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- 2021-05-11 发布
广东省梅州市蕉岭县蕉岭中学2019-2020学年高一上学期期末考试试题
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题,共60分)
一、单项选择题:每小题3分,共60分。
1.实验室有四个药品橱,已存放如下药品:
橱
甲橱
乙橱
丙橱
丁橱
药品
盐酸、硫酸
CCl4、C2H5OH
红磷、硫
铜、锌
实验室新购进一些活性炭,应将它存放在( )
A. 甲橱 B. 乙橱 C. 丙橱 D. 丁橱
【答案】C
【解析】
【分析】化学药品一般根据物质的类别来保存,结合物质的组成和性质解答。
【详解】A.盐酸、硫酸属于酸,活性炭不能放在甲橱,A不选;
B.CCl4、C2H5OH属于有机物,活性炭不能放在乙橱,B不选;
C.红磷、硫都是由非金属元素组成的非金属单质,属于纯净物,与活性炭的类别相同,活性炭可以放在丙橱,C选;
D.铜、锌属于金属单质,活性炭是非金属单质,不能放在丁橱,D不选。
答案选C。
2.向某无色澄清溶液中投入Al粉有纯净的H2产生,则该溶液中可能大量共存的离子组是( )
A. Na+、Ca2+、Na+、HCO3- B. Ba2+、Cl-、Mg2+、CO32-
C. Cu2+、Mg2+、Cl-、SO42- D. Na+、Mg2+、Al3+、Cl-
【答案】D
【解析】
【分析】投入Al粉有纯净的H2产生的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子,无色时可排除 Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色离子的存在,
【详解】A. HCO3-与氢离子和氢氧根离子反应,在溶液中一定不能大量共存,故A错误;
B. Ba2+、Mg2+与CO32-反应,在溶液中一定不能大量共存,故B错误;
C. Cu2+为有色离子,不满足溶液无色的条件,故C错误;
D. Na+、Mg2+、Al3+、Cl−之间不反应,都不与氢离子反应,且为无色溶液,在酸性溶液中能够大量共存,故D正确;
故选:D。
3.下列材料中不含SiO2的是( )
A. 光纤 B. 玻璃 C. 石英 D. 芯片
【答案】D
【解析】
【详解】光纤、玻璃、石英中均含有SiO2,芯片是由单质硅制成的,不含有SiO2,答案选D。
4.加入NaOH溶液并加热,用湿润pH试纸靠近容器口时,试纸变蓝,这是在检验( )
A. Al3+ B. HCO3- C. SO42- D. NH4+
【答案】D
【解析】
【详解】A. Al3+中加入NaOH溶液生成氢氧化铝白色沉淀,氢氧化钠过量后沉淀溶解,A不符合;
B. HCO3-中加入NaOH溶液生成碳酸根离子和水,B不符合;
C. SO42-中加入NaOH溶液不反应,C不符合;
D. NH4+中加入NaOH溶液并加热,生成氨气,氨气能使湿润pH试纸变蓝,D符合;
答案选D。
5.下列不属于既能与盐酸反应又与氢氧化钠反应的物质是( )
A. (NH4)2CO3 B. Al2O3 C. AlCl3 D. Al
【答案】C
【解析】
【详解】A. (NH4)2CO3与盐酸反应生成氯化铵、二氧化碳和水,与氢氧化钠反应生成碳酸钠和一水合氨,A不选;
B. Al2O3与盐酸反应生成氯化铝和水,与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,B不选;
C. AlCl3与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝和氯化钠,如果氢氧化钠过量则生成偏铝酸钠、水和氯化钠,与盐酸不反应,C选;
D. Al与盐酸反应生成氯化铝和氢气,与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠、氢气和水,D不选;
答案选C。
6.下列物质不能通过常温下的化合反应获取的是( )
A. NaHCO3 B. H2SiO3 C. FeCl3 D. FeCl2
【答案】B
【解析】
【详解】A. 碳酸钠和水、二氧化碳反应生成NaHCO3,能通过常温下的化合反应获取,A不选;
B. 二氧化硅不溶于水,H2SiO3不能通过常温下化合反应获取,B选;
C. 氯气和氯化亚铁化合生成FeCl3,能通过常温下的化合反应获取,C不选;
D. 铁和氯化铁化合生成FeCl2,能通过常温下的化合反应获取,D不选;
答案选B。
7.下列各组物质与其分类和用途的关系正确的是( )
A. 镁——单质——照明弹
B 氧化钠——氧化物——供氧剂
C. 小苏打——碱——发酵粉主要成分
D. 水玻璃溶质——酸——防火材料
【答案】A
【解析】
【详解】A. 镁属于单质,可用于照明弹,A正确;
B. 氧化钠属于氧化物,与二氧化碳或水反应不能产生氧气,不能作供氧剂,B错误;
C. 小苏打是碳酸氢钠,属于盐,是发酵粉的主要成分,C错误;
D. 水玻璃中的溶质是硅酸钠,属于盐,常用于防火材料,D错误;
答案选A。
8. 现有三组实验:①除去混在植物油中的水 ②将海水制成淡水 ③用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成份。上述分离方法依次是( )
A. 分液、萃取、蒸馏 B. 萃取、蒸馏、分液
C. 分液、蒸馏、萃取 D. 蒸馏、萃取、分液
【答案】C
【解析】
【详解】①植物油不溶于水,可通过分液分离;
②海水含氯化钠等可溶性杂质,可通过蒸馏制取淡水;
③中草药中的有效成份为有机物,易溶于酒精等有机溶剂,故可用酒精萃取。
综上所述,上述分离方法依次是分液、蒸馏、萃取,答案选C。
9.下列关于胶体的说法中不正确的是 ( )。
A. 可以通过过滤的方法将淀粉胶体中混有的氯化钠溶液除去
B. 制备Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中煮沸至溶液呈红褐色
C. 一束平行光线射入蛋白质溶液里,从侧面可以看到一条光亮的通路
D. 分散质粒子的直径:Fe(OH)3悬浊液>Fe(OH)3胶体>FeCl3溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.可以通过渗析的方法将淀粉胶体中混有的氯化钠溶液除去,A错误;
B.制备Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中煮沸至溶液呈红褐色,B正确;
C.一束平行光线射入蛋白质溶液里,从侧面可以看到一条光亮的通路,这是丁达尔效应,C正确;
D.分散质粒子的直径:悬浊液>胶体>溶液,D正确;
答案选A。
10.工业上制取ClO2的化学反应:2NaClO3+SO2+H2SO42ClO2+2NaHSO4,下列说法中正确的是( )
A. NaClO3在反应中失去电子
B. SO2在反应中被氧化
C. H2SO4在反应中作氧化剂
D. 1 mol氧化剂在反应中得到2 mol电子
【答案】B
【解析】
【分析】反应中Cl元素由+5价降低到+4价,被还原,NaClO3为氧化剂,S元素化合价由+4价升高到+6价,被氧化,SO2为还原剂,结合化合价的变化解答该题。
【详解】A.反应中Cl元素由+5价降低到+4价,被还原,NaClO3
反应中得到电子,故A错误;
B.S元素化合价升高,被氧化,SO2为还原剂,故B正确;
C.H2SO4在反应中没有参与氧化还原反应,仅起到酸性的作用,故C错误;
D.反应中Cl元素由+5价降低到+4价,被还原,1 mol氧化剂在反应中得到1mol电子,故D错误。
故答案选B。
11.将适量铁粉放入FeCl3溶液中,完全反应后,溶液中的Fe2+和Fe3+溶度相等,则未反应的Fe3+和已反应的Fe3+的物质的量之比是( )
A. 2 :3 B. 3 :2 C. 1 :2 D. 1 :1
【答案】B
【解析】
【详解】铁粉放入三氯化铁溶液中,发生的反应为:Fe+2Fe3+=3Fe2+,已反应的Fe3+的物质的量为n,则
Fe+2Fe3+=3Fe2+
2 3
n 1.5n
溶液中的Fe3+和Fe2+浓度相等,所以,未反应的Fe3+的物质的量为1.5n,所以已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比=n:1.5n=2:3
故选:B。
12.世界组织把铝确定为食品污染源之一,应加以控制使用。铝在下列应用时应加以控制的是( )
①制铝合金 ②制电线 ③制炊具 ④明矾净水 ⑤明矾与苏打制食品膨松剂 ⑥用氢氧化铝凝胶制胃舒平药片 ⑦银色漆颜料 ⑧易拉罐 ⑨包装糖果和小食品
A. ③⑤⑧⑨ B. ①②⑥⑧⑨ C. ③⑤⑨ D. ③④⑤⑥⑧⑨
【答案】D
【解析】
【分析】根据人体摄入铝的途径判断,人体摄入铝元素主要是通过消化系统完成的,凡是使用铝制炊具、餐具、食品包装,或吃含有铝的药物、食品都会摄入过多的铝,即凡与人的食用物品及口腔接触的物品都必须控制铝的使用,都需要加以控制。
【详解】①制铝合金用于制炊具外的材料,不必严加控制,这些材料不会直接接触消化系统,难以被吸收,故①不必控制;
②制电线后,电线不会直接接触消化系统,难以被吸收,故②不必控制;
③用铝制炊具,势必有部分铝元素通过食物进入人体,这种做法必须控制,故③需控制;④明矾是十二水硫酸铝钾,其中含有铝,在净化水的过程中铝可能随水进入人体,故④需控制;
⑤明矾是十二水硫酸铝钾,其中含有铝,用明矾及小苏打做食物膨化剂也可能进入人体,故⑤需控制;
⑥用氢氧化铝凝胶剂加工成胃舒平药片,人在服药时铝元素也会进入人体,这种做法必须控制,故⑥需控制;
⑦银色油漆不会直接接触消化系统,难以被吸收,故⑦不必控制;
⑧用铝易拉罐,饮料中就会含有铝元素,其中的铝元素会随饮料喝进人体内,故⑧需控制;
⑨用铝包装糖果和小食品,铝会污染糖果和小食品,食品中的铝元素就会通过食物进入人体,故⑨需控制;
结合以上分析可知,③④⑤⑥⑧⑨需控制;
故选:D。
13.下列物质的工业制法合理的是( )
A. 玻璃是纯碱和石灰石高温反应制得
B. 高炉炼铁中通过焦炭直接还原赤铁矿
C. 工业上通过电解NaCl溶液获取Na单质
D. 高纯硅的制备是通过氢气还原四氯化硅实现的
【答案】D
【解析】
【详解】A. 玻璃是石英、纯碱和石灰石高温反应制得,A错误;
B. 高炉炼铁中通过焦炭与氧气反应生成的CO还原赤铁矿,B错误;
C. 工业上通过电解熔融NaCl获取Na单质,电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,C错误;
D. 高纯硅的制备是通过氢气还原四氯化硅实现的,D正确。
答案选D。
14.鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体,有4位同学为鉴别它们,分别设计了下列四种不同的方法,其中可行的是( )
A. 分别加入到1 mol·L-1的盐酸溶液中,看有无气泡产生
B. 分别取样在试管中加热,将可能产生的气体通入澄清石灰水,观察有无浑浊
C. 分别取样配成溶液,滴加Ca(OH)2溶液,观察有无白色沉淀
D. 分别配成溶液,用洁净铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色
【答案】B
【解析】
【详解】A、Na2CO3和NaHCO3两种白色固体都和与盐酸反应生成二氧化碳,都产生气泡,不能鉴别,应通过生成气体的速率判断,故A错误;
B、NaHCO3不稳定,加热易分解,生成二氧化碳气体,可通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊,故B正确;
C、Na2CO3、NaHCO3均可与氢氧化钙溶液反应生成白色沉淀,不能鉴别,C不正确;
D、二者均含有Na元素,焰色反应现象相同,不能鉴别,故D不正确;
答案选B。
15.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
将水蒸气通过灼热的铁粉
粉末变红
铁与水在高温下发生反应
B
将Na投入到CuSO4溶液中
生成气体,并有固体产生
气体是H2,固体是Cu
C
将SO2通入滴有酚酞的氨水中
溶液红色褪去
SO2是酸性氧化物
D
向某溶液中先加入少量BaCl2溶液,再加入足量盐酸
产生白色沉淀
原溶液是硫酸溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.将水蒸气通过灼热的铁粉,反应生成黑色的四氧化三铁固体,说明铁在高温下和水反应,故A错误;
B. 将Na投入到CuSO4溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,故B错误
C.二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,碱性减弱,红色褪去,与漂白性无关,体现二氧化硫是酸性氧化物,故正确;
D.先加氯化钡溶液,后加稀盐酸有白色沉淀生成,原溶液中可能存在Ag+,故D错误;
故选:C。
16.NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 常温常压下,2.8g 由CO与CO2组成的混合物中含有的质子总数为1.4NA
B. 标准状况下,22.4 L H2O中含有的分子数为NA
C. 2.3g Na与100 mL 0.1mol·L-1盐酸反应,转移的电子数为0.01NA
D. 1L 1 mol·L-1 CaCl2溶液中含有的氯离子数为NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.1个CO含有14个质子,则28g含有质子数为×14×NA=14NA,1个CO2含有22个质子,28gCO2含有质子:×22×NA=14NA个,则常温常压下,2.8g由CO与CO2组成的混合物中含有的质子总数为1.4NA,故A正确;
B.标况下水为液体,故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量,故B错误;
C.钠先与盐酸溶质反应,氯化氢完全反应产生氢气,剩余的钠接着与水反应也产生氢气,因此金属2.3g钠(物质的量为0.1mol)完全反应后变为+1价,转移电子为0.1NA个电子,故C错误;
D.溶液中氯化钙的物质的量n=cV=1mol/L×1L=1mol,而氯化钙中含2个氯离子,故1mol氯化钙中含2NA个离子,故D错误;
故选:A。
17.下列离子方程式中正确的是( )
A. 铁钉放入硫酸铜溶液中:2Fe+3Cu2+=2Fe3++3Cu
B. 酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水2Fe2++H2O2=2Fe3++O2↑+2H+
C 向硫酸氢钾溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性:2H++SO42﹣+Ba2++2OH﹣=BaSO4↓+2H2O
D. 氢氧化钙溶液与等物质的量的稀硫酸混合:Ca2++ OH﹣+H++ SO42﹣=CaSO4↓+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁钉放入硫酸铜溶液中的离子反应为Fe+Cu2+═Fe2++Cu,故A错误;
B. 酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水的离子反应为2 Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故B错误;
C. 向硫酸氢钾溶液中加入Ba(OH)2溶液至中性的离子反应为2H++SO42﹣+Ba2++2OH﹣=BaSO4↓+2H2O,故C正确;
D. 氢氧化钙溶液与等物质的量的稀硫酸混合,发生反应Ca(OH)2+H2SO4═CaSO4↓+2H2O,离子反应为Ca2++2OH-+2H++SO42-═CaSO4↓+2H2O,故D错误;
故选:C。
18..用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的且操作正确的是( )
A. 所示装置配制100mL0.100mol·L-1稀盐酸
B. 所示装置蒸干CuSO4饱和溶液制备硫酸铜晶体
C. 所示装置制取少量CO2气体
D. 所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层
【答案】D
【解析】
【详解】A. 应稀释后转移到容量瓶中,不能直接转移到容量瓶中,故A错误;
B. 蒸干硫酸铜的饱和溶液得到硫酸铜,不能得到硫酸铜晶体,若得到含结晶水的晶体,应蒸发浓缩、冷却结晶,不能蒸干,故B错误;
C. 纯碱为碳酸钠,碳酸钠易溶于水,无法控制反应的发生和停止,可用碳酸钙固体,故C错误;
D. 四氯化碳和水互不相溶,可用分液分离,故D正确。
故选:D。
19.某无色溶液中可能含有I-、NH4+、Cu2+、SO32-,向该溶液中加入少量溴水,溶液呈无色。则下列关于溶液组成的判断正确的是(已知:I2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HI,Br2+2KI=I2+2KBr ,且溴水、碘水均有颜色。) ( )
①肯定不含I- ②肯定不含Cu2+ ③肯定含有S032- ④可能含有I-
A. ①③ B. ①②③ C. ②③④ D. ③④
【答案】C
【解析】
【分析】溶液是无色溶液,说明一定不含Cu2+,向该无色溶液中加入少量溴水,溴水褪色,溶液呈无色,所以原溶液中一定含有还原性离子;根据I2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HI,Br2+2KI=I2+2KBr反应可知:离子还原性SO32->I->Br-,所以原溶液中一定含有SO32-,一定不含Cu2+,可能含有I-,据以上分析解答。
【详解】溶液是无色溶液,说明一定不含Cu2+,向该无色溶液中加入少量溴水,溴水褪色,溶液呈无色,所以原溶液中一定含有还原性离子;根据I2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HI,Br2+2KI=I2+2KBr反应可知:离子还原性SO32->I->Br-,所以原溶液中一定含有SO32-,一定不含Cu2+,可能含有I-,
①溶液中可以含有I-,由于还原性:SO32->I-,溴水少量,碘离子没有被氧化,故①错误;
②溶液为无色溶液,所以肯定不含Cu2+,故②正确;
③根据以上分析可知,原溶液中一定含有SO32-,故③正确;
④加入的少量溴水,已知还原性SO32->I-,溴单质只氧化SO32-,溶液为无色,而I-可能含有,故④正确;
故选:C。
20. A、B、C为3种单质(其中A为固体,B、C为气体),将D的饱和溶液滴人沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E。它们之间的转化关系如图,下列推断正确的是( )
A. 物质B是H2 B. 物质C是Cl2
C. 物质D是FeCl2 D. 物质F是FeCl2
【答案】D
【解析】
【详解】将D的饱和溶液滴人沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色,则D是FeCl3;由于A、B为单质(其中A为固体,B为气体),所以A是Fe,B是Cl2;向FeCl3溶液中加入Fe,发生反应变为FeCl2;气体B、C反应的产物易溶于水得到无色溶液E,则C是H2,E 是HCl,盐酸与Fe发生反应产生FeCl2;因此选项正确的是D。
第Ⅱ卷(非选择题,共40分)
二、填空题:本题包括3小题,共40分。
21.海洋经济已经成为拉动我国国民经济发展的重要引擎,海水的综合开发、利用是海洋经济的一部分,海水中可提取多种化工原料,下面是工业上对海水的几项综合利用的示意图。其流程如图所示:
(1)写出镁原子的结构示意图:_______。在反应①→⑤中属于氧化还原反应的是______。(填序号)
(2)粗盐中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性杂质,为制得纯净的NaCl晶体,操作如下:①溶解;②依次加入过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、________溶液;③_________;④滤液中加适量盐酸;⑤__________。(请补全缺少的实验步骤或试剂)
(3)某同学利用反应①原理制备氯气,将400 mL 5.0 mol·L-1NaCl溶液进行电解,则理论上最多可制得标准状况下氯气的体积为_____L。
(4)实验室模拟Mg的制取流程时,用11.3 mol·L-1的浓盐酸配置反应③所需要的0.5 mol·L-1稀盐酸100
ml,需要用量筒量取浓盐酸________ml,接下来的配置过程除了玻璃棒和烧杯外,还需要用到的玻璃仪器有_______。
【答案】(1). (2). ①⑤ (3). Na2CO3 (4). 过滤 (5). 蒸发结晶 (6). 22.4 (7). 4.4 (8). 胶头滴管、100ml容量瓶
【解析】
【分析】(1)镁离子质子数为12,核外电子数为10,有2个电子层,各层电子数为2、8;有元素化合价发生变化的反应属于氧化还原反应,结合具体反应判断;
(2)镁离子与氢氧根离子生成氢氧化镁沉淀;钙离子与碳酸根反应生成碳酸钙沉淀;
(3)根据n=cV计算NaCl的物质的量,结合方程式计算生成氯气的体积;
(4)根据配制一定物质的量浓度溶液需要仪器分析。
【详解】(1)镁的质子数为12,镁原子结构示意图为;反应①是电解食盐水生成氢氧化钠、氯气与氢气,属于氧化还原反应,反应②是溶液中镁离子与石灰乳反应生成氢氧化镁沉淀,属于非氧化还原反应,反应③是氢氧化镁与盐酸反应,属于非氧化还原反应,反应④是氯化镁晶体失去结晶水得到氯化镁,属于非氧化还原反应,反应⑤是电解熔融氯化镁生成镁与氯气,属于氧化还原反应,故答案为:;①⑤;
(2)粗盐中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性杂质,Ca2+用碳酸钠除去,Mg2+用氢氧化钠除去,SO42-用氯化钡除去,最后过滤,向滤液加入盐酸酸化。但由于过量的氯化钡要用碳酸钠来除,所以碳酸钠必需放在氯化钡的后面,而氢氧化钠可以随意调整,因此为制得纯净的NaCl晶体,操作如下:①溶解;②依次加入过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液;③过滤;④滤液中加适量盐酸;⑤蒸发结晶,故答案为:Na2CO3;过滤;蒸发结晶;
(3)400mL 5mol•L-1NaCl溶液中NaCl的物质的量=0.4L×5mol/L=2mol,由2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑可知生成氯气为2mol×1/2=1mol,标况下,生成氯气的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L,故答案为:22.4;
(4)由于稀释过程中溶质的物质的量不变,则需要用量筒量取浓盐酸的体积为
≈4.4mL;用浓盐酸配制稀盐酸的一般步骤分别是计算、量取、稀释、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀等,需要的仪器除了量筒、玻璃棒和烧杯外,还需要用到的玻璃仪器有胶头滴管、100mL容量瓶,故答案为:4.4;胶头滴管、100mL容量瓶。
22.为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如图实验方案,用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体。
请回答:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是_______________。实验室中进行该操作时,用到的玻璃仪器有烧杯、______________________。
(2)溶液A中的阴离子主要有__________________;由合金生成A溶液的离子方程式为:_______________。试剂X是________________。
(3)向溶液A中通入过量CO2气体生成固体C的离子方程式为_________________。
(4)从环境保护角度考虑,采用固体F加入足量稀硫酸里加热并鼓入空气来制备CuSO4溶液,其化学方程式是_______________________________。
【答案】(1). 过滤 (2). 玻璃棒、漏斗 (3). AlO2-、OH- (4). 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ (5). 稀硫酸 (6). AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- (7). 2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O
【解析】
【分析】合金溶于过量的氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠,铁和铜不溶。偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝溶解在盐酸中生成氯化铝,最终得到氯化铝晶体;铁和铜的混合物中加入稀硫酸生成硫酸亚铁,最终可以得到绿矾晶体。由于铜不溶,可以加入足量稀硫酸里加热并鼓入空气来制备CuSO4溶液,据此判断。
【详解】(1)步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均分离产生固体,所以需进行的实验操作是过滤。实验室中进行该操作时,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。
(2)溶液A中的阴离子主要有铝与氢氧化钠生成的AlO2-和剩余氢氧化钠的OH-;合金溶于过量的氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠和氢气,铁和铜不溶,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑或2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2
↑;由于要制备绿矾,则试剂X是能够溶解铁的稀硫酸。
(3)向溶液A中通入过量CO2气体生成固体C氢氧化铝的离子反应方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)从环境保护角度考虑,用固体F制备CuSO4溶液的方法不是用铜与浓硫酸反应转化为硫酸铜,而是在加热条件下铜被氧气氧化为氧化铜,再被稀硫酸溶解生成硫酸铜,反应的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。
23.某实验小组设计了如图装置对焦炭还原二氧化硅的气体产物的成分进行探究。
已知:PdCl2溶液可用于检验CO,反应化学方程式为CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl+Pd↓(产生黑色金属钯粉末,使溶液变浑浊)。
(1)实验时要通入足够长时间的N2,其原因是________。
(2)装置B的作用是__________。
(3)装置C、D中所盛试剂分别为______、_______,若装置C、D中溶液均变浑浊,且经检测两气体产物的物质的量相等,则该反应的化学方程式为________。
(4)该装置的缺点是________。
(5)资料表明,上述反应在焦炭过量时会生成副产物SiC。取18 g SiO2和8.4 g焦炭充分反应后收集到标准状况下的气体13.44 L,假定气体产物只有CO,固体产物只有Si和SiC,则Si和SiC的物质的量之比为______。
【答案】(1). 将装置中的空气排尽,避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰 (2). 作安全瓶,防止倒吸 (3). 澄清石灰水 (4). PdCl2溶液 (5). 3SiO2+4C2CO2↑+2CO↑+3Si (6). 缺少尾气处理装置 (7). 2∶1
【解析】
【分析】(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行,而高温下碳与空气中氧气反应,所以实验时要将装置中的空气排尽;
(2)根据装置图可知,B装置可以作安全瓶,防止倒吸;
(3)根据元素守恒,碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳,所以C装置用来检验有没有二氧化碳,D装置用来检验一氧化碳;若装置C、D中溶液均变浑浊,说明既有二氧化碳又有一氧化碳,检测两气体产物的物质的量相等,根据元素守恒可写出化学方程式;
(4)一氧化碳有毒,有能排放到空气中,而该装置没有尾气吸收装置;
(5)取18g Si02物质的量==0.3mol,8.4g焦炭物质的量==0.7mol,充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L,物质的量==0.6mol,假定气体产物只有CO,固体产物只有Si和SiC,SiO2+2C=2CO+Si,Si+C=SiC,依据化学方程式计算;
【详解】(1)碳与二氧化硅反应要在高温下进行,而高温下碳与空气中氧气反应,所以实验时要将装置中的空气排尽,所以实验时要通人足够长时间的N2,
故答案为:要用氮气将装置中的空气排尽,避免空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气对实验产生干扰;
(2)根据装置图可知,B装置可以作安全瓶,防止倒吸故答案为:作安全瓶,防止倒吸;
(3)根据元素守恒,碳与二氧化硅反应可能生成一氧化碳也可能生成二氧化碳,所以C装置用来检验有没有二氧化碳,D装置用来检验一氧化碳,所以置C、D中所盛试剂分别为澄清石灰水、PdCl2溶液;若装置C、D中溶液均变浑浊,说明既有二氧化碳又有一氧化碳,检测两气体产物的物质的量相等,根据元素守恒可知化学方程式为3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si;故答案为:澄清石灰水;PdCl2溶液;3SiO2+4C2CO2+2CO+3Si;
(4)一氧化碳有毒,有能排放到空气中,而该装置没有尾气吸收装置将CO吸收,故答案为:没有尾气吸收装置将CO吸收;
(5)取18g Si02物质的量==0.3mol,8.4g焦炭物质的量==0.7mol,充分反应后收集到标准状况下的气体13.44L,物质的量==0.6mol,假定气体产物只有CO,固体产物只有Si和SiC,
SiO2 + 2C = 2CO + Si,
0.3mol 0.6mol 0.6mol0.3mol
Si+ C= SiC,
1 1 1
0.1mol 0.1mol 0.1mol
得到Si和SiC的物质的量之比为0.2mol:0.1mol=2:1;故答案为:2:1;