2020-2021高考化学《氯及其化合物的综合》专项训练及详细答案
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2020-2021高考化学《氯及其化合物的综合》专项训练及详细答案
一、高中化学氯及其化合物
1.甲、乙、丙、丁是常见的单质,其中甲、乙、丙是摩尔质量依次增加的气体。
A和B以物质的量2︰1通入水中,得到C溶液。
请根据下图的转化关系回答:
(1)用方程式解释A使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因___________________
(2)写出溶液C中加氯水的离子方程式___________________
(3)若A和B按1:1通入水中反应,写出反应方程式_________________。
【答案】NH 3+H2O NH3·H2O NH4++OH- SO32-+Cl2+H2O =SO42-+2Cl-+2H+
SO2+NH3+H2O=NH4HSO3
【解析】
【分析】
D的混合液中滴加石蕊试液,溶液显红色,说明溶液显酸性;加入NaOH溶液有使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,说明D溶液中含有NH4+;加入稀硝酸酸化后,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有Cl-;加入盐酸酸化,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明溶液中含有SO42-;C溶液中通入氯水得到D溶液,再结合甲和乙生成A的反应条件,丙和丁点燃条件下生成B,并结合甲、乙、丙、丁是常见的单质,其中甲、乙、丙是摩尔质量依次增加的气体;A和B以物质的量2︰1通入水中,得到C溶液。
可知甲为H2、乙为N2、丙为O2,丁为S,A为NH3、B为SO2,C溶液为(NH4)2SO3溶液,C中通入氯水后所得的D溶液中含有SO42-、Cl-、NH4+,据此分析解题。
【详解】
(1)由分析知A为NH3,因其电离使水溶液显碱性,使湿润的红色石蕊试纸变蓝,发生反应的方程式和电离方程式为NH3 + H2O NH3·H2O NH4++OH-;
(2) C溶液为(NH4)2SO3溶液,C中通入氯水后所得的D溶液中含有SO42-、Cl-、NH4+,发生反应的离子方程式为SO32-+Cl2+H2O =SO42-+2Cl-+2H+;
(3) NH3和SO2按1:1通入水中生成NH4HSO3,发生反应的方程式为
SO2+NH3+H2O=NH4HSO3。
2.现有A、B、C、D、E五种物质,其中A是最轻的气体,B是黄绿色气体,A能在B中燃烧生成苍白色火焰,B与C在点燃的条件下结合生成D,D的水溶液呈黄色,向这个溶液中加入NaOH溶液,可得到红棕色沉淀E,请写出这五种物质的化学式。
A________,B________,C________,D________,E________。
【答案】H2(氢气) Cl2(氯气) Fe(铁) FeCl3(三氯化铁) Fe(OH)3 (氢氧化铁)
【解析】
【分析】
A是最轻的气体,所以A是氢气;B是黄绿色气体,所以B为HCl;氢气能在氯气中燃烧生
成苍白色火焰;B 与C 在点燃的条件下结合生成D ,D 的水溶液呈黄色,可知D 为氯化铁,则C 为铁单质;向这个溶液中加入NaOH 溶液,可得到红棕色沉淀E ,即氢氧化铁沉淀。
【详解】
根据分析可知A 为H 2(氢气);B 为Cl 2(氯气);C 为Fe(铁);D 为FeCl 3(三氯化铁);E 为Fe(OH)3 (氢氧化铁);
【点睛】
物质的密度、颜色、气味及反应现象等时推断突破口,注意把握相关物质的性质,平时多积累相关知识,难度不大。
3.物质A ~K 有如图的转化关系,其中D 、E 为气体单质,A 、H 为常见金属。
试回答(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出):
(1)写出下列物质的化学式:D 是________, I 是______。
(2)写出“C→F”反应的离子方程式:______________________________________。
(3)写出反应“J→K”的离子方程式:____________________________________。
(4)在溶液I 中滴入NaOH 溶液,可观察到的现象是______________________________。
【答案】H 2 FeCl 2 ()3+
3243Al 3NH H O=Al OH 3NH ⋅↓+++ ()33Fe 3OH =Fe OH ↓+-+ 产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色
【解析】
【分析】
黄绿色气体E 为Cl 2,红褐色沉淀K 为Fe(OH)3,金属H 与溶液B 反应得到I ,I 能被氯气氧化得到J ,J 与氢氧化钠反应得Fe(OH)3,可推知H 为Fe 、B 为盐酸、I 为FeCl 2,J 为FeCl 3,故B 为HCl 、气体单质D 为H 2,金属A 与盐酸反应得到C 为盐,能与氨气反应得到白色沉淀F ,且白色沉淀F 溶于氢氧化钠溶液得到G ,可推知A 为Al 、C 为AlCl 3、F 为Al(OH)3、G 为NaAlO 2,据此解答。
【详解】
(1)由上述分析可知,D 为H 2,I 为FeCl 2,
故答案为:H 2;FeCl 2;
(2)C 为AlCl 3,其与NH 3·
H 2O 反应生成氢氧化铝和氯化铵,其离子反应方程式为:()3+3243Al 3NH H O=Al OH 3NH ⋅↓+++;
故答案为:()3+
3243Al 3NH H O=Al OH 3NH ⋅↓+++; (3)J 为FeCl 3,其与NaOH 溶液反应生成氢氧化铁和氯化钠,其离子反应方程式为:
()33Fe 3OH =Fe OH ↓+-+,
故答案为:()33Fe 3OH =Fe OH ↓+-
+; (4)I 为FeCl 2,其与NaOH 溶液反应会生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁极易被空气氧化而生成氢氧化铁,其现象为:产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色,
故答案为:产生白色沉淀,迅速变成灰绿色最后变成红褐色。
4.某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M 进行探究。
已知C 可在D 中燃烧发出苍白色火焰。
M 与其他物质的转化关系如下图所示(部分产物、反应条件已略去):
(1)常温下,用惰性电极电解M 溶液(足量)发生反应的离子方程式为__________,电解一段时间后,让溶液复原的方法为_____ ,若M 溶液为0.5 L ,电解一段时间后,两极共生成气体1.12 L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH 为_____(忽略溶液的体积变化)。
(2)若A 是一种常见的难溶于水的酸性氧化物,可用于制造玻璃,则E 溶液的俗称是_______。
(3)若A 是CO 2气体,将一定量的A 通入B 溶液,得到溶液W ,再向溶液W 中滴入盐酸,相关量如图所示,则溶液W 中的溶质及其物质的量分别为_____、_____。
(4)若A 是一种化肥。
A 和B 反应可生成气体E ,E 与D 相遇产生白烟,工业上可利用E 与D 的反应检查输送D 的管道是否泄漏,是因为E 与D 可发生反应:_________(写化学方程式)。
【答案】2Cl -+2H 2O
2OH -+H 2↑+Cl 2↑ 通入HCl 13 水玻璃 Na 2CO 3,0.005mol NaHCO 3,0.005mol 3Cl 2+8NH 3===N 2+6NH 4Cl
【解析】
【分析】
C 可在
D 中燃烧发出苍白色火焰,则C 为H 2,D 为Cl 2;其生成的产物为HCl ,F 为HCl ;用惰性电极电解M 溶液,产生H 2、Cl 2,则M 为NaCl ,B 为NaOH 。
【详解】
(1)常温下,用惰性电极电解NaCl 溶液(足量)时,生成氢气、氯气和氢氧化钠,则反应的离子方程式为2Cl -+2H 2O 2OH -+H 2↑+Cl 2↑;溶液中出来的为氢气和氯气,则溶液还原
时,应加入HCl恢复;两极共生成气体1.12 L,则生成n(H2)=n(Cl2)=
1.12
222.4
=0.025mol,则
溶液中产生0.05mol的OH-,c(OH-)=0.05mol?
0.5L
=0.1mol/L,则c(H+)=10-13 mol/L,pH=13;
(2)若A是一种常见的难溶于水的酸性氧化物,可用于制造玻璃,A为二氧化硅,与NaOH 反应生成硅酸钠,其溶液俗称水玻璃;
(3)若A是CO2气体,根据图像可知,开始时未产生气体,且生成气体消耗盐酸与未生成气体消耗的盐酸的体积比为2:1,则溶液为碳酸钠与碳酸氢钠的混合液,且其物质的量之比为1:1,则Na2CO3,0.005mol;NaHCO3,0.005mol;
(4)若A是一种化肥,E与HCl相遇产生白烟,则E为氨气,氨气与氯气反应生成氮气和氯化铵固体,方程式为3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl。
5.现有A、B、C、D四种气体,A是密度最小的气体,B在通常情况下呈黄绿色,把四种气体分别通入硝酸银和稀硝酸混合溶液中,通入B、D气体时立即出现白色沉淀,纯净的A 可以在B中安静的燃烧,发出苍白色的火焰并生成D。
把无色无刺激气味的气体C通入澄清石灰水时变浑浊。
(1)ABCD的化学式分别为:A ___________,B_________,C __________,
D___________。
(2)写出下列各反应的离子方程式:
B与水_________________________________________________。
B与NaOH溶液_________________________________________。
C与澄清石灰水_________________________________________。
D与AgNO3溶液_______________________________________。
【答案】H2 Cl2 CO2 HCl Cl2+H2O=H++Cl-+HClO Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O Ag++Cl-=AgCl↓
【解析】
【分析】
A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,反应生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2,结合对应物质的性质解答该题。
【详解】
A是密度最小的气体,应为H2,B在通常情况下呈黄绿色,应为Cl2,纯净的A可以在B中安静地燃烧,发出苍白色的火焰并生成D,反应生成HCl,则D为HCl,把无色无刺激气味气体C通入澄清石灰水时变浑浊,应为CO2;
(1)由以上分析可知,A为H2,B为Cl2,C为CO2,D为HCl;
(2)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子方程式为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-═Cl-+ClO-
+H2O;二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙和水,反应的离子方程式为:CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O;稀HCl与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀,反应的离子方程式为:Ag++Cl-
=AgCl↓。
6.下图中A~H均为中学化学中常见的物质,A、B、H是气体,它们之间有如下转化关系。
(反应中生成的水已略去)
请回答以下问题:
(1)E是_____________,F是______________,H是_____________。
(填化学式)
(2)C物质在日常生活中可作______________剂。
(3)写出反应①的化学方程式:_________________________。
【答案】CaCO3 HCl O2消毒(或漂白) 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】
【分析】
B可与澄清石灰水反应生成沉淀,应为CO2,则E为CaCO3,常见能与石灰水反应的气体还有氯气,则A应为Cl2,由此可以知道C为Ca(ClO)2,F为HCl,D为CaCl2,G为HClO,H 为O2,结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题。
【详解】
B可与澄清石灰水反应生成沉淀,应为CO2,则E为CaCO3,常见能与石灰水反应的气体还有氯气,则A应为Cl2,由此可以知道C为Ca(ClO)2,F为HCl,D为CaCl2,G为HClO,H为O2;
(1) 由以上分析可以知道E为CaCO3,H为O2,F是HCl;
答案是:CaCO3;HCl;O2;
(2)C为Ca(ClO)2,可生成HClO,具有强氧化性和漂白性,可用于消毒或漂白;
答案是:消毒(或漂白);
(3)反应①的化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;
故答案是:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
7.有 X、Y、Z 三种元素:①X、Y、Z 的单质在常温下均为气体,②X 单质可以在 Z 的单质中燃烧,生成化合物 XZ,火焰呈苍白色,③XZ 极易溶于水,在水溶液中电离处 X+和 Z﹣,其水溶液能使蓝色石蕊试纸变红,④每两个 X2分子能与一个 Y2分子化合成两个 X2Y 分子,X2Y 常温下为液体,⑤Z 单质溶于 X2Y 中,所得的溶液具有漂白性。
(1)写出下列微粒的电子式:X+_____,Z﹣______,Y 原子_____。
(2)写出 X2Y 的化学式_____。
按要求与 X2Y 分子具有相同电子数的微粒的化学符号:两个原子核的阴离子_____,5 个原子核的分子_____。
(3)写出 Z 单质溶于 X2Y 中发生反应的离子方程式:_____,所得溶液能使淀粉碘化钾溶
液变蓝,主要起作用的微粒是_____。
(4)实验室制备 XZ 的化学方程式:_____,如何检验 XZ 是否收集满__________。
【答案】H+ H2O OH﹣ CH4 Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO Cl2 NaCl
(s)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑用湿润的蓝色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满
【解析】
【分析】
XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z﹣,XZ的水溶液可使石蕊试液变红,溶液呈酸性,则X为氢元素,X单质为H2,结合X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色,可知Z为Cl元素,Z的单质为Cl2,故XZ为HCl.X2Y常温下为液体,则X2Y为
H2O,说明Y为O元素,Cl2溶于H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用,符合题意,据以上分析解答。
【详解】
XZ极易溶于水,在水溶液中电离出X+和Z﹣,XZ的水溶液可使石蕊试液变红,溶液呈酸性,则X为氢元素,X单质为H2,结合X的单质在Z的单质中燃烧生成XZ,燃烧时火焰呈苍白色,可知Z为Cl元素,Z的单质为Cl2,故XZ为HCl,
X2Y常温下为液体,则X2Y为H2O,说明Y为O元素,Cl2溶于H2O反应生成HCl和HClO,HClO具有漂白作用,符合题意;
(1)X+为H+,其电子式为H+,Z﹣为Cl﹣,其电子式为,Y为O元素,其原子电子式为;
故答案为:H+、、;
(2)X2Y 的化学式为H2O;与 H2O 分子具有相同电子数的微粒的化学符号:两个原子核的阴离子为OH﹣,5 个原子核的分子为CH4;
故答案为:H2O;OH﹣;CH4;
(3)Z 单质溶于 X2Y 中发生反应的离子方程式:Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO,所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝,主要起作用的微粒是:Cl2;
故答案为:Cl2+H2O=H++Cl﹣+HClO;Cl2;
(4)实验室制备 HCl 的化学方程式:NaCl(s)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑;检验HCl 是否收集满方法:用湿润的蓝色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满;
故答案为:NaCl(s)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑;用湿润的紫色石蕊试纸放置于集气瓶口,试纸变红,则已收集满,否则未收集满。
8.某待测溶液(阳离子为Na+)中只可能含有SO42-、SO32-、Cl-、Br-、NO3-、HCO3-中的一种或若干种,进行下列实验(每次实验所加试剂均足量);回答下列问题:
(1)待测液中是否含SO42-、SO32-离子__________________________________________(2)气体D的化学式为____________,反应生成沉淀B的离子方程式为:____________(3)根据以上实验,待测液中肯定没有的离子__________________________;肯定存在的离子是_____________________。
【答案】一定有 SO32-,而 SO42- 可能存在可能不存在NO HCO3-+Ba2++OH-= BaCO3↓+H2O Br -HCO3-、SO32-
【解析】
【分析】
待测液与氯化钡溶液反应生成沉淀A,则溶液中可能含有SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成气体D,白色沉淀D,因为亚硫酸钡具有还原性,能够与硝酸反应生成硫酸钡和一氧化氮气体,而硫酸钡不溶于硝酸,所以溶液中一定存在SO32-,可能存在SO42-;溶液A 中加入过量的NaOH溶液得到白色沉淀B,则溶液中一定含有HCO3-,白色沉淀B为BaCO3;溶液B中加入氯水,得无色溶液,溶液中一定不存在Br-;溶液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀,白色沉淀为AgCl,说明滤液B中含有Cl-,因为加入氯化钡溶液引入Cl-,不能确定原溶液中是否含有Cl-;据以上分析解答。
【详解】
待测液与氯化钡溶液反应生成沉淀A,则溶液中可能含有SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成气体D,白色沉淀D,因为亚硫酸钡具有还原性,能够与硝酸反应生成硫酸钡和一氧化氮气体,而硫酸钡不溶于硝酸,所以溶液中一定存在SO32-,可能存在SO42-;溶液A 中加入过量的NaOH溶液得到白色沉淀B,则溶液中一定含有HCO3-,白色沉淀B为BaCO3;溶液B中加入氯水,得无色溶液,溶液中一定不存在Br-;溶液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀,白色沉淀为AgCl,说明滤液B中含有Cl-,因为加入氯化钡溶液引入Cl-,不能确定原溶液中是否含有Cl-;
(1)根据以上分析可以知道,待测液中一定有 SO32-,而 SO42- 可能存在可能不存在;
答案是: 一定有 SO32-,而 SO42- 可能存在可能不存在;
(2)根据分析可以知道,气体D的化学式为NO;碳酸氢根离子与钡离子、氢氧根离子生成碳酸钡,反应生成沉淀B的离子方程式为:HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O;
答案是: NO;HCO3-+Ba2++OH-= BaCO3↓+H2O;
(3)根据分析可以知道,待测液中一定不存在的离子为Br-;肯定存在的离子为: HCO3-、SO32-;
答案是: Br-;HCO3-、SO32-。
9.A、B、C、D是高中阶段学习的四种物质,单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰,产物溶于水得到常见的强酸。
化合物C、D是刚学过的两种有重要用途的物质,化合物C 具有强氧化性、漂白性,是单质B与水反应的产物之一。
化合物D是淡黄色物质,可用于呼吸面具,可由一种活泼金属与氧气燃烧得到。
回答下列问题:
(1)单质A与单质B反应的化学方程式:__________。
(2)单质B与水反应的化学方程式:_____________。
(3)D用于呼吸面具中,发生反应的化学方程式:_________。
(4)C与NaOH溶液反应的化学方程式:_____。
【答案】H2+Cl22HCl Cl2+H2O=HCl+HClO 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O =4NaOH+O2↑ HClO+NaOH=NaClO+H2O
【解析】
【分析】
根据单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰可知A为H2,B为Cl2;根据化合物D是淡黄色物质,可用于呼吸面具可知D为Na2O2,根据化合物C具有强氧化性、漂白性,是单质B与水反应的产物之一可知C为HClO。
【详解】
(1)氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,反应的化学方程式为H2+Cl22HCl,故答案为:H2+Cl22HCl;
(2)氯气和水反应生成生成盐酸和次氯酸,反应的化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO,故答案为:Cl2+H2O=HCl+HClO;
(3)过氧化钠能与人呼吸出的二氧化碳和水反应生成氧气,可供人呼吸,常用于呼吸面具中,发生反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O =4NaOH+
O2↑,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O =4NaOH+O2↑;
(4)HClO是弱酸,能与NaOH溶液发生中和反应生成次氯酸钠和水,反应的化学方程式为HClO+NaOH=NaClO+H2O,故答案为:HClO+NaOH=NaClO+H2O。
【点睛】
单质A在单质B中燃烧产生苍白色的火焰、化合物D是淡黄色物质,可用于呼吸面具,可由一种活泼金属与氧气燃烧得到是解答的突破口。
10.中学化学常见的物质A、B、C、D之间存在如图所示的转化关系,其中反应条件已省略。
请按要求填空:
(1)若A为黑色固体单质,C、D均能使石灰水变浑浊,则该反应的化学方程式为
_______。
(2)若A为黑色粉末,C能使品红溶液和石蕊试液褪色,则该反应的离子方程式为
_______。
(3)若A为常见的碱,其溶解度随温度的升高而降低,D可作干燥剂,则C的水溶液呈_______ (填“酸性”、“碱性”或“中性”),其原因是_______。
(4)若A为红色金属单质,其质量为1.92g,与过量的B在常温下反应,用容器将全部的无色气体C收集起来,然后倒扣在水中,需通入标准状况下VmL的氧气恰好使C气体完全转化为B,则V=_______。
【答案】2H2SO4+C(浓)=∆ CO2↑+2SO2↑+2H2O MnO2+4H++2Cl- =∆ Mn2++Cl2↑+2H2O碱性氨气溶于水会跟水结合成氨水,氨水发生部分电离,电离出按根离子和氢氧根离子,所以氨气溶于水后溶液显碱性336
【解析】
【分析】
【详解】
(1)能使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳、二氧化硫,若A为黑色固体单质,C、D 均能使石灰水变浑浊,则A是碳、B是浓硫酸,碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫、水,反应的化学方程式为2H2SO4+C(浓)=∆ CO2↑+2SO2↑+2H2O。
(2)氯气能使品红溶液和石蕊试液褪色,若A为黑色粉末,C能使品红溶液和石蕊试液褪色,则A是MnO2、B是浓盐酸,MnO2和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气、水,则该反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- =∆ Mn2++Cl2↑+2H2O。
(3)溶解度随温度的升高而降低的碱是氢氧化钙, A为氢氧化钙, D可作干燥剂,D是氯化钙,则B是氯化铵,氢氧化钙和氯化铵反应生成氨气、氯化钙、水,则C是氨气,氨气溶于水会跟水结合成氨水,氨水发生部分电离,电离出按根离子和氢氧根离子,
NH3+H2Oƒ NH3·H2O ƒNH4+ + OH-,所以氨气的水溶液呈碱性。
(4)A为红色金属单质,A是铜,铜与硝酸在常温下反应,生成NO气体,则B是硝酸、C 是NO ,根据反应方程式3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,可得关
系式6Cu~4NO~3O2; 1.92gCu的物质的量是
1.92
64/
g
g mol
=0.03mol,
设需氧气的体积是VL
6Cu~~4NO~~3O2
6mol 67.2L
0.03mol VL
667.2
0.03V
=
V=0.336L=336mL。
11.(1)实验室制氯气的尾气处理用_____溶液吸收,其化学反应方程式为_____。
(2)向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,现象是先产生白色沉淀,其反应的离子方程式为_____,后白色沉淀又溶解消失,其反应的离子方程式为_____。
(3)在含有0.2mol的硫酸和0.2mol的硝酸的混合溶液200mL中,加入19.2g铜粉,产生
的气体成分为_____(填NO 或H 2),你所选气体在标准状况下的体积为_____L
【答案】NaOH 2NaOH+Cl 2=NaCl+NaClO+H 2O Al 3++3OH ﹣=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH ﹣=AlO 2
﹣+2H 2O NO 3.36L
【解析】
【分析】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气;
(2)铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝为两性氢氧化物,溶解于强碱中;
(3)硫酸和硝酸都为稀酸,反应方程式为铜与稀硝酸反应。
【详解】
(1)实验室用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气,防止污染空气;氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠、水,反应方程式为:2NaOH+Cl 2=NaCl+NaClO+H 2O ,
故答案为:NaOH ;2NaOH+Cl 2=NaCl+NaClO+H 2O ;
(2)向AlCl 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液,现象是先产生白色沉淀,是铝离子和氢氧根反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为:Al 3++3OH ﹣=Al(OH)3↓;后白色沉淀又溶解消失,是因为氢氧化铝为两性氢氧化物,溶解于强碱中,生成偏铝酸钠和水,离子方程式为:Al(OH)3+OH ﹣=AlO 2﹣+2H 2O ,
故答案为:Al 3++3OH ﹣=Al(OH)3↓;Al(OH)3+OH ﹣=AlO 2﹣+2H 2O ;
(3)0.2mol 的硫酸和0.2mol 的硝酸的混合溶液200mL 中,硫酸和硝酸都为稀酸,加入19.2g 铜粉,且氢离子不足,完全反应,设n(NO)=x ,
2323Cu 8H 2NO 3Cu 2NO 4H O
820.6mol x
+++++↑+﹣=
x =0.15mol ,V(NO)=n×Vm =0.15×22.4=3.36L ,故答案为:NO ;3.36L 。
12.MnO 2是一种重要无机材料,粗MnO 2的提纯是工业生产的重要环节。
某研究性学习小组设计了将粗MnO 2(含有较多的MnO 和MnCO 3)样品转化为纯MnO 2的实验,流程:
(1)第一次过滤后,所得滤液中含有的主要阳离子为____________________ ;所得滤渣需要洗涤,判断滤渣已洗涤干净的方法是__________________________________________ (2)完成第②步相关的离子反应:________________________________________________. (3)第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈)、玻璃棒、酒精灯、
_______________,已知蒸发得到的固体中有NaClO 3和NaOH ,则一定还含有____________(写化学式)。
(4)粗MnO 2样品的质量为12.69g ,第①步反应后,过滤得到8.7gMnO 2,并收集到0.224LCO 2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要_______molNaClO 3。
【答案】H +、Mn 2+ 向最后一次洗涤液中加入BaCl 2溶液,无浑浊,说明沉淀已洗涤干净
2++32225Mn +2ClO +4H O=5MnO +Cl +8H -↓↑ 蒸发皿 NaCl 0.02
【解析】
【分析】
由制备流程可知,MnO 2不溶于硫酸,样品中的MnO 、MnCO 3和硫酸反应生成可溶性的MnSO 4,滤液中含MnSO 4,为保证固体充分溶解,硫酸是过量的,第②步发生
5MnSO 4+2NaClO 3+4H 2O=5MnO 2↓+Cl 2↑+Na 2SO 4+4H 2SO 4,第③步中氯气与热的NaOH 发生氧化还原反应生成NaCl 、NaClO 3、水,溶液蒸发可得到固体,以此解答。
【详解】
(1)加稀硫酸时样品中的MnO 和MnCO 3分别和硫酸反应生成可溶性的MnSO 4,为保证固体充分溶解,硫酸是过量的,第一次过滤后,所得滤液中含有的主要阳离子为:H +、Mn 2+;所得滤渣需要洗涤,判断滤渣已洗涤干净,只需检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根离子即可,方法是:向最后一次洗涤液中加入BaCl 2溶液,无浑浊,说明沉淀已洗涤干净,故答案为:H +、Mn 2+;向最后一次洗涤液中加入BaCl 2溶液,无浑浊,说明沉淀已洗涤干净;
(2)MnSO 4要转化为MnO 2,需失去电子,故需要加入NaClO 3做氧化剂,Mn 元素化合价从+2价升高至+4价,Cl 元素化合价从+5价降低至0价,依据得失电子守恒以及原子守恒可以配平,所以反应的化学方程式是:
5MnSO 4+2NaClO 3+4H 2O=5MnO 2↓+Cl 2↑+Na 2SO 4+4H 2SO 4,因此反应的离子方程式是:
2++32225Mn +2ClO +4H O=5MnO +Cl +8H -↓↑;
(3)第③步属于蒸发,所以需要的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒;Cl 2通入热的NaOH 溶液中一定发生氧化还原反应,且氯气既做氧化剂又做还原剂,NaClO 3属于氧化产物,因此一定有还原产物NaCl ;
(4)由题意知样品中的MnO 和MnCO 3质量为12.69g-8.7 g=3.99g ,由方程式
H 2SO 4+MnCO 3=MnSO 4+H 2O+CO 2↑可知MnCO 3的物质的量与生成的二氧化碳物质的量相等,为0.01mol ,质量为115g/mol×0.01mol=1.15g ,所以MnO 的质量为3.99g-1.15g=2.84g ,其物质的量为 2.84g 71g/mol
=0.04mol ,因此与稀硫酸反应时共生成MnSO 4的物质的量为0.04mol+0.01mol=0.05mol ,根据方程式
5MnSO 4+2NaClO 3+4H 2O=5MnO 2↓+Cl 2↑+Na 2SO 4+4H 2SO 4,可计算出需要NaClO 3的物质的量为0.02mol ,故答案为:0.02mol 。
13.有人提出可以利用海水(含NaCl)和石灰石为原料制取漂白粉,该方法流程如下:
(1)②中的反应物是氯化钠和________,该反应的离子程式为_________。
(2)写出反应④、⑤的化学方程式:_________。
(3)图中反应②③④⑤属于氧化还原反应的是____________。
【答案】水 2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2、2Cl2+
2Ca(OH)2=CaCl2+ Ca(ClO)2+2H2O ②⑤
【解析】
【分析】
(1)②电解氯化钠和水生成氢氧化钠、氢气和氯气;
(2)反应④是氧化钙和水生成氢氧化钙、反应⑤是氯气和氢氧化钙生成氯化钙、次氯酸钙、水。
(3)反应前后有元素化合价改变的反应为氧化还原反应。
【详解】
(1)②电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,②中的反应物是氯化钠和水,反应的离子方程式为2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑。
(2) 反应④是氧化钙和水生成氢氧化钙,反应的化学方程式是CaO+H2O=Ca(OH)2;反应⑤是氯气和氢氧化钙生成氯化钙、次氯酸钙、水,反应的化学方程式是2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
(3)②2Cl-+2H2O通电2OH-+H2↑+Cl2↑、⑤2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O反应中有元素
化合价的变化,属于氧化还原反应,③CaCO3高温
CaO+CO2↑、④CaO+H2O=Ca(OH)2,反
应中没有元素化合价的变化,不属于氧化还原反应。
14.如图为工业从海水中提取液溴的流程图:
已知:溴的沸点为59℃,微溶于水,有毒性。
请回答:
(1)某同学利用下图装置进行步骤①至步骤④的实验,当进行步骤①时,应关闭活塞___,打开活塞____。
(2)步骤②中可根据___现象,简单判断热空气的流速。
(3)步骤③中简单判断反应完全的依据是___。
(4)从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”的目的是___。
(5)步骤⑤用下图装置进行蒸馏,蒸馏烧瓶中尚未安装温度计,安装其位置时应注意
___,装置C中直接加热不合理,应改为__。
【答案】bd ac A中气泡产生的快慢 B中溶液褪色浓缩Br2或富集溴温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近水浴加热
【解析】
【分析】
向浓缩海水中加入氯气可以将Br-氧化得到溴水的混合物,利用热的空气吹出溴单质,得到粗溴,然后通入SO2气体吸收Br2单质,将Br2富集,二者在溶液中发生氧化还原反应生成HBr,再通入Cl2氧化Br-得到溴与水的溶液,最后蒸馏得到液溴。
【详解】
(1)进行步骤①的目的是通入Cl2氧化Br-离子为Br2,且能使氯气通入和浓缩海水中的溴离子反应,剩余氯气进行尾气吸收,因此应关闭bd,打开ac,进行反应和尾气处理;
(2)步骤②是利用溴单质易挥发的性质,关闭ac,打开bd,通入热空气把生成的溴单质赶出到装置B,并使Br2蒸气和通入的SO2气体在溶液中发生氧化还原反应生成H2SO4和HBr,依据A装置中直玻璃管产生气泡的快慢现象,简单判断热空气的流速;
(3)步骤③中是二氧化硫和溴单质发生氧化还原反应生成溴化氢和硫酸,反应方程式为:
Br2+SO2+2H2O= H2SO4+2HBr,由于溴水显橙色,所以可根据溴水溶液的颜色由橙色变化为无色,来判断反应是否恰好完全进行;
(4)海水中溴元素较少,从“溴水混合物Ⅰ”到“溴水混合物Ⅱ”过程中,的目的是增大溴单质的浓度,起到富集溴元素的作用;
(5)蒸馏装置中温度计的作用是测定馏出成分的温度,因此蒸馏烧瓶中安装温度计,安装其位置时应注意:温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;装置C中直接加热温度不容易控制,为使溴单质从溴水中蒸出,可根据溴的沸点为59℃,采用水浴加热的方法。
【点睛】
本题考查了物质制备的流程分析判断的知识,涉及氧化还原反应、反应条件的控制等,主要是海水提取溴的原理应用,掌握实验原理,分析实验过程的目的是进行操作判断的依据。
15.氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与如图四种物质作用(四种物质与氯水的重合部分代表物质间的反应,且氯水足量),请回答下列问题:。