第1部分专题三第11讲 专题限时集训十一.docx
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第1部分专题三第11讲专题限时集训十一
专题限时集训(十一)
(限时:
45分钟)
一、选择题(共7小题,每题6分)
1.(2013·新课标全国高考Ⅰ)化学无处不在,下列与化学有关的说法不正确的是( )
A.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
B.可用蘸浓盐酸的棉棒检验输送氨气的管道是否漏气
C.碘是人体必需微量元素,所以要多吃富含高碘酸的食物
D.黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合制成
解析:
选C A项,侯氏制碱法的反应原理是向氨化的饱和食盐水中通入CO2气体,利用相同温度下NaHCO3的溶解度小,使NaHCO3以晶体形式从溶液中析出,故生产过程中应用了物质溶解度的差异;B项,NH3和HCl气体相遇会生成白色固体NH4Cl小颗粒,反应现象为冒白烟。
用蘸浓盐酸的棉棒靠近输送氨气的管道,若管道附近冒白烟,证明管道漏气,否则不漏气;C项,碘元素是人体必需的微量元素,摄入过多或过少都会对身体健康造成危害。
过多摄入碘会引起高碘甲状腺肿、甲亢、甲状腺组织硬化等,故不能多吃富含高碘酸的食物;D项,黑火药是由硫黄、硝石、木炭按1∶2∶3的比例混合而成的混合物。
2.(2013·上海高考)将X气体通入BaCl2溶液,未见沉淀生成,然后通入Y气体,有沉淀生成,X、Y不可能是( )
选项
X
Y
A
SO2
H2S
B
Cl2
CO2
C
NH3
CO2
D
SO2
Cl2
解析:
选B A项中发生反应SO2+2H2S===3S↓+2H2O,生成S沉淀;B项无沉淀;C项生成BaCO3沉淀;D项,H2SO3+Cl2+H2O===H2SO4+2HCl,之后Ba2++SO
===BaSO4↓。
3.(2013·长春模拟)如图所示,夹子开始处于关闭状态,将液体A滴入烧瓶使其与气体B充分反应,打开夹子,可发现试管内的水立刻沸腾了,则液体A和气体B的组合不可能是( )
A.水、氯化氢
B.硫酸、氨气
C.氢氧化钠溶液、二氧化硫
D.氢氧化钠溶液、一氧化碳
解析:
选D 水在97℃沸腾,说明打开夹子后体系压强小于标准大气压。
A项中HCl会溶解,B项和C项中的物质相互反应,导致烧瓶中气体压强减小,夹子打开后,体系压强比开始时小;而D项中的物质不反应,体系压强不变。
4.(2013·聊城模拟)有下列两种转化途径,某些反应条件和产物已省略,下列有关说法不正确的是( )
途径① S
H2SO4
途径② S
SO2
SO3
H2SO4
A.途径①反应体现了浓HNO3的强氧化性和酸性
B.途径②的第二步反应在实际生产中可以通过增大O2浓度来降低成本
C.由途径①和②分别制取1molH2SO4,理论上各消耗1molS,各转移6mole-
D.途径②与途径①相比更能体现“绿色化学”的理念是因为途径②比途径①污染相对小且原子利用率高
解析:
选A ①反应中浓HNO3只表现了强氧化性,A错;途径②的第二步反应为2SO2+O2
2SO3,是可逆反应,增大O2浓度可提高SO2的转化率,降低成本,B正确;途径①、②中,硫元素化合价均由0价升高为+6价,故制取1molH2SO4,消耗1molS,转移6mole-,C正确;途径①用浓HNO3氧化S制取H2SO4,同时会产生NO2气体,污染环境,D正确。
5.(2013·上海模拟)在100mLHNO3和H2SO4的混合溶液中,两种酸的物质的量浓度之和为0.6mol·L-1。
向该溶液中加入足量的铜粉,加热,充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)( )
A.0.225mol·L-1 B.0.30mol·L-1
C.0.36mol·L-1D.0.45mol·L-1
解析:
选C 根据铜和稀硝酸的反应方程式知,铜和NO
的物质的量之比为3∶2,与H+的物质的量之比为3∶8,要使溶液中NO
和H+的物质的量浓度之比为2∶8,则HNO3和H2SO4的物质的量浓度之比是2∶3,所以HNO3的物质的量浓度是0.24mol·L-1,则溶液中HNO3的物质的量是0.024mol,根据方程式知,生成Cu2+的物质的量是0.036mol,所以Cu2+的物质的量浓度是0.36mol·L-1。
6.(2013·皖南模拟)二氧化氯(ClO2)是一种广谱、高效的消毒剂,易溶于水,尤其在水处理等方面有广泛应用。
以下是某校化学研究小组设计的实验室制取ClO2的工艺流程图。
下列有关说法正确的是( )
A.电解时发生反应的化学方程式为2HCl
Cl2↑+H2↑
B.由NaClO2溶液制取0.6molClO2时,至少消耗0.1molNCl3
C.将产生的混合气体通过盛有碱石灰的干燥器以除去ClO2中的NH3
D.溶液X的主要成分为NaClO2和NaOH
解析:
选B 根据流程图可知,电解时的反应物为NH4Cl和HCl,产物为H2和NCl3,正确的化学方程式为NH4Cl+2HCl
NCl3+3H2↑,A错;碱石灰无法除去NH3,C错;根据氧化还原反应规律和质量守恒可知,溶液X的主要成分为NaCl和NaOH,D错。
7.(2013·安徽大江中学模拟)中学常见物质A、B、C、D、E、X存在如图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。
下列推断不正确的是( )
A.若D是一种白色沉淀,在空气中最终变为红褐色,则A可能是铁
B.若D是一种强碱,则A、B、C均可与X反应生成D
C.若D为NaCl,且A可与C反应生成B,则E可能是CO2
D.若D是一种强酸,则A既可以是单质,也可以是化合物,且D可与铜反应生成B或C
解析:
选A 若D为白色沉淀,在空气中最终变为红褐色,则D为Fe(OH)2,A为Fe时,不存在图示转化关系,A错误;若D为强碱(如NaOH),则A、B、C、X依次为Na、Na2O、Na2O2、H2O,B正确;若D为NaCl,E为CO2,A与C反应生成B,则A、B、C、X可依次为NaOH、Na2CO3、NaHCO3、HCl,C正确;若D为强酸且可与Cu反应生成B或C,则A可为N2或NH3,B为NO,C为NO2,E为O2,X为H2O,符合图示转化关系,D正确。
二、非选择题(共4小题,共58分)
8.(15分)硅和氮均是自然界含量丰富的元素,其单质及化合物在环境、能源及材料科学中有着重要影响和广泛应用。
试回答下列问题:
(1)向大气中排放NOx可能导致的环境问题有____________________________(答两点)。
已知足量NaOH溶液能完全吸收NO2生成氮的含氧酸盐。
试写出该反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(2)光导纤维的应用,让人们的生活更加丰富精彩,________是制备光导纤维的基本原料。
(3)氮化硅陶瓷是一种新型无机非金属材料,其化学式为________,可由硅粉(用Al2O3和Y2O3作助剂)在N2中高温烧结而成,N2在反应中是反应物,同时又起了_________________的作用。
由于使用的硅粉表面含SiO2,在反应中需加入碳粉。
在烧结过程中,SiO2、C、N2以物质的量之比3∶6∶2反应生成两种化合物,该反应的化学方程式为_________________。
(4)硅燃烧放出大量热量,“硅能源”有望成为二十一世纪的新能源。
与“氢能源”比较,“硅能源”具有____________________等更加优越的特点,从而得到全球的关注和期待。
解析:
(1)氮氧化物会导致酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏等污染,NaOH溶液和NO2反应生成NaNO3和NaNO2;
(2)SiO2是制备光导纤维的基本原料;(3)SiO2、C、N2以物质的量之比3∶6∶2反应,生成Si3N4,从质量守恒可以看出,另一种产物是CO。
答案:
(1)酸雨、光化学烟雾、臭氧层破坏(任答两点均可)2NO2+2OH-===NO
+NO
+H2O
(2)SiO2(或二氧化硅)
(3)Si3N4 防止硅和氮化硅被氧化(或保护气)
3SiO2+2N2+6C
Si3N4+6CO
(4)便于储运、比较安全
9.(15分)(2013·东北三省四市模拟)卤素单质及其化合物在生产和生活中有广泛应用。
Ⅰ.氟化钠主要用作农作物杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。
实验室以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料,通过如图所示的流程制取较纯净的氟化钠,并得到副产品氯化铵:
已知:
20℃时氯化铵的溶解度为37.2g,氟化钠的溶解度为4g,Na2SiF6微溶于水。
请回答下列有关问题:
(1)完成并配平上述流程中①、②的化学反应方程式:
①
H2SiF6+
NH4HCO3===
NH4F+
H2SiO3↓+
CO2↑+
;
②________________________________________________________________________。
(2)操作Ⅲ分为两步,其顺序是______(填所选序号)。
a.过滤b.加热浓缩
c.冷却结晶d.洗涤
操作Ⅱ是洗涤、干燥,其目的是________________,在操作Ⅰ~Ⅴ中与之相同的操作步骤是________。
(3)流程①中NH4HCO3必须过量,其原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.紫菜与海带类似,是一种富含生物碘的海洋植物,可用于食用补碘。
以下为某兴趣小组模拟从紫菜中提取碘的过程:
紫菜―→
―→紫菜灰
―→滤液
―→
―→粗产品
已知:
商品紫菜轻薄松脆,比海带更易被焙烧成灰(此时碘转化为碘化物无机盐)。
(4)将焙烧所得的紫菜灰与足量的双氧水和稀硫酸作用,写出反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(5)操作①中涉及两步操作,名称是________,所用的主要玻璃仪器为________,所用试剂A最好选用表格中的________(填试剂名称)。
乙醇
四氯化碳
裂化汽油
碘(晶体)
密度/g·cm-3
0.7893
1.595
0.71~0.76
4.94
沸点/℃
78.5
76.8
25~232
184.35
(6)将下列装置图中缺少的必要仪器补画出来,以最终将单质碘与试剂A分离:
解析:
(1)根据质量守恒可以配平反应①,结合②中滤液为NH4F溶液,且生成NaF,可写出该反应的化学方程式:
NH4F+NaCl===NaF↓+NH4Cl。
(2)操作Ⅲ中滤液为NH4Cl溶液,经加热浓缩和冷却结晶等得到粗氯化铵,操作Ⅱ的目的是除去NaF表面的NH4Cl等可溶性杂质,其中操作Ⅴ也是洗涤、干燥,除去可溶性杂质。
(3)流程①中加入过量NH4HCO3使H2SiF6完全反应,避免②中加入NaCl而析出Na2SiF6。
(4)紫菜灰中I-在酸性条件下能被H2O2氧化为单质I2,其反应的离子方程式为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O。
(5)流程中的滤液中含有碘,结合表中数据可确定萃取剂为四氯化碳,滤液经萃取、分液可以富集碘,该操作中使用的主要玻璃仪器是分液漏斗。
(6)该装置需垫石棉网加热,蒸馏操作中需使用温度计控制馏分的温度,需要使用锥形瓶收集分离出的四氯化碳。
答案:
(1)H2SiF6+6NH4HCO3===6NH4F+H2SiO3↓+6CO2↑+3H2O NH4F+NaCl===NaF↓+NH4Cl
(2)bc 除去氟化钠表面的氯化铵等可溶性杂质 操作Ⅴ
(3)使氟硅酸完全反应,避免析出Na2SiF6而混入杂质
(4)H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
(5)萃取、分液 分液漏斗 四氯化碳
(6)
(温度计、石棉网、锥形瓶各一处)
10.(14分)图Ⅰ是实验室中常用于制备和干燥气体的装置:
(1)甲同学用图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2气体:
①B中反应的化学方程式为_____________________________________________。
②收集NO2气体的方法为_______________________________________________。
③将收集满NO2的烧瓶密封浸入冰水中,烧瓶内气体颜色变浅,则下列反应:
2NO2(g)N2O4(g) ΔH中的ΔH________0(填“>”或“<”)。
(2)乙同学用图Ⅰ装置制取NH3和O2的混合气体,用图Ⅱ装置验证氨的某些性质。
往A中加入浓氨水,B中加入Na2O2固体,C中加入碱石灰,D内放置催化剂(铂石棉),按气流方向a→b→c→h连接各仪器。
①实验中观察到D内有红棕色气体出现,证明氨气具有________(填“氧化性”或“还原性”)。
②D中反应的化学方程式为______________________、______________________。
③为防止NO2污染环境,E装置中装的试剂可以是________。
解析:
(1)NO2气体能与水反应,密度比空气大,故只能用向上排空气法收集NO2;将收集满NO2的烧瓶密封浸入冰水中,烧瓶内气体颜色变浅,说明NO2的浓度变小,则平衡2NO2(g)N2O4(g)向正反应方向移动了,正反应放热。
(2)浓氨水与Na2O2固体相遇时,首先发生反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,由于反应放热和生成了NaOH,促进了氨气的逸出,可制得氨气和氧气;氨气在铂的催化作用下被氧化为NO,继而被氧化为NO2,表现了氨气的还原性;可用NaOH溶液吸收多余的NO2气体。
答案:
(1)①Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ②向上排空气法 ③<
(2)①还原性 ②4NH3+5O2
4NO+6H2O 2NO+O2===2NO2 ③NaOH溶液(答案合理即可)
11.(14分)(2013·南平模拟)一同学分析硫元素的化合价有-2、0、+4、+6,而硫单质中硫元素处于中间价态,所以硫应该既有氧化性,又有还原性。
该同学欲探究硫的还原性,下面是该同学的实验探究过程,请解答其中的问题。
(1)该同学应该选择________(填“氧化剂”或“还原剂”)进行实验探究。
(2)该同学用红热的玻璃棒引燃了石棉网上的硫粉,硫粉开始燃烧,反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)该同学欲验证硫燃烧产物的性质,请你帮助他选择合适的试剂,并说明原因。
A.新制的氯水 B.品红溶液
C.滴有酚酞的NaOH稀溶液D.H2S气体
性质
试剂
化学方程式
漂白性
氧化性
还原性
酸性氧化物
解析:
(1)探究还原性,需要氧化剂。
(2)硫在空气中燃烧的化学方程式的书写不要忘记反应条件为“点燃”。
(3)尽管SO2能使新制的氯水、品红溶液、滴有酚酞的NaOH稀溶液都褪色,但表现漂白性的只有与品红溶液的反应,与新制氯水的反应表现了SO2的还原性,与滴有酚酞的NaOH稀溶液的反应表现了SO2酸性氧化物的性质,与H2S气体的反应表现了SO2的氧化性。
答案:
(1)氧化剂
(2)S+O2
SO2
(3)
性质
试剂
化学方程式
漂白性
B
氧化性
D
SO2+2H2S===3S↓+2H2O
还原性
A
SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl
酸性氧化物
C
SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
1.(2013·宁波模拟)下列有关氧化还原反应的说法正确的是( )
A.浓盐酸在化学反应中既可以作氧化剂,又可以作还原剂
B.工业上常以SiO2为原料制取粗硅,这一过程中,硅元素被氧化
C.在任何条件下都不能发生反应:
Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑
D.亚氯酸可发生分解反应:
HClO2―→ClO2↑+Cl2+H2O(未配平),1molHClO2分解时,转移电子的物质的量为1mol
解析:
选A 浓盐酸与活泼金属如Zn反应时作氧化剂,与MnO2加热条件下反应作还原剂,A正确;用SiO2制取粗Si,硅元素的化合价降低,被还原,B错;以Cu作阳极电解稀H2SO4时可发生反应Cu+H2SO4
CuSO4+H2↑,C错;HClO2分解的化学方程式为8HClO2===6ClO2↑+Cl2↑+4H2O,据化学方程式可知,每1molHClO2分解,转移0.75mol电子,D错。
2.(2013·上海模拟)能在溶液中大量共存,加入绿矾后仍能大量存在的离子组是( )
A.K+、Ba2+、OH-、I- B.Na+、Mg2+、Cl-、SO
C.Na+、H+、Cl-、NO
D.Cu2+、S2-、Br-、ClO-
解析:
选B OH-和Fe2+反应生成沉淀,A错误;绿矾和溶液中的离子不反应,且离子之间也不反应,B正确;Fe2+能被HNO3氧化生成Fe3+,C错误;Cu2+和S2-能生成沉淀,D错误。
3.(2013·温州八校联考)现有0.1mol等物质的量组成的Fe、Cu合金,研成粉末后,全部投入稀硝酸中,微热使其充分反应,已知硝酸的还原产物只有NO。
由于HNO3用量的不同,溶液中的金属离子和残留固体的成分会有多种情况。
下列说法不正确的是( )
A.溶液中的金属离子和残留固体的成分最多会有6种情况
B.若金属有剩余,在溶液中再滴入稀硫酸后,金属又开始溶解
C.当合金刚好溶解时,在标准状况下产生2.24LNO
D.若合金全部溶解,在溶液中加入过量的氨水,经过滤、洗涤、干燥、充分灼烧、称量,得固体4g
解析:
选C 按硝酸加入的量的多少可以有6种情况:
Fe、Cu、Fe2+,Cu、Fe2+、Cu2+,Fe2+、Cu,Fe2+、Cu2+,Fe3+、Fe2+、Cu2+,Fe3+、Cu2+,A项正确;溶液中存在NO
,酸性条件下具有强氧化性,能继续氧化金属,B项正确;铁可以变为Fe2+或Fe3+,所失电子数有2种情况,则在标准状况下产生的NO的体积不定,C项错误;由于Cu2+能和氨水形成配合物,所以最后得到的是Fe2O3,根据原子守恒知Fe2O3的物质的量为0.025mol,质量是4g,D项正确。
4.(2013·三明模拟)某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________,其中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是________________、________________,这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________;装置B中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象___________
________________________________________________________________________。
(4)尾气可采用________溶液吸收。
解析:
(2)向Na2S溶液中通入SO2,最终生成了S单质,S为不溶于水的黄色固体。
(3)要注意关闭分液漏斗活塞,不再产生SO2后再加热。
答案:
(1)蒸馏烧瓶 Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2+H2O
(2)溶液由紫红色变为无色 无色溶液中出现黄色浑浊
还原性 氧化性 5SO2+2MnO
+2H2O===2Mn2++5SO
+4H+
(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4)NaOH
5.(2013·长沙模拟)某试剂厂用银(含杂质铜)和硝酸(含杂质Fe3+)反应制取硝酸银。
步骤如下:
依据上述步骤,完成下列填空:
(1)溶解银的硝酸应该用________(填“浓”或“稀”)硝酸,原因是________(填序号,下同)。
a.减少过程中产生NOx的量
b.减少原料银的消耗量
c.减少硝酸的使用量
(2)步骤B加热保温的作用是________。
a.有利于加快反应速率
b.有利于未反应的硝酸挥发
c.有利于硝酸充分反应,降低溶液中c(H+)
(3)步骤C是为了除去Fe3+、Cu2+等杂质,冲稀静置时发生的化学反应是________。
a.置换反应 b.水解反应 c.氧化还原反应
产生的沉淀物化学式:
____________________。
解析:
(1)根据反应方程式Ag+2HNO3(浓)===AgNO3+NO2↑+H2O、3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O可知:
每生成1molAgNO3,如用浓硝酸,消耗HNO32mol,产生1molNO2,如用稀硝酸,只需HNO34/3mol,放出NO1/3mol。
故用稀硝酸比用浓硝酸好,原因为减少氮氧化物的排放量,从而减少硝酸的使用量,即理由为a、c。
(2)根据温度对反应速率的影响,加热保温是使反应速率加快,促使HNO3与Ag反应,而不希望HNO3损失,因此其目的是a、c。
(3)由水解原理可知溶液浓度小,促进水解,使Fe3+、Cu2+生成难溶的Fe(OH)3、Cu(OH)2而除去。
答案:
(1)稀 ac
(2)ac (3)b Fe(OH)3、Cu(OH)2
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