资源描述
阶段测试(三)B 水和溶液
(考试时间:35分钟 满分:45分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
卷Ⅰ 选择题 (每小题1分,共12分)
1.地球上有丰富的水资源,科学家一直在研究成本低、效率高的催化剂,使水发生反应获得氢能源。下列说法错误的是 ( )
A.水是由氢元素和氧元素组成的化合物
B.保持水化学性质的最小微粒是氢原子和氧原子
C.水发生反应生成氢气和氧气属于分解反应
D.催化剂在化学反应前后化学性质和质量不发生改变
2.下列有关溶液的叙述正确的是 ( )
A.食盐水倒出一半后浓度降低
B.果粒橙属于溶液
C.升温会降低二氧化碳在水中的溶解度
D.蔗糖可以无限溶解在一定量的水中
3.下列图标,属于国家节水标志的是 ( )
图1
4.把少量的下列物质分别放入水中,充分搅拌,能形成溶液的是 ( )
A.面粉 B.蔗糖
C.花生油 D.泥土
5.欲配制质量分数为6%的NaCl溶液,下列有关操作正确的是 ( )
图2
6.下列物质溶解或稀释过程中,溶液温度没有明显改变的是 ( )
A.NaOH B.NH4NO3 C.浓硫酸 D.NaCl
7.下列有关溶液的说法正确的是 ( )
A.将植物油加入水中搅拌,可得到溶液
B.溶液一定是无色透明的液体
C.蔗糖溶液中,蔗糖是溶质,水是溶剂
D.饱和溶液中一定不能再溶解其他物质
8.20 ℃时,把36 g氯化钠放入64 g水中,使其充分溶解(20 ℃时氯化钠的溶解度为36 g)。对所得溶液的有关说法错误的是 ( )
A.该溶液是饱和溶液 B.溶液中Na+和Cl-个数一定相等
C.溶液质量为100 g D.溶质与溶剂质量比为9∶25
9.甲是60 ℃的蔗糖溶液,按如图3所示进行操作。以下分析错误的是 ( )
图3
A.甲一定是不饱和溶液
B.丙和丁一定是饱和溶液
C.乙的溶质质量分数一定比甲大
D.甲和丙的溶质质量分数一定不相等
10.a、b两物质的溶解度曲线如图4所示。下列说法正确的是 ( )
图4
A.a的溶解度大于b的溶解度
B.在t1 ℃时,a、b两物质饱和溶液的溶质质量分数相等
C.a、b两物质的溶液从t2 ℃降温至t1 ℃一定有晶体析出
D.在t2 ℃时,60 g a物质与100 g水充分混合后所得溶液的总质量为160 g
11.水是地球上最常见的物质之一,也是实验室常用的试剂。下列所示实验中都用到水,有关说法正确的是 ( )
图5
A.图5所示实验过程中均发生了化学变化
B.图①实验相关反应中元素的化合价均发生了改变,b管内的气体可作燃料
C.图②实验盖上瓶盖振荡后软塑料瓶变瘪,所得液体的pH小于7
D.图③、图④实验加入适量水后都放热,所得液体均可使紫色石蕊溶液变红
12.在蒸馏水中加入NaOH颗粒,不断搅拌,用温度传感器记录溶解过程的温度变化如图6所示。a、c两点观察到溶液中有固体存在,b点固体完全消失。下列说法不正确的是 ( )
图6
A.NaOH固体溶于水是放热过程
B.a、c两点时,NaOH的溶解度相同
C.b点时,该溶液一定为饱和溶液
D.c点时的溶剂质量等于d点时的溶剂质量
卷Ⅱ 非选择题 (共33分)
【生活现象解释】
13.(6分)生活、生产中,一种或几种物质分散到水等物质里的现象广泛存在。
(1)常温下,在密闭容器中的蔗糖溶液里,溶液下半部分的甜度与上半部分的甜度的关系是 (填“相同”或“下半部分高”)。
(2)用氯化钠固体和蒸馏水配制150 g 10%的氯化钠溶液时,需要氯化钠 g,水 g,不需要的仪器是 (填“天平”“烧杯”或“蒸发皿”)。
(3)常温下,某同学为探究同一物质在不同溶剂中的溶解性不同,设计了如图7所示的实验装置,实验时除了要控制温度相同、试管大小规格相同、加入水与汽油的体积相同外,还要控制食用油的___________
相同。
图7
(4)事实证明,CaCl2溶于水时能全部解离为自由移动的Ca2+和Cl-,若某CaCl2溶液中的Ca2+为a个,则对应的Cl-为 个。
14.(4分)水是宝贵的自然资源,日常生活、工农业生产和科学实验都离不开水。
图8
(1)图8甲中的海水属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)如图乙所示,利用海水提取粗盐的过程中,析出晶体后的母液是氯化钠的 (填“饱和”或“不饱和”)溶液。
(3)河水是重要的陆地淡水资源,经处理后可用作城市生活用水。自来水厂净水的过程中不包括下列哪种净水方法 (填序号)。
A.沉淀 B.过滤 C.蒸馏 D.吸附
(4)生活中,人们常用 来检验水样是硬水还是软水。
15.(5分)下表是KNO3和Ca(OH)2在不同温度时的溶解度。请回答有关问题。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
溶解度/g
KNO3
20.9
31.6
45.8
63.9
85.5
110.0
Ca(OH)2
0.19
0.17
0.16
0.14
0.13
0.11
(1)两种物质中,溶解度随温度升高而减小的是 。
(2)60 ℃时,按图9所示操作:
A中的溶液是 (填“饱和”或“不饱和”,下同)溶液,B中溶液是 溶液,C中析出固体的质量是 g。
图9
(3)如图10所示,向烧杯中加入一定量的硝酸铵固体,此时试管中氢氧化钙溶液的溶质质量分数将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
图10
16.(4分)如图11是甲、乙两种固体的溶解度曲线。
图11
请回答下列问题。
(1)甲、乙溶解度相等时的温度为 ℃。
(2)t2 ℃时,将70 g乙的饱和溶液与30 g水混合,所得溶液中溶质的质量分数为 。
(3)将t2 ℃时的甲、乙饱和溶液各100 g,分别降温至t1 ℃,所得溶液中溶质的质量的关系为:甲 (填“>”“<”或“=”)乙。
(4)甲中混有少量的乙,若提纯甲应采用的方法是 。
【基本实验及其原理分析】
17.(7分)配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的过程如图12所示:
图12
(1)写出图中标号a仪器的名称: 。
(2)配制50 g质量分数为15%的氯化钠溶液,所需氯化钠和水的质量分别为:氯化钠 g,水 g。
(3)称量氯化钠时,氯化钠应放在托盘天平的 (填“左”或“右”)盘。
(4)溶解过程中玻璃棒的作用是 。
(5)对配制的溶液进行检测发现溶质质量分数偏小,其原因可能有 (填序号)。
A.称量时,药品与砝码放反了
B.量取水的体积时,仰视读数
C.装瓶时,有少量溶液洒出
(6)把50 g质量分数为15%的氯化钠溶液稀释成5%的氯化钠溶液,需要水的质量是 g。
【科学探究】
18.(7分)水是生命之源,是“永远值得探究的物质”,人类从未停止过对水的研究。
(1)1766年,英国化学家卡文迪许用锌和稀硫酸制得“可燃空气”,他所说的“可燃空气”成分是 (填化学式)。“可燃空气”在纯氧中燃烧生成水,可得出“水是一个结合物而不是简单元素”。
(2)1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁,实验示意图如图13所示。
上述反应的化学方程式为 。该反应若生成1 g氢气,则理论上铁制枪管应增重 g。实验发现枪管实际增重比理论数值大,其可能的原因是 。
图13
图14
(3)1800年,英国化学家尼科尔森通过电解水得到氢气和氧气,后人不断研究和改进该实验。现有某同学在水电解器中加入含酚酞的稀Na2SO4溶液,至充满管A和管B(Na2SO4溶液呈中性且不参与反应)。通直流电一段时间后现象如图14所示。电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中,溶液呈无色。
①下列说法正确的是 (填序号)。
a.硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和SO42-,可增强水的导电性
b.电解过程中化学能转化为电能
c.电极N与电源负极相连
②电解后,管A中生成的微粒有 (填微粒符号)。
(4)当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)和临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。现代研究表明:超临界水能够与氧气以任意比例互溶,由此发展了超临界水氧化技术。550 ℃时,测得乙醇(C2H6O)的超临界水氧化结果如图15所示。
图15
注:δ(分布分数)表示某物质分子数占所有含碳物质分子总数的比例。
如δ(CO)=CO分子数所有含碳物质分子总数。
图中CO的分布分数先增后降的原因是 。
【参考答案】
1.B [解析]水是由水分子构成的,所以保持水的化学性质的最小粒子是水分子。
2.C [解析]溶液具有均一性,食盐水属于溶液,倒出的食盐水和剩余的食盐水的浓度相同;果粒橙中含有不溶性的物质,具有不均一、不稳定的性质,属于悬浊液,不是溶液;气体的溶解度随温度升高而减小;一定温度下,蔗糖在一定量的水中溶解到一定质量时就不再继续溶解。
3.B
4.B [解析]面粉不溶于水,与水混合形成悬浊液;蔗糖易溶于水,形成均一、稳定的混合物,属于溶液;花生油不溶于水,与水混合形成乳浊液;泥土不溶于水,与水混合形成悬浊液。
5.D [解析]取用固体物质时,瓶塞应倒放,防止污染试剂;用托盘天平称量药品时,要将砝码放在右盘,药品放在左盘;量筒量取液体读数时,视线要与量筒内凹液面的最低处保持相平,不能仰视或俯视。
6.D [解析]NaOH溶于水放出大量的热,溶液温度明显升高;硝酸铵溶于水吸热,使溶液的温度明显降低;浓硫酸溶于水放出大量的热,使溶液温度升高;NaCl溶于水,溶液温度没有明显改变。
7.C [解析]植物油与水混合形成乳浊液,不能形成溶液,故A错误;溶液是由一种或几种物质分散到另一种物质里,形成的均一、稳定的混合物,所以溶液一定是透明的,但不一定是无色的,如硫酸铜溶液是蓝色的,故B错误;溶液中被溶解的物质叫溶质,起溶解作用的物质叫溶剂,所以蔗糖溶液中溶质是蔗糖,溶剂是水,故C正确;饱和溶液,指的是在一定温度下,一定量的溶剂里加入某种溶质,且不能继续溶解该溶质的溶液,但还可溶解其他物质,故D错误。
8.C [解析]因为20 ℃时氯化钠的溶解度为36 g,即在20 ℃时,100 g水中溶解36 g氯化钠达到饱和状态,则该温度下36 g氯化钠不能完全溶解在64 g水中,因此所得溶液为饱和溶液,故A选项正确;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,且钠离子和氯离子的个数比为1∶1,所以在氯化钠溶液中,钠离子和氯离子的个数一定相等,故B选项正确;因为36 g的氯化钠固体不能完全溶解在64 g水中,因此所得溶液的质量小于100 g,故C选项错误;根据20 ℃时氯化钠的溶解度为36 g,则饱和溶液中的溶质和溶剂的质量比为36 g∶100 g=9∶25,故D选项正确。
9.D [解析]甲溶液恒温蒸发20 g水后没有晶体析出,则甲溶液一定是不饱和溶液,故A正确;丙溶液中有固体剩余,丁溶液是过滤后所得溶液,所以二者一定都是饱和溶液,故B正确;甲溶液恒温蒸发20 g水后得到乙溶液,乙溶液中没有晶体析出,溶液中的溶剂减少,所以乙溶液的溶质质量分数一定比甲大,故C正确;无法确定甲溶液和丙溶液中的溶质质量分数大小,故D错误。
10.B [解析]在比较物质的溶解度时,需要指明温度;在t1 ℃时,a、b两物质的溶解度相等,所以a、b两物质饱和溶液的溶质质量分数相等;a、b两物质溶液的状态不能确定,所以从t2 ℃降温至t1 ℃不一定有晶体析出;在t2 ℃时,a物质的溶解度是50 g,所以60 g a物质与100 g水充分混合后所得溶液的总质量为150 g。
11.C [解析]氢氧化钠溶于水的过程中,没有生成新物质,属于物理变化;电解水时氢、氧元素的化合价均发生了改变,生成氢气和氧气的体积比为21,b管内的气体体积小,是氧气,氧气不可作燃料;CO2+H2OH2CO3,气体减少,瓶子变瘪,生成的碳酸呈酸性,液体的pH小于7;生石灰与水发生反应生成氢氧化钙,溶液呈碱性,氢氧化钠溶于水,溶液呈碱性,故所得溶液均可使紫色石蕊溶液变蓝。
12.C [解析]由图像知氢氧化钠溶于水温度升高,是放热过程;从图知a、c两点对应温度相同,则此温度下氢氧化钠在水中溶解度相同;由图只知b点所对应温度最高,b点时固体完全消失,并不能说明此时溶液是饱和溶液;据题意,在蒸馏水中加入氢氧化钠颗粒,说明水质量不变,氢氧化钠溶于水,溶剂是水,则图中c、d两点溶剂质量相同。
13.(1)相同 (2)15 135 蒸发皿 (3)体积
(4)2a
[解析](1)溶液具有均一性,故溶液各处浓度相同。(2)配制溶液需要用天平称取一定质量的氯化钠,并放入烧杯中溶解,无需使用蒸发皿。(3)采用控制变量法,只能改变一个变量,其他变量要相同,该实验中要控制食用油的体积相同,这样才能通过比较食用油溶解的情况,获知影响物质溶解性的因素。(4)氯化钙溶液呈电中性,即阳离子所带正电荷数与阴离子所带负电荷数相同,若有a个钙离子,则含有2a个正电荷,故必须同时含有2a个负电荷,才能将其抵消,因此氯离子个数为2a。
14.(1)混合物 (2)饱和 (3)C (4)肥皂水
[解析](1)纯净物只由一种物质组成,混合物由两种及两种以上的物质组成,海水中含有多种成分,属于混合物。(2)能够析出晶体,说明氯化钠在该溶液中的溶解量达到了最大,即析出晶体后的母液是氯化钠的饱和溶液。(3)自来水厂的净水过程主要包括沉淀、过滤、吸附、杀菌,不包括蒸馏。(4)生活中,人们常用肥皂水来检验水样是硬水还是软水,泡沫多的为软水,泡沫少的为硬水。
15.(1)Ca(OH)2 (2)不饱和 饱和 3.16
(3)不变
[解析](1)由溶解度表可知,Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小。(2)由溶解度表可知,60 ℃时,KNO3的溶解度为110 g,则图示60 ℃时,100 g水中加入31.6 g KNO3所得的A溶液还能继续溶解KNO3,是60 ℃时KNO3的不饱和溶液;由溶解度表可知,20 ℃时,KNO3的溶解度为31.6 g,则图示60 ℃降到20 ℃时,所得溶液刚好饱和,则10 g水中刚好溶解3.16 g KNO3,当蒸发水10 g,温度为20 ℃时,析出固体质量为3.16 g。(3)由于Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小,当向烧杯中加入一定量的硝酸铵固体,因硝酸铵溶解吸热温度降低,则试管中氢氧化钙溶液从饱和变为不饱和,其溶质和溶剂质量均不变,所以此时试管中氢氧化钙溶液的溶质质量分数不变。
16.(1)t1 (2)20% (3)<
(4)降温结晶
[解析](1)由图可知,在t1 ℃时甲物质的溶解度等于乙物质的溶解度。(2)由图可知,t2 ℃时乙的溶解度是40 g,则140 g乙的饱和溶液中含溶质40 g,所以70 g乙的饱和溶液中含溶质20 g,与30 g水混合,所得溶液中溶质的质量分数为20 g70 g+30 g×100%=20%。(3)由图可知,t2 ℃时乙的溶解度小于甲的溶解度,则t2 ℃时,甲、乙两种物质的饱和溶液的溶质的质量分数甲大于乙,所以t2 ℃时各100 g的甲、乙饱和溶液中甲的溶剂比乙的溶剂少,当温度由t2 ℃降到t1 ℃时,甲、乙溶液均有晶体析出,但溶剂质量不变,因为t1 ℃时甲物质的溶解度等于乙物质的溶解度,故t1 ℃时,所得溶液中溶质质量的关系为:甲小于乙。(4)由图可知,甲的溶解度随温度的升高而明显增大,乙的溶解度受温度变化影响不大,当甲中混有少量的乙,可采用降温结晶的方法提纯甲。
17.(1)量筒 (2)7.5 42.5 (3)左
(4)搅拌,加速溶解 (5)AB (6)100
[解析](1)图中标号a仪器的名称为量筒。(2)根据溶质质量分数的计算公式可知,氯化钠的质量为50 g×15%=7.5 g;水的质量为50 g-7.5 g=42.5 g。(3)称量氯化钠时,应遵循“左物右码”的原则,氯化钠应放在托盘天平的左盘。(4)溶解过程中玻璃棒的作用是搅拌,加速溶解。(5)称量时,药品与砝码放反了且使用了游码,使氯化钠质量偏小,所得溶液的溶质质量分数偏小;量取水的体积时,仰视读数,量取的水偏多,所得溶液的溶质质量分数偏小;装瓶时,有少量溶液洒出,不影响溶液的溶质质量分数。(6)把50 g质量分数为15%的氯化钠溶液稀释成5%的氯化钠溶液,根据稀释前后溶质质量不变可知,需要水的质量为50 g×15%5%-50 g=100 g。
18.(1)H2
(2)3Fe+4H2OFe3O4+4H2 8 枪管外壁部分铁与空气中氧气反应而增重
(3)①ac ②O2和H+
(4)在超临界水氧化过程中,乙醇先氧化成CO,CO再氧化成CO2(合理即可)
[解析](1)锌和稀硫酸反应生成可燃气体氢气,他所说的“可燃空气”成分是氢气。(2)根据水蒸气通过红热的铁制枪管将水转化为氢气,同时生成四氧化三铁,可知化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2;根据化学方程式的计算可知,该反应若生成1 g氢气,则有21 g的铁转化为29 g的四氧化三铁,铁制枪管应增重29 g-21 g=8 g;若枪管实际增重比理论数值大,其可能的原因是枪管外壁部分铁与空气中氧气反应而增重。(3)①电解水实验中硫酸钠在水中形成自由移动的Na+和SO42-,可增强水的导电性;电解过程中电能转化为化学能;电极N产生的是氢气,故与电源负极相连。②电解中,电极N附近溶液显红色,呈碱性,电解结束后将容器内所有液体倒入烧杯中,溶液呈无色,则管A中溶液呈酸性,且管A中电极M与电源正极相连,故管A中生成的微粒有O2和H+。(4)根据乙醇(C2H6O)的超临界水氧化结果图示可知,图中C2H6O的分布分数逐渐减少,而CO2的分布分数逐渐增多,则可推断图中CO的分布分数先增后降的原因是在超临界水氧化过程中,乙醇先氧化成CO,CO再氧化成CO2。
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