专题09 实验探究题(期中真题汇编,江西专用)高一化学上学期
2026-10-03
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内容正文:
专题09 实验探究题
1.(1)
(2)c
(3)干燥二氧化碳(或除去二氧化碳气体中的水蒸气)
(4)除去空气中的水蒸气和二氧化碳(或排除空气中的水蒸气、CO2对实验造成的干扰)
(5)二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触
(6)
无明显现象
a
2.(1)
(2) 稀盐酸
(3) C中的滤液加入D烧杯中,先后出现气泡和白色沉淀,说明C试管中的先被D烧杯中耗尽,再与反应产生气泡,再与反应产生白色沉淀,所以不含(合理即可) 白色沉淀
3.(1) 分液漏斗 稀盐酸
(2)C
(3)
(4)除去未反应的CO2
(5)
(6) +6 、
4.(1)A→E→C→D→B
(2)装置D中氧化铜由黑色变化为红色
(3)CoC2O4•2H2OCoO+CO2↑+CO↑+2H2O
(4) 2Co(OH)2+H2O2=2 Co(OH)3 2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2
5.(1)a→h→i→f→g→j→k→b→c→f→g→d
(2)高锰酸钾或氯酸钾
(3)
(4)利用反应生成的CO2排除装置内的空气,防止Ti3+被氧化
(5)当滴入最后半滴(NH4)Fe(SO4)2标准溶液时,溶液恰好变成浅红色,且半分钟之内不褪色
(6) 91.3% 偏小
6.(1) 饱和食盐水
(2)2
(3)
(4) 分液漏斗 吸收多余的尾气ClO2 溶液变蓝
(5)1.57
7.(1)Ba(HO2)2
(2) ①③ >
(3) H2O2 Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2 生成难电离的弱电解质H2O2
(4)34
(5)
8.(1) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl TiCl4+4NaTi+4NaCl
(2) 2 4Na+3CO22Na2CO3+C 赶走空气,防止空气中的氧气与钠反应 CaCO3
9.(1) 分液漏斗 d、e、b、c
(2) 排除装置中的空气
(3) 浓硫酸 防止装置E中的水蒸气进入装置C中与TiCl4反应
(4)吸收未反应的Cl2,防止污染空气
10.(1) 氮气
(2)E
(3)取最后一次洗涤液少量于试管中,向其中加入少量溶液,若无沉淀产生则证明沉淀洗净;
(4)
(5)防止空气中的水和进入D装置产生误差
(6)④ ⑦ ⑥
(7)将产生的全部赶到装置D中,减小误差
(8)AB
11.(1)
(2)饱和食盐水
(3)ABD
(4)先加足量稀硝酸酸化,排除碳酸根离子的干扰,再滴加溶液,若产生白色沉淀,则含有
(5)除去CO2中的HCl气体
(6) 氨气 a 多孔球泡能增大气体与溶液接触面积,提高CO2的吸收率
(7)④⑤⑦
12.(1)B
(2)A
(3)检查装置的气密性
(4)、
(5)吸收未反应的
(6)
(7)C
13.(1) 圆底烧瓶
(2)F→D→C→B
(3) ①③ 使挥发出的CS2和CCl4冷凝回流 m
(4)储存未反应完的Cl2
(5)CS2+2Cl2CCl4+2S↓
14.(1)球形干燥管
(2)不能
(3)
(4) 饱和氯化钠溶液 除去中的气体
(5)淀粉碘化钾溶液变蓝
(6)
(7)
15.(1)C
(2) H2O
(3)
(4)
(5)试管中有H2O2,加入MnO2可催化H2O2分解生成O2
16.(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)SiO2
(3) 1:2 67.2
(4)浓硫酸
(5) 不褪色 褪色 无
17.(1)
(2)除去中的杂质
(3)
(4) 减少杂质生成 较慢 >
(5) 含有 次氯酸盐具有强氧化性,能使变色后的pH试纸褪色
18.(1) 平衡气压,使液体顺利滴下;防止浓盐酸挥发;加快实验进程,便于控制滴加液体的速率和用量,使反应平稳进行
(2)防止和因温度升高而反应生成
(3)
(4) 增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应更加充分 漏斗和玻璃棒
(5)可用过滤方法得到磷酸
(6)防止氯化磷酸三钠受热分解
19.(1)分液漏斗
(2) 除去空气中的,防止影响实验 将装置内的全部赶到装置D中,保证产生的被全部吸收
(3)
(4) 防止空气中的水蒸气和进入装置D 偏小
(5)77.1%
(6)AC
20.(1) 圆底烧瓶 饱和食盐水
(2) 5:1 防止与NaOH反应生成
(3)BD
(4)小于
(5)BCD
21.(1) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O除去Cl2中混入的HCl
(2) 防止生成NaClO3 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(3)BC
(4) 60.83g
(5)C
22.(1) 加热A装置酒精灯生成氨气 打开C装置中活塞生成二氧化碳气体
(2)
(3)AB
(4)
(5)16.8
试卷第1页(共3页)
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专题09 实验探究题
1.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学·期中)某化学社团为探究CO2与Na2O2反应时是否需要与水接触,设计了如下实验装置。请按要求填空。
【实验原理】
(1)写出CO2与Na2O2反应的化学方程式并用双线桥表示电子转移:___________。
【实验步骤及现象】
步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗的活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,观察到木条不复燃。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗的活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,观察到木条复燃。
【实验装置分析】
(2)已知盐酸具有挥发性,装置②中的试剂为___________(填下列选项的字母编号)。
a.饱和食盐水 b.饱和碳酸钠溶液 c.饱和碳酸氢钠溶液 d.氢氧化钠溶液
(3)装置③中试剂的作用为___________。
(4)碱石灰是CaO固体和NaOH固体的混合物,装置⑥中碱石灰的作用是___________。
【实验结论及思考】
(5)实验结论:___________。
(6)实验思考:为了进一步证实该结论,该社团同学将反应后装置④和⑤中的固体分别加入到过量的盐酸中,并将产生的气体分别通入溶液M中,观察到装置④中固体与盐酸反应产生的气体可使溶液M___________(现象)。溶液M为___________(填下列选项的字母编号)
a.澄清石灰水 b.氢氧化钠溶液 c.饱和食盐水
2.某化学兴趣小组利用《离子反应》一节的知识,进行如下探究实验。
回答下列问题:
(1)A试管内有气泡产生,写出反应的离子方程式:___________。
(2)图1实验结束后,某同学将A、B两试管内的所有物质倒入D烧杯中(如图2),得到澄清溶液, A、B试管内物质加入D烧杯的过程中,离子数目增加的是___________。可推知A、B两试管混合前,A试管中___________(填“溶液”或“稀盐酸”)过量。
(3)将C试管中固体过滤后,将溶液加入D烧杯中(如图3),发现混合后先出现气泡,然后有白色沉淀X产生,充分反应后过滤,同学们对此时D烧杯滤液的离子成分提出如下几种猜想:
甲同学:、、 乙同学:、、、
丙同学:、、、 丁同学:、、、___________
①白色沉淀X的化学式为___________;丁同学的猜想空白处应填___________。四位同学经过讨论,得出丙同学的猜想不合理,理由是___________。
②为验证上述猜想,同学们向D中滤液加入溶液,当出现___________时,证明丁同学的猜想是正确的。
3.(2024-2025高一上·江西萍乡市·期中)化学兴趣小组设计如下实验,证明可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,并测定试样的纯度(通过气体与样品反应后生成的量测定的含量)。可供选用的反应物:固体、稀盐酸、稀硫酸和蒸馏水。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,其中盛放的试剂为___________(填试剂名称)。
(2)装置B中盛放的试剂最佳为___________(填字母)。
A.饱和NaCl溶液 B.浓硫酸 C.饱和溶液 D.NaOH溶液
(3)装置C中反应生成的化学方程式有___________、___________。
(4)装置D的作用是___________
(5)已知装置C中试样起始质量为19.5g,由装置F中所得水的体积可知体积为1120mL(已折算成标准状况下体积,且全部逸出),则试样中的质量分数为___________。
(6)还可用来制备高铁酸钠,高铁酸钠是一种新型、绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。制备高铁酸钠的主要反应为,中Fe元素的化合价为___________,此反应中还原剂为___________。
4.(2024-2025高一上·江西景德镇一中·期中)钴的某些化合物与铁的化合物性质相似,某研究性学习小组为探究钴的化合物的性质,进行了以下实验:
Ⅰ.探究草酸钴的热分解产物
(1)为探究草酸钴的热分解产物,按气体流动方向,各装置的连接顺序为:___________。
(2)能证明分解产物中有CO的实验现象是___________。
(3)取3.66gCoC2O4•2H2O于硬质玻璃管中加热至恒重,冷却、称量,剩余固体的质量为1.5g,球形干燥管增重0.88g。则A装置中发生反应的化学方程式为:___________。
Ⅱ.探究Co(OH)2的还原性及Co(OH)3的氧化性
取A装置所得固体溶解于稀H2SO4中得到粉红色溶液,备用。已知试剂颜色:CoSO4溶液(粉红色),Co(OH)2(粉红色),Co(OH)3(棕褐色)。
(4)实验记录如下表:
实验操作及现象
实验分析
实验1
取少许粉红色溶液于试管中,滴加0.1mol/LNaOH溶液,生成粉红色沉淀并将该沉淀分成两份
实验2
取一份实验1中所得的粉红色沉淀,加入3%的H2O2溶液,粉红色沉淀立即变为棕褐色。
反应的化学方程式为①___________。
实验3
向实验2得到的棕褐色沉淀中滴加浓盐酸固体逐渐溶解,并有黄绿色气体产生。
反应的离子方程式为②___________。
实验4
取另一份实验1中所得的粉红色沉淀,滴加浓盐酸,粉红色沉淀溶解,未见气体生成。
酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化能力由大到小的顺序是③___________。
5.(2023-2024高一下·江西宜春市高安二中,丰城九中,樟树中学,万载中学五·期中)金属Ti是制备飞机发动机叶片的重要材料,其一种制备方法是利用氯气与TiO2反应制备TiCl4,然后使用Mg还原法制备金属Ti,某化学小组在实验室中制备TiCl4并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.TiCl4的制备。
已知:TiCl4的沸点为136.4℃,易水解,高温时易与氧气发生反应。
(1)请按气流的方向连接装置,其顺序为________:
a→_______→_______→_______→_______→j→k→_______→_______→_______→_______→d(用小写字母表示,装置根据需要可重复使用)。
(2)装置A中盛放的固体药品名称为_______。
(3)若装置F中碳粉被完全氧化为CO2气体,则反应的化学方程式为_______。
Ⅱ.TiCl4的纯度测定。
实验步骤:①取5.20 g TiCl4粗品溶于浓盐酸中,过滤,将滤液稀释至250 mL,取25.00 mL溶液于锥形瓶中;②向其中加入稍过量金属铝丝将TiCl4全部还原为TiCl3(具有较强还原性,在空气中易被氧化),静置一段时间,向其中加入适量碳酸氢钠溶液待不再产生气泡,塞上橡胶塞密封冷却至室温;③向锥形瓶中滴加2滴KSCN溶液,用0.1000 mol/L(NH4)Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,平行进行三次实验,测得平均消耗标准溶液25.00 mL。
(4)步骤②中加入适量碳酸氢钠溶液的目的为_______。
(5)达到滴定终点的现象为_______。
(6)TiCl4粗品的纯度为_______(保留三位有效数字),若滴定前正确读数,滴定终点俯视读数,则测定结果将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
6.(2025-2026高一上·江西南昌外国语学校·期中)元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具,也是发展证据推理与模型认知这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的价—类二维图,回答下列问题:
(1)实验室用高锰酸钾代替二氧化锰制取Cl2的离子方程式为_________________________________;制备的Cl2中往往含挥发的HCl气体,为除去HCl气体应使用除杂试剂___________。
(2)物质的量为1mol的Cl2和足量的Fe充分反应,转移电子为___________mol。
(3)已知ClO2能与NaOH反应生成NaClO3及等物质的量的另一种含氯物质,参考价类二维图,写出二者反应的离子方程式:___________________________________________________。
(4)亚氯酸钠NaClO2是一种高效的漂白剂和消毒剂,它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2,ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组利用如图装置进行实验,探究亚氯酸钠的制备与性质。
Ⅰ.制备亚氯酸钠。关闭止水夹②,打开止水夹①,从进气口通入足量ClO2,充分反应生成NaClO2.仪器a的名称为___________,装置C中盛放NaOH的目的是___________。
Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质。停止通入气体,再通入空气一段时间后,关闭止水夹①,打开止水夹②,向A中滴入稀硫酸,装置B中的现象为___________。
(5)城市饮用水处理,新技术用NaClO2替代Cl2,其中氯元素都被还原为Cl−,如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么消毒杀菌剂NaClO2的消毒效率是Cl2的___________倍(结果保留两位小数)。
7.(2025-2026高一上·江西赣州十三校·期中)Ⅰ、双氧水(H2O2)和水都是难电离的极弱电解质,但H2O2溶液显极弱酸性,若把H2O2看成是二元弱酸,它在水中的电离方程式:H2O2H++、H++;医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。请回答下列问题:
(1)鉴于H2O2显弱酸性,它能同强碱作用形成“正盐”,在一定条件下也可形成“酸式盐”。请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成的“酸式盐”的化学式:__________________。
(2)有以下三个反应:
①H2O2+H2S=2H2O+S↓
②H2O2+Cl2=2HCl+O2
③2H2O22H2O+O2↑
上述三个反应中H2O2作氧化剂的是______(填序号),氧化性Cl2______O2(填“>”或“<”或“=”) 。
Ⅱ、Na2O2是一种常见的氧化剂。为了探究Na2O2的化学性质,某化学实验小组进行了一系列Na2O2与H2O的反应实验。
(3)观察到试管d中带火星木条复燃,可推测试管a充分反应后还含有的物质是__________________,生成该物质的化学反应方程式为__________________,该反应能发生的原因是__________________。
(4)试管b到试管c过程中,生成32g氧化产物时,被氧化物质的质量为______g(已知为绿色)。
(5)写出KMnO4制氧气的化学方程式,并用单线桥表示电子转移的方向和数目__________________。
8.(2025-2026高一上·江西赣州定南中学·期中)钠是一种活泼金属,能与很多物质发生化学反应。
(1)将放入溶液中会产生红褐色沉淀和气体,分步写出发生的化学方程式:________、________。可以在高温下与熔融反应制备单质,写出制备的化学方程式:________。
(2)经常用于灭火,但着火不能用灭火。实验小组研究与反应,猜测反应产物的成分。
猜测1:C和
猜测2:C和
实验装置如下图所示:
实验步骤和现象:
i.通入至澄清石灰水浑浊后,点燃酒精灯。
ii.一段时间后,硬质玻璃管中有白色物质产生,管壁上有黑色物质出现。检验的试剂未见明显变化。
iii.将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生;过滤,向滤液中加入过量溶液,产生白色沉淀。
①通过实验现象,猜测________是正确的。
②写出硬质玻璃管中反应的化学方程式:________。
③步骤i的作用是________,步骤iii中产生的白色沉淀是________。
9.(2025-2026·黑龙江鸡西市第一中学校等校·期中)TiCl4是制备金属钛的重要中间体。某小组同学利用如下装置在实验室制备TiCl4(夹持装置已省略)。
已知:TiCl4常温下为液态,易挥发,极易与水反应,高温时能与O2反应,不与HCl反应。回答下列问题:
(1)装置A中所用的仪器如下图所示:
①图中盛放浓盐酸的仪器名称是_______。
②按顺序填写各装置接口处的字母:_______。
a→_______→_______→_______→_______。
③若用KMnO4代替MnO2也可以制备Cl2,反应不需要加热,写出该反应的离子方程式:_______(提示:转化为)。
(2)实验时,应先通入Cl2,后打开装置B电炉开关,原因是_______。装置B中反应在高温条件下进行,除生成TiCl4外,还生成CO,该反应的化学方程式为_______。
(3)装置D中的试剂是_______(填试剂名称),其作用为_______。
(4)装置E中NaOH溶液的作用为_______。
10.(2025-2026高一上·江西南昌青山湖区江西科技学院附属中学·期中)索尔维制碱法和侯氏制碱法得到的碳酸钠中通常含碳酸氢钠。江西科技学院附属中学化学社活动小组的同学们,设计了如下几种测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数。
第一组同学设计的实验装置示意图如下:
加热碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物,使碳酸氢钠完全分解。
(1)实验开始和结束都要通入X气体X,X气体的是_______(填名称),实验结束后,若装置C中碱石灰增重,则混合样品中碳酸钠的质量分数为_______。
第二组同学设计的实验方案:
利用化学反应把它们完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中、。
该小组同学设计实验方案,测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸氢钠的质量分数。
实验测定方法如下:
(2)称取碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物9.5g,溶于水中,配成100 mL溶液,滴加足量沉淀剂,把溶液中、完全转化为沉淀,应选用的最佳试剂是_______(填字母)。
A.稀溶液 B.溶液 C.溶液 D.石灰乳 E.溶液
(3)过滤,洗涤沉淀,判断沉淀是否洗净的方法是_______。
(4)将沉淀洗涤,并充分干燥,称量沉淀的质量为19.7g。由此可以计算_______(结果保留3位有效数字)。
第三组同学设计的方案如下:
为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,第三组同学设计的实验装置示意图如下,请回答:
(5)装置E的作用是_______。
(6)实验需要以下步骤:
①称量装置D的质量为304.6 g;
②称取13.7 g样品装入装置B的广口瓶中;
③连接装置,检查装置气密性后加入相应试剂;
④打开弹簧夹,缓缓鼓入一段时间空气;
⑤再次称量装置D的质量为311.2 g;
⑥打开弹簧夹,再次缓缓鼓入一段时间空气;
⑦关闭弹簧夹,滴加稀硫酸使其发生反应,直至不再产生气泡为止;
以上步骤的正确顺序为_______。
③→②→_______→①→_______→_______→⑤。
(7)步骤⑥的目的是_______。
【探究回答】
(8)江西科技学院附属中学高三的学长同学们又另外设计了下列几种测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数的方案,你认为合理的是_______。
A.称取混合物,充分灼烧后,固体减轻了。
B.称取混合物,与足量的盐酸充分反应,将反应后的混合液加热、蒸干、灼烧、冷却称量得固体。
C.称取混合物,加入足量的稀盐酸,再通过足量的碱石灰,碱石灰增重。
11.(2025-2026高一上·江西南昌青山湖区江西科技学院附属中学·期中)I.1861年,比利时人索尔维发明了以食盐、石灰石、氨气为原料制取碳酸钠的索尔维制碱法(又称氨碱法)。1943前后年我国化学工程专家侯德榜克服重重困难发明了侯氏制碱法,又称联合制碱法。两种工艺流程如下图:
(1)向饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳获得和滤液的化学反应方程式为_______。
(2)侯氏制碱法中能够循环利用的物质是_______。
(3)相比索尔维制碱法,侯氏制碱法的优点有_______。
A.用等量的食盐可以产生更多的纯碱,同时得到氮肥,的利用率高
B.利用了原料循环原理
C.侯氏制碱法无需加热
D.不产生用途不大且难以处理的,对环境更友好
E.侯氏制碱法中,后续无需补充
(4)验证主产品中含有的方法:取少量产品试样溶于水后_______(请补充完整实验)。
II.江西科技学院附属中学化学社活动小组的同学们根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验探究。
(5)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示(且图中夹持、固定用的仪器未画出)。
试回答下列有关问题:
乙装置中的试剂作用是_______。
(6)另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。
①实验时,应该先通入_______,从_______管通入。
②有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是_______。
(7)实验室根据“侯氏制碱法”原理制备少量,其实验包括制取氨气→制取→分离→干燥→四个步骤。分离时必须选用的仪器是_______。
12.(2025-2026高一上·江西吉安青原区阳明中学·期中)I.钠及其化合物在人类生产生活中有着重大的作用。
(1)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是___________。
①变成白色粉末 ②变暗 ③固体表面变潮湿 ④变白色晶体
A.①②③④ B.②③④① C.②③①④ D.③②④①
(2)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油。片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的___________。
A. B. C. D.
Ⅱ.过氧化钠常作漂白剂、杀菌剂、消毒剂。过氧化钠保存不当容易吸收空气中而变质。该课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的纯度,他们称取样品,并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分数。
(3)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是___________。
(4)写出装置C中发生反应的化学方程式___________。
(5)D中溶液的作用___________。
(6)读出量筒内水的体积后,折算成标准状况下氧气的体积为,已知氧气的密度为,则样品中过氧化钠的质量分数为___________(列出计算表达式)。
(7)超氧化钾()与性质相似,广泛应用于航天和潜水供氧剂。下列说法正确的是___________。
A.中O元素的化合价为价
B.中阴、阳离子个数之比为
C.与足量反应:
D.相同个数的和分别与足量水反应生成的个数之比为
13.(2025-2026高一上·江西丰城市新城区丰城中学·期中)四氯化碳()主要用作优良的溶剂、灭火剂、制冷剂、萃取剂等,某化学小组模拟工业原理,用二硫化碳与氯气反应制取四氯化碳,所用实验各部分装置如下图所示(部分夹持仪器、加热装置已省略)。
已知:
①与溴水反应生成硫酸和氢溴酸等,可用溴水吸收;
②与在铁作催化剂的条件下,在装置C中(85~95℃)反应可生成四氯化碳;
③硫单质的沸点445℃,的沸点46.5℃,沸点76.8℃、密度。
回答下列问题:
(1)装置A中仪器a的名称是___________,用浓盐酸与反应制取,发生反应的离子方程式为___________()。
(2)装置的连接顺序为A→___________→E。
(3)为使冷凝效果较好,可选用的冷凝管为___________(填编号);装置C中冷凝管的作用是___________,为了提高冷凝效果冷水应从___________口通入。
(4)反应结束后关闭、,此时装置F的作用为___________。
(5)反应一段时间后,装置C中出现淡黄色固体(S),写出装置C中发生反应的化学方程式:___________。
14.(2025-2026高一上·江西上饶信州区上饶中学·期中)二氧化氯()消毒剂是国际上公认的高效消毒灭菌剂,现常作为替代氯气的自来水消毒剂使用。实验室常用氯气与亚氯酸钠()反应制备并对其进行性质探究,装置图如下(部分夹持装置已省略):
回答下列问题:
(1)盛装的仪器名称为___________。
(2)装置A中的___________(填“能”、“不能”)替换为。
(3)装置A中发生反应的离子方程式为___________。
(4)装置B中盛放的试剂是___________,作用是___________。
(5)反应一段时间后,E中滴入盐酸,G中可观察到的现象为___________。
(6)尾气中的可以用含双氧水的烧碱溶液吸收,其产物之一是。写出该反应的化学方程式___________。
(7)、、(还原产物为)、(1个转化为1个和1个)等物质常被用作消毒剂。相同数目的上述物质消毒效率最高的是___________(填化学式)。
15.(2025-2026高一上·江西宜春丰城市第九中学·期中)实验是研究物质的组成、结构和性质的重要方法。请回答下列问题:
I.同学们通过如图所示实验,探究金属钠的性质。
(1)下列关于金属钠与水(滴有少量酚酞试液)反应的实验现象的描述中,错误的是______。
A.钠熔成光亮的小球 B.钠在水面上迅速游动
C.烧杯中液体的颜色无明显变化 D.生成了无色无味气体
(2)写出钠与水反应的离子方程式:______。反应中被还原的物质是______(填化学式)。
(3)向充分反应后的溶液中滴入硫酸镁溶液,该反应的化学方程式为:______。
II.查阅资料发现,与反应的过程中会生成。同学们通过如图所示实验,探究与水的反应。
(4)写出与水反应产生大量气泡()的总化学方程式:______。
(5)气泡消失后,加入少量,可观察到试管中有气泡产生,试管口带火星的木条复燃。出现该现象的可能原因是______。
16.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学·期中)某化学研究性学习小组得到了一块主要成分为二氧化锰(MnO2)和石英(SiO2)的软锰矿样品,该小组用软锰矿和浓盐酸为原料在实验室制备氯气并探究其性质,装置如下图。已知:SiO2与盐酸不反应。
【制备原理】
(1)软锰矿和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式:___________。
【制取氯气】
(2)取适量软锰矿样品于试瓶中,加入足量浓盐酸并加热,充分反应后,烧瓶中残留的固体是___________(填化学式)。
(3)制备氯气的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。若浓盐酸中有6 mol HCl被氧化,则可生成氯气___________L(标准状况下)。
【性质探究】
(4)装置A中的试剂为___________。
(5)一段时间后,装置B中的现象为:干燥有色布条___________,装置C中的现象为:湿润有色布条___________,说明氯气___________漂白性(填“有”或“无”)。
17.(2025-2026高一上·江西部分学校·期中)“84”消毒液是日常生活和医疗卫生中常用的一种物质,某学校实验小组成员在实验室中探究“84”消毒液的制备,装置(部分夹持装置略)如图所示:
回答下列问题:
(1)装置A是发生器,则装置A中反应的离子方程式是_______,该反应的氧化剂是_______(填化学式)。
(2)装置B的作用是_______。
(3)装置D中吸收反应的离子方程式为_______。
(4)与溶液反应,生成物的量、反应混合液的温度随时间的变化曲线如图所示,装置C采用冰水浴的目的是_______;为保证产物的纯度,装置A中滴加盐酸的速率应_______(填“较快”或“较慢”);温度高于后,生成物_______(填“>”“<”或“=”)。
(5)已知:饱和溶液的。用数字化实验的pH传感器测得某市售“84”消毒液的,则该“84”消毒液中的溶质_______(填“含有”或“不含”);“84”消毒液的pH不能用pH试纸检测,原因是_______。
18.(2025-2026高一上·江西师范大学附属中学·期中)氯化磷酸三钠具有良好的灭菌、消毒、漂白作用,它是一种白色针状或棒条状晶体,熔点,易溶于水,常温下较稳定,受热易分解。
I.某化学兴趣小组用下图所示装置制备该物质(夹持仪器和加热装置已略去)。
已知:①;②氯气和溶液反应放热。
实验步骤:①打开恒压滴液漏斗的旋塞及旋塞K,制备碱性溶液(溶液过量);
②关闭恒压滴液漏斗的旋塞,打开仪器b的旋塞;
③一段时间后,装置C中溶液经“多步操作”,得到粗产品。回答下列问题:
(1)仪器A中发生的化学反应,请用单线桥表示电子转移的方向___________,装置A中,恒压滴液漏斗的作用是___________。
(2)装置C中用冰水浴的目的是___________。
(3)实验步骤②③制得氯化磷酸三钠,发生反应的化学方程式为___________。
II.兴趣小组成员通过查阅资料,发现一种以磷矿石[主要成分为]为原料生产氯化磷酸三钠的工艺流程并展开研究:
(4)酸浸前磷矿石先制成磷矿粉的目的是___________。“操作1”和“操作2”为相同操作,该操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、___________。
(5)“酸浸”中反应的化学方程式是,分析该操作中使用的是一定浓度的硫酸,而不用盐酸、硝酸,使用硫酸的优点是___________。
(6)“干燥”温度不宜过高的原因是___________。
19.(2025-2026高一上·江西部分学校联考·期中)某种市售食用碱是纯碱与小苏打的混合物,可广泛应用于食品加工,如面条、面包、馒头等,某校化学兴趣小组利用如图所示装置(夹持装置已省略)进行实验测定此种食用碱中纯碱的质量分数。
实验步骤:
①检验装置的气密性,称取样品(仅由纯碱与小苏打组成)10 g,加到装置B中并塞紧橡胶塞;
②打开弹簧夹,先通一段时间空气后,关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹,继续通入一段时间空气。实验中记录的数据如下表:
实验装置
C
D
实验前称得的质量/g
30.0
120.4
实验后称得的质量/g
31.4
124.8
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)装置A的作用为___________;实验结束后,需要继续通入一段时间的空气,其目的为___________。
(3)装置B中稀硫酸与小苏打反应的离子方程式为___________。
(4)装置E的作用是___________,若缺少装置E会造成测定结果___________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(5)通过装置D的数据计算,食用碱中纯碱的质量分数为___________(保留三位有效数字)。
(6)该兴趣小组受该实验启发,又提出以下实验方案,其中也能测定混合物中纯碱质量分数的是___________(填字母)。
A.取a g混合物充分加热,质量减少b g
B.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
C.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,将反应后溶液蒸发结晶得到b g固体
20.(2025-2026高一上·江西抚州崇仁县第一中学·期中)氯可形成多种含氧酸盐,广泛用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置制备和NaClO,探究其氧化还原性质。
已知:①Cl2+KOHKCl+KClO3+H2O(未配平);②淀粉遇碘变蓝色。
回答下列问题:
(1)该实验制备氯气的化学方程式为______,盛装粉末的仪器名称为 ______,a中的试剂为______。
(2)b中试管内发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。c中采用冰水浴冷却的目的是______。
(3)d的作用是吸收多余的氯气,可选用试剂:______(填标号)。
A.稀盐酸 B.NaOH溶液 C.饱和食盐水 D.溶液
(4)将少量溶液和NaClO溶液分别滴加到1号和2号淀粉-KI试纸上。试纸显示的现象不同:1号试纸颜色不变,2号试纸变为蓝色。可知该条件下的氧化能力______(填“大于”或“小于”)NaClO。
(5)用制得的氯气做图2的实验,向装有一瓶的集气瓶中添加适量的蒸馏水,振荡,先利用注射器滴加NaOH溶液,再利用注射器滴加浓盐酸,用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图3所示,忽略浓盐酸挥发。下列说法正确的是______(填标号)。
A.阶段①说明溶于水,溶于水的全部与水反应
B.阶段②的压强变小,该过程发生了氧化还原反应
C.阶段③发生的反应为
D.若将换成,可得到与图3相似的压强变化趋势
21.(2025-2026高一上·江西景德镇乐平市第三中学等多校·期中)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:
已知:
(1)制备氯气的化学方程式为_______,a装置的作用为_______。
(2)c中采用冰水浴冷却的目的是_______,该反应的离子方程式是_______。
(3)d的作用是吸收多余的氯气,可选用试剂_______(填字母)。
A.NaCl B.KOH C. D.HCl
(4)制得的固体可与浓盐酸在常温下反应制备氯气:。
①配平上述反应的化学方程式,并用双线桥标明电子转移的情况:_______。
②每当产生71gCl2时,被氧化的HCl的质量为_______。(保留两位小数)
(5)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。下图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所采集的数字化实验图像,下列纵坐标代表的物理量与图像不相符的是_______(填标号)。
A.瓶中氧气的体积分数 B.溶液中氯离子的浓度
C.溶液的pH D.溶液的导电能力
22.(2025-2026高一上·江西部分学校·期中)Na2CO3和NaHCO3是日常生活中重要的物质。
某兴趣小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱,原理为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。流程和装置如图。(已知:2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O)
(1)检查完装置气密性之后的操作为先___________,再___________ ,一段时间之后B中析出晶体。
(2)步骤Ⅱ的化学方程式为:___________。
(3)有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是___________。
A.稳定性:NaHCO3<Na2CO3
B.焰色试验均为黄色
C.澄清石灰水可用来鉴别二者
D.向饱和碳酸钠溶液中通足量二氧化碳的离子方程式为:CO+H2O+CO2=2HCO
E.等质量NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出CO2质量一样多
(4)将NaHCO3受热分解后的固体溶于水,逐滴滴加稀盐酸,所得气体的体积与所加盐酸体积的关系如下图所示,
V(HCl)为 0~100mL的离子方程式:___________;V(HCl)为 100~300mL的化学方程式:___________。
(5)加热33.6g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了6.2g,则原混合物中碳酸钠质量为___________g。
试卷第1页(共3页)
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专题09 实验探究题
1.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学·期中)某化学社团为探究CO2与Na2O2反应时是否需要与水接触,设计了如下实验装置。请按要求填空。
【实验原理】
(1)写出CO2与Na2O2反应的化学方程式并用双线桥表示电子转移:___________。
【实验步骤及现象】
步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗的活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,观察到木条不复燃。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗的活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,观察到木条复燃。
【实验装置分析】
(2)已知盐酸具有挥发性,装置②中的试剂为___________(填下列选项的字母编号)。
a.饱和食盐水 b.饱和碳酸钠溶液 c.饱和碳酸氢钠溶液 d.氢氧化钠溶液
(3)装置③中试剂的作用为___________。
(4)碱石灰是CaO固体和NaOH固体的混合物,装置⑥中碱石灰的作用是___________。
【实验结论及思考】
(5)实验结论:___________。
(6)实验思考:为了进一步证实该结论,该社团同学将反应后装置④和⑤中的固体分别加入到过量的盐酸中,并将产生的气体分别通入溶液M中,观察到装置④中固体与盐酸反应产生的气体可使溶液M___________(现象)。溶液M为___________(填下列选项的字母编号)
a.澄清石灰水 b.氢氧化钠溶液 c.饱和食盐水
【答案】(1)
(2)c
(3)干燥二氧化碳(或除去二氧化碳气体中的水蒸气)
(4)除去空气中的水蒸气和二氧化碳(或排除空气中的水蒸气、CO2对实验造成的干扰)
(5)二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触
(6)
无明显现象
a
【分析】①中CaCO3与盐酸发生的反应为,②中装有饱和NaHCO3溶液,目的是除去CO2中的HCl,因为实验目的是探究CO2与Na2O2反应时是否需要与水接触,所以③装有浓硫酸,④⑤用于探究CO2与Na2O2反应时是否需要与水接触,⑥的碱石灰的作用是除去空气中的水蒸气和二氧化碳(或排除空气中的水蒸气、CO2对实验造成的干扰)。据此分析解答。
【详解】(1)
CO2与Na2O2反应的化学方程式为,过氧化钠中氧元素的化合价由-1价变为-2价和0价,用双线桥表示电子转移为;
(2)由分析可知,装置②中的试剂为饱和NaHCO3溶液,故答案选c;
(3)装置③中装有浓硫酸,作用干燥二氧化碳(或除去二氧化碳气体中的水蒸气);
(4)装置⑥的碱石灰的作用除去空气中的水蒸气和二氧化碳(或排除空气中的水蒸气、CO2对实验造成的干扰);
(5)打开弹簧夹K2,关闭K1,CO2经干燥后通过Na2O2,木条不复燃;打开弹簧夹K1,关闭K2,未经干燥的CO2通过Na2O2,木条复燃,说明二氧化碳与过氧化钠反应时需要与水接触;
(6)装置④中的固体应为Na2O2,装置⑤中的固体应为Na2CO3,分别加入到过量的盐酸中,装置④产生的气体为O2,O2在澄清石灰水中无明显现象,⑤中因反应生成了Na2CO3,故加入盐酸后产生的气体中含有CO₂,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
2.某化学兴趣小组利用《离子反应》一节的知识,进行如下探究实验。
回答下列问题:
(1)A试管内有气泡产生,写出反应的离子方程式:___________。
(2)图1实验结束后,某同学将A、B两试管内的所有物质倒入D烧杯中(如图2),得到澄清溶液, A、B试管内物质加入D烧杯的过程中,离子数目增加的是___________。可推知A、B两试管混合前,A试管中___________(填“溶液”或“稀盐酸”)过量。
(3)将C试管中固体过滤后,将溶液加入D烧杯中(如图3),发现混合后先出现气泡,然后有白色沉淀X产生,充分反应后过滤,同学们对此时D烧杯滤液的离子成分提出如下几种猜想:
甲同学:、、 乙同学:、、、
丙同学:、、、 丁同学:、、、___________
①白色沉淀X的化学式为___________;丁同学的猜想空白处应填___________。四位同学经过讨论,得出丙同学的猜想不合理,理由是___________。
②为验证上述猜想,同学们向D中滤液加入溶液,当出现___________时,证明丁同学的猜想是正确的。
【答案】(1)
(2) 稀盐酸
(3) C中的滤液加入D烧杯中,先后出现气泡和白色沉淀,说明C试管中的先被D烧杯中耗尽,再与反应产生气泡,再与反应产生白色沉淀,所以不含(合理即可) 白色沉淀
【详解】(1)A试管中Na2CO3与盐酸反应生成CO2气体,反应离子方程式为。
(2)混合前,A试管中可能发生两种反应:若过量,则剩余;若HCl过量,则剩余H+,B试管中含有Ba2+和,混合后得到澄清溶液,说明没有生成BaCO3沉淀,因此A试管中HCl过量,A试管中HCl过量,导致被完全消耗,混合时,B试管的Ba2+加入后没有沉淀生成,所以Ba2+离子数目相对增加,其他离子如Na+、Cl-等数目基本不变。故答案为:;稀盐酸。
(3)①试管C:氢氧化钙溶液(碱)与碳酸钠溶液反应,化学方程式为Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH,则C试管溶液中一定含有氢氧化钠,将其加入到D烧杯中,发现混合后出现气泡并有白色沉淀产生的现象,说明会发生碳酸根离子与氢离子的反应,根据酸碱中和优先原则,氢离子会先与氢氧根离子反应生成水,氢氧根离子完全反应后,碳酸根离子再与氢离子反应生成二氧化碳和水;由于会产生白色沉淀,说明碳酸根离子将氢离子完全反应后,还会与钡离子反应生成碳酸钡沉淀,故白色沉淀X的化学式为BaCO3;
当碳酸根离子与钡离子恰好完全反应,此时滤液中离子为、、,即甲同学猜想;当碳酸根离子有剩余时,此时滤液中离子为、、、,即一同学猜想猜想;当钡离子有剩余时,此时滤液中离子为、、、,故丁同学的猜想空白处应填;
丙同学猜想滤液中含有OH-,C中的滤液加入D烧杯中,先后出现气泡和白色沉淀,说明C试管中的先被D烧杯中耗尽,再与反应产生气泡,再与反应产生白色沉淀,所以不含,否则会先与H+反应而不出现气泡。
②向滤液中加入溶液,若出现白色沉淀:Ba2+ + = BaSO4↓,证明存在Ba2+,从而验证丁同学的猜想正确。
3.(2024-2025高一上·江西萍乡市·期中)化学兴趣小组设计如下实验,证明可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,并测定试样的纯度(通过气体与样品反应后生成的量测定的含量)。可供选用的反应物:固体、稀盐酸、稀硫酸和蒸馏水。回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,其中盛放的试剂为___________(填试剂名称)。
(2)装置B中盛放的试剂最佳为___________(填字母)。
A.饱和NaCl溶液 B.浓硫酸 C.饱和溶液 D.NaOH溶液
(3)装置C中反应生成的化学方程式有___________、___________。
(4)装置D的作用是___________
(5)已知装置C中试样起始质量为19.5g,由装置F中所得水的体积可知体积为1120mL(已折算成标准状况下体积,且全部逸出),则试样中的质量分数为___________。
(6)还可用来制备高铁酸钠,高铁酸钠是一种新型、绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。制备高铁酸钠的主要反应为,中Fe元素的化合价为___________,此反应中还原剂为___________。
【答案】(1) 分液漏斗 稀盐酸
(2)C
(3)
(4)除去未反应的CO2
(5)
(6) +6 、
【分析】利用水、CO2与Na2O2的反应生成O2测量Na2O2的含量,装置A为制备CO2,B装置除去CO2中混有的HCl,装置C为反应装置,装置D的目的是除去未反应的CO2,生成氧气通过E装置收集,排出水的体积为收集到氧气的体积;
【详解】(1)装置a的名称为分液漏斗;其中盛放的试剂为稀盐酸,稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳;
(2)生成二氧化碳中混有挥发的氯化氢气体,会和过氧化钠反应干扰实验,故装置B需要除去氯化氢气体,可以为饱和碳酸氢钠溶液,碳酸氢钠和HCl生成氯化钠和二氧化碳气体;氢氧化钠会和二氧化碳反应,饱和氯化钠溶液会吸收部分二氧化碳,浓硫酸不能除去氯化氢,均不合适,故选C;
(3)装置C中过氧化钠和水生成氢氧化钠和氧气、和二氧化碳生成碳酸钠和氧气,反应为:,;
(4)由分析,装置D的目的是除去未反应的CO2,防止出现实验误差;
(5)已知装置C中试样起始质量为19.5g,由装置F中所得水的体积可知体积为1120mL(已折算成标准状况下体积,且全部逸出,为0.05mol),结合(3)反应,存在,则试样中的质量分数为;
(6)中钠、氧化合价分别为+1、-2,结合化合价代数和为0,则铁化合价为+6;反应中铁化合价升高得到、过氧化钠中部分氧化合价升高得到氧气,则反应中还原剂为、。
4.(2024-2025高一上·江西景德镇一中·期中)钴的某些化合物与铁的化合物性质相似,某研究性学习小组为探究钴的化合物的性质,进行了以下实验:
Ⅰ.探究草酸钴的热分解产物
(1)为探究草酸钴的热分解产物,按气体流动方向,各装置的连接顺序为:___________。
(2)能证明分解产物中有CO的实验现象是___________。
(3)取3.66gCoC2O4•2H2O于硬质玻璃管中加热至恒重,冷却、称量,剩余固体的质量为1.5g,球形干燥管增重0.88g。则A装置中发生反应的化学方程式为:___________。
Ⅱ.探究Co(OH)2的还原性及Co(OH)3的氧化性
取A装置所得固体溶解于稀H2SO4中得到粉红色溶液,备用。已知试剂颜色:CoSO4溶液(粉红色),Co(OH)2(粉红色),Co(OH)3(棕褐色)。
(4)实验记录如下表:
实验操作及现象
实验分析
实验1
取少许粉红色溶液于试管中,滴加0.1mol/LNaOH溶液,生成粉红色沉淀并将该沉淀分成两份
实验2
取一份实验1中所得的粉红色沉淀,加入3%的H2O2溶液,粉红色沉淀立即变为棕褐色。
反应的化学方程式为①___________。
实验3
向实验2得到的棕褐色沉淀中滴加浓盐酸固体逐渐溶解,并有黄绿色气体产生。
反应的离子方程式为②___________。
实验4
取另一份实验1中所得的粉红色沉淀,滴加浓盐酸,粉红色沉淀溶解,未见气体生成。
酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化能力由大到小的顺序是③___________。
【答案】(1)A→E→C→D→B
(2)装置D中氧化铜由黑色变化为红色
(3)CoC2O4•2H2OCoO+CO2↑+CO↑+2H2O
(4) 2Co(OH)2+H2O2=2 Co(OH)3 2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2
【详解】(1)装置A中草酸钴受热分解,生成的气体通过装置E中浓硫酸吸收水蒸气,通过装置C中碱石灰吸收生成的CO2,通过装置D验证生成的CO,CO和氧化铜反应生成红色铜,剩余CO用装置B吸收,则探究草酸钴的热分解产物,按气体流动方向,各装置的连接顺序为A→E→C→D→B,答案为A→E→C→D→B。
(2)CO具有还原性,能还原氧化铜生成红色铜;则能验证分解产物中有CO的实验现象是:装置D中氧化铜由黑色变化为红色。
答案为装置D中氧化铜由黑色变化为红色。
(3)3.66gCoC2O4·2H2O物质的量=。球形干燥管中的碱石灰吸收CO2,因此其增重的0.88g是CO2的质量,。0.02molCoC2O4·2H2O中n(C)=0.04mol,则生成n(CO)=n(C)-n(CO2)=0.04mol-0.02mol=0.02mol。剩余的固体为钴的氧化物,根据钴守恒,n(CO)=0.02mol,质量为0.02mol×59g·mol-1=1.18g,则剩余固体中氧元素的质量是1.5g-1.18g=0.32g,;n(CO):n(O)=1:1,所以氧化物为CoO。根据氢原子守恒,可知生成H2O的物质的量0.04mol。结合各物质的比例可配平并书写化学方程式,方程式为CoC2O4•2H2OCoO+CO2↑+CO↑+2H2O。
答案为CoC2O4•2H2OCoO+CO2↑+CO↑+2H2O。
(4)①CoSO4溶液(粉红色),滴加NaOH溶液,生成粉红色沉淀为Co(OH)2(粉红色),将该沉淀分成两份,一份中加入3%的H2O2溶液,粉红色沉淀立即变为棕褐色,说明Co(OH)2被氧化为Co(OH)3(棕褐色),反应的化学方程式:2Co(OH)2+H2O2=2Co(OH)3。
②向实验2得到的棕褐色沉淀[Co(OH)3]中滴加浓盐酸固体逐渐溶解,并有黄绿色气体产生,说明生成的为氯气,发生的反应是氧化还原反应,Co(OH)3氧化氯离子生成氯气,反应的化学方程式:2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O。
③取另一份实验1中所得的粉红色沉淀滴加浓盐酸,粉红色沉淀溶解,未见气体生成,说明Co(OH)2不具有氧化性不能氧化氯离子生成氯气,氧化还原反应中,氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,酸性条件下,Cl2、Co(OH)2、Co(OH)3的氧化能力由大到小的顺序是:Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2。
答案为2Co(OH)2+H2O2=2Co(OH)3 2Co(OH)3+6H++2Cl-=Cl2↑+2Co2++6H2O Co(OH)3>Cl2>Co(OH)2。
5.(2023-2024高一下·江西宜春市高安二中,丰城九中,樟树中学,万载中学五·期中)金属Ti是制备飞机发动机叶片的重要材料,其一种制备方法是利用氯气与TiO2反应制备TiCl4,然后使用Mg还原法制备金属Ti,某化学小组在实验室中制备TiCl4并测定其纯度。回答下列问题:
Ⅰ.TiCl4的制备。
已知:TiCl4的沸点为136.4℃,易水解,高温时易与氧气发生反应。
(1)请按气流的方向连接装置,其顺序为________:
a→_______→_______→_______→_______→j→k→_______→_______→_______→_______→d(用小写字母表示,装置根据需要可重复使用)。
(2)装置A中盛放的固体药品名称为_______。
(3)若装置F中碳粉被完全氧化为CO2气体,则反应的化学方程式为_______。
Ⅱ.TiCl4的纯度测定。
实验步骤:①取5.20 g TiCl4粗品溶于浓盐酸中,过滤,将滤液稀释至250 mL,取25.00 mL溶液于锥形瓶中;②向其中加入稍过量金属铝丝将TiCl4全部还原为TiCl3(具有较强还原性,在空气中易被氧化),静置一段时间,向其中加入适量碳酸氢钠溶液待不再产生气泡,塞上橡胶塞密封冷却至室温;③向锥形瓶中滴加2滴KSCN溶液,用0.1000 mol/L(NH4)Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,平行进行三次实验,测得平均消耗标准溶液25.00 mL。
(4)步骤②中加入适量碳酸氢钠溶液的目的为_______。
(5)达到滴定终点的现象为_______。
(6)TiCl4粗品的纯度为_______(保留三位有效数字),若滴定前正确读数,滴定终点俯视读数,则测定结果将_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)a→h→i→f→g→j→k→b→c→f→g→d
(2)高锰酸钾或氯酸钾
(3)
(4)利用反应生成的CO2排除装置内的空气,防止Ti3+被氧化
(5)当滴入最后半滴(NH4)Fe(SO4)2标准溶液时,溶液恰好变成浅红色,且半分钟之内不褪色
(6) 91.3% 偏小
【分析】A中制备氯气,E除去挥发的HCl气体,D中盛放浓硫酸干燥氯气,F中氯气与二氧化钛反应得到产物,B中收集产物,四氯化钛的沸点高,锥形瓶中收集到的物质为四氯化钛,再使用D浓硫酸装置防止后续装置中水的干扰,C为尾气处理装置,可吸收未反应完全的氯气和HCl。
【详解】(1)实验过程中,应先制备干燥、纯净的Cl2,然后Cl2、TiO2和碳粉反应制备TiCl4,将生成的TiCl4收集到装置B中,尾气使用NaOH溶液吸收,为防止NaOH溶液中的水蒸气进入装置B,需要在B后连接盛有浓硫酸的洗气瓶D,故按气流的方向连接装置的顺序为:a→h→i→f→g→j→k→b→c→f→g→d;
(2)装置A中盛放固体药品的名称为高锰酸钾或氯酸钾,在不加热的条件下氧化浓盐酸制取氯气。
(3)若装置F中碳粉被完全氧化为CO2气体,则反应为二氧化钛、碳、氯气高温生成四氯化钛和二氧化,化学方程式为。
(4)TiCl3具有较强还原性,在空气中易被氧化,步骤②中加入适量碳酸氢钠溶液的作用为利用反应生成的CO2排除装置内的空气,防止Ti3+被氧化。
(5)铁离子和KSCN溶液变为红色,则达到滴定终点的现象为当滴入最后半滴(NH4)Fe(SO4)2标准溶液时,溶液恰好变成浅红色,且半分钟之内不褪色。
(6)根据反应可知,消耗,,TiCl4粗品的纯度为,若滴定前正确读数,滴定终点俯视读数,将导致读取的消耗标准溶液体积偏小,则测定结果将偏小。
6.(2025-2026高一上·江西南昌外国语学校·期中)元素的价—类二维图是我们学习元素及其化合物相关知识的重要模型工具,也是发展证据推理与模型认知这一科学核心素养的重要途径。如图为氯元素的价—类二维图,回答下列问题:
(1)实验室用高锰酸钾代替二氧化锰制取Cl2的离子方程式为_________________________________;制备的Cl2中往往含挥发的HCl气体,为除去HCl气体应使用除杂试剂___________。
(2)物质的量为1mol的Cl2和足量的Fe充分反应,转移电子为___________mol。
(3)已知ClO2能与NaOH反应生成NaClO3及等物质的量的另一种含氯物质,参考价类二维图,写出二者反应的离子方程式:___________________________________________________。
(4)亚氯酸钠NaClO2是一种高效的漂白剂和消毒剂,它在酸性条件下生成NaCl并放出ClO2,ClO2有类似Cl2的性质。某兴趣小组利用如图装置进行实验,探究亚氯酸钠的制备与性质。
Ⅰ.制备亚氯酸钠。关闭止水夹②,打开止水夹①,从进气口通入足量ClO2,充分反应生成NaClO2.仪器a的名称为___________,装置C中盛放NaOH的目的是___________。
Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质。停止通入气体,再通入空气一段时间后,关闭止水夹①,打开止水夹②,向A中滴入稀硫酸,装置B中的现象为___________。
(5)城市饮用水处理,新技术用NaClO2替代Cl2,其中氯元素都被还原为Cl−,如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么消毒杀菌剂NaClO2的消毒效率是Cl2的___________倍(结果保留两位小数)。
【答案】(1) 饱和食盐水
(2)2
(3)
(4) 分液漏斗 吸收多余的尾气ClO2 溶液变蓝
(5)1.57
【详解】(1)高锰酸钾和浓盐酸常温下制取氯气的离子方程式为:2+10Cl−+16H+=5Cl2↑+2Mn2++8H2O,用饱和食盐水除去Cl2中HCl杂质。
(2)Cl2和足量Fe反应:2Fe+3Cl22FeCl3,Cl从0价-1价,1molCl2含2molCl,共得到2mol电子。
(3)ClO2中Cl为+4价,歧化生成等物质的量的两种产物:升价产物:(+5),降价产物:(+3),离子方程式为:2ClO2+2OH-=++H2O。
(4)仪器a为分液漏斗,NaOH溶液目的为吸收尾气中多余的ClO2,防止污染空气。NaClO2在酸性条件下生成ClO2,具有强氧化性,可将I-氧化为I2,淀粉遇碘变蓝。
(5)NaClO2:Cl从+3-1,1molNaClO2得4mol电子,摩尔质量M=90.5g/mol,Cl2:Cl从0-1,1molCl2得2mol电子;摩尔质量M=71g/mol。单位质量得电子数之比为。
7.(2025-2026高一上·江西赣州十三校·期中)Ⅰ、双氧水(H2O2)和水都是难电离的极弱电解质,但H2O2溶液显极弱酸性,若把H2O2看成是二元弱酸,它在水中的电离方程式:H2O2H++、H++;医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。请回答下列问题:
(1)鉴于H2O2显弱酸性,它能同强碱作用形成“正盐”,在一定条件下也可形成“酸式盐”。请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成的“酸式盐”的化学式:__________________。
(2)有以下三个反应:
①H2O2+H2S=2H2O+S↓
②H2O2+Cl2=2HCl+O2
③2H2O22H2O+O2↑
上述三个反应中H2O2作氧化剂的是______(填序号),氧化性Cl2______O2(填“>”或“<”或“=”) 。
Ⅱ、Na2O2是一种常见的氧化剂。为了探究Na2O2的化学性质,某化学实验小组进行了一系列Na2O2与H2O的反应实验。
(3)观察到试管d中带火星木条复燃,可推测试管a充分反应后还含有的物质是__________________,生成该物质的化学反应方程式为__________________,该反应能发生的原因是__________________。
(4)试管b到试管c过程中,生成32g氧化产物时,被氧化物质的质量为______g(已知为绿色)。
(5)写出KMnO4制氧气的化学方程式,并用单线桥表示电子转移的方向和数目__________________。
【答案】(1)Ba(HO2)2
(2) ①③ >
(3) H2O2 Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2 生成难电离的弱电解质H2O2
(4)34
(5)
【详解】(1)为二元弱酸,第一步电离生成,酸式盐的酸根为,为+2价,故酸式盐化学式为;
(2)氧化剂在反应中得电子,所含元素化合价降低。反应①中中O元素从-1价降为-2价,作氧化剂;反应②中O元素从-1价升为0价,作还原剂;反应③中中O元素部分升价部分降价,既作氧化剂又作还原剂,故填①③。反应②中氧化剂为,氧化产物为,根据氧化还原规律,氧化剂氧化性大于氧化产物,故氧化性;
(3)试管a反应后溶液加产生能使带火星木条复燃的,说明溶液中存在;与水反应第一步生成,方程式为:Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2,根据复分解反应发生条件,该反应能发生的原因是生成难电离的弱电解质H2O2;
(4)该反应中被高锰酸钾氧化,氧化产物为。32g的物质的量为,生成1mol需要1mol被氧化,摩尔质量为,故被氧化的质量为;
(5)
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应中Mn元素得电子(+7价分别变为+6价、+4价,共得),O元素失电子(部分-2价O变为0价,共失),单线桥从失电子的O元素指向得电子的Mn元素,标注转移电子数,即。
8.(2025-2026高一上·江西赣州定南中学·期中)钠是一种活泼金属,能与很多物质发生化学反应。
(1)将放入溶液中会产生红褐色沉淀和气体,分步写出发生的化学方程式:________、________。可以在高温下与熔融反应制备单质,写出制备的化学方程式:________。
(2)经常用于灭火,但着火不能用灭火。实验小组研究与反应,猜测反应产物的成分。
猜测1:C和
猜测2:C和
实验装置如下图所示:
实验步骤和现象:
i.通入至澄清石灰水浑浊后,点燃酒精灯。
ii.一段时间后,硬质玻璃管中有白色物质产生,管壁上有黑色物质出现。检验的试剂未见明显变化。
iii.将硬质玻璃管中的固体溶于水,未见气泡产生;过滤,向滤液中加入过量溶液,产生白色沉淀。
①通过实验现象,猜测________是正确的。
②写出硬质玻璃管中反应的化学方程式:________。
③步骤i的作用是________,步骤iii中产生的白色沉淀是________。
【答案】(1) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl TiCl4+4NaTi+4NaCl
(2) 2 4Na+3CO22Na2CO3+C 赶走空气,防止空气中的氧气与钠反应 CaCO3
【分析】由步骤ii的实验现象可知,钠与二氧化碳共热反应有碳生成,没有一氧化碳生成;由步骤ⅲ的实验现象可知,钠与二氧化碳共热反应生成的固体中不含有过氧化钠,含有碳酸钠,则钠与二氧化碳共热反应生成碳酸钠和碳,说明猜测2正确。
【详解】(1)由题意可知,金属钠放入氯化铁溶液中发生的反应为钠先与溶液中的水反应生成氢氧化钠和氢气,反应生成的氢氧化钠与氯化铁溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀和氯化钠,反应的化学方程式依次为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑、FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl;钠在高温下与熔融四氯化钛反应制备钛,化学方程式为TiCl4+4NaTi+4NaCl。
(2)①由分析可知,通过实验现象可知,猜测2正确;
②由分析可知,硬质玻璃管中发生的反应为钠与二氧化碳共热反应生成碳酸钠和碳,反应的化学方程式为:4Na+3CO22Na2CO3+C;
③钠具有强还原性,易与空气中的氧气反应,干扰钠与二氧化碳的反应,所以步骤i通入二氧化碳至澄清石灰水浑浊后,点燃酒精灯的目的是赶走空气,防止空气中的氧气与钠反应;步骤iii中产生白色沉淀的反应为碳酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钙的化学式为CaCO3。
9.(2025-2026·黑龙江鸡西市第一中学校等校·期中)TiCl4是制备金属钛的重要中间体。某小组同学利用如下装置在实验室制备TiCl4(夹持装置已省略)。
已知:TiCl4常温下为液态,易挥发,极易与水反应,高温时能与O2反应,不与HCl反应。回答下列问题:
(1)装置A中所用的仪器如下图所示:
①图中盛放浓盐酸的仪器名称是_______。
②按顺序填写各装置接口处的字母:_______。
a→_______→_______→_______→_______。
③若用KMnO4代替MnO2也可以制备Cl2,反应不需要加热,写出该反应的离子方程式:_______(提示:转化为)。
(2)实验时,应先通入Cl2,后打开装置B电炉开关,原因是_______。装置B中反应在高温条件下进行,除生成TiCl4外,还生成CO,该反应的化学方程式为_______。
(3)装置D中的试剂是_______(填试剂名称),其作用为_______。
(4)装置E中NaOH溶液的作用为_______。
【答案】(1) 分液漏斗 d、e、b、c
(2) 排除装置中的空气
(3) 浓硫酸 防止装置E中的水蒸气进入装置C中与TiCl4反应
(4)吸收未反应的Cl2,防止污染空气
【分析】本实验以干燥纯净的Cl2为原料,在高温下与装置B中的TiO2和炭粉反应制备TiCl4。反应生成的气态TiCl4经装置C冷凝收集,装置D中的浓硫酸防止E中水蒸气进入C使TiCl4水解,装置E中NaOH溶液则吸收未反应的Cl2,防止污染空气。
【详解】(1)①盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗。
②制备的Cl2中含有HCl和水蒸气,需先通过饱和食盐水除HCl,再通过浓硫酸干燥。洗气时气体应长进短出,因此接口顺序为a→d→e→b→c。
③KMnO4与浓盐酸在常温下反应生成Cl2,被还原为 Mn2+,离子方程式为。
(2)先通入Cl2,后加热电炉的原因是排尽装置中的空气,防止高温下,C与O2反应,同时防止生成的TiCl4与O2或水蒸气反应;装置B中,TiO2、C与Cl2在高温下反应生成TiCl4和 CO,化学方程式为。
(3)由于TiCl4极易与水反应,故装置D中的试剂是浓硫酸;其作用为防止E中的水蒸气进入C 中与TiCl4反应。
(4)氯气是有毒气体,不能直接排放到空气中,故装置E中NaOH溶液的作用为吸收未反应的Cl2,防止污染空气。
10.(2025-2026高一上·江西南昌青山湖区江西科技学院附属中学·期中)索尔维制碱法和侯氏制碱法得到的碳酸钠中通常含碳酸氢钠。江西科技学院附属中学化学社活动小组的同学们,设计了如下几种测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸钠的质量分数。
第一组同学设计的实验装置示意图如下:
加热碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物,使碳酸氢钠完全分解。
(1)实验开始和结束都要通入X气体X,X气体的是_______(填名称),实验结束后,若装置C中碱石灰增重,则混合样品中碳酸钠的质量分数为_______。
第二组同学设计的实验方案:
利用化学反应把它们完全转化为沉淀,称量干燥沉淀的质量,由此计算混合物中、。
该小组同学设计实验方案,测定碳酸钠和碳酸氢钠混合物中碳酸氢钠的质量分数。
实验测定方法如下:
(2)称取碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物9.5g,溶于水中,配成100 mL溶液,滴加足量沉淀剂,把溶液中、完全转化为沉淀,应选用的最佳试剂是_______(填字母)。
A.稀溶液 B.溶液 C.溶液 D.石灰乳 E.溶液
(3)过滤,洗涤沉淀,判断沉淀是否洗净的方法是_______。
(4)将沉淀洗涤,并充分干燥,称量沉淀的质量为19.7g。由此可以计算_______(结果保留3位有效数字)。
第三组同学设计的方案如下:
为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数,第三组同学设计的实验装置示意图如下,请回答:
(5)装置E的作用是_______。
(6)实验需要以下步骤:
①称量装置D的质量为304.6 g;
②称取13.7 g样品装入装置B的广口瓶中;
③连接装置,检查装置气密性后加入相应试剂;
④打开弹簧夹,缓缓鼓入一段时间空气;
⑤再次称量装置D的质量为311.2 g;
⑥打开弹簧夹,再次缓缓鼓入一段时间空气;
⑦关闭弹簧夹,滴加稀硫酸使其发生反应,直至不再产生气泡为止;
以上步骤的正确顺序为_______。
③→②→_______→①→_______→_______→⑤。
(7)步骤⑥的目的是_______。
【探究回答】
(8)江西科技学院附属中学高三的学长同学们又另外设计了下列几种测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数的方案,你认为合理的是_______。
A.称取混合物,充分灼烧后,固体减轻了。
B.称取混合物,与足量的盐酸充分反应,将反应后的混合液加热、蒸干、灼烧、冷却称量得固体。
C.称取混合物,加入足量的稀盐酸,再通过足量的碱石灰,碱石灰增重。
【答案】(1) 氮气
(2)E
(3)取最后一次洗涤液少量于试管中,向其中加入少量溶液,若无沉淀产生则证明沉淀洗净;
(4)
(5)防止空气中的水和进入D装置产生误差
(6)④ ⑦ ⑥
(7)将产生的全部赶到装置D中,减小误差
(8)AB
【分析】第一组利用的是分析单一碳酸氢钠不稳定受热易分解并产生吸收的量来判断;第二组是通过分析形成沉淀的质量,加入试剂将、完全转化为沉淀,通过分析沉淀的质量来确定二者的含量;第三组是通过加入酸将碳酸钠和碳酸氢钠的释放出来,利用碳守恒进行分析;
【详解】(1)A为加热装置,B吸收水,C中碱石灰吸收产生的,D装置吸收空气中的水和起到防干扰作用,通过分析碳酸氢钠不稳定受热易分解产生的量来判断,故要排除整个装置中的空气,因此反应前后都需要通入氮气,的质量为,根据可知,,碳酸钠的质量分数为;
(2)第二组是加入试剂将、完全转化为沉淀,通过分析沉淀的质量来确定二者的含量,所加试剂既能与反应又能与发生反应,则需加入碱,而过量的石灰乳可能有未溶解的氢氧化钙混在碳酸钙沉淀中干扰实验,因此加入溶液将、完全转化为碳酸钡沉淀,故选E;
(3)向碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物溶于水后中加入形成沉淀,过滤洗涤多余的杂质离子,由于容易检验,故检验沉淀是否洗净的方法为:取最后一次洗涤液少量于试管中,向其中加入少量溶液,若无沉淀产生则证明沉淀洗净;
(4),碳的总物质的量n(C)=0.1mol,设为x mol,为y mol,结合碳守恒及质量守恒列方程组,可得x=0.05 mol,y=0.05 mol,,,
(5)A装置吸收通入的空气中的,B装置将混合物发生反应生成 ,C装置干燥,D装置吸收,E装置防止空气中的水和进入D装置产生误差;
(6)实验步骤为:连接装置检验装置气密性,称取样品加入B装置,打开弹簧夹通入空气,排尽装置中的空气,称量药品加入D装置,关闭弹簧夹,B中滴加稀硫酸生成CO2,再次打开弹簧夹,再缓缓通入空气,将生成的二氧化碳完全排入D装置,再次称量D装置的质量,所以排列顺序是正确的操作步骤为③→②→④→①→⑦→⑥→⑤;
(7)反应后通入空气是为了将产生的全部赶到装置D中,减小误差;
(8)A.加热固体混合物,固体的质量减少为碳酸氢钠受热易分解产生的水和的质量和,根据差量法计算出碳酸氢钠的质量,
,,碳酸钠的质量分数为,正确;
B.剩余的固体为, ,设为x mol,为y mol,根据Na元素守恒及质量守恒列出方程组,可求出x和y,,,均可得出,正确;
C.称取混合物,加入足量的稀盐酸,再通过足量的碱石灰,碱石灰增重,b增重为水、和挥发的HCl的质量之和,无法单一计算出总碳量,错误;
选AB。
11.(2025-2026高一上·江西南昌青山湖区江西科技学院附属中学·期中)I.1861年,比利时人索尔维发明了以食盐、石灰石、氨气为原料制取碳酸钠的索尔维制碱法(又称氨碱法)。1943前后年我国化学工程专家侯德榜克服重重困难发明了侯氏制碱法,又称联合制碱法。两种工艺流程如下图:
(1)向饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳获得和滤液的化学反应方程式为_______。
(2)侯氏制碱法中能够循环利用的物质是_______。
(3)相比索尔维制碱法,侯氏制碱法的优点有_______。
A.用等量的食盐可以产生更多的纯碱,同时得到氮肥,的利用率高
B.利用了原料循环原理
C.侯氏制碱法无需加热
D.不产生用途不大且难以处理的,对环境更友好
E.侯氏制碱法中,后续无需补充
(4)验证主产品中含有的方法:取少量产品试样溶于水后_______(请补充完整实验)。
II.江西科技学院附属中学化学社活动小组的同学们根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验探究。
(5)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如图所示(且图中夹持、固定用的仪器未画出)。
试回答下列有关问题:
乙装置中的试剂作用是_______。
(6)另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。
①实验时,应该先通入_______,从_______管通入。
②有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是_______。
(7)实验室根据“侯氏制碱法”原理制备少量,其实验包括制取氨气→制取→分离→干燥→四个步骤。分离时必须选用的仪器是_______。
【答案】(1)
(2)饱和食盐水
(3)ABD
(4)先加足量稀硝酸酸化,排除碳酸根离子的干扰,再滴加溶液,若产生白色沉淀,则含有
(5)除去CO2中的HCl气体
(6) 氨气 a 多孔球泡能增大气体与溶液接触面积,提高CO2的吸收率
(7)④⑤⑦
【分析】工业上侯氏制碱法是在饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳,由于氨气在水中的溶解度大,所以先通入氨气,通入足量的氨气后再通入二氧化碳,生成了碳酸氢钠,由于碳酸氢钠的溶解度较小,所以溶液中有碳酸氢钠晶体析出,将碳酸氢钠晶体加热后得纯碱碳酸钠。
【详解】(1)向饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳获得和滤液的化学反应方程式为:。
(2)在侯氏制碱法中,碳酸氢钠煅烧分解产生的二氧化碳以及滤液中的未消耗完的饱和食盐水可循环用于与饱和食盐水、氨气反应的步骤,所以能够循环利用的物质是、饱和食盐水。
(3)A.侯氏制碱法中,氯化钠的利用率高,用等量的食盐可以产生更多的纯碱,同时得到氮肥,A符合题意;
B.侯氏制碱法利用了二氧化碳和氨气的循环,利用了原料循环原理,B符合题意;
C.侯氏制碱法中碳酸氢钠的分解需要加热,并非无需加热,C不符合题意;
D.索尔维制碱法会产生用途不大且难以处理的,侯氏制碱法不产生此物质,对环境更友好 ,D符合题意;
E.侯氏制碱法中,后续需要补充,E不符合题意;
故选ABD。
(4)由于碳酸根会对氯离子的检验产生干扰,所以需先加足量稀硝酸酸化,排除碳酸根离子的干扰,再滴加溶液,若产生白色沉淀,,则含有。
(5)甲中制备的二氧化碳含有杂质HCl气体,乙装置的作用是除去CO2中的HCl气体,试剂是饱和碳酸氢钠溶液。
(6)①氨气极易溶解于水,能形成较大浓度的溶液,同时溶液显碱性,更有利于二氧化碳吸收,生成更多的碳酸氢钠,所以实验时,须先从a管通入氨气。
②己装置中的多孔球泡能增大气体与溶液的接触面积,提高CO2的吸收率。
(7)根据“侯氏制碱法”原理制备少量碳酸钠,在分离碳酸氢钠时,因为反应生成碳酸氢钠沉淀,所以需要通过过滤操作来实现分离。 过滤操作所需的主要仪器有:用于承接滤液的烧杯(④)、用于制作过滤器的漏斗(⑤)以及引流用的玻璃棒(⑦),故选④⑤⑦。
12.(2025-2026高一上·江西吉安青原区阳明中学·期中)I.钠及其化合物在人类生产生活中有着重大的作用。
(1)一小块金属钠长时间置于空气中,可能有下列现象,这些现象出现的先后顺序是___________。
①变成白色粉末 ②变暗 ③固体表面变潮湿 ④变白色晶体
A.①②③④ B.②③④① C.②③①④ D.③②④①
(2)向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油。片刻后再向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象符合图中的___________。
A. B. C. D.
Ⅱ.过氧化钠常作漂白剂、杀菌剂、消毒剂。过氧化钠保存不当容易吸收空气中而变质。该课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的纯度,他们称取样品,并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分数。
(3)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是___________。
(4)写出装置C中发生反应的化学方程式___________。
(5)D中溶液的作用___________。
(6)读出量筒内水的体积后,折算成标准状况下氧气的体积为,已知氧气的密度为,则样品中过氧化钠的质量分数为___________(列出计算表达式)。
(7)超氧化钾()与性质相似,广泛应用于航天和潜水供氧剂。下列说法正确的是___________。
A.中O元素的化合价为价
B.中阴、阳离子个数之比为
C.与足量反应:
D.相同个数的和分别与足量水反应生成的个数之比为
【答案】(1)B
(2)A
(3)检查装置的气密性
(4)、
(5)吸收未反应的
(6)
(7)C
【分析】Ⅱ.A装置利用大理石和稀盐酸反应制备,B装置除去中的HCl气体,C为过氧化钠与二氧化碳、水的反应装置,反应放出氧气,D装置中NaOH溶液的作用是吸收未反应的二氧化碳气体,E、F装置利用排水法通过测量水的体积进而测量生成氧气的体积。
【详解】(1)钠接触空气首先与氧气反应生成氧化钠,使钠表面变暗,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠吸水后出现氢氧化钠溶液,固体表面变潮湿,再吸收二氧化碳得到白色碳酸钠结晶水合物,最终风化得到碳酸钠白色粉末,正确的顺序为:②③④①;
(2)钠的密度比煤油的大、比水的小,钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,向该烧杯中轻缓的加入一绿豆大小的金属钠,可能观察到的现象是钠在煤油和水的界面处上下跳动;
(3)将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是检查装置的气密性;
(4)进入装置C的气体有二氧化碳、水蒸气,二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,水蒸气与过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气,发生反应的化学方程式为、;
(5)二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,D中NaOH溶液的作用是吸收未反应的二氧化碳气体;
(6)生成标准状况下氧气的体积为VmL,但不知道是否处于标准状况,所以无法准确计算,应用氧气的质量计算。则氧气的物质的量是,根据关系式,则过氧化钠的物质的量是,样品中过氧化钠的质量为,过氧化钠的质量分数为;
(7)A.中K的化合价为+1价,则O元素的化合价为价,A错误;
B.是由和构成,其阴阳离子个数比为1:1,B错误;
C.会与发生反应,其化学方程式为:,C正确;
D.由反应方程式,可知,相同个数的和分别与足量水反应生成的个数之比为3:2,D错误;
故答案选C。
13.(2025-2026高一上·江西丰城市新城区丰城中学·期中)四氯化碳()主要用作优良的溶剂、灭火剂、制冷剂、萃取剂等,某化学小组模拟工业原理,用二硫化碳与氯气反应制取四氯化碳,所用实验各部分装置如下图所示(部分夹持仪器、加热装置已省略)。
已知:
①与溴水反应生成硫酸和氢溴酸等,可用溴水吸收;
②与在铁作催化剂的条件下,在装置C中(85~95℃)反应可生成四氯化碳;
③硫单质的沸点445℃,的沸点46.5℃,沸点76.8℃、密度。
回答下列问题:
(1)装置A中仪器a的名称是___________,用浓盐酸与反应制取,发生反应的离子方程式为___________()。
(2)装置的连接顺序为A→___________→E。
(3)为使冷凝效果较好,可选用的冷凝管为___________(填编号);装置C中冷凝管的作用是___________,为了提高冷凝效果冷水应从___________口通入。
(4)反应结束后关闭、,此时装置F的作用为___________。
(5)反应一段时间后,装置C中出现淡黄色固体(S),写出装置C中发生反应的化学方程式:___________。
【答案】(1) 圆底烧瓶
(2)F→D→C→B
(3) ①③ 使挥发出的CS2和CCl4冷凝回流 m
(4)储存未反应完的Cl2
(5)CS2+2Cl2CCl4+2S↓
【分析】由实验装置图可知,装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中长颈漏斗能起到平衡气压的作用,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃~95℃条件下反应制备四氯化碳,装置B中盛有的溴水用于吸收挥发出的二硫化碳,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气和挥发出的溴,防止污染空气,则装置的连接顺序为A→F→D→C→B→E,据此分析;
【详解】(1)由实验装置图可知,装置A中仪器a为圆底烧瓶;由分析可知,装置中发生的反应为铬酸钾固体与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化铬、氯气和水,反应的离子方程式为;
(2)由分析可知,装置的连接顺序为A→F→D→C→B→E;
(3)由题意可知,反应物二硫化碳和生成物四氯化碳的沸点低,都具有挥发性,所以实验时应选用冷凝效果好的球形冷凝管或蛇形冷凝管,选①③;装置C中冷凝管的作用是使挥发出的二硫化碳和四氯化碳冷凝回流,增大反应物的转化率和生成物的产率;为增强冷凝效果,冷水应从冷凝管的下口m处通入;
(4)实验过程中F可除去氯气中的氯化氢气体,同时可以调节气体流速使气流更平稳,当实验结束后关闭K1、K2,,此时烧瓶反应生成的氯气可以储存在F中防止污染空气,故答案为:储存未反应完的Cl2;
(5)由题意可知,制备四氯化碳的反应为铁粉做催化剂的作用下氯气与二硫化碳在水浴加热的条件下反应,生成四氯化碳和硫,反应的化学方程式为:CS2+2Cl2CCl4+2S↓。
14.(2025-2026高一上·江西上饶信州区上饶中学·期中)二氧化氯()消毒剂是国际上公认的高效消毒灭菌剂,现常作为替代氯气的自来水消毒剂使用。实验室常用氯气与亚氯酸钠()反应制备并对其进行性质探究,装置图如下(部分夹持装置已省略):
回答下列问题:
(1)盛装的仪器名称为___________。
(2)装置A中的___________(填“能”、“不能”)替换为。
(3)装置A中发生反应的离子方程式为___________。
(4)装置B中盛放的试剂是___________,作用是___________。
(5)反应一段时间后,E中滴入盐酸,G中可观察到的现象为___________。
(6)尾气中的可以用含双氧水的烧碱溶液吸收,其产物之一是。写出该反应的化学方程式___________。
(7)、、(还原产物为)、(1个转化为1个和1个)等物质常被用作消毒剂。相同数目的上述物质消毒效率最高的是___________(填化学式)。
【答案】(1)球形干燥管
(2)不能
(3)
(4) 饱和氯化钠溶液 除去中的气体
(5)淀粉碘化钾溶液变蓝
(6)
(7)
【分析】A装置氯酸钾与浓盐酸反应生成氯气,氯气中含有氯化氢气体和水蒸气,B装置盛放饱和氯化钠溶液用于除氯气中的氯化氢气体,C装置盛放浓硫酸干燥氯气,D装置氯气与反应制备,用稳定剂吸收,生成,使用时加酸释放,F中盛放四氯化碳,除去混有的,防止干扰性质的检验,通入G中,淀粉碘化钾溶液变蓝,最后接尾气处理装置。
【详解】(1)如图,盛装的仪器名称为球形干燥管。
(2)与浓盐酸反应生成氯气需要加热装置,因此装置A中的不能替换为。
(3)A装置氯酸钾与浓盐酸反应生成氯气,离子方程式为。
(4)由分析得,装置B中盛放的试剂是饱和氯化钠溶液,用于除去氯气中的氯化氢气体。
(5)由分析得,反应一段时间后,E中稳定剂吸收,生成, 滴入盐酸释放,F中除去混有的,二氧化氯()具有强氧化性,进入G装置与淀粉碘化钾溶液反应生成碘单质,则观察到的现象为淀粉碘化钾溶液变蓝。
(6)生成,氯元素化合价下降,双氧水中氧元素化合价上升,其化学方程式为。
(7)根据,,,,可知相同数目的上述物质消毒效率最高的是。
15.(2025-2026高一上·江西宜春丰城市第九中学·期中)实验是研究物质的组成、结构和性质的重要方法。请回答下列问题:
I.同学们通过如图所示实验,探究金属钠的性质。
(1)下列关于金属钠与水(滴有少量酚酞试液)反应的实验现象的描述中,错误的是______。
A.钠熔成光亮的小球 B.钠在水面上迅速游动
C.烧杯中液体的颜色无明显变化 D.生成了无色无味气体
(2)写出钠与水反应的离子方程式:______。反应中被还原的物质是______(填化学式)。
(3)向充分反应后的溶液中滴入硫酸镁溶液,该反应的化学方程式为:______。
II.查阅资料发现,与反应的过程中会生成。同学们通过如图所示实验,探究与水的反应。
(4)写出与水反应产生大量气泡()的总化学方程式:______。
(5)气泡消失后,加入少量,可观察到试管中有气泡产生,试管口带火星的木条复燃。出现该现象的可能原因是______。
【答案】(1)C
(2) H2O
(3)
(4)
(5)试管中有H2O2,加入MnO2可催化H2O2分解生成O2
【分析】Ⅰ、钠密度小于水,浮在水面上;与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应放出大量的热,钠块熔成小球;生成氢气使钠在水面上四处游动,氢氧化钠属于碱,遇到酚酞溶液变红色,据此解答。
Ⅱ、加入水中,反应产生大量气泡,为O2,气泡消失后加入二氧化锰,产生气泡,用带火星木条接近试管口,木条复燃,说明与水反应的过程中会生成过氧化氢。
【详解】(1)A.钠熔点低,反应放热,熔成光亮的小球,A正确;
B.钠密度小于水,浮在水面上,且钠和水反应生成H2,推动钠在水面上迅速游动,B正确;
C.钠和水反应生成NaOH、H2,氢氧化钠属于碱,遇到酚酞溶液变红色,C错误;
D.钠和水反应生成NaOH、H2,生成了无色无味气体,D正确;
故答案选C。
(2)钠与水反应生成NaOH、H2,反应的离子方程式为;反应过程中,水中的H元素的化合价降低,故被还原的物质是H2O;
(3)充分反应后的溶液为氢氧化钠溶液,滴入少量硫酸镁溶液,会生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为;
(4)与水反应产生的大量气泡是氧气,同时还生成NaOH,故反应的化学方程式为;
(5)气泡消失后,加入少量MnO2,可观察到试管中有气泡产生,试管口带火星的木条复燃,说明生成O2,出现该现象的可能原因是试管中有H2O2,加入MnO2可催化H2O2分解生成O2。
16.(2025-2026高一上·江西南昌第二中学·期中)某化学研究性学习小组得到了一块主要成分为二氧化锰(MnO2)和石英(SiO2)的软锰矿样品,该小组用软锰矿和浓盐酸为原料在实验室制备氯气并探究其性质,装置如下图。已知:SiO2与盐酸不反应。
【制备原理】
(1)软锰矿和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式:___________。
【制取氯气】
(2)取适量软锰矿样品于试瓶中,加入足量浓盐酸并加热,充分反应后,烧瓶中残留的固体是___________(填化学式)。
(3)制备氯气的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。若浓盐酸中有6 mol HCl被氧化,则可生成氯气___________L(标准状况下)。
【性质探究】
(4)装置A中的试剂为___________。
(5)一段时间后,装置B中的现象为:干燥有色布条___________,装置C中的现象为:湿润有色布条___________,说明氯气___________漂白性(填“有”或“无”)。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)SiO2
(3) 1:2 67.2
(4)浓硫酸
(5) 不褪色 褪色 无
【分析】利用软锰矿和浓盐酸制取氯气,装置A应盛装浓硫酸干燥氯气便于后续验证干燥氯气的性质,最后氢氧化钠溶液吸收尾气,据此解答。
【详解】(1)软锰矿和浓盐酸反应制备氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)SiO2与盐酸不反应,软锰矿的主要成分为MnO2和SiO2,充分反应后,残留固体为不溶于盐酸的SiO2。
(3)制备氯气的反应中每1 mol MnO2被还原为MnCl2得到2 mol电子,每1 mol HCl被氧化为Cl2 失去1 mol电子,根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2;若浓盐酸中有6 mol HCl被氧化,转移6 mol电子,生成3 mol氯气,标准状况下体积为3 mol×22.4 L/mol=67.2 L。
(4)装置A中应装有浓硫酸。
(5)干燥的氯气不会使干燥的有色布条褪色,会使湿润的有色布条褪色,说明氯气无漂白性。
17.(2025-2026高一上·江西部分学校·期中)“84”消毒液是日常生活和医疗卫生中常用的一种物质,某学校实验小组成员在实验室中探究“84”消毒液的制备,装置(部分夹持装置略)如图所示:
回答下列问题:
(1)装置A是发生器,则装置A中反应的离子方程式是_______,该反应的氧化剂是_______(填化学式)。
(2)装置B的作用是_______。
(3)装置D中吸收反应的离子方程式为_______。
(4)与溶液反应,生成物的量、反应混合液的温度随时间的变化曲线如图所示,装置C采用冰水浴的目的是_______;为保证产物的纯度,装置A中滴加盐酸的速率应_______(填“较快”或“较慢”);温度高于后,生成物_______(填“>”“<”或“=”)。
(5)已知:饱和溶液的。用数字化实验的pH传感器测得某市售“84”消毒液的,则该“84”消毒液中的溶质_______(填“含有”或“不含”);“84”消毒液的pH不能用pH试纸检测,原因是_______。
【答案】(1)
(2)除去中的杂质
(3)
(4) 减少杂质生成 较慢 >
(5) 含有 次氯酸盐具有强氧化性,能使变色后的pH试纸褪色
【分析】利用A装置制取Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,制取的氯气中混有HCl,先用装置B中饱和食盐水除去HCl杂质,装置C中氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,装置D吸收尾气氯气防止污染;
【详解】(1)装置A中发生浓盐酸与制备的反应,则该反应的离子方程式为,其中锰元素的化合价降低,被还原,为氧化剂。
(2)装置B中饱和食盐水能除去挥发出来的HCl,防止其进入装置C中干扰反应。
(3)装置D中溶液的作用是吸收,反应生成氯化钠、次氯酸钠和水:。
(4)由与溶液反应生成物的量、反应混合液的温度随时间的变化曲线图可知,温度升高,逐渐有杂质生成,故装置C采用冰水浴的目的是减少杂质生成。图中随着时间推移,温度升高的原因是反应过快,可以通过装置A中的浓盐酸缓缓滴下(不能太快),从而使反应产生的热量及时散发。溶液中与的两个反应:、,后者的物质的量高于,故温度高于后,。
(5)已知:饱和溶液的,而用数字化实验的pH传感器测得市售“84”消毒液的,结合“84”消毒液的制备原理可知,该“84”消毒液中的溶质除含有、外,还含有;“84”消毒液的pH不能用pH试纸检测,原因是次氯酸盐具有强氧化性,能使变色后的pH试纸褪色,无法观察其pH数值。
18.(2025-2026高一上·江西师范大学附属中学·期中)氯化磷酸三钠具有良好的灭菌、消毒、漂白作用,它是一种白色针状或棒条状晶体,熔点,易溶于水,常温下较稳定,受热易分解。
I.某化学兴趣小组用下图所示装置制备该物质(夹持仪器和加热装置已略去)。
已知:①;②氯气和溶液反应放热。
实验步骤:①打开恒压滴液漏斗的旋塞及旋塞K,制备碱性溶液(溶液过量);
②关闭恒压滴液漏斗的旋塞,打开仪器b的旋塞;
③一段时间后,装置C中溶液经“多步操作”,得到粗产品。回答下列问题:
(1)仪器A中发生的化学反应,请用单线桥表示电子转移的方向___________,装置A中,恒压滴液漏斗的作用是___________。
(2)装置C中用冰水浴的目的是___________。
(3)实验步骤②③制得氯化磷酸三钠,发生反应的化学方程式为___________。
II.兴趣小组成员通过查阅资料,发现一种以磷矿石[主要成分为]为原料生产氯化磷酸三钠的工艺流程并展开研究:
(4)酸浸前磷矿石先制成磷矿粉的目的是___________。“操作1”和“操作2”为相同操作,该操作中使用到的玻璃仪器有烧杯、___________。
(5)“酸浸”中反应的化学方程式是,分析该操作中使用的是一定浓度的硫酸,而不用盐酸、硝酸,使用硫酸的优点是___________。
(6)“干燥”温度不宜过高的原因是___________。
【答案】(1) 平衡气压,使液体顺利滴下;防止浓盐酸挥发;加快实验进程,便于控制滴加液体的速率和用量,使反应平稳进行
(2)防止和因温度升高而反应生成
(3)
(4) 增大反应物接触面积,加快反应速率,使反应更加充分 漏斗和玻璃棒
(5)可用过滤方法得到磷酸
(6)防止氯化磷酸三钠受热分解
【分析】Ⅰ.制备氯化磷酸三钠:在装置A中浓盐酸与二氧化锰发生反应制得氯气,氯气中含有少量的氯化氢气体通入到饱和食盐水溶液(装置B)中进行除杂,纯净的氯气进入装置C中,在低温下发生反应得到次氯酸钠,次氯酸钠与磷酸氢二钠发生反应:,未反应完的氯气,经过氢氧化钠溶液(装置E)吸收,防止污染环境;装置D为安全瓶/缓冲瓶,防止装置E中的氢氧化钠溶液倒吸进入装置C;
Ⅱ.磷矿石在一定浓度的硫酸酸浸下,发生反应:,经过滤(操作1)得到滤渣硫酸钙等不溶性杂质,滤液中含有磷酸,向其中加入溶液调节,得到磷酸氢二钠,控制温度是加快反应速率,同时避免温度过高导致逸出过快;再向所得液中加入溶液,在高温和强碱条件下得到磷酸三钠,强碱性环境为后续与合成氯化磷酸三钠提供条件;向碱性溶液中加入发生反应:,经过低温结晶、过滤、干燥处理得到产品。
【详解】(1)
,装置A中,使用恒压滴液漏斗可防止其中的液体挥发;平衡气压,使其中的液体更好地流出;也能够加快实验进程,便于控制滴加液体的速率和用量,使反应平稳进行。
(2)根据信息①可知,C中氯气与在加热条件下反应生成,因此反应需使用冰水浴在低温进行。
(3)实验步骤②③为的碱性溶液与反应生成氯化磷酸三钠,化学方程式为:;
(4)将磷矿石制成磷矿粉可以增大与硫酸的接触面积,加快反应速率,使反应更加充分;“操作1”和“操作2”都为过滤操作,过滤中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒。
(5)硫酸钙微溶于水,而氯化钙和硝酸钙溶于水,若用盐酸、硝酸代替硫酸,无法用过滤方法分离得到磷酸,而用硫酸,因生成硫酸钙沉淀,可用过滤方法得到磷酸。
(6)由题意可知,氯化磷酸三钠常温下较稳定,受热易分解,则为防止氯化磷酸三钠受热分解,干燥时温度不宜过高。
19.(2025-2026高一上·江西部分学校联考·期中)某种市售食用碱是纯碱与小苏打的混合物,可广泛应用于食品加工,如面条、面包、馒头等,某校化学兴趣小组利用如图所示装置(夹持装置已省略)进行实验测定此种食用碱中纯碱的质量分数。
实验步骤:
①检验装置的气密性,称取样品(仅由纯碱与小苏打组成)10 g,加到装置B中并塞紧橡胶塞;
②打开弹簧夹,先通一段时间空气后,关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞滴入稀硫酸至不再有气体生成;
③关闭分液漏斗的活塞,打开弹簧夹,继续通入一段时间空气。实验中记录的数据如下表:
实验装置
C
D
实验前称得的质量/g
30.0
120.4
实验后称得的质量/g
31.4
124.8
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________。
(2)装置A的作用为___________;实验结束后,需要继续通入一段时间的空气,其目的为___________。
(3)装置B中稀硫酸与小苏打反应的离子方程式为___________。
(4)装置E的作用是___________,若缺少装置E会造成测定结果___________(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(5)通过装置D的数据计算,食用碱中纯碱的质量分数为___________(保留三位有效数字)。
(6)该兴趣小组受该实验启发,又提出以下实验方案,其中也能测定混合物中纯碱质量分数的是___________(填字母)。
A.取a g混合物充分加热,质量减少b g
B.取a g混合物与足量NaOH溶液充分反应,得到b g溶液
C.取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,将反应后溶液蒸发结晶得到b g固体
【答案】(1)分液漏斗
(2) 除去空气中的,防止影响实验 将装置内的全部赶到装置D中,保证产生的被全部吸收
(3)
(4) 防止空气中的水蒸气和进入装置D 偏小
(5)77.1%
(6)AC
【分析】由实验装置图可知,实验开始前,先打开弹簧夹,通入一段时间空气,装置A中盛有的氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳,防止空气中的二氧化碳干扰实验;装置B中食用碱中碳酸钠和碳酸氢钠与稀硫酸完全反应生成二氧化碳气体;装置C中盛有的浓硫酸用于干燥反应生成的二氧化碳;干燥管D中盛有的碱石灰用于吸收测定反应生成的二氧化碳;干燥管E盛有的碱石灰用于吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入干燥管D,据此分析。
【详解】(1)仪器a的名称为分液漏斗。
(2)根据分析,装置A的作用为除去空气中的CO2,防止影响实验;实验结束后,需要继续通入一段时间的空气,其目的为将装置内的CO2全部赶到装置D中,保证产生的CO2被全部吸收。
(3)装置B中稀硫酸与小苏打反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,离子方程式为:。
(4)根据分析,装置E的作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置D。若缺少装置E,空气中的二氧化碳和水蒸气会进入装置D,导致装置D增重偏大,从而使测定的二氧化碳质量偏大,最终使测定的纯碱质量分数偏小。
(5)由于吸收的水蒸气并不全部来自反应生成的,所以不能用装置C前后的质量差来计算;根据表中数据可知生成的二氧化碳的质量是124.8g-120.4g=4.4 g,物质的量是0.1 mol,设碳酸氢钠和碳酸钠的物质的量分别是x mol、y mol,则x+y=0.1、84x+106y=10,解得,所以食用碱中Na2CO3的质量分数为:。
(6)A.可利用固体的质量差计算NaHCO3的质量,再计算Na2CO3的质量,能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数,A符合题意;
B.a、b均为混合物的质量,无法计算,不能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数,B不符合题意;
C.蒸干得到b g固体为NaCl,可由混合物的质量、NaCl的质量列二元一次方程组计算Na2CO3的质量,能测定出Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3质量分数,C符合题意;
故选AC。
20.(2025-2026高一上·江西抚州崇仁县第一中学·期中)氯可形成多种含氧酸盐,广泛用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置制备和NaClO,探究其氧化还原性质。
已知:①Cl2+KOHKCl+KClO3+H2O(未配平);②淀粉遇碘变蓝色。
回答下列问题:
(1)该实验制备氯气的化学方程式为______,盛装粉末的仪器名称为 ______,a中的试剂为______。
(2)b中试管内发生反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。c中采用冰水浴冷却的目的是______。
(3)d的作用是吸收多余的氯气,可选用试剂:______(填标号)。
A.稀盐酸 B.NaOH溶液 C.饱和食盐水 D.溶液
(4)将少量溶液和NaClO溶液分别滴加到1号和2号淀粉-KI试纸上。试纸显示的现象不同:1号试纸颜色不变,2号试纸变为蓝色。可知该条件下的氧化能力______(填“大于”或“小于”)NaClO。
(5)用制得的氯气做图2的实验,向装有一瓶的集气瓶中添加适量的蒸馏水,振荡,先利用注射器滴加NaOH溶液,再利用注射器滴加浓盐酸,用压强传感器测得集气瓶内的压强随时间变化的曲线如图3所示,忽略浓盐酸挥发。下列说法正确的是______(填标号)。
A.阶段①说明溶于水,溶于水的全部与水反应
B.阶段②的压强变小,该过程发生了氧化还原反应
C.阶段③发生的反应为
D.若将换成,可得到与图3相似的压强变化趋势
【答案】(1) 圆底烧瓶 饱和食盐水
(2) 5:1 防止与NaOH反应生成
(3)BD
(4)小于
(5)BCD
【分析】浓盐酸与MnO2加热条件下反应生成氯气,生成的氯气中含有HCl,通过a中饱和食盐水除去氯气中的HCl,随后氯气进入KOH溶液中反应生成KClO3,剩余的氯气进入NaOH溶液反应生成NaClO,d为尾气处理装置。
【详解】(1)制备氯气的化学方程式为;盛装粉末的仪器名称为圆底烧瓶,a中的试剂为饱和食盐水;
(2)根据已知信息中的化学方程式可知氯元素的价态由0价变为-1价和+5价,氯气既是还原剂又是氧化剂,其中作为氧化剂和作为还原剂的物质的量之比为5:1;氯气与氢氧化钠反应生成氯酸钠,所以需要采用冰水浴冷却是防止生成NaClO3副反应的发生;
(3)A.稀盐酸与氯气不反应,不能用于吸收氯气,A错误;
B.NaOH溶液可与氯气发生反应,可用于吸收氯气,B正确;
C.饱和食盐水与氯气不反应,不能用于吸收氯气,C错误;
D.Na2S溶液具有还原性,氯气具有氧化性,二者可发生反应,可用于吸收氯气,D正确;
故选BD;
(4)1号试纸颜色不变,2号试纸变为蓝色,可知1号试纸上I-没有被氧化、2号试纸上I-被氧化为I2,则该条件下的氧化能力小于NaClO;
(5)A.阶段①压强逐渐降低,说明氯气溶于水,但溶于水的氯气不能全部与水反应,故A错误 ;
B.阶段②的压强变小,发生反应Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,氯元素化合价改变,该过程发生了氧化还原反应,故B正确;
C.阶段③压强增大,说明放出气体,发生反应的方程式为,故C正确;
D.若将换成,二氧化碳能溶于水,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠和盐酸反应放出二氧化碳气体,所得的压强变化趋势与图3相似,故D正确;
故选BCD。
21.(2025-2026高一上·江西景德镇乐平市第三中学等多校·期中)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。回答下列问题:
已知:
(1)制备氯气的化学方程式为_______,a装置的作用为_______。
(2)c中采用冰水浴冷却的目的是_______,该反应的离子方程式是_______。
(3)d的作用是吸收多余的氯气,可选用试剂_______(填字母)。
A.NaCl B.KOH C. D.HCl
(4)制得的固体可与浓盐酸在常温下反应制备氯气:。
①配平上述反应的化学方程式,并用双线桥标明电子转移的情况:_______。
②每当产生71gCl2时,被氧化的HCl的质量为_______。(保留两位小数)
(5)反应结束后多余的氯气也可以制成氯水使用。下图是用强光照射广口瓶中新制氯水时所采集的数字化实验图像,下列纵坐标代表的物理量与图像不相符的是_______(填标号)。
A.瓶中氧气的体积分数 B.溶液中氯离子的浓度
C.溶液的pH D.溶液的导电能力
【答案】(1) MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 除去Cl2中混入的HCl
(2) 防止生成NaClO3 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(3)BC
(4) 60.83g
(5)C
【分析】制气装置中,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制得Cl2,但由于浓盐酸易挥发,所以制得的Cl2中混入HCl气体;装置a中,饱和食盐水除去Cl2中混入的HCl;装置b中,在水浴加热的条件下,Cl2与热的KOH反应生成KClO3、KCl等;装置c中,在冰水控温的情况下,Cl2与NaOH反应,生成NaClO、NaCl等;装置d中,用碱性溶液吸收Cl2尾气,防止污染空气。
【详解】(1)MnO2与浓盐酸在加热条件下反应制得Cl2,依据得失电子守恒和原子守恒,可得出发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;a装置中盛有饱和食盐水,作用为:除去Cl2中混入的HCl。
(2)NaOH与Cl2的反应放热,c中采用冰水浴冷却,目的是:防止生成NaClO3;NaOH与Cl2反应,生成NaClO、NaCl等,该反应的离子方程式是:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(3)d的作用是吸收多余的氯气,氯水显酸性、具有强氧化性,可选用碱性或还原性吸收剂,NaCl、HCl与Cl2都不发生反应,则该试剂可能是KOH(强碱,与Cl2反应)、Na2SO3(具有还原性,能还原Cl2生成HCl),故选BC。
(4)
①在反应中,KClO3中Cl元素由+5价降为0(得到5e-),作氧化剂,HCl转化为KCl和Cl2,表现出酸性和还原性,依据得失电子守恒、原子守恒,可得出配平的化学方程式为KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O,反应中,作还原剂的5HCl,共失去5e-,则用双线桥标明电子转移的情况:。
②每当产生71gCl2(物质的量为1mol)时,被氧化的HCl的质量为g≈60.83g。
(5)在新制氯水中,发生反应Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑。
A.光照时,HClO不断分解,Cl2与H2O不断发生反应,O2的生成量不断增多,则瓶中氧气的体积分数不断增大,A不符合题意;
B.随着光照的不断进行,HClO不断分解,Cl2不断与H2O反应生成HCl和HClO,溶液中氯离子的浓度不断增大,B不符合题意;
C.随着光照的不断进行,c(H+)不断增大,溶液的pH不断减小,C符合题意;
D.随着光照的不断进行,溶液中离子浓度不断增大,溶液的导电能力不断增强,D不符合题意;
故选C。
22.(2025-2026高一上·江西部分学校·期中)Na2CO3和NaHCO3是日常生活中重要的物质。
某兴趣小组的同学模拟侯德榜制碱法制取纯碱,原理为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。流程和装置如图。(已知:2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O)
(1)检查完装置气密性之后的操作为先___________,再___________ ,一段时间之后B中析出晶体。
(2)步骤Ⅱ的化学方程式为:___________。
(3)有关NaHCO3和Na2CO3的叙述正确的是___________。
A.稳定性:NaHCO3<Na2CO3
B.焰色试验均为黄色
C.澄清石灰水可用来鉴别二者
D.向饱和碳酸钠溶液中通足量二氧化碳的离子方程式为:CO+H2O+CO2=2HCO
E.等质量NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,放出CO2质量一样多
(4)将NaHCO3受热分解后的固体溶于水,逐滴滴加稀盐酸,所得气体的体积与所加盐酸体积的关系如下图所示,
V(HCl)为 0~100mL的离子方程式:___________;V(HCl)为 100~300mL的化学方程式:___________。
(5)加热33.6g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了6.2g,则原混合物中碳酸钠质量为___________g。
【答案】(1) 加热A装置酒精灯生成氨气 打开C装置中活塞生成二氧化碳气体
(2)
(3)AB
(4)
(5)16.8
【分析】A装置中氯化铵和氢氧化钙加热生成氨气,C装置中碳酸钙和稀盐酸生成二氧化碳气体,饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳反应生成氯化铵和溶解度较小的碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠晶体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水;
【详解】(1)氨气极易溶于水使得溶液碱性,可以吸收更多的二氧化碳,故检查完装置气密性之后的操作为先加热A装置酒精灯生成氨气,然后再打开C装置中活塞生成二氧化碳气体;
(2)步骤Ⅱ的反应为碳酸氢钠晶体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水:;
(3)A.碳酸氢钠晶体受热分解生成碳酸钠,碳酸钠受热稳定,稳定性:NaHCO3<Na2CO3,正确;
B.钠元素的焰色试验为黄色,故两者焰色试验均为黄色,正确;
C.澄清石灰水均会和两者生成碳酸钙沉淀,不可用来鉴别二者,错误;
D.向饱和碳酸钠溶液中通足量二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体,离子方程式为: ,错误;
E.等质量NaHCO3和Na2CO3中碳酸氢钠的物质的量更大,结合碳元素守恒,分别与足量盐酸反应,NaHCO3放出CO2质量更多,错误;
故选AB;
(4)碳酸钠首先和氢离子生成碳酸氢根离子:,碳酸氢根离子再和氢离子生成二氧化碳和水:,由图,则V(HCl)为 0~100mL的离子方程式:;V(HCl)为 100~300mL的化学方程式:;
(5),加热33.6g的碳酸钠和碳酸氢钠的混合物,使碳酸氢钠完全分解,混合物质量减少了6.2g,则原混合物中碳酸氢钠质量为,碳酸钠质量为33.6g-16.8g=16.8g。
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