资源描述
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.某同学在学习元素化合物知识过程中,发现具有相似元素物质间在一定条件下存在
转化规律,绘制出如下转化关系图,图中A、B、C、D是由短周期元素构成物质。
请回答:
(1)若A为单质,其焰色反应为黄色,C为淡黄色固体。则构成A元素在周期表中位置是__,C电子式为__。
(2)若A为能使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,C为红棕色气体。
①A→B反应化学方程式是__。过量A水溶液与AlCl3溶液反应离子方程式为__。
②A与C反应生成E和水,E是空气中含量最多气体。当生成19.6gE时,转移电子物质量为__mol。
(3)若B为能使品红溶液褪色无色刺激性气体,B→C反应化学方程式是__,B与KMnO4溶液反应离子方程式为__。
【答案】第三周期第IA族 4NH3+5O2=4NO+6H2O Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 2.4 2SO2+O2=2SO3 5SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
【解析】
【分析】
(1)若A为单质,其焰色反应为黄色,C为淡黄色固体,则A为Na,B为Na2O,C为Na2O2,D为NaOH;
(2)若A为能使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,C是红棕色气体,则A为NH3,B为NO,C为NO2,D为HNO3;
(3) 若B为能使品红溶液褪色无色刺激性气体,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4,以此解答。
【详解】
(1)若A为单质,其焰色反应为黄色,C为淡黄色固体,则A为Na,B为Na2O,C为Na2O2,D为NaOH,A元素在周期表中位置是第三周期第IA族,Na2O2电子式为:;
(2)若A为能使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,C是红棕色气体,则A为NH3,B为NO,C为NO2,D为HNO3;
①A→B反应化学方程式是:4NH3+5O2=4NO+6H2O;过量NH3水溶液与AlCl3溶液反应生成氢氧化铝,离子方程式为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
②A与C反应生成E和水,E是空气中含量最多气体N2,化学方程式为:8NH3+6NO2=7N2+12H2O,19.6g N2物质量为=0.7mol,则消耗NH3物质量为0.8mol,NH3中N化合价从-3价上升到0价转移3个电子,共转移电子物质量为0.8mol3=2.4mol;
(3) 若B为能使品红溶液褪色无色刺激性气体,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4,B→C反应化学方程式是:2SO2+O22SO3;SO2与KMnO4溶液反应生成硫酸,离子方程式为:5SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+。
2.A、B、C、D四种物质之间有如图所示转化关系。已知:A是气体单质,C 是红棕色气体。回答问题:
(1)写出C化学式:___;
(2)写出A电子式___;
(3)写出C→D转化化学方程式___。
【答案】NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
【解析】
【分析】
A是气体单质,C是红棕色气体,则A为N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3。
【详解】
(1)C是红棕色气体,为NO2,;故答案为:NO2;
(2)N2 中N原子最外层为5个电子,两个N原子间形成三个共用电子对,氮气电子式为:;故答案为:;
(3)二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,C→D转化化学方程式:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:3NO2 +H2O═2HNO3+NO。
3.根据下列变化进行推断:
且已知对A加强热产生气态物质平均相对分子质量为26.3。
(1)推断A、B、C、D化学式:A________,B________,C________,D________。
(2)写出①②变化离子方程式:
①________________________________________________________________;
②________________________________________________________________。
【答案】NH4 HCO3 NH3 BaCO3 CO2 ++Ba2 + +2OH- NH3 ↑+BaCO3 ↓+2H2O BaCO3 +2H+ ══Ba2 + +CO2 ↑+H2 O
【解析】
【分析】
气体B遇HCl冒白烟,则气体B为NH3,加氯化钡溶液后产生白色沉淀C遇盐酸产生无色无味气体能使石灰水变浑,则C为BaCO3 ,D为CO2,据此可推断无色溶液中应具有碳酸根离子和铵根离子,则A也许为NH4 HCO3或(NH4 )2CO3,假如是NH4 HCO3,则分解产生气体平均相对分子质量为=26.3,假如是(NH4 )2CO3,则分解产生气体平均相对分子质量为=24,根据对A加强热产生气态物质平均相对分子质量为26.3可知,A为NH4 HCO3,据此答题。
【详解】
气体B遇HCl冒白烟,则气体B为NH3,加氯化钡溶液后产生白色沉淀C遇盐酸产生无色无味气体能使石灰水变浑,则C为BaCO3 ,D为CO2,据此可推断无色溶液中应具有碳酸根离子和铵根离子,则A也许为NH4 HCO3或(NH4 )2CO3,假如是NH4 HCO3,则分解产生气体平均相对分子质量为=26.3,假如是(NH4 )2CO3,则分解产生气体平均相对分子质量为=24,根据对A加强热产生气态物质平均相对分子质量为26.3可知,A为NH4 HCO3,据此答题。
(1)根据上面分析可知,A为NH4 HCO3,B为NH3,C为BaCO3 ,D为CO2;
故答案为:NH4 HCO3;NH3;BaCO3 ;CO2;
(2)反应①离子方程式为NH4++HCO3-+Ba2++2OH-═NH3↑+BaCO3↓+2H2O,反应②离子方程式为BaCO3 +2H+═Ba2++CO2↑+H2 O;
故答案为:NH4++HCO3-+Ba2++2OH-═NH3↑+BaCO3↓+2H2O;BaCO3 +2H+═Ba2++CO2↑+H2 O。
4.A、B、C、D、E、F为中学化学中常见物质,且物质A由1~2种短周期元素构成,在一定条件下有如图转化关系,请完毕下列问题:
(1)若常温下A为有色气体。
①当F是一种金属单质时,请写出一定浓度B溶液和适量F反应生成C与气体E离子方程式:_________________。
②当C为直线形分子时,E具有漂白性,物质F焰色反应呈黄色,则C电子式为________________;D中所含化学键类型为____________________。
(2)若A为淡黄色固体,D为白色难溶于水物质,且A和D相对分子质量相等,请用离子方程式表达F水溶液呈酸性原因:_________________。
(3)若A中一种元素原子最外层电子数为内层电子总数,将B和D分别溶于水,所得溶液按恰当比例混合,可得一种不含金属元素盐溶液,请写出A与H2O反应化学方程式:____________;B转化为C化学方程式为______________。
【答案】Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O 离子键、极性共价键 Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑ 4NH3+5O24NO+6H2O
【解析】
【详解】
(1)①若F是一种金属单质,由转化关系可知,F为变价金属,F为铁,B与铁反应生成Fe3+;由于A为有色气体,与水反应生成B和E,则A为NO2,B为HNO3,E为NO,C为Fe(NO3)3,D为Fe(NO3)2;B与适量F反应生成C和气体E离子方程式为:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O;
②A为有色气体,与水反应生成B和E,E具有漂白性,则A为Cl2,B为HCl,E为HClO,物质F焰色反应为黄色,阐明具有钠元素,C为直线型分子,结合转化关系可知,F为Na2CO3,C为二氧化碳,D为碳酸氢钠;二氧化碳电子式为:;D为碳酸氢钠,其中具有离子键、极性共价键。
(2)若A为淡黄色固体,能与水反应生成B和E,则A为过氧化钠,物质A和D相对分子质量相似,则B为氢氧化钠,C为偏铝酸钠,F为铝盐,D为氢氧化铝,E为氧气;铝盐显酸性是由于铝离子水解导致,离子方程式为:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+。
(3)若物质A中一种元素原子最外层电子数为内层电子总数,则该元素为镁,B和D分别溶于水,所得溶液按恰当比例混合,可得一不含金属元素盐溶液,为铵盐,则A具有氮元素,A为Mg3N2,B 为氨气,F为氧气,C为一氧化氮,D为硝酸,E为氢氧化镁,A和水反应化学方程式为:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑,B转化为C反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O。
5.下图是由短周期元素构成某些单质及其化合物之间转化关系图。各方框表达有关一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中A、B、D在常温下均为无色无刺激性气味气体,C是使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,M是最常见无色液体。
(1)物质G化学式:______。
(2)物质B电子式:______。
(3)写出A→D化学方程式:______;G→E离子方程式:_____。
【答案】HNO3 2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2 3Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
【解析】
【分析】
无色无刺激性气味气体A和过氧化钠反应,A为气体二氧化碳,D为氧气;C是使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,C为氨气,则B为氮气,在高温高压催化剂条件下和氢气化合生成氨,氨催化氧化得到一氧化氮气体E,F为二氧化氮,溶于水形成硝酸G。
【详解】
(1)物质G为硝酸,其化学式为:HNO3,故答案为:HNO3。
(2)物质B为氮气,其电子式为:,故答案为:。
(3)A→D反应为过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2,故答案为:2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2。
(4)G→E反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,离子方程式为:3Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O,故答案为:3Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。
6.由三种短周期非金属元素形成常见单质A、B、C,在一定条件下有如下反应:A+B→甲(气) ,B+C→乙(气),请根据不一样状况回答问题:
(1)若原则状况下A、B、C、甲、乙均为气体,且甲和乙化合生成固体丙时有白烟产生。
①丙化学式是 _________ ,丙中具有化学键类型为 ______________
②工厂常用气体甲检查装有气体C管道与否泄漏,请写出该反应化学方程式 ______________
(2)若常温下B为固体,A、C为气体且气体乙有刺激性气味,甲在空气中充足燃烧可生成乙。
①乙化学式是 ___________
②向氢氧化钠溶液中通人过量乙,所发生反应离子方程式是 ________________________
③将乙与(1)中某单质水溶液充足反应可生成两种强酸,该反应化学方程式是___________________
【答案】NH4Cl 离子键、极性共价键 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl SO2 SO2+OH-=HSO3- SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
【解析】
【分析】
(1)若在原则状况下A、B、C、甲、乙均为气体,且甲和乙化合生成固体丙时有白烟产生,应是氯化氢与氨气反应生成氯化铵,则丙为NH4Cl,甲、乙分别为HCl、NH3中一种,结合转化关系可知B为H2,A、C分别是Cl2、N2一种。
(2)若常温下B为固体,A、C为气体,且气体乙有刺激性气味,甲在空气中充足燃烧可生成乙,结合转化关系可推知,B为S、A为H2、C为O2、甲为H2S、乙为SO2。
【详解】
(1)①丙为氯化铵,其化学式为NH4Cl,NH4Cl中铵根离子与氯离子之间是离子键,铵根离子中氮原子与氢原子之间是极性共价键,因此化学键类型为离子键、极性共价键,故答案为:NH4Cl;离子键、极性共价键。
②甲是HCl、NH3中一种,C分别是Cl2、N2一种,工厂常用NH3检查装有Cl2管道与否泄漏,则甲是NH3,C是Cl2,其反应化学方程式:8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,故答案为:8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl。
(2)①乙是二氧化硫,其化学式是SO2,故答案为:SO2。
②乙为SO2,氢氧化钠溶液中通人过量SO2,其化学反应方程式为:SO2+NaOH=NaHSO3 ,离子反应方程式为:SO2+OH-=HSO3- ,故答案为:SO2+OH-=HSO3- 。
③乙为SO2,与Cl2水溶液充足反应可生成两种强酸,即盐酸和硫酸,其化学反应化学方程式是SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,故答案为:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4。
7.A、B、C、X为中学化学常见物质,A、B、C具有相似元素甲,一定条件下可以发生如下转化(水参与反应,水未标出)。
(1)符合上述转化关系A、X、B、C为____________________(填字母代号)
a.NaOH CO2 Na2CO3 NaHCO3 b.Na O2 Na2O Na2O2
c.NH3 O2 NO NO2 d.Fe Cl2 FeCl2 FeCl3
(2)X为无色无味能使澄清石灰水变浑浊气体,则C为_________________(填化学式)。若B中混有少许C杂质,除杂化学方程式为_________________。
(3)C为红棕色气体,则A是_______或________(填化学式),若A水溶液显碱性,写出A→B化学方程式______________________________,B和C可互相转化,写出C→B化学方程式_____________________________。
(4)若C为淡黄色固体,则B为___________,写出C在潜水艇中作为供氧剂牵涉两个反应方程式__________、________。
(5)除(1)波及转化外,再写出一组符合转换关系A、X、B、C ____ (填化学式)。
【答案】abc NaHCO3 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ NH3 N2 4NH3+O24NO+4H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO Na2O 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ S(H2S)、O2、SO2、SO3
【解析】
【分析】
氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,二氧化碳能与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,符合上述转化关系;
常温下,钠与氧气反应生成氧化钠,加热条件下,氧化钠与氧气反应能生成过氧化钠,符合上述转化关系;
氨气在催化剂作用下,与氧气加热反应生成一氧化氮和水(或氮气在放电条件下,与氧气反应生成一氧化氮),一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,符合上述转化关系;
硫在氧气中燃烧生成二氧化硫(或硫化氢在氧气中燃烧生成二氧化硫和水),二氧化硫在催化剂作用下,二氧化硫与氧气共热反应生成三氧化硫。
【详解】
(1)a.氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,二氧化碳能与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,符合上述转化关系,故对;
b.常温下,钠与氧气反应生成氧化钠,加热条件下,氧化钠与氧气反应能生成过氧化钠,符合上述转化关系,故对;
c.氨气在催化剂作用下,与氧气加热反应生成一氧化氮和水,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,符合上述转化关系,故对;
d.铁在氯气中燃烧只能生成氯化铁,不能生成氯化亚铁,不符合上述转化关系,故错误;
abc对,故答案为:abc;
(2)若X为无色无味能使澄清石灰水变浑浊气体,则X为二氧化碳、A为氢氧化钠、B为碳酸钠、C为碳酸氢钠;若碳酸钠中混有碳酸氢钠,可以用加热措施除去碳酸氢钠,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,故答案为:NaHCO3;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;
(3)若C为红棕色气体,则X为氧气、A为氨气或氮气、B为一氧化氮、C为二氧化氮,若A水溶液显碱性,A为氨气,氨气在催化剂作用下,与氧气加热反应生成一氧化氮和水,反应化学方程式为4NH3+O2 4NO+4H2O;二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:NH3;N2;4NH3+O2 4NO+4H2O;3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)若C为淡黄色固体,则X为氧气、A为钠、B为氧化钠、C为过氧化钠,在潜水艇中,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,反应化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(5)除(1)波及转化外,还也许存在与硫元素有关物质间转化,转化关系为硫在氧气中燃烧生成二氧化硫(或硫化氢在氧气中燃烧生成二氧化硫和水),二氧化硫在催化剂作用下,二氧化硫与氧气共热反应生成三氧化硫,则A为硫或硫化氢、X为氧气、B为二氧化硫、C为三氧化硫,故答案为:S(H2S)、O2、SO2、SO3。
【点睛】
解框图题最关键是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
8.已知X是一种黄绿色气体,X、Y、Z都是有刺激性气味气体,M是一种金属单质,D是一种盐,受热易分解。有如下转化关系,部分产物未标出。
试回答:
(1)写出下列物质化学式:X________、Y________、M________、D________。
(2)写出下列反应离子方程式
①_______________________________________,
②_______________________________________,
③_______________________________________。
(3)Z是合成硝酸重要原料,请写出其与氧气在催化剂作用下反应化学方程式___________________。
【答案】 Cl2 SO2 Fe NH4Cl Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO42-+4H+ 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ Fe3++3NH3+3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+ 4NH3+5O2 4NO+6H2O
【解析】X是一种黄绿色气体,X为氯气;X、Z都是有刺激性气味气体,Z和C溶液反应生成红褐色沉淀氢氧化铁,则Z为NH3,C为铁盐,氨气和氯气反应生成D,D是一种盐,D为铵盐;Y是有刺激性气味气体,氯气和Y、水反应生成A和B,A能和硝酸酸化硝酸银溶液反应生成白色沉淀,则A中具有氯离子,B能和盐酸酸化氯化钡反应生成白色沉淀,则B中具有硫酸根离子,根据元素守恒及物质性质知,Y为SO2,A为盐酸,B为硫酸;M是金属单质,能和X生成可溶性铁盐,根据元素守恒知,M是Fe;
(1)通过以上分析知,X、Y、M、D分别是Cl2、SO2、Fe、NH4Cl,故答案为:Cl2;SO2;Fe;NH4Cl;
(2)X是氯气、Y是二氧化硫,两者在水溶液里发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸,离子方程式为Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO4 2-+4H+;C是氯化铁、Y是二氧化硫,氯化铁溶液和二氧化硫发生氧化还原反应生成亚铁离子和硫酸,离子方程式为:2Fe 3++SO2+2H2O=2Fe 2++SO42-+4H+;Z是氨气、C是氯化铁,两者反应生成氢氧化铁和氯化铵,离子方程式为:Fe 3++3NH3+3H2O =Fe(OH)3↓+3NH4+,故答案为:Cl2+SO2+2H2O=2Cl-+SO4 2-+4H+;2Fe 3++SO2+2H2O=2Fe 2++SO42-+4H+;Fe 3++3NH3+3H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
(3)氨气与氧气在催化剂作用下反应生成一氧化氮,反应化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O2 4NO+6H2O。
点睛:本题考察了无机物推断,根据物质颜色、物质特殊气味等为突破口,采用正逆结合措施进行推断,再结合物质氧化性、还原性是解答本题关键。本题易错点为氯气与二氧化硫反应方程式书写,需要根据生成物现象结合氧化还原反应规律分析书写。
9.有一瓶无色澄清溶液,其中也许含NH4+、K+、Na+、Mg2+、H+、Cu2+、CO32-、I-中一种或几种,取该溶液进行如下试验:
①用pH试纸检查,发现溶液呈强酸性。
②取部分溶液,逐滴加入NaOH稀溶液,使溶液逐渐从酸性转变为碱性,在滴加过程中及滴加完毕后,溶液中均无沉淀生成。
③将②得到碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝。
根据上述试验事实回答问题:
(1)在溶液中,肯定存在离子有________,肯定不存在离子有________,不能确定与否存在离子有________。
(2)写出试验③中离子方程式:___________________________________________________。
【答案】、H+、I- Mg2+、Cu2+、 K+、Na+
【解析】
【分析】
无色溶液中一定不存在有色Cu2+,
①用pH试纸检查,表明溶液呈强酸性,则一定存在大量H+,碳酸根离子与氢离子反应,因此一定不存在,根据溶液电中性判断一定存在碘离子;
②另取部分溶液,逐滴加入稀NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐转变为碱性,在滴加过程中及滴加完毕后,溶液中均无沉淀生成,则一定不存在Mg2+;
③将②得到碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该气体为氨气,则一定存在;
而溶液中与否具有K+、Na+不能确定,根据以上分析进行解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知,肯定存在离子有:、H+、I-;肯定不存在离子有:;Mg2+、Cu2+、;不能确定与否存在离子有:K+、Na+;
(2)试验③为与OH-反应在加热条件下产生氨气反应,其反应离子方程式为:。
【点睛】
高中阶段对于K+、Na+检查,常见措施有:①根据焰色反应确定,若焰色反应火焰为黄色,则阐明溶液中具有钠元素;若焰色反应为紫色或透过蓝色钴玻璃观测焰色为紫色,则阐明溶液中具有钾元素,②可根据电荷守恒进行分析。
10.已知A、B、C、D是中学化学中常见四种不一样粒子,它们之间存在如图所示转化关系(反应条件已经略去):
(1)若A、B、C、D均是10电子粒子,请写出A、D化学式:A___;D___。
(2)若A和C均是18电子粒子,且A为阴离子,B和D均是10电子粒子,则A与B在溶液中反应离子方程式为___。
【答案】NH4+ H2O HS-+OH-=S2-+H2O
【解析】
【分析】
(1)若A、B、C、D均是10电子粒子,框图显示,A、B反应生成C和D,C和氢离子反应得到A,B可以和氢离子反应得到D,则A为,B为,C为NH3,D为H2O,据此填空;
(2)若A和C均是18电子粒子,且A为阴离子,B和D均是10电子粒子,则A为HS-,B为,C为,D为H2O,据此填空;
【详解】
(1)据分析A为,B为,C为NH3,D为H2O;
答案为:NH4+;H2O;
(2)据分析A为HS-,B为,C为,D为H2O,则HS-与OH-在溶液中反应离子方程式为
11.化合物 A是一种化肥,受热分解生成三种物质,物质间有关转换关系如图所示,部分生成物已省略,其中C为无色气体,B为无色液体,D 为无色有刺激性气味气体,B到E反应条件为通电,I为一种常见强酸。
请回答问题:
(1)A化学式为___________________________。
(2)C水化物与I酸性由强到弱次序:___________________(用化学式填空)
(3)B生成E化学方程式为_____________________。
(4)金属铜与I稀溶液反应离子方程式为_____________,该反应中还原产物是 ______,生成1mo1还原产物,转移电子数目为__________NA。
【答案】NH4HCO3或(NH4)2CO3 HNO3>H2CO3 2H2O 2H2↑+O2↑ 3Cu+8H+ +2NO3-= 3Cu2+ +2NO↑+4H2O NO 3
【解析】
【分析】
化合物 A是一种化肥,受热分解生成三种物质,其中C为无色气体,B为无色液体,D 为无色有刺激性气味气体,A是碳酸氢铵或碳酸铵,C是二氧化碳,B是水,D是氨气,B到E反应条件为通电,E是氢气,F是氧气,F和D反应生成G,G是一氧化氮,H为二氧化氮,I为一种常见强酸,是硝酸。
【详解】
根据分析可知,A为碳酸氢铵或碳酸铵,C是二氧化碳,B是水,D是氨气,E是氢气,F是氧气,G是一氧化氮,H为二氧化氮,I为硝酸。
(1)A是碳酸氢铵或碳酸铵,化学式为NH4HCO3或(NH4)2CO3;
(2)C水化物为碳酸,I为硝酸,N非金属性强于C,故酸性:HNO3>H2CO3;
(3)B在通电条件下生成E和F,化学方程式为电解水,2H2O2H2↑+O2↑;
(4)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,离子方程式为3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2+ +2NO↑+4H2O,硝酸中氮元素化合价从+5减少到+2,是氧化剂,得到一氧化氮是还原产物,生成2molNO转移6mol电子,故生成1mo1NO,转移3mol电子,数目为3NA。
12.如图各方框表达一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中常温下A、C、D为无色气体,C能使湿润红色石蕊试纸变蓝。
(1)写出物质X化学式:__。
(2)写出下列变化化学方程式:
①A→D:___;
②G→E:___;
③F→G:___。
(3)试验室里,常用加热固体混合物措施制取气体C,请写出化学方程式:___。
【答案】NH4HCO3(或(NH4)2CO3) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
【解析】
【分析】
和过氧化钠反应气体是二氧化碳气体,生成氧气,氧气与C在催化剂作用下反应,阐明C为氨气,E为一氧化氮,F为二氧化氮,G为硝酸,B为水蒸气。
【详解】
⑴根据X分解得到水、二氧化碳、氨气得出X也许为NH4HCO3(或(NH4)2CO3),故答案为NH4HCO3(或(NH4)2CO3)。
⑵①A→D是过氧化钠和水反应,其方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
②G→E是铜和硝酸反应,其方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
③F→G是二氧化氮和水反应,其方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:3NO2+H2O=2HNO3+NO。
⑶试验室里常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物措施制取气体C,其化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
13.氨既是一种重要化工产品,又是一种重要化工原料。下图为合成氨以及 氨氧化制硝酸流程示意图。
(1)合成塔中发生反应化学方程式为 ____
(2)单质X化学式是_______,吸取塔中X作用是 ____。
(3)工业上为了储运浓硝酸,最佳选择____作为罐体材料。
A.铜 B.铂 C.铝 D.镁
(4)为避免硝酸生产尾气中氮氧化物污染环境,工业上常用Na2CO3吸取尾气,发生 反应为:NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3=NaNO2 + NaNO3+CO2,将原则状况下44.8 L仅含NO和NO2混合气体尾气通入Na2CO3溶液中,尾气被 完全吸取,则消耗Na2CO3物质量为_____mol。
【答案】3H2+N2 2NH3 O2 将氮氧化物充足氧化为HNO3 C 1
【解析】
【分析】
(1)氮气和氢气在合成塔中生成氨气;
(2)氧化炉中氨气催化氧化得到一氧化氮,吸取塔中一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮,二氧化氮和水反应可以得到硝酸;
(3)硝酸具有强氧化性,能氧化除金、铂以外大多数金属,常温下,铁、铝在浓硝酸中钝化而制止深入被氧化;
(4)由方程式可知Na2CO3溶液与NO和NO2反应生成NaNO2和NaNO3混合液,由N原子和Na原子个数守恒计算可得。
【详解】
(1)氮气和氢气在合成塔中生成氨气,反应化学方程式为3H2+N2 2NH3,故答案为:3H2+N2 2NH3;
(2)氧化炉中氨气催化氧化得到一氧化氮,吸取塔中一氧化氮被氧气氧化为二氧化氮,二氧化氮和水反应可以得到硝酸,则X为氧气,吸取塔中氧气作用是将氮氧化物充足氧化为HNO3,故答案为:O2;将氮氧化物充足氧化为HNO3;
(3)硝酸具有强氧化性,能氧化除金、铂以外大多数金属,常温下,铁、铝在浓硝酸中钝化而制止深入被氧化,由于铂是珍贵金属,因此工业上为了储运浓硝酸最佳选择铝作为罐体材料,故答案为:C;
(4)44.8 L NO和NO2混合气体物质量为=2mol,由N原子个数守恒可知,NaNO2和NaNO3物质量之和为2mol,由Na原子个数守恒可知,消耗Na2CO3物质量为2mol×=1mol,故答案为:1.
【点睛】
由方程式可知Na2CO3溶液与NO和NO2反应生成NaNO2和NaNO3混合液,由N原子和Na原子个数守恒计算消耗Na2CO3物质量为解答关键。
14.根据如图所示转化关系,判断A、B、C、D各是什么物质,写出有关化学方程式:
(1)当A为气体单质时,A是________,B是__________,C是________,D是________,E是________,E→C化学方程式:_________________________________________________。
(2)当A为固体单质时,A是________,B是________,C是________,D是________,E是________,E→C化学方程式是_______________________________________________。
【答案】N2 NH3 NO NO2 HNO3 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O S H2S SO2 SO3 H2SO4 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
(1)当A是气体单质时,A能与氧气、氢气反应,且B能发生持续氧化反应,E能和Cu反应生成C,则E为硝酸,因此A是N2,B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3;据以上分析解答。
(2)假如A是固体单质,E为酸,能和Cu反应生成C,则E是硫酸, A是S,B是H2S,C是SO2,D是SO3, E是H2SO4;据此分析解答。
【详解】
(1)当A是气体单质时,A能与氧气、氢气反应,且B能发生持续氧化反应,E能和Cu反应生成C,则E为硝酸,A为氮气,A和氢气反应生成B为氨气,A和氧气反应生成C为NO, NO被氧气氧化生成D为二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸E,因此当A为气体单质时,A是N2,B为NH3,C为NO,D为NO2,E为HNO3;稀硝酸和铜反应生成一氧化氮、硝酸铜和水,E→C化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
综上所述,本题答案是:N2,NH3,NO,NO2,HNO3;3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(2)假如A是固体单质,E为酸,能和Cu反应生成C,则E是浓硫酸,则A为S,A和氢气反应生成B为H2S,A和氧气反应生成C为SO2,C被氧气氧化生成D为SO3;当A为固体单质时,A是S,B是H2S,C是SO2,D是SO3, E是H2SO4;浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,E→C化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
综上所述,本题答案是:S, H2S, SO2, SO3, H2SO4;Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
15.如图是中学化学中常见物质之间某些反应关系,其中部分产物未写出。常温下X和H是固体,B和G是液体,其他均为气体,1 mol X分解得到A、B、C各1 mol。试回答问题:
(1)写出下列物质化学式:X____,B____。
(2)写出下列反应化学方程式:①G+HA+F:________。②C+DE:______________ _。
(3)写出下列反应离子方程式:G+CuE:________。
(4)工业上合成C后采用加压、降温液化措施从混合气体中分离出C,能用上述措施分离出C原因是_____。
【答案】NH4HCO3 H2O C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 4NH3+5O24NO+6H2O 3Cu+2NO3—+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O NH3易液化
【解析】
【分析】
常温下X和H是固体,B和G是液体,其他均为气体,由框图可知X既能与酸反应生成气体A,又能与碱反应生成气体C,故X应为弱酸铵盐,该弱酸易分解,并且产生气体能与Na2O2反应,猜想X应为NH4HCO3或(NH4)2CO3,又知1 mol X分解得到A、B、C各1 mol,故X只能是NH4HCO3,A为CO2,B为H2O,C为NH3,D为O2,E为NO,F为NO2,G为HNO3,H为C,结合对应物质性质以及题目规定可解答该题。
【详解】
常温下X和H是固体,B和G是液体,由框图可知X既能与酸反应生成气体A,又能与碱反应生成气体C,故X应为弱酸铵盐,该弱酸易分解,并且产生气体能与Na2O2反应,猜想X应为NH4HCO3或(NH4)2CO3,又知1 mol X分解得到A、B、C各1 mol,故X只能是NH4HCO3,A为CO2,B为H2O,C为NH3,D为O2,E为NO,F为NO2,G为HNO3,H为C;
(1)由以上分析可知X为NH4HCO3,B为H2O;
(2)①H+G→A+F为C和浓硝酸反应,方程式为C+4HN
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