2018-2019学年四川省威远中学高一下学期期中考试化学试题(解析版)
威远中学2018-2019学年第二学期半期试题
高一化学
试题说明:①本试卷检测范围:化学必修1第四章三四节为主至必修2一、二章第三节化学反应速率,考试时间为90分钟。
②本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)。考生作答时,须将第Ⅰ卷答案涂在答题卡上;第Ⅱ卷必须使用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答卷上题目所指示的答题区域内作答
③可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Mg—24 Al—27 S—32 Cl—35.5 Fe—56 Cu—64 Ba—137
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本大题共21个小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.2018年是“2025中国制造”启动年,而化学与生活生产社会可持续发展密切相关。下列有关化学知识的说法错误的是( )
A. “玉兔二号”月球车底盘和车轮由SiC颗粒增强铝基复合材料制成,这是由于该复合材料具有重量轻、高刚度、高耐磨、耐冲击的特点
B. 我国发射的“北斗组网卫星”所使用的碳纤维,是一种非金属材料
C. 高纯二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”
D. 钾一钠合金可用于原子反应堆的导热剂,钾与钠都属于短周期主族元素
【答案】D
【解析】
【详解】A. SiC颗粒增强铝基复合材料具有重量轻、高刚度、高耐磨、耐冲击的特点,这也正是“玉兔二号”月球车底盘和车轮用该复合材料的原因,故A项正确;
B. 碳纤维主要成分为C,则碳纤维是一种非金属材料,故B项正确;
C. 二氧化硅传导光的能力非常强,是制造光导纤维主要原料,SiO2属于酸性氧化物,能够与强碱反应生成硅酸盐,所以光导纤维遇强碱会“断路”,故C项正确;
D. 短周期是指元素周期表的前三周期,而钾位于元素周期表第四周期IA族,不属于短周期元素,故D项错误;
答案选D。
2.下列有关化学用语表示正确的是( )
A. 中子数为10的氧原子: B. S2Cl2中原子均满足8电子结构
C. 硫化钠的电子式:NaNa D. H2O的电子式:H+[]2-H+
【答案】B
【解析】
【详解】A. 质量数=质子数+中子数=10+8=18,所以中子数为10的氧原子应为,故A错误;
B. 根据成键规律可知,S2Cl2的 电子式为,分子中的原子最外层电子数均满足8电子结构,故B正确;
C. 硫化钠是离子化合物,电子式应为: ,故C错误;
D. H2O是共价化合物,电子式应为: ,故D错误;
故答案为:B。
【点睛】离子化合物电子式中肯定有括号,共价化合物电子式中肯定没有括号。
3.下列各组中的性质比较,正确的是( )
①酸性:HClO4>HBrO4>HIO4 ②碱性:Ba(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2
③还原性:F->C1->Br- ④稳定性:HCl>H2S>PH3
A. ①②④ B. ①②③ C. ②③④ D. 都正确
【答案】A
【解析】
【详解】① 元素的非金属越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强,同主族元素从上到下非金属性越来越弱,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越弱,所以酸性:HClO4>HBrO4>HIO4,故①正确;
② 元素金属性越强其最高价氧化物的水化物的碱性越强,同主族元素从上到下金属性越来越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,所以碱性:Ba(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2,故②正确;
③ 非金属性越强,阴离子的还原性越弱,同主族自上而下,非金属性减弱,所以还原性:F-
S>P,且非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则有稳定性:HCl>H2S>PH3,故④正确;
故答案为A。
【点睛】元素
非金属性越强,对应的氢化物越稳定,最高价含氧酸酸性越强;元素的金属性越强,其最高价氧化物的水化物的碱性越强。
4.下列反应属于吸热反应的是( )
①二氧化碳与灼热炭反应生成一氧化碳 ②葡萄糖在人体内被氧化分解
③锌粒与稀H2SO4反应制取H2 ④Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体反应
A. ②④ B. ① C. ①③④ D. ①④
【答案】D
【解析】
【分析】
常见的放热反应有:所有的燃烧反应、所有金属与酸反应、金属与水反应、所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应;常见的吸热反应有:绝大数分解反应、C和CO2高温下反应、C和H2O高温下反应、以及某些复分解反应(如铵盐和强碱)。据此回答。
【详解】① 二氧化碳与灼热的炭反应生成一氧化碳是吸热反应,故①符合题意;
② 葡萄糖在人体内氧化分解的反应是放热反应,故②不符合题意;
③ 锌粒与稀H2SO4的反应是常见放热反应,故③不符合题意;
④ Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体的反应是吸热反应,故④符合题意;
故答案为D。
5.下列关于元素周期表应用的说法正确的是( )
A. 在过渡元素中,可以找到半导体材料
B. 在ⅠA、ⅡA族元素中,寻找制造农药的主要元素
C. 在金属与非金属的交界处,寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料
D. 为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现提供线索
【答案】D
【解析】
【详解】A项,在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料,A项错误;
B项,通常制造农药所含的F、Cl、S、P等元素在周期表中的位置靠近,B项错误;
C项,在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料,C项错误;
D项,元素周期表为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索,D项正确;
答案选D。
6.下列图中的实验,能达到实验目的的是( )
A. 证明稳定性:Na2CO3>NaHCO3
B. 证明非金属性:Cl>Br>I
C. 验证镁和盐酸反应的热效应
D. 除去 Cl2 中的杂质气体 HCl
【答案】C
【解析】
【详解】A. 想证明稳定性Na2CO3>NaHCO3,需将更稳定的物质Na2CO3放在外侧大试管中,不稳定的物质NaHCO3放在内侧小试管中,故A不能达到目的;
B. Cl2可以直接接触淀粉碘化钾溶液发生反应Cl2 +2KI=2KCl+I2,使淀粉碘化钾溶液变蓝,所以不能证明非金属性:Br>I,故B不能达到目的;
C. 镁和盐酸反应放热,大试管中气体受热膨胀,U型管中红墨水左侧下降右侧上升,现象明显,故C能达到目的;
D. 除杂质原则,既要将杂质除掉又不影响所需物质的存在,Cl2和HCl都能被NaOH溶液吸收,故D不能达到目的;
故答案C。
【点睛】易错答案为B,忽略反应Cl2 +2KI=2KCl+I2的发生,对非金属性:Br>I的检验产生干扰。
7.NA为阿伏加德罗常数,下列有关说法正确的是
A. 常温下,7.8g固体Na2O2中,含有的阴阳离子总数为0.4 NA
B. 4.48L氨气分子中含0.6NA个N-H键
C. 铁、Cu片、稀硫酸组成的原电池,当金属铁质量减轻5.6g时,流过外电路的电子为0.3NA
D. 4℃时,20g2H216O中含有共用电子对数为2NA
【答案】D
【解析】
【详解】A、7.8g过氧化钠的物质的量为:=0.1mol,0.1mol过氧化钠中含有0.2mol钠离子、0.1mol过氧根离子,总共含有0.3mol离子,含有的阴阳离子总数为0.3NA,故A错误;
B、不是标况下,不能使用标况下的气体摩尔体积计算4.48L氨气的物质的量,故B错误;
C、5.6g铁的物质的量为:=0.1mol,0.1mol铁与稀硫酸反应转移0.2mol电子,根据电子守恒,流过外电路的电子为0.2NA,故C错误;
D、20g2H216O的物质的量为:=1mol,1mol水分子中含有2mol共用电子对,所以含有共用电子对数为2NA,故D正确;
故选D。
【点晴】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断。注意明确标况下气体摩尔体积的使用条件,掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,准确弄清分子、原子、原子核内质子中子及核外电子的构成关系。本题中的易错项为A,过氧化钠中含有的阴离子为过氧根离子,0.1mol过氧化钠中含有0.2mol钠离子、0.1mol过氧根离子,总共含有0.3mol离子。
8.人们发现金星大气层有一种称之为羰基硫(COS)的分子,其结构与CO2类似,羰基硫是一种与生命密切相关的物质,下列推测不正确的是( )
A. COS是含有极性键的共价化合物 B. COS的沸点比CO2高
C. COS 电子式为 D. COS中所有原子满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【详解】A. COS分子分子中含有C、O、S三种元素都是非金属元素,因此COS是共价化合物,含有C=O键和C=S键是极性键,所以A选项是正确的;
B. 由于M(COS)>M(CO2),且COS是极性分子,所以COS的沸点高于CO2,所以B选项是正确的;
C. COS相当于是CO2分子中的一个氧原子被S原子取代,电子式是,所以C选项是错误的;
D. COS中,碳原子的原子核外最外层电子数为4,其在分子中的化合价为+4,所以满足最外层电子数为8的电子结构;氧原子和硫原子的原子核外最外层电子数为6,其在分子中的化合价为-2,所以满足最外层电子数为8的电子结构;所以D选项是正确的。
故答案选C。
9.随着科学技术的不断进步,研究物质的手段和途径越来越多,H3、O4、C60、N5+等已被发现。下列有关说法中,正确的是( )
A. N5+中含有 24 个价电子 B. O2 与 O4 互为同位素
C. C60 分子中有范德华力 D. H2 与 H3 中存在氢键
【答案】A
【解析】
【详解】A. 每个N原子的价电子数为5,所以N5+价电子数为5×5-1=24,故A正确;
B. O2和O4分别为O元素形成的不同单质,两者互为同素异形体,故B错误;
C. C60分子内只有共价键,C60分子间有范德华力,故C错误;
D. 原子半径小且非金属性很强的元素的原子(O、 F、 N等)易与这些原子已经形成共价键的氢原子间形成氢键,H2 、 H3中不存在氢键,故D错误;
故答案为A。
【点睛】易错选项为A,对于主族元素而言,价电子数=最外层电子数≠核外电子数。
10. 一定能在下列溶液中大量共存的离子组是
A. 碱性溶液:Na+、Ca2+、SO42-、CO32-
B. 含有大量Fe3+的溶液:Na+、Mg2+、NO3-、SCN-
C. 氯水溶液:H+、Fe2+、SO42-、Cl-
D. 含有大量Al3+的溶液:Na+、NH4+、SO42-、Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A.因Ca2+与CO32-结合生成碳酸钙沉淀,Ca2+与SO42-结合生成微溶物硫酸钙,则不能大量共存,故A不符合题意;
B.因Fe3+与SCN-结合生成络离子,则不能大量共存,故B不符合题意;
C.因氯气与Fe2+发生氧化还原反应,则该组离子不能大量共存,故C不符合题意;
D.因该组离子之间不发生反应且与Al3+也不反应,则能够大量共存,故D符合题意;故选D。
【点晴】明确常见离子能否发生氧化还原反应、能否结合生成络离子、能否结合生成沉淀是解答本题的关键,学生应注重归纳总结来解答此类习题,本题易错点为选项B,Fe3+遇SCN-溶液显红色,发生了离子反应生成配合物而不能共存。
11.两支试管中分别盛有浓硫酸和稀硫酸,某同学使用的下列5种方法中,能区别出哪支试管盛浓硫酸的方法有( )
① 加入铜片(加热)②加入铁片 ③加入纸片 ④加入氯化钡 ⑤加入胆矾
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
【答案】C
【解析】
【详解】① 浓硫酸具有强氧化性,可与加入铜片在加热条件下反应,而稀硫酸不与铜反应,可鉴别,故①正确;
② 加入铁片,铁遇浓硫酸发生钝化反应,没有明显的现象,铁与稀硫酸发生反应生成氢气,可鉴别,故②正确;
③ 加入纸片,纸片遇浓硫酸会炭化变黑,纸片遇稀硫酸无变化,可鉴别,故③正确;
④ 加入氯化钡,浓硫酸、稀硫酸都生成白色沉淀,不能鉴别,故④错误;
⑤ 浓硫酸具有吸水性,加入胆矾,晶体由蓝色变为白色,而稀硫酸可溶解晶体,现象不同,可鉴别,故⑤正确;
故答案为:C。
12.在2A+3B===2C+D的反应中,表示反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B. v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C. v(C)=0.35 mol·L-1·min-1 D. v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
【答案】D
【解析】
【详解】利用反应速率与化学计量数的比值判断,比值越大反应速率越快。
A. v(A)/2=0.5/2=0.25
B. v(B)/3=0.6/3=0.2
C. v(C)/2=0.35/2=0.175
D. v(D)/1=0.4
故v(D) >v(A)> v(B)> v(C),反应速率最快的是D;
答案:D
【点睛】两种方法比较:(1)根据不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,都转化为同一物质表示的速率,然后进行比较;(2)利用反应速率与化学计量数的比值判断,比值越大反应速率越快。
13.下列过程中,共价键被破坏的是
①碘升华 ②溴蒸气被木炭吸附 ③酒精溶于水 ④HCl气体溶于水 ⑤冰融化 ⑥NH4Cl受热
⑦氢氧化钠熔化 ⑧(NH4)2SO4溶于水
A. ④⑥ B. ④⑥⑧ C. ①②④⑤ D. ①④⑥⑦
【答案】A
【解析】
①碘升华,破坏的是分子间作用力;②溴蒸气被木炭吸附,破坏的为分子间作用力;③酒精是非电解质,溶于水不发生电离,破坏的是分子间作用力;④HCl气体溶于水,发生电离,H-Cl共价键被破坏;⑤冰融化,破坏的是分子间作用力;⑥NH4Cl受热会分解,发生化学变化,生成氨气和HCl,N-H共价键被破坏;⑦氢氧化钠熔化,只有离子键被破坏;⑧(NH4)2SO4溶于水,发生电离,离子键被破坏。综上,④⑥符合题意,选A。
14.已知断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,断裂1 mol H—N键吸收的能量为391 kJ,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则断裂1 mol N≡N键吸收的能量是
A. 431 kJ B. 945.6 kJ C. 649 kJ D. 869 kJ
【答案】B
【解析】
【详解】H-H键能为436kJ/mol,H-N键能为391kJ/mol,设N≡N的键能为x,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)∆H =-92.4kJ/mol,∆H=反应物的总键能-生成物的总键能,故x+3×436kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92.4kJ/mol,解得:x=945.6 kJ/mol,断裂1molN≡N吸收945.6kJ的能量,故选B。
15.在1 L的密闭容器中,发生反应4A(固)+3B(气)2C(气)+D(气),经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是( )
A. 用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B. 用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是3∶2∶1
C. 在第2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D. 再过2 min,B的浓度仍减少0.6 mol·L-1
【答案】B
【解析】
【分析】
根据化学反应速率公式可知,化学反应速率之比等于化学计量数之比,据此回答。
【详解】A. A物质是纯固体,不能用纯固体表示化学反应速率,故A错误;
B. 因为反应速率之比等于化学计量数之比,所以根据反应方程式可知用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是3∶2∶1,故B正确;
C. v(B) = 0.3 mol·L-1·min-1表示的是2min内物质B的平均反应速率,在第2 min末的反应速率不能用平均速率表示,故C错误;
D. 随着反应进行,反应物的浓度减少,反应速率减慢,所以再过2 min,B的浓度的减少小于0.6 mol·L-1,故D错误;
故答案选B。
【点睛】易错选D,忽略随着反应进行,反应物的浓度减少,反应速率减慢。
16.电动自行车由于灵活、快捷、方便,已成为上班族的主要代步工具,其电源常采用铅蓄电池。反应原理:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)。根据此反应判断下列叙述错误的是( )
A. 放电时负极反应:Pb(s)+SO42-(aq)-2e- = PbSO4(s) B. 放电时化学能转化为电能
C. 放电时,电解液的密度增大 D. 放电时,正负极质量都增加
【答案】C
【解析】
【详解】A. 放电时,铅失电子发生氧化反应,该原电池的负极材料是铅,电极反应式为:Pb(s) +SO42-(aq) -2e-=PbSO4(s),故A正确;
B. 电池放电时,是将化学能转化为电能,故B正确;
C. 电池放电过程中,随着放电的不断进行,硫酸逐渐被消耗,硫酸密度比水的大,所以导致电解液的密度就不断降低,故C错误;
D. 放电时,正极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4(s) + 2H2O, 负极反应:Pb + SO42- - 2e- = PbSO4(s),所以正负极质量都增加,故D正确;
故答案为:C。
【点睛】易错选D,认为负极参与反应,质量一定减轻,忽略了PbSO4难溶于水。
17. A、B、C、D、E为原子序数相邻且依次递增的同一短周期元素,下列说法正确的是(m、n均为正整数)
A. 若HnEOm为强酸,则D是位于VA族以后的非金属元素
B. 若C的最低化合价为-3,则E的气态氢化物的分子式为H2E
C. A、B的最高价氧化物水化物均为碱,则碱性A(OH)n强于 B(OH)n+1
D. 若B为金属,则C一定为金属元素
【答案】C
【解析】
【详解】A、HnEOm为强酸,E可能是第二周期ⅤA族元素N,则D是第二周期第ⅣA族元素C,E若是第三周期,E可能是S或Cl,D可能是第三周期ⅤA族或ⅥA族,错误;
B、C最低化合价是-3价,则C位于ⅤA族,则E最低价是-1价,氢化物是HE,错误;
C、金属性越强,最高价氧化物水化物的碱性越强,五种元素原子序数依次递增,A排在B左端,A的金属性强于B,则碱性A(OH)n强于 B(OH)n+1,正确;
D、若B为铝,则C为非金属,错误;答案选C。
18.根据实验操作,实验现象和所得出的结论不正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
取一小块镁带和一小片铝,用砂纸磨去表面的氧化膜,分别放入两支试管,再各加入同浓度同体积的盐酸
镁比铝产生气泡速率更快
金属性:Mg>Al
B
向某无色溶液中加入铜片和稀硫酸
试管口产生红棕色气体
该无色溶液中含有NO离子
C
向淀粉KI溶液中滴入3滴稀盐酸,再加入10%的H2O2溶液
滴入稀盐酸未见溶液变蓝;加入H2O2溶液后,溶液立即变蓝
酸性条件下,H2O2氧化性强于I2
D
取少量白色晶体于试管,加入氢氧化钠溶液并加热
试管口湿润蓝色石蕊试纸变红
白色晶体一定含有NH4+
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 元素的金属性越强,金属与酸反应置换出氢气越容易,反应越剧烈,镁比铝产生气泡速率更快,可以证明金属性:Mg>Al,故A正确;
B. 溶液中NO遇到H+形成HNO3,Cu和HNO3反应生成NO,NO和空气中O2反应生成红棕色气体NO2,故B正确;
C. 向淀粉KI溶液中滴入3滴稀盐酸,再加入10%的H2O2溶液,H2O2和I-发生反应,化学方程式:2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,所以酸性条件下,H2O2氧化性强于I2,故C正确;
D. 检验氨气用湿润的红色石蕊试纸,试纸变蓝,故D错误;
故答案为:D。
【点睛】易误选B,忽略NO和空气中O2反应生成红棕色气体NO2。
19.利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的流程如下:
下列说法错误的是( )
A. 向大气中排放SO2可能导致酸雨发生
B. 中和器中发生反应的离子方程式为HSO3-+OH-= SO32-+H2O
C. 检验Na2SO3成品中是否含Na2SO4,可选用稀盐酸和Ba(NO3)2溶液
D. 进入离心机的分散系是悬浊液
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸雨产生的主要原因是SO2和氮氧化物的排放,所以向大气中排放SO2可能导致酸雨发生,故A正确;
B. 吸收塔中发生的反应为CO32-+2SO2+H2O=CO2+2HSO3-,所以中和器中的主要作用是将HSO3-转化为SO32-,HSO3-和OH-发生反应,离子方程式为:HSO3-+OH- = SO32-+H2O,故B正确;
C. Ba(NO3)2电离出NO3-,NO3-在酸性条件下会将SO32-氧化为SO42-,不能检验出Na2SO3成品中是否含Na2SO4
,故C错误;
D. 从中和器中出来的是含有晶体颗粒的溶液,是悬浊液,故D正确;
故答案为:C。
【点睛】检验SO42-,注意用稀盐酸和氯化钡溶液,稀盐酸和Ba(NO3)2溶液相当于溶液中有了硝酸,会把SO32-氧化为SO42-,干扰检验。
20.将SO2通入BaCl2溶液至饱和的过程中,始终未观察到溶液中出现浑浊,若再通入另一种气体A,则产生白色沉淀。制备气体A的试剂不能是
A. 大理石和稀盐酸
B. NaOH和NH4Cl
C. Cu和浓硝酸
D. MnO2和浓盐酸
【答案】A
【解析】
【分析】
由强酸制弱酸的原理可知,SO2与BaCl2溶液不反应,不可能生成BaSO3沉淀,通入另一种气体产生白色沉淀,应有两种情况,一是溶液中有较多的SO32-离子,或发生氧化还原反应生成SO42-离子,否则不生成沉淀。
【详解】A项、大理石和稀盐酸制得二氧化碳气体,二氧化碳和二氧化硫与氯化钡均不反应,不会产生沉淀物,故A符合题意;
B项、NaOH和NH4Cl共热反应生成氨气,通入氨气溶液呈碱性,溶液中生成大量的SO32-离子,生成沉淀BaSO3,故B不符合题意;
C项、Cu和浓硝酸生成二氧化氮气体,NO2与水反应生成具有氧化性的硝酸,在溶液中将SO2氧化为SO42-离子,生成沉淀BaSO4,故C不符合题意;
D项、MnO2和浓盐酸共热反应生成氯气,Cl2具有氧化性,在溶液中将SO2氧化为SO42-离子,生成沉淀BaSO4,故D不符合题意;
故选A。
【点睛】本题考查二氧化硫的化学性质,注意二氧化硫的酸性和还原性的分析是解答关键。
21.一定量的铁与一定量的浓HNO3在加热条件下恰好完全反应,得到硝酸铁溶液和NO2 、N2O4 、NO的混合气体,这些气体与6.72 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铁溶液中加入2 mol·L-1 的NaOH 溶液至Fe3+恰好沉淀,则消耗NaOH 溶液的体积是( )
A. 600 mL B. 300 mL C. 240 mL D. 180 mL
【答案】A
【解析】
【分析】
根据电子守恒和电荷守恒计算,金属失去电子数等于氧气得到电子数(可以认为硝酸起到转移电子的作用),金属失去多少电子带多少单位正电荷,在溶液中需结合相同数目的硝酸根离子,最终生成硝酸钠,则n(NaOH)= n(NaNO3) =n(e-)进行解答。
【详解】根据电子守恒和电荷守恒计算,金属失去电子数等于氧气得到电子数(可以认为硝酸起到转移电子的作用),金属失去多少电子带多少单位正电荷,在溶液中需结合相同数目的硝酸根离子,最终生成硝酸钠, 则n(NaOH)= n(NaNO3) =n(e-),标准状况下6.72L O2的物质的量为, n(NaOH)= n(NaNO3) =n(e-)=0.3mol×4=1.2mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为,故答案为:A。
第Ⅱ卷 (非选择题)
二、非选择题(本大题包括4个小题,除标注外)
22.富铁铝土矿(主要含有A12O3、Fe2O3、FeO和SiO2)可用于制备净水剂明矾KAl(SO4)2·12H2O和补血剂FeSO4·7H2O。工艺流程如下(部分操作和产物略去):
(1)操作1的需要用到的玻璃仪器______________________。
(2)反应①②③④中是氧化还原反应的是_________(填写编号)。
(3)综合考虑,金属X最好选择__________,写出该反应离子方方程式_________________________。
(4)反应①的离子方程式是___________________、___________________________。
(5)溶液D中含有的金属阳离子是_______,检验方法是_______________________________。
【答案】 (1). 普通漏斗、玻璃棒、烧杯 (2). ④ (3). Fe (4). Fe+2Fe3+ = 3Fe2+ (5). SiO2+2OH- = SiO32-+H2O (6). Al2O3+2OH- = 2AlO2-+H2O (7). Fe2+ (8). 取少量溶液D于试管中,滴入硫氰化钾溶液,无现象,再滴入几滴氯水,若变红,证明含有Fe2+ 。(或加氢氧化钠溶液,观察到生成沉淀的颜色由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,证明含有Fe2+。)
【解析】
【分析】
富铁铝土矿中A12O3、SiO2与KOH溶液反应生成偏铝酸钾和硅酸钾,过滤分离为固体Fe2O3、FeO和偏铝酸钾、硅酸钾的混合溶液;溶液中加入硫酸后过滤得到硅酸的胶状沉淀和硫酸铝、硫酸钾的混合溶液,硫酸铝、硫酸钾的混合溶液蒸发浓缩、降温结晶得到明矾晶体;固体Fe2O3、FeO与硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,向其中加入过量的铁粉,硫酸铁反应全部生成硫酸亚铁,过滤掉过量的铁,蒸发浓缩、冷却结晶,生成补血剂FeSO4·7H2O。
【详解】⑴ 操作1为过滤,所以需要的仪器为普通漏斗、玻璃棒和烧杯,故答案为:普通漏斗、玻璃棒和烧杯;
⑵ ④的反应是铁还原Fe3+,发生的离子反应方程式:2Fe3++Fe= 3Fe2+,其余①②③均为复分解反应,故答案为:④;
⑶ 由于不能引入其他的杂质离子,所以金属X最好选择Fe,发生的离子反应方程式:2Fe3++Fe= 3Fe2+,故答案为:Fe,2Fe3++Fe= 3Fe2+;
⑷ 富铁铝土矿中A12O3、SiO2与KOH溶液反应,离子反应方程式为Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O,SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O;故答案为:Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O,SiO2 + 2OH- = SiO32- + H2O;
⑸ 溶液D中含有的金属阳离子是Fe2+,利用Fe2+的还原性检验Fe2+(或利用Fe2+与碱的反应检验),具体操作是取少量溶液D于试管中,滴入硫氰化钾溶液,无现象;再滴入几滴氯水,若变红,证明含有Fe2+(或加氢氧化钠溶液,观察到生成沉淀的颜色由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,证明含有Fe2+);故答案为:取少量溶液D于试管中,滴入硫氰化钾溶液,无现象,再滴入几滴氯水,若变红,证明含有Fe2+(或加氢氧化钠溶液,观察到生成沉淀的颜色由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,证明含有Fe2+)。
23.A、B、C、D、E、F是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素,A元素的原子核内只有1个质子;B元素的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;C元素原子的最外层电子数比次外层多4;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C;C、E同主族。
(1)B在周期表中的位置______________________________________________
(2)F元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为___________________________________。
(3)元素C、D、E形成的简单离子半径由小到大的顺序________________________(用离子符号表示)。
(4)用电子式表示化合物D2C的形成过程:__________________________________________________。
C、D还可形成化合物D2C2,D2C2中含有的化学键是_________________________________________。
(5)C、E的氢化物,沸点由高到低顺序是:_______________________________。
(6)写出碳单质与E的最高价氧化物对应水化物浓溶液反应的化学方程式,并用单线桥标明电子的转移方向_______________。当转移电子为0.2mol时,标准状况下反应产生气体_______________L。
(7)已知E单质和F单质的水溶液反应会生成两种强酸,其离子方程式为_________________。
【答案】 (1). 第二周期第ⅤA族 (2). HClO4 (3). r(Na+) <r(O2-)< r(S2-)或Na+ <O2-<S2- (4). (5). 离子键、共价键(或非极性键) (6). H2O>H2S (7). (8). 3.36 (9). S+3Cl2+4H2O = 8H++6Cl-+SO42-
【解析】
【分析】
A元素的原子核内只有一个质子,由此可知A为H;根据 B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3 ,可知B的最高价为+5价,是VA,再根据B元素的原子半径是其所在主族中最小的,得出B为N;根据C元素原子的最外层电子数比次外层电子数多4,得出C为O;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C,可知D的阳离子为+1价阳离子,所以D为Na;C、E同主族,且E为短周期元素,得出E为S,F是短周期元素排在S元素后面的主族元素,F只能为Cl。综上可知A为H、B为N、C为O、D为Na,E为S,F为Cl。据此回答。
【详解】(1)B为氮元素,N位于周期表第二周期第VA族,故答案为:第二周期,VA;
(2)F为Cl元素,Cl元素最高价氧化物的水化物是HClO4,故答案为:HClO4;
(3)元素C、D、E形成的简单离子分别为O2-、Na+、S2-,电子层数多的离子半径较大,核外电子排布相同的微粒,其离子半径随原子序数的增大而减小,所以半径由小到大为r(Na+) <r(O2-)< r(S2-),故答案为:r(Na+) <r(O2-)< r(S2-);
(4)D2C是Na2O,用电子式表示形成过程为,故答案为:;D2C2为Na2O2,其中含有的化学键为离子键、共价键,故答案为:离子键、共价键;
(5)C、E的氢化物分别为H2O、H2S,由于H2O分子之间存在氢键,导致沸点要更高,所以沸点H2O>H2S,故答案为:H2O>H2S;
(6)C与浓硫酸反应方程式为:C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O,用“单线桥”标电子转移,当转移4mole-时生成气体SO2 2mol和CO2 1mol,共3mol,标准状况下体积为67.2L,当转移0.2mol电子时,气体体积为,故答案为:;3.36L;
(7)S和氯水反应的化学方程式为3Cl2+S+ 4H2O=6HCl+H2SO4,所以离子方程式为S+3Cl2+4H2O = 8H++6Cl-+SO42-,故答案为:S+3Cl2+4H2O = 8H++6Cl-+SO42-。
【点睛】本题考查元素推断,注意正确推断元素的种类为解答该题的关键,根据主族元素最高正化合价等于它的族序数,B的最高价为+5价,是VA,再根据同主族元素原子半径是从上到下依次增大,得出B为N;比较简单氢化物的沸点时注意水分子间存在氢键,使沸点升高。
24.Ⅰ(1)图是等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末分别与足量的盐酸发生反应时的情景,产生CO2气体的体积较多的试管中加入的固体试剂是_______________,当反应结束时,A、B两试管中消耗的盐酸中HCl的质量之比为______________。
(2)实验过程中我们还能感受到Na2CO3与盐酸反应时是放热反应,而NaHCO3与盐酸反应时表现为吸热。在A、B两试管的反应过程中,反应体系的能量变化的总趋势A对应于右下图____________。(填“m”或“n”)
(3) 在火箭点火时,肼(N2H4)与四氧化二氮发生反应,产生两种广泛存在的无毒无害的物质,写出该反应的化学方程式 _____________________________________________。
Ⅱ某种燃料电池的工作原理示意图如图所示,a、b均为惰性电极。
(1)使用时,空气从________(填“A”或“B”)口通入。
(2)假设使用的“燃料”是甲醇(CH3OH),总反应式为2CH3OH+4OH-+3O2= 2CO32-+6H2O,则A口加入的物质为______________(填名称)。
(3)a极反应式为_________________________________________________。
(4)当电路中通过0.3 mol电子时,消耗甲醇的质量为_____________g。
【答案】 (1). NaHCO3 (2). 53:84 (3). n (4). 2N2H4+N2O4 = 3N2+4H2O (5). B (6). 甲醇 (7). CH3OH-6e-+8 OH-= CO32-+6 H2O (8). 1.6
【解析】
【详解】Ⅰ
⑴ 等质量的Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为,即NaHCO3的物质的量多,因此与足量盐酸反应时NaHCO3产生的气体要多,故A中的固体是NaHCO3,等质量的NaHCO3与Na2CO3消耗HCl的质量之比为,故答案为:NaHCO3;53:84;
⑵ NaHCO3与盐酸反应时表现为吸热,说明反应物的总能量小于生成物的总能量,即A对应n图像,故答案为:n;
⑶肼(N2H4)与四氧化二氮发生反应,产生两种广泛存在的无毒无害的物质,即反应生成氮气和水,反应的方程式为2N2H4 + N2O4 = 3N2 + 4H2O;
Ⅱ
⑴ 由电子移动方向可知a为负极,发生氧化反应,应通入燃料,b为正极,发生还原反应,应从B口通入空气,故答案为:B;
⑵ 由电子移动方向可知a负极,发生氧化反应,应通入燃料甲醇,故答案为:甲醇;
⑶ a为负极,发生氧化反应,甲醇失去电子,电极反应式为:CH3OH - 6e- + 8OH- = CO32- + 6H2O,故答案为:CH3OH - 6e- + 8OH- = CO32- + 6H2O;
⑷ 根据电极反应式CH3OH - 6e- + 8OH- = CO32- + 6H2O可知,当转移6mol电子时消耗甲醇为1mol,即32g,所以当转移0.3mol电子时消耗的甲醇为,故答案为:1.6。
【点睛】本题易错点是第一空和第二空,注意第一空的问题是:等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末分别与足量的盐酸发生反应,产生CO2气体的体积较多的试管中加入的固体试剂是什么,通过计算并结合现象可推知A、B两试管中分别为NaHCO3、Na2CO3粉末,而第二空的问题是当反应结束时,A、B两试管中消耗的盐酸中HCl的质量之比为多少,千万不要把比例写反。
25.已知8NH3+3Cl26NH4Cl+N2
,为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮,设计了一套实验装置(部分夹持装置已略去):
(1)写出E中反应的化学方程式_____。
(2)B中出现黄色浑浊现象,产生此现象的离子方程式______________。
(3)D中干燥管中出现的现象是_______________。
(4)有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮,需要在C之前加装洗气装置,请指出洗气装置盛装试剂______。
(5)通入D装置的两根导管左边较短、右边较长,目的是________________________
【答案】 (1). 2 NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2 (2). S2-+Cl2==S↓+2Cl- (3). 产生大量白烟 (4). 饱和食盐水 (5). 使密度大的氯气和密度小的氨气均匀混合
【解析】
【分析】
装置A制取氯气,B装置为验证非金属元素氯的氧化性强于硫,B中出现黄色浑浊现象,说明有S沉淀生成,氯气的氧化性大于S的氧化性;浓盐酸易挥发,经过浓硫酸干燥的氯气中仍混有少量氯化氢气体,因此需要在C之前加装洗气装置,为该实验装置设计缺陷;盛放氢氧化钠的烧杯吸收尾气,装置E生成氨气,装置D氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢,生成的氯化氢和氨气结合生成氯化铵,会冒白烟,可以验证非金属元素氯的氧化性强于氮,据此分析解答。
【详解】(1)装置E中氯化铵和氢氧化钙固体加热反应生成氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaCl2;故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaCl2;
(2)反应制备的氯气通入B之后,B中出现黄色浑浊现象,说明氯气把硫化钠溶液中的硫离子氧化为S单质,离子方程式为Cl2+S2-=S↓+2Cl-,故答案为:Cl2+S2-=S↓+2Cl-;
(3)E装置是制备氨气,氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢,生成的氯化氢和氨气结合生成氯化铵,从而冒白烟,因此D中干燥管中可以看到大量白烟,故答案为:产生大量白烟;
(4)浓盐酸易挥发,所以生成氯气中含有氯化氢气体,氯化氢也能直接和氨气结合冒白烟,所以需要在C之前连接盛有饱和食盐水的装置以除去氯化氢气体,故答案为:饱和食盐水;
(5)氯气的密度大于空气,氨气的密度小于空气,为了能够使两种气体充分接触反应,通入D装置的两根导管左边较短、右边较长,故答案为:使密度大的氯气和密度小的氨气均匀混合。