优质枣庄市高一下学期第一次质量检测化学试卷
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优质枣庄市高一下学期第一次质量检测化学试卷
一、选择题
1.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。
2.将等物质的量的Cl2和SO2混合后通入品红溶液中,观察到的现象是()
A.迅速退色B.不退色
C.先退色后又恢复红色D.慢慢退色
【答案】B
【详解】
Cl2和SO2同时通入到溶液中,发生反应:Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4,若Cl2和SO2的物质的量相同,它们在溶液中反应恰好没有剩余,即没有漂白性的物质剩余,故溶液不会褪色,故选B。
【点睛】
Cl2、SO2都具有漂白性,同时它们的漂白性都需要在湿润的环境中才能得以体现;若将这两种气体以物质的量比为1:1的方式通入到溶液中,二者优先发生氧化还原反应
(Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4)生成无漂白性的物质;需要注意的是,这两种气体的漂白原理也不相同,Cl2是因为溶于水后生成了HClO,该物质具有强化性,漂白作用是不可逆的,而SO2是因为溶于水后生成了H2SO3,该物质可以和有色物质结合生成无色物质,漂白作用是可逆的。
3.下列关于物质的检验说法不正确的是( )
A .加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不消失,一定含有24SO -
B .观察钾元素焰色反应的操作是:将铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧至火焰为无色,然后再用铂丝蘸取固体氯化钾,置于酒精灯的火焰上进行灼烧,透过蓝色钴玻璃进行观察
C .待检液加入NaOH 溶液并加热,有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,则原溶液中一定含有4NH +
D .待检液加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加入足量盐酸沉淀消失且产生无色无味的气体,则待检液中一定含有23CO -
【答案】A 【详解】
A. 加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不消失,可能含有24SO -
,还可能含有SO 32-被硝酸氧化成24SO -
,所以A 错误;
B. 观察钾元素焰色反应的操作是:将铂丝用稀盐酸洗涤后灼烧至火焰为无色,然后再用铂丝蘸取固体氯化钾,置于酒精灯的火焰上进行灼烧,透过蓝色钴玻璃进行观察,如果火焰呈紫色,说明含有钾元素,故正确;
C.加入NaOH 溶液并加热,有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,说明有NH 3产生,则原溶液中一定含有4NH +
,故C 正确;
D. 待检液加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加入足量盐酸沉淀消失且产生无色无味的CO 2气体,则待检液中一定含有23CO -,故D 正确; 答案:A 。
【点睛】
根据离子鉴别方法进行分析。
要鉴别24SO -先加入稀盐酸排除干扰离子;要鉴别4NH +
选择强碱和湿润的红色石蕊试纸;要鉴别23CO -
需加入氯化钡溶液有白色沉淀生成,再加入足量盐酸沉淀消失且产生无色无味的气体。
4.金属铜不能与稀硫酸反应,却能够与浓硫酸反应,是因为浓硫酸具有( ) A .脱水性 B .吸水性
C .强酸性
D .强氧化性
【答案】D 【详解】
A. 脱水性是浓硫酸脱去有机物分子相当于水组成的氢、氧元素,A 不合题意;
B. 吸水性是浓硫酸吸取气体中的水蒸气或晶体中的结晶水,B 不合题意;
C. 强酸性是硫酸与中等强度的弱酸盐反应生成中强酸表现的性质,C 不合题意;
D. 在金属活动顺序表中,Cu 位于H 之后,所以Cu 不能置换出稀硫酸中的氢,但浓硫酸具有强氧化性,能将Cu 氧化为CuO ,然后溶解为CuSO 4。
故选D 。
5.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。
6.为了确定某物质是否变质,所选试剂(括号内物质)达不到实验要求的是( )
A.K2SO3是否被氧化(BaCl2溶液) B.新制氯水已经完全变质(紫色石蕊试液) C.KI是否被氧化(淀粉溶液) D.FeSO4是否被氧化(KSCN溶液)
【答案】A
【详解】
A、K2SO3在空气中会被氧化为K2SO4,K2SO3、K2SO4和BaCl2反应都会生成白色沉淀,故BaCl2溶液不能达到实验要求,A错误;
B、新制氯水中存在Cl 2+H2O HClO+HCl,HClO不稳定、易分解,随着HClO的分解,平衡不断右移,最终新制氯水会变质为盐酸溶液,失去漂白性,故使用紫色石蕊试液,若溶液变红后,不褪色,可以说明氯水完全变质,即紫色石蕊试液能达到实验要求,B正确;
C、KI会被空气氧化生成I2,I2遇到淀粉溶液,溶液会显蓝色,故淀粉溶液能达到实验要求,C正确;
D、FeSO4会被空气氧化为Fe2(SO4)3,加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明FeSO4已被氧化,故KSCN溶液能达到实验要求,D正确;
故选A。
7.下列有关硫及其化合物的说法中正确的是
A.浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂,如可干燥氯气、二氧化硫、氨气等
B.浓硫酸与炭共热反应,仅体现了浓硫酸的强氧化性
C.SO2和 Cl2均可使品红溶液褪色,但溶有 SO2的品红溶液加热后恢复红色,说明 SO2的氧化性没有 Cl2强
D.以 FeS2为原料生产硫酸过程中,要用到沸腾炉、接触室、吸收塔等设备,所涉及的反应均为氧化还原反应
【答案】B
【详解】
A .浓硫酸的强氧化性和酸性,不能干燥氨气和硫化氢等还原性气体,可干燥氯气和二氧化硫,故A 错误;
B .浓硫酸与灼热的炭反应,硫元素化合价都发生变化,只体现了浓硫酸的强氧化性,故B 正确;
C .二氧化硫的漂白性是因为二氧化硫和有色物质反应生成无色物质,该反应中二氧化硫不体现氧化性,次氯酸的漂白性是利用次氯酸的强氧化性,二者漂白原理不同,不能说明二氧化硫的氧化性没有氯气强,故C 错误;
D .工业制硫酸的三设备是:沸腾炉4FeS 2+11O 2 2Fe 2O 3+4SO 2,接触室
2SO 2(g)+O 2(g)
2SO 3(g),吸收塔SO 3+H 2O=H 2SO 4,沸腾炉、接触室所涉及的反应均为氧
化还原反应、吸收塔所涉及的反应不是,故D 错误; 故答案为B 。
8.下列试剂能用于鉴别CO 2和SO 2的是 A .BaCl 2溶液 B .NaOH 溶液 C .澄清石灰水 D .酸性高锰酸钾溶液
【答案】D 【详解】
A 、CO 2、SO 2均不能和BaCl 2溶液反应,故BaCl 2溶液不能用于鉴别CO 2和SO 2,A 错误;
B 、CO 2、SO 2均能和NaOH 溶液反应,但都没有明显现象,故NaOH 溶液不能用于鉴别CO 2和SO 2,B 错误;
C 、CO 2、SO 2均能使澄清石灰水变浑浊,故澄清石灰水不能用于鉴别CO 2和SO 2,C 错误;
D 、SO 2具有还原性,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,CO 2不和酸性高锰酸钾溶液反应,故酸性高锰酸钾溶液能用于鉴别CO 2和SO 2,D 正确; 故选D 。
9.下列反应中,调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是( ) A .H 2S 在O 2燃烧 B .铁在硫蒸气中燃烧 C .SO 2通入澄清石灰水中 D .硫酸中加入锌粉
【答案】B 【详解】
A 、H 2S 和O 2的反应有两种情况,O 2不足:22
22H S+O 2S+2H O 点燃
,O 2过量:
22
222H S+3O 2SO +2H O 点燃
,A 错误;
B 、Fe 和S 反应只会生成FeS ,与反应物用量或者浓度无关,B 正确;
C 、SO 2和澄清石灰水反应有两种情况,SO 2不足:SO 2+Ca(OH)2=CaSO 3↓+H 2O ,SO 2过量:Ca(OH)2+2SO 2=Ca(HSO 3)2,C 错误;
D 、Zn 和硫酸反应有两种情况,Zn 和稀硫酸反应放出氢气,和浓硫酸反应放出SO 2,D 错
误;
故选B。
【点睛】
注意两点:①S、I2这两种弱氧化剂,和变价金属反应只会生成低价态金属的化合物;②浓硫酸作氧化剂时,还原产物一般是SO2,而不是H2。
10.根据实验操作和现象所得出的结论正确的是()
选项实验操作和现象结论
A向品红中通入SO2气体,溶液颜色褪去SO2有强氧化性
B将铜粉加入FeCl3溶液中,溶液变蓝活泼性:Cu>Fe
C向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,出现白色沉淀溶液中含CO32-
D 将硫的酒精溶液滴入一定量的热水中得微蓝色透明液
体,用激光笔照射微蓝色透明液体,有光亮的通路
微蓝色透明液体为
胶体
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。
11.将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。
下列说法错误的是()
A.过程①发生非氧化还原反应
B.过程②中,发生反应为S2-+Fe3+=S+Fe2+
C.过程③中,氧气是氧化剂
D.整个转化过程中Fe3+可以循环使用
【答案】B
【详解】
A.过程①中发生H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、S元素化合价都是-2价,没有化合价变化,是非氧化还原反应,故A正确;
B.过程②中发生CuS+2Fe3+=S+2Fe2++Cu2+,故B错误;
C.过程③中发生4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,Fe元素的化合价升高,被氧化,Fe2+作还原剂,O2中O元素的化合价降低,被还原,O2作氧化剂,故C正确;
D.由过程②③中反应可知,Fe3+可以循环使用,故D正确;
答案为B。
12.向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为深黄色。
再向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色。
下列分析正确的是()
A.上述实验条件下,物质的氧化性:Cu2+>I2>SO2
B.通入SO2时,SO2与I2反应,I2作还原剂
C.通入SO2后溶液逐渐变成无色,体现了SO2的漂白性
D.滴加KI溶液时,转移2mol电子时生成1mol白色沉淀
【答案】A
【分析】
向CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液至过量,观察到产生白色沉淀CuI,溶液变为深黄色,说明有I2生成。
碘元素化合价由-1价升高到0价,Cu2+被还原为CuI,向反应后的混合物中不断通入SO2气体,溶液逐渐变成无色,说明I2被还原,I2与SO2反应生成HI和H2SO4,据此分析解答。
【详解】
CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液,发生反应化学方程式为2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2,向反应后的混合物中不断通入SO2气体,发生反应:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。
A. 在2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2反应中,Cu2+化合价降低,Cu2+作氧化剂,I2是I-失去电子形成的,I2是氧化产物,根据物质的氧化性:氧化剂>氧化产物,可知氧化性:Cu2+>I2;在反应SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI中,碘元素化合价由0价降低为-1价,I2作氧化剂,SO2被氧化,SO2作还原剂。
由于物质氧化性:氧化剂>还原剂,因此氧化性:I2>SO2,故氧化性:Cu2+>I2>SO2,A正确;
B. 向反应后的混合物中不断通入SO2气体,发生反应:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,由反应方程式可知,碘元素化合价由0价降低为-1价,被还原,所以I2作氧化剂,B错误;
C. 向反应后的混合物中不断通入SO2气体,发生反应:SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,因为I2不断被还原消耗变为I-使碘水褪色,SO2体现强还原性,而不能表现漂白性,C错误;
D. CuSO4溶液中逐滴加入KI溶液,发生反应的化学方程式为
2CuSO4+4KI=2K2SO4+2CuI↓+I2,可知:每转移2 mol电子生成2 mol CuI,D错误;
故合理选项是A。
【点睛】
本题考查氧化还原反应,掌握物质的性质与元素化合价的关系是本题解答的关键。
根据题目信息推断实验中发生的反应,利用物质的氧化性:氧化剂大于氧化产物,氧化剂大于还原剂;物质的还原剂:还原剂大于还原产物,还原剂大于氧化剂,电子转移数目等于反应中元素化合价升降总数,本题考查了学生对氧化还原反应的利用及对陌生信息的接受与应用能力。
13.物质间纷繁复杂的转化关系是化学的魅力所在,下列选项中物质的转化在一定条件下不能一步实现的是()
A.Si SiO2Si B.NO2HNO3NO2
C.Fe FeCl3Fe D.S SO2S
【答案】C
【详解】
A.Si+O2加热SiO2;SiO2+2C高温Si+2CO,选项物质转化在一定条件下能一步实现,故A正确;
B.3NO2+H2O═2HNO3+NO,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,选项物质转化在一定条件下能一步实现,故B正确;
C.2Fe+3Cl2加热2FeCl3,Cu+2FeCl3═2FeCl2+CuCl2,在金属活动性顺序中,铁在铜的前面,
−−→Fe的转化无法一步实现,故C错误;铜不能与亚铁盐溶液发生置换反应,故FeCl3Cu
D.S+O2点燃SO2,SO2+2H2S═3S↓+2H2O,选选项物质转化在一定条件下能一步实现,故D 正确;
答案选C。
14.下列关于硫酸的叙述中,正确的是()
A.浓硫酸具有吸水性,能使蔗糖炭化
B.浓硫酸有强氧化性,常温下可贮存在铝、铁容器中
C.浓硫酸具有脱水性,能够干燥氨气、氯气等气体
D.稀释浓硫酸时,应将水沿着器壁慢慢加入到浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
【答案】B
【详解】
A. 浓硫酸具有脱水性能使蔗糖炭化, A错误;
B. 浓硫酸有强氧化性,常温遇到铝铁钝化,所以常温下可贮存在铝、铁容器中,B正确;
C.浓硫酸具有吸水性,能够干燥氯气但不能干燥氨气,C错误;
D.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入到水中,并用玻璃棒不断搅拌,D错误;
15.将气体a通入溶液b中(装置如图所示),始终无明显变化的是
选项气体a溶液b
A CO2CaCl2
B Cl2KI
C SO2Ba(NO3)2
D NO2FeSO4
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】
A.由于酸性HCl>H2CO3,所以将CO2通入CaCl2溶液中不会产生碳酸钙沉淀,始终无任何明显现象反应,选项A符合题意;
B.氯气通入碘化钾溶液中,发生反应: 2 KI +Cl2=2KCl+I2,导致溶液呈紫红色,选项B与题意不符;
C.将SO2通入Ba(NO3)2溶液中,由于SO2有还原性,在酸性条件下,H+、NO3-起硝酸的作用表现强的氧化性,二者会发生氧化还原反应:3SO2+2H2O+3Ba2++2NO3-=3BaSO4↓
+2NO↑+4H+,会观察到产生白色沉淀,同时产生一种无色气体,该气体遇空气变为红棕色,选项C与题意不符;
D.将NO2通入FeSO4溶液中,发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO;4H++NO3-
+3Fe2+=3Fe3++2H2O+NO↑,因此会看到溶液变为黄色,同时产生无色气体,选项D与题意不符;
答案选A。
16.能正确表示下列反应的离子方程式是( )
CO-+2H+=CO2↑+H2O
A.在稀盐酸中投入大理石粉末:2
3
B.1mol氯气通入含1molFeBr2的溶液中:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
C.金属钠投入硫酸铜溶液中:2Na+Cu2+=2Na++Cu
HSO-
D.过量SO2通入NaClO溶液中:SO2+ClO-+H2O=HClO+
3
【答案】B
CO-的形式,A不正确;
A.大理石的主要成分为CaCO3,难溶于水,不能改写成2
3
B.0.5molCl2先与1molFe2+反应,另外0.5molCl2再与1molBr-反应,离子方程式为:
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-,B正确;
C.金属钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应,产物再与硫酸铜反应,而钠不能与Cu2+发生置换反应,C不正确;
HSO-还会发生氧化还原反应,二者不能D.过量SO2通入NaClO溶液中,产物中HClO与
3
共存,D不正确;
故选B。
17.运输化学药品浓硫酸的车辆,应该张贴的标志为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】
A.浓硫酸不是易燃液体,不能张贴,故A错误;
B.浓硫酸有强氧化性,可作氧化剂,但不张贴,故B错误;
C.浓硫酸不是剧毒品,不能张贴,故C错误;
D.浓硫酸具有强腐蚀性,应该张贴,故D正确;
故答案为D。
18.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O 2,y 为H 2O
B .c 为S ,g 为Na 2SO 4或NaHSO 4
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S 2-+2H +=H 2S↑ 【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O 2,y 为H 2O ,A 正确,不选;
B .根据物质分类可知,c 为S ,g 为Na 2SO 4或NaHSO 4,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S 2-+2H +=H 2S↑,D 正确,不选。
答案为C 。
19.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 。
20.下列“解释或结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
A .A
B .B
C .C
D .D
【答案】C
【详解】
A 、浓硫酸具有强脱水性,遇到有机物后,“强行”以H 2O 的形式脱去有机物中的H 、O 元素,从而使有机物碳化变黑,A 正确;
B 、氯水中含有HCl 和HClO ,HCl 使石蕊变红,HClO 再氧化石蕊成无色物质,氯水的酸性主要靠HCl 体现,漂白性靠HClO 体现,B 正确;
C 、能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO 2,还可能是SO 2,故该溶液中的离子可能是CO 32-、HCO 3-、SO 32-、HSO 3-中的一种或者几种,C 错误;
D 、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH 3,NH 4+和强碱溶液在加热的条件下,可以反应产生NH 3,D 正确;
故选C 。
【点睛】
能使澄清石灰水变浑浊的气体,一般认为是CO 2,和酸反应产生CO 2的离子有CO 32-、HCO 3-
,在分析时,这两种离子都要考虑到;此外,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,故若题中没有说明,也要考虑到SO2,相应的,和酸反应产生SO2的离子有SO32-、HSO3-。
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.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。
某研究小组采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。
装置II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2=Na2S2O5。
(1)装置I中产生气体的化学方程式为:_________________________________;
(2)要从装置II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是__________________;
(3)装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为____(填序号)。
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 过滤 d
【分析】
(1)装置I中浓硫酸与亚硫酸钠反应产生二氧化硫气体,同时生成硫酸钠和水;
(2)装置Ⅱ中析出Na2S2O5晶体,通过过滤操作得到该晶体;
(3)处理过量的SO2尾气,既要吸收SO2尾气,同时能防倒吸。
【详解】
(1)装置Ⅰ是实验室制SO2,产生气体的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=
Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)析出晶体,可以用过滤的方法分离;
(3)该装置的尾气是SO2, 选择能与SO2反应的试剂,稀氨水和NaOH溶液和SO2反应,但a装置进气管应插入溶液中,a项错误;选d。
23.为进行某些实验的探究,某兴趣小组设计了如下装置。
(1)为探究浓硫酸与木炭反应的全部产物,分液漏斗中盛浓硫酸,圆底烧瓶中放木炭。
①装置B中试剂的名称是________。
②装置C、D、E中所盛放的试剂分别是品红、酸性KMnO4溶液和澄清的石灰水。
C装置的作用是________,确认产物中含有CO2的实验现象是________。
(2)为了制取无水氯化铜,上述装置中的分液漏斗中盛浓盐酸,圆底烧瓶中放MnO2,B中放铜粉并在玻璃管下添加酒精灯,且将B装置平移至D与E之间。
①此时C、D中依次加入的试剂分别是________。
②若E中为NaOH溶液用于尾气吸收,常温下发生反应的离子方程式为________。
③实验结束时,应首先熄灭装置B下面的酒精灯,其目的是________。
【答案】无水硫酸铜检验SO2气体D中溶液不褪色,E中产生白色沉淀饱和食盐水、浓硫酸Cl2+2OH-==Cl-+ClO-+H2O防止倒吸
【解析】
【分析】
(1)浓硫酸与木炭在加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,可用硫酸铜检验水,用品红溶液检验二氧化硫,用澄清石灰水检验二氧化碳,据此判断;
(2)由于生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气,需要利用饱和食盐水、浓硫酸净化氯气,最后为尾气处理装置,以此解答该题。
【详解】
(1)①由于检验二氧化硫或二氧化碳均会带出水蒸气,因此首先检验水蒸气,则装置B
中试剂为无水硫酸铜,用于检验水;
②二氧化硫能使品红溶液褪色,C用于检验二氧化硫。
由于二氧化硫会干扰二氧化碳的检验,则需要利用D中高锰酸钾除去二氧化硫,最后用E中澄清石灰水变浑浊检验二氧化碳,因此确认产物中含有CO2的实验现象是D中溶液不褪色,E中产生白色沉淀;
(2)①氯气和铜反应时应该是纯净干燥的氯气,而生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气,则C为饱和食盐水,用于除去氯化氢,D为浓硫酸,起到干燥作用,即C、D中依次加入的试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸;
②氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-
+H2O;
③实验结束时,应首先熄灭装置B下面的酒精灯,再熄灭A装置的酒精灯,可起到防止倒吸的作用。