- 氨硝酸硫酸
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(6分)Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100mL0.6 mol·L-1HNO3溶液恰好使混合物完全溶解,完全生成硝酸铜、一氧化氮和水。现共收集到224mLNO气体(标准状况)。求:
(1)相同物质的量的Cu、Cu2O和CuO,消耗该浓度硝酸最多的是哪一种物质,写出其与该硝酸反应的离子方程式。
(2)如原混合物中含单质铜0.01moL,则其中Cu2O、CuO的物质的量分别为多少?
(3)求混合物中CuO的物质的量可能接近的最大值。
正确答案
(6分)1)Cu2O (1分) 3Cu2O+14H+ + 2NO3-→6Cu2++2NO ↑+7H2O(1分)
2)n(Cu2O)=0.005mol n(CuO)=0.005mol (2分)
3) 0.01mol (2分)
略
在硝酸生产过程所排放出来的废气中含有NO和NO2,它们污染环境,现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体(填名称)____直接排入空气中,写出有关反应方程式:__ __,假设NO和NO2物质的量之比恰好为1∶1,则两者的混合物相当于一种酸酐,写出由烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式:___ _。
正确答案
N2,6NO2+8NH37N2+12H2O
6NO+4NH35N2+6H2O
NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O
或 N2O3+2NaOH==2NaNO2+H2O
正价的氮的化合物与负价的氮的化合物往往可以发生反应生成单质N2。所以NO2与NH3在催化剂作用下生成无毒的N2单质。
NO和NO2物质的量之比为1∶1的混合物,相当于亚硝酸酸酐N2O3,其中N的化合价为+3,与NaOH溶液反应,生成相应的价态的盐和水。
(6分)实验室常用加热铵盐和碱的固体混合物的方法制取氨气。
根据下图回答问题:
(1)实验室制取氨气的发生装置为 (填序号),该反应的化学方程式为 。
(2)下列气体可以用与氨气相同的收集装置收集的是 (填序号)。
A. H2 B. CO2
正确答案
(1)A 2NH4Cl + Ca(OH)2 =加热= CaCl2 + 2NH3 + 2H2O (2)A
(1)实验室制取氨气是固固反应,反应需要加热,所选发生装置为A,
该反应的化学方程式:2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+2H2O
(2)氨气密度比空气小,易溶于水,收集时向上排气法收集,选项中氢气也用向上排气法收集,故选A。
已知:
4NO+3O2+2H2O 4HNO3
设空气中氧气的体积分数为0.20,氮气的体积分数为0.80,请完成下列填空及计算:
(1)a mol NO完全转化为HNO3需要氧气 mol。
(2)为使NH3恰好完全氧化为一氧化氮,氨与空气混合物中氨的体积分数为 (保留2位小数)。
(3)20.0 mol的NH3用空气氧化,产生混合物的组成为NO 18.0 mol、O2 12.0 mol、N2 150.0 mol和一定量的硝酸,以及其他成分。(高温下NO和O2不反应)
计算氨转化为NO和HNO3的转化率。
(4)20.0 mol的NH3和一定量空气充分反应后,再转化为HNO3。
①在下图中画出HNO3的物质的量n(A)和空气的物质的量n(B)关系的理论曲线。
②写出当125≤n(B)≤200时,n(A)和n(B)的关系式 。
正确答案
(1)0.75a (2)0.14 (3)97.5%
(4)①
②n(A)=
(3)设生成HNO3的物质的量为x。则
4(2x+18.0 mol×+12.0 mol)="150.0" mol
解得x="1.5" mol
NH3的转化率=×100%=97.5%
(14分)由A、D、E、G四种微粒组成的复盐W的化学式为xAaDd·yE2D·zG。4.704gW溶于水得一澄清的弱酸性溶液,其中溶质总量为3.408g。同质量的W与5.13g氢氧化钡充分混匀后加热,生成的气体以足量铝盐溶液充分吸收得Al(OH)3 0.624g,加热后的残渣用水充分溶解后过滤,滤液以酚酞为指示剂用0.400mol/L H2SO4滴定至终点,用去H2SO4 15.0mL,滴定完毕后,溶液中检测不出任何金属离子和酸根离子;滤渣用硝酸洗涤时部分溶解,得一遇石炭酸显紫色的黄色溶液,依据推理和计算判断:
(1)依次写出D、E、G三种微粒符号________、_______、_________;
(2)a、d的比值为_________;
(3)复盐的化学式为________。(写出计算步骤)
正确答案
(12分)
(1)SO42-、NH4+、H2O (3分)
(2)1:1 (2分)
(3)FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O (7分)
试题分析:(1)4.704gW溶于水得一澄清的弱酸性溶液,其中溶质总量为3.408g ,说明复盐含有结晶水,W与氢氧化钡加热生成的气体与铝盐反应生成Al(OH)3,说明生成的气体为NH3,复盐含有NH4+,滤渣用硝酸洗涤时部分溶解,得一遇石炭酸显紫色的黄色溶液,说明复盐含有Fe元素,不溶的沉淀为BaSO4,说明复盐含有SO42‾,则D、E、G三种微粒符号依次为:SO42-、NH4+、H2O。
(2)n(NH4+)=n(NH3)=3n[Al(OH)3]=3×0.624g÷78g/mol=0.024mol;与NH4+结合的SO42‾为0.012mol,复盐中n(SO42‾)= 5.13g÷173g/mol—0.400mol/L×0.015L=0.024mol,则与Fe元素结合的SO42‾为0.012mol,Fe元素的物质的量为:(3.408g—0.024mol×18g/mol—0.024mol×96g/mol)÷56g/mol=0.012mol,所以a、d的比值为1:1。
(3)结晶水的物质的量为:(4.704g—3.408g)÷18g/mol=0.072mol;根据Fe2+、SO42‾、NH4+和H2O的物质的量之比可得化学式为:FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O
(2014届河北省唐山市高三第一次模拟考试理综化学试卷)
氨气在工农业生产中有重要的用途。某校甲、乙两个化学小组分别对氨的相关实验进行了研究。
(1)甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气,
请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。
(2)甲组通过右图装置(尾气处理装置已略去)验证了氨有还原性,装置中的实验现象是____ ,硬质玻璃管中氨发生催化氧化反应的化学方程式为 。
(3)甲组将足量氨气不断通入滴有酚酞的AgNO3溶液中,现象为 ,
反应结束所得溶液中除了H+、OH-、NH4+外还主要含有的离子有 。
(4)乙组欲制备氮化镁,查阅资料发现氨跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O),而氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁,但氮化镁遇水立即反应生成Mg(OH)2和NH3。乙组提出了如下制备氮化镁的实验方案示意框图(实验前系统内空气已排除;图中箭头表示气体的流向)。你认为此方案是否正确,并说明理由 。
正确答案
(1)① 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑。(2分)②B (1分)
③固体NaOH溶于浓氨水后,放出大量的热,促使NH3的挥发;溶液中OH-浓度的增加,使NH3+H2ONH3·H2O
NH4+ +OH-向生成NH3的方向移动。(2分)
(2)玻璃管中出现红棕色,干燥管中固体变蓝(2分) (2分)
(3)先产生白色沉淀,后消失;溶液最后变成红色 (2分)Ag(NH3)2+、NO3- (2分)
(4)方案错误;反应产生的NH3全部被H2SO4吸收,不能进行后续反应。(2分)
(1)①氢氧化钙、氯化铵制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
②浓氨水、氢氧化钠制取氨气应选择B装置,
③氨水中存在NH3+H2ONH3·H2O
NH4+ +OH-的平衡,加入NaOH固体,一是OH-浓度增大,平衡逆向移动;二是NaOH固体溶于水后放出大量的热,促使NH3的挥发;
(2)氨气与氧气在催化剂作用下生成一氧化氮气体,该气体遇空气变为红棕色二氧化氮;同时还有水生成,所以无水硫酸铜变蓝色;
(3)甲组将足量氨气不断通入滴有酚酞的AgNO3溶液中,氨气溶于水后,溶液显碱性,与Ag+反应生成氢氧化银沉淀,继续通氨气产生氢氧化二氨合银,沉淀溶解,最终溶液变红色;反应结束所得溶液中除了H+、OH-、NH4+外还主要含有的离子Ag(NH3)2+、NO3-
(4)不正确,反应产生的氨气全部被浓硫酸吸收,无法进行后面的反应
(11分)工业上利用氨催化氧化法可制取硝酸,加入脱水剂后制得较高浓度的硝酸。现以17吨氨作为原料,假设NH3全部转化为HNO3。
(1)写出NH3完全转化为HNO3的总化学反应方程式
(2)生产过程中需加水吸收,如果加入脱水剂后脱去水的量相等,则所得硝酸溶液的质量分数为多少?
(3)如果生产中同时制得50%的硝酸m1吨和90%的硝酸m2吨(脱去的水可循环使用,制得教低浓度的稀硝酸),若共加入27吨水,则m1与m2的质量比为多少?
正确答案
(1)NH3+2O2=HNO3+H2O (2)77.8% (3)19/5
略
(4分)氨分子的结构是 型;实验室制取氨气的化学方程式为 ,检验氨气是否收集满的常用方法是 。
正确答案
略
室温时,将盛有20mLNO2和O2混合气体的量筒倒立于盛有水的水槽中,一会儿,量筒里留下 3mL气体。则原混合气体中NO2为多少毫升?
正确答案
(1)当留下3mL气体为O2时,设混合气体含NO2xmL。
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4mL 1mL
xmL x/4mL
(2)当留下3mL气体为NO时,设混合气体中含O2ymL。
4NO2+O2+2H2O=4HNO3 3NO2+H2O=2HNO3+NO
4mL 1mL 3mL 1mL
4ymL ymL (20-5y)mL 1/3×(20-5y)mL
依题意得:1/3×(20-5y)=3,解之得:y=2.2mL,NO2为:20-2.2=17.8mL。
最后留下3mL气体,有两种情况,一是过量的氧气,二是一氧化氮。因此必须分两种情况讨论求解。
(1)当留下3mL气体为O2时,设混合气体含NO2xmL。
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4mL 1mL
xmL x/4mL
(2)当留下3mL气体为NO时,设混合气体中含O2ymL。
4NO2+O2+2H2O=4HNO3 3NO2+H2O=2HNO3+NO
4mL 1mL 3mL 1mL
4ymL ymL (20-5y)mL 1/3×(20-5y)mL
依题意得:1/3×(20-5y)=3,解之得:y=2.2mL,NO2为:20-2.2=17.8mL。
(13分)氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛。
(1)工业上利用分离空气的方法得到氮气。空气各主要成分的沸点如下:
N2
O2
Ar
CO2
—196°C
—183°C
—186°C
—78°C
现将空气深度冷却液化,然后缓慢升温,则最先分离出来的气体是 。
(2)雷雨时空气中的N2转化为NO,生成物NO是 色的气体, (填“易”或“难”)溶于水;NO在空气中很容易被氧化成NO2,NO2能与水发生化学反应。NO2与水反应的化学方程式为 。
(3)实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气。
①制取氨气的化学方程为 ;
②要制取标准状况下4.48L的氨气,至少需要称取固体NH4Cl的质量为 g。
(4)已知:4NH3+6NO5N2+6 H2O 。化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程,探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体,通过一定体积滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。
①NH3与稀硫酸溶液反应的离子方程式为 ;
②为了比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是 。
正确答案
(1)氮气(1分) (2)无,难,(各1分,共2分)3NO2+H2O=2HNO3+NO(2分)
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (2分) 10.7(2分)
(4)NH3 + H+=NH4+ 溶液显色所需要的时间(各2分,共4分)
(1)空气的主要成分是氮气和氧气,氮气的沸点低于氧气的,所以氮气先被分离出来。
(2)NO是无色无味的有毒气体,不溶于水。在空气中极易被氧化生成红棕色的NO2,NO2溶于水又生成NO,同时还有硝酸生成,方程式为3NO+H2O=2HNO3+NO。
(3)实验室制取氨气一般用熟石灰和氯化铵共热生成,方程式为
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。标准状况下4.48L的氨气是
,所以根据方程式可知需要氯化铵的物质的量也是0.2mol,质量是0.2mol×58.5g/mol=10.7g。
(4)氨气属于碱性气体,溶于水显碱性,和硫酸反应生成硫酸铵。离子方程式为NH3 + H+=NH4+。催化剂的催化效果好,则单位时间内产生的氨气就多,和硫酸反应时,溶液颜色变化所需要的时间就长,所以需要测量的数据就是溶液显色所需要的时间
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