第一章物质及其变化检测题(含解析)高一上学期化学人教版(2019)必修第一册

第一章《物质及其变化》检测题
一、单选题
1.下列有关离子方程式的书写正确的是
A.钠与 溶液反应:
B.酸雨在空气中久置后pH下降:
C.向氯化铝溶液中滴加过量氨水:
D.大理石溶于醋酸中:
2.将溶液中的Mg2+、Al3+分离,可选用的试剂是(  )
A.氨水 B.NaOH C.NaOH和盐酸 D.K2CO3溶液
3.下列离子方程式书写正确的是
A.向碳酸氢钠溶液中加入NaOH溶液:HCO3-+2OH-=CO2↑+H2O
B.向浓硝酸中加入少量铜粉:Cu+ NO3-+2H+=Cu2++NO↑+ H2O
C.把一小块金属钠投入到水中:2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2↑
D.向稀硫酸中加入Ba(OH)2溶液:H++ SO42-+ Ba2++ OH-=BaSO4↓+ H2O
4.下表离子组中所给离子在水溶液中能大量共存,且当加入试剂后反应的离子方程式书写正确的是
选项 离子组 加入试剂 发生反应的离子方程式
A Fe3+、Cl-、Na+、 氨水 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
B H+、Mg2+、、Cl- BaCl2溶液 Ba2++ =BaCO3↓
C Na+、Cu2+、Cl-、 KOH溶液 Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
D Na+、K+、、Cl- CH3COOH溶液 +2H+=CO2↑+H2O
A.A B.B C.C D.D
5.下列化学反应的离子方程式,书写正确的是
A.稀硫酸滴在铜片上:Cu+2H+=Cu2++H2↑
B.稀硫酸与Ba(OH)2溶液混合:SO+Ba2+=BaSO4↓
C.NaHSO4溶液与NaOH溶液混合:HSO+OH-=SO+H2O
D.碳酸钠溶液中加入足量的盐酸:CO+2H+=H2O+CO2↑
6.下列几种导电性变化图象,其中实验操作与图象序号相符的是
选项 实验操作 图象
A 向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液 ①
B 向氨水中通入HCl直至过量 ①
C 向NaOH溶液中通入少量Cl2 ③
D 向饱和石灰水中不断通入CO2 ④
A.A B.B C.C D.D
7.用Cu(OH)2胶体做电泳实验时,阴极附近蓝色加深,往此胶体中加入下列物质时,不发生凝聚的是
①硫酸镁溶液 ②硅酸胶体 ③氢氧化铁胶体 ④蔗糖溶液
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
8.溴化碘(IBr)性质与氯气相似,氧化性,溴化碘(IBr)与水反应的化学方程式为,下列有关IBr的叙述不正确的是
A.IBr是化合物
B.IBr与KI反应能得到碘单质
C.IBr跟水反应时既不是氧化剂又不是还原剂
D.IBr跟NaOH稀溶液反应时,生成NaI、NaBrO、
9.化学与生活、社会发展息息相关,下列说法不正确的是
A.“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”诗句中涉及氧化还原反应
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,该过程发生了置换反应
C.“千淘万漉虽辛苦,吹尽黄沙始到金”,涉及到化学变化
D.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,利用了其氧化性
10.下列说法正确的是(  )。
A.根据反应Cu+H2SO4CuSO4+H2↑可推出Cu的还原性比H2的强
B.在反应CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑中,水作氧化剂
C.反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中氧化剂和还原剂的物质的量之比是3∶1
D.因Cl2的氧化性强于I2的氧化性,所以置换反应I2+2NaClO3=2NaIO3+Cl2不能发生
11.下列各组离子一定能大量共存的是
A.含有大量Ba2+的溶液中:Cl-、K+、SO
B.含有大量H+的溶液中:Na+、OH-、CO
C.含有大量Mg2+的溶液中:K+、Cl-、NO
D.含有大量OH-的溶液中:SO、Cu2+、NH
12.下列离子在水溶液中能大量共存的是
A.Na+、K+、Cl-、HCO B.Na+、Ca2+、NO、CO
C.NH、Fe3+、SO、OH- D.Ag+、Cu2+、Cl-、SO
13.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.常温下 pH=7溶液中:Cl-、SO42-、Na+、Fe3+
B.使石蕊试液变蓝色的溶液:K+、SO32-、Na+、S2-
C.与Al反应生成H2的溶液:NH4+、K+、NO3-、SO32-
D.c(KNO3)=1.0mol·L-1的溶液:H+、Fe2+、Cl-、SO42-
14.常温下,下列各组离子在指定溶液中可以大量共存的是
A.溶液中:、、、
B.溶液:、、、
C.漂白粉溶液中:、、、
D.澄清透明的强酸性溶液中:、、、
15.从锌锰干电池中提取硫酸锌的工艺流程如图所示,已知锌皮中含杂质铁,表面粘有氯化锌、二氧化锰、沥青等物质,、沉淀的pH范围分别为2.68~3.68和4.4~8.03,为两性氢氧化物,有关说法错误的是
A.加30%发生反应:
B.沉淀1的主要成分为、
C.溶液1和溶液2滴加10%NaOH溶液至过量,可提高锌的沉淀率
D.操作1和操作2分别为过滤洗涤、蒸发结晶
二、填空题
16.按要求填空。
(1)现有以下物质:①NaCl溶液 ②CO2 ③ 液态HCl ④铜 ⑤BaSO4固体 ⑥ 蔗糖 ⑦Na2O ⑧NaOH固体 ⑨盐酸 ⑩NH3
其中能够导电的是_______(填序号,下同);属于电解质的是_______;属于非电解质的是_______。
(2)写出下列物质在水溶液中的电离方程式: NaHSO4_______ ,(NH4)2CO3_______
(3)实验室制备氢氧化铁胶体的离子方程式_______。
17.(1)已知乙醛的沸点为20.8℃,乙醇的沸点为78℃。乙醛沸点比乙醇沸点低的主要原因是_______。
(2)H2O2既有氧化性也有还原性,写出一个离子方程式其中H2O2在反应中仅体现还原性_______。
三、实验题
18.H2O2是生产、生活、实验中常用的试剂。
I.工业上制备H2O2的流程如下:
(1)“转化”中反应的化学方程式为_________:“低温放置”的目的是_________
(2)图甲为“减压蒸馏”的部分装置,该装置由克氏蒸馏头和_________(填仪器名称)组成。
lI.实验小组利用图乙装置测定阿伏加 德罗常数(NA)
(3)实验准备
①H2O2溶液浓度标定。可选用_________(填标号)试剂对H2O2溶液进行滴定,测定其浓度。
A.H2C2O4B.KMnO4C.淀粉KI
②装置气密性检查。打开止水夹,将注射器b的活塞推至底部,拉动注射器a活塞吸入10mL空气,关闭止水夹。向下推动注射器a活塞至底,当观察到注射器b的现象为_________,说明装置的气密性良好。
(4)测定过程
①在反应室中加入适量MnO2,将注射器b活塞推至底部,关闭止水夹。用注射器a准确抽取cmol/LH2O2溶液VlmL,缓慢地注入反应室后,固定注射器a活塞。
②反应结束后,待反应体系处于_________状态时,读取注射器b的气体体积为V2mL,则产生O2的体积为____mL。
③设室温下O2的密度为ρg/L,一个O2实际质量为mg,则NA=____(用含ρ等字母的代数式表示)。
(5)该实验利用H2O2作为生氧剂的优点有_________(写两条)。
19.某学生为了探究钠与的反应,利用如图所示装置进行实验,(已知能被CO还原得到黑色的Pd)
(1)请将图中各装置连接完整(填装置中的字母):c→_______→_______→_______→_______→a→b→h。____
(2)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让充满整个装置,当观察到_______时再点燃酒精灯。
(3)甲同学认为钠与充分反应生成物仅为固体,乙同学认为这是不可能的,请说出乙同学看法的理由_______。
(4)假设反应有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与反应的化学方程式
Ⅰ.装置⑥中的溶液中观察到有黑色沉淀生成,装置①中的固体成分只有一种,且向该固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体_______
Ⅱ.装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生气体,且溶液中还有固体残留:_______。
四、计算题
20.某三价铁配合物的化学式可表示为Ka[Feb(C2O4)c]·xH2O,为测定其组成,进行如下实验:
步骤1:称取1.9640g该配合物晶体,配制成250.00mL溶液。
步骤2:取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加入1mol·L-1硫酸5.0mL,加热到70~85℃,用0.0100mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液48.00mL。
步骤3:向反应后的溶液中加入一定量锌粉。加热至黄色恰好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时溶液仍呈酸性。
步骤4:继续用0.0100mol·L-1KMnO4溶液滴定步骤3所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液8.00mL。
(1)步骤2中,KMnO4将C2O氧化为CO2,该滴定反应的离子方程式为___。
(2)步骤3中黄色消失的原因是___(用离子方程式表示)。
(3)配制配合物溶液的过程中,若定容时俯视容量瓶的刻度线,则最终所得晶体组成中水的含量___(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)通过计算确定该三价铁配合物的化学式___(写出计算过程)。
21.已知空气组成(体积分数)N2:0.800,O2:0.200,氨空气氧化后的混合气体组成如下(高温下NO与O2可以共存)NO:16 mol;O2:7.00 mol;H2O:24.5 mol;N2:112 mol。
完成下列计算:
(1)该混合气体中NO全部转化为HNO3,需要___________摩尔O2 。
(2)参加反应的空气的体积是___________升。(标准状况下)
(3)向该混合气体中添加空气使NO完全转化为 HNO3,转化后剩余气体中(不含H2O)氧气体积分数为0.0500。添加空气多少摩尔?___________
(4)该混合气体的组成表明NH3氧化产生的NO超过16 mol,有部分NO已和O2、H2O 反应转化为HNO3。这部分NO是多少摩尔? _______
参考答案:
1.D
【详解】A. 钠与 溶液反应的离子方程式为:,A错误;
B. 酸雨在空气中久置后pH下降由于中强酸亚硫酸被空气中的O2氧化为强酸硫酸了,故离子方程式为:,B错误;
C. 由于Al(OH)3只能溶于强碱中,而不能溶解在氨水中,故向氯化铝溶液中滴加过量氨水的离子方程式为:,C错误;
D. 大理石溶于醋酸中的离子方程式为:,D正确;
故答案为:D。
2.C
【详解】A.Mg2+、Al3+均与氨水反应生成白色沉淀,不能分离,A不符合题意;
B.加过量NaOH,镁离子转化为沉淀,铝离子转化为偏铝酸钠,B不符合题意;
C.先加过量NaOH,镁离子转化为沉淀,铝离子转化为偏铝酸钠,过滤,分离后再加盐酸,氢氧化镁与盐酸反应生成Mg2+,偏铝酸钠与盐酸反应生成Al3+,实现分离,C符合题意;
D.Mg2+、Al3+均与K2CO3反应生成沉淀,D不符合题意;
故选C。
3.C
【详解】A. 碳酸氢钠与NaOH反应生成碳酸钠和水,离子方程式为:HCO3-+OH-=CO32-+H2O,故A错误;
B. 浓硝酸与铜反应生成NO2气体,离子方程式为:Cu+ 2NO3-+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O,故B错误;
C. 钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为:2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2↑,故C正确;
D. 稀硫酸与Ba(OH)2反应生成硫酸钡沉淀和水,离子方程式为:2H++ SO42-+ Ba2++ 2OH-=BaSO4↓+ 2H2O,故D错误;
故选C。
【点睛】判断离子方程式书写正误的方法:“一看”电荷是否守恒:在离子方程式中,两边的电荷数及原子数必须守恒; “二看”拆分是否恰当:在离子方程式中,强酸、强碱和易溶于水的盐拆分成离子形式;难溶物、难电离物质、易挥发物质、单质、氧化物、非电解质等均不能拆分,要写成化学式;“三看”是否符合客观事实:离子反应的反应物与生成物必须与客观事实相吻合。
4.C
【详解】A.氨水是弱碱溶液,参与反应不能拆开,选项A错误;
B.H+与反应,Mg2+、反应,不能共存,选项B错误;
C.Na+、Cu2+、Cl-、离子能大量共存,且KOH溶液与Cu2+反应生成氢氧化铜沉淀,选项C正确;
D.会与CH3COOH反应产生二氧化碳和水,但CH3COOH是弱酸必须写化学式,应为+2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑+H2O,选项D错误;
答案选C。
5.D
【详解】A.铜为不活泼金属,稀硫酸滴在铜片上不反应,故A错误;
B.稀硫酸与Ba(OH)2溶液混合反应生成硫酸钡和水,正确的离子方程式为SO+Ba2+ +2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O,故B错误;
C.NaHSO4溶液完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子,与NaOH溶液混合,氢离子和氢氧根离子反应生成水:H++OH-= H2O,故C错误;
D.碳酸钠溶液中加入足量的盐酸,生成氯化钠和水、二氧化碳气体,离子方程式正确,故D正确;
故选D。
6.C
【详解】A. 向H2SO4溶液中加入等体积、等物质的量浓度的Ba(OH)2溶液的化学反应方程式为:可知H2SO4与Ba(OH)2恰好完全反应,故溶液的导电能力会一直减小至零,故A不选;
B.由于一水合氨为弱电解质,由氨水和氯化氢反应的方程式:,可知氨水中的导电离子增多,故溶液的导电性逐渐增强,故B不选;
C.NaOH溶液与Cl2发生反应的方程式为:,可知溶液中导电离子数量不变,又由于氯气的量不足所以溶液的导电能力不变,故选C;
D.向饱和石灰水中不断通入CO2所发生的化学反应方程式为依次为:,,溶液中导电离子先减小,再增大,即溶液的导电能力先减小,再增大,故D不选。
答案选C
7.C
【分析】用Cu(OH)2胶体做电泳实验,阴极蓝色加深,说明Cu(OH)2胶体粒子带正电荷,向其中加入电解质溶液或胶粒带相反电荷的胶体均可以发生凝聚。
【详解】①硫酸镁属于电解质,能使胶体发生凝聚;
②硅酸胶体的胶粒带负电荷,能使Cu(OH)2胶体发生凝聚;
③氢氧化铁胶体粒子带正电荷,不能使Cu(OH)2胶体发生凝聚;
④蔗糖是非电解质,不能使Cu(OH)2胶体发生凝聚;
综上所述,③④符合题意;
答案选C。
8.D
【详解】A.Br、I都是非金属元素,二者之间通过共价键结合形成化合物IBr,所以IBr是共价化合物,A正确;
B.IBr中碘显+价,KI中碘显-价,两者可以发生归中反应生成单质碘,B正确;
C. IBr跟水反应时生成HIO和HBr,没有元素化合价的变化,所以IBr既不是氧化剂又不是还原剂,C正确;
D.在IBr中,I是+1价,Br是-1价,所以IBr跟NaOH稀溶液反应时,生成NaBr、NaIO、H2O,D错误;
故选D。
9.C
【详解】A.“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干”诗句中涉及蛋白质的形成、石蜡的燃烧,都属于氧化还原反应,故A正确;
B.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,涉及反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,符合置换反应特征,该过程发生了置换反应,故B正确;
C.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”说明的是人们利用金密度大的特点进行淘金,没有发生化学变化,是物理方法,故C错误;
D.高铁酸钠(Na2FeO4)中铁元素化合价为+6价,具有强的氧化性,是一种新型绿色消毒剂,故D正确;
故选:C。
10.B
【详解】A. 反应Cu+H2SO4CuSO4+H2↑要在通电条件下才能发生,不是自发反应,所以不能说明Cu的还原性比H2的强,故A错误;
B. 在反应CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑中,水中氢的化合价从+1降为0,所以水作氧化剂,故B正确;
C. 反应3NO2+H2O=2HNO3+NO中氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶2,故C错误;
D.该置换反应中I2将Cl2还原出来,所以I2的还原性强于Cl2,故D错误;
故选B。
11.C
【详解】A.含有大量Ba2+的溶液,Ba2+与SO发生反应,生成BaSO4沉淀,即Ba2++ SO=BaSO4↓,该组离子不能大量共存,故A不符合题意;
B.含有大量H+的溶液,H+与OH-、CO分别发生反应,即H++OH-=H2O,2H++ CO=CO2↑+H2O,该组离子不能大量共存,故B不符合题意;
C.含有大量Mg2+的溶液,K+、Cl-、NO离子之间不发生反应,能够大量共存,故C符合题意;
D.含有大量OH-的溶液,OH-与Cu2+、NH分别发生反应,即Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,NH+OH-=NH3·H2O,该组离子不能大量共存,故D不符合题意;
答案为C。
12.A
【详解】A.所给离子之间不反应,能大量共存,A符合题意;
B.Ca2+和CO反应生成CaCO3沉淀,不能大量共存,B不符合题意;
C.NH、Fe3+能分别与OH-反应生成一水合氨、氢氧化铁沉淀,不能大量共存,C不符合题意;
D.Ag+与Cl-反应生成氯化银沉淀,不能大量共存,D不符合题意;
答案选A。
13.B
【详解】A.常温下 pH=7溶液中:OH-、Fe3+会发生反应形成Fe(OH)3沉淀,不能大量存在,A错误;
B.使石蕊试液变蓝色的溶液是碱性溶液,含有大量的OH-,OH-与选项离子K+、SO32-、Na+、S2-之间不能发生任何反应,可以大量共存,B正确;
C.与Al反应生成H2的溶液可能显酸性,也可能显碱性。在酸性溶液中,H+与NO3-、SO32-会发生氧化还原反应,不能大量共存;在碱性溶液中,OH-与NH4+会发生反应产生NH3·H2O,也不能大量共存,C错误;
D.c(KNO3)=1.0mol·L-1的溶液中。H+、NO3-、Fe2+会发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;
故合理选项是B。
14.D
【详解】A.铁离子和硫氰根离子反应不能大量共存,A错误;
B.次氯酸根离子和氢离子反应生成次氯酸,醋酸根离子和氢离子也反应,不能共存,B错误;
C.漂白粉具有强氧化性,能氧化碘离子,不能共存,C错误;
D.四种离子在酸性溶液中不反应能共存,D正确;
故选D。
15.C
【详解】从流程图分析可知,加40%硫酸溶液,使锌皮、铁及二氧化锰溶解;加作用是氧化;加氢氧化钠溶液调节pH使、沉淀;再加10%硫酸溶液调节pH=3.8,作用是使溶解,分离两种沉淀;再加氢氧化钠溶液沉淀锌,硫酸锌溶解度随温度变化不大,和氯化钠相似,所以使用蒸发结晶的操作方法进行提取。
A.加将Fe2+氧化为Fe3+,发生反应:,A正确;
B.根据分析可知,沉淀1的主要成分为、,B正确;
C.溶液1和溶液2滴加10%NaOH溶液至过量,会导致与氢氧化钠继续反应,导致锌沉淀率降低,C错误;
D.根据操作过程,操作1和操作2分别为过滤洗涤、蒸发结晶,D正确。
答案选C。
16.(1) ①④⑨ ③⑤⑦⑧ ②⑥⑩
(2)
(3)
【详解】(1)溶液或熔融电解质导电的原因是存在自由移动的离子,金属导电的原因是存在自由移动的电子;能够导电的是①④⑨;
电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物,属于电解质的是③⑤⑦⑧;非电解质是溶于水或在熔融状态下不能够导电的化合物,②⑥⑩;
(2)NaHSO4为强电解质,完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子,;
(NH4)2CO3为强电解质,完全电离出铵根离子、碳酸根离子,;
(3)制取红褐色胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至溶液变红褐色,反应为。
17. 乙醇分子间可以形成氢键
【详解】(1)乙醇中含有羟基,可以形成分子间氢键,乙醛分子间只存在范德华力,氢键比范德华力更强,所以乙醛的沸点比乙醇低,故答案为乙醇分子间可以形成氢键;
(2)H2O2在反应中仅体现还原性,则应与强氧化剂发生反应,如与KMnO4酸性溶液反应,离子方程式为,故答案为。
18. Na2O2+2NaH2PO4=2Na2HPO4+H2O2 防止H2O2受热分解,沉降Na2HPO4·nH2O固体 圆底烧瓶 B 注射器b的活塞向右移动,且最终注射器b中的气体体积为10mL 恢复室温或体积不再改变或压强不再改变 V2-V1 反应完全、无污染、反应速率快等合理答案均可
【分析】由反应流程可知转化方程式为Na2O2+2NaH2PO4=2Na2HPO4+H2O2,H2O2 受热易分解为水和氧气,故应低温放置;
H2O2具有还原性,与KMnO4反应现象明显,可以利用溶液颜色变化来测定H2O2溶液浓度,
【详解】由分析可知:
(1)转化中方程式为Na2O2+2NaH2PO4=2Na2HPO4+H2O2,低温放置目的在于防止H2O2受热分解,沉降Na2HPO4·nH2O固体;
(2)由装置图可知反应中的仪器为圆底烧瓶;
(3)①由H2O2的还原性,以及溶液颜色的变化作为实验结束标志可知选用KMnO4溶液测量结果更精确,故选B;
②注射器b的活塞向右移动,且最终注射器b中的气体体积为10mL
(4)①测量气体体积时应避免温度对气体体积的影响,准确测量气体体积应在室温下,故答案为:恢复室温或体积不再改变或压强不再改变;
②注射器中气体体积的变化是由于H2O2的分解产生的O2引起的,故氧气的体积为V2-V1 mL;
③由题中信息可知生成的的质量m(O2)=ρg/LL,由 可知:;故可得m(O2)= 所以结合式子可得NA=;
(5)作为自身具有氧化性,反应产物为水和氧气,故本实验的优点是反应完全、无污染、反应速率快等。
19.(1)f-g-d-e
(2)澄清石灰水中出现浑浊
(3)只有碳酸钠生成,有元素化合价升高,没有元素化合价降低,不符合氧化还原反应的原理
(4)
【解析】(1)
该实验中利用制取二氧化碳,产生的二氧化碳中含有氯化氢,利用饱和碳酸氢钠除去氯化氢,用浓硫酸除去水蒸气,再中与金属钠反应,然后用澄清石灰水检验并吸收二氧化碳。故连接顺序为c-f-g-d-e-a-b-h。
(2)
当观察到澄清石灰水中出现浑浊,说明二氧化碳已经充满整个装置。
(3)
钠和二氧化碳反应生成碳酸钠,钠元素化合价降低,必定有元素化合价降低,若只有碳酸钠生成,则没有元素化合价降低,故生成物不可能只有碳酸钠。
(4)
Ⅰ.装置⑥中的PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀生成,,说明反应生成一氧化碳,装置①中的固体成分只有一种,且向该固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,说明该固体为碳酸钠,则该反应方程式为:。
Ⅱ.装置①中钠的质量为0.46g,即钠的物质的量为0.02mol,充分反应后,将装置①中的固体加入足量稀盐酸中产生0.44g CO2气体,说明钠完全转化生成了碳酸钠,且溶液中还有固体残留,结合元素化合价变化,该固体只能是碳,故方程式为: 。
【点睛】;
20. 5C2O+2MnO+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O 2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+ 偏小 根据滴定反应5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,250.00mL溶液中各微粒的物质的量分别为:
n(C2O)=n(MnO)×10==0.012mol;
n(Fe3+)=n(Fe2+)=5n(MnO)×10=5×0.0100mol/L×0.008L×10=0.004mol;
根据电荷守恒可知n(K+)=2×0.012mol-3×0.004mol=0.012mol;
根据质量守恒可得n(H2O)==0.012mol;
n(C2O):n(Fe3+):n(K+):n(H2O)=0.012mol:0.004mol:0.012mol:0.012mol=3:1:3:3;
化学式为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。
【分析】取样品配制成250.00mL溶液,取25.00mL进行滴定,将溶液酸化后,利用高锰酸钾标准液将C2O氧化,根据消耗的高锰酸钾的量确定样品中草酸根的量;之后加入锌粉将三价铁还原成亚铁离子,再利用高锰酸钾标准液将Fe2+氧化,从而确定样品中Fe元素的量;再根据电荷守恒确定钾离子的量,根据质量守恒确定水的量。
【详解】(1)KMnO4将C2O氧化为CO2,自身被还原成Mn2+,根据电子守恒和电荷守恒可得离子方程式为5C2O+2MnO+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
(2)溶液中因存在Fe3+而呈黄色,加入锌粉和铁离子反应使黄色消失,离子方程式为2Fe3++Zn=2Fe2++Zn2+;
(3)定容时俯视容量瓶的刻度线会导致配制的样品浓度偏大,通过滴定法确定的C2O、Fe3+和K+的量偏大,而确定水的量时需要用总质量减去其余三种离子的量,所以会导致样品中水的含量偏小;
(4)根据反应5C2O+2MnO+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O可知,250.00mL溶液中n(C2O)=n(MnO)×10==0.012mol;
MnO氧化Fe2+时,MnO转化为Mn2+,化合价降低5价,Fe2+转化为Fe3+,化合价升高1价,所以二者的系数比为5:1,所以n(Fe3+)=n(Fe2+)=5n(MnO)×10=5×0.0100mol/L×0.008L×10=0.004mol;
根据电荷守恒可知n(K+)=2×0.012mol-3×0.004mol=0.012mol;
根据质量守恒可得n(H2O)==0.012mol;
n(C2O):n(Fe3+):n(K+):n(H2O)=0.012mol:0.004mol:0.012mol:0.012mol=3:1:3:3;
化学式为K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。
21. 12 2352 69 0.500
【分析】(1)NO完全转化为硝酸,发生反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,据此计算需要氧气总物质的量,减去混合气体中氧气物质的量即为需要加入的氧气;
(2)氮气不参加反应,结合氮气体积分数计算通入空气体积,用通入的空气体积减去剩余空气的体积即为参加反应的空气体积;
(3)剩余气体为氮气、氧气混合气体,假设需要通入空气为x mol,表示转化后氮气物质的量,根据方程式计算参加反应氧气物质的量,进而表示出剩余氧气物质的量,利用体积分数列方程计算;
(4)反应过程中氮气的量不变,结合氮气体积分数计算原空气中氧气物质的量,根据4NH3+5O24NO+6H2O计算参加反应的氧气,根据氧气物质的量守恒计算反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3中消耗的氧气,进而计算转化为HNO3的NO。
【详解】(1)NO完全转化为硝酸,发生反应:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,根据方程式可知n(NO):n(O2)=4:3,n(NO)=16 mol,所以反应需要氧气总物质的量n(O2)=16 mol×=12 mol;
(2)氮气不参加反应,N2的体积分数为0.800,故通入空气体积为V(空气)=×22.4 L/mol=3136 L,则参加反应的空气体积为:3136L-×22.4 L/mol=2352L;
(3)剩余气体为氮气、氧气混合气体,假设需要通入空气的物质的量为x mol,表示转化后N2物质的量为112 mol+0.8x mol,4NO+3O2+2H2O=4HNO3,需要氧气总物质的量为n(O2)=16 mol×=12 mol,则剩余氧气为0.2x mol+7.00 mol-12 mol=(0.2x-5)mol,转化后剩余气体中(不含H2O) O2体积分数为0.0500。则=0.0500,解得x=69 mol;
(4)空气中N2与O2的物质的量比4:1,反应过程中N2的量不变,原来O2的物质的量为112 mol×=28 mol。
设转化为HNO3的物质的量为n mol,则氨氧化产生的NO的物质的量为(16+n)mol,
由4NH3+5O24NO+6H2O可知,生成(16+n)mol NO消耗氧气为(16+n)mol×=(20+n)mol,则4NO+3O2+2H2O=4HNO3中消耗O2的物质的量为:28 mol-7 mol-(20+n)mol=n mol,解得n=0.500。
【点睛】本题考查物质的量在混合物中的计算,涉及物质的量关于化学方程式计算。明确发生的化学反应是关键,掌握在反应转化过程中氮气的物质的量不变,充分利用空气中氮气、氧气的体积分数关系,结合NO完全转化为HNO3的总方程式4NO+3O2+2H2O=4HNO3分析解答。

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