内容正文:
广州市第六中学2024级高一上学期化学期末考
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Ba 137
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共18小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~18小题,每小题3分。每小题给只有一个选项符合题意。
1. 文物承载灿烂文明,传承历史文化,维系民族精神,下列文物的主要成分为金属的是
A.犀角杯
B.广彩开光人物花鸟纹海碗
C.雪梅双鹤图
D.平南王铁钟
A. A B. B C. C D. D
2. 在我国空间站的太空课堂中,航天员向水球内注入蓝色颜料后,将一颗泡腾片(由碳酸氢钠和有机酸组成的混合物)放进了水球内。水球“沸腾”了!无数气泡在其中产生,逐渐将水球充满,如图所示。下列说法正确的是
A. 泡腾片溶于水只发生物理变化 B. 气泡的主要成分是酸性氧化物
C. 泡腾片中的碳酸氢钠属于碱类 D. 泡腾片溶于水发生分解反应
3. 下列化学用语正确的是
A. H2O2的电子式:
B. 双线桥表示:
C. 二氧化碳的结构式O=C=O
D. 碳酸氢钠溶液中电离方程式:NaHCO3Na++HCO
4. 杭州亚运会打造“绿色建筑”,亚运场馆大量使用了碲化镉(CdTe)发电玻璃。下列说法正确的是
A. 和的质子数一定相等 B. 的中子数比质子数多14个
C. 的相对原子质量为128 D. 与互为同位素
5. 价类二维图和实验是学习元素及其化合物的重要方法。下列说法不正确的是
A. a→f→g→h的每一步转化均需要加入氧化剂
B. 通过上图实验装置可制备e,并较长时间保持白色沉淀不变色
C. d可与足量的HI溶液发生复分解反应得到g
D. c→a可通过在一定条件下加入CO、Al等还原剂实现
6. 下列实验操作能达到实验目的的是
A.测新制氯水的pH值
B.称量NaOH固体7.66 g
C.混合浓硫酸和乙醇
D.钠空气中燃烧
A. A B. B C. C D. D
7. 如图所示为氟利昂破坏臭氧层的过程,下列说法不正确的是
A. 过程Ⅳ中既有极性共价键的断裂又有非极性共价键的形成
B. 整个过程可用方程式表示为
C. 的电子式为
D. 上述过程说明氟利昂产生氯原子是破坏臭氧层的催化剂
8. 硫酸钡(BaSO4)是一种用于胃肠道造影检查的辅助用药。钡(56Ba)与镁(12Mg)是同族元素,关于钡的性质的判断正确的是
A. Ba是第五周期第ⅡA族元素 B. 碱性:Ba(OH)2 < Mg(OH)2
C. 金属性:Ca > Ba D. 原子半径:Cs > Ba
9. 用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是
A. 常温常压下, NA个CO2分子占有的体积为22.4 L
B. 0.5 mol/L的MgCl2溶液中含有NA个Cl-
C. 常温常压下,O2和O3的混合物共64 g,所含氧原子数目为2NA
D. 常温常压下,7.8 g Na2O2中含有0.2NA个Na+
10. 有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与溶液反应,观察颜色的实验。实验时,往100mL的大试管中先加40mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入溶液(不含)使煤油的液面至橡胶塞,并夹紧弹簧夹(如图所示)。下列说法错误的是
A. 用过氧化钠代替钠也可以观察到此现象
B 大试管下层溶液出现白色沉淀,并可持续较长时间
C. 长颈漏斗中的液面会上升且钠在分界处上下浮动
D. 该反应同时也能说明钠不能与硫酸亚铁溶液置换生成铁单质
11. Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Z、Y、W分别位于三个不同周期,Y、Q位于同一主族,Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍,Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同。由Z、Y、X、W形成的某种化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 该物质中不是所有原子均满足最外层的稳定结构
C. 离子半径:Y<X<W
D. W与X两者的最高价氧化物对应的水化物之间可发生反应
12. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向水中通入:
B. 向FeBr2溶液中通入足量的:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+Br2
C. 少量碳酸氢钠与氢氧化钡溶液反应:HCO+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
D. 侯氏制碱法:CO2+NH3+H2O=HCO+NH
13. 已知反应:
①;
②;
③。
根据上述反应,判断下列结论正确的是
A. X2+是XO的还原产物,B2是B-的还原产物
B. 要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入Z2
C. 在溶液中不可能发生反应:8H++5A2++XO=X2++5A3++4H2O
D. 还原性:A2+>B->Z->X2+
14. 将Cu片放入FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,测得溶液中Fe3+与Fe2+个数比为2:3,则此时溶液中与的物质的量之比为
A. 3∶5 B. 3∶4 C. 3∶2 D. 4∶3
15. 下列各组离子在给定条件下可能大量共存的是
A. 能使石蕊变红的溶液中:Fe3+、K+、SCN-、
B. 加入铝粉有大量氢气产生的溶液中:ClO-、、、
C. 含大量NaHSO4的溶液中:、、、
D. 在pH<7的澄清透明溶液中:、、CH3COO-、
16. 下列实验过程可以达到实验目的的是
实验目的
实验操作
现象及结论
A
配制0.4000 mol/L的NaOH溶液
称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解后,立即转移至250 mL容量瓶中定容
固体溶解,并获得0.4000 mol/L的NaOH溶液
B
验证钠的还原性
将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶
集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生
C
检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+
向溶液中滴加酸性KMnO4溶液
若紫红色褪去,则溶液中含有Fe2+
D
检验Na2SO4溶液中是否含有Cl-
取少量溶液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液
若产生白色沉淀,则溶液中含有Cl-
A. A B. B C. C D. D
17. 氢化钠()可在野外作生氢剂,反应原理为。设计如图实验装置(部分夹持仪器略)利用Na与反应制备。下列说法正确的是
A. 实验开始时,先打开止水夹再点燃酒精灯
B. 装置a也可用于浓盐酸与制
C. 装置b中的试剂是浓硫酸,d中碱石灰用来处理尾气
D. 反应后取c中固体加水溶解,滴加酚酞,溶液变红证明Na已完全反应
18. 有一水溶液含有以下离子中的若干种:、、、、、,现取两份100mL的该溶液分别进行如下实验(已知:):
(1)第一份加足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下的气体448mL。
(2)第二份加足量溶液,得沉淀4.30g,再用足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。
根据上述实验,下列推测错误的是
A. 100mL该溶液中物质的量为0.02mol
B. 生成可溶于盐酸的沉淀的离子方程式为
C. 原溶液中一定存在、、,可能存在、
D. 第二份溶液消耗的物质的量为0.02mol
第Ⅱ卷
二、填空题(共56分)
19. 某课外活动小组,取少量粉末(红棕色)加入适量盐酸,用所得溶液进行胶体的制备实验并检验其性质。
Ⅰ.向一小烧杯中加入蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中逐滴加入滴饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,制备得到胶体。
(1)写出制备胶体的化学方程式:___________。
(2)用光束照射胶体,能产生___________效应。
(3)如图所示是一种“纳米药物分子运输车”,该技术可提高肿瘤的治疗效果。“纳米药物分子运输车”分散于水中所得的分散系___________(填“属于”或“不属于”)胶体。
Ⅱ.实验室用浓盐酸(下图为该试剂瓶上标签的有关内容)配制稀盐酸。
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.2 g/cm3
质量分数:36.5%
(4)用该浓盐酸配制0.20 mol·L-1的稀盐酸850 mL,量取浓盐酸的体积应选用的量筒规格为___________(填5 mL、10 mL、25 mL、50 mL)。
(5)该实验中必须用到的玻璃容器有:玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒、___________。
(6)下列关于容量瓶的相关操作不正确的是___________。(填序号)
(7)配制上述溶液时,其它操作都准确,下列操作会导致所配溶液的浓度偏低的是___________(填序号)。
a.量筒洗涤后,未干燥即用来配制溶液
b.量筒量取浓盐酸时,仰视凹液面读数
c.量筒倒出浓盐酸后,用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液转移至容量瓶中
d.定容时,俯视凹液面读数
e.定容时水多、超过刻度线,用胶头滴管吸出
20. 利用废铁屑为原料,可制备高铁酸钾()和聚合硫酸铁()两种净水剂,制备流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为___________。
(2)“制备”过程产生,反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为___________。
(3)“分离”所得副产品的主要成分为___________。
(4)①“操作b”中,经___________、洗涤、干燥,可得粗品。
②由操作b判断该生产条件下物质的溶解性:___________(填“>”或“<”)。
(5)干燥品在室温下稳定,在强碱溶液中稳定,随着减小,稳定性下降,放出氧气,另一产物还可用作絮凝剂、净水剂。请写出上述过程的化学方程式:___________。
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,通常盐基度越高,絮凝效果越好。盐基度B的表达式:(n为物质的量)。为测量聚合硫酸铁的盐基度,进行如下实验操作:
ⅰ.取聚合硫酸铁样品m g,加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却蒸馏水,再加入KF溶液屏蔽Fe3+,使Fe3+不与OH-反应。然后以酚酞为指示剂,用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V mL。
ⅱ.做空白对照实验,取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸,以酚酞为指示剂,用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V0 mL。
①该聚合硫酸铁样品中n(OH-) =___________mol。
②已知该样品中Fe的质量分数w,则盐基度B=___________。(列出计算式)
21. 宋代《千里江山图》所用矿物颜料绿松石中含有,下图呈现其部分元素在元素周期表所在位置,虚线为分界线。
(1)中共价键的类型是___________(填“极性键”或“非极性键”)。
(2)下列比较Cu、Al金属性强弱的方案合理的是___________(填序号)。
a.比较Cu、Al分别与酸反应的难易程度
b.比较Cu、Al的密度
c.将打磨过的铝片放入CuSO4溶液,观察是否有红色固体生成
(3)P与②、⑦是同主族元素。
i.气态氢化物的稳定性:___________>___________>___________(填化学式)。___________。
ii.非金属性:___________>___________>___________(填元素符号)___________,用原子结构解释原因:___________。
(4)④的单质与同周期金属性最强元素的最高价氧化物对应的水化物反应离子方程式:___________,⑧原子结构示意图是___________。
(5)可在图中分界线(虚线部分)附近寻找___________(填序号)。
A. 优良的催化剂 B. 半导体材料 C. 合金材料 D. 农药
(6)请设计实验比较①、⑤的非金属性强弱顺序(可供选择的药品有:稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液,化学仪器根据需要选择),在答题卡对应的表格中填写实验步骤和实验现象。
实验步骤
实验现象
结论
在试管中加入CaCO3固体,___________
___________
非金属性:①>⑤
22. 某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、 (绿色)、 (紫色)。
ii.浓碱条件下,可被OH-还原为。
iii. Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
I
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
5% NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ
40% NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是___________。
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为___________。
(3)对比实验I、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是___________。
(4)根据资料ii,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因___________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为___________,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被___________(填“化学式”)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是___________。
④综合上述结果,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:在浓碱条件下,c(OH-)和c(ClO-)均很大时,MnO被氧化为MnO比MnO转化为MnO的速率快,因而不能实验Ⅲ未得到绿色溶液。
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广州市第六中学2024级高一上学期化学期末考
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 S 32 Ba 137
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共18小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~18小题,每小题3分。每小题给只有一个选项符合题意。
1. 文物承载灿烂文明,传承历史文化,维系民族精神,下列文物的主要成分为金属的是
A.犀角杯
B.广彩开光人物花鸟纹海碗
C.雪梅双鹤图
D.平南王铁钟
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.犀角杯的主要成分是犀牛角,犀牛角的主要成分是角质蛋白,不是金属, A不符合题意;
B.广彩开光人物花鸟纹海碗,“广彩”是一种瓷器,瓷器的主要成分是硅酸盐,不是金属, B不符合题意;
C.雪梅双鹤图是一幅画作,其主要成分是纸张、颜料等,不是金属, C不符合题意;
D.铁钟的主要成分是铁,属于金属,D符合题意;
故选D。
2. 在我国空间站的太空课堂中,航天员向水球内注入蓝色颜料后,将一颗泡腾片(由碳酸氢钠和有机酸组成的混合物)放进了水球内。水球“沸腾”了!无数气泡在其中产生,逐渐将水球充满,如图所示。下列说法正确的是
A. 泡腾片溶于水只发生物理变化 B. 气泡主要成分是酸性氧化物
C. 泡腾片中的碳酸氢钠属于碱类 D. 泡腾片溶于水发生分解反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.泡腾片溶于水其所含碳酸氢钠和有机酸反应生成二氧化碳,从而产生气泡,发生化学变化,故A错误;
B.气泡的主要成分是二氧化碳,为酸性氧化物,故B正确;
C.泡腾片中的碳酸氢钠属于盐类,故C错误;
D.泡腾片溶于水碳酸氢钠与有机酸发生复分解反应,故D错误;
故选:B。
3. 下列化学用语正确的是
A. H2O2的电子式:
B. 双线桥表示:
C. 二氧化碳的结构式O=C=O
D. 碳酸氢钠溶液中电离方程式:NaHCO3Na++HCO
【答案】C
【解析】
【详解】A.H2O2为共价化合物,其电子式为:,故A错误;
B.硫酸中S元素化合价由+6价降低为+4价,得到电子,硫化氢中S元素化合价从-2价升高为0价,失去电子,最小公倍数为2,转移2e-,,故B错误;
C.在CO2分子中C原子与2个O原子形成4个共价键,使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构,则二氧化碳的结构式为:O=C=O,故C正确;
D.碳酸氢钠在水溶液中完全电离出钠离子和碳酸氢根离子,故电离方程式为NaHCO3=Na++,故D错误;
答案选C。
4. 杭州亚运会打造“绿色建筑”,亚运场馆大量使用了碲化镉(CdTe)发电玻璃。下列说法正确的是
A. 和的质子数一定相等 B. 的中子数比质子数多14个
C. 的相对原子质量为128 D. 与互为同位素
【答案】A
【解析】
【详解】A.和为同种元素的不同原子,质子数一定相等,A项正确;
B.的中子数比质子数多24,B项错误;
C.的相对原子质量与质量数近似相等,C项错误;
D.与的质子数不同,不是互为同位素的关系,D项错误;
故选A 。
5. 价类二维图和实验是学习元素及其化合物的重要方法。下列说法不正确的是
A. a→f→g→h的每一步转化均需要加入氧化剂
B. 通过上图实验装置可制备e,并较长时间保持白色沉淀不变色
C. d可与足量HI溶液发生复分解反应得到g
D. c→a可通过在一定条件下加入CO、Al等还原剂实现
【答案】C
【解析】
【分析】a为Fe,b为FeO,e为氢氧化亚铁,f为亚铁盐,g为铁盐,d为氢氧化铁,c为Fe2O3
h为高铁酸盐。
【详解】A.a→f→g→h的每一步转化铁的化合价均在升高,故均需要加入氧化剂,A正确;
B.按上图实验装置,关闭止水夹,铁与稀硫酸反应生成的氢气使M中气压升高,将硫酸亚铁压入N中,与NaOH反应可制备Fe(OH)2,由于隔绝空气,能较长时间保持白色沉淀不变色, B正确;
C.d是Fe(OH)3,可与足量的HI溶液发生氧化还原反应,三价铁生成亚铁,得不到铁盐,C错误;
D.c→a,铁元素化合价降低,可通过在一定条件下加入CO、Al等还原剂实现,D正确;
故选C。
6. 下列实验操作能达到实验目的的是
A.测新制氯水的pH值
B.称量NaOH固体7.66 g
C.混合浓硫酸和乙醇
D.钠在空气中燃烧
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.新制氯水具有漂白性,能漂白试纸,故无法使用试纸测新制氯水的pH,实验不能达到预期目的,A错误;
B.NaOH固体易潮解,具有腐蚀性,称量时应该把氢氧化钠固体放在小烧杯中称量,并且称量时砝码放在右盘,待称量的物品放在左盘,称量固体7.66 g,天平精确度0.1 g,只能称量7.7 g,B错误;
C.将乙醇倒入浓硫酸中,因浓硫酸稀释放热会引起液体飞溅,造成危险,应将浓硫酸沿烧杯壁倒入乙醇中,边加边搅拌,C错误;
D.灼烧固体在坩埚中加热,D正确;
故选D。
7. 如图所示为氟利昂破坏臭氧层的过程,下列说法不正确的是
A. 过程Ⅳ中既有极性共价键的断裂又有非极性共价键的形成
B. 整个过程可用方程式表示为
C. 的电子式为
D. 上述过程说明氟利昂产生的氯原子是破坏臭氧层的催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.过程Ⅳ中OCl和O作用变为Cl和O2,故既有极性共价键的断裂又有非极性共价键的形成,A正确;
B.根据流程图可知反应物为CFCl3和O3,生成物为CFCl2、Cl、O2,整个过程可用方程式表示为,B正确;
C. 中F原子的3对孤电子对未表示,C错误;
D.上述过程说明氟利昂产生的氯原子参与反应,但并未被消耗,故是破坏臭氧层的催化剂,D正确;
故选C。
8. 硫酸钡(BaSO4)是一种用于胃肠道造影检查的辅助用药。钡(56Ba)与镁(12Mg)是同族元素,关于钡的性质的判断正确的是
A. Ba是第五周期第ⅡA族元素 B. 碱性:Ba(OH)2 < Mg(OH)2
C. 金属性:Ca > Ba D. 原子半径:Cs > Ba
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ba第56号元素,位于第六周期第ⅡA族,A错误;
B.同主族从上到下,金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强,则碱性:Ba(OH)2 > Mg(OH)2,B错误;
C.同主族从上到下,金属性依次增强,则金属性:Ca< Ba,C错误;
D.Cs与Ba同周期,Cs、Ba的电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小,Cs > Ba,D正确;
故选D。
9. 用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是
A. 常温常压下, NA个CO2分子占有的体积为22.4 L
B. 0.5 mol/L的MgCl2溶液中含有NA个Cl-
C. 常温常压下,O2和O3的混合物共64 g,所含氧原子数目为2NA
D. 常温常压下,7.8 g Na2O2中含有0.2NA个Na+
【答案】D
【解析】
【详解】A.常温常压下,气体摩尔体积不是22.4 L/mol,A项错误;
B.未说明溶液体积,无法计算溶液中Cl-数目,B项错误;
C.O2和O3的混合物共64 g,则氧原子的质量为64 g,所含氧原子数目为,C项错误;
D.7.8 g Na2O2的物质的量为,1molNa2O2中含有2molNa+,1mol O,则0.1 mol Na2O2中含有0.2NA个钠离子,D项正确;
答案选D。
10. 有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与溶液反应,观察颜色实验。实验时,往100mL的大试管中先加40mL煤油,取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞,通过长颈漏斗加入溶液(不含)使煤油的液面至橡胶塞,并夹紧弹簧夹(如图所示)。下列说法错误的是
A. 用过氧化钠代替钠也可以观察到此现象
B. 大试管下层溶液出现白色沉淀,并可持续较长时间
C. 长颈漏斗中的液面会上升且钠在分界处上下浮动
D. 该反应同时也能说明钠不能与硫酸亚铁溶液置换生成铁单质
【答案】A
【解析】
【详解】A.过氧化钠与水反应可以生成氧气,氧气能将氢氧化亚铁氧化生成氢氧化铁而不能长时间观察到白色沉淀,A错误;
B.钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,由于没有氧气的存在,所以可以长时间观察到白色沉淀,B正确;
C.钠与溶液中的水反应生成氢气,导致钠分界处上下浮动,且气体将试管中的液体压入长颈漏斗,因此长颈漏斗中的液面上升,C正确;
D.该反应中无铁单质生成,即不能发生置换反应,D正确;
故选A。
11. Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Z、Y、W分别位于三个不同周期,Y、Q位于同一主族,Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍,Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同。由Z、Y、X、W形成的某种化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 该物质中不是所有原子均满足最外层的稳定结构
C. 离子半径:Y<X<W
D. W与X两者的最高价氧化物对应的水化物之间可发生反应
【答案】C
【解析】
【分析】由结构图和题意可知,X为Na,而Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Z、Y、W分别位于三个不同周期,则Z位于第一周期为H,Y位于第二周期,W位于第三周期。Y、Q位于同一主族,Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍,Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同,且结构图中Y只能形成两个共价键,因此Y为O,Q为S,且W得一个电子后形成四个共价键,W为Al。因此Z、Y、X、W、Q分别为H、O、Na、Al、S。
【详解】A.非金属性越强,其简单氢化物越稳定,非金属性O>S,A正确;
B.该物质中H不满足8电子稳定结构,B正确;
C.离子半径:,,C错误;
D.氢氧化铝为两性氢氧化物,能与氢氧化钠溶液反应,D正确;
答案选C。
12. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向水中通入:
B. 向FeBr2溶液中通入足量的:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++4Cl-+Br2
C. 少量碳酸氢钠与氢氧化钡溶液反应:HCO+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O
D. 侯氏制碱法:CO2+NH3+H2O=HCO+NH
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶于水生成盐酸和次氯酸,次氯酸是弱电解质,应该用化学式,离子方程式为,A错误;
B.向FeBr2溶液中通入足量的,亚铁离子和溴离子全部被氧化,离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++6Cl-+2Br2,B错误;
C.少量碳酸氢钠与氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀,离子方程式为HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O,C正确;
D.侯氏制碱法:Na++CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+,D错误;
故选C。
13. 已知反应:
①;
②;
③。
根据上述反应,判断下列结论正确的是
A. X2+是XO的还原产物,B2是B-的还原产物
B. 要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入Z2
C. 在溶液中不可能发生反应:8H++5A2++XO=X2++5A3++4H2O
D. 还原性:A2+>B->Z->X2+
【答案】D
【解析】
【分析】根据还原剂失去电子变为氧化产物;氧化剂得到电子变为还原产物。氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物进行分析判断。
【详解】A.根据选项A分析可知:X2+是XO得到电子发生还原反应产生的还原产物,B2是B-失去电子被氧化产生的氧化产物,A错误;
B.根据氧化性:氧化剂>氧化产物,结合选项A分析可知氧化性:XO>Z2>B2>A3+。要除去含有A2+、Z-和B-混合溶液中的A2+,而不氧化Z-和B-,应加入B2,B错误;
C.由于氧化性:XO>Z2>B2>A3+,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,可知在溶液中可能会发生反应:8H++5A2++XO=X2++5A3++4H2O,C错误;
D.①在反应16H++10Z-+2XO=2X2++5Z2+8H2O中,XO为氧化剂,X2+是还原产物;Z-是还原剂,Z2是氧化产物,说明还原性:Z->X2+;②在反应2A2++B2=2A3++2B-中,B2是氧化剂,B-是还原产物;A2+是还原剂,A3+是氧化产物,所以还原性:A2+>B-。③在反应2B-+Z2=B2+2Z-中,Z2是氧化剂,Z-是还原产物;B-是还原剂,B2是氧化产物,所以还原性:B->Z-,则物质的还原性:A2+>B->Z->X2+,D正确;
故选D。
14. 将Cu片放入FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,测得溶液中Fe3+与Fe2+个数比为2:3,则此时溶液中与的物质的量之比为
A. 3∶5 B. 3∶4 C. 3∶2 D. 4∶3
【答案】B
【解析】
【详解】将Cu片放入FeCl3溶液中,发生反应:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。若溶液中n(Fe2+)=3 mol,则n(Fe3+)=2 mol,由离子方程式中物质反应关系可知n(Cu2+)=n(Fe2+)=×3 mol=1.5 mol,所以反应后溶液中Cu2+与Fe3+的物质的量之比为1.5 mol:2 mol = 3∶4。
故选B。
15. 下列各组离子在给定条件下可能大量共存的是
A. 能使石蕊变红的溶液中:Fe3+、K+、SCN-、
B. 加入铝粉有大量氢气产生的溶液中:ClO-、、、
C. 含大量NaHSO4的溶液中:、、、
D. 在pH<7的澄清透明溶液中:、、CH3COO-、
【答案】B
【解析】
【详解】A.Fe3+与SCN-反应生成配合物,不能大量共存,A错误;
B.加入铝粉有大量氢气产生的溶液可能是酸性溶液或碱性溶液,若为酸性,不能大量共存;若为碱性,选项中各种离子之间不反应,都不与OH-反应,可以大量共存,满足题目可能大量共存要求,B正确;
C.、Ba2+之间生成难溶物硫酸钡,不能大量共存,C错误;
D.pH<7的溶液中含有大量的H+,与CH3COO-不能大量共存,D错误;
故选:B。
16. 下列实验过程可以达到实验目的的是
实验目的
实验操作
现象及结论
A
配制0.4000 mol/L的NaOH溶液
称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解后,立即转移至250 mL容量瓶中定容
固体溶解,并获得0.4000 mol/L的NaOH溶液
B
验证钠的还原性
将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶
集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生
C
检验FeCl3溶液中是否含有Fe2+
向溶液中滴加酸性KMnO4溶液
若紫红色褪去,则溶液中含有Fe2+
D
检验Na2SO4溶液中是否含有Cl-
取少量溶液于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液
若产生白色沉淀,则溶液中含有Cl-
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaOH固体溶于水放热,溶解后应冷却至室温,再转移至250 mL容量瓶中定容,A错误;
B.产生黑色颗粒,说明钠将CO2还原并生成碳,可验证钠的还原性,B正确;
C.在酸性条件下,高锰酸钾与氯离子发生反应:2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,氯离子也能使高锰酸钾溶液褪色,则紫红色褪去不能说明溶液中含有Fe2+,C错误;
D.硫酸根离子的存在会干扰氯离子的检验,取样后应先加足量硝酸钡溶液,过滤后取滤液,再加入稀硝酸酸化的硝酸银,才能排除硫酸根离子干扰,验出氯离子,D错误;
故选B。
17. 氢化钠()可在野外作生氢剂,反应原理为。设计如图实验装置(部分夹持仪器略)利用Na与反应制备。下列说法正确的是
A. 实验开始时,先打开止水夹再点燃酒精灯
B. 装置a也可用于浓盐酸与制
C. 装置b中的试剂是浓硫酸,d中碱石灰用来处理尾气
D. 反应后取c中固体加水溶解,滴加酚酞,溶液变红证明Na已完全反应
【答案】A
【解析】
【分析】a制备氢气,b干燥氢气,c中钠和氢气反应生成NaH,d中碱石灰防止空气中的水、二氧化碳进入c中干扰实验。
【详解】A.先打开止水夹,装置a生成,氢气进入c装置中排尽空气,再点燃酒精灯,防止钠和氧气反应,故A正确;
B.浓盐酸与制需加热,装置a也不能用于浓盐酸与制,故B错误;
C.Na与反应会引入杂质NaOH,需用浓干燥,d中碱石灰主要防止空气中和进入装置c,故C错误;
D.NaH与水反应也生成NaOH,c中固体加水溶解,滴加酚酞,溶液变红,不能证明Na已完全反应,故D错误;
选A。
18. 有一水溶液含有以下离子中的若干种:、、、、、,现取两份100mL的该溶液分别进行如下实验(已知:):
(1)第一份加足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下的气体448mL。
(2)第二份加足量溶液,得沉淀4.30g,再用足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。
根据上述实验,下列推测错误的是
A. 100mL该溶液中的物质的量为0.02mol
B. 生成可溶于盐酸的沉淀的离子方程式为
C. 原溶液中一定存在、、,可能存在、
D. 第二份溶液消耗的物质的量为0.02mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.第一份加足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下的气体448mL,说明溶液中存在,并且,A正确;
B.生成可溶于盐酸的沉淀,即生成沉淀的离子方程式为,B正确;
C.第二份加足量溶液,得沉淀4.30g,再用足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g.沉淀部分溶解,说明溶液中存在和,不存在,的物质的量为,的物质的量为,结合A项,根据电荷守恒可知溶液中一定存在,无法确定,C错误;
D.由C项分析可知,第二份溶液消耗的物质的量为0.02mol,D正确;
故答案为:C。
第Ⅱ卷
二、填空题(共56分)
19. 某课外活动小组,取少量粉末(红棕色)加入适量盐酸,用所得溶液进行胶体的制备实验并检验其性质。
Ⅰ.向一小烧杯中加入蒸馏水,加热至沸腾,向沸水中逐滴加入滴饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,制备得到胶体。
(1)写出制备胶体的化学方程式:___________。
(2)用光束照射胶体,能产生___________效应。
(3)如图所示是一种“纳米药物分子运输车”,该技术可提高肿瘤的治疗效果。“纳米药物分子运输车”分散于水中所得的分散系___________(填“属于”或“不属于”)胶体。
Ⅱ.实验室用浓盐酸(下图为该试剂瓶上标签的有关内容)配制稀盐酸。
盐酸
分子式:HCl
相对分子质量:36.5
密度:1.2 g/cm3
质量分数:36.5%
(4)用该浓盐酸配制0.20 mol·L-1的稀盐酸850 mL,量取浓盐酸的体积应选用的量筒规格为___________(填5 mL、10 mL、25 mL、50 mL)。
(5)该实验中必须用到的玻璃容器有:玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒、___________。
(6)下列关于容量瓶的相关操作不正确的是___________。(填序号)
(7)配制上述溶液时,其它操作都准确,下列操作会导致所配溶液的浓度偏低的是___________(填序号)。
a.量筒洗涤后,未干燥即用来配制溶液
b.量筒量取浓盐酸时,仰视凹液面读数
c.量筒倒出浓盐酸后,用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液转移至容量瓶中
d.定容时,俯视凹液面读数
e.定容时水多、超过刻度线,用胶头滴管吸出
【答案】(1)
(2)丁达尔 (3)不属于
(4)25 mL (5)1000mL容量瓶
(6)②③④⑤ (7)ae
【解析】
【小问1详解】
向沸水中逐滴加入滴饱和溶液煮沸至红褐色,得到胶体,化学方程式为;
【小问2详解】
胶体是一种分散系,胶体具有丁达尔效应;
【小问3详解】
由图可知“纳米药物分子车”的直径为200 nm,胶体是分散质粒子大小在 1 nm~100 nm 的分散系,故“纳米药物分子运输车”分散于水中所得的分散系不属于胶体;
【小问4详解】
该浓盐酸的物质的量浓度c= ,用该浓盐酸配制0.20 mol·L-1的稀盐酸850 mL,选用1000 mL容量瓶,量取浓盐酸的体积为=16.6 mL;应选用的量筒规格为25 mL;
【小问5详解】
该实验步骤有:计算、量取、稀释并冷却、移液、洗涤、定容、摇匀,必须用到的玻璃容器有:玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒、1000 mL容量瓶;
【小问6详解】
①移液时用玻璃棒引流,玻璃棒伸入刻度线以下,故①正确;
②震荡容量瓶,不是上下振荡,应该轻轻晃动,故②错误;
③定容时距离刻度线1~2 cm改用胶头滴管滴加,故③错误;
④定容时,眼睛平视刻度线,不应平视液面,故④错误;
⑤用食指按住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒容量瓶,使溶液充分混合均匀,故⑤错误;
选②③④⑤;
【小问7详解】
a.量筒洗涤后,未干燥即用来配制溶液,会稀释溶液,导致量取的溶液溶质偏小,浓度偏小,a正确;
b.量筒量取浓盐酸时,仰视凹液面读数,导致浓盐酸体积偏大,溶质偏多,最后配制溶液浓度偏大,b错误;
c.量筒倒出浓盐酸后,用蒸馏水洗涤量筒,并将洗涤液转移至容量瓶中,最后配制溶液浓度偏大,c错误;
d.定容时,俯视凹液面读数,溶液体积偏小,浓度偏大,d错误;;
e.定容时水多、超过刻度线,用胶头滴管吸出,溶质偏小,浓度偏小,e正确;;
故选ae。
20. 利用废铁屑为原料,可制备高铁酸钾()和聚合硫酸铁()两种净水剂,制备流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为___________。
(2)“制备”过程产生,反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为___________。
(3)“分离”所得副产品的主要成分为___________。
(4)①“操作b”中,经___________、洗涤、干燥,可得粗品。
②由操作b判断该生产条件下物质的溶解性:___________(填“>”或“<”)。
(5)干燥品在室温下稳定,在强碱溶液中稳定,随着减小,稳定性下降,放出氧气,另一产物还可用作絮凝剂、净水剂。请写出上述过程的化学方程式:___________。
(6)盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标,通常盐基度越高,絮凝效果越好。盐基度B的表达式:(n为物质的量)。为测量聚合硫酸铁的盐基度,进行如下实验操作:
ⅰ.取聚合硫酸铁样品m g,加入过量盐酸,充分反应,再加入煮沸后冷却的蒸馏水,再加入KF溶液屏蔽Fe3+,使Fe3+不与OH-反应。然后以酚酞为指示剂,用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V mL。
ⅱ.做空白对照实验,取与步骤ⅰ等体积等浓度的盐酸,以酚酞为指示剂,用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V0 mL。
①该聚合硫酸铁样品中n(OH-) =___________mol。
②已知该样品中Fe的质量分数w,则盐基度B=___________。(列出计算式)
【答案】(1)2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)2:3 (3)NaCl
(4) ①. 蒸发浓缩、冷却结晶 ②. >
(5)4K2FeO4+10H2SO4=2Fe2(SO4)3+2K2SO4+3O2↑+10H2O
(6) ①. 10-3cV0-10-3cV ②.
【解析】
【分析】废铁屑先用稀硫酸酸浸,溶液中存在Fe2+,氧化过程中是将Fe2+转化为Fe3+,离子方程式为:2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,途径I中向溶液中加入NaOH和NaClO将Fe3+氧化为Na2FeO4,NaClO被还原生成NaCl,分离出副产物NaCl后加入饱和KOH溶液,将Na2FeO4转化为K2FeO4;途径II中加入NaOH溶液调节pH值来促进Fe3+水解而制取聚合硫酸铁,然后固化成型,据此分析解题;
【小问1详解】
由分析可知,氧化过程中H2O2将Fe2+转化为Fe3+,离子方程式为:2Fe2++ H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
【小问2详解】
“制备”过程中NaClO将Fe3+氧化为Na2FeO4,Cl元素由+1价下降到-1价,Fe元素由+3价上升到+6价,ClO-是氧化剂,Fe3+是还原剂,根据得失电子守恒可知,反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为2:3;
【小问3详解】
由分析可知,“分离”所得副产品的主要成分为NaCl;
【小问4详解】
“操作b”中,Na2FeO4转化为K2FeO4,经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥,可得粗品。该过程中,溶解度更小的会结晶析出,判断该生产条件下物质的溶解性:>;
【小问5详解】
高铁酸钾具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,杀菌消毒过程中高铁酸钾被还原生成的Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可以吸附水中的杂质,可以达到净水的作用,化学方程式为4K2FeO4+10H2SO4=2Fe2(SO4)3+2K2SO4+3O2↑+10H2O;
【小问6详解】
①ⅰ.取聚合硫酸铁样品m g,加入过量盐酸,聚合硫酸铁中氢氧根离子会反应一部分HCl。再加入KF溶液屏蔽Fe3+,使Fe3+不与OH-反应。然后以酚酞为指示剂,用c mol/L的标准NaOH溶液进行中和滴定,到终点时消耗NaOH溶液V mL。滴定消耗的氢氧化钠的物质的量等于过量HCl的物质的量;ⅱ.空白对照实验,可知ⅰ。中加入的HCl总物质的量;综上,与聚合硫酸铁中氢氧根离子反应的n(HCl)=该聚合硫酸铁样品中n(OH-)= 10-3cV0-10-3cV mol;
②n(Fe)=mol,盐基度(n为物质的量)= 。
21. 宋代《千里江山图》所用矿物颜料绿松石中含有,下图呈现其部分元素在元素周期表所在位置,虚线为分界线。
(1)中共价键的类型是___________(填“极性键”或“非极性键”)。
(2)下列比较Cu、Al金属性强弱的方案合理的是___________(填序号)。
a.比较Cu、Al分别与酸反应的难易程度
b.比较Cu、Al的密度
c.将打磨过的铝片放入CuSO4溶液,观察是否有红色固体生成
(3)P与②、⑦是同主族元素。
i.气态氢化物的稳定性:___________>___________>___________(填化学式)。___________。
ii.非金属性:___________>___________>___________(填元素符号)___________,用原子结构解释原因:___________。
(4)④的单质与同周期金属性最强元素的最高价氧化物对应的水化物反应离子方程式:___________,⑧原子结构示意图是___________。
(5)可在图中分界线(虚线部分)附近寻找___________(填序号)。
A. 优良的催化剂 B. 半导体材料 C. 合金材料 D. 农药
(6)请设计实验比较①、⑤的非金属性强弱顺序(可供选择的药品有:稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液,化学仪器根据需要选择),在答题卡对应的表格中填写实验步骤和实验现象。
实验步骤
实验现象
结论
在试管中加入CaCO3固体,___________
___________
非金属性:①>⑤
【答案】(1)极性键 (2)ac
(3) ①. NH3>PH3>AsH3 ②. N>P>As ③. N、P、As是同主族元素,最外层电子数相同,电子层数依次增大,原子半径依次增大,得电子的能力减弱,非金属性减弱
(4) ①. 2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ ②. (5)B
(6) ①. 再加入盐酸,将生成气体通过NaHCO3溶液洗气后,通入Na2SiO3溶液 ②. 生成白色胶状沉淀
【解析】
【分析】由图可知,①为C,②为N,③为O,④为Al,⑤为Si,⑥为P,⑦为As,⑧为Br;
【小问1详解】
中,H、O元素的非金属性不同,共用电子对偏向于O原子而偏离于H原子,则共价键的类型是极性键。
【小问2详解】
)a.金属性越强,金属单质与酸反应越剧烈,则比较Cu、Al分别与酸反应的难易程度,可推出Cu和Al的金属性强弱,a符合题意;
b.金属单质的密度与相对原子质量、原子半径、原子间的距离等因素有关,不能决定金属元素的金属性强弱,则比较Mg、Al的密度不能推出Mg、Al的金属性强弱,b不符合题意;
c.将打磨过的铝片放入CuSO4溶液,若有红色固体生成,则说明Al置换出了Cu,Cu的金属性比Al弱,c符合题意;
故选ac。
【小问3详解】
i. 非金属性越强,气态氢化物越稳定,P与N、As是同主族元素,且非金属性N>P>As,则气态氢化物的稳定性:NH3>PH3>AsH3.
ii. 同主族元素,最外层电子数相同,电子层数依次增大,原子半径依次增大,得电子的能力减弱,非金属性减弱,故非金属性:N>P>As。
【小问4详解】
④为Al,与同周期金属性最强元素Na的最高价氧化物对应的水化物NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑,⑧是Br,原子结构示意图是。
【小问5详解】
在金属和非金属的分界线附近可以寻找半导体材料(如锗、硅、硒等),故选B。
【小问6详解】
C、Si的非金属性强弱顺序为C>Si,可以根据碳酸酸性强于硅酸来证明,化学反应中,强酸可以制得弱酸,即在试管中加入CaCO3固体,再加入盐酸,将生成气体通过NaHCO3溶液洗气后,通入Na2SiO3溶液;生成白色胶状沉淀,则碳酸酸性强于硅酸,结论:非金属性C>Si。
22. 某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、 (绿色)、 (紫色)。
ii.浓碱条件下,可被OH-还原为。
iii. Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号
物质a
C中实验现象
通入Cl2前
通入Cl2后
I
水
得到无色溶液
产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
Ⅱ
5% NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
Ⅲ
40% NaOH溶液
产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀
棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是___________。
(2)通入Cl2前,Ⅱ、Ⅲ中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为___________。
(3)对比实验I、Ⅱ通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是___________。
(4)根据资料ii,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因___________,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为___________,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被___________(填“化学式”)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③取Ⅱ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是___________。
④综合上述结果,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:在浓碱条件下,c(OH-)和c(ClO-)均很大时,MnO被氧化为MnO比MnO转化为MnO的速率快,因而不能实验Ⅲ未得到绿色溶液。
【答案】(1)饱和NaCl溶液
(2)
(3)二价锰化合物在中性或弱酸性条件下只能被氧化到MnO2,在碱性条件下可以被氧化到更高价态。(或表达为:“Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强”)
(4) ①. ②. ③. NaClO ④.
【解析】
【分析】在装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2,由于盐酸具有挥发性,为排除HCl对Cl2性质的干扰,在装置B中盛有饱和NaCl溶液,除去Cl2中的杂质HCl,在装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D是尾气处理装置,目的是除去多余Cl2,防止造成大气污染。
【小问1详解】
装置A中HCl与KMnO4发生反应制取Cl2,离子方程式为:,B中试剂是饱和NaCl溶液,作用是吸收Cl2中的杂质HCl气体;
【小问2详解】
通入Cl2前,II、III中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为:;
【小问3详解】
对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是:Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强;
【小问4详解】
①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的方程式为:;②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色是由于在浓碱条件下,可被OH-还原为,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,该反应的离子方程式为:;溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被NaClO氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液碱性减弱,溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为,发生的反应是:。
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