假期作业

试卷第1页，总22页月考学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、推断题1．现有含有少量NaCl、Na2SO4、Na2CO3等杂质的NaNO3溶液，选择适当的试剂除去杂质，得到纯净的NaNO3固体，实验流程如图所示。（1）沉淀A的主要成分是___、___（填化学式）。（2）③中加入过量的Na2CO3溶液的目的是___。（3）溶液3经过处理可以得到NaNO3固体，溶液3中肯定含有的杂质是___，为了除去杂质，可向溶液3中加入适量的____。【答案】BaSO4BaCO3除去过量的Ba（NO3）2（或BaCl2）和AgNO3Na2CO3HNO3【解析】【分析】根据物质的性质及流程图中物质间的转化分析物质的种类，判断流程中发生化学反应；根据除杂原理分析除杂过程使用的药品。【详解】由实验流程可知，加入过量的Ba（NO3）2，生成BaSO4、BaCO3沉淀，然后在滤液中加入过量的AgNO3，使Cl-全部转化为AgCl沉淀，在所得滤液中加入过量的Na2CO3，使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀，最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物，加入稀HNO3，最后进行蒸发操作可得固体NaNO3。（1）加入过量的Ba（NO3）2，Na2SO4、Na2CO3和Ba（NO3）2反应生成BaSO4、BaCO3沉淀，故答案为：BaSO4；BaCO3；（2）滤液中含有Ag+、Ba2+，在所得滤液中加入过量的Na2CO3，使溶液中的Ag+、Ba2+试卷第2页，总22页完全沉淀，故答案为：除去过量的Ba（NO3）2（或BaCl2）和AgNO3；（3）溶液3为NaNO3和Na2CO3的混合物，加入稀HNO3，可除去Na2CO3，最后加热蒸发、冷却结晶、过滤得到硝酸钠，故答案为：Na2CO3；HNO3。【点睛】除杂的过程通常需要考虑：1、选用的试剂不能和主要成分反应；2、杂质去除是否完全；3、是否引入了新的杂质；4、操作的可行性。2．已知：①R-NO2R-NH2；②苯环上原有的取代基对新导入的取代基进入苯环的位置有显著影响。以下是用苯作原料制备一系列化合物的转化关系图：(1)A转化为B的化学方程式是______________________________。(2)图中“苯→①→②”省略了反应条件，请写出①②物质的结构简式：①__________，②_______。(3)苯的二氯代物有________种同分异构体。(4)有机物的所有原子________(填“是”或“不是”)在同一平面上。【答案】＋CH3Cl催化剂＋HCl（或）（或）3不是【解析】【分析】(1)A为硝基苯，根据信息②可知B为，根据A、B的结构可知，甲基取代硝基苯苯环上硝基间位的H原子生成B；(2)由转化关系图可知硝基苯发生间位取代，卤苯发生对位取代，再利用试卷第3页，总22页采取倒推法判断①、②物质的结构简式；(3)苯环上二个氯原子的位置有间、邻、对位三种情况；(4)依据该有机物中含有甲基(甲基为四面体结构)判断即可。【详解】(1)A为硝基苯，根据信息②可知B为，根据A、B的结构可知，甲基取代硝基苯苯环上硝基间位的H原子生成B，反应方程式为：＋CH3Cl催化剂＋HCl；(2)②与水反应生成，根据信息可知②为或，由转化关系图可知硝基苯发生间位取代，卤苯发生对位取代，所以①卤苯，为；(3)苯环上二个氯原子的位置有间、邻、对位三种情况，则苯的二氯代物有3种同分异构体；(4)中甲基为四面体结构，所以所有原子不是在同一平面上。二、实验题3．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O。下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。(1)该实验中A部分的装置是____(填写装置的序号)。试卷第4页，总22页(2)装置B中饱和食盐水的作用是_______；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象______。(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入________。abcdⅠ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰无水氯化钙浓硫酸无水氯化钙Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的氧化性。当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为橙色，说明_______。(5)打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是________。该现象______(填“能”或“不能”)说明溴的氧化性强于碘，原因是______。(6)F的作用为__________。【答案】b除去Cl2中的HClB中长颈漏斗中液面上升，形成水柱d氯气的氧化性大于溴单质E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色不能过量的Cl2也可将I－氧化为I2吸收多余的氯气，防止污染环境【解析】【分析】在加热条件下，漂粉精中的次氯酸钙与氯化钙在硫酸溶液中反应生成氯气，Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，硫酸与氯化钙能够反应生成氯化氢，氯化氢易挥发，导致生成的氯气中含有HCl，可以用饱和食盐水除去氯气中HCl，氯气没有漂白性但次氯酸有漂白性，氯气和溴化钠反应生成溴，溴能和KI反应生成碘单质，氯气有毒不能排空，应该用NaOH溶液处理尾气，据此分析解答。试卷第5页，总22页【详解】(1)根据图示，装置A为制备氯气的装置，根据题意Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O，反应需要加热，应该选择b装置，故答案为：b；(2)由于氯化氢易挥发，从A装置出来的氯气中含有氯化氢气体，饱和食盐水能抑制氯气溶解且能溶解氯化氢，该装置还能贮存少量氯气，所以B装置作用是除去HCl气体、贮存少量Cl2；C装置发生堵塞会导致B中压强增大，长颈漏斗内的液面上升，瓶内液面下降，故答案为：除去Cl2中HCl，贮存少量Cl2；B中长颈漏斗内液面上升，形成一段水柱，锥形瓶内液面下降；(3)要验证氯气是否有漂白性，应该先通过装置C，装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性，从B装置出来的氯气为潮湿的氯气，首先检验潮湿的氯气是否具有漂白性，再干燥后检验干燥的氯气是否具有漂白性，因此I处是湿润的有色布条，Ⅱ处是用干燥剂无水CaC12干燥氯气，Ⅲ处加入的物质为干燥的红布条，故答案为：d；(4)读图可知，D中通入氯气后无色溶液逐渐变为橙色，生成单质溴，是因为氯气置换出了溴，故答案为：氯气的氧化性大于溴单质；(5)装置D中少量溶液加入E中后又生成了单质碘，故E中溶液分层，且上层为苯层显紫红色；由于D中可能有过量的氯气，故E中生成的单质碘不一定是溴与KI反应置换出来的，也可能是过量的Cl2将I-氧化为I2，故不能说明溴单质的氧化性一定比碘强，故答案为：E中溶液分为两层，上层(苯层)为紫红色；不能；过量的Cl2也可将I-氧化为I2；(6)氯气具有氧化性，与Na2SO3发生氧化还原反应SO32-＋Cl2＋H2O＝SO42-＋2Cl-＋2H＋，氯气有毒，会污染环境，所以F装置中的亚硫酸钠可以吸收多余的氯气，故答案为：吸收多余的氯气，防止污染环境。4．二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料，工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。某软锰矿主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物，其处理流程图如下：化合物Al(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值10－3410－1610－38试卷第6页，总22页(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要离子反应方程式为：_____________；(2)“氨水、搅拌”，其中“搅拌”不仅能加快反应速率，还能______________，滤渣A的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3，加入氨水需调节pH至少达到_________________，恰好能使Fe3＋、Al3＋沉淀完全(当c≤10－5mol·L－1时，认为该离子沉淀完全)；(3)滤渣B的成分是________________(4)MnO2也可在MnSO4－H2SO4－H2O为体系的电解液中电解获得，其阳极反应式为：______________工业上采用间接氧化还原滴定法测定MnO2纯度，其操作过程如下：准确称量0.9200g该样品，与足量酸性KI溶液充分反应后，配制成100mL溶液。取其中10.00mL，恰好与25.00mL0.0800mol·L－1Na2S2O3溶液反应(I2＋2S2O32-===2I-＋S4O62-)。计算可得该样品纯度为_____%(保留三位有效数字)。【答案】4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O充分氧化Fe2+4.3CuS、ZnSMn2++2H2O-2e-=4H++MnO294.5【解析】【分析】（1）根据FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4，则Fe2+被氧化为Fe3+，故酸浸时生成硫酸锰、硫酸铁，根据元素守恒还有水生成；（2）加入氨水搅拌加快反应速率，生成的氢氧化亚铁充分氧化，加入氨水需调节pH至少达到4.3，恰好能使Fe3＋、Al3＋沉淀完全；（3）根据工艺流程及硫化物的Ksp判断；（4）阳极发生氧化反应，锰由+2价变成+4价；样品中二氧化锰与足量酸性KI溶液充分反应后，MnO2+2I-+2H+=Mn2++I2+H2O，配制成100mL溶液．取其中10.00mL，恰好与25.00mL0.0800mol•L-1Na2S2O3溶液反应（I2+2S2O32-═2I-+S4O62-），则得到：MnO2～I2～2S2O32-，据此分析计算。【详解】软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si、Fe、Al、Zn和Cu等元素的化合物，硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，所以酸浸后的滤液中的金属阳离子主要是Mn2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+等，由离子开始沉淀及沉淀完全的pH可知，调节pH为4.3，将Fe3+、Al3+沉淀，加入硫化锰将Cu2+、Zn2+沉淀，滤液为硫酸锰溶液，再通过系列变化得到高纯度的二氧化锰。（1）FeSO4在反应条件下将MnO2还原为MnSO4，Fe2+被氧化为Fe3+，故酸浸时生成硫试卷第7页，总22页酸锰、硫酸铁，根据元素守恒还有水生成，化学方程式为：2FeSO4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Fe2（SO4）3+2H2O，离子方程式为：4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O，故答案为：4H++2Fe2++MnO2=2Fe3++Mn2++2H2O。（2）“氨水、搅拌”，其中“搅拌”不仅能加快反应速率，还能充分氧化过量的Fe2+；根据题中数据可知，当Fe3+恰好沉淀完全时，c（OH-）=（Ksp（Fe(OH)3）/c（Fe3+））1/3=（10－38/10-5）=10-11mol/L，则c（H+）=10-3mol/L，溶液的pH=3；当Al3+恰好沉淀完全时，c（OH-）=（Ksp（Al(OH)3）/c（Al3+））1/3=（10－34/10-5）=101/3×10-10mol/L，则c（H+）=101/3×10-4mol/L，溶液的pH=-lg（101/3×10-4）=4+1/3≈4.3，加入氨水需调节pH至少达到4.3，恰好能使Fe3+、Al3+沉淀完全，故答案为：充分氧化过量的Fe2+；4.3。（3）由题中硫化物的Ksp可知，加入MnS是为了生成溶解度更小的CuS、ZnS而除去Cu2+、Zn2+，滤渣B的成分是CuS、ZnS，故答案为：CuS、ZnS。（4）阳极发生氧化反应，锰由+2价变成+4价，电极反应为Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+；准确称量0.9200g该样品，与足量酸性KI溶液充分反应后