内容正文:
天津经济技术开发区第一中学2024-2025学年度第一学期
高一年级化学学科
一、选择题(每小题只有一个正确答案; 每题3分,共60分)
1. 成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝,许多成语中蕴含着丰富的化学原理,下列成语中蕴含了氧化还原反应的是
A. 浪里淘沙 B. 水滴石穿 C. 滴水成冰 D. 蜡炬成灰
2. 生活离不开化学,下列说法不正确的是
A. 放映机到银幕间光柱的形成是丁达尔效应,它可被用来区分胶体和溶液
B. 碳酸钠可用作制作糕点的膨松剂,是因为加热能分解出二氧化碳
C. 过氧化钠既可用作呼吸面具中氧气的来源,又可漂白织物
D. 节日燃放的五彩缤纷的烟花所呈现的艳丽色彩是金属元素的焰色
3. 分类是学习和研究化学的一种重要方法,下列分类合理的是
A. K2CO3和K2O都属于盐 B. KOH和Na2CO3都属于碱
C. HClO和HNO3都属于酸 D. Na2O和Na2O2都属于碱性氧化物
4. 下列物质在水溶液中电离的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
5. 下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是
A.
B.
C.
D.
6. 在某无色透明的碱性溶液中,能共存的离子组是
A. B.
C. D.
7. 既能通过金属单质与足量反应得到,也能通过金属单质与酸反应得到的是
A. B. NaCl C. D.
8. 下列离子反应中,属于氧化还原反应的是
A. Cu2++2OH-= Cu(OH)2↓ B. H++OH- =H2O
C. 2H++CO32-=H2O+CO2↑ D. Cu2++Fe=Fe2++ Cu
9. 下列“实验方案”不宜用于完成“实验目的”的是
选项
实验目的
实验方案
A
确认 Fe(OH)3胶体是否制备成功
用可见光束照射
B
确认金属活泼性: Na> Cu
将金属钠投入CuSO4溶液中
C
确认钠与水反应生成NaOH
向反应后的混合液中滴加酚酞
D
确认Cl2无漂白作用
将有色纸条放入干燥Cl2中
A. A B. B C. C D. D
10. 高铁酸钾 作净水剂,既能消毒杀菌,也能吸附水中悬浮物。 制备方法为: 。下列说法正确的是
A. K2FeO4中铁元素的化合价为+6价
B. Fe2O3被KClO还原
C. KClO发生氧化反应
D. 当生成2个K2FeO4时, 转移电子数为3个
11. 单宁是一种天然防腐剂,可以有效避免葡萄酒因为被氧化而变质。下列说法正确的是
A. 单宁做还原剂 B. 单宁有强氧化性
C. 单宁中某元素化合价降低 D. 单宁被还原
12. 下列化学反应中,能用离子方程式=表示的是
A. 澄清石灰水与稀盐酸 B. 氢氧化镁与硝酸
C. 大理石与稀醋酸 D. 氢氧化铁与稀硫酸
13. 探究新制氯水成分及性质的实验中,根据下列方法和现象,不能得出相应结论的是
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈黄绿色
氯水中含
B
向饱和溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含
C
向溶液中加入氯水
有白色沉淀产生
氯水中含有
D
向溶液中滴加氯水
溶液变成棕黄色
氯水具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
14. 如图中a、b、c、d、e、f 为含氯元素的物质。下列说法不正确的是
A. a、d 溶液均具有酸性,且 a 的酸性比d 强
B. b、c 均能用于自来水消毒,f 可以用作环境消毒
C. b、d、f 均具有漂白性
D. 实验室可用 e 为原料制备 O2
15. 用下图装置进行实验:加热钠至熔化后,停止加热并通入氯气,钠剧烈燃烧并生成大量白烟。以下叙述错误的是
A. 钠着火燃烧产生苍白色火焰
B. 反应生成的大量白烟是氯化钠固体小颗粒
C. 棉球处发生的化学反应是: Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
D. 可在棉球右侧用湿润的淀粉碘化钾试纸判断氯气是否被碱液完全吸收
16. 已知常温下,在溶液中发生如下反应:;;由此推断,下列说法中不正确的是
A. 反应②是置换反应
B. 还原性由强到弱顺序是
C. 氧化性由强到弱的顺序是
D. ②中有1个Z2参加反应时,有2个电子转移
17. 蜂窝状石墨烯是一种低成本光伏材料,其生产原理为:(石墨烯)。下列说法不正确的是
A. 是白色固体 B. 该反应是置换反应
C. 石墨烯与石墨是碳元素的同素异形体 D. 物质的量浓度相同的碱性较强
18. 某离子反应中涉及六种微粒,其中的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应中为氧化剂
B. 被氧化成
C. 每消耗1个还原剂微粒,转移6个电子
D. 反应后溶液的酸性增强
19. 下列各组电解质溶液混合后发生反应的离子方程式书写正确的是
A. 稀硫酸与NaOH溶液:
B. 溶液与稀盐酸:
C. 溶液与KOH溶液:
D. 稀硫酸与溶液:
20. 利用传感器和信息处理终端对氯水的光照实验进行数据采集与分析得到以下图象,相关说法不正确的是
A. 图一可为光照过程中氯水的pH值变化情况
B. 图二可为光照过程氯水中氯离子浓度的变化情况
C. 图三可为光照过程中氯气在瓶中的体积分数
D. 氯水应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
二、简答题(共40分)
21. 2020年突如其来的“新冠肺炎”使人们认识到日常杀菌消毒的重要性。氯气、漂白液、漂白粉都是生活中常用的含氯消毒剂。某校化学兴趣小组为研究 Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a 为干燥的有色布条,b为湿润的有色布条。
(1)装置I中仪器c的名称是___________,实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为___________。
(2)装置Ⅱ的作用是___________。
(3)若产生Cl2足量,实验过程中装置Ⅳ中的实验现象___________。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中视察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为还需在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的___________装置(填序号)。
(5)装置中 NaOH溶液的作用是___________,发生反应的离子方程式为___________。
(6)有一种“地康法”制取氯气的反应原理如图所示:
①反应I属于___________反应。(填四种基本反应类型之一)
②在450℃条件下,反应Ⅱ的化学方程式为 ,请用单线桥表示该反应中电子转移的方向和数目:___________。
③工业生产中常用氨气检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏,可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体),同时会生成一种空气中含量最多的物质,试写出该反应的化学方程式___________。
22. 物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价—类”二维图,请回答下列问题:
(1)①与水反应的离子方程式为______;通常将①的固体保存在______中。
(2)写出淡黄色固体②与二氧化碳反应的化学方程式为______。
(3)从元素价态的视角看,中氢元素的化合价为______价,从H的价态分析,常用作______(填“氧化剂”或“还原剂”),与水反应生成一种强碱和可燃性气体,反应的化学方程式为______。
(4)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,根据不列三组实验,回答:
①甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是______;试管b中发生反应的离子方程式为______。
②乙、丙两组实验中,______组能更便捷的验证两者的热稳定性(填“乙”或“丙”),丙组实验中A处盛放的物质为______(填化学式)。
23. 已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检查装置的气密性;
②将ag试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液;
③称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到bg;
④从分液漏斗滴入6mol•L-1的硫酸,直到不再产生气体时为止;
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到cg;
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U形管的质量基本不变,为dg;
请填空和回答问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明_________________。
(2)装置中干燥管B的作用是______________________。
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,测试的结果_________(填偏高、偏低或不变)。
(4)步骤⑤的目的是__________________________。
(5)步骤⑦的目的是__________________________。
(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为_______________________________。
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天津经济技术开发区第一中学2024-2025学年度第一学期
高一年级化学学科
一、选择题(每小题只有一个正确答案; 每题3分,共60分)
1. 成语是中华民族灿烂文化中的瑰宝,许多成语中蕴含着丰富的化学原理,下列成语中蕴含了氧化还原反应的是
A. 浪里淘沙 B. 水滴石穿 C. 滴水成冰 D. 蜡炬成灰
【答案】D
【解析】
【详解】A.浪里淘沙的意思是利用浪冲刷砂石,没有发生化学反应,A项不符合题意;
B.水滴石穿中碳酸钙、水、二氧化碳反应生成可溶性盐碳酸氢钙,无元素化合价变化,属于非氧化还原反应,B项不符合题意;
C.滴水成冰的意思是水滴下去就结成冰,没有发生化学反应,C项不符合题意;
D.蜡炬成灰是指蜡烛的燃烧,燃烧是发生了氧化还原反应,D项符合题意;
故选D。
2. 生活离不开化学,下列说法不正确的是
A. 放映机到银幕间光柱的形成是丁达尔效应,它可被用来区分胶体和溶液
B. 碳酸钠可用作制作糕点的膨松剂,是因为加热能分解出二氧化碳
C. 过氧化钠既可用作呼吸面具中氧气的来源,又可漂白织物
D. 节日燃放的五彩缤纷的烟花所呈现的艳丽色彩是金属元素的焰色
【答案】B
【解析】
【详解】A.放映机到银幕间光柱是光束通过气溶胶形成的,是丁达尔效应,它可被用来区分胶体和溶液,A正确;
B.碳酸氢钠可用作制作糕点的膨松剂,是因为加热能分解出二氧化碳,B错误;
C.过氧化钠能与二氧化碳、水反应生成氧气,可用作呼吸面具中氧气的来源,具有漂白性可漂白织物,C正确;
D.节日燃放的五彩缤纷的烟花所呈现的艳丽色彩是不同的金属元素灼烧时表现出的焰色,D正确;
故选B。
3. 分类是学习和研究化学的一种重要方法,下列分类合理的是
A. K2CO3和K2O都属于盐 B. KOH和Na2CO3都属于碱
C. HClO和HNO3都属于酸 D. Na2O和Na2O2都属于碱性氧化物
【答案】C
【解析】
【详解】A.K2O都属于氧化物,A错误;
B.Na2CO3属于盐,B错误;
C.HClO和HNO3都属于酸,C正确;
D.Na2O2与盐酸反应除了生成盐和水,还生成了氧气,故不属于碱性氧化物,D错误;
故选D。
4. 下列物质在水溶液中电离的电离方程式书写正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.KCl为强电解质,电离方程式为,故A正确;
B.AgNO3为强电解质,电离方程式为,故B错误;
C.BaCl2为强电解质,电离方程式为,故C错误;
D.H2SO4为强电解质,电离方程式为,故D错误;
故选A。
5. 下列化学方程式中,表示电子转移的方向和数目都正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应中Na由0价变为+1价,2个Na共失,中O由0价变为-1价,共得,转移电子数为,正确的表示为,A错误;
B.该反应为歧化反应,2个中,2个Cl得变为-1价,2个Cl失变为+1价,电子转移方向和数目均正确,B正确;
C.该反应中氯元素化合价遵循“不交叉”原则,中+5价Cl得变为0价,6个HCl中只有5个-1价Cl失变为0价,转移电子总数为,正确的表示为,C错误;
D.该反应中3个Cu失电子转移生成3个,8个中的2个+5价N降低为+2价N,共得,箭头方向错误,正确的表示为,D错误;
故选B。
6. 在某无色透明的碱性溶液中,能共存的离子组是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.碱性溶液中,能与OH-发生反应,不能大量共存,A错误;
B.碱性溶液中,H+能与OH-发生反应,不能大量共存,B错误;
C.Fe3+在溶液中呈黄色,且Fe3+与OH-会反应生成Fe(OH)3沉淀,不能大量共存,C错误;
D.所有离子能在碱性溶液中大量共存,相互之间不发生任何反应,D正确;
故选D。
7. 既能通过金属单质与足量反应得到,也能通过金属单质与酸反应得到的是
A. B. NaCl C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A、金属铁和氯气之间反应生成氯化铁,不能用Cl2跟金属直接化合制取FeCl2,故A错误;
B、钠与氯气反应生成氯化钠,钠与盐酸反应生成氯化钠和氢气,所以氯化钠既能通过金属单质与足量Cl2反应得到,也能通过金属单质与酸反应得到,故B正确;
C、金属铁和盐酸反应生成FeCl2,得不到FeCl3,故C错误;
D、金属铜和氯气之间反应生成氯化铜,但铜与盐酸不反应,故D错误;
故选B。
8. 下列离子反应中,属于氧化还原反应的是
A. Cu2++2OH-= Cu(OH)2↓ B. H++OH- =H2O
C. 2H++CO32-=H2O+CO2↑ D. Cu2++Fe=Fe2++ Cu
【答案】D
【解析】
【分析】发生氧化还原反应,反应前后元素化合价一定发生变化。
【详解】A. 反应中没有化合价发生变化,该反应不属于氧化还原反应,故A不符合题意;
B. 反应中没有化合价发生变化,该反应不属于氧化还原反应,故B不符合题意;
C. 反应中没有化合价发生变化,该反应不属于氧化还原反应,故C不符合题意;
D. 反应中Fe元素的化合价由0价→+2价,Cu元素的化合价由+2价→0价,存在化合价的变化,该反应属于氧化还原反应,故D符合题意;
答案:D。
9. 下列“实验方案”不宜用于完成“实验目的”的是
选项
实验目的
实验方案
A
确认 Fe(OH)3胶体是否制备成功
用可见光束照射
B
确认金属活泼性: Na> Cu
将金属钠投入CuSO4溶液中
C
确认钠与水反应生成NaOH
向反应后的混合液中滴加酚酞
D
确认Cl2无漂白作用
将有色纸条放入干燥Cl2中
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.丁达尔现象为胶体特有的性质,用可见光束照射可确认氢氧化铁胶体是否制备成功,故A正确;
B.钠是活泼的金属,极易与水反应生成氢氧化钠和氢气,不能置换出硫酸铜溶液中的铜,所以将金属钠投入硫酸铜溶液中不能比较钠和铜的活泼性,故B错误;
C.氢氧化钠是一元强碱,其溶液能使酚酞试液变红色,向反应后的混合液中滴加酚酞可确认钠与水反应生成氢氧化钠,故C正确;
D.干燥的氯气不能使有色纸条褪色,所以将有色纸条放入干燥氯气中可确认氯气无漂白作用,故D正确;
故选B。
10. 高铁酸钾 作净水剂,既能消毒杀菌,也能吸附水中悬浮物。 制备方法为: 。下列说法正确的是
A. K2FeO4中铁元素的化合价为+6价
B. Fe2O3被KClO还原
C. KClO发生氧化反应
D. 当生成2个K2FeO4时, 转移电子数为3个
【答案】A
【解析】
【分析】由方程式可知,反应中铁元素的化合价升高被氧化,氧化铁是反应的还原剂,氯元素的化合价降低被还原,次氯酸钾是氧化剂,反应生成2个高铁酸钾时,转移电子数目为6个。
【详解】A.高铁酸钾中钾元素、氧元素的化合价分别为+1价、—2价,由化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+6价,故A正确;
B.由分析可知,氧化铁是反应的还原剂、次氯酸钾是氧化剂,所以反应中氧化铁被次氯酸钾氧化,故B错误;
C.由分析可知,次氯酸钾是反应的氧化剂,反应中发生还原反应,故C错误;
D.由分析可知,反应生成2个高铁酸钾时,转移电子数目为6个,故D错误;
故选A。
11. 单宁是一种天然防腐剂,可以有效避免葡萄酒因为被氧化而变质。下列说法正确的是
A. 单宁做还原剂 B. 单宁有强氧化性
C. 单宁中某元素化合价降低 D. 单宁被还原
【答案】A
【解析】
【详解】A.单宁能有效避免葡萄酒被氧化,因此单宁做还原剂,A正确;
B.由A分析知,单宁做还原剂,具有还原性,B错误;
C.由A分析知,单宁做还原剂,所含某元素化合价升高,C错误;
D.由A分析知,单宁做还原剂,被氧化,D错误;
故选A。
12. 下列化学反应中,能用离子方程式=表示的是
A. 澄清石灰水与稀盐酸 B. 氢氧化镁与硝酸
C. 大理石与稀醋酸 D. 氢氧化铁与稀硫酸
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应生成氯化钙和水,能用离子方程式H++OH-=H2O表示,故A选;
B.反应生成硝酸镁和水,氢氧化镁在离子反应中保留化学式,不能用离子方程式H++OH-=H2O表示,故B不选;
C.大理石与稀醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,碳酸钙是沉淀、醋酸是弱酸,在离子反应中保留化学式,不能用离子方程式H++OH-=H2O表示,故C不选;
D.氢氧化铁在离子反应中保留化学式,不能用离子方程式H++OH-=H2O表示,故D不选;
故选A。
13. 探究新制氯水成分及性质的实验中,根据下列方法和现象,不能得出相应结论的是
方法
现象
结论
A
观察氯水颜色
氯水呈黄绿色
氯水中含
B
向饱和溶液中加入足量氯水
有无色气体产生
氯水中含
C
向溶液中加入氯水
有白色沉淀产生
氯水中含有
D
向溶液中滴加氯水
溶液变成棕黄色
氯水具有氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯气为黄绿色气体,观察氯水呈黄绿色,可得出氯水中含Cl2的结论,A不符合题意;
B.酸性:HCl>H2CO3>HClO,向饱和NaHCO3溶液中加入足量氯水,有无色气体产生,该气体为CO2,可得出氯水中含HCl,不能得出氯水中含HClO的结论,B符合题意;
C.有白色沉淀产生,说明生成AgCl沉淀,可得出氯水中含有Cl-的结论,C不符合题意;
D.溶液变成棕黄色,说明氯水将FeCl2氧化为FeCl3,可得出氯水具有氧化性的结论,D不符合题意;
故选B。
14. 如图中a、b、c、d、e、f 为含氯元素的物质。下列说法不正确的是
A. a、d 溶液均具有酸性,且 a 的酸性比d 强
B. b、c 均能用于自来水消毒,f 可以用作环境消毒
C. b、d、f 均具有漂白性
D. 实验室可用 e 为原料制备 O2
【答案】C
【解析】
【分析】根据价类二维图可知,a为HCl,b为Cl2,c为ClO2,d为HClO,e为氯酸盐,f为次氯酸盐,据此分析作答。
【详解】A.根据分析可知,a为HCl,属于强酸,d为HClO,属于弱酸,所以a溶液的酸性比d强,故A正确;
B.根据分析可知,b为Cl2,其水溶液发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成了次氯酸,具有杀菌、消毒作用,c为ClO2,具有强氧化性,具有杀菌、消毒作用,所以b、c均能用于自来水消毒,故B正确;
C.根据分析可知,b为Cl2,其单质分子无漂白性,其水溶液中发生反应:Cl2+H2O=HCl+HClO,生成了次氯酸,具有漂白作用,故C错误;
D.氯酸钾在二氧化锰作催化剂作用下可以分解生成氯化钾和氧气,可用于制取氧气,故D正确;
故选:C。
15. 用下图装置进行实验:加热钠至熔化后,停止加热并通入氯气,钠剧烈燃烧并生成大量白烟。以下叙述错误的是
A. 钠着火燃烧产生苍白色火焰
B. 反应生成的大量白烟是氯化钠固体小颗粒
C. 棉球处发生的化学反应是: Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
D. 可在棉球右侧用湿润的淀粉碘化钾试纸判断氯气是否被碱液完全吸收
【答案】A
【解析】
【分析】由信息可知,钠着火燃烧,生成大量白烟,发生氯气与Na的反应生成NaCl,钠燃烧生成过氧化钠与二氧化碳反应,氯气有毒,可利用碱液吸收,且氯气具有氧化性,以此来解答。
【详解】A.钠燃烧时火焰为黄色,故A错误;
B.氯气与Na的反应生成NaCl,则反应生成的大量白烟是氯化钠晶体,故B正确;
C.氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,故C正确;
D.氯气具有氧化性,存在剩余氯气时与KI反应生成碘单质,碘遇淀粉变蓝,所以可据其颜色变化判断氯气是否被碱液完全吸收,故D正确;
故答案选A。
【点睛】本题考查氯气的化学性质,综合考查元素化合物性质,把握图中现象与发生的氧化还原反应为解答的关键,注意氯气的毒性、氧化性。
16. 已知常温下,在溶液中发生如下反应:;;由此推断,下列说法中不正确的是
A. 反应②是置换反应
B. 还原性由强到弱顺序是
C. 氧化性由强到弱的顺序是
D. ②中有1个Z2参加反应时,有2个电子转移
【答案】A
【解析】
【详解】A.置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应,故反应②不是置换反应,A错误;
B.已知在一个氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物,由反应中Z-为还原剂,X2+为还原产物,则还原性:Z->X2+;中A2+为还原剂,Z-为还原产物,即还原性A2+>Z-,则还原性由强到弱顺序是,B正确;
C.已知在一个氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物,由反应中为氧化剂,Z2为氧化产物,则氧化性:>Z2;中Z2为氧化剂,A3+为还原产物,即还原性Z2>A3+,则氧化性由强到弱的顺序是,C正确;
D.由题干方程式可知,②中有1个Z2参加反应时,有2个电子转移,D正确;
故答案为:A。
17. 蜂窝状石墨烯是一种低成本光伏材料,其生产原理为:(石墨烯)。下列说法不正确的是
A. 是白色固体 B. 该反应是置换反应
C. 石墨烯与石墨是碳元素的同素异形体 D. 物质的量浓度相同的碱性较强
【答案】B
【解析】
【详解】A.过氧化钠是一种白色固体,A项正确;
B.一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,叫作置换反应,该反应不符合,不是置换反应,B项错误;
C.同一元素组成的不同单质,称为同素异形体,石墨烯与石墨都是碳元素组成的单质,是碳元素的同素异形体,C项正确;
D.碳酸根的水解程度比碳酸氢根强,物质的量浓度相同的碳酸钠碱性较碳酸氢钠强,D项正确;
故选B。
18. 某离子反应中涉及六种微粒,其中的数目随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是
A. 该反应中为氧化剂
B. 被氧化成
C. 每消耗1个还原剂微粒,转移6个电子
D. 反应后溶液的酸性增强
【答案】C
【解析】
【分析】由图知,氮气的数目不断增多,说明氮气是生成物,铵根是反应物,次氯酸根数目不断减少,次氯酸根是反应物,则为氧化还原反应,铵根中氮化合价升高从-3价升高到0价、次氯酸根中氯化合价降低,氯元素从+1价降低到-4价,则按得失电子数守恒、电荷守恒、元素质量守恒得: 。
【详解】A.据分析,是氧化剂,故A正确;
B.据分析,被氧化成,故B正确;
C.据分析,每消耗1个还原剂微粒即铵离子,氮元素化合价升3价,失去3个电子,按得失电子守恒,转移3个电子,故C错误;
D.根据反应方程式,反应生成氢离子,则溶液的酸性明显增强,故D正确。
综上所述,答案为C。
19. 下列各组电解质溶液混合后发生反应的离子方程式书写正确的是
A. 稀硫酸与NaOH溶液:
B. 溶液与稀盐酸:
C. 溶液与KOH溶液:
D. 稀硫酸与溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫酸和氢氧化钠都是强电解质,两者在写离子方程式时都以拆,两者反应的离子方程式为:,A错误;
B.碳酸钠和盐酸都是强电解质,两者反应的离子方程式为:,B正确;
C.溶液与KOH溶液反应生成氢氧化铜,离子方程式为:,C错误;
D.稀硫酸与溶液反应生成硫酸钡和水,离子方程式为:,D错误;
故选B。
20. 利用传感器和信息处理终端对氯水的光照实验进行数据采集与分析得到以下图象,相关说法不正确的是
A. 图一可为光照过程中氯水的pH值变化情况
B. 图二可为光照过程氯水中氯离子浓度的变化情况
C. 图三可为光照过程中氯气在瓶中的体积分数
D. 氯水应保存在配有玻璃塞的棕色细口瓶中
【答案】C
【解析】
【分析】氯水中存在平衡:H2O+Cl2HCl+HClO,光照时:2HClO=2HCl+O2↑,HClO 的消耗使第一个反应向正向移动,有更多的 HCl 生成,HClO 减少,生成更多的 O2,以此解答。
【详解】A.由分析,光照会有更多的 HCl 生成,HCl为强酸,则溶液的 pH 下降,A选项正确;
B.光照过程中,HClO 分解生成 HCl,增加 H+ 的同时也增加 Cl−,Cl− 浓度应提高,B选项正确;
C.光照使反应H2O+Cl2HCl+HClO向正反应进行的程度更大,消耗更多的 Cl2,Cl2 的浓度降低,C选项错误;
D.光照能够使氯水中的 HClO 分解,因此氯水应保存在玻璃塞的棕色瓶中,避免阳光直射, D选项正确;
故选C。
二、简答题(共40分)
21. 2020年突如其来的“新冠肺炎”使人们认识到日常杀菌消毒的重要性。氯气、漂白液、漂白粉都是生活中常用的含氯消毒剂。某校化学兴趣小组为研究 Cl2的性质,设计如图所示装置进行实验。装置Ⅲ中夹持装置已略去,其中a 为干燥的有色布条,b为湿润的有色布条。
(1)装置I中仪器c的名称是___________,实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式为___________。
(2)装置Ⅱ的作用是___________。
(3)若产生Cl2足量,实验过程中装置Ⅳ中的实验现象___________。
(4)实验结束后,该组同学在装置Ⅲ中视察到b的红色褪去,但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的,你认为还需在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加图中的___________装置(填序号)。
(5)装置中 NaOH溶液的作用是___________,发生反应的离子方程式为___________。
(6)有一种“地康法”制取氯气的反应原理如图所示:
①反应I属于___________反应。(填四种基本反应类型之一)
②在450℃条件下,反应Ⅱ的化学方程式为 ,请用单线桥表示该反应中电子转移的方向和数目:___________。
③工业生产中常用氨气检查输送氯气的管道是否有Cl2泄漏。若Cl2有泄漏,可以观察到有大量的白烟生成(为NH4Cl固体),同时会生成一种空气中含量最多的物质,试写出该反应的化学方程式___________。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的氯化氢杂质
(3)试液先变红后褪色
(4)④ (5) ①. 吸收多余的氯气,防止空气污染 ②. Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(6) ①. 复分解反应 ②. ③.
【解析】
【分析】Ⅰ为氯气的发生装置,浓盐酸和MnO2共热产生氯气,因为浓盐酸有挥发性,需用Ⅱ中饱和食盐水除去氯气中的HCl,干燥的氯气没有漂白性,但氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,故先用浓硫酸干燥氯气,才能观察到a干燥的有色布条无明显变化,b湿润的有色布条褪色,紫色石蕊试液遇酸变红,则Ⅳ的现象为溶液先变红后褪色,氯气有毒,最后需要用Ⅴ中氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,以防污染空气;(6)①反应Ⅰ为2HCl+CuO═CuCl2+H2O,由两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应为复分解反应,②氯元素的化合价从-价升高到0价,氧元素的化合价从0价降低到-2价,使用单线桥要注意箭头由失电子元素指向得电子元素,单线桥上只标有转移电子总数,③空气中含量最多的物质是N2,根据题意,NH3和Cl2反应生成NH4Cl和N2,氮元素的化合价从-3价升高到0价,氯元素的化合价从0价降低到-1价,根据元素升降价总数守恒和原子守恒书写化学方程式,据此分析解题。
【小问1详解】
根据仪器的构造可知,装置Ⅰ中仪器c的名称是分液漏斗,浓盐酸和MnO2共热产生氯气、氯化锰和水,其化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:分液漏斗;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
【小问2详解】
浓盐酸有挥发性,装置Ⅱ的作用是:除去氯气中的HCl,故答案为:除去氯气中的HCl;
【小问3详解】
氯气能与水反应生成的盐酸和次氯酸,紫色石蕊试液遇酸变红,次氯酸具有漂白性,若产生Cl2足量,实验过程中装置Ⅳ中的实验现象为:溶液先变红后褪色,故答案为:溶液先变红后褪色;
【小问4详解】
由分析可知,为了观察到a无明显变化,还需在图中装置Ⅱ与Ⅲ之间添加浓硫酸的洗气瓶,即图2所示中的④,故答案为:④;
【小问5详解】
由分析可知,氯气有毒,最后需要用Ⅴ中氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,以防污染空气,则装置中 NaOH溶液的作用是吸收多余的氯气,以防污染空气,发生反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:吸收多余的氯气,以防污染空气;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
【小问6详解】
①反应Ⅰ为2HCl+CuO═CuCl2+H2O,属于复分解反应,故答案为:复分解;
②氯元素的化合价从-价升高到0价,则每个CuCl2失去2个电子,氧元素的化合价从0价降低到-2价,则每个O2得到4个电子,用单线桥表示该反应中电子转移的方向和数目为:,故答案为:;
③空气中含量最多的物质是N2,根据题意,NH3和Cl2反应生成NH4Cl和N2,氮元素的化合价从-3价升高到0价,变化数为3,氯元素的化合价从0价降低到-1价,变化数为1,根据元素升降价总数守恒可知,N2和NH4Cl的系数比为1:6,设N2的系数为1,则NH4Cl的系数为6,根据原子守恒可知,NH3的系数为8,Cl2的系数为3,故该反应的化学方程式为:8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2,故答案为:8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2。
22. 物质类别和元素价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为钠及其化合物的“价—类”二维图,请回答下列问题:
(1)①与水反应的离子方程式为______;通常将①的固体保存在______中。
(2)写出淡黄色固体②与二氧化碳反应的化学方程式为______。
(3)从元素价态的视角看,中氢元素的化合价为______价,从H的价态分析,常用作______(填“氧化剂”或“还原剂”),与水反应生成一种强碱和可燃性气体,反应的化学方程式为______。
(4)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,根据不列三组实验,回答:
①甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是______;试管b中发生反应的离子方程式为______。
②乙、丙两组实验中,______组能更便捷的验证两者的热稳定性(填“乙”或“丙”),丙组实验中A处盛放的物质为______(填化学式)。
【答案】(1) ①. ②. 煤油(石蜡油)
(2)
(3) ①. -1 ②. 还原剂 ③. NaH+H2O=NaOH+H2↑
(4) ①. b中产生气体速度快,且产生气体多 ②. ③. 丙 ④. Na₂CO₃
【解析】
【小问1详解】
物质①是金属钠,钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,其反应的离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,为隔绝空气中的氧气和水,通常将其保存在煤油或石蜡油中,故答案为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;煤油(石蜡油)。
【小问2详解】
淡黄色固体②是过氧化钠,过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,其反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
【小问3详解】
NaH中Na为+1价,则H元素的化合价为-1价;H元素处于最低价态,其化合价只能升高,因此NaH常用作还原剂;与水反应生成NaOH和H2,反应的化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑;故答案为:-1;还原剂;NaH+H2O=NaOH+H2↑。
【小问4详解】
①相同质量的Na2CO3和NaHCO3,Na2CO3的物质的量小于NaHCO3,根据C元素守恒,Na2CO3反应产生的CO2的量小于NaHCO3。碳酸钠与盐酸分两步反应产生CO2,先发生Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,后发生NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,而碳酸氢钠与盐酸只发生一步反应为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,因此碳酸氢钠反应产生气体速度快。所以甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是b中产生气体速度快,且产生气体多;试管b中发生反应的离子方程式为;故答案为:b中产生气体速度快,且产生气体多;;
②乙、丙两组实验中,丙组将两个实验合成一个实验,能更便捷的验证两者的热稳定性;丙组实验中A处盛放的物质应为Na2CO3,B处盛放的物质应为NaHCO3,小试管中的NaHCO3不靠近火源,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,而大试管连接的澄清石灰水无现象,大试管中的Na2CO3靠近火源温度较高,而澄清石灰水却没有变浑浊,说明碳酸钠稳定性比碳酸氢钠好。故答案为:丙;Na2CO3。
23. 已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检查装置的气密性;
②将ag试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液;
③称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到bg;
④从分液漏斗滴入6mol•L-1的硫酸,直到不再产生气体时为止;
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到cg;
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U形管的质量基本不变,为dg;
请填空和回答问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明_________________。
(2)装置中干燥管B的作用是______________________。
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,测试的结果_________(填偏高、偏低或不变)。
(4)步骤⑤的目的是__________________________。
(5)步骤⑦的目的是__________________________。
(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为_______________________________。
【答案】 ①. 样品重,砝码轻 ②. 防止空气中的二氧化碳和水气进入U形管中 ③. 偏高 ④. 把反应产生的二氧化碳全部导入U形管中 ⑤. 判断反应产生的二氧化碳是否全部排出,并被U形管中的碱石灰吸收 ⑥.
【解析】
【分析】
【详解】实验原理为:ω(Na2CO3)=×100%。先称取一定质量的样品,再将Na2CO3转化为CO2,利用碱石灰吸收CO2,通过称重得出CO2的质量,再间接的计算出Na2CO3的质量。为了精确测定CO2的质量,实验有两个关键点:保证CO2被全部吸收;防止其他气体的干扰。
(1)由于称量时左物右码,依据天平的杠杆原理,向左偏说明样品重,砝码轻;故答案为样品重,砝码轻;
(2)U形管中的碱石灰是为了吸收反应生成的CO2,并通过称重得出CO2的质量,为了防止空气中的CO2和水蒸气进入影响实验结果,在U形管右侧接一个干燥管B,吸收空气中的CO2和水分;故答案为防止空气中的CO2和水气进入U形管中;
(3)由于盐酸具有挥发性,也会随着CO2进入U形管,被碱石灰吸收,HCl被误认为是CO2,所以CO2的质量偏大,算出的Na2CO3的质量也会偏大的,所以结果会偏高;故答案为偏高;
(4)由于反应完了锥形瓶中残留有CO2,鼓入一定量的空气就是将残留的CO2完全排入U形管;故答案为把反应产生的CO2全部导入U形管中;
(5)直到U形管的质量基本不变,说明CO2已经被全部排到U形管中;故答案为判断反应产生的CO2是否全部排出,并被U形管中的碱石灰吸收;
(6)根据题意,实验过程中生成CO2的质量为(d-b)g,根据C守恒,Na2CO3的质量为=,所以试样中纯碱的质量分数的计算式为;故答案为。
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