
化學(xué)學(xué)科試題
可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cu 64 Fe 56 S 32
一、選擇題:(每小題只有一個正確選項(xiàng),每小題 4 分,共 60 分)
1.下列過程屬于人工固氮的是 ( )
A. 用 N2 和 H2 合成 NH3 B. 閃電時大氣中氮的氧化物的生成
C. 由氨氣制尿素 D. 從空氣中分離出氮?dú)?br />
【答案】A
【解析】
【分析】
固氮:將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成化合態(tài)的氮,包括自然固氮、人工固氮。
【詳解】A. 用 N2 和 H2 合成 NH3:N2 + 3H2 2NH3,是工業(yè)上將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成化合態(tài)的氮,屬于人工固氮,A選項(xiàng)符合題意;
B. 閃電時大氣中氮的氧化物的生成:是自然固氮,B選項(xiàng)不符合題意;
C. 由氨氣制尿素:是化合態(tài)氮之間的轉(zhuǎn)化,不屬于固氮,C選項(xiàng)不符合題意;
D. 從空氣中分離出氮?dú)猓簺]有轉(zhuǎn)化成化合態(tài)的氮,不屬于固氮,D選項(xiàng)不符合題意;
答案選A。
2.下列說法正確的是( )
A. SO2 有毒,不能用作食品添加劑 B. 燃煤中加入生石灰可以減少 SO2 的排放
C. 2mol N2 可與 6molH2 完全反應(yīng)生成 4molNH3 D. 氨水中含有 NH3·H2O 和 H2O 兩種分子
【答案】B
【解析】
【詳解】A. SO2 有毒,可用作一定范圍內(nèi)的食品添加劑,但必須嚴(yán)格按照國家有關(guān)范圍和標(biāo)準(zhǔn)使用,否則,會影響人體健康,A選項(xiàng)錯誤;
B. 燃煤中加入生石灰可以吸收SO2 :SO2 + CaO = CaSO3,2CaSO3 + O2 = 2CaSO4,B選項(xiàng)正確;
C. 合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng),所以2mol N2 可與 6molH2 不能完全反應(yīng),生成的NH3小于4mol,C選項(xiàng)錯誤;
D. 氨水中除含有 NH3·H2O 和 H2O 外,還有NH3,D選項(xiàng)錯誤;
答案選B。
【點(diǎn)睛】氨氣溶于水,部分與水反應(yīng)生成NH3?H2O:NH3 + H2O NH3?H2O,NH3?H2O部分電離:NH3?H2O NH4+ + OH-,水也部分電離:H2O H+ + OH-,所以氨水中有3種分子、3種離子:NH3、NH3?H2O、H2O、NH4+、OH-、H+。
3.下列除雜質(zhì)的操作方法正確的是( )
A. N2 中有少量的 CO:通過灼熱的氧化銅
B. 食鹽中有少量的 NH4Cl:加過量的燒堿溶液后加熱蒸干
C. NO 中有少量的 NO2:用水洗滌后再干燥
D. NO2 中有少量 NH3:用水洗滌后干燥
【答案】C
【解析】
【詳解】A. CO通過灼熱氧化銅發(fā)生反應(yīng):CO + CuO Cu + CO2,產(chǎn)生新的雜質(zhì)氣體CO2,A選項(xiàng)錯誤;
B. 食鹽中有少量的 NH4Cl:加過量的燒堿溶液后加熱蒸干會帶入新雜質(zhì)NaOH,B選項(xiàng)錯誤;
C. NO 中有少量的 NO2:用水洗滌發(fā)生反應(yīng):3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,再干燥可得純NO,C選項(xiàng)正確;
D. NO2 中有少量 NH3:用水洗滌時NO2能與水發(fā)生反應(yīng):3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,D選項(xiàng)錯誤;
答案選C。
4.下列說法正確的是( )
A. 因?yàn)?SO2 具有漂白性,所以它能使品紅溶液、溴水、KMnO4(H+)、石蕊溶液褪色
B. 向 50 mL 18.4 mol/L H2SO4 溶液中加入足量的銅片并加熱,充分反應(yīng)后,被還原的 H2SO4的物質(zhì)的量小于 0.46 mol
C. SO2、NO2 和 CO2 都是引起酸雨的主要原因,導(dǎo)致雨水的 pH 小于 5.6
D. 濃 HNO3 與濃鹽酸按 3∶1 的體積比混合所得的混合物叫王水,能溶解金和鉑
【答案】B
【解析】
【詳解】A. SO2 使溴水、KMnO4(H+)表現(xiàn)的是還原性,SO2不能漂白石蕊溶液,A選項(xiàng)錯誤;
B. 50 mL 18.4 mol/L H2SO4含H2SO4:50×10-3L×18.4 mol/L=0.92mol,加入足量的銅片并加熱:2H2SO4(濃) + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2↑,被還原的 H2SO4占反應(yīng)的H2SO4總量的一半,但隨反應(yīng)進(jìn)行,硫酸變稀,反應(yīng)停止。所以,充分反應(yīng)后,被還原的 H2SO4的物質(zhì)的量小于0.92mol÷2= 0.46 mol,B選項(xiàng)正確;
C. CO2 不是引起酸雨的原因,C選項(xiàng)錯誤;
D. 王水是濃 HNO3 與濃鹽酸按 1∶3 的體積比混合所得的混合物,D選項(xiàng)錯誤;
答案選B。
5. 下列敘述不正確的是
A. NH3易液化,液氨常用作制冷劑
B. 濃HNO3的氧化性強(qiáng)于稀HNO3
C. 銨鹽受熱易分解,因此貯存氨態(tài)氮肥時要密封保存,并放在陰涼通風(fēng)處
D. 稀HNO3和活潑金屬反應(yīng)時主要得到氫氣
【答案】D
【解析】
【詳解】A、氨氣的熔沸點(diǎn)較低,所以易液化,液氨氣化時要吸收大量的熱,常用作制冷劑,正確;
B、對于同種氧化劑,一般濃度越高氧化性越強(qiáng),正確;
C、銨鹽受熱易分解,因此貯存氨態(tài)氮肥時要密封保存,并放在陰涼通風(fēng)處,正確;
D、稀HNO3和活潑金屬反應(yīng)時不會得到氫氣,而主要是氮的氧化物,錯誤。
答案選D。
6.下列各組離子在堿性條件下可以大量共存,在酸性條件下因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存的是( )
A. Cu2+ Fe2+ NO3- Cl– B. K+ Mg2+ HSO3- SO42-
C. S2- Na+ K+ Cl- D. Ba2+ Na+ I- NO3-
【答案】D
【解析】
【分析】
根據(jù)題意可知,各組離子有兩個要求:在堿性條件下可以大量共存;在酸性條件下因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存??蓮倪@兩個方面著手判斷各選項(xiàng)。
【詳解】A. Cu2+ 、Fe2+ 在堿性條件下不能大量存在,A選項(xiàng)不符合題意;
B. Mg2+、HSO3-在堿性條件下不能大量存在,B選項(xiàng)不符合題意;
C. S2-、Na+、K+、Cl-:在酸性條件下,S2-不能大量存在:S2- + 2H+ = H2S↑,但不是發(fā)生氧化還原反應(yīng),C選項(xiàng)不符合題意;
D. Ba2+、Na+、I-、NO3-在堿性條件下可以大量共存,在酸性條件下I-、NO3-因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存:NO3-在酸性條件下有強(qiáng)氧化性,能將I-氧化,D選項(xiàng)符合題意;
答案選D。
7.如圖裝置,將溶液 A 逐漸加入固體 B 中,下列敘述中不正確的是( )
A. 若 a 為濃鹽酸,b 為 MnO2,c 中盛品紅溶液,則 c 中溶液不褪色
B. 若 a 為稀硫酸,b 為 FeS,c 中盛硫酸銅溶液,則 c 中產(chǎn)生淡黃色沉淀
C. 若 a 為醋酸溶液,b 為貝殼,c 中盛過量澄清石灰水,則 c 中溶液變渾濁
D. 若 a 為濃氨水,b 為生石灰,c 中盛 AlCl3 溶液,則 c 中產(chǎn)生白色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】
該發(fā)生裝置為固體和液體不加熱制氣體,結(jié)合各氣體的性質(zhì)可對選項(xiàng)作出判斷。
【詳解】A. 濃鹽酸和MnO2反應(yīng)需加熱,而該裝置沒有加熱,所以不能生成氯氣,品紅溶液不會褪色,A選項(xiàng)正確;
B. 若 a 為稀硫酸,b 為 FeS:FeS + H2SO4 = H2S↑ + FeSO4,產(chǎn)生的H2S經(jīng)過硫酸銅溶液:H2S + CuSO4 = CuS↓(黑色) + H2SO4 ,所以 c 中產(chǎn)生黑色沉淀,B選項(xiàng)不正確;
C. 若 a 為醋酸溶液,b 為貝殼:2CH3COOH + CaCO3 = Ca(CH3COO)2 + CO2↑ + H2O,產(chǎn)生的CO2 經(jīng)過c 中過量澄清石灰水:CO2 + Ca(OH)2(過量) = CaCO3↓ + H2O,所以 c 中溶液變渾濁,C選項(xiàng)正確;
D. 若 a 為濃氨水,b 為生石灰:CaO + NH3? H2O = Ca(OH)2 + NH3↑,產(chǎn)生的NH3 經(jīng)過c 中 AlCl3 溶液:AlCl3 + 3NH3?H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl,所以 c 中產(chǎn)生白色沉淀,D選項(xiàng)正確;
答案選B。
8.如表所示有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論正確的是( )
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A
向某溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成
該溶液中一定含有SO42-
B
向某溶液中加入鹽酸,將生成的氣體通入品紅溶液中,品紅溶液褪色
該溶液一定含有SO32-
C
將某氣體通入品紅溶液中,品紅溶液褪色
該氣體一定是SO2
D
將SO2通入Na2CO3溶液中生成的氣體,先通入足量的酸性KMnO4溶液,再通入澄清石灰水中有渾濁
說明酸性:H2SO3>H2CO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【分析】
根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及反應(yīng)現(xiàn)象分析解答。
【詳解】A.白色沉淀可以能是氯化銀,溶液中可能含有銀離子,應(yīng)該先加鹽酸排除銀離子的干擾,故A錯誤;
B.溶液中可能含有HSO3-,故B錯誤;
C.具有漂白作用的不僅僅是二氧化硫,融入氯氣也可以使品紅褪色,故C錯誤;
D.先通入酸性高錳酸鉀溶液,目的是除去二氧化硫氣體,再通入澄清石灰水變渾濁,說明產(chǎn)物是二氧化碳,進(jìn)而證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于碳酸,故D正確。
故選D。
【點(diǎn)睛】在物質(zhì)檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)中,一定要注意排除其他物質(zhì)的干擾,很多反應(yīng)的現(xiàn)象是一樣的,需要進(jìn)一步驗(yàn)證,例如二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水變渾濁,但二氧化硫可以與酸性高錳酸鉀反應(yīng),二氧化碳不可以。
9.根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出的相應(yīng)結(jié)論正確的是( )
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)事實(shí)
結(jié)論
A
NH3 的水溶液可以導(dǎo)電
NH3 是電解質(zhì)
B
SO2 通入硝酸鋇溶液出現(xiàn)白色沉淀
BaSO3 不溶于強(qiáng)酸
C
濃硝酸久置發(fā)黃
硝酸不穩(wěn)定
D
濃硫酸能脫去膽礬晶體中的水
濃硫酸具有脫水性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A. NH3 的水溶液可以導(dǎo)電是因?yàn)椋篘H3 + H2O NH3?H2O, NH3?H2O NH4+ + OH-,并不是NH3 自身電離導(dǎo)致的,所以NH3 是非電解質(zhì),A選項(xiàng)錯誤;
B. SO2 通入硝酸鋇溶液出現(xiàn)白色沉淀,是因?yàn)镾O2被NO3-氧化成SO42-,并進(jìn)一步生成了BaSO4沉淀,B選項(xiàng)錯誤;
C. 濃硝酸久置發(fā)黃是因?yàn)椋?HNO3 = 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O,體現(xiàn)了硝酸的不穩(wěn)定性,C選項(xiàng)正確;
D. 濃硫酸能脫去膽礬晶體中的水,體現(xiàn)的是濃硫酸的吸水性,原因是膽礬中的水是以H2O的形式與Cu2+和SO42-結(jié)合,而不是在脫水過程中形成的,D選項(xiàng)錯誤;
答案選C。
【點(diǎn)睛】1. 電解質(zhì)是在溶于水或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物,其本質(zhì)是在一定條件下自身能電離的化合物。
2. CuSO4?5H2O中H2O分子以不同形式與Cu2+和SO42-結(jié)合,但CuSO4?5H2O是純凈物。
10.將X氣體通入溶液,未見沉淀生成,然后通入Y氣體,有沉淀生成,X、Y不可能是
選項(xiàng)
X
Y
A
B
C
D
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.硫化氫與二氧化硫反應(yīng)生成單質(zhì)硫,單質(zhì)硫不溶于水,可以產(chǎn)生沉淀,選項(xiàng)A不選;
B?氨氣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸銨,碳酸銨與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀,選項(xiàng)B不選;
C.氯氣、二氧化碳均不與氯化鋇反應(yīng),則一直沒有沉淀生成,選項(xiàng)C選;
D.二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸,硝酸和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成離子,然后與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀,選項(xiàng)D不選;
答案選C。
【點(diǎn)睛】本題主要是考查物質(zhì)的性質(zhì),該題側(cè)重元素化合物性質(zhì)的考查,明確氯氣、二氧化硫、氨氣、二氧化碳與氯化鋇的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵,特別是有關(guān)的氧化性和還原性是易錯點(diǎn),解答時注意發(fā)生的氧化還原反應(yīng)及復(fù)分解反應(yīng)。
11.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,過量 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,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,A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn) 是 HNO3
C. 用 O2 代替 Cl2, 也能與 B 反應(yīng)生成 C 物質(zhì)
D. 當(dāng) X 是強(qiáng)酸時,C 在常溫下是一種易溶于酒精的固體
【答案】D
【解析】
【分析】
當(dāng) X 是強(qiáng)堿時:和強(qiáng)堿反應(yīng)產(chǎn)生的氣態(tài)氫化物B可判斷為NH3,則A為銨鹽,過量的 B 跟 Cl2 反應(yīng)生成的鹽酸鹽是NH4Cl,則C為N2,由此判斷D為NO、E為NO2、F為HNO3;A和強(qiáng)酸反應(yīng)生成的B能被Cl2氧化,且生成的C能被O2連續(xù)氧化,在常見的物質(zhì)中可考慮A為硫化物,所以,當(dāng) X 是強(qiáng)酸時,A、B、C、D、E、F可分別為(NH4)2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4。可在此基礎(chǔ)上對各選項(xiàng)作出判斷。
【詳解】A. 當(dāng) X 是強(qiáng)酸時,A、B、C、D、E、F可分別為Na2S、H2S、S、SO2、SO3、H2SO4,它們均含S元素,A選項(xiàng)正確;
B. 當(dāng) X 是強(qiáng)堿時,A、B、C、D、E、F分別為(NH4)2S、NH3、N2、NO、NO2、HNO3,它們均含同一種元素N,B選項(xiàng)正確;
C. 用 O2 代替 Cl2:4NH3 + 3O2(純氧) 2N2 + 6H2O,2H2S + O2(少量) 2H2O + 2S↓,所以O(shè)2 也能與 B 反應(yīng)生成 C 物質(zhì),C選項(xiàng)正確;
D. 根據(jù)以上分析,當(dāng) X 是強(qiáng)酸時,C 為S,S在常溫下是一種微溶于酒精的固體,D選項(xiàng)不正確;
答案選D。
12.歷史上被稱為“世界八大公害”和“20 世紀(jì)十大環(huán)境公害”之一的洛杉磯光化學(xué)煙霧事件使 人們深刻認(rèn)識到了汽車尾氣的危害性。汽車尾氣中氮氧化物和碳?xì)浠衔锸茏贤饩€作用可產(chǎn) 生二次污染物光化學(xué)煙霧,其中某些反應(yīng)過程如圖所示。下列說法不正確的是( )
A. 煙霧是一種固溶膠,其分散劑是空氣 B. O2 和 O3 是氧的兩種同素異形體
C. 反應(yīng) I 屬于氧化還原反應(yīng) D. NO2 不是酸性氧化物
【答案】A
【解析】
【分析】
A.煙霧是一種氣溶膠;
B.同種元素的不同單質(zhì)屬于同素異形體;
C.有元素化合價升降的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng);
D.與水反應(yīng)只生成對應(yīng)酸的氧化物屬于酸性氧化物。
【詳解】A.煙霧一種氣溶膠,其分散劑是空氣,故A錯誤;
B.同種元素不同單質(zhì)屬于同素異形體,O2 和 O3是氧的兩種同素異形體,故B正確;
C.NO與O3反應(yīng)生成NO2,反應(yīng)I中存在元素化合價的升降,屬于氧化還原反應(yīng),故C正確;
D.與水反應(yīng)只生成對應(yīng)酸的氧化物屬于酸性氧化物,NO2與水反應(yīng)生成硝酸和NO,不是酸性氧化物,故D正確;
故答案選A。
13.短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序數(shù)依次增大,其中 W 與 X 同周期且相鄰;X 與 Z 均可形成 18 個電子的氫化物,且兩者可反應(yīng)生成淡黃色固體;Y 是地殼中含量最高的金屬元素。下列說法正確的是( )
A. 簡單離子的半徑:r(X)< r(Y)< r(Z)
B. X 分別與 W、Z 形成的化合物中化學(xué)鍵的類型相同
C. 簡單氫化物的沸點(diǎn):Z >X
D. 常溫下 Y 的單質(zhì)與 W 的最高價氧化物對應(yīng)水化物的濃溶液不反應(yīng)
【答案】B
【解析】
【分析】
X 與 Z 均可形成 18 個電子的氫化物,且兩種氫化物可反應(yīng)生成淡黃色固體,可判斷X的氫化物為H2O2,Z的氫化物為H2S,兩者反應(yīng)生成淡黃色固體S:H2O2 + H2S = S↓ +2H2O;W 與 X 同周期且相鄰,且原子序數(shù):W<X,則W為N;地殼中含量最高的金屬元素是Al,則Y為Al??傊?,W、X、Y、Z分別是N、O、Al、S。可在此基礎(chǔ)上對各選項(xiàng)作出判斷。
【詳解】A. X、Y、Z的簡單離子分別是O2-、Al3+、S2-,其中O2-、Al3+是10電子離子,電子層數(shù)均為2,核電荷數(shù)后者大,則r(Al3+)< r(O2-);S2-是18電子離子,電子層數(shù)均為3,所以簡單離子的半徑:r(Al3+)< r(O2-)< r(S2-),A選項(xiàng)錯誤;
B. X(O) 與 W(N)、Z(S) 形成的化合物中化學(xué)鍵均為共價鍵,類型相同,B選項(xiàng)正確;
C. Z、X的簡單氫化物分別是H2S和H2O,由于H2O分子間能形成氫鍵,使得其沸點(diǎn)高于H2S,C選項(xiàng)錯誤;
D. 常溫下Y單質(zhì)(Al)在W的最高價氧化物對應(yīng)水化物的濃溶液(濃硝酸)中鈍化,原因是Al表面被濃硝酸氧化形成致密的氧化膜,所以兩者實(shí)際上發(fā)生了反應(yīng),D選項(xiàng)錯誤;
答案選B。
【點(diǎn)睛】簡單離子半徑大小比較:
1. 電子層數(shù)越多,半徑越大;
2. 電子數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,半徑越?。?br />
3. 核電荷數(shù)相同時,電子數(shù)越多,半徑越大。
14.有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL,其中含硫酸的濃度為2 mol·L-1,含硝酸的濃度為1 mol·L-1,現(xiàn)向其中加入0.96 g銅粉,充分反應(yīng)后(假設(shè)只生成NO氣體),最多可收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體的體積為( )
A. 224 mL B. 168 mL
C. 112 mL D. 89.6 mL
【答案】A
【解析】
【詳解】銅與稀硝酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為8H++3Cu+2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,在溶液中每3molCu與8molH+完全反應(yīng)生成2molNO,題中0.96g銅粉的物質(zhì)的量為=0.015mol,混合溶液中H+的物質(zhì)的量為2mol·L-1×0.02L×2+1mol·L-1×0.02L=0.10mol,NO3-的物質(zhì)的量為1mol·L-1×0.02L=0.02mol,根據(jù)離子方程式的關(guān)系:8H++3Cu+2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,顯然氫離子過量,銅完全反應(yīng),生成的NO氣體由銅的物質(zhì)的量計算得出,生成NO的物質(zhì)的量為0.01mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224mL。
故選A。
15.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,在三個干燥的燒瓶內(nèi)分別裝有純凈的NH3,含一半空氣的HCl氣體, NO2 和O2的混合氣體[V(NO2)∶V(O2) = 4∶1 ],然后分別作噴泉實(shí)驗(yàn),三個燒瓶內(nèi)所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為
A. 2∶1∶2 B. 5∶5∶4 C. 1∶1∶1 D. 無法確定
【答案】B
【解析】
【詳解】在相同條件下,氣體摩爾體積相同,燒瓶的容積相同,根據(jù)n=知,氨氣、氯化氫、NO2、O2的物質(zhì)的量之比為5:2.5:4:1;做噴泉實(shí)驗(yàn)時,盛放氨氣的燒瓶、含一半空氣的氯化氫氣體的燒瓶、含NO2和O2的混合氣體(體積比為4:1)的燒瓶,各燒瓶中溶液的體積分別為:一燒瓶、半燒瓶、一燒瓶,所以溶液的體積比為2:1:2;因?yàn)?NO2+O2+2H2O=4HNO3硝酸的物質(zhì)的量和二氧化氮的物質(zhì)的量相等,所以各燒瓶中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為5:2.5:4,根據(jù)c=知,各物質(zhì)的量濃度之比為;::=5:5:4,故選B。
【點(diǎn)睛】本題考查的是物質(zhì)的量濃度的有關(guān)計算,正確求算盛放氯化氫氣體的燒瓶溶液的體積、盛放NO2和O2氣體的燒瓶溶質(zhì)的物質(zhì)的量是解本題的關(guān)鍵。
二、簡答題:(共 40 分)
16.如圖是氮元素的幾種價態(tài)與物質(zhì)類別的對應(yīng)關(guān)系。請回答下列問題:
(1)寫出 N2 的一種用途: ________________。
(2)B 物質(zhì)的電子式為: ________________。
(3)HNO3與圖中的物質(zhì) C 常用于檢驗(yàn) Cl-的存在,則 C 的化學(xué)式為______________。
(4)實(shí)驗(yàn)室制取物質(zhì) B 的化學(xué)方程式為 ______________。
(5)濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ___________。
(6)如圖裝置可用于探究氯氣與氨氣的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)時先通過三頸瓶瓶口 1 通入氨氣,然后關(guān)閉 b 活塞,再通過瓶口 2 通入氯氣。
①實(shí)驗(yàn)中三頸瓶內(nèi)出現(xiàn)白煙并在內(nèi)壁凝結(jié)成固體,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________,請?jiān)O(shè)計一個實(shí)驗(yàn)方案鑒定該固體中的陽離子____________
② 實(shí)驗(yàn)完畢后,觀察到三頸瓶內(nèi)還有黃綠色氣體, 簡述如何處理才能不污染環(huán)境___________________。
(7)將 3.2g 銅與 60.0mL 一定濃度的硝酸發(fā)生反應(yīng),銅完全溶解,產(chǎn)生 NO2 和 NO 混合氣體的體積為 8.96L(標(biāo)況)。待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液加入 100mL 2.0mol/L 的 NaOH 溶液,恰好使溶液中的 Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸溶液的濃度為 _______________mol/L。
【答案】 (1). 作保護(hù)氣或作制冷劑或用于合成氨等(合理即可) (2). (3). AgNO3 (4). 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O (5). C + 4HNO3(濃) CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O (6). 8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl (7). 取少量固體于試管中,加入NaOH溶液,微熱,產(chǎn)生的氣體在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢測,如果試紙變藍(lán),則證明該固體中含有NH4+ (8). 將活塞b打開,Cl2即可被燒杯中的NaOH溶液吸收 (9). 10
【解析】
【分析】
(1)~(5)由圖可判斷,氣態(tài)氫化物B為NH3,+2價氧化物為NO,C為硝酸鹽??稍诖嘶A(chǔ)上結(jié)合氮的單質(zhì)及其化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)解(1)~(5)小題;
(6)氯氣有強(qiáng)氧化性,能將氨氣氧化,還原產(chǎn)物HCl與NH3 反應(yīng)生成NH4Cl固體;檢驗(yàn)該固體中的陽離子即為檢驗(yàn)NH4Cl中的NH4+;
②三頸瓶內(nèi)黃綠色氣體為Cl2,Cl2能和堿反應(yīng),故可用堿溶液吸收;
(7)原硝酸溶液中的HNO3的物質(zhì)的量等于未被還原的HNO3和被還原的HNO3的物質(zhì)的量總和。未被還原的HNO3的物質(zhì)的量等于反應(yīng)后溶液中的NO3-的物質(zhì)的量;根據(jù)N元素守恒,被還原的HNO3的物質(zhì)的量等于還原產(chǎn)物NO2和 NO的物質(zhì)的量總和。利用題給數(shù)據(jù)分別計算即可求得原硝酸溶液的濃度。
【詳解】(1) N2 性質(zhì)穩(wěn)定,可作保護(hù)氣;液氮溫度低,可作制冷劑;N2 還可用于合成氨,等等。
答案為:作保護(hù)氣或作制冷劑或用于合成氨等(合理即可);
(2) B 為NH3,為共價化合物,電子式為:。
答案為:;
(3) 檢驗(yàn) Cl- 常用HNO3酸化的AgNO3 溶液,所以C 的化學(xué)式為AgNO3。
答案為:AgNO3;
(4) 實(shí)驗(yàn)室常用NH4Cl和堿石灰共熱制取 NH3,化學(xué)方程式為:2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O。
答案為:2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O;
(5) 濃硝酸與木炭在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C + 4HNO3(濃) CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O。
答案為:C + 4HNO3(濃) CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O;
(6) ① 在三頸瓶內(nèi),氯氣將氨氣氧化成氮?dú)?,還原產(chǎn)物HCl與NH3 反應(yīng)生成NH4Cl固體,所以發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl;NH4Cl中NH4+ 的檢驗(yàn)方法為:取少量固體于試管中,加入NaOH溶液,微熱,產(chǎn)生的氣體在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢測,如果試紙變藍(lán),則證明該固體中含有NH4+。
答案為:8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl;取少量固體與試管中,加入NaOH溶液,微熱,產(chǎn)生的氣體在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢測,如果試紙變藍(lán),則證明該固體中含有NH4+;
② 三頸瓶內(nèi)黃綠色氣體為Cl2,Cl2能和堿反應(yīng),故可用堿溶液(如NaOH溶液)吸收,可將活塞b打開,Cl2即可被燒杯中的NaOH溶液吸收。
答案為:將活塞b打開,Cl2即可被燒杯中的NaOH溶液吸收;
(7) 根據(jù)分析可知,原硝酸溶液中的HNO3 的物質(zhì)的量等于反應(yīng)后溶液中的NO3- (未被還原的HNO3)和還原產(chǎn)物NO2 和 NO的物質(zhì)的量總和(被還原的HNO3)。一、反應(yīng)后溶液中的的NO3- :向反應(yīng)后溶液加入NaOH 溶液恰好使溶液中的 Cu2+ 全部轉(zhuǎn)化成沉淀后,溶液的溶質(zhì)為NaNO3,則有:n(NO3-)=n(Na+)=100×10-3L×2.0mol/L=0.2mol;二、被還原的HNO3:還原產(chǎn)物為NO2 和 NO,所以,被還原的HNO3的物質(zhì)的量為:;則原硝酸溶液的濃度為:。
答案為:10。
【點(diǎn)睛】硝酸與金屬的反應(yīng)中硝酸的變化:
1. 被還原,得到還原產(chǎn)物,如NO2、NO等;
2. 表現(xiàn)酸性,生成硝酸鹽;
3. 未反應(yīng),即剩余硝酸。
在此認(rèn)識基礎(chǔ)上利用N元素守恒進(jìn)行相關(guān)計算,可使計算思路清晰。
17.某課外活動小組欲利用 CuO 與 NH3 反應(yīng),研究 NH3 的某種性質(zhì)并測定其組成, 設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)裝置(夾持裝置未畫出)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請回答下列問題:
(1)儀器 a 的名稱為 _____________。
(2)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 ____________。
(3)E 裝置中濃硫酸的作用 ____________。
(4)讀取氣體體積前,應(yīng)對裝置 F 進(jìn)行的操作:_____________。
(5)實(shí)驗(yàn)完畢,若測得干燥管 D 增重 mg,裝置 F 測得氣體的體積為 n L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),則氨分子中氮、氫的原子個數(shù)比為____________(用含 m、n 字母的代數(shù)式表示)
(6)在實(shí)驗(yàn)室中用圖中 A 裝置也可制取 SO2 氣體:
①選用的藥品可以是 _____________。
A.Na2SO3 溶液與 HNO3 B.Na2SO3 固體與濃 H2SO4
C.碳與濃 H2SO4 D.銅與濃 H2SO4
②將制得的 SO2通入淀粉碘化鉀溶液,現(xiàn)象為 _________,表明 SO2 的氧化性比 I2___________(填“強(qiáng)或“弱”)。
③實(shí)驗(yàn)室用 NaOH 溶液作為 SO2 的吸收劑防止污染空氣,若向 100mL 0.3mol/L 的 NaOH溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下 0.448LSO2 氣體,所得溶液中的溶質(zhì)是_________(填化學(xué)式)。
④某硫酸廠擬用含 Cr2O72-的酸性廢水處理煙氣中 SO2,反應(yīng)后的鉻元素以 Cr3+形式存在, 則反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比是 ______________。
【答案】 (1). 分液漏斗 (2). 還原性 (3). 2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O (4). 防止F中的水分進(jìn)入D裝置,并吸收未反應(yīng)的氨氣 (5). 調(diào)整F裝置,使兩邊液面相平 (6). (7). B (8). 無明顯現(xiàn)象 (9). 弱 (10). Na2SO3和NaHSO3 (11). 1:3
【解析】
【分析】
(1)~(5) 根據(jù)題意觀察裝置可知:A裝置為氨氣發(fā)生裝置,B裝置干燥氨氣,C為反應(yīng)裝置,D裝置吸收反應(yīng)產(chǎn)生的水,E裝置防止F中的水分進(jìn)入D裝置干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果,F(xiàn)裝置測量生成氮?dú)獾捏w積。可在此基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)知識解(1)~(5)小題;
(6) ① A裝置特點(diǎn)為固液不加熱制取氣體,根據(jù)各反應(yīng)的條件和產(chǎn)物可對各選項(xiàng)作出判斷;
② SO2不能和KI反應(yīng),無法將I-氧化為I2;
③ 將SO2通到NaOH溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為:2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O,或NaOH + SO2 = NaHSO3,根據(jù)題給數(shù)據(jù)計算n(NaOH)和n(SO2)的比值,可判斷反應(yīng)的產(chǎn)物。
④ 氧化還原反應(yīng)中有元素化合價升高,同時有元素化合價降低。反應(yīng)中Cr元素化合價升高,則S元素的化合價降低,根據(jù)電子得失守恒可計算氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比。
【詳解】(1) 裝置中儀器a為分液漏斗。
答案為:分液漏斗;
(2) 裝置C中黑色粉末變?yōu)榧t色固體,說明氧化銅被還原為銅單質(zhì),說明氨氣具有還原性,量氣管有無色無味的氣體,根據(jù)元素守恒該氣體肯定含有氮元素,只能是氮?dú)?,故方程式?NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O。
答案為:還原性;2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O
(3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模枰獪y定D裝置的質(zhì)量變化來確定生成水的量,故E裝置的作用是防止F中的水分進(jìn)入D裝置,同時濃硫酸還能吸收氨氣。
答案為:防止F中的水分進(jìn)入D裝置,并吸收未反應(yīng)的氨氣;
(4) 為保證讀出的氣體體積為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積,需要調(diào)整F裝置,使兩邊液面相平。
答案為:調(diào)整F裝置,使兩邊液面相平;
(5) 測得干燥管D增重m g,即生成m g水,裝置F測得氣體的體積為n L,即n L氮?dú)?,根?jù)元素守恒,水中的氫元素都來自于氨氣,氮?dú)庵械牡囟紒碜杂诎睔猓拾狈肿又械?、氫的原子個數(shù)比為:。
答案為:;
(6) ① A裝置特點(diǎn)為固液不加熱制取氣體,
A. Na2SO3 會被 HNO3氧化,A選項(xiàng)錯誤;
B. Na2SO3 固體與濃 H2SO4反應(yīng)可生成SO2:Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + H2O,B選項(xiàng)正確;
C. 碳與濃 H2SO4反應(yīng)需加熱:2H2SO4(濃) + C CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O,C選項(xiàng)錯誤;
D. 銅與濃 H2SO4需加熱:2H2SO4(濃) + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2↑,D選項(xiàng)錯誤;
答案為:B;
② SO2不能和KI反應(yīng),所以將制得的 SO2通入淀粉碘化鉀溶液,無明顯現(xiàn)象;SO2不能將I- 氧化成I2,表明 SO2 的氧化性比 I2弱。
答案為:無明顯現(xiàn)象;弱;
③ 將SO2通到NaOH溶液中,發(fā)生的反應(yīng)先是:2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O,n(NaOH):n(SO2)=2:1時恰好完全反應(yīng)生成Na2SO3;然后是:Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3,總反應(yīng)為:NaOH + SO2 = NaHSO3,n(NaOH):n(SO2)=1:1時恰好完全反應(yīng)生成NaHSO3。根據(jù)題給信息,n(NaOH)= 100×10-3 L × 0.3mol/L = 0.03 mol,n(SO2)= ,n(NaOH):n(SO2)= 0.03:0.02=3:2,介于2:1和1:1之間,所以,所得溶質(zhì)為Na2SO3和NaHSO3。
答案為:Na2SO3和NaHSO3。
④ 氧化還原反應(yīng)中有元素化合價升高,同時有元素化合價降低。根據(jù)題意,Cr的化合價變化為:+6→+3,Cr2O72-為氧化劑,1mol Cr2O72-得電子2×(6-3)mol=6mol;則SO2被氧化為SO42-,SO2為還原劑,S的化合價變化為:+4→+6,1molSO2失電子(6-4)mol=2mol。根據(jù)電子得失守恒,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為:2:6=1:3。
答案為:1:3
【點(diǎn)睛】1. 量氣裝置讀數(shù)的注意事項(xiàng):①氣體恢復(fù)到室溫;②上下移動可活動儀器,使兩邊液面相平;③讀數(shù)時視線與凹液面最低處相平。
2. 在分析物質(zhì)變化時,要善于利用守恒法,如元素守恒、電子守恒等。
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