1选择题
在实验室进行“氯气的制备与性质检验”实验时,下列装置连接顺序和药品选择正确的是(已知:制得的氯气中混有HCl和水蒸气)。
- A. 发生装置(MnO2 + 浓盐酸)→ 饱和NaHCO3溶液 → 浓硫酸 → 干燥的有色布条
- B. 发生装置(MnO2 + 浓盐酸)→ 饱和NaCl溶液 → 浓硫酸 → 湿润的有色布条
- C. 发生装置(MnO2 + 浓盐酸)→ 浓硫酸 → 饱和NaCl溶液 → 湿润的有色布条
- D. 发生装置(MnO2 + 浓盐酸)→ 饱和NaCl溶液 → 无水CaCl2 → 干燥的有色布条
答案:B
解析:本题结合实验装置图考查氯气的实验室制备与性质检验。制得的氯气中混有HCl和水蒸气,需要先除杂后干燥。HCl易溶于水,可用饱和NaCl溶液除去(不能用NaHCO3,因为会与Cl2反应);水蒸气可用浓硫酸干燥。验证氯气的漂白性应使用湿润的有色布条,因为起漂白作用的是氯气与水反应生成的HClO,干燥的氯气无漂白性。A选项中NaHCO3会与Cl2反应,且验证漂白性应用湿润布条;C选项除杂顺序错误,应先除HCl后干燥;D选项中无水CaCl2虽能干燥,但验证漂白性应用湿润布条。故选B。
2选择题
某化学小组在探究离子反应时,向盛有少量下列溶液的四支试管中分别滴加盐酸,观察并记录实验现象。下列反应的离子方程式书写正确且与实验现象匹配的是
- A. 滴有酚酞的Na₂CO₃溶液中:CO₃²⁻ + 2H⁺ = H₂O + CO₂↑ (溶液红色褪去,产生气泡)
- B. Na₂SiO₃溶液中:SiO₃²⁻ + 2H⁺ = H₂SiO₃↓ (产生白色胶状沉淀)
- C. FeSO₄酸性溶液中:4Fe²⁺ + O₂ + 4H⁺ = 4Fe³⁺ + 2H₂O (溶液由浅绿色变为黄色)
- D. NaAlO₂溶液中:AlO₂⁻ + 4H⁺ = Al³⁺ + 2H₂O (先产生白色沉淀,后沉淀溶解)
答案:B
解析:本题结合实验情境考查离子方程式的书写与正误判断,以及实验现象的关联,属于基础与中档结合题。
A. 离子方程式书写错误。Na₂CO₃溶液与盐酸反应分步进行,且CO₃²⁻水解显碱性使酚酞变红。正确的离子方程式应为:CO₃²⁻ + H⁺ = HCO₃⁻,HCO₃⁻ + H⁺ = H₂O + CO₂↑。实验现象正确,但离子方程式错误。
B. 书写正确,且与实验现象匹配。硅酸为白色胶状沉淀,不溶于水。
C. 离子方程式书写错误。题目描述为“滴加盐酸”,但给出的方程式是Fe²⁺被空气中氧气氧化的反应,并非盐酸直接参与的反应,方程式与实验操作不匹配。即使不考虑匹配性,该反应也需要酸性条件,但通常不是盐酸提供的H⁺直接体现。
D. 离子方程式书写正确,但实验现象描述错误。向NaAlO₂溶液中滴加盐酸,首先生成Al(OH)₃白色沉淀,当盐酸过量时,Al(OH)₃溶解。但离子方程式AlO₂⁻ + 4H⁺ = Al³⁺ + 2H₂O只体现了最终结果,未体现沉淀生成和溶解的过程,与“先产生白色沉淀,后沉淀溶解”的现象不直接对应,且该方程式更适用于描述Al(OH)₃溶于强酸的过程。因此,该选项的方程式与实验现象不完全匹配。
综上,只有B选项的离子方程式书写正确且与实验现象完全匹配。故选B。
3选择题
某同学在学习元素周期律后,对第四周期部分元素的性质进行了如下预测,其中正确的是
- A. 砷(As)的非金属性强于磷(P),故砷的氢化物 AsH₃ 比 PH₃ 更稳定
- B. 锗(Ge)位于硅(Si)的下一周期,故 GeO₂ 是两性氧化物
- C. 硒(Se)与硫(S)同主族,其最高价氧化物对应水化物 H₂SeO₄ 的酸性强于 H₂SO₄
- D. 钾(K)与钠(Na)同主族,故钾与水反应比钠更剧烈
答案:D
解析:本题考查元素周期律的应用,要求根据同主族、同周期元素性质的递变规律进行预测。
A 选项:同主族元素从上到下非金属性减弱,因此 As 的非金属性弱于 P,氢化物稳定性 AsH₃ < PH₃。预测错误。
B 选项:Ge 与 Si 同主族,SiO₂ 是酸性氧化物,GeO₂ 也是酸性氧化物(虽然具有微弱的两性,但主要性质是酸性氧化物)。预测“两性氧化物”不准确。
C 选项:同主族元素从上到下非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,故 H₂SeO₄ 的酸性弱于 H₂SO₄。预测错误。
D 选项:同主族元素从上到下金属性增强,金属单质与水反应的剧烈程度增强,故钾与水反应比钠更剧烈。预测正确。
易错点:对同主族元素性质递变规律(非金属性、金属性、氢化物稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸碱性)记忆不清或应用错误;对“两性氧化物”的典型代表(如 Al₂O₃)与元素性质递变的关系理解不深。故选D。
4选择题
某化学兴趣小组在实验室模拟“吹气生火”实验。他们将少量淡黄色粉末(Na₂O₂)脱脂棉包裹,用玻璃管通过脱脂棉吹气,脱脂棉剧烈燃烧。结合所学知识,下列关于该实验及Na₂O₂性质的分析正确的是
- A. Na₂O₂是碱性氧化物,能与水反应生成NaOH
- B. 吹出的气体中,只有CO₂参与了反应,使脱脂棉燃烧
- C. Na₂O₂与H₂O和CO₂的反应中,Na₂O₂均既是氧化剂又是还原剂
- D. 该反应说明Na₂O₂可用于呼吸面具,其反应原理与植物光合作用完全相同
答案:C
解析:A. Na₂O₂是过氧化物,不属于碱性氧化物,碱性氧化物与水反应只生成碱,而Na₂O₂与水反应还生成O₂,故A错误。B. 吹出的气体中含有CO₂和H₂O(g),两者均能与Na₂O₂反应生成O₂,并放出热量,使脱脂棉达到着火点而燃烧,并非只有CO₂参与,故B错误。C. Na₂O₂与H₂O、CO₂反应时,Na₂O₂中-1价的氧元素化合价既升高到0价(O₂),又降低到-2价(NaOH或Na₂CO₃),因此Na₂O₂既是氧化剂又是还原剂,故C正确。D. Na₂O₂用于呼吸面具是利用其与CO₂和H₂O反应生成O₂,为人体提供氧气;植物光合作用是利用光能将CO₂和H₂O转化为有机物并释放O₂,两者原理不同,故D错误。故选C。
5填空题
实验室配制 FeCl₂ 溶液时,常加入少量铁粉和稀盐酸。某学习小组为探究加入这两种试剂的目的,进行了如下实验:
实验编号 实验操作 实验现象 实验结论
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实验1 取少量 FeCl₂ 溶液于试管,滴加 KSCN 溶液 溶液不变红 溶液中不含 Fe³⁺
实验2 取少量 FeCl₂ 溶液于试管,敞口放置一段时间,再滴加 KSCN 溶液 溶液变为红色
实验3 取少量 FeCl₂ 溶液(已加入铁粉和盐酸),敞口放置相同时间,再滴加 KSCN 溶液 溶液不变红
(1) 根据实验2的现象,可得出的结论是________。
(2) 实验3中,加入铁粉的目的是________(用离子方程式表示);加入稀盐酸的目的是________。
(3) 该小组进一步查阅资料发现,Fe(OH)₂在空气中极易被氧化。他们想设计一个实验方案,用于在课堂上快速、清晰地展示 Fe(OH)₂ 被氧化为 Fe(OH)₃ 的过程。请简述实验方案:________。
答案:(1) FeCl₂ 溶液在空气中易被氧化,生成 Fe³⁺。
(2) 2Fe³⁺ + Fe = 3Fe²⁺;抑制 Fe²⁺ 的水解(或防止 Fe²⁺ 水解生成 Fe(OH)₂)。
(3) 方案:在试管中加入适量 FeSO₄ 溶液,加入少量稀硫酸酸化,再加入少量植物油(或苯)覆盖液面以隔绝空气。用长胶头滴管吸取 NaOH 溶液,将滴管尖端伸入 FeSO₄ 溶液底部,缓缓挤压胶头滴管,使 NaOH 溶液流出。观察到生成白色沉淀,然后轻轻振荡试管,使白色沉淀与空气接触,可观察到沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
解析:本题以配制 FeCl₂ 溶液的操作为情境,综合考查 Fe²⁺ 与 Fe³⁺ 的性质、转化及检验,以及实验方案设计能力。
(1) 易错点:现象描述不准确,如只说“变红”而不强调“变为红色”对应 Fe³⁺ 的生成。
(2) 易错点:离子方程式书写错误,如写成 Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺(系数错误)或误写化学方程式;对加入盐酸的目的理解不透彻,只答“防止氧化”而未指明是通过抑制水解来减少 Fe(OH)₂ 的生成,从而减少被氧化的机会。
(3) 易错点:实验设计不严密,未考虑隔绝空气的操作(如未覆盖油层),导致无法观察到明显的颜色变化过程;或操作描述不清晰,如未强调“伸入溶液底部”以避免带入空气。
6填空题
某校化学实验室需要配制100 mL 1.0 mol·L⁻¹的NaOH溶液用于学生实验。请回答下列问题:
(1)需要称量NaOH固体的质量为______g。
(2)配制过程如下,正确的操作顺序是______(填字母)。
A. 将称量好的NaOH固体放入烧杯中,加入适量蒸馏水溶解
B. 待溶液冷却至室温后,沿玻璃棒注入100 mL容量瓶
C. 用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液均注入容量瓶
D. 将容量瓶盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀
E. 继续向容量瓶中加蒸馏水至液面离刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切
F. 计算所需NaOH固体的质量
(3)在配制过程中,下列操作会导致所配溶液浓度偏高的是______(填字母)。
a. 称量NaOH固体时间过长
b. 容量瓶未干燥直接使用
c. 定容时俯视刻度线
d. 溶解NaOH后的烧杯未洗涤
e. 定容摇匀后,发现液面低于刻度线,再加水至刻度线
答案:(1)4.0
(2)F A B C E D
(3)c
解析:(1)n(NaOH) = c·V = 1.0 mol·L⁻¹ × 0.1 L = 0.1 mol,m(NaOH) = 0.1 mol × 40 g·mol⁻¹ = 4.0 g。
(2)配制一定物质的量浓度溶液的步骤为:计算(F)→称量或量取(A)→溶解并冷却(A)→转移(B)→洗涤(C)→定容(E)→摇匀(D)。故正确顺序为F A B C E D。
(3)a. 称量时间过长,NaOH潮解并吸收CO₂,导致称取的固体中NaOH实际质量减小,浓度偏低。
b. 容量瓶未干燥,不影响,因为定容时还需加水,对溶质物质的量和最终溶液体积均无影响,浓度无影响。
c. 定容时俯视刻度线,导致加水量偏少,溶液体积偏小,浓度偏高。
d. 未洗涤烧杯,导致部分溶质损失,浓度偏低。
e. 摇匀后再加水,导致溶液体积偏大,浓度偏低。故导致浓度偏高的只有c。
7解答题
某化学兴趣小组在实验室进行“物质的量应用于化学方程式的计算”探究活动。他们用如图所示装置(恒压分液漏斗和圆底烧瓶)进行实验:将一定质量的锌粒加入足量的稀硫酸中,测量反应生成的氢气体积(已换算为标准状况)。
(1)实验前需检查装置气密性。简述检查该装置气密性的方法:
(2)若实验中使用锌粒的质量为6.5g,加入100mL 2.0 mol/L的稀硫酸。请通过计算判断反应物中哪种过量,并计算标准状况下生成氢气的体积。
(3)有同学提出,若将装置中的水换为饱和食盐水,测量结果会更准确。请结合所学知识分析可能的原因。
答案:(1)关闭分液漏斗活塞,向烧瓶中加入适量水,微热烧瓶,若导管末端有气泡冒出,停止加热后导管内形成一段稳定的水柱,则装置气密性良好。
(2)n(Zn)=6.5g/65g/mol=0.1mol;n(H2SO4)=0.1L×2.0mol/L=0.2mol。
反应方程式:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑,Zn与H2SO4的化学计量数之比为1:1。
因为0.1mol Zn完全反应需消耗0.1mol H2SO4,而H2SO4有0.2mol,所以H2SO4过量,应以Zn的量进行计算。
根据方程式,n(H2)=n(Zn)=0.1mol。
标准状况下,V(H2)=0.1mol × 22.4L/mol = 2.24L。
答:硫酸过量;生成氢气的体积为2.24L。
(3)氢气难溶于水,但能微溶于水。用饱和食盐水代替水,可以减小氢气在水中的溶解度,从而减少因气体溶解造成的体积测量误差,使测量结果更准确。
解析:本题以校园化学实验探究为情境,综合考查实验操作、物质的量计算和误差分析。
(1)考查实验基本操作——气密性检查,需描述具体步骤和现象。
(2)考查物质的量在化学方程式计算中的应用。关键步骤是“过量判断”:先计算两种反应物的物质的量,根据化学计量数比判断哪种过量,然后以不足量的反应物进行计算。常见错误是忽略过量判断,直接用任意一种反应物计算。
(3)考查实验误差分析。需理解氢气在水中有一定溶解度,用饱和食盐水可降低溶解度,从而减小误差。易错点是只答出“减小溶解度”,但未说明对“体积测量准确性”的影响。
8解答题
某化学兴趣小组在实验室用98%的浓硫酸(密度1.84 g/mL)配制500 mL 0.20 mol/L的稀硫酸,用于探究金属与稀硫酸的反应。回答下列问题:
(1)计算所需浓硫酸的体积(保留一位小数)。
(2)简述配制该溶液所需的主要玻璃仪器(至少写出4种)。
(3)在配制过程中,若出现下列操作,请判断对所配溶液浓度的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
① 未经冷却将稀释后的溶液立即转移到容量瓶中并定容。
② 定容时,俯视刻度线。
③ 转移溶液时,有少量液体溅出容量瓶外。
答案:(1)浓硫酸的物质的量浓度:c = (1000×1.84×98%) / 98 = 18.4 mol/L
根据稀释定律:c₁V₁ = c₂V₂
18.4 mol/L × V₁ = 0.20 mol/L × 500 mL
解得 V₁ ≈ 5.4 mL。
(2)主要玻璃仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、胶头滴管。
(3)① 偏高。原因:浓硫酸溶于水放热,溶液温度升高,体积膨胀。未经冷却立即定容,待恢复室温后,溶液体积会减小,导致所配溶液浓度偏高。
② 偏高。原因:俯视刻度线,导致液面最低点低于刻度线,所加水量偏少,溶液体积偏小,浓度偏高。
③ 偏低。原因:转移时液体溅出,导致溶质损失,所配溶液浓度偏低。
解析:本题考查物质的量浓度溶液的配制实验,包括计算、仪器选择和误差分析,属于中档题。
(1)计算关键:先求出浓硫酸的物质的量浓度,再根据稀释定律计算所需体积。易错点是忘记将密度单位换算或摩尔质量用错。
(2)仪器易漏写胶头滴管或容量瓶需指明规格(500 mL)。
(3)误差分析是难点。核心是分析操作对溶质物质的量(n)或溶液体积(V)的影响,根据 c = n/V 判断。① 中温度影响体积,学生易忽略;② 俯视是经典易错点,需结合图形理解;③ 溶质损失导致n减小,浓度偏低。结论需明确。