一、选择题(共18小题,每小题3分,满分54分)
1.化学技术在社会发展中起着十分重要的作用,下列应用过程中不涉及化学反应的是( )
A.火力发电
B.钢铁冶炼
C.用乙醚从青蒿中提取青蒿素
D.生活中用暖宝宝取暖
2.水与下列物质反应时,水表现出氧化性的是( )
A.NO2 B.Mg C.Na2O2 D.SO2
3.下列说法正确的是( )
A.碱性氧化物一定是金属氧化物
B.汽油属于有机物
C.粒子直径为1~100mm的是胶体
D.胶体与溶液的本质区别为是否有丁达尔效应
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.71g Cl2与足量水反应,转移的电子数目为2NA
B.标准状况下,22.4L15NH3含有的质子数目为10NA
C.常温下,pH=13的NaOH溶液中OH﹣数目为0.1NA
D.1mol Na2O2固体中的阴离子的数目为2NA
5.下列叙述中,正确的是( )
A.KNO3固体不导电,所以KNO3不是电解质
B.铜丝、石墨均能导电,但它们都不是电解质
C.熔融的HCl能导电,所以HCl是电解质
D.NaCl溶于水,在通电条件下才能发生电离
6.下列离子组一定能大量共存的是( )
A.甲基橙呈红色的溶液中:I﹣、Cl﹣、NO3﹣、Na+
B.石蕊呈蓝色的溶液中:Na+、AlO2﹣、NO3﹣、CO32﹣
C.含大量Ag+的溶液中:NH4+、Mg2+、Cl﹣、SO42﹣
D.含大量OH﹣的溶液中:HCO3﹣、Cl﹣、K+、Na+
7.下列化学用语的表述正确的是( )
A.NaHCO3电离:NaHCO3═Na++H++CO32﹣
B.NH4HCO3溶液与过量NaOH溶液反应:NH4++OH﹣═NH3↑+H2O
C.Fe(OH)3与氢碘酸溶液混合:Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O
D.向Ba(OH)2溶液中逐滴加入NaHSO4溶液至Ba2+恰好沉淀完全:Ba2++OH﹣+H++SO42﹣═BaSO4↓+H2O
8.下列关于钠及其化合物的说法中,不正确的是( )
A.金属钠可以保存在石蜡油中
B.等质量的Na2CO3与NaHCO3分别与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2更多
C.可以用澄清石灰水鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液
D.向NaHCO3中加入少量水后,NaHCO3能溶解,并伴随着吸热现象
9.下列物质的制备与工业生产相符的是( )
A.NH3 NOHNO3
B.NaCl(aq)Cl2漂白粉
C.MgCl2(aq)无水MgCl2Mg
D.饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
10.锑(Sb)在自然界一般以硫化物的形式存在。从硫化物中提取单质锑一般是先在高温下将硫化物转化为氧化物,再用碳还原。相关方程式如下:①2Sb2S3+3O2+6FeSb4O6+6FeS;②Sb4O6+6C4Sb+6CO。关于反应①、反应②的说法正确的是( )
A.反应①、②中的氧化剂分别是Sb2S3、Sb4O6
B.反应①中每生成3mol FeS时,共转移12mo电子
C.反应②说明高温下Sb的还原性比C强
D.每生成4mol Sb时,反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为1:1
11.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.ClO2具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
B.Al2O3熔点高,可用于电解冶炼铝的原料
C.SiO2硬度大,可用于制造光导纤维
D.NH3易溶于水,可用于作制冷剂
12.下列气体去除杂质的方法中,能实现目的的是( )
气体(杂质) | 方法 | |
A | SO2(H2S) | 通过酸性高锰酸钾溶液 |
B | SO2(CO2) | 通过澄清石灰水 |
C | H2(O2) | 通过灼热的铜丝网 |
D | NO(NO2) | 通过蒸馏水 |
13.硫酸盐(含SO42﹣、HSO4﹣)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图,下列说法不正确的是( )
A.该过程有H2O参与
B.NO2是生成硫酸盐的还原剂
C.硫酸盐气溶胶呈酸性
D.该过程中有硫氧键生成
14.下列叙述中,正确的是( )
A.高温下,铁和水蒸气反应可以生成Fe2O3
B.可用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液
C.合金的熔点一定比各成分金属的低
D.稀土金属可以用于生产合金
15.下列实验方案能达到实验目的的是(部分加持装置已略去)( )
A.证明醋酸酸性比硼酸强 | B.实验室制氢氧化亚铁 | C.实验室制氨气 | D.证明碳酸氢钠热稳定性比碳酸钠弱 |
16.配制一定物质的量浓度的稀H2SO4溶液时,下列操作会造成所配溶液浓度偏高的是( )
A.使用有少量蒸馏水的容量瓶配制溶液
B.用量筒量取浓硫酸时仰视液面
C.移液后烧杯未用蒸馏水洗涤
D.定容时仰视液面
17.下列叙述中,不正确的是( )
A.SO2有毒,不能用作食品添加剂
B.工业合成氨属于人工固氮
C.酸雨是pH小于5.6的雨水
D.氧化铝陶瓷是一种无机非金属材料
18.A、B、C、X为中学化学常见物质,A、B、C含有相同的元素甲,可以发生如下转化(水参与的反应,水未标出)下列说法不正确的是( )
A.若 A、B、C的焰色反应呈黄色、水溶液均呈碱性,则 X可以是CO2
B.若C为红棕色气体,则A一定为空气中含量最高的气体
C.若B为FeCl3,则X一定是Fe
D.A可以是碳单质,也可以是O2
二、填空题(共3小题,满分46分)
19.中学化学中几种常见物质的转化关系如图,A的一种合金用量最大,用途最广。
请回答下列问题:
(1)在C中加入氢氧化钠溶液的现象: 。
(2)B、H的化学式:B 、H 。
(3)Na2O2的电子式: 。
(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象: 。
(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2,恰好使C转化为F,写出该反应的离子方程式: 。
20.氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用如图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
请回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称是 ,a的作用为 。
(2)b中采用的加热方式的优点为 ,b中反应的化学方程式为 。
(3)c中采用冰水浴冷却的目的是 。
(4)d中可选用试剂(填标号) 。
A.Na2S
B.NaCl
C.Ca(OH)2
D.H2SO4
(5)反应结束后,取出b中试管,经冷却结晶, ,洗涤,干燥,得到KClO3晶体。
(6)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显 色。可知该条件下NaClO的氧化能力 KClO3。(填“大于”或“小于”)
21.高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的污水处理剂。
(1)K2FeO4的制备
①i中反应的离子方程式是 。
②将ii中反应的离子方程式补充完整:
Fe3+ + OH﹣+ ClO﹣═ FeO42﹣+ +
③iii中反应说明溶解度:Na2FeO4 K2FeO4(填“>”或“<”)。
(2)K2FeO4的性质
i.将K2FeO4固体溶于蒸馏水中,有少量无色气泡产生,经检验为O2,液体有丁达尔效应。
ii.将K2FeO4固体溶于浓KOH溶液中,放置2小时无明显变化。
iii.将K2FeO4固体溶于硫酸中,产生无色气泡的速率明显比i快。
①K2FeO4溶于蒸馏水的化学反应方程式是 。
②K2FeO4的氧化性与溶液pH的关系是 。
(3)K2FeO4的应用
K2FeO4可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为N2)处理。K2FeO4对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如下:
①K2FeO4脱氮的最佳pH是 。
②根据图推测,pH=4时生活垃圾渗透液中含氮物质主要以 形式存在。
③pH大于8时,脱氮效果随pH的升高而减弱,分析可能的原因: 。
2020-2021学年天津市南开区高一(上)期中化学试卷
试题解析
一、选择题(共18小题,每小题3分,满分54分)
1.解:A.火力发电过程中煤燃烧有新物质二氧化碳生成,为化学变化,故故A错误;
B.铁冶炼有新物质铁生成,属于化学变化,故B错误;
C.通过萃取方法,用乙醚提取青蒿素,利用的是物质在不同溶剂中溶解度不同是物理变化,故C正确;
D.生活中用“暖宝宝”取暖利用的是原电池原理,发生氧化还原反应,涉及化学反应,故D错误。
故选:C。
2.解:A.3NO2+H2O=2HNO3+NO,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故A错误;
B.2Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,H2O中H元素化合价由+1降为0价,得电子被还原,做氧化剂,在反应中表现出氧化性,故B正确;
C.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,H2O中的元素没有发生化合价的变化,水在反应中既不是氧化剂也不是还原剂,既不表现氧化性也不表现还原性,故C错误;
D.SO2+H2O=H2SO3,该反应没有元素化合价变化,不是氧化还原反应,水在反应中既不表现氧化性也不表现还原性,故D错误;
故选:B。
3.解:A.碱性氧化物一定是金属氧化物,金属氧化物不一定是碱性氧化物,故A正确;
B.汽油是多种有机物混合产物,故B错误;
C.粒子直径为1~100mm物质,不一定是分散系,故C错误;
D.胶体与溶液的本质区别是分散质粒度大小不同,胶体分散质粒度介于1﹣100nm之间,溶液分散质粒度小于1nm,故D错误。
故选:A。
4.解:A.71g氯气的物质的量为n==1mol,氯气和水的反应为可逆反应,故转移的电子数小于NA个,故A错误;
B.标况下22.4L15NH3的物质的量为n==1mol,而氨气中含10个质子,故1mol此氨气中含10NA个质子,故B正确;
C.溶液体积不明确,故溶液中氢氧根的个数无法计算,故C错误;
D.过氧化钠由2个钠离子和1个过氧根构成,故1mol过氧化钠中含阴离子为NA个,故D错误。
故选:B。
5.解:A.钾在水溶液或者熔融状态均导电,属于电解质,故A错误;
B.铜丝、石墨都是单质,不是电解质,故B正确;
C.熔融的HCl能导电,氯化氢水溶液能导电,是电解质,故C错误;
D.电解质电离条件:溶于水或者熔融状态,不需要通电,故D错误。
故选:B。
6.解:A.甲基橙呈红色的溶液,含有大量H+,NO3﹣在酸性环境下能够氧化I﹣,所以不能大量共存,故A错误;
B.石蕊呈蓝色的溶液中为碱性溶液,含有大量OH﹣,OH﹣、Na+、AlO2﹣、NO3﹣、CO32﹣,相互不反应,可以大量共存,故B正确;
C.Cl﹣能够与Ag+反应生成AgCl沉淀,二者不能大量共存,故C错误;
D.OH﹣与HCO3﹣反应,二者不能大量共存,故D错误。
故选:B。
7.解:A.碳酸氢钠是强电解质,完全电离出钠离子和碳酸氢根离子,电离方程式为:NaHCO3═Na++HCO3﹣,故A错误;
B.NH4HCO3溶液与过量的NaOH溶液反应的离子反应为HCO3﹣+NH4++2OH﹣=NH3↑+2H2O+CO32﹣,故B错误;
C.Fe(OH)3与氢碘酸溶液混合的离子反应为:2Fe(OH)3+2I﹣+6H+═2Fe2++I2+6H2O,故C错误;
D.向Ba(OH)2中逐滴加入NaHSO4溶液使Ba2+恰好沉淀完全,离子方程式:Ba2++OH﹣+H++SO42﹣═BaSO4↓+H2O,故D正确;
故选:D。
8.解:A.钠容易与空气中的氧气、水蒸气反应,钠与石蜡油不反应,所以金属钠可以保存在石蜡油中,故A正确;
B.等质量的Na2CO3与NaHCO3,NaHCO3的物质的量大,则等质量的Na2CO3与NaHCO3分别与足量的盐酸反应,NaHCO3产生的CO2更多,故B正确;
C.碳酸钠与碳酸氢钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别,所以不能用澄清石灰水鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液,故C错误;
D.碳酸氢钠能溶于水,碳酸氢钠溶于水吸热,则向NaHCO3中加入少量水后,NaHCO3能溶解,并伴随着吸热现象,故D正确;
故选:C。
9.解:A.工业用氨气催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成:NH3 NOHNO3,故A正确;
B.工业制备漂白粉通常将氯气通入石灰乳,故B错误;
C.工业上制Mg的工业流程:MgCl2溶液:MgCl2(aq)MgCl2•6H2O无水MgCl2Mg,故C错误;
D.食盐水中先通氨气后通二氧化碳可生成碳酸氢钠,加热碳酸氢钠生成碳酸钠,图中转化不符合工业生成及制备流程,故D错误;
故选:A。
10.解:A.反应①中,Sb的化合价没有变化,Sb2S3不是氧化剂,故A错误;
B.反应①中Fe的化合价升高2价,则每生成3mol FeS时,共转移6mo电子,故B错误;
C.反应②中C还原Sb4O6生成Sb,说明高温下C的还原性比Sb强,故C错误;
D.由4molSb~6Fe~6C~12e﹣,反应①与反应②中还原剂的物质的量之比为1:1,故D正确;
故选:D。
11.解:A.ClO2具有强氧化性,能够使蛋白质变性,具有杀菌消毒作用,可用于自来水的杀菌消毒,故A正确;
B.氧化铝为离子化合物,熔融状态能电离产生铝离子,可用于电解冶炼铝的原料,故B错误;
C.二氧化硅具有良好的光学特性,可用于制造光导纤维,故C错误;
D.液氨汽化吸收大量的热,具有制冷作用,所以可用于作制冷剂,故D错误。
故选:A。
12.解:A.SO2能被酸性高锰酸钾溶液氧化为硫酸,不符合除杂原则,故A不选;
B.二者均能与澄清石灰水反应,不能除杂质,故B不选;
C.H2与O2混合加热会爆炸,不能通过灼热的铜丝网来除杂质,故C不选;
D.NO2与水反应生成NO,把混合气体通过蒸馏水,能够达到除杂目的,故D选;
故选:D。
13.解:A.由图示可知,第2步SO3﹣转化过程有水参加,故A正确;
B.根据图示的转化过程,NO2转化为HNO2,N元素的化合价由+4价变为+3价,化合价降低,得电子被还原,做氧化剂,则NO2的是生成硫酸盐的氧化剂,故B错误;
C.硫酸盐(含SO42﹣、HSO4﹣)气溶胶中含有HSO4﹣,转化过程有水参与,则HSO4﹣在水中可电离生成H+和SO42﹣,则硫酸盐气溶胶呈酸性,故C正确;
D.根据图示转化过程,生成HSO4﹣时有硫氧键生成,故D正确,
故选:B。
14.解:A.铁与水蒸气高温反应生成四氧化三铁和氢气,反应不能生成Fe2O3,故A错误;
B.KSCN溶液与铁离子反应溶液变红色,所以不能用KSCN溶液鉴别FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液,故B错误;
C.合金的熔点一般比各成分金属的低,但是汞与与其它金属形成合金时,合金的熔点大于汞,故C错误;
D.稀土金属可以用于生产合金,提高合金的性能,故D正确;
故选:D。
15.解:A.发生强酸制取弱酸的反应,醋酸与碳酸钠反应生成气体,硼酸不能,可证明醋酸酸性比硼酸强,故A正确;
B.生成的氢氧化亚铁易被氧化,应隔绝空气,故B错误;
C.氯化铵分解后在试管口化合生成氯化铵,应选铵盐与碱加热制备,故C错误;
D.碳酸氢钠加热分解,则小试管中应为碳酸氢钠,故D错误;
故选:A。
16.解:A.使用有少量蒸馏水的容量瓶配制溶液对溶质的物质的量n及溶液的体积V均无影响,所以对溶液的浓度无影响,故A错误;
B.用量筒量取浓硫酸时仰视液面,所量取浓硫酸的体积偏大,硫酸的物质的量n偏大,溶液浓度偏高,故B正确;
C.移液后烧杯未用蒸馏水洗涤,溶质的物质的量n偏小,溶液的浓度偏低,故C错误;
D.定容时仰视液面,溶液体积偏大,溶液浓度偏小,故D错误;
故选:B。
17.解:A.二氧化硫具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂,故A错误;
B.根据氮的固定条件不同分为人工固氮和自然固氮,工业合成氨属于人工固氮,故B正确;
C.正常雨水的pH为5.6,酸雨中因硫酸或其pH小于5.6,故C正确;
D.无机非金属材是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料,氧化铝陶瓷是无机非金属材料,故D正确;
故选:A。
18.解:A.若 A、B、C的焰色反应呈黄色、水溶液均呈碱性,X可以是CO2,此时A为NaOH、B为Na2CO3、C为NaHCO3,符合转化关系,故A正确;
B.若C为红棕色气体,则X为O2、B为NO、C为NO2,A可以为N2或NH3,即A不一定是空气中含量最高的单质氮气,故B错误;
C.若B为FeCl3,由于A、B、C均含相同元素,则A为氯气、X为Fe、C为氯化亚铁,故C正确;
D.若A为碳单质,X可为氧气,则B为CO、C为二氧化碳;若A为氧气,X可以为碳单质,则B为二氧化碳、C为CO,故D正确。
故选:B。
二、填空题(共3小题,满分46分)
19.解:(1)C为FeSO4,加入氢氧化钠,可生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,易被氧化生成氢氧化铁,反应的现象是产生白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红色色,
故答案为:产生白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红色色;
(2)由以上分析可知B为FeS,H为H2SO4,
故答案为:FeS;H2SO4;
(3)过氧化钠是由2个钠离子与1个过氧根离子通过离子键结合而成的离子化合物,电子式为,
故答案为:;
(4)E为(NH4)2SO4,鉴定阳离子,可取少量E于试管中,用胶头滴管滴加适量的氢氧化钠溶液,加热试管,若生成使湿润红色石蕊实质变蓝的气体,则证明铵根离子的存在,
故答案为:取少量E于试管中,用胶头滴管滴加适量的氢氧化钠溶液,加热试管,若生成使湿润红色石蕊实质变蓝的气体,则证明铵根离子的存在;
(5)在C(FeSO4)溶液中加入与C等物质的量的Na2O2,恰好使C转化为F(Fe(OH)3),反应的离子方程式为4Fe2++4Na2O2+6H2O═4Fe(OH)3+O2↑+8Na+;
故答案为:4Fe2++4Na2O2+6H2O═4Fe(OH)3+O2↑+8Na+。
20.解:(1)根据形状和用途判断,盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗,a为除杂装置,杂质为挥发的氯化氢和水,为防止HCl与KOH反应,所以a中用饱和食盐水的作用是除去氯化氢,
故答案为:分液漏斗;除去HCl;
(2)b中采用水浴加热的优点是受热均匀,便于控制温度;b中Cl2和KOH反应生成KClO3和KCl,发生反应的化学方程式为3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O,
故答案为:受热均匀,便于控制温度;3Cl2+6KOHKClO3+5KCl+3H2O;
(3)c中化学反应的离子方程式是Cl2+2OH﹣=ClO﹣+Cl﹣+H2O,采用冰水浴冷却的目的是避免生成NaClO3,
故答案为:避免生成NaClO3;
(4)d为尾气处理装置,作用是装置d用来吸收多余的氯气,防止污染大气,可选用试剂为可以和氯气反应的物质Na2S和Ca(OH)2,选项A、C正确,
故答案为:AC;
(5)b试管中的溶质主要是KClO3,KCl,KClO3的溶解度受温度影响大,冷却结晶,析出KClO3晶体,经过过滤得到KClO3晶体,表面还有KCl杂质,通过冷水洗涤减少KClO3的损失,
故答案为:过滤;
(6)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,滴加中性KI溶液,1号试管溶液颜色不变,说明KClO3没有和KI溶液反应,2号试管溶液变为棕色,说明NaClO和KI溶液反应生成了碘单质,加入CCl4振荡,碘单质易溶解于CCl4中,静置后CCl4层显紫色。可知该条件下KClO3的氧化能力比NaClO差,
故答案为:紫;大于。
21.解:(1)K2FeO4的制备流程:酸性条件下,H2O2氧化FeSO4生成Fe2(SO4)3,反应的方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,碱性条件下NaClO氧化Fe2(SO4)3生成Na2FeO4,反应的方程式为2Fe3+ +10OH﹣+3ClO﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O,根据K2FeO4的溶解性小于Na2FeO4原理,加入饱和KOH溶液使Na2FeO4转化为K2FeO4,方程式为Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,过滤、洗涤、低温干燥,得到K2FeO4纯品,
①i中反应为酸性条件下,H2O2氧化FeSO4生成Fe2(SO4)3的反应,结合电子守恒、电荷守恒配平、得到离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
②碱性条件下NaClO氧化Fe2(SO4)3生成Na2FeO4和NaCl,结合电子守恒、电荷守恒、碱性条件配平的离子方程式为为2Fe3+ +10OH﹣+3ClO﹣═2FeO42﹣+3Cl﹣+5H2O,
故答案为:2;10; 3; 2; 3;Cl﹣;5;H2O;
③加入饱和KOH溶液,可将Na2FeO4转化为K2FeO4,根据复分解反应发生的条件可知,Na2FeO4的溶解性大,即溶解度:Na2FeO4>K2FeO4,
故答案为:>;
(2)①K2FeO4固体溶于蒸馏水中并和水反应生成O2和氢氧化铁胶体,根据原子守恒可知,还有KOH生成,反应的化学方程式4K2FeO4 +10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH,
故答案为:4K2FeO4 +10H2O═4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8KOH;
②由实验i、ii、iii可知,K2FeO4稳定存在于碱性环境中、酸性条件下有氧化性,即酸性越强、pH越小,K2FeO4氧化性越强,
故答案为:pH越小,K2FeO4氧化性越强;
(3)①由图可知pH=8左右N元素的去除率最高,所以K2FeO4脱氮的最佳pH是8左右,
故答案为:pH≈8;
②K2FeO4有强氧化性,能氧化生活垃圾渗透液中含氮物质生成N2,则生活垃圾渗透液中含氮物质中的N为负价,同时溶液显酸性,所以含氮物质可能主要以NH4+形式存在,
故答案为:NH4+;
③由(2)②实验可知,pH越小,K2FeO4氧化性越强,所以pH大于8时,K2FeO4氧化性减弱,脱氮效果减弱,
故答案为:pH>8的溶液,随pH增大,K2FeO4氧化性减弱,不利于将含氮物质氧化。