内容正文:
第一章 物质的量
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O16 Na 23 Mg24 Al 27 S32 Cl 35.5 Fe 56
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列说法正确的是( )
A.1mol任何气体的体积均为22.4L
B.0.012kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子
C.1mol OH-的质量为17 g·mol-1
D.1L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1
2.下列叙述错误的个数是( )
①摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
②2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍
③在同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑤HCl的摩尔质量是36.5
⑥在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积相等
⑦1mol氦气的原子数为2NA
A.3 B.4 C.5 D.6
3.利用下列仪器(非玻璃仪器任选)不能完成相应实验的是
A. 配制100ml1.00mol·L-1NaOH溶液 B. 重结晶法提纯苯甲酸
C. 用四氯化碳萃取碘水中的碘 D. 除去苯中少量的苯酚
4.下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和S的总物质的量为0.9 mol
B.将286 g Na2CO3·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和S的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.10 ℃时,0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1
5.下列配制一定浓度的硝酸银溶液的操作错误的是
A. 应选用棕色容量瓶
B. 容量瓶检漏过程中倒置两次
C. 溶解过程中应加稀硝酸抑制水解
D. 定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
6.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1L 1的溶液中含氮原子的数目为小于2
B. 等物质的量的和中所含阴离子数均为
C. 标准状况下,44.8L NO和22.4L 反应后的分子数是2
D. 18g重水()和18g重氧水()中所含质子和中子的数目均为9
7.制备K2MnF6的反应:2KMnO4+3H2O2+2KF+10HF===2K2MnF6+3O2↑+8H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.常温下,pH=9的KF溶液中,水电离出的H+数为10-5NA
B.标准状况下,2.24 L的HF含有的分子数为0.1NA
C.0.5 mol的液态H2O2中含s⁃p σ键数目为NA
D.反应生成32 g O2,转移电子数为2NA
8.标准状况下,将a L NH3完全溶于水,得到V mL溶液,假设该溶液的密度为ρ g·mL-1,溶质质量分数为w,其中含有N的物质的量是b mol,下列叙述不正确的是( )
A.溶质的质量分数为×100%
B.NH3·H2O电离出的OH-的物质的量浓度为 mol·L-1
C.溶液中c(OH-)= mol·L-1
D.向上述溶液中加入等质量的水,所得溶液的溶质的质量分数为0.5w
9.已知PbO2受热分解生成Pb的+4价和+2价的混合氧化物(+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2)。1 mol PbO2受热分解得到固体和a mol氧气,固体与足量的浓盐酸反应得氯气b mol,若a∶b为3∶2,则分解所得固体的成分及物质的量之比可能是( )
①PbO2、PbO;1∶2 ②PbO2、Pb3O4;1∶3 ③Pb3O4,PbO;1∶1 ④PbO2、Pb3O4、PbO;1∶1∶4
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
10. 【物质转化+方程式计算】氯及其化合物的转化关系如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 碱性条件下、、可大量共存
B. 浓度均为、溶液中,含有的数目相同
C. 反应①的离子方程式为
D. 反应②中每有作氧化剂,转移电子数为
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.下列实验仪器使用或实验操作能达到目的的是
A. 图①表示配制的NaCl溶液时定容操作
B. 用图②装置制备碳酸氢钠
C. 图③表示测定稀硫酸的pH的操作
D. 图④装置可用于盐酸测定氨水浓度
12.【反应历程+物质的量计算】地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺()以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺()广泛用于药品、香料等的合成。是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 和Y混合气体中氧原子数为
B. 已知、碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则碱性
C. 完全转化为时,转移的电子数为
D. 中含有的价电子总数为
13.室温下某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成甲、乙两室,向甲中充入一定量的H2、Cl2混合气体,乙中充入16 g CH4气体,此时活塞位置如图。下列有关说法正确的是( )
A.该图表明,甲室的压强是乙室的2倍,气体分子数量也是乙室的2倍
B.甲室中H2、Cl2的总质量不能确定,但总的物质的量一定是2 mol
C.将甲室的混合气体充分反应,恢复至室温,最终活塞停留的位置应是刻度4处
D.若甲室混合气体密度是同温同压时H2密度的30倍,则甲室通入的气体是32 g
14.科学家在利用双极膜反应器电化学合成氨领域取得重要成果,装置如图所示,下列说法错误的是
A. d为阴离子交换膜
B. 若转移4mol电子,在a电极生成1molKOH
C. 双极膜中消耗8mol水时,b电极生成2mol气体
D. 电解一段时间后,KOH溶液的浓度保持不变
15.现取镁铝合金在一定浓度的稀硝酸中恰好完全溶解(设硝酸的还原产物只有),向反应后的混合溶液中滴加溶液,当滴加到时,得到沉淀质量恰好达到最大值,为。下列有关该说法中不正确的是
A. 镁铝合金恰好溶解时溶液中的物质的量为
B. 沉淀中的质量为
C. 标准状况下生成NO的体积为L
D. 与镁铝合金反应的硝酸的物质的量为
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为 mol。
(2)甲室中气体的质量为 g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为 。
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体),如果将隔板a去掉,当HCl与NH3完全反应后,隔板b将静置于刻度“ ”处(填数字)。
17.聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH (填“增大”或“减小”)。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10-2 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②该样品中铁的质量分数为 。
18.已知质量分数为36.5%的盐酸,密度为1.16 g·cm-3,现需要220 mL 1 mol·L-1的稀盐酸,试回答下列问题:
(1)用浓盐酸配制稀盐酸时,需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、、。
(2)经计算需要用量筒量取mL浓盐酸,在量取时宜选用下列量筒中的(填字母)。
A.5 mL B.10 mL C.25 mL D.50 mL
(3)在量取浓盐酸后,进行了下列操作。
a.等稀释的盐酸的温度与室温一致后,沿玻璃棒注入250 mL容量瓶中。
b.往容量瓶中小心加蒸馏水至液面离容量瓶刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的凹面底部与瓶颈的刻度标线相切。
c.在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水,并用玻璃棒搅动,使其混合均匀。
d.用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2至3次,并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中,正确的顺序是(填字母)。
(4)在上述配制过程中,用刚刚洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸,其配制的稀盐酸浓度(填“偏高”“偏低”或“无影响”);若定容时仰视容量瓶的刻度线,则配制的稀盐酸浓度(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
19.二氧化氯消毒剂是国际公认的高效消毒灭菌剂。二氧化氯漂白液中常含有ClO2和Cl2两种主要成分。化学兴趣小组同学为测定某二氧化氯漂白液中ClO2的浓度,进行如下实验:
【实验Ⅰ】配制100 mL 0.100 mol·L-1的Na2S2O3溶液,步骤如下:
①用托盘天平称取一定质量Na2S2O3·5H2O固体,放入烧杯,用适量蒸馏水溶解;
②将烧杯中的溶液小心的注入100 mL容量瓶中;
③……;
④继续向容量瓶中加水至距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管加水至刻度线;
⑤将容量瓶塞盖好,充分摇匀。
回答下列问题:
(1)容量瓶在使用前必须进行的操作是 。
(2)配制溶液过程中需用托盘天平称量Na2S2O3·5H2O固体的质量为。
(3)步骤②操作之前容量瓶中有少量水,则配制的溶液的浓度将(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)补全步骤③操作: 。
【实验Ⅱ】测定二氧化氯漂白液中的物质的量浓度,步骤如下:
①量取10.00 mL二氧化氯漂白液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到100 mL,再向其中加入过量KI溶液,二氧化氯漂白液中的两种成分分别发生反应:2ClO2+2KI2KClO2+I2、Cl2+2KI2KCl+I2。
②加入淀粉作指示剂,向其中逐滴加入0.100 mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应恰好完全进行,过程中发生的反应为2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。
③加入稀硫酸调节溶液pH=3,发生反应:KClO2+4KI+2H2SO4KCl+2K2SO4+2I2+2H2O。
④再逐滴加入0.100 mol·L-1的Na2S2O3溶液,反应恰好完全进行时,该步消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
(5)该二氧化氯漂白液中ClO2的物质的量浓度为。(写出计算过程)
20.(过碳酸钠)是一种消毒剂、漂白剂和氧化剂,50℃开始分解。实验室中可用饱和溶液与过氧化氢制取,反应方程式如下:。
(一)过碳酸钠的合成
在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中加入15mL的30%过氧化氢溶液,在0-5℃下滴加可溶性无机盐稳定剂硫酸镁和硅酸钠到上述溶液中,再将有机稳定剂和有机螯合剂(如EDTA)慢慢加入其中。在上述的混合溶液中,控温搅拌加入配制好的饱和碳酸钠溶液,并在低温下进行混合、反应。继续控温搅拌回流数小时,经一段反应时间后,生成的过碳酸钠经静置、过滤、干燥即得成品过碳酸钠。
(二)过碳酸钠性质检测
Ⅰ.向过碳酸钠溶液中滴加酸性溶液,紫红色消失。
Ⅱ.向过碳酸钠溶液中加入KI溶液和四氯化碳,振荡,静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:准确称取0.4000g产品,用蒸馏水溶解后配制成100ml溶液。
滴定分析:量取25.00ml过碳酸钠溶液至锥形瓶中,加50ml蒸馏水,用的酸性溶液滴定至终点,消耗标准液15.00ml,计算纯度。
回答下列问题:
(1)合成过程的控温方式_______。
(2)过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,转移溶液时_______(填具体操作),滤液沿烧杯壁流下。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为_______。性质检测Ⅰ和Ⅱ分别说明过碳酸钠具有的性质是_______。
(4)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是_______,操作b为_______。
(5)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是_______(填标号)。
A. 溶液置于酸式滴定管中 B. 用量筒量取25.00ml过碳酸钠溶液
C. 滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁 D. 锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(6)产品的纯度为_______%(保留三位有效数字)。
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第二章 物质的量
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O16 Na 23 Mg24 Al 27 S32 Cl 35.5 Fe 56
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列说法正确的是( )
A.1mol任何气体的体积均为22.4L
B.0.012kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子
C.1mol OH-的质量为17 g·mol-1
D.1L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的物质的量浓度是0.1 mol·L-1
【答案】B
【解析】没有指明标准状况,故错误;0.012kg 12C中含有约6.02×1023个碳原子,故B正确;1mol OH-的质量为17 g;1L水中溶解5.85 g NaCl所形成的溶液的体积不是1L,物质的量浓度不等于0.1 mol·L-1,故D错误
2.下列叙述错误的个数是( )
①摩尔是用来衡量微观粒子多少的一种物理量
②2molH2O的摩尔质量是1molH2O的摩尔质量的2倍
③在同温同体积时,气体的物质的量越大,则压强越大
④两种物质的物质的量相同,则它们在标准状况下的体积也相同
⑤HCl的摩尔质量是36.5
⑥在一定的温度和压强下,各种气体的摩尔体积相等
⑦1mol氦气的原子数为2NA
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【解析】摩尔是衡量微观粒子多少的物理量——物质的量的单位,①错误;摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量,2 mol H2O的摩尔质量和 1 mol H2O的摩尔质量相同,②错误;两种物质的物质的量相同,若它们的存在状态都不是气体,则它们在标准状况下的体积不相同,④错误;HCl的摩尔质量是36.5 g·mol-1,⑤错误;氦气是单原子分子,所以1 mol氦气的原子数为NA,⑦错误;③⑥正确。
3.利用下列仪器(非玻璃仪器任选)不能完成相应实验的是
A. 配制100ml1.00mol·L-1NaOH溶液 B. 重结晶法提纯苯甲酸
C. 用四氯化碳萃取碘水中的碘 D. 除去苯中少量的苯酚
【答案】A
【解析】A.配制100mlNaOH溶液,需要用到玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管、量筒,题给仪器无胶头滴管,则不能完成配制100mlNaOH溶液,A符合题意,
B.重结晶法提纯苯甲酸,需要溶解、蒸发浓缩、过滤等实验,用到玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗、酒精灯,题给仪器能完成该实验,B不符合题意;
C.用四氯化碳萃取碘水中的碘,需要用到玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,题给仪器能完成该实验,C不符合题意;
D.除去苯中少量的苯酚,需要加入氢氧化钠溶液、分液实验,用到玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,题给仪器能完成该实验,D不符合题意。
4.下列关于物质的量浓度表述正确的是( )
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有的Na+和S的总物质的量为0.9 mol
B.将286 g Na2CO3·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.在K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,如果Na+和S的物质的量相等,则K+和Cl-的物质的量浓度一定相同
D.10 ℃时,0.35 mol·L-1的KCl饱和溶液100 mL蒸发掉5 g水,冷却到10 ℃时,其体积小于100 mL,它的物质的量浓度仍为0.35 mol·L-1
【答案】D
【解析】不知道溶液体积,无法计算离子的总物质的量,故A错误;将286 g Na2CO3·10H2O溶于1 L水中,所得溶液的体积不是1 L,故B错误;K2SO4和NaCl的中性混合水溶液中,c(H+)=c(OH-),则c(K+)+c(Na+)=c(Cl-)+2c(S),若Na+和S物质的量相等,则K+的浓度大于Cl-的浓度,故C错误;同一物质在同一温度下的溶解度一定,饱和溶液的物质的量浓度恒定,故D正确。
5.下列配制一定浓度的硝酸银溶液的操作错误的是
A. 应选用棕色容量瓶
B. 容量瓶检漏过程中倒置两次
C. 溶解过程中应加稀硝酸抑制水解
D. 定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
【答案】D
【解析】硝酸银见光易分解,应选用棕色容量瓶,A正确;在容量瓶检漏过程中,首先需要将容量瓶装入半瓶水,然后塞紧瓶塞。接着,用右手食指顶住瓶塞,另一只手五指托住容量瓶底,将其倒立(瓶口朝下),观察容量瓶是否漏水。如果不漏水,将瓶正立并将瓶塞旋转180度后,再次倒立检查是否漏水。如果两次操作后,容量瓶瓶塞周围皆无水漏出,即表明容量瓶不漏水,容量瓶检漏过程中倒置两次,B正确;是强酸弱碱盐,溶解过程中应银离子会水解,加稀硝酸抑制水解,C正确;定容时俯视刻度线,水会加少,所配溶液浓度偏高,D错误。
6.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1L 1的溶液中含氮原子的数目为小于2
B. 等物质的量的和中所含阴离子数均为
C. 标准状况下,44.8L NO和22.4L 反应后的分子数是2
D. 18g重水()和18g重氧水()中所含质子和中子的数目均为9
【答案】D
【解析】A.1L 1mol/L的NH4NO3溶液中含有溶质硝酸铵的物质的量为1mol,1mol硝酸铵中含有2mol氮原子,含有的氮原子数为2NA,故A错误;
B.等物质的量的K2O和K2O2中,物质的量不确定,不能计算所含阴离子数,故B错误;
C.标准状况下,44.8LNO和22.4LO2反应后生成44.8LNO2,由于存在2NO2⇌N2O4,分子数小于2,故C错误;
D.18g重水(D2O)物质的量n==0.9mol,18g重氧水()物质的量n==0.9mol,而1个D2O和1个都含有10个质子和10个中子,故所含质子和中子的数目均为9,故D正确;
答案选D。
7.制备K2MnF6的反应:2KMnO4+3H2O2+2KF+10HF===2K2MnF6+3O2↑+8H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.常温下,pH=9的KF溶液中,水电离出的H+数为10-5NA
B.标准状况下,2.24 L的HF含有的分子数为0.1NA
C.0.5 mol的液态H2O2中含s⁃p σ键数目为NA
D.反应生成32 g O2,转移电子数为2NA
【答案】
【解析】未说明溶液的体积,无法计算离子数目,故A错误;标准状况下,HF为非气态,不能计算物质的量,也就无法计算出分子数,故B错误;H2O2中O原子的价层电子对数为4,为sp3杂化,H与O之间形成的是s⁃sp3 σ键,故C错误;根据反应可知关系式:3H2O2~3O2~6e-,32 g O2为1 mol,转移电子数为2NA,故D正确。
8.标准状况下,将a L NH3完全溶于水,得到V mL溶液,假设该溶液的密度为ρ g·mL-1,溶质质量分数为w,其中含有N的物质的量是b mol,下列叙述不正确的是( )
A.溶质的质量分数为×100%
B.NH3·H2O电离出的OH-的物质的量浓度为 mol·L-1
C.溶液中c(OH-)= mol·L-1
D.向上述溶液中加入等质量的水,所得溶液的溶质的质量分数为0.5w
【答案】C
【解析】氨水中溶质为氨气,标准状况下,a L氨气的物质的量为 mol,溶质的质量分数为×100%=×100%,A正确;根据NH3·H2ON+OH-可知,该溶液中NH3·H2O电离出的OH-的物质的量等于N的物质的量,故NH3·H2O电离出的c(OH-)= mol·L-1,B正确;根据电荷守恒有c(OH-)=c(N)+c(H+),c(N)= mol·L-1,故c(OH-)= mol·L-1+c(H+),C错误;加入等质量的水后,溶液中溶质质量不变,溶液质量变为原来的2倍,则所得溶液溶质的质量分数等于0.5w,D正确。
9.已知PbO2受热分解生成Pb的+4价和+2价的混合氧化物(+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2)。1 mol PbO2受热分解得到固体和a mol氧气,固体与足量的浓盐酸反应得氯气b mol,若a∶b为3∶2,则分解所得固体的成分及物质的量之比可能是( )
①PbO2、PbO;1∶2 ②PbO2、Pb3O4;1∶3 ③Pb3O4,PbO;1∶1 ④PbO2、Pb3O4、PbO;1∶1∶4
A.③④ B.②③ C.①② D.①④
【答案】A
【解析】[PbO2受热分解得到氧气和铅的混合氧化物(Pb为+4、+2价),铅的混合氧化物再与浓盐酸反应,+4价Pb被还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到的溶液为PbCl2溶液,根据化合价变化可知1 mol PbO2在上述转化过程中共转移2 mol e-,设该过程得到O2的物质的量为a mol=3x mol,则Cl2的物质的量为b mol=2x mol,利用得失电子守恒可得:3x×4+2x×2=2,解得x=0.125,故知1 mol PbO2在受热分解过程中产生0.375 mol O2,利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb)∶n(O)=4∶5,结合选项可知只有③、④项满足n(Pb)∶n(O)=4∶5,故A正确。
10. 【物质转化+方程式计算】氯及其化合物的转化关系如图所示,为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 碱性条件下、、可大量共存
B. 浓度均为、溶液中,含有的数目相同
C. 反应①的离子方程式为
D. 反应②中每有作氧化剂,转移电子数为
【答案】A
【解析】反应①的化学方程式为:4HCl+Ca(ClO)2=2Cl2+CaCl2+2H2O,反应②的化学方程式为:3Cl2+6KOH(热)=KClO3+5KCl+3H2O,据此解答。
A.碱性条件下、、之间不能发生反应,可以大量共存,A正确;
B.在水溶液中不能电离产生,B错误;
C.反应①中Ca(ClO)2和盐酸反应生成氯气、氯化钙和水,离子方程式为:,C错误;
D.反应②的化学方程式为:3Cl2+6KOH(热)=KClO3+5KCl+3H2O,Cl元素化合价由0价上升到+5价,又由0价下降到-1价,氯气即作氧化剂,又做还原剂,所以每有作氧化剂,转移电子数为,D错误。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.下列实验仪器使用或实验操作能达到目的的是
A. 图①表示配制的NaCl溶液时定容操作
B. 用图②装置制备碳酸氢钠
C. 图③表示测定稀硫酸的pH的操作
D. 图④装置可用于盐酸测定氨水浓度
【答案】C
【解析】A.定容时应在液面距离刻度线1~2cm处改用胶头滴管进行滴加,A错误;
B.由于氨气极易溶于水,故通入氨气的导管应为短导管,通入二氧化碳的导管为长导管,B错误;
C.用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测定的稀硫酸,滴到pH试纸的中央,待pH试纸变色稳定后迅速与标准比色卡进行对比,得到pH值,C正确;
D.氨水与稀盐酸反应生成的氯化铵为强酸弱碱盐,其溶液显酸性,故应选甲基橙作为指示剂,D错误;
故选C。
12.【反应历程+物质的量计算】地球上的生物氮循环涉及多种含氮物质,转化关系之一如下图所示(X、Y均为氮氧化物),羟胺()以中间产物的形式参与循环。常温常压下,羟胺易潮解,水溶液呈碱性,与盐酸反应的产物盐酸羟胺()广泛用于药品、香料等的合成。是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 和Y混合气体中氧原子数为
B. 已知、碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则碱性
C. 完全转化为时,转移的电子数为
D. 中含有的价电子总数为
【答案】C
【解析】在亚硝酸盐还原酶的作用下转化为X,中氮元素化合价为+3价,X中氮元素化合价比+3价低,X在X还原酶的作用下转化为Y,Y中氮元素化合价比X中低,X、Y均为氮氧化物,Y在Y还原酶作用下转化为氮气,则Y为N2O 、X为NO。
A. 没有明确是否为标准状况,N2O 、NO混合气体的物质的量不一定是0.1mol,所以氧原子数不一定为,故A错误;
B.、碱性随N原子电子云密度的增大而增强,OH吸电子能力大于H,中N原子电子云密度大于,则碱性,故B错误;
C. 中N元素化合价为-1,中N元素化合价为+3,完全转化为时,转移的电子数为,故C正确;
D. N原子价电子数为5,中含有的价电子总数为,故D错误。
13.室温下某容积固定的密闭容器由可移动的活塞隔成甲、乙两室,向甲中充入一定量的H2、Cl2混合气体,乙中充入16 g CH4气体,此时活塞位置如图。下列有关说法正确的是( )
A.该图表明,甲室的压强是乙室的2倍,气体分子数量也是乙室的2倍
B.甲室中H2、Cl2的总质量不能确定,但总的物质的量一定是2 mol
C.将甲室的混合气体充分反应,恢复至室温,最终活塞停留的位置应是刻度4处
D.若甲室混合气体密度是同温同压时H2密度的30倍,则甲室通入的气体是32 g
【答案】BC
【解析】密闭容器有可移动活塞,所以甲、乙两室压强相同,A错误;甲、乙两室压强与温度相同,气体的物质的量之比等于其体积之比,==2,乙室中甲烷的物质的量为1 mol,则甲室中气体的物质的量为2 mol,因为H2、Cl2的比例无法确定,所以总质量无法确定,B正确;甲室发生反应H2+Cl22HCl,反应前后气体体积不变,则充分反应恢复至室温,最终活塞停留的位置应是刻度4处,C正确;同温同压下,气体密度之比等于摩尔质量之比,若甲室混合气体的密度是同温同压时H2密度的30倍,则混合气体平均摩尔质量为60 g·mol-1,由B项知甲室气体总物质的量为2 mol,所以气体总质量为120 g,D错误。
14.科学家在利用双极膜反应器电化学合成氨领域取得重要成果,装置如图所示,下列说法错误的是
A. d为阴离子交换膜
B. 若转移4mol电子,在a电极生成1molKOH
C. 双极膜中消耗8mol水时,b电极生成2mol气体
D. 电解一段时间后,KOH溶液的浓度保持不变
【答案】BD
【解析】由图可知,与直流电源负极相连的a电极为电解池的阴极,水分子作用下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子,电极反应式为NO+8e—+6H2O=NH3↑+9OH—,水电离出的氢离子通过阳离子交换膜c进入阴极室,b电极为阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O,水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室。
A.由分析可知,水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室,故A正确;
B.由分析可知,与直流电源负极相连的a电极为电解池的阴极,水分子作用下硝酸根离子在阴极得到电子发生还原反应生成氨气和氢氧根离子,电极反应式为NO+8e—+6H2O=NH3↑+9OH—,由得失电子数目守恒可知,转移8mol电子时,双极膜中消耗8mol水,8mol氢离子通过阳离子交换膜c进入阴极室,在阴极室得到1mol氢氧化钾,则转移4mol电子时,在a电极生成0.5mol氢氧化钾,故B错误;
C.由分析可知,b电极为阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O,由得失电子数目守恒可知,转移4mol电子时,双极膜中消耗4mol水,b电极生成2mol氧气,故C正确;
D.由分析可知,b电极为阳极,氢氧根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和水,电极反应式为4OH——4e—=O2↑+2H2O,水电离出的氢氧根离子通过阴离子交换膜d进入阳极室,则电解一段时间后,阳极室中的氢氧化钾的物质的量不变,水的质量增大,则氢氧化钾的浓度减小,故D错误。
15.现取镁铝合金在一定浓度的稀硝酸中恰好完全溶解(设硝酸的还原产物只有),向反应后的混合溶液中滴加溶液,当滴加到时,得到沉淀质量恰好达到最大值,为。下列有关该说法中不正确的是
A. 镁铝合金恰好溶解时溶液中的物质的量为
B. 沉淀中的质量为
C. 标准状况下生成NO的体积为L
D. 与镁铝合金反应的硝酸的物质的量为
【答案】BC
【解析】A.恰好溶解后溶液中的离子的物质的量等于沉淀质量最大溶液中离子的物质的量,当沉淀量最大时,溶液中的溶质只有硝酸钠,硝酸根离子与钠离子的物质的量相等,,A正确;
B.沉淀为氢氧化铝和氢氧化镁,沉淀质量等于铝镁合金质量与氢氧根质量之和,所以沉淀中氢氧根的质量为(n-m)g,或者等于,B错误;
C.根据电子守恒原理,生成NO时,中+5价的N原子得3个电子,因此生成NO的物质的量应该是转移电子的三分之一,即,其体积在标准状况下为,C错误;
D.参加反应的硝酸有两种作用,起酸和氧化剂作用,作为酸的硝酸生成硝酸盐的物质的量等于硝酸钠的物质的量为,作氧化剂的硝酸的物质的量等于NO的物质的量为,所以与合金反应的硝酸的物质的量为,D正确;
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.如图所示,一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入0.6 mol HCl,甲室中充入NH3、H2的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9 g。
(1)甲室中气体的物质的量为 mol。
(2)甲室中气体的质量为 g。
(3)甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为 。
(4)经过查资料知道HCl+NH3===NH4Cl(NH4Cl常温下是固体),如果将隔板a去掉,当HCl与NH3完全反应后,隔板b将静置于刻度“ ”处(填数字)。
【答案】(1)1 (2)11 (3)11 (4)2
【解析】(1)同温同压下,气体的物质的量之比等于其体积之比,由图可知甲室中气体的物质的量为=1 mol。(2)乙室中HCl气体的质量为0.6 mol×36.5 g·mol-1=21.9 g,则甲室中气体的质量为21.9 g-10.9 g=11 g。(3)甲室中气体的物质的量为1 mol,质量为11 g,平均摩尔质量为11 g·mol-1,则甲室中NH3、H2的平均相对分子质量为11。(4)设甲室中氨气的物质的量为x,氢气的物质的量为y,根据其物质的量、质量列方程组为x+y=1 mol,17 g·mol-1×x+2 g·mol-1×y=11 g,可得x=0.6 mol、y=0.4 mol;如果将隔板a去掉,0.6 mol HCl与0.6 mol NH3恰好完全反应生成氯化铵固体,剩余H2的物质的量为0.4 mol,同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以隔板b将会左移至刻度“2”处。
17.聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料,经溶解、氧化、水解聚合等步骤,可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液,继续反应一段时间,得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方程式为 ;水解聚合反应会导致溶液的pH (填“增大”或“减小”)。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数:准确称取液态样品3.000 g,置于250 mL锥形瓶中,加入适量稀盐酸,加热,滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2+将Fe3+还原为Fe2+),充分反应后,除去过量的Sn2+。用5.000×10-2 mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2+,样品中铁的质量分数的测定结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②该样品中铁的质量分数为 。
【答案】 (1)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O 减小 (2)①偏大 ②12.32%
【解析】(1)H2O2氧化后的溶液为Fe2(SO4)3溶液,Fe2(SO4)3发生水解反应:Fe2(SO4)3+(6-2n)H2OFe2(OH)6-2n(SO4)n+(3-n)H2SO4,Fe2(OH)6-2n(SO4)n聚合得到聚合硫酸铁,根据水解方程式知水解聚合反应会导致溶液的酸性增强,pH减小。(2)①根据题意,Sn2+能将Fe3+还原为Fe2+,发生的反应为Sn2++2Fe3+Sn4++2Fe2+,则还原性:Sn2+>Fe2+,实验中若不除去过量的Sn2+,则加入的K2Cr2O7先氧化过量的Sn2+再氧化Fe2+,导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积偏大,则样品中铁的质量分数的测定结果将偏大。②实验过程中消耗的n(Cr2)=5.000×10-2 mol·L-1×22.00×10-3 L=1.100×10-3mol,根据得失电子守恒得滴定时反应的离子方程式为Cr2+6Fe2++14H+6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式:Cr2~6Fe2+,则n(Fe2+)=6n(Cr2)=6×1.100×10-3mol=6.6×10-3mol,根据Fe元素守恒,样品中铁元素的质量m(Fe)=6.6×10-3mol×56 g·mol-1=0.369 6 g,样品中铁元素的质量分数w(Fe)=×100%=12.32%。
18.已知质量分数为36.5%的盐酸,密度为1.16 g·cm-3,现需要220 mL 1 mol·L-1的稀盐酸,试回答下列问题:
(1)用浓盐酸配制稀盐酸时,需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、 、 。
(2)经计算需要用量筒量取 mL浓盐酸,在量取时宜选用下列量筒中的 (填字母)。
A.5 mL B.10 mL C.25 mL D.50 mL
(3)在量取浓盐酸后,进行了下列操作。
a.等稀释的盐酸的温度与室温一致后,沿玻璃棒注入250 mL容量瓶中。
b.往容量瓶中小心加蒸馏水至液面离容量瓶刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管加蒸馏水,使溶液的凹面底部与瓶颈的刻度标线相切。
c.在盛盐酸的烧杯中注入蒸馏水,并用玻璃棒搅动,使其混合均匀。
d.用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2至3次,并将洗涤液全部注入容量瓶。
上述操作中,正确的顺序是 (填字母)。
(4)在上述配制过程中,用刚刚洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸,其配制的稀盐酸浓度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”);若定容时仰视容量瓶的刻度线,则配制的稀盐酸浓度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)250 mL容量瓶 胶头滴管 (2)21.6 C (3)cadb (4)偏低 偏低
【解析】(1)用浓盐酸配制稀盐酸时,步骤有:计算、量取、稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀,需要的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、250 mL容量瓶、胶头滴管。(2)质量分数为36.5%、密度为1.16 g·cm-3的浓盐酸物质的量浓度是 mol·L-1=11.6 mol·L-1,需要选取250 mL容量瓶配制该溶液,用量筒量取浓盐酸的体积是=21.6 mL,根据“大而近”原则,宜选用25 mL的量筒,故选C。(3)在量取浓盐酸后,需要进行的操作有:稀释、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀。(4)在上述配制过程中,用刚刚洗涤洁净的量筒来量取浓盐酸,所取盐酸中HCl的物质的量偏少,其配制的稀盐酸浓度偏低;若定容时仰视容量瓶的刻度线,配制溶液的体积偏大,则配制的稀盐酸浓度偏低。
19.二氧化氯消毒剂是国际公认的高效消毒灭菌剂。二氧化氯漂白液中常含有ClO2和Cl2两种主要成分。化学兴趣小组同学为测定某二氧化氯漂白液中ClO2的浓度,进行如下实验:
【实验Ⅰ】配制100 mL 0.100 mol·L-1的Na2S2O3溶液,步骤如下:
①用托盘天平称取一定质量Na2S2O3·5H2O固体,放入烧杯,用适量蒸馏水溶解;
②将烧杯中的溶液小心的注入100 mL容量瓶中;
③……;
④继续向容量瓶中加水至距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管加水至刻度线;
⑤将容量瓶塞盖好,充分摇匀。
回答下列问题:
(1)容量瓶在使用前必须进行的操作是 。
(2)配制溶液过程中需用托盘天平称量Na2S2O3·5H2O固体的质量为 。
(3)步骤②操作之前容量瓶中有少量水,则配制的溶液的浓度将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)补全步骤③操作: 。
【实验Ⅱ】测定二氧化氯漂白液中的物质的量浓度,步骤如下:
①量取10.00 mL二氧化氯漂白液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到100 mL,再向其中加入过量KI溶液,二氧化氯漂白液中的两种成分分别发生反应:2ClO2+2KI2KClO2+I2、Cl2+2KI2KCl+I2。
②加入淀粉作指示剂,向其中逐滴加入0.100 mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应恰好完全进行,过程中发生的反应为2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。
③加入稀硫酸调节溶液pH=3,发生反应:KClO2+4KI+2H2SO4KCl+2K2SO4+2I2+2H2O。
④再逐滴加入0.100 mol·L-1的Na2S2O3溶液,反应恰好完全进行时,该步消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
(5)该二氧化氯漂白液中ClO2的物质的量浓度为 。(写出计算过程)
【答案】(1)检查容量瓶是否漏水 (2)2.5 g (3)无影响 (4)用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将每次洗涤液转入容量瓶中,振荡
(5)0.05 mol·L-1
【解析】(1)容量瓶是准确配制一定体积一定物质的量浓度溶液的仪器,容量瓶在使用前必须检查容量瓶是否漏水。(2)配制100 mL 0.100 mol·L-1的Na2S2O3的溶液,需称量的Na2S2O3·5H2O固体的质量m(Na2S2O3·5H2O)=m=n·M=c·V·M=0.100 mol·L-1×0.1 L×248 g·mol-1=2.5 g。(3)步骤②操作之前容量瓶中有少量水,由于不影响溶质的物质的量及溶液的体积,因此对配制的溶液的浓度将不产生任何影响,因此对溶液的浓度无影响。(4)在步骤③中应该用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将每次洗涤液转入容量瓶中,减少实验过程中实验误差,然后充分振荡。(5)根据化学方程式可得关系式:n(ClO2)=n(KClO2)=n(I2)=n(Na2S2O3)=×0.100 mol·L-1×0.020 L=5.0×10-4 mol,故该二氧化氯漂白液中ClO2的物质的量浓度为c(ClO2)==0.05 mol·L-1 。
20.(过碳酸钠)是一种消毒剂、漂白剂和氧化剂,50℃开始分解。实验室中可用饱和溶液与过氧化氢制取,反应方程式如下:。
(一)过碳酸钠的合成
在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的四口烧瓶中加入15mL的30%过氧化氢溶液,在0-5℃下滴加可溶性无机盐稳定剂硫酸镁和硅酸钠到上述溶液中,再将有机稳定剂和有机螯合剂(如EDTA)慢慢加入其中。在上述的混合溶液中,控温搅拌加入配制好的饱和碳酸钠溶液,并在低温下进行混合、反应。继续控温搅拌回流数小时,经一段反应时间后,生成的过碳酸钠经静置、过滤、干燥即得成品过碳酸钠。
(二)过碳酸钠性质检测
Ⅰ.向过碳酸钠溶液中滴加酸性溶液,紫红色消失。
Ⅱ.向过碳酸钠溶液中加入KI溶液和四氯化碳,振荡,静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:准确称取0.4000g产品,用蒸馏水溶解后配制成100ml溶液。
滴定分析:量取25.00ml过碳酸钠溶液至锥形瓶中,加50ml蒸馏水,用的酸性溶液滴定至终点,消耗标准液15.00ml,计算纯度。
回答下列问题:
(1)合成过程的控温方式_______。
(2)过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,转移溶液时_______(填具体操作),滤液沿烧杯壁流下。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为_______。性质检测Ⅰ和Ⅱ分别说明过碳酸钠具有的性质是_______。
(4)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是_______,操作b为_______。
(5)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是_______(填标号)。
A. 溶液置于酸式滴定管中 B. 用量筒量取25.00ml过碳酸钠溶液
C. 滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁 D. 锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(6)产品的纯度为_______%(保留三位有效数字)。
【答案】(1)冰水浴 (2)用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在三层滤纸处,烧杯尖嘴部分紧靠玻璃棒
(3)①液体分层,上层为无色,下层为紫红色 ②还原性、氧化性
(4)①避免溶质损失 ②定容 (5)BD (6)78.5
【解析】(过碳酸钠)用过氧化氢溶液,在0-5℃下滴加可溶性无机盐稳定剂硫酸镁和硅酸钠到上述溶液中,再将有机稳定剂和有机螯合剂(如EDTA)慢慢加入其中控温搅拌加入配制好的饱和碳酸钠溶液制取;含量测定用KMnO4溶液与2Na2CO3·3H2O2 (过碳酸钠)的H2O2反应,根据离子方程式2+5 H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,得关系式:2KMnO4~5H2O2,进行计算。
(1)2Na2CO3·3H2O2是一种消毒剂、漂白剂和氧化剂,50℃开始分解,合成过程的温度为0-5℃,控温方式是冰水浴;
(2)过滤需要注意“一贴、二低、三靠”,漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,转移溶液时 用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在三层滤纸处,烧杯尖嘴部分紧靠玻璃棒,滤液沿烧杯壁流下;
(3)向过碳酸钠溶液中加入KI溶液和四氯化碳,2Na2CO3·3H2O2氧化KI生成的碘单质溶解在四氯化碳中,四氯化碳的密度大于水的密度,振荡,静置,性质检测Ⅱ中的现象为:液体分层,上层为无色,下层为紫红色;2Na2CO3·3H2O2表现氧化性;向过碳酸钠溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫红色消失,2Na2CO3·3H2O2表现还原性;
(4)“溶液配制”的过程,操作a是转移洗涤应重复3次,目的是避免溶质损失,操作b为定容;
(5)A.KMnO4溶液是强氧化性溶液,应置于酸式滴定管中,故A正确;B.量筒的精确度不能达到0.01mL,量取25.00mL的溶液应选用滴定管,故B错误;C.滴定过程中,待测液有可能会溅到锥形瓶内壁,滴定近终点时,了使结果更精确,可用洗瓶冲洗锥形瓶内壁,故C正确;D.锥形瓶内溶液变色后,应等待30s,观察溶液不再恢复原来的颜色后,才能记录滴定管液刻度,D错误;
(6)KMnO4溶液与2Na2CO3·3H2O2 (过碳酸钠)的H2O2反应,根据离子方程式
2+5 H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,得关系式:2KMnO4~5H2O2,25.00mL过碳酸钠溶液消耗n(KMnO4)=2.000×10-2mol·L-1×15.00×10-3L=3.000×10-4mol,则n(H2O2)=2.5×3.000×10-4mol=7.500×10-4mol,即100mL溶液n(H2O2)=4×7.500×10-4mol=3.000×10-3mol;根据2Na2CO3·3H2O2得n(2Na2CO3·3H2O2)=1.000×10-3mol,m(2Na2CO3·3H2O2)=1.000×10-3mol×314g/mol=0.314g,过碳酸钠的纯度为。
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