精品解析:上海市莘庄中学2026-2027学年高一上学期11月期中考试 化学试卷
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内容正文:
上海市莘庄中学2026学年第一学期高一年级期中考试
化学试卷
(考试时间60分钟,满分100分)
考生注意:
1.本考试分设试卷和答题纸。试卷共7页,五大题,共39小题。
2.答题时,考生务必按答题要求在答题纸规定位置上作答,在草稿纸、本试卷上答题一律无效。
3.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给1分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 S:32 Cl:35.5
一、走进神奇的胶体
1. 胶体是一种分散系,可以均一稳定地存在,实验室中可使用或来制备氢氧化铁胶体,胶体可以用来净水。
(1)按照物质的分类,属于__________。
A. 氧化物 B. 混合物 C. 盐 D. 单质
(2)请写出用饱和溶液制备胶体的化学方程式______________________________。
(3)用最简单的方法判断是否制备成了胶体,可以通过__________现象来判断。
(4)某同学往胶体中逐滴滴入稀溶液,出现的现象是__________。
A. 无明显现象,溶液仍为红褐色
B. 先产生红褐色沉淀,继续滴加后沉淀逐渐溶解,溶液变为棕黄色
C. 直接得到棕黄色溶液,过程中无沉淀产生
D. 先产生棕黄色沉淀,继续滴加后沉淀逐渐溶解,溶液变为无色
(5)胶体区别于溶液最本质的特征是__________。
A. 胶体粒子的直径在1-100 nm之间 B. 胶体粒子带同种电荷
C. 胶体是均一的分散系 D. 胶体是混合物
(6)胶体可以用于净水,其原因是:______________________________。
(7)可用如下图所示的装置除去胶体中的杂质离子来提纯胶体。取半透膜内的液体滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若出现__________现象,则说明提纯操作完成。
A. 产生白色沉淀 B. 产生红褐色沉淀 C. 产生气泡 D. 无白色沉淀产生
(8)将制得的胶体装入U形管内,用石墨作电极(见下图),通电一段时间后发现与电源负极相连的电极附近的颜色逐渐变深,这说明______________________________。
(9)某同学在做胶体制备时,不慎加热时间过长,产生了红褐色沉淀。与此原理相同的是__________。
A. 卤水点豆腐 B. 静电除尘 C. 明矾净水 D. 血液透析
二、连接宏微的桥梁
2. 物质的量是基本物理量之一,是将微观粒子和宏观物质联系起来的桥梁。
(1)用代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法中正确的是__________。
A. 常温常压下,3.2 g 中含有的分子数目为0.1
B. 1 mol氧气和1 mol氦气都含有2个原子
C. 0.2个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的原子数
D. 常温常压下,1.06 g 含有的离子数为0.01
(2)给出下列条件,无法确定该物质摩尔质量的是__________。
A. 已知气体在标准状况时的密度 B. 已知物质的体积和质量
C. 已知一种物质的质量和物质的量 D. 已知物质一个分子的实际质量
(3)很多食品包装袋内填充有氮气或二氧化碳以延长食品的保质期。在相同体积的食品包装袋内分别填充同温、同压的和,则其中的和具有相同的__________。
A. 质量 B. 原子数 C. 密度 D. 分子数
(4)(叠氮化铵)易发生分解反应生成和,且两种气体的物质的量相等。若得到的分解产物(简称a)28 g,则下列关于a的说法错误的是__________。
A. a中两种气体的体积(同温同压)比为1:1 B. a中两种气体的质量比为14:1
C. a的密度为1.25 D. a的平均摩尔质量为15
(5)一定温度和压强下,用等质量的、、、四种气体分别吹出如图所示四个体积大小不同的气球,下列说法正确的是__________。
A. 气球③和气球④中气体密度之比为2:1
B. 气球①和气球④中气体物质的量之比为4:1
C. 气球②中装的是
D. 气球①和气球③中气体分子数相等
三、配制一定物质的量浓度溶液
3. 某次实验需用 NaOH溶液480 mL。配制方法如下:
(1)配制该溶液应选用__________mL容量瓶。
(2)容量瓶无需标出的是__________。
A. 刻度线 B. 所配制溶液的浓度 C. 温度 D. 规格
(3)用电子天平准确称量__________g固体NaOH。
(4)将称量好的NaOH固体放在烧杯中,倒入约300 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使固体全部溶解,待__________后,将烧杯中的溶液注入容量瓶中;用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤后的溶液一起注入容量瓶中,轻轻晃动容量瓶,使溶液混合均匀。
(5)向容量瓶中加入蒸馏水,到液面__________时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至__________,盖好瓶塞,上下颠倒,混合均匀。
(6)若在配制过程中出现下列情况,将使所配制的NaOH溶液的浓度偏高的是__________。
A. 转移液体时,不小心洒落
B. 固体NaOH在烧杯中溶解后,立即将溶液转移到容量瓶内并进行后续操作
C. 转移溶液后,未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
D. 定容摇匀后静置,发现液面低于刻度线,再加蒸馏水至刻度线
(7)下列溶液浓度与100 mL NaOH溶液中的浓度相等的是__________。
A. 50 mL 的溶液 B. 100 mL 的NaOH溶液
C. 50 mL KOH溶液 D. 100 mL 的KOH溶液
(8)若要配制 NaOH溶液,下列操作不影响所配溶液浓度的是__________。
A. 取氢氧化钠样品时发现表面潮湿 B. 配制前发现容量瓶内有蒸馏水
C. 定容时仰视容量瓶刻度线 D. 摇匀后发现液面下降,再加水至刻度
(9)下列各溶液中,物质的量最大的是__________。
A. 4 L 0.5 mol/L NaCl溶液 B. 5 L 0.3 mol/L 溶液
C. 5 L 0.4 mol/L NaOH溶液 D. 2 L 0.15 mol/L 溶液
四、海水的资源化利用
4. 从海水中提取的粗盐主要含有氯化钠,还含有少量的、和,不符合氯碱工业电解要求,因此必须经过精制。海水中杂质离子的含量以及以粗盐为原料的“氯碱工业”流程如下:
(1)请写出操作第④、⑤步所加试剂名称:④__________;⑤__________。
(2)写出第④步操作得到的沉淀混合物C是:__________和__________。
(3)有同学认为使用代替和NaOH,能够节省试剂并同样达到去除杂质离子的效果,请你结合表中的信息,判断该方案是否经济、合理,并说明理由______________________________________。
溶解度及价格
NaOH
20℃时的溶解度(g/100 g水)
3.89
35.7
53
价格(元/t)
5500
3000
2000
如图是离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许正离子通过。
(4)其中电极M作__________。
A. 正极 B. 负极 C. 阴极 D. 阳极
(5)电解饱和食盐水的反应方程式为:_________________________________________。
经氯碱工业制得的氯气具有广泛用途,如制取漂白剂和自来水消毒。消毒剂因能杀灭病原微生物、切断传染病的传播途径而在生活中广泛应用。过氧乙酸(一元弱酸)、“84”消毒液、二氧化氯()、、等均是生活中常见消毒剂。
(6)有关氯气和氯水的叙述中,正确的是__________。
A. 氯水能使有色布条褪色,是因为其中含有HClO
B. 可以由氯气和金属铁单质直接化合制得
C. 氯水和液氯都可以用钢瓶储存
D. 氯水在光照条件下会产生气泡,该气体是氯气
(7)“84消毒液”是家庭常用的含氯消毒剂。下列说法正确的是__________。
A. 84消毒液的有效成分是NaClO
B. NaClO的漂白原理与活性炭的吸附漂白原理相同
C. 84消毒液敞口久置失效,可能与空气中的有关
D. 84消毒液可与洁厕灵(含盐酸)混合使用,增强消毒效果
实验室常用和溶质质量分数为36.5%的盐酸来快速制取氯气。。
(8)此反应中的氧化剂是__________,氧化产物是__________。
(9)请用单线桥法标出电子转移的方向和数目__________。
(10)2 mol 完全反应,产生的氯气在标况下的体积为__________L,有__________mol HCl被氧化。
五、硝石与火药
硝石,古称“焰硝”、“火硝”,其主要成分为硝酸钾,是中国古代四大发明之一——火药的核心原料。《天工开物》中记载:“硝石质重而黑色者曰焰硝……凡火药以硝石、硫黄为主,草木灰为辅。”匠人们通过在火药中加入不同金属的盐类制作烟花,造就了夜空中绚烂多彩的图案。
5. 在烟花中掺杂不同的金属盐类可以使烟花呈现出丰富多彩的颜色(如掺杂硝酸锶使烟花呈红色,掺杂硝酸钡使烟花呈绿色),这一现象应用的原理是______________________________。
6. 黑火药爆炸发生反应的化学方程式,下列说法正确的是__________。
A. 在反应中作氧化剂的只有
B. S元素的化合价降低,发生氧化反应
C. 反应的还原产物是和
D. 每生成1mol 分子转移的电子数约为
某烟花厂回收的硝石固体样品中含有少量的KCl、、杂质,某研究小组为了提纯其中进行如下实验操作,根据该工艺流程回答下列问题:
7. 试剂X为__________,加入试剂Y的目的是______________________________。
8. 在除杂时加入试剂的用量应略微过量,检验除杂试剂是否过量的方法为____________________。
9. Z试剂应为__________,加入Z之前必须先过滤,若没有过滤,则加入的Z可能与固体沉淀反应,写出Z与固体沉淀反应的化学方程式:______________________________、______________________________。
10. 根据溶解度的曲线,判断流程图中分离提纯得到硝酸钾晶体的“一系列操作”应当为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
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上海市莘庄中学2026学年第一学期高一年级期中考试
化学试卷
(考试时间60分钟,满分100分)
考生注意:
1.本考试分设试卷和答题纸。试卷共7页,五大题,共39小题。
2.答题时,考生务必按答题要求在答题纸规定位置上作答,在草稿纸、本试卷上答题一律无效。
3.选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给1分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 P:31 S:32 Cl:35.5
一、走进神奇的胶体
1. 胶体是一种分散系,可以均一稳定地存在,实验室中可使用或来制备氢氧化铁胶体,胶体可以用来净水。
(1)按照物质的分类,属于__________。
A. 氧化物 B. 混合物 C. 盐 D. 单质
(2)请写出用饱和溶液制备胶体的化学方程式______________________________。
(3)用最简单的方法判断是否制备成了胶体,可以通过__________现象来判断。
(4)某同学往胶体中逐滴滴入稀溶液,出现的现象是__________。
A. 无明显现象,溶液仍为红褐色
B. 先产生红褐色沉淀,继续滴加后沉淀逐渐溶解,溶液变为棕黄色
C. 直接得到棕黄色溶液,过程中无沉淀产生
D. 先产生棕黄色沉淀,继续滴加后沉淀逐渐溶解,溶液变为无色
(5)胶体区别于溶液最本质的特征是__________。
A. 胶体粒子的直径在1-100 nm之间 B. 胶体粒子带同种电荷
C. 胶体是均一的分散系 D. 胶体是混合物
(6)胶体可以用于净水,其原因是:______________________________。
(7)可用如下图所示的装置除去胶体中的杂质离子来提纯胶体。取半透膜内的液体滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若出现__________现象,则说明提纯操作完成。
A. 产生白色沉淀 B. 产生红褐色沉淀 C. 产生气泡 D. 无白色沉淀产生
(8)将制得的胶体装入U形管内,用石墨作电极(见下图),通电一段时间后发现与电源负极相连的电极附近的颜色逐渐变深,这说明______________________________。
(9)某同学在做胶体制备时,不慎加热时间过长,产生了红褐色沉淀。与此原理相同的是__________。
A. 卤水点豆腐 B. 静电除尘 C. 明矾净水 D. 血液透析
【答案】(1)C (2)
(3)
丁达尔效应 (4)B (5)A
(6)
胶体粒子比表面积大,具有较强的吸附性,能吸附水中的悬浮杂质使其沉降 (7)D
(8)
胶体粒子带正电荷 (9)A
【解析】
【小问1详解】
由钾离子和高铁酸根离子构成,属于盐,C选项符合题意。
【小问2详解】
实验室制备氢氧化铁胶体是将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,加热至液体呈红褐色,反应的化学方程式为。
【小问3详解】
胶体具有丁达尔效应,用一束光照射,从侧面可观察到一条光亮的“通路”,这是判断胶体最简单的方法。
【小问4详解】
往胶体中滴加稀,起初加入的电解质溶液使胶体发生聚沉,产生红褐色沉淀();继续滴加,沉淀与硫酸发生酸碱中和反应生成硫酸铁和水,沉淀溶解,溶液变为棕黄色,故答案选B。
【小问5详解】
胶体区别于其他分散系的本质特征是分散质粒子直径在之间,故答案选A。
【小问6详解】
胶体粒子比表面积大,具有较强的吸附性,能吸附水中的悬浮杂质使其沉降,从而达到净水的目的。
【小问7详解】
提纯胶体是为了除去其中的等杂质离子;取半透膜内的液体滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无白色沉淀产生,说明已除尽,提纯操作完成,故答案选D。
【小问8详解】
通电后,与电源负极相连的电极(阴极)附近颜色变深,说明带正电荷的胶体粒子向阴极定向移动,即胶体粒子带正电荷。
【小问9详解】
某同学在做胶体制备时,加热时间过长产生红褐色沉淀,属于胶体的聚沉现象;
A项,卤水点豆腐是加入电解质溶液使蛋白质胶体聚沉,原理相同;
B项,静电除尘利用的是胶体的电泳现象,原理不同;
C项,明矾净水是利用胶体的吸附性,原理不同;
D项,血液透析利用的是渗析原理,原理不同;
故答案选:A。
二、连接宏微的桥梁
2. 物质的量是基本物理量之一,是将微观粒子和宏观物质联系起来的桥梁。
(1)用代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法中正确的是__________。
A. 常温常压下,3.2 g 中含有的分子数目为0.1
B. 1 mol氧气和1 mol氦气都含有2个原子
C. 0.2个硫酸分子与19.6 g磷酸含有相同的原子数
D. 常温常压下,1.06 g 含有的离子数为0.01
(2)给出下列条件,无法确定该物质摩尔质量的是__________。
A. 已知气体在标准状况时的密度 B. 已知物质的体积和质量
C. 已知一种物质的质量和物质的量 D. 已知物质一个分子的实际质量
(3)很多食品包装袋内填充有氮气或二氧化碳以延长食品的保质期。在相同体积的食品包装袋内分别填充同温、同压的和,则其中的和具有相同的__________。
A. 质量 B. 原子数 C. 密度 D. 分子数
(4)(叠氮化铵)易发生分解反应生成和,且两种气体的物质的量相等。若得到的分解产物(简称a)28 g,则下列关于a的说法错误的是__________。
A. a中两种气体的体积(同温同压)比为1:1 B. a中两种气体的质量比为14:1
C. a的密度为1.25 D. a的平均摩尔质量为15
(5)一定温度和压强下,用等质量的、、、四种气体分别吹出如图所示四个体积大小不同的气球,下列说法正确的是__________。
A. 气球③和气球④中气体密度之比为2:1
B. 气球①和气球④中气体物质的量之比为4:1
C. 气球②中装的是
D. 气球①和气球③中气体分子数相等
【答案】(1)A (2)B (3)D (4)C (5)AC
【解析】
【小问1详解】
A.,分子数为 ,正确;
B. 为双原子分子(1mol 含 个原子), 为单原子分子(1mol 含 个原子),错误;
C. 个 分子含原子数为 ;19.6g(0.2mol)含原子数为 ,不相等,错误;
D.1.06g(0.01mol)含 为 ,错误;
答案选A;
【小问2详解】
A.标准状况下,,可确定;
B.只知体积和质量,若非气体或未指明状态,无法由 计算,无法确定;
C.,可确定;
D.,可确定;
答案选B;
【小问3详解】
根据阿伏加德罗定律,在同温、同压、同体积下,气体的物质的量 相等,故分子数相同。
A.质量 ,摩尔质量不同,质量不同,A错误;
B. 是双原子分子, 是三原子分子,原子总数不同,B错误;
C.密度 ,摩尔质量不同,密度不同,C错误;
D.同温、同压的和,则其中的和具有相同的分子数,D正确;
答案选D;
【小问4详解】
反应为 ,产物中 和 物质的量之比为 。
A.同温同压下,体积比等于物质的量比,为 ,正确;
B.质量比为 ,正确;
C.未指明标准状况,无法通过 计算密度,无法断定为 1.25g/L,错误;
D.平均摩尔质量 ,正确;
答案选C;
【小问5详解】
等质量的气体,同温同压下体积 与摩尔质量 成反比。四种气体摩尔质量 。对应体积大小顺序为:气球①()< 气球②()< 气球③()< 气球④()。
A.同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比,,正确;
B.物质的量之比等于摩尔质量反比,,错误;
C.由顺序可知气球②为 ,正确;
D.因摩尔质量不同,等质量下物质的量不同,分子数不同,错误;
答案选AC。
三、配制一定物质的量浓度溶液
3. 某次实验需用 NaOH溶液480 mL。配制方法如下:
(1)配制该溶液应选用__________mL容量瓶。
(2)容量瓶无需标出的是__________。
A. 刻度线 B. 所配制溶液的浓度 C. 温度 D. 规格
(3)用电子天平准确称量__________g固体NaOH。
(4)将称量好的NaOH固体放在烧杯中,倒入约300 mL蒸馏水,用玻璃棒搅拌,使固体全部溶解,待__________后,将烧杯中的溶液注入容量瓶中;用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤后的溶液一起注入容量瓶中,轻轻晃动容量瓶,使溶液混合均匀。
(5)向容量瓶中加入蒸馏水,到液面__________时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至__________,盖好瓶塞,上下颠倒,混合均匀。
(6)若在配制过程中出现下列情况,将使所配制的NaOH溶液的浓度偏高的是__________。
A. 转移液体时,不小心洒落
B. 固体NaOH在烧杯中溶解后,立即将溶液转移到容量瓶内并进行后续操作
C. 转移溶液后,未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
D. 定容摇匀后静置,发现液面低于刻度线,再加蒸馏水至刻度线
(7)下列溶液浓度与100 mL NaOH溶液中的浓度相等的是__________。
A. 50 mL 的溶液 B. 100 mL 的NaOH溶液
C. 50 mL KOH溶液 D. 100 mL 的KOH溶液
(8)若要配制 NaOH溶液,下列操作不影响所配溶液浓度的是__________。
A. 取氢氧化钠样品时发现表面潮湿 B. 配制前发现容量瓶内有蒸馏水
C. 定容时仰视容量瓶刻度线 D. 摇匀后发现液面下降,再加水至刻度
(9)下列各溶液中,物质的量最大的是__________。
A. 4 L 0.5 mol/L NaCl溶液 B. 5 L 0.3 mol/L 溶液
C. 5 L 0.4 mol/L NaOH溶液 D. 2 L 0.15 mol/L 溶液
【答案】(1)500 (2)B
(3)8.0 (4)冷却至室温
(5) ①. 距刻度线1~2 cm ②. 凹液面最低处与刻度线相切 (6)B (7)C (8)B (9)B
【解析】
【分析】配制一定物质的量浓度的NaOH溶液,应先根据实验所需溶液体积选择容量瓶,再按容量瓶的标定体积计算所需溶质质量。NaOH固体溶于水放热,应在烧杯中溶解并冷却后转移;将洗涤烧杯和玻璃棒所得的液体一并转入容量瓶,是为了使称取的溶质尽量全部进入容量瓶。随后加水定容、摇匀,使溶液达到规定体积并混合均匀。溶质的物质的量浓度、物质的量与溶液体积满足,因此,分析配制误差时,应分别判断进入容量瓶的溶质的物质的量和最终溶液体积是否发生变化。
【小问1详解】
实验需用480 mL溶液,应选择标定体积不小于所需体积的最小常用规格容量瓶。常用容量瓶中,500 mL容量瓶满足要求,因此应选用500 mL容量瓶,并按500 mL计算所需溶质质量;
【小问2详解】
A.刻度线表示容量瓶内液体达到标定体积时的位置,是容量瓶必须标出的内容,A不符合题意;
B.同一容量瓶可以配制不同浓度的溶液,所配制溶液的浓度取决于溶质的物质的量和溶液体积,无需标在容量瓶上,B符合题意;
C.容量瓶的标定体积对应规定温度,因此必须标出温度,C不符合题意;
D.容量瓶的规格表明其标定体积,是选择容量瓶的依据,必须标出,D不符合题意;
故选B;
【小问3详解】
所选容量瓶的标定体积为500 mL,因此所配溶液体积为;NaOH的摩尔质量为。由溶质的物质的量等于物质的量浓度与溶液体积的乘积,所需NaOH的物质的量为,所需NaOH的质量为,故应称量8.0 g固体NaOH;
【小问4详解】
NaOH固体溶于水放热,使溶液温度升高。若趁热转移并定容,溶液冷却后体积减小,而溶质的物质的量不变,所配溶液浓度会偏高。因此,应待溶液冷却至室温后,再转移到容量瓶中;
【小问5详解】
接近刻度线时应减小每次加水量,避免液面超过刻度线,因此,加水至液面位于刻度线下方1~2 cm处时,改用胶头滴管逐滴加入蒸馏水。定容时视线应与刻度线保持水平,直到凹液面最低处与刻度线相切,再盖好瓶塞、上下颠倒,使溶液混合均匀;
【小问6详解】
A.转移时洒落溶液会损失部分NaOH,定容后溶液体积仍为容量瓶的标定体积,而溶质的物质的量减小,所配溶液浓度偏低,A不符合题意;
B.NaOH溶解放热,立即转移并进行定容会使溶液在较高温度下达到刻度线;冷却至室温后,溶液体积减小,而溶质的物质的量不变,所配溶液浓度偏高,B符合题意;
C.未洗涤烧杯和玻璃棒,部分NaOH随残留溶液留在烧杯和玻璃棒上,使进入容量瓶的溶质的物质的量减小;定容后的溶液体积不变,所配溶液浓度偏低,C不符合题意;
D.定容摇匀后,部分溶液附着在瓶塞和刻度线以上的瓶壁上,使静置后的液面低于刻度线,这并不表示溶液总量减少;再次加水会使溶液总体积增大,所配溶液浓度偏低,D不符合题意;
故选B;
【小问7详解】
NaOH在水溶液中完全电离,电离方程式为,因此题给NaOH溶液中。比较离子浓度时,应考虑溶质浓度和电离时的离子数目关系,溶液体积不直接决定其离子浓度。
A.在水溶液中完全电离,电离方程式为,故,与题给浓度不相等,A不符合题意;
B.由可知,该溶液中,与题给浓度不相等,B不符合题意;
C.KOH在水溶液中完全电离,电离方程式为,故该溶液中,与题给浓度相等,C符合题意;
D.由可知,该溶液中,与题给浓度不相等,D不符合题意;
故选C;
【小问8详解】
A.NaOH易吸收空气中的水分而潮解,样品表面潮湿时,按计算质量称取的样品中含有水,实际NaOH的质量偏小,定容后溶液浓度偏低,A不符合题意;
B.配制前容量瓶内的少量蒸馏水属于溶剂,后续仍需加水至刻度线;它既不改变加入的NaOH的物质的量,也不改变定容后的溶液体积,因此不影响所配溶液浓度,B符合题意;
C.仰视刻度线定容时,实际凹液面最低处高于刻度线,使溶液体积偏大,而溶质的物质的量不变,所配溶液浓度偏低,C不符合题意;
D.摇匀后部分溶液附着在瓶塞和刻度线以上的瓶壁上,液面下降时不应再加水;再次加水会使溶液总体积增大,所配溶液浓度偏低,D不符合题意;
故选B;
【小问9详解】
溶质的物质的量由物质的量浓度与溶液体积的乘积求得,再根据电离方程式中溶质与的系数关系计算的物质的量。各溶液的计算如下:
选项
电离方程式
的物质的量
A
B
C
D
比较可知,B溶液中的物质的量最大。
故选B。
四、海水的资源化利用
4. 从海水中提取的粗盐主要含有氯化钠,还含有少量的、和,不符合氯碱工业电解要求,因此必须经过精制。海水中杂质离子的含量以及以粗盐为原料的“氯碱工业”流程如下:
(1)请写出操作第④、⑤步所加试剂名称:④__________;⑤__________。
(2)写出第④步操作得到的沉淀混合物C是:__________和__________。
(3)有同学认为使用代替和NaOH,能够节省试剂并同样达到去除杂质离子的效果,请你结合表中的信息,判断该方案是否经济、合理,并说明理由______________________________________。
溶解度及价格
NaOH
20℃时的溶解度(g/100 g水)
3.89
35.7
53
价格(元/t)
5500
3000
2000
如图是离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许正离子通过。
(4)其中电极M作__________。
A. 正极 B. 负极 C. 阴极 D. 阳极
(5)电解饱和食盐水的反应方程式为:_________________________________________。
经氯碱工业制得的氯气具有广泛用途,如制取漂白剂和自来水消毒。消毒剂因能杀灭病原微生物、切断传染病的传播途径而在生活中广泛应用。过氧乙酸(一元弱酸)、“84”消毒液、二氧化氯()、、等均是生活中常见消毒剂。
(6)有关氯气和氯水的叙述中,正确的是__________。
A. 氯水能使有色布条褪色,是因为其中含有HClO
B. 可以由氯气和金属铁单质直接化合制得
C. 氯水和液氯都可以用钢瓶储存
D. 氯水在光照条件下会产生气泡,该气体是氯气
(7)“84消毒液”是家庭常用的含氯消毒剂。下列说法正确的是__________。
A. 84消毒液的有效成分是NaClO
B. NaClO的漂白原理与活性炭的吸附漂白原理相同
C. 84消毒液敞口久置失效,可能与空气中的有关
D. 84消毒液可与洁厕灵(含盐酸)混合使用,增强消毒效果
实验室常用和溶质质量分数为36.5%的盐酸来快速制取氯气。。
(8)此反应中的氧化剂是__________,氧化产物是__________。
(9)请用单线桥法标出电子转移的方向和数目__________。
(10)2 mol 完全反应,产生的氯气在标况下的体积为__________L,有__________mol HCl被氧化。
【答案】(1) ①. 碳酸钠溶液 ②. 盐酸
(2) ①. ②.
(3)化学原理上可行,但不经济、不合理。按相同除杂能力比较,的试剂费用更高;其溶解度较小,配成溶液使用时需引入较多水,增加后续蒸发的能耗。 (4)C
(5) (6)A (7)AC
(8) ①. ②.
(9) (10) ①. 112 ②. 10
【解析】
【分析】粗盐先用蒸馏水溶解,使氯化钠和可溶性杂质进入溶液。②加入溶液,使转化为沉淀A,分离后得到溶液;③加入NaOH溶液,使转化为沉淀B,分离后得到溶液。为使杂质充分沉淀,所加除杂试剂应适当过量,因此中除外,还含有过量的和。④应将剩余的钙离子和钡离子转化为难溶碳酸盐后过滤;⑤再除去滤液中过量的碱和碳酸盐,⑥蒸发结晶得到精制氯化钠。精制氯化钠配成饱和食盐水后进行电解,可得到氯气、氢气和氢氧化钠,氯气可进一步用于制取含氯消毒剂。
【小问1详解】
溶液中含有尚未除去的以及②引入的过量。碳酸根离子能使这两种离子分别生成难溶的碳酸盐,使用碳酸钠又不会引入新的杂质阳离子,因此④所加试剂为碳酸钠溶液。过滤后,滤液中仍有过量的和,加入盐酸可分别发生反应、,除去过量试剂而不引入新的杂质离子,因此⑤所加试剂为盐酸;
【小问2详解】
②、③已分别分离出硫酸钡和氢氧化镁沉淀。④向溶液中加入碳酸钠溶液时,发生反应和,因此该步过滤得到的沉淀混合物C为和;
【小问3详解】
能同时提供和,分别使和生成沉淀,因此替代方案在化学原理上可行。但比较费用时应按相同除杂能力计算:即使钡离子和氢氧根离子都得到充分利用,1 mol 也只相当于1 mol 与2 mol NaOH。它们的质量分别为171 g、208 g和80 g。根据表中价格,购买171 g 的费用为,购买208 g 和80 g NaOH的总费用为,前者费用更高。此外,20℃时的溶解度仅为3.89 g/100 g水,明显小于另外两种试剂;配成溶液使用时会引入较多水,使盐水变稀,增加后续蒸发的能耗。因此,该方案不经济、不合理;
【小问4详解】
图中从左室穿过离子交换膜向右室迁移。电解时,阳离子向阴极移动,因此位于右室的电极M为阴极,与外接电源的负极相连。
故选C;
【小问5详解】
电解饱和食盐水时,阳极上的氯离子失去电子生成氯气,电极反应为;阴极发生还原反应,电极反应为。钠离子从左侧阳极室穿过阳离子交换膜迁入右侧阴极室,右室得到氢氧化钠溶液。合并两个电极反应并写成化学方程式,得到;
【小问6详解】
A.氯气溶于水时发生反应,生成的HClO具有强氧化性,能使有色布条褪色,A正确;
B.氯气具有较强的氧化性,与铁直接化合时生成氯化铁,反应为,不能直接生成,B错误;
C.干燥的液氯通常可以用钢瓶储存,但氯水中的酸性和氧化性成分会腐蚀钢铁,氯水不能用钢瓶储存,C错误;
D.氯水中的HClO在光照条件下分解,反应为,产生的气体是氧气,D错误;
故选A;
【小问7详解】
A.84消毒液是以NaClO为有效成分的含氯消毒剂,利用其氧化性杀灭病原微生物,A正确;
B.NaClO的漂白作用使有色物质发生氧化反应,属于化学变化;活性炭通过吸附有色物质而使溶液褪色,二者原理不同,B错误;
C.敞口放置时,消毒液可吸收空气中的,发生反应。生成的HClO不稳定,逐渐分解,使消毒液的有效成分减少,因此敞口久置失效可能与空气中的有关,C正确;
D.NaClO与盐酸混合会发生反应,产生有毒的氯气,因此84消毒液不能与含盐酸的洁厕灵混合使用,D错误;
故选AC;
【小问8详解】
反应前后,中Mn元素的化合价由+7价降低为中的+2价,发生还原反应,因此是氧化剂。部分HCl中Cl元素的化合价由-1价升高为中的0价,发生氧化反应,因此氧化产物是;
【小问9详解】
反应中Mn元素的化合价由+7价降低为+2价,按方程式中的系数计算,得到的电子数为;生成5个分子所对应的10个各失去1个电子,失去的电子总数也是10。单线桥应由反应物HCl中的Cl指向反应物中的Mn,并标注。表示为:;
【小问10详解】
根据反应方程式,每2 mol 完全反应生成5 mol ,因此生成氯气的物质的量为。标准状况下的气体摩尔体积,故氯气的体积为。只有生成氯气的那部分HCl被氧化,每生成1 mol 有2 mol HCl被氧化,所以被氧化的HCl的物质的量为。
五、硝石与火药
硝石,古称“焰硝”、“火硝”,其主要成分为硝酸钾,是中国古代四大发明之一——火药的核心原料。《天工开物》中记载:“硝石质重而黑色者曰焰硝……凡火药以硝石、硫黄为主,草木灰为辅。”匠人们通过在火药中加入不同金属的盐类制作烟花,造就了夜空中绚烂多彩的图案。
5. 在烟花中掺杂不同的金属盐类可以使烟花呈现出丰富多彩的颜色(如掺杂硝酸锶使烟花呈红色,掺杂硝酸钡使烟花呈绿色),这一现象应用的原理是______________________________。
6. 黑火药爆炸发生反应的化学方程式,下列说法正确的是__________。
A. 在反应中作氧化剂的只有
B. S元素的化合价降低,发生氧化反应
C. 反应的还原产物是和
D. 每生成1mol 分子转移的电子数约为
某烟花厂回收的硝石固体样品中含有少量的KCl、、杂质,某研究小组为了提纯其中进行如下实验操作,根据该工艺流程回答下列问题:
7. 试剂X为__________,加入试剂Y的目的是______________________________。
8. 在除杂时加入试剂的用量应略微过量,检验除杂试剂是否过量的方法为____________________。
9. Z试剂应为__________,加入Z之前必须先过滤,若没有过滤,则加入的Z可能与固体沉淀反应,写出Z与固体沉淀反应的化学方程式:______________________________、______________________________。
10. 根据溶解度的曲线,判断流程图中分离提纯得到硝酸钾晶体的“一系列操作”应当为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
【答案】5. 焰色反应 6. D
7. ①. 溶液 ②. 除去过量的
8. 向上层清液中继续滴加除杂试剂Ba(NO3)2,若不再有沉淀生成,则说明除杂试剂已加过量
9. ①. 稀硝酸 ②. ③.
10. ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
【解析】
【分析】本题包含焰色反应、黑火药氧化还原反应、硝酸钾提纯工艺流程三部分。核心重难点为硝酸钾除杂提纯流程:样品含有KCl、Mg(NO3)2、K2SO4杂质;先加KOH除去Mg2+;再加入Ba(NO3)2除去;接着加入K2CO3除去过量钡离子;充分沉淀后过滤,再加入硝酸除去体系中过量的氢氧根、碳酸根;结合溶解度曲线,采用蒸发浓缩、冷却结晶的方式得到硝酸钾晶体。除杂需要遵循“钡盐加在碳酸盐之前,酸化之前必须过滤”的顺序,防止沉淀被酸溶解。
【5题详解】
许多金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特殊颜色,称为焰色试验,烟花多彩的颜色利用该原理。
【6题详解】
A﹒S和KNO3化合价降低,均为氧化剂,A错误;
B﹒S化合价降低,发生还原反应,B错误;
C﹒还原产物为K2S、N2,CO2是氧化产物,C错误;
D﹒生成1 mol CO2转移4 mol电子,数目约2.4081024,D正确;
所以选D
【7题详解】
样品杂质含Mg(NO3)2、K2SO4、KCl。先加KOH除去Mg2+;加入Ba(NO3)2,与反应生成BaSO4沉淀,除去硫酸根;后续加入K2CO3,目的是将过量的Ba2+转化为BaCO3沉淀除去,避免引入钡杂质。
【8题详解】
加入Ba(NO3)2的目的是除去;检验该试剂是否过量,实质检验溶液中是否除净。静置分层后取上层清液,继续滴加Ba(NO3)2,不再产生沉淀,代表硫酸根完全沉淀,钡试剂过量。
【9题详解】
前面除杂步骤加入了过量KOH、K2CO3,加入HNO3可以除去溶液中多余的OH-、,且不会引入新杂质。
【10题详解】
由溶解度曲线可知,KNO3溶解度随温度变化幅度很大,采用蒸发浓缩、冷却结晶,可大量析出硝酸钾晶体,可溶性杂质留在母液中。
【点睛】1﹒除杂顺序关键:钡盐要加在碳酸盐之前,稀硝酸必须在沉淀过滤完成后加入,防止沉淀溶解导致除杂失败;
2﹒除杂试剂过量检验思路:向上层清液继续滴加沉淀剂,依据是否生成沉淀,判断目标离子是否除尽;
3﹒结晶方式选择依据:根据物质溶解度受温度影响程度,选择蒸发浓缩冷却结晶或蒸发结晶。
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