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第二章 化学物质及其变化
(考试时间:100分钟 试卷满分:100分)
第I卷 选择题
一、选择题(每小题4分,共48分)。
1、在无色透明的酸性溶液中,能大量共存的离子组是( )
A.Fe2+、Na+、Cl﹣、NO3﹣
B.Ba2+、Al3+、Cl﹣、NO3﹣
C.K+、Na+、HCO3﹣、Cl﹣
D.AlO2﹣、K+、OH﹣、Cl﹣
2、高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂.下列反应可制取K2FeO4:
2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O
对于该反应,下列说法正确的是( )
A.水是还原产物
B.Fe(OH)3发生还原反应
C.Cl2是氧化剂
D.每生成1mol K2FeO4转移2mol电子
3、下列各组离子在水溶液中能大量共存,但用盐酸酸化后,不能大量共存的是( )
A.Fe2+、K+、NO3﹣、SO42﹣
B.Al3+、Na+、HCO3﹣、SO42﹣
C.NH4+、Al3+、NO3﹣、Cl﹣
D.Na+、Cu2+、S2﹣、CH3COO﹣
4、在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是( )
A.NH4+、Ba2+、Cl﹣、NO3﹣
B.K+、AlO2﹣、Cl﹣、SO42﹣
C.Ca2+、Mg2+、NO3﹣、HCO3﹣
D.Na+、Cl﹣、CO32﹣、SO32﹣
5、根据下列反应判断有关物质还原性由强到弱的顺序是( )
①H2SO3+I2+H2O═2HI+H2SO4
②2FeCl3+2HI═2FeCl2+2HCl+I2
③3FeCl2+4HNO3═2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3.
A.H2SO3>I﹣>Fe2+>NO
B.I﹣>Fe2+>H2SO3>NO
C.Fe2+>I﹣>H2SO3>NO
D.NO>Fe2+>H2SO3>I﹣
6、氰化物有剧毒,工业废水中氰化物(CN﹣)的最高允许排放浓度为0.5mg/L;对废水中CN﹣(N为﹣3价)的处理方法是:在碱性条件下,用Cl2将废水中的CN﹣转化成N2和CO2等,使废水得到净化.发生的反应为:2CN﹣+8OH﹣+5Cl2═2CO2↑+N2↑+10Cl﹣+4H2O.下列有关说法正确的是( )
A.上述反应中氧化产物只有N2
B.当有0.4molCO2生成时,反应中转移的电子的总数目约为1.204×1024
C.若上述反应生成0.4molCO2,则溶液中阴离子增加的物质的量为2mol
D.现取1L含CN﹣1.02mg/L的废水,至少需用4.0×10﹣5molCl2处理后才符合排放标准
7、有一澄清透明的溶液,只可能含有大量的Fe3+、Fe2+、H+、AlO2﹣、Al3+、CO32﹣、NO3﹣七种离子中的几种,向该溶液中逐滴加入一定量1mol/L NaOH溶液的过程中,开始没有沉淀,而后才有沉淀.则下列判断正确的是( )
A.溶液中可能含有AlO2﹣
B.溶液中可能含有NO3﹣
C.溶液中一定不含Fe2+和Fe3+
D.溶液中可能含有Fe3+,但一定不含Fe2+
8、常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大题共存的是( )
A.与铝反应产生大题氢气的溶液:NH4+、Na+、CO32﹣、NO3﹣
B.能使硫氰化钾溶液显红色的溶液:K+、SO42﹣、S2﹣、SO32﹣
C.常温下pH值为13的溶液中:K+、HCO3﹣、Na+、Cl﹣
D.在使石蕊试液变红的溶液中:Na+、Cu2+、Br﹣、SO42﹣
9、下列离子方程式错误的是( )
A.向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+
B.向Mg(HCO3)2溶液中加入过量澄清石灰水:Mg2++2HCO3﹣+2OH﹣+Ca2+=MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O
C.氧化铁溶氢碘酸溶液中:Fe2O3+6H++2I﹣=2Fe2++I2+3H2O
D.明矾溶液与Ba(OH)2溶液混合:2Al3++3SO42﹣+3Ba2++6OH﹣=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓
10、若NA表示阿伏加德罗常数的值,在4(NH4)2SO4N2+6NH3+3SO2+SO3+7H2O的反应中,当有NA个电子发生转移时,以下说法错误的是( )
A.有NA个硫原子被还原
B.有NA个氮原子被氧化
C.有NA个二氧化硫分子生成
D.有NA个硫酸铵分解
11、ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂.实验室中可通过以下反应制得ClO2:2KClO3+H2C2O4+H2SO4=2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,下列说法不正确的是( )
A.ClO2是还原产物
B.H2C2O4在反应中被氧化
C.1molKClO3参加反应,转移电子物质的量为1mol
D.生成5.6LCO2,转移的电子数目为0.25NA
12、下列离子方程式书写不正确的是( )
A.用盐酸除铁锈:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
B.将Na放入水中:2Na+2H2O═2Na++2OH﹣+H2↑
C.氢氧化铝溶于盐酸:OH﹣+H+═H2O
D.用小苏打缓解胃酸(主要成分HCl)过多:HCO3﹣+H+═CO2↑+H2O
第II卷 非选择题
二、非选择题(共52分)
13、某研究性学习小组,拟通过实验除去NaCl晶体中混有的少量Na2SO4和NH4HCO3杂质,得到纯净的NaCl晶体。
(1)请填写表中空格,完成由上述混合物得到NaCl的实验设计。
(2)写出实验中有关反应的离子方程式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
14、某研究性学习小组为了验证臭氧的氧化性强于氧气,进行了下述实验,请参与探究并回答相关问题.
[实验目的]验证臭氧的氧化性强于氧气
[实验原理]2KI+O3+H2O===2KOH+I2+O2,淀粉溶液遇单质碘变蓝色.
[实验用品]臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化钾溶液、滤纸、玻璃片、温度计.
[实验步骤]①取a溶液与碘化钾溶液混合;
②取两片用滤纸剪成的纸条,在a和碘化钾的混合液中湿润后分别置于两块洁净的玻璃片上;
③将一块玻璃片(Ⅰ)置于臭氧消毒碗柜中并接通电源生成臭氧.将另一块玻璃片(Ⅱ)置于可控温度的温箱里,尽量地使温箱的温度与消毒碗柜中的温度相等;
④观察现象并进行记录:
时间(min)
0
15
30
45
60
90
120
滤纸的颜色变化
玻璃(Ⅰ) 上的滤纸
白色
白色
灰色
浅蓝色
蓝色
蓝色
浅蓝色
玻璃 (Ⅱ) 上的滤纸
白色
白色
白色
白色
灰色
灰色
浅蓝色
请根据上述实验原理、步骤及你所学的知识,回答下列问题:
(1)实验原理的化学反应的反应类型是________(填序号).
A.离子反应 B.氧化还原反应
C.复分解反应 D.置换反应
E.分解反应 F.化合反应
(2)实验药品中的a溶液是________溶液.
(3)写出在臭氧消毒柜中产生O3的化学方程式:_____________________.
(4)整个实验过程要保持两块玻璃片所在环境的温度相同的原因是:________________.
(5)从实验数据记录不能得出的结论是________(填序号).
A.O3的氧化性比O2强
B.氧气也能氧化碘化钾中的碘离子
C.空气中可能也有一定浓度的O3,所以实验数据不可靠,不能达到实验目的
D.O3不仅氧化I-的速率比氧气快,而且有漂白作用
(6)在O3氧化KI的反应中,若有9.6 g O3发生反应,则转移电子的物质的量为________.
15、“化学多米诺实验”是利用化学反应中气体产生的压力,使多个化学反应依次发生。(整个反应只需要第一个反应发生,就好像多米诺骨牌游戏一样。)以下就是一个“化学多米诺实验”,已知H2O2在MnO2的催化作用下可分解产生O2和H2O。右图所示的A~ H各装置中分别盛放的物质为:A稀硫酸;B.锌粒;C.3%H2O2溶液;D.MnO2;E.某溶液;F.某块状固体;G.滴有紫色石蕊的蒸馏水;H.足量澄清石灰水。
请回答以下各题:
(1)实验开始前必须进行的操作是_______________________________________;
(2)反应开始后,若G中出现红色,H中有白色沉淀生成,判断E、F中的物质可能分别是______________;______________;(填名称)
(3)按基本反应类型写出该实验中有关反应的化学方程式:(装置用字母表示)
化合反应_____________________________,发生在装置___________中;
分解反应_____________________________,发生在装置___________中;
置换反应_____________________________,发生在装置___________中;
复分解反应____________________________,发生在装置___________中。
(4)以上装置中发生了氧化还原反应的是_____(填装置编号)
16、在烧杯里加入20 mL 0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液,再滴几滴酚酞试液。然后用滴定管向烧杯中滴加等物质的量浓度的NaHSO4溶液。实验装置如下图(夹持仪器已去掉)
实验现象如下:
①灯泡逐渐变暗;
②烧杯中有白色沉淀生成,溶液红色变浅甚至消失。
请依据实验现象回答下列问题:
(1)灯泡变暗的原因是__________________________________________。
(2)有白色沉淀生成,说明___________________________________________。
红色变浅说明______________________________________________________。
(3)当Ba2+恰好完全沉淀时,消耗NaHSO4溶液的体积为________mL,溶液呈______色,离子反应方程式为______________________________________________。
(4)若向(3)得到的溶液中,继续滴加NaHSO4溶液到恰好变为无色,此阶段的离子反应方程式为______________________________________________________。
17、小明同学为了探究酸、碱、盐溶液的导电性,设计了如下实验:①在5只250 mL的烧杯中分别加入浓度均为0.1 mol/L的盐酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、氨水各150 mL.②在5种溶液中分别放入相同规格的石墨电极,按如图所示连接好.③接通电源,仔细观察现象.
现象1:五只灯泡都亮起来.
结论1:___________________________________________________.
现象2:盐酸、氯化钠、氢氧化钠溶液相对应的灯泡较亮,醋酸、氨水相对应的灯泡较暗.
结论2:____________________________________________________.
思考:(1)酸、碱、盐导电与金属导电的原理是否相同,为什么? ____________________________________________________.
(2)小明同学为了探究不同电解质溶液导电能力的差异,设计了上述实验,通过观察灯泡的明亮程度,判断电解质溶液导电能力大小,为此必须控制其他能影响灯泡亮度的一些因素,使之保持一致,从而不影响灯泡的明亮程度.在实验中,小明同学采取哪些主要措施来控制其他因素对灯泡亮度的影响? _______________________________
(3)小明同学在实验的基础上,进一步查阅资料得知:一般来说,强酸、强碱和大部分盐是强电解质,弱酸、弱碱和少部分盐是弱电解质.根据以上结论推测:如果将上述实验中的醋酸和氨水混匀,然后分别盛放在原来的烧杯中.接通电源,可以观察到的现象是()
A.与混合前无任何区别
B.五只灯泡都亮起来,亮度完全相同
C.只有盐酸、氯化钠、氢氧化钠溶液对应的灯泡亮起来,另外两只不亮
D.五只灯泡都亮起来,盐酸、氯化钠、氢氧化钠溶液对应的灯泡较亮,另外两只略暗,但明显比混合前明亮
参考答案
1.B
解:无色溶液中不存在有色离子,酸性溶液中存在大量的氢离子,
A.NO3﹣在酸性条件下能够氧化Fe2+,且Fe2+为有色离子,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.Ba2+、Al3+、Cl﹣、NO3﹣离子不发生反应,且都是无色离子,在溶液中能够大量共存,故B正确;
C.HCO3﹣与氢离子反应,在溶液中不能大量共存,故C错误;
D.AlO2﹣、OH﹣与氢离子反应,在溶液中不能大量共存,故D错误;
故选B.
2.C
解:2Fe(OH)3+3Cl2+10KOH 2K2FeO4+6KCl+8H2O反应中,Fe元素的化合价升高,被氧化,Cl元素的化合价降低,被还原,则Cl2是氧化剂,Fe(OH)3为还原剂,每生成1mol K2FeO4,消耗1.5mol氯气,转移3mol电子,只有C正确.
故选C.
3.A
解:A.加入盐酸后溶液显示酸性,Fe2+、NO3﹣在酸性条件下发生氧化还原反应,加入盐酸后不能大量共存,满足条件,故A正确;
B.Al3+、HCO3﹣之间发生双水解反应,在溶液中不能大量共存,故B错误;
C.NH4+、Al3+、NO3﹣、Cl﹣之间不发生反应,加入盐酸后也不反应,不符合条件,故C错误;
D.Cu2+与S2﹣、CH3COO﹣之间发生反应,在溶液中不能大量共存,故D错误;
故选A.
4.B
解:A.NH4+与OH﹣反应而不能大量共存,故A错误;
B.在碱性条件下,离子之间不发生任何反应,可大量共存,故B正确;
C.Mg2+与OH﹣反应,Ca2+、HCO3﹣与OH﹣反应生成沉淀而不能大量共存,故C错误;
D.SO32﹣具有还原性,可与Na2O2发生氧化还原反应,故D错误.
故选B.
5.A
解:①H2SO3+I2+H2O=2HI+H2SO4中,I元素的化合价降低,S元素的化合价升高,则H2SO3为还原剂,还原性H2SO3>I﹣,
②2FeCl3+2HI=2FeCl2+2HCl+I2中,Fe元素的化合价降低,I元素的化合价升高,则HI为还原剂,还原性I﹣>Fe2+,
③3FeCl2+4HNO3=2FeCl3+NO↑+2H2O+Fe(NO3)3中,N元素的化合价降低,Fe元素的化合价升高,则FeCl2为还原剂,还原性Fe2+>NO,
显然还原性由强到弱的顺序为H2SO3>I﹣>Fe2+>NO,
故选A.
6.B
解:A.C、N元素化合价都升高,则氧化产物有N2、CO2,故A错误;
B、由反应可知,生成2molCO2时,转移10mol电子,则有0.4 mol CO2生成时,反应中转移的电子的总数目约为mol×10×NA=2×6.02×1023,故B正确;
C、由反应可知,生成2molCO2的同时,生成10molCl﹣,反应前后阴离子数目不变,则当有0.2mol CO2生成时,溶液中阴离子的物质的量不变,故C错误;
D.n(CN﹣)=≈4.0×10﹣5mol,由方程式可知需要1×10﹣4mol 氯气,故D错误.
故选B.
7.D
解:向该溶液中加入一定量1mol/L NaOH溶液的过程中,开始没有沉淀,说明溶液呈酸性,则一定含有大量的H+离子,
在酸性溶液中AlO2﹣、CO32﹣离子分别与H+离子反应生成Al(OH)3沉淀、CO2气体而不能存在,
根据溶液的电中性可知一定含有阴离子,则只有NO3﹣离子符合;
而后才有沉淀.能够生成沉淀的是Fe3+离子、Fe2+离子或Al3+离子中的一种或几种,但在酸性条件下Fe2+离子与NO3﹣离子发生氧化还原反应而不能共存,则一定不含Fe2+离子,
综上所述,溶液中一定含有H+离子、NO3﹣离子,一定没有AlO2﹣、CO32﹣、Fe2+离子,Fe3+离子、Al3+离子至少有一种.
故选D.
8.D
解:A.与铝反应产生大题氢气的溶液为酸性或强碱性溶液,NH4+与氢氧根离子反应,CO32﹣与氢离子反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.能使硫氰化钾溶液显红色的溶液中存在铁离子,铁离子具有氧化性,能够氧化S2﹣、SO32﹣,在溶液中不能大量共存,故B错误;
C.pH=13的溶液中存在大量氢氧根离子,HCO3﹣与氢氧根离子反应,在溶液中不能大量共存,故C错误;
D.使石蕊试液变红的溶液为酸性溶液,Na+、Cu2+、Br﹣、SO42﹣之间不发生反应,都不与氢离子反应,在溶液中能够大量共存,故D正确;
故选D.
9.B
解:A.向沸水中滴加饱和的氯化铁溶液,铁离子发生水解反应生成氢氧化铁胶体,反应的离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,故A正确;
B.向Mg(HCO3)2溶液中加入过量澄清石灰水,反应生成氢氧化镁、碳酸钙沉淀,正确的离子方程式为:Mg2++2HCO3﹣+4OH﹣+2Ca2+=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O,故B错误;
C.氧化铁溶于氢碘酸溶液中,反应生成碘单质、亚铁离子和水,反应的离子方程式为:Fe2O3+6H++2I﹣=2Fe2++I2+3H2O,故C正确;
D.明矾溶液与Ba(OH)2溶液混合,氢氧化钡少量时生成氢氧化铝沉淀,反应
的离子飞方程式为:2Al3++3SO42﹣+3Ba2++6OH﹣=3BaSO4↓+2Al(OH)3↓,故D正确;
故选B.
10.C
解:A.反应中S元素化合价由+6价降低到+4价,被还原,则当有1mol电子转移时,有molS被还原,即当有N个电子转移时,有NA个硫原子被还原,故A正确;
B.反应中N元素的化合价由﹣3价升高为0,当有N个电子转移时,有NA个氮原子被氧化,故B正确;
C.反应中S元素化合价由+6价降低到+4价,被还原,则当有1mol电子转移时,有molS02生成,所以当有N个电子转移时NA个S02生成,故C错误;
D.反应中S元素化合价由+6价降低到+4价,当4mol(NH4)2SO4分解时,转移6mol电子,则当有N个电子转移时,有NA个硫酸铵分解,故D正确.
故选C.
11.D
解:A.Cl元素的化合价由+5价降低为+4价,所以氯酸钾对应的产物ClO2是还原产物,故A正确;
B.H2C2O4中的+3价升高到+4价,被氧化,故B正确;
C.1molKClO3参加反应有1mol×(5﹣4)=1mol电子转移,故C正确;
D.状况不知,无法由体积求物质的量,故D错误;
故选D.
12.C
解:A.用盐酸除铁锈,反应生成氯化铁和水,反应的离子方程式为:Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O,故A正确;
B.将Na放入水中生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为:2Na+2H2O═2Na++2OH﹣+H2↑,故B正确;
C.氢氧化铝不能拆开,正确的离子方程式为:Al(OH)3+3H+═3Al3++3H2O,故C错误;
D.小苏打缓解胃酸(主要成分HCl)过多,反应的离子方程式为:HCO3﹣+H+═CO2↑+H2O,故D正确;
故选C.
13.(1)②除去SO42— 取少量滤液,加入Na2SO4溶液,出现浑浊(或加入BaCl2溶液,仍澄清) ③向②的滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤 取少量滤液,加入Na2CO3溶液,仍澄清(或加入BaCl2溶液,出现浑浊)
④除去CO32— ⑤加热、蒸发、结晶
(2)Ba2++SO42—===BaSO4↓,Ba2++CO32—===BaCO3↓,CO32—+2H+===H2O+CO2↑
14.(1)AB (2)淀粉 (3)3O22O3
(4)为了排除温度不同带来的误差
(5)C (6)0.4 mol
15.(1)检查装置的气密性。
(2)稀盐酸,石灰石。(其他合理答案也可得分)
(3)化合反应CO2+H2O==H2CO3 , G;
分解反应2H2O2 2H2O + O2 ,D ;
置换反应Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑, B
复分解反应CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2, F。
(4)BD
16.(1)溶液中可自由移动的离子浓度变小
(2)Ba2+和SO42—发生了反应 H+和OH-发生了反应,使溶液碱性减弱
(3)20 浅红 Ba2++OH-+SO42—+H+===BaSO4↓+H2O (4)H++OH-===H2O
17.结论1:酸、碱、盐都是电解质,它们溶于水时会发生电离 结论2:醋酸、氨水中的离子浓度较小,氯化氢、氯化钠、氢氧化钠中的离子浓度较大.
(1)不完全相同.金属导电是因为其内部有自由移动的电子,在电场作用下电子定向移动;而酸、碱、盐导电是因为它们在水中发生了电离,在电场作用下,电离出的阴、阳离子做定向移动.
(2)电解质溶液的浓度和体积相等;电极材料和间距相同;两极的电压相等等.
(3)D
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