人教高一化学氮及其化合物 知识点及练习题
人教高一化学氮及其化合物知识点及练习题
一、选择题
1.下列关于NO的说法正确的是()
A.为红棕色气体
B.只有氧化性
C.是汽车尾气的有害成分之一
D.能溶于水生成HNO3
【答案】C
【详解】
A. NO为无色气体,A项错误;
B. NO中的N为+2价,N的化合价既可以升高,也可以降低,故NO既有氧化性,又有还原性,B项错误;
C. NO是汽车尾气的有害成分之一,C项正确;
D. NO是难溶于水的有毒气体,D项错误;
故答案为C。
2.有关铵盐性质的叙述正确的是
A.都是晶体,都能溶于水B.受热时分解,都有NH3产生
C.与碱共热时不一定产生氨气D.都能与酸反应
【答案】A
【详解】
A.铵盐都是易溶于水的白色晶体,A项正确;
B.铵盐不稳定都能加热分解,但不一定有氨气产生,如:NH4NO3
N2O↑+2H2O,B项错
误;
C.铵盐都能与碱反应生成氨气,C项错误;
D.铵盐不都能与酸反应,例如硝酸铵不能与酸反应,D项错误;
答案选A。
3.浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐渐加入少量稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是
A.颜色变浅B.变为红色C.没有改变D.变为黄色
【答案】D
【详解】
往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,发生反应的离子方程式为:3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O,三价铁离子为棕黄色;
故选:D。
4.下列叙述与氮的固定无关的是
A .工业合成氨
B .工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物
C .豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物
D .电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收 【答案】B 【分析】
氮的固定是指将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。 【详解】
A .工业合成氨属于氮的固定,属于人工固氮,故A 不选;
B .工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物,属于含氮化合物之间的相互转化,与固氮无关,故选B ;
C .豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物,属于微生物固氮,故C 不选;
D .电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应生成一氧化氮,属于自然固氮,故D 不选。 答案选B 。
5.如图所示,集气瓶内充满某混合气体,将集气瓶置于光亮处,然后挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶,发现烧杯中的水会倒吸进入集气瓶,则集气瓶内的混合气体可能是( )
CO ①、2O 3NH ②、2O 2NO ③、2O 2N ④、2H
A .①②
B .②④
C .③④
D .②③
【答案】D 【详解】
①一氧化碳与氧气在点燃条件下反应,在光照条件下不反应,且一氧化碳不溶于水,氧
气难溶于水,压强几乎不变化,烧杯中的水不会进入,故①不符合题意;
②氨气和氧气在光照条件下不反应,但氨气易溶于水,将滴管内的水挤入集气瓶后,集气
瓶内压强减小,烧杯中的水进入集气瓶,故②符合题意;
③二氧化氮和氧气与水反应生成硝酸,将滴管内的水挤入集气瓶后,集气瓶内压强减小,
烧杯中的水进入集气瓶,故③符合题意;
④氮气与氢气在催化剂、加热条件下反应,在光照条件下不反应,且氮气与氢气都难溶于
水,压强不变化,烧杯中的水不会进入,故④不符合题意; 答案选D 。
6.生物固氮是指()
A.生物从土壤中吸收含氮养料
B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C.将氨转变成硝酸及其它氮的化合物
D.生物将空气中的氮气转变成含氮化合物
【答案】D
【分析】
生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气转化为含氮的化合物的过程。
【详解】
A.土壤中含有的NO3-、NH4+,被植物吸收合成植物所需的物质,是氮的化合物转化为氮的化合物,A不符合题意;
B.根瘤菌将含氮化合物转化为蛋白质,是氮的化合物转化为氮的化合物,B不符合题意;C.将氨转变成硝酸及其它氮的化合物,是氮的化合物转化为氮的化合物,C不符合题意;D.生物将氮气转化为含氮化合物,符合生物固氮的定义,D符合题意;
答案选D。
7.14 g铜、银合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应,将放出的气体与1.12 L(标准状况下)氧气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是( )
A.9.6 g B.6.4 g C.4.8 g D.3.2 g
【答案】D
【详解】
根据题意:有如下转化关系:
设Cu xmol 、Ag ymol 金属铜、银失去电子给了硝酸中+5价的氮,还原产物中的NO和 NO2又失去电子给了氧气生成硝酸,整个过程等效于铜、银失电子,转移给了氧气,所以根据
电子得失守恒规律:2x+y=4×1.12
22.4
,质量守恒:64x+108y=14,分别解出x=0.05mol,
m(Cu)=0.05mol×64g/mol=3.2g;D正确;
故答案选D。
8.在常温常压下,下列各组气体不能共存的是
A.SO2与O2B.NO2与NO C.O2与N2D.NO与O2【答案】D
【分析】
常温常压下,气体之间不能共存说明气体之间能发生反应,根据气体的性质解答。【详解】
A .常温常压下,二氧化硫和氧气不反应,所以二者能共存,但在催化剂、加热条件下,二氧化硫和氧气发生氧化还原反应生成三氧化硫,故A 不符合题意;
B .NO 2 与 NO 不反应,所以能共存,NO 不稳定,易被氧气氧化生成二氧化氮,故B 不符合题意;
C .常温常压下,氮气和氧气不反应,但在高温或放电条件下,氮气和氧气反应生成NO ,故C 不符合题意;
D .NO 不稳定,易被氧气氧化生成二氧化氮,所以NO 和 O 2不能共存,故D 符合题意; 答案选D 。
9.氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示,下列关于海洋氮循环的说法中,正确的是( )
A .海洋中不存在游离态的氮
B .②中的含氮物质转化属于氮的固定
C .④中的含氮物质转化属于氮的还原
D .向海洋中排放含NO 3-的废水不会影响NH 4+的含量 【答案】B 【详解】
A.根据图像,海水中存在氮气,A 错误;
B. ②中氮气转化为+
4NH 含氮化合物,属于氮的固定,B 正确;
C . ④中+
4NH 转化为-2NO 或2N O ,化合价升高,属于氮的氧化反应,C 错误; D.根据图像,-3NO 能转化为-2NO ,-2NO 转为氮气,氮气转化为+
4NH ,故向海水中排放
-3NO 会造成+4NH 浓度增大,D 错误;
故答案选B 。
10.足量铜溶于一定量浓硝酸,产生NO 2、N 2O 4、NO 的混合气体,这些气体若与1.12 L O 2(标准状况)混合后通入水中,气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L -1 H 2SO 4溶液100 mL ,则继续溶解的Cu 的质量为( )
A .6.4 g
B .9.6 g
C .19.2 g
D .24 g
【答案】C 【详解】
Cu 和浓硝酸反应过程中,Cu 失电子生成铜离子、硝酸得电子生成NO 2、N 2O 4、NO ,且转移电子守恒,这些气体若与1.12LO 2(标况)混合后通入水中,气体被完全吸收,说明氧气得到的电子等于这些气体生成硝酸根离子得到的电子,所以氧气得到的电子等于Cu 失去
的电子,根据转移电子得n (Cu )=
1.124
22.4/2
L
L mol ?=0.1mol ,根据原子守恒得n (Cu )
=n[Cu (NO 3)2]=0.1mol ,再加入稀硫酸后,相当于溶液中含有硝酸,能继续溶解Cu ,n (H +)=2n (H 2SO 4)=2×5mol/L×0.1L=1mol ,n (H +):n (NO 3-)=1mol :0.2mol=5:1>1/4,所以氢离子有剩余,根据硝酸根离子计算溶解铜的质量,设溶解Cu 的质量为x ,则: 3Cu+2NO 3-+8H +=3Cu 2++2NO+4H 2O 192g 2mol x 0.2mol
192g :2mol=x :0.2mol ,解得x =19.2g 。 答案选C 。 【点晴】
明确物质之间的反应是解本题的关键,注意进行过量计算,注意转移电子守恒、原子守恒的利用,难点和易错点是没有进行过量计算。
11.近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气处理装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A .汽车尾气的主要污染成分包括CO 、NO 和N 2
B .反应中NO 为氧化剂,N 2为氧化产物
C .NO 和O 2必须在催化剂表面才能反应
D .催化转化总反应为222催化剂
2NO+O +4CO 4CO +N
【答案】D 【详解】
A .汽车尾气的主要污染成分是CO 、NO 、NO 2等,氮气为空气成分,不是空气污染物,故A 错误;
B .根据图示反应,氮元素从NO 中的2+价降为0价,化合价降低,所以一氧化氮为氧化剂,氮气为还原产物,碳元素的化合价从+2价升至+4价,二氧化碳为氧化产物,故B 错
误;
C . NO 和2O 在常温下就会发生反应生成二氧化氮,故C 错误;
D .尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分,根据图示反应的方程式为2222NO O 4CO 4CO N ++=+催化剂
,故D 正确。 答案选D 。
12.将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为①和②两份,第①份先通过适量蒸馏水,再通过少量澄石灰水;第②份直接通过少量澄清石灰水。则石灰水的变化最可能为( ) A .①不变浑浊,②变浑浊 B .①变浑浊,②不变浑浊 C .①变浑浊,②变浑浊 D .①不变浑浊,②不变浑浊 【答案】B 【详解】
C 与浓硝酸反应产生2CO 和2NO 的混合气体,混合气体直接通过澄清石灰水,2NO 与水
反应生成硝酸,硝酸先与氢氧化钙反应,难以得到3CaCO 沉淀;混合气体先通过水,
2NO 可与水反应生成硝酸和NO ,NO 和2CO 的混合气体再通过澄清石灰水,NO 与氢
氧化钙不反应,二氧化碳与氢氧化钙反应会产生3CaCO 沉淀,故选B 。
13.将足量的 SO 2 气体通入 BaCl 2 溶液中,未观察到有白色沉淀产生,当通入下列气体后,仍然观察不到白色沉淀产生的是( ) A .Cl 2 B .CO 2
C .NO 2
D .NH 3
【答案】B 【详解】
A .Cl 2具有氧化性,在溶液中将SO 2氧化为SO 42-离子,与钡离子结合生成白色沉淀BaSO 4,选项A 不符合;
B .亚硫酸、碳酸的酸性都比盐酸弱,根据强酸制备弱酸规律可知,SO 2与CO 2都不与BaCl 2反应,都不会生成沉淀,选项B 符合;
C .NO 2与水反应生成硝酸,硝酸将SO 2氧化为SO 42-离子,与钡离子结合生成白色沉淀BaSO 4,选项C 不符合;
D .氨气具有碱性,与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与钡离子反应生成亚硫酸钡沉淀,选项D 不符合; 答案选B 。
14.下列叙述不正确的是 A .洒落的汞可用硫粉处理 B .浓硫酸可用铁制容器装 C .可用氨水清洗试管壁上的氧化铝
D .可用稀硝酸清洗试管壁上的银
【答案】C
【详解】
A.汞有毒,常温下能够与硫反应生成硫化汞,撒落的汞可用硫粉处理,故A正确;B.浓硫酸具有强氧化性,常温下能够使铁钝化,所以浓硫酸可用铁制容器装,故B正确;
C.氨水为弱碱,不能与氧化铝反应,不能用氨水清洗试管壁上的氧化铝,故C错误;D.硝酸具有强的氧化性,能够氧化单质银,所以可用稀硝酸清洗试管壁上的银,故D正确;
故选C。
15.下列实验方法正确的是
A.用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,则该溶液中不含K+
SO B.向无色溶液中加入盐酸酸化的 BaCl2溶液有白色沉淀出现,则该溶液中一定含有2-
4 C.向某无色溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定含有2-
CO
3
D.向待测液中加入烧碱溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,待测液NH
中一定有+
4
【答案】D
【详解】
A.做焰色反应实验时,火焰呈黄色,则该溶液中含有Na+,不能确定是否含K+,A不正确;
SO或Ag+ B.溶液中加入盐酸酸化的 BaCl2溶液,有白色沉淀出现,则该溶液中可能含有2-
4
等,B不正确;
CO C.无色溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中可能含有2-
3 HCO 等,C不正确;
或
3
D.向待测液中加入烧碱溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则该气
NH,D正确;
体为NH3,从而证明待测液中一定有+4
故选D。
16.列关于氯气的实验装置能达到实验目的的是
A.图①:制取氯气的发生装置B.图②:除氯气中混有的少量氯化氢气体C.图③:收集氯气D.图④:氯气的尾气处理
【答案】C
【详解】
A. 实验室制备氯气,利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下进行,图示装置没有加热装置(酒精灯),故A错误;
B. 除氯气中混有的少量氯化氢气体,需将气体通入盛有饱和氯化钠的洗气瓶,且进气方式为“长管进短管出”,故B错误;
C. 氯气的密度比空气大,收集氯气需用向上排空气法,图示装置符合规范操作,故C正确;
D. 氯气极易与氢氧化钠反应生成盐和水,其尾气吸收装置中应盛有氢氧化钠溶液,而不是饱和氯化钠溶液,故D错误;
答案选C。
17.(NH4)2SO4在一定条件下发生如下反应:4(NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O,将反应后的气体通入一定量的BaCl2溶液中,发现溶液有白色沉淀生成,还有部分气体从溶液中逸出,检验发现从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应。下列说法正确的是
A.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:1
B.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:2
C.生成的沉淀中既有BaSO4、又有BaSO3,且n(BaSO4):n(BaSO3)约为1:3
D.从溶液中逸出的气体只有N2,最后留下溶液中溶质只有较多的NH4Cl
【答案】A
【详解】
(NH4)2SO4分解的方程式为4(NH4)2SO4=N2↑+6 NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O,设分解了4mol(NH4)2SO4,则分解生成的N2、NH3、SO2、SO3物质的量依次为1mol、6mol、3mol、1mol,分解产生的气体通入BaCl2溶液中,发生反应2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4、(NH4)2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NH4Cl,此过程中消耗1molSO3、2molNH3、生成1molBaSO4沉淀;还剩余4molNH3,最终从溶液中逸出的气体无色、无味,溶液中氯化钡恰好完全反应,说明3molSO2全部反应,则发生的反应为4NH3+3SO2+3H2O=(NH4)2SO3+2NH4HSO3、
(NH 4)2SO 3+BaCl 2=BaSO 3↓+2NH 4Cl ,此过程将4molNH 3、3molSO 2全部消耗,生成1molBaSO 3沉淀;根据上述分析,生成的沉淀中既有BaSO 4、又有BaSO 3,且n (BaSO 4):n (BaSO 3)约为1:1,从溶液中逸出的气体只有N 2,最后留下的溶液中有较多的NH 4Cl 和NH 4HSO 3,故答案为A 。
18.中学实验中,通常利用如图所示的装置进行喷泉实验,来验证HCl 的极易溶于水。喷泉结束后,溶液占烧瓶体积的
4
5
,下列有关说法不正确的是
A .用滴管加入液体后,由于气体的“溶解”,使瓶内压强减小,导致瓶内压强小于外界压强,从而形成喷泉
B .选用合适的溶液,CO 2也能做喷泉实验
C .实验结果说明,原烧瓶内收集到的HCl 气体占烧瓶总体积的45
D .反应结束后,烧瓶中的盐酸溶液浓度为41522.4
?mol/L 【答案】D 【详解】
A .HCl 极易溶于水,用滴管加入液体后,由于气体的“溶解”,使瓶内压强减小,导致瓶内压强小于外界压强,水经导管被压入烧瓶中,从而形成喷泉,A 说法正确;
B .由于CO 2易溶于NaOH 溶液,因此选用合适的溶液,如NaOH 溶液,CO 2也能做喷泉实验,B 说法正确;
C .喷泉结束后,溶液占烧瓶体积的
4
5
,说明原烧瓶内收集到的HCl 气体占烧瓶总体积的4
5
,C 说法正确; D .反应结束后,若在标准状况下,烧瓶中的盐酸溶液浓度为41522.4
?mol/L ,但题中未指明是标准状况,D 说法错误; 答案选D 。
19.关于某溶液所含离子检验的方法和结论正确的是( )
A .加入2BaCl 溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸沉淀不溶解,则原溶液一定有2-
4SO
B .加入3AgNO 溶液有白色沉淀生成,加稀盐酸沉淀不消失,则原溶液一定有-Cl
C .加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液中可能有2-3CO 或-
3HCO D .加入NaOH 溶液并加热,产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体,则原溶液中一定含
+4NH
【答案】C 【详解】
A .加入2BaCl 溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸沉淀不溶解,该沉淀可能是氯化银或硫酸钡,则原溶液可能有2-
4SO 或Ag +,故A 错误;
B .加入3AgNO 溶液有白色沉淀生成,加稀盐酸沉淀不消失,加入的盐酸中含有-Cl ,会导致生成氯化银白色沉淀,则不能确定原溶液一定有-Cl ,故B 错误;
C .加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体可能是二氧化碳或二氧化硫,则原溶液中可能有2-3CO 、-3HCO 、2-3SO 或-
3HSO ,故C 正确;
D .氨气是碱性气体,能使湿润的红色的石蕊试纸变蓝,而与湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体;加入NaOH 溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则原溶液中一定含+
4NH ,故D 错误; 答案选C 。
20.关于氮肥的说法正确的是( ) A .硫铵与石灰混用肥效增强
B .所有铵态氮肥中,氮元素化合价都是 -3 价
C .使用碳铵应深施盖土
D .尿素属于氨态氮肥 【答案】C 【详解】
A. 将硫酸铵与碱性物质熟石灰混合施用时会放出氨气而降低肥效,故A 错误;
B.铵态氮肥中,氮元素化合价在铵根离子中是 -3 价,如果含有硝酸根离子是+5价,如硝酸铵,故B 错误;
C. 碳酸氢铵受热容易分解,易溶于水,使用碳铵应深施盖土,避免肥效损失,故C 正确;
D. 尿素属于有机氮肥,不属于铵态氮肥,故D 错误。 故选C 。
二、非选择题
21.某课外活动小组欲利用 CuO 与 NH 3 反应,研究 NH 3 的某种性质并测定其组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。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________(填名称)。
(2)实验室中,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)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,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________。
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作:__________。
(6)实验完毕,若测得干燥管D增重mg,装置F测得气体的体积为nL(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)。
【答案】分液漏斗固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰 BC 还原
3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2,吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D 慢慢上下
移动右边漏斗,使左右两管液面相平
9n 11.2m
【分析】
A装置利用浓氨水与固体氢氧化钠、氧化钙或碱石灰作用制得氨气,经过B中碱石灰干燥后的氨气进入C中,将加热的CuO还原为Cu,同时生成水和氮气,其中D中碱石灰增重的质量就是反应生成的水,F中所得气体的体积为氮气,结合原子守恒即可计算出氨分子中氮、氢的原子个数比,据此分析解题。
【详解】
(1)装置中仪器a为分液漏斗;仪器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使锥形瓶中的固体溶解放热促进一水合氨分解生成氨气,可选择固体氢氧化钠、氧化钙或碱石灰;
(2)利用装置A,可制取的无色气体;
A.可利用高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气,但氯气为黄绿色气体,故A不选;
B.利用过氧化氢在二氧化锰催化下分解制备氧气,氧气是无色气体,故B选;
C.利用稀盐酸滴入大理石上反应制备无色的二氧化碳气体,故C选;
D.可利用Cu和浓硝酸反应制备二氧化氮,但NO2是红棕色气体,故D不选;
故答案为BC;
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,说明氨气和氧化铜反应生成铜、氮气和水,氨气被氧化铜氧化,表现还原性,结合原子守恒配平写出的化学方程式为:3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2;
(4)依据流程分析,浓硫酸是吸收过量的氨气,且阻止F中水蒸气进入D,以免影响生成水的测定;
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作是:慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面
相平,保证氮气产生的压强等于外界大气压,再读数;
(6)若测得干燥管D 增重mg ,则生成水的物质的量=mg
18g /mol
,装置F 测得气体的体积为
nL(已折算成标准状况)为N 2,物质的量=
nL
22.4L /mol
,依据元素守恒得到氮原子和氢原子
物质的量之比=(nL 22.4L /mol ×2):(mg 18g /mol ×2)=9n
11.2m
,则氨分子中氮、氢的原
子个数比为9n
11.2m
。 【点睛】
本题考查氨气的实验室制备及性质探究,解题关键是反应现象分析判断,涉及装置流程分析,量气装置的使用方法,测定元素物质的量之比的计算,属基础考查。
22.高氯酸铵(44NH ClO )是复合火箭推进剂的重要成分。通过如图所示的装置及实验步骤可以测定某高氯酸铵样品的纯度。 步骤1:检查装置气密性。
步骤2:准确称取样品0.2500g 于蒸馏烧瓶中,加入约150mL 水溶解。
步骤3:准确量取1
2440.00mL 0.1000mol L H SO -?溶液于锥形瓶中。
步骤4:经仪器A 向蒸馏瓶中加入1
20mL 3mol L NaOH -?溶液。 步骤5:加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约100mL 溶液。
步骤6:用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2~3次,洗涤液并入锥形瓶中。
步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用-1
0.2000mol L NaOH 标准溶液滴定至终点,消耗NaOH 标准溶液30.00mL 。 步骤8:将实验步骤1~7重复2次。
(1)仪器A 的名称是______________。
(2)计算样品中高氯酸铵的质量分数_________(写出计算过程,已知杂质不参与反应)。 【答案】分液漏斗 1
3
n(NaOH)0.2000mol L 30.0010L 0.006mol --=???= 由关系式“242 NaOH H SO ~”可知, 过量的24H SO 的物质的量为:()241
n H SO =
0.006mol=0.003mol 2
?
与3NH 反应的24H SO 的物质的量为:
()1324n H SO 0.1000 mol L 40.0010L 0.003 mol 0.001mol ???-﹣=-=
由关系式“3242 NH H SO ~”可知,
()3n NH 20.001mol 0.002 mol ==?
()()443n NH ClO n NH 0.002 mol ==
()144m NH ClO 0.002 mol 117.5g mol 0.235g ??-==
则样品中44NH ClO 的质量分数为:44ωNH ClO 0.235g 0.2500g 10()0%94%==÷? 【详解】
(1)如图所示,仪器A 为分液漏斗;
(2)13
n(NaOH)0.2000mol L 30.0010L 0.006mol --=???=
由关系式“242 NaOH H SO ~”可知, 过量的24H SO 的物质的量为:()241
n H SO =0.006mol=0.003mol 2
? 与3NH 反应的24H SO 的物质的量为:
()1324n H SO 0.1000 mol L 40.0010L 0.003 mol 0.001mol ???-﹣=-=
由关系式“3242 NH H SO ~”可知,
()3n NH 20.001mol 0.002 mol ==? ()()443n NH ClO n NH 0.002 mol ==
()144m NH ClO 0.002 mol 117.5g mol 0.235g ??-==
则样品中44NH ClO 的质量分数为:44ωNH ClO 0.235g 0.2500g 10()0%94%==÷?
23.某课题组同学查阅文献知:3(NH 4)2SO 4(s)
加热
4NH 3↑+3SO 2↑+N 2↑+6H 2O 。他们拟选
择下列装置检验硫酸铵分解的产物(各装置中药品足量):
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________。
(2)甲组同学选择上图装置来证明该气体中有H2O、NH3、SO2的存在。
①装置的链接顺序为:C→_____→_____→______→E;
②能证明有水生成的实验现象是_____________________________________________;
③B瓶的作用是_________________________,实验一段时间后,若要检验新生成的阳离子,具体操作是______________________________________________________。
(3)实验中,观察到D装置产生白色沉淀。该白色沉淀的化学式:____________ ;
(4)D装置中发生的反应与硝酸钡的量有关,若硝酸钡足量,则D中反应的离子方程式为__________________________________________________________。
【答案】球形干燥管 A B D A中白色粉末变蓝色吸收氨气取少量溶液于试管中,加入适量浓NaOH溶液,并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在管口,变蓝,证明铵根离子
NO +3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+
的存在 BaSO4 3Ba2++23
【分析】
(1)A仪器名称为球形干燥管;
(2)①检验 H2O、NH3、SO2时,先用无水硫酸铜检验水,再用硫酸吸收氨气,检验铵根离子,二氧化硫可以用硝酸钡检验,有水时,先检验水,以免其他溶液中带入水,造成干扰;
②证明水生成的试剂为无水硫酸铜,遇到水变蓝色;
③B中浓硫酸吸收氨气;硫酸与氨气反应生成硫酸铵,利用铵根离子的性质,确定检验方法;
(3)二氧化硫与硝酸钡生成硫酸钡沉淀;
(4)若硝酸钡过量,二氧化硫完全转化为硫酸钡沉淀。
【详解】
(l)A装置盛装碱石灰的仪器是干燥管;
(2)①检验 H2O、NH3、SO2时,先用无水硫酸铜检验水,再用硫酸吸收氨气,检验铵根离子,二氧化硫可以用硝酸钡检验,有水时,先检验水,以免其他溶液中带入水,造成干扰,装置的连接顺序为:C→A→B→D→E;
②硫酸铜遇水生成蓝色硫酸铜晶体;能证明有水生成的实验现象是A装置中白色粉末变成蓝色;
③B装置的作用是吸收氨气;新生成的阳离子为铵根离子,铵根离子的检验方法为:取少量溶液于试管中,加入适量浓NaOH溶液,并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在管口,变
蓝,证明铵根离子的存在;
(3)实验中,观察到D装置中产生白色沉淀,沉淀为二氧化硫与硝酸钡反应生成的硫酸钡(BaSO4)沉淀;
NO (4)若硝酸钡过量,二氧化硫完全转化为硫酸钡沉淀,反应的离子方程式为:3Ba2++2
3+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+。
24.某同学利用下列实验装置图探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验(假设药品足量),请回答下列问题:
(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO气体的离子方程式为_______________________。
(2)实验开始时,该同学进行了如下的操作步骤,正确的顺序是__________(填选项序号)
①打开活塞与止水夹
②U形管右侧酸液与铜丝分离后,打开活塞
③检查气密性,组装好其它部分仪器
④从长颈漏斗往U形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平
⑤关闭活塞与止水夹
(3)第(2)题中操作④的目的是________________________________________。
(4)上述实验过程中长颈漏斗所起的作用是______________________________。
(5)能证明稀硝酸与铜反应还原产物是NO气体的实验现象是_____________(填选项字母)。原因是____________________________(用化学方程式表示)。
A.U形管右侧中收集到无色气体
B.U形管右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色
C.U形管中溶液颜色变成蓝色
【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O ③①④⑤②将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出 B 2NO+O2=2NO2
【分析】
(1)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水;
(2)该实验为探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体,所以连接装置后先进行检查气密性,原理是利用活塞与止水夹构成封闭体系,根据装置内外的压强差形成水柱或气泡判断,然后进行反应,实验要验证铜与稀硝酸反应的还原产物是NO而不是NO2,生成的气体不能与空气接触,应先打开活塞再从右侧加稀
硝酸,排尽装置内的空气,据此分析操作步骤;
(3)装置中残留空气,反应产物一氧化氮易与空气中的氧气反应,需用反应产生的气体赶走装置中的空气;
(4)长颈漏斗球形部分空间较大,能起缓冲作用,接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出;
(5)NO是无色气体,NO遇空气中氧气生成NO2气体,NO2是红棕色的气体,稀硝酸与Cu反应生成NO气体,右侧压强增大,右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色,说明还原产物是NO。
【详解】
(1)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-
=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)该实验为探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体,所以连接装置后先进行检查气密性(③),然后打开活塞与止水夹(①),从长颈漏斗往U形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平(④),铜和稀硝酸反应,将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰,关闭活塞与止水夹(⑤),U形管右侧酸液与铜丝分离后,打开活塞(②),反应结束,所以操作步骤为:③①④⑤②;
(3)装置中残留空气,反应产物一氧化氮易与空气中的氧气反应,操作④从长颈漏斗往U 形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮,将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰;
(4)该实验铜和稀硝酸反应,生成的NO是无色难溶于水的气体,装置内压强增大,用长颈漏斗能接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出,
故答案为:接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出;
(5)NO是无色难溶于水的气体,若稀硝酸与Cu反应生成NO气体,右侧压强增大,右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气,NO遇空气中氧气反应2NO+O2=2NO2,生成红棕色的NO2气体,所以U形管右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色,能证明稀硝酸与铜反应还原产物是NO,
故答案为:B;2NO+O2=2NO2。
NH HCO的流程如下:
25.工业上以空气、焦炭、水为原料制备43
回答下列问题:
(1)工业上操作X称为减压汽化,在实验室利用沸点不同分离液体混合物的方法为
___________。
(2)写出Ⅲ中发生反应的化学方程式:___________。
(3)过程Ⅳ在合成塔中进行,发生的反应是3H2+N2催化剂
高温、高压
2NH3,该反应不属于___________(填字母)。
a.氧化还原反应 b.离子反应 c.化合反应 d.可逆反应
(4)过程V是将NH3和CO2先后通入水中,先通入水中的是___________,其原因是
___________。
【答案】蒸馏 C+2H2O(g)催化剂
Δ
CO2+2H2 b 氨气氨气在水中的溶解度大,先通入氨
气,使溶液呈碱性,增大二氧化碳的溶解度,得到的碳酸氢铵多
【分析】
由流程可知,空气液化后减压汽化得到氧气和氮气,焦炭与水蒸气在催化作用下,加热生成二氧化碳和氢气,在高温、高压以及催化作用下氮气和氢气反应生成氨气,氨气与二氧化碳与水反应可生成碳酸氢铵,以此解答该题。
【详解】
(1)实验室利用沸点不同分离液体混合物的方法为蒸馏;
(2)由流程可知,焦炭与水蒸气在催化作用下,加热生成二氧化碳和氢气,方程式为
C+2H2O(g)催化剂
Δ
CO2+2H2;
(3)发生的反应是3H2+N2催化剂
高温、高压
2NH3:
a.该反应中N、H元素化合价发生变化属于氧化还原反应,故a不符合题意;
b.该反应中没有离子参与或离子生成,不属于离子反应,故b符合题意;
c.该反应中反应物为两种,生成物只有一种,属于化合反应,故c不符合题意;
d.根据反应方程式中使用可逆符合可知该反应属于可逆反应,故d不符合题意;
故答案为:b;
(4)过程Ⅴ是将NH3和CO2先后通入水中,氨气在水中的溶解度大,先通入氨气,使溶液呈碱性,增大二氧化碳的溶解度,得到的碳酸氢铵多,所以先通入氨气,如先通入二氧化碳,二氧化碳溶解度较小,不能达到制备的目的。