四川高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-13氮族元素及其化合物(2)
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一、单选题
1.(2020·四川凉山·二模)下列有关实验的操作叙述不正确的是
A.Na2S 水溶液中通入Cl2,有淡黄色沉淀生成,说明非金属性 Cl>S
B.某位同学配制一定物质的量浓度的 NaOH 溶液定容时,俯视凹液面最低点,将造成所配溶液浓度偏高
C.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入Cu(NO3)2 固体,铜粉仍不溶解
D.用蒸发皿进行加热蒸发时,不需垫石棉网可直接进行
2.(2020·四川绵阳·统考模拟预测)氮化铬具有极高的硬度和力学强度、优异的抗腐蚀性能和高温稳定性能,因而具有广泛应用前景。实验室制备CrN 反应原理为 CrCl3 +NH3CrN+3HCl,装置如图所示
下列说法错误的是
A.装置①还可以用于制取O2、Cl2、CO2等气体
B.装置②、④中分别盛装NaOH溶液、KOH固体
C.装置③中也可盛装维生素c,其作用是除去氧气
D.装置⑤ 中产生的尾气冷却后用水吸收得到纯盐酸
3.(2020·四川绵阳·统考二模)化学与生产、生活、科技密切相关。下列叙述错误的是
A.汽车尾气中的氮氧化物主要是汽油燃烧的产物
B.硅胶常用作食品干燥剂,也可以用作催化剂载体
C.距今三千年前的金沙遗址“太阳神鸟”仍璀璨夺目,是因为金的化学性质稳定
D.“玉兔二号”月球车首次实现在月球背面着陆,其太阳能电池帆板的材料是硅
4.(2021·四川巴中·统考一模)下列实验装置、现象及结论合理的是
序号
试剂及操作
部分现象
结论
A
滴入稀盐酸后铜片继续溶解,产生无色气体,在试管口处变为淡棕色
盐酸具有氧化性
B
有气体生成
酸性:硼酸强于碳酸
C
加热后产生有香味物质
H2C2O4可发生酯化反应
D
试管内红色褪去
SO2具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
5.(2021·四川绵阳·统考三模)下列实验不能达到目的的是
目的
实验
A
制备Al(OH)3
向AlCl3溶液中加入足量氨水
B
除去CO2中的HCl
将混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液中
C
证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
向Cl-、I-浓度相等的混合溶液中滴加AgNO3
D
检验Fe(NO3)2溶液是否变质
先加盐酸酸化,再滴加KSCN溶液
A.A B.B C.C D.D
6.(2021·四川内江·统考三模)用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
装置或操作
预期目的
配制一定物质的量浓度的硫酸溶液
试管中收集到无色气体要,证明铜与浓硝酸的反应产物是NO
验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
探究氧化性:KMnO4>Cl2>I2
A.A B.B C.C D.D
7.(2021·四川遂宁·统考三模)根据实验操作及现象推出的结论一定正确的是
选项
操作
现象
解释或结论
A
向某无色溶液中通入过量的CO2气体
有白色沉淀产生
该溶液中一定含SiO
B
向淀粉溶液中加入适量20%H2SO4溶液,加热,冷却后加入NaOH溶液至碱性,加入少量碘水
溶液未变蓝
淀粉已完全水解
C
将带火星的木条和加热至液态的钠分别伸入盛有NO2的集气瓶中
木条不复燃,钠燃烧
NO2的助燃性具有选择性
D
向某溶液里滴加NaOH溶液并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸颜色无明显变化
原溶液中无NH
A.A B.B C.C D.D
8.(2021·四川内江·统考二模)用如图实验装置进行有关实验,能达到实验目的的是
A.用甲装置定量测定化学反应速率 B.用乙装置加热NH4Cl固体制少量氨
C.用丙装置分离甲醇(沸点64.7℃)与水的混合物 D.用丁装置除去溶在CCl4中的Br2
9.(2021·四川成都·统考二模)下列对相关实验的解释或结论正确的是
操作与现象
解释与结论
A
取少量某钾盐固体,加入足量盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色气体
钾盐一定是K2CO3或KHCO3
B
将几滴浓硝酸滴到鸡皮上,一段时间后,鸡皮变黄
脂肪发生颜色反应
C
向盛有Fe(NO3)2溶液试管中滴入稀H2SO4,管口出现红棕色气体
酸性条件下Fe2+将还原为NO,遇空气变为NO2
D
将SO2气体通入棕黄色FeCl3溶液,溶液变为浅绿色
SO2具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
10.(2021·四川泸州·统考一模)下列化学实验操作与对应现象均正确,且能得出对应结论的是
实验操作
现象
结论
A
取样品于试管中,加足量溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变色
样品中无
B
向溶液中加适量铜粉,振荡,滴加溶液
产生蓝色沉淀
还原性:
C
在溶液中滴入几滴溶液,再滴入溶液
先生成白色沉淀,后变成黄色
溶度积:小于
D
将活性炭放入盛有的锥形瓶中
气体颜色变浅
活性炭有还原性
A.A B.B C.C D.D
11.(2021·四川泸州·统考一模)下列反应对应的离子方程式正确的是
A.溶液中滴入稀硝酸:
B.小苏打溶液中加入足量澄清石灰水:
C.酸性高锰酸钾溶液与稀草酸反应:
D.溶液加入过量溶液加热:
12.(2021·四川南充·统考二模)火药是我国古代四大发明之一,《本草纲目》中记载“火药乃焰消、硫黄、杉木炭所合,以烽燧铳极”。这里的“焰消”指的是
A. B.KCl C. D.
13.(2021·四川遂宁·统考模拟预测)图中实验装置正确,且能达到实验目的的是
A.利用图1 装置模拟石油的分馏
B.利用图 2 装置检验 NH4Cl分解产生的两种气体
C.利用图 3 装置蒸发结晶得到食盐晶体
D.利用图 4 装置验证牺牲阳极的阴极保护法
14.(2021·四川泸州·统考二模)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.12g C所含的原子数为阿伏加德罗常数
B.O2的相对分子质量为32,所以O2的摩尔质量也为32。
C.标准状况下,lmolNO 与11.2L O2充分反应后分子总数为NA
D.P4为正四面体形分子,则1 mol P4分子中含有6NA个共价键
15.(2021·四川绵阳·统考二模)用下列装置(夹持装置略)进行实验,不能达到目的的是
A.用甲装置证明非金属性S>C>Si B.用乙装置制备并收集NH3
C.用丙装置验证浓硫酸的吸水性 D.用丁装置制备无水MgCl2
16.(2021·四川南充·统考一模)用下图装置(夹持、加热装置略)进行实验,有乙中现象,不能证实甲中发生反应的是
选项
甲中实验
乙中现象
A
铁粉与水蒸气加热
肥皂水冒泡
B
加热和混合物
湿润的红色石蕊试纸变蓝
C
固体受热分解
带火星木条复燃
D
石蜡油(高级烷烃混合物)在碎瓷片上受热分解
的溶液褪色
A.A B.B C.C D.D
17.(2022·四川德阳·统考三模)下列气体制备实验设计中,药品和装置都合理的是
A.图1:碳酸钠与盐酸反应制备CO2
B.图2:铜片与稀硝酸反应制备NO
C.图3:消石灰与氯化铵固体反应制备NH3
D.图4:二氧化锰与浓盐酸反应制备Cl2
18.(2022·四川德阳·统考三模)氮在自然界中的循环如图所示。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.图示循环过程中N2→属于氮的固定
B.硝化过程和反硝化过程均为氧化还原反应
C.氨氧化过程氧化产物和还原产物的质量比为1∶1
D.Fe2+除去硝态氮生成5.6LN2时,转移电子数为2.5NA
19.(2022·四川德阳·统考二模)下列图示操作能达到相应实验目的的是
A
B
C
D
干燥SO2
实验室制取氨气
吸收NH3
探究CH4与Cl2的反应
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
20.(2021·四川攀枝花·统考一模)汽车尾气已成为城市空气的主要污染源,治理汽车尾气的SCR(选择性催化还原)和NSR (NOx储存还原)技术均可有效降低柴油发动机工作过程中排放的NOx。
(1)SCR工作原理
①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式是___________。
②反应器中NH3还原NO2的化学方程式是___________。
(2)NSR(NOx储存还原)的工作原理如下图所示,柴油发动机工作时在稀燃(O2充足、柴油较少)和富燃(O2不足、柴油较多)条件下交替进行,通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx 的储存和还原。
①BaO吸收NO2的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是___________。
②富燃条件下Pt表面反应的化学方程式是___________。
③若柴油中硫含量较高,在稀燃过程中,BaO吸收氮氧化物的能力下降至很低水平,结合化学方程式解释原因:___________。
④研究发现:尾气中的CO2对BaO吸收氮氧化物有影响。一定温度下,测得气体中CO2的体积分数与氮氧化物吸收率的关系如下图所示。则:一定范围内,氮氧化物吸收率随CO2体积分数的增大而下降,原因是___________;当CO2体积分数达到10%~20%时,氮氧化物吸收率依然较高,原因可能是___________。
三、实验题
21.(2021·四川达州·统考二模)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种重要的化工原料,可用作化学肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用以下装置制取氨基甲酸铵。
已知:①制取氨基甲酸铵反应为: 2NH3(g)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(s) △H<0。
②氨基甲酸铵易分解、易吸水,溶于水后生成碳酸氢铵和一水合氨。
回答下列问题:
(1)检查装置1气密性的操作是_______
(2)装置6中的试剂是_______,导管a出口直接与尾气处理装置连接,该尾气处理装置中的试剂是_______。
(3)装置7中发生反应的化学方程式为_______
(4)三颈烧瓶需用冰水浴冷却,其目的是_______
(5) CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,即停止反应。停止反应的操作是_______,从三颈烧瓶中分离出粗产品的操作是_______
(6)因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.173g,用足量石灰水充分反应后,使碳元素全部转化为碳酸钙,经过滤、洗涤、干燥后称量,测得质量为1.500g。样品中氨基甲酸铵的质量分数是_______[Mr(H2NCOONH4)=78、Mr(NH4HCO3)=79]
22.(2021·四川广元·统考三模)亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5℃,沸点:-5.5℃)为红褐色液体或黄色气体,具有刺鼻恶臭味,遇水剧烈水解生成氮的两种氧化物与氯化氢,易溶于浓硫酸。常可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。其制备装置如图所示(已知:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O):
(1)用图甲中装置制备纯净干燥的原料气,补充表中所缺少的药品。
装置I
装置II
烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净Cl2
MnO2
浓盐酸
___
制备纯净NO
Cu
稀硝酸
水
(2)将制得的NO和Cl2通入图乙对应装置制备NOCl。
①装置连接顺序为a→___(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置IV、V除可进-步干燥NO、Cl2外,另一个作用是___。
(3)有人认为多余的氯气可以通过下列装置暂时储存后再利用,请选择可以用作氯气的储气的装置___。
(4)装置VIII吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为___。
(5)有人认为装置VIII中氢氧化钠溶液只能吸收氯气和NOCl,不能吸收NO,经过查阅资料发现用高锰酸钾溶液可以吸收NO气体,因此在装置VIII氢氧化钠溶液中加入高锰酸钾,反应产生黑色沉淀,写出该反应的离子方程式:___。
(6)制得的NOCl中可能含有少量N2O4杂质,为测定产品纯度进行如下实验:称取1.6375g样品溶于50.00mLNaOH溶液中,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至产生砖红色沉淀Ag2CrO4,消耗AgNO3溶液50.00mL。(已知常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12)
①样品的纯度为___%(保留三位有效数字)
②若在滴定终点时测得溶液中CrO的浓度是5.0×10-3mol/L,此时溶液中Cl-浓度是___。
23.(2021·四川眉山·统考三模)某化学小组用下列装置制备氨基甲酸铵(NH2COONH4),其反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H<0.已知:氨基甲酸铵难溶于四氯化碳;易水解生成碳酸氢铵,受热分解可生成尿素。
试回答下列问题:
(1)A装置中m仪器的名称是___________;C装置中橡皮管的作用是___________;试剂x可以是___________。
(2)用上述装置制取氨基甲酸铵,装置正确连接顺序是:___________→E←___________。
(3)反应时,为了提高氨基甲酸铵的产量,三颈烧瓶应放置在___________(填“热水浴”或“冷水浴”)中;装置E中浸有稀H2SO4的棉花作用是___________。
(4)反应在CCl4的液体中进行的原因是___________。
(5)实验制备过程中为了提高氨基甲酸铵纯度,请提出合理措施___________(写两条)。
24.(2022·四川南充·统考三模)亚硝酸钠(NaNO2)是一种常 见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组用下图所示装置制备NaNO2并进行纯度测定(夹持装置及A中加热装置已略去)。
已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②NO能被酸性KMnO4溶液氧化成NO, MnO被还原为Mn2+。
③在酸性条件下NaNO2能把I-氧化为I2; S2O能把I2还原为I-。
(1)装置A中盛装浓HNO3的仪器名称为_______,三领烧瓶中发生反应的化学方程式为_______。
(2)二氧化氮在装置B中与水反应转化为一氧化氮, 其中铜发生反应的离子方程式为_______。
(3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度,C装置中盛放的试剂可能是_______(填序号)。
A.P2O5 B.碱石灰 C.无水CaCl2 D.氧化钙
(4)E装置的作用是_______,若撤去装置E中试管,则导管口可能看到的现象为_______。
(5)利用滴定的方法进行纯度测定。
可供选择的试剂有: A.稀硫酸 B.稀硝酸 C.c1mol·L-1KI溶液 D.淀粉溶液 E. c2mol·L -1Na2S2O3溶液 F. c3 mol·L-1酸性KMnO4溶液
①利用NaNO2的还原性来测定其纯度,须选用的试剂是_______ (填序号),滴定终点的现象为_______。
②利用NaNO2的氧化性来测定其纯度,须选用的试剂有_______ (填序号)。
25.(2022·四川德阳·统考二模)比较活泼的金属与硝酸反应时,硝酸浓度和外界条件会影响还原产物。学习小组设计用表中的3组药品进行实验,探究活泼金属与硝酸反应的规律,实验所需装置如图所示(省略加热和部分夹持装置)。
实验
硝酸
金属
Ⅰ
100mL、14.0mol·L-1
少量铝粉
Ⅱ
100mL、6.0mol·L-1
少量锌粉
Ⅲ
150mL、0.5mol·L-1
过量锌粉
实验所需装置:
回答下列问题:
(1)在进行上述3个实验前,均要先向实验装置内通一段时间氯气,其目的是____。按A→C连接实验装置,完成实验Ⅰ,观察到无明显现象,加热后剧烈反应,生成红棕色气体。无明显现象的原因是____。
(2)按A→C连接实验装置,完成实验Ⅱ(未加热),观察到反应较快,生成无色气体。经验证无色气体是NO,则该反应的化学方程式为____。
(3)按A→B→D连接实验装置,进行实验Ⅲ(未加热)。
查阅资料:硫酸亚铁溶液吸收NO后溶液呈深棕色。
实验步骤:
①打开止水夹a,通入一段时间氮气后,关闭止水夹a,再将适量肥皂水加入表面皿中。
②打开分液漏斗旋塞,加入0.5mol·L-1的硝酸溶液。待充分反应后,硫酸亚铁溶液的颜色无变化。
③用带火星的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声。
④取圆底烧瓶中上层清液,经测定c(Zn2+)=0.205mol·L-1、c(NO)=0.455mol·L-1。
由步骤④可知,反应后圆底烧瓶内的上层清液中还含有较多的离子是____(填离子符号),检验该离子的实验操作是____,生成该离子的反应的离子方程式为____。
(4)实验Ⅲ中生成还原产物的成分为____;若实验Ⅲ中反应后圆底烧瓶内溶液体积仍为200mL,则Ⅲ中生成的气体在标况下的体积为____mL。
(5)比较活泼金属与硝酸反应时,随着硝酸浓度的变化,生成还原产物的规律是____。
26.(2022·四川宜宾·统考二模)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工和印染行业,是一种白色粉末,微溶于水、难溶于乙醇及稀硫酸,在潮湿的空气中易被氧化。按下图装置(部分夹持装置略去),实验室用铜屑、NaCl溶液和稀HNO3在50℃左右制备Na2[CuCl3]溶液,进一步处理得到CuCl。
已知:[CuCl3]2-(aq)CuCl(s)+2Cl—(aq)
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)制备Na2[CuCl3]时,对三颈烧瓶宜采用的加热方式是_______。
(3)实验时,可观察到铜屑表面产生无色气泡,液面上方气体逐渐变为红棕色,气囊鼓起,三颈烧瓶中生成Na2[CuCl3]的化学方程式是_______。一段时间后,打开K1、K2,反应继续进行,又观察到气囊逐渐变瘪、瓶内红棕色气体消失的现象,原因是_______。
(4)反应后,将三颈烧瓶中的液体转移至烧杯中,用足量蒸馏水稀释,产生白色沉淀,减压过滤(抽滤)得CuCl粗产品。与普通过滤相比,减压过滤的优点除固液分离彻底外,还有_______(写出一点即可)。
(5)将CuCl粗产品洗涤、干燥后密封保存。洗涤时,选择的最佳洗涤液是_______(填标号)。
A.蒸馏水 B.稀硫酸 C.95%乙醇 D.饱和食盐水
(6)CuCl粗产品纯度测定:称取CuCl粗产品0.2g,将其溶解于足量FeCl3溶液中,并加水稀释至250mL,取出25.00mL溶液,加入2滴指示剂,用0.01000mol•L−1硫酸铈[Ce(SO4)2]标准溶液滴定至终点,重复滴定三次,平均消耗硫酸铈溶液18.00mL。粗产品中CuCl的质量分数是_______(计算结果保留3位有效数字)。(已知:CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl—,Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+)
27.(2022·四川达州·统考一模)氨是重要的化工原料,回答下列问题:
I.氨气的制备
(1)制取并收集一瓶干燥氨气,上述装置的连接顺序为A→_____→_____→C→____,____,制气时的化学方程式为___________,收集时气体从___________口进入
II.氨气的性质
(2)装置如图所示,打开止水夹,用热毛巾将烧瓶捂热,水上喷形成红色喷泉,说明氨气___________。
III.氨气的用途
利用下图装置由氨制硝酸,实验时戊中溶液呈淡黄色时关闭分液漏斗活塞。
(3)Na2O2的作用___________,证明有硝酸生成的实验是___________,发生反应的离子方程式___________。
(4)实验中的氮氧化物(NOx)尾气折算成标准状况下的体积为aL,完全吸收时,烧杯中c(NaOH)至少是___________mol/L(忽略溶液体积变化)。
四、工业流程题
28.(2021·四川凉山·统考三模)LiNiO2是目前在锂离子电池中得到较广泛应用的一种正极材料,因其价格较为昂贵,故回收再用意义十分重大。一种以共沉淀法从废旧电池中回收并制备超细LiNiO2的工业流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)正极材料粉碎的目的是_______。
(2)DMF溶液无法溶解的铝单质可以用浓NaOH溶液溶解后再回收利用,写出溶解铝反应的离子反应方程式_______。
(3)除C的方法可以是加入浓硝酸与过氧化氢的混合溶液,控制温度95℃,此时C与浓硝酸发生反应的化学方程式是_______;也可以常温加入稀硫酸与过氧化氢的混合溶液,将LiNiO2变为镍锂溶液然后通过_______(填分离方法除去C,与前者相比,通过比较反应产物来说明后者主要优点为_______.;试回答能否以盐酸代替硫酸并说明理由_______(回答“能”或“不能”并简要说明原因)。
(4)高温煅烧得到1mol超细LiNiO2所转移的电子数目为_______。
29.(2021·四川绵阳·统考二模)硫化铋在光电、催化及储能方面有着广泛应用,还可用作新型锂离子电池的电极材料。以浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3,还含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备高纯 Bi2S3的工艺流程如下:
已知:铋单质不溶于盐酸,可溶于硝酸,BiCl3极易水解生成BiOCl沉淀。
回答下列问题:
(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3+形式存在,写出Bi2S3与FeCl3溶液反应的离子方程式:___________。
(2)“浸出”时加入盐酸,既可提高铋的浸出率,又可_____ ;滤渣1的主要成分是S和______。
(3) “还原”过程中发生置换反应的离子是___________,过量的铁粉可用___________除去。检验过滤后的铋粉是否洗净的方法是___________。
(4)如把铋粉空气氧化后“酸溶”改为直接用浓硝酸氧化铋粉,不足之处是___________。
(5)用Bi2S3/石墨烯复合材料、高纯锂作电极,LiPF6+EC/EMC作电解液制成的电池如图所示。放电时电池的总反应为:Bi2S3+6Li=3Li2S+2Bi,电极材料中石墨烯的作用是___________。放电时负极的电极反应为___________充电时阳极的电极反应为___________。
参考答案:
1.C
【详解】A.Na2S 水溶液中通入Cl2,有淡黄色沉淀生成,说明有S单质生成,所以氧化性Cl2>S,所以说明非金属性 Cl>S,故A正确;
B.定容时,俯视凹液面最低点,会使溶液的体积偏小,造成浓度偏高,故B正确;
C.加入硝酸铜后,溶液中有大量硝酸根和氢离子,在酸性环境下硝酸根会表现强氧化性将铜单质氧化成铜离子,铜粉溶解,故C错误;
D.蒸发皿为常见的直接加热仪器,用蒸发皿进行加热蒸发时,不需垫石棉网可直接进行加热,故D正确;
故答案为C。
2.D
【详解】A. 装置①可以用双氧水(MnO2作催化剂)制取氧气,用浓盐酸与高锰酸钾制取氯气,用盐酸与碳酸钙制取二氧化碳气体,故A正确;
B. 装置②中的NaOH溶液可以吸收装置中的二氧化碳气体,④中的KOH固体可以吸收水分,故B正确;
C. 装置③中的亚硫酸钠可以除去装置中的氧气,所以也可盛装维生素c,故C正确;
D. 装置⑤中产生的尾气有反应生成的HCl,还有未完全反应的NH3,所以冷却后用水吸收得到的不是纯盐酸,故D错误;
故选D。
3.A
【详解】A. 汽油中不含氮元素,汽车尾气中的氮氧化物是空气中的氮气与氧气在高温或放电条件下生成的,故A项错误;
B. 硅胶比表面积大,有微孔,硅胶吸附能力强,常用作催化剂载体和食品干燥剂,故B项正确;
C.金的化学性质稳定,所以距今三千年前的金沙遗址“太阳神鸟”仍璀璨夺目,C项正确;
D.太阳能电池帆板的材料是硅,D项正确;
答案选A。
4.C
【详解】A.向铜与浓硝酸完全反应后的溶液中滴入稀盐酸后铜片继续溶解,产生无色气体,在试管口处变为淡棕色,是由于硝酸铜电离出的硝酸根和盐酸电离出的H+发生反应:3Cu+2NO+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,体现的是HNO3的氧化性而不是盐酸的氧化性,A错误;
B.根据元素周期律可知,非金属性B<C,故酸性H3BO3小于H2CO3,故向硼酸溶液中滴入碳酸钠溶液不会产生气泡,B错误;
C.草酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生反应:HOOCCOOH+2CH3CH2OHCH3CH2OOCCOOCH2CH3+2H2O,生成的草酸二乙酯等低级酯均具有特殊的香味,C正确;
D.碳酸钠溶液因水解而显碱性,滴入酚酞后显红色,故SO2通入Na2CO3溶液中发生反应Na2CO3+H2O+2SO2=2NaHSO3+CO2↑,NaHSO3由于电离大于水解,故显酸性,故滴入酚酞的溶液褪色,但不是SO2的漂白性体现,而是酸性氧化物的通性,D错误;
故答案为:C。
5.D
【详解】A.氢氧化铝不溶于氨水,故向AlCl3溶液中加入足量氨水可制备Al(OH)3,A正确;
B.二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液,故要除去CO2中的HCl,可将混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液中,B正确;
C.向Cl-、I-浓度相等的混合溶液中滴加AgNO3,先出现黄色沉淀说明 ,C正确;
D.硝酸根离子、氢离子和亚铁离子能发生氧化还原反应生成铁离子,故检验Fe(NO3)2溶液是否变质,应直接滴加KSCN溶液,不能用酸酸化,D不正确;
答案选D。
6.D
【详解】A.不能在容量瓶中稀释浓硫酸,应在烧杯中稀释、冷却后转移到容量瓶中定容,故A错误;
B.Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成NO,则排水法收集的无色气体为NO,故B错误;
C.温度不同,不能验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用,故C错误;
D.锥形瓶中发生反应:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,氧化剂为KMnO4,氧化产物为Cl2;烧杯中发生反应:Cl2+2KI=I2+KCl,氧化剂为Cl2,氧化产物为I2,且氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,则断氧化性:KMnO4>Cl2>I2,故D正确;
故选:D。
7.C
【详解】A.无色溶液中通入过量的CO2气体,可以产生氢氧化铝白色沉淀,溶液中也可能含有A1O等,A错误;
B.混淆检验淀粉和检验葡萄糖的方法导致错误。用银氨溶液或新制氢氧化铜检验葡萄糖时必须加入氢氧化钠中和硫酸,用碘水检验淀粉时不能加入氢氧化钠溶液至碱性,因为碘水可与NaOH反应,无法检验淀粉是否剩余,B错误;
C.通过两种实验对比,将带火星的木条和加热至液态的钠分别伸入盛有NO2的集气瓶中,木条不复燃,钠燃烧,可知NO2的助燃性具有选择性,C正确;
D.当向溶液中滴加的NaOH比较少时,反应生成一水合氨不生成氨气,D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.生成氧气可从长颈漏斗逸出,不能测定反应速率,应改为分液漏斗,故A错误;
B.氯化铵分解后,在试管口化合生成氯化铵,应选铵盐与碱加热制备,故B错误;
C.温度计应处于圆底烧瓶的支气管处,故C错误;
D.溴和氢氧化钠溶液反应生成可溶性的钠盐,四氯化碳不反应,四氯化碳和水不互溶,四氯化碳密度大于水,所以水溶液在上方、四氯化碳在下方,再通过分液即可除去,故D正确;
故选:D。
9.C
【详解】A.某钾盐中滴加盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色气体,该气体可能为二氧化硫,该钾盐可能为K2SO3或KHSO3,不一定是K2CO3、KHCO3,故A错误;
B.应该是蛋白质发生了颜色反应,故B错误;
C.向盛有Fe(NO3)2溶液试管中滴入稀H2SO4,酸性溶液中硝酸根把亚铁离子氧化,自身被还原为NO,在试管口被氧化为NO2,因此管口出现红棕色气体,故C正确;
D.将SO2气体通入棕黄色FeCl3溶液,溶液变为浅绿色,铁离子被还原为亚铁离子,体现二氧化硫的还原性,故D错误;
故选C。
10.A
【详解】A.取样品于试管中,加足量溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,是检验的方法,现在试纸不变色,说明样品中无,故A正确;
B.向溶液中加适量铜粉,振荡,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明有生成,说明还原性:,故B错误;
C.在溶液中滴入几滴溶液,再滴入溶液,先生成白色沉淀,后变成黄色,是因为溶液过量,加入溶液,过量的与反应生成黄色沉淀,不能说明溶度积常数的关系,故C错误;
D.将活性炭放入盛有的锥形瓶中,气体颜色变浅,是利用了活性炭的吸附性,故D错误;
故答案为:A。
11.B
【详解】A.溶液中滴入稀硝酸,稀硝酸有强氧化性,应发生,故A错误;
B.小苏打溶液中加入足量澄清石灰水,即小苏打溶液少量,以少定多的原则书写离子方程式,题干中离子方程式正确,故B正确;
C.草酸是弱电解质,应该用化学式,,故C错误;
D.过量溶液,会和铵根和碳酸氢根离子都反应,应为,故D错误;
故答案为:B
12.A
【详解】黑火药的成分是硝酸钾、硫磺、木炭,当加热或点燃时会发生剧烈反应而爆炸,生成K2S、CO2和N2,发生反应的化学方程式为2KNO3+S+3C=K2S+3CO2↑+N2↑,因此这里的“焰消”指的是KNO3。
故选A。
13.B
【详解】A.分馏装置中,温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口处,故A错误;
B.氯化铵分解生成氨气和氯化氢混合气体,气体通过五氧化二磷吸收氨气后,通过观察湿润蓝色石蕊试纸变红证明生成HCl,气体通过碱石灰吸收氯化氢后,通过观察湿润的酚酞试纸变红证明生成氨气,故B正确;
C.蒸发结晶操作应在蒸发皿中进行,故C错误;
D.验证牺牲阳极的阴极保护法需检验Fe电极是否发生反应,而Fe做电极时反应只能得到二价铁离子,因此应检验亚铁离子是否生成,不能用KSCN溶液检验,故D错误;
故选:B。
14.D
【详解】A.12g 中所含的碳原子数称为阿伏加德罗常数,A错误;
B.O2的摩尔质量为32 g/mol,B错误;
C.由反应2NO+O2=2NO2,知1 mol NO与0.5 mol O2恰好反应生成1 mol NO2,但由于反应的存在,导致反应后气体分子数小于1 mol,C错误;
D.白磷分子为正四面体结构,P原子位于4个顶点,故1个P4分子中含有6个P—P共价键,即1 mol P4分子中含有6 mol P—P共价键,D正确;
故答案选D。
15.B
【详解】A.硫酸滴入碳酸钠中反应产生二氧化碳气体,二氧化碳进入硅酸钠溶液中产生白色的硅酸沉淀,可知酸性硫酸>碳酸>硅酸,最高价含氧酸的酸性越强,元素的非金属性越强,非金属性:S>C>Si,故A正确;
B.浓氨水滴到生石灰上可快速产生氨气,氨气密度比空气小,应采用向下排空气法收集,但收集装置不能密闭,否则可能使试管炸裂,故B错误;
C.浓硫酸吸收装置中挥发的水分,使得硫酸铜溶液中析出蓝色的晶体,因此该装置可证明浓硫酸的吸水性,故C正确;
D.氯化镁晶体直接加热会发生水解,因此要在HCl气流中加热脱水,用碱石灰吸收尾气HCl,故D正确;
故选:B。
16.A
【详解】A.铁粉与水蒸气加热时,乙试管中肥皂水冒泡,有可能是水蒸气蒸发,不能证明甲中有反应发生,故A选;
B.加热和混合物时,乙试管中湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明有氨气产生,则甲试管中物质发生变化,能说明甲试管中发生了化学反应,故B不选;
C.乙试管中带火星木条复燃,则说明甲试管中生成了氧气,则说明甲试管中固体受热分解,故C不选;
D.乙试管中的溶液褪色,则说明甲试管中生成了能与Br2发生反应的物质,因此甲试管中石蜡油(高级烷烃混合物)在碎瓷片上受热分解生成了烯烃,故D不选;
综上所述,答案为A。
17.B
【详解】A.碳酸钠为粉末,且易溶于水,应该采用难溶于水的CaCO3与稀HCl反应制取CO2气体,A不合理;
B.Cu与稀硝酸反应产生NO气体,NO难溶于水,可用排水方法收集NO气体,用盛有NaOH溶液的烧杯盛装水,并可根据NO、O2与NaOH溶液发生反应的性质,来防止外逸的NO污染大气,B正确;
C.NH3是大气污染物,无尾气处理装置,C错误;
D.二氧化锰与浓盐酸在加热时发生反应制备Cl2,装置中无酒精灯加热,因此不能发生反应制取得到Cl2,D错误;
故合理选项是B。
18.D
【详解】A.氮的固定是游离态氮转化成化合态的氮,根据图示循环,N2转化成NH,属于氮的固定,故A说法正确;
B.根据图示,硝化过程NH→NO→NO,氮元素的化合价由-3→+3→+5,存在化合价的变化,硝化过程属于氧化还原反应,同理反硝化过程中也存在化合价的变化,属于氧化还原反应,故B说法正确;
C.氨氧化过程中,NO→N2,氮元素的化合价由+3价降低为0价,发生还原反应,NH→N2,氮元素的化合价有-3价升高为0价,发生氧化反应,因此氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1,故C说法正确;
D.题中没有指明是否是标准状况,因此无法判断得到氮气物质的量,故D说法错误;
答案为D。
19.A
【详解】A.浓硫酸具有吸水性,二氧化硫和浓硫酸不反应,能用浓硫酸干燥二氧化硫,故A正确;
B.加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,试管口应略向下倾斜,故B错误;
C.氨气极易溶于水,氨气溶于水易倒吸,故C错误;
D.CH4与Cl2混合在强光照射时易发生爆炸,故D错误;
选A。
20. CO(NH2)2 + H2O CO2↑+ 2NH3↑ 8NH3 + 6NO27N2 +12H2O 1∶4 2CO + 2NO N2 + 2CO2 稀燃过程中,柴油中的硫被氧化为SO2,2BaO + 2SO2 + O2=2BaSO4,BaSO4稳定,不易分解,也难与NOx反应 BaO与CO2反应生成BaCO3,覆盖在BaO表面 BaCO3在一定程度上也能吸收NOx
【详解】(1)①CO(NH2)2和水在加热条件下反应生成NH3和CO2,根据原子守恒可得反应的化学方程式为:CO(NH2)2 + H2O CO2 ↑+ 2NH3↑,故答案为:CO(NH2)2 + H2O CO2 ↑+ 2NH3↑;
②反应物是NH3和NO2,产物是N2 和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒可得反应的化学方程式为:8NH3 + 6NO27N2 +12H2O,故答案为:8NH3 + 6NO27N2 +12H2O;
(2)①根据图示,NO2和O2与BaO反应生成Ba(NO3)2,化学方程式为:2BaO+4NO2+O2=2Ba(NO3)2,其中O2为氧化剂,NO2为还原剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:4,故答案为:1:4;
②根据图示,富燃条件下,CO 和NO 可以在Pt的催化下反应生成N2 和CO2,化学方程式为:2CO + 2NO N2 + 2CO2,故答案为:2CO + 2NO N2 + 2CO2;
③柴油在氧气充足的条件下燃烧为稀燃过程,稀燃过程中,柴油中的硫被氧化为SO2,2BaO + 2SO2 + O2=2BaSO4,BaSO4稳定,不易分解,也难与NOx反应,使BaO吸收氮氧化物的能力下降至很低水平,故答案为:稀燃过程中,柴油中的硫被氧化为SO2,2BaO + 2SO2 + O2=2BaSO4,BaSO4稳定,不易分解,也难与NOx反应;
④利用BaO吸收汽车尾气中的氮氧化物,随CO2量的增加,BaO对氮氧化物的吸收率逐渐下降,这是由于BaO与CO2反应生成BaCO3,覆盖在BaO表面,阻止BaO进一步吸收氮氧化物;当CO2体积分数达到10%~20%时,BaO对氮氧化物的吸收率虽然较无二氧化碳的条件下低,但是吸收率也相对较高,这可能是CO2与BaO反应生成的BaCO3在一定程度上也能吸收NOx,故答案为:BaO与CO2反应生成BaCO3,覆盖在BaO表面;BaCO3在一定程度上也能吸收NOx。
21. 关闭止水夹,向长颈漏斗中加水至长颈漏斗中液面高于试管中液面,静置一段时间,观察液面高度差是否变化 碱石灰 浓硫酸 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 防止氨基甲酸铵分解;促进生成氨基甲酸铵反应正向移动 关闭止水夹,熄灭酒精灯 过滤 79.80%
【分析】根据题中已知原理,制取氨基甲酸铵,需要二氧化碳和氨气,又由于氨基甲酸铵易分解、易吸水,所以二氧化碳和氨气必须干燥,且在冰水低温环境中反应,根据实验室制取二氧化碳和制氨气的原理,1中为碳酸钙和盐酸混合制二氧化碳的反应,经过2中浓硫酸干燥二氧化碳,7中为固体加热制氨气的反应(比如氯化铵和氢氧化钙混合加热),6中碱石灰干燥氨气,干燥的氨气和二氧化碳分别通过5,3的液体石蜡鼓泡瓶,通过气泡硫酸控制反应物的用量,在4中三颈烧瓶中发生反应制取氨基甲酸铵,尾气为氨气和二氧化碳,其中氨气有毒,在a处接酸液进行吸收处理,又由于氨基甲酸铵易吸水,要用浓硫酸进行尾气处理。
【详解】(1)装置1为带分液漏斗的试管,故检查装置气密性的操作为:关闭止水夹,向长颈漏斗中加水至长颈漏斗中液面高于试管中液面,静置一段时间,观察液面高度差是否变化
(2)据分析,装置6为氨气的干燥装置,氨气为碱性气体,故6中试剂为:碱石灰;该反应尾气为氨气和二氧化碳,其中氨气有毒,需要尾气处理,故a处应接的尾气处理装置中应装有酸液,又由于产物氨基甲酸铵易吸水,故需要用浓硫酸,不能用稀硫酸,故答:浓硫酸;
(3)装置7为实验室固体加热制氨气的反应,用氯化铵和熟石灰混合加热制氨气,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)已知2NH3(g)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(s) △H<0,反应放热,降低温度可以使平衡正向移动,提高产率,同时,产物氨基甲酸铵易分解,低温下可以防止其分解,故答:防止氨基甲酸铵分解;促进生成氨基甲酸铵反应正向移动;
(5)停止反应需要停止反应物CO2和氨气的生成,故要停止反应需要关闭1处的止水夹,和熄灭7处的酒精灯;得到产物在CCl4中是悬浮晶体,固液分离需要过滤操作;
(6)设碳酸氢铵为xmol,氨基甲酸铵为ymol,由样品总质量可得:79g/molxmol+78g/molymol=1.173g,又因为n(C)=n(CaCO3)==0.015mol,由碳原子守恒可得:xmol+ymol=0.015mol,解x=0.003,y=0.012,则m(H2NCOONH4)=0.012mol78g/mol=0.936g,则氨基甲酸铵的质量分数=79.80%
22. 饱和食盐水 a-e-f-c-b-d 通过观察气泡的多少调节两种气体的流速 I NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O NO+MnO=NO+MnO2↓ 80.0 9.0×10-6mol/L
【分析】氯气与一氧化氮在常温常压下合成亚硝酰氯。图甲装置制备氯气,实验室用浓盐酸与二氧化锰制备,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,先用饱和食盐水吸收除去HCl,再用浓硫酸干燥。由图甲制备NO,用铜和稀硝酸反应制备,制得的NO中可能混有硝酸、二氧化氮,先用水净化处理,再用浓硫酸干燥。将氯气和NO通过装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,还可以根据气泡控制气体流速,在装置Ⅵ中发生反应,在冰盐中冷凝收集NOCl,氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中,用氢氧化钠溶液吸收,NOCl遇水易水解,故在收集装置和尾气处理装置之间需加一个干燥装置,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,制备氯气时,分液漏斗中盛放浓盐酸、装置II中盛放饱和食盐水,故答案为:饱和食盐水;
(2)①由分析可知,装置连顺序为 a→e→f→c→b→d (或f→e→c→b→d),故答案为:e-f-c-b-d (e、f可互换);
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是通过观察气泡的多少调节两种气体的流速,故答案为:通过观察气泡的多少调节两种气体的流速;
(3)氯气在饱和食盐水中溶解度不大,用排饱和食盐水法可以存贮氯气,所以装置I都可以用来多余的氯气,而II、Ⅲ不能形成较大压强差,在使用氯气时不能将多余的氯气排出,故答案为:I;
(4)装置 VII吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O,故答案为:NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O;
(5)在装置 VII氢氧化钠溶液中加入高锰酸钾,反应产生黑色沉淀,说明生成二氧化锰,反应的离子方程式为NO+MnO=NO+MnO2↓,故答案为:NO+MnO=NO+MnO2↓;
(6)①n(AgNO3)=0.05L×0.40mol/L=0.02mol,由关系式NOCl~NaCl~AgNO3可知,n(NOCl)=0.02mol,则样品的纯度为×100%=80.0%,故答案为:80.0;
②当c(CrO)=5.0×10-3 mol•L-1出现砖红色沉淀时,由Ksp(Ag2CrO4)和 c(CrO)=5.0×10-3,得c(Ag+)==2.00×10-5 mol•L-1,所以c(Cl-)==9.0×10-6mol/L,故答案为:9.0×10-6 mol/L。
23. 分液漏斗 平衡气压,便于液体顺利流下 防漏气 生石灰或碱石灰或氢氧化钠 C→F→B D←A (或A→D B←F←C) 冷水浴 吸收氨防止污染空气 使氨基甲酸铵从四氯化碳中析出,隔绝水 试剂和仪器尽量避免与水接触;控制适宜温度防分解
【分析】制备氨基甲酸铵(NH2COONH4),其反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s),制得的氨要干燥,装置连接应为A→D,再连接E;制得的CO2要用饱和NaHCO3溶液除去挥发出的HCl,再干燥,装置连接应为C→F→B,最后连接E,结合信息分析解答。
【详解】(1)A装置中m仪器是滴加浓氨水仪器:分液漏斗;橡皮管可以使分液漏斗液面上方和锥形瓶液面上方气体相通,平衡气压,便于液体顺利流下,同时防止漏气;浓氨水制氨,x试剂可以是生石灰或碱石灰或氢氧化钠;
(2)制得的氨要干燥,装置连接应为A→D,再连接E;制得的CO2要用饱和NaHCO3溶液除去挥发出的HCl,再干燥,装置连接应为C→F→B,最后连接E;
(3)氨基甲酸铵受热易分解,且制备为放热反应,装置应放在冷水浴中进行;氨的密度比空气小,通入装置E中易逸出,用浸有稀H2SO4棉花吸收多余的氨,防止污染空气;
(4)氨基甲酸铵不溶于四氯化碳,有利于从四氯化碳中析出;隔绝水,防水解;
(5)据题意氨基甲酸铵易水解生成碳酸氢铵,受热分解易生成尿素,为了制较纯的氨基甲酸铵应保证试剂和仪器尽量避免与水接触以及控制适宜温度。
24.(1) 分液漏斗 C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)3Cu+8H++ 2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)BD
(4) 吸收有毒的NO气体,避免污染空气 出现红棕色气体
(5) F 当滴入最后一滴酸性KMnO4标准溶液后,溶液恰好由无色变为浅红色(或浅紫红色),且半分钟内不复原 ACDE
【分析】由实验装置图可知,装置A中浓硝酸与碳共热反应制备二氧化氮气体,装置B中水和铜将二氧化氮和挥发出的硝酸转化为一氧化氮,装置C中盛有的碱性干燥剂碱石灰或新制的生石灰用于干燥一氧化氮并除去二氧化碳、二氧化氮,装置D中一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠,装置E中盛有的酸性高锰酸钾溶液用于吸收一氧化氮,防止污染空气。
【详解】(1)由实验装置图可知,装置A中盛装浓硝酸的仪器为分液漏斗;三领烧瓶中发生的反应为浓硝酸与铜反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应的化学方程式为C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O,故答案为:分液漏斗;C+4HNO3 (浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(2)由分析可知,装置B中水和铜将二氧化氮和挥发出的硝酸转化为一氧化氮,其中铜发生发生的反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为3Cu+8H++ 2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8H++ 2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)由分析可知,为保证制得的亚硝酸钠的纯度,装置C中盛有的碱性干燥剂碱石灰或新制的生石灰用于干燥一氧化氮并除去二氧化碳、二氧化氮,故选BD;
(4)由分析可知,置E中盛有的酸性高锰酸钾溶液用于吸收一氧化氮,防止污染空气,若撤去装置E中试管,导管口处一氧化氮遇空气中的氧气会生成红棕色的二氧化氮,可能看到的现象为出现红棕色气体,故答案为:吸收有毒的NO气体,避免污染空气;出现红棕色气体;
(5)①若利用亚硝酸钠的还原性来测定其纯度,应选择c3 mol·L-1酸性高锰酸钾溶液滴定,当当滴入最后一滴酸性高锰酸钾标准溶液后,溶液恰好由无色变为浅红色(或浅紫红色),且半分钟内不褪色说明亚硝酸钠溶液与酸性高锰酸钾标准溶液恰好反应,达到滴定终点,故答案为:F;当滴入最后一滴酸性KMnO4标准溶液后,溶液恰好由无色变为浅红色(或浅紫红色),且半分钟内不褪色;
②若利用亚硝酸钠的氧化性来测定其纯度,应选择稀硫酸和碘化钾溶液与亚硝酸钠溶液反应得到单质碘,用硫代硫酸钠溶液滴定反应生成的碘,进而得到亚硝酸钠的纯度,故答案为:ACDE。
25.(1) 排除装置内的空气 铝被钝化或铝的表面生成了一层致密的氧化膜
(2)3Zn+8HNO3(稀)=3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3) NH 取圆底烧瓶中上层清液,加入过量NaOH溶液并加热,产生的气体使湿润的红包石蕊试纸变蓝 4Zn+10H++NO=4Zn2++NH+3H2O
(4) H2和NH(或NH4NO3) 84
(5)随着硝酸浓度的降低,还原产物中氮元素的价态降低
【解析】(1)
实验前,均要先向实验装置内通一段时间氯气,其目的是排除装置内的空气;实验Ⅰ中14.0mol·L-1硝酸是浓硝酸,金属铝常温下与浓硝酸发生钝化反应,因此无明显现象的原因是:铝被钝化或铝的表面生成了一层致密的氧化膜;
(2)
实验Ⅱ中锌粉与稀硝酸反应生成硝酸锌和无色气体NO,反应的化学方程式为:3Zn+8HNO3(稀)=3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(3)
已知硫酸亚铁溶液吸收NO后溶液呈深棕色,步骤②观察硫酸亚铁溶液的颜色无变化,说明过量Zn与稀硝酸不产生NO,则N被还原为更低价,经测定c(Zn2+)=0.205mol·L-1、c(NO)=0.455mol·L-1,加入0.5mol·L-1的硝酸溶液,则反应消耗的c(NO)=0.5-0.455=0.045mol·L-1,设被还原的含N离子化合价为x,由溶液的电中性可知,0.205×2+0.045×x=0.455×1,解得x=+1,则还含有较多的离子是NH,检验NH的实验操作是:取圆底烧瓶中上层清液,加入过量NaOH溶液并加热,产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝;生成该离子的反应的离子方程式为4Zn+10H++NO=4Zn2++NH+3H2O;
(4)
步骤③用带火星的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声说明有氢气生成,为H+被还原生成氢气,且N元素化合价降低也被还原生成铵根离子,则实验Ⅲ中生成还原产物的成分为H2和NH;150mL 0.5mol·L-1硝酸物质的量为n=cV=0.075mol,反应后圆底烧瓶内溶液体积仍为200mL,由H+→H2,n(H2)=,标况下的体积为V=nVm=0.00375mol×22.4L/mol=0.084L=84mL;
(5)
比较活泼金属与硝酸反应时,6.0mol·L-1硝酸反应时产生NO,0.5mol·L-1反应时产生NH,则随着硝酸浓度的变化,生成还原产物的规律是:随着硝酸浓度的降低,还原产物中氮元素的价态降低。
26.(1)分液漏斗
(2)水浴加热
(3) 3Cu+9NaCl+4HNO33Na2[CuCl3]+NO↑+3NaNO3+2H2O 氧气和水将NO、NO2转化为HNO3
(4)分离速率快或分离效率高
(5)C
(6)89.6%
【分析】由题意可知,三颈烧瓶中铜在50℃左右的水浴加热条件下与氯化钠和稀硝酸混合溶液反应制备Na2[CuCl3],反应一段时间后,打开K1、K2,圆底烧瓶中过氧化氢在二氧化锰做催化剂的作用下发生分解反应制备氧气,气体通过洗气瓶得到氧气和水蒸气,氧气和水蒸气与三颈烧瓶中的一氧化氮和二氧化氮混合气体反应制得硝酸,反应生成的硝酸能继续与铜和氯化钠溶液反应制备Na2[CuCl3],反应导致气囊逐渐变瘪、瓶内红棕色气体消失。
(1)
由实验装置图可知,仪器a为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)
由制备Na2[CuCl3]时的反应温度为50℃左右可知,对三颈烧瓶宜采用的加热方式水浴加热,故答案为:水浴加热;
(3)
由分析可知,三颈烧瓶中铜在50℃左右的水浴加热条件下与氯化钠和稀硝酸混合溶液反应生成Na2[CuCl3]、硝酸钠、一氧化氮和水,反应的化学方程式为3Cu+9NaCl+4HNO33Na2[CuCl3]+NO↑+3NaNO3+2H2O;打开K1、K2,圆底烧瓶中过氧化氢在二氧化锰做催化剂的作用下发生分解反应制备氧气,气体通过洗气瓶得到氧气和水蒸气,氧气和水蒸气与三颈烧瓶中的一氧化氮和二氧化氮混合气体反应制得硝酸,反应生成的硝酸能继续与铜和氯化钠溶液反应制备Na2[CuCl3],反应导致气囊逐渐变瘪、瓶内红棕色气体消失,故答案为:3Cu+9NaCl+4HNO33Na2[CuCl3]+NO↑+3NaNO3+2H2O;氧气和水将NO、NO2转化为HNO3;
(4)
与普通过滤相比,减压过滤的分离速率快于普通过滤,固液分离彻底,分离效率高于普通过滤,故答案为:分离速率快或分离效率高;
(5)
由氯化亚铜微溶于水、难溶于乙醇及稀硫酸可知,洗涤时为防止固体溶解和表面附有不易挥发的可溶性杂质,洗涤时,选择的最佳洗涤液是95%乙醇,故选C;
(6)
由题给方程式可得如下转化关系:CuCl—Fe2+—Ce4+,由题意可知,25.00mL溶液消耗18.00mL0.01000mol•L−1硫酸铈溶液,则0.2g粗产品中氯化亚铜的质量分数为×100%≈89.6%,故答案为:89.6%。
27.(1) ACECF Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O h
(2)易溶于水,其水溶液呈碱性
(3) 产氨供氧 铜丝向下伸入戊溶液中,观察到铜丝表面有气泡,溶液呈蓝色 Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O
(4)
【分析】I.由题给装置可知,装置A中氯化铵和消石灰共热反应制备氨气,装置B也可以利用浓氨水与新制生石灰反应制备氨气;装置C中盛有的碱石灰用于干燥氨气;装置E为向下排空气法收集氨气的装置;为防止收集氨气的F装置中的水蒸气进入E中,应在E、F之间连接装置C,则仪器的连接顺序为ACECF;
III.由题给装置可知,装置甲中氨水与过氧化钠制得氨气和氧气的混合气体;装置乙中盛有的碱石灰用于干燥氨气和氧气;装置C中氨气和氧气在氧化铬做催化剂作用下发生催化氧化反应生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮;装置丁中无水氯化钙用于吸收未反应的氨气;装置戊中二氧化氮与水反应制得硝酸,硝酸与铜丝反应能验证硝酸的生成;装置己用于吸收氮的氧化物,防止污染空气。
(1)
由分析可知,制取并收集一瓶干燥氨气时仪器的连接顺序为ACECF;装置A中制取氨气的反应为氯化铵和消石灰共热反应生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;氨气的密度比空气小,则向下排空气法收集氨气时,应从装置E的h口通入,用故答案为:ACECF;Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;h;
(2)
打开止水夹,用热毛巾将烧瓶捂热,烧瓶中气体压强增大,极易溶于水的氨气将长玻璃导管中的空气排出,与水反应生成弱碱一水合氨使气体压强减小,使得水上喷形成红色喷泉,故答案为:易溶于水,其水溶液呈碱性;
(3)
由分析可知,过氧化钠与氨水中的水反应生成氢氧化钠和氧气并发出大量的热,氢氧化钠电离出的氢氧根离子使氨水的电离平衡左移,反应放出的热量促使氨气逸出得到氨气和氧气的混合气体;铜丝向下伸入戊溶液中,观察到铜丝表面有气泡,溶液呈蓝色说明氮的氧化物与水反应生成硝酸,故答案为:产氨供氧;铜丝向下伸入戊溶液中,观察到铜丝表面有气泡,溶液呈蓝色;
(4)
等物质的量的一氧化氮和二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成亚硝酸钠和水,二氧化氮与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠和亚硝酸钠,则氮氧化物完全吸收时生成亚硝酸钠或硝酸钠和亚硝酸钠的混合物,生成物的通式为NaNOx,由通式和原子个数守恒可知氢氧化钠溶液的浓度至少为=mol/L,故答案为:。
28. 增大接触面积,提高浸出速率和浸出率 2Al+2H2O+2OH-=2AlO+3H2↑ C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O 过滤 反应过程中后者产生O2,前者产生污染气体NO2 不能,Cl-会被氧化为氯气 NA(或6.02×1023)
【分析】废旧电池正极材料经粉碎后用DMF溶液浸取,然后用NaOH溶液除去铝,得到LiNiO2和C的混合物,除去C后得到镍锂溶液,加入碳酸钠得到Li2CO3和NiCO3,最后高温煅烧得到超细LiNiO2。
【详解】(1)正极材料粉碎的目的是增大接触面积,提高浸出速率和浸出率。
(2)铝和NaOH溶液反应,生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子反应方程式为:2Al+2H2O+2OH-=2AlO+3H2↑。
(3)C与浓硝酸发生反应生成CO2、NO2和水,化学方程式是C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;常温下向LiNiO2和C的混合物加入稀硫酸与过氧化氢的混合溶液,将LiNiO2变为镍锂溶液,C是不溶物,可以通过过滤的方法除去C。在LiNiO2和过氧化氢的反应中,Ni的化合价从+3价降低到+2价,则H2O2为还原剂,本身被氧化为氧气。与前者相比,反应过程中后者产生O2,前者产生污染气体NO2,所以后者的方法更好。不能以盐酸代替硫酸,+3价镍的氧化性较强,能将酸性溶液中的Cl-氧化为氯气,污染环境。
(4)高温煅烧LiNiO2,生成Li2CO3和NiCO3,Ni的化合价从+3价降低到+2价,所以得到1mol超细LiNiO2所转移的电子1mol,数目为NA(或6.02×1023)。
29. Bi2S3+6Fe3+=2Bi3++6Fe2++3S 防止Bi3+水解 SiO2 Bi3+ 盐酸 取最后一次洗涤液于试管中,滴加AgNO3溶液,如溶液不变浑浊,表明铋粉已洗净(或检验洗涤液中是否存在Fe2+,加入的试剂可以是用氯水和KSCN溶液检验,或铁氰化钾溶液) 消耗的硝酸多,成本高,且产生有毒的NO2气体 提高电极的导电性 Li-e-=Li+ 2Bi+3Li2S-6e-=Bi2S3+6Li+
【分析】
辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3+形式存在,则辉铋矿中加入氯化铁和盐酸,发生反应:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Bi2S3+6Fe3+=2Bi3++6Fe2++3S,向“浸出液”中加入铁粉发生置换反应生成单质Bi,将Bi在空气中氧化生成Bi2O3,Bi2O3与浓硝酸发生酸溶生成Bi(NO3)3,再加入CH3CSNH2硫化得到Bi2S3。
【详解】
(1)辉铋矿的“浸出液”中铋元素主要以Bi3+形式存在,则Bi2S3与FeCl3溶液反应时,Fe3+将-2价的硫元素氧化成单质S,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的离子方程式为:Bi2S3+6Fe3+=2Bi3++6Fe2++3S;
(2)“浸出”时加入盐酸,HCl与Fe2O3发生反应:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,生成的Fe3+可以提高铋的浸出率,HCl电离出的氢离子又可以防止Bi3+水解;因SiO2不参与反应,所以滤渣1的主要成分是S和SiO2;
(3) “还原”过程中加入的铁粉与Bi3+发生置换反应生成Bi,过量的铁粉可用盐酸除去;检验过滤后的铋粉是否洗净,可通过检验最后一次洗涤液中是否含有氯离子或亚铁离子进行验证,方法是:取最后一次洗涤液于试管中,滴加AgNO3溶液,如溶液不变浑浊,表明铋粉已洗净(或检验洗涤液中是否存在Fe2+,加入的试剂可以是用氯水和KSCN溶液检验,或铁氰化钾溶液);
(4)如果把铋粉空气氧化后“酸溶”改为直接用浓硝酸氧化铋粉,Bi与浓硝酸反应生成Bi(NO3)3时消耗的硝酸多,成本高,且产生有毒的NO2气体;
(5)用Bi2S3/石墨烯复合材料、高纯锂作电极,LiPF6+EC/EMC作电解液制成的电池,放电时电池的总反应为:Bi2S3+6Li=3Li2S+2Bi,由总反应式可知,高纯锂作负极,放电时负极的电极反应为:Li-e-=Li+,Bi2S3/石墨烯复合材料作正极,石墨烯具有优良的导电性,电极材料中石墨烯的作用是提高电极的导电性,正极的电极反应式为:Bi2S3+6Li++6e-=2Bi+3Li2S,则充电时阳极的电极反应为:2Bi+3Li2S-6e-=Bi2S3+6Li+。
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