近三年高考化学真题分类汇编:卤族与氮族及其应用

近三年高考化学真题分类汇编:卤族与氮族及其应用
一、选择题
1.(2023·新课标卷)根据实验操作及现象,下列结论中正确的是
选项 实验操作及现象 结论
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
取一定量样品,溶解后加入溶液,产生白色沉淀。加入浓,仍有沉淀 此样品中含有
将银和溶液与铜和溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝 的金属性比强
向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;苯酚的性质及用途;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.常温下,铁片与浓硝酸会发生钝化,导致现象不明显,稀硝酸与铁会产生气泡,所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱,A错误;
B.浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根,也会产生白色沉淀,所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根,B错误;
C.在形成原电池过程中,活泼金属做负极,发生氧化反应,生成了铜离子,溶液变为蓝色,所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱,C正确;
D.溴水和苯发生萃取,从而使溴水褪色,不是发生加成反应,D项错误;
故答案为:C。
【分析】易错分析:B.进行硫酸根或者亚硫酸根检验时,不能用硝酸酸化,一般用盐酸酸化。
C.一般原电池负极活泼型大于正极,可以进行金属活泼性判断。
2.(2023·浙江1月选考)下列关于元素及其化合物的性质说法错误的是
A.和乙醇反应可生成
B.工业上煅烧黄铁矿生产
C.工业上用氨的催化氧化制备
D.常温下铁与浓硝酸反应可制备
【答案】D
【知识点】含氮物质的综合应用;钠的化学性质;铁的化学性质
【解析】【解答】A.乙醇分子中含有羟基,可以和金属钠反应生成乙醇钠和氢气,A不符合题意;
B.黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁,B不符合题意;
C.氨气催化氧化生成NO和水,C不符合题意;
D.常温下铁与浓硝酸会发生钝化,不能制备二氧化氮,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.乙醇和金属钠反应生成乙醇钠和氢气;
B.黄铁矿煅烧生成二氧化硫;
C.氨气催化氧化生成NO和水;
D.常温下铁与浓硝酸发生钝化。
3.(2022·江苏)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是(  )
A.自然固氮、人工固氮都是将转化为
B.侯氏制碱法以、、、为原料制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【答案】A
【知识点】含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A.自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2会转化为NO,A符合题意;
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B不符合题意;
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3,C不符合题意;
D.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间可相互转化,从而实现了自然界的“氮循环”,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl;
C.氨气与氧气在催化条件下发生反应生成一氧化氮,一氧化氮可生成二氧化氮,二氧化氮和水、氧气反应生成硝酸;
D.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间可相互转化。
4.(2022·重庆市)下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是(  )
A.装置甲气体干燥 B.装置乙固液分离
C.装置丙Cl2制备 D.装置丁pH测试
【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法;浓硫酸的性质;过滤
【解析】【解答】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,则装置甲可用于干燥反应生成的氢气,故A符合题意;
B.过滤时需要用玻璃棒引流,装置乙固液分离的过滤操作中缺少玻璃棒引流,故B不符合题意;
C.二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热,装置丙中缺少酒精灯加热,不能用于制备氯气,故C不符合题意;
D. 用pH试纸测定溶液的pH时,在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,不能将pH试纸插入溶液中,装置丁不能用于pH测试,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,可以干燥氢气;
B.过滤时需要用玻璃棒引流;
C.二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
D.用pH试纸测定溶液的pH的操作方法为:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH。
5.(2022·天津市)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是(  )
A.甲是空气中体积分数最大的成分
B.乙是引起温室效应的气体之一
C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生
D.反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A.由分析可知,甲是氮气,空气的成分按体积计算,大约是氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体和杂质0.03%,氮气是空气中体积分数最大的成分,故A不符合题意;
B.乙是二氧化碳,则乙是引起温室效应的气体之一,故B不符合题意;
C.由于氮气含有氮氮三键,因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生,在高温或放电条件下发生,故C符合题意;
D.一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳,一氧化氮中氮化合价降低,因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】甲和氧气反应生成NO,则甲为氮气,NO和CO反应生成氮气和二氧化碳,则乙为二氧化碳。
6.(2022·河北)下列图示装置不能达到实验目的的是(  )
A.装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2 B.装置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C.装置丙验证铁的吸氧腐蚀 D.装置丁实验室制备少量NH3
【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;氨的实验室制法;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.四氯化碳和水不互溶,溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,则装置甲能达到用用四氯化碳萃取溴水中溴的实验目的,故A不符合题意;
B.HCl易溶于水,饱和食盐水能抑制氯气溶解,浓硫酸具有吸水性,因此盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶能除去氯化氢气体,盛有的浓硫酸的洗气瓶能干燥氯气,则装置乙能达到除去氯气中的氯化氢气体并干燥的实验目的,故B不符合题意;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀,铁丝网在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀会使试管内气体的物质的量减小,气体压强减小,红墨水会进入导气管中形成一段液柱,则装置丙能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的,故C不符合题意;
D.由图可知,装置丁的向下排空气法收集氨气的试管中没有排出气体的出口,则装置丁不能达到实验室制备少量氨气的实验目的,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且水与四氯化碳互不相溶;
B.饱和氯化钠溶液能抑制氯气溶解,HCl易溶于氯化钠溶液,浓硫酸具有吸水性;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀。
7.(2022·北京市)已知:。下列说法错误的是(  )
A.分子的共价键是键,分子的共价键是键
B.燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
【答案】A
【知识点】化学键;氯气的化学性质;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的,称为s-s σ键,Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的,称为p-p σ键,故A符合题意;
B.HCl极易溶于水,遇到空气中的水蒸气后形成盐酸小液滴,盐酸小液滴呈雾状,故B不符合题意;
C.浓氨水易挥发,挥发的氨气和HCl发生反应NH3+HCl=NH4Cl,生成的NH4Cl为固体小颗粒,白烟,故C不符合题意;
D.与的反应是能够自发进行的氧化还原反应,可通过原电池将与反应的化学能转化为电能,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的,为p-p σ键;
B.HCl遇空气中的水蒸气形成盐酸小液滴;
C.氨气与盐酸反应生成氯化铵;
D.能自发进行的氧化还原反应能设计成原电池。
8.(2022·浙江6月选考)下列说法正确的是(  )
A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C.浓硝酸与铁在常温下不反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用
【答案】D
【知识点】工业制取硫酸;氧化还原反应;硝酸的化学性质;金属冶炼的一般原理
【解析】【解答】A.工业上通过电解熔融的无水氯化镁制取金属镁,A不符合题意;
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫,二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫,B不符合题意;
C.常温下铁与浓硝酸钝化,不是不反应,C不符合题意;
D.“洁厕灵”和“84消毒液”混用会发生归中反应生成有毒的氯气,不仅达不到各自预期的作用效果,还会污染环境,危害人体健康,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.工业上通过电解熔融的氯化镁制取金属镁;
B.煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫;
C.常温下铁与浓硝酸钝化,不是不反应。
9.(2021·辽宁)下列说法正确的是(  )
A. (标准状况)与水充分反应转移 电子
B. 和 均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D. 与 溶液反应:
【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;二氧化硫的性质;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应,故 (标准状况)与水充分反应转移电子数目小于 ,A不符合题意;
B.根据反应:SO3+H2O=H2SO4,Cu+Cl2 CuCl2,故 和 均可通过化合反应得到,B符合题意;
C.将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C不符合题意;
D.由于ClO-具有强氧化性,SO2具有强还原性,故 与 溶液反应: ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】
A.与水反应并不充分;
B.两者均可化合得到;
C.浓硫酸不易挥发,无法反应;
D.会发生氧化还原反应,化合价会变化。
10.(2021·海南)关于 性质的解释合理的是(  )
选项 性质 解释
A 比 容易液化 分子间的范德华力更大
B 熔点高于 键的键能比 大
C 能与 以配位键结合 中氮原子有孤电子对
D 氨水中存在 是离子化合物
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】氨的性质及用途
【解析】【解答】A. 和 都属于同一主族是氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气中含有氢键, PH3不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点升高,故A不符合题意;
B. 熔点高于 ,是因为氨气中含有氢键,氢键的存在导致氨气的熔点升高,不是 键的键能比 大,故B不符合题意;
C. 中氮原子有孤电子对,使 和 以配位键结合形成[Ag(NH3)2]+,故C符合题意;
D. 是共价化合物,是弱碱,在水溶液中部分电离出 和OH-,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】
A.主要是氨气中存在氢键;
B.氨气中存在氢键;
C.氨气中氮原子含孤对电子,可以与银离子构成配位离子;
D.氨水是共价化合物,但其是弱碱,可存在部分电离。
11.(2021·山东)下列由实验现象所得结论错误的是(  )
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明HSO 具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
【答案】C
【知识点】含氮物质的综合应用;含硫物质的性质及综合应用;铁的氧化物和氢氧化物;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.根据题意写出离子方程式:HSO3-+2H2S+H+=3S↓+3H2O,反应过程中亚硫酸钠的元素化合价由+4价降低为0价,发生了还原反应,起的是氧化性,故A不符合题意
B.酸性高锰酸钾具有氧化性,可与被具有还原性的物质还原,通过颜色的变化可以证明发生反应,故B不符合题意
C.硝酸和碳木炭反应,体现出氧化性,氮元素的化合价降低,可能是一氧化氮或者是二氧化氮,而一氧化氮与空气接触迅速变为二氧化氮,无法确定产物一定是二氧化氮,故C符合题意
D.先变红,说明此时溶液显碱性,证明次氯酸钠溶液发生可水解,后来褪色是因此水解得到了具有漂白性的次氯酸,后来褪色,故D不符合题意
故答案是:C
【分析】A.标出化学价进行判断即可
B.通过紫色褪去,可说明发生氧化还原反应
C.随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸,会产生一氧化氮,与氧气反应,产生红棕色的二氧化氮
D.次氯酸具有氧化性且是弱酸,且强碱弱酸盐水解呈碱性
12.(2021·广东)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(  )
选项 生产活动 化学原理
A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成 和
B 利用海水制取溴和镁单质 可被氧化、 可被还原
C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与 反应
D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2,能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
13.(2021·广东)劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是(  )
选项 劳动项目 化学知识
A 社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒 含氯消毒剂具有氧化性
B 学农活动:用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含 、 、 等元素
C 家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢 乙酸可由乙醇氧化制备
D 自主探究:以油脂为原料制肥皂 油脂可发生皂化反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;乙酸的化学性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.84消毒液的主要成分为NaClO,NaClO具有氧化性,可用于杀菌消毒,A不符合题意;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K等营养元素,可用于制肥料,B不符合题意;
C.白醋的成分为CH3COOH,水垢的成分为CaCO3、Mg(OH)2,CH3COOH能与CaCO3、Mg(OH)2反应,因此可用白醋除去水壶中的水垢,白醋除水垢与乙酸由乙醇氧化制备无关,C符合题意;
D.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,可与碱性溶液发生水解,称为皂化反应,可用于制取肥皂,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.84消毒液的主要成分为NaClO;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K营养元素;
C.白醋的主要成分为醋酸,水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2;
D.油脂的皂化反应可制得肥皂;
14.(2021·广东)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是(  )
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备
B 将密闭烧瓶中的 降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入 溶液中,加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束,将剩余 固体放回原试剂瓶 节约试剂
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】化学平衡移动原理;硝酸的化学性质;化学试剂的存放;分液和萃取
【解析】【解答】A.铜与浓硝酸反应生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,A不符合题意;
B.烧瓶中发生反应2NO2(g)=N2O4(g),其中NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,通过观察降温后烧瓶内气体颜色的变化,结合温度对平衡移动的影响可得出结论,B符合题意;
C.溴水中的Br2能将I-氧化成I2,由于乙醇能与水互溶,因此不能用乙醇作萃取剂,C不符合题意;
D.实验用剩的药品NaCl不能直接放回原试剂瓶内,防止瓶内试剂被污染,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.铜与浓硝酸反应生成NO2;
B.NO2可发生自聚反应2NO2(g) N2O4(g),其中N2O4为无色气体;
C.乙醇能与水互溶,不做萃取剂;
D.NaCl不能直接放回原试剂瓶;
15.(2021·全国甲)实验室制备下列气体的方法可行的是(  )
  气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】氨的实验室制法;硝酸的化学性质;浓硫酸的性质;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.氯化铵不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨气,A不符合题意;
B.将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象,不能用于制备二氧化氮,B不符合题意;
C.硫化氢为还原性气体,浓硫酸具有强氧化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体,因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,C不符合题意;
D.实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.实验室制氨气一般用氢氧化钙和氯化铵加热制备;
B.铝片遇浓硝酸会发生钝化;
C.根据氧化还原反应分析;
D.实验室可以用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制备氧气;
16.(2021·湖南)下列实验设计不能达到实验目的的是(  )
  实验目的 实验设计
A 检验溶液中 是否被氧化 取少量待测液,滴加 溶液,观察溶液颜色变化
B 净化实验室制备的 气体依次通过盛有饱和 溶液、浓 的洗气瓶
C 测定 溶液的pH 将待测液滴在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对照
D 工业酒精制备无水乙醇 工业酒精中加生石灰,蒸馏
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】测定溶液pH的方法;氯气的实验室制法;二价铁离子和三价铁离子的检验;乙醇的工业制法
【解析】【解答】A.若Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+能与SCN-生成Fe(SCN)3,溶液变成血红色,通过颜色的改变说明含有铁离子说明亚铁离子被氧化,故A不符合题意;
B.实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气,先用饱和食盐水除去混有的氯化氢同时降低氯气的溶解,再通过浓硫酸的洗气瓶干燥,能达到实验目的,故B不符合题意;
C.用pH试纸测定NaOH溶液的pH不能润湿pH试纸,否则会因浓度减小,而影响测定结果,测量溶液pH时需要用的是干燥的试纸,将其放在玻璃板上,用玻璃棒蘸取待测液滴入到试纸上,半分后与标准比色卡进行对比,故C符合题意;
D.制取无水酒精时,通常把工业酒精跟新制的生石灰混合将水消耗,提高沸点的差异,利用加热蒸馏,将乙醇蒸出,能达到实验目的,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.利用硫氰化钾溶液遇到铁离子形成血红色的物质
B。浓盐酸具有挥发性,利用饱和食盐水的可以吸收氯化氢同时降低了氯气的溶解,再 用浓硫酸将水蒸气除去
C.不能用湿润的试纸进行测量pH,相当于稀释氢氧化钠溶液,导致测量结果偏低
D.利用水和生石灰反应,同时利用了熔沸点的差异进行蒸馏得到纯净乙醇
17.(2021·湖南)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是(  )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融 制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水
【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A.物质X的作用是使Mg2+转化为Mg(OH)2,工业上常采用CaO,发生CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A不符合题意;
B.Mg是较活泼金属,氧化镁的熔点过高,需要消耗能量过多,工业上常用电解熔融 制备金属镁,B不符合题意;
C.由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C,其中生成物为MgCl2和CO,反应方程式为 ,C不符合题意;
D.“煅烧”后得到MgO,MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液,氯化镁会发生水解产生氢氧化镁和氯化氢,而氯化氢易挥发,因此最终的产物为氢氧化镁不是氯化镁,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.海水中有镁离子将镁离子变为沉淀需要加入碱性物质,氧化钙易制取,且与水反应得到氢氧化钙可以沉降镁离子
B.工业上对于比较活泼的金属一般选择的是电解熔融的离子化合物进行制取,而镁是离子化合物,且熔点不是很高符合电解制取氯化镁的要求
C.根据反应物和产物以及质量守恒即可判断产物,据此写出方程式
D.氯化镁溶液得到氯化镁固体,需要在蒸发时不断的通入氯化氢气体,抑制镁离子的水解
18.(2021·河北)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是(  )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【知识点】氮的固定;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;常见的生活环境的污染及治理
【解析】【解答】A. NO2 是红棕色且有刺激性气味的气体,溶于水形成硝酸,而 SO2 是无色有刺激性气味的气体,溶于水形成亚硫酸最终被氧化为硫酸,均是产生酸雨的主要气体,A不符合题意;
B.汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,PM2.5是粉尘,B不符合题意;
C.植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,最终转化为硝酸盐,C不符合题意;
D.工业废气中的 SO2 可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,先变为亚硫酸钙,继续氧化变为难分解的硫酸钙,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】二氧化硫和二氧化氮均是造成酸雨的主要成分,二氧化硫主要来自煤的燃烧,二氧化氮主要来自汽车尾气或工业废气等,二氧化硫是无色有刺激性气味的气体,二氧化氮是红棕色有刺激性气味的气体。汽车的尾气主要是含氮氧化物和一氧化碳,无二氧化硫,自然界中的固氮是将氮气转化为含氮的肥料,二氧化硫被石灰石转化为难分解的硫酸钙除去
19.(2021·河北)关于非金属含氧酸及其盐的性质,下列说法正确的是(  )
A.浓H2SO4具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B.NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强
C.加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI,说明H3PO4比HI酸性强
D.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO,故稀HNO3氧化性更强
【答案】B
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;硝酸的化学性质;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.蔗糖是含碳有机物,浓硫酸能使蔗糖炭化,体现的是其脱水性,A不符合题意;
B.NaClO在水溶液中会发生水解,离子方程式为: ,pH减小,则酸性增强,氢离子浓度增大,消耗氢氧根离子,会促使平衡向正反应方向移动,生成氧化性更强的HClO, 在酸性条件下氧化能力增强,增强氧化能力,B符合题意;
C.利用的是高沸点酸制备低沸点酸的原理,HI的沸点低,易挥发加热 与浓 混合物发生复分解反应生成 ,与酸性强弱无关,C不符合题意;
D.相同条件下,根据铜与浓硝酸、稀硝酸反应的剧烈程度可知,浓硝酸的氧化性强于稀硝酸的氧化性,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.蔗糖的碳化主要利用了浓硫酸的脱水性
B.次氯酸和氯酸的氧化性强于次氯酸钠和氯酸钾的氧化性,酸性越强氧化性越强
C.考查的是难挥发性酸制取易挥发性酸
D.比较酸性的强弱可以比较相同条件下与同种金属反应的速率即可判断
20.(2021·河北)BiOCl是一种具有珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:
下列说法错误的是(  )
A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度
B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
【答案】D
【知识点】硝酸的化学性质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.硝酸有强氧化性,可与金属铋反应,酸浸工序中分次加入稀 HNO3 ,反应物硝酸的用量减少,速率降低,可降低反应剧烈程度,A不符合题意;
B.金属铋与硝酸反应生成的硝酸铋会发生水解反应生成 ,水解的离子方程式为 ,转化工序中加入稀 溶液 ,使氢离子浓度增大,硝酸铋水解平衡左移,可抑制生成 的产生,B不符合题意;
C.氯化铋水解生成 的离子方程式为 ,水解工序中加入少量 ,醋酸根会结合氢离子生成弱电解质醋酸,使氢离子浓度减小,氯化铋水解平衡右移,促进 水解,C不符合题意;
D.氯化铋水解生成 的离子方程式为 ,水解工序中加入少量硝酸铵,铵根离子水解生成氢离子,使氢离子浓度增大,氯化铋水解平衡左移,不利于生成 ,且部分铋离子与硝酸根、水也会发生反应 ,也不利于生成 ,综上所述,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.硝酸具有很强的氧化性,分批次加入避免大量的接触,避免了反应速率过快
B. BiONO3 产生由于铋离子发生水解,加入酸抑制水解
C.铋离子水解呈酸性,加入醋酸钠结合氢离子形成醋酸是弱酸促进了铋离子的水解
D.铋离子水解呈酸性,铵根离子水解呈酸性抑制铋离子的水解
21.(2021·全国乙卷)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是(  )
A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙: CO32- +CaSO4 =CaCO3 + SO42-
B.过量铁粉加入稀硝酸中:Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O
C.硫酸铝溶液中滴如少量氢氧化钾溶液: Al3+ +4 OH- =AlO2- + 2H2O
D.氯化铜溶液中通入硫化氢: Cu2+ + S2- =CuS ↓
【答案】A
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;硝酸的化学性质;探究铝与酸、碱溶液的反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.硫酸钙微溶,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙,离子方程式为:CO32-+CaSO4=CaCO3+SO42-,A符合题意;
B.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,离子方程式应为:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,B不符合题意;
C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾,离子方程式应为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,C不符合题意;
D.硫化氢为弱电解质,书写离子方程式时不能拆,离子方程式应为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据沉淀的转化分析;
B.Fe过量生成Fe2+;
C.KOH少量生成Al(OH)3;
D.H2S为弱电解质,不能拆;
22.(2021·浙江)下列说法错误的是(  )
A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B.通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C.生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D.工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
【答案】D
【知识点】工业制取硝酸;海水资源及其综合利用;玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃,如氧化亚铜分散在玻璃中可以得到红色的玻璃,三氧化二钴分散在玻璃中可以得到蓝色的玻璃,A说法不符合题意;
B.溴虽然被称为“海洋元素”,但是其在海水中的浓度太小,直接以海水为原料提取溴的成本太高,而海水提取粗食盐后的母液属于浓缩的海水,其中溴化物的浓度较高,因此,通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴,B说法不符合题意;
C.某种能耐受铜盐毒性的细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,从而把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐,因此,其可用于生物炼铜,C说法不符合题意;
D.工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔,D说法符合题意。
故答案为:D。
【分析】工业上制取硝酸用的是氨气催化氧化最终得到一氧化氮继续氧化变为二氧化氮与水反应变为硝酸,一氧化氮继续被氧化继续发生反应最终得到硝酸。工业制备硝酸的主要设备为氧化炉(转化器)、热交换器和吸收塔。
二、非选择题
23.(2023·浙江1月选考)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(1)X的组成元素是   ,X的化学式是   。
(2)写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式   。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式   。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子   。
【答案】(1);
(2)
(3)
(4)用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有
【知识点】铵离子检验;无机物的推断;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)由分析可知,X由Ca、Cl、O元素组成,X的化学式为,故答案为:;;
(2)由图可知,B→C发生的反应为高氯酸钠溶液与氢碘酸反应生成氯化钠、碘和水,反应的化学反应方程式为,故答案为:;
(3)由图可知,生成白色固体H的反应为氯化二氨合银与硝酸溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸铵,反应的离子方程式为,故答案为:;
(4)由图可知,溶液Ⅰ为硝酸和硝酸铵的混合溶液,则检验溶液中氢离子铵根离子的操作为用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有,故答案为:用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有。
【分析】X和足量Na2CO3反应生成白色固体A和无水溶液B,白色固体A为碳酸钙或碳酸钡;无水溶液B中含有剩余的Na2CO3和其它可溶性钠盐,B加入足量HI生成棕黄色溶液C,说明HI被B中溶质氧化生成I2,则C中含有I2和过量的HI、钠盐;C多次萃取得到水溶液D中含有HI、钠盐,D中加入足量AgNO3溶液得到浅黄色固体E和无水溶液F,E和足量氨水反应生成无色溶液G和黄色固体AgI,G为银氨溶液,G和足量稀硝酸反应生成白色固体H,H为AgCl,无色溶液I中含有HNO3和NH4Cl;淡黄色固体E为AgI和AgCl,无色溶液D中含有I-、Cl-,无色溶液F中含有剩余的AgNO3和钠盐,AgCl的物质的量为0.01mol,白色固体A用0.0250molHCl溶解后,多余的酸用0.0150molNaOH恰好中和,化合物X中含有金属元素的物质的量为0.005mol,X含有三种元素,则X为含氧酸盐,所以一定含有氧元素;如果化合物X中含有Ba元素,白色固体的质量为0.005mol×197g/mol=0.985g>0.500g,则X中含有Ca元素,其中n(O)=0.04mol,X中Ca、Cl、O数目之比为0.005mol:0.01mol:0.04mol=1:2:8,化学式为。
24.(2022·北京市)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ii.浓碱条件下,可被OH-还原为。
iii.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
II 5%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
III 40%NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是   。
(2)通入Cl2前,II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为   。
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是   。
(4)根据资料ii,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因   ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为   ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被   (填“化学式”)氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是   。
④从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因   。
【答案】(1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;4+4OH-=4+O2↑+2H2O;Cl2;3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O;III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧离子还原锰酸根离子的速率,因而不能实验III未得到绿色溶液
【知识点】氧化还原反应;氯气的实验室制法;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由分析可知,B中试剂是饱和NaCl溶液,用于吸收Cl2中的HCl杂质;
(2)通入Cl2前,II、III中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为:2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O;
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是:Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强;
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
②取III中放置后的1mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,可被OH-还原为,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为:4+4OH-=4+O2↑+2H2O;
溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被Cl2氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液碱性减弱,溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为,反应的离子方程式为3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O;
④III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧离子还原锰酸根离子的速率,导致不能实验III未得到绿色溶液。
【分析】装置A中HCl与KMnO4发生反应生成Cl2,盐酸易挥发,生成的氯气中含有HCl杂质,装置B中用饱和食盐水除去HCl,装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D是尾气处理装置,目的是除去多余Cl2,防止造成大气污染。
25.(2022·海南)磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氢气制备,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为   。
(2)现有浓质量分数为85%,密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的溶液,则需浓   mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为   。实验过程中,当出现   现象时,应及时关闭,打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通,即可制得溶液。若继续通入,当时,溶液中、   和   (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用   作指示剂,当溶液颜色由   变为时,停止通。
【答案】(1)
(2)11.5
(3)平衡气压防倒吸;倒吸
(4);
(5)酚酞;无
【知识点】氨的实验室制法;指示剂;制备实验方案的设计;物质的量浓度
【解析】【解答】本实验的实验目的为制备磷酸二氢铵[(NH4)2HPO4],实验原理为2NH3+H3PO4=[(NH4)2HPO4],结合相关实验基础知识分析解答问题。
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)根据可知,浓H3PO4的浓度,溶液稀释前后溶质的物质的量不变,因此配制100mL 1.7mol/L的H3PO4溶液,需要浓H3PO4的体积V=;
(3)NH3极易溶于水,打开活塞K2以平衡气压,可防止发生倒吸,所以实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2;
(4)继续通入NH3,(NH4)2HPO4反应生成(NH4)3PO4,当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加;
(5)当pH为8.0~9.0时,可制得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4溶液显碱性,因此若不选用pH传感器,还可以选用酚酞作指示剂,当溶液颜色由无色变为浅红时,停止通入NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。
【分析】(1)加热氯化铵和氢氧化钙生成氯化铵、氨气和水;
(2)根据和c稀释前×V稀释前=c稀释后×V稀释后计算;
(3)氨气极易溶于水,K2可平衡气压,防止发生倒吸;
(4)当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加;
(5)(NH4)2HPO4溶液显碱性,可以选用酚酞作指示剂;碱性溶液能遇酚酞变红。
26.(2021·辽宁) 磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在 氛围中进行):
①称取 ,配成 溶液,转移至恒压滴液漏斗中。
②向三颈烧瓶中加入 溶液。
③持续磁力搅拌,将 溶液以 的速度全部滴入三颈烧瓶中,100℃下回流3h。
④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在 干燥。
⑤管式炉内焙烧2h,得产品3.24g。
部分装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是   ;使用恒压滴液漏斗的原因是   。
(2)实验室制取 有多种方法,请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论,结合下列供选试剂和装置,选出一种可行的方法,化学方程式为   ,对应的装置为   (填标号)。
可供选择的试剂: 、 、 、 、饱和 、饱和
可供选择的发生装置(净化装置略去):
(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和 ,离子方程式为   。
(4)为保证产品性能,需使其粒径适中、结晶度良好,可采取的措施有_______。
A.采用适宜的滴液速度
B.用盐酸代替KOH溶液,抑制 水解
C.在空气氛围中制备
D.选择适宜的焙烧温度
(5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为   ;使用乙醇洗涤的目的是   。
(6)该实验所得磁性材料的产率为   (保留3位有效数字)。
【答案】(1)(球形)冷凝管;平衡气压,便于液体顺利流下
(2) (或 );A(或B)
(3)
(4)A;D
(5)稀硝酸和硝酸银溶液;除去晶体表面水分,便于快速干燥
(6)90.0%
【知识点】化学反应速率的影响因素;氮气的化学性质;常用仪器及其使用;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据仪器的构造与用途可知,仪器a的名称是(球形)冷凝管;恒压滴液漏斗在使用过程中可保持气压平衡,使液体顺利流下。
(2)实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化,常见的可以是将氨气通入灼热的氧化铜中反应,其化学方程式为: ;可选择气体通入硬质玻璃管与固体在加热条件下发生反应,即选择A装置。还可利用饱和 和饱和 在加热下发生氧化还原反应制备氮气,反应的化学方程式为: ,可选择液体与液体加热制备气体型,所以选择B装置。综上考虑,答案为: (或 );A(或B);
(3)三颈烧瓶中 溶液与 溶液发生反应生成了Fe和 ,根据氧化还原反应的规律可知,该反应的离子方程式为 ;
(4)结晶度受反应速率与温度的影响,所以为保证产品性能,需使其粒径适中、结晶度良好,可采取的措施有采用适宜的滴液速度、选择适宜的焙烧温度,AD项正确,若用盐酸代替KOH溶液,生成的晶体为Fe和 ,均会溶解在盐酸中,因此得不到该晶粒,故B不选;若在空气氛围中制备,则亚铁离子容易被空气氧化,故D不选,综上所述,答案为:AD;
(5)因为反应后溶液中有氯离子,所以在步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,需取最后一次洗涤液,加入稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则证明已洗涤干净;乙醇易溶于水,易挥发,所以最后使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面水分,便于快速干燥。
(6) 的物质的量为 ,根据发生反应的离子方程式: ,可知理论上所得的Fe和 的物质的量各自为0.0125mol,所以得到的黑色产品质量应为 ,实际得到的产品3.24g,所以其产率为 ,故答案为:90.0%。
【分析】
(1)a是球形冷凝管,恒压滴液漏斗目的是平衡气压,便于液体流下;
(2)可以选择氨气和氯化铵作为氮源,根据氧化还原反应理论挑选氧化剂或还原剂进行反应即可;装置可选A或B均可,依据氮源的选取;
(3)根据材料分析,二价铁反应生成的铁和四氧化三铁,据此根据得失电子守恒进行配平即可;
(4)为了获得更好的产品,需要控制反应速率和焙烧温度;
(5)检验氯离子即可,注意需要酸化除去干扰粒子;乙醇的洗涤是为了去除水分;
(6)根据反应计算理论的产量即可,再根据计算得到产率。
27.(2021·海南)亚硝酰氯 可作为有机合成试剂。
已知:①
②沸点: 为-6℃, 为-34℃, 为-152℃。
③ 易水解,能与 反应。
某研究小组用 和 在如图所示装置中制备 ,并分离回收未反应的原料。
回答问题:
(1)通入 和 前先通入氩气,作用是   ;仪器 的名称是   。
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是   。
(3)实验所需的 可用 和 溶液在稀 中反应制得,离子反应方程式为   。
(4)为分离产物和未反应的原料,低温溶槽A的温度区间应控制在   ,仪器C收集的物质是   。
(5)无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是   。
【答案】(1)排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;干燥管
(2)增大与气体的接触面积,加快反应速率
(3)
(4) 或 ;
(5)与空气中的反应产生红棕色的
【知识点】氯气的化学性质;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;物质的分离与提纯;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】通过实验原理可知,进气端为 和 ,经过催化剂使其反应制备 ;经过低温浴槽A降温,使 冷凝,得到产品;再经过低温浴槽B降温,使 冷凝,防止逸出,污染空气;剩下NO经过无水氯化钙干燥后,进行回收,据此分析作答。
(1)通入 和 前先通入氩气,作用是排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;仪器 的名称干燥管,故答案为:排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;干燥管;
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是增大与气体的接触面积,加快反应速率,故答案为:增大与气体的接触面积,加快反应速率;
(3)实验所需的 可用 和 溶液在稀 中反应制得,则亚铁离子会被氧化为铁离子,离子反应方程式为: ,故答案为: ;
(4)为分离产物和未反应的原料,低温溶槽A使 冷凝,得到产品,则温度区间应控制在 或 ;再经过低温浴槽B降温,使 冷凝,防止逸出,污染空气,仪器C收集的物质是 ,故答案为: 或 ; ;
(5)剩下的气体为NO,则无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是与空气中的反应产生红棕色的,故答案为:与空气中的反应产生红棕色的。
【分析】
(1)排除空气干扰,预防遇空气水解;装置D是吸收空气中的水分,用于干燥;
(2)增大接触面积使反应速率加大并反应完全;
(3)根据所需的反应物和生成物,由氧化还原反应进行配平即可;
(4)根据题目所给的信息,温度需要高于-34℃,小于-6℃;
(5)无色尾气变红,应是一氧化氮遇氧气生成红棕色的二氧化氮。
28.(2021·北京)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式是   。
②电极反应式:
i还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii氧化反应:   。
③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO2氧化性减弱.
ii随c(Cl-)降低,   。
④补充实验证实了③中的分析。
  实验操作 试剂 产物
I 较浓H2SO4 有Cl2
II a 有Cl2
III a+b 无Cl2
a是   ,b是   。
(2)利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是   ,从原子结构角度说明理由   。
(3)根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测,该化合物是   。
(4)Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合,Ag只与氢碘酸发生置换反应,试解释原因:   。
(5)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是   。
【答案】(1)MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O;2Cl--2e- =Cl2↑;Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强;KCl固体(或浓/饱和溶液);MnSO4固体(或浓/饱和溶液)
(2)KCl>KBr>KI;Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强
(3)AgNO3 或Ag2SO4
(4)比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强
【知识点】氧化还原反应;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;氯气的实验室制法;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为:MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O;②氧化反应是元素化合价升高,故氧化反应为:2Cl--2e- =Cl2↑③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱,或者产生了氧化性更强的氧化剂,故答案为:Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析,试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液);结合实验III的显现是没有氯气,且实验III也加入了试剂a,那一定是试剂b影响了实验III的现象,再结合原因i可知试剂b是MnSO4固体(或浓/饱和溶液);
(2)非金属性越弱其阴离子的还原性越强,反应时所需的氢离子浓度越小,故顺序是KCl>KBr>KI;其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强;
(3)根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱,那么如果进一步降低Cl-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2,故答案为:AgNO3 或Ag2SO4;
(4)若要使反应2Ag+2H+=2Ag++ H2↑发生,根据本题的提示可以降低Ag+浓度,对比AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,故Ag只与氢碘酸发生置换反应的原因是:比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生;
(5)通过本题可以发现,物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关,浓度越大氧化性或者还原性越强,故答案为:氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强。
【分析】 (1)①二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水;
②氧化反应是元素化合价升高;
③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱,或者产生了氧化性更强的氧化剂;
④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析;
(2)KCl>KBr>KI,Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强;
(3)随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱;
(4)比较AgX的溶解度,Agl溶解度最小,Ag++I-=Ag↓,使得Ag还原性增强的最多,使得
2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生;
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强。
29.(2021·广东)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是 )的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取 的化学方程式为   。
(2)实验室制取干燥 时,净化与收集 所需装置的接口连接顺序为   。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中   已分解。检验此久置氯水中 存在的操作及现象是   。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对 溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时, 。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的 饱和溶液的电导率较大。
猜想b: 在水中的溶解度 。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的 饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
1 Ⅰ:25℃的 饱和溶液 25
2 Ⅱ:35℃的 饱和溶液 35
3 Ⅲ:45℃的 饱和溶液 45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的 饱和溶液中,     。
实验结果为 。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想 成立,但不足以证明猜想 成立。结合②中信息,猜想 不足以成立的理由有   。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想 ,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
4 Ⅰ    
5        
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想 也成立。猜想 成立的判断依据是   。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)c-d-b-a-e
(3)HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C 、HC 等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-
(4)1.34 10-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;45℃;II;45℃;A3>B2>B1
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2,反应过程中生成MnCl2、Cl2和H2O,该反应的化学方程式为;MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)由于浓盐酸具有挥发性,会使得反应生成的Cl2中含有HCl,除去Cl2中混有的HCl,可用饱和食盐水;同时由于Cl2通过溶液产生,含有水蒸气,因此需用浓硫酸干燥;在洗气过程中,气流都是长导管一端进入,短导管一端出,因此装置的连接顺序为:c-d-b-a-e。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO,HClO不稳定,易分解。因此氯水久置后不能使品红溶液褪色,主要是由于氯水中的HClO分解。
检验Cl-,可通过检验AgCl的生成,检验过程中需排除CO32-、HCO3-的干扰,因此检验的操作和现象为:向溶液中加入过量的稀硝酸,防止溶液中含有CO32-、HCO3-等,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则证明原溶液中含有Cl-。
(4)⑤25℃时AgCl的溶度积Ksp=c(Ag+)×c(Cl-)=1.8×10-10,因此25℃时AgCl饱和溶液中,;
⑥若要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,则可设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可说明温度升高饱和溶液中离子浓度高。故可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样Ⅱ在45℃下测试与实验3比较。
⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。
【分析】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2,据此写出反应的化学方程式。
(2)结合浓盐酸的挥发性和除杂规律分析。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO;结合Cl-的检验分析。
(4)⑤根据AgCl的溶度积进行计算;根据测试温度和电导率进行分析;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化,则需设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,据此作答。
⑦根据实验的设计分析。
30.(2021·全国甲)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1) 的一种制备方法如下图所示:
①加入 粉进行转化反应的离子方程式为   ,生成的沉淀与硝酸反应,生成   后可循环使用。
②通入 的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为   ;若反应物用量比 时,氧化产物为   ;当 ,单质碘的收率会降低,原因是   。
(2)以 为原料制备 的方法是:先向 溶液中加入计量的 ,生成碘化物;再向混合溶液中加入 溶液,反应得到 ,上述制备 的总反应的离子方程式为   。
(3) 溶液和 溶液混合可生成 沉淀和 ,若生成 ,消耗的 至少为    。 在 溶液中可发生反应 。实验室中使用过量的 与 溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 的原因是   。
【答案】(1)2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-;AgNO3;FeI2+Cl2= I2+FeCl2;I2、FeCl3;I2被过量的 进一步氧化
(2)
(3)4;防止单质碘析出
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氧化还原反应方程式的配平;氯气的化学性质;探究卤素单质间的置换反应
【解析】【解答】(1) ①由流程图可知悬浊液中含AgI ,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中,故答案为:2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-;AgNO3;
②通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2= I2+FeCl2,若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时即Cl2过量,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3,当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5,即Cl2过量特别多,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低,故答案为:FeI2+Cl2= I2+FeCl2;I2、FeCl3;I2被过量的Cl2进一步氧化;
(2)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物即含I-的物质;再向混合溶液中(含I-)加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的两个反应中I-为中间产物,总反应为IO3-与HSO3-发生氧化还原反应,生成SO42-和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得:2IO3-+5HSO3-= I2+5SO42-+3H++H2O,故答案为:2IO3-+5HSO3-= I2+5SO42-+3H++H2O;
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,化学方程式为4KI+2CuSO4=2CuI +I2+2K2SO4,若生成1mol I2,则消耗的KI至少为4mol;反应中加入过量KI,I-浓度增大,可逆反应I2+I- I3-平衡右移,增大I2溶解度,防止I2升华,有利于蒸馏时防止单质碘析出,故答案为:4;防止单质碘析出。
【分析】(1)①由流程图可知悬浊液中含AgI ,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,Cl2将FeI2氧化为I2;
②根据Cl2先氧化还原性强的I-,再氧化Fe2+分析;
(2)根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平方程式;
(3)根据4KI+2CuSO4=2CuI计算KI的物质的量;根据I2+I- I3-平衡移动分析。
近三年高考化学真题分类汇编:卤族与氮族及其应用
一、选择题
1.(2023·新课标卷)根据实验操作及现象,下列结论中正确的是
选项 实验操作及现象 结论
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中,前者产生无色气体,后者无明显现象 稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
取一定量样品,溶解后加入溶液,产生白色沉淀。加入浓,仍有沉淀 此样品中含有
将银和溶液与铜和溶液组成原电池。连通后银表面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝 的金属性比强
向溴水中加入苯,振荡后静置,水层颜色变浅 溴与苯发生了加成反应
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2023·浙江1月选考)下列关于元素及其化合物的性质说法错误的是
A.和乙醇反应可生成
B.工业上煅烧黄铁矿生产
C.工业上用氨的催化氧化制备
D.常温下铁与浓硝酸反应可制备
3.(2022·江苏)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法错误的是(  )
A.自然固氮、人工固氮都是将转化为
B.侯氏制碱法以、、、为原料制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
4.(2022·重庆市)下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是(  )
A.装置甲气体干燥 B.装置乙固液分离
C.装置丙Cl2制备 D.装置丁pH测试
5.(2022·天津市)燃油汽车行驶中会产生CO、NO等多种污染物。下图为汽车发动机及催化转化器中发生的部分化学反应。以下判断错误的是(  )
A.甲是空气中体积分数最大的成分
B.乙是引起温室效应的气体之一
C.反应(Ⅰ)在常温下容易发生
D.反应(Ⅱ)中NO是氧化剂
6.(2022·河北)下列图示装置不能达到实验目的的是(  )
A.装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2 B.装置乙除去Cl2中的HCl并干燥
C.装置丙验证铁的吸氧腐蚀 D.装置丁实验室制备少量NH3
7.(2022·北京市)已知:。下列说法错误的是(  )
A.分子的共价键是键,分子的共价键是键
B.燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C.停止反应后,用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D.可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
8.(2022·浙江6月选考)下列说法正确的是(  )
A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫
C.浓硝酸与铁在常温下不反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸
D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用
9.(2021·辽宁)下列说法正确的是(  )
A. (标准状况)与水充分反应转移 电子
B. 和 均可通过化合反应得到
C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D. 与 溶液反应:
10.(2021·海南)关于 性质的解释合理的是(  )
选项 性质 解释
A 比 容易液化 分子间的范德华力更大
B 熔点高于 键的键能比 大
C 能与 以配位键结合 中氮原子有孤电子对
D 氨水中存在 是离子化合物
A.A B.B C.C D.D
11.(2021·山东)下列由实验现象所得结论错误的是(  )
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明HSO 具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
12.(2021·广东)化学创造美好生活。下列生产活动中,没有运用相应化学原理的是(  )
选项 生产活动 化学原理
A 用聚乙烯塑料制作食品保鲜膜 聚乙烯燃烧生成 和
B 利用海水制取溴和镁单质 可被氧化、 可被还原
C 利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品 氢氟酸可与 反应
D 公园的钢铁护栏涂刷多彩防锈漆 钢铁与潮湿空气隔绝可防止腐蚀
A.A B.B C.C D.D
13.(2021·广东)劳动成就梦想。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是(  )
选项 劳动项目 化学知识
A 社区服务:用84消毒液对图书馆桌椅消毒 含氯消毒剂具有氧化性
B 学农活动:用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含 、 、 等元素
C 家务劳动:用白醋清洗水壶中的水垢 乙酸可由乙醇氧化制备
D 自主探究:以油脂为原料制肥皂 油脂可发生皂化反应
A.A B.B C.C D.D
14.(2021·广东)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是(  )
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备
B 将密闭烧瓶中的 降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入 溶液中,加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束,将剩余 固体放回原试剂瓶 节约试剂
A.A B.B C.C D.D
15.(2021·全国甲)实验室制备下列气体的方法可行的是(  )
  气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
A.A B.B C.C D.D
16.(2021·湖南)下列实验设计不能达到实验目的的是(  )
  实验目的 实验设计
A 检验溶液中 是否被氧化 取少量待测液,滴加 溶液,观察溶液颜色变化
B 净化实验室制备的 气体依次通过盛有饱和 溶液、浓 的洗气瓶
C 测定 溶液的pH 将待测液滴在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对照
D 工业酒精制备无水乙醇 工业酒精中加生石灰,蒸馏
A.A B.B C.C D.D
17.(2021·湖南)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是(  )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融 制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水
18.(2021·河北)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是(  )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
19.(2021·河北)关于非金属含氧酸及其盐的性质,下列说法正确的是(  )
A.浓H2SO4具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B.NaClO、KClO3等氯的含氧酸盐的氧化性会随溶液的pH减小而增强
C.加热NaI与浓H3PO4混合物可制备HI,说明H3PO4比HI酸性强
D.浓HNO3和稀HNO3与Cu反应的还原产物分别为NO2和NO,故稀HNO3氧化性更强
20.(2021·河北)BiOCl是一种具有珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:
下列说法错误的是(  )
A.酸浸工序中分次加入稀HNO3可降低反应剧烈程度
B.转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO3
C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
21.(2021·全国乙卷)下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是(  )
A.用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙: CO32- +CaSO4 =CaCO3 + SO42-
B.过量铁粉加入稀硝酸中:Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O
C.硫酸铝溶液中滴如少量氢氧化钾溶液: Al3+ +4 OH- =AlO2- + 2H2O
D.氯化铜溶液中通入硫化氢: Cu2+ + S2- =CuS ↓
22.(2021·浙江)下列说法错误的是(  )
A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B.通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C.生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D.工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
二、非选择题
23.(2023·浙江1月选考)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(1)X的组成元素是   ,X的化学式是   。
(2)写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式   。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式   。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子   。
24.(2022·北京市)某小组同学探究不同条件下氯气与二价锰化合物的反应。
资料:i.Mn2+在一定条件下被Cl2或ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
ii.浓碱条件下,可被OH-还原为。
iii.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验装置如图(夹持装置略)
序号 物质a C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
I 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化
II 5%NaOH溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
III 40%NaOH 溶液 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
(1)B中试剂是   。
(2)通入Cl2前,II、III中沉淀由白色变为黑色的化学方程式为   。
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是   。
(4)根据资料ii,III中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因:
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因   ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取III中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为   ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被   (填“化学式”)氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL水,溶液紫色缓慢加深,发生的反应是   。
④从反应速率的角度,分析实验III未得到绿色溶液的可能原因   。
25.(2022·海南)磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氢气制备,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为   。
(2)现有浓质量分数为85%,密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的溶液,则需浓   mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为   。实验过程中,当出现   现象时,应及时关闭,打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通,即可制得溶液。若继续通入,当时,溶液中、   和   (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用   作指示剂,当溶液颜色由   变为时,停止通。
26.(2021·辽宁) 磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下(各步均在 氛围中进行):
①称取 ,配成 溶液,转移至恒压滴液漏斗中。
②向三颈烧瓶中加入 溶液。
③持续磁力搅拌,将 溶液以 的速度全部滴入三颈烧瓶中,100℃下回流3h。
④冷却后过滤,依次用热水和乙醇洗涤所得黑色沉淀,在 干燥。
⑤管式炉内焙烧2h,得产品3.24g。
部分装置如图:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是   ;使用恒压滴液漏斗的原因是   。
(2)实验室制取 有多种方法,请根据元素化合物知识和氧化还原反应相关理论,结合下列供选试剂和装置,选出一种可行的方法,化学方程式为   ,对应的装置为   (填标号)。
可供选择的试剂: 、 、 、 、饱和 、饱和
可供选择的发生装置(净化装置略去):
(3)三颈烧瓶中反应生成了Fe和 ,离子方程式为   。
(4)为保证产品性能,需使其粒径适中、结晶度良好,可采取的措施有_______。
A.采用适宜的滴液速度
B.用盐酸代替KOH溶液,抑制 水解
C.在空气氛围中制备
D.选择适宜的焙烧温度
(5)步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为   ;使用乙醇洗涤的目的是   。
(6)该实验所得磁性材料的产率为   (保留3位有效数字)。
27.(2021·海南)亚硝酰氯 可作为有机合成试剂。
已知:①
②沸点: 为-6℃, 为-34℃, 为-152℃。
③ 易水解,能与 反应。
某研究小组用 和 在如图所示装置中制备 ,并分离回收未反应的原料。
回答问题:
(1)通入 和 前先通入氩气,作用是   ;仪器 的名称是   。
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是   。
(3)实验所需的 可用 和 溶液在稀 中反应制得,离子反应方程式为   。
(4)为分离产物和未反应的原料,低温溶槽A的温度区间应控制在   ,仪器C收集的物质是   。
(5)无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是   。
28.(2021·北京)某小组探究卤素参与的氧化还原反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
(1)浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气。氯气不再逸出时,固液混合物A中存在盐酸和MnO2。
①反应的离子方程式是   。
②电极反应式:
i还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii氧化反应:   。
③根据电极反应式,分析A中仍存在盐酸和MnO2的原因。
i随c(H+)降低或c(Mn2+)浓度升高,MnO2氧化性减弱.
ii随c(Cl-)降低,   。
④补充实验证实了③中的分析。
  实验操作 试剂 产物
I 较浓H2SO4 有Cl2
II a 有Cl2
III a+b 无Cl2
a是   ,b是   。
(2)利用c(H+)浓度对MnO2氧化性的影响,探究卤素离子的还原性。相同浓度的KCl、KBr和KI溶液,能与MnO2反应所需的最低c(H+)由大到小的顺序是   ,从原子结构角度说明理由   。
(3)根据(1)中结论推测:酸性条件下,加入某种化合物可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2。经实验证实了推测,该化合物是   。
(4)Ag分别与1mol·L1的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合,Ag只与氢碘酸发生置换反应,试解释原因:   。
(5)总结:物质氧化性和还原性变化的一般规律是   。
29.(2021·广东)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是 )的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取 的化学方程式为   。
(2)实验室制取干燥 时,净化与收集 所需装置的接口连接顺序为   。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中   已分解。检验此久置氯水中 存在的操作及现象是   。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对 溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时, 。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的 饱和溶液的电导率较大。
猜想b: 在水中的溶解度 。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的 饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
1 Ⅰ:25℃的 饱和溶液 25
2 Ⅱ:35℃的 饱和溶液 35
3 Ⅲ:45℃的 饱和溶液 45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的 饱和溶液中,     。
实验结果为 。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想 成立,但不足以证明猜想 成立。结合②中信息,猜想 不足以成立的理由有   。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想 ,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号 试样 测试温度/℃ 电导率/
4 Ⅰ    
5        
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想 也成立。猜想 成立的判断依据是   。
30.(2021·全国甲)碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:
(1) 的一种制备方法如下图所示:
①加入 粉进行转化反应的离子方程式为   ,生成的沉淀与硝酸反应,生成   后可循环使用。
②通入 的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为   ;若反应物用量比 时,氧化产物为   ;当 ,单质碘的收率会降低,原因是   。
(2)以 为原料制备 的方法是:先向 溶液中加入计量的 ,生成碘化物;再向混合溶液中加入 溶液,反应得到 ,上述制备 的总反应的离子方程式为   。
(3) 溶液和 溶液混合可生成 沉淀和 ,若生成 ,消耗的 至少为    。 在 溶液中可发生反应 。实验室中使用过量的 与 溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸馏可制得高纯碘。反应中加入过量 的原因是   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】硝酸的化学性质;苯酚的性质及用途;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.常温下,铁片与浓硝酸会发生钝化,导致现象不明显,稀硝酸与铁会产生气泡,所以不能通过该实验现象比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱,A错误;
B.浓硝酸会氧化亚硫酸根生成硫酸根,也会产生白色沉淀,所以不能通过该实验现象判断样品中含有硫酸根,B错误;
C.在形成原电池过程中,活泼金属做负极,发生氧化反应,生成了铜离子,溶液变为蓝色,所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱,C正确;
D.溴水和苯发生萃取,从而使溴水褪色,不是发生加成反应,D项错误;
故答案为:C。
【分析】易错分析:B.进行硫酸根或者亚硫酸根检验时,不能用硝酸酸化,一般用盐酸酸化。
C.一般原电池负极活泼型大于正极,可以进行金属活泼性判断。
2.【答案】D
【知识点】含氮物质的综合应用;钠的化学性质;铁的化学性质
【解析】【解答】A.乙醇分子中含有羟基,可以和金属钠反应生成乙醇钠和氢气,A不符合题意;
B.黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁,B不符合题意;
C.氨气催化氧化生成NO和水,C不符合题意;
D.常温下铁与浓硝酸会发生钝化,不能制备二氧化氮,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.乙醇和金属钠反应生成乙醇钠和氢气;
B.黄铁矿煅烧生成二氧化硫;
C.氨气催化氧化生成NO和水;
D.常温下铁与浓硝酸发生钝化。
3.【答案】A
【知识点】含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A.自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2会转化为NO,A符合题意;
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B不符合题意;
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3,C不符合题意;
D.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间可相互转化,从而实现了自然界的“氮循环”,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl;
C.氨气与氧气在催化条件下发生反应生成一氧化氮,一氧化氮可生成二氧化氮,二氧化氮和水、氧气反应生成硝酸;
D.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间可相互转化。
4.【答案】A
【知识点】氯气的实验室制法;浓硫酸的性质;过滤
【解析】【解答】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,则装置甲可用于干燥反应生成的氢气,故A符合题意;
B.过滤时需要用玻璃棒引流,装置乙固液分离的过滤操作中缺少玻璃棒引流,故B不符合题意;
C.二氧化锰与浓盐酸制备氯气需要加热,装置丙中缺少酒精灯加热,不能用于制备氯气,故C不符合题意;
D. 用pH试纸测定溶液的pH时,在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,不能将pH试纸插入溶液中,装置丁不能用于pH测试,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.浓硫酸具有吸水性,不与氢气反应,可以干燥氢气;
B.过滤时需要用玻璃棒引流;
C.二氧化锰和浓盐酸制备氯气需要加热;
D.用pH试纸测定溶液的pH的操作方法为:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH。
5.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;含氮物质的综合应用
【解析】【解答】A.由分析可知,甲是氮气,空气的成分按体积计算,大约是氮气78%、氧气21%、稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、其它气体和杂质0.03%,氮气是空气中体积分数最大的成分,故A不符合题意;
B.乙是二氧化碳,则乙是引起温室效应的气体之一,故B不符合题意;
C.由于氮气含有氮氮三键,因此反应(Ⅰ)在常温下不容易发生,在高温或放电条件下发生,故C符合题意;
D.一氧化碳和一氧化氮反应生成氮气和二氧化碳,一氧化氮中氮化合价降低,因此反应(Ⅱ)中NO是氧化剂,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】甲和氧气反应生成NO,则甲为氮气,NO和CO反应生成氮气和二氧化碳,则乙为二氧化碳。
6.【答案】D
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;氨的实验室制法;铁的吸氧腐蚀
【解析】【解答】A.四氯化碳和水不互溶,溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,则装置甲能达到用用四氯化碳萃取溴水中溴的实验目的,故A不符合题意;
B.HCl易溶于水,饱和食盐水能抑制氯气溶解,浓硫酸具有吸水性,因此盛有饱和NaCl溶液的洗气瓶能除去氯化氢气体,盛有的浓硫酸的洗气瓶能干燥氯气,则装置乙能达到除去氯气中的氯化氢气体并干燥的实验目的,故B不符合题意;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀,铁丝网在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀会使试管内气体的物质的量减小,气体压强减小,红墨水会进入导气管中形成一段液柱,则装置丙能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的,故C不符合题意;
D.由图可知,装置丁的向下排空气法收集氨气的试管中没有排出气体的出口,则装置丁不能达到实验室制备少量氨气的实验目的,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且水与四氯化碳互不相溶;
B.饱和氯化钠溶液能抑制氯气溶解,HCl易溶于氯化钠溶液,浓硫酸具有吸水性;
C.中性或弱酸性溶液中,铁丝发生吸氧腐蚀。
7.【答案】A
【知识点】化学键;氯气的化学性质;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的,称为s-s σ键,Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的,称为p-p σ键,故A符合题意;
B.HCl极易溶于水,遇到空气中的水蒸气后形成盐酸小液滴,盐酸小液滴呈雾状,故B不符合题意;
C.浓氨水易挥发,挥发的氨气和HCl发生反应NH3+HCl=NH4Cl,生成的NH4Cl为固体小颗粒,白烟,故C不符合题意;
D.与的反应是能够自发进行的氧化还原反应,可通过原电池将与反应的化学能转化为电能,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的,为p-p σ键;
B.HCl遇空气中的水蒸气形成盐酸小液滴;
C.氨气与盐酸反应生成氯化铵;
D.能自发进行的氧化还原反应能设计成原电池。
8.【答案】D
【知识点】工业制取硫酸;氧化还原反应;硝酸的化学性质;金属冶炼的一般原理
【解析】【解答】A.工业上通过电解熔融的无水氯化镁制取金属镁,A不符合题意;
B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫,二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫,B不符合题意;
C.常温下铁与浓硝酸钝化,不是不反应,C不符合题意;
D.“洁厕灵”和“84消毒液”混用会发生归中反应生成有毒的氯气,不仅达不到各自预期的作用效果,还会污染环境,危害人体健康,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.工业上通过电解熔融的氯化镁制取金属镁;
B.煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫;
C.常温下铁与浓硝酸钝化,不是不反应。
9.【答案】B
【知识点】氨的性质及用途;二氧化硫的性质;氧化还原反应的电子转移数目计算;物质的量的相关计算;物质的量与其浓度和气体摩尔体积的综合应用
【解析】【解答】A.由于溶于水中的Cl2只有部分与H2O反应,故 (标准状况)与水充分反应转移电子数目小于 ,A不符合题意;
B.根据反应:SO3+H2O=H2SO4,Cu+Cl2 CuCl2,故 和 均可通过化合反应得到,B符合题意;
C.将蘸有浓氨水和浓盐酸或浓硝酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生,由于浓硫酸难挥发,故不能形成白烟,C不符合题意;
D.由于ClO-具有强氧化性,SO2具有强还原性,故 与 溶液反应: ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】
A.与水反应并不充分;
B.两者均可化合得到;
C.浓硫酸不易挥发,无法反应;
D.会发生氧化还原反应,化合价会变化。
10.【答案】C
【知识点】氨的性质及用途
【解析】【解答】A. 和 都属于同一主族是氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气中含有氢键, PH3不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点升高,故A不符合题意;
B. 熔点高于 ,是因为氨气中含有氢键,氢键的存在导致氨气的熔点升高,不是 键的键能比 大,故B不符合题意;
C. 中氮原子有孤电子对,使 和 以配位键结合形成[Ag(NH3)2]+,故C符合题意;
D. 是共价化合物,是弱碱,在水溶液中部分电离出 和OH-,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】
A.主要是氨气中存在氢键;
B.氨气中存在氢键;
C.氨气中氮原子含孤对电子,可以与银离子构成配位离子;
D.氨水是共价化合物,但其是弱碱,可存在部分电离。
11.【答案】C
【知识点】含氮物质的综合应用;含硫物质的性质及综合应用;铁的氧化物和氢氧化物;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.根据题意写出离子方程式:HSO3-+2H2S+H+=3S↓+3H2O,反应过程中亚硫酸钠的元素化合价由+4价降低为0价,发生了还原反应,起的是氧化性,故A不符合题意
B.酸性高锰酸钾具有氧化性,可与被具有还原性的物质还原,通过颜色的变化可以证明发生反应,故B不符合题意
C.硝酸和碳木炭反应,体现出氧化性,氮元素的化合价降低,可能是一氧化氮或者是二氧化氮,而一氧化氮与空气接触迅速变为二氧化氮,无法确定产物一定是二氧化氮,故C符合题意
D.先变红,说明此时溶液显碱性,证明次氯酸钠溶液发生可水解,后来褪色是因此水解得到了具有漂白性的次氯酸,后来褪色,故D不符合题意
故答案是:C
【分析】A.标出化学价进行判断即可
B.通过紫色褪去,可说明发生氧化还原反应
C.随着反应的进行浓硝酸变为稀硝酸,会产生一氧化氮,与氧气反应,产生红棕色的二氧化氮
D.次氯酸具有氧化性且是弱酸,且强碱弱酸盐水解呈碱性
12.【答案】A
【知识点】海水资源及其综合利用;硅和二氧化硅;金属的腐蚀与防护
【解析】【解答】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系,A符合题意;
B.海水中溴元素和镁元素都是离子形式存在,制取溴单质时,Br-被氧化,制取镁单质时,Mg2+被还原,B不符合题意;
C.石英中含有SiO2,能与HF反应,应可利用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品,C不符合题意;
D.钢铁护栏喷漆,可使得金属与空气和水蒸气隔绝,防止钢铁生锈腐蚀,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.聚乙烯燃烧产物与其用作食品保鲜膜无联系;
B.结合制取过程中元素化合价的变化分析;
C.石英的主要成分为SiO2;
D.喷漆可隔绝金属与空气和水蒸气的接触;
13.【答案】C
【知识点】氯气的化学性质;乙酸的化学性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.84消毒液的主要成分为NaClO,NaClO具有氧化性,可用于杀菌消毒,A不符合题意;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K等营养元素,可用于制肥料,B不符合题意;
C.白醋的成分为CH3COOH,水垢的成分为CaCO3、Mg(OH)2,CH3COOH能与CaCO3、Mg(OH)2反应,因此可用白醋除去水壶中的水垢,白醋除水垢与乙酸由乙醇氧化制备无关,C符合题意;
D.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,可与碱性溶液发生水解,称为皂化反应,可用于制取肥皂,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.84消毒液的主要成分为NaClO;
B.厨余垃圾中含有丰富的N、P、K营养元素;
C.白醋的主要成分为醋酸,水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2;
D.油脂的皂化反应可制得肥皂;
14.【答案】B
【知识点】化学平衡移动原理;硝酸的化学性质;化学试剂的存放;分液和萃取
【解析】【解答】A.铜与浓硝酸反应生成NO2,与稀硝酸反应生成NO,A不符合题意;
B.烧瓶中发生反应2NO2(g)=N2O4(g),其中NO2为红棕色气体,N2O4为无色气体,通过观察降温后烧瓶内气体颜色的变化,结合温度对平衡移动的影响可得出结论,B符合题意;
C.溴水中的Br2能将I-氧化成I2,由于乙醇能与水互溶,因此不能用乙醇作萃取剂,C不符合题意;
D.实验用剩的药品NaCl不能直接放回原试剂瓶内,防止瓶内试剂被污染,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.铜与浓硝酸反应生成NO2;
B.NO2可发生自聚反应2NO2(g) N2O4(g),其中N2O4为无色气体;
C.乙醇能与水互溶,不做萃取剂;
D.NaCl不能直接放回原试剂瓶;
15.【答案】D
【知识点】氨的实验室制法;硝酸的化学性质;浓硫酸的性质;常见气体制备原理及装置选择
【解析】【解答】A.氯化铵不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨气,A不符合题意;
B.将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象,不能用于制备二氧化氮,B不符合题意;
C.硫化氢为还原性气体,浓硫酸具有强氧化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体,因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,C不符合题意;
D.实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.实验室制氨气一般用氢氧化钙和氯化铵加热制备;
B.铝片遇浓硝酸会发生钝化;
C.根据氧化还原反应分析;
D.实验室可以用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制备氧气;
16.【答案】C
【知识点】测定溶液pH的方法;氯气的实验室制法;二价铁离子和三价铁离子的检验;乙醇的工业制法
【解析】【解答】A.若Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+能与SCN-生成Fe(SCN)3,溶液变成血红色,通过颜色的改变说明含有铁离子说明亚铁离子被氧化,故A不符合题意;
B.实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气,先用饱和食盐水除去混有的氯化氢同时降低氯气的溶解,再通过浓硫酸的洗气瓶干燥,能达到实验目的,故B不符合题意;
C.用pH试纸测定NaOH溶液的pH不能润湿pH试纸,否则会因浓度减小,而影响测定结果,测量溶液pH时需要用的是干燥的试纸,将其放在玻璃板上,用玻璃棒蘸取待测液滴入到试纸上,半分后与标准比色卡进行对比,故C符合题意;
D.制取无水酒精时,通常把工业酒精跟新制的生石灰混合将水消耗,提高沸点的差异,利用加热蒸馏,将乙醇蒸出,能达到实验目的,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.利用硫氰化钾溶液遇到铁离子形成血红色的物质
B。浓盐酸具有挥发性,利用饱和食盐水的可以吸收氯化氢同时降低了氯气的溶解,再 用浓硫酸将水蒸气除去
C.不能用湿润的试纸进行测量pH,相当于稀释氢氧化钠溶液,导致测量结果偏低
D.利用水和生石灰反应,同时利用了熔沸点的差异进行蒸馏得到纯净乙醇
17.【答案】D
【知识点】海水资源及其综合利用;镁、铝的重要化合物
【解析】【解答】A.物质X的作用是使Mg2+转化为Mg(OH)2,工业上常采用CaO,发生CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A不符合题意;
B.Mg是较活泼金属,氧化镁的熔点过高,需要消耗能量过多,工业上常用电解熔融 制备金属镁,B不符合题意;
C.由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C,其中生成物为MgCl2和CO,反应方程式为 ,C不符合题意;
D.“煅烧”后得到MgO,MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液,氯化镁会发生水解产生氢氧化镁和氯化氢,而氯化氢易挥发,因此最终的产物为氢氧化镁不是氯化镁,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.海水中有镁离子将镁离子变为沉淀需要加入碱性物质,氧化钙易制取,且与水反应得到氢氧化钙可以沉降镁离子
B.工业上对于比较活泼的金属一般选择的是电解熔融的离子化合物进行制取,而镁是离子化合物,且熔点不是很高符合电解制取氯化镁的要求
C.根据反应物和产物以及质量守恒即可判断产物,据此写出方程式
D.氯化镁溶液得到氯化镁固体,需要在蒸发时不断的通入氯化氢气体,抑制镁离子的水解
18.【答案】D
【知识点】氮的固定;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;常见的生活环境的污染及治理
【解析】【解答】A. NO2 是红棕色且有刺激性气味的气体,溶于水形成硝酸,而 SO2 是无色有刺激性气味的气体,溶于水形成亚硫酸最终被氧化为硫酸,均是产生酸雨的主要气体,A不符合题意;
B.汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,PM2.5是粉尘,B不符合题意;
C.植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,最终转化为硝酸盐,C不符合题意;
D.工业废气中的 SO2 可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,先变为亚硫酸钙,继续氧化变为难分解的硫酸钙,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】二氧化硫和二氧化氮均是造成酸雨的主要成分,二氧化硫主要来自煤的燃烧,二氧化氮主要来自汽车尾气或工业废气等,二氧化硫是无色有刺激性气味的气体,二氧化氮是红棕色有刺激性气味的气体。汽车的尾气主要是含氮氧化物和一氧化碳,无二氧化硫,自然界中的固氮是将氮气转化为含氮的肥料,二氧化硫被石灰石转化为难分解的硫酸钙除去
19.【答案】B
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;硝酸的化学性质;浓硫酸的性质
【解析】【解答】A.蔗糖是含碳有机物,浓硫酸能使蔗糖炭化,体现的是其脱水性,A不符合题意;
B.NaClO在水溶液中会发生水解,离子方程式为: ,pH减小,则酸性增强,氢离子浓度增大,消耗氢氧根离子,会促使平衡向正反应方向移动,生成氧化性更强的HClO, 在酸性条件下氧化能力增强,增强氧化能力,B符合题意;
C.利用的是高沸点酸制备低沸点酸的原理,HI的沸点低,易挥发加热 与浓 混合物发生复分解反应生成 ,与酸性强弱无关,C不符合题意;
D.相同条件下,根据铜与浓硝酸、稀硝酸反应的剧烈程度可知,浓硝酸的氧化性强于稀硝酸的氧化性,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.蔗糖的碳化主要利用了浓硫酸的脱水性
B.次氯酸和氯酸的氧化性强于次氯酸钠和氯酸钾的氧化性,酸性越强氧化性越强
C.考查的是难挥发性酸制取易挥发性酸
D.比较酸性的强弱可以比较相同条件下与同种金属反应的速率即可判断
20.【答案】D
【知识点】硝酸的化学性质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.硝酸有强氧化性,可与金属铋反应,酸浸工序中分次加入稀 HNO3 ,反应物硝酸的用量减少,速率降低,可降低反应剧烈程度,A不符合题意;
B.金属铋与硝酸反应生成的硝酸铋会发生水解反应生成 ,水解的离子方程式为 ,转化工序中加入稀 溶液 ,使氢离子浓度增大,硝酸铋水解平衡左移,可抑制生成 的产生,B不符合题意;
C.氯化铋水解生成 的离子方程式为 ,水解工序中加入少量 ,醋酸根会结合氢离子生成弱电解质醋酸,使氢离子浓度减小,氯化铋水解平衡右移,促进 水解,C不符合题意;
D.氯化铋水解生成 的离子方程式为 ,水解工序中加入少量硝酸铵,铵根离子水解生成氢离子,使氢离子浓度增大,氯化铋水解平衡左移,不利于生成 ,且部分铋离子与硝酸根、水也会发生反应 ,也不利于生成 ,综上所述,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.硝酸具有很强的氧化性,分批次加入避免大量的接触,避免了反应速率过快
B. BiONO3 产生由于铋离子发生水解,加入酸抑制水解
C.铋离子水解呈酸性,加入醋酸钠结合氢离子形成醋酸是弱酸促进了铋离子的水解
D.铋离子水解呈酸性,铵根离子水解呈酸性抑制铋离子的水解
21.【答案】A
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;硝酸的化学性质;探究铝与酸、碱溶液的反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.硫酸钙微溶,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙,离子方程式为:CO32-+CaSO4=CaCO3+SO42-,A符合题意;
B.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,离子方程式应为:3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O,B不符合题意;
C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾,离子方程式应为:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,C不符合题意;
D.硫化氢为弱电解质,书写离子方程式时不能拆,离子方程式应为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据沉淀的转化分析;
B.Fe过量生成Fe2+;
C.KOH少量生成Al(OH)3;
D.H2S为弱电解质,不能拆;
22.【答案】D
【知识点】工业制取硝酸;海水资源及其综合利用;玻璃的主要化学成分、生产原料及其用途
【解析】【解答】A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃,如氧化亚铜分散在玻璃中可以得到红色的玻璃,三氧化二钴分散在玻璃中可以得到蓝色的玻璃,A说法不符合题意;
B.溴虽然被称为“海洋元素”,但是其在海水中的浓度太小,直接以海水为原料提取溴的成本太高,而海水提取粗食盐后的母液属于浓缩的海水,其中溴化物的浓度较高,因此,通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴,B说法不符合题意;
C.某种能耐受铜盐毒性的细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,从而把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐,因此,其可用于生物炼铜,C说法不符合题意;
D.工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔,D说法符合题意。
故答案为:D。
【分析】工业上制取硝酸用的是氨气催化氧化最终得到一氧化氮继续氧化变为二氧化氮与水反应变为硝酸,一氧化氮继续被氧化继续发生反应最终得到硝酸。工业制备硝酸的主要设备为氧化炉(转化器)、热交换器和吸收塔。
23.【答案】(1);
(2)
(3)
(4)用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有
【知识点】铵离子检验;无机物的推断;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】(1)由分析可知,X由Ca、Cl、O元素组成,X的化学式为,故答案为:;;
(2)由图可知,B→C发生的反应为高氯酸钠溶液与氢碘酸反应生成氯化钠、碘和水,反应的化学反应方程式为,故答案为:;
(3)由图可知,生成白色固体H的反应为氯化二氨合银与硝酸溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸铵,反应的离子方程式为,故答案为:;
(4)由图可知,溶液Ⅰ为硝酸和硝酸铵的混合溶液,则检验溶液中氢离子铵根离子的操作为用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有,故答案为:用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有。
【分析】X和足量Na2CO3反应生成白色固体A和无水溶液B,白色固体A为碳酸钙或碳酸钡;无水溶液B中含有剩余的Na2CO3和其它可溶性钠盐,B加入足量HI生成棕黄色溶液C,说明HI被B中溶质氧化生成I2,则C中含有I2和过量的HI、钠盐;C多次萃取得到水溶液D中含有HI、钠盐,D中加入足量AgNO3溶液得到浅黄色固体E和无水溶液F,E和足量氨水反应生成无色溶液G和黄色固体AgI,G为银氨溶液,G和足量稀硝酸反应生成白色固体H,H为AgCl,无色溶液I中含有HNO3和NH4Cl;淡黄色固体E为AgI和AgCl,无色溶液D中含有I-、Cl-,无色溶液F中含有剩余的AgNO3和钠盐,AgCl的物质的量为0.01mol,白色固体A用0.0250molHCl溶解后,多余的酸用0.0150molNaOH恰好中和,化合物X中含有金属元素的物质的量为0.005mol,X含有三种元素,则X为含氧酸盐,所以一定含有氧元素;如果化合物X中含有Ba元素,白色固体的质量为0.005mol×197g/mol=0.985g>0.500g,则X中含有Ca元素,其中n(O)=0.04mol,X中Ca、Cl、O数目之比为0.005mol:0.01mol:0.04mol=1:2:8,化学式为。
24.【答案】(1)饱和NaCl溶液
(2)2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O
(3)Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;4+4OH-=4+O2↑+2H2O;Cl2;3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O;III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧离子还原锰酸根离子的速率,因而不能实验III未得到绿色溶液
【知识点】氧化还原反应;氯气的实验室制法;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由分析可知,B中试剂是饱和NaCl溶液,用于吸收Cl2中的HCl杂质;
(2)通入Cl2前,II、III中Mn2+与碱性溶液中NaOH电离产生的的OH-反应产生Mn(OH)2白色沉淀,该沉淀不稳定,会被溶解在溶液中的氧气氧化为棕黑色MnO2,则沉淀由白色变为黑色的化学方程式为:2Mn(OH)2+O2=2MnO2+2H2O;
(3)对比实验I、II通入Cl2后的实验现象,对于二价锰化合物还原性的认识是:Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强;
(4)①Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O,使溶液碱性减弱,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
②取III中放置后的1mL悬浊液,加入4 mL40%NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色就是由于在浓碱条件下,可被OH-还原为,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可知该反应的离子方程式为:4+4OH-=4+O2↑+2H2O;
溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被Cl2氧化,可证明III的悬浊液中氧化剂过量;
③取II中放置后的1mL悬浊液,加入4mL水,溶液碱性减弱,溶液紫色缓慢加深,说明ClO-将MnO2氧化为,反应的离子方程式为3ClO-+2MnO2+2OH-=2+3Cl-+H2O;
④III中氧化剂氧化锰酸根离子的速率大于氢氧离子还原锰酸根离子的速率,导致不能实验III未得到绿色溶液。
【分析】装置A中HCl与KMnO4发生反应生成Cl2,盐酸易挥发,生成的氯气中含有HCl杂质,装置B中用饱和食盐水除去HCl,装置C中通过改变溶液的pH,验证不同条件下Cl2与MnSO4反应,装置D是尾气处理装置,目的是除去多余Cl2,防止造成大气污染。
25.【答案】(1)
(2)11.5
(3)平衡气压防倒吸;倒吸
(4);
(5)酚酞;无
【知识点】氨的实验室制法;指示剂;制备实验方案的设计;物质的量浓度
【解析】【解答】本实验的实验目的为制备磷酸二氢铵[(NH4)2HPO4],实验原理为2NH3+H3PO4=[(NH4)2HPO4],结合相关实验基础知识分析解答问题。
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)根据可知,浓H3PO4的浓度,溶液稀释前后溶质的物质的量不变,因此配制100mL 1.7mol/L的H3PO4溶液,需要浓H3PO4的体积V=;
(3)NH3极易溶于水,打开活塞K2以平衡气压,可防止发生倒吸,所以实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2;
(4)继续通入NH3,(NH4)2HPO4反应生成(NH4)3PO4,当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加;
(5)当pH为8.0~9.0时,可制得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4溶液显碱性,因此若不选用pH传感器,还可以选用酚酞作指示剂,当溶液颜色由无色变为浅红时,停止通入NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。
【分析】(1)加热氯化铵和氢氧化钙生成氯化铵、氨气和水;
(2)根据和c稀释前×V稀释前=c稀释后×V稀释后计算;
(3)氨气极易溶于水,K2可平衡气压,防止发生倒吸;
(4)当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加;
(5)(NH4)2HPO4溶液显碱性,可以选用酚酞作指示剂;碱性溶液能遇酚酞变红。
26.【答案】(1)(球形)冷凝管;平衡气压,便于液体顺利流下
(2) (或 );A(或B)
(3)
(4)A;D
(5)稀硝酸和硝酸银溶液;除去晶体表面水分,便于快速干燥
(6)90.0%
【知识点】化学反应速率的影响因素;氮气的化学性质;常用仪器及其使用;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据仪器的构造与用途可知,仪器a的名称是(球形)冷凝管;恒压滴液漏斗在使用过程中可保持气压平衡,使液体顺利流下。
(2)实验室中制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化,常见的可以是将氨气通入灼热的氧化铜中反应,其化学方程式为: ;可选择气体通入硬质玻璃管与固体在加热条件下发生反应,即选择A装置。还可利用饱和 和饱和 在加热下发生氧化还原反应制备氮气,反应的化学方程式为: ,可选择液体与液体加热制备气体型,所以选择B装置。综上考虑,答案为: (或 );A(或B);
(3)三颈烧瓶中 溶液与 溶液发生反应生成了Fe和 ,根据氧化还原反应的规律可知,该反应的离子方程式为 ;
(4)结晶度受反应速率与温度的影响,所以为保证产品性能,需使其粒径适中、结晶度良好,可采取的措施有采用适宜的滴液速度、选择适宜的焙烧温度,AD项正确,若用盐酸代替KOH溶液,生成的晶体为Fe和 ,均会溶解在盐酸中,因此得不到该晶粒,故B不选;若在空气氛围中制备,则亚铁离子容易被空气氧化,故D不选,综上所述,答案为:AD;
(5)因为反应后溶液中有氯离子,所以在步骤④中判断沉淀是否已经用水洗涤干净,需取最后一次洗涤液,加入稀硝酸酸化后,再加入硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则证明已洗涤干净;乙醇易溶于水,易挥发,所以最后使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面水分,便于快速干燥。
(6) 的物质的量为 ,根据发生反应的离子方程式: ,可知理论上所得的Fe和 的物质的量各自为0.0125mol,所以得到的黑色产品质量应为 ,实际得到的产品3.24g,所以其产率为 ,故答案为:90.0%。
【分析】
(1)a是球形冷凝管,恒压滴液漏斗目的是平衡气压,便于液体流下;
(2)可以选择氨气和氯化铵作为氮源,根据氧化还原反应理论挑选氧化剂或还原剂进行反应即可;装置可选A或B均可,依据氮源的选取;
(3)根据材料分析,二价铁反应生成的铁和四氧化三铁,据此根据得失电子守恒进行配平即可;
(4)为了获得更好的产品,需要控制反应速率和焙烧温度;
(5)检验氯离子即可,注意需要酸化除去干扰粒子;乙醇的洗涤是为了去除水分;
(6)根据反应计算理论的产量即可,再根据计算得到产率。
27.【答案】(1)排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;干燥管
(2)增大与气体的接触面积,加快反应速率
(3)
(4) 或 ;
(5)与空气中的反应产生红棕色的
【知识点】氯气的化学性质;氮的氧化物的性质及其对环境的影响;物质的分离与提纯;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】通过实验原理可知,进气端为 和 ,经过催化剂使其反应制备 ;经过低温浴槽A降温,使 冷凝,得到产品;再经过低温浴槽B降温,使 冷凝,防止逸出,污染空气;剩下NO经过无水氯化钙干燥后,进行回收,据此分析作答。
(1)通入 和 前先通入氩气,作用是排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;仪器 的名称干燥管,故答案为:排尽装置中的空气,防止与空气中的反应,防止遇空气中的水而水解;干燥管;
(2)将催化剂负载在玻璃棉上而不是直接平铺在玻璃管中,目的是增大与气体的接触面积,加快反应速率,故答案为:增大与气体的接触面积,加快反应速率;
(3)实验所需的 可用 和 溶液在稀 中反应制得,则亚铁离子会被氧化为铁离子,离子反应方程式为: ,故答案为: ;
(4)为分离产物和未反应的原料,低温溶槽A使 冷凝,得到产品,则温度区间应控制在 或 ;再经过低温浴槽B降温,使 冷凝,防止逸出,污染空气,仪器C收集的物质是 ,故答案为: 或 ; ;
(5)剩下的气体为NO,则无色的尾气若遇到空气会变为红棕色,原因是与空气中的反应产生红棕色的,故答案为:与空气中的反应产生红棕色的。
【分析】
(1)排除空气干扰,预防遇空气水解;装置D是吸收空气中的水分,用于干燥;
(2)增大接触面积使反应速率加大并反应完全;
(3)根据所需的反应物和生成物,由氧化还原反应进行配平即可;
(4)根据题目所给的信息,温度需要高于-34℃,小于-6℃;
(5)无色尾气变红,应是一氧化氮遇氧气生成红棕色的二氧化氮。
28.【答案】(1)MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O;2Cl--2e- =Cl2↑;Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强;KCl固体(或浓/饱和溶液);MnSO4固体(或浓/饱和溶液)
(2)KCl>KBr>KI;Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强
(3)AgNO3 或Ag2SO4
(4)比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强
【知识点】氧化还原反应;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;氯气的实验室制法;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)①二氧化锰和浓盐酸制氯气的离子方程式为:MnO2+4H+ +2Cl- Mn2++Cl2↑ + 2H2O;②氧化反应是元素化合价升高,故氧化反应为:2Cl--2e- =Cl2↑③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱,或者产生了氧化性更强的氧化剂,故答案为:Cl-还原性减弱或Cl2 的氧化性增强④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析,试剂a可以是KCl固体(或浓/饱和溶液);结合实验III的显现是没有氯气,且实验III也加入了试剂a,那一定是试剂b影响了实验III的现象,再结合原因i可知试剂b是MnSO4固体(或浓/饱和溶液);
(2)非金属性越弱其阴离子的还原性越强,反应时所需的氢离子浓度越小,故顺序是KCl>KBr>KI;其原因是Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强;
(3)根据(1)中的结论推测随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱,那么如果进一步降低Cl-浓度降低则可以导致可以提高溴的氧化性,将Mn2+氧化为MnO2,故答案为:AgNO3 或Ag2SO4;
(4)若要使反应2Ag+2H+=2Ag++ H2↑发生,根据本题的提示可以降低Ag+浓度,对比AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,故Ag只与氢碘酸发生置换反应的原因是:比较AgX的溶解度,AgI 溶解度最小,Ag++I-= AgI↓使得Ag还原性增强的最多,使得2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生;
(5)通过本题可以发现,物质氧化性和还原性还与物质的浓度有关,浓度越大氧化性或者还原性越强,故答案为:氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强。
【分析】 (1)①二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水;
②氧化反应是元素化合价升高;
③反应不能发生也可能是还原剂还原性减弱,或者产生了氧化性更强的氧化剂;
④可以从增大氯离子浓度的角度再结合实验II的现象分析;
(2)KCl>KBr>KI,Cl、Br、I位于第VIIA族,从上到下电子层数逐渐增加,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子的还原性逐渐增强;
(3)随Cl-浓度降低导致二氧化锰的氧化性减弱;
(4)比较AgX的溶解度,Agl溶解度最小,Ag++I-=Ag↓,使得Ag还原性增强的最多,使得
2Ag+2H+=2Ag++ H2↑反应得以发生;
(5)氧化剂(还原剂)的浓度越大,其氧化性(还原性)越强,还原产物(还原产物)的浓度越大,氧化剂(还原剂)的氧化性(还原性)越小;还原反应中,反应物浓度越大或生成物浓度越小,氧化剂氧化性越强。
29.【答案】(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)c-d-b-a-e
(3)HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C 、HC 等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-
(4)1.34 10-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;45℃;II;45℃;A3>B2>B1
【知识点】氯气的化学性质;氯气的实验室制法;化学实验方案的评价
【解析】【解答】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2,反应过程中生成MnCl2、Cl2和H2O,该反应的化学方程式为;MnO2+4HClMnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)由于浓盐酸具有挥发性,会使得反应生成的Cl2中含有HCl,除去Cl2中混有的HCl,可用饱和食盐水;同时由于Cl2通过溶液产生,含有水蒸气,因此需用浓硫酸干燥;在洗气过程中,气流都是长导管一端进入,短导管一端出,因此装置的连接顺序为:c-d-b-a-e。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO,HClO不稳定,易分解。因此氯水久置后不能使品红溶液褪色,主要是由于氯水中的HClO分解。
检验Cl-,可通过检验AgCl的生成,检验过程中需排除CO32-、HCO3-的干扰,因此检验的操作和现象为:向溶液中加入过量的稀硝酸,防止溶液中含有CO32-、HCO3-等,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则证明原溶液中含有Cl-。
(4)⑤25℃时AgCl的溶度积Ksp=c(Ag+)×c(Cl-)=1.8×10-10,因此25℃时AgCl饱和溶液中,;
⑥若要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,则可设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可说明温度升高饱和溶液中离子浓度高。故可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样Ⅱ在45℃下测试与实验3比较。
⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1。
【分析】(1)实验室用MnO2和浓盐酸共热制取Cl2,据此写出反应的化学方程式。
(2)结合浓盐酸的挥发性和除杂规律分析。
(3)氯水中能使品红溶液褪色的成分为HClO;结合Cl-的检验分析。
(4)⑤根据AgCl的溶度积进行计算;根据测试温度和电导率进行分析;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化,则需设计不同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,据此作答。
⑦根据实验的设计分析。
30.【答案】(1)2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-;AgNO3;FeI2+Cl2= I2+FeCl2;I2、FeCl3;I2被过量的 进一步氧化
(2)
(3)4;防止单质碘析出
【知识点】氧化性、还原性强弱的比较;氧化还原反应方程式的配平;氯气的化学性质;探究卤素单质间的置换反应
【解析】【解答】(1) ①由流程图可知悬浊液中含AgI ,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,FeI2易溶于水,在离子方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-,生成的银能与硝酸反应生成硝酸银参与循环中,故答案为:2AgI+Fe=2Ag+ Fe2++2I-;AgNO3;
②通入Cl2的过程中,因I-还原性强于Fe2+,Cl2先氧化还原性强的I-,若氧化产物只有一种,则该氧化产物只能是I2,故反应的化学方程式为FeI2+Cl2= I2+FeCl2,若反应物用量比n(Cl2)/n(FeI2)=1.5时即Cl2过量,先氧化完全部I-再氧化Fe2+,恰好将全部I-和Fe2+氧化,故氧化产物为I2、FeCl3,当n(Cl2)/n(FeI2)>1.5,即Cl2过量特别多,多余的氯气会与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低,故答案为:FeI2+Cl2= I2+FeCl2;I2、FeCl3;I2被过量的Cl2进一步氧化;
(2)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO3,生成碘化物即含I-的物质;再向混合溶液中(含I-)加入NaIO3溶液,反应得到I2,上述制备I2的两个反应中I-为中间产物,总反应为IO3-与HSO3-发生氧化还原反应,生成SO42-和I2,根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得:2IO3-+5HSO3-= I2+5SO42-+3H++H2O,故答案为:2IO3-+5HSO3-= I2+5SO42-+3H++H2O;
(3)KI溶液和CuSO4溶液混合可生成CuI沉淀和I2,化学方程式为4KI+2CuSO4=2CuI +I2+2K2SO4,若生成1mol I2,则消耗的KI至少为4mol;反应中加入过量KI,I-浓度增大,可逆反应I2+I- I3-平衡右移,增大I2溶解度,防止I2升华,有利于蒸馏时防止单质碘析出,故答案为:4;防止单质碘析出。
【分析】(1)①由流程图可知悬浊液中含AgI ,AgI可与Fe反应生成FeI2和Ag,Cl2将FeI2氧化为I2;
②根据Cl2先氧化还原性强的I-,再氧化Fe2+分析;
(2)根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平方程式;
(3)根据4KI+2CuSO4=2CuI计算KI的物质的量;根据I2+I- I3-平衡移动分析。

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