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第二章 综合检测
限时75分钟 满分100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.化学使生活更加美好。下列说法错误的是( )
A.添加锂、锶、钡等元素,可使烟花更绚烂夺目
B.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
C.面团中加入小苏打,可使烤出的蛋糕更膨松
D.洁厕灵与“84”消毒液混用,除菌效果更佳
2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列判断正确的是( )
A.1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA
B.标准状况下,22.4 L酒精(C2H5OH)中含有的原子数目为9NA
C.常温常压下,18 g H2O中含有的质子数为3NA
D.标准状况下,2.24 L由CO和N2组成的混合气体中含有的原子总数为0.2NA
3.(2025湖北洪湖一中月考)下列除去括号中杂质的方法不正确的是( )
A.CO2(HCl):饱和NaHCO3溶液洗气后,通过浓硫酸干燥
B.Na2CO3溶液(NaHCO3):加入适量KOH溶液
C.NaHCO3固体(Na2CO3):溶于水,通入过量CO2,后结晶、过滤、洗涤、干燥
D.Na2O2(Na2O):在空气中加热固体
4.(2025四川雅安中学月考)下列操作会引起所配NaOH溶液浓度偏高的是( )
A.定容时,俯视容量瓶颈部的刻度线
B.未将洗涤烧杯和玻璃棒的洗涤液一并转移至容量瓶
C.配制溶液所用的容量瓶洗净后,有蒸馏水残留未晾干
D.摇匀后,发现溶液的凹液面低于刻度线,又滴加几滴蒸馏水
5.ClO2和亚氯酸钠(NaClO2)都是广泛使用的漂白剂、消毒剂,高浓度ClO2气体易发生爆炸,在生产、使用时需用其他气体进行稀释。某工厂生产ClO2和NaClO2的工艺流程如下:
ClO2发生器中反应为NaClO3+Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+ClO2↑+H2O(未配平)。下列关于NaClO2生产流程的相关说法不正确的是( )
A.工业上将ClO2制成NaClO2固体,便于贮存和运输
B.参加反应的NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为2∶1
C.吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2+H2O2 2Cl+O2+2H+
D.生产时向ClO2发生器中通入空气,可避免发生危险
6.(2025山东省实验中学月考)现代农业之无土栽培所用某营养液中含有KCl、K2SO4、NH4Cl三种溶质,实验测得部分离子的浓度如图甲所示。取200 mL样品加水稀释,测得N的浓度(c)随溶液体积(V)的变化如图乙所示。下列判断错误的是( )
A.图甲中X是S
B.营养液中KCl的物质的量浓度是4.0 mol·L-1
C.营养液中K2SO4与NH4Cl的物质的量之比为1∶2
D.图乙中c1为8.0
7.用如图实验装置测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物样品的组成,下列说法中不正确的是( )
A.滴入盐酸前,应先通空气将装置中含有CO2的空气排尽
B.若将足量Ba(OH)2溶液替换为足量Ca(OH)2溶液,可减小实验误差
C.可根据②中样品质量与③中生成的沉淀质量确定原混合物的组成
D.反应结束时,应继续通入空气将②中的CO2转移到③中
8.(2025浙江湖州中学月考)下列选项中描述与对应图像相符的是( )
A.图①为新制氯水在阳光直射时,溶液中Cl-浓度随着时间变化的曲线
B.图②为向Na2CO3与NaHCO3的混合溶液中滴加盐酸产生CO2的图像
C.图③为向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液的导电性变化图像
D.已知还原性:I->Fe2+>Br-,图④为向FeBr2、FeI2混合溶液中通入Cl2时各离子物质的量(n)的变化图像,b代表的是Fe3+
9.同温同压下,质量忽略不计的两气球A和B,分别充入X气体和Y气体,且充气后两气球的体积相同。若相同条件下,A气球放在CO中下沉,B气球放在O2中上浮。下列叙述或表示正确的是( )
A.X气体的相对分子质量比Y气体的相对分子质量大
B.X可能是CO2,Y可能是CH4
C.X气体的密度小于Y气体的密度
D.充气后A气球质量比B气球质量大
10.(2025黑龙江大庆一中期末)将一定量的Cl2通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含氯元素的离子,其中ClO-和Cl两种离子的物质的量(n)随反应时间(t)的变化如图。下列说法不正确的是( )
A.苛性钾溶液中KOH的物质的量为2.0 mol
B.0~t2 s,反应中转移电子的物质的量是0.6 mol
C.Cl的生成可能是温度升高引起的
D.依据图像,总反应的离子方程式为10OH-+5Cl2 2ClO-+Cl+7Cl-+5H2O
11.(2025哈尔滨一中月考)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol/L稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示,下列判断不正确的是( )
A.0a段,氢氧化钠首先被中和,然后盐酸与碳酸钠反应生成碳酸氢钠
B.ab段发生反应的离子方程式为HC+H+ CO2↑+H2O
C.a=0.3
D.原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为1∶2
12.胆矾(CuSO4·5H2O)样品受热过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。下列说法错误的是( )
A.胆矾受热过程均为非氧化还原反应
B.113~258 ℃,反应的化学方程式为CuSO4·H2O CuSO4+H2O
C.X点固体物质的化学式为CuO
D.测胆矾(CuSO4·nH2O)结晶水n值的实验中,若加热温度过高,可导致n值偏高
13.(2025北京广渠门中学开学考)某实验小组利用传感器探究Na2CO3和NaHCO3的性质。已知:pH越大,溶液碱性越强。下列分析错误的是( )
A.①与②的实验数据基本相同,说明②中的OH-未参与反应
B.加入试剂体积相同时,②溶液比③溶液碱性更强
C.a点反应的离子方程式为Ca2++2OH-+2HCCaCO3↓+2H2O+C
D.Na2CO3和NaHCO3的稀溶液可利用CaCl2溶液鉴别
14.(2024重庆十八中月考)已知FeCl3的熔点为306 ℃,沸点为316 ℃,易升华,易潮解。某兴趣小组在实验室模拟制取FeCl3,装置如图所示。下列说法正确的是( )
A.装置Ⅰ中反应的离子方程式为MnO2+4HCl Mn2++Cl2↑+2Cl-+2H2O
B.装置Ⅱ中装的是浓硫酸,作用是干燥氯气
C.装置Ⅳ中盛放的液体为浓盐酸
D.装置Ⅴ的作用是收集FeCl3
15.(2025广州大学附属中学月考)向FeI2和FeCl2的混合溶液中不断通入Cl2,溶液中n(含碘的某微粒)和n(含铁的某微粒)随n(Cl2)的变化曲线如图所示(已知:①Cl2可将I-氧化成I2;②5Cl2+I2+6H2O 2HIO3+10HCl,HIO3为强酸)。下列说法中错误的是( )
A.还原性:I->Fe2+
B.b点溶液中n(I2)=0.3 mol
C.a点时已通入标准状况下氯气的总体积为39.2 L
D.不考虑OH-,c点溶液中阴离子的个数为21NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(17分)(2025重庆一中期中)海水含有丰富的食盐资源,工业上用粗食盐水(含少量Mg2+、Ca2+杂质)、氨、石灰石等原料制备Na2CO3,流程图如下:
(1)粗盐精制加入的沉淀剂为石灰乳和纯碱,应先加入 。流程中可循环使用的物质是 (填化学式)。
(2)流程中生成NaHCO3晶体的化学方程式为 。
(3)如图是一种利用食盐水制备氧化剂KClO3的方法。
①电解时反应的离子方程式为 。
②相同温度下,两种氯酸盐的溶解度相对大小:NaClO3 KClO3(填“>”或“<”)。
③NaClO3与Na2SO3溶液、稀硫酸共热可制备ClO2,写出ClO2的一种用途: ,该反应的离子方程式为 。
(4)将一定量的CO2气体通入NaOH溶液中充分反应,向生成的溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸,生成气体的体积V(标准状况)与加入盐酸的体积关系如图所示。
①由图可知,CO2与NaOH溶液充分反应后的溶质为 (填化学式)。
②该盐酸的浓度为 。
17.(11分)(2025湖北洪湖一中月考)氯气是一种重要的化工原料,呈黄绿色,有毒,能与多种物质反应。用如图装置可制取氯气,并对其性质进行一系列的实验探究。
回答下列问题:
(1)利用纯净、干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备SnCl4,将装置Ⅰ与装置Ⅱ连接起来可制备SnCl4。已知:金属锡熔点为231 ℃,活泼性与铁相似;SnCl4的沸点为114 ℃;SnCl4易与水反应。
①装置B的作用是 。
②虚线框可选用下列装置中的 (填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)将装置Ⅰ与装置Ⅲ连接起来探究氯气的漂白性及氧化性。
①实验开始后,观察到洗气瓶H中的现象是 。
②装置J中溶液由浅绿色变成棕黄色,试写出发生反应的离子方程式: 。
③同学们发现久置的氯水会失去漂白性,溶液由黄绿色变为无色。为探究氯水失效的原因,进行实验:用强光照射盛有氯水的密闭广口瓶,并用传感器测定广口瓶中数据,得到如图所示曲线。
上述两图中曲线变化的原因是 (用简要文字及离子方程式作答)。
18.(12分)(2025广西部分学校阶段检测)亚氯酸钠(NaClO2)是高效漂白剂和氧化剂。一种制备亚氯酸钠的装置如图所示(夹持装置已省略)。装置A中发生反应2NaClO3+Na2SO3+3H2SO4 2ClO2↑+4NaHSO4+H2O。
已知:①温度高于60 ℃时,NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
②ClO2在常温下是一种淡黄色且有强烈刺激性气味的气体,ClO2能与许多化学物质发生爆炸性反应,对热、震动、撞击和摩擦相当敏感,极易分解发生爆炸。请回答下列问题:
(1)装置A中盛装浓硫酸的仪器名称为 ;装置A中发生反应时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ,验证反应后的溶液中存在S的操作及现象为 。
(2)装置B中圆底烧瓶需要冷水浴,原因是 ;圆底烧瓶内有氧气生成,配平发生反应的化学方程式。
ClO2+ NaOH+ H2O2 NaClO2+ O2+ H2O
H2O2体现了 (填“氧化”或“还原”)性。
(3)不同温度下,NaClO2的溶解度随温度的变化如图所示,要从溶液中获得NaClO2,适宜的温度为 ;ClO2和NaClO2均可用于杀菌、漂白和消毒,与ClO2相比,NaClO2固体的优点为 。
19.(15分)我国化学家侯德榜创立了著名的“侯氏制碱法”,即将索尔维制碱法和合成氨法两种工艺联合起来,促进了世界制碱技术的发展,其工业流程如图所示。
(1)侯氏制碱法中X的化学式为 ,除X可以循环使用外,物质中 也可循环使用。
(2)对比两种制碱法,侯氏制碱法的优点为 (写出一条即可)。
(3)工业纯碱中可能混有少量NaCl,同学们对工业纯碱样品展开探究。
实验操作
现象
结论
取样品加水溶解,加入过量稀盐酸至反应完全
有气泡产生
样品中有NaCl
向上述溶液中继续滴加适量AgNO3溶液
有 产生
有同学认为该实验方案有错误,正确方案应选用 (填字母)代替稀盐酸。
A.CaCl2溶液
B.稀硝酸
C.BaCl2溶液
D.稀硫酸
(4)测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数(假设杂质只有NaHCO3,并且杂质分布均匀)。称取6.14 g样品溶于水,配成100 mL溶液。取出25.00 mL该溶液,然后向溶液中滴加0.5 mol/L Ba(OH)2溶液至30.00 mL时恰好完全沉淀。
①加入的Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量为 mol。
②样品中n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)= 。
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第二章 综合检测
1.D 不同金属元素的焰色不同,添加锂、锶、钡等元素,可使烟花更绚烂夺目,故A正确;维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂,防止食品变质,故B正确;小苏打(NaHCO3)受热分解产生碳酸钠、水和二氧化碳,面团中加入小苏打,可使烤出的蛋糕更膨松,故C正确;将“84”消毒液和洁厕灵混合会生成有毒气体氯气,降低除菌效果,则不能将“84”消毒液和洁厕灵混合使用,故D错误。
2.D 氯气与氢氧化钠反应的离子方程式为Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O,该反应中1 mol Cl2参加反应转移电子数为NA,故A错误;标准状况下,酒精不为气态,不能用22.4 L/mol计算酒精的物质的量,故B错误;18 g H2O的物质的量n===1 mol,含有的质子数为10NA,故C错误;标准状况下,2.24 L由CO和N2组成的混合气体的物质的量是0.1 mol,二者均是双原子分子,其中含有的原子总数为0.2NA,故D正确。
3.B 通入饱和NaHCO3溶液洗气后,可以除去氯化氢气体,再通过浓硫酸干燥,即可得到纯净的CO2,A正确;Na2CO3溶液中有NaHCO3,加入适量KOH溶液会生成K2CO3杂质,B错误;除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体溶于水,通入过量CO2后结晶、过滤、洗涤、干燥,得到纯净的NaHCO3,C正确;除去Na2O2中的Na2O,可在空气中加热固体,将Na2O转化为Na2O2,D正确。
4.A 定容时俯视刻度线,则溶液体积偏小,所配溶液浓度偏高,A正确;未将洗涤烧杯和玻璃棒的洗涤液一并转移至容量瓶,则溶质的物质的量偏小,所配溶液浓度偏低,B错误;配制溶液所用的容量瓶洗净后,有蒸馏水残留未晾干对实验结果没有影响,C错误;摇匀后,发现溶液的凹液面低于刻度线,又滴加几滴蒸馏水,则溶液体积偏大,所配溶液浓度偏低,D错误。
5.C 由题给信息知,高浓度ClO2气体易发生爆炸,故工业上将ClO2制成NaClO2固体,便于贮存和运输,A项正确;反应中,NaClO3→ClO2、Na2SO3→Na2SO4,根据得失电子守恒可知,参加反应的NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为2∶1,B项正确;吸收器中加入浓NaOH溶液,形成碱性环境,不能生成H+,离子方程式应为2ClO2+H2O2+2OH- 2Cl+O2+2H2O,C项错误;高浓度ClO2气体易发生爆炸,在生产时需进行稀释,故生产时向ClO2发生器中通入空气,可避免发生危险,D项正确。
6.B 由题图乙可知,营养液中c(N)==8.0 mol·L-1,即c1为8.0,题图甲中X的浓度为4.0 mol·L-1,根据电荷守恒,则X是S,A、D正确;依据原子守恒,营养液中c(NH4Cl)=c(N)=8.0 mol·L-1,c(Cl-)=9.0 mol·L-1,则KCl的物质的量浓度是1.0 mol·L-1,B错误;营养液中c(K2SO4)=c(S)=4.0 mol·L-1,则K2SO4与NH4Cl的物质的量之比为1∶2,C正确。
7.B 审题指导 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应均生成CO2,氢氧化钡溶液与CO2反应生成BaCO3沉淀,测定沉淀的质量,可以求出CO2的质量,结合样品质量,就可以计算出碳酸钠及碳酸氢钠的质量。装置中的空气含有CO2,会引起实验误差,开始反应之前先从左侧通入空气,经过洗气瓶①后除去空气中的CO2,然后用不含CO2的空气排尽装置中含有CO2的空气。
解题思路 滴入盐酸前,应将装置中含有CO2的空气排尽,否则测定③中生成沉淀的质量偏高,A正确;Ba(OH)2、Ca(OH)2均属于碱,化学性质相似,将Ba(OH)2溶液替换成Ca(OH)2溶液对实验误差无影响,B错误;由审题指导可知,C正确;反应结束后,继续通入空气使生成的二氧化碳被③中溶液完全吸收,保证测定结果更准确,D正确。
8.D 新制氯水中有次氯酸,阳光直射新制氯水时,发生反应2HClO 2HCl+O2↑,则溶液中Cl-浓度会增大,与图像不符,故A错误;向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中滴加盐酸,先发生反应Na2CO3+HCl NaHCO3+NaCl,然后发生反应NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O,则生成二氧化碳消耗盐酸的量肯定大于不生成二氧化碳时消耗盐酸的量,与图像不符,故B错误;向Ba(OH)2溶液中滴加NaHSO4溶液,虽然溶液导电能力会下降,但钠离子始终在溶液中,溶液的导电能力不会变为0,与图像不符,故C错误;因还原性:I->Fe2+>Br-,则与氯气发生反应的先后顺序为I-、Fe2+、Br-,线b发生的反应为2Fe2++Cl2 2Fe3++Cl-,则b代表的是Fe3+的物质的量的变化情况,故D正确。
9.B 审题指导 A气球放在CO中下沉,B气球放在O2中上浮,说明X气体的密度大于CO,Y气体的密度小于O2,同温同压下,气体密度与摩尔质量成正比,所以X气体的相对分子质量大于28,Y气体的相对分子质量小于32。
解题思路 由审题指导可知,X气体的相对分子质量不一定比Y气体的大,A错误;CO2的相对分子质量为44,CH4的相对分子质量为16,所以X可能是CO2,Y可能是CH4,B正确;X气体的密度大于CO的密度,但不一定小于Y气体的密度,C错误;相同条件下,等体积的两种气体,其物质的量相等,但摩尔质量相对大小未知,无法确定其质量相对大小,D错误。
10.B 依据得失电子守恒,n(Cl-)=n(ClO-)+5n(Cl)=0.4 mol+0.2 mol×5=1.4 mol,依据电荷守恒,n(K+)=n(Cl-)+n(ClO-)+n(Cl)=(1.4+0.4+0.2) mol=2.0 mol,则苛性钾溶液中KOH的物质的量是2.0 mol,A正确;0~t2 s,反应生成n(KClO)=0.4 mol,n(KClO3)=0.2 mol,故转移电子的物质的量为0.4 mol×1+0.2 mol×5=1.4 mol,B错误;由题意知,反应过程放热,Cl的生成可能是氯气与碱反应放热引起的,C正确;n(Cl-)∶n(ClO-)∶n(Cl)=7∶2∶1,总反应的离子方程式为10OH-+5Cl2 2ClO-+Cl+7Cl-+5H2O,D正确。
11.D 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸时,依次发生反应:NaOH+HCl NaCl+H2O和HCl+Na2CO3 NaHCO3+NaCl(Oa段)、NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O(ab段),A正确;ab段产生气体,发生反应的离子方程式为HC+H+ CO2↑+H2O,B正确;由题图可知,反应生成CO2的物质的量为0.01 mol,则ab段消耗0.01 mol HCl,消耗盐酸体积为0.01 mol÷0.1 mol/L=0.1 L,故a=0.4-0.1=0.3,C正确;由碳原子守恒可知,Na2CO3的物质的量为0.01 mol,加入0.4 L盐酸时溶液中溶质为NaCl,由氯原子守恒可得n(NaCl)=n(HCl)=0.1 mol/L×0.4 L=0.04 mol,由钠原子守恒得n(NaOH)=n(NaCl)-2n(Na2CO3)=0.04 mol-2×0.01 mol=0.02 mol,故原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比n(NaOH)∶n(Na2CO3)=2∶1,D错误。
12.A 审题指导 25.0 g CuSO4·5H2O中结晶水的质量为9.0 g,加热到258 ℃时,晶体失去结晶水,得到CuSO4;加热至560 ℃时,固体质量为8.0 g,其中n(Cu)=n(CuSO4·5H2O)=0.1 mol,m(Cu)=0.1 mol×64 g/mol=6.4 g,则固体中m(O)=8.0 g-6.4 g=1.6 g,n(O)=0.1 mol,n(Cu)∶n(O)=0.1 mol∶0.1 mol=1∶1,所以固体X的化学式为CuO;加热至1 000 ℃时,固体质量为7.2 g,其中m(Cu)=6.4 g,则固体中m(O)=7.2 g-6.4 g=0.8 g,n(O)=0.05 mol,n(Cu)∶n(O)=0.1 mol∶0.05 mol=2∶1,得到Cu2O。
解题思路 560~1 000 ℃时,CuO转化为Cu2O,为氧化还原反应,故A错误;113~258 ℃时,CuSO4·H2O晶体失去结晶水,得到CuSO4,反应的化学方程式为CuSO4·H2O CuSO4+H2O,故B正确;由审题指导知,X点固体物质的化学式为CuO,故C正确;加热到258 ℃时,晶体失去结晶水,得到CuSO4,继续加热,硫酸铜会分解转化为CuO,甚至转化为Cu2O,故测胆矾(CuSO4·nH2O)结晶水n值的实验中,加热温度应控制在258 ℃,若加热温度过高,可导致n值偏高,故D正确。
13.C 向澄清石灰水中滴加碳酸钠溶液,发生反应:Ca2++CCaCO3↓,①是对照实验,①与②的实验数据基本相同,可说明②中的OH-未参与该反应,A项正确;由题图可知,加入试剂体积相同时,溶液pH:②>③,则溶液的碱性:②>③,B项正确;从起始到a点,氢氧化钙过量,碳酸氢钠完全反应,故反应的离子方程式为Ca2++OH-+HCCaCO3↓+H2O,C项错误;Na2CO3溶液和CaCl2溶液反应产生CaCO3白色沉淀,而NaHCO3溶液与CaCl2溶液不反应,无明显现象,因此可利用CaCl2溶液鉴别二者,D项正确。
14.D 审题指导 由实验装置可知,本实验用二氧化锰和浓盐酸反应制氯气,氯气经饱和食盐水和浓硫酸除杂后通入装有铁粉的硬质玻璃管中;因FeCl3易升华,在加热的条件下氯气和铁粉发生反应生成氯化铁蒸气,氯化铁蒸气在装置Ⅴ中冷凝为固体;装置Ⅳ中装有浓硫酸,防止氯化铁发生潮解;最后用NaOH溶液进行尾气处理,防止污染空气。
解题思路 HCl溶于水完全电离为H+和Cl-,在离子方程式中可拆,装置Ⅰ中反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O,A错误;装置Ⅱ中装的是饱和食盐水,吸收氯气中的HCl,B错误;由审题指导可知,装置Ⅳ中装有浓硫酸,装置Ⅴ的作用是收集FeCl3,C错误,D正确。
15.B 由题图可知,没有通入Cl2时,混合溶液中n(Fe2+)=3 mol、n(I-)=2 mol,则n(FeI2)=1 mol、n(FeCl2)=2 mol,当通入1 mol Cl2时,I-被全部氧化为I2,n(I2)=1 mol,Fe2+的物质的量没有变化,所以还原性:I->Fe2+,故A正确;当通入2.5~7.5 mol Cl2时,I2全部被氧化为HIO3,此过程消耗5 mol Cl2,发生反应5Cl2+I2+6H2O 2HIO3+10HCl,通入2.5~4 mol Cl2(b点)时,有0.3 mol I2被氧化,剩余的n(I2)=1 mol-0.3 mol=0.7 mol,故B错误;当通入1~2.5 mol Cl2时,Fe2+全部被氧化为Fe3+,a点为Fe2+被氧化了一半时的点,此时Fe2+和Fe3+各有1.5 mol,根据Cl2+2Fe2+ 2Fe3++2Cl-,可知此过程消耗了0.75 mol氯气,a点时已通入Cl2的物质的量为1.75 mol,标准状况下体积为1.75 mol×22.4 L·mol-1=39.2 L,故C正确;c点时I2全部被氧化为HIO3,HIO3为强酸,OH-忽略不计,则c点溶液中含有的阴离子为Cl-和I,其中n(I)=n(I-)=2 mol,n(Cl-)=2n(Cl2)+2n(FeCl2)=2×7.5 mol+2×2 mol=19 mol,故c点溶液中阴离子的个数为(2 mol+19 mol)×NA mol-1=21NA,故D正确。
16.答案 (除标注外,每空2分)
(1)石灰乳 CO2、NH3
(2)CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl
(3)①Cl-+3H2O Cl+3H2↑ ②> ③杀菌、消毒、漂白等(写出一种即可,1分) 2Cl+S+2H+ 2ClO2↑+S+H2O
(4)①Na2CO3、NaHCO3 ②0.5 mol/L
解题思路 (1)Na2CO3能除去过量的Ca(OH)2,盐酸能除去过量的Na2CO3和生成的NaOH,所以应先加入石灰乳,再加入Na2CO3。由题图可知,流程中能够循环使用的物质是CO2、NH3。
(2)流程中生成NaHCO3晶体的化学方程式为CO2+NH3+NaCl+H2O NaHCO3↓+NH4Cl。
(3)①由题图可知电解饱和食盐水得到氯酸钠溶液,氯元素失去电子,则H2O中H元素得到电子转化为氢气,反应的离子方程式为Cl-+3H2O Cl+3H2↑。②KCl易溶于水,向氯酸钠溶液中加入氯化钾后得到氯酸钾晶体,则氯酸钾的溶解度比氯酸钠的溶解度小。③ClO2具有强氧化性,故可用于杀菌、消毒、漂白等;NaClO3与Na2SO3溶液、稀硫酸共热可制备ClO2,氯元素化合价由+5价降低为+4价,故硫元素的化合价升高生成硫酸根离子,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒得反应的离子方程式为2Cl+S+2H+ 2ClO2↑+S+H2O。
(4)①将一定量的CO2气体通入NaOH溶液中依次发生反应CO2+2NaOH Na2CO3+H2O、Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3。通入CO2后的溶液中,若含有NaOH,滴加盐酸时依次发生反应HCl+NaOH NaCl+H2O、Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl NaCl+CO2↑+H2O。若CO2少量,NaOH有剩余,则溶质为NaOH和Na2CO3,不产生气体与产生气体消耗盐酸的体积之比大于1∶1,不符合题图;若NaOH恰好完全反应,则溶质为Na2CO3,Na2CO3与盐酸反应不产生气体与产生气体消耗盐酸的体积之比为1∶1,不符合题图;若Na2CO3反应一部分,溶质为Na2CO3和NaHCO3,不产生气体与产生气体消耗盐酸的体积之比小于1∶1,符合题图;若CO2足量,溶质只有NaHCO3,与盐酸反应立即产生气体,不符合题图。综上所述,二氧化碳与氢氧化钠溶液充分反应后的溶质为Na2CO3、NaHCO3。②根据①中分析,产生气体阶段有关系式:CO2~HCl,n(HCl)=n(CO2)==0.015 mol,故c(HCl)==0.5 mol/L。
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1)①除去Cl2中的HCl ②丙
(2)①溶液先变红后褪色 ②2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- ③氯水中的HClO不稳定,在光照下分解生成HCl和O2,离子方程式为2HClO 2H++2Cl-+O2↑,氯离子的浓度和O2的体积分数均增大(3分)
解题思路 (1)浓盐酸和MnO2共热制备氯气,通过饱和食盐水(装置B)除去氯气中的氯化氢,通过浓硫酸(装置C)干燥后进入装置D与Sn反应生成SnCl4,SnCl4的沸点为114 ℃,装置E的作用是收集和冷凝SnCl4,SnCl4易与水反应,装置E后需要接一个干燥装置,防止水进入装置E,尾气用碱性吸收剂吸收,碱石灰既能吸收水,又能吸收氯气,防止污染空气,故虚线框可选用装置丙。
(2)①氯气和水反应生成HCl和次氯酸,酸性物质使紫色石蕊溶液变红色,次氯酸具有漂白性,又使溶液褪色,故实验开始后观察到洗气瓶H中的现象是溶液先变红后褪色。②氯气具有强氧化性,能氧化亚铁离子,装置J中发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。
18.答案 (除标注外,每空1分)
(1)分液漏斗 2∶1 取少量反应后的溶液于试管中,滴加过量稀盐酸,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成(2分)
(2)防止温度过高,H2O2和NaClO2受热分解,ClO2分解发生爆炸(2分) 2 2 1 2 1 2(共2分) 还原
(3)略高于38 ℃(2分) 更加安全,且更容易保存和运输
解题思路 (1)装置A中盛装浓硫酸的仪器名称为分液漏斗,A中的反应为2NaClO3+Na2SO3+3H2SO4 2ClO2↑+4NaHSO4+H2O,NaClO3是氧化剂,Na2SO3是还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1。
(2)装置B中发生的反应为二氧化氯在碱性溶液中和过氧化氢发生氧化还原反应生成NaClO2、O2和H2O,反应的化学方程式为2ClO2+2NaOH+H2O2 2NaClO2+O2+2H2O;H2O2被氧化为O2,体现了还原性。
(3)由题图可知,温度高于38 ℃时析出NaClO2,故要从溶液中获得NaClO2,适宜的温度为略高于38 ℃;由于ClO2能与许多化学物质发生爆炸性反应,对热、震动、撞击和摩擦相当敏感,极易分解发生爆炸,故与ClO2相比,NaClO2固体的优点为更加安全,且更容易保存和运输。
19.答案 (除标注外,每空2分)
(1)CO2 NaCl
(2)产生的氯化铵可以做肥料(合理即可)
(3)白色沉淀 B
(4)①0.015 ②5∶1(3分)
解题思路 (1)由题给流程可知,侯氏制碱法中X为煅烧炉中NaHCO3分解生成的CO2;排出液中的NaCl也可以循环使用。
(3)该实验方案中加入稀盐酸,会引入Cl-,无法通过产生AgCl白色沉淀,证明原溶液中含有NaCl,故应将稀盐酸换成稀硝酸。
(4)①加入的Ba(OH)2溶液中溶质的物质的量为0.5 mol/L×0.03 L=0.015 mol。②设样品中Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为a mol、b mol,则106a+84b=6.14;两者均与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀,根据碳原子守恒可知,a+b=0.015×,解得a=0.05、b=0.01,故样品中n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)=5∶1。
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