资源描述
专题十七 氮及其化合物
氮及其氧化物
1.(双选题)(2021年上海化学,21,4分)确定条件下,将0.1 L CO、0.2 L CO2、0.1 L NO、0.2 L NO2和0.2 L NH3混合,然后通过分别盛有足量蒸馏水、饱和碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液的三个洗气瓶(洗气瓶排列挨次不确定)。假设气体通过每个洗气瓶都能充分反应,则尾气(已干燥)( )
A.可能是单一气体
B.不行能含有一氧化碳
C.可能存在原气体中的两种气体
D.成分和洗气瓶的排列挨次无关
解析:洗气瓶排列挨次有6种,若第一个洗气瓶装氢氧化钠溶液,则发生反应:CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,
NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOHNaNO2+H2O+NaNO3,这时出来的气体有CO、NH3,后面的2个洗气瓶无论挨次怎样,最终的气体为CO;若第一个洗气瓶装水,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论挨次怎样,最终的气体为CO、NO;若第一个洗气瓶装饱和碳酸氢钠溶液,则这时出来的气体有CO、CO2、NO,后面的2个洗气瓶无论挨次怎样,最终的气体为CO、NO。
综上所述,A、C项正确,B、D项错误。
答案:AC
2.(2010年山东理综,13,4分)下列推断正确的是( )
A.SiO2 是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应
B.Na2O、Na2O2组成元素相同,与 CO2反应产物也相同
C.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
D.新制氯水显酸性,向其中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
解析:Na2O与CO2反应生成Na2CO3,Na2O2与CO2反应除生成Na2CO3外,还生成O2,B错误;NO在空气中会发生反应2NO+O22NO2,C错误;由于新制氯水中还含有HClO,故滴入少量的紫色石蕊试液的现象是先变红,后褪色,D错误。
答案:A
3.(2009年宁夏理综,7,6分)22.4 L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2 L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为( )
A.NO2 B.N2O2 C.N2O D.N2O4
解析:可以假定该氮氧化合物的化学式为NxOy,依据2NxOy+2yCu2yCuO+xN2,以及题中数据可知:反应后气体体积为反应前气体体积的一半,可以得到x=1,因此只有A选项符合题意。
答案:A
4.(2021年北京理综,26,14分)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式: 。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式: 。
②随温度上升,该反应化学平衡常数的变化趋势是 。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式: 。
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸取NOx生成盐。其吸取力气挨次如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。缘由是 ,元素的金属性渐渐增加,金属氧化物对NOx的吸取力气渐渐增加。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如图所示:
①Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式: .
解析:(1)二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O2HNO3+NO。
(2)①依据能量变化示意图可知,反应物1 mol N2(g)和1 mol O2(g)键能总和为(945+498) kJ·mol-1,生成物2 mol NO(g)键能总和为2×630 kJ·mol-1,再依据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+183 kJ·mol-1。②温度上升,化学平衡向吸热反应方向移动,平衡常数增大。
(3)①空气不足,尾气中NO被CO还原成N2,则CO被氧化生成CO2,2NO+2CON2+2CO2。
②金属氧化物吸取NOx生成盐的力气不同,本质缘由是金属性不同。12Mg、20Ca、38Sr、56Ba属于第ⅡA族元素,按从上到下的挨次,原子半径渐渐增大,失电子力气渐渐增加,金属性渐渐增加,最高价氧化物属于碱性氧化物,碱性增加,吸取非金属氧化物生成盐的力气增加。
(4)①原电池中阴离子移向负极,所以NiO电极为负极,Pt电极为正极,发生还原反应;②NiO电极上反应:NO-2e-+O2-NO2。
答案:(1)3NO2+H2O2HNO3+NO
(2)①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+183 kJ·mol-1
②增大
(3)①2CO+2NON2+2CO2
②Mg、Ca、Sr、Ba为第ⅡA族元素,按从上到下挨次,原子半径渐渐增大
(4)①还原 ②NO+O2--2e-NO2
5.(2022年江苏化学,16,12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:
(1)确定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g)N2O3(g),其平衡常数表达式为K= 。
(2)上述工艺中接受气液逆流接触吸取(尾气从吸取塔底部进入,石灰乳从吸取塔顶部喷淋),其目的是
;
滤渣可循环利用,滤渣的主要成分是 (填化学式)。
(3)该工艺需把握NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致 ;
若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致 。
(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式为
。
解析:(2)气液逆流接触可以使气体与吸取液充分接触,吸取更加完全。由于用的是石灰乳,反应后经过滤会得到未溶解的Ca(OH)2,可循环使用。
(3)NO+NO2+Ca(OH)2Ca(NO2)2+H2O,若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,NO不能被完全吸取,排放的气体会污染大气;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,NO2过量则会发生反应:4NO2+2Ca(OH)2Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+2H2O,导致产品中混有较多的Ca(NO3)2。
(4)依据氧化还原反应规律,另一种产物应当是氮元素价态上升的物质,只能是N,则离子方程式为:
3N+2H+N+2NO↑+H2O
答案:(1)
(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸取 Ca(OH)2
(3)排放气体中NO含量上升 产品Ca(NO2)2中的Ca(NO3)2 含量上升
(4)3N+2H+N+2NO↑+H2O
氨、硝酸
1.(2021年四川理综,7,6分)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL 密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL (标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀,下列说法不正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L
C.NO2和N2O4 的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600 mL
解析:密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸物质的量浓度c(HNO3)= mol/L
=14.0 mol/L,B正确;50 mL这种硝酸物质的量为n(HNO3)=50×10-3 L×14.0 mol/L=0.70 mol, Cu2+、Mg2+、H+
沉淀Cu2+、Mg2+消耗的NaOH为n(NaOH)=n(OH-)==0.06 mol,则合金物质的量n(Cu)+n(Mg)=n[Cu(OH)2]+n[Mg(OH)2]=n(OH-)=0.03 mol,
设合金中有x mol Cu、y mol Mg,
⇒
x∶y=2∶1,A正确;
设混合气体中有NO2 a mol、N2O4 b mol,则由气体体积和电子守恒有
⇒，
(NO2)=×100%=80%,C正确;
当加入的NaOH与显酸性的HNO3及剩余HNO3物质的量之和相等时金属离子全部沉淀,得到2.54 g沉淀,
V[NaOH(aq)]=×103 mL/L=×103 mL=640 mL,D错误。
答案:D
2.(2022年福建理综,11,6分)下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是( )
A.二氧化氮 B.钠
C.硫酸镁 D.二氧化硅
解析:能与NH4Cl反应生成NH3的应为强碱,而与H2O反应能生成强碱的为Na。
答案:B
3.(2022年山东理综,12,4分)下列由相关试验现象所推出的结论正确的是( )
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液毁灭白色沉淀,说明该溶液中确定有S
C.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D.分别布满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均快速上升,说明二者均易溶于水
解析:SO2使品红溶液褪色,是SO2与有色物质化合生成不稳定的无色物质,不能说明SO2具有氧化性,A错误;当溶液中含有S时,加入酸化的Ba(NO3)2溶液时,也会产生白色沉淀(S被H+、N氧化为S),B错误;Fe与稀硝酸反应的化学方程式为:Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,该反应不是置换反应,C错误;由于HCl、NH3极易溶于水,当将布满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中时,气体溶于水,导致液面快速上升,D正确。
答案:D
4.(2022年上海化学,16,3分)试验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是( )
A.①是氨气发生装置 B.③是氨气发生装置
C.②是氨气吸取装置 D.④是氨气收集、检验装置
解析:装置①中氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,但在试管口四周两者又能结合生成氯化铵,A错误;装置②中的漏斗放置过低,不能防止倒吸,C错误;装置④中的试管口应放一团干燥的棉花,D错误。
答案:B。
5.(2011年安徽理综,10,6分)下列有关试验操作、现象和解释或结论都正确的是( )
选项
试验操作
现象
解释或结论
A
过量的Fe粉中加入稀HNO3,充分反应后,滴入KSCN溶液
溶液呈红色
稀HNO3将Fe氧化为Fe3+
B
AgI沉淀中滴入稀KCl溶液
有白色沉淀毁灭
AgCl比AgI更难溶
C
Al箔插入稀HNO3中
无现象
Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
D
用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上
试纸变蓝色
浓氨水呈碱性
解析:过量Fe粉中加入稀HNO3,最终生成Fe2+,滴入KSCN溶液无现象,A错;在相同条件下,AgI比AgCl更难溶,不会毁灭B中现象,B错;稀HNO3不能使Al钝化,而是发生反应,有NO气体生成,C错。
答案:D
6.(2009年全国理综,6,6分)物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A.1∶4 B.1∶5 C.2∶3 D.2∶5
解析:设2 mol Zn参与反应,因Zn无剩余,则最终生成了2 mol Zn(NO3)2,明显含有4 mol N,这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3,依据得失电子守恒有:2×n(Zn)=n(HNO3)×4,则n(HNO3)=1 mol,即有1 mol HNO3被还原。
答案:A
7.(2022年四川理综,28,17分)甲、乙两个争辩性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计了如下试验流程:
制取氨气装有足量干燥剂的干燥管装有氧化铜的硬质玻璃管盛有足量浓硫酸的洗气瓶测定生成氮气的体积
试验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前全部装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,马上加热氧化铜。反应完成后,黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得:反应前氧化铜的质量m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2 g、生成氮气在标准状况下的体积
V1 L。
乙小组测得:洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称: 。
(2)检查A装置气密性的操作是
。
(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将试验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
试验装置
试验药品
制备原理
甲小组
A
氢氧化钙、
硫酸铵
反应的化学方程式为:
①
乙小组
②
浓氨水、
氢氧化钠
用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用:③
(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为 。
(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其缘由是
。
为此,乙小组在原有试验的基础上增加了一个装有某药品的试验仪器,重新试验。依据试验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积,得出了合理的试验结果。该药品的名称是 。
解析:试验原理是:制取NH3,干燥除去水蒸气,然后用纯洁NH3还原CuO,生成Cu、N2和H2O,用浓H2SO4吸取H2O和过量NH3,测定生成N2的体积。
(1)a是圆底烧瓶。
(3)浓氨水与氢氧化钠反应制NH3是液+固不加热,且不用简易启普发生器装置,选B装置。
NaOH的作用:考虑c(OH-)的增大,也要考虑NaOH溶于水后放热。
(4)n(H2O)=n(O)= mol,
n(H)=2n(H2O)= mol,n(N)= ×2 mol= mol。
n(N)∶n(H)=∶=
乙小组把浓H2SO4的质量变化作为生成H2O的质量,其中包含了氨的质量,造成H的量偏高。可以用只吸取H2O不吸取NH3的碱石灰代替浓H2SO4。
答案:(1)圆底烧瓶
(2)连接导管,将导管插入水中;加热试管,导管口有气泡产生;停止加热,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱
(3)①(NH4)2SO4+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaSO4
②B ③氢氧化钠溶于水后放热、增加氢氧根浓度,使NH3+H2ONH3·H2ON+OH-向逆方向移动,加快氨气逸出 (4)5V1∶7(m1-m2)
(5)浓硫酸吸取了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高
碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)
8.(2010年重庆理综,27,15分)某爱好小组用如图装置探究氨的催化氧化。
(1)氨催化氧化的化学方程式为 。
(2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观看到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)为保证在装置4中观看到红棕色气体,装置3应装入 ;若取消3,在4中仅观看到大量白烟,缘由是
。
(4)为实现氨的催化氧化,也可用装置5替换装置 (填装置代号);化合物X为 (只写一种),Na2O2的作用是 。
解析:(2)通过“停止加热后仍能保持红热”,说明该反应放热。
(3)要想观看到4中的红棕色气体,应先除去产物中的H2O,故3装置中应装入浓H2SO4,若取消3,在4中观看到大量白烟的缘由是NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3。
(4)装置5应为“固+固气体”典型装置,再联想Na2O2参与的反应可产生O2,则可断定装置5应为供应O2和NH3混合气体的装置。化合物X可选用NH4Cl,则装置5中发生的反应有:NH4ClNH3↑+HCl↑,
2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑。
答案:(1)4NH3+5O2 4NO+6H2O
(2)放热 (3)浓H2SO4 生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,挥发出的NH3与HNO3反应生成了NH4NO3 (4)1 NH4Cl 与NH4Cl加热分解产物HCl反应生成氧气(答案合理即可)(注:①吸取HCl ②放出O2)
9.(2009年北京理综,27,14分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。试验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mol·L-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
(1)试验应避开有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后 。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是 。
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
。
(5)该小组得出的结论依据的试验现象是
。
(6)试验结束后,同学们发觉装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个试验来推断两种看法是否正确。这些方案中可行的是 (选填序号字母)。
a.加热该绿色溶液,观看颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观看颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观看颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观看颜色变化
解析:本题的目的是要证明浓HNO3能氧化NO成NO2,而稀HNO3则不能,所以装置②中必需要生成NO气体,装置③和装置④分别用稀HNO3或浓HNO3进行对比试验,对比装置⑤和装置⑥,知⑤是收集NO,则③内装稀HNO3,④装浓HNO3,⑥再结合题干所给NO2与NaOH溶液可反应的信息,⑥装NaOH溶液,用以吸取NO2气体。那么装置①反应生成NO2,装置②则须把NO2转化为NO,则②中盛水。
(2)由于装置中空气中的O2极易氧化NO为NO2,故试验前须先将装置中的空气排尽,用不与NO和NO2气体反应的N2、CO2或惰性气体均可。
(5)NO通过稀HNO3后不会产生红棕色气体现象,则说明稀HNO3不氧化NO,NO通过浓HNO3后若产生红棕色气体现象,则说明浓HNO3能氧化NO成NO2。
(6)依据信息知,溶液显绿色的缘由可能是:硝酸铜溶液浓度过大或溶液中溶解了NO2气体,所以该题的思路就是:赶走其中的NO2或在饱和Cu(NO3)2溶液中通入NO2[由于饱和Cu(NO3)2溶液显蓝色]看是否呈绿色。特殊需要留意的是,不能接受稀释的方法,假如接受加水,会导致Cu(NO3)2溶液浓度减小,NO2与水反应使NO2含量削减,所以依据现象无法确定是哪种因素造成。
答案:(1)3 mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2 +H2O2HNO3 +NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
氮及其氧化物
1.(2022哈尔滨六中模拟)往100 mL,pH=0的硫酸和硝酸的混合液中投入3.84 g铜粉,充分反应后,生成NO气体,标准状况下为448 mL,则反应前的混合液中HNO3的物质的量是( )
A.0.02 mol B.0.08 mol
C.0.10 mol D.0.16 mol
解析: 3Cu + 8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
3 8 2
=0.06 mol 0.1 mol =0.02 mol
故H+过量,N完全反应,n(HNO3)=n(NO)=0.02 mol。
答案:A
2.(2022安徽江南十校高三联考)某混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此无色混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,气体很快变为红棕色。下列对原混合气体成分的推断中正确的是( )
A.确定只有SO2和NO B.确定有Cl2、O2和NO2
C.可能有Cl2和O2 D.确定只有NO
解析:由于气体“无色”,排解掉有色气体Cl2、NO2,同时由反应2NO+O22NO2知,NO和O2只存在一种。由于气体通过品红溶液后,品红溶液褪色知,确定含SO2;剩余气体遇空气快速变为红棕色,则确定含NO,不含O2,所以原气体为NO和SO2的混合气体。
答案:A
3.(2021江苏六市教学调研)用下列试验装置进行相应试验,能达到试验目的的是( )
A.用图1所示装置(正放)可收集NO气体
B.用图2所示装置可吸取多余氨气且能防止倒吸
C.用图3所示装置可实现反应:Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑
D.用图4所示装置可分别乙醇(沸点78.4 ℃)与二甲醚(沸点24.9 ℃)的混合物
解析:图1中NO气体极易被空气中的氧气氧化,其密度小于CO2的密度,应当短管进入,长管排出CO2,A不能实现;图2中苯密度小,漂在上层不能达到防止倒吸的目的;图3中Cu做阳极,失电子溶解,变成进入溶液,石墨电极是阴极,H+得电子析出H2,溶液中生成Cu(OH)2,C正确;图4是蒸馏装置,温度计应当放于支管口四周测定蒸气的温度。
答案:C
氨、硝酸
4.(2021安徽黄山第一次联考)可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是( )
A.锌和稀硫酸反应制氢气
B.浓氨水与氢氧化钙固体反应制氨气
C.亚硫酸钠固体与硫酸反应制二氧化硫
D.铜与稀硝酸反应制一氧化氮
解析:氢气不能用向上排空气法收集,A不行以;氨气不能用浓硫酸干燥,B不行以;二氧化硫密度大于空气,可以用向上排空气法收集,C可以;一氧化氮易被氧化,不能用排空气法收集,D不行以。
答案:C
5.(2022安徽省城名校第四次联考)下列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是( )
选项
a
b
c
A
Al
AlCl3
Al(OH)3
B
HNO3
NO
NO2
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
NH3
NO2
NO
解析:A项,Al(OH)3→Al的转化必需经过Al(OH)3→Al2O3→Al这两步;C项,SiO2→H2SiO3必需经过两步SiO2→Na2SiO3→H2SiO3,H2SiO3→Si也必需经过两步H2SiO3→SiO2→Si;D项,NH3→NO2必需经过两步NH3→NO→NO2。
答案:B
6.(2021四川凉山州一诊)物质的量之比为1∶3的锌与稀硝酸混合,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,下列说法中正确的是( )
A.在此反应中硝酸体现强氧化性,全部被还原
B.向反应后的溶液中再加入金属铁,不再发生化学反应
C.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶4
D.该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸之比为1∶5
解析:依据锌与硝酸反应的产物,可写出化学方程式:4Zn+10HNO3N2O↑+4Zn(NO3)2+5H2O,但该题所给比例n(Zn)∶n(HNO3)=1∶3,即4∶12,所以该方程式又可看成4Zn+12HNO3N2O↑+4Zn(NO3)2+2HNO3+5H2O(即HNO3有剩余),所以A错;由于有剩余HNO3存在,所以可与铁反应,B错;被还原的HNO3与未被还原的硝酸之比为
2∶10=1∶5,故C错,D正确。
答案:D
7.(2021浙江杭州教学质量检测)利用常温下氨与氯气能发生置换反应的性质,氯碱工业生产中用来检查氯气是否泄漏,其模拟装置如图所示。下列有关说法中错误的是( )
A.烧瓶中马上毁灭白烟
B.烧瓶中马上毁灭红棕色气体
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧瓶中还发生了化合反应
解析:由于氨气有还原性,氯气进入烧瓶后与挥发出的氨发生反应:2NH3+3Cl2N2+6HCl,NH3+HCl
NH4Cl,A、C、D正确;NH3只被氧化为N2,没有NO2的生成,B错误。
答案:B
8.(2022潍坊一模)硝酸铜是一种重要的工业产品,化学上有很多方法可以制取硝酸铜:①将铜溶于硝酸中 ②先将铜与O2反应生成CuO,再溶于硝酸中 ③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂,不参与反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列生疏或推断中错误的是( )
A.方法③是最经济和环保的
B.方法①中,若从经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好
C.方法②需要消耗能源,对环境不产生污染
D.方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂
解析:方法③产物中有NO,对环境会造成污染,A错;稀HNO3的还原产物为NO,浓HNO3的还原产物为NO2,制取相同量的Cu(NO3)2,消耗浓HNO3比稀HNO3多,B正确;Cu和O2生成CuO,CuO和HNO3反应只生成Cu(NO3)2和H2O,C正确;N2O4中氮元素的化合价为+4价,而产物Cu(NO3)2和NO中氮元素的化合价分别为+5价和+2价,故N2O4既作氧化剂又作还原剂,D正确。
答案:A
9.(双选题)(2021广东梅州一模改编)下列试验能达到目的的是( )
A.用锌与稀硝酸制备H2
B.用酸性KMnO4溶液鉴别1戊烯和甲苯
C.用水来除去NO中少量的NO2
D.用丁达尔效应鉴别鸡蛋白溶液和食盐水
解析:锌与稀硝酸反应没有氢气产生,A项错误;1戊烯和甲苯均可使酸性KMnO4溶液褪色,B项错误;可用水来除去NO中少量的NO2,其反应的化学方程式是H2O+3NO22HNO3+NO,C项正确;鸡蛋白溶液有丁达尔效应,而食盐水无丁达尔效应,D项正确。
答案:CD
10.(双选题)(2021广东佛山二模改编)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的推断都正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
推断
A
KSCN溶液可检验Fe3+
待测液先后滴入足量氯水和几滴KSCN溶液后变为血红色,证明待测液含Fe3+
Ⅰ对;
Ⅱ对;无
B
SO2具有还原性
SO2通入Ba(NO3)2溶液中可见白色沉淀生成
Ⅰ对;
Ⅱ对;有
C
NO2和溴蒸气都呈红棕色
用水可鉴别NO2和溴蒸气
Ⅰ对;
Ⅱ对;无
D
反应物比例不同可导致产物不同
Na与O2反应可能生成Na2O,也可能生成Na2O2
Ⅰ对;
Ⅱ对;有
解析:A项中:往含有Fe3+的溶液中加入KSCN时溶液显血红色,可用KSCN溶液检验Fe3+,陈述Ⅰ对;往溶液中滴入氯水时,可将Fe2+氧化为Fe3+,故不能证明待测液含Fe3+,陈述Ⅱ错误;陈述Ⅰ与陈述Ⅱ无因果关系,A项错误。D项中:Na与O2反应可能生成Na2O,也可能生成Na2O2,生成的产物不同是由于在不同条件下产生,而不是由于反应物比例不同可导致产物不同;陈述Ⅰ对,陈述Ⅱ也对,但陈述Ⅰ与陈述Ⅱ无因果关系,D项错误。
答案:BC
11.(2022福建莆田模拟)化学试验要符合“绿色化学”理念。某试验小组对“铜与浓硝酸反应”进行了探究性试验。试回答下列问题:
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式: 。
(2)与装置Ⅰ相比,装置Ⅱ的优点是 ,
装置Ⅲ除具有装置Ⅱ的优点外,还有的优点是 。
(3)在装置Ⅲ中,若使NO2气体布满烧瓶,应先关闭弹簧夹 ,再打开弹簧夹 ;当气体布满烧瓶后,将铜丝提起,然后把a、b、c都关闭,并把烧瓶置于沸水中,下列状况不变的是 。
A.颜色
B.质量
C.气体的平均相对分子质量
D.密度
E.压强
(4)为了验证NO2与水的反应,欲使烧杯中的水进入烧瓶的操作是 。
解析:(2)比较三种装置的结构,结合本试验原理,装置Ⅱ比装置Ⅰ优越的地方有:无氮的氧化物逸出,避开了对空气的污染;装置Ⅲ的优点还有:可把握反应随时进行,随时停止。
(3)若要让NO2布满烧瓶,需要关闭开关c、打开a和b;由于在烧瓶中存在2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,在沸水中,平衡左移,颜色加深、气体平均相对分子质量减小,压强增大,但是混合气体的质量和密度不变。
(4)若要让烧杯中的水进入烧瓶,则应减小烧瓶内的气压,所以可实行措施:关闭a和c,打开b,对烧瓶水浴加热,则一部分NO2气体进入NaOH溶液进行反应,再降温,则烧瓶中气压会减小,此时打开c,关闭b,水即进入烧瓶。
答案:(1)Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O
(2)无氮的氧化物逸出,避开了对空气的污染 可把握反应随时进行,随时停止
(3)c a和b BD
(4)关闭a和c,打开b,连续对烧瓶水浴加热,待气体不再放出时关闭b,停止加热,打开c
12.(2021山东潍坊一模)某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应,争辩NH3的某种性质并测定其组成,设计了如下试验装置(夹持装置未画出)进行试验。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ;仪器b中可选择的试剂为 。
(2)试验室中,利用装置A,还可制取的无色气体是 (填字母)。
A.Cl2 B.O2 C.CO2 D.NO2
(3)试验中观看到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体产生,上述现象证明NH3具有 性,写出相应的化学方程式: 。
(4)E装置中浓硫酸的作用是 。
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作:
。
(6)试验完毕,若测得干燥管D增重m g,装置F测得气体的体积为n L(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为 (用含m、n字母的代数式表示)。
解析:(1)仪器a是分液漏斗,浓氨水可以与生石灰、氢氧化钠固体、碱石灰等制取氨气。
(2)装置A是一种固体+液体反应不需要加热的气体发生装置,可以用来制取H2、CO2、NO2等,还可以用H2O2与MnO2来制取O2,这里注明是无色气体,则不能是NO2。
(3)黑色CuO粉末变为红色固体,说明黑色的CuO被还原为Cu,同时NH3被氧化为N2,证明白NH3具有还原性:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。
(4)试验需要通过称量D装置反应前后的质量差来作为氨气中氢原子物质的量的计算依据,所以E装置具有隔离D
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