内容正文:
2.4 海水中的重要元素——钠和氯复习与测试
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题3分,共42分)
1.“朱雀归巢待复飞”,我国可回收火箭技术取得长足进步,火箭舱体、零部件维护会用到钠、氯及其化合物。下列有关钠、氯及其化合物的说法错误的是
A.火箭密闭座舱中可使用作供氧剂
B.航天器中,也可通过电解水制氧气,电解水时加入NaOH可增强导电性
C.工业上用制备火箭零部件消毒用的漂白液,漂白液有效成分为NaClO
D.氯水也可用于火箭器材的消毒,久置的氯水仍具有较强的漂白、杀菌作用
2.下列关于“容量瓶及其使用”的叙述中正确的是
A.用容量瓶配制溶液前必须将其干燥 B.能配制一定体积准确浓度的标准溶液
C.可用来长期贮存溶液 D.能用作溶解固体、稀释浓溶液的容器
3.下列有关物质的量的说法中,正确的是
A.CO的摩尔质量为28 g
B.含有的氧分子数为
C.标准状况下,的物质的量为1 mol
D.1 mol NaCl中含个离子
4.配制溶液,下列说法正确的是
A.转移溶液后,不用洗涤玻璃棒
B.定容时俯视刻度线,所配溶液浓度会偏高
C.用托盘天平称量固体
D.容量瓶洗涤后没干燥,所配溶液浓度偏低
5.下列说法正确的是
A.标准状况下,的体积约为22.4 L
B.常温常压下,中含有氧原子个数约为
C.的溶液中含有的物质的量为2 mol
D.1 L水中溶解了,该溶液的物质的量浓度为
6.下表中,陈述I、II正确且有因果关系的是
选项
陈述I
陈述II
A
面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包
可与酸反应
B
钠着火不能用水灭火
钠和水反应产生
C
高压钠灯发出透雾性强的黄光
金属钠具有强还原性
D
金属钠具有强还原性
可置换出硫酸铜溶液中的铜
7.向盛有紫色石蕊溶液的试管中持续通入氯气至过量,溶液颜色可能出现无色、浅黄绿色、红色等变化。下列叙述不正确的是
A.过程Ⅰ溶液由紫色变成红色,说明溶液中存在
B.过程Ⅱ溶液由红色变成无色,说明溶液中存在HClO
C.过程Ⅲ溶液颜色由无色变成浅黄绿色,证明溶液中有
D.若向紫色石蕊溶液中持续加入粉末,会出现相同的颜色变化
8.下列判断正确的是
A.可用来确定某粉末中是否含有
B.可利用在空气中加热的方法除去中的
C.可用水和带火星的木条来确定某粉末中是否含有
D.将足量的、分别加到酚酞溶液中,最终溶液均为红色
9.将一小块钠投入下列溶液时,溶液质量增重的是
A.溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
10.是漂白粉的有效成分,可以发生如图所示的转化(略去部分产物),其中和含有一种相同元素,为黄绿色气体,为难溶于水的固体。下列说法错误的是
A.在光照下易分解产生 B.V溶于水可生成
C.与盐酸反应可生成 D.无水是漂白粉的主要成分之一
11.下列说法正确的是
A.直接做焰色试验火焰呈黄色说明该溶液一定含有钠元素、一定不含钾元素
B.用该装置收集氯气
C.可以比较碳酸钠和碳酸氢钠二者的热稳定性
D.证明能与水反应,且在水面和煤油层上下跳动
12.已知:HCl与NH3反应生成固态NH4Cl,CH4不与HCl反应。相同条件下,向如图所示的密闭容器的左边通入1 mol NO,右边通入CH4和HCl的混合气体,若CH4和HCl的物质的量之比为1∶4,下列说法错误的是
A.右边混合气体中CH4的物质的量为0.3 mol
B.左边与右边的原子个数比为20∶39
C.右边 CH4和HCl的混合气体的平均摩尔质量为32.4g·mol-1
D.向右边通入1 mol NH3时,可移动挡板将移到3刻度处
13.下列有关物质的量浓度的说法正确的是
A.将固体加100 mL的水溶解,可得的溶液
B.和各0.1 mol分别溶于水形成1 L溶液,所得溶液的物质的量浓度不相等
C.V L硫酸铁溶液中含有,则溶液中的物质的量浓度是
D.物质的量浓度相同的NaCl、、三种溶液,当溶液的体积比为3∶2∶1时,三种溶液中的物质的量浓度之比为3∶4∶3
14.用如图装置进行实验,证明过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂。下列说法正确的是
A.仪器a的名称是长颈漏斗
B.洗气瓶D中盛放的溶液能使酚酞试液变红
C.实验过程中,U形管C中固体颜色由白变黄
D.将带火星的木条伸入集满气体的试管E,有爆鸣声
二、非选择题(共4小题,每空2分,共58分)
15.完成下列问题
(1)相同物质的量的和的质量比为________。
(2)的质量是________,其中约含有________个。
(3)标准状况下,氨气所占的体积约为________,它与标准状况________硫化氢含有相同数目的氢原子。
(4)溶液中,含为,将溶液取出三分之二,剩余溶液稀释到,此时稀释后溶液中的物质的量浓度为________。
(5)在某气态氧化物化学式为,在标准状况下,该氧化物的体积为,则的摩尔质量为________。
(6)P的一种含氧酸化学式为,属于二元酸,其与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为__________________________。
16.二氧化氯(ClO2)是一种高效、环保的消毒剂,可用于饮用水消毒和环境治理。工业上常利用氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应制备二氧化氯,反应原理如下:。
请回答下列问题:
(1)上述反应中,HCl表现出的性质是__________。
A.酸性 B.氧化性 C.还原性
(2)用双线桥法标出上述反应电子转移的方向和数目:__________。
(3)该反应中被氧化和被还原的氯原子个数之比为__________。
(4)若ClO2、Cl2作消毒剂时均转化为Cl⁻,则理论上等粒子数的ClO2消毒能力是Cl2的____倍。
(5)水处理结束后,可在碱性条件下加入适量过氧化氢,除去水中残余的二氧化氯。该反应中,ClO2被还原为亚氯酸根离子(),写出该反应的离子方程式___________________________________。
(6)将Cl2通入石灰乳中可制得漂白粉,写出漂白粉在空气中起漂白作用的化学方程式_________________________。
17.氯元素可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图所示装置(部分装置省略)制备NaClO和KClO3并探究其性质。回答下列问题:
已知:氯气与碱液在高温时反应生成低温时生成
(1)该装置中制备氯气的化学方程式为_____________________________。氧化剂与还原剂的个数比为_________。
(2)b中所装试剂为_________。
(3)d中反应的离子方程式为________________________________。
(4)e的作用是___________________________,可选用试剂为_______溶液(填序号)。
A.HCl B.NaOH C.NaCl D.浓H2SO4
(5)“84”消毒液的有效成分为NaClO,常温下用烧碱溶液吸收Cl2可制备“84”消毒液。若将Cl2通入热的烧碱溶液中,可以得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液。当混合溶液中的和的个数比为15:2时,混合液中的和的个数比为_______。
(6)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y代表的物理量与图像不相符的是_______(填序号)。
A.溶液中氯离子的浓度 B.溶液的导电能力
C.溶液的pH D.瓶中氧气的体积分数
18.我国化学家侯德榜发明了联合制碱法,对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要流程如图所示(部分物质已略去):
回答下列问题:
(1)实验室操作②可选择下列仪器中的__________(填仪器名称)。
(2)关于上述流程,析出NaHCO3的化学反应方程式为____________________________,能析出NaHCO3的重要原因是____________________________。
(3)为了提高NaHCO3的产量,CO2和NH3通入饱和食盐水中的先后顺序为__________(填字母)。
A.先通CO2再通NH3 B.先通NH3再通CO2
(4)侯氏制碱法得到的碳酸钠产品中会含少量碳酸氢钠。现称取50g固体样品,利用如图所示的装置测定产品纯度。
装置B中发生反应的化学方程式为______________________________、___________________________;装置A中生成的CO2和H2O被装置B中的Na2O2全部吸收后,测得Na2O2增重3g,该碳酸钠产品的纯度为_____%。
参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
B
B
B
B
D
C
B
A
题号
11
12
13
14
答案
D
D
C
B
1.D A.过氧化钠能与人体呼出的二氧化碳、水蒸气反应生成氧气,反应方程式分别为、,因此可用作密闭座舱中的供氧剂,A正确;B.水在通电条件下分解生成氢气和氧气,反应方程式为,因而可通过电解水制取氧气。纯水的导电能力很弱,加入氢氧化钠后,氢氧化钠在水中电离产生能自由移动的和,使溶液中自由移动的离子浓度增大,导电性增强,B正确;C.工业上将氯气通入氢氧化钠溶液中制备漂白液,反应方程式为,所得漂白液的有效成分是次氯酸钠,C正确;D.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应方程式为。次氯酸具有强氧化性,能漂白、杀菌,但次氯酸不稳定,见光易分解,反应方程式为。氯水久置后次氯酸逐渐分解,漂白、杀菌作用减弱,不能认为其仍具有较强的漂白、杀菌作用,D错误;故选D。
2.B A.容量瓶配制溶液时的定容步骤需要加入蒸馏水,瓶内残留的蒸馏水不会影响溶质的物质的量和最终溶液体积,配制前无需干燥,A错误;B.容量瓶是精密定容仪器,专门用于配制一定体积、准确浓度的标准溶液或待测溶液,B正确;C.容量瓶仅用于配制溶液,长期贮存溶液会腐蚀瓶身、破坏刻度准确度,不可贮存溶液,C错误;D.容量瓶的瓶身薄、容积固定,不能作为溶解固体或稀释浓溶液的容器,溶解/稀释操作需在烧杯中进行,冷却后再转移至容量瓶,否则可能因放热等因素损坏容量瓶或导致定容体积失准,D错误;故选B。
3.B A.摩尔质量的单位为,的摩尔质量为,A错误;B.的摩尔质量为,的物质的量,含有的氧分子数约为,B正确;C.标准状况下为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,的物质的量远大于,C错误;D.中含有和,总离子数为,D错误;故选 B。
4.B A.转移溶液后玻璃棒上附着有溶质,若不洗涤会导致溶质物质的量偏小,所配溶液浓度偏低,必须洗涤玻璃棒,A错误;B.定容时俯视刻度线,会导致溶液实际体积小于理论体积,根据,溶质物质的量不变,体积偏小,则浓度偏高,B正确;C.实验室没有容量瓶,需选用容量瓶配制,所需的质量为,不是,C错误;D.容量瓶洗涤后未干燥,后续定容仍需加入蒸馏水,对溶质物质的量和溶液体积均无影响,所配溶液浓度不变,D错误;故选B。
5.B A.标准状况下不是气态,不能使用标况下气体摩尔体积计算其体积,A错误;B.含有氧原子,粒子数目与温度压强无关,所含氧原子个数约为,B正确;C.题目未给出溶液的体积,无法根据计算的物质的量,C错误;D.溶解在1L水中,所得溶液体积不等于1L,因此溶质的物质的量浓度不为1 mol/L,D错误;故答案选B。
6.B A.小苏打是,不是,陈述II对应物质错误,且烘焙时碳酸氢钠会受热分解产生二氧化碳、也会与发酵时产生的酸性物质反应,A错误;B.钠与水剧烈反应生成易燃的,会加剧火势甚至引发爆炸,因此钠着火不能用水灭火,陈述I、II均正确且存在因果关系,B正确;C.高压钠灯发出黄光是钠元素的焰色反应,属于物理性质,与钠的强还原性(化学性质)无关,二者无因果关系,C错误;D.钠投入硫酸铜溶液时,会先与水反应生成,再与反应生成氢氧化铜沉淀,无法置换出铜,陈述II错误,D错误;故答案选B。
7.D 氯气与水发生反应,HCl电离产生使溶液呈酸性,HClO具有强氧化性可漂白有机色素,过量氯气溶解使溶液呈浅黄绿色。过氧化钠与水反应生成NaOH和具有强氧化性的,溶液呈碱性,反应过程无氯气生成,不会出现浅黄绿色。A.氯气与水反应生成的HCl电离产生,溶液呈酸性,酸性条件下紫色石蕊溶液变红,A正确;B.HClO具有强氧化性,可漂白有色有机物质,溶液红色褪去是HClO的漂白作用导致,说明溶液中存在HClO,B正确;C.为黄绿色气体,过量氯气溶解在溶液中使溶液呈浅黄绿色,说明溶液中有,C正确;D.向紫色石蕊溶液中加入粉末,与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,会使紫色石蕊先变蓝,之后及反应生成的的强氧化性将蓝色漂白,整个过程无生成,不会出现浅黄绿色,颜色变化与通氯气不同,D错误;故选D。
8.C A.与反应生成,与反应生成和,但本身是气体,无法收集到使带火星的木条复燃,无明显可观测的现象,无法鉴别中是否含有,A错误;B.在空气中加热时,会与反应转化为,会消耗原物质且引入更多杂质,无法除去中的,B错误;C.水与反应仅生成,无气体产生;与反应生成和,可使带火星的木条复燃,现象明显,可以确定粉末中是否含有,C正确;D.加到酚酞溶液中生成,溶液最终为红色;具有强氧化性(漂白性),加到酚酞溶液中先变红后被漂白褪色,最终溶液为无色,D错误;故选C。
9.B A.钠先与水反应生成和,生成的与反应生成沉淀,析出沉淀的质量大于加入钠与逸出的质量差,溶液质量减轻,A错误;B.钠与水反应生成和,无沉淀析出,加入钠的质量大于逸出的质量,溶液质量增重,B正确;C.钠先与水反应生成和,生成的与反应生成沉淀,析出沉淀的质量大于加入钠与逸出的质量差,溶液质量减轻,C错误;D.钠先与水反应生成和,生成的与反应生成沉淀,析出沉淀的质量大于加入钠与逸出的质量差,溶液质量减轻,D错误;故选B。
10.A 首先根据题干信息推导各物质: X是漂白粉的有效成分,为;V是黄绿色气体,为;和浓盐酸反应生成U和,U和Cl含相同元素,故U为;和、反应,生成难溶于水的Y和Z,该反应为,因此Y是,Z是。逐一分析选项:A.为,光照下分解反应为,分解产生,不产生,A错误;B.为,溶于水发生反应,可生成(),B正确;C.为,与盐酸反应为,可生成(),C正确;D.为,漂白粉的主要成分为和,故无水是漂白粉的主要成分之一,D正确;故选A。
11.D A.直接做焰色试验火焰呈黄色只能说明含有钠元素,钾元素的紫色焰色会被钠的黄色焰色掩盖,需透过蓝色钴玻璃才可观察,未进行该操作无法确定是否含钾元素,A错误;B.的密度大于空气,用向上排空气法收集时气体应从长管通入、短管排出空气,该装置进气方向错误,无法收集到,B错误;C.比较和的热稳定性时,应将热稳定性更强的置于温度更高的外管,置于内管,该装置药品放置顺序错误,无法验证二者热稳定性强弱,C错误;D.的密度介于煤油和水之间,与水反应生成,气体推动上浮至煤油层,气体逸出后回落至水层,可观察到在两层间上下跳动,可证明能与水反应,D正确;故答案选D。
12.D A.同温同压下气体体积比等于物质的量之比,左边1mol 占2格,右边初始占3格,总物质的量为,物质的量为,A正确;B.左边1mol 含原子总物质的量为,右边含0.3mol 和1.2mol ,总原子物质的量为,原子个数比为,B正确;C.混合气体平均摩尔质量,C正确;D.通入1mol 时,发生反应,消耗1mol ,剩余气体为0.3mol 和0.2mol ,总物质的量为0.5mol,同温同压下左右体积比等于物质的量比为,挡板位置约为刻度处,不是3刻度,D错误;故选D。
13.C A.结晶水合物溶于水后,结晶水成为溶剂的一部分,硫酸铜的物质的量为。100 mL是所加水的体积,不能作为所得溶液的体积,因此不能得出所得溶液的浓度为,A错误;B.过氧化钠和氧化钠分别与水反应:、。由反应的化学计量数可知,0.1 mol的两种物质分别与水反应,均生成 NaOH。所得溶液体积均为1 L,故NaOH的物质的量浓度均为,B错误;C.硫酸铁在水溶液中的电离方程式为,故。题给的质量为,其物质的量为,因此。溶液体积为,则,C正确;D.三种溶质的电离方程式分别为、、,每1 mol三种溶质分别电离产生1 mol、2 mol、3 mol 。三种溶质的物质的量浓度相同,因此三种溶液中的物质的量浓度之比为1∶2∶3,与各自溶液的体积无关,D错误;故选C。
14.B 装置A中稀盐酸滴在碳酸钙上产生二氧化碳,二氧化碳中可能混有挥发的HCl也会和过氧化钠反应干扰实验,所以装置B中饱和碳酸氢钠的作用是除去二氧化碳中的HCl,C装置中过氧化钠和水蒸气、二氧化碳反应产生氧气,D装置中氢氧化钠溶液是吸收未反应的二氧化碳,E装置利用排水法收集氧气,再用带火星的木条进行检验,据此分析。A.仪器a带有旋塞,为分液漏斗,长颈漏斗无旋塞结构,A错误;B.洗气瓶D中盛放的是溶液,属于强碱溶液,可使酚酞试液变红,B正确;C.U形管C中初始固体为淡黄色,反应后生成白色,固体颜色由淡黄变白,C错误;D.试管E中收集的气体为,可使带火星的木条复燃,爆鸣声是不纯可燃性气体点燃的特征现象,D错误;故选B。
15.(16分)
(1)
(2) (或)
(3)
(4)
(5)
(6)
【解析】(1)相同物质的量的和,质量之比等于摩尔质量之比,的摩尔质量为,的摩尔质量为,质量比为。
(2)的摩尔质量为,的质量为。每个含有1个,故的物质的量为,数目为,也可表示为。
(3)的摩尔质量为,的物质的量为,标准状况下体积为。每个含有3个H原子,故H原子总物质的量为。每个含有2个H原子,故需要的物质的量为,标准状况下体积为。
(4)的摩尔质量为,的物质的量为。原溶液中的物质的量为,故的物质的量为。取出三分之二后,剩余溶液中的物质的量为。稀释后溶液体积为,故稀释后的物质的量浓度为。
(5)标准状况下气体的物质的量为,故的摩尔质量为。O的摩尔质量为,故R的摩尔质量为。
(6)为二元酸,1 mol 可电离出2 mol ,与足量反应时,与按反应,故与的计量数之比为,反应生成和,配平后的反应方程式为。
16.(12分)
(1)AC
(2)
(3)1:1
(4)2.5
(5)
(6)
【解析】(1)由方程式可知,反应时氯化氢中氯元素的化合价部分升高被氧化,氯化氢表现酸性和还原性,故选AC;
(2)由方程式可知,反应时氯化氢中氯元素的化合价部分升高被氧化,氯化氢表现酸性和还原性、氯气是反应的氧化产物,氯酸钠中氯元素化合价降低被还原,氯酸钠是反应的氧化剂、二氧化氯是还原产物,反应转移电子数目为2,则表示反应电子转移的方向和数目的双线桥为:;
(3)由方程式可知,反应时氯化氢中氯元素的化合价部分升高被氧化,氯化氢表现酸性和还原性、氯气是反应的氧化产物,氯酸钠中氯元素化合价降低被还原,氯酸钠是反应的氧化剂、二氧化氯是还原产物,则被氧化和被还原的氯原子个数之比为1:1;
(4)由化合价可知,1个二氧化氯转化为氯离子时,得到电子的数目为5;1个氯气分子转化为氯离子时,得到电子的数目为2,则二氧化氯的消毒能力是氯气的倍数为:=2.5;
(5)由题意可知,二氧化氯转化为亚氯酸根离子的反应为碱性条件下二氧化氯与过氧化氢溶液反应生成亚氯酸根离子、氧气和水,反应的离子方程式为:;
(6)漂白粉在空气中起漂白作用的反应为溶液中的次氯酸钙与空气中的二氧化碳和水反应生成碳酸钙沉淀和次氯酸,反应的化学方程式为 :。
17.(16分)
(1)
(2)饱和食盐水
(3)
(4)吸收尾气(或吸收多余的氯气),防止污染环境 B
(5)
(6)C
【解析】装置a中利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气;由于浓盐酸易挥发,制得的氯气中混有氯化氢气体,需通过盛有饱和食盐水的洗气瓶b进行除杂;装置c中氯气与氢氧化钾溶液在水浴加热条件下反应制备氯酸钾;装置d中氯气与氢氧化钠溶液在冰水浴冷却下反应制备次氯酸钠;装置e用于吸收未反应完的氯气,防止污染环境,由此解答;
(1)装置a中利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气,化学方程式为;反应中中锰元素化合价由+4价降低到中的+2价,1个得到2个电子作氧化剂,4个中的2个中的氯元素从-1价升高到中的0价,2个失去2个电子作还原剂,因此氧化剂与还原剂的个数比为;
(2)浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有气体,极易溶于水,而氯气在饱和食盐水中的溶解度较小,故b装置中应盛放饱和食盐水以除去;
(3)d装置在冰水浴中进行,根据题干信息“低温时生成”,氯气与氢氧化钠溶液在低温下反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为;
(4)氯气有毒,直接排放会污染空气,e装置的作用是吸收尾气中的氯气,氯气能与溶液反应,不能与酸(和浓)和溶液反应,故选B;
(5)根据氧化还原反应中得失电子守恒规律,氯气与碱反应生成、和,假设的个数为2,则的个数为15,设的个数为,反应中中氯元素从0价降低到中的-1价,一共得到15个电子,中氯元素从0价升高到中的+1价和中的+5价,一共失去个电子,根据得失电子守恒有,解得,故和的个数比为;
(6)新制氯水中存在次氯酸,强光照射下发生分解反应:;
A.随着反应进行,生成,溶液中浓度不断增大,与图像相符,A不符合题意;
B.在水溶液中不能完全电离,而在水溶液中完全电离,随着反应进行转化为,溶液中自由移动的离子总浓度增大,导电能力增强,与图像相符,B不符合题意,
C.反应生成盐酸,溶液酸性增强,浓度增大,pH应逐渐减小,与图像不相符,C符合题意;
D.反应不断生成氧气,瓶中氧气的体积分数逐渐增大,与图像相符,D不符合题意
故选C。
18.(14分)
(1)坩埚
(2) 在相同温度下,的溶解度较小
(3)B
(4)
【解析】先向饱和食盐水中通入,提供碱性环境增大在溶液中的溶解度,再向溶液中通入,利用的溶解度小得到沉淀和溶液;将加热得到固体,溶液经过处理得到固体和溶液,由此解答;
(1)仪器从左到右依次为蒸发皿、烧杯、烧瓶、坩埚;操作②是加热固体,需要使用坩埚;
(2)由分析可知,制备是利用饱和溶液与、生成沉淀和,因此化学方程式为;能析出是由于在相同温度下,的溶解度较小;
(3)由分析可知,需要先向饱和食盐水中通入,提供碱性环境增大在溶液中的溶解度,再向溶液中通入,故选B;
(4)受热发生分解反应,受热不分解,分解产生的和会进入装置B中和发生反应:、,通过测量的增重可以计算产品纯度;
假设样品中的物质的量为,根据可知,生成的的物质的量为、生成的物质的量为,根据、可知 ,每有参与反应固体增重为,每有参与反应固体增重为,存在,解得,样品中的质量为,因此样品的纯度为。
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