- 氨硝酸硫酸
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已知A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物,其中F能使红色湿润石蕊试纸变蓝色,它们之间能发生如下反应:
① A+H2O → B+C ② C+F → D ③ D+NaOH → F+E+H2O
(1)写出它们的化学式:D_______________,F_______________。
(2)写出①反应的化学方程式:_______________________________
(3)写出反应③的离子方程式:___________________________。
(4)工业生产C的过程中有如下一步反应:即F经催化氧化生成B和H2O,写出该步反应的化学方程式:________________________________。
正确答案
(1)NH4NO3 NH3 (2)3NO2 + H2O= 2HNO3+ NO
(3)NH4++ OH-NH3 ↑+ H2O (4)4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O
试题分析:F能使红色湿润石蕊试纸变蓝色则F为NH3;A、B、C、D、E、F是含有同一种元素的化合物而且有上述关系,则A是NO2,B为NO,C为HNO3,D为NH4NO3,E为NaNO3.(1)化学式:D: NH4NO3; F: NH3;(2)①反应的化学方程式3NO2 + H2O= 2HNO3+ NO;(3)反应③的离子方程式NH4++ OH-NH3 ↑+ H2O.(4)工业生产HNO3过程中NH3经催化氧化生成NO和H2O的反应方程式为4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O。
(10分)硝酸工业生产中的尾气(NO2、NO的混合气体)通常可用纯碱溶液吸收:
2NO2+Na2CO3→NaNO3+NaNO2+CO2↑ ①
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ②
(1)在硝酸工业尾气吸收过程中,在标准状况下,每生成44.8L二氧化碳气体,可以吸收尾气 L。
(2)若工业上用21.2%的纯碱溶液吸收硝酸生产中的尾气时,若要配制10 kg该浓度的纯碱溶液,需要纯碱(Na2CO3·10H2O)质量是多少?
(3)要保证硝酸工业的尾气充分吸收,n(NO2)与n(NO)应满足何种关系?
(4)现有10 kg 21.2%的纯碱溶液,用于吸收NO2、NO,在标准状况下每产生448L二氧化碳时,纯碱溶液增重880 g。
①则生成NaNO3与NaNO2的质量比是多少?
②20℃时,10 kg 21.2%的纯碱溶液吸收完全后,蒸发掉6.88 kg水,冷却到5℃,可析出NaNO2晶体质量是多少?(已知5℃时,NaNO2 的溶解度为71.2g/100g水。忽略NaNO3的影响)。
正确答案
(1)89.6L(2分) (2)5.72kg(2分)
(3)n(NO2)≥n(NO)或(2分)
(4)①17∶23(2分)
②1.013kg(2分)
(其它正确答案同样给分)
略
如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
(l)写出装置A中所发生的化学反应
(2)装置B中盛放试剂是
(3)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗,稍后片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,装置E中溶液里出现大量气泡,同时产
生 (填写反应现象);从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,请写出在C中发生反应的化学方程式
(4)已知Cu2O是一种红色固体物质, 在高温条件下可由CuO分解得到:4CuO=2Cu2O+O2↑,生成的Cu2O 也能被NH3还原。当C中固体全部变红色后,关闭弹簧夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量。若反应前固体质量为16g,反应后称重固体质量减少2.4g。通过计算确定该固体产物的成分是 (用化学式表示)
(5)在关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,很快发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。写出产生白烟的化学方程式
正确答案
(1)NH3·H2O+CaO= Ca(OH)2 + NH3 ↑ (2)碱石灰或生石灰
(3)白色沉淀;2NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2O (4)Cu2O、Cu
(5)3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl
试题分析:(l)装置A为氨气的发生装置,利用浓氨水和生石灰反应生成氢氧化钙和氨气,发生的化学反应为NH3·H2O+CaO= Ca(OH)2 + NH3 ↑;(2)装置B为氨气的干燥装置,盛放试剂是碱石灰或生石灰; (3)装置E的作用为除去过量的氨气,发生的反应为SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,
(NH4)2SO3+BaCl2Ba SO3+ NH4Cl,装置E中的现象为:溶液里出现大量气泡,同时产生白色沉淀;根据题意知,装置C中发生的反应为氨气与氧化铜在加热条件下反应生成铜、氮气和水,化学方程式为2NH3+3CuO
3Cu+N2↑+3H2O;(4)16gCuO中含有铜元素质量为16g×64/80=12.8g,含有氧元素质量为16g-12.8g=3.2g,反应后称重固体质量减少2.4g,剩余固体质量为16g-2.4g=13.6g,大于12.8g,故剩余固体含有Cu、O元素,n(Cu)=0.2mol,含有氧元素的质量为13.6g-12.8g=0.8g,n(O)=0.05mol,n(Cu):n(O)=0.2mol:0.05mol=4:1>2:1,剩余固体为Cu2O、Cu;(5)在关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,装置F中产生白烟,发生的反应为3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl。
(11分)已知稀硝酸与铜反应时,NO3—一般被还原为NO;浓硝酸与铜反应时,NO3—一般被还原为NO2。现将25.6gCu投入到50mL12mol/L的浓硝酸中,充分反应后,收集到4.48L(标况)NO和NO2的混合气体。
(1)被还原的硝酸的物质的量为: 。
(2)25.6gCu与50mL12mol/L的硝酸反应后,剩余物为: ,
其物质的量为: 。
(3)容积为4.48L的干燥烧瓶充满上述反应中收集的NO和NO2的混合气体(标况)后倒置于水中,须再通入 L(标况)O2才能使溶液充满烧瓶。
(4)如果往反应后的体系内再加入200mL4mol/L的稀硫酸,是否有气体逸出?若有,计算生成气体在标况下的体积(要求有简单过程,结果保留三位有效数字)。
正确答案
(11分)
(1)被还原的硝酸的物质的量为:0.2mol。
(2)剩余物为:) 铜 ,
其物质的量为:0.2mol
(3)再通入 2.24 L(标况)O2
(4)(3分)计算生成气体在标况下的体积(要求有简单过程,结果保留三位有效数字)
2.99L (过程略,写出离子方程式得1分)
略
工业上可用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中,先把铜屑在空气中灼烧,再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜。请回答下列问题:
(1)不宜于用铜屑直接与硝酸反应来制取硝酸铜的原因是 。
(2)浓硝酸用等体积水稀释的目的是 。
(3)要得到硝酸铜晶体,应选用 。
(4)反应中硝酸表现出 性。
正确答案
(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成,既产生污染,又降低硝酸的利用率;铜屑在空气中灼烧生成CuO,CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成,既避免了污染,又提高了硝酸的利用率
(2)浓硝酸易挥发、不稳定,对设备腐蚀严重
(3)结晶法(或重结晶法)
(4)酸
(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成,既产生污染,又降低硝酸的利用率;铜屑在空气中灼烧生成CuO,CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成,既避免了污染,又提高了硝酸的利用率。(2)浓硝酸易挥发、不稳定,对设备腐蚀严重,稀硝酸挥发性小,且稀硝酸和氧化铜反应同样生成硝酸铜。(3)由于得到的是硝酸铜溶液,因此要得到晶体需浓缩结晶。(4)硝酸与氧化铜发生反应生成了硝酸铜和水,没有化合价变化,因此体现了硝酸的酸性。
(10分)叠氮化合物应用广泛,如NaN3可用于汽车安全气囊,Hg(N3)2可作雷管的起爆剂,工业上制备NaN3的化学反应为:
I.N2H4(联氨) + HNO2 → HN3(叠氮酸) + H2O (未配平);
II.HN3 + NaOH →NaN3 + H2O
⑴上述反应I中,每生成4.3g HN3时,消耗联氨的物质的量为 ,NaN3受撞击时迅速分解为两种单质,该反应的化学方程式为 。
⑵联氨的电子式为 。
⑶上图为常温下向25mL、0.1mol/L NaOH溶液中逐滴滴加0.2mol/L的HN3溶液的过程中溶液pH的变化曲线。(溶液混合时体积的变化忽略不计)
①D点时溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为
② B点时溶液中c (HN3) =
正确答案
(10分,每空2分)
(1)0.1mol; 2NaN3=2Na + 3N2↑ (2)N2H4电子式略;
(3)c(N3-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) 9.9×10-7mol/L
略
(9分)(1)实验室用氢氧化钙和氯化铵加热制氨气的化学反应方程式为:
__________________________________________________________________
实验室制取氯气的化学反应方程式为
(2)若将标准状况下收集到的672 mL的氨气,溶于水配成100 mL的溶液,则氨水中NH3物质量浓度(不考虑NH3与H2O的反应)为:___________________mol·L-1。
正确答案
略
向V mL含0.26 mol HNO3的硝酸溶液中加入3.2 g Cu粉,假设HNO3的还原
产物只有NO2和NO。反应结束后,将所得溶液加水稀释至1000 mL,测得c(NO-3)=0.2mol/L。 计算:
(1)被还原的HNO3得到的电子的物质的量;
(2)生成NO气体的体积为多少mL(标况)。
正确答案
(1)0.1mol (2)448ml
试题分析:(1)有关的反应式是:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O、Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
n(Cu)=3.2/64="0.05" mol
设Cu完全反应,则生成Cu(NO3)2 0.05 mol ,其中含NO3-0.1 mol ,所以HNO3过量
被还原的HNO3得到的电子的物质的量就是被氧化的铜失去的电子的物质的量
即 0.05×2="0.1mol"
设生成NO的物质的量为x,生成NO2的物质的量为y
根据电子转移的守恒定律可知,被还原的HNO3得到的电子的物质的量为
3x + y =" 0.1" mol
反应后生成气体NO2和NO(即没有在溶液中)的氮的总量为
0.26mol - (0.2 mol·L-1 × 1L) =0.06mol
即 x + y =" 0.06" mol
得3x + y =" 0.1" mol
组成的方程组解得x="0.02" mol
则生成NO气体在标况下的体积为0.02mol×22.4L/mol×1000ml/L =" 448ml"
点评:该题是基础性试题的考查,试题基础性强,侧重对基础知识的巩固与训练,有利于培养学生的逻辑推理能力,和规范答题能力。该题的关键是利用好守恒法,即原子守恒、质量守恒定律、电子的得失守恒。
(6分)将盛有12 mL NO2和 O2 的混合气体的量筒道理与水槽中,充分反应后,还剩余2 mL 无色气体,则原混合气体中O2的体积是
正确答案
1.2mL 4mL
NO2和氧气溶于水的方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,因此如果氧气过量,则参加反应的NO2是8ml,因为是2ml,所以氧气共计是4ml。如果NO2过量,则过量的NO还要和水反应,方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。则NO是2ml,剩余NO2是6ml,所以氧气是6ml÷5=1.2ml。
下图表示由短周期元素组成的一些物质之间的转化关系(某些反应产物已略去)。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A、B、D在常温下均为无色无刺激性气味的气体,C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,M是最常见的无色液体。
⑴ 物质F的化学式 。
⑵ 物质B的电子式 。
⑶ 写出C→E的化学方程式 。
⑷ 写出G→E的离子方程式 。
正确答案
(1)NO2
(2)
(3)4NH3 + 5 O2 4NO + 6H2O
(4)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
试题分析:C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,应为NH3,则B为N2,E为NO,G为HNO3,F为NO2,M是最常见的无色液体,应为H2O,A为可与过氧化钠反应的气体,应为CO2,则
(1)由以上分析可知F为NO2,故答案为:NO2;
(2)由以上分析可知B为N2,电子式为,故答案为:
;
(3)C为NH3,在催化作用下与氧气反应可生成NO,为工业制硝酸的重要反应,反应的化学方程式为4NH3 + 5 O2 4NO + 6H2O,故答案为4NH3 + 5 O2
4NO + 6H2O。
(4)G为HNO3,加水稀释成稀硝酸,可与铜反应生成NO,反应的化学方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。
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