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某化学兴趣小组进行有关卤素及其化合物的制备和性质探究实验,请同学们参与他们的实验并回答下列问题。

【实验一】氯气的制备与性质

(1)用下图所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并完成它与金属铁的反应。每个虚线框表示一个单元装置,其中有错误的是_____(填字母序号)。

A.只有②和④   B.只有②    C.只有①和③   D.②③④

【实验二】卤素化合物的性质实验探究

已知氯化亚铁的熔点674℃、沸点1023℃;三氯化铁在100℃左右时升华,易溶于水并且有强烈的吸水性。在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生多种反应,如:12FeCl2+3O22Fe2O3+8FeCl3、4FeCl2+3O22Fe2O3+4Cl2等。该兴趣小组选用以下部分装置(夹持装置省略,装置不可重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。

(2)实验装置的合理连接顺序为:A→____________→F。

(3)A装置中反应的化学方程式为________________

(4)当加热装置中充分反应后,余下的固体是_________;本套实验装置的主要缺点是_____________

(5)利用反应生成的FeCl3设计实验证明Fe(OH)3是弱碱,实验方案为____________

【实验三】卤素化合物反应实验条件控制探究

(6)在不同实验条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了一系列实验来研究反应条件对反应物的影响,其中某一实验的数据记录如下(实验控制在室温下进行):

试管标号

1

2

3

4

0.20mol·L-1KI溶液/mL

1.0

1.0

1.0

1.0

KClO3(s)/g

0.10

0.10

0.10

0.10

6.0mol/L-1H2SO4/mL

0

3.0

6.0

9.0

蒸馏水/mL

9.0

6.0

3.0

0

实验现象

 

 

 

 

 

 

①该组实验的目的是________________________

②设计1号试管实验的作用是_______________________

③若2号试管实验现象为“反应后溶液呈黄色”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为__________________

 

D D(E)→B→G→E(D) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Fe3O4或氧化铁 B的出气导管和G的进气导管容易被氯化铁固体堵塞 取少量氯化铁固体加水溶解,用pH试纸(或pH计)测得溶液显酸性。 研究反应体现的酸碱度对反应产物的影响(探究硫酸的浓度对反应的影响或探究溶液酸性的强弱对反应的影响) 用作对照实验 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O 【解析】(1)制备的Cl2要先用饱和食盐水除去HCl气体,再通过浓硫酸干燥,再通入金属,②中试剂用的NaOH溶液,错误;③中导气管应长进短出,错误;④不能密封故选D;(2)A制备O2,BFeCl2与O2反应,C密封,不合理,D干燥除去水蒸气,E干燥,防止外部空气中的水蒸汽进入反应装置,F可用于除去尾气,故实验装置的合理连接顺序为:A→ D(E)→B→G→E(D)→F;(3)A装置中反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;(4)反应生成的氧气浓度高,根据信息在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生多种反应,当加热装置中充分反应后,余下的固体是Fe3O4或氧化铁;三氯化铁在100℃左右时升华,冷却后易形成固体,本套实验装置的主要缺点是B的出气导管和G的进气导管容易被氯化铁固体堵塞。(5)利用反应生成的FeCl3设计实验证明Fe(OH)3是弱碱,可以利用FeCl3是强酸弱碱盐,水解之后呈酸性,具体操作为:取少量氯化铁固体加水溶解,用pH试纸(或pH计)测得溶液显酸性。(6)①从表中数据可以看出:0.20mol·L-1KI溶液的体积均相同,KClO3(s)的质量相同,H2SO4溶液和蒸馏水多少在变化,但H2SO4溶液和蒸馏水的总体积相同,所以该组实验的目的是研究反应体现的酸碱度对反应产物的影响(探究硫酸的浓度对反应的影响或探究溶液酸性的强弱对反应的影响)②1号试管里没有加酸,设计1号试管实验的作用是用作对照实验;③加入淀粉溶液显蓝色,说明I―被氧化,此反应的离子方程式为 ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。 点睛:本题考查物质的制备和实验设计,难度较大,(1)制备Cl2涉及到Cl2的制备、净化、收集、性质(与Fe反应),尾气的处理等知识,制备的Cl2要先用饱和食盐水除去HCl气体,再通过浓硫酸干燥,再通入金属,再进行尾气处理。卤素化合物的性质实验探究,三氯化铁在100℃左右时升华,冷却后易形成固体,是本题的难点,要充分理解题目所提供的信息。卤素化合物反应实验条件控制探究,设计空白实验,再改变酸的浓度,探究酸性对氧化还原反应的影响,考查氧化还原反应离子方程式的书写,是难点。  
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考点分析:
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近年全国各地雾霾严重,为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物等污染物是一项重要而艰巨的工作。

Ⅰ.氮氧化物的研究

(1)一定条件下,将2molNO与2molO2置于恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),下列状态能说明该反应达到化学平衡的是_________(填字母编号)。

A.混合气体的密度保持不变          

B.NO的转化率保持不变

C.NO和O2的物质的量之比保持不变  

D.O2的消耗速率和NO2的消耗速率相等

(2)已知反应2NO(g) N2(g)+O2(g)  ΔH<O,在不同条件时N2的体积分数随时间(t)的变化如图1所示。根据图象可以判断曲线R1、R2对应的下列反应条件中不同的是______(填字母序号)。

A.压强         B.温度         C.催化剂

根据图2中的能量变化数据,计算反应2NO(g) N2(g)+O2(g) 的ΔH=_____________

Ⅱ.碳氧化物研究

(3)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)  ΔH<O ,现在体积为1L的恒容密闭容器(图3甲)中通入1molCO和2molH2,测定不同时间、不同温度(T)下容器中CO的物质的量,如下表:

 

0min

10min

20min

30min

40min

T1

1mol

0.8mol

0.62mol

0.4mol

0.4mol

T2

1mol

0.7mol

0.5mol

a

a

 

 

请回答:               

①T1________T2(填“>”或“<”或“=”),理由是____________。已知T2℃时,第20min时容器内压强不再改变,此时H2的转化率为_________,该温度下的化学平衡常数为______________

②若将1molCO和2molH2通入原体积为1L的恒压密闭容器(图3乙)中,在T2℃下达到平衡,此时反应的平衡常数为__________;若再向容器中通入1molCH3OH(g),重新达到平衡后,CH3OH(g)在体系中的百分含量_________(填“变大”或“变小”或“不变”)。

(4)一定条件下也可用NaOH溶液与CO反应生成甲酸钠,进一步反应生成甲酸来消除CO污染。常温下将a mol的CO通入2L、bmol/L NaOH溶液中,恰好完全反应生成甲酸钠和含少量甲酸的混合溶液(假设溶液体积不变),测得溶液中c(Na+)=c(HCOO-),则该混合溶液中甲酸的电离平衡常数Ka=_______(用含a和b的代数式表示)

 

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硝酸越稀还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取铁铝合金与足量很稀的硝酸充分反应没有气体放出。在反应后的溶液中逐渐加入4mol·L-1NaOH溶液,所加NaOH溶液的体积与产生的沉淀的物质的量的关系如图所示(不考虑沉淀的微量溶解)。下列说法不正确的是

A. D点溶液中存在:c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(NO3-)

B. EF段发生反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

C. D点溶液中n(NH4+)=0.012mol

D. 由水电离产生的c(H+):O点>F点

 

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下列实验“操作和现象”与“结论”的对应关系正确的是

 

操作和现象

 

A

向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀H2SO4,在管口观察到红棕色气体

HNO3分解生成了NO2

B

向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液,加热,没有红色沉淀生成

淀粉没有水解生成葡萄糖

C

向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊

析出了NaHCO3

D

向无水乙醇中加入浓H2SO4,加热至170℃产生的气体通入酸性KmnO4溶液,溶液红色褪去

使酸性KmnO4溶液褪色的气体只有乙烯

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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有机物甲、乙的键线式结构如图所示。下列说法不正确的是

A. 甲和乙互为同分异构体

B. 甲和乙都能发生取代反应

C. 甲和乙中都有3种不同化学环境的氢

D. 1mol甲和1mol乙都能与2molH2发生加成反应

 

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工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2(A、B均为惰性电解)。下列说法正确的是

A. B电极为电解池的阴极

B. B极区吸收5molSO2,则A极区生成2.5molS2O42-

C. B极区电解液为稀硫酸,电解一段时间后硫酸浓度增大

D. A电极的电极反应为:2SO32--2e-+4H+=S2O42-+2H2O

 

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