安徽省六安市第二中学高一化学下学期第一次月考测试卷
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安徽省六安市第二中学高一化学下学期第一次月考测试卷
一、选择题
1.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】
A.将水蒸气通过灼热的铁粉,反应生成黑色的四氧化三铁固体,说明铁在高温下和水反应,故A错误;
B.将Na投入到CuSO4溶液中,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,故B错误
C.二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,碱性减弱,红色褪去,与漂白性无关,体现二氧化硫是酸性氧化物,故正确;
D.先加氯化钡溶液,后加稀盐酸有白色沉淀生成,原溶液中可能存在Ag+,故D错误;故选:C。
【点睛】
检验硫酸根离子,先滴加盐酸没有现象,再滴加氯化钡溶液,出现白色沉淀,滴加的顺序不能颠倒。
2.下列变化中,不属于化学变化的是()
A.SO2使品红溶液褪色B.氯水使有色布条褪色
C.活性炭使红墨水褪色D.漂白粉使某些染料褪色
【答案】C
【分析】
产生新物质的变化是化学变化。
【详解】
A. SO2具有漂白性,与品红结合生成不稳定的无色物质,发生了化学变化而使品红溶液褪色,A项错误;
B. 氯水中存在HClO,HClO具有强氧化性,能使有色布条褪色,发生了化学变化,B项错误;
C. 活性炭使红墨水褪色是因为活性炭具有吸附性,没有产生新物质,没有发生化学变化,C 项正确;
D. 漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,与CO2等物质结合生成HClO,HClO具有强氧化性,能使有色物质褪色,过程中发生了化学变化,D项错误;
答案选C。
3.如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容。
据此下列说法中正确的是()
硫酸化学纯(CP)(500 mL)
品名:硫酸
化学式:H2SO4
相对分子质量:98
密度:1.84 g·cm-3
质量分数:98%
A.该硫酸的物质的量浓度18.0 mol·L-1
B.1molZn与足量的该硫酸反应能产生22.4L H2
C.配制230mL4.6mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸62.5mL
D.若不小心将该硫酸溅到皮肤上,应立即用NaOH溶液冲洗
【答案】C
【详解】
A.该硫酸的物质的量浓度为1000w
M
ρ
=
1000 1.8
9
4
8
98%
⨯⨯
=18.4mol/L,故A错误;
B.18.4mol/L的硫酸为浓硫酸,浓硫酸与Zn反应生成二氧化硫,不会生成氢气,故B错误;
C.配制230mL4.6mol·L-1的稀硫酸需要选取250 mL容量瓶,设需浓硫酸的体积为V,根据稀释定律,稀释前后溶质硫酸的物质的量不变,则250mL×4.6 mol•L-1=V×18.4mol/L,解得V=62.5mL,故C正确;
D.NaOH溶液具有强腐蚀性,会腐蚀皮肤,若不小心将该硫酸溅到皮肤上,应该用水冲洗后,再用稀的碳酸氢钠溶液涂抹,故D错误;
故选C。
4.下列说法正确的是
A.新制氯水能使品红溶液褪色,说明Cl2具有漂白性
B.富含硫单质的矿物在工业上可用于制造硫酸
C.硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成大量的SO3
D.常温时将Fe片放入浓硫酸,无明显现象是因为Fe和浓硫酸不反应
【答案】B
【详解】
A. 新制氯水能使品红溶液褪色,只能说明氯水中某种成分具有漂白性,不能肯定Cl2表现出漂白性,A错误;
B. 富含硫单质的矿物,比如硫磺粉,在工业上可用于制造硫酸,B正确;
C. 硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成大量的SO2,但不能直接生成SO3,C错误;
D. 常温时将Fe片放入浓硫酸,无明显现象是因为Fe和浓硫酸反应,生成的钝化膜阻止了反应的进行,D错误。
故选B。
5.Na2SO3与下列物质的反应中,体现的性质与其他3个反应不同的是
A.盐酸B.Ca(OH)2C.BaCl2D.O2
【答案】D
【详解】
A、Na2SO3和盐酸发生复分解反应生成NaCl、SO2、H2O,体现盐的性质;
B、Na2SO3和Ca(OH)2发生复分解反应生成CaSO3、NaOH,体现盐的性质;
C、Na2SO3和BaCl2发生复分解反应生成BaSO3、NaCl,体现盐的性质;
D、Na2SO3和O2发生氧化还原反应生成Na2SO4,体现还原性;
综上所诉,Na2SO3与O2反应体现的性质与其他3个反应不同,故选D。
6.下列关于金属的说法正确的是()
A.金属单质在氧化还原反应中常作还原剂
B.金属在加热条件下都易与氧气反应
C.加热条件下铜与硫蒸气反应生成硫化铜
D.铁丝能在氯气中燃烧生成氯化亚铁
【答案】A
【详解】
A、金属元素的最低价为0价,金属单质在氧化还原反应中化合价升高,作还原剂,故A 正确;
B、金、铂等不活泼金属在加热条件不易与氧气反应,故B错误;
C、硫的氧化性弱,加热条件下铜与硫蒸气反应生成硫化亚铜,故C错误;
D、氯气的氧化性强,铁丝能在氯气中燃烧生成氯化铁,故D错误。
7.实验室有一瓶久置的白色亚硫酸钾粉末,为确定其是否被氧化及其成分,元素分析表明粉末中钾元素和硫元素的质量比为39∶16,下列结论正确的是()
A.根据元素分析结果推测该粉末为纯净物
B.将粉末溶于水,加入氯化钡,有白色沉淀生成,证明原粉末是硫酸钾
C.将粉末加入盐酸中,产生气泡,证明原粉末是亚硫酸钾
D.将粉末溶于水,加入氯化钡和过量的盐酸,有白色沉淀和气泡生成,证明原粉末是硫酸钾和亚硫酸钾的混合物
【答案】D
【详解】
A. 硫酸钾和亚硫酸钾中钾元素和硫元素元素的质量比均为39∶16,不能推测该粉末为纯净物,故A错误;
B. 加入氯化钡都可产生沉淀,故B错误;
SO ===H2O+SO2↑,只能证明原粉末有亚硫酸C. 将粉末加入盐酸中,产生气泡, 2H++2
3
钾,不能证明原粉末只有亚硫酸钾,故C错误;
D. 将粉末溶于水,加入氯化钡和过量的盐酸有白色沉淀,证明原粉末含硫酸钾,有气泡生成,说明发生反应2HCl+BaSO3=BaCl2+H2O+SO2↑,证明原粉末仍含亚硫酸钾,故D正确。
故选D。
8.根据实验操作和现象所得出的结论正确的是()
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】
A. SO2与有色物质化合生成无色物质,所以二氧化硫的漂白性与氧化性无关,故A错误;
B. 将铜粉加入FeCl3溶液中生成氯化亚铁和氯化铜,说明氧化性:Fe3+>Cu2+,铁的活泼性大于铜,故B错误;
C. 向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,出现白色沉淀,原溶液可能含有CO32-或HCO3-,故C错误;
D. 用激光笔照射微蓝色透明液体,有光亮的通路,说明产生了丁达尔效应,所以微蓝色透明液体为胶体,故D正确。
9.下图是一检验气体性质的实验装置。
向装置中缓慢通入气体X,若关闭活塞K,则品红
溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,则品红溶液褪色。
据此判断气体X和洗气瓶内液体Y(足量)可能是()
选项A B C D
X CO SO2CO2Cl2
Y浓H2SO4NaHCO3饱和溶液Na2SO3溶液NaHSO3饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.CO不能使品红褪色,A错误;
B.若关闭活塞K,SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2气体,品红溶液无变化,澄清石灰水变浑浊;若打开活塞K,SO2使品红褪色,B正确;
C.CO2与Na2SO3溶液不反应,且不能是品红褪色,C错误;
D.Cl2与饱和NaHSO3溶液发生氧化还原反应,Cl2不能使澄清石灰水变浑浊,D错误。
10.有一瓶可能部分被氧化的Na2SO3溶液,某同学取少量此溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀。
下述有关此实验的结论正确的是()
A.Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B.加入 Ba(NO3)2溶液后,生成的沉淀中一定含有BaSO4
C.加足量硝酸后的白色沉淀一定是BaSO4
D.此实验能确定Na2SO3是否部分被氧化
【答案】C
【分析】
根据题意可知,本题考查物质的检验和鉴别,运用硫酸根的鉴别方法分析。
【详解】
A. 取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀,硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性,原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子,故A错误;
B.原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子,加入Ba(NO3)2溶液后,生成的沉淀中不一定含有BaSO4,可能是BaSO3,故B错误;
C. 取少量溶液,滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,再加入足量稀硝酸,充分振荡后,仍有白色沉淀,硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性,生成的BaSO3也会被氧化为BaSO4,
所以加硝酸后生成沉淀一定是BaSO 4,故C 正确;
D. 硝酸根离子在酸溶液中具有氧化性,原溶液中可以是硫酸根离子或亚硫酸根离子,此实验不能确定Na 2SO 3是否部分被氧化,故D 错误; 答案选C 。
11.下列有关S 和2SO 的叙述正确的是( ) A .硫粉在过量的氧气中燃烧可以生成3SO B .空气吹出法提取海水中的溴常用2SO 作氧化剂 C .将2SO 通入()32Ba
NO 溶液能生成白色沉淀
D .2SO 具有漂白性,所以能使品红溶液和高锰酸钾酸性溶液褪色 【答案】C 【详解】
A .硫粉在过量的氧气中燃烧也只能生成2SO ,A 不正确;
B .空气吹出法提取海水中的溴,常用2SO 作还原剂,将溴还原为易溶于水的氢溴酸而富集,B 不正确;
C .二氧化硫的水溶液显酸性,硝酸根离子在酸性条件下有强氧化性,可以将二氧化硫氧化为硫酸,因此,将2SO 通入()32Ba
NO 溶液能生成白色沉淀硫酸钡,C 正确;
D .2SO 具有漂白性,所以能使品红溶液褪色,但是其能使高锰酸钾酸性溶液褪色不是因为其有漂白性,而是因为其有还原性,D 不正确。
综上所述,有关S 和2SO 的叙述正确的是C 。
12.锌与100 mL 18.5 mol·L -1
的浓硫酸充分反应后,锌完全溶解,同时生成气体甲33.6
L(标准状况)。
将反应后的溶液稀释至1 L ,测得溶液中氢离子浓度为0.1 mol·L -1。
下列叙述
不正确的是( )
A .反应中共消耗1.8 mol 硫酸
B .气体甲中二氧化硫与氢气的体积比为
4∶1
C .反应中共消耗97.5 g 锌
D .反应中共转移3 mol 电子 【答案】B 【分析】
Zn 和浓硫酸先反应:Zn +2H 2SO 4(浓)=ZnSO 4+SO 2↑+H 2O ,随着反应的进行硫酸浓度降低,发生Zn +H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑,然后在具体分析; 【详解】
A. Zn 和浓硫酸先反应:Zn +2H 2SO 4(浓)=ZnSO 4+SO 2↑+H 2O ,随着反应的进行硫酸浓度降低,发生Zn +H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑,反应后溶液稀释至1L ,测的溶液中c(H +)=0.1mol·L -1,说明硫酸过量,剩余硫酸的物质的量为
1
2
×1L×0.1mol·L -1=0.05mol ,总硫酸物质的量为100×10-3L×18.5mol·L -1=1.85mol ,即反应过程中消耗硫酸的物质的量为(1.85mol -
0.05mol)=1.8mol ,故A 说法正确; B. 令生成amolSO 2和bmolH 2,则有:
24422Zn 2H SO =ZnSO SO O
a
a
()H 2↑+浓++
2442Zn H SO =ZnSO H b
b
↑
++得到2a +b=1.8mol ,反应后得到气体物质的量为(a +
b)mol=
33.6L
22.4L/mol
,联立解得a=0.3,b=1.2,即相同条件下,气体体积之比等于物质的量
之比,SO 2和H 2的体积之比为0.3:1.2=1:4,故B 说法错误;
C. 根据选项A 的分析,反应后溶液中的溶质为H 2SO 4和ZnSO 4,根据硫酸守恒得出n(H 2SO 4)+n(ZnSO 4)+n(SO 2)=n(H 2SO 4)总,得出n(ZnSO 4)=(1.85mol -0.05mol -0.3mol)=1.5mol ,消耗Zn 的质量为1.5mol ×65g ·mol -1=97.5g ,故C 说法正确;
D. 整个反应中Zn 失电子,反应中转移电子物质的量为1.5mol ×2=3mol ,故D 说法正确; 故答案为:B 。
【点睛】
浓硫酸氧化性强,根据氧化还原反应的规律,锌先与浓硫酸反应:Zn +2H 2SO 4(浓)=ZnSO 4+SO 2↑+H 2O ,随着反应的进行硫酸的浓度降低,然后发生Zn +H 2SO 4=ZnSO 4+H 2↑,最后根据反应方程式以及守恒进行计算。
13.浓硫酸是实验室必备的重要试剂,下列有关它的说法错误的是 A .具有强腐蚀性 B .能使蔗糖变黑
C .能用于干燥氨气
D .加热时能与铜发生反应了
【答案】C 【详解】
A .浓硫酸具有酸性、脱水性和强氧化性,所以具有强腐蚀性,故A 正确;
B .浓硫酸能使蔗糖中H 、O 元素以2:1水的形式脱去而体现脱水性,从而使蔗糖变黑,故B 正确;
C .浓硫酸具有酸性,能和氨气反应生成硫酸铵,所以不能干燥氨气,故C 错误;
D .浓硫酸具有强氧化性,加热条件下,能和Cu 发生氧化还原反应,故D 正确; 故答案为C 。
【点睛】
考查浓硫酸的性质,浓硫酸的强氧化性、脱水性是考查高频点,注意吸水性和脱水性区别,注意浓硫酸不能干燥氨气等碱性气体、不能干燥硫化氢等还原性气体。
14.下列物质的检验与结论正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A. 焰色反应呈黄色说明待测液含Na+,同时K的焰色反应为紫色,容易被黄色掩蔽。
所以不确定是否含K+,A项错误;
B. 待测液加入过量盐酸无现象说明不含Ag+,加入BaCl2生成不溶于盐酸的沉淀,则待测液肯定含有SO42-,B项正确;
C. 如果待测液只含HCO3-,加入过量盐酸也能产生CO2气体,C项错误;
D. 原溶液可能只含Fe3+,先加氯水再加KSCN,溶液也呈红色,D项错误;
故答案选B。
【点睛】
本题易错点为A项。
Na的焰色反应颜色可能影响观察到K的焰色反应颜色,所以不能断定不含K,实际上可透过蓝色钴玻璃观察焰色反应排除Na的焰色反应影响。
15.下列气体中既可用浓硫酸干燥又可用碱石灰干燥的是
A.CO B.H2S C.SO2D.NH3
【答案】A
【详解】
A.一氧化碳与浓硫酸、碱石灰都不发生反应,既可用浓硫酸干燥又可用碱石灰干燥,选项A正确;
B.硫化氢具有还原性,为酸性气体,既不能用浓硫酸也不能用碱石灰干燥,选项B错误;
C.二氧化硫为酸性氧化物,能够与氢氧化钠、氧化钙反应,不能用碱石灰干燥,选项C
错误;
D.氨气为碱性气体,不能用浓硫酸干燥,选项D错误;
答案选A。
【点睛】
本题考查了干燥剂的选择,明确干燥剂的性质及气体的性质是解题关键,浓硫酸具有酸性、强的氧化性,不能干燥还原性、碱性气体;碱石灰成分为氢氧化钠和氧化钙,不能干燥酸性气体。
16.下列“推理或结论”与“实验操作及现象”相符的一组是
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.氯化银、碳酸钡、亚硫酸钡和硫酸钡均为白色沉淀,与氯化钡溶液反应生成白色沉淀,溶液中不一定含有硫酸根离子,还可能含有银离子或碳酸根离子或亚硫酸根离子,故A错误;
B.金属钠浮在水面上说明金属钠的密度比水小,熔成闪亮的小球说明钠的熔点低,与水的反应放出的热量使熔成闪亮的小球,故B正确;
C.碳酸氢钠、亚硫酸钠和亚硫酸氢钠都能与盐酸反应放出使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳和二氧化硫气体,则向某钠盐溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该盐不一定是碳酸钠,还可能是碳酸氢钠或亚硫酸钠或亚硫酸氢钠,故C错误;
D.某物质的焰色试验火焰显黄色,说明该物质一定含有钠元素,黄色光掩盖紫色光,由于没用蓝色钴玻璃片滤去黄色光,则不能确定该物质是否含有钾元素,故D错误;
故选B。
17.下列离子的检验方法及对应结论正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.氢氧化铝和氢氧化镁均为白色沉淀,取样,滴加氢氧化钠溶液,观察到有白色沉淀,不能证明有镁离子,可能有铝离子,故A错误;
B.铁离子与硫氰根离子反应生成红色的硫氰化铁,取样,滴加硫氰化钾溶液,观察到溶液变红,证明有铁离子,故B正确;
C.氯化银、碳酸钡、亚硫酸钡和硫酸钡均为白色沉淀,取样,滴加氯化钡溶液,观察到白色沉淀,不能证明有硫酸根离子,可能有银离子或碳酸根离子或亚硫酸根离子,故C错误;
D.取样,用铂丝进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明有钾离子,故D错误;
故选B。
18.某溶液X中仅可能含有K+、Na+、Fe2+、Fe3+、NH4+、SO42-、SO32-、CO32-、I-、Cl-中的一种或多种,且溶液中各离子浓度相同。
现进行下列实验,下列说法正确的是 ()
A.该溶液X中可能有Fe3+、Na+
B.取样溶液Z,滴加氯化钡溶液出现沉淀,可推出X中一定存在SO42-、SO32-中的某一种C.该溶液可能由是硫酸亚铁、碘化钾和氯化铵溶于水后得到的
D.如果气体Y能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,说明溶液中一定含有NH4+
【答案】C
【分析】
由题给实验现象可知,向溶液X中加入过量氯水和四氯化碳后,溶液分层,下层呈紫红色,说明溶液中一定存在I-,一定不含Fe3+;向上层一份溶液中加入硝酸银溶液,生成白色沉淀,此时不能确定是否含有Cl-,向另一份中加入氢氧化钠溶液共热,生成红褐色沉淀,说明溶液X中一定含有Fe2+,一定不含有SO32-和CO32-;有气体生成,说明溶液中一定有NH4+;溶液Z的焰色反应为黄色火焰,此时不能确定是否含有Na+,透过蓝色钴玻璃片,火焰为紫色,说明溶液中一定含有K+,由溶液中各离子浓度相同,结合电荷守恒可知,溶液中含有SO42-和Cl-,综上可知,溶液X中一定含有K+、Fe2+、NH4+、I-、SO42-和Cl-,一定不含有Fe3+、SO32-、CO32-和Na+。
【详解】
A项、溶液X中一定没有Fe3+、Na+,故A错误;
B项、因溶液X中一定含有Fe2+,一定不含有SO32-,若取样溶液Z,滴加氯化钡溶液出现沉淀,可推出X中一定存在SO42-,故B错误;
C项、由以上分析可知,溶液X可能由是等物质的量的硫酸亚铁、碘化钾和氯化铵溶于水后得到的,故C正确;
D项、氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故D错误;
故选C。
【点睛】
根据实验现象和离子共存是解答的突破口,由溶液中各离子浓度相同,结合电荷守恒是判断的关键所在。
19.如图所示是某一短周期元素的“类价二维图”。
图中箭头表示的物质间转化,均能一步完成,a、g的焰色反应均为黄色。
下列说法错误的是
A.x为O2,y为H2O
B.c为S,g为Na2SO4或NaHSO4
C.f的浓溶液不能用铁制容器盛装
D.反应a→b的离子方程式可能是S2-+2H+=H2S↑
【答案】C
【分析】
a、g的焰色反应均为黄色,说明含有钠元素;根据图示,最低价为-2价,即为第ⅥA族元素,可能为硫元素或氧元素,且存在+4价,即元素为硫元素。
根据物质分类可知,b为硫化氢,c为硫单质,d为二氧化硫,即x为氧气,e为三氧化硫,f为硫酸,y为水,g为硫酸钠或硫酸氢钠,a为硫化钠或硫氢化钠。
【详解】
A.根据物质分类和反应过程可知,x为O2,y为H2O,A正确,不选;
B.根据物质分类可知,c为S,g为Na2SO4或NaHSO4,B正确,不选;
C.常温下,f的浓溶液会与Fe发生钝化反应,阻止金属与浓硫酸进一步反应,故能用铁制
容器盛装,C错误,符合题意;
D.a为硫化钠或硫氢化钠,b为硫化氢,反应a→b的离子方程式可能是S2-+2H+=H2S↑,D正确,不选。
答案为C。
20.下列有关化学实验的说法正确的是
A.SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,加热后都能恢复原来颜色
B.用铂丝蘸取某溶液在酒精灯的火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到火焰颜色为紫色,说明原溶液中含有K+,不含Na+
C.用滴加BaCl2溶液观察有无白色沉淀生成的方法鉴别K2CO3和NaHCO3
D.少量CO2通入CaCl2溶液能生成白色沉淀,CO2过量时白色沉淀溶解
【答案】C
【解析】
【详解】
A. SO2具有漂白性,能使品红溶液,但反应产生的无色物质不稳定,加热物质分解,又恢复原来的颜色;SO2具有还原剂,会将酸性KMnO4溶液还原而褪色,加热后不能恢复原来颜色,A错误;
B. 用铂丝蘸取某溶液在酒精灯的火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到火焰颜色为紫色,说明原溶液中含有K+,不能说明是否含Na+,B错误;
C. BaCl2与K2CO3反应产生BaCO3白色沉淀,与NaHCO3不能反应,因此可以用滴加BaCl2溶液观察有无白色沉淀生成的方法鉴别K2CO3和NaHCO3,C正确;
D. CO2通入CaCl2溶液不能反应,无白色沉淀生成,D错误;
故合理选项是C。
二、非选择题
21.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是__________。
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。
若要确认其中的Fe2+,需进行的实验是
__________。
②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。
由此推知气体Y中SO2的体积分数为(简要表述计算过程)__________。
【答案】铁表面被钝化向X溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,若溶液紫红色褪去,则溶液X中含有Fe2+ 66.7%
【分析】
(1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化;
(2)①在加热条件下,浓硫酸与Fe反应生成Fe3+,当溶液浓度减小时,硫酸氧化性减弱,生成Fe2+;实验室在检验Fe2+时,可利用+2价Fe2+能使酸化的高锰酸钾褪色来检验;
②生成的SO2具有还原性,通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,利用硫元素的守恒,结合关系式:SO2→BaSO4求出SO2的体积分数。
【详解】
(1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,由于浓硫酸有较强的氧化性,能在铁钉表面形成了一层致密的氧化物保护膜,阻止了铁与硫酸铜溶液的接触,因此不会出现明显变化;
(2)①在加热条件下,浓硫酸与Fe反应生成Fe3+,浓硫酸被还原产生SO2气体。
随着反应的进行,硫酸浓度逐渐变小,这时稀硫酸与Fe反应产生Fe2+和H2;若检验溶液中含有
Fe2+,可根据Fe2+具有还原性,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液紫色褪去进行检验,即向溶液X中滴加酸性高锰酸钾溶液,若溶液的紫红色褪去,则证明溶液X 中含有Fe2+;
②因为n(BaSO4)=
2.33?g
233?g/mol
=0.01 mol,根据硫原子守恒可知在气体Y中含有SO2的物质
的量:n(SO2)= n(BaSO4)=0.01 mol,V(SO2)=0.01 mol×22.4 L/mol=0.224 L,所以二氧化硫的体
积分数为224?mL
336?mL
×100%=66.7%。
【点评】
本题综合考查了浓硫酸的强氧化性,及在室温下Fe因被氧化产生的钝化现象。
掌握浓硫酸的强氧化性、Fe元素是变价金属的性质、Fe3+、Fe2+的检验方法,是本题解答的关键,在计算有关计算时要注意结合守恒分析分析解答。
22.下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物。
填写下列空白。
(1)如果将装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序变为②、①、③,则可以检出的物质是_______,不能检出的物质是________。
(2)如果将仪器的连接顺序变为①、③、②,则可以检出的物质是_____,不能检出的物质是_________。
(3)如果将仪器的连接顺序变为②、③、①,则可以检出的物质是______,不能检出的物质是_________。
(4)写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式___________________。
【答案】SO2和CO2 H2O H2O SO2和CO2 SO2和CO2 H2O
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
木炭粉与浓硫酸反应生成SO2和CO2,方程式为:C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O,SO2能使品红溶液褪色,SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,CO2不能使品红溶液褪色,CO2也不能酸性高锰酸钾溶液褪色。
无水硫酸铜遇水变蓝,二氧化硫、二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊。
据此即可解答。
【详解】
(1)①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,②中SO2能使品红溶液褪色,SO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,③SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊。
如果装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序改为②、①、③,通过②中品红溶液褪色,说明有SO2,通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,再通过品红溶液,品红不褪色,说明二氧化硫已经除尽,通过①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,但不能说明是生成的水,可能是溶液中的引入的水,通过③澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,故可以检验出的物质是SO2和CO2;不能检验出的物质是
H2O;
(2)如果将仪器的连接顺序变为①、③、②,通过①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,能说明生成物有H2O,通过③澄清石灰水,石灰水变浑浊,由于SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,不可以检出SO2、CO2,故能够检验出的物质是H2O;不能检验出的物质是SO2和CO2;
(3)如果将仪器的连接顺序变为②、③、①,通过②中品红溶液褪色,说明有SO2,通过酸性高锰酸钾溶液除去SO2,再通过品红溶液,品红不褪色,说明SO2已经除尽,通过③澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明有CO2生成,通过①中装有无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色的五水合硫酸铜,但不能说明该水是反应生成的H2O,可能是溶液中的引入的H2O,故能够检验出的物质是SO2和CO2;不能检验出的物质是H2O;
(4)浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式为:
C+2H2SO4(浓)2SO2↑+CO2↑+2H2O。
【点评】
本题考查了碳与浓硫酸反应产物的检验。
注意二氧化硫、二氧化碳的化学性质的异同是解答本题的关键。
为防止用溶液检验SO2、CO2从溶液中带入水,要先检验水的产生,当气体中同时存在二氧化硫、二氧化碳需要检验两种物质时,要先根据品红溶液褪色检验二氧化硫的存在,并经验证完全除去二氧化硫后再用澄清石灰水检验二氧化碳的存在。
23.为检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生SO2和CO2气体,设计了如图所示实验装置,a、b、c为止水夹,B是用于储气的气囊,D中放有用I2和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂。