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单元评估检测(八)
第八章
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)
1.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念,它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此,由单质铜制取硝酸铜的下列衍变关系可行且符合“绿色化学”的是( )
A.CuCu(NO3)2
B.CuCuOCu(NO3)2
C.CuCuOCu(OH)2Cu(NO3)2
D.CuCuSO4Cu(NO3)2
2.烧瓶中放入铜片和稀硝酸,用酒精灯加热来制取较纯洁的一氧化氮,反应开头后发觉烧瓶中布满红棕色气体,这时的操作应是( )
A.马上用向上排空气法收集
B.待烧瓶中红棕色气体消逝后,用向上排空气法收集
C.待烧瓶中红棕色气体消逝后,用排水法收集
D.马上用排水法收集
3.下列关于氮族元素的说法中错误的是( )
A.磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物
B.6.20 g白磷在足量氧气中完全燃烧生成氧化物,反应所消耗的氧气在标准状况下的体积为5.6 L
C.氮族元素的最高价氧化物的水化物的通式为H3RO4
D.NH3的沸点比AsH3的高
4.NO2是导致光化学烟雾的“罪魁祸首”之一。NO2可以用氢氧化钠溶液吸取,或在确定条件下用氨气(NH3)与NaOH反应使之转化为无污染的物质,发生反应的化学方程式分别是2NO2+2NaOHM+NaNO3+H2O,8NH3+6NO27X+12H2O。则M和X代表的物质的化学式是( )
A.NaNO2、N2 B.HNO2、N2
C.NO、HNO3 D.Na3NO4、NO
5.由NO、H2、CO2组成的混合气体,通过足量的Na2O2充分反应后,再用电火花点燃使其充分反应,最终得到质量分数为70%的硝酸,无任何气体剩余。则原混合气体中NO、H2、CO2的体积之比为( )
A.2∶4∶7 B.2∶4∶5
C.2∶4∶9 D.3∶5∶8
6.含有1 mol HNO3的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应,所得氧化产物a、b与铁粉物质的量关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关推断正确的是( )
A.a是Fe(NO3)2 B.n1=0.375
C.p=0.20 D.n2=0.30
7.(2021·玉林模拟)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在确定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可以水解
8.(力气挑战题)4 mol金属单质R和含10 mol HNO3的稀溶液恰好完全反应,氧化产物是R(NO3)2,还原产物可能是( )
①NO2 ②NO ③N2O ④NH4NO3
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
9.(14分)已知NH3与CuO在加热条件下可生成N2,方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。纯氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁,氮化镁遇水反应可生成氢氧化镁和氨气。
(1)下面是化学课外小组的同学提出的试验室制备氨气的几种方案:
A.硫酸铵固体与消石灰共热
B.浓氨水逐滴加到新制的生石灰中
C.在确定条件下,氮气与氢气化合
D.加热分解氯化铵固体
你认为其中较简洁易行的方案有 (填字母);其反应的化学方程式为 , 。
(2)该小组同学设计的制备氮化镁的试验方案如图(夹持及加热仪器没有画出),且在试验前系统内的空气均已排尽。
①该试验完成后,能否得到纯洁的氮化镁 (填“能”或“不能”);简述理由 。
②装置C的作用是 。
10.(12分)某爱好小组用下图装置探究氨的催化氧化。
(1)写出试验室制NH3的化学方程式 ,还可以用
(填试剂名称)制备NH3。
(2)氨催化氧化的化学方程式为 。
(3)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”)。
(4)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 。
(5)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 。
11.(14分)某课外活动小组设计了以下试验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其试验流程图如下:
(1)测定硝酸的物质的量反应结束后,从如图B装置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为
mol,则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积
为 mL。
(2)测定NO的体积:
①从如图所示的装置中,你认为应选用 装置进行Ag与浓硝酸反应试验,选用的理由是 。
②选用如图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接挨次是 (填各导管口编号)。
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置 (填“下降”或“上升”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
(3)气体成分分析:
若试验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中 (填“有”或“没有”)NO产生,作此推断的依据是 。
12.(12分)(力气挑战题)中学化学中常见的几种物质存在如下关系,其中甲是黑色非金属单质,乙是生活中常见的金属单质,D是红棕色气体(图中部分产物和反应条件已略去)。
回答下列问题:
(1)G的名称为 ;F的化学式为 。
(2)写出甲与A的浓溶液反应的化学方程式 。
(3)除去G固体中含有的H杂质接受的方法是 。
(4)A溶液与一种能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝的气体反应,生成一种盐,该盐的溶液呈酸性,其缘由是 (用离子方程式表示)。
(5)写出由F转化为E的离子方程式 。
将溶液F加热蒸干、灼烧到质量不再削减时所得固体物质的化学式为 。
答案解析
1.【解析】选B。绿色化学要求尽可能地利用原料并保证生产过程无污染。A和D中,铜与硝酸或浓硫酸反应都会有污染物生成,不符合“绿色化学”的思想;C中将CuO再转化为Cu(OH)2,在技术上难以实现,且增加了步骤,不符合“绿色化学”中经济的要求。
2.【解析】选D。在制取NO过程中,经常会混有NO2气体,要得到纯洁的NO,需除去混有的NO2气体。直接用向上排空气法收集,不能得到纯洁的NO气体,A项错误;NO中的NO2是由于NO和装置内的空气发生反应得到的,所以不能自行消逝,B、C项错误;由于NO2溶于水且与水反应生成NO和硝酸,故可以直接用排水法收集到纯洁的NO,D项正确。
3.【解析】选C。磷在氧气中燃烧,可生成P2O5和P2O3两种固体,A正确;白磷燃烧生成五氧化二磷,白磷的相对分子质量为124,则6.20 g白磷的物质的量为0.05 mol,其完全燃烧消耗氧气0.25 mol,标准状况下体积为5.6 L,B正确;氮元素对应的最高价氧化物的水化物的化学式为HNO3,不符合该通式,C错;由于NH3分子之间形成了氢键,所以NH3的沸点比AsH3的高,D正确。
4.【解析】选A。依据氧化还原反应的实质可知:
M中氮元素的化合价小于4,即为NaNO2。
NH3和NO2发生氧化还原反应生成对环境无污染的N2,选项A正确。
【方法技巧】氮的氧化物气体(NO、NO2)被NaOH溶液完全吸取的方法
反应原理:NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,
2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,
NO与NaOH溶液不反应。
吸取规律:氮的氧化物混合气体中,若V(NO)≤V(NO2),即可完全被NaOH溶液吸取,若V(NO)>V(NO2)则不能完全被NaOH溶液吸取,吸取后NO有剩余。
实际应用:处理氮的氧化物尾气时,先通入过量空气,再将气体通入NaOH溶液吸取。
5.【解析】选A。设得到70%的硝酸100 g,
70%的硝酸中n(H2O)==mol
70%的硝酸中n(HNO3)==mol,
其中n(H)∶n(N)∶n(O)=(2×mol+mol)∶
mol∶(mol+3×mol)=4∶1∶4.5。
通过足量Na2O2后n(O2)=n(CO2),n(H2)∶n(NO)∶n(O2)=∶1∶()=2∶1∶1.75
n(H2)∶n(NO)∶n(CO2)=2∶1∶3.5,即n(NO)∶n(H2)∶n(CO2)=2∶4∶7。
6.【解题指南】解答本题要留意以下2点:
(1)铁粉与硝酸反应,先产生Fe3+,过量的Fe与Fe3+生成Fe2+。
(2)写出n3反应的方程式,然后依据方程式计算。
【解析】选D。随铁粉的加入反应分为两个阶段:Fe+4HNO3Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,n1=0.25;
2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2,故a、b分别是Fe(NO3)3、Fe(NO3)2,n3时的总反应方程式为3Fe+8HNO33Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,其中n3=0.375,A、B错误;当Fe3+与Fe2+相等时,加入的铁粉为0.3 mol,即n2=0.30,Fe3+和Fe2+的物质的量均为0.15 mol。
7.【解析】选C。NaHCO3不能做化肥,A不正确;Na2CO3受热不分解,B不正确;NaCl不水解,D不正确。
8.【解题指南】解答本题要留意以下3点:
(1)10 mol HNO3有8 mol生成R(NO3)2。
(2)剩余的2 mol HNO3可能全部被还原生成N2O,也可能部分被还原而生成NH4NO3。
(3)依据电子得失守恒,推断还原产物。
【解析】选C。硝酸在此反应中既表现氧化性,又表现酸性。4 mol金属单质R被氧化后可得4 mol R(NO3)2,即因酸性而消耗的硝酸为8 mol,若余下的2 mol HNO3全部作为氧化剂,依据电子得失守恒有2×4=2×(5-n),n=1,即还原产物为N2O;假如余下的2 mol HNO3一半为氧化剂,另一半起酸性作用,还原产物为NH4NO3。
【方法技巧】硝酸还原产物的推断
推断硝酸的还原产物时,要争辩硝酸在反应中所起的作用,确定作氧化剂的硝酸的物质的量,依据得失电子守恒,建立氧化剂和还原剂之间量的关系,确定被还原后氮元素的化合价。
9.【解析】(1)试验室里可以用铵盐[如(NH4)2SO4]和消石灰混合共热或将浓氨水滴到生石灰中制取氨气;不能用N2和H2化合,缘由是该反应为可逆反应,且反应条件高,试验室里难以达到,NH4Cl固体加热分解生成NH3和HCl,遇冷后二者又重新化合生成NH4Cl,故C、D项不行以。
(2)①Mg与干燥的N2能生成Mg3N2,但Mg3N2遇水蒸气会猛烈水解,而F装置后无干燥装置,故不能得到纯洁的Mg3N2。
②因NH3极易溶于水,会毁灭倒吸现象,故C装置起防倒吸的平安瓶作用。
答案:(1)A、B (NH4)2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2NH3↑+2H2O
NH3·H2ONH3↑+H2O
(2)①不能 因F后缺少干燥装置,部分Mg3N2与空气中的H2O反应生成Mg(OH)2导致产品不纯
②平安瓶,防止装置D中的水进入B装置
10.【解析】本题是一道综合性较强的试验题。氨的催化氧化,首先要制备NH3和O2,可得出装置1的作用:制备NH3和O2。在装置2中NH3和O2在催化剂、加热条件下,反应生成NO和H2O。(3)利用装置3除去H2O,在装置4中NO被氧化为NO2。若取消装置3,在装置4中生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3。(4)装置5是制备NH3和O2。
答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 浓氨水与碱石灰
(2)4NH3+5O24NO+6H2O
(3)放热
(4)浓硫酸 生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3
(5)1 NH4Cl 与HCl反应生成氧气
11.【解析】由图B可以确定标准状况下V(NaOH)=20.40-0.40=20.00(mL),故B中c(HNO3)=20.00×0.1/25=0.08(mol·L-1),则B中n(HNO3)=0.008 mol。依据3NO2+H2O2HNO3+NO和0.008 mol HNO3可以确定标准状况下V(NO2)=268.8 mL。要测量生成的NO的体积,要除去装置中O2的干扰,所以Ag和HNO3反应要选A装置。测量NO前要利用水除去产生的NO2,故试验仪器应按1→2→3→5→4→7的挨次连接;用排水法测量NO体积时要保证两侧液面在同一高度,可以减小试验误差。268.8 mL NO2与水完全反应可以生成NO的体积为268.8×1/3=89.6(mL),而现在测得NO为112.0 mL,故该反应中有NO生成。
答案:(1)0.008 268.8
(2)①A 由于A装置可以通N2将装置中的空气排尽,防止NO被空气中的O2氧化
②1→2→3→5→4→7 ③上升
(3)有 由于NO2与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积(89.6<112.0)
12.【解题指南】解答本题要明确以下3点:
(1)常见黑色非金属为碳,与浓硝酸反应产生的红棕色气体为NO2。
(2)CO2与NaOH溶液反应因反应物的量不同产物不同。
(3)Fe与硝酸反应所得产物与铁的量有关。
【解析】本题考查无机物框图推断。甲是常见非金属单质,为碳,D为红棕色气体,为NO2,可推出A为HNO3,B为CO2,CO2与足量NaOH溶液反应,G为Na2CO3,CO2与少量NaOH溶液反应,生成NaHCO3,Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3,H为NaHCO3,C为H2O,乙是常见的金属单质,与HNO3反应,量不同产物不同,乙为Fe,HNO3与少量Fe反应,生成Fe(NO3)3,HNO3与足量Fe反应,生成Fe(NO3)2,发生反应2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2。
答案:(1)碳酸钠 Fe(NO3)3
(2)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(3)加热
(4)N+H2ONH3·H2O+H+
(5)2Fe3++Fe3Fe2+ Fe2O3
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