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實驗綜合訓練(5)
可能用到的相對原子質(zhì)量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27
S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Br-80 Ag-108 Ba-137
第Ⅰ卷 (選擇題 共40分)
一、 選擇題(本題共20小題,每小題2分,共40分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目求的)
1.下列有關(guān)實驗現(xiàn)象的描述正確的是( )
A.鐵在氧氣中劇烈燃燒,放出耀眼的白光,集氣瓶內(nèi)壁附著黑色固體
B.溴水中滴加裂化汽油,溶液褪色且分層
C.銅在氯氣中燃燒,產(chǎn)生白煙,加水溶解后可得到綠色溶液
D.用潔凈的玻璃棒蘸取碳酸鉀粉末在酒精燈火焰上灼燒,可觀察到明亮的紫色火焰
【答案】B
【解析】A項,鐵在氧氣中劇烈燃燒,燃燒生成四氧化三鐵,觀察到火星四射、劇烈燃燒,生成黑色固體,故A錯誤;B項,溴水中滴加裂化汽油,發(fā)生加成反應(yīng),則溶液褪色,生成的鹵代烴不溶于水,密度大于水,在下層,出現(xiàn)分層現(xiàn)象,故B正確;C項,銅在氯氣中燃燒,生成氯化銅,觀察到棕黃色的煙,加水溶解后可得到藍色溶液,故C錯誤;D項,觀察K的焰色反應(yīng)需要透過藍色的鈷玻璃,不能直接觀察,故D錯誤;故選B。
2.下列化學藥品名稱與警示性標簽對應(yīng)不正確的是( )
【答案】B
【解析】A項,該警示性標簽是腐蝕性藥品標簽,濃硝酸具有腐蝕性,是腐蝕品,故A正確;B項,四氯化碳是一種無色、不易燃的液體,故B不正確;C項,KCN是劇毒物, 接觸皮膚的傷口或吸入微量粉末即可中毒死亡,所以警示標志為劇毒品,故C正確;D項,KClO3是強氧化劑,常溫下穩(wěn)定,在400℃以上則分解并放出氧氣,與還原劑、有機物、易燃物如硫、磷或金屬粉等混合可形成爆炸性混合物。急劇加熱時可發(fā)生爆炸,故D正確。
3.實驗中的下列操作正確的是( )
A.用試管取出試劑瓶中的Na2CO3溶液,發(fā)現(xiàn)取量過多,為了不浪費,又把過量的試劑倒入試劑瓶中
B.Ba(NO3)2 溶于水,可將含有Ba(NO3)2 的廢液倒入水池中,再用水沖入下水道
C.用蒸發(fā)方法使NaCl 從溶液中析出時,應(yīng)將蒸發(fā)皿中NaCl 溶液全部蒸干才停止加熱
D.用濃硫酸配制一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸時,濃硫酸溶于水后,應(yīng)冷卻至室溫才能轉(zhuǎn)移到容量瓶中
【答案】D
【解析】A項,取出Na2CO3溶液,發(fā)現(xiàn)取量過多,不能放回原瓶,會污染原試劑,故A錯誤;B項,鋇離子有毒,可污染地下水,不能直接排放進下水道,故B錯誤;C項,蒸發(fā)時不能蒸干,應(yīng)利用余熱蒸干,有大量固體析出時即停止加熱,故C錯誤;D項,容量瓶只能在常溫下使用,不能用來盛裝過冷或過熱的液體,濃硫酸溶于水放熱,溶液的溫度較高,應(yīng)冷卻后在轉(zhuǎn)移到容量瓶中,故D正確。故選D。
4.化學是以實驗為基礎(chǔ)的科學,關(guān)于下列各實驗裝置的敘述中,正確的是( )
A.儀器①可用于乙醇與水分離提純
B.儀器②可用于稱取5.85g氯化鈉固體
C.裝置③的燒瓶中應(yīng)加沸石,以防暴沸
D.裝置④按a進b出,用排空氣法可收集H2
【答案】C
【解析】A項,儀器①是分液漏斗,乙醇與水互溶,不能用分液法分離,A錯誤;B項,儀器②是托盤天平,托盤天平只能精確到0.1g,B錯誤;C項,裝置③是蒸餾裝置,燒瓶中應(yīng)加沸石,以防暴沸,C正確;D項,裝置④按a進b出是向上排空氣法集氣,收集H2用向下排空氣法,D錯誤。故選C。
5.下列實驗不能達到預期目的的是( )
A.用碳酸鈉溶液鑒別乙酸、乙酸乙酯 B.用酸性高錳酸鉀溶液區(qū)分苯和乙醇
C.用水區(qū)分甘油和乙酸 D.用新制銀氨溶液區(qū)分乙醇和乙醛
【答案】C
【解析】乙酸可與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體,而乙酸乙酯不能,A項不符合題意;苯不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,乙醇能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B項不符合題意;甘油和乙酸都與水相溶,故不能用水區(qū)分,C項符合題意;乙醛中含有醛基,能與新制銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應(yīng),D項不符合題意。
6.下列有關(guān)實驗原理或?qū)嶒灢僮髡_的是( )
A.用裝置甲收集SO2并驗證其漂白性
B.用裝置乙驗證氯氣與水反應(yīng)有鹽酸生成
C.用澄清石灰水鑒別蘇打溶液和小蘇打溶液
D.用NaOH溶液除去苯中混有的少量苯酚,反應(yīng)后分液
【答案】D
【解析】用裝置甲收集SO2并驗證其還原性(不是漂白性),A項錯誤;由于濃鹽酸揮發(fā)干擾檢驗,B項錯誤;澄清石灰水與蘇打溶液和小蘇打溶液反應(yīng)均有碳酸鈣沉淀生成,C項錯誤;苯酚與NaOH溶液反應(yīng)生成溶于水的苯酚鈉,分液除去即可,D項正確。
7.下列實驗中,能達到相應(yīng)實驗目的的是( )
A.制備并收集乙酸乙酯
B.證明氯化銀溶解度大于硫化銀
C.驗證溴乙烷的消去產(chǎn)物是乙烯
D.推斷S、C、Si的非金屬性強弱
【答案】D
【解析】A項,制取乙酸乙酯需要用濃硫酸做催化劑,故不選A;B項,1mL0.1mol/L的AgNO3溶液滴加幾滴0.1mol/L的NaCl溶液生成白色沉淀AgCl,AgNO3有剩余,再滴加幾滴0.1mol/L的Na2S,AgNO3與Na2S反應(yīng)生成Ag2S沉淀,所以不能證明氯化銀溶解度大于硫化銀,故不選B;C項,乙烯、乙醇都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,所以該裝置不能驗證溴乙烷的消去產(chǎn)物是乙烯,故不選C;D項,碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)放出二氧化碳,證明非金屬性S>C,二氧化碳與硅酸鈉溶液反應(yīng)生成硅酸沉淀,證明非金屬性C>Si,故選D。
8.下列實驗方案能達到實驗目的的是( )
選項
實驗目的
實驗方案
A
鑒別NO2、溴蒸氣
用濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在集氣瓶口,若試紙變藍則該氣體為溴蒸氣
B
驗證I-還原性強于Cl-
向NaI溶液中依次滴入少量新制氯水和苯,振蕩、靜置,上層溶液呈紫紅色
C
檢驗Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì)
將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,觀察溶液是否變成紅色
D
檢驗SO2的漂白性
將SO2氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中,觀察溶液是否褪色
【答案】B
【解析】A項,溴蒸氣和二氧化氮均為紅棕色氣體,均能氧化KI,則濕潤的淀粉碘化鉀試紙插入氣體中,試紙變藍,不能確定氣體為二氧化氮還是溴蒸氣,故A錯誤;B項,向NaI溶液中依次滴入少量新制氯水和苯,振蕩、靜置,上層溶液呈紫紅色說明氯氣與碘化鈉溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成氯化鈉和單質(zhì)碘,由還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物可知,碘離子的還原性強于氯離子,故B正確;C項,將Fe(NO3)2樣品溶于稀硫酸后,NO3-離子在酸性溶液中具有強氧化性,能夠氧化Fe2+,不能檢驗Fe(NO3)2晶體是否已氧化變質(zhì),故C錯誤;D項,二氧化硫具有還原性,酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,將SO2氣體通入酸性高錳酸鉀溶液中,二氧化硫與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng),使酸性高錳酸鉀溶液褪色,在該反應(yīng)中,二氧化硫沒有表現(xiàn)漂白性,只有其使有機色質(zhì)褪色時才表現(xiàn)漂白性,故D錯誤;故選B。
9.為提純下列物質(zhì)(括號內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì)),所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是( )
選項
被提純的物質(zhì)
除雜試劑
分離方法
A
NaBr溶液(NaI)
氯水、CCl4
萃取、分液
B
NH4Cl溶液(FeCl3)
NaOH溶液
過濾
C
CO2(CO)
CuO粉末
通過灼熱的CuO粉末
D
SiO2(Al2O3)
NaOH溶液
過濾
【答案】C
【解析】氯水具有強氧化性,能與NaBr和NaI都發(fā)生反應(yīng),A項錯誤;NH4Cl溶液能和NaOH溶液反應(yīng)生成一水合氨,B項錯誤;灼熱的CuO粉末能與CO反應(yīng)生成Cu和CO2,灼熱的CuO粉末與CO2不反應(yīng),C項正確;SiO2是酸性氧化物,Al2O3是兩性氧化物,二者都能與NaOH溶液反應(yīng),D項錯誤。
10.下列有關(guān)物質(zhì)檢驗的實驗結(jié)論中正確的組合是( )
實驗操作
現(xiàn)象
實驗結(jié)論
①
將某氣體通入品紅溶液中
品紅溶液褪色
該氣體一定是SO2
②
將無色氣體通入溴水中
溴水褪色
該氣體可能是乙烯
③
向某溶液中滴入兩滴KSCN溶液
溶液不顯血紅色
該溶液一定含有Fe2+
另取該溶液少許,先滴入氯水,再滴入KSCN溶液
溶液為血紅色
④
將木炭和濃硫酸反應(yīng)生成的氣體通入澄清石灰水中
有白色沉淀生成
該氣體一定是CO2
A.②④ B.②③ C.①③ D.①②③
【答案】B
【解析】①中氣體還可能是氯氣等,錯誤;②中乙烯可與溴水發(fā)生加成反應(yīng),使溴水褪色,正確;③中先證明溶液中無Fe3+,另取溶液先滴氯水,再加KSCN溶液變血紅色,證明原溶液中含F(xiàn)e2+,正確;④中是SO2與CO2的混合氣體,錯誤。
11.下列有關(guān)實驗操作、現(xiàn)象和解釋或結(jié)論都正確的是( )
選項
實驗操作
現(xiàn)象
解釋或結(jié)論
A
過量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反應(yīng)后,滴入KSCN溶液
溶液呈紅色
稀HNO3將Fe氧化為Fe3+
B
AgI沉淀中滴入稀KCl溶液
有白色沉淀出現(xiàn)
AgCl比AgI更難溶
C
Al箔插入稀HNO3中
無現(xiàn)象
Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
D
用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上
試紙變藍色
濃氨水呈堿性
【答案】D
【解析】A項,;B項,AgI比AgCl更難溶,故無白色沉淀出現(xiàn);C項,Al與稀HNO3反應(yīng)生成氣體,Al與濃HNO3在常溫下才發(fā)生鈍化。
12.下列有關(guān)化學實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論均為正確的是( )
選項
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
Mg2+和Cu2+共存的溶液中滴入適量NaOH溶液
產(chǎn)生白色沉淀
相同溫度下,溶度積常數(shù): Ksp[Mg(OH)2]
HCO
D
向飽和硼酸溶液中滴加少量Na2CO3粉末
無氣泡冒出
不能證明酸性:碳酸>
硼酸
【答案】C
【解析】A項,向Mg2+和Cu2+共存的溶液中滴加適量NaOH溶液,產(chǎn)生白色沉淀,因不知道原溶液中兩離子的濃度是否相等,則無法判斷二者溶度積常數(shù)大小,錯誤;B項,溶液逐漸褪色,可知生成不飽和烴,可驗證石蠟油裂解生成不飽和烴,不一定是乙烯,錯誤;C項,碳酸鈉溶液中紅色更深,說明碳酸根離子水解能力大于碳酸氫根離子水解能力,所以陰離子水解常數(shù)Kh: CO>HCO, 正確;D項,硼酸溶液中硼元素最高價+3價,碳酸中碳元素最高價+4價,因此二溶液混合后無氣泡冒出,說明硼酸不能制備碳酸,可以證明酸性:碳酸>硼酸,錯誤。
13.實驗室制備硝基苯的實驗裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。下列說法不正確的是( )
A.水浴加熱的優(yōu)點為使反應(yīng)物受熱均勻、容易控制溫度
B.濃硫酸、濃硝酸和苯混合時,應(yīng)先向濃硝酸中緩緩加入濃硫酸,待冷卻至室溫后,再將苯逐滴滴入
C.儀器a的作用是冷凝回流,提高原料的利用率
D.反應(yīng)完全后,可用儀器a、b蒸餾得到產(chǎn)品
【答案】D
【解析】A項,水浴加熱的優(yōu)點為使反應(yīng)物受熱均勻、容易控制溫度,故A正確;B項,濃硫酸、濃硝酸和苯混合時,應(yīng)先向濃硝酸中緩緩加入濃硫酸,待冷卻至室溫后,再將苯逐滴滴入,可避免混合過程中放熱而使液體濺出,并造成苯大量揮發(fā),故B正確;C項,儀器a的作用是冷凝回流,提高原料的利用率,增加產(chǎn)率,故C正確;D項,蒸餾操作時要用蒸餾燒瓶和直形冷凝管,故D錯誤。故選D。
14.球墨鑄鐵中含有一種鐵碳化合物X。實驗小組為測定化合物X的組成設(shè)計實驗如下:
下列說法不正確的是( )
A.固體2是氧化鐵
B.X的化學式可以表示為Fe3C2
C.將溶液甲在空氣中加熱、蒸干、灼燒也可得到24.0g固體
D.X與足量的熱濃硝酸反應(yīng)有NO2和CO2生成
【答案】B
【解析】鐵碳化合物X,在足量空氣中煅燒得固體1為鐵的氧化物,可以有+2價或+3價的鐵,溶于鹽酸所得溶液中可能含F(xiàn)e2+和Fe3+,再通入足量的氯氣,溶液中都為+3價的鐵,加熱蒸干,鐵離子水解生成氫氧化鐵,灼燒后氫氧化鐵分解得固體2為氧化鐵,24g氧化鐵中含有鐵元素的質(zhì)量為24g=16.8g,根據(jù)鐵原子守恒可計算得化合物X中鐵元素的質(zhì)量也是16.8g,因此X中碳元素的質(zhì)量為18g-16.8g=1.2g,所以在X中鐵、碳原子的物質(zhì)的量之比為:=3:1,所以X的化學式為Fe3C,則:A項,根據(jù)以上分析可知,固體2是氧化鐵,故A正確;B項,X的化學式可以表示為Fe3C,故B錯誤;C項,溶液甲為氯化亞鐵和氯化鐵的混合物,在空氣中加熱、蒸干、灼燒,最終也可以得到24.0g氧化鐵,故C正確;D項,濃硝酸具有強氧化性,F(xiàn)e3C與熱的濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),碳元素可被氧化成二氧化碳,硝酸中的氮可被還原成二氧化氮,因此X與足量的熱濃硝酸反應(yīng)有NO2和CO2生成,故D正確;故選B。
15.倒置的坩堝蓋子上放入硫粉,在硫粉中央放一小塊鈉,按圖示搭建裝置,用膠頭滴管向金屬鈉滴加一滴水,立即倒扣上大燒杯,發(fā)現(xiàn)坩堝蓋子內(nèi)火星四濺,燒杯內(nèi)出現(xiàn)大量白煙,下列說法錯誤的是( )
A.水是鈉與硫反應(yīng)的催化劑 B.酚酞的水溶液變紅色
C.鈉與硫的反應(yīng)是放熱反應(yīng) D.濾紙逐漸變黑
【答案】A
【解析】A項,鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,反應(yīng)放熱,放出的熱量引發(fā)鈉與硫的反應(yīng),所以水不是催化劑,故A錯誤;B項,硫化鈉為強堿弱酸鹽,溶于水后,發(fā)生水解使溶液顯堿性,所以酚酞的水溶液變紅色,故B正確;C項,鈉與硫反應(yīng)引發(fā)后,不需要加熱,就能繼續(xù)反應(yīng)說明其為放熱反應(yīng),故C正確;D項,硫化鈉與硫酸銅反應(yīng)生成硫化銅黑色固體,故D正確;故選A。
16.常溫下氯化鐵為棕黑色固體,易升華。實驗室欲證明H2能在加熱的條件下還原FeCl3,設(shè)計如下實驗。下列說法錯誤的是( )
A.裝置A的優(yōu)點是隨開隨用,隨關(guān)隨停
B.導管m的作用是平衡壓強,觀察是否堵塞
C.裝置D中產(chǎn)生白色沉淀即可證明H2能還原FeCl3
D.實驗結(jié)束后,應(yīng)先熄滅C處酒精燈,待硬質(zhì)玻璃管冷卻后關(guān)閉K
【答案】C
【解析】A項,裝置A可以利用關(guān)閉止水夾,試管內(nèi)生成的氣體導致試管中氣體壓強增大,使液體壓回到長頸漏斗中,導致試管中固、液分離而反應(yīng)停止,可以做到隨開隨用,隨關(guān)隨停,A正確;B項,導管m的作用是平衡壓強,若后續(xù)裝置堵塞,則B裝置中m管液面上升,故可以通過觀察確定后續(xù)裝置是否堵塞,B正確;C項,裝置D中產(chǎn)生白色沉淀可以說明產(chǎn)生了AgCl,但無法證明是H2還原FeCl3生成HCl,還是FeCl3升華后進入D試管所致,C錯誤;D項,實驗結(jié)束后安全操作順序,應(yīng)先熄滅C處酒精燈,使裝置A中繼續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生氣體,待硬質(zhì)玻璃管冷卻后關(guān)閉K,以防止倒吸入液體使硬質(zhì)玻璃管炸裂,D正確;故選C。
17.MnSO4是制備高純MnCO3的中間原料。實驗室用如圖所示裝置可制備少量MnSO4溶液,反應(yīng)原理為MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O。下列說法錯誤的是( )
A.若實驗中將N2換成空氣,則反應(yīng)液中 的濃度之比變大
B.緩慢通入混合氣體可提高SO2的轉(zhuǎn)化率
C.若不通N2,則燒瓶中的進氣管口容易被堵塞
D.石灰乳對尾氣的吸收效果比澄清石灰水更好
【答案】A
【解析】A項,SO2能與H2O反應(yīng)生成H2SO3,H2SO3易被氧氣氧化成SO42-,導致溶液中c(SO42-)增大,即之比減小,故A說法錯誤;B項,緩慢通入混合氣體,可以使SO2充分反應(yīng),提高SO2的轉(zhuǎn)化率,故B說法正確;C項,若不通N2,則燒瓶中的進氣管口容易被MnO2堵塞,故C說法正確;D項,SO2有毒,不能直接排放到空氣,氫氧化鈣微溶于水,澄清石灰水中Ca((OH)2含量低,因此使用石灰乳對尾氣的吸收效果比澄清石灰水更好,故D說法正確;故選A。
18.已知FeSO4?7H2O晶體在加熱條件下會發(fā)生分解反應(yīng):2FeSO4?7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑,實驗室用如圖所示裝置檢驗FeSO4?7H2O的所有分解產(chǎn)物,下列說法不正確的是( )
A.實驗時應(yīng)先打開K,緩緩通入N2,再點燃酒精噴燈
B.乙、丙、丁中可依次盛裝無水CuSO4、品紅溶液、BaCl2溶液
C.還應(yīng)在丁裝置后面連接盛有NaOH溶液的洗氣瓶
D.甲中殘留固體加稀硫酸溶解,再滴加KSCN溶液,溶液變紅
【答案】B
【解析】A項,加熱時,F(xiàn)eSO4?7H2O易被空氣中的氧氣氧化,因此實驗時,應(yīng)先通入N2將裝置中的空氣排盡,再點燃酒精噴燈,故A正確;B項,應(yīng)先檢驗SO3再檢驗SO2,因SO3經(jīng)過品紅溶液易被吸收生成H2SO4而不逸出,故B錯誤;C項,SO2不能被品紅溶液完全吸收,需用NaOH溶液進行尾氣處理,故C正確;D項,根據(jù)題目所給信息得出有Fe2O3生成,加稀硫酸溶解后產(chǎn)生Fe3+,再滴加KSCN溶液,溶液變紅,故D正確;故答案為B。
19. 把濃鹽酸分別滴入點滴板上的各種溶液中,現(xiàn)象如下:
實驗
現(xiàn)象
①中溶液變藍且無其他明顯現(xiàn)象
②中無明顯現(xiàn)象
③中溶液褪色
④中產(chǎn)生黃綠色氣體
下列分析正確的是( )
A.①中現(xiàn)象體現(xiàn)了濃鹽酸的氧化性
B.②中現(xiàn)象說明未發(fā)生反應(yīng)
C.③中反應(yīng)后氯元素全部以KCl形式存在
D.④中產(chǎn)生黃綠色氣體的反應(yīng)是:ClO-+ Cl-+ 2H+ = Cl2↑+ H2O
【答案】D
【解析】A項,鹽酸滴入KI淀粉溶液中不反應(yīng),故無現(xiàn)象,故A錯誤;B項,②中無現(xiàn)象說明鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水的過程沒有明顯的現(xiàn)象,并不是不反應(yīng),故B錯誤;C項,鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)的化學方程式為2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,③中反應(yīng)后氯元素全部以KCl和MnCl2形式存在,故C錯誤;D項,次氯酸鈉與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生氯氣,④中產(chǎn)生黃綠色氣體的反應(yīng)是:ClO-+ Cl-+ 2H+ = Cl2↑+ H2O,故D正確;故選D。
20.下圖是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法:
已知:室溫下飽和H2S溶液的pH約為3.9,SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6,F(xiàn)eS開始沉淀時溶液的pH為3.0,沉淀完全時的pH為5.5。根據(jù)以上流程圖,下列說法不正確的是( )
A.操作I所得濾液中不含有Fe3+
B.操作Ⅱ中用硫酸酸化至pH=2的主要目的是抑制Fe2+的水解
C.操作Ⅱ中,通入H2S至飽和的目的是使Sn2+轉(zhuǎn)化為SnS沉淀并防止Fe2+被氧化。
D.操作Ⅳ中所得的晶體最后用乙醇洗去晶體表面附著的水分。
【答案】B
【解析】加稀硫酸目的是為了溶解鐵屑,再通過過濾得到硫酸亞鐵溶液,通入硫化氫是為了沉淀Sn2+,但是飽和H2S溶液的pH約為3.9,SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6,F(xiàn)eS開始沉淀時溶液的pH為3.0,沉淀完全時的pH為5.5,所以加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH為2,此時Sn2+轉(zhuǎn)變?yōu)镾nS,通過過濾的方式除去,最后通過降溫結(jié)晶的方式得到純凈綠礬。A項,雖然雜質(zhì)含有氧化鐵可與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生Fe3+,但是含有過量的鐵單質(zhì),可與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+,所以操作I所得濾液中不含有Fe3+,故A正確;B項,由分析可知,操作Ⅱ中用硫酸酸化至pH=2的主要目的是使Fe2+不能沉淀,故B錯誤;C項,由分析可知,操作Ⅱ中,通入H2S至飽和的目的是使Sn2+轉(zhuǎn)化為SnS沉淀并防止Fe2+被氧化,故C正確;D項,用乙醇作為洗滌劑的好處是:降低綠礬溶解度、更易揮發(fā)。所以操作Ⅳ中所得的晶體最后用乙醇洗去晶體表面附著的水分,故D正確;故選B。
第Ⅱ卷 (非選擇題 共60分)
二、必做題(本題共6小題,共60分)
21.(5分)汽車排放的尾氣為大氣污染源之一,目前,可利用以下化學原理解決尾氣:
2NO+2CO2CO2+N2。
為研究如何提高該轉(zhuǎn)化過程的反應(yīng)速率,某課題組進行了以下實驗探究。
【資料查閱】
A.不同的催化劑對同一反應(yīng)的催化效率不同;
B.使用等質(zhì)量相同的催化劑時,催化劑的比表面積對催化效率有影響。
【實驗設(shè)計】課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響規(guī)律,設(shè)計了以下對比實驗。
實驗編號
實驗目的
T/℃
NO初始濃度/
molL-1
CO初始濃度/molL-1
同種催化劑的比表面積/m2g-1
達平衡時所用的時間/min
Ⅰ
參照實驗
280
6.5010-3
4.0010-3
80
t
Ⅱ
280
6.5010-3
4.0010-3
120
0.5t
Ⅲ
360
6.5010-3
4.0010-3
80
0.2t
【結(jié)論】
(1)實驗編號Ⅱ的實驗目的為________________________________________。
(2)課題中探究外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響的另一因素是__________,且__________反應(yīng)速率將__________(填“增大”“減小”或“無影響”)。
【答案】(1)探究催化劑比表面積對反應(yīng)速率的影響(2分)
(2)溫度(1分) 溫度升高(1分) 增大(1分)
【解析】(1)實驗Ⅰ和實驗Ⅱ的反應(yīng)條件中,除了催化劑的比表面積大小不同以外,其他條件完全相同,說明實驗目的是探究催化劑比表面積對反應(yīng)速率的影響。(2)根據(jù)實驗Ⅰ和實驗Ⅲ可知,課題中探究外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響的另一因素是溫度。升高溫度后,達到平衡需要的時間少,說明升高溫度,反應(yīng)速率增大,則反應(yīng)時間減小。
22.(8分)以環(huán)已醇( )為原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH]的實驗流程如下:
其中“氧化”的實驗過程:在250mL四口燒瓶中加入50mL水和3.18g碳酸鈉,低速攪拌至碳酸鈉溶解,緩慢加入9.48g(約0.060mol)高錳酸鉀,按圖示搭好裝置,打開電動攪拌,加熱至35℃,滴加3.2mL(約0.031mol)環(huán)己醇,發(fā)生的主要反應(yīng)為:
KOOC(CH2)4COOK ΔH<0
(1)“氧化”過程應(yīng)采用___________加熱。(填標號)
A.熱水浴 B.酒精燈 C.煤氣燈 D.電爐
(2)“氧化”過程,不同環(huán)己醇滴加速度下,溶液溫度隨時間變化曲線如圖,為保證產(chǎn)品純度,應(yīng)選擇的滴速為___________s/滴。
(3)為證明“氧化”反應(yīng)已結(jié)束,在濾紙上點1滴混合物,若觀察到_____,則表明反應(yīng)已經(jīng)完成。
(4)“趁熱抽濾”后,用________進行洗滌。
(5)室溫下,相關(guān)物質(zhì)溶解度如表?!罢舭l(fā)濃縮”過程中,為保證產(chǎn)品純度及產(chǎn)量,應(yīng)濃縮溶液體積至__(填標號)。
化學式
己二酸
NaCl
KCl
溶解度g/100g 水
1.44
35.1
33.3
A.5mL B.10mL C.15mL D.20mL
(6)稱取已二酸(Mr=146g/mol)樣品0.2920g,用新煮沸的50mL熱水溶解,滴入2滴酚酞試液,用0.2000 mol/LNaOH溶液滴定至終點,進行平行實驗及空白實驗后,消耗NaOH的平均體積為19.70mL.
①NaOH溶液應(yīng)裝于_______ (填儀器名稱).
②己二酸樣品的純度為___________.
【答案】(1)A(1分) (2)25(1分) (3)未出現(xiàn)紫紅色(1分)
(4)熱水(1分) (5)C(1分)
(6)①堿性滴定管(1分) ②98.5%(2分)
【解析】(1)由題可知,“氧化”過程中反應(yīng)溫度為35℃,因此應(yīng)采用熱水浴加熱;(2)為保證反應(yīng)溫度的穩(wěn)定性(小于50℃),由圖可知,最好采用25s/滴;(3)0.031mol環(huán)己醇完全氧化為KOOC(CH2)4COOK,失去電子0.031mol8=0.248mol,而0.06mol高錳酸鉀在堿性條件下完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子0.18mol(KMnO4→MnO2),由此可知,高錳酸鉀先消耗完,若證明“氧化”反應(yīng)已結(jié)束,在濾紙上點1滴混合物,若觀察到未出現(xiàn)紫紅色,則說明已經(jīng)完成;(4)趁熱抽濾后,應(yīng)用熱水進行洗滌;(5)溶液中雜質(zhì)KCl的質(zhì)量為:0.06mol(39+35.5)g/mol=4.47g,完全溶解KCl所需水的體積為:mL=13.42mL,當雜質(zhì)全部溶解在水中時,己二酸能夠最大限度析出,故應(yīng)濃縮溶液體積至15mL,故答選C;(6)NaOH溶液應(yīng)裝于堿式滴定管;由HOOC(CH2)4COOH+2NaOH=2H2O+NaOOC(CH2)4COONa可知,n(NaOH)=n(HOOC(CH2)4COOH),故己二酸樣品的純度為=98.5%。
23.(10分)二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色氣體,易溶于水,在混合氣體中的體積分數(shù)大于10%就可能發(fā)生爆炸,在工業(yè)上常用作水處理劑、漂白劑?;卮鹣铝袉栴}:
(1)在處理廢水時,ClO2可將廢水中的CN-氧化成CO2和N2,寫出該反應(yīng)的離子方程式:____。
(2)某小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置用于制備ClO2。
①通入氮氣的主要作用有2個,一是可以起到攪拌作用,二是_____________。
②裝置B的作用是______________________。
③裝置A用于生成ClO2氣體,該反應(yīng)的離子方程式為___________________。
④當看到裝置C中導管液面上升時應(yīng)進行的操作是__________________。
(3)測定裝置C中ClO2溶液的濃度:取10mLC中溶液于錐形瓶中,加入足量的KI溶液和H2SO4酸化,然后加入____________作指示劑,用0.1000molL-1的Na2S2O3標準液滴定錐形瓶中的溶液(2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),測得標準液消耗的體積為20.00mL,通過計算可知C中ClO2溶液的濃度為_________molL-1。
【答案】(1)2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-(1分)
(2)①稀釋二氧化氯,防止因二氧化氯的濃度過高而發(fā)生爆炸(2分)
②防止倒吸(或作安全瓶) (1分)
③2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O(2分)
④加大氮氣的通入量(1分) (3)淀粉溶液(1分) 0.04(2分)
【解析】(1)ClO2可將廢水中的CN?氧化成CO2和N2,離子方程式為:2ClO2+2CN?=2CO2+N2+2Cl?;(2)①由于二氧化氯(ClO2)在混合氣體中的體積分數(shù)大于10%就可能發(fā)生爆炸,氮氣可以起到攪拌作用,還能稀釋二氧化氯,防止因二氧化氯的濃度過高而發(fā)生爆炸;②ClO2氣體易溶于水,故B的作用是防止倒吸(或作安全瓶);③裝置A為NaClO3和H2O2在酸性條件下生成ClO2氣體,化學反應(yīng)為:2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O,所以離子方程式為2ClO3-+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O;④裝置C中導管液面上升說明ClO2濃度過大,為防止發(fā)生爆炸,應(yīng)加大氮氣的通入量;(3)ClO2溶液加入足量的KI溶液和H2SO4酸化氧化I?為I2,用淀粉做指示劑,溶液藍色褪去且半分鐘內(nèi)不恢復原色達到滴定終點;根據(jù)關(guān)系式:2ClO2~5I2~10Na2S2O3,則n(ClO2)==,C中ClO2溶液的濃度為。
24.(8分)Cl2O為國際公認高效安全滅菌消毒劑之一,它是棕黃色強刺激性氣體,沸點3.8 ℃,熔點-116 ℃。實驗室可用潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)制取少量Cl2O,裝置如下圖Ⅰ:
回答下列問題:
(1)把濃鹽酸直接滴在KMnO4晶體上就可以產(chǎn)生Cl2。請模仿“圖Ⅱ”在“圖Ⅰ”A處補畫出正確的裝置圖,并作必要的標注。
(2)B中試劑a應(yīng)選用________(填字母序號)。
a.CCl4 b.飽和NaCl溶液 c.濃H2SO4 d.飽和NaHCO3溶液
(3)通入適量的氯氣,在C中生成棕黃色的物質(zhì)Cl2O,該物質(zhì)常溫下為氣體,方程式為____Cl2+____Na2CO3+______===____NaHCO3+____NaCl+____Cl2O
(4)對C中反應(yīng)后的固體成分進行檢驗,請寫出實驗步驟以及預期的現(xiàn)象和結(jié)論。
限選實驗試劑和儀器:蒸餾水、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、澄清石灰水、試管、小燒杯、帶導管的橡皮塞、過濾裝置。
實驗步驟
現(xiàn)象和結(jié)論
步驟一:取C中的少量固體樣品于試管中,滴加足量蒸餾水至完全溶解,然后將溶液分別置于a、b試管中。
步驟二:向a試管中滴加BaCl2溶液,靜置。
無明顯現(xiàn)象,證明固體中不含Na2CO3。
步驟三:
步驟四:
____________則證明固體中含有NaCl。
【答案】(1)見下圖
(2分)
(2)b(1分) (3)2 2 H2O 2 2 1(2分)
(4) (4分)
實驗步驟
現(xiàn)象和結(jié)論
步驟三:取a試管的上層清液于c試管中(或過濾,取濾液加入試管c),加入適量Ba(OH)2溶液(或加入稀HNO3,塞上帶導管的橡皮塞,將生成的氣體通入澄清石灰水中)。
產(chǎn)生白色沉淀(或澄清石灰水變渾濁),則證明固體中含有NaHCO3。
步驟四:向試管b中滴加過量的稀HNO3溶液,再滴加少量AgNO3溶液。
有白色沉淀
【解析】(2)利用濃鹽酸和KMnO4固體制取Cl2會含有HCl,所以應(yīng)用飽和食鹽水除去HCl氣體。(3)用倒配法配平。即:2Cl2+2Na2CO3+H2O===2NaHCO3+2NaCl+Cl2O。(4)反應(yīng)后的固體C中可能是Na2CO3、NaHCO3、NaCl的混合物。證明是否含有Na2CO3,用BaCl2檢驗;是否含有NaHCO3,用Ba(OH)2或稀HNO3檢驗;是否含有NaCl,用AgNO3檢驗。
25.(14分)堿式碳酸銅可表示為xCuCO3yCu(OH)2,呈孔雀綠顏色,又稱為孔雀石,是一種名貴的礦物寶石。它是銅與空氣中的氧氣、二氧化碳和水蒸氣等物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)。CuSO4溶液與Na2CO3溶液反應(yīng)可以得到堿式碳酸銅,下列實驗對其組成進行相關(guān)探究。
[沉淀制備] 稱取12.5 g膽礬(CuSO45H2O)溶于87.5 mL蒸餾水中,滴加少量稀硫酸(體積可以忽略不計),充分攪拌后得到CuSO4溶液。向其中加入Na2CO3溶液,將所得藍綠色懸濁液過濾,并用蒸餾水洗滌,再用無水乙醇洗滌,最后低溫烘干備用。
[實驗探究] 設(shè)計如下裝置,用制得的藍綠色固體進行實驗。
根據(jù)以上實驗回答下列問題:
(1)配制硫酸銅溶液的過程中滴加稀硫酸的作用是_________________________,所得硫酸銅溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為________。
(2)實驗室通常使用加熱亞硝酸鈉和氯化銨混合溶液的方法制取N2,該反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________________________________。
(3)D裝置加熱前,需要首先打開活塞K,通入適量N2,然后關(guān)閉K,再點燃D處酒精燈。通入N2的作用是____________________________________________,B為安全瓶,其作用原理為_________________________________,C中盛裝的試劑應(yīng)是________。
(4)加熱D后觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________。
(5)經(jīng)查閱文獻知:Ksp(CaCO3)=2.810-9,Ksp(BaCO3)=5.110-9,經(jīng)討論認為需要用Ba(OH)2溶液代替澄清石灰水來定量測定藍綠色固體的化學式,其原因是________(填字母)。
a.Ba(OH)2的堿性比Ca(OH)2強
b.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2
c.相同條件下,CaCO3的溶解度明顯大于BaCO3
d.吸收等量CO2生成的BaCO3的質(zhì)量大于CaCO3,測量誤差小
(6)待D中反應(yīng)完全后,打開活塞K,再次滴加NaNO2溶液產(chǎn)生N2,其目的是________________________________________________________________________。
若裝置F中使用Ba(OH)2溶液,實驗結(jié)束后經(jīng)稱量,裝置E的質(zhì)量增加0.27 g,F(xiàn)中產(chǎn)生沉淀1.97 g。則該藍綠色固體的化學式為____________________________[寫成xCuCO3yCu(OH)2的形式]。
【答案】(1)抑制Cu2+水解,防止溶液變渾濁(1分) 8%(1分)
(2)NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O(1分)
(3)排出裝置中的空氣(1分) 當裝置內(nèi)壓力過大時,B瓶中間的玻璃管中液面上升,使壓力穩(wěn)定(1分) 濃硫酸(1分)
(4)硬質(zhì)玻璃管中藍綠色固體變黑色,E中白色固體變藍,F(xiàn)中溶液變渾濁(2分)
(5)bd(2分)
(6)讓停留在裝置中的氣體被充分吸收,減小實驗誤差(2分) 2CuCO33Cu(OH)2(2分)
【解析】(1)CuSO4屬于強酸弱堿鹽,溶液中存在Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,滴加稀硫酸,H+濃度增大,抑制Cu2+的水解,因此滴加稀硫酸的作用是抑制Cu2+水解,防止溶液變渾濁;溶質(zhì)的質(zhì)量m(CuSO4)=160 gmol-1=8 g,溶液的質(zhì)量為(12.5+87.5)g=100 g,則溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為100%=8%。(2)NaNO2與NH4Cl發(fā)生氧化還原反應(yīng):NaNO2+NH4Cl―→NaCl+N2↑+H2O,NaNO2中N由+3價→0價,NH4Cl中N由-3價→0價,根據(jù)得失電子守恒、質(zhì)量守恒進行配平,即反應(yīng)方程式為NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。(3)加熱前,通入N2的目的是排出裝置中的空氣;裝置B為安全瓶,其作用原理是當裝置內(nèi)壓力過大時,B瓶中間的玻璃管中液面上升,使壓力穩(wěn)定;根據(jù)實驗目的,需要驗證藍綠色固體受熱的產(chǎn)物,因此N2中的水蒸氣對后續(xù)實驗產(chǎn)生干擾,必須除去,裝置C的作用是除去N2中的水蒸氣,即裝置C盛放的試劑是濃硫酸。(4)產(chǎn)物是CuO、H2O、CO2,加熱后,硬質(zhì)玻璃管中藍綠色固體變黑色,E中白色固體變藍,F(xiàn)中溶液變渾濁。(5)用Ba(OH)2溶液代替Ca(OH)2,原因是:Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2的溶解度,能充分吸收CO2;Ba的相對原子質(zhì)量大于Ca的相對原子質(zhì)量,即BaCO3的摩爾質(zhì)量大于CaCO3的摩爾質(zhì)量,減少稱量時產(chǎn)生的誤差,故b、d正確。(6)反應(yīng)結(jié)束后,繼續(xù)通入氮氣的作用是讓停留在裝置中的氣體被充分吸收,減小實驗誤差;裝置E增加的是H2O的質(zhì)量,即n(H2O)==0.015 mol;F中沉淀是BaCO3,即n(CO2)==0.01 mol。H元素來自Cu(OH)2,則Cu(OH)2的物質(zhì)的量為0.015 mol;C元素來自于CuCO3,則CuCO3的物質(zhì)的量為0.01 mol,x∶y=0.01∶0.015=2∶3,即藍綠色固體的化學式為2CuCO33Cu(OH)2。
26.(15分)疊氮化鈉(NaN3)是汽車安全氣囊最理想的氣體發(fā)生劑原料。下面是工業(yè)水合肼法制備疊氮化鈉的工藝流程;
已知NaN3能與AgNO3反應(yīng)生成白色難溶于水的AgN3;有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表:
熔點℃
沸點℃
溶解性
CH3OH
—9
64.7
與水互溶
水合肼(N2H4?H2O)
2
113.5
與水、醇互溶,
不溶于乙醚和氯仿
亞硝酸甲酯(CH3ONO)
—17
—12
溶于乙醇、乙醚
請回答:
(1)步驟Ⅰ中NaNO2與稀硫酸發(fā)生副反應(yīng)生成兩種氣體(其中一種氣體在空氣中可以轉(zhuǎn)化為另一種氣體)的離子方程式為___________;步驟Ⅱ中生成NaN3的化學方程式為_______。
(2)實驗室模擬步驟Ⅱ?qū)嶒炑b置如下圖(裝置中冷卻水省略,下同):
①儀器a的名稱__________________,作用是________________________________。
②根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)溫度在20℃左右反應(yīng)的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高,但是該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),因此可以采取的措施是______________________________。
③圖中X處連接的最合適裝置應(yīng)為下圖中的_________。
A B C D
(3)步驟Ⅱ、Ⅲ中制備疊氮化鈉并對溶液A進行蒸餾的合理操作順序是__________。
①打開K1、K2,關(guān)閉K3 ②打開K3 ③加熱 ④關(guān)閉K1、K2
(4)步驟Ⅳ對溶液B加熱蒸發(fā)至溶液體積的1/3,NaN3結(jié)晶析出。
①步驟Ⅴ可以用______________洗滌晶體。
A.水 B.乙醇 C.乙醇水溶液 D.乙醚
②沉淀滴定法測定產(chǎn)品純度,是以淡黃色K2CrO4溶液作指示劑,將AgNO3標準溶液滴入樣品溶液,至少量Ag2CrO4出現(xiàn),即溶液呈淡紅色為終點。AgNO3溶液要裝在棕色的酸式滴定管里進行滴定,理由是_____________。下列操作合理的是______。
A.滴定管和移液管管尖不可接觸錐形瓶內(nèi)壁
B.滴定時滴液速度應(yīng)先快后慢,接近終點時一滴一搖
C.滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上粘附的溶液沖下
D.若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù)會導致測定結(jié)果偏高
E.若發(fā)現(xiàn)滴液過量,可回滴樣品溶液,至紅色褪去
【答案】(1)2NO2-+2H+==NO↑+NO2↑+H2O(2分)
N2H4+CH3ONO+NaOH==NaN3+CH3OH+3H2O(2分)
(2)①球形冷凝管(1分) 冷凝回流,平衡氣壓(1分)
②冷水浴或緩慢通入氣體等(1分) ③C(1分)
(3)①④②③或①②④③(2分)
(4)①C(1分) ②AgNO3溶液溶液顯酸性,且AgNO3易見光分解,濃度下降,使測定不準(2分) BCD(2分)
【解析】(1)根據(jù)其中一種氣體在空氣中可以轉(zhuǎn)化為另一種氣體,可推測生成的氣體有一氧化氮和二氧化氮,而根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒可得離子方程式為:2NO2-+2H+==NO↑+NO2↑+H2O;根據(jù)流程圖可知,產(chǎn)物中含有乙醇和疊氮化鈉,所以方程式為:N2H4+CH3ONO+NaOH==NaN3+CH3OH+3H2O;(2)①A的名稱是球形冷凝管,其目的是冷凝回流,平衡氣壓;②根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)溫度在20℃左右反應(yīng)的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高,但是該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)不采取措施溫度會逐漸升高,影響選擇性和轉(zhuǎn)化率,因此可以通過冷水浴或緩慢通入氣體等維持反應(yīng)體系的溫度;③收集餾分應(yīng)采用執(zhí)行冷凝管,接受的錐形瓶上方應(yīng)用一個出氣口,保持體系內(nèi)要強等于大氣壓;(3)根據(jù)亞硝酸甲酯(CH3ONO)的溶沸點很低,所以在通入亞硝酸甲酯時應(yīng)打開K1、K2,關(guān)閉K3,充分反應(yīng)后,需對混合溶液進行蒸餾提純,即關(guān)閉K1、K2,打開K3,加熱進行蒸餾;(4)①根據(jù)反應(yīng)可知,NaN3結(jié)晶中可能含有未反應(yīng)的水合肼(與水、醇互溶,不溶于乙醚和氯仿)和氫氧化鈉,產(chǎn)物CH3OH,可采用乙醇水溶液去除雜質(zhì);②AgNO3中的銀離子易水解,因此用酸式滴定管,且AgNO3易見光分解,所以酸式滴定管應(yīng)為棕色,減少AgNO3分解;A.滴定管在滴半滴時需要使溶液懸而不滴,讓其沿容器壁流入容器,再用少量水沖洗內(nèi)壁,故A錯誤;B.滴定時滴液速度應(yīng)先快后慢,接近終點時一滴一滴加入并不停搖動,故B正確;C.滴定管在滴半滴時需要使溶液懸而不滴,讓其沿容器壁流入容器,再用少量水沖洗內(nèi)壁,故C正確;D.若未等滴定管液面穩(wěn)定,滴定關(guān)內(nèi)可能含有氣泡,就讀數(shù)會導致測定結(jié)果偏高,故D正確;E.若發(fā)現(xiàn)滴液過量,應(yīng)重新滴定,故E錯誤;故選BCD。
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