- 氨硝酸硫酸
- 共7509题
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。已知KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐的热分解反应方程式如下:
I.2KNO32KNO2+O2↑
II.2Cu(NO3) 22CuO+4NO2↑+O2↑
III.2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
(1)某固体可能由KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐中的一种或几种组成。取适量该固体充分加热,得到一定量气体。若该气体经水充分吸收后,剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1/6。 (忽略氧在水中的溶解)
①若该固体只是由一种盐组成,则该盐为 。
②若该固体是混合物,则该混合物的可能组成为 。
(2)某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,通过实验探究其热分解的产物,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
【实验步骤】
a.仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管A。
b.称取Mg(NO3)2固体3.7g置于A中,先通入一段时间N2,再关闭k,用酒精灯加热硬质玻璃管A。
c.待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g。
①步骤a的目的是 ;
②依据已知的三个方程式,再根据剩余固体的质量写出Mg(NO3)2热分解方程式为: 。
③若A中固体为AgNO3,用以上实验装置进行实验时,D 中的现象为 ,用离子方程式表示出现该现象的原因:_____________________ 。
④从实验安全的角度判断该实验装置有无缺陷?若有,应如何改进? 。
正确答案
(1)①AgNO3 (2分)
②KNO3和Cu(NO3)2或 KNO3、Cu(NO3)2和AgNO3(答对一种情况即可得2分)
(2)①检验装置气密性(2分)
②2Mg(NO3) 22 Mg O+4NO2↑+O2↑(2分)
③溶液红色变浅(甚至消失)(2分) 2SO32-+O2=2SO42- (2分,若只写出水解平衡移动不给分)
④有(1分) 应在A和B之间加入防倒吸装置(2分)
试题分析:(1)①因为4NO2+O2+2H2O=4HNO3, KNO3受热分解生成O2,不能被水吸收;Cu(NO3)2受热分解生成NO2和O2,且V(NO2)∶V(O2)=4∶1,所以其生成的混合气体可全溶于水;AgNO3受热分解生成NO2和O2,且V(NO2)∶V(O2)=2∶1,则当其溶于水时,O2过量,设NO2为 2aL,O2为a L,反应前共3aL,溶于水后剩余O2为:aL- 1/2aL =" 1/2a" L,剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1/6,所以若该固体只是由一种盐组成,为AgNO3。
②若由KNO3和Cu(NO3)2按物质的量之比为1∶1组成的混合物也能符合题意。设KNO3和Cu(NO3)2分解得到的气体体积分别为V1和V2。V1/(V1+V2)=1/6 V2=5V1。由反应方程式①和②可知KNO3和Cu(NO3)2的物质的量之比为1∶1。(或由三种盐组成,其中KNO3和Cu(NO3)2的物质的量之比为1∶1,而AgNO3的物质的量可任意变动,这也符合题意)。
(2)①放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管A,目的是检验装置的气密性。
②Mg(NO3)2固体3.7g物质的量为0.025mol,剩余固体也应含Mg元素,质量1.0g,摩尔质量为40g/mol,为MgO,类似于Cu(NO3)2分解的方程式:2Mg(NO3) 22 Mg O+4NO2↑+O2↑。
③若A中为AgNO3,分解生成的气体通过NaOH溶液,剩余的气体为O2,通入D中O2氧化SO32‾:2SO32-+O2=2SO42-,溶液由水解呈碱性的Na2SO3转化为中性的Na2SO4,所以溶液红色变浅(甚至消失)。
④NO2、O2与NaOH反应气体减少,压强减小可能引起倒吸,所以应在A和B之间加入防倒吸装置。
(7分)下图是利用红磷验证燃烧条件的实验装图。
(1)简要叙述检验该装置气密性的方法:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)红磷是一种可燃物,请验证:红磷发生燃烧的另外两个条件中,缺少任何一个条件都不
能燃烧(两个条件须分别验证),只有同时具备这两个条件才能燃烧。
【实验说明】止水夹K1、K2处于关闭状态;锥形瓶A中盛满了氧气;管C中盛满了氮气,并放有红磷固体;试管D是空试管:分液漏斗B中装有蒸馏水。在实验时,蒸馏水不够可以得到补充。
【实验步骤】在完成气密性检查后,按照上述的要求,设法填装好试剂,并连接好整套实验装置。若要求实验过程中不得拆、装仪器,请设计后续的实验步骤,并按要求完善下表。在后续实验步骤中,有一步骤为“盖灭酒精灯,待管C恢复到常温”,请把这一步骤用“题示”两个字填入下表相应步骤的“操作”栏中,且不必填该步骤对应的“预计现象及得出的结论”栏。
【实验反思】
Ⅰ.后续实验步骤①②③中,有一步骤可能引起的不良后果是 。
Ⅱ.有人又认为按照步骤④进行操作,要产生步骤④的预计现象。锥形瓶A中的气体和分液漏斗B中的液体,除了可以是氧气和蒸馏水的组合外,还可以是另外的两种组合:(两种组合中的气体不同,且都不是氧气:两种组合中的液体酸碱性不同,且都不是蒸馏水)
组合l: A中: , B中: 。
组合2:A中: , B中: 。
正确答案
在D装置中加入水至导管口液封,关闭分液漏斗活塞,打开止水夹K1、K2,用酒精灯微热管C,如D中导管口有气泡冒出,则装置气密性良好。(合理即可)
(表格每条1分,共3分)
(3)Ⅰ.步骤①中,C中气体压强过大,胶塞弹出
Ⅱ.组合l: A中: CO2, B中: NaOH溶液。
组合2:A中: NH3 ,B中: H2SO4溶液 。(合理即可,每组合1分)
⑴检验该装置气密性的方法:在D装置中加入水至导管口液封,关闭分液漏斗活塞,打开止水夹K1、K2,用酒精灯微热管C,如D中导管口有气泡冒出,则装置气密性良好。(叙述要简洁,完整,合理即可)
⑵①验证燃烧需要氧气;②恢复温度,为充氧气,加热做准备;③说明氧气、加热同时存在时,红磷才燃烧。
(3)Ⅰ.步骤①中,C中气体压强过大,胶塞弹出。可采用在N2气流中加热。
Ⅱ.解题思路:将锥形瓶内压强减小,使空气倒流进装置。
组合l: A中: CO2, B中: NaOH溶液。
组合2:A中: NH3 ,B中: H2SO4溶液 。(合理即可,每组合1分)
(10分)某研究性学习小组研究HNO3的氧化性,设计了如下实验:在盛有新配制的FeSO4溶液的试管中滴入2滴KSCN溶液,观察现象,然后再加入浓HNO3,溶液的颜色变红,但是将红色溶液放置一会儿则发现溶液由红色快速变为蓝色,并产生红棕色气体,这一奇特现象激起了同学们的好奇心与求知欲望,他们对此现象设计了探究性实验。
(1)甲同学认为是溶液中的Fe2+的干扰造成的,大家经过理性分析,认为可以排除Fe2+的干扰,理由是 。
(2)乙同学认为红色消失,说明Fe(SCN)3被破坏,红棕色NO2说明了某些离子与HNO3发生了氧化还原反应,推测可能是KSCN与HNO3作用。根据C、S、N的原子结构和共价键的相关知识推断SCN-的结构式为 。
(3)根据乙同学的,观点,设计了实验方案1,往浓HNO3中逐滴加入KSCN溶液,实验开始时无明显现象,一段时间后溶液慢慢变红色至深红色,突然剧烈反应产生大量气泡,放出红棕色气体,而溶液红色消失变为浅绿色,溶液温度升高;继续滴入KSCN溶液变为浅蓝色,最后变为无色。将产生的气体通入过量的Ba(OH)2溶液,产生浑浊,并剩余一种非极性气体;向反应后的溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀。(此过程中溶液颜色变化不必细究),请写出向浓HNO3中滴入KSCN离子的方程式: 。
(4)丙同学认为SCN-的性质 还可进一步探究,设计了方案2,向Fe(SCN)3中分别滴加过量的氯水.溴水,溶液的红色均消失变为黄色,而加入过量的碘水时溶液的颜色基本不变。丙同学的设计意图是 。
(5)通过本次探究,可知用SCN-间接检验Fe2+时应注意 。
正确答案
略
硝酸是一种重要的工业原料,工业制硝酸的关键是氨的催化氧化,与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。
I.图10、图11分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置
(1)氮气和氢气通过图10装置,该装置中浓硫酸的作用是控制气体流速和 。
(2)用图11装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将已经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,铂丝保持红热的原因是 ,写出该装置中氨氧化的化学方程式 。反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、 离子、 离子。
II.下列有关硝酸事实的解释合理的是
工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假设不含N2O4),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。
(1)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx 。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应
NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2 ①
2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2 ②
用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每产生5.6L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加10g,则NOx中的x值为 。
(2)尿素也可用于吸收处理NOx,其反应原理为:
NO+NO2+H2O=2HNO2
2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
当混合气体中NO、NO2按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO)∶V(NO2)=3∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)= (空气中氧气的体积含量约为20%)。
正确答案
I.(1)干燥混合气体 (2分)
(2)氨的氧化反应是一个放热反应 (2分); 4NH3十5O24NO+6H2O。(2分)
NH4+ (1分), NO3- (1分)
II. A (2分)
(1) 1.75 (2分)
(2)5:6(2分)
试题分析;(1)浓硫酸具有干燥的作用所以(1)的答案为干燥混合气体(2)铂丝保持红热说明这个反应时放热反应,氨气溶于水形成氨水,故溶液中会存在铵根离子,一氧化氮会被氧气氧化生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生产硝酸,故溶液中会存在硝酸根离子。II.硝酸不管是稀得还是浓的他都具有强的氧化性,故B选项是错误的。不用浓硝酸来制备硝酸铜主要是因为该反应会释放出污染大气的二氧化氮气体,与硝酸的挥发性无关,故C选项是错误的。而D选项主要是金属与硝酸反应不会生成氢气。所以答案选A(1)据题意可知2NOX—CO2,而逸出出来的二氧化碳为0.25摩尔即11克,故NOX为0.5摩尔,据题意可知NOX的质量为二氧化碳的质量加上碳酸钠溶液增加的质量即21克,再根据物质的量等于质量处于摩尔质量可求出X为1.75.(2)由题意可知一氧化氮与二氧化氮的比例关系为1;1时吸收效果最好由反应方程式2NO+O2=2NO2及题意,我们可以设一氧化氮转化成二氧化氮X摩尔,则3-X=1+X,推算得出X为1则。说明消耗氧气0.5摩尔即空气2.5摩尔。所以V(空气)∶V(NO)=5;6
某化学兴趣小组在实验室探究氨的有关性质,设计了下图所示实验,A处是气体发生装置,A中所用的实验药品从下列物质中选取.
①碳酸钠 ②碳酸氢钠 ③碳酸氢铵 ④氯化铵 ⑤熟石灰 ⑥氢氧化钠
按上图连接好各仪器,现将C处的铂丝网加热至红热,再将A处产生的气体通过B装置片刻后撤去C处酒精灯,部分实验的现象如下:铂丝继续保持红热状态,D中的铜片慢慢溶解,回答下列问题:
(1)若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品是 (填物质序号)
(2)B装置的作用为
(3)D中铜片发生反应的离子方程式为 ,为了使Cu片溶解的速率加快,可向D处的溶液中加入下列少量物质中的 (填下列各项序号)
(4)图E中持续通人氧气的作用为 。
(5)有人认为他们设计的这套实验装置还存在明显的不足,对其不足之处以及应如何改进,谈谈你的意见: 。
正确答案
(1)③(2)吸收二氧化碳和水蒸气并产生氧气
(3)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O B C
(4)使有害气体吸收更完全
(5)D装置的液体易倒流入玻璃管C中,使玻璃管破裂,在C装置与D装置之间连接一防倒吸装置。
试题分析:根据题给装置图及C、D中反应现象知,本实验为探究氨的催化氧化及硝酸与铜的反应,装置A的作用为生成氨气,装置B的作用为反应提供氧气,装置E和F为尾气处理装置。(1)根据上述分析知,A中生成的气体中含有氨气和过氧化钠反应生成氧气的气体二氧化碳、水蒸气;A中制取气体时只用了一种药品,分析选项可知一种试剂生成氨气和二氧化碳的试剂选择碳酸氢铵,答案为:③;(2)B装置是利用过氧化钠吸收碳酸氢铵分解生成的二氧化碳和水蒸气生成氧气,答案为:吸收二氧化碳和水蒸气并产生氧气;(3)D中反应为铜片溶于稀硝酸生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;使Cu片溶解的速率加快,可以利用原电池原理及增大离子浓度的方法;A、Na2CO3 消耗硝酸,硝酸浓度减小,反应速率减慢,错误;B、AgNO3 和铜反应生成银,铜和银在稀硝酸溶液中析出原电池加快反应速率,正确;C、H2SO4 会增大氢离子浓度加快铜与稀硝酸的反应速率,正确;D、FeSO4会消耗硝酸不能加快铜的反应速率,错误;选BC;(4)图E中持续通入氧气的作用是使生成的一氧化氮气体全部转化为硝酸而被完全吸收,答案为:使有害气体吸收更完全;(5)D装置中的液体易发生倒吸到C装置,需要在CD之间加一个防倒吸的装置,答案为:D装置的液体易倒流如玻璃管C中,使玻璃管破裂,在C与D装置之间连接一个防止倒吸的装置。
(8分)硝酸与金属反应时,浓度越稀还原产物价态越低。现用一定量的铝粉与镁粉组成的混合物与100ml硝酸钾溶液与硫酸组成的混合溶液充分反应,反应过程中无任何气体放出,相反应后的溶液中逐滴加入4.00mol/L的NaOH溶液,加入的溶液体积与与产生的沉淀质量的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)写出铝与混合溶液反应的离子方程式:
(2)参加反应硝酸根离子物质的量为 mol
(3)参加反应的铝与镁的质量比为
(4混合液中硫酸的物质的量的浓度为 mol/L
正确答案
(共8分,每小题2分)
(1)8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O
(2)0.006mol (3)3:4 (4)0.36mol/L
略
如图所示为常见气体制备、干燥、性质验证和尾气处理的部分仪器装置(加热及固定装置均略去),仪器装置可任意选择,必要时可重复选用。
请回答下列问题:
(1)在装置A的圆底烧瓶中装入锌片,分液漏斗中装入稀硫酸,以验证H2的还原性并检验其氧化产物。
①若按顺序A→D→B→B→C连接时,则两次使用的装置B中所盛放药品的化学式依次为CuO、 (填化学式)。
②检验装置的气密性后,在加热装有CuO的装置B前必须进行的操作是 。
(2)在装置A的锥形瓶中装入Na2O2,分液漏斗中装入浓氨水,装置B中装入固体催化剂,以进行氨的催化氧化。
①若装置的连接顺序为A→C→B→C,则装置B中氨的催化氧化反应的化学方程式为 ,装置B中可能观察到的现象是 。
②若把装置A制得的气体与Cl2混合在一起,产生白烟,写出反应的化学方程式 。该反应体现了氨的 性。
正确答案
(1)①CuSO4 ②检验H2的纯度
(2)①4NH3+5O24NO+6H2O 有红棕色气体生成
②8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl 还原性
(1)①实验目的为验证H2的还原性并检验其氧化产物,可通过炽热的CuO变红验证氢气的还原性,通过无水硫酸铜变蓝验证H2的氧化产物水;②氢气和空气的混合气体可能发生爆炸,所以氢气在加热前应验纯。(2)①NH3催化氧化产物为NO,常温下即可与O2反应生成红棕色的NO2;②由题意可知反应物为NH3和Cl2,有白烟产生说明生成了固态产物,应为NH4Cl,Cl2被还原,则还原剂应为NH3,在反应中被氧化为N2,根据元素守恒和电子守恒将方程式配平即可。
氨气在工农业生产中有重要应用。
(1)①氮气用于工业合成氨,写出氮气的电子式 ;
②NH3的稳定性比PH3 (填写“强”或“弱”)。
(2)如下图所示,向NaOH固体上滴几滴浓氨水,迅速盖上盖,观察现象。
①浓盐酸液滴附近会出现白烟,发生反应的化学方程式为 。
②浓硫酸液滴上方没有明显现象,一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体,该固体可能是 (写化学式,一种即可)。
③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀,过一段时间后变成红褐色,发生的反应包括
Fe2++2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+ 2NH4+ 和 。
(3)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下,向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大,用平衡移动原理解释其原因 。
(4)在微生物作用下,蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2),反应的化学方程式为 ,若反应中有0.3 mol电子发生转移时,生成亚硝酸的质量为 g(小数点后保留两位有效数字)。
正确答案
(1)①(1分) ②强(1分)
(2)①NH3+HCl=NH4Cl(1分) ②NH4HSO4或(NH4)2SO4(1分)
③4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(2分)
(3)氨在水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4+ +OH-(1分,写成NH3+H2ONH4+ +OH-不扣分),加入NaOH后OH-浓度增大平衡逆向移动(1分),故有利于氨的脱除(2分)
(4)2NH3+3O2=2HNO2+2H2O(2分,不写微生物不扣分) 2.35 g(2分)
试题分析:(1)①氮分子内两N原子间形成3对共用电子,电子数为:
②N元素非金属性强于P元素,所以NH3的稳定性比PH3强。
(2)①浓盐酸挥发出的HCl与浓氨水挥发出的NH3反应,生成的白烟为NH4Cl,化学方程式为:NH3+HCl=NH4Cl。
②浓氨水挥发出的NH3,进入浓硫酸与硫酸反应生成:NH4HSO4或(NH4)2SO4。
③最终变为红褐色是生成了Fe(OH)3,化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(3)NH3•H2O为弱碱,存在电离平衡:NH3+H2O NH3•H2O
NH4++OH‾,加入NaOH后,增加了OH‾浓度,使平衡向逆反应方向移动,有利于氨的脱除。
(4)NH3和O2反应生成亚硝酸和水,配平可得化学方程式:2NH3+3O22HNO2+2H2O;根据化合价的变化可知:6×n(HNO2)=0.3mol,n(HNO2)=0.05mol,则m(HNO2)=2.35g。
(10分)12.8g铜片与50mL某浓度的硝酸恰好完全反应,生成硝酸铜和NO、NO2混合气体,且收集到的混合气体在标准状况下体积为4.48 L;请计算:
(1)被还原的硝酸的物质的量为__________mol。
(2)求原硝酸的物质的量浓度。
(3)若将收集着气体的集气瓶倒立于足量水中,通入多少升标准状况下的O2,可以使集气瓶中充满溶液?
正确答案
(1) 0.2mol (3分) (2) 12mol/L (3分) (3)2.24L (4分)
略
氮元素在自然界中广泛存在,回答以下有关氮及其化合物的相关问题。
(1)氮元素是较活泼的非金属元素,但N2却不活泼,其原因是 。下列用途中,利用了N2不活泼性质的是
①用于合成氨气 ②金属焊接时的保护气 ③保护食品 ④和氩气混合填充灯泡
⑤以氮气为原料制硝酸
(2)肼(N2H4)常用作火箭燃料,发生的反应是: N2O4(l) + 2N2H4(l)="==3" N2(g)+4H2O(g)
已知N2H4的结构可看做NH3中一个H被-NH2所替代,则N2H4分子中所有原子是否在同一平面内 (填“是”或“否”)。当该反应中有NA个N-H键断裂时,形成的π键有 mol。
(3)某化肥厂用以下流程制备硝酸铵:
上述过程中制硝酸所用去氨的质量占整个流程消耗氨质量的 %。
正确答案
(1)N2中有氮氮三键(1分) ②③④(2分)
(2)否(1分) 3/4(1分)
(3)53.9(3分)
试题分析:
(1)N2在高温、高压、催化剂存在条件下,能与某些物质发生反应。例N2和H2→NH3→催化氧化得HNO3,所以排除①⑤;
(2)1mol N2H4中有4mol N—H键,1mol N2中有3mol共价键,其中有2molπ键,故断裂NA个N—H键时,形成的π键为3/4mol。
(3)设制HNO3的NH3的物质的量为1mol,则制得的HNO3的物质的量为1mol ×0.90×0.95=0.855mol,制硝酸所用去氨的质量占整个流程消耗氨质量的的百分比为×100%=53.9%。
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