新高考化学一轮必刷好题专题20:氯及其化合物
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新高考化学一轮必刷好题专题20:氯及其化合物
1.(2019全国Ⅲ卷)下列实验不能达到目的的是
【答案】A
【解析】A 、氯气与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸氢钠,不能制备次氯酸,不能达到实验目的,A 选;B 、过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰作催化剂,加快双氧水的分解,因此可以加快氧气的生成速率,能达到实验目的,B 不选;C 、碳酸钠溶液与乙酸反应,与乙酸乙酯不反应,可以除去乙酸乙酯中的乙酸,能达到实验目的,C 不选;D 、根据较强酸制备较弱酸可知向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸可以制备二氧化硫,能达到实验目的,D 不选。
2.(2019江苏)下列有关化学反应的叙述正确的是 A .Fe 在稀硝酸中发生钝化
B .MnO 2和稀盐酸反应制取Cl 2
C .SO 2与过量氨水反应生成(NH 4)2SO 3
D .室温下Na 与空气中O 2反应制取Na 2O 2
【答案】C
【解析】A 项,常温下Fe 在浓硝酸中发生钝化,错误;B 项加热条件下,MnO 2和浓盐酸反应制取Cl 2,错误;C 项,SO 2与过量氨水反应生成(NH 4)2SO 3,正确;D 项,室温下Na 与空气中O 2反应制取Na 2O ,错误。
3.(2019江苏)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A .NaCl(aq)−−−→电解Cl 2(g)Fe(s)
−−−→△
FeCl 2(s) B .MgCl 2(aq)−−−→石灰乳Mg(OH)2(s)−−−→煅烧
MgO (s)
C .S(s)2
O (g)−−−→点燃
SO 3(g)2H O(l)
−−−→H 2SO 4(aq) D .N 2(g)2
H (g)−−−−−−→高温高压、催化剂
NH 3(g)2CO (g)
aq)−−−−→N aCl (Na 2CO 3(s)
【答案】B
【解析】A项,Cl2与Fe反应生成FeCl3,错误;MgCl2与石灰乳反应生成mg(OH)2沉淀,加热生成MgO,正确;C项,S在O2中燃烧不能生成SO3,错误;D项,NH3、CO2通入饱和NaCl溶液中得到NaHCO3沉淀,错误。
4.(2018年江苏化学高考)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是
A. 用装置甲灼烧碎海带
B. 用装置乙过滤海带灰的浸泡液
C. 用装置丙制备用于氧化浸泡液中I−的Cl2
D. 用装置丁吸收氧化浸泡液中I−后的Cl2尾气
【答案】B
【解析】A项,灼烧碎海带应用坩埚,A项错误;B项,海带灰的浸泡液用过滤法分离获得含I-的溶液,B 项正确;C项,MnO2与浓盐酸常温不反应,MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,C项错误;D项,Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度很小,不能用饱和NaCl溶液吸收尾气Cl2,尾气Cl2应用NaOH溶液吸收,D项错误;答案选B。
5.(2018年江苏化学高考)室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 0. 1 mol·L−1KI 溶液:Na+、K+、ClO−、OH−
B. 0. 1 mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+、NO3−、SO42−
C. 0. 1 mol·L−1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D. 0. 1 mol·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
【答案】B
【解析】A项,I-具有强还原性,ClO-具有强氧化性,I-与ClO-发生氧化还原反应,I-与ClO-不能大量共存;B 项,在Fe2(SO4)3溶液中离子相互间不反应,能大量共存;C项,CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存;答案选B。
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基础练习
1.化学与生活密切相关。
下列关于生活用品的观点不合理的是
A.保鲜膜、橡胶手套、棉布围裙,其主要材料属于天然纤维
B.羽绒被、羊毛衫、羊皮袄,其主要成分属于蛋白质
C.玻璃纸、乙醇、葡萄糖均可由纤维素得到
D.漂白液、漂粉精均可用于游泳池以及环境的消毒
【答案】A
【解析】A.保鲜膜属于塑料,是合成纤维,橡胶手套是合成橡胶,棉布围裙的成分是棉花,是天然纤维,故A 错误。
B. 羽绒被、羊毛衫、羊皮袄,其主要成分属于蛋白质,故B正确;C. 玻璃纸是以棉浆、木浆等天然纤维制成,乙醇、葡萄糖均可由纤维素得到,故C正确;D. 漂白液、漂粉精溶于水均可生成次氯酸,具有强氧化性,可用于游泳池以及环境的消毒,故D正确。
2.下列有关物质性质的叙述正确的是()
A.明矾和芒硝均具有净水作用
B.氯水久置后,漂白性和酸性均增强
C.SO2通入Ba(NO3)2溶液中有沉淀产生
D.NH3通入AlCl3溶液至过量先沉淀后沉淀溶解
【答案】C
【解析】A.明矾水解生成的氢氧化铝具有吸附性,可以用来净水;芒硝的主要成分为Na2SO4·10H2O,没有净水作用,不能用来净水,故A错误;B.新制氯水久置后为盐酸溶液,所以氯水久置后漂白性减弱、酸性增强,故B错误;C.NO3-在酸性条件下具有强氧化性,SO2通入Ba(NO3)2溶液中,溶液中硝酸根离子在酸溶液中能氧化二氧化硫为硫酸,硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡沉淀,故C正确;D.NH3通入AlCl3溶液反应生成氢氧化铝沉淀,氨水是弱碱,不能溶解生成的氢氧化铝沉淀,氨气过量后沉淀不溶解,故D错误。
3.化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法正确的是()
A.汽车尾气中的氮氧化合物是汽油或柴油不完全燃烧造成的
B.我国全面启动的北斗导航系统的信号传输与硅有关
C.液氯罐泄漏时,可将其移入水塘中,并向水塘中加入熟石灰
D.工程兵开山使用的炸药“TNT”是有机高分子化合物
【答案】C
【解析】A.汽车尾气中的氮氧化合物是汽车发动机中N2与O2在电火花作用下发生反应产生的,A错误;B.我国全面启动的北斗导航系统的信号传输与二氧化硅有关,B错误;C.液氯罐泄漏时,可将其移入水塘中,并向水塘中加入熟石灰,二者发生反应产生CaCl2、Ca(ClO)2和水,从而消除了Cl2的毒性及危害,C正确;D.
炸药“TNT”是三硝基甲苯,不是搞高分子化合物,D错误。
4.下列实验沉淀的过程中,与氧化还原反应无关
..的是
【答案】D
【解析】A.将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,发生反应:2NaOH+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4,生成白色沉淀Fe(OH)2,Fe(OH)2不稳定,迅速被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3,反应方程式为
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,第二个反应氧化还原反应,故A不符合题意;B.将SO2通入稀硝酸酸化的BaCl2溶液,二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸被硝酸氧化为硫酸,硫酸再与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸,第二个反应为氧化反应,故B不符合题意;C.将Cl2通入稀硝酸酸化的AgNO3溶液中,氯气与水反应生成HCl和HClO,HCl与AgNO3反应生成氯化银白色沉淀和HNO3,第一个反应为氧化还原反应,故C 不符合题意;D.将生石灰投入饱和Na2CO3溶液,生石灰与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与Na2CO3溶反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠,两个反应均不是氧化还原反应,故D符合题意。
5.将氯水加入下列4种试剂中。
根据实验现象,得出的结论不正确
...的是
【答案】D
【解析】A.将氯水加入硝酸酸化的AgNO3溶液中,反应产生白色沉淀,只能是氯离子与银离子反应得到AgCl白色沉淀,说明氯水中含有Cl-,故A正确;B、将氯水加入CaCO3固体中生成了气体二氧化碳,能证明
溶液呈酸性,故B 正确;C 、将氯水滴入KBr 溶液,溶液变黄,说明生成了溴单质,氯气氧化溴离子变成溴单质,说明氯气具有氧化性,故C 正确;D .将氯水滴入滴加酚酞的Na 2SO 3溶液,是因为氯水显酸性和强氧化性,将Na 2SO 3转化成了硫酸钠,硫酸钠不水解,溶液不再显示碱性,因此酚酞溶液褪色,另外氯水中的次氯酸具有强氧化性,能使其褪色,氯气没有漂白性,结论不正确,故D 错误。
6.下列所示物质的制备方法合理的是
A .实验室从海帶中提取单质碘取样→灼烧→溶解→过滤→萃取→蒸馏
B .金红石(主要成分TiO 2)为原料生产金属Ti :金红石、焦炭通氯气
高温→TiCl 4
Mg(Ar )
→
氛围加热
Ti
C .从卤水中(溶质主要是MgCl 2)提取Mg 卤水2Ca(OH)
→Mg(OH)2→盐酸
MgCl 2(aq)
→加热蒸干
MgCl(s)
熔融电解
→Mg
D .由食盐制取漂粉精NaCl(ag) 电解
→Cl 2→
澄清石灰水
漂粉精
【答案】B
【解析】A.海带中的碘元素以I -形式存在,从海带中提取单质碘时,过滤后要加入氧化剂将碘离子氧化为碘单质,再加入萃取剂进行萃取、分液,最后经蒸馏获得单质碘,故A 错误;B.二氧化钛和焦炭、氯气反应,产物是四氯化钛和一氧化碳;镁与TiCl 4置换反应得到钛和氯化镁,稀有气体化学性质稳定,不会参与化学反应,常做保护气,故B 正确;C.直接加热蒸干水分得不到氯化镁固体,会促进氯化镁水解,最后得到氢氧化镁;应该蒸发浓缩、冷却结晶得MgCl 2·
6H 2O 晶体,然后在HCl 气体环境中加热MgCl 2·6H 2O 可得MgCl 2固体,故C 错误;D.澄清石灰水浓度较低,用其制备次氯酸钙效率较低,应用石灰乳,故D 错误. 7.氯气是一种重要的工业原料,液氯储存区贴有的说明卡如下: 包装 钢瓶
储运要求 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪 泄漏处理 NaOH 、NaHSO 3溶液吸收
下列解释事实的方程式不正确...的是 A .氯气用于自来水消毒:Cl 2 + H 2O 2H + + Cl -+ ClO -
B .电解饱和食盐水制取Cl 2:2Cl - +2H 2O
2OH -+ H 2↑+Cl 2↑
C .浓氨水检验泄露的氯气,产生白烟:8NH 3 + 3Cl 2 === 6 NH 4Cl + N 2
D .氯气“泄漏处理”中NaHSO 3溶液的作用:HSO 3-+ Cl 2 + H 2O === SO 42-+ 3H + + 2Cl -
【答案】A
【解析】A. HClO为弱酸,不能完全电离,离子方程式为Cl2 + H2O H+ + Cl-+ HClO,A项错误;B. 电解饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠,电解方程式为2Cl-+2H2O2OH-+ H2↑+Cl2↑,B项正确;C. 氯气具有强氧化性,可氧化氨气生成氮气,同时生成氯化铵,方程式为8NH3 + 3Cl2 === 6NH4Cl + N2,C项正确;
D. 氯气与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸根离子,反应的离子方程式为HSO3-+ Cl2 + H2O === SO42-+ 3H+ + 2Cl-,D项正确。
8.如图是制备和收集气体的实验装置,该装置可用于
A.浓硫酸与铜反应制取SO2
B.浓氨水与生石灰反应制取NH3
C.浓盐酸与二氧化锰反应制取Cl2
D.过氧化钠与水反应制取O2
【答案】D
【解析】A.浓硫酸与铜反应制取SO2,SO2溶于水不可用排水法收集,故A错误;B.浓氨水与生石灰反应制取的氨气极易溶于水,所以氨气不能用排水法收集,故B错误;C.浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应制备氯气,图中没有加热装置,故C错误;D.过氧化钠与水反应制取O2,不需要加热,制取的O2又不易溶于水,故D正确。
9.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.少量的CO2通入到“84”消毒液中:CO2+H2O+2ClO-=HClO+CO32-
B.用酸化的硝酸铁溶液腐蚀铜箔:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
C.FeO和稀硝酸反应:FeO+2H+ =Fe2++2H2O
D.向0.5mol·L-1KAl(SO4)2溶液中滴入0.5mol·L-1Ba(OH)2溶液使SO42-恰好完全沉淀:2Ba2++4OH-+Al3+ +2SO42-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O
【答案】D
【解析】A.酸性强弱的顺序是H2CO3>HClO>HCO3-,所以少量的CO2通入到84消毒液中,生成的是HCO3-,A 项错误;B.酸化的硝酸铁溶液中,相当于有了HNO3,由于HNO3的氧化性强于Fe3+,所以首先发生反应:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,B项错误;C.生成的Fe2+还会被稀硝酸氧化为Fe3+,C项错误;D.设KAl(SO4)2
为1mol,则沉淀2molSO42-需要Ba(OH)22mol,同时带来4molOH-,而4molOH-与溶液中的1molAl3+恰好完全反应生成AlO2-,D项正确。
10.实验室用下列装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理,不能达到实验目的是()
A .制取Cl2
B .除去Cl2中的少量HCl
C .收集Cl2
D .吸收尾气中的Cl2
【答案】A
【解析】A、浓盐酸与二氧化锰反应需要加热,缺少酒精灯,不能制备氯气,故A符合题意;B、HCl极易溶于水,食盐水可抑制氯气的溶解,图中装置可除去杂质,故B不符合题意;C、氯气的密度比空气密度大,图中向上排空气法可收集,故C不符合题意;D、氯气与NaOH反应,图中装置可处理尾气,故D不符合题意。
提升练习
11.根据下列实验操作,预测的实验现象和实验结论或解释均正确的是()
【答案】C
【解析】A.由于Br2具有强的氧化性,所以向FeI2溶液中滴入足量溴水,Fe2+、I-都被氧化,Fe2+被氧化为Fe3+,I-被氧化为I2单质,由于I2容易溶于CCl4,而CCl4与水互不相容,密度比水大,因此加入CCl4,振荡,静置,会看到液体分层,下层为I2的CCl4溶液层但不能证明氧化性:Fe3+>I2,A错误;B.向淀粉在稀硫酸催化下的水解液中要先加入NaOH溶液,使溶液显碱性,然后再滴入少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热,会看到产生砖红色沉淀,证明淀粉水解产生的葡萄糖具有还原性,B错误;C.浓盐酸、二氧化锰在室温下不能反应产生氯气,因此用淀粉碘化钾试液检验,不能使试纸变为蓝色,C正确;D.向盛有NH4Al(SO4)2溶液的试管中,滴加少量NaOH溶液,首先发生反应:Al3++3OH-=Al(OH)3↓,D错误。
12.下列说法正确的是()
A.粗铜电解精炼时,粗铜、纯铜依次分别作阴极、阳极
B.5.6 g Fe在足量Cl2中充分燃烧,转移电子的数目为0.2×6.02×1023
C.室温下,稀释0.1 mol/L NH4Cl溶液,溶液中() (
)
32
+
4
c NH H O
c NH
g
增大
D.向BaCO3、BaSO4的饱和溶液中加入少量BaCl2,溶液中
()
()
2-
3
2-
4
c CO
c SO
减小
【答案】C
【解析】A.电解精炼铜,粗铜作阳极,纯铜作阴极,含铜离子的电解质溶液,A错误;B.5.6g Fe物质的量为0.1mol,足量Cl2中完全燃烧生成氯化铁,转移电子数为0.3N A,B错误;C.氯化铵溶液中铵根离子水解溶液显酸性,加水稀释促进铵根的水解,溶液中
()
()
32
+
4
c NH H O
c NH
g
增大,故C正确;D.BaCO3、BaSO4的饱和溶液中存在化学平衡BaCO3(s)+SO42-⇌BaSO4(s)+CO32-(aq),
()
()
2-
3
2-
4
c CO
c SO
=
()
()
sp3
sp4
K BaCO
K BaSO
,溶度积常数随温度变化,温度不变,比值不变,D错误。
13.下列有关实验能达到相应实验目的的是
A.实验①用于实验室制备氯气B.实验②用于制备干燥的氨气
C.实验③用于石油分馏制备汽油D.实验④用于制备乙酸乙酯
【答案】C
【解析】A.实验①的图中利用MnO2和浓盐酸反应制备氯气,但是该反应需要加热才发生,没有加热装置,达不到实验目的,A项错误;B.NH3的密度小于空气,应该用向下排空气法收集,实验②达不到实验目的,B项错误;C.装置③为分馏装置,不管是温度计水银球的位置还是冷凝管进水出水的方向都没有错误,C 项正确;D.右侧试管中使用的是饱和NaOH溶液,酯在碱性环境下易水解,得不到产物,D项错误。
14.根据下列实验操作和现象得出的结论错误的是
【答案】D
【解析】A.I2易溶于CCl4,被萃取到有机层,CCl4的密度比水大,有机层在下层,因溶有碘呈现紫红色,A 项结论正确;B.二氧化锰和浓盐酸反应需要加热,不加热不反应,因此用淀粉碘化钾试液检验时,不变蓝,B项结论正确;C.滴加几滴AgNO3溶液,生成了黄色沉淀AgI,AgCl和AgI均为难溶物,更难溶的先沉淀,所以K sp(AgCl)>K sp(AgI),C项结论正确;D.20%蔗糖溶液加入少量稀硫酸,加热,再加入少量银氨溶液会与硫酸反应,银镜反应成功需要在碱性环境下,所以未出现银镜不能确定蔗糖是否水解,D项结论错误。
15.下列实验操作与现象都正确,且能得出对应结论的是
\
【答案】A
【解析】A.向含有淀粉的FeI2溶液中滴加2滴新制氯水,氯水少量,还原性强的优先被氧化,溶液变蓝,说明碘离子优先被氧化,则还原性I->Fe2+,故A正确;B.向0.2mol/L Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸,产生白色胶状沉淀,说明盐酸的酸性大于硅酸的酸性,盐酸为无氧酸,不能比较非金属性,故B错误;C.常温下铁遇浓硝酸发生钝化,不能比较铁、铜的金属性,且由金属活动性顺序可知金属性Fe>Cu,故C错误;D.未说明Mg2+和Cu2+共存的溶液中2种离子的浓度大小,无法判断溶度积常数的大小关系,故D错误。
16.设N A为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.18g氨基(-ND2)中含有的电子数为10N A
B.向NH4Al(SO4)2稀溶液中逐滴加入过量Ba(OH)2溶液,发生反应的离子方程式为:
NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=
2BaSO4↓+AlO2-+2H2O+NH3·H2O
C.麦芽糖溶液中:SO42-、MnO4-、K+、H+可以大量共存
D.标准状况下,2.24LCl2通入足量NaOH溶液反应转移的电子数为0.2N A
【答案】B
【解析】A. 18g氨基(-ND2)的物质的量为1mol,一个氨基(-ND2)含有9个电子,即18g氨基(-ND2)中含有的电子数为9 N A,A项错误;B. 过量的Ba(OH)2,Al3+要变成AlO2-,SO42-转化为硫酸钡沉淀,铵根转化为一水合氨,按照化学式中各离子的数量比例和电荷守恒可知,NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++5OH-=
2BaSO4↓+AlO2-+2H2O+NH3·H2O,B项正确;C. 麦芽糖为还原性糖,MnO4-在酸性条件下具有强氧化性,不能大量共存,C项错误;D. 标准状况下,2.24LCl2的物质的量是0.1mol,通入足量NaOH溶液中发生反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,转移电子数为0.1N A,D项错误。
17.下列实验方案不能达到相应实验目的的是
【答案】A
【解析】A、考查碘单质的性质,加入氢氧化钠溶液,使溶液显碱性,I2能与NaOH反应,因此不能判断淀粉是否完全水解,故A不能达到实验目的;B、考查氧化还原反应的先后规律,一种氧化剂多种还原剂,先与还原性强的进行反应,溴易溶于四氯化碳,溴单质溶解在四氯化碳中,溶液显橙色或橙红色,且四氯化碳的密度大于水,如果下层溶液不变色,说明Fe2+的还原性强于Br-,如果下层溶液显橙色或橙红色,说明Br-的还原性强于Fe2+,故B能达到实验目的;C、考查配合物,向硫酸铜溶液中滴加氨水,先生成蓝色沉淀Cu(OH)2,继续加入氨水,蓝色沉淀消失,溶液变为深蓝色,加入乙醇后,溶液析出深蓝色晶体,即深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4·H2O,故C能达到实验目的;D、考查新制氯水的成分,新制氯水中含有H+、Cl-、HClO、Cl2等,向少量紫色石蕊试液中逐滴加入新制氯水,溶液显红色,说明新制氯水显酸性,然后红色褪去,说明氯水具有氧化性,故D能达到实验目的。
18.金属钼具有高强度、高熔点、耐磨抗腐性,用于制火箭、卫星的合金构件。
钼酸钠晶体(Na2MoO4•2H2O)是一种重要的金属缓蚀剂。
利用钼矿(主要成分MoS2,还含少量钙、镁等元素)为原料冶炼金属钼和钼酸钠晶体的主要流程图如下:
(1)Na2MoO4•2H2O中钼元素的价态为___,煅烧产生的尾气引起的环境危害主要是_______。
(2)用浓氨水溶解粗产品的离子方程式是_________,由图中信息可以判断MoO3是___氧化物。
(填“酸性”、“碱性”或“两性”)
(3)操作I是_____,操作Ⅱ所得的钼酸要水洗,检验钼酸是否洗涤干净的方法是____。
(4)采用NaClO氧化钼矿的方法将矿石中的钼浸出,该过程放热。
①请配平以下化学反应:
___NaClO +___MoS2 + ___NaOH →___Na2MoO4 +___Na2SO4 +___NaCl +___H2O。
②钼的浸出率随着温度变化如图,当温度高于50℃后浸出率降低的可能原因是______(写一点)。
(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为xLi+nMoS2Li x(MoS2)n,则电池充电时阳极上的电极反应式为
______。
【答案】+6 酸雨MoO3 +2NH3•H2O=2NH4+ + MoO42﹣+H2O 酸性过滤取少量最后一次水洗液于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无沉淀产生即证明钼酸已洗净9 1 6 1 2 9 3 该反应为放热反应,升温使平衡逆移;随着温度升高,其它金属杂质离子浸出也增多,沉淀了MoO42﹣Li x(MoS2)n-xe﹣=nMoS2+xLi+
【解析】
(1) Na2MoO4·2H2O中Na元素化合价为+1价、O元素化合价为-2价,根据化合物中各元素化合价的代数和为0确定Mo元素的价态为4×2-2×1=+6价;工业煅烧钼矿的尾气为二氧化硫,二氧化硫引起的环境危害主要是酸雨;
(2)用浓氨水溶解粗产品MoO3,反应产生钼酸铵和水,反应的离子方程式为:MoO3 +2NH3•H2O=2NH4+ + MoO42
﹣+H2O;MoO3可以与碱溶液反应生成MoO42-和水,因此可以说明MoO3是酸性氧化物;
(3)操作I是分离难溶性的固体与可溶性液体混合物的方法,该分离混合物的方法为过滤;操作Ⅱ过滤分离出固体钼酸和滤液,在滤液中含有NH4Cl,所得的钼酸要水洗,检验钼酸是否洗涤干净的方法就是检验洗涤液中是否含有Cl-,操作是取少量最后一次水洗液于试管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若无沉淀产生即证明钼酸已洗净;
(4)①在该反应中Cl元素化合价由反应前NaClO 中的+1价变为反应后NaCl 中的-1价、Mo元素化合价由反应前MoS2中的+2价变为+6价、S元素化合价由反应前MoS2中的-1价变为反应后Na2SO4中的+6价,根据转移电子及原子守恒,配平方程式为9NaClO+MoS2+6NaOH=Na2MoO4+2Na2SO4+9NaCl+3H2O;
②钼的浸出率随着温度变化如图,当温度低于50℃时,温度升高,反应速率加快,更多的钼溶解,因此钼的浸出率随着温度的升高而增大;当温度高于50℃后浸出率降低的可能原因是:第一,该反应的正反应是放热反应,随着温度升高,平衡向吸热的逆反应方向移动;第二,随着温度升高,其它金属杂质离子浸出也增多,沉淀了MoO42﹣,导致浸出率降低;
(5)锂和MoS2可充电电池的工作原理为xLi+nMoS2Li x(MoS2)n,可知:在电池充电时阳极上的电极反应式为放电时正极反应式的逆反应,放电时,正极上MoS2得电子和锂离子反应生成Li x(MoS2)n,则阳极反应式为Li x(MoS2)n-xe-=nMoS2+xLi+。
19.无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
(1)氯化铝水溶液呈_____性,原因是(用离子方程式表示)________;把AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是_______。
(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:
已知:
物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2
沸点/℃57.6 180(升华)300(升华)1023
①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是___________(只要求写出一种)。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是_____。
③已知:
Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1344.1kJ ·mol-1
2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1169.2kJ ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为______________。
④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为_______、_______ 、_________。
⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是___________________。
【答案】酸Al3++3H 2O Al(OH)3+3H+Al2O3防止后续步骤生成的AlCl3水解或增大反应物的接触面积,加快反应速率Fe或铁Al2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9kJ·mol-1 NaCl NaClO Na2CO3除去FeCl3,提高AlCl3纯度
【解析】
(1)AlCl 3为强酸弱碱盐,Al3+会水解使得溶液呈酸性,水解离子方程式为Al3++3H2O Al(OH)3+3H+。
将AlCl3溶液蒸干,由于HCl具有挥发性,从溶液中逸出,促进Al3+的水解,最终Al3+完全水解生成Al(OH)3,经过蒸干、灼烧,Al(OH)3分解生成Al2O3。
(2) ①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、物质中没有水,可以防止后续步骤生成的AlCl3水解。
气孔数目增多,使得物质表面积增大,加快化学反应速率;
②步骤II如果不通入氯气和氧气,铝土矿粉中的Al2O3、Fe2O3、SiO2会与C发生置换反应,得到Al、Fe、Si,相对原子质量比硅大的单质是Fe。
③将两个反应编号为反应①、反应②,应用盖斯定律,将反应①-反应②,可以得到所需方程式Al2O3(s)+3C(s) +3Cl2(g)= 2AlCl3(g)+3CO(g)△H= +1344.1kJ ·mol-1-(+1169.2kJ ·mol-1)=+174.9kJ·mol-1。
则热化学方程式为Al2O3(s)+3C(s)+2Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g) △H=+174.9kJ·mol-1;
④尾气中含Cl2、O2、CO2、SiCl4等,冷却至室温后的气体中含Cl2、O2、CO2,气体用足量NaOH冷溶液吸收,氯气与足量的NaOH冷溶液的反应为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,CO2与足量的NaOH冷溶液的反应为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。
所以3种钠盐分别为NaCl、NaClO、Na2CO3;
⑤步骤Ⅱ中生成了FeCl3,根据表中的数据,在氯化铝的粗品中含有FeCl3杂质,加入Al可以与FeCl3反应置换出铁,生成AlCl3,提高AlCl3的纯度。
20.无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。
实验室可用熔融的锡与Cl2反应制备SnCl4。
拟利用图中的仪器,设计组装一套实验装置制备SnCl4(每个装置最多使用一次)。
已知:①有关物理性质如下表
物质颜色、状态熔点/℃沸点/℃
Sn 银白色固体231.9 2260
SnCl2易水解,SnCl4易水解生成固态二氧SnCl4无色液体-33 114
化锡,锡与Cl2反应过程放出大量的热SnCl2无色晶体246 652
②Fe3++Sn2+—Fe2++Sn4+Fe2+ + Cr2O72- +H+—Fe3++Cr3++H2O(未配平)
回答下列问题:
(1)“冷凝管”的名称是________,装置Ⅱ中发生反应的离子方程式为________。
(2)用玻管(未画出)连接上述装置,正确的顺序是(填各接口的代码字母)_____。
(3)如何检验装置的气密性______,实验开始时的操作为_______。
(4)如果将制取的四氯化锡少许暴露于空气中,预期可看到的现象是出现白色烟雾,化学方程式为_______。
(5)可用重铬酸钾滴定法测定产品中的SnCl2的含量,准确称取该样品m g放于烧杯中,用少量浓盐酸溶解,加入过量的氯化铁溶液,再加水稀释,配制成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1重铬酸钾标准溶液滴定至终点,消耗标准液15.00mL,则产品中SnCl2的含量为____%(用含m的代数式表示),在测定过程中,测定结果随时间延长逐渐变小的原因是____(用离子方程式表示)。
【答案】直形冷凝管2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 关闭滴液漏斗活塞,将装置最后端的导气管插入水中,微热烧瓶,在导管末端有气泡产生,冷却烧瓶,在导管
内形成一段高于液面的水柱,一段时间不发生变化,说明气密性良好先打开Ⅱ中的活塞,待Ⅰ中烧瓶充满黄绿色气体后,点燃Ⅰ中的酒精灯SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl 855/m 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O 【解析】
(1)“冷凝管”的名称是直形冷凝管;装置Ⅱ中是KMnO4和HC1制备氯气的反应,高锰酸钾中的锰元素由+7价降低到+2价生成Mn2+,HCl中的氯元素由-1价升高到0价生成氯气,离子反应方程式为
2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
本小题答案为:直形冷凝管;
2MnO4-+16H++10C1-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)装置Ⅱ为制备氯气的装置,产生的氯气中会混有HCl和水蒸气等杂质气体,将气体通过V装置,V装置中的饱和食盐水可除去HCl,再将气体通过Ⅳ装置,Ⅳ装置中的浓硫酸可除去水蒸气,可得到干燥、纯净的氯气。
将氯气通入Ⅰ装置,氯气与Sn反应可制得SnCl4蒸气,将SnCl4蒸气经装置Ⅲ冷却,可得到SnCl4液体。
由于SnCl4易水解,为防止外界空气中的水蒸气进入装置Ⅲ以及吸收多余Cl2防污染大气,可在装置Ⅲ后连接Ⅵ装置。
根据上述分析该装置的连接顺序是BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 。
本小题答案为:BIHEFNACDJK或BIHEFNACDKJ 。
(3)检查装置的气密性用加热法,操作为:关闭滴液漏斗活塞,将装置最后端的导气管插入水中,微热烧瓶,在导管末端有气泡产生,冷却烧瓶,在导管内形成一段高于液面的水柱,一段时间不发生变化,说明气密性良好;防止Sn与O2反应以及防止生成的SnCl4水解,实验开始应先通Cl2排尽装置中空气,故实验开始时的操作为:先打开Ⅱ中的活塞,待Ⅰ中烧瓶充满黄绿色气体后,点燃Ⅰ中的酒精灯。
本小题答案为:关闭滴液漏斗活塞,将装置最后端的导气管插入水中,微热烧瓶,在导管末端有气泡产生,冷却烧瓶,在导管内形成一段高于液面的水柱,一段时间不发生变化,说明气密性良好;先打开Ⅱ中的活塞,待Ⅰ中烧瓶充满黄绿色气体后,点燃Ⅰ中的酒精灯。
(4)根据表格所给信息,SnCl4易水解生成固态二氧化锡,将四氯化锡少许暴露于空气中,还可看到白色烟雾,说明水解产物中还有HCl,HCl与空气中的水蒸气形成盐酸小液滴,现象为白雾,化学方程式为SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl。
本小题答案为:SnCl4+2H2O = SnO2+4HCl。
(5)用重铬酸钾滴定法测定SnCl2时,发生的反应为2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+、6Fe2+ + Cr2O72-
+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式3Sn2+~Cr2O72-(或根据得失电子守恒判断),实验中消耗的n(K2Cr2O7)= 0.1000mol·L-1×0.015L=0.0015mol,则25.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.0015mol×3=0.0045mol,则250.00mLSnCl2溶液中n(SnCl2)=0.045mol,m(SnCl2)=0.045mol×190g/mol=8.55g,则mg产品中SnCl2的含量为
8.55g/mg×100%=855
m
%;根据反应“2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+”得出Sn2+的还原性强于Fe2+,Sn2+在空气中易被氧
化,测定结果随时间延长逐渐变小是因为SnCl2被氧气氧化,发生2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O反应,滴定时消。