0.0013mol=0.0012mol,n(CaCO3)=0.5×0.0012mol=0.0006mol,这种药片中碳酸钙的质量分数。
9. 小张同学通过实验“测定鸡蛋壳中主要成分碳酸钙的质量分数”。
(1)按要求填写碳酸钙的类别属性(如按阳离子分类,碳酸钙属于钙盐):按阴离子分类,属于_______;按聚集状态分类,属于_______;按溶解性分类,属于_______;按电离程度分类,属于_______。
(2)为了测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,小张收集了干燥的鸡蛋壳拿去实验室,与足量稀盐酸在烧杯中反应(杂质不与盐酸反应)。有关实验数据如表:
反应前
反应后
烧杯和稀盐酸总质量
鸡蛋壳的质量
烧杯和剩余物总质量
150g
6.25g
154.05g
①写出反应的离子方程式_______;此反应是否属于氧化还原反应_______(填“是”或“否”);理由是_______。
②请你帮助小张同学计算他收集的鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数______(需写出计算过程)。
【答案】(1) ①. 碳酸盐 ②. 固体 ③. 难溶物 ④. 强电解质
(2) ①. 2H++CaCO3=Ca2+ +CO2↑+H2O ②. 否 ③. 反应中元素化合价保持不变 ④. 80%
【解析】
【小问1详解】
碳酸钙是难溶于水的固体,溶于水的碳酸钙在溶液中能完全电离出钙离子和碳酸根离子,所以碳酸钙固体是难溶性碳酸盐,属于强电解质,故答案为:碳酸盐;固体;难溶物;强电解质;
【小问2详解】
①碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为2H++CaCO3=Ca2+ +CO2↑+H2O,反应中没有元素发生化合价变化,属于非氧化还原反应,故答案为:2H++CaCO3=Ca2+ +CO2↑+H2O;否;反应中元素化合价保持不变;
②由质量守恒定律可知,反应生成二氧化碳的质量为150g+6.25g﹣154.05g=2.2g,由碳原子个数守恒可知,碳酸钙质量分数为=80%,故答案为:80%。
三. 青蒿素
已知青蒿素是一种有机物,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂如丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,不易挥发。乙醚的沸点为35℃。
10. 受中医古籍《肘后备急方》中将青蒿“绞汁”用药的启发,屠呦呦采用乙醚(沸点34.5℃)从黄花蒿中提取青蒿素,流程图如下:
(1)如上图是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程,下列有关实验操作的说法正确的是_______。
A. 干燥时应该将黄花青蒿加入硫酸铜溶液
B. 操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃仪器只有烧杯、分液漏斗
C. 操作II是蒸馏,所用玻璃仪器只有蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、牛角管
D. 操作III是重结晶,具体为溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤
(2)传统中药提取多采用水煎煮法,为何青蒿素不适宜此法?_______。
(3)在用乙醚浸泡提取前,先要对黄花蒿茎叶进行粉碎,目的是_______。
(4)在进行操作II时往往采用减压的条件,目的是_______。
(5)提取青蒿素的原理和过程在工业上有较多的应用。如从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3,其流程如图所示:
关于步骤Ⅰ~Ⅳ的说法错误的是_______。
A. 步骤Ⅰ和青蒿素中操作Ⅰ相同,其中苯可以用四氯化碳替代
B. 步骤Ⅱ中分离得到的苯可循环利用
C. 步骤Ⅲ可在上图装置中完成
D. 步骤Ⅳ为蒸发结晶,当有少量晶体析出时,停止加热
(6)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下:将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管中,缓缓通入空气数分钟后﹐再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
①装置E中盛放的物质是_______(填字母,下同),装置F中盛放的物质是_______。
a.浓硫酸 b.NaOH溶液 c.无水CaCl2 d.碱石灰
②该实验装置可能会产生误差,改进方法是_______。
③用合理改进后的装置进行实验,得到数据如下表所示,则:测得青蒿素的最简式是_______。
装置
实验前/g
实验后/g
E
22.6
42.4
F
80.2
146.2
④为保证所得数据绝对准确,可以进行的改进是_______。
【答案】(1)D (2)青蒿素不易挥发,不能随水蒸气蒸馏出,且对热不稳定,故水蒸气蒸馏法不适合提取青蒿素
(3)使得黄花蒿茎叶变得更细小,增大与萃取剂接触面积,提高萃取效率
(4)降低青蒿素的沸点,防止青蒿素受热分解 (5)AD
(6) ①. c ②. d ③. 在装置F后接一个气球(使得空气中二氧化碳和水蒸气无法进入F装置即可) ④. C15H22O5 ⑤. 在E后加无水硫酸铜,在F后加澄清石灰水,若无水硫酸铜不变蓝,澄清石灰水不变浑浊,则数据绝对正确
【解析】
【分析】青蒿素是一种无色晶体,易溶于有机溶剂,不溶于水,不易挥发,对热不稳定,用乙醚萃取黄花蒿中的青蒿素,对提取液进行减压蒸馏分离出乙醚和青蒿素粗品,操作Ⅲ是用95%的乙醇溶解,浓缩、结晶、过滤。
【小问1详解】
A.由图可知,硫酸铜溶液不能干燥黄花青蒿,无法得到固体粉末,故错误;
B.由图可知,操作Ⅰ为过滤操作,故错误;
C.由图可知,操作II是蒸馏,所用玻璃仪器为蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、牛角管、酒精灯,故错误;
D.由图可知,操作III是重结晶,具体为溶解、加热浓缩、冷却结晶、过滤,故正确;
故选D;
【小问2详解】
水蒸气蒸馏法适用于蒸馏挥发性物质,而青蒿素不易挥发,不能随水蒸气蒸馏出,且对热不稳定,所以水蒸气蒸馏法不适用提取青蒿素,由于青蒿素易溶于有机溶剂,不溶于水,用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素的方法属于萃取,故答案为:青蒿素不易挥发,不能随水蒸气蒸馏出,且对热不稳定,故水蒸气蒸馏法不适合提取青蒿素;
【小问3详解】
在用乙醚浸泡提取青蒿素前,先对黄花蒿茎叶进行粉碎,可以使黄花蒿的茎叶变得更为细小,增加与萃取剂的接触面积,从而使得青蒿素更容易被提取出来,提高萃取效率,故答案为:使得黄花蒿茎叶变得更细小,增大与萃取剂接触面积,提高萃取效率;
【小问4详解】
在进行操作II时往往采用减压的条件是因为:降低青蒿素的沸点,防止青蒿素受热分解,故答案为:降低青蒿素的沸点,防止青蒿素受热分解;
【小问5详解】
A.由分析可知,步骤Ⅰ是萃取操作,青蒿素中操作Ⅰ为过滤,故错误;
B.步骤Ⅱ分离得到的苯可在步骤I中循环使用,故正确;
C.受热时碘升华变为碘蒸气,遇到盛有冷水的烧瓶,会在烧瓶外壁又凝华析出,从而达到提纯碘的目的,故正确;
D.由于硝酸钾溶解度随温度变化幅度较大,故制备硝酸钾晶体,应采用蒸发浓缩,冷却结晶的方法,而不是蒸发结晶,故错误;
故选AD。
【小问6详解】
为了能准确。测量青蒿素燃烧生成的二氧化碳和水,实验前应通入不含二氧化碳和水的空气,防止干扰实验,E和F一个吸收生成的水,一个吸收生成的二氧化碳,应先吸水后再吸收二氧化碳,所以E内装的无水氯化钙,而F中为碱石灰,而在F后应再加入一个防止外界空气中二氧化碳和水蒸气进入的装置;
①根据上面的分析可知,装置E中盛放的物质是无水氯化钙,装置F中盛放的物质是碱石灰,故答案为:c;d;
②该实验装置可能会产生误差,造成测定含氧量偏低,改进方法是在装置F后连接一个防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入F的装置,故答案为:在装置F后接一个气球(使得空气中二氧化碳和水蒸气无法进入F装置即可);
③由题给数据可知,反应生成水蒸气的质量为42.4-22.6=19.8g,则水的物质的量为1.1mol,二氧化碳的质量为146.2-80.2=66g,则二氧化碳的物质的量为1.5mol,青蒿素中氧原子的质量为28.2-(2.2×1)-(1.5×12)=8g,则氧原子的物质的量为0.5mol,所以分子中碳、氢、氧的原子个数比为1.5:2.2:0.5=15:22:5,分子式为C15H22O5,故答案为:C15H22O5;
④为保证所得数据绝对准确,可以进行的改进是在E后加无水硫酸铜,在F后加澄清石灰水,若无水硫酸铜不变蓝,澄清石灰水不变浑浊,则数据绝对正确,故答案为:在E后加无水硫酸铜,在F后加澄清石灰水,若无水硫酸铜不变蓝,澄清石灰水不变浑浊,则数据绝对正确。
四. 新型消毒剂
二氧化氯与高铁酸钠是新型消毒剂。二氧化氯消毒效率高,且不会产生有害物质。高铁酸钠也是一种新型绿色消毒剂,由钠离子和高铁酸根离子构成,具有强氧化性,能高效杀灭病菌病毒、去除微细悬浮物。两者均优于传统消毒剂,为饮用水处理带来了新选择。
11. 二氧化氯是一种新型消毒剂,具有安全、高效、广谱等优点。以下是ClO2的两种制法:
方法一:___NaClO3+___HCl=___ClO2↑+___Cl2↑+___NaCl+___H2O
方法二:3NaClO3+3H2SO4(浓)=HClO4+2C1O2↑+3NaHSO4+H2O
(1)试配平方法一方程式并用单线桥法表示该反应电子转移的方向和数目_______。
(2)在方法一中,体现了HCl的性质有_______;当有0.2mol电子转移时,参与反应的还原剂的物质的量为_______。
(3)两种方法相比,_______(填“方法一”或“方法二”)制备的二氯化氢更适合饮用水的消毒,其主要原因是_______。
(4)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒无害的两种气体,自身被还原为Cl-。处理含CN-相同时的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍。
(5)将ClO2气体先用稳定剂吸收,加酸后释放出ClO2,可用于水果保鲜。稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如下图所示。你认为效果较好的稳定剂是_______,原因是_______。
【答案】(1) (2) ①. 酸性和还原性 ②. 0.2mol
(3) ①. 方法二 ②. 方法一产生污染性有毒气体氯气,方法二中生成的气体只有ClO2
(4)2.5 (5) ①. 稳定剂II ②. 稳定剂II可以缓慢释放二氧化氯,能较长时间维持保鲜所需的浓度
【解析】
【小问1详解】
由方程式可知,反应时氯酸钠中氯元素的化合价降低被还原,盐酸中氯元素的化合价部分升高被氧化,2mol氯酸钠反应时,转移电子的物质的量为2mol,则表示反应电子转移的方向和数目的单线桥为,故答案为:;
【小问2详解】
由方程式可知,在方法一中,氯化氢中氯元素的化合价部分升高被氧化,体现了酸性和还原性,则有0.2mol电子转移时,参与反应的还原剂的物质的量为0.2mol,故答案为:酸性和还原性;0.2mol;
【小问3详解】
方法一产生污染性有毒气体氯气,而方法二产生二氧化碳气体对水体无污染,故方法二制备的二氧化氯更适合饮用水的消毒,故答案为:方法二;方法一产生污染性有毒气体氯气,方法二中生成的气体只有ClO2;
【小问4详解】
由得失电子数目守恒可知,处理含CN-相同时的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的倍数为=2.5,故答案为:2.5;
【小问5详解】
由图可知,稳定剂Ⅰ能快速释放二氧化氯,但维持保鲜所需浓度的时间很短,而稳定剂Ⅱ释放二氧化氯缓慢,维持保鲜所需浓度的时间较长,所以效果较好的稳定剂是稳定剂Ⅱ,故答案为:稳定剂II;稳定剂II可以缓慢释放二氧化氯,能较长时间维持保鲜所需的浓度。
12. 高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂,它的氧化性比高锰酸钾、次氯酸等还强。工业上制取高铁酸钠的化学方程式是(未配平):Fe(NO3)3+ NaOH + Cl2=Na2FeO4+ NaNO3+ NaCl + H2O。
(1)高铁酸钠中,铁元素的化合价是_______;上述制取高铁酸钠的反应中,铁元素被_______(填“还原”或“氧化”),每消耗1NA个氯气分子,转移电子_______个。
(2)高铁酸钠溶解于水,立即与水发生剧烈反应,放出氧气,正是这些在水中新产生出的氧原子发挥其极强的氧化能力给水杀菌消毒的。高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中使用的一种新型净水剂原因铁元素转化为Fe(OH)3胶体,使水中悬浮物沉聚,Fe(OH)3胶体微粒直径的范围是_______nm,由此,我们可以得到高铁酸钠比单纯的强氧化剂(如NaClO)净水效果更好,其原因为_______。
【答案】(1) ①. +6 ②. 氧化 ③. 2NA
(2) ①. 1~100 ②. 高铁酸钠在杀菌消毒时,生成的氢氧化铁胶体可吸附水中悬浮杂质,起到净水作用
【解析】
【小问1详解】
设铁元素的化合价为x,化学式中化合价的代数和为0,所以(+1)×2+x+(-2)×4=0,计算得出x=+6, Fe(NO3)3中铁元素的化合价为+3价,高铁酸钠中铁元素的化合价是+6价,铁原子失电子化合价升高,被氧化;制取高铁酸钠的化学方程式为:2Fe(NO3)3+ 16NaOH + 3Cl2=2Na2FeO4+ 6NaNO3+ 6NaCl + 8H2O,从方程式可知每消耗3个氯气分子,转移6个电子,则每消耗1NA个氯气分子,转移电子2NA个。答案是:+6;氧化;2NA;
【小问2详解】
胶体微粒直径的范围是1-100nm之间,所以Fe(OH)3胶体微粒直径的范围是1-100nm之间;由题干信息可知高铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中溶解于水,立即与水发生剧烈反应,放出氧气,有极强的氧化能力给水杀菌消毒,且铁元素转化为Fe(OH)3胶体,使水中悬浮物沉聚;故答案为:1~100;高铁酸钠在杀菌消毒时,生成的氢氧化铁胶体可吸附水中悬浮杂质,起到净水作用。
五. 大海的馈赠
大海的馈赠:碧波万顷藏珍宝,潮起潮落润万物,鱼虾贝蟹共繁荣。
13. 海水是一个巨大的化学资源库,下列有关海水综合利用的说法错误的是
A. 海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
B. 利用潮汐发电是将化学能转化为电能
C. 电解熔融海水中富含的NaCl可制备Cl2
D. 利用盐田法使海水中的食盐析出,其原理是蒸发结晶
【答案】AB
【解析】
【详解】A.海水中钾元素以K+形式存在,生成钾单质必然发生化学反应,A错误;
B.潮汐发电是将动能转化为电能,B错误;
C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2,C正确;
D.盐田法使海水蒸发后食盐析出,其原理是蒸发结晶,D正确;
答案选AB。
14. 电解饱和食盐水的实验中,在U形管的两端产生的气体分别通入淀粉KI溶液,则一段时间后淀粉KI溶液变蓝的是
A. 阳极 B. 阴极 C. 负极 D. 正极
【答案】A
【解析】
【详解】电解饱和食盐水生成的气体是氯气和氢气,由Cl2+2KI=I2+2KCl可知,淀粉KI溶液变蓝的一段有氯气生成,即溶液中Cl-在该极周围失电子发生氧化反应,应为电解池的阳极,故答案为A。
15. 海带里面具有丰富的碘元素,将海带中的碘提取出来经过了灼烧、浸取、氧化等流程,在氧化阶段加入硫酸酸化的过氧化氢,请写出反应的离子方程式:_______。
【答案】2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O
【解析】
【详解】碘离子和双氧水在酸性条件下反应生成水和单质碘,离子方程式:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O。
16. 某工厂制得的纯碱中含有少量NaCl。取5.5g纯碱样品加入足量稀硫酸,得到标准状况下1120mL CO2.则样品中纯碱的质量分数是_______%(保留1位小数)。
【答案】96.4
【解析】
【详解】取5.5g纯碱样品加入足量稀硫酸,得到标准状况下1120mL ,则,按碳元素守恒,,,则样品中纯碱的质量分数是。
17. 开发和利用海洋资源是当前科学研究的一项重要任务,如图是某化工厂对海洋资源综合利用的流程图:
(1)写出流程中⑦所用的方法:_______;步骤③的条件可以是_______;D具有杀菌消毒的作用,在喷洒前需要在空气中晾置一会,这样做的原因是_______。
(2)初步提纯后的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、等杂质,精制时一般步骤如下,则加入的试剂①、②分别是:_______、_______。
粗盐滤液精盐
(3)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力(即得电子数)相当于多少克Cl2的氧化能力(氯元素均被还原至-1价),则亚氯酸钠NaClO2的有效氯含量为_______(保留两位小数)。
(4)流程⑥将溴单质从水溶液中分离出来是基于溴单质具有_______性,对粗溴一般做如下处理:
其中步骤Ⅱ、Ⅲ起到的作用是_______。
(5)如图,向盛有NaCl溶液的试管中滴加AgNO3溶液,静置后用一束光照射试管,发现试管的三个不同区域中只有一个区域具有明显的丁达尔效应。
①写出制备氯化银胶体的方程式:_______。
②具有明显的丁达尔效应的是区域______(填字母) ;分离出C区域的分散质的方法是______。
【答案】(1) ①. 萃取、分液 ②. 通直流电 ③. 空气中的二氧化碳和水蒸气与NaClO反应生成强氧化性的HClO
(2) ①. BaCl2 ②. Na2CO3
(3)1.57g (4) ①. 挥发 ②. 浓缩和富集溴或得到高纯度的溴单质
(5) ①. NaCl+AgNO3=AgCl(胶体)+NaNO3 ②. B ③. 过滤
【解析】
【分析】由题给流程可知,海水蒸发结晶、过滤得到粗盐和母液;粗盐溶解、过滤得到泥沙和初步提纯后的粗盐;向粗盐中依次加入氯化钡溶液、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液,将溶液中的硫酸根离子、镁离子、钙离子转化为沉淀,过滤得到含有硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡的滤渣和滤液;向滤液中加入适量盐酸,将溶液中的氢氧根离子和碳酸根离子离子除去后,蒸发结晶得到精盐;电解精盐溶于水得到饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,氯气与氢氧化钠溶液反应得到有效成分为次氯酸钠的漂白液;向母液中通入氯气,将溶液中的溴离子转化为溴,向反应后的溶液中通入热空气,将溴吹出、收集得到粗溴;从海水得到的海带灼烧成灰、溶于水、过滤得到含碘离子的的溶液,向溶液中加入合适的氧化剂得到含碘的水溶液,向水溶液中加入萃取剂进行萃取、分液得到含碘的有机溶液,有机溶液经蒸馏分离得到碘单质。
【小问1详解】
由分析可知,流程中⑦所用的方法为萃取、分液;步骤③为通电电解精盐溶于水得到饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠;漂白液在喷洒前需要在空气中晾置一会的原因是空气中的二氧化碳和水蒸气与NaClO反应生成强氧化性的HClO,有利于增强漂白液的杀菌消毒的能力,故答案为:萃取、分液;通直流电;空气中的二氧化碳和水蒸气与NaClO反应生成强氧化性的HClO;
【小问2详解】
由分析可知,加入的试剂①氯化钡溶液、试剂②碳酸钠溶液的目的是除去溶液中的硫酸根离子、除去溶液中的钙离子和过量的钡离子,故答案为:BaCl2;Na2CO3;
【小问3详解】
由有效氯的定义可知,亚氯酸钠的有效氯含量为=1.57g,故答案为:1.57g;
【小问4详解】
流程⑥用热空气将溴单质从水溶液中分离出来是基于溴单质具有挥发性;吹出溴蒸汽,用一定量的二氧化硫水溶液吸收,二氧化硫水溶液与溴反应得到浓度较大的氢溴酸,再通入氯气,氯气与氢溴酸溶液反应得到浓度较大的溴溶液,便于蒸馏得到工业溴,则步骤Ⅱ、Ⅲ起到的作用是浓缩和富集溴或得到高纯度的溴单质,故答案为:挥发;浓缩和富集溴或得到高纯度的溴单质;
【小问5详解】
①由题意可知,制备氯化银胶体的反应为氯化钠溶液与硝酸银溶液反应生成氯化银胶体和硝酸钠,反应的方程式为NaCl+AgNO3=AgCl(胶体)+NaNO3,故答案为:NaCl+AgNO3=AgCl(胶体)+NaNO3;
②氯化银难溶于水,反应后静置出现A、B、C三个区域中,由分散质颗粒直径大小可知,A区域为溶液、C区域为沉淀、B区域为胶体,所以具有明显的丁达尔效应的是区域B;胶体和溶液能透过滤纸,氯化银沉淀不能透过滤纸,故分离出C区域的分散质的方法是过滤,故答案为:B;过滤。
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