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2025年天利38套高中名校期中期末联考测试卷高中化学必修第一册人教版
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18. （13 分）白炭黑(SiO₂·nH₂O)具有比表面积大和化学性质稳定等特性，广泛应用于塑料、油墨、纸张和药品等领域。工业上以碳酸氢铵、氯化钠为原料，采用以下工艺制备白炭黑。
已知：①碳酸氢铵性质不稳定，35°C 以上开始分解，60°C 分解完全。
②Na₂SiO₃的水溶液俗称水玻璃，能与氯化铵反应，其化学方程式为 2NH₄Cl + Na₂SiO₃ = 2NaCl + 2NH₃↑ + SiO₂↓ + H₂O。
回答下列问题：
（1）在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是____（填名称）。
（2）反应Ⅰ温度不宜过低，一般需控制在 30～35°C，其原因是____。
（3）上述工艺可得到副产品纯碱，写出制备纯碱的化学方程式：____。
（4）“中和”操作中发生反应的离子方程式为____。
（5）“固液分离”后，白炭黑是否洗净，可通过检测最后一次洗出液中是否存在____（填离子符号）来判断。检测的具体操作是____。
（6）上述工艺中循环利用的物质有____。
已知：①碳酸氢铵性质不稳定，35°C 以上开始分解，60°C 分解完全。
②Na₂SiO₃的水溶液俗称水玻璃，能与氯化铵反应，其化学方程式为 2NH₄Cl + Na₂SiO₃ = 2NaCl + 2NH₃↑ + SiO₂↓ + H₂O。
回答下列问题：
（1）在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是____（填名称）。
（2）反应Ⅰ温度不宜过低，一般需控制在 30～35°C，其原因是____。
（3）上述工艺可得到副产品纯碱，写出制备纯碱的化学方程式：____。
（4）“中和”操作中发生反应的离子方程式为____。
（5）“固液分离”后，白炭黑是否洗净，可通过检测最后一次洗出液中是否存在____（填离子符号）来判断。检测的具体操作是____。
（6）上述工艺中循环利用的物质有____。
答案：
18.(13分)
(1)锥形瓶 (2分)
(2)保持较快反应速率，并防止NH₄HCO₃分解 (2分)
$(3)2NaHCO₃ \xlongequal{\triangle} Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O (2$分)
$(4)HCO₃⁻ + H⁺ \xlongequal{} CO₂↑ + H₂O (2$分)
(5)Na⁺或Cl⁻（写一种即可） (1分)
Na⁺：取洗出液少许于试管中，用洁净的铂丝蘸取溶液，放在酒精灯外焰上灼烧，若观察火焰颜色不呈黄色，则白炭黑已洗净（或Cl⁻：取洗出液少许于试管中，滴加几滴稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则白炭黑已洗净）（对应作答得分，2分)
(6)NaCl(多写H₂O不扣分) (2分)
常见无机物的制备、工艺流程分析
[解析]
(1)过滤操作需要用到的仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒等，需要用到锥形瓶。
(2)由分析可知，反应Ⅰ为氯化钠和碳酸氢铵在30~35℃的溶液中反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，若反应Ⅰ温度过低，反应速率较慢，若温度过高，则NH₄HCO₃易分解，故温度需控制在30~35℃。
(3)制备纯碱的反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式为$2NaHCO₃ \xlongequal{\triangle} Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O。$
(4)由分析可知，“中和”操作中发生的反应为溶液中碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳和水，反应的离子方程式为$HCO₃⁻ + H⁺ \xlongequal{} CO₂↑ + H₂O。$
(5)由已知的化学方程式可知，白炭黑沉淀的表面附有可溶性的氯化钠杂质，所以检验沉淀是否洗涤干净实际上就是检验洗涤液中是否存在氯离子或钠离子。
(6)由分析可知，固液分离得到含有氯化钠的滤液，氯化钠可以返回反应Ⅰ循环使用。
18.(13分)
(1)锥形瓶 (2分)
(2)保持较快反应速率，并防止NH₄HCO₃分解 (2分)
$(3)2NaHCO₃ \xlongequal{\triangle} Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O (2$分)
$(4)HCO₃⁻ + H⁺ \xlongequal{} CO₂↑ + H₂O (2$分)
(5)Na⁺或Cl⁻（写一种即可） (1分)
Na⁺：取洗出液少许于试管中，用洁净的铂丝蘸取溶液，放在酒精灯外焰上灼烧，若观察火焰颜色不呈黄色，则白炭黑已洗净（或Cl⁻：取洗出液少许于试管中，滴加几滴稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，则白炭黑已洗净）（对应作答得分，2分)
(6)NaCl(多写H₂O不扣分) (2分)
常见无机物的制备、工艺流程分析
[解析]
(1)过滤操作需要用到的仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒等，需要用到锥形瓶。
(2)由分析可知，反应Ⅰ为氯化钠和碳酸氢铵在30~35℃的溶液中反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，若反应Ⅰ温度过低，反应速率较慢，若温度过高，则NH₄HCO₃易分解，故温度需控制在30~35℃。
(3)制备纯碱的反应为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式为$2NaHCO₃ \xlongequal{\triangle} Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O。$
(4)由分析可知，“中和”操作中发生的反应为溶液中碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳和水，反应的离子方程式为$HCO₃⁻ + H⁺ \xlongequal{} CO₂↑ + H₂O。$
(5)由已知的化学方程式可知，白炭黑沉淀的表面附有可溶性的氯化钠杂质，所以检验沉淀是否洗涤干净实际上就是检验洗涤液中是否存在氯离子或钠离子。
(6)由分析可知，固液分离得到含有氯化钠的滤液，氯化钠可以返回反应Ⅰ循环使用。
19. （14 分）某化学小组同学利用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，再用氯气制备高锰酸钾、次氯酸钠和氯水。
已知：锰酸钾为墨绿色晶体，其水溶液呈深绿色，可以与酸和氯气反应，发生反应的离子方程式分别为 3MnO₄²⁻ + 4H⁺ = 2MnO₄⁻ + MnO₂↓ + 2H₂O、Cl₂ + 2MnO₄²⁻ = 2MnO₄⁻ + 2Cl⁻。
Ⅰ. 制备氯气
该小组同学设计了如下气体发生装置。
（1）装置 A 中生成氯气的离子方程式为____。
（2）装置 A 在放入药品前需检查气密性，其方法是____。
（3）装置 B 的特点是____（填字母序号）。
a. 可以随时添加浓盐酸
b. 可以控制反应的开始和结束
c. 与装置 A 相比，产生的气流更稳定
Ⅱ. 制备高锰酸钾、次氯酸钠和氯水
该小组同学利用装置 B～F 完成实验。
（4）若装置 C、D 互换位置，装置 D 中可观察到的现象是____。
（5）次氯酸钠高于 35°C 容易分解。制备次氯酸钠强碱性溶液时需注意的两个关键问题是____。
（6）装置 F 中小漏斗的作用是____。
Ⅲ. 产品中 KMnO₄含量测定
①称取Ⅱ中最终所得 KMnO₄固体样品 0.3500 g，用蒸馏水溶解，定容于 100 mL 容量瓶中，所得溶液记为溶液 X。
②准确称取 0.1340 g 草酸钠，加蒸馏水 50 mL 使其溶解，再加入 10 mL 3.0 mol/L H₂SO₄溶液，75～85°C 水浴加热，向其中逐滴滴加溶液 X，恰好反应完全，记录消耗溶液 X 的体积。重复上述操作三次，平均消耗溶液 X 的体积为 20.00 mL。（已知高锰酸钾发生反应的离子方程式为 2MnO₄⁻ + 5C₂O₄²⁻ + 16H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂↑ + 8H₂O）
（7）所得产品中 KMnO₄的质量分数为____（结果保留三位有效数字）。
已知：锰酸钾为墨绿色晶体，其水溶液呈深绿色，可以与酸和氯气反应，发生反应的离子方程式分别为 3MnO₄²⁻ + 4H⁺ = 2MnO₄⁻ + MnO₂↓ + 2H₂O、Cl₂ + 2MnO₄²⁻ = 2MnO₄⁻ + 2Cl⁻。
Ⅰ. 制备氯气
该小组同学设计了如下气体发生装置。
（1）装置 A 中生成氯气的离子方程式为____。
（2）装置 A 在放入药品前需检查气密性，其方法是____。
（3）装置 B 的特点是____（填字母序号）。
a. 可以随时添加浓盐酸
b. 可以控制反应的开始和结束
c. 与装置 A 相比，产生的气流更稳定
Ⅱ. 制备高锰酸钾、次氯酸钠和氯水
该小组同学利用装置 B～F 完成实验。
（4）若装置 C、D 互换位置，装置 D 中可观察到的现象是____。
（5）次氯酸钠高于 35°C 容易分解。制备次氯酸钠强碱性溶液时需注意的两个关键问题是____。
（6）装置 F 中小漏斗的作用是____。
Ⅲ. 产品中 KMnO₄含量测定
①称取Ⅱ中最终所得 KMnO₄固体样品 0.3500 g，用蒸馏水溶解，定容于 100 mL 容量瓶中，所得溶液记为溶液 X。
②准确称取 0.1340 g 草酸钠，加蒸馏水 50 mL 使其溶解，再加入 10 mL 3.0 mol/L H₂SO₄溶液，75～85°C 水浴加热，向其中逐滴滴加溶液 X，恰好反应完全，记录消耗溶液 X 的体积。重复上述操作三次，平均消耗溶液 X 的体积为 20.00 mL。（已知高锰酸钾发生反应的离子方程式为 2MnO₄⁻ + 5C₂O₄²⁻ + 16H⁺ = 2Mn²⁺ + 10CO₂↑ + 8H₂O）
（7）所得产品中 KMnO₄的质量分数为____（结果保留三位有效数字）。
答案：
$19.(14$分$)$
$(1)MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl⁻ \xlongequal{\triangle} Mn²⁺ + Cl₂↑ + 2H₂O (2$分$)$
$(2)$方法$1$：关闭分液漏斗活塞，将装置末端连接导气管并浸没到水面以下，打开止水夹$K，$微热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出，停止加热，导气管中形成一段水柱，则装置气密性良好。
方法$2$：关闭$K，$向分液漏斗中注入适量水，打开分液漏斗上口玻璃塞及活塞，若水下滴的速度逐渐减慢至不再下滴，则装置气密性良好$ (2$分，合理答案得分$)$
$(3)abc (2$分$)$
$(4)$产生黑色沉淀，溶液由深绿色变为紫红色$ (2$分$)$
$(5)$控制温度在$35℃$以下，$Cl₂$不过量$ (2$分$)$
$(6)$增大$Cl₂$与水的接触面积，使$Cl₂$被充分吸收$ (2$分$)$
$(7)90.3\% (2$分$)$
氯气的实验室制法、常见无机物的制备
$[$解析$]$
$(1)$装置$A$中生成氯气的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为$MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl⁻ \xlongequal{\triangle} Mn²⁺ + Cl₂↑ + 2H₂O。$
$(3)$与装置$A$相比，装置$B$中的流量控制器可以控制浓盐酸的加入量，达到控制产生氯气的流速、得到平稳气流的目的，且装置$B$可以随时添加浓盐酸和控制反应的开始与结束，选$abc。$
$(4)$装置$C$中盛有的饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢气体，若装置$C、$$D$互换位置，装置$D$中锰酸钾溶液在酸性条件下会发生反应生成高锰酸钾、二氧化锰和水，则观察到的实验现象为溶液由深绿色变为紫红色且瓶底出现黑色沉淀。
$(5)$氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，则由题给信息可知，制备次氯酸钠强碱性溶液时需注意的两个关键问题是控制温度在$35℃$以下，$Cl₂$不过量。
$(6)$由实验装置图可知，装置$F$中倒置小漏斗的作用是增大氯气与水的接触面积，充分反应，有利于氯水的制备。
$(7)$由离子方程式可知，$20.00mL$溶液$X$中高锰酸钾的物质的量为$\frac{0.1340g}{134g/mol}×\frac{2}{5} = 4×10⁻⁴mol，$则产品中高锰酸钾的质量分数为$\frac{4×10⁻⁴mol×158g/mol×5}{0.3500g}×100\% ≈ 90.3\%。$
$($解析人$:$杨忠$)$
$(1)MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl⁻ \xlongequal{\triangle} Mn²⁺ + Cl₂↑ + 2H₂O (2$分$)$
$(2)$方法$1$：关闭分液漏斗活塞，将装置末端连接导气管并浸没到水面以下，打开止水夹$K，$微热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出，停止加热，导气管中形成一段水柱，则装置气密性良好。
方法$2$：关闭$K，$向分液漏斗中注入适量水，打开分液漏斗上口玻璃塞及活塞，若水下滴的速度逐渐减慢至不再下滴，则装置气密性良好$ (2$分，合理答案得分$)$
$(3)abc (2$分$)$
$(4)$产生黑色沉淀，溶液由深绿色变为紫红色$ (2$分$)$
$(5)$控制温度在$35℃$以下，$Cl₂$不过量$ (2$分$)$
$(6)$增大$Cl₂$与水的接触面积，使$Cl₂$被充分吸收$ (2$分$)$
$(7)90.3\% (2$分$)$
氯气的实验室制法、常见无机物的制备
$[$解析$]$
$(1)$装置$A$中生成氯气的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为$MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl⁻ \xlongequal{\triangle} Mn²⁺ + Cl₂↑ + 2H₂O。$
$(3)$与装置$A$相比，装置$B$中的流量控制器可以控制浓盐酸的加入量，达到控制产生氯气的流速、得到平稳气流的目的，且装置$B$可以随时添加浓盐酸和控制反应的开始与结束，选$abc。$
$(4)$装置$C$中盛有的饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢气体，若装置$C、$$D$互换位置，装置$D$中锰酸钾溶液在酸性条件下会发生反应生成高锰酸钾、二氧化锰和水，则观察到的实验现象为溶液由深绿色变为紫红色且瓶底出现黑色沉淀。
$(5)$氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，则由题给信息可知，制备次氯酸钠强碱性溶液时需注意的两个关键问题是控制温度在$35℃$以下，$Cl₂$不过量。
$(6)$由实验装置图可知，装置$F$中倒置小漏斗的作用是增大氯气与水的接触面积，充分反应，有利于氯水的制备。
$(7)$由离子方程式可知，$20.00mL$溶液$X$中高锰酸钾的物质的量为$\frac{0.1340g}{134g/mol}×\frac{2}{5} = 4×10⁻⁴mol，$则产品中高锰酸钾的质量分数为$\frac{4×10⁻⁴mol×158g/mol×5}{0.3500g}×100\% ≈ 90.3\%。$
$($解析人$:$杨忠$)$
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