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湖北省襄阳襄州第五章第二节氮及其化合物练题2021-2022学年高一化学人教版(2019)必修第二册
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氮及其化合物专项训练
一、单选题(15题)
1.关于实验室制取氨气的说法正确的是
A.虽然氨水受热分解可产生氨气,在实验室也不能用加热浓氨水的方法制取氨气
B.通常可选择浓硫酸为干燥剂,除去氨气中的水蒸气
C.既可用向下排空气法收集NH3,又可用排水法收集NH3
D.用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,可使反应速率加快
2.下列说法不正确的是
A.NOx能形成酸雨,NO2转化为HNO3的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO
B.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
C.根据反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O可知,可以利用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物对大气的污染
D.在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放
3.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,其催化剂表面物质转化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.在转化过程中,氮元素均被还原
B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C.还原过程中生成0.1 mol ,转移0.5 mol电子
D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
4.下列实验能达到实验目的的是
A.制氨气 B.制氨气
C.收集氨气 D.尾气处理
5.下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3 B.SSO3H2SO4
C.SO2H2SO3 H2SO4 D.NH3NOHNO3
6.某实验小组探究氨气与氯气的反应,装置如图所示,在常温常压下将氨气收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K。如图连接好装置,将氨气压入反应管,充分反应后打开K,下列说法不正确的是
A.该反应原理可应用于检验输送氯气的管道是否泄漏
B.反应开始后,薄膜保鲜袋逐渐被吸入反应管中
C.打开K后,烧杯内的水会倒吸入反应管
D.反应过程中,反应管内气体颜色逐渐变浅,有白烟生成
7.绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含、、、、,不考虑其他成分),设计了如下流程:
下列说法正确的是
A.固体1的成分为、
B.X可以是空气
C.捕获剂所捕获的气体主要是
D.处理含废水时,发生的反应为
8.下列各实验的现象及结论都正确的是
选项
实验
现象
结论
A
过量铁粉加入稀硝酸中,充分反应后,滴加溶液
有无色气泡产生,溶液呈血红色
稀硝酸能将氧化成
B
铜粉加入稀硫酸中,加热;再加入少量硝酸钾固体
加热时无明显现象,加入硝酸钾后溶液变蓝
硝酸钾起催化作用
C
将粒投入溶液
析出银白色固体
固体为
D
浓硫酸滴入蔗糖中,产生的气体导入澄清石灰水
蔗糖变黑、体积膨胀,澄清石灰水变浑浊
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
9.下列各组离子一定能大量共存的是
A.在无色溶液中:、、、
B.在含大量的溶液中:、、、
C.在强酸性溶液中:、、、I-
D.室温下,的溶液中:、、、
10.下列实验现象和对应解释(或结论)都正确的是
现象
解释(或结论)
A
浓硝酸在光照下颜色变黄
浓硝酸不稳定
B
浓硫酸能使小木条变黑
浓硫酸具有吸水性
C
向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中含有SO
D
Cl2和SO2均可使含有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2和SO2均具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
11.X、Y、Z、R、M、Q为六种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示,下列判断正确的是
A.简单氢化物的稳定性:M
B.X、Z、Q形成的化合物一定属于酸
C.R2Q2中含有离子键和极性共价键
D.Z的一种氧化物通入含有KSCN的FeCl2溶液中可出现血红色
12.KMnO4溶液、NaClO溶液分别与浓盐酸混合反应都能生成Cl2。下列制取、净化Cl2、验证其氧化性并进行尾气吸收的装置和原理能达到实验目的的是
A.制取Cl2
B.除去HCl
C.验证Cl2氧化性
D.吸收尾气
A.A B.B C.C D.D
13.下列实验方案能达到实验目的的是
A.用图甲所示装置制取并收集NO2
B.在实验室中,用图乙所示装置制备并收集Cl2
C.用图丙所示装置,滴入浓硫酸后,蔗糖变黑,品红溶液褪色,说明浓硫酸使蔗糖脱水的同时还产生了SO2
D.用图丁所示装置,将氯气通入广口瓶中,立即出现大量白烟,说明氨气的氧化产物为NH4Cl
14.将1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体0.05mol,向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。下列说法正确的是
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,N2O4的的体积分数是20%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
15.某溶液中只可能含有下列离子中的几种(不考虑溶液中含量较少的和):、、、、。取200mL该溶液,分为等体积的两份,分别做下列实验。实验1:第一份中加入足量的烧碱溶液并加热,产生的气体在标准状况下的体积为224mL。实验2:第二份中先加入足量的盐酸,无明显现象,再加入足量的溶液,得到固体2.33g。下列说法正确的是( )
A.该溶液中不一定含有
B.该溶液中肯定含有、、、
C.该溶液中一定不含
D.该溶液中定含有,且
二、填空题(4大题)
16.氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。
(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下:
回答下列问题:
①酸雨的pH________(填“>”、“<”或“=”)5.6。
②D物质的化学式为____________。
③反应②的化学方程式为_________________________________________。
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:__________________,反应中氧化剂是____________,还原剂是_______________。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________ mol·L-1。
②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=______。
③用含n和m的代数式表示所得溶液中NO3-和NO2-浓度的比值c(NO3-)∶c(NO2-)=________。
17.如下图所示中各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中常温下A、C和D为无色气体,C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X分解产生A、B和C三种产物的比值为1:1:1。
(1)写出下列各物质的化学式:
X:________;B:________;F:________;G:________。
(2)按要求写出下列变化的反应化学方程式:
A→D的化学反应方程式:__________________________;
G→E的离子反应方程式:__________________________。
18.某学习小组利用下列装置探究氯气与氨气的反应.其中A、B分别为氯气和氨气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
(1)若Cl2从左向右流动,NH3从右向左流动,则上述实验装置中,依次连接的合理顺序为:A→____→B;为使NH3与Cl2更充分混合,Cl2应从C装置的___进入(填“x”或“y”)。
(2)简述装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是___________。
(3)装置A中发生反应的离子方程式为__________________。
(4)装置B中圆底烧瓶内的试剂为__________________(填名称)。
(5)装置D的作用是______________。
(6)反应开始后,装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气中的主要成分之一,该反应的化学方程式为__________________。
19.如图所示是实验室快速制备氨气与验证氨气性质的装置(部分固定装置已省略)。
(1)连接好装置后,若要检查装置的气密性,其操作是先关闭______和______,打开______,在中装入水后,用酒精灯微热,观察到中有气泡产生,移开酒精灯,中导管有水柱形成,则说明装置的气密性良好。
(2)请解释中制取氨气的原理:_____________。
(3)装置中盛放的试剂是______。
(4)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗中放出浓氨水至浸没烧瓶中的生石灰后,关闭分液漏斗活塞,点燃处酒精灯,装置中黑包固体逐渐变红,装置中______(填实验现象);从装置中逸出的气体可以直接排人空气中,请写出装置中发生反应的化学方程式:____________。
(5)反应结束后,关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入装置中,很快发现装置中产生白烟,同时发现装置中溶液发生倒吸流人装置中,写出装置中产生白烟的反应的化学方程式:______,装置G中溶液发生倒吸的原因是_______。
参考答案:
1.D
A.氨水受热分解产生氨气,在实验室可利用浓氨水制取氨气,A不正确;
B.氨气呈碱性,能与硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,B不正确;
C.NH3易溶于水,不能用排水法收集,C不正确;
D.碱石灰不仅碱性比消石灰强,且能吸水,有利于氨气的逸出,所以碱石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,反应速率更快,D正确;
故选D。
2.B
A.NOx能形成酸雨,其中NO2溶于水转化为HNO3的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,A正确;
B.CO、NO、NO2都是大气污染气体,NO在空气中易生成NO2,在空气中NO不能稳定存在,B错误;
C.根据反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O可知氢氧化钠溶液能吸收二氧化氮,因此可以利用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物对大气的污染,C正确;
D.在汽车排气管上加装“催化转化器”可以把氮氧化物等有毒气体转化为无毒气体,因此是为了减少有害气体的排放,D正确;
答案选B。
3.D
A.根据图示可知,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中,N元素化合价升高被氧化,故A错误;
B.根据图示可知,BaO为催化剂,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时,BaO参与储存N元素,故B错误;
C.还原过程中生成0.1 mol N2,转移电子的物质的量为0.1 mol×(5-0)×2=1 mol,故C错误;
D.整个过程中,CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2,说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化,故D正确;
故选D。
4.B
A.氯化铵加热分解生成氨气和HCl,在试管口化合生成氯化铵,不能制备氨气,应选铵盐与碱加热制备,故A错误;
B.浓氨水与CaO混合后放热,使氨气逸出,图中固液反应装置可制备氨气,故B正确;
C.氨气的密度比空气密度小,应采用向下排空气法收集,导管短进长出可收集氨气,故C错误;
D.氨气极易溶于水,应该防倒吸,漏斗不能插入到液面以下,故D错误;
故选B。
5.C
【【详解】解析】
A.Fe与O2在点燃时反应产生Fe3O4,不是生成Fe2O3,A错误;
B.S与O2在点燃时反应产生SO2,不能产生SO3,B错误;
C.SO2易溶于水,与水反应产生H2SO3,H2SO3具有还原性,与O2混合,被O2氧化为H2SO4,符合物质反应转化关系,C正确;
D.NH3被O2催化氧化产生NO,NO不溶于水,不能与水反应产生HNO3,D错误;
故合理选项是C。
6.C
【解析】
【详解】
NH3和Cl2发生8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,该反应可以观察到有白烟产生,据此分析解题:
A.由分析可知,该反应原理可以观察到有白烟产生,故可应用于检验输送氯气的管道是否泄漏,A正确;
B.根据反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,由于NH4Cl为固体,反应管中的压强减小,导致外界大气压大于反应管中压强,故反应开始后,薄膜保鲜袋逐渐被吸入反应管中,B正确;
C.充分反应后,由于薄膜保鲜袋逐渐被吸入反应管中,导致反应管中的压强一直与外界大气压相等,且此时反应管中只剩下不溶于水的N2,故此时打开K后,烧杯内的水不会倒吸入反应管,C错误;
D.根据反应方程式8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可知,反应过程中,反应管内气体颜色逐渐变浅,有白烟生成,D正确;
故答案为:C。
7.B
工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)通过过量的石灰乳,二氧化碳、二氧化硫被吸收,生成碳酸钙和亚硫酸钙,气体1为一氧化氮、一氧化碳和氮气,气体1和空气接触,再通过氢氧化钠溶液,一氧化氮和氧气和氢氧化钠反应生成亚硝酸钠,氧气不能过量,否则生成硝酸钠,亚硝酸钠和铵根离子的溶液反应生成无污染的气体,应为氮气,气体2有氮气和一氧化碳,捕获剂所捕获的气体主要是一氧化碳,据此解答。
【详解】
A.固体1含有、和过量的Ca(OH)2,A错误;
B.由分析可知X可以是空气,B正确;
C.由以上分析可以知道,捕获剂所捕获的气体主要是一氧化碳,C错误;
D.亚硝酸钠和铵根离子的溶液反应生成的无污染的气体应为氮气不是一氧化氮,发生的反应为,D错误;
故选B。
8.D
A.硝酸具有强氧化性,铁先被硝酸氧化生成,再被过量铁粉还原生成,滴加溶液不显红色,现象错误,A不符合題意;
B.铜粉不与稀硫酸反应,加入硝酸钾,引入,发生反应的离子方程式为,体现了在酸性环境中的强氧化性,结论错误,B不符合题意;
C.粒投入溶液中,先与水反应生成和,与反应生成白色沉淀,现象、结论错误,C不符合题意;
D.蔗糖与浓硫酸反应生成蓬松多孔的黑色物质,浓硫酸先使蔗糖脱水生成C单质,蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性,C单质与浓硫酸反应生成,同时生成刺激性气味的气体,使体积膨胀,体现了浓硫酸的强氧化性,气体导入澄淸石灰水使其浑浊,故D符合题意;
故选D。
9.B
A. 在无色溶液中:、生成碳酸亚铁沉淀,不能大量共存,故A不符;
B. 在含大量的溶液中:、、、之间不反应,能大量共存,故B符合;
C. 在强酸性溶液中:、I-发生氧化还原反应生成亚铁离子和碘,不能大量共存,故C不符;
D. 室温下,的溶液中:、、发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO,不能大量共存,故D不符;
故选B。
10.A
A.浓硝酸不稳定,见光分解生成二氧化氮,二氧化氮溶于浓硝酸颜色变黄,故A正确;
B.由于浓硫酸具有脱水性,所以浓硫酸能使小木条变黑,故B错误;
C.硝酸能把SO氧化为SO,向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则溶液中可能含有SO或SO,还可能是原溶液中含有Ag+离子,故C错误;
D.Cl2没有漂白性,SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,体现SO2是酸性氧化物的性质,故D错误;
选A。
11.D
X、Y、Z、R、M、Q为六种短周期元素,X和R原子最外层电子数为1,X原子半径小于R原子半径,X是所有元素中原子半径最小的,则X为H;Z和Q原子半径大于X,小于R、Y、M,考虑Z和Q为第二周期元素,且Z的原子半径大于Q,Z的原子序数小于Q,R、Y、M为第三周期元素,且原子半径大小顺序为R>Y>M,所以原子序数大小关系为:R<Y<M,Z原子最外层有5个电子,则Z为N,Q最外层有6个电子,则Q为O,R原子最外层有1个电子,则R为Na,Y最外层有4个电子,则Y为Si,M最外层有6个电子,则M为S。
【详解】
A.根据元素周期律,S的非金属性大于Si,H2S的稳定性大于SiH4,A项错误;
B.H、N、O可形成如NH4NO3等物质,不一定是酸,B项错误;
C.Na2O2中含有离子键和非极性共价键,C项错误;
D.NO2能将FeCl2溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+与SCN―反应生成血红色的Fe(SCN)3,D项正确;
答案选D。
12.C
A.二氧化锰浓盐酸制氯气,需要加热,A错误;
B.可以用饱和氯化钠除去氯化氢,应该用洗气瓶不能用U形管,B错误;
C.氯气可以把硫离子氧化成硫单质,难溶于水生成沉淀,C正确;
D.氯气难溶于水,应该用氢氧化钠溶液处理尾气,D错误;
故选C。
13.C
A.NO2溶于水,并与水反应产生HNO3、NO,不能用排水法收集NO2,A错误;
B.浓盐酸与二氧化锰反应制取Cl2需要加热条件,图中缺少加热仪器,B错误;
C.浓硫酸使蔗糖脱水后,反应产生的C与浓硫酸发生氧化还原反应,产生的SO2气体使品红溶液褪色,说明浓硫酸使蔗糖脱水的同时还产生了SO2,C正确;
D.导管口应在液面下,且氯气与氨气发生氧化还原反应生成N2、HCl,反应产生HCl与NH3反应生成NH4Cl固体,因此看到有白烟,故N2为氧化产物,D错误;
故合理选项是C。
14.C
A.金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为,氢氧根的物质的量为,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则:、,解得x=0.02,y=0.01,故合金中铜与镁的物质的量之比是2:1,故A错误;
B.该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%,则该浓硝酸的物质的量浓度为:,故B错误;
C.标况下,NO2和N2O4混合气体的物质的量为0.05mol,设二氧化氮的物质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为(0.05-a)mol,根据电子转移守恒可知,,解得:a=0.04,N2O4的体积分数为,故C正确;
D.金属离子全部沉淀时,反应后溶质为硝酸钠,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=0.64mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为:,故D错误。
故答案选C。
15.D
实验1可证明原溶液中含有,且其物质的量为0.01mol;实验2可证明原溶液中一定不含有,一定含有,且的物质的量为,根据溶液中的电荷守恒,则一定含有,且的浓度。
【详解】
A.由分析可知,溶液中一定含Na+,A错误;
B.结合分析可知,溶液中一定没有,若的浓度为,则根据电荷守恒可知无,若的浓度>,则必有,B错误;
C.结合B可知,溶液可能含,C错误;
D.由分析可知,溶液中一定含有,且,D正确。
答案选D。
16. < H2SO3 2SO2+O22SO3 6NO2+8NH37N2+12H2O NO2 NH3 3∶2
【解析】
【分析】
由图示转化可知:A为SO2,B为SO3,C为H2SO4,D为H2SO3。
【详解】
(1)①正常雨水的pH=5.6,酸雨的pH<5.6;
②由分析可知D为H2SO3,A为SO2,B为SO3,反应方程式为:2SO2+O22SO3,
(2)NH3和NO2发生氧化还原反应生成的无污染物质是N2和H2O,反应方程式为:6NO2+8NH37N2+12H2O,反应中NO2中N的化合价由+4价降低到0价,得到电子,被还原,本身作氧化剂;NH3中的N由-3价上升到0价,失去电子,被氧化,本身作还原剂;
(3)①因产物NaNO3、NaNO2中n(Na)=n(N),故n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)=(m+n) mol,c(NaOH)= mol·L-1;
②NO2与NO混合气体与NaOH溶液反应可以认为先后发生如下反应:
当V(NO)2≥V(NO)时能吸收完全,所以c(NO3-)∶c(NO2-)= ,得n∶m=3∶2;
③c(NO3-)∶c(NO2-)= (n-m)∶[2m+(n-m)]=。
17. NH4HCO3 H2O NO2 HNO3 2CO2+2Na2O2=2 Na2CO3+ O2 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
【解析】
【分析】
C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,说明C是氨气,则X是铵盐,X分解生成三种气体,且比值为1:1:1,所以X是碳酸氢铵;碳酸氢铵分解生成氨气、水、二氧化碳,B常温下不是气体,所以B是水,则A是二氧化碳,二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气,则D是氧气;氧气与氨气反应生成NO和水,所以D是NO,NO与氧气反应生成二氧化氮,所以F是二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,不同浓度的硝酸与Cu反应生成NO和二氧化氮,所以G是硝酸。
【详解】
(1)根据以上分析,各物质的化学式是X:NH4HCO3 B:H2O F:NO2 G:HNO3
(2)A→D的化学反应方程式是2CO2+2Na2O2=2 Na2CO3+ O2;G→E的离子反应方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。
18. E、F、C、D x 打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加 MnO2+4H++2C1﹣Mn2++C12↑+2H2O 氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等 吸收水蒸气,干燥氨气 3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl
【解析】
【详解】
(1)Cl2从左向右流动,NH3从右向左流动,A是氯气的发生装置,产生氯气后,用饱和食盐水吸收氯气中混有的HCl气体,再用浓硫酸干燥,制备纯净干燥的氯气;B装置是氨气的发生装置,产生氨气后,用碱石灰干燥;制得氯气和氨气在C装置中发生反应,所以上述实验装置中,依次连接的合理顺序为:A→E→F→C→D→B;由于Cl2密度比空气的密度大,为使NH3与Cl2更充分混合,Cl2应从C装置的x口进入;
(2)装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加;
(3)装置A中是制备氯气的发生装置,是在加热的条件下进行的反应,所用原料为二氧化锰和浓盐酸,离子方程式为:MnO2+4H++2C1﹣Mn2++C12↑+2H2O;
(4)装置B是在常温下进行的反应,可以和浓氨水产生氨气的试剂可以是氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等,所以圆底烧瓶内的试剂为氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等;
(5)装置D主要用于吸收水蒸气,干燥氨气;
(6)反应开始后,装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,推测此物质为氯化铵固体,
另一生成物是空气中的主要成分之一,即氮气,因此该反应的化学方程式为:3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl。
19. 弹簧夹2 分液漏斗活塞 弹簧夹1 固体生石灰溶于浓氨水后吸水,放出大量的热促使分解生成 碱石灰 有气泡冒出并产生白色沉淀 盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体,导致瓶内压强减小
【解析】
【分析】
A中将浓氨水滴入到生石灰中,逸出的NH3经干燥后,在加热条件下还原CuO生成Cu和N2,多余氨气通入E装置中,中和溶液的酸性,可观察到有白色沉淀BaSO3生成;因氯气有强氧化性,氧化氨气生成N2,同时产生白烟,说明还生成NH4Cl。
【详解】
(1)组装好装置后,若要检验A-E装置的气密性,其操作是:首先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞,打开弹簧夹1,在E中装入水后,然后微热A,观察到E中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,E中导管有水柱形成说明装置气密性良好;
(2)根据装置图可知,A中将浓氨水滴入到生石灰中,固体生石灰溶于浓氨水后,吸水,放出大量的热促使NH3挥发,溶液中OH-浓度增加,都促使NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-向生成NH3移动,加快氨气逸出;
(3)进入C中硬质试管的氨气应干燥,装置B的作用是干燥氨气,干燥氨气用碱石灰;
(4)反应后的尾气中含有未反应的氨气,氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡,故还有白色沉淀沉淀,所以现象为有气泡冒出并产生白色沉淀,装置C中黑色固体逐渐变红,说明有Cu生成,从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,说明氨气被氧化为氮气,同时生成水,C中发生反应的化学方程式为:2NH3+3CuO 3Cu+N2↑+3H2O;
(5)氯气有强氧化性,氧化氨气生成N2,产生白烟,说明生成固体,故还生成NH4Cl,反应方程式为:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl.盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体,导致内压减小,引起溶液倒吸。
【点睛】
考查氨气的制备与性质实验、对装置的理解、实验操作、化学计算等,掌握物质的性质理解原理是解题的关键,准确分析装置的特点并结合氨的性质与制备原理去分析,如:①涉及制备原理、②考查氨气的物理性质及防倒吸操作、③考查常见氨气的制备方法、④氨气的碱性和还原性。
一、单选题(15题)
1.关于实验室制取氨气的说法正确的是
A.虽然氨水受热分解可产生氨气,在实验室也不能用加热浓氨水的方法制取氨气
B.通常可选择浓硫酸为干燥剂,除去氨气中的水蒸气
C.既可用向下排空气法收集NH3,又可用排水法收集NH3
D.用碱石灰代替消石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,可使反应速率加快
2.下列说法不正确的是
A.NOx能形成酸雨,NO2转化为HNO3的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO
B.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
C.根据反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O可知,可以利用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物对大气的污染
D.在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放
3.三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,其催化剂表面物质转化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.在转化过程中,氮元素均被还原
B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C.还原过程中生成0.1 mol ,转移0.5 mol电子
D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
4.下列实验能达到实验目的的是
A.制氨气 B.制氨气
C.收集氨气 D.尾气处理
5.下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3 B.SSO3H2SO4
C.SO2H2SO3 H2SO4 D.NH3NOHNO3
6.某实验小组探究氨气与氯气的反应,装置如图所示,在常温常压下将氨气收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K。如图连接好装置,将氨气压入反应管,充分反应后打开K,下列说法不正确的是
A.该反应原理可应用于检验输送氯气的管道是否泄漏
B.反应开始后,薄膜保鲜袋逐渐被吸入反应管中
C.打开K后,烧杯内的水会倒吸入反应管
D.反应过程中,反应管内气体颜色逐渐变浅,有白烟生成
7.绿水青山是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想,某工厂拟综合处理含废水和工业废气(主要含、、、、,不考虑其他成分),设计了如下流程:
下列说法正确的是
A.固体1的成分为、
B.X可以是空气
C.捕获剂所捕获的气体主要是
D.处理含废水时,发生的反应为
8.下列各实验的现象及结论都正确的是
选项
实验
现象
结论
A
过量铁粉加入稀硝酸中,充分反应后,滴加溶液
有无色气泡产生,溶液呈血红色
稀硝酸能将氧化成
B
铜粉加入稀硫酸中,加热;再加入少量硝酸钾固体
加热时无明显现象,加入硝酸钾后溶液变蓝
硝酸钾起催化作用
C
将粒投入溶液
析出银白色固体
固体为
D
浓硫酸滴入蔗糖中,产生的气体导入澄清石灰水
蔗糖变黑、体积膨胀,澄清石灰水变浑浊
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
A.A B.B C.C D.D
9.下列各组离子一定能大量共存的是
A.在无色溶液中:、、、
B.在含大量的溶液中:、、、
C.在强酸性溶液中:、、、I-
D.室温下,的溶液中:、、、
10.下列实验现象和对应解释(或结论)都正确的是
现象
解释(或结论)
A
浓硝酸在光照下颜色变黄
浓硝酸不稳定
B
浓硫酸能使小木条变黑
浓硫酸具有吸水性
C
向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中含有SO
D
Cl2和SO2均可使含有酚酞的NaOH溶液褪色
Cl2和SO2均具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
11.X、Y、Z、R、M、Q为六种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示,下列判断正确的是
A.简单氢化物的稳定性:M
C.R2Q2中含有离子键和极性共价键
D.Z的一种氧化物通入含有KSCN的FeCl2溶液中可出现血红色
12.KMnO4溶液、NaClO溶液分别与浓盐酸混合反应都能生成Cl2。下列制取、净化Cl2、验证其氧化性并进行尾气吸收的装置和原理能达到实验目的的是
A.制取Cl2
B.除去HCl
C.验证Cl2氧化性
D.吸收尾气
A.A B.B C.C D.D
13.下列实验方案能达到实验目的的是
A.用图甲所示装置制取并收集NO2
B.在实验室中,用图乙所示装置制备并收集Cl2
C.用图丙所示装置,滴入浓硫酸后,蔗糖变黑,品红溶液褪色,说明浓硫酸使蔗糖脱水的同时还产生了SO2
D.用图丁所示装置,将氯气通入广口瓶中,立即出现大量白烟,说明氨气的氧化产物为NH4Cl
14.将1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体0.05mol,向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。下列说法正确的是
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是1∶2
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,N2O4的的体积分数是20%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
15.某溶液中只可能含有下列离子中的几种(不考虑溶液中含量较少的和):、、、、。取200mL该溶液,分为等体积的两份,分别做下列实验。实验1:第一份中加入足量的烧碱溶液并加热,产生的气体在标准状况下的体积为224mL。实验2:第二份中先加入足量的盐酸,无明显现象,再加入足量的溶液,得到固体2.33g。下列说法正确的是( )
A.该溶液中不一定含有
B.该溶液中肯定含有、、、
C.该溶液中一定不含
D.该溶液中定含有,且
二、填空题(4大题)
16.氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。
(1)形成酸雨的原理之一可简单表示如下:
回答下列问题:
①酸雨的pH________(填“>”、“<”或“=”)5.6。
②D物质的化学式为____________。
③反应②的化学方程式为_________________________________________。
(2)在一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:__________________,反应中氧化剂是____________,还原剂是_______________。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________ mol·L-1。
②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=______。
③用含n和m的代数式表示所得溶液中NO3-和NO2-浓度的比值c(NO3-)∶c(NO2-)=________。
17.如下图所示中各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中常温下A、C和D为无色气体,C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X分解产生A、B和C三种产物的比值为1:1:1。
(1)写出下列各物质的化学式:
X:________;B:________;F:________;G:________。
(2)按要求写出下列变化的反应化学方程式:
A→D的化学反应方程式:__________________________;
G→E的离子反应方程式:__________________________。
18.某学习小组利用下列装置探究氯气与氨气的反应.其中A、B分别为氯气和氨气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
(1)若Cl2从左向右流动,NH3从右向左流动,则上述实验装置中,依次连接的合理顺序为:A→____→B;为使NH3与Cl2更充分混合,Cl2应从C装置的___进入(填“x”或“y”)。
(2)简述装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是___________。
(3)装置A中发生反应的离子方程式为__________________。
(4)装置B中圆底烧瓶内的试剂为__________________(填名称)。
(5)装置D的作用是______________。
(6)反应开始后,装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气中的主要成分之一,该反应的化学方程式为__________________。
19.如图所示是实验室快速制备氨气与验证氨气性质的装置(部分固定装置已省略)。
(1)连接好装置后,若要检查装置的气密性,其操作是先关闭______和______,打开______,在中装入水后,用酒精灯微热,观察到中有气泡产生,移开酒精灯,中导管有水柱形成,则说明装置的气密性良好。
(2)请解释中制取氨气的原理:_____________。
(3)装置中盛放的试剂是______。
(4)关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗中放出浓氨水至浸没烧瓶中的生石灰后,关闭分液漏斗活塞,点燃处酒精灯,装置中黑包固体逐渐变红,装置中______(填实验现象);从装置中逸出的气体可以直接排人空气中,请写出装置中发生反应的化学方程式:____________。
(5)反应结束后,关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入装置中,很快发现装置中产生白烟,同时发现装置中溶液发生倒吸流人装置中,写出装置中产生白烟的反应的化学方程式:______,装置G中溶液发生倒吸的原因是_______。
参考答案:
1.D
A.氨水受热分解产生氨气,在实验室可利用浓氨水制取氨气,A不正确;
B.氨气呈碱性,能与硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,B不正确;
C.NH3易溶于水,不能用排水法收集,C不正确;
D.碱石灰不仅碱性比消石灰强,且能吸水,有利于氨气的逸出,所以碱石灰与NH4Cl固体加热制取NH3,反应速率更快,D正确;
故选D。
2.B
A.NOx能形成酸雨,其中NO2溶于水转化为HNO3的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,A正确;
B.CO、NO、NO2都是大气污染气体,NO在空气中易生成NO2,在空气中NO不能稳定存在,B错误;
C.根据反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O可知氢氧化钠溶液能吸收二氧化氮,因此可以利用氢氧化钠溶液吸收二氧化氮以防止氮氧化物对大气的污染,C正确;
D.在汽车排气管上加装“催化转化器”可以把氮氧化物等有毒气体转化为无毒气体,因此是为了减少有害气体的排放,D正确;
答案选B。
3.D
A.根据图示可知,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中,N元素化合价升高被氧化,故A错误;
B.根据图示可知,BaO为催化剂,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时,BaO参与储存N元素,故B错误;
C.还原过程中生成0.1 mol N2,转移电子的物质的量为0.1 mol×(5-0)×2=1 mol,故C错误;
D.整个过程中,CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2,说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化,故D正确;
故选D。
4.B
A.氯化铵加热分解生成氨气和HCl,在试管口化合生成氯化铵,不能制备氨气,应选铵盐与碱加热制备,故A错误;
B.浓氨水与CaO混合后放热,使氨气逸出,图中固液反应装置可制备氨气,故B正确;
C.氨气的密度比空气密度小,应采用向下排空气法收集,导管短进长出可收集氨气,故C错误;
D.氨气极易溶于水,应该防倒吸,漏斗不能插入到液面以下,故D错误;
故选B。
5.C
【【详解】解析】
A.Fe与O2在点燃时反应产生Fe3O4,不是生成Fe2O3,A错误;
B.S与O2在点燃时反应产生SO2,不能产生SO3,B错误;
C.SO2易溶于水,与水反应产生H2SO3,H2SO3具有还原性,与O2混合,被O2氧化为H2SO4,符合物质反应转化关系,C正确;
D.NH3被O2催化氧化产生NO,NO不溶于水,不能与水反应产生HNO3,D错误;
故合理选项是C。
6.C
【解析】
【详解】
NH3和Cl2发生8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,该反应可以观察到有白烟产生,据此分析解题:
A.由分析可知,该反应原理可以观察到有白烟产生,故可应用于检验输送氯气的管道是否泄漏,A正确;
B.根据反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,由于NH4Cl为固体,反应管中的压强减小,导致外界大气压大于反应管中压强,故反应开始后,薄膜保鲜袋逐渐被吸入反应管中,B正确;
C.充分反应后,由于薄膜保鲜袋逐渐被吸入反应管中,导致反应管中的压强一直与外界大气压相等,且此时反应管中只剩下不溶于水的N2,故此时打开K后,烧杯内的水不会倒吸入反应管,C错误;
D.根据反应方程式8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可知,反应过程中,反应管内气体颜色逐渐变浅,有白烟生成,D正确;
故答案为:C。
7.B
工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO)通过过量的石灰乳,二氧化碳、二氧化硫被吸收,生成碳酸钙和亚硫酸钙,气体1为一氧化氮、一氧化碳和氮气,气体1和空气接触,再通过氢氧化钠溶液,一氧化氮和氧气和氢氧化钠反应生成亚硝酸钠,氧气不能过量,否则生成硝酸钠,亚硝酸钠和铵根离子的溶液反应生成无污染的气体,应为氮气,气体2有氮气和一氧化碳,捕获剂所捕获的气体主要是一氧化碳,据此解答。
【详解】
A.固体1含有、和过量的Ca(OH)2,A错误;
B.由分析可知X可以是空气,B正确;
C.由以上分析可以知道,捕获剂所捕获的气体主要是一氧化碳,C错误;
D.亚硝酸钠和铵根离子的溶液反应生成的无污染的气体应为氮气不是一氧化氮,发生的反应为,D错误;
故选B。
8.D
A.硝酸具有强氧化性,铁先被硝酸氧化生成,再被过量铁粉还原生成,滴加溶液不显红色,现象错误,A不符合題意;
B.铜粉不与稀硫酸反应,加入硝酸钾,引入,发生反应的离子方程式为,体现了在酸性环境中的强氧化性,结论错误,B不符合题意;
C.粒投入溶液中,先与水反应生成和,与反应生成白色沉淀,现象、结论错误,C不符合题意;
D.蔗糖与浓硫酸反应生成蓬松多孔的黑色物质,浓硫酸先使蔗糖脱水生成C单质,蔗糖变黑,体现了浓硫酸的脱水性,C单质与浓硫酸反应生成,同时生成刺激性气味的气体,使体积膨胀,体现了浓硫酸的强氧化性,气体导入澄淸石灰水使其浑浊,故D符合题意;
故选D。
9.B
A. 在无色溶液中:、生成碳酸亚铁沉淀,不能大量共存,故A不符;
B. 在含大量的溶液中:、、、之间不反应,能大量共存,故B符合;
C. 在强酸性溶液中:、I-发生氧化还原反应生成亚铁离子和碘,不能大量共存,故C不符;
D. 室温下,的溶液中:、、发生氧化还原反应生成硝酸铁和NO,不能大量共存,故D不符;
故选B。
10.A
A.浓硝酸不稳定,见光分解生成二氧化氮,二氧化氮溶于浓硝酸颜色变黄,故A正确;
B.由于浓硫酸具有脱水性,所以浓硫酸能使小木条变黑,故B错误;
C.硝酸能把SO氧化为SO,向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则溶液中可能含有SO或SO,还可能是原溶液中含有Ag+离子,故C错误;
D.Cl2没有漂白性,SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,体现SO2是酸性氧化物的性质,故D错误;
选A。
11.D
X、Y、Z、R、M、Q为六种短周期元素,X和R原子最外层电子数为1,X原子半径小于R原子半径,X是所有元素中原子半径最小的,则X为H;Z和Q原子半径大于X,小于R、Y、M,考虑Z和Q为第二周期元素,且Z的原子半径大于Q,Z的原子序数小于Q,R、Y、M为第三周期元素,且原子半径大小顺序为R>Y>M,所以原子序数大小关系为:R<Y<M,Z原子最外层有5个电子,则Z为N,Q最外层有6个电子,则Q为O,R原子最外层有1个电子,则R为Na,Y最外层有4个电子,则Y为Si,M最外层有6个电子,则M为S。
【详解】
A.根据元素周期律,S的非金属性大于Si,H2S的稳定性大于SiH4,A项错误;
B.H、N、O可形成如NH4NO3等物质,不一定是酸,B项错误;
C.Na2O2中含有离子键和非极性共价键,C项错误;
D.NO2能将FeCl2溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+与SCN―反应生成血红色的Fe(SCN)3,D项正确;
答案选D。
12.C
A.二氧化锰浓盐酸制氯气,需要加热,A错误;
B.可以用饱和氯化钠除去氯化氢,应该用洗气瓶不能用U形管,B错误;
C.氯气可以把硫离子氧化成硫单质,难溶于水生成沉淀,C正确;
D.氯气难溶于水,应该用氢氧化钠溶液处理尾气,D错误;
故选C。
13.C
A.NO2溶于水,并与水反应产生HNO3、NO,不能用排水法收集NO2,A错误;
B.浓盐酸与二氧化锰反应制取Cl2需要加热条件,图中缺少加热仪器,B错误;
C.浓硫酸使蔗糖脱水后,反应产生的C与浓硫酸发生氧化还原反应,产生的SO2气体使品红溶液褪色,说明浓硫酸使蔗糖脱水的同时还产生了SO2,C正确;
D.导管口应在液面下,且氯气与氨气发生氧化还原反应生成N2、HCl,反应产生HCl与NH3反应生成NH4Cl固体,因此看到有白烟,故N2为氧化产物,D错误;
故合理选项是C。
14.C
A.金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量为,氢氧根的物质的量为,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则:、,解得x=0.02,y=0.01,故合金中铜与镁的物质的量之比是2:1,故A错误;
B.该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%,则该浓硝酸的物质的量浓度为:,故B错误;
C.标况下,NO2和N2O4混合气体的物质的量为0.05mol,设二氧化氮的物质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为(0.05-a)mol,根据电子转移守恒可知,,解得:a=0.04,N2O4的体积分数为,故C正确;
D.金属离子全部沉淀时,反应后溶质为硝酸钠,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为,根据钠离子守恒可知n(NaOH)=n(NaNO3)=0.64mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为:,故D错误。
故答案选C。
15.D
实验1可证明原溶液中含有,且其物质的量为0.01mol;实验2可证明原溶液中一定不含有,一定含有,且的物质的量为,根据溶液中的电荷守恒,则一定含有,且的浓度。
【详解】
A.由分析可知,溶液中一定含Na+,A错误;
B.结合分析可知,溶液中一定没有,若的浓度为,则根据电荷守恒可知无,若的浓度>,则必有,B错误;
C.结合B可知,溶液可能含,C错误;
D.由分析可知,溶液中一定含有,且,D正确。
答案选D。
16. < H2SO3 2SO2+O22SO3 6NO2+8NH37N2+12H2O NO2 NH3 3∶2
【解析】
【分析】
由图示转化可知:A为SO2,B为SO3,C为H2SO4,D为H2SO3。
【详解】
(1)①正常雨水的pH=5.6,酸雨的pH<5.6;
②由分析可知D为H2SO3,A为SO2,B为SO3,反应方程式为:2SO2+O22SO3,
(2)NH3和NO2发生氧化还原反应生成的无污染物质是N2和H2O,反应方程式为:6NO2+8NH37N2+12H2O,反应中NO2中N的化合价由+4价降低到0价,得到电子,被还原,本身作氧化剂;NH3中的N由-3价上升到0价,失去电子,被氧化,本身作还原剂;
(3)①因产物NaNO3、NaNO2中n(Na)=n(N),故n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)=(m+n) mol,c(NaOH)= mol·L-1;
②NO2与NO混合气体与NaOH溶液反应可以认为先后发生如下反应:
当V(NO)2≥V(NO)时能吸收完全,所以c(NO3-)∶c(NO2-)= ,得n∶m=3∶2;
③c(NO3-)∶c(NO2-)= (n-m)∶[2m+(n-m)]=。
17. NH4HCO3 H2O NO2 HNO3 2CO2+2Na2O2=2 Na2CO3+ O2 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
【解析】
【分析】
C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,说明C是氨气,则X是铵盐,X分解生成三种气体,且比值为1:1:1,所以X是碳酸氢铵;碳酸氢铵分解生成氨气、水、二氧化碳,B常温下不是气体,所以B是水,则A是二氧化碳,二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气,则D是氧气;氧气与氨气反应生成NO和水,所以D是NO,NO与氧气反应生成二氧化氮,所以F是二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,不同浓度的硝酸与Cu反应生成NO和二氧化氮,所以G是硝酸。
【详解】
(1)根据以上分析,各物质的化学式是X:NH4HCO3 B:H2O F:NO2 G:HNO3
(2)A→D的化学反应方程式是2CO2+2Na2O2=2 Na2CO3+ O2;G→E的离子反应方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。
18. E、F、C、D x 打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加 MnO2+4H++2C1﹣Mn2++C12↑+2H2O 氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等 吸收水蒸气,干燥氨气 3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl
【解析】
【详解】
(1)Cl2从左向右流动,NH3从右向左流动,A是氯气的发生装置,产生氯气后,用饱和食盐水吸收氯气中混有的HCl气体,再用浓硫酸干燥,制备纯净干燥的氯气;B装置是氨气的发生装置,产生氨气后,用碱石灰干燥;制得氯气和氨气在C装置中发生反应,所以上述实验装置中,依次连接的合理顺序为:A→E→F→C→D→B;由于Cl2密度比空气的密度大,为使NH3与Cl2更充分混合,Cl2应从C装置的x口进入;
(2)装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加;
(3)装置A中是制备氯气的发生装置,是在加热的条件下进行的反应,所用原料为二氧化锰和浓盐酸,离子方程式为:MnO2+4H++2C1﹣Mn2++C12↑+2H2O;
(4)装置B是在常温下进行的反应,可以和浓氨水产生氨气的试剂可以是氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等,所以圆底烧瓶内的试剂为氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等;
(5)装置D主要用于吸收水蒸气,干燥氨气;
(6)反应开始后,装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,推测此物质为氯化铵固体,
另一生成物是空气中的主要成分之一,即氮气,因此该反应的化学方程式为:3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl。
19. 弹簧夹2 分液漏斗活塞 弹簧夹1 固体生石灰溶于浓氨水后吸水,放出大量的热促使分解生成 碱石灰 有气泡冒出并产生白色沉淀 盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体,导致瓶内压强减小
【解析】
【分析】
A中将浓氨水滴入到生石灰中,逸出的NH3经干燥后,在加热条件下还原CuO生成Cu和N2,多余氨气通入E装置中,中和溶液的酸性,可观察到有白色沉淀BaSO3生成;因氯气有强氧化性,氧化氨气生成N2,同时产生白烟,说明还生成NH4Cl。
【详解】
(1)组装好装置后,若要检验A-E装置的气密性,其操作是:首先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞,打开弹簧夹1,在E中装入水后,然后微热A,观察到E中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,E中导管有水柱形成说明装置气密性良好;
(2)根据装置图可知,A中将浓氨水滴入到生石灰中,固体生石灰溶于浓氨水后,吸水,放出大量的热促使NH3挥发,溶液中OH-浓度增加,都促使NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-向生成NH3移动,加快氨气逸出;
(3)进入C中硬质试管的氨气应干燥,装置B的作用是干燥氨气,干燥氨气用碱石灰;
(4)反应后的尾气中含有未反应的氨气,氨气在E溶液中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡,故还有白色沉淀沉淀,所以现象为有气泡冒出并产生白色沉淀,装置C中黑色固体逐渐变红,说明有Cu生成,从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,说明氨气被氧化为氮气,同时生成水,C中发生反应的化学方程式为:2NH3+3CuO 3Cu+N2↑+3H2O;
(5)氯气有强氧化性,氧化氨气生成N2,产生白烟,说明生成固体,故还生成NH4Cl,反应方程式为:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl.盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体,导致内压减小,引起溶液倒吸。
【点睛】
考查氨气的制备与性质实验、对装置的理解、实验操作、化学计算等,掌握物质的性质理解原理是解题的关键,准确分析装置的特点并结合氨的性质与制备原理去分析,如:①涉及制备原理、②考查氨气的物理性质及防倒吸操作、③考查常见氨气的制备方法、④氨气的碱性和还原性。
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