一、选择题
1.(2015·合肥一模)在Na2O2与CO2的反应中,下列说法正确的是()
A.该反应中Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.1 mol Na2O2参加反应,有2 mol e-转移
C.Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为12
D.CO2分子中含有极性键和非极性键
解析:本题考查Na2O2与CO2的反应,意在考查考生的分析能力。该反应中Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,A项错误;根据知,1 mol Na2O2参加反应,转移1 mol e-,B项错误;Na2O2晶体中阴、阳离子分别为O、Na ,个数比为12,C项正确;CO2分子的结构式为O===C===O,CO2分子中只含极性键,不含非极性键,D项错误。
答案:C
2.(2015·南昌零模)下列反应中,反应后固体质量一定减少的是()
A.铝与V2O5发生铝热反应
B.镁粉投入到FeCl3溶液中
C.碳粉与CuO混合物在试管中加热
D.水蒸气通入足量Na2O2粉末
解析:本题主要考查物质之间的反应,意在考查考生的分析能力和计算能力。A项,铝与V2O5发生铝热反应得到Al2O3和V,固体质量不变;B项,少量Mg投入FeCl3溶液中会发生反应:Mg 2FeCl3===MgCl2 2FeCl2,固体质量减少,过量镁投入FeCl3溶液中还会发生反应:Mg FeCl2===Fe MgCl2,固体质量可能会增加,由于镁的量未知,故固体质量的变化情况未知;C项,反应后氧化铜变为单质铜,碳粉转化为碳氧化物气体,固体质量一定减少;D项,发生反应2H2O(g) 2Na2O2===4NaOH O2,由差量法可知,反应后固体质量增加。
答案:C
3.(2015·日照调研)甲和乙两烧杯中各装有100 mL 0.2 mol·L-1AlCl3溶液,向两烧杯中分别加入相同体积、相同浓度的NaOH溶液和氨水,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是()
A.实验过程中甲中和乙中的现象始终保持一致
B.甲中沉淀一定比乙中的少
C.甲中沉淀可能比乙中的多
D.乙中沉淀可能比甲中的多
解析:本题考查了铝盐与强碱和弱碱的反应,意在考查考生利用所学知识分析、解决问题的能力。Al(OH)3能溶于NaOH溶液,而不溶于氨水,NaOH溶液和氨水均为一元碱的水溶液,根据加入的碱溶液的量及实验现象进行分析,可能出现以下两种情况:①若加入的碱溶液均不足量或均恰好完全反应生成Al(OH)3,则甲、乙中的现象一致,生成的沉淀的量相等;②若加入的碱溶液均过量,过量的NaOH会使生成的Al(OH)3沉淀部分溶解,而加入氨水的烧杯中生成的Al(OH)3不会溶解。综上分析,只有D项符合题意。
答案:D
4(2015·辽宁五校联考)常温下,在0.2 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 mol·L-1 NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是()
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3 水解,离子方程式为
Al3 3H2O===Al(OH)3 3H
B.a→b段,溶液的pH增大,Al3 浓度不变
C.b→c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
解析:本题侧重考查盐类水解及复分解反应,意在考查考生对盐类水解知识的掌握情况及对图象的分析能力。硫酸铝为强酸弱碱盐,Al3 水解使溶液呈酸性:Al3 3H2O??Al(OH)3 3H ,A项错误;a→b段,发生反应H OH-===H2O,c(H )减小,pH增大,但加入了NaOH溶液,溶液总体积增大,故Al3 浓度减小,B项错误;b→c段,pH变化不大,主要发生反应Al3 3OH-===Al(OH)3↓,故加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀,C项正确;c点后pH发生突变,NaOH过量,Al(OH)3沉淀开始溶解,生成NaAlO2,d点pH>10,NaOH远远过量,D项错误。
答案:C
5(2015·河南八市联考)将物质的量均为a mol的Na和Al一同投入m g足量水中,所得溶液的密度为ρ g·cm-3,则此溶液的物质的量浓度为()
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
解析:本题主要考查了钠、铝的性质和溶液浓度的计算,意在考查考生的分析判断能力和计算能力。Na和Al一同投入m g足量水中时,发生反应的化学方程式为2Na 2H2O===2NaOH H2↑、2Al 2NaOH 2H2O===2NaAlO2 3H2↑。由于Na、Al的物质的量均为a mol,结合化学方程式可知生成2a mol H2,所得溶液中只有NaAlO2一种溶质,其物质的量为a mol。所得溶液的质量为m(Na) m(Al) m(H2O)-m(H2)=(46a m)g,所得溶液的体积为 L,所得溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。故本题选A。
答案:A
6.(2015·山东淄博一模)以下方法可用于工业冶炼金属的是()
A.电解熔融AlCl3获取金属铝
B.电解MgCl2溶液获取金属镁
C.用CO还原铁矿石获取金属铁
D.电解饱和食盐水获取金属钠
解析:AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,不能电解,金属铝是利用电解熔融的氧化铝来获得的,A项错误;电解MgCl2溶液得到氢氧化镁而得不到金属镁,B项错误;CO在高温时还原铁矿石得到金属铁,C项正确;电解饱和食盐水得到氢氧化钠,而不是金属钠,D项错误。
答案:C
7.(2015·山东烟台一模)在指定溶液中一定能大量共存的离子组是()
A.1.0 mol·L-1 KNO3溶液中:H 、Fe2 、Cl-、SO
B.pH=1的溶液中:NH、Al3 、SO、Br-
C.c(ClO-)=1.0 mol·L-1的溶液中:Na 、SO、S2-、Cl
D.与铝反应产生H2的溶液中:Na 、Mg2 、HCO、SO
解析:A项,溶液中有H 说明溶液显酸性,在酸性溶液中NO有强氧化性,会氧化Fe2 ,不能大量共存;B项,pH=1的溶液显酸性,NH、Al3 、SO、Br-均不反应;C项,ClO-具有氧化性,SO、S2-具有还原性,因发生氧化还原反应而不能共存;D项,与铝反应产生H2的溶液可能显酸性也可能显碱性,两种环境下HCO都不能大量存在。
答案:B
8.(2015·福建厦门大学附中三模)下列各组物质相互混合反应后,最终有白色沉淀生成的是()
①过量Na2O2投入到FeCl2溶液中 ②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中 ④Na2SiO3溶液中通入过量CO2 ⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入过量CO2
A.全部 B.①⑤
C.②③④ D.②③④⑤
解析:①二者发生氧化还原反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀;②过量Ba(OH)2溶液和明矾溶液混合,二者反应生成硫酸钡白色沉淀;③少量Ca(OH)2投入过量NaHCO3溶液中,二者反应生成碳酸钙白色沉淀;④向Na2SiO3溶液中通入过量CO2,二者反应生成白色不溶物硅酸;⑤CaCl2与NaOH的混合溶液中通入少量CO2,生成碳酸钙白色沉淀,当二氧化碳过量时碳酸钙转化为可溶性的碳酸氢钙。
答案:C
9.(2015·甘肃部分普通高中第一次联考)有五种饱和溶液:①Ba(NO3)2溶液 ②Ca(OH)2溶液 ③NaAlO2溶液 ④Na2CO3溶液 ⑤溶有NH3的NaCl溶液,分别持续通入CO2,最终得到沉淀或析出晶体的是()
A.①②③④⑤ B.②③④⑤
C.③④⑤ D.③④
解析:H2CO3的酸性比HNO3弱,所以CO2与Ba(NO3)2溶液不反应;过量的CO2通入Ca(OH)2溶液反应生成Ca(HCO3)2,无沉淀产生;CO2与NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀;CO2通入饱和Na2CO3溶液中,生成的NaHCO3溶解度小于Na2CO3,故以沉淀形式析出;CO2通入溶有NH3的饱和NaCl溶液中,生成的NaHCO3溶解度小,故以沉淀形式析出。
答案:C
10(2015·合肥一模)将CO2气体缓缓通入到含有等物质的量的KOH、Ba(OH)2和KAlO2的混合溶液中,直至过量,生成沉淀的物质的量与所通CO2的体积关系如图所示(假设每步反应均完全)。下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是()
A.a~b段与c~d段所发生的反应相同
B.b~c段反应的离子方程式是:2AlO 3H2O CO2===2Al(OH)3↓ CO
C.O~a段反应的化学方程式是:Ba(OH)2 CO2===BaCO3↓ H2O
D.d~e段沉淀的减少是由碳酸钡固体的消失所致
解析:本题考查元素化合物之间的反应,意在考查考生根据化学图象分析化学反应先后顺序的能力。根据题意,O~a段的反应为:Ba(OH)2 CO2===BaCO3↓ H2O;a~b段的反应为:2KOH CO2===K2CO3 H2O;b~c段的反应为:2KAlO2 3H2O CO2===2Al(OH)3↓ K2CO3;c~d段的反应为:K2CO3 H2O CO2===2KCO3;d~e段的反应为:BaCO3 H2O CO2===Ba(HCO3)2,A项错误。
答案:A
11.(2015·河南八市联考)中学常见物质A、B、C、D存在下图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列物质中符合转化关系的A的个数为()
①金属钠 ②硫单质 ③NH3 ④Na2CO3 ⑤AlCl3溶液 ⑥单质铁
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:本题主要考查了常见元素及其化合物之间的转化,意在考查考生灵活应用所学知识的能力和综合分析问题的能力。当A为金属钠时,D可以为O2,此时B、C分别为Na2O、Na2O2,符合转化关系;当A为硫单质时,D可以为O2,此时B、C分别为SO2、SO3,符合转化关系;当A为NH3时,D可以为O2,此时B、C分别为NO、NO2,符合转化关系;当A为Na2CO3时,D可以为HCl,此时B、C分别为NaHCO3、CO2,符合转化关系;当A为AlCl3溶液时,D可以为NaOH,此时B、C分别为Al(OH)3、NaAlO2,符合转化关系;当A为单质铁时,D可以为HNO3,此时B、C分别为Fe(NO3)2、Fe(NO3)3,符合转化关系。本题选D。
答案:D
12.(2015·山东理综)某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()
A.AlCl3 B.Na2O
C.FeCl2 D.SiO2
解析:AlCl3可由Al与Cl2直接反应生成,加入Ba(HCO3)2溶液中因发生双水解反应而同时生成气体和沉淀:Al3 3HCO===Al(OH)3↓ 3CO2↑,A正确;Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中生成BaCO3沉淀,但无气体产生,B错误;Fe与Cl2直接反应生成FeCl3,C错误;SiO2与Ba(HCO3)2溶液不反应,D错误。
答案:A
二、填空题
13.(2015·西安八校联考,8分)某研究性学习小组在网上收集到信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:
【实验】将燃烧的钠迅速伸入盛满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
【提出假设】
假设1:白色物质是Na2O
假设2:白色物质是Na2CO3
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物
【设计实验方案·验证假设】该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:
实验操作 实验现象 结论 方案1 取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 溶液变
成红色 白色物质
为Na2O 方案2 ①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 出现白
色沉淀 ②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 无明显
现象 【思考与交流】
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是:______________________________。
(2)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为:______________________________。
(3)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中,_____________________成立。你的理由是:______________________________。
(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为:______________________________。
(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠,你是否同意丙同学的观点,并简述理由:______________________________。
解析:本题考查了Na与CO2反应的实验探究,意在考查考生对化学实验方案的分析和评价能力。(1)Na2O、Na2CO3溶于水所得溶液均呈碱性,因此不能通过加入无色酚酞试液后溶液变红判断白色物质为Na2O。(2)~(3)方案2的①中产生白色沉淀,说明白色物质中有Na2CO3,②中滴加无色酚酞试液溶液不变红色,说明白色物质中无Na2O,因此白色物质为Na2CO3。(4)根据Na转化为Na2CO3可知,Na作还原剂,则CO2作氧化剂转化为C,化学方程式为:4Na 3CO22Na2CO3 C。(5)丙同学的观点不正确,因为反应物为Na、CO2,不含氢元素,故不可能生成NaOH。
答案:(1) Na2CO3溶液显碱性,也会使酚酞变红
(2)Na2CO3
(3)假设2 方案2的①中出现了白色沉淀,说明有CO,②中加酚酞无明显现象,说明无Na2O
(4)4Na 3CO22Na2CO3 C
(5)不同意,因为反应体系中无氢元素(或其他合理答案)
14.(2015·昆明二检)镁及其化合物有广泛用途。工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含SiO2及少量FeCO3等杂质)为原料制备纳米氧化镁的实验流程如下:
(1)加入H2O2氧化时,发生反应的离子方程式为______________________________。
(2)在实验室煅烧滤渣2制得的金属氧化物为________(填化学式),需要的仪器除酒精灯、三脚架以外,还需要________(填序号)。
①蒸发皿 ②坩埚 ③泥三角 ④石棉网
(3)在一定条件下CO(NH2)2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱,反应的化学方程式为______________________________。
(4)25 ℃时,加入CO(NH2)2至开始产生沉淀,溶液的pH=10时,c(Mg2 )=________mol·L-1。已知:25 ℃Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
(5)工业上还可用氯化镁和碳酸铵为原料,采用直接沉淀法制备纳米MgO。下左图为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响,据图分析反应的最佳温度为________。
(6)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图如上右图。该电池工作时,石墨电极发生的电极反应为______________________________。
解析:本题以化工流程为载体,考查元素化合物的性质、实验基本操作、溶度积计算和原电池理论,意在考查考生综合应用化学知识和理论解答化学问题的能力。(1)菱镁矿中含有FeCO3,加入稀硫酸后溶液中含有还原性的Fe2 ,再加入过氧化氢时,Fe2 被氧化为Fe3 ,过氧化氢被还原为水,书写离子方程式时要注意使电荷守恒。(2)用氨水调节溶液pH,Fe3 以Fe(OH)3的形式析出,故滤渣2为Fe(OH)3,该物质煅烧分解生成氧化铁和水;实验室煅烧固体用坩埚,坩埚需要放置在泥三角上。注意:蒸发用蒸发皿,煅烧用坩埚。(3)由两种反应物和生成物之一CO2,结合元素守恒可知生成的弱碱为氨水。(4)Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2 )·c2(OH-)=c(Mg2 )×(10-4)2=1.8×10-11,故c(Mg2 )=1.8×10-3 mol/L。(5)由图象可得出50 ℃时,MgO产率最高,且高于50 ℃,粒径减小幅度较小,即高于50 ℃,温度对粒径影响不大,故最佳温度为50 ℃。(6) Mg-H2O2电池工作时,Mg电极为负极,石墨电极为正极,正极上H2O2得电子发生还原反应生成OH-。
答案:(1)2Fe2 H2O2 2H ===2Fe3 2H2O
(2)Fe2O3 ②③
(3)CO(NH2)2 3H2O===CO2↑ 2NH3·H2O
(4)1.8×10-3 (5)50 ℃
(6)H2O2 2e-===2OH-
