高中化学人教版 (2019)必修 第二册第二节 氮及其化合物同步练习题
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高一化学同步学习高效学讲练(精准练习)
第五章 化工生产中的重要非金属元素
第二节 氮及其化合物
第3课时 硝酸 酸雨及防治
1.(2023秋·北京怀柔·高一统考期末)下列关于硫酸和硝酸的叙述错误的是
A.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性
B.浓硫酸可以氧化
C.浓硝酸可以氧化金属铜
D.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性
【答案】B
【详解】A.硝酸为氧化性酸,稀硝酸具有氧化性,稀硫酸与活泼金属反应时表现氧化性,故A正确;
B.浓硫酸与不SO2反应,则浓硫酸不可以氧化SO2,故B错误;
C.浓硝酸氧化金属铜,生成硝酸铜和二氧化氮,故C正确;
D.浓硫酸和浓硝酸都属于强酸,具有很强的腐蚀性,故D正确;
故答案选B。
2.(2022春·河北唐山·高一校考阶段练习)硝酸在反应中只表现强氧化性的反应是
A.C与浓HNO3反应 B.Cu与浓HNO3反应
C.Cu与稀HNO3反应 D.Mg(OH)2与HNO3反应
【答案】A
【详解】A.C与浓HNO3反应生成NO2、CO2、H2O,浓硝酸只体现氧化性,故A符合;
B.Cu与浓HNO3反应生成NO2、硝酸铜、水,生成NO2,体现氧化性,生成硝酸铜,体现酸性,故B不符合;
C.Cu与稀HNO3反应生成NO、硝酸铜、水,生成NO,体现氧化性,生成硝酸铜,体现酸性,故C不符合;
D.Mg(OH)2与HNO3反应不是氧化还原反应,只体现酸性,故D不符合;
答案选A。
3.(2023秋·山东济南·高一山东省实验中学校考期末)室温下,在透明的强酸和强碱性溶液中均能大量共存的离子组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、 D.、、、
【答案】A
【详解】A.、、、之间不反应,也不与H+或OH-反应,能大量共存,A符合题意;
B.和发生氧化还原反应,和H+反应,和OH-反应,在强酸和强碱性溶液中均不能大量共存,B不符题意;
C.强酸性溶液中H+和、之间发生氧化还原反应,不能大量共存,强碱性溶液中OH-和不能大量共存,C不符题意;
D.强酸性溶液中H+和不能大量共存,强碱性溶液中OH-和、均不能大量共存,D不符题意;
答案选A。
4.(2023秋·上海浦东新·高一上海中学东校校考期末)在某溶液中加入足量BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则下列关于该溶液所含离子的推断中正确的是
A.一定含有 B.一定不含Ag+ C.可能含有 D.可能含有
【答案】C
【分析】溶液中加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,加入稀硝酸,沉淀不溶解,则白色沉淀可能是BaSO4,因和Ba2+能生成BaSO4沉淀,也可能是AgCl,因Cl-和Ag+能生成AgCl沉淀,也可能含有,因稀硝酸具有强氧化性,可将BaSO3氧化生成BaSO4沉淀,所以原溶液中可能含有或Ag+或,但Ag+与或不能同时存在,并且不可能含有,因生成的BaCO3溶于稀硝酸,据此分析解答。
【详解】A. 由分析可知,原溶液中不一定含有,A不合题意;
B. 由分析可知,原溶液中可能含Ag+,B不合题意;
C. 由分析可知,原溶液中可能含有,C符合题意;
D. 由分析可知,原溶液中不可能含有,D不合题意;
故答案为:C。
5.(2023秋·江苏南通·高一统考期末)下列气体大量排到空气中不会引起酸雨的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.二氧化硫是有毒气体,是形成硫酸型酸雨的有害气体,会污染大气,选项A不选;
B.一氧化氮有毒,会污染大气,并能形成形成光化学烟雾,且与氧气反应生成二氧化氮,会导致硝酸型酸雨的形成,选项B不选;
C.二氧化氮有毒,会污染大气,并能形成形成光化学烟雾,也能形成硝酸型酸雨,选项C不选;
D.CO有毒,但不会导致酸雨的形成,选项D选;
答案选D。
6.(2023·广东·高一学业考试)下列各组离子在溶液中可以大量共存的是
A.Na+、Fe3+、SO、SCN- B.K+、Na+、AlO、OH-
C.H+、Na+、Fe2+、MnO D.Na+、H+、Fe2+、NO
【答案】B
【详解】A.铁离子与硫氰根离子反应生成硫氰化铁络合物,不能大量共存,故A错误;
B.四种离子相互间不发生反应,能够大量共存,故B正确;
C.酸性环境下,高锰酸根离子能够氧化亚铁离子,因发生氧化还原反应不能大量共存,故C错误;
D.酸性环境下,硝酸能够氧化亚铁离子,因发生氧化还原反应不能大量共存,故D错误。
故选B。
7.(2023秋·山东济南·高一山东省实验中学校考期末)在100mL的混合液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.2mol/L,向该混合液中加入2.56g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子的物质的量浓度是
A.0.15mol/L B.0.225mol/L C.0.30mol/L D.0.45mol/L
【答案】C
【详解】反应离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O,由题可知,n(NO)=0.04mol,n(H+)=0.08mol,当n(Cu)=0.04mol,H+量不足,计算得到n(Cu2+)=×0.08mol=0.03mol,c(Cu2+)==0.30mol/L,故C项正确;
答案为C。
8.下列有关硝酸化学性质的叙述正确的是
A.稀硝酸使红色石蕊试纸变蓝
B.硝酸能与Na2CO3反应,但不生成CO2
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
【答案】D
【详解】A.稀硝酸显酸性,不可能使红色石蕊试纸变蓝,故A错误;
B.发生复分解反应,可以生成CO2,故B错误;
C.HNO3有强氧化性,可以氧化H2S气体,不能用于制取H2S,故C错误;
D.NO2呈红棕色,浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色,故D正确;
故选D。
9.(2023秋·山东青岛·高一期末)下列关于氮及其化合物的说法正确的是
A.植物从土壤中吸收、转化为氨基酸的过程属于氮的固定
B.汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一
C.NH3→NO→NO2→N2O4→HNO3的转化中氮元素均被氧化
D.铜比铁的还原性弱,因此可用铜质容器盛放浓硝酸
【答案】B
【详解】A.氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态氮的过程,故A错误;
B.汽车尾气中的氮氧化物是光化学烟雾形成的因素之一,故B正确;
C.NO2→N2O4的转化中氮元素化合价没有变化,未被氧化,故C错误;
D.铜可与浓硝酸反应,因此不可用铜质容器盛放浓硝酸,故D错误;
故选B。
10.(2022秋·上海静安·高一上海市第一中学校考期末)下列有关含氮化合物的性质对应关系正确的是
A.一氧化氮是红棕色气体
B.铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸,体现其挥发性
C.铜片放入硝酸中,溶液变蓝体现其强氧化性与酸性
D.氯化铵与氯化钠的分离利用前者易升华的性质
【答案】C
【详解】A.二氧化氮是红棕色气体,故A错误;
B.常温下铁、铝与浓硝酸钝化,故铝制、铁制容器常温下可盛浓硝酸,体现浓硝酸的强氧化性,故B错误;
C.铜片放入硝酸中,生成硝酸铜和氮氧化合物,溶液变蓝,体现其强氧化性与酸性,故C正确;
D.氯化铵加热易分解,氯化铵与氯化钠的分离利用氯化铵加热分解易,冷却又化合生成氯化铵而分离,故D错误;
故答案为C。
11.(2022春·江苏扬州·高一统考期末)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。N2与H2反应合成氨为可逆反应,其热化学方程式为N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = − 92.4 kJ∙mol−1。氨气经氧化等步骤制得硝酸。利用石灰乳、尿素等吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2),石灰乳吸收时主要反应为NO + NO2 + Ca(OH)2 = Ca(NO2)2 + H2O。下列关于氮氧化物的形成、吸收等说法正确的是
A.汽车尾气中含氮氧化物,主要来源于烃类燃料
B.用石灰乳吸收NO和NO2,增加气体流速可提高氮氧化物的吸收率
C.收集NO2气体时采用排水法,可提高NO2气体的纯度
D.用CO(NH2)2可将NO2转化为N2,是利用了CO(NH2)2的还原性
【答案】D
【详解】A.烃类物质仅含C和H元素,不含N元素,A错误;
B.增加气体流速后,可能会导致石灰乳吸收不充分,不能有效提高氮氧化物的吸收率,B错误;
C.NO2和水可发生反应转化为硝酸和NO,不能利用排水法收集NO2,C错误;
D.NO2转化为N2,N元素化合价降低,所以CO(NH2)2作还原剂,体现其还原性,D正确;
故选D。
12.(2022春·河南开封·高一统考期末)汽车尾气装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法正确的是
A.反应中NO为氧化剂,为氧化产物
B.NO和必须在催化剂表面才能反应
C.汽车尾气的主要污染成分包括CO、和
D.转化过程的总化学方程式为
【答案】D
【详解】A.该反应中,NO生成为N2,N元素化合价降低,则NO是氧化剂,N2是还原产物,故A错误;
B.在空气中,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,故B错误;
C.有毒的气体对环境有污染,CO、NO都是有毒物质,所以汽车尾气的主要污染成分是CO和NO,无N2,故C错误;
D.该反应的反应物是NO、O2、CO,生成物是CO2、N2,反应条件是催化剂,所以该反应方程式,故D正确;
故选:D。
13.(2022春·重庆沙坪坝·高一重庆八中校考期中)将质量为mg的Fe单质均分成两份,①第一份加入100mL稀硝酸,产生的NO标准状况下为2.688L,②另一份加入足量等浓度稀硝酸,产生标准状况下3.36LNO,下列说法正确的是
A.m=8.4g
B.实验①中反应后铁有剩余
C.所用硝酸的物质的量浓度为4.8mol/L
D.实验②发生反应后溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为2:3
【答案】C
【分析】铁和足量稀硝酸反应方程式为2Fe+8HNO3(稀)=2Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O,若铁过量,先发生反应2Fe+8HNO3(稀)=2Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O,剩余的铁会和生成的硝酸铁反应,发生总反应3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,据此计算。
【详解】A.比较①②数据,①中硝酸不足,根据②计算铁的质量,根据3.36LNO物质的量为0.15mol,结合2Fe+8HNO3(稀)=2Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O,②中反应的m(Fe)=0.15mol×56g/mol=8.4g,m=8.4g×2=16.8g,A错误;
B.根据A中计算得到①②中参加反应铁的质量为8.4g,2.688LNO物质的量为0.12mol,由实验①总反应3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,需要铁的质量为0.12mol××56g/mol=10.08g,则铁不足,没有剩余,B错误;
C.根据2Fe+8HNO3(稀)=2Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O,以及2.688LNO物质的量为0.12mol,可得①中硝酸物质的量为×0.12mol=0.48mol,其体积为0.1L,所用硝酸的物质的量浓度为4.8mol/L,C正确;
D.实验②中硝酸过滤,发生反应为2Fe+8HNO3(稀)=2Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O,溶液中不存在Fe2+,D错误;
故选C。
14.(2022春·重庆沙坪坝·高一重庆八中校考期中)某溶液只大量含有下列离子:、Na+、Mg2+、Fe2+、、、I-中的几种(忽略水的电离),且各离子的物质的量浓度相等,现进行如下实验:
(1)取少量该溶液加过量稀硫酸溶液共热,观察到红棕色气体;
(2)取少量(1)所得的溶液,向溶液中加入过量氢氧化钠溶液,微热,生成刺激性气体,无沉淀生成。
根据上述实验,下列说法正确的是
A.仍需焰色实验检验Na+的存在
B.取实验(1)后的溶液滴加淀粉溶液可能变蓝
C.原溶液中可能含有,一定不含Fe2+
D.取少量原溶液加新制氯水,原溶液中可能有两种离子被氧化
【答案】B
【分析】取少量该溶液加过量稀硫酸溶液共热,观察到红棕色气体,红棕色气体为NO2,则溶液中一定含有NO,Fe2+、I-至少一种;取少量(1)所得的溶液,向溶液中加入过量氢氧化钠溶液,微热,生成刺激性气体,刺激性气体为NH3,则溶液中一定含有,无沉淀生成,说明不含有Mg2+、Fe2+,一定含有I-,因为各离子的物质的量浓度相等,根据电荷守恒可知,溶液中一定含有Na+,不含,综上,一定含有、Na+、NO、I-。
【详解】A.由分析可知,一定含有Na+,不需要焰色实验检验Na+的存在,A错误;
B.实验(1)后的溶液中含有I2,滴加淀粉溶液会变蓝,B正确;
C.由分析可知一定不含和Fe2+,C错误;
D.取少量原溶液加新制氯水,只有I-被氧化,D错误;
故答案为:B。
15.(2022秋·山东菏泽·高一校考阶段练习)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
序号
实验操作
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
浓HNO3久置或光照
变黄色
HNO3不稳定易分解
C
铁片插入稀HNO3中
无现象
铁片表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜
D
用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上
试纸先变红色后褪色
浓HNO3具有酸性和强氧化性
【答案】BD
【详解】A.因为过量的Fe粉中加入稀HNO3,生成硝酸亚铁,滴入KSCN溶液溶液不变色,A不合题意;
B.浓HNO3久置或光照会分解生成二氧化氮,使得溶液变黄色,B符合题意;
C.铁片插入稀HNO3中会生成硝酸亚铁和一氧化氮,可观察到固体溶解、有气泡冒出,不会发生钝化反应形成致密的氧化膜,C不合题意;
D.浓HNO3点到蓝色石蕊试纸上,因为浓硝酸显酸性,使得试纸变红,因为浓硝酸具有强氧化性,将有色物质氧化成无色物质,D符合题意;
故答案为:BD。
16.(2023秋·山东菏泽·高一山东省鄄城县第一中学校考期末)向200 mL某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,产生气体量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列说法正确的是
A.OA段发生反应的离子方程式为
B.OA段和BC段生成气体的物质的量之比为2∶1
C.溶液中H2SO4与HNO3的物质的量浓度之比为2∶1
D.C点时溶液的溶质为FeSO4和Fe(NO3)2
【答案】BC
【详解】A.根据图示OA段发生反应,AB段发生反应,BC段发生反应,A项错误;
B.OA 段,生成气体的物质的量为0.2 mol,BC段,生成气体的物质的量为0.1 mol,OA段和BC段生成气体的物质的量之比为2∶1,B项正确;
C.溶液中,则,溶液中,则,,溶液中,H2SO4与HNO3的物质的量浓度之比为2∶1,C项正确;
D.C点时溶液的溶质为FeSO4,D项错误;
故答案为:BC。
17.(2023春·山东菏泽·高一曹县一中校考开学考试)将1.76g铜镁合金完全溶解于50mL某浓度的硝酸中,得到和NO的混合气体1120mL(标准状况),当向反应后的溶液中加入溶液时,金属离子全部转化为沉淀,测得沉淀的质量为3.12g。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∶1
B.该硝酸中的物质的量浓度是
C.和NO的混合气体中,的体积分数是30%
D.无法计算该硝酸中的质量分数
【答案】AD
【分析】、,最后得到沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜的混合物,根据上述分析,可以得知,金属失去电子物质的量等于得到氢氧根离子物质的量,据此分析;
【详解】A.合金的质量为64n(Cu)+24n(Mg)=1.76,沉淀是氢氧化镁和氢氧化铜的混合物,金属失去电子物质的量等于得到氢氧根离子物质的量,2n(Cu)+2n(Mg)=,解得n(Cu)=0.02mol,n(Mg)=0.02mol,两者物质的量之比为1∶1,故A正确;
B.金属离子全部转化为沉淀时,钠离子和硝酸根结合转化为NaNO3,即NaNO3物质的量为0.54mol,混合气体总体积为1120mL,有n(NO2)+ n(NO)= =0.05mol,根据原子守恒,n原(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO2)+n(NO)=0.54mol +0.05mol=0.59mol,则硝酸浓度为=11.8mol/L,故B错误;
C.根据A选项分析,设NO、NO2分别为xmol、ymol,有x+y=0.05,3x+y=0.02×2+0.02×2,解得n(NO2)=0.035mol,n(NO)=0.015mol,二氧化氮的体积分数为=70%,故C错误;
D.题中没有说明硝酸的密度,无法计算出硝酸溶液的质量,因此无法计算硝酸的质量分数,故D正确;
答案为AD。
18.(2022秋·上海静安·高一上海市第一中学校考期末)工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处,又有区别,路线①②③是工业生产硝酸的主要途径,路线I、II、III是雷电高能固氮过程中硝酸的生成途径。
(1)写出N2的一种用途_______。
(2)实验室制取物质NH3的化学方程式为_______。
(3)写出工业制硝酸第③步反应化学方程式_______。
(4)硝酸是一种强氧化性、腐蚀性的强酸,其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化,从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到的电子数越少,浓硝酸的还原产物主要为NO2,稀硝酸的还原产物主要为NO。实验室中,常用Cu与浓HNO3反应制取NO2,用Cu与稀HNO3反应制取NO。请写出实验室中用Cu与浓HNO3反应制取NO2的化学方程式:_______。
【答案】(1)用液态N2保存粮食、水果或工业上合成NH3
(2)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(4)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【分析】N2与H2在高温高压催化剂存在条件下合成NH3,NH3与O2在催化剂存在条件下加热,发生氧化反应产生NO,NH3也可以与O2在催化剂存在条件下发生氧化还原反应产生NO和H2O;NO与O2反应产生NO2,NO2溶于水,反应产生HNO3、NO。
【详解】(1)N2不活泼,能够使害虫窒息而亡,因此可以用液态N2保存粮食、水果或用于工业上合成NH3;
(2)在实验室中,用NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应产生CaCl2、NH3、H2O,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)在工业制硝酸第③步反应是NO2与H2O反应产生HNO3、NO,反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)Cu与浓HNO3反应,产生Cu(NO3)2、NO2、H2O,该反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
19.(2023秋·上海松江·高一上海市松江二中校考期末)氮的价类二维图:价类二维图是从物质的类别和价态两个角度研究物质性质的重要工具,氮元素的价类二维图如图所示,请据此回答:
(1)X 的化学式为_______。
(2)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别,若要除去铁制品表面的铜镀层应选择_______,原因是_______。
(3)①氨气是生产氮肥的主要原料,其电子式为_______,工业合成氨的化学方程式为_______。
②检验铵态氮肥中NH的实验方案是_______。
(4)细菌可以促使氮元素进行氧化还原反应,实现氮循环。循环中的部分转化如下图所示。
上图所示氮循环中,属于氮的固定的有_______(填字母序号)。
A.N2转化为铵态氮 B.硝化过程 C.反硝化过程
(5)将 12.8 g Cu 投入 50 mL 某浓度的浓硝酸中,随着 Cu 的不断减少,反应生成气体的颜色逐渐变浅(假设硝酸对应的还原产物只有 NO2和 NO),当 Cu 全部溶解时,硝酸恰好完全消耗,共收集到气体 3.36 L(标准状况),参加反应的硝酸的物质的量为_______ ,相同条件下,NO 和 NO2的体积比_______,要想使溶液中的 Cu2+完全沉淀,至少需要滴加 1 mol/L 的 NaOH 溶液_______。
【答案】(1)N2O5
(2) 浓硝酸 浓硝酸可以与铜镀层反应,与铁在常温下钝化
(3) N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 取少量氮肥于试管中,加入浓氢氧化钠溶液后加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
(4)A
(5) 0.55mol 5:1 400mL
【详解】(1)X属于氧化物,则价态是+5价,则X的化学式为N2O5。
(2)由于浓硝酸可以与铜镀层反应,与铁在常温下钝化,所以若要除去铁制品表面的铜镀层应选择浓硝酸;
(3)①氨气是共价化合物,其电子式为,工业合成氨的化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
②铵盐能与碱反应放出氨气,则检验铵态氮肥中NH的实验方案是取少量氮肥于试管中,加入浓氢氧化钠溶液后加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(4)游离态的氮元素转化为化合态氮元素的过程为氮的固定,A. N2转化为铵态氮属于氮的固定;B.硝化过程是亚硝酸根转化为硝酸根,不是氮的固定;C.反硝化过程是氮的化合态转化为氮气,不是氮的固定;答案选A。
(5)12.8 g Cu的物质的量是12.8g÷64g/mol=0.2mol,失去0.4mol电子,生成0.2mol硝酸铜。混合气体的物质的量是3.36L÷22.4L/mol=0.15mol,根据氮原子守恒可知参加反应的硝酸的物质的量为0.2mol×2+0.15mol=0.55mol;设混合气体中NO 和 NO2的物质的量分别是xmol、ymol,则x+y=0.15,3x+y=0.4,解得x=0.125,y=0.025,所以相同条件下,NO 和 NO2的体积比为0.125:0.025=5:1;要想使溶液中的 Cu2+完全沉淀,最终所得溶液是硝酸钠,因此根据氮原子守恒可知生成硝酸钠是0.4mol,所以至少需要滴加 1 mol/L 的 NaOH 溶液的体积是0.4mol÷1mol/L=0.4L=400mL。
20.(2023秋·山东济南·高一山东省实验中学校考期末)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)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成,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、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、氢氧化钠溶液及氮气。
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与反应:
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置②、③、④、⑤、⑥中盛放的药品依次是_______(选填“A、B、C、D”,药品可重复使用)。
A.蒸馏水B.浓硝酸C.3mol/L稀硝酸D.氢氧化钠溶液
(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,继续进行的操作是_______,然后关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是_______。
(4)装置②发生反应的化学方程式是_______。
(5)该小组得出结论依据的实验现象是_______。
(6)实验结束后,同学们发现装置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个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是_______(填字母)。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
c.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
d.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
【答案】(1)ACBAD
(2)通入一段时间
(3)
(4)
(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)abc
【分析】要验证浓硝酸可以将NO氧化成NO2,而稀硝酸不可以。装置①为铜和浓硝酸反应生成NO2的装置,经②与水发生反应生成NO,再分别通过浓硝酸和稀硝酸,进行验证试验;由于氮氧化物均为有毒物质,所以均需要尾气处理。
【详解】(1)氮氧化物均为有毒气体,均需要尾气处理,根据已知,NO不能被NaOH吸收,而NO2可以,装置②为蒸馏水,则装置⑥为NaOH吸收NO2的装置,则④中盛放的为浓硝酸,将NO氧化成NO2,装置③中为稀硝酸,不能将NO氧化,而NO不溶于水,排水法收集,装置⑤为蒸馏水。答案为ACBAD;
(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间N2赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出;
(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(4)装置①为铜和浓硝酸反应生成NO2的装置,经②与水发生反应生成NO。所欲装置②中盛放H2O,使NO2与H2O反应生成NO:3NO2+H2O=2HNO3+NO。
(5)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体;答案为装置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)a.加热会使二氧化氮气体逸出,如果褪色,说明乙同学的假设正确,a可行;
b.通入氮气,二氧化氮可以被赶出,如果褪色,说明乙同学的假设正确,b可行;
c.向饱和硝酸铜溶液中通入二氧化氮,绿色加深则说明是二氧化氮的原因,c可行;
d.加水稀释,硝酸铜和二氧化氮的浓度均会降低,无法确定溶液绿色是谁引起的,d不可行;
答案为abc。
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