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2022屆高三化學(xué)一輪高考復(fù)習(xí)常考題型18氮及其化合物
一、單選題(共15題)
1.硫和氮及其化合物對(duì)人類生存和社會(huì)發(fā)展意義重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的環(huán)境問題也日益受到關(guān)注,下列說法正確的是
A.NO2和SO2均為紅棕色且有刺激性氣味的氣體,是酸雨的主要成因
B.汽車尾氣中的主要大氣污染物為NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空氣中的NO和NO2作為肥料,實(shí)現(xiàn)氮的固定
D.工業(yè)廢氣中的SO2可采用石灰法進(jìn)行脫除
2.某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了有關(guān)Cu、稀硝酸、稀硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是

A.實(shí)驗(yàn)①中溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,說明HNO3被Cu還原為NO2
B.實(shí)驗(yàn)③中滴加稀硫酸,銅片繼續(xù)溶解,說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的強(qiáng)
C.實(shí)驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O
D.由上述實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:Cu在常溫下既可以和稀硝酸反應(yīng),又可以和稀硫酸反應(yīng)
3.下列對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象的結(jié)論或解釋正確的是
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論或解釋
A
向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液
產(chǎn)生大量氣泡
FeCl3催化 H2O2的分解
B
將酸性KMnO4溶液滴入丙烯醛中
溶液的紫紅色褪去
丙烯醛中含有碳碳雙鍵
C
向某溶液中滴加稀H2SO4溶液
產(chǎn)生有刺激性氣味的氣味
原溶液中一定含有SO32-
D
向某溶液中滴加幾滴NaOH稀溶液,用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口檢驗(yàn)
試紙不變藍(lán)
原溶液中一定不含有NH4+

A.A B.B C.C D.D
4.“綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”已走進(jìn)課堂,下列做法符合“綠色化學(xué)”的是

①實(shí)驗(yàn)室收集氨氣采用圖1所示裝置
②實(shí)驗(yàn)室做氯氣與鈉的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖2所示裝置
③實(shí)驗(yàn)室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸生成銨鹽的實(shí)驗(yàn)
④實(shí)驗(yàn)室中采用圖3所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng)
A.②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
5.下列關(guān)系圖中,A是一種正鹽,B是氣態(tài)氫化物,C是單質(zhì),F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去),當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),過量的B跟Cl2反應(yīng)除生成C外,另一產(chǎn)物是鹽酸鹽。

下列說法中不正確的是( )
A.當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)可能是H2SO4
B.當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)是HNO3
C.B和Cl2的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)
D.當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)
6.向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L,固體物質(zhì)完全反應(yīng),生成NO和Cu(NO3)2,在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此時(shí)溶液呈中性。金屬離子已完全沉淀,沉淀質(zhì)量為39.2g。下列有關(guān)說法不正確的是
A.Cu與Cu2O的物質(zhì)的量之比為2∶1 B.硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.6mol/L
C.產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L D.Cu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO3為0.2mol
7.下列“類比”合理的是
A.Na與H2O反應(yīng)生成NaOH和H2,則Fe與H2O反應(yīng)生成Fe(OH)3和H2
B.NaClO溶液與CO2反應(yīng)生成NaHCO3和HClO,則NaClO溶液與SO2反應(yīng)生成NaHSO3和HClO
C.Na3N與鹽酸反應(yīng)生成NaCl和NH4Cl,則Mg3N2與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2和NH4Cl
D.NaOH溶液與少量AgNO3溶液反應(yīng)生成Ag2O和NaNO3,則氨水與少量AgNO3溶液反應(yīng)生成Ag2O和NH4NO3
8.碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時(shí)通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖裝置),下列有關(guān)說法正確的是( )

A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇
B.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇
C.在Z導(dǎo)管出來的氣體中沒有二氧化碳
D.在Z導(dǎo)管口排出無色氣體
9.將3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 mol·L-1的HNO3充分反應(yīng),還原產(chǎn)物有NO和NO2,若反應(yīng)后溶液中有a mol H+,則此時(shí)溶液中含的物質(zhì)的量為(  )
A.0.5a mol B.0.1a mol
C.(0.1+a)mol D.2a mol
10.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶解。向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如圖所示已知硝酸只被還原為NO氣體。下列分析或結(jié)果錯(cuò)誤的是

A.原混合酸中的物質(zhì)的量為
B.OA段產(chǎn)生的是NO,AB段發(fā)生的反應(yīng)為,BC段產(chǎn)生氫氣
C.第二份溶液中最終溶質(zhì)為
D.濃度為
11.下列實(shí)驗(yàn)中的顏色變化,與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是

A
B
C
D
實(shí)驗(yàn)
NaOH溶液滴入FeSO4溶液中
石蕊溶液滴入氯水中
Na2S溶液滴入AgCl濁液中
熱銅絲插入稀硝酸中
現(xiàn)象
產(chǎn)生白色沉淀,隨后變?yōu)榧t褐色
溶液變紅,隨后迅速褪色
沉淀由白色逐漸變?yōu)楹谏?br /> 產(chǎn)生無色氣體,隨后變?yōu)榧t棕色

A.A B.B C.C D.D
12.在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):

下列說法中不正確的是:
A.Ⅰ種氣體有無色變紅棕色的化學(xué)方程式為:2NO+O2=2NO2
B.Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng)
C.對(duì)比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象,說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3
D.針對(duì)Ⅲ中現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計(jì),可判斷Fe是否被氧化
13.用如圖所示裝置探究Cl2和NO2在NaOH溶液中的反應(yīng),若通入適當(dāng)比例的Cl2和NO2,即發(fā)生反應(yīng)Cl2+2NO2+4NaOH=2NaNO3+2NaCl+2H2O。

下列敘述正確的是
A.實(shí)驗(yàn)室中用二氧化錳與3 mol·L-1的鹽酸共熱制備氯氣
B.裝置Ⅰ中盛放的試劑是濃硫酸,作用是干燥氯氣
C.裝置Ⅲ的作用是便于控制通入NO2的量
D.若制備的NO2中含有NO,應(yīng)將混合氣體通入水中以除去NO
14.硝酸廠的煙氣中含有大量的氮氧化物(NOx),將煙氣與H2的混合氣體通入Ce(SO4)2與Ce2(SO4)3[Ce中文名“鈰”]的混合溶液中實(shí)現(xiàn)無害化處理,其轉(zhuǎn)化過程如圖所示。下列說法正確的是

A.該轉(zhuǎn)化過程的實(shí)質(zhì)為NOx被H2還原
B.x=l時(shí),過程II中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2:1
C.處理過程中,混合溶液中Ce3+和Ce4+總數(shù)減少
D.過程I發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:H2+Ce4+=2H++Ce3+
15.利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將液體X逐滴加入到固體Y中。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)論正確的是
選項(xiàng)
X
Y
Z
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)論
裝置
A
稀硫酸
亞硫酸鈉
品紅溶液
SO2能氧化品紅

B
雙氧水
MnO2
氫硫酸溶液
產(chǎn)生渾濁
C
濃鹽酸
石灰石
硅酸鈉溶液
非金屬性:C>Si
D
濃硝酸
Cu

試管中液體變紅

二、實(shí)驗(yàn)題(共5題)
16.氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NOx反應(yīng)進(jìn)行了探究?;卮鹣铝袉栴}:
(1)氨氣的制備

①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_________,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→______(按氣流方向,用小寫字母表示)。
(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)
將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

操作步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
解釋原因
打開K1,推動(dòng)注射器活塞,使X中的氣體緩慢通入Y管中
①Y管中_____________
②反應(yīng)的化學(xué)方程式
____________
將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復(fù)到室溫
Y管中有少量水珠
生成的氣態(tài)水凝集
打開K2
③_______________
④______________


17.煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一,為了監(jiān)測(cè)其含量,選用如下采樣和檢測(cè)方法?;卮鹣铝袉栴}:
Ⅰ.采樣

采樣步驟:
①檢驗(yàn)系統(tǒng)氣密性;②加熱器將煙道氣加熱至140℃;③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣;④采集無塵、干燥的氣樣;⑤關(guān)閉系統(tǒng),停止采樣。
(1)A中裝有無堿玻璃棉,其作用是___________。
(2)C中填充的干燥劑是(填序號(hào))___________。
A.堿石灰 B.無水CuSO4 C.P2O5
(3)用實(shí)驗(yàn)室常用儀器組裝一套裝置,其作用是與D(裝有堿液)相同,在虛線框中畫出該裝置的示意圖,標(biāo)明氣體的流向及試劑。______________

(4)采樣步驟②加熱煙道氣的目的是___________。
Ⅱ.NOx含量的測(cè)定
將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化為NO3?,加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液,加入v1 mL c1 mol·L?1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量),充分反應(yīng)后,用c2 mol·L?1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+,終點(diǎn)時(shí)消耗v2 mL。
(5)NO被H2O2氧化為NO3?的離子方程式是___________。
(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有___________。
(7)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng):
3Fe2++NO3?+4H+NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_________mg·m?3。
(8)判斷下列情況對(duì)NOx含量測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高” 、“偏低”或“無影響 ”)
若缺少采樣步驟③,會(huì)使測(cè)試結(jié)果___________。
若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),會(huì)使測(cè)定結(jié)果___________。
18.硝基苯是重要的化工原料,用途廣泛。
I.制備硝基苯的化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
+HO-NO2+H2O
II.可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
物質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
密度(20℃)/g·cm-3
溶解性

5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
難溶于水
濃硝酸
___
83
1.4
易溶于水
濃硫酸
___
338
1.84
易溶于水
III.制備硝基苯的反應(yīng)裝置圖如下:


IV .制備、提純硝基苯的流程如下:


請(qǐng)回答下列問題:
(1)配制混酸時(shí),應(yīng)在燒杯中先加入___________ ;反應(yīng)裝置中的長玻璃導(dǎo)管最好用___________代替(填儀器名稱);恒壓滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是___________。
(2)步驟①反應(yīng)溫度控制在50~60°C的主要原因是___________;步驟②中分離混合物獲得粗產(chǎn)品1的實(shí)驗(yàn)操作名稱是___________。
(3)最后一次水洗后分液得到粗產(chǎn)品2時(shí),粗產(chǎn)品2應(yīng)___________ (填“a” 或“b”)。
a.從分液漏斗上口倒出 b.從分液漏斗下口放出
(4)粗產(chǎn)品1呈淺黃色,粗產(chǎn)品2為無色。粗產(chǎn)品1呈淺黃色的原因是___________。
(5)步驟④用到的固體D的名稱為___________。
(6)步驟⑤蒸餾操作中,錐形瓶中收集到的物質(zhì)為___________。
19.NH3及其鹽都是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3,反應(yīng)發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為_____。

(2)按下圖裝置進(jìn)行NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。

①先打開旋塞1,B瓶中的現(xiàn)象是_______,原因是__________,穩(wěn)定后,關(guān)閉旋塞1。
②再打開旋塞2,B瓶中的現(xiàn)象是_________________。
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究某一種因素對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。
限制試劑與儀器:固體NH4Cl、蒸餾水、100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計(jì)、溫度計(jì)、恒溫水浴槽(可控制溫度)
①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縚_____對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,擬定實(shí)驗(yàn)表格,完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關(guān)物理量及需擬定的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)用字母表示;表中V(溶液)表示所配制溶液的體積)。_________________
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)

V(溶液)/mL







……

1

100









2

100












③按實(shí)驗(yàn)序號(hào)I所擬數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若讀取的待測(cè)物理量的數(shù)值為Y,則NH4Cl水解反應(yīng)得平衡轉(zhuǎn)化率
為_____(只列出算式,忽略水自身電離的影響)。
20.某課外活動(dòng)小組欲利用 CuO 與 NH3 反應(yīng),研究 NH3 的某種性質(zhì)并測(cè)定其組成,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置未畫出)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問題:

(1)儀器a的名稱為_____;儀器b中可選擇的試劑為________(填名稱)。
(2)實(shí)驗(yàn)室中,利用裝置A,還可制取的無色氣體是______ (填字母)。
A.Cl2 B.O2 C.CO2 D.NO2
(3)實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體,量氣管有無色無味的氣體,上述現(xiàn)象證明NH3具有______性,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式____________。
(4)E裝置中濃硫酸的作用________。
(5)讀取氣體體積前,應(yīng)對(duì)裝置F進(jìn)行的操作:__________。
(6)實(shí)驗(yàn)完畢,若測(cè)得干燥管D增重mg,裝置F測(cè)得氣體的體積為nL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),則氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比為___________(用含m、n字母的代數(shù)式表示)。
21.亞硝酸鈉(NaNO2)易溶于水,微溶于乙醇,可作為肉類食品的護(hù)色劑,并可以防止肉毒桿菌在肉類食品中生長,保持肉制品的結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)價(jià)值;但是過量攝入會(huì)導(dǎo)致中毒。某化學(xué)興趣小組對(duì)亞硝酸鈉進(jìn)行多角度探究:
I.亞硝酸鈉的制備

(1)實(shí)驗(yàn)中用恒壓滴液漏斗,相比普通分液漏斗,其顯著優(yōu)點(diǎn)是________。
(2)D中澄清石灰水變渾濁,則C中制備NaNO2的離子方程式為_______。
II.探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物
已知:①NO+NO2+2OH-=2NO+H2O ②氣體液化的溫度:NO2:21℃,NO:-152℃
(3)反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾,先通入一段時(shí)間氮?dú)?,其目的是______。
(4)為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物,裝置的連接順序(從左→右連接):A、C、______、_______、______。

(5)關(guān)閉彈簧夾,打開分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中產(chǎn)生紅棕色氣體。
①確認(rèn)A中產(chǎn)生的氣體含有NO,依據(jù)的現(xiàn)象是_______。
②裝置E的作用是________。
③通過上述實(shí)驗(yàn)探究過程,可得出裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
III.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酸性條件下NaNO2具有氧化性
(6)供選用的試劑:NaNO2溶液、KMnO4溶液、FeSO4溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液。根據(jù)提供的試劑,設(shè)計(jì)酸性條件下NaNO2具有氧化性的實(shí)驗(yàn)方案:_____。
參考答案
1.D
【詳解】
A.是紅棕色且有刺激性氣味的氣體,而是無色有刺激性氣味的氣體,A錯(cuò)誤;
B.汽車尾氣的主要大氣污染物為C與N的氧化物,如NOx和CO等,B錯(cuò)誤;
C.氮的固定是指將游離態(tài)的氮元素轉(zhuǎn)化為化合態(tài),且植物可吸收土壤中的銨根離子或硝酸根離子作為肥料,不能直接吸收空氣中的氮氧化物,C錯(cuò)誤;
D.工業(yè)廢氣中的可采用石灰法進(jìn)行脫除,如加入石灰石或石灰乳均可進(jìn)行脫硫處理,D正確;
故選D。
2.C
【詳解】
A、稀硝酸被Cu還原為NO,故A錯(cuò)誤;
B、Cu與稀硫酸不反應(yīng),但硝酸銅在酸性條件下具有硝酸的強(qiáng)氧化性,繼續(xù)與Cu反應(yīng),稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱,故B錯(cuò)誤;
C、實(shí)驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4═4CuSO4+2NO↑+4H2O,正確;
D、由上述實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:Cu在常溫下可以和稀硝酸反應(yīng),故D錯(cuò)誤。
故答案選C。
3.A
【詳解】
A.H2O2溶液中沒有加FeCl3溶液前幾乎無氣泡產(chǎn)生,加入后產(chǎn)生大量氣泡,說明FeCl3對(duì) H2O2的分解起催化作用,A正確;
B.醛基、碳碳雙鍵都可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化,因此不能根據(jù)溶液的紫紅色褪去來確定丙烯醛中含有碳碳雙鍵,B錯(cuò)誤;
C. 向某溶液中滴加稀H2SO4溶液,產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,原溶液可能含有SO32-,也可能含有HSO3-或S2O32-等離子,C錯(cuò)誤;
D.若溶液中含有NH4+,由于溶液稀,反應(yīng)產(chǎn)生NH3?H2O,也不能放出氨氣,因此不能看到濕潤的紅色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色,D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是A。
4.C
【分析】
分析每種裝置中出現(xiàn)的相應(yīng)特點(diǎn),再判斷這樣的裝置特點(diǎn)能否達(dá)到處理污染氣體,減少污染的效果。
【詳解】
①圖1所示裝置在實(shí)驗(yàn)中用帶有酚酞的水吸收逸出的氨氣,防止氨氣對(duì)空氣的污染,符合“綠色化學(xué)”,故①符合題意;
②圖2所示裝置用沾有堿液的棉球吸收多余的氯氣,能有效防止氯氣對(duì)空氣的污染,符合“綠色化學(xué)”,故②符合題意;
③氨氣與氯化氫氣體直接散發(fā)到空氣中,對(duì)空氣造成污染,不符合防止污染的理念,不符合“綠色化學(xué)”,故③不符合題意;
④圖3所示裝置中,銅絲可以活動(dòng),能有效地控制反應(yīng)的發(fā)生與停止,用氣球收集反應(yīng)產(chǎn)生的污染性氣體,待反應(yīng)后處理,也防止了對(duì)空氣的污染,符合“綠色化學(xué)”,故④符合題意;
故符合“綠色化學(xué)”的為①②④。
故選C。
【點(diǎn)睛】
“綠色化學(xué)”是指在源頭上消除污染,從而減少污染源的方法,與“綠色化學(xué)”相結(jié)合的往往是原子利用率,一般來說,如果所有的反應(yīng)物原子都能進(jìn)入指定的生成物的話,原子的利用率為100%。
5.D
【分析】
根據(jù)圖中的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,A一定是弱酸的銨鹽,當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),A、B、C、D、E、F分別是:Na2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4;當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),A、B、C、D、E、F分別是:NH4Cl、NH3、N2、NO、NO2、HNO3。
【詳解】
A.由上述分析可知,當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),F(xiàn)是H2SO4,故A正確;
B.由上述分析可知,當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),F(xiàn)是HNO3,故B正確;
C.無論B是H2S 還是NH3,B和Cl2的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng),故C正確;
D.當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),C是硫,在常溫下是固態(tài)單質(zhì),故D錯(cuò)誤;
答案選D。
6.B
【詳解】
設(shè)Cu和Cu2O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol,根據(jù)題意,則有
64x+144y=27.2……①
由Cu→Cu(OH)2、Cu2O→2Cu(OH)2可得34x+68y-16y=39.2-27.2……②
解得x=0.2、y=0.1
A、Cu與Cu2O的物質(zhì)的量之比為0.2∶0.1=2∶1,A正確;
B、根據(jù)氮原子守恒可知硝酸的物質(zhì)的量為1.0mol+(0.2 mol×2+0.1 mol×2)/3=1.2 mol,硝酸的物質(zhì)的量濃度為1.2 mol /0.5L =2.4 mol/L,B不正確;
C、根據(jù)電子得失守恒可知產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L/ mol×(0.2 mol×2+0.1 mol×2)/3=4.48L,C正確;
D、根據(jù)氮原子守恒可知Cu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO3為1.0mol-0.2 mol×2-0.1 mol×2×2=0.2mol,D正確。
答案選B。
7.C
【詳解】
A.Na與水反應(yīng)生成NaOH和H2,F(xiàn)e與冷水、熱水都不反應(yīng),F(xiàn)e與水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4和H2,A不合理;
B.NaClO具有強(qiáng)氧化性,SO2具有較強(qiáng)的還原性,NaClO溶液與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)SO2被氧化成,ClO-被還原成Cl-,B不合理;
C.Na3N與鹽酸反應(yīng)生成NaCl和NH4Cl:Na3N+4HCl=3NaCl+NH4Cl,Mg3N2與鹽酸反應(yīng)生成MgCl2和NH4Cl:Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl,C合理;
D.氨水與少量AgNO3反應(yīng)生成[Ag(NH3)2]+:Ag++2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O,D不合理;
答案選C。
8.B
【詳解】
C與濃硫酸共熱反應(yīng)生成CO2、SO2和H2O,產(chǎn)生的氣體X中含CO2、SO2;Cu與濃HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO2和H2O,氣體Y中含NO2;將X、Y同時(shí)通入足量BaCl2溶液中,發(fā)生的反應(yīng)有3NO2+H2O=2HNO3+NO、3SO2+2HNO3+2H2O=3H2SO4+2NO、H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。
A. 根據(jù)上述分析,洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是BaSO4,CO2與BaCl2溶液不反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B. 根據(jù)上述分析,洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是BaSO4,B項(xiàng)正確;
C. CO2不能被BaCl2溶液吸收,從Z導(dǎo)管出來的氣體中含CO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D. 反應(yīng)中有NO生成,在Z導(dǎo)管口NO遇空氣中氧氣變?yōu)榧t棕色的NO2氣體,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選B。
9.C
【詳解】
反應(yīng)后溶液中有硝酸銅和硝酸,其中硝酸是amol。3.2g銅是0.05mol,則硝酸銅是0.05mol,所以溶液中硝酸根的物質(zhì)的量是amol+0.1mol即(0.1+a)mol;
答案選C。
10.A
【分析】
由圖象可知,由于鐵過量,OA段發(fā)生反應(yīng)為:,AB段發(fā)生反應(yīng)為:Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段發(fā)生反應(yīng)為:Fe+2H+=Fe2++H2↑。
A、OA段發(fā)生反應(yīng)為:,硝酸全部起氧化劑作用,根據(jù)鐵的物質(zhì)的量結(jié)合離子方程式計(jì)算;
B、鐵先與硝酸反應(yīng)生成一氧化氮與鐵離子,之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子,最后是鐵和硫酸反應(yīng);
C、鐵先與硝酸反應(yīng),之后鐵與鐵離子反應(yīng)生產(chǎn)亞鐵離子,最后是鐵和硫酸反應(yīng),鐵單質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為亞鐵離子,硝酸全部起氧化劑作用,沒有顯酸性的硝酸;
D、根據(jù)鐵和硫酸的反應(yīng)中鐵的質(zhì)量來確定所需硫酸的量,進(jìn)而確定硫酸的濃度。
【詳解】
A、根據(jù)題圖可知,OA段發(fā)生的反應(yīng)為:,硝酸全部起氧化劑作用,所以每份混合酸中,所以原混合酸中的物質(zhì)的量為,A符合題意;
B、OA段發(fā)生的反應(yīng)為:,產(chǎn)生NO,AB段發(fā)生的反應(yīng)為,BC段發(fā)生的反應(yīng)為,產(chǎn)生氫氣,B不符合題意;
C、第二份溶液中硝酸全部被還原,因?yàn)槿芤褐杏?,并且Fe全部轉(zhuǎn)化為,所以最終溶液中溶質(zhì)為,C不符合題意;
D、反應(yīng)最終消耗,其物質(zhì)的量為,所有的鐵都以硫酸亞鐵的形式存在于溶液中,根據(jù)守恒可知,每份溶液中含硫酸,所以硫酸的濃度是,D不符合題意;
故答案為:A。
【點(diǎn)睛】
硝酸與鐵的反應(yīng)中需注意,若只有硝酸與鐵發(fā)生反應(yīng),則硝酸體現(xiàn)氧化性、酸性,若硝酸和其它酸組成的混酸與金屬單質(zhì)發(fā)生反應(yīng),則硝酸有可能只是體現(xiàn)出氧化性,是否體現(xiàn)出酸性,取決于溶液中氫離子的量,因此在硝酸與其它酸組成的混酸溶液與金屬單質(zhì)反應(yīng)的相關(guān)計(jì)算時(shí),需利用離子反應(yīng)方程式計(jì)算。
11.C
【詳解】
分析:A項(xiàng),白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀時(shí)的反應(yīng)為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;B項(xiàng),紅色褪色是HClO表現(xiàn)強(qiáng)氧化性;C項(xiàng),白色沉淀變?yōu)楹谏珪r(shí)的反應(yīng)為2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl;D項(xiàng),氣體由無色變?yōu)榧t棕色時(shí)的反應(yīng)為2NO+O2=2NO2。
詳解:A項(xiàng),NaOH溶液滴入FeSO4溶液中產(chǎn)生白色Fe(OH)2沉淀,白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀時(shí)的反應(yīng)為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,該反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降,為氧化還原反應(yīng);B項(xiàng),氯水中存在反應(yīng)Cl2+H2OHCl+HClO,由于氯水呈酸性,石蕊溶液滴入后溶液先變紅,紅色褪色是HClO表現(xiàn)強(qiáng)氧化性,與有色物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng);C項(xiàng),白色沉淀變?yōu)楹谏珪r(shí)的反應(yīng)為2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl,反應(yīng)前后元素化合價(jià)不變,不是氧化還原反應(yīng);D項(xiàng),Cu與稀HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO氣體和H2O,氣體由無色變?yōu)榧t棕色時(shí)的反應(yīng)為2NO+O2=2NO2,反應(yīng)前后元素化合價(jià)有升降,為氧化還原反應(yīng);與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是C項(xiàng),答案選C。
點(diǎn)睛:本題考查氧化還原反應(yīng)的判斷,分析顏色變化的原因、理解氧化還原反應(yīng)的特征是解題的關(guān)鍵。
12.C
【詳解】
A.I是鐵與稀硝酸反應(yīng)生成無色氣體NO,NO被空氣中的氧氣氧化生成紅棕色的NO2氣體,故A正確;
B.II的現(xiàn)象是因?yàn)殍F發(fā)生了鈍化,F(xiàn)e表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng),故B正確;
C.實(shí)驗(yàn)II反應(yīng)停止是因?yàn)榘l(fā)生了鈍化,不能用來比較稀硝酸和濃硝酸的氧化性強(qiáng)弱,物質(zhì)氧化性強(qiáng)弱只能通過比較物質(zhì)得電子能力大小來分析,故C錯(cuò)誤;
D.III中Fe、Cu都能與硝酸反應(yīng),二者接觸,符合原電池構(gòu)成條件,要想驗(yàn)證鐵是否為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),可以連接電流計(jì),故D正確。
答案選C。
13.C
【詳解】
A.實(shí)驗(yàn)室中用二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣,而3 mol·L-1的鹽酸是稀鹽酸,因此不能發(fā)生反應(yīng)制取氯氣,A錯(cuò)誤;
B.該實(shí)驗(yàn)不需要保證氯氣是干燥的,所以裝置Ⅰ中盛放的試劑是飽和NaCl溶液,作用是除去氯氣中的雜質(zhì)HCl氣體,B錯(cuò)誤;
C.由于NO2氣體不能再CCl4中溶解,氣體通過裝置Ⅲ,可根據(jù)導(dǎo)氣管口氣泡的多少,觀察氣體流速,因此其作用是便于控制通入NO2的量,C正確;
D.若制備的NO2中含有NO,將混合氣體通入水中,會(huì)發(fā)生反應(yīng):3NO2+H2O=2HNO3+NO,最后導(dǎo)致氣體完全變質(zhì),D錯(cuò)誤;
故合理選項(xiàng)是C。
14.A
【分析】
分析轉(zhuǎn)化過程圖,可知在過程I中發(fā)生H2+2Ce4+=2H++2Ce3+,在過程Ⅱ中發(fā)生2NOx+4xH++4xCe3+=2xH2O+N2+4xCe4+,據(jù)此進(jìn)行分析。
【詳解】
A.由分析可知,總反應(yīng)可以看作煙氣與氫氣反應(yīng),該轉(zhuǎn)化過程的實(shí)質(zhì)為NOx被H2還原,A項(xiàng)正確;
B.x=1時(shí),根據(jù)圖示,過程II中發(fā)生2NO+4H++4Ce3+= 2H2O+N2+4Ce4+,N的化合價(jià)降低,NO為氧化劑,Ce3+為還原劑,根據(jù)得失電子守恒:,因此氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.過程I發(fā)生H2+2Ce4+=2H++2Ce3+,過程II發(fā)生2NOx+4xH++4xCe3+=2xH2O+N2+4xCe4+,處理過程中,混合液中Ce3+和Ce4+總數(shù)不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.根據(jù)圖示,過程I發(fā)生H2+Ce4+→H++Ce3+,利用化合價(jià)升降法進(jìn)行配平,離子方程式為H2+2Ce4+=2H++2Ce3+,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選A。
15.B
【詳解】
A.SO2能使品紅溶液褪色不是SO2的還原性而是SO2的漂白性,A錯(cuò)誤;
B.雙氧水能在MnO2的催化作用下生成氧氣,氧氣能與氫硫酸溶液反應(yīng)生成淡黃色硫單質(zhì),產(chǎn)生渾濁,B正確;
C.濃鹽酸具有揮發(fā)性,無法確定是碳酸生成硅酸還是揮發(fā)出的氯化氫生成了硅酸,C錯(cuò)誤;
D.濃硝酸與銅生成NO2氣體,NO2與水反應(yīng)生成無色的硝酸和NO,D錯(cuò)誤;
故選B。
16.A(或B) 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O) d→c→f→e→i 紅棕色氣體慢慢變淺 8NH3+6NO27N2 +12H2O Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象 反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,Y管中壓強(qiáng)小于外壓
【詳解】
(1)①實(shí)驗(yàn)室可以用加熱固體氯化銨和氫氧化鈣的方法制備氨氣,反應(yīng)物狀態(tài)為固體,反應(yīng)條件為加熱,所以選擇A為發(fā)生裝置,反應(yīng)方程式為Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,也可以選擇裝置B用加熱濃氨水的方法制備氨氣,反應(yīng)方程式為NH3·H2ONH3↑+H2O,故答案為A (或B);Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(或B NH3·H2ONH3↑+H2O);
②實(shí)驗(yàn)室制備的氨氣中含有水蒸氣,氨氣為堿性氣體,應(yīng)選擇盛有堿石灰的干燥管干燥氣體,氨氣極易溶于水,密度小于空氣密度,所以應(yīng)選擇向下排空氣法收集氣體,氨氣極易溶于水,尾氣可以用水吸收,注意防止倒吸的發(fā)生,所以正確的連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→d→c→f→e→i;故答案為d→c→f→e→i;
(2)打開K1,推動(dòng)注射器活塞,使X中的氣體緩慢充入Y管中,則氨氣與二氧化氮發(fā)生歸中反應(yīng) 生成無色氮?dú)猓钥吹浆F(xiàn)象為:紅棕色氣體慢慢變淺;根據(jù)反應(yīng)8NH3+6NO27N2+12H2O以及裝置恢復(fù)至室溫后氣態(tài)水凝聚可判斷反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,Y裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低,所以打開K2在大氣壓的作用下Z中NaOH溶液發(fā)生倒吸,故答案為紅棕色氣體慢慢變淺;8NH3+6NO27N2 +12H2O;Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象;反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,Y管中壓強(qiáng)小于外壓。

17.除塵 c 防止NOx溶于冷凝水 2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O 錐形瓶、酸式滴定管 偏低 偏高
【分析】
本題主要考查了定量實(shí)驗(yàn)的基本過程。首先要仔細(xì)分析題目的流程圖,注意分析每一步的作用和原理,再結(jié)合題目中每個(gè)問題的提示進(jìn)行解答。
【詳解】
(1)A的過程叫“過濾”,所以其中玻璃棉的作用一定是除去煙道氣中的粉塵。
(2)堿石灰是堿性干燥劑可能與NOX反應(yīng),所以不能使用。硫酸銅的吸水能力太差,一般不用做干燥劑,所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥劑,與NOX不反應(yīng),所以選項(xiàng)c正確。
(3)實(shí)驗(yàn)室通常用洗氣瓶來吸收氣體,與D相同應(yīng)該在洗氣瓶中加入強(qiáng)堿(氫氧化鈉)溶液,所以答案為:。
(4)加熱煙道氣的目的是避免水蒸氣冷凝后,NOX溶于水中。
(5)NO被H2O2氧化為硝酸,所以反應(yīng)的離子方程式為:2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。
(6)滴定中使用酸式滴定管(本題中的試劑都只能使用酸式滴定管)和錐形瓶。
(7)用c2 mol·L?1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+,終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL,此時(shí)加入的Cr2O72-為c2V2/1000 mol;所以過量的Fe2+為6c2V2/1000 mol;則與硝酸根離子反應(yīng)的Fe2+為(c1V1/1000-6c2V2/1000) mol;所以硝酸根離子為(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol;根據(jù)氮元素守恒,硝酸根與NO2的物質(zhì)的量相等??紤]到配制100mL溶液取出來20mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所以NO2為5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol,質(zhì)量為46×5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 g,即230(c1V1-6c2V2)/3 mg。這些NO2是VL氣體中含有的,所以含量為230(c1V1-6c2V2)/3V mg·L-1,即為1000×230(c1V1-6c2V2)/3V mg·m-3,所以答案為: mg·m?3。
(8)若缺少采樣步驟③,裝置中有空氣,則實(shí)際測(cè)定的是煙道氣和空氣混合氣體中NOX的含量,測(cè)定結(jié)果必然偏低。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化,計(jì)算時(shí)仍然認(rèn)為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的,所以測(cè)定結(jié)果偏高。
【點(diǎn)睛】
注意本題中的流程圖,裝置D實(shí)際不是為了測(cè)定含量進(jìn)行吸收,裝置D相當(dāng)于是尾氣吸收。樣品氣的吸收應(yīng)該是在“采樣處”進(jìn)行的。
18.濃硝酸 球形(或蛇形)冷凝管 平衡氣壓,使混合酸能順利留下 防止副反應(yīng)發(fā)生 分液 b 其中溶有濃硝酸分解的二氧化氮 無水氯化鈣或無水硫酸鎂等固體干燥劑 苯
【分析】
制備、提純硝基苯流程:苯環(huán)上的一個(gè)氫原子能與硝酸中的硝基發(fā)生取代反應(yīng)得到硝基苯,所以反應(yīng)①的化學(xué)方程式為:+HO-NO2 +H2O,混合物為苯、硝基苯、濃硝酸、濃硫酸,硝基苯是油狀液體,難溶于水,密度比水大,苯微溶于水,與硝基苯互溶,在下層,步驟②為分離互不相溶的液態(tài)混合物,應(yīng)采取分液操作;粗產(chǎn)品1中有殘留的硝酸及硫酸,步驟③依次用蒸餾水、Na2CO3溶液、蒸餾水洗滌,除去粗產(chǎn)品中殘留的酸,有機(jī)層為苯和硝基苯的混合物,還殘留有水,步驟④用無水CaCl2或無水硫酸鎂干燥有機(jī)混合物,過濾,步驟⑤進(jìn)行蒸餾,分離苯和硝基苯,得到純硝基苯,據(jù)此結(jié)合有機(jī)物的性質(zhì)與應(yīng)用回答問題。
【詳解】
(1)濃硫酸密度大于濃硝酸,濃硫酸與濃硝酸混合放出大量的熱,則該實(shí)驗(yàn)中配制混酸應(yīng)將濃硫酸注入濃硝酸中,及時(shí)攪拌和冷卻,以防止液體暴沸;苯、濃硝酸沸點(diǎn)低,易揮發(fā),球形(或蛇形)冷凝管能更好冷凝回流揮發(fā)的苯、濃硝酸,從而可減少反應(yīng)物的損失,提高轉(zhuǎn)化率;和普通分液漏斗相比,恒壓滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡內(nèi)外壓強(qiáng),使混合酸順利滴下;
(2)濃硫酸和濃硝酸是強(qiáng)腐蝕性酸,且具有強(qiáng)氧化性,溫度不能過高,應(yīng)控制在50~60°C,溫度過高有副反應(yīng)發(fā)生;混合物為苯、硝基苯、濃硝酸、濃硫酸,硝基苯是油狀液體,難溶于水,密度比水大,苯微溶于水,與硝基苯互溶,在下層,步驟②為分離互不相溶的液態(tài)混合物,應(yīng)采取分液操作;
(3)最后一次水洗后分液得到粗產(chǎn)品2為硝基苯和苯的混合物,采用分液方法分離,因?yàn)橄趸降拿芏缺人?,所以粗產(chǎn)品2應(yīng)從分液漏斗下口放出,故選b;
(4)粗產(chǎn)品1中除了硝基苯,還溶入了濃硝酸,濃硝酸受熱易分解,溶有濃硝酸分解產(chǎn)生的二氧化氮導(dǎo)致其呈淺黃色;
(5)步驟③依次用蒸餾水、Na2CO3溶液、蒸餾水洗滌,除去粗產(chǎn)品中殘留的酸,有機(jī)層為苯和硝基苯的混合物,還殘留有水,步驟④用無水CaCl2或無水硫酸鎂干燥有機(jī)混合物,過濾,得到苯和硝基苯的混合物;
(6)步驟⑤為蒸餾操作,分離苯和硝基苯,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,苯的沸點(diǎn)為80℃,硝基苯的沸點(diǎn)為210.9℃,則錐形瓶中收集到的物質(zhì)為苯。
19.A、C、G 產(chǎn)生白煙 打開旋塞1,氯化氫與氨氣混合反應(yīng)生成了白色氯化銨固體小顆粒,形成白煙 燒杯中的石蕊溶液會(huì)倒流進(jìn)入到B瓶中,形成紅色溶液 溫度(或濃度) 若探究溫度對(duì)NH4Cl水解程度的影響時(shí)數(shù)據(jù)為:
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)

V(溶液)/mL

NH4Cl質(zhì)量(g)

溫度(℃)

pH

……

1

100

m

T1

Y



2

100

m

T2

Z





若探究濃度對(duì)NH4Cl水解程度的影響時(shí)數(shù)據(jù)為:
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)

V(溶液)/mL

NH4Cl質(zhì)量(g)

溫度(℃)

pH

……

1

100

m1

T

Y



2

100

m2

T

Z



(10-Y×5.35)/m
【分析】
(1)實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3,依據(jù)反應(yīng)條件和反應(yīng)物狀態(tài)確定發(fā)生裝置;依據(jù)氨氣易溶于水,密度小于空氣密度選擇收集裝置;依據(jù)氨氣極易溶于水特點(diǎn)選擇尾氣處理裝置;
(2)①據(jù)AB容器壓強(qiáng)及AB混合后壓強(qiáng)相等,氨氣和氯化氫反應(yīng)生成白色固體氯化銨分析解答;
②氨氣、氯化氫為氣體,反應(yīng)生成的氯化銨是固體,壓強(qiáng)減小,氯化銨為強(qiáng)酸弱堿鹽,溶液顯酸性,據(jù)此解答;
(3)①根據(jù)影響NH4Cl水解的因素以及題干提供的限選試劑與儀器分析;
②氯化銨為強(qiáng)酸弱堿鹽,水解溶液呈酸性,所配制溶液的體積,根據(jù)溫度不同,鹽類水解后PH不同,進(jìn)行設(shè)計(jì)表格數(shù)據(jù);
③讀取的待測(cè)物理量的數(shù)值為Y,Y為pH值,pH=-lgc(H+)可求算出氫離子濃度,根據(jù)NH4++H2O?NH3?H2O+H+,求解NH4Cl水解反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。
【詳解】
(1)NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3是固體混合物加熱制取氣體的反應(yīng),有水生成,試管口應(yīng)向下傾斜,發(fā)生裝置選A,NH3密度比空氣小,用向下排空氣法收集,收集裝置選C,氨氣極易溶于水,要用防倒吸裝置,但不能距離水太遠(yuǎn),也不能插入液面以下,選G,故選A、C、G;
(2)①先打開旋塞1,B瓶中的現(xiàn)象是產(chǎn)生白色的煙;原因是先打開旋塞1,氯化氫與氨氣揮發(fā)出來,氯化氫與氨氣反應(yīng)生成了氯化銨小顆粒,氯化銨小顆粒形成白煙;
②再打開旋塞2,B瓶中的現(xiàn)象是燒杯中的石蕊溶液會(huì)倒流進(jìn)入到B瓶中,是因?yàn)闅怏w參與反應(yīng)后使得燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)變小,打開旋塞2后,大氣壓就會(huì)把燒杯中的溶液壓到燒瓶中來,同時(shí)由于A中的HCl不可能全部進(jìn)入B中,A中HCl過量,就算不能完全進(jìn)入B瓶,B中的氨氣也應(yīng)能完全反應(yīng),形成氯化銨,石蕊溶液進(jìn)入B中,B中的NH4Cl溶于石蕊溶液,溶液顯酸性,所以石蕊試液顯紅色;
(3)①主要采用控制變量的方法,根據(jù)給出的儀器,有可控制溫度水浴槽,那么可以完成溫度對(duì)NH4Cl水解程度的影響,天平可以稱出不同質(zhì)量NH4Cl,那么可以配制出不同濃度的溶液,就可以探究濃度對(duì)NH4Cl水解程度的影響,故答案為溫度或濃度。
①如果探究溫度的影響那么控制濃度相同,改變溫度,如果探究濃度相同,那么就要控制溫度相同,不管哪一種探究都需要配制一定濃度的NH4Cl溶液,那么需要稱量NH4Cl的質(zhì)量,但不管探究的是哪種因素的影響,都需要使用pH計(jì)通過測(cè)量水解后溶液的pH來判斷其水解程度,所以在表格中都應(yīng)有一項(xiàng)為pH值。
若探究溫度對(duì)NH4Cl水解程度的影響時(shí)數(shù)據(jù)為:
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)

V(溶液)/mL

NH4Cl質(zhì)量(g)

溫度(℃)

pH

……

1

100

m

T1

Y



2

100

m

T2

Z







若探究濃度對(duì)NH4Cl水解程度的影響時(shí)數(shù)據(jù)為:
物理量
實(shí)驗(yàn)序號(hào)

V(溶液)/mL

NH4Cl質(zhì)量(g)

溫度(℃)

pH

……

1

100

m1

T

Y



2

100

m2

T

Z







如果pH 為Y,那么c(H+)=10-Ymol/L,物質(zhì)的量為10-Ymol/L×0.1L=10-Y-1mol,那么水解的NH4Cl的物質(zhì)的量也為10-Y-1mol,質(zhì)量為10-Y-1mol×53.5g/mol=10-Y×5.35g,則NH4Cl水解反應(yīng)得平衡轉(zhuǎn)化率為:( 10-Y×5.35)/m。
【考點(diǎn)定位】
本題主要考查了氣體的制取、收集、尾氣處理,將氨氣和氯化氫反應(yīng)的現(xiàn)象和噴泉實(shí)驗(yàn)的原理、鹽類水解等結(jié)合到一起進(jìn)行考查;還考察了通過控制變量進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。

20.分液漏斗 固體氫氧化鈉或氧化鈣或堿石灰 BC 還原 3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2, 吸收未反應(yīng)的氨氣,阻止F中水蒸氣進(jìn)入D 慢慢上下移動(dòng)右邊漏斗,使左右兩管液面相平
【分析】
A裝置利用濃氨水與固體氫氧化鈉、氧化鈣或堿石灰作用制得氨氣,經(jīng)過B中堿石灰干燥后的氨氣進(jìn)入C中,將加熱的CuO還原為Cu,同時(shí)生成水和氮?dú)?,其中D中堿石灰增重的質(zhì)量就是反應(yīng)生成的水,F(xiàn)中所得氣體的體積為氮?dú)?,結(jié)合原子守恒即可計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比,據(jù)此分析解題。
【詳解】
(1)裝置中儀器a為分液漏斗;儀器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使錐形瓶中的固體溶解放熱促進(jìn)一水合氨分解生成氨氣,可選擇固體氫氧化鈉、氧化鈣或堿石灰;
(2)利用裝置A,可制取的無色氣體;
A.可利用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣,但氯氣為黃綠色氣體,故A不選;
B.利用過氧化氫在二氧化錳催化下分解制備氧氣,氧氣是無色氣體,故B選;
C.利用稀鹽酸滴入大理石上反應(yīng)制備無色的二氧化碳?xì)怏w,故C選;
D.可利用Cu和濃硝酸反應(yīng)制備二氧化氮,但NO2是紅棕色氣體,故D不選;
故答案為BC;
(3)實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置C中黑色CuO粉末變?yōu)榧t色固體,量氣管有無色無味的氣體,說明氨氣和氧化銅反應(yīng)生成銅、氮?dú)夂退?,氨氣被氧化銅氧化,表現(xiàn)還原性,結(jié)合原子守恒配平寫出的化學(xué)方程式為:3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2;
(4)依據(jù)流程分析,濃硫酸是吸收過量的氨氣,且阻止F中水蒸氣進(jìn)入D,以免影響生成水的測(cè)定;
(5)讀取氣體體積前,應(yīng)對(duì)裝置F進(jìn)行的操作是:慢慢上下移動(dòng)右邊漏斗,使左右兩管液面相平,保證氮?dú)猱a(chǎn)生的壓強(qiáng)等于外界大氣壓,再讀數(shù);
(6)若測(cè)得干燥管D增重mg,則生成水的物質(zhì)的量=,裝置F測(cè)得氣體的體積為nL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)為N2,物質(zhì)的量=,依據(jù)元素守恒得到氮原子和氫原子物質(zhì)的量之比=(×2):(×2)=,則氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比為。
【點(diǎn)睛】
本題考查氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備及性質(zhì)探究,解題關(guān)鍵是反應(yīng)現(xiàn)象分析判斷,涉及裝置流程分析,量氣裝置的使用方法,測(cè)定元素物質(zhì)的量之比的計(jì)算,屬基礎(chǔ)考查。
21.平衡滴液漏斗與燒瓶內(nèi)壓強(qiáng),便于稀硝酸溶液流下 4NO+O2+=+2CO2 排盡整個(gè)裝置中的空氣,防止產(chǎn)生的NO被氧化生成NO2 E D B D中通入氧氣后,氣體由無色變?yōu)榧t棕色 冷卻二氧化氮,用來檢驗(yàn)NO 取碘化鉀溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,無明顯現(xiàn)象,滴加少許NaNO2溶液,溶液變藍(lán),證明NaNO2具有氧化性;或者取硫酸亞鐵溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加幾滴KSCN溶液,溶液仍為淺綠色,滴加少許NaNO2溶液,此時(shí)溶液由淺綠色變?yōu)檠t色,證明NaNO2具有氧化性
【分析】
I.亞硝酸鈉的制備:根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,實(shí)驗(yàn)中用銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO,用水除去了揮發(fā)出來的硝酸,在碳酸鈉溶液中與氧氣反應(yīng)生成亞硝酸鈉,實(shí)驗(yàn)中的尾氣用D裝置吸收;
II.探究亞硝酸鈉與硫酸反應(yīng)氣體產(chǎn)物成分:反應(yīng)前應(yīng)打開彈簧夾,先通入一段時(shí)間氮?dú)?,可排除裝置內(nèi)的空氣,A中反應(yīng)生成NO,然后用C干燥,E冷卻二氧化氮,D檢驗(yàn)NO,最后連接B,防止污染空氣;
III.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明酸性條件下NaNO2具有氧化性,用淀粉、KI溶液檢驗(yàn),或可在酸性條件下氧化亞鐵離子,用KSCN溶液檢驗(yàn)。
【詳解】
I.(1)恒壓滴液漏斗可以平衡內(nèi)外壓強(qiáng)相等,因此相比普通分液漏斗,顯著的優(yōu)點(diǎn)是平衡滴液漏斗與燒瓶內(nèi)壓強(qiáng),便于稀硝酸溶液流下,故答案為:平衡滴液漏斗與燒瓶內(nèi)壓強(qiáng),便于稀硝酸溶液流下;
(2)D中澄清石灰水變渾濁,說明有二氧化碳生成,反應(yīng)物是NO、氧氣和碳酸鈉,則C中制備NaNO2的離子方程式為4NO+O2+=+2CO2,故答案為:4NO+O2+=+2CO2;
II.(3)NO很容易被氧氣氧化,裝置中有空氣,無法檢驗(yàn)有NO生成,所以通氮?dú)獾哪康氖桥疟M整個(gè)裝置中的空氣,防止產(chǎn)生的NO被氧化生成NO2,故答案為:排盡整個(gè)裝置中的空氣,防止產(chǎn)生的NO被氧化生成NO2;
(4)C吸收水蒸氣,B尾氣處理,防止污染空氣,D檢驗(yàn)NO,E冷卻二氧化氮,用來檢驗(yàn)NO,所以裝置的連接為A→C→E→D→B,故答案為:E;D;B;
(5)①D中無色氣體變成紅色,說明含有NO氣體,因此確認(rèn)A中產(chǎn)生的氣體含有NO所依據(jù)的現(xiàn)象是D中通入氧氣后,氣體由無色變?yōu)榧t棕色,故答案為:D中通入氧氣后,氣體由無色變?yōu)榧t棕色;
②根據(jù)以上分析可知裝置E的作用是冷卻二氧化氮,用來檢驗(yàn)NO,故答案為:冷卻二氧化氮,用來檢驗(yàn)NO;
③通過上述實(shí)驗(yàn)探究過程,可得出裝置A中反應(yīng)是亞硝酸鈉與硫酸生成一氧化氮?dú)怏w和二氧化氮?dú)怏w,化學(xué)方程式為:,故答案為:;
III.(6)利用亞硝酸鈉氧化碘化鉀生成單質(zhì)碘,碘遇淀粉顯藍(lán)色,則實(shí)驗(yàn)方案是:取碘化鉀溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,無明顯現(xiàn)象,滴加少許NaNO2溶液,溶液變藍(lán),證明NaNO2具有氧化性;或者取硫酸亞鐵溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加幾滴KSCN溶液,溶液仍為淺綠色,滴加少許NaNO2溶液,此時(shí)溶液由淺綠色變?yōu)檠t色,證明NaNO2具有氧化性;故答案為:取碘化鉀溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,無明顯現(xiàn)象,滴加少許NaNO2溶液,溶液變藍(lán),證明NaNO2具有氧化性;或者取硫酸亞鐵溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加幾滴KSCN溶液,溶液仍為淺綠色,滴加少許NaNO2溶液,此時(shí)溶液由淺綠色變?yōu)檠t色,證明NaNO2具有氧化性。

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