- 氨硝酸硫酸
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将12.8 g铜跟一定量的浓硝酸反应,待铜耗尽时,共产生气体5.6 L(标准状况下)。计算被还原的HNO3的物质的量是多少?
正确答案
0.25 mol
事实上,铜与浓硝酸反应时,浓硝酸的质量分数在不断降低,后来发生的反应,应是铜与稀硝酸的反应,生成的5.6 L气体,也应该是NO2与NO的体积之和。
根据氮原子守恒的方法解此题:
2HNO3Cu(NO3)2
1HNO31NO
1HNO31NO2
被还原的硝酸应该是生成气体的硝酸。
n(NO)+n(NO2)=="0.25" mol。
所以被还原硝酸的物质的量为0.25 mol。
根据下图完成下列问题。
(1)A中发生反应的化学方程式:_______________________________________________。
(2)依次写出从反应开始到结束,A中可以观察到的现象:_________________________。
(3)反应结束后共收集到224 mL标准状况下的NO,计算Cu的纯度:_______________。
正确答案
(1)3Cu+8HNO3====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)先有气泡产生,接着A的上部空间由无色变为棕色再变为无色,然后溶液由无色变蓝色,最后Cu完全溶解
(3)96%
3Cu — 2NO
3×64 g2×22.4 L
x0.224 L x=="0.96" g
w(Cu)=×100%=96%
实验室里若用下图装置制取氨气,请指出图中存在的问题,并简要说明如何改正。
存在问题:
改正方法:
正确答案
错误之处:①所用试剂,②试管a的管口方向,③试管b管口向上,④反应条件,⑤试管b塞上橡皮塞。
改正方法:①将NaOH换成Ca(OH)2,②管口略向下倾斜,③应向下,④用酒精灯加热,⑤换成棉花团。
判断气体实验装置是否有错误,一般主要看:发生装置、试剂使用、实验原理、收集方法、实验安全(如尾气处理,是否引起爆炸、飞溅等)五方面是否有误。
要制取H2、O2、Cl2、HCl、NH3、H2S,从下列各物质中,分别选出必要的物质,将序号填在括号内。
a.硫化亚铁 b.浓硫酸 c.浓盐酸 d.二氧化锰
e.硝酸钠 f.铜片 g.氯化铵 h.锌 i.浓硝酸
j.氢氧化钙 k.稀硫酸 l.食盐晶体 m.氯酸钾
n.稀硝酸 o.高锰酸钾
制H2______________,制O2______________,制Cl2______________,制HCl______________,
制NH3_____________,制H2S______________。
上述气体中最不适于用排水法收集的是______________;最不适于用浓硫酸干燥的是______________;最适于用向上排气取气法收集的是______________。
正确答案
h和k d与m或o c与d b与l g与j a与k
HCl、NH3 H2S、NH3 Cl2、HCl、H2S
如果能熟记各种气体的性质,有利于对所制取气体的药品的选择。比如NH3极易溶于水,所以要选择固态物质来制取;H2S有还原性,所以它不能用氧化性很强的物质如浓硫酸、浓或稀硝酸来制取,而H2S又是一种弱酸,所以要选择强酸来制取;Cl2有氧化性,所以只好用氧化其阴离子的方法来制取,因此要选择含Cl-的物质和具有氧化性的物质来制取。根据这样一些原则,某种气体往往不止是一种制法,我们只要求掌握课本上用过的方法就可以了。
掌握气体的收集和干燥方法,关键也在识记好气体的物理、化学性质。易溶于水的气体,不能用排水集气法收集,比如NH3、HCl、H2S;比空气轻的气体只能用向下排气集气法收集,比如H2、NH3;具有还原性的气体,不能用具有氧化性的物质来干燥,具有碱性的气体不能用具有酸性的物质来干燥。
有一瓶无色干燥的混合气体,可能由HCl、NO、NO2、CO2、NH3、N2和O2中的几种混合而成。
(1)将混合气体通过浓H2SO4时,气体体积明显减少。
(2)再通过碱石灰时,体积又明显减少。
(3)剩余气体接触空气后,很快变成红棕色。
试推断此混合气体中,一定有_________,一定没有__________,可能含有__________。
正确答案
NH3、CO2、CO HCl、NO2、O2 N2
混合气体无色,说明不含NO2;通过浓H2SO4时,气体体积明显减少,说明混合气体中含有氨气,因此不含HCl;通过碱石灰时,体积又明显减少,说明混合气体中含CO2;剩余气体接触空气后,很快变成红棕色,说明混合气体中含有NO,而不含O2。不能确定的是N2。
(9分)氮及其化合物在生活、生产和科技等方面有重要的应用。请回答下列问题:
(1)氮元素基态原子的价电子排布式为 ;
(2)在氮气分子中,氮原子之间存放着 个σ键和 个π键;
(3)N2分子中氮氮键的键长 (填“大于”、“小于”或“等于”)
F2分子中氟氟键的键长;
(4)氮元素的氢化物——NH3是一种易液化的气体,该气体易液化的原因
是 。
(5)配合物[Cu(NH3)4]C12中含有4个配位键,若用2个N2H4代替其中2个NH3,得到的配合物[Cu(NH3)2(N2H4)2]C12中含有配位键的个数为 。
正确答案
(1)略 2分
(2)1;2 2分
(3)小于 1分
(4)氨分子之间容易形成氢键,使其沸点升高而容易液化 2分
(5)4 2分
略
今用100 t氨制硝酸铵,经测定氨转化为一氧化氮的转化率为95%,二氧化氮的吸收率为98%,氨被硝酸吸收的吸收率为98%,求生成硝酸铵多少吨。
正确答案
生成硝酸铵224.75 t。
根据有关化学方程式,找出物质的转化关系及量的关系,再根据NH3+HNO3====NH4NO3,列出关系式,求出结果。
合成NH4NO3的有关反应式为:
4NH3+5O24NO+6H2O
4NO+3O2+2H2O====4HNO3
NH3+HNO3====NH4NO3
据此,可得出下列转化关系(设用于合成HNO3的氨的质量为x):
NH3(制HNO3)~HNO3~NH3(与HNO3化合)
17 17
x·95%×98% (100 t-x)×98%
,x="51.3" t。
NH3(制HNO3) ~ NH4NO3
17 80
51.3 t×95%×98% m(NH4NO3)
m(NH4NO3)=="224.75" t。
1.92 g Cu片与一定量的浓HNO3作用,当收集到NO2和NO气体共1.12 L(标准状况)时,金属铜恰好全部反应,则反应中消耗HNO3___________________mol,被还原的HNO3_______________________mol,转移电子_________________________mol。
正确答案
9.0.11 0.05 0.06
n(e-)=n(Cu)×2=×2="0.06" mol
n被还原(HNO3)=n(NO2)+n(NO)=="0.05" mol
n总(HNO3)=n(Cu)×2+n(NO)+n(NO2)="0.06" mol+0.05 mol="0.11" mol
已知NH3和Cl2可快速反应:2NH3+3Cl2====N2+6HCl
图1-6为反应后总体积V(L)随原混合气体中Cl2的体积分数(x%)而变化的曲线。试计算:
图1-6
(1)当反应结束后处于A、B两点时,原混合气体中Cl2的体积分数各是多少?
(2)当反应结束时处于A、B两点,混合气体的总体积各是多少升?
(3)若反应结束时气体总体积为11 L,求原混合物中Cl2的体积分数。
正确答案
(1)当反应结束处于A、B两点时,原混合气体中Cl2的体积分数分别为27.27%、60%。
(2)当反应结束时处于A、B两点,混合气体的总体积分别是5 L、77 L。
(3)若反应结束时气体总体积为11 L,原混合物中Cl2的体积分数是30%。
(1)当反应后气体总体积为最小值时,混合气体的总反应为:8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2,则在A点时原混合气体中Cl2的体积分数为:×100%=27.27%。
当反应后气体总体积为最大值时,混合气体的总反应为:2NH3+3Cl2====6HCl+N2,则在B点时原混合气体中Cl2的体积分数为:×100%=60%。
(2)若反应后处于A点时,混合气体的总体积为:55 L×=5 L,若反应后处于B点时,混合气体的总体积为55 L×
=77 L。
(3)根据图象知道当反应后气体体积为11 L有两种情况:一种是NH3过量,另一种是有部分HCl存在的情况。
当NH3过量时,根据反应8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2利用差量法知道原混合气体中Cl2的体积为13.2 L,体积分数为:×100%=24%。
当有部分HCl出现时,则同时发生两种反应,假设发生反应:8NH3+3Cl2====6NH4Cl+N2的NH3为x L,发生2NH3+3Cl2====6HCl+N2的NH3为y L,则有:
x L+y L+0.375x L+1.5 y L=55 L
0.125 x L+3 y L+0.5 y L=11 L
解得:x= y=
则Cl2为:0.375× L+1.5×
L=16.5 L
则Cl2的体积分数为:×100%=30%
常温时,将a mol Cu和a mol Fe投入含b mol HNO3的浓硝酸中,经一段时间后,使它们恰好完全反应。已知反应后溶液中Fe3+和Fe2+的物质的量相等,HNO3的还原产物为NO和NO2,且不考虑NO2转化为N2O4,反应中可产生气体560 mL。将该气体溶于水,充分反应后,气体体积减少224 mL(气体体积均为标准状况下体积)。求a、b的值。〔提示:已知2Fe(NO3)3+Fe====3Fe(NO3)2〕
正确答案
a=0.01,b=0.07
常温下,将Fe和Cu投入浓硝酸中,由于Fe发生钝化,首先发生的反应为:Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
待硝酸浓度降低后,随之发生的反应为:
Fe+4HNO3(稀)====Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Fe+8HNO3(稀)====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
n(NO)+n(NO2)=="0.025" mol
由气体体积差量法:
3NO2+H2O====2HNO3+NO ΔV
3 mol 2×22.4 L
n(NO2) 0.224 L
n(NO2)="0.015" mol,n(NO)="0.025" mol-0.015 mol="0.01" mol。
据得失电子守恒:
2n(Cu2+)+2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=3n(NO)+n(NO2)
2×a mol+2× mol+3×
mol="3×0.01" mol+0.015 mol
a=0.01
b的值可用两种方法求得:
解法一:反应消耗的HNO3:
n(HNO3)=2n(Cu2+)+2n(Fe2+)+3n(Fe3+)+n(NO)+n(NO2)="4.5" a mol+0.025 mol="4.5×0.01" mol+0.025 mol="0.07" mol
即b=0.07。
解法二:考察Fe、Cu与稀HNO3的3个反应,参加反应的HNO3的量均为被还原HNO3的量(即NO的量)的4倍,所以:
n(HNO3)=2n(NO2)+4n(NO)="2×0.015" mol+4×0.01 mol="0.07" mol
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