精品解析:江苏扬州市仪征市2026-2027学年高一上学期期中学情调研 化学试卷
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内容正文:
2026—2027学年第一学期高一期中学情调研测试
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 S-32 Ca-40 Bi-209
单项选择题:共13题,每题3分,共计39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 高邮物产丰饶,汪曾祺笔下的高邮咸鸭蛋、汪豆腐、大闸蟹闻名遐迩。下列对其中涉及的化学知识的说法正确的是
A. 制作汪豆腐的原料时,用纱布滤去豆浆中的豆渣,其原理与“过滤”相似
B. 高邮湖是优质大闸蟹的养殖水域,湖水清澈见底,因此湖水属于纯净物
C. 高邮自来水厂用氯气对自来水消毒,此过程可用明矾代替氯气
D. 腌制咸鸭蛋所用的食盐多来自海水晒盐,海水晒盐的过程为化学变化
2. 分类是化学研究的重要方法之一,下列物质分类正确的是
A. 纯净物:漂白粉 B. 电解质:稀盐酸
C. 碱:纯碱 D. 碱性氧化物:氧化镁
3. 下列物质中,含有自由移动的的是
A. 溶液 B. KCl溶液 C. NaCl晶体 D. NaClO溶液
4. 碳量子点是一种新型零维碳纳米材料,直径通常在1~10 nm之间,具有优良的荧光性能。科研人员以柠檬酸为碳源,经高温炭化制得碳量子点,将其分散在蒸馏水中。下列说法正确的是
A. 碳量子点属于胶体
B. 将该液体用激光笔照射,能观察到一条光亮的通路
C. 该液体静置一段时间后碳量子点会沉降析出
D. 由柠檬酸制备碳量子点的过程中只发生了物理变化
5. 工业上以电解饱和食盐水为基础制备氯气和烧碱等产品,下列说法正确的是
A. 中子数为18的氯原子可表示为
B. 的结构示意图为
C. 烧碱的另一个俗名是纯碱
D. 溶于水的电离方程式为
6. 下列反应需加入氧化剂才能实现的是
A. S→H2S B. S→SO2 C. H2SO4→SO2 D. H2S→CuS
7. 下列氯化物不能由金属单质与氯气直接化合生成的是
A. NaCl B. C. D.
8. 以代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含有个氢原子
B. 的中约含有个分子
C. 标准状况下,中含有个水分子
D. 常温常压下,与所含氧原子数均为
9. 1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。某兴趣小组利用以下装置进行的相关实验。其中能达到预期目的的是
A.制备
B.除去
C.干燥
D.收集
A. A B. B C. C D. D
10. 物质的用途由性质决定,下列两者对应关系不正确的是
选项
用途
性质
A
铜可以制作导线
铜具有良好的导电性
B
明矾可以用作净水剂
明矾溶于水后生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附悬浮杂质的能力
C
维生素C能帮助人体将不易吸收的转变为易吸收的
维生素C具有氧化性
D
“84消毒液”能漂白棉、麻、纸张
次氯酸钠溶液与反应生成,具有强氧化性
A. A B. B C. C D. D
11. 下列有关物质检验的实验结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某盐溶液中加入溶液,加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
该溶液中一定含有
B
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有
C
向某溶液中加入盐酸,产生能够使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中一定含有
D
向某溶液中加入溶液,产生白色沉淀
溶液中一定有
A. A B. B C. C D. D
12. 高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法的化学原理可用离子方程式表示为:,关于该反应说法正确的是
A. 该反应中作还原剂
B. 该反应中发生还原反应
C. 每生成,反应转移电子的物质的量为
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
13. 在学习了氯元素相关化合物的知识后,某学生绘制了如图所示的转化关系,下列叙述错误的是
A. 将通入滴有酚酞的溶液,溶液褪色,说明有漂白性
B. 的浓溶液与的浓溶液不能混合使用,会产生有毒物质
C. 可以用作新型自来水消毒剂
D. 常温下,可用铁制容器储存干燥的
非选择题,共61分
14. 科学家在研究化学物质时常对其进行分类,以便对同类物质的性质进行深入研究,物质分类及转化思想贯穿整个化学学科学习的始终。下列物质:①铜;②溶液;③二氧化硅;④晶体;⑤稀硫酸;⑥葡萄糖();⑦氨气:⑧熔融;⑨氧化钙;⑩氯气。
(1)属于电解质的是________(填序号,下同),属于非电解质的是________。
(2)写出⑧在水溶液中的电离方程式:________。
(3)石英砂的主要成分属于________(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”),与溶液反应的化学方程式为________。
(4)检验④中金属阳离子的实验方法是________(填实验操作的名称)。
(5)向②的水溶液中通入⑩反应的化学方程式:________。
15. 氯化亚铜()微溶于水,易被氧化,广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为64%,的质量分数为8%,其他杂质不含铜元素)为原料制备流程如下:
【资料】固体难溶于水,与反应生成可溶于水的离子。
(1)用固体配制溶液时:
①需用托盘天平称量________ g的固体。
②需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________(填仪器名称);
③某同学实际配制的溶液的浓度为,原因可能是________(填字母)。
a.定容时仰视刻度线 b.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
c.定容时俯视刻度线 d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
e.摇匀后液面低于刻度线 f.容量瓶洗涤后未干燥
(2)“溶解”步骤装置如图-1所示。
①“溶解”制备硫酸铜的化学方程式为:、________。
②通入热空气的目的是________(写两点)。
(3)①“脱硫”过程中发生反应的方程式如下(未配平),计算反应过程中还原剂与氧化剂的系数比为:________。
②检验沉淀洗涤干净的操作及现象:________。
③的用量对铜的沉淀率的影响如图-2所示。时,的沉淀率下降的原因是________。
16. 铋酸钠(,)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并测定其纯度。
Ⅰ.制取铋酸钠
将白色且难溶于水的置于溶液中,在充分搅拌的情况下与反应制备,实验装置如图所示(加热和夹持仪器已略去)。
已知:粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。
回答下列问题:
(1)图中盛放浓盐酸的仪器与普通分液漏斗相比,优点是________。
(2)A装置中制备气体的化学方程式为________。
(3)C装置中发生反应的化学方程式为________。
(4)反应结束后,应立即关闭和并停止对A装置加热,原因是________。
(5)反应结束后,为从C装置中获得尽可能多的产品,需要的操作是________,过滤、洗涤、干燥。
(6)取制备的样品于试管中,用冷水充分洗涤后,滴加盐酸,有黄绿色气体产生。此实验说明,氧化性:,和本实验产生矛盾的原因是________。
Ⅱ.产品纯度的测定
(7)为测定产品的纯度,取上述(摩尔质量)产品,用足量硫酸和稀溶液将其还原为(已知:),再将其准确配制成溶液,取出;用的标准溶液与生成的反应(已知:),消耗标准溶液,计算该产品的纯度(写出计算过程)________。
17. 二氧化碳的捕集和利用是我国能源领域实现碳达峰、碳中和目标的一个重要研究方向。
(1)①某校科研人员利用NaOH溶液实现“碳捕获”的技术的装置如图,
在整个“捕捉”过程中,将NaOH溶液喷成雾状是为了________。
②2026年5月24日,神舟二十三号载人航天飞船成功发射。载人航天器对载重和安全性有严苛的要求,因此更适合选用________(填序号)来吸收航空舱中的。
A.浓氨水 B.LiOH(s) C.NaOH(s) D.KOH(s)
(2)科学家提出用FeO作催化剂,利用太阳能热化学循环分解制取C。用FeO作催化剂,通过两步反应分解制取C。已知第二步反应为:,则第一步反应的化学方程式为________。
(3)CaO可在较高温度下捕集,在更高温度下将捕集的释放利用。热分解可制备CaO,加热升温过程中固体的质量变化如图-1所示。
①400~600℃范围内分解反应的化学方程式为________。
②结合图示分析,CaO固体捕捉的反应温度应________(填“高于”或“低于”)800℃。
(4)催化加氢制依次经历步骤i、ii(如图-2所示)。
①加氢制的总反应的方程式如下,用单线桥法表示其电子转移:________。
②Ce正价有+3和+4。x = 0.2时,中________。
③步骤ii中,和参与反应生成,该过程中Ce元素失去________mol电子。
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2026—2027学年第一学期高一期中学情调研测试
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 S-32 Ca-40 Bi-209
单项选择题:共13题,每题3分,共计39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 高邮物产丰饶,汪曾祺笔下的高邮咸鸭蛋、汪豆腐、大闸蟹闻名遐迩。下列对其中涉及的化学知识的说法正确的是
A. 制作汪豆腐的原料时,用纱布滤去豆浆中的豆渣,其原理与“过滤”相似
B. 高邮湖是优质大闸蟹的养殖水域,湖水清澈见底,因此湖水属于纯净物
C. 高邮自来水厂用氯气对自来水消毒,此过程可用明矾代替氯气
D. 腌制咸鸭蛋所用的食盐多来自海水晒盐,海水晒盐的过程为化学变化
【答案】A
【解析】
【详解】A.用纱布分离豆浆(液态组分)和豆渣(不溶性固体组分),实现固液分离,原理与化学实验中过滤操作分离固液混合物的原理一致,A正确;
B.湖水即使外观清澈,也含有可溶性无机盐、微生物等多种物质,属于混合物,不属于纯净物,B错误;
C.氯气对自来水消毒的原理是其与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,可使细菌、病毒的蛋白质变性实现杀菌;明矾溶于水后电离出的水解生成氢氧化铝胶体,仅能吸附水中悬浮杂质加速沉降,不具备消毒杀菌功能,无法代替氯气完成消毒操作,C错误;
D.海水晒盐是通过蒸发溶剂使海水中的结晶析出的过程,无新物质生成,属于物理变化,不属于化学变化,D错误;
故答案选A。
2. 分类是化学研究的重要方法之一,下列物质分类正确的是
A. 纯净物:漂白粉 B. 电解质:稀盐酸
C. 碱:纯碱 D. 碱性氧化物:氧化镁
【答案】D
【解析】
【详解】A.漂白粉主要含有氯化钙和次氯酸钙,由多种物质组成,属于混合物,A错误;
B.稀盐酸是氯化氢的水溶液,属于混合物,而电解质必须是化合物,因此稀盐酸不属于电解质,B错误;
C.纯碱是碳酸钠,化学式为,由钠离子和碳酸根离子构成,属于盐,不属于碱,C错误;
D.氧化镁能与酸反应只生成盐和水,例如,符合碱性氧化物的定义,D正确;
故选D。
3. 下列物质中,含有自由移动的的是
A. 溶液 B. KCl溶液 C. NaCl晶体 D. NaClO溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶于水时发生电离:,其中的氯元素存在于中,溶液中不含自由移动的,A不符合题意;
B.KCl溶于水时发生电离:,产生的和能够在溶液中自由移动,B符合题意;
C.NaCl晶体中含有和,但这些离子受到相互作用的束缚,不能自由移动,C不符合题意;
D.NaClO溶于水时发生电离:,电离产生的阴离子是,不是,溶液中不含自由移动的,D不符合题意;
故选B。
4. 碳量子点是一种新型零维碳纳米材料,直径通常在1~10 nm之间,具有优良的荧光性能。科研人员以柠檬酸为碳源,经高温炭化制得碳量子点,将其分散在蒸馏水中。下列说法正确的是
A. 碳量子点属于胶体
B. 将该液体用激光笔照射,能观察到一条光亮的通路
C. 该液体静置一段时间后碳量子点会沉降析出
D. 由柠檬酸制备碳量子点的过程中只发生了物理变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.胶体是分散质粒子直径介于1~100 nm的分散系,碳量子点本身是一种碳纳米材料,属于题述分散系中的分散质,不能将分散质本身称为胶体,A错误;
B.碳量子点的直径通常为1~10 nm,处于胶体分散质粒子的直径范围内,将其分散在蒸馏水中形成胶体。胶体粒子能散射光,用激光笔照射该液体时,从与光束垂直的方向可以观察到一条光亮的通路,这种现象称为丁达尔效应,B正确;
C.碳量子点分散在蒸馏水中形成胶体,胶体具有介稳性,在通常条件下静置一段时间,分散质粒子不易沉降析出,C错误;
D.柠檬酸经高温炭化制得碳量子点,过程中有新物质生成,发生了化学变化,D错误;
故选B。
5. 工业上以电解饱和食盐水为基础制备氯气和烧碱等产品,下列说法正确的是
A. 中子数为18的氯原子可表示为
B. 的结构示意图为
C. 烧碱的另一个俗名是纯碱
D. 溶于水的电离方程式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯元素的质子数为17,当中子数为18时,质量数为17+18=35,原子符号的规范表示为左下角标注质子数、左上角标注质量数,即,A正确;
B.题图所示微粒的核外电子排布为2、8、7,总电子数为17,对应电中性的氯原子,而是氯原子得到1个电子形成的阴离子,结构示意图应为,B错误;
C.烧碱是的俗名,纯碱是的俗名,二者指代的物质不同,C错误;
D.是强电解质,溶于水时完全电离,电离方程式应使用等号,正确形式为,D错误;
故选A。
6. 下列反应需加入氧化剂才能实现的是
A. S→H2S B. S→SO2 C. H2SO4→SO2 D. H2S→CuS
【答案】B
【解析】
【详解】硫元素由低价到高价被氧化,需要加入氧化剂才能实现,故该题即为分析各选项中硫元素的化合价变化,表现为化合价升高的符合题意。S由0价升高到+4价,被氧化,需要加入氧化剂,故选B。
7. 下列氯化物不能由金属单质与氯气直接化合生成的是
A. NaCl B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.钠在氯气中燃烧生成NaCl,A正确;
B.铜在氯气中燃烧生成CuCl2,B正确;
C.铁在氯气中燃烧生成氯化铁,不能生成FeCl2,C错误;
D.铝在氯气中燃烧生成,D正确;
答案选C。
8. 以代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 中含有个氢原子
B. 的中约含有个分子
C. 标准状况下,中含有个水分子
D. 常温常压下,与所含氧原子数均为
【答案】D
【解析】
【详解】A.1个H2O分子含有2个氢原子,因此1molH2O中含有的氢原子物质的量为2mol,含氢原子数为,并非,A项错误;
B.H2所处的温度与压强未知,不能用22.4L/mol计算22.4LH2物质的量,即22.4LH2物质的量不一定为1mol,故所含H2分子数不一定为,B项错误;
C.标准状况下H2O不呈气态,不能使用气体摩尔体积计算其物质的量,22.4LH2O的物质的量远大于1mol,所含水分子数远大于,C项错误;
D.O2与O3均仅由氧原子构成,32gO2与32gO3所含氧原子的质量均为32g,氧原子的摩尔质量为16g/mol,因此所含氧原子的物质的量均为=2mol,氧原子数均为,D项正确;
故选D。
9. 1810年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。某兴趣小组利用以下装置进行的相关实验。其中能达到预期目的的是
A.制备
B.除去
C.干燥
D.收集
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.MnO2与浓盐酸反应制备Cl2需要加热条件,该装置缺少加热仪器,常温下二者不发生反应,无法制备Cl2,A项不能达到目的;
B.混有HCl的Cl2通入NaHCO3溶液中,HCl与NaHCO3反应产生新杂质CO2,且Cl2与水反应生成的HCl会与NaHCO3反应,既消耗主体气体Cl2、又会引入新杂质CO2,不能用NaHCO3溶液除去Cl2中的HCl,选用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,B项不能达到目的;
C.碱石灰的主要成分为NaOH和CaO,不仅能吸收H2O(g)、而且能吸收Cl2,不能用碱石灰干燥Cl2,C项不能达到目的;
D.Cl2的密度大于空气,收集Cl2时应采用长管进气、短管出气的向上排空气法,D项能达到目的;
故选D。
10. 物质的用途由性质决定,下列两者对应关系不正确的是
选项
用途
性质
A
铜可以制作导线
铜具有良好的导电性
B
明矾可以用作净水剂
明矾溶于水后生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附悬浮杂质的能力
C
维生素C能帮助人体将不易吸收的转变为易吸收的
维生素C具有氧化性
D
“84消毒液”能漂白棉、麻、纸张
次氯酸钠溶液与反应生成,具有强氧化性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜具有良好的导电性,能够传导电流,因此可以制作导线,用途与性质对应,A正确;
B.明矾溶于水后生成的氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮杂质,使其聚集而沉降,因此明矾可以用作净水剂,用途与性质对应,B正确;
C.转变为时,铁元素的化合价由+3价降低到+2价,得到电子,发生还原反应。维生素C使被还原,在此过程中作还原剂,表现还原性,用途与所列氧化性不对应,C错误;
D.“84消毒液”的有效成分是次氯酸钠,其溶液与空气中的反应生成。具有强氧化性,能使有色物质褪色,因此可用于漂白棉、麻、纸张,用途与性质对应,D正确;
故选C。
11. 下列有关物质检验的实验结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某盐溶液中加入溶液,加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
该溶液中一定含有
B
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有
C
向某溶液中加入盐酸,产生能够使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中一定含有
D
向某溶液中加入溶液,产生白色沉淀
溶液中一定有
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为碱性气体,溶液中与共热可反应生成,因此该溶液中一定含有,A正确;
B.盐酸酸化的溶液中含有,若原溶液中存在,也会生成白色沉淀,无法证明溶液中一定含有,B错误;
C.能使澄清石灰水变浑浊的气体可能为或,原溶液中可能存在、、等离子,不一定含有,C错误;
D.向溶液中加入溶液产生的白色沉淀可能为、等,未加稀硝酸排除干扰,无法证明溶液中一定含有,D错误;
故选A。
12. 高铁酸钠()是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种方法的化学原理可用离子方程式表示为:,关于该反应说法正确的是
A. 该反应中作还原剂
B. 该反应中发生还原反应
C. 每生成,反应转移电子的物质的量为
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应中内元素化合价由+1价降低为-1价,得到电子,作氧化剂,A错误;
B.该反应中内元素化合价由+3价升高为+6价,失去电子,发生氧化反应,B错误;
C.元素在反应中从+3价升高为+6价,每生成,对应有元素参与价态变化,反应转移电子的物质的量为,C正确;
D.反应中氧化产物为元素价态升高得到的,还原产物为元素价态降低得到的,根据离子方程式的计量关系,二者物质的量之比为,D错误;
故答案选C。
13. 在学习了氯元素相关化合物的知识后,某学生绘制了如图所示的转化关系,下列叙述错误的是
A. 将通入滴有酚酞的溶液,溶液褪色,说明有漂白性
B. 的浓溶液与的浓溶液不能混合使用,会产生有毒物质
C. 可以用作新型自来水消毒剂
D. 常温下,可用铁制容器储存干燥的
【答案】A
【解析】
【分析】先根据价类图确定各物质:a是-1价氯的氢化物HCl,b是0价氯的单质,c是+4价氯的氧化物,d是+1价氯的酸HClO,e是-1价氯的盐酸盐,f是+1价氯的次氯酸盐。
【详解】A.为,将通入滴有酚酞的溶液时,会与反应消耗使溶液碱性减弱导致褪色,且本身不具有漂白性,该现象不能说明有漂白性,A错误;
B.为,其浓溶液为浓盐酸,为含+1价氯的次氯酸盐,二者混合时酸性条件下与发生归中反应生成有毒的,因此不能混合使用,B正确;
C.为+4价氯的氧化物,具有强氧化性,可用作新型自来水消毒剂,C正确;
D.为,常温下干燥的与铁不发生反应,因此可用铁制容器储存干燥的,D正确;
故选A。
非选择题,共61分
14. 科学家在研究化学物质时常对其进行分类,以便对同类物质的性质进行深入研究,物质分类及转化思想贯穿整个化学学科学习的始终。下列物质:①铜;②溶液;③二氧化硅;④晶体;⑤稀硫酸;⑥葡萄糖();⑦氨气:⑧熔融;⑨氧化钙;⑩氯气。
(1)属于电解质的是________(填序号,下同),属于非电解质的是________。
(2)写出⑧在水溶液中的电离方程式:________。
(3)石英砂的主要成分属于________(填“酸性氧化物”或“碱性氧化物”),与溶液反应的化学方程式为________。
(4)检验④中金属阳离子的实验方法是________(填实验操作的名称)。
(5)向②的水溶液中通入⑩反应的化学方程式:________。
【答案】(1) ①. ④⑧⑨ ②. ③⑥⑦
(2)KHCO3=K++
(3) ①. 酸性氧化物 ②. SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
(4)焰色试验 (5)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【解析】
【分析】①铜属于金属单质,既不属于电解质、也不属于非电解质;②NaOH溶液属于混合物,既不属于电解质、也不属于非电解质;③二氧化硅是在水溶液和熔融状态下自身均不能发生电离而导电的化合物,属于非电解质;④KNO3晶体是在水溶液和熔融状态下自身均能发生电离而导电的化合物,属于电解质;⑤稀硫酸属于混合物,既不属于电解质、也不属于非电解质;⑥葡萄糖是在水溶液和熔融状态下自身均不能发生电离而导电的化合物,属于非电解质;⑦氨气的水溶液虽然能导电、但导电的离子不是氨气自身电离产生的,氨气是在熔融状态下自身不能发生电离而导电的化合物,属于非电解质;⑧熔融KHCO3能导电,是化合物,属于电解质;⑨氧化钙是在熔融状态下自身能发生电离而导电的化合物,属于电解质;⑩氯气属于非金属单质,既不属于电解质,也不属于非电解质。
【小问1详解】
根据分析,属于电解质的是④⑧⑨;属于非电解质的是③⑥⑦。
【小问2详解】
⑧为熔融KHCO3,KHCO3为强电解质,在水溶液中完全电离为K+和,其中是弱酸的酸式酸根,不能完全电离为H+和,因此熔融KHCO3在水溶液中的电离方程式为KHCO3=K++。
【小问3详解】
SiO2是能与碱反应生成盐和水的氧化物,故SiO2属于酸性氧化物;SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸钠和水,反应的化学方程式为SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O。
【小问4详解】
KNO3中的金属阳离子为K+,检验K+的实验方法为焰色试验,观察时需透过蓝色钴玻璃排除钠元素黄光的干扰。
【小问5详解】
常温下Cl2与NaOH溶液发生歧化反应,氯元素的化合价部分从0价降为-1价(生成NaCl),部分从0价升为+1价(生成NaClO),同时生成水,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
15. 氯化亚铜()微溶于水,易被氧化,广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为64%,的质量分数为8%,其他杂质不含铜元素)为原料制备流程如下:
【资料】固体难溶于水,与反应生成可溶于水的离子。
(1)用固体配制溶液时:
①需用托盘天平称量________ g的固体。
②需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________(填仪器名称);
③某同学实际配制的溶液的浓度为,原因可能是________(填字母)。
a.定容时仰视刻度线 b.发现凹液面超过刻度线,立即将多余溶液吸出
c.定容时俯视刻度线 d.溶液转移至容量瓶中后没有洗涤烧杯
e.摇匀后液面低于刻度线 f.容量瓶洗涤后未干燥
(2)“溶解”步骤装置如图-1所示。
①“溶解”制备硫酸铜的化学方程式为:、________。
②通入热空气的目的是________(写两点)。
(3)①“脱硫”过程中发生反应的方程式如下(未配平),计算反应过程中还原剂与氧化剂的系数比为:________。
②检验沉淀洗涤干净的操作及现象:________。
③的用量对铜的沉淀率的影响如图-2所示。时,的沉淀率下降的原因是________。
【答案】(1) ①. 11.7 ②. 胶头滴管、500 mL容量瓶 ③. abd
(2) ①. ②. 其中的充当氧化剂;热空气可加热反应液并起到搅拌作用,加快反应速率
(3) ①. ②. 取最后一次洗涤滤液少量于试管,加入足量稀盐酸酸化,再滴加少量溶液,无明显现象说明已洗涤干净 ③. 随着浓度的增大,与反应生成可溶于水的离子
【解析】
【分析】“溶解”时,废铜渣中的与稀硫酸反应,铜单质则在热空气中氧气的作用下与稀硫酸反应,均转化为进入溶液。“脱硫”时,加入和,使铜元素的化合价由+2价降低到+1价,提供的参与形成沉淀,同时生成可溶性的硫酸盐等物质。过滤使沉淀与滤液分离,再通过洗涤除去沉淀表面附着的可溶性杂质。
【小问1详解】
①需要配制480 mL溶液,应选用500 mL容量瓶,并按500 mL计算所需溶质的质量。设所配溶液的物质的量浓度为、体积为,的摩尔质量为、所需质量为,则,故需称量11.7 g 固体。
②烧杯用于溶解固体,玻璃棒用于搅拌和转移时引流,500 mL容量瓶用于配制规定体积的溶液,胶头滴管用于接近刻度线时逐滴加水,因此还需要的玻璃仪器为胶头滴管、500 mL容量瓶。
③实际浓度低于目标浓度。根据,其中为溶质的物质的量,溶质损失或最终溶液体积偏大均可能使浓度偏低。
a.定容时仰视刻度线,会使凹液面最低点高于刻度线,所配溶液体积偏大,浓度偏低,a符合题意;
b.凹液面超过刻度线时,加水量已经过多;吸出多余溶液时也带走了部分溶质,使最终达到刻度线的溶液中溶质的物质的量偏小,浓度偏低,b符合题意;
c.定容时俯视刻度线,会使凹液面最低点低于刻度线,所配溶液体积偏小,浓度偏高,c不符合题意;
d.转移后没有洗涤烧杯,部分溶质残留在烧杯中,进入容量瓶的溶质偏少,浓度偏低,d符合题意;
e.摇匀后,少量溶液附着在瓶颈和瓶塞上,会使液面暂时低于刻度线,但溶质的物质的量和所配溶液的总体积均未改变,不会使浓度偏低,e不符合题意;
f.容量瓶用蒸馏水洗涤后,残留的少量水可作为溶剂,最终定容时溶液体积仍为500 mL,不影响溶液浓度,f不符合题意;
故选abd;
【小问2详解】
①铜单质不能直接与稀硫酸反应,通入热空气后,其中的氧气参与铜的氧化,使铜转化为硫酸铜。铜元素的化合价由0价升高到+2价,氧元素的化合价由0价降低到−2价,每个氧分子得到的电子数等于2个铜原子失去的电子数。结合原子守恒,并标明通入热空气所提供的加热条件,反应的化学方程式为。
②图-1中,热空气通过左侧伸入反应液的长导管通入三颈瓶。其中的参与铜的氧化,充当氧化剂;热空气可加热反应液,提高反应温度,从而加快反应速率;气流在液体中形成气泡,起到搅拌作用,使反应物充分接触,也能加快反应速率;
【小问3详解】
①反应中,中硫元素的化合价由+4价升高到+6价,因此是还原剂,每1 mol 失去2 mol电子;中铜元素的化合价由+2价降低到+1价,因此是氧化剂,每1 mol 得到1 mol电子。根据得失电子数相等,再结合原子守恒,配平后的方程式为,故还原剂与氧化剂的系数比为。
②沉淀表面附着的母液中含有可溶性硫酸盐,可通过检验最后一次洗涤液中是否含有判断沉淀是否洗涤干净。先加入足量稀盐酸酸化,可排除残留与钡离子形成沉淀的干扰,相关反应为;再加入溶液,若存在,则发生反应,产生白色沉淀。因此,取最后一次洗涤滤液少量于试管,加入足量稀盐酸酸化,再滴加少量溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已洗涤干净。
③图-2表明,当时,继续增大用量,铜的沉淀率反而下降。结合题给资料,用量增加使浓度增大,与反应生成可溶于水的,导致部分沉淀溶解,因而沉淀率下降。
16. 铋酸钠(,)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并测定其纯度。
Ⅰ.制取铋酸钠
将白色且难溶于水的置于溶液中,在充分搅拌的情况下与反应制备,实验装置如图所示(加热和夹持仪器已略去)。
已知:粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。
回答下列问题:
(1)图中盛放浓盐酸的仪器与普通分液漏斗相比,优点是________。
(2)A装置中制备气体的化学方程式为________。
(3)C装置中发生反应的化学方程式为________。
(4)反应结束后,应立即关闭和并停止对A装置加热,原因是________。
(5)反应结束后,为从C装置中获得尽可能多的产品,需要的操作是________,过滤、洗涤、干燥。
(6)取制备的样品于试管中,用冷水充分洗涤后,滴加盐酸,有黄绿色气体产生。此实验说明,氧化性:,和本实验产生矛盾的原因是________。
Ⅱ.产品纯度的测定
(7)为测定产品的纯度,取上述(摩尔质量)产品,用足量硫酸和稀溶液将其还原为(已知:),再将其准确配制成溶液,取出;用的标准溶液与生成的反应(已知:),消耗标准溶液,计算该产品的纯度(写出计算过程)________。
【答案】(1)可平衡气压,让液体持续顺畅滴下,适配密闭反应体系且操作更安全便捷
(2)MnO2 +4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)
(4)防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解
(5)(在冰/冷水中)冷却结晶
(6)氧化性强弱与溶液酸碱性有关,本实验是碱性环境,该验证实验是酸性环境,条件不同
(7)反应①,反应②,两个方程式联立可知,因此;,100 mL溶液中总的,,
【解析】
【分析】本实验分为铋酸钠的制备和纯度测定两部分:装置A中利用MnO2与浓盐酸加热反应制取氯气,恒压滴液漏斗添加浓盐酸,生成的氯气先经装置B除去HCl杂质,再通入盛有和NaOH混合溶液的三颈烧瓶C中,在碱性条件下氯气将氧化得到,装置D用来吸收尾气氯气;由于不溶于冷水、遇酸或沸水易分解,反应结束后停止通氯气,冰水冷却使晶体析出,经过滤、洗涤、干燥得到固体产品;纯度测定采用间接氧化还原滴定,在酸性条件下让与反应生成高锰酸根,定容后取部分溶液,用标准液滴定高锰酸根,结合反应关系式计算样品的纯度,据此分析:
【小问1详解】
图中盛放浓盐酸的仪器为恒压滴液漏斗,与普通分液漏斗相比可平衡气压,让液体持续顺畅滴下,适配密闭反应体系且操作更安全便捷;
【小问2详解】
A装置中制备氯气,其化学方程式为MnO2 +4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O;
【小问3详解】
C装置中与、Cl2发生反应,反应方程式为;
【小问4详解】
根据题目遇酸溶液迅速分解,因此反应结束后,应立即关闭和并停止对A装置加热,以防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解;
【小问5详解】
因为不溶于冷水,遇沸水分解,因此应在冰/冷水中冷却结晶,降低的溶解度,促使晶体充分析出,防止温度升高造成产物分解;
【小问6详解】
实验是碱性条件下,Cl2氧化得到,滴加盐酸时是酸性条件,氧化Cl-生成Cl2,因此氧化性强弱与溶液酸碱性有关,本实验是碱性环境,该验证实验是酸性环境,条件不同;
【小问7详解】
反应①,反应②,两个方程式联立可知,因此;,100 mL溶液中总的,,。
17. 二氧化碳的捕集和利用是我国能源领域实现碳达峰、碳中和目标的一个重要研究方向。
(1)①某校科研人员利用NaOH溶液实现“碳捕获”的技术的装置如图,
在整个“捕捉”过程中,将NaOH溶液喷成雾状是为了________。
②2026年5月24日,神舟二十三号载人航天飞船成功发射。载人航天器对载重和安全性有严苛的要求,因此更适合选用________(填序号)来吸收航空舱中的。
A.浓氨水 B.LiOH(s) C.NaOH(s) D.KOH(s)
(2)科学家提出用FeO作催化剂,利用太阳能热化学循环分解制取C。用FeO作催化剂,通过两步反应分解制取C。已知第二步反应为:,则第一步反应的化学方程式为________。
(3)CaO可在较高温度下捕集,在更高温度下将捕集的释放利用。热分解可制备CaO,加热升温过程中固体的质量变化如图-1所示。
①400~600℃范围内分解反应的化学方程式为________。
②结合图示分析,CaO固体捕捉的反应温度应________(填“高于”或“低于”)800℃。
(4)催化加氢制依次经历步骤i、ii(如图-2所示)。
①加氢制的总反应的方程式如下,用单线桥法表示其电子转移:________。
②Ce正价有+3和+4。x = 0.2时,中________。
③步骤ii中,和参与反应生成,该过程中Ce元素失去________mol电子。
【答案】(1) ①. 增大和二氧化碳的接触面积,使其充分反应 ②. B
(2)
(3) ①. ②. 低于
(4) ①. ②. 2:3(或) ③. 2
【解析】
【小问1详解】
①装置中NaOH溶液吸收空气中的生成,反应为。将NaOH溶液喷成雾状,可以增大溶液与二氧化碳的接触面积,使反应更充分。
②选择吸收剂时,需要同时考虑安全性和吸收相同物质的量的二氧化碳所需吸收剂的质量。浓氨水易挥发出有刺激性气味的氨气,影响舱内人员的安全,不适合作为载人航天器内的二氧化碳吸收剂,A不符合题意;LiOH、NaOH、KOH吸收二氧化碳的反应通式为。LiOH、NaOH、KOH吸收相同物质的量的二氧化碳时所需物质的量相同,由于LiOH的摩尔质量最小,所需质量最小,且固体不易挥发,更适合题述用途,B符合题意;
【小问2详解】
两步反应最终将分解为C和,FeO在循环过程中消耗后再生成。第二步反应中,转化为FeO,因此第一步应由FeO与反应生成和C。按铁原子守恒,6个FeO对应2个,这一转化需要增加2个氧原子,恰好由1个提供,同时生成1个C,故第一步反应的化学方程式为;
【小问3详解】
①取1 mol 进行分析,其质量为146 g。第一个平台对应剩余固体质量为,质量减少18 g,恰好失去1 mol结晶水,剩余固体为。400~600℃范围内,剩余固体质量由128 g降至,对应生成1 mol ;减少的28 g为1molCO,且碳、氧原子数均守恒,因此反应的化学方程式为。
②CaO捕捉时发生反应。图中温度超过约800℃后,剩余固体的质量比由降至,对应分解生成CaO并释放,反应为。因此,CaO捕捉的反应温度应低于800℃;
【小问4详解】
①在总反应中,C元素的化合价由中的+4价降低到中的−2价,每个C原子得到6个电子;H元素的化合价由中的0价升高到产物中的+1价,3个共失去6个电子。因此,单线桥应由反应物中的H指向反应物中的C,并标注,表示为。
②当时,中氧原子与铈原子的个数比为1.8:1。设其中、的物质的量分别为、,则氧原子的物质的量为。氧元素为−2价,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为零,有,整理得,故。
③步骤ii中,C元素由中的+4价降至中的−2价,1 mol 转化为1 mol 得到电子的物质的量为。2 mol 中的H元素由0价升至+1价,失去电子的物质的量为。该步骤中转化为,Ce元素的化合价升高,也失去电子。根据得失电子守恒,Ce元素失去电子的物质的量为,故填2。
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