内容正文:
一、主干知识——在微点判断中澄清
1.判断下列有关钠及其化合物叙述的正误
(1)Na与O2反应的条件不同产物不同 (√)
(2)由于金属钠保存在煤油中,因此金属钠着火时,可以用煤油灭火 (×)
(3)钠投入CuSO4溶液中可以把Cu置换出来 (×)
(4)Na2O2与Na2O中的阴、阳离子的个数比均为1∶2 (√)
(5)Na2O、Na2O2均与水反应生成NaOH,二者均为碱性氧化物 (×)
(6)Na2O2与H2O反应中Na2O2是氧化剂,H2O是还原剂 (×)
(7)Na2CO3、NaHCO3的水溶液均为碱性,二者属于盐 (√)
(8)焰色试验发生了化学变化 (×)
2.判断下列有关氯及其化合物叙述的正误
(1)Cl2是一种强氧化剂,在反应时只做氧化剂 (×)
(2)氯水使有色布条褪色,证明Cl2有漂白性 (×)
(3)1 mol Cl2与NaOH溶液反应,转移2 mol e- (×)
(4)氯气与具有变价的金属如铁反应生成低价金属氯化物 (×)
(5)氯水光照有气泡,气泡是Cl2 (×)
(6)漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2 (√)
(7)新制氯水应该保存在棕色试剂瓶中置于阴凉处 (√)
(8)“84”消毒液的消毒原理与H2O2的相同,都是利用强氧化性 (√)
(9)氢气与氯气在加热条件下和光照条件下反应的现象不同,产物不同 (×)
(10)氯气有毒,所以可以用来杀菌消毒 (×)
3.判断下列有关物质的量叙述的正误
(1)物质的量是一种物理量,单位是摩尔 (√)
(2)标准状况下,1 mol Cl2的质量为71 g·mol-1 (×)
(3)标准状况下,22.4 L H2O的物质的量为1 mol (×)
(4)H2SO4的相对分子质量为98,H2SO4的摩尔质量为98 g (×)
(5)标准状况下,氢气的气体摩尔体积为22.4 L (×)
(6)同温同压下,等质量的12C18O和NO体积相同 (√)
(7)不同温度下,相同体积的CO和N2密度相同,则二者含有的原子数相同 (√)
(8)同温同体积的条件下,等质量的SO2和O2的压强比为2∶1 (×)
4.判断下列有关物质的量浓度及配制叙述的正误
(1)标准状况下22.4 L HCl溶于1 L水,盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1 (×)
(2)若定容时所加液体的量超过刻度线,用胶头滴管小心吸出,对最后结果无影响 (×)
(3)配制950 mL某浓度的溶液应选用1 000 mL的容量瓶 (√)
(4)为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用滴管滴加蒸馏水至刻度线 (√)
(5)1 mol·L-1 NaCl溶液是指此溶液中溶质NaCl为1 mol (×)
(6)58.5 g NaCl溶于1 L水中,溶液浓度为1 mol·L-1 (×)
(7)从100 mL 5 mol·L-1 H2SO4溶液中取出了10 mL,所得硫酸的物质的量浓度为0.5 mol·L-1 (×)
(8)用固体NaCl配制0.5 mol·L-1的溶液,所用的仪器是烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 (×)
5.判断下列有关NA为载体的粒子数目叙述的正误
(1)常温常压下,11.2 L 甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA (×)
(2)常温常压下,11 g CO2气体中含有的氧原子数为0.5NA (√)
(3)锌与足量的稀硫酸反应生成22.4 L H2,转移电子数为2NA (×)
(4)标准状况下,2.24 L SO3中含有0.3NA个氧原子 (×)
(5)标准状况下,1 mol H2、N2的混合气体的体积约是22.4 L (√)
(6)20 g 氖气中含有6.02×1023个原子 (√)
(7)1 mol·L-1BaCl2溶液中,含有Cl-的数目为2NA (×)
二、综合思维——在知识融会中贯通
(一)钠及其化合物
[综合训练]
1.(2025·蚌埠高一联考)物质的性质决定用途,下列两者对应关系正确的是 ( )
A.Na、K具有强还原性,Na、K合金可作原子反应堆的导热剂
B.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气,可作潜水艇中的供氧剂
C.NaHCO3易分解,用于治疗胃酸过多
D.ClO2具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
解析:选B Na、K合金可作原子反应堆的导热剂,利用了Na、K导热性,不是还原性,A错误;过氧化钠能与二氧化碳反应生成可以供人呼吸的氧气,可作潜水艇中的供氧剂,B正确;NaHCO3能与酸反应,可用于治疗胃酸过多,与碳酸氢钠易分解无关,C错误;ClO2具有强氧化性,还原产物是氯离子,是一种绿色消毒剂,可用于自来水杀菌消毒,D错误。
2.下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述正确的是 ( )
①在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
②分别向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴加少量盐酸,产生CO2气体较快的为NaHCO3溶液
③除去NaHCO3固体中的Na2CO3:将固体加热至恒重
④能用澄清石灰水鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液
⑤相同温度下,溶解度:Na2CO3<NaHCO3
⑥物质的量相同时,消耗盐酸的量:Na2CO3>NaHCO3
A.②⑥ B.①③ C.④⑤ D.⑥
解析:选A 在酒精灯加热条件下,Na2CO3固体受热不发生分解,①错误;Na2CO3溶液中随着盐酸的滴入先生成NaHCO3,然后生成CO2,而NaHCO3溶液中滴入盐酸即生成CO2,②正确;若将固体加热至恒重,NaHCO3固体分解为Na2CO3,③错误;澄清石灰水均能和Na2CO3、NaHCO3溶液反应产生CaCO3沉淀,即利用澄清石灰水不能鉴别,④错误;相同温度下,溶解度:Na2CO3>NaHCO3,⑤错误;物质的量相同时,Na2CO3消耗盐酸的量为NaHCO3消耗盐酸的量的2倍,⑥正确。
3.下列实验方案中,不能准确测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数的是 ( )
A.取a g混合物充分加热,减重b g
B.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体
C.取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体用碱石灰吸收,增重b g
D.取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
解析:选C A选项中采用差量法,固体减少的质量为碳酸氢钠分解生成的二氧化碳和水的质量,由此可求出碳酸氢钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数;B选项中所得b g固体为生成的氯化钠,根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出碳酸钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数;C选项中碱石灰增加的质量为反应生成的二氧化碳和水蒸气的质量,因此不能通过数据准确计算出碳酸钠的质量分数;D选项中沉淀的质量即为碳酸钡的质量,根据碳酸钡的质量和混合物总质量可以列式计算出碳酸钠的质量,进而求出碳酸钠的质量分数。
4.(2025·深圳罗湖期末检测)结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应,实验装置设计如下。下列说法正确的是 ( )
A.装置A还可以用于H2O2与MnO2粉末反应制取氧气
B.装置B中盛装浓硫酸,目的是除去装置A中挥发出来的少量水蒸气
C.装置C中固体若由淡黄色变为白色,推测最终产物为Na2O
D.若装置D中无水硫酸铜变蓝,无法说明Na2O2与H2反应生成水
解析:选D 装置A为简易启普发生器,固体应使用不溶于水的颗粒固体,所以不可用MnO2粉末,故A错误;B中应用固体干燥剂,否则不能起到洗气作用,故B错误;若装置C中淡黄色粉末逐渐变成白色固体,不能确定最终产物为Na2O,还有可能为NaOH,故C错误;空气中的水蒸气可进入D,D中无水硫酸铜变蓝,不能确定Na2O2与H2反应生成水,故D正确。
(二)氯及其化合物
[综合训练]
5.探究是培养创新精神和实践能力的手段。用如下装置探究氯气的性质,图中3支试管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列对实验现象的分析错误的是 ( )
A.①中淀粉⁃KI试纸变蓝,说明氯气的氧化性强于碘
B.②中产生白色沉淀,说明氯气与水反应生成Cl-
C.③中的溶液变为棕黄色,说明氯气有氧化性
D.④中的溶液先变红后褪色,说明氯水有酸性和漂白性
解析:选B 浓盐酸挥发出的HCl进入AgNO3溶液,生成AgCl白色沉淀,B错误。
6. [双选]氯化碘(ICl)可用作分析试剂和有机合成。查阅资料知,ICl的相关信息如表所示。
物理性质
颜色、状态
通常为红棕色液体
密度/(g·cm-3)
3.24
沸点/℃
97.4
化学性质(部分)
水解生成HIO和HCl;与金属氧化物反应生成氧气、碘化物和氯化物
制备方法
在碘上通氯至生成物完全液化,蒸馏收集100~101.5 ℃的馏分
下列说法不正确的是 ( )
A.ICl+H2O==HIO+HCl是氧化还原反应
B.ICl可以与NaOH溶液反应生成3种盐
C.制备ICl时,反应完全的标志是固体全部转化为液体
D.ICl适合盛放在细口试剂瓶中
解析:选AB 该反应过程中无元素化合价变化,不属于氧化还原反应,A项错误;ICl可以与NaOH溶液反应生成NaIO、NaCl和水,B项错误;碘单质为固体,ICl为液体,故制备ICl时,反应完全的标志是固体全部转化为液体,C项正确;ICl有强氧化性,适合盛放在带玻璃塞的细口瓶中,D项正确。
7.(2025·福州高一期中)为检验某漂白粉是否变质,进行下列探究实验:
实验1:取5 g漂白粉样品于烧杯中,加足量蒸馏水并搅拌,观察到有固体不溶解。
实验2:静置,取少量实验1的上层清液于试管中。放入红色花瓣,观察到花瓣褪色。
实验3:另取5 g漂白粉样品于试管中,滴加浓盐酸,观察到有气体产生。
下列说法错误的是 ( )
A.工业上将氯气通入冷的石灰乳中制得漂白粉
B.实验1和实验2说明该漂白粉已部分变质
C.实验3中产生的气体只有氯气
D.实验3中下列反应的电子转移可表示为
解析:选C 工业上将氯气通入冷的石灰乳中制得漂白粉,故A正确;实验1和实验2说明该漂白粉已部分变质,故B正确;实验3中产生的气体有氯气和二氧化碳,故C错误;实验3中发生的氧化还原反应为次氯酸钙和浓盐酸反应生成氯气、氯化钙和水,氯元素化合价从+1价和-1价归中到0价,故D正确。
(三)以物质的量为核心的有关转化关系
[综合训练]
8.(2025·长沙高一检测)下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值) ( )
A.1 mol H2O含有的氧原子数为NA
B.CO2的摩尔质量是44
C.常温常压,1 mol O2体积为22.4 L
D.1 mol·L-1NaCl溶液中Cl-的物质的量为1 mol
解析:选A CO2的摩尔质量是44 g·mol-1,B错误;常温常压,1 mol O2体积大于22.4 L,C错误;1 mol·L-1 NaCl溶液中Cl-的物质的量浓度为1 mol·L-1,D错误。
9.(2025·保定六校联考)叠氮化钠(NaN3)是点击化学中常用的一种催化剂,真空中加热NaN3分解成N2和Na。下列说法正确的是 ( )
A.2.5 mol NaN3在真空中完全分解,转移2 mol e-
B.NaN3的摩尔质量为66 g·mol-1
C.NaN3中氮元素的平均化合价为-
D.1 mol NaN3在真空中完全分解,产生N2的体积为33.6 L
解析:选C NaN3在真空中完全分解生成钠与氮气,2NaN3==2Na+3N2↑,钠的化合价从+1到0,1 mol NaN3在真空中完全分解,转移的电子数为NA。由分析可知,2.5 mol NaN3在真空中完全分解,转移2.5 mol e-,故A错误;根据化学式NaN3,NaN3的摩尔质量为65 g· mol-1,故B错误;NaN3中钠的化合价为+1,氮元素的平均化合价为-,故C正确;温度和压强未知,无法计算N2的体积,故D错误。
10.(2025·朝阳高一期末)用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是 ( )
A.物质的量浓度为0.5 mol·L-1的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
B.18 g N所含电子数为11NA
C.标准状况下,22.4 L氦气与22.4 L氯气所含原子数均为2NA
D.常温下,2.7 g铝与足量的盐酸反应,失去的电子数为0.3NA
解析:选D 物质的量浓度为0.5 mol·L-1的MgCl2溶液中,未给定溶液的体积,无法计算含有Cl-个数,A错误;1个N中含有10个电子,则18 g N即1 mol,含电子数为10NA,B错误;标准状况下,氦气为单原子分子,则22.4 L氦气含有的原子个数为1NA,22.4 L氯气所含原子数为2NA,C错误;常温下,2.7 g铝即0.1 mol,与足量的盐酸反应,化合价由0价变为+3价,失去的电子数为0.3NA,D正确。
(四)一定物质的量浓度的溶液配制及相应仪器
[综合训练]
11.(2025·巴中高一期末)小明用NaCl固体完成配制1.00 mol·L-1 NaCl溶液的实验活动,下列有关说法正确的是 ( )
A.该实验方案中出现与图
B.必须用到的仪器有玻璃棒、温度计、容量瓶、胶头滴管
C.定容时仰视容量瓶刻度线,配制所得溶液浓度将偏低
D.操作步骤为计算→称量→溶解→定容→转移→摇匀
解析:选C 该实验为配制溶液,方案中应出现护目镜图标,不应出现锐器图标,故A错误;必须用到的仪器有玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,不须要使用温度计,故B错误;定容时仰视容量瓶刻度线,体积超过刻线,溶液体积偏大,配制所得溶液浓度将偏低,故C正确;操作步骤为计算→称量→溶解(冷却)→移液→洗涤→定容→摇匀→装瓶,故D错误。
12.(2025·黄冈高一检测)下列有关溶液及其配制的叙述正确的是 ( )
A.配制100 mL 0.50 mol·L-1CuSO4溶液的操作:将12.5 g CuSO4·5H2O溶于100 mL 蒸馏水中
B.配制0.80 mol·L-1 NaOH溶液的实验过程:称取8.0 g 固体NaOH于烧杯中,加入适量蒸馏水溶解,立即转移至250 mL 容量瓶中定容
C.配制250 mL 1.0 mol·L-1H2SO4溶液,需要用量筒量取13.6 mL 18.4 mol·L-1H2SO4溶液
D.配制浓度为0.010 mol·L-1 KMnO4溶液的操作:称取KMnO4固体0.158 g,放入100 mL 容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度线
解析:选C A项,溶液的体积不是100 mL,错误;B项,NaOH溶解于水时,放热,不能立即转移,错误;D项,容量瓶中不能用于溶解,错误。
13.(2025·衡水高一测试)精确配制250 mL一定物质的量浓度的NaOH溶液,下列实验操作正确的是 ( )
A.选择仪器时,使用500 mL容量瓶
B.将称量好的氢氧化钠固体放入容量瓶中,加入少量水溶解
C.在烧杯中溶解氢氧化钠后,立即将所得溶液注入容量瓶中
D.将烧杯中的氢氧化钠溶液注入未经干燥的洁净容量瓶中
解析:选D A项,应选用250 mL容量瓶。B项,容量瓶不能用作溶解固体的仪器,应在烧杯中溶解。C项,应将溶解氢氧化钠后的溶液恢复到室温后再转移至容量瓶中。D项,容量瓶未干燥对所配溶液浓度无影响。
三、迁移应用——在课题活动中践行
课题活动 常见消毒剂的消毒原理及应用
消毒剂与我们的日常生活息息相关。酒精、医用双氧水常用于医疗卫生方面的消毒;84消毒液、漂白粉、二氧化氯(ClO2)等含氯消毒剂广泛用于家庭、宾馆、医院、食品加工行业的消毒。通过本课题活动旨在让学生认识化学对社会发展和人类进步的重大贡献,培树终身学习化学的志向。
探究目标(一) 常规消毒剂
Ⅰ.84消毒液产品的特点
本品是以次氯酸钠为主要成分的液体消毒剂。其原理是利用其强氧化性,有效氯含量为5.1%~6.9%,可杀灭肠道致病菌、化脓性球菌、致病性酵母菌,并能灭杀病毒。
[注意事项]
①外用消毒剂,须稀释后使用,勿口服。
②如原液接触皮肤,立即用清水冲洗。
③本品不适用于钢和铝制品的消毒。
④本品易使有色衣物脱色,禁用于丝、毛、麻织物的消毒。
⑤置于避光、阴凉处保存。
⑥不得将本品与酸性产品(如洁厕类清洁产品)同时使用。
Ⅱ.75%的酒精
75%的酒精穿透力较强,对细菌和病毒都均有杀灭作用,而纯度较高的95%的酒精浓度过高,会在细菌表面形成保护膜,穿透力差,难以杀死细菌。
1.84消毒液的有效成分是什么?写出制备的化学方程式。
提示:NaClO,Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
2.84消毒液和75%酒精均能消毒,二者能混用吗?为什么?
提示:不能混用,二者反应可产生有毒气体Cl2。
3.84消毒液不能与洁厕剂(含盐酸)混合使用,为什么?写出化学方程式。
提示:84消毒液中的NaClO与洁厕剂中盐酸发生氧化还原反应生成Cl2,Cl2散于空气中而发生中毒。
NaClO+2HCl==NaCl+Cl2↑+H2O
4.84消毒液应置于避光、阴凉处并且密封保存的原因是什么?写出有关化学方程式。
提示:NaClO溶液遇空气中的CO2反应生成HClO,HClO见光易分解,使84消毒液失效。
NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO
2HClO2HCl+O2↑
5.举例说明利用强氧化性的消毒剂有哪些?
提示:氯水、双氧水、臭氧、ClO2、漂白粉、过氧乙酸等。
探究目标(二) 新型消毒剂(高铁酸钾)
高铁酸钾(K2FeO4)是极好的氧化剂,具有高效的消毒作用,为一种新型高效消毒剂。主要用于饮水处理。其中的一种制备方法原理为
①2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
②Na2FeO4+2KOH==K2FeO4+2NaOH
1.K2FeO4作为消毒剂,除了杀菌、消毒还能净化水中的悬浮物,其理由是什么?
提示:K2FeO4消毒后的产物Fe3+水解又生成胶体Fe(OH)3,吸附悬浮物而净水。
2.制备原理反应①中,若生成1 mol Na2FeO4,则反应转移的电子数为多少?
提示:3×6.02×1023。
3.制备的反应②中,Na2FeO4溶液中加入KOH重结晶得到K2FeO4的原因是什么?
提示:K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小。
探究目标(三) 衡量含氯消毒剂的消毒能力
含氯消毒剂的消毒能力可以用氧化性来衡量。
商业上常用“有效氯”来说明消毒剂的消毒能力。“有效氯”的基本含义是指一定质量的这种消毒剂与多少质量的氯气的氧化能力相当,其数值可以用此时氯气的质量对消毒剂质量的百分比来表示。氧化能力可根据得失电子数多少来度量。
1.若100 g某84消毒液与3.5 g Cl2的氧化能力相当,则该产品的“有效氯”为多少?
提示:×100%=3.5%
2.大量的实验研究显示,二氧化氯是安全、无毒的消毒剂,无“三致”效应(致癌、致畸、致突变),同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其他有毒类物质。
①实验室常用NaClO3、Na2SO3和硫酸共热生成ClO2和Na2SO4等物质,写出反应的化学方程式。指出氧化剂与还原剂。
②根据“有效氯”的含义,ClO2的有效氯为多少?
提示:①2NaClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2↑+2Na2SO4+H2O 氧化剂为NaClO3,还原剂为Na2SO3
②m(Cl2)=×5××71≈263.0 g
有效氯为×100%=263.0%。
3.同质量的Cl2与ClO2的消毒能力之比为多少?
提示:×2∶×5≈1∶2.63。
[素养训练]
1.人工泳池水质须符合CJ/T244⁃2016标准,为此在泳池里需要加入某些化学品。下列做法错误的是 ( )
A.用明矾作净水剂
B.用硫酸铜作杀藻剂
C.用氯化钠作pH调节剂
D.用次氯酸钠作消毒剂
解析:选C 铝离子水解生成胶体,具有疏松多孔的结构,能吸附水中悬浮物并使之沉降,可用明矾作净水剂,A正确; 铜离子是重金属离子,能使蛋白质变性,用硫酸铜作杀藻剂,B正确;氯化钠溶液呈中性,不能作pH 调节剂,C错误;次氯酸钠具有强氧化性,可作消毒剂,D正确。
2.(2025·长沙四校联考)ClO2是一种广谱型消毒剂,它易溶于水而难溶于有机溶剂。实验室用NaClO2与Cl2反应制得ClO2和NaCl。如图是实验室用于制备氯气并用氯气制备和收集一定量纯净的ClO2的装置(某些夹持装置等省略)。其中E中盛有液体(用于除去ClO2中的未反应的Cl2,氯气几乎不溶于饱和食盐水)。
(1)仪器P的名称是 。
(2)请写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式: 。
(3)装置B、C中所盛试剂分别是 、
。
(4)F为ClO2收集装置,应选用如图的哪组装置来收集 (填序号),其中与装置E导管相连的导管口是 (填接口字母)。
(5)装置D中发生反应的化学方程式为 。
(6)Cl2与NaOH反应可以得到以NaClO为有效成分的漂白液,请用离子方程式表示该反应: 。将Cl2通入冷的石灰乳中即制得漂白粉,漂白粉在使用时会与空气中CO2反应,CO2为 (填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”)。
解析:(2)装置A中烧瓶内用MnO2与浓盐酸制备Cl2,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(3)装置B、C中分别盛放饱和NaCl溶液和浓硫酸,分别除去Cl2中的杂质HCl和水蒸气。(4)ClO2易溶于水而难溶于有机溶剂,故不用排水法收集,应选用图②装置收集,ClO2密度大于空气,与装置E导管相连的导管口是c。(5)装置D中NaClO2和Cl2反应生成ClO2和NaCl,其化学方程式为2NaClO2+Cl2==2ClO2+2NaCl。(6)Cl2与NaOH反应生成NaClO的离子方程式为Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O;CO2为典型的酸性氧化物。
答案:(1)分液漏斗 (2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (3)饱和NaCl溶液 浓硫酸
(4)② c (5)2NaClO2+Cl2==2ClO2+2NaCl (6)Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O 酸性氧化物
[阶段质量检测]
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。
1.为了使鱼苗顺利地长途运输,必须满足3个条件:
①保持适量的氧气 ②使鱼苗呼出的二氧化碳及时排出 ③防止细菌大量繁殖
已知下列4种物质加入水中都可以起到供氧杀菌的作用,在长距离储运鱼苗的水中,你觉得最好加入的药剂是 ( )
A.Na2O2 B.CaO2
C.Cl2 D.H2O2
解析:选B 过氧化钠虽能与水反应产生氧气,也能吸收二氧化碳,但Na2O2与水反应生成NaOH,NaOH溶液碱性太强,不利于鱼苗存活,A不符合题意;过氧化钙与水反应有氧气生成,生成的氢氧化钙在水中的溶解度较小,碱性较弱,且氢氧化钙可以吸收二氧化碳,B符合题意;氯气和水反应生成HCl和HClO,HClO具有强氧化性,不利于鱼苗存活,C不符合题意;H2O2虽能制取氧气,但不能消耗二氧化碳,D错误。
2.下列有关钠、氯及其化合物的说法正确的是 ( )
A.常温下,氯水和液氯都可以用钢瓶储存
B.NaHCO3和Na2CO3均可用于制作膨松剂
C.用KI-淀粉溶液可检验Cl2中是否混有HCl
D.将Na和Na2O2分别放入CuSO4溶液中,均会有蓝色沉淀生成并有无色气体放出
解析:选D 氯水中H+能与铁反应,故不能用钢瓶储存氯水,A项错误;Na2CO3性质稳定受热不分解,NaHCO3受热分解生成CO2等,可用作食品膨松剂,B项错误;Cl2与KI反应生成I2,而HCl与KI不反应,不能检验HCl,C项错误;Na与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2沉淀和H2,Na2O2与CuSO4溶液反应生成Cu(OH)2沉淀和O2,D项正确。
3.下列有关实验的操作不正确的是 ( )
A.做钠的实验时,多余的钠要放回原试剂瓶
B.加热NaHCO3和Na2CO3固体时试管口要略向上倾斜
C.每次做完焰色试验的铂丝需用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同
D.实验室制取氯气时可以用排饱和食盐水方法收集
解析:选B 钠是活泼金属,做钠的实验时,多余的钠要放回原试剂瓶,故A正确;为防止水倒流使试管炸裂,加热NaHCO3和Na2CO3固体时试管口要略向下倾斜,故B错误;每次做完焰色试验的铂丝需用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同,故C正确;氯气在饱和食盐水中的溶解度小,实验室制取氯气时可以用排饱和食盐水方法收集,故D正确。
4.下列有关钠及其化合物的说法正确的是 ( )
A.金属钠着火时,可用二氧化碳来灭火
B.金属钠长时间放置在空气中,最终得到的白色固体是小苏打
C.Na2O和Na2O2均为碱性氧化物,均可与水发生反应生成烧碱
D.用洁净的铂丝蘸取待测液,置于火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色,则该溶液中一定含有钾离子,可能含有钠离子
解析:选D A项,Na着火生成Na2O2,Na2O2与CO2反应生成O2,不能灭火,错误;B项,Na放置在空气中最终生成Na2CO3,错误;C项,Na2O2不是碱性氧化物,错误。
5.下列关于氯及其化合物的说法正确的是 ( )
A.漂白粉在空气中久置变质是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
B.ClO2具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
C.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
D.因漂白粉在空气中不稳定,故可用于漂白纸张
解析:选B Ca(ClO)2与空气中的CO2和水蒸气反应生成CaCO3和HClO,HClO见光分解,导致漂白粉变质,而CaCl2与CO2不反应,A项错误;除去HCl后还有水蒸气,C项错误;漂白纸张是利用漂白粉的漂白性,D项错误。
6.人造空气(氧气与氦气的混合气)可用于减轻某些病痛或供深水潜水员使用。标准状况下,11.2 L“人造空气”的质量是7.6 g ,其中氧气与氦气的质量比是 ( )
A.24∶7 B.7∶24 C.3∶16 D.16∶3
解析:选D 气体的物质的量为=0.5 mol,设氧气与氦气的物质的量分别为n(O2)、n(He),依据题意得n(O2)+n(He)=0.5 mol ,n(O2)×32 g·mol-1 +n(He)×4 g ·mol-1 =7.6 g ,解得n(O2)=0.2 mol、n(He)=0.3 mol,则O2和He的质量比为(0.2 mol ×32 g·mol-1)∶(0.3 mol×4 g·mol-1)=16∶3,D项正确。
7.下列实验符合操作要求且能达到实验目的的是 ( )
A.Ⅰ可用于制备并检验氢气的可燃性
B.Ⅱ可用于除去CO2中的HCl
C.用Ⅲ来配制一定物质的量浓度的NaOH溶液
D.Ⅳ所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的稳定性
解析:选B H2点燃前必须验纯,否则容易发生爆炸,A错误;HCl与碳酸氢钠反应生成CO2,同时碳酸氢钠可以降低CO2的溶解损失,B正确;不能用容量瓶进行固体的溶解,C错误;应该将碳酸钠置于大试管中,碳酸氢钠置于小试管中,以排除温度不同对结论造成的影响,D错误。
8.在标准状况下,向一质量为100 g 的密闭容器中充满CO2后,质量为166 g ,相同条件下,向相同的容器中充满一未知气体,称量得其质量为142 g ,则该气体可能为 ( )
A.O2 B.CH4 C.CO D.H2
解析:选C 标准状况下,气体摩尔体积相等,充入二氧化碳后,n(CO2)==1.5 mol ,相同条件下,体积相等的不同气体,其物质的量相等,所以充入该气体的物质的量是1.5 mol,其摩尔质量==28 g·mol-1,题给几种气体中只有CO的摩尔质量是28 g·mol-1。
9.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 ( )
A.标准状况下,11.2 L CO2的摩尔质量为44 g
B.25 ℃,1.01×105 Pa,64 g SO2中含有的原子数为3NA
C.含有NA个氦原子的氦气在标准状况下的体积约为11.2 L
D.1 mol·L-1 CaCl2溶液中含有2 mol Cl-
解析:选B CO2的摩尔质量为44 g·mol-1,故A错误;SO2物质的量==1 mol,结合分子式SO2可知其原子数为3NA,故B正确;氦气是单原子分子,含有NA个氦原子的氦气物质的量为1 mol,在标准状况下的体积约为22.4 L,故C错误;溶液体积未知,无法计算离子数目,故D错误。
10.化学实验室里有一瓶盐酸,上面的标签如下所示。
产品名称:盐酸
化学式:HCl
产品等级:分析纯
质量分数:36.5%
密度:1.19 g·c
下列说法正确的是 ( )
A.该盐酸物质的量浓度为11.9 mol·L-1
B.等体积的该盐酸与水混合后质量分数约为18.3%
C.配制100 mL 1.00 mol·L-1稀盐酸需该盐酸8.8 mL
D.配制稀盐酸时,量取浓盐酸的量筒使用后应洗涤,并将洗涤液也注入容量瓶中
解析:选A 该盐酸的质量分数为36.5%,密度为1.19 g·c,则该盐酸的物质的量浓度c(HCl)== mol·L-1=11.9 mol·L-1,A正确;该盐酸的密度大于水的密度,等体积的该盐酸和水相比,前者的质量大于后者,二者混合后质量分数大于18.3%,B错误;根据稀释定律可得11.9 mol·L-1×V(HCl)=100 mL×1.00 mol·L-1,解得V(HCl)≈8.4 mL,C错误;配制稀盐酸时,量筒量取浓盐酸后,不必进行洗涤,若洗涤且洗涤液注入容量瓶中,所配溶液的物质的量浓度偏高,D错误。
11.(2025·淄博高一期中)K2SO4、KCl、NaCl三种固体溶于水得到的溶液M中部分离子的物质的量浓度如图甲所示。取200 mL混合溶液加水稀释,测得c(Na+)随溶液体积的变化如图乙所示。下列说法不正确的是 ( )
A.X离子是S
B.c1=0.8
C.溶液M中KCl物质的量浓度为0.5 mol·L-1
D.K2SO4与NaCl物质的量之比为1∶2
解析:选C c1为原溶液中钠离子浓度,稀释过程中n(Na+)不变,则原溶液中c(Na+)==0.80 mol·L-1,故B正确;由电荷守恒可知2c(S)+c(Cl-)=c(K+)+c(Na+)=1.7 mol·L-1,结合图甲可知当X代表的离子为S,Y表示的离子为Cl-时等式成立,故A正确;c(K2SO4)=c(S)=0.40 mol·L-1,根据钾离子质量守恒可知,c(KCl)=0.90 mol·L-1-2c(K2SO4)=0.90 mol·L-1-0.40 mol·L-1×2=0.10 mol·L-1,故C错误;c(K2SO4)=c(S)=0.40 mol·L-1,c(NaCl)=c(Na+)=0.80 mol·L-1,同一溶液中体积V相同,根据n=cV可知,固体溶解时K2SO4与NaCl物质的量之比=0.40 mol·L-1∶0.80 mol·L-1=1∶2,故D正确。
12.数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。如图所示是利用数字化实验测定光照氯水过程中得到的图像,该图像表示的意义是 ( )
A.氯离子的浓度随时间的变化
B.氧气的体积分数随时间的变化
C.氯水的pH随时间的变化
D.氯水的导电能力随时间的变化
解析:选C 分析题图,可知随着时间的变化,对应纵轴的值减小。从氯水的组成及发生的变化分析:Cl2+H2O⇌HCl+HClO,2HClO2HCl+O2↑,因HClO分解生成HCl和O2,溶液中Cl-的浓度、O2的体积分数均增大,A、B项错误;由于HClO是弱酸,HCl是强酸,随着HCl不断生成,溶液的酸性增强,pH减小,C项正确;随着时间的变化,HClO不断转化为强酸(HCl),溶液中离子浓度增大,溶液的导电能力增强,D项错误。
13. [双选]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)与反应时间(t)的变化示意图如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.溶液中n(Cl-)=0.18 mol
B.原KOH溶液中,n(KOH)=1.2 mol
C.反应中转移电子的物质的量是0.42 mol
D.依据图像,总的离子反应方程式为10OH-+5Cl2==2ClO-+Cl+7Cl-+5H2O
解析:选AB 溶液中Cl的物质的量为0.06 mol,ClO-的物质的量为0.12 mol,则说明氯气到氯酸根和次氯酸根共失去电子为0.06 mol×5+0.12 mol=0.42 mol,则得到电子为0.42 mol,因此溶液中n(Cl-)=0.42 mol,故A错误;根据前面A选项分析得到KClO的物质的量为0.12 mol,KClO3的物质的量为0.06 mol,KCl的物质的量为0.42 mol,根据钾元素守恒,则原KOH溶液中,n(KOH)=0.42 mol+0.06 mol+0.12 mol=0.6 mol,故B错误;根据A选项分析反应中转移电子的物质的量是0.42 mol,故C、D正确。
14.实验室模拟工业制备NaClO2的装置如图所示。
原理:2ClO2+2NaOH+H2O2==2NaClO2+O2+2H2O;ClO2与碱可发生反应:2ClO2+2OH-==Cl+Cl+H2O。
下列有关叙述错误的是 ( )
A.装置甲的作用是除去ClO2中的Cl2杂质
B.应先往装置乙中滴加H2O2溶液,再通入气体
C.ClO2在制备原理中是还原剂
D.装置丙中不会发生倒吸
解析:选C 结合实验目的,模拟工业制备NaClO2,实验前需除去ClO2中的少量杂质Cl2,否则Cl2与NaOH溶液发生副反应生成NaClO等;结合实验中给出的化学方程式,由于要制备NaClO2,应发生2ClO2+2NaOH+H2O2==2NaClO2+O2+2H2O,并尽最大可能抑制ClO2与OH-的反应,故向圆底烧瓶中通入气体前应先滴加H2O2溶液。装置甲的作用是除去ClO2中混有的少量杂质Cl2,A正确;结合上述分析可知,实验时应先往装置乙中滴加H2O2溶液,再通入ClO2,使圆底烧瓶中发生反应2ClO2+2NaOH+H2O2==2NaClO2+O2+2H2O制备NaClO2,B正确;根据上述反应中元素化合价变化可知,ClO2在反应中是氧化剂,而H2O2在反应中是还原剂,C错误;该反应中除了生成NaClO2外,还生成O2,由于O2不易溶于水,故装置丙中不可能发生倒吸,D正确。
15. [双选]工业上用粗盐(含C、M、S等杂质)为主要原料采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl,工艺流程如下图所示,下列有关说法错误的是 ( )
A.在“侯氏制碱法”中涉及氧化还原反应
B.饱和食盐水中先通入的气体a为NH3
C.流程图中的系列操作中一定需要玻璃棒
D.工艺中只有碳酸氢钠加热分解产生的CO2可回收循环利用
解析:选AD 侯氏制碱法反应主要有:NH3+CO2+H2O==NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl==NaHCO3↓+NH4Cl,
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,没有氧化还原反应,A错误;二氧化碳在水中的溶解度较小,氨气的溶解度较大,先通入氨气,在碱性溶液中再通入二氧化碳,可增大二氧化碳的溶解量,提高产物浓度,B正确;从溶液中得到固体需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作,这些过程需要用玻璃棒搅拌、引流等, C正确;工艺中除CO2可回收循环利用外,母液中含有未反应的NaCl也可循环利用, D错误。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(13分)Ⅰ.淀粉是人类膳食中糖类主要来源,在体内被酶水解为葡萄糖(C6H12O6)供机体利用。某病人血液化验单如图所示,其中葡萄糖测定值明显高于正常值(参考范围)。请回答下列问题:
项目
测定值
单位
参考范围
血清葡萄糖
2.16↑
g·L-1
0.65~1.10
甘油三酯
2.25↑
g·L-1
0.5~2.17
总胆固醇
1.79
g·L-1
1.5~2.2
(1)该病人血清葡萄糖的物质的量浓度为 。
(2)27 g 葡萄糖中含碳原子的物质的量为 ,含氢原子数为 。
(3)0.5 mol 葡萄糖在人体内完全转化为二氧化碳的体积(标准状况)是 。
Ⅱ.现需500 mL 0.2 mol·L-1KI溶液,用KI固体配制该溶液时,提供的仪器有托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒。
(4)还缺少的仪器有 (写名称),
所需KI固体的质量为 。
(5)在配制过程中,下列操作会导致所配制溶液的浓度偏小的是 。
A.未洗涤烧杯和玻璃棒
B.使用前,容量瓶中有少量蒸馏水
C.定容时俯视凹液面
D.定容摇匀后静置,液面低于刻度线,继续加水至刻度线
解析:(1)根据题干信息知该病人血清葡萄糖的浓度为2.16 g·L-1,则物质的量浓度为=0.012 mol·L-1;(2)27 g 葡萄糖的物质的量为=0.15 mol,则碳原子的物质的量为0.15 mol ×6=0.9 mol;含氢原子的物质的量为0.15 mol ×12=1.8 mol,氢原子数为1.8NA;(3)根据碳原子守恒,0.5 mol 葡萄糖在人体内完全转化为二氧化碳的物质的量为0.5 mol×6=3 mol,则体积(标准状况)是22.4 L·mol-1×3 mol =67.2 L;(4)配制500 mL 0.2 mol·L-1KI溶液,需要托盘天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、500 mL 容量瓶、胶头滴管,所以还缺少的仪器有500 mL 容量瓶、胶头滴管,所需KI固体的质量为0.5 L×0.2 mol·L-1×166 g ·mol-1=16.6 g ;(5)未洗涤烧杯和玻璃棒,会导致溶质偏少,浓度偏低,故A正确;使用前,容量瓶中有少量蒸馏水,对实验结果无影响,故B错误;定容时俯视凹液面,会导致溶液体积偏小,浓度偏大,故C错误;定容摇匀后静置,液面低于刻度线,继续加水至刻度线,会导致溶液体积偏大,浓度偏小,故D正确。
答案:(1)0.012 mol·L-1
(2)0.9 mol 1.8NA (3)67.2 L
(4)500 mL 容量瓶、胶头滴管 16.6 g (5)AD
17.(12分)化工厂经常用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气,其未配平的化学方程式为Cl2+NH3→NH4Cl+N2。根据所学知识,回答下列问题:
(1)NH4Cl的摩尔质量为 g·mol-1,160.5 g NH4Cl的物质的量为 mol,与该质量的氯化铵具有相同氢原子数的NH3的体积为 L(标准状况下)。
(2)上述反应中,氧化剂为 (填化学式)。
(3)配平上述化学方程式: 。
(4)每生成2.8 g N2,转移的电子的物质的量为 mol。
(5)同温同压下,等体积的N2与Cl2的质量之比是 。
解析:(1)物质的摩尔质量在数值上与该物质的相对分子质量相等,NH4Cl的摩尔质量为53.5 g·mol-1,160.5 g NH4Cl的物质的量为=3 mol,则含有n(H)=12 mol。具有相同氢原子数的NH3的物质的量为4 mol,则标况下的体积为89.6 L。(2)根据Cl2+NH3→NH4Cl+N2反应中元素化合价分析可知,氯的价态由0价变为-1价,所以Cl2为氧化剂。(3)根据化合价升降守恒和原子守恒可配平为3Cl2+8NH3==6NH4Cl+N2。(4)由3Cl2+8NH3==6NH4Cl+N2可知,每生成1 mol N2,反应转移6 mol电子,则每生成2.8 g N2,即0.1 mol N2,反应转移0.6 mol电子。(5)同温同压下,等体积的N2与Cl2,即同物质的量的N2与Cl2,质量之比为28∶71。
答案:(1)53.5 3 89.6 (2)Cl2 (3)3Cl2+8NH3==6NH4Cl+N2 (4)0.6 (5)28∶71
18.(14分)四氯化钛是一种重要的化工原料,某实验小组利用如图装置模拟制备(部分夹持仪器已略去)。
已知:
①室温下TiCl4为无色液体,熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。
②TiCl4易与水反应生成TiO2和HCl。
③在700 ℃左右,将氯气通过TiO2和碳粉的混合物可制得TiCl4和一种有毒的气体。
(1)装置A中MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为 ,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(2)洗气瓶C的作用是 。
(3)当 时(填现象),再点燃D处的酒精灯。
(4)若D装置右侧出现堵塞,观察到的现象是 ,仪器F的名称为 。
(5)写出装置D中生成TiCl4的化学方程式: 。
(6)E装置中的冷凝管中冷凝水的进口为 (填“c”或“b”)。
解析:A装置加热MnO2与浓盐酸制取氯气;B装置内饱和食盐水除去氯气中的氯化氢并平衡气压;C装置内浓硫酸用于干燥氯气;D装置中氯气通过TiO2和碳粉的混合物制得TiCl4;E装置作用是冷凝回收TiCl4;F装置用来尾气吸收以及防止空气中的水蒸气进入装置。(1)MnO2和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑;锰元素的化合价降低为氧化剂,2分子HCl中氯元素的化合价降低为还原剂,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2。(2)TiCl4易与水反应生成TiO2和HCl,则反应中需要干燥的氯气,C装置内浓硫酸用于干燥氯气。(3)首先利用生成的氯气排净装置中的空气,防止干扰实验,故当硬质玻璃管内充满黄绿色时,再点燃D处的酒精灯。(4)玻璃管a能有效提示装置是否发生堵塞,若右侧装置出现堵塞,造成B装置内压强变大,观察到的现象是玻璃管内液面上升(高于洗气瓶中的液面)。(5)氯气通过TiO2和碳粉的混合物可制得TiCl4和CO,制取TiCl4的化学方程式为TiO2+2C+2Cl22CO+TiCl4。(6)为了好的冷凝效果,冷凝水应下进上出,故E装置中的冷凝管中冷凝水的进口为b。
答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑ 1∶2 (2)吸水 (3)硬质玻璃管内充满黄绿色
(4)玻璃管a内液面上升 球形干燥管 (5)TiO2+2C+2Cl22CO+TiCl4 (6)b
19.(16分)过氧化钠常用作漂白剂、杀菌剂、消毒剂,能与水和二氧化碳等物质发生反应,保存不当时容易变质。某实验小组以过氧化钠为研究对象进行了如下实验。
(1)探究一包Na2O2样品是否已经变质:取少量样品,将其溶解,加入 溶液,充分振荡后有白色沉淀,证明Na2O2已经变质。
(2)该实验小组为了粗略测定过氧化钠的质量分数,称取了m g样品,并设计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。
①装置B的作用是 ,
装置D的作用是 。
②将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是 。
③写出装置C中发生主要反应的化学方程式: 。
④反应结束后,在读取实验中生成气体的体积时,你认为合理的是 (填字母)。
a.读取气体体积前,需冷却到室温
b.调整量筒使E、F内液面高度相同
c.视线与凹液面的最低点相平时读取量筒中水的体积
⑤读出量筒内水的体积后,将其折算成标准状况下氧气的体积为V mL,则样品中过氧化钠的质量分数为 。
解析:(2)⑤根据2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2可知n(Na2O2)=2n(O2)=2× mol=×10-3mol,
ω(Na2O2)=×100%=%。
答案:(1)BaCl2(或其他合理答案)
(2)①吸收CO2中的HCl气体 吸收氧气中混有的二氧化碳气体 ②检查装置气密性
③2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2 ④abc ⑤%
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