资源描述
2025年吉林省白山市长白县实验中学化学高一第一学期期中统考试题
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、同温同压下,下列气体的密度最大的是( )
A.F2 B.Cl2 C.HCl D.CO2
2、碱金属元素及其单质从Li→Cs的性质递变规律正确的是
A.密度逐渐增大 B.熔沸点逐渐升高
C.金属性逐渐增强 D.还原性逐渐减弱
3、溴有两种同位素,在自然界中各占一半,已知溴原子的质子数为35.溴的近似相对原子质量为80,则溴的两种同位素的中子数是.
A.19和81
B.45和46
C.44和45
D.44和46
4、2015年诺贝尔医学奖授予中国药学家屠呦呦等三位科学家,以表彰她们在青蒿素方面做出的突出贡献,提取青蒿素通常可以用乙醚浸取,这与下列哪种方法的原理相同( )
A.分液法 B.萃取法 C.结晶法 D.过滤法
5、下列实验仪器不能用于混合物分离提纯的是
A.漏斗 B.蒸馏烧瓶 C.容量瓶 D.分液漏斗
6、在强碱性溶液中能大量共存且溶液为无色透明的离子组是( )
A.Na+、K+、SO42-、MnO4- B.Na+、NH4+、NO3-、Cl-
C.K+、Ba2+、HCO3-、Cl- D.K+、Na+、CO32-、NO3-
7、下列反应中,电子转移方向和数目正确的是( )
A.
B.
C.
D.
8、下列物质与危险化学品标志的对应关系错误的是
A. B. C. D.
9、在只含有Mg2+、Al3+、Cl-、SO42-四种离子的某溶液中(不考虑水的电离),已知Mg2+、Al3+、Cl-的个数比为2:1:1 , 则该溶液中Al3+与SO42-离子的个数比为
A.2:3 B.1:2 C.1:3 D.3:2
10、用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.28g氮气所含有的原子数目为NA
B.化学反应中1mol金属镁变成镁离子时失去电子数目为2NA
C.标准状况下,22.4L水中含有个水分子NA
D.标准状况下,22.4L氯化氢所含的原子数为NA
11、下列有关阿伏加德罗常数(NA)的说法正确的是( )
A.常温常压下11.2LCO所含的原子数目为NA个
B.16g O2和O3中含有的原子数目为NA
C.任何条件下0.5mol氮气分子的分子数不一定是0.5 NA
D.标准状况下1molCCl4含有的氯离子数目为4NA个
12、元素 X 的原子获得 3 个电子或元素 Y 的原子失去 2 个电子后,它们的电子层结构与氖原子的电 子层结构相同,则 X、Y 两元素的单质在高温下得到化合物的化学式为( )
A.Y3X2 B.X2Y C.X2Y3 D.Y2X3
13、2018年11月13日第26届国际计量大会对国际单位制进行修改。新的摩尔规定,1摩尔物质包括阿伏伽德罗常数(NA)个基本单元,下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是( )
A.18 g水中含有的氢原子数目为NA
B.1 mol氩气分子所含的原子数目为2NA
C.53 g碳酸钠中含有的钠离子数为0.5NA
D.0.5 mol硝酸中含有的氧原子数为1.5NA
14、硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.碱式硫酸铁水解能产生 Fe(OH)3 胶体,可用作净水剂
B.为防止 NH4HCO3 分解,生产 FeCO3 需在较低温度下进行
C.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2 在水中的溶解度比 FeSO4 的大
D.可用 KSCN 溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2 是否被氧化
15、下列常用实验仪器中,不能直接用于混合物的分离或提纯的是
A.分液漏斗 B.漏斗 C.蒸发皿 D.容量瓶
16、下列事实与胶体性质无关的是 ( )
A.水泥厂和冶金厂常用高压直流电除去大量烟尘,减少对空气的污染
B.将植物油倒入水中用力搅拌形成油水混合物
C.一束平行光线射入氢氧化铁胶体里,从侧面可以看到一条光亮的通路
D.氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸,先看到红褐色沉淀生成而后沉淀溶解
二、非选择题(本题包括5小题)
17、 (1)写电离方程式:NaHCO3__________________。H2CO3______________。
(2)最外层电子数是次外层电子数的3倍的原子的原子结构示意图________________。硫离子的结构示意图____________。
(3)下列3个小题中的物质均由核电荷数为1—10的元素组成,按要求填写化学式。
①最外层分别为4个和6个电子的原子形成的化合物是_________、__________。
②由5个原子组成的电子总数为10的分子是___________。
③由三个最外层是6个电子的原子结合成的分子是____________。
18、电解NaCl溶液可得到NaOH、Cl2和H2,它们是重要的化工原料。有关反应关系如下图所示:(部分反应条件和物质省略)
回答下列问题:
(1)Cl2与NaOH溶液反应可以制取“84”消毒液,发生反应的方程式为____________ 。
(2)B溶液→A溶液所发生反应的离子方程式为_____________________,若标准状况下,22.4LCl2与足量的Fe反应,则反应过程中转移__________mol电子。
(3)A溶液能刻蚀铜印刷线路板,试写出该反应的离子方程式______________,该反应的还原剂是______。
(4)若检验A溶液中的阳离子,所用的试剂是____________,现象是___________________。
19、为了除去KNO3固体中混有的杂质K2SO4和MgSO4,并制得纯净的KNO3溶液,某同学设计如下实验方案:
(1)操作①为________;
(2)操作②~④加入的试剂可以为:操作②______________;操作③________________; 操作④________________;
(3)如何判断SO42-已除尽,简述实验______________________________________;
(4)实验过程中产生的多次沉淀________(填“需要”或“不需要”)多次过滤,理由是____________________。
(5)该同学设计的实验方案________(填“合理”或“不合理”),理由是__________________。
20、某课外活动小组利用下列装置迅速制备少量氯气。提供的试剂有:浓盐酸、饱和食盐水、氢氧化钠溶液、高锰酸钾固体。(2KMnO4+16HCl(浓)→2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O)
试回答:
(1)装置H中盛放的试剂是_________________________________________。
(2)尾气处理时关闭弹簧夹a和弹簧夹________________,打开弹簧夹________________。
(3)处理尾气时,发生反应的化学方程式是____________________________。
(4)从装置G中出来的Cl2中含有________________气体,可用________________试剂除去。
(5)标出该反应的电子转移方向和数目:2KMnO4+16HCl(浓)→2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O_______,此反应中的氧化剂是________,被氧化的元素是________,若参加反应的氧化剂的物质的量是1mol,则产生的氯气在标准状况下的体积为________,被氧化的物质的物质的量为________(有单位的需注明单位)
21、氯气是一种重要的化工原料,自来水的消毒、农药的生产、药物的合成都需要用氯气。
I.工业上通常采用电解法制氯气:观察图1,回答:
(1)电解反应的化学方程式为__________。
(2)若饱和食盐水中通电后,b侧产生的气体检验方法是___________。
Ⅱ.某兴趣小组设计如图2所示的实验装置,利用氯气与石灰乳反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应),回答下列问题:
(3)B中反应的化学方程式是_________。
(4)该兴趣小组用100mL12mol/L盐酸与8.7g MnO2制备氯气,并将所得氯气与过量的石灰乳反应,则理论上最多可制得Ca(ClO)2____g。
(5)此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资料发现,主要原因是在装置B中还存在两个副反应。
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,可采取的措施_______。
②试判断另一个副反应(用化学方程式表示)_________,为避免此副反应的发生,可将装置做何改进_________。
参考答案
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、B
【解析】
ρ=m/V=M/Vm,同温同压下,气体摩尔体积相同,所以密度与摩尔质量成正比,摩尔质量越大,密度越大,氟气的摩尔质量为18g/mol,氯气的摩尔质量为71g/mol,HCl摩尔质量为1.5g/mol,CO2摩尔质量为44g/mol,摩尔质量最大的是氯气,所以密度最大的是氯气。答案选B。
2、C
【解析】
A.碱金属从Li→Cs密度呈逐渐增大的趋势,但Na的密度大于K,A错误;
B.碱金属从Li→Cs熔沸点逐渐降低,B错误;
C.碱金属从Li→Cs原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,失电子能力增强,金属性增强,C正确;
D.碱金属从Li→Cs,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,失电子能力增强,单质还原性增强,D错误;
答案选C。
本题考查碱金属元素及其单质从Li→Cs性质递变规律,实质是利用元素周期律解决问题。
3、D
【解析】
由于80-35=45,两种同位素大约各占一半,由十字交叉法可知,两种同位素原子量与溴原子量的差值相等,那么它们的中子数应相差2,所以一种的中子数是45-1=44,另一种是45+1=46,即分别为44和46.
故答案为D。
4、B
【解析】
青蒿素提取过程是先用冷水浸泡青蒿,将青蒿绞汁 ,再用乙醚低温溶解提取,利用了青蒿素易溶于有机溶剂,不易溶于水的性质。
【详解】
A. 分液法是分离两种互不相溶的液体混合物的方法,用乙醚浸取提取青蒿素不是分液法,故A错误;
B. 青蒿素易溶于有机溶剂,不易溶于水,可用乙醚萃取,然后分液分离,所以B选项是正确的;
C.结晶法使利用溶解度的差异分离混合物的方法,用乙醚浸取提取青蒿素不是结晶法,故C错误;
D. 过滤适用于不溶性固体与液体的分离,用乙醚浸取提取青蒿素不是过滤法,故D错误。
所以B选项是正确的。
5、C
【解析】
试题分析:A、漏斗用于分离不溶固体与液体的分离,正确;B、蒸馏烧瓶用于分离互溶的液体,正确;C、容量瓶用于配制溶液,不用于混合物的分离,错误;D、分液漏斗用于分离不互溶的液体,正确,答案选C。
考点:考查实验仪器的作用
6、D
【解析】
无色溶液时可排除 Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-等有色离子的存在,强碱性溶液中存在大量氢氧根离子。A.MnO4-为有色离子,不满足溶液无色的要求,故A错误;B.NH4+与强碱性溶液中的氢氧根离子反应,在溶液中不能大量共存,故B错误;C.Ba2+、HCO3-与氢氧根离子反应生成碳酸钡沉淀,在溶液中不能大量共存,故C错误;D.K+、Na+、CO32-、NO3-之间不发生反应,都不与氢氧根离子反应,且都是无色离子,在溶液中能够大量共存,故D正确;故选D。
本题考查离子共存的判断,注意明确离子不能大量共存的一般情况和常见的有色离子是解题的关键。本题的易错点为A,要注意熟记常见的有色离子及其颜色。
7、A
【解析】
A.S+O2=SO2反应中,硫的化合价从0价升高到+4价,失去4个电子,氧的化合价从0价降低到-2价,一个O2得到4个电子,故A正确;
B.H2S和H2SO4反应时,H2S中的-2价硫化合价升高,应该遵循邻位转化原则,所以应该转变为0价硫,H2SO4里的+6价硫应该降低到SO2中的+4价,故B错误;
C.铁和硫酸发生置换反应,铁的化合价从0价升高到+2价,应该失去电子,硫酸里的+1价氢的化合价降低到H2中的0价,应该得到电子,故C错误;
D.HCl和K2Cr2O7的反应中,HCl中的-1价的氯升高到Cl2中的0价,应该失去电子,生成3molCl2,应该失去6mol电子,K2Cr2O7中的+6价的Cr反应后降低到+3价,应该得到电子,1mol K2Cr2O7反应,应该得到6mol电子,故D错误;
故选A。
8、D
【解析】
A、氢气易燃烧,且为气体,故为易燃气体,故A正确;B、过氧化钠有强氧化性,是一种氧化剂,故B正确;C、浓硫酸是强酸,有强腐蚀性,是腐蚀品,故C正确;D、醋酸是食醋的主要成分,可以食用,无毒性,故D错误;故选D。
9、C
【解析】
根据溶液中电中性,正电荷与负电荷量相等分析。
【详解】
由于溶液中电中性,正电荷与负电荷量相等,故可得到,正电荷:n(Mg2+)2+n(Al3+)3,负电荷:n(Cl-)1+n(SO42-)2,已知Mg2+、Al3+、Cl-的个数比为2:1:1,根据等量关系可得到, n(Al3+):n(SO42-)=1:3,故C正确。
故选C。
利用电荷守恒计算时,阳离子提供正电荷的物质的量=阳离子的物质的量该离子所带电荷数目,例如,0.1molMg2+提供正电荷的物质的量=0.1mol2=0.2mol,阴离子同理。
10、B
【解析】
A、氮气的物质的量为=1mol,原子的物质的量为2mol,则原子数目为2NA,故A错误;
B、镁容易失去最外层2个电子变为镁离子,则化学反应中1mol金属镁变成镁离子时失去2mol电子,电子数目为2NA,故B正确;
C、标准状况下,水为液体,22.4L水的物质的量不是1mol,则分子数不是NA,故C错误;
D、HCl的物质的量为=1mol,原子的物质的量为2mol,则原子数目为2NA,故D错误。
答案选B。
11、B
【解析】
A. 常温常压下气体的摩尔体积大于22.4L/mol,则11.2LCO所含的原子数目小于NA个,A错误;
B. O2和O3均是氧元素形成的单质,则16g O2和O3中含有的氧原子的物质的量是1mol,其原子数目为NA,B正确;
C. 任何条件下0.5mol氮气分子的分子数一定是0.5NA,C错误;
D. 四氯化碳是非电解质,不存在离子,D错误。
答案选B。
12、A
【解析】
元素X的原子获得3个电子形成离子的电子层结构与氖原子相同,则X元素质子数为7,为N元素;元素Y的原子失去2个电子后形成离子的电子层结构与氖原子相同,则Y元素质子数为2+8+2=12,为Mg元素,氮气和镁在高温下反应得到的化合物的化学式为Mg3N2,故选A。
13、D
【解析】
A.18g水的物质的量为1 mol,含有的氢原子的数目为 2NA ,故A错误;
B.氩气为单原子分子,1 mol氩气分子所含的原子数目为NA ,故B错误;
C.53 g碳酸钠的物质的量为0.5mol,碳酸钠中含有的钠离子数为NA,故C错误;
D.1个硝酸分子中含有3个氧原子,所以0.5 mol硝酸中含有的氧原子数为1.5 NA,故D正确;
故选:D。
14、C
【解析】
A.碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂,故A正确;
B.NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,故B正确;
C.(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2,故C错误;
D.KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象,(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+溶液变红,故D正确;
故答案选C。
15、D
【解析】
用于混合物分离或提纯的操作有:过滤操作、蒸馏操作、分液操作等,根据分离操作常用到的仪器判断,分液漏斗适用于两种互不相溶的液体的分离,蒸发皿用于可溶晶体溶质和溶剂的分离或固液分离,而过滤用于分离固体和液体混合物.
【详解】
A、分液漏斗可运用分离互不相溶液体,故A错误;
B、漏斗用于一种可溶、一种不溶的混合物的分离,故B错误;
C、蒸发皿用于可溶晶体溶质和溶剂的分离或固液分离,故C错误;
D.容量瓶只能用于配制一定浓度的溶液,不能用于分离,故D正确。
故选:D。
16、B
【解析】
A、是电泳,C、是丁达尔效应,D、是胶体的聚沉,都是胶体的性质,B、属于浊液,和胶体的性质无关,选B。
二、非选择题(本题包括5小题)
17、NaHCO3=Na++HCO3- H2CO3H++HCO3-,HCO3-H++CO32- CO CO2 CH4 O3
【解析】
(1) NaHCO3是盐,属于强电解质,电离产生Na+、HCO3-;H2CO3是二元弱酸,分步电离,存在电离平衡;
(2)先确定最外层电子数是次外层电子数的3倍的原子是O原子,根据原子核外电子排布规律书写原子结构示意图;S原子获得2个电子形成S2-,据此书写离子结构示意图;
(3)先确定相应的元素,然后根据要求书写化学式。
【详解】
(1) NaHCO3是盐,属于强电解质,在溶液中电离产生Na+、HCO3-,电离方程式为:NaHCO3=Na++HCO3-;H2CO3是二元弱酸,存在电离平衡,电离过程分步电离,第一步电离为H2CO3H++HCO3-,第二步电离方程式为HCO3-H++CO32-;
(2)最外层电子数是次外层电子数的3倍的原子是O原子,O是8号元素,原子核外电子排布是2、6,所以O原子结构示意图为:;S是16号元素,S原子获得2个电子形成S2-,则S2-离子结构示意图是;
(3)核电荷数为1~10的元素中,①最外层分别为4个和6个电子的原子分别是C原子、O原子,这两种元素形成的化合物是CO、CO2;
②由5个原子组成的电子总数为10的分子是CH4;
③最外层是6个电子的原子是O原子,由三个最外层是6个电子的原子结合成的分子是O3。
本题考查了化学用语的综合判断的知识,包括化学式、电离方程式及原子结构示意图的书写等。元素原子核外电子分层排布,根据原子结构特点推断元素,然后根据物质分子中含有的微粒数目的要求及物质结构进行书写。掌握物质微粒结构特点与性质的关系是本题解答的关键。
18、Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 2mol 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ Cu KSCN溶液 A溶液变成血红色
【解析】
(1)Cl2与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,可以制取“84”消毒液,发生反应的方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;
(2)铁在氯气中燃烧生成A固体为氯化铁,氯化铁溶于水得到A溶液为氯化铁溶液,氯化铁溶液中加入铁反应生成B溶液为氯化亚铁,氯化亚铁与氯气反应生成氯化铁,故B溶液→A溶液所发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,若标准状况下,22.4LCl2与足量的Fe反应生成氯化铁,根据氯元素由0价变为-1价,则反应过程中转移2mol电子;
(3)A溶液为氯化铁溶液,能刻蚀铜印刷线路板,反应生成氯化亚铁和氯化铜,该反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,该反应中铜由0价变为+2价被氧化,作为还原剂,故还原剂是Cu;
(4)若检验A溶液中的铁离子,所用的试剂是KSCN溶液,现象是A溶液变成血红色。
19、(1)(加水)溶解
(2)Ba(NO3)2、K2CO3 、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3;
(3)取少许滤液于试管中,向其中加入少量Ba(NO3)2溶液,若不变浑浊,表明SO42-已除尽;
(4)不需要;几个沉淀反应互不干扰 可一次性过滤,如果分步过滤会使操作复杂化。
(5)不合理;调节溶液的pH若用盐酸,会引入Cl-杂质,应用硝酸。
【解析】
试题分析:沉淀反应必须在溶液中进行,以便充分反应,并使杂质完全沉淀,所以首先应当将固体配制成溶液.除去SO42-、Mg2+离子的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg(OH)2沉淀,所以需要加入稍过量的Ba(NO3)2和KOH溶液,过量的Ba2+可用K2CO3溶液除去,因此实验时必须先加入Ba(NO3)2溶液,后加入K2CO3溶液,同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂,也不可用稀盐酸调节溶液的pH,否则会引进Na+和Cl-杂质。
(1)后续实验是在溶液中进行的,需要加水溶解,操作①需要配制成溶液,需要加水溶解,故答案为加水溶解;
(2)先加硝酸钡,除去硫酸根,再加氢氧化钠,除去镁离子,再加碳酸钠,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾;先加氢氧化钾,除去镁离子,再加氯化钡,除去硫酸根,再加碳酸钾,除去多余的钡离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾;先加入硝酸钡,除去硫酸根,再加碳酸钾,能把钙离子和多余钡离子除去,再加氢氧化钾,除去镁离子,最后加硝酸,除去多余的碳酸钾和氢氧化钾,故答案为Ba(NO3)2、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3;
(3)加入过量硝酸钡溶液除去硫酸根离子,检验硫酸根离子已除尽,可静止片刻在上层清液处,滴加一滴Ba(NO3)2溶液,不出现浑浊就说明硫酸根离子已经除尽,故答案为静置,取少量上层澄清溶液,再加入少量Ba(NO3)2溶液,若不变浑浊,表明SO42-已除尽;
(4)几个沉淀分别为BaSO4、BaCO3、Mg(OH)2,这几个沉淀反应互不干扰,因此只过滤一次,可减少操作程序,故答案为不需要;因为几个沉淀反应互不干扰,因此只过滤一次,可减少操作程序;
(5)因加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-,制不到纯净的KNO3溶液(E),所以该同学的实验设计方案中该步并不严密,故答案为不严密,因为加入盐酸调节溶液的pH会引进Cl-。
考点:考查了物质分离和提纯的相关知识。
20、饱和食盐水 b c 2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O 氯化氢(HCl) 饱和食盐水 KMnO4 Cl 56L 5mol
【解析】
(1)装置H是用来收集氯气的装置,氯气易溶于水,在饱和氯化钠溶液中溶解度较小,所以可以用排饱和食盐水的方法收集氯气,
故答案为饱和食盐水;
(2)由题意可知用仪器P吸收过量的氯气,要想使反应剩余气体进入p,应关闭弹簧夹a和弹簧夹b,打开弹簧夹c;
故答案为b;c;
(3)氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O;
故答案为2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O;
(4)用反应2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O制取氯气,浓盐酸具有挥发性,会有氯化氢气体产生,可用饱和食盐水除去氯化氢气体。
答案为:氯化氢(HCl);饱和食盐水;
(5),反应中的氧化剂是KMnO4,被氧化的元素是Cl;若参加反应的氧化剂的物质的量是1mol,则生成氯气的物质的量为2.5mol,有5mol氯化氢被氧化为氯气,标况下氯气的体积为:V = 2.5mol×22.4L/mol= 56L;
答案为:;KMnO4;Cl;56L;5mol。
21、2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 移走烧杯,将湿润的淀粉碘化钾试纸放在b导气管口处,若试纸变蓝,则说明产生的气体为Cl2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 7.15g 冷却B装置(或把B放置在冷水浴中等合理答案) 2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O 在A与B之间连接一个装有饱和氯化钠溶液的洗气瓶
【解析】
I.电解饱和食盐水产生NaOH、H2、Cl2,在电解时,与电源正极连接的电极为阳极,发生氧化反应;与电源负极连接的电极为阴极,发生还原反应,根据产生气体的性质进行检验;
II.在装置A中制取Cl2,在装置B中Cl2与石灰乳反应制取漂白粉,氯气有毒,是大气污染物,在尾气排放前用NaOH溶液进行尾气处理,据此分析解答。
【详解】
I.(1)电解饱和食盐水产生NaOH、H2、Cl2,反应方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑;
(2)在电解时,与电源正极连接的电极为阳极,发生氧化反应。由于放电能力Cl->OH-,所以溶液中的阴离子Cl-放电,失去电子变为Cl2逸出,Cl2检验强氧化性,可以使KI变为I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,所以检验Cl2的方法是移走烧杯,将湿润的淀粉碘化钾试纸放在b导气管口处,若试纸变蓝,则说明产生的气体为Cl2;
II.(3) 在装置B中Cl2与石灰乳反应制取漂白粉,反应的方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
(4)n(MnO2)=8.7g÷87g/mol=0.1mol,n(HCl)=12mol/L×0.1L=1.2mol,根据制取气体方程式:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知0.1mol MnO2能够消耗0.4molHCl<1.2mol,说明HCl过量,制取的Cl2按MnO2计算,n(Cl2)=n(MnO2)=0.1mol,则根据反应关系2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O可知n[Ca(ClO)2]=n(Cl2)=0.05mol,所以理论上制取的漂白粉中Ca(ClO)2的质量为m[Ca(ClO)2]=0.05mol×143g/mol=7.15g;
(5)①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2,为避免此副反应的发生,可采取的措施是冷却B装置(或把B放置在冷水浴中等合理答案);
②试判断另一个副反应是Cl2中含有杂质HCl与Ca(OH)2反应,用化学方程式表示为2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O,为避免此副反应的发生,可将装置改进为:在A与B之间连接一个装有饱和氯化钠溶液的洗气瓶,除去杂质HCl气体。
本题考查了氯气的制取、检验、性质及应用的知识。掌握氯气的工业和实验室制取方法,根据电解原理、氧化还原反应规律,结合物质的性质(挥发性、氧化性)等分析判断。
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