- 氨硝酸硫酸
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(8分,每空2分)氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质。请回答:
(1)该小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物。
①装置Ⅰ中制取氨气的化学方程式为 。
②装置Ⅲ、Ⅳ中的实验现象分别是:黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成一种无色气体,该气体无污染。
请写出氨气与CuO反应的化学方程式 ;
③装置Ⅱ中碱石灰的作用是 。
(2)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知:Cu2O是一种碱性氧化物;在酸性溶液中,Cu+的稳定性比Cu2+差(Cu2O+2H+=" Cu" + Cu2+ +2H2O)。
请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O。
。
正确答案
略
铁与HNO3作用时,还原产物除与HNO3浓度有关外,还与温度有关。已知在与冷稀HNO3反应时,主要还原产物为NO气体;在与热的稀HNO3作用时,主要还原产物为N2O气体;当HNO3更稀时,其重要还原产物是NH4+。现有铁与稀HNO3的作用,请分析图10-3,回答有关问题。
假设曲线的各段内只有一种还原产物。
(1)0点到a点的还原产物是______;
(2)a点到b点的还原产物是______,其原因是______;
(3)试完成b点到c点的反应方程式:
(4)反应过程中,到达______点时HNO3已完全反应。
(5)已知达到d点时,反应结束,此时溶液中的主要阳离子是______;
(6)c点和d点参加反应的铁的物质的量之比是______;
正确答案
(1)NO;(2)N2O,反应放热,使溶液温度升高;(3)8,30,8,3NH4NO3,9;(4)C;(5)Fe2+;(6)2∶3
根据图形,应先对气体体积曲线和溶液中[H+]变化曲线作出正确判断。溶液中的[H+]逐渐减小,至c点为0,说明HNO3逐渐参与反应,到c点时恰好反应完全,即0点到c点是铁与HNO3的反应,c点到d点是生成的Fe(NO3)3与铁的反应,到d点时,溶液中生成的Fe(NO3)3完全反应,全部转化为Fe(NO3)2;搞清了[H+]浓度的变化曲线,也就不难理解气体曲线了,只要抓住题目中的已知和铁用量、转移电子数、产生NO或N2O体积的多少的关系及曲线斜率,就不难断定其主要还原产物了。oa:NO,ab:N2O;bc:NH4NO3;cd;Fe(NO3)2。计算c、d点参加反应的铁的物质的量之比时,要明确是0到c铁与HNO3反应生成的Fe(NO3)3,由2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2可知:生成的Fe(NO3)3的物质的量是cd段“Fe”物质的量的2倍,所以oc段参加反应的铁量是cd段的2倍,这也是本题的巧点。
在做氨的催化氧化实验时,铂丝不能接触氨水,原因是…( )
正确答案
C
铂丝催化反应时,必须在一定温度下才能进行。较高效率催化氨的氧化,铂丝须处于较高温度下。
氮是生命的基础,由于存在着氮的循环,生命世界才能像我们所见到的那样生机勃勃,充满活力。下图是自然界中氮的循环图,请回答有关问题。
(1)从空气中获取氮是人类长久以来追求的目标。下列有关说法正确的是_________(填序号)。
a.图中①②③④⑤都属于自然界的固氮过程
b.在过程⑥中,氮元素的化合价降低
c.反应②的化学方程式是N2 +O2 2NO
d.德国化学家哈伯发明了合成氨工艺,其主要反应如下2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)氨经氧化后可得到硝酸,而硝酸能与氨形成含氮量很高的肥料NH4NO3,施用于土壤而实现非自然形式的氮循环。但这种肥料不适宜与碱性物质共用,否则会降低肥效,其原因是_________________________________(用离子方程式表示)。
(3)人类活动对氮循环产生着明显的影响。汽车尾气中的NO,是造成光化学烟雾的物质之一,但NO对人体又起着独特的生理作用,被誉为“明星分子”,有三位科学家因此项研究成果而获得1998年诺贝尔奖。上述事实说明我们应辨证地看待化学物质的作用。科技人员已经找到了一些解决NO排放的方法。在汽车尾气排放管中安装一个催化转化器,可将尾气中另一种有害气体CO跟NO反应转化为空气中的两种成分。气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。
写出上述变化中的总化学反应方程式____________________________________。
正确答案
(1)c
(2)NH4++OH-= NH3↑+H2O
(3)2NO+2CON2+2CO2
试题分析:(1)、氮的固定是指氮元素由游离态变为化合态的过程,植物固氮、大气固氮是自然固氮,工厂合成氨为人工固氮,一种含氮化合物变为另一种含氮化合物的过程不属于固氮,a项错误;氨气变为硝酸银时,氮元素由—3价升为+5价,b项错误;N2和O2在放电作用下化合,生成NO,c项正确;实验室制取氨气的反应式为2 NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,N2和H2在高温高压催化剂作用下反应,生成氨气,d项正确;(2)、NH4NO3是铵盐,铵盐与碱反应,生成氨气,逸出氨气造成氮肥肥效降低,反应式为NH4++OH-= NH3↑+H2O;(3)、图中催化剂将CO与NO的反应一分为二,即2NO+O2=2NO2、2CO+2NO2=N2+2CO2+O2,两反应式相加可约去2NO2、O2,总反应式为2NO+2CO =====N2+2CO2。考点:
将32 g Cu与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:
(1)NO的物质的量为 moL,NO2的物质的量为 moL。
(2)产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为NaNO3,至少需要质量分数为30%的双氧水 g。
正确答案
(1)0.25 0.25 (2)(0.5+aV×10-3)/0.14 (3)56.7
略
22.(14分)我国的“神舟”系列载人飞船的成功发射,标志着“炎黄子孙千年飞天梦想实现了”。航天器的升空需要推进剂,推进剂主要由可燃剂和氧化剂组成,根据化学物质的形态不同推进剂可分为固体推进剂和液体推进剂,它们一般由C、H、O、N中的一种或几种元素组成。请回答下列问题:
(1)已知某固体推进剂主要由可燃剂(聚丁二烯等)和氧化剂甲(一种由三种元素组成的盐)组成,则甲的化学式为 ▲ ,并用离子方程式表示甲的水溶液呈酸性的原因 ▲ 。
(2)已知某液体推进剂主要由可燃剂乙和氧化剂丙组成,乙和丙常温下呈液态,它们均为氢化物(氢与其他元素形成的二元化合物)且分子中含有相同的电子数,常温下,乙和丙可生成一种常见的液态化合物和一种常见的稳定单质,试写出该反应的化学方程式 ▲ 。另一种气态无色的氧化剂丁升温时(隔绝空气)迅速转化为红棕色气体,1mol乙在常温下与丁完全反应可放出Q kJ热量,产物与丙完全相同,试写出该反应的热化学方程式 ▲ 。
A.石油产品 B.尿素 C.液氟 D.高氯酸铵
(4)戊也可作液体推进剂的氧化剂,取19.6g化合物戊,隔绝空气加热使其完全分解,生成氮气、氧气和二氧化碳,生成的氮气折合成标准状况下的体积为4.48L,生成的二氧化碳气体被足量的澄清石灰水吸收,得到10.0 g沉淀,则戊的化学式为 ▲ 。
(5)请您设计一个实验方案,探究由上述四种元素组成的常见无机盐可能的成份 ▲ 。
正确答案
(14分)
(1)NH4NO3(2分),NH4++H2O H++NH3·H2O(2分)
(2)N2H4 + 2H2O2 = N2+4 H2O(2分)
2N2H4(l)+ N2O4(g)=3 N2(g)+4 H2O(l) △H=-2QkJ·mol-1(2分)
(3)B(2分)
(4)C(NO2)4(2分)
(5)无机盐可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3或两者的混合物(1分),称量固体样品的质量mg,将样品加热,并将气体通入足量的澄清石灰水,测出沉淀的质量ng,通过m与n的计算获得最终结果。(1分)(其它合理答案也给分)
略
(10分)现正开始使用一种安全气袋以防止汽车撞车时在驾驶室的人因向前冲撞发生意外。这种气袋内装有一种能在高温下分解出气体的混合物。例如有一种配方为:
61%—68%NaN3(叠氮化钠)、0%—5%NaNO3、0%—5%陶土、23%—28%Fe2O3粉、1%—2%SiO2粉、2%—6%石墨纤维。这些粉末经加压成型后,装在一个大袋子里,袋子放在驾驶室座位前。撞车时,约在10毫秒(10-3秒)内引发下列反应: 2NaN3=2Na+3N2(365℃分解)反应在约30毫秒内完成,袋内充满N2气而胀大,阻止人体前冲。在以后的100~200毫秒内气体“消失”,所以不致使人反弹,同时袋内的钠变成氧化钠。
(1)你认为完成上述引发分解、生成气体的“消失”、钠变成氧化钠过程各需上述配方里哪些物质和起什么作用 。
(2)若气袋内放300g NaN3,在充满氮气时,袋内气体体积为(1大气压,300K) L 。若袋内气体压力达到4大气压(此时为350K),则袋内气体体积为 L。
(3)配方中Fe2O3的量是如何控制的 。
(4)叠氮离子中有三个氮原子连成直线,N—N键等长(116pm)。写出其电子式 。
(5)怎样做到既使混合物在30毫秒内迅速分解,但又不燃烧、爆炸 。
正确答案
(10分)(1) NaN3分解供产生N2 ,陶土、SiO2吸附N2,Fe2O3使Na 变为Na2O 。
(2)V=6.9×0.082×300=169.7(L)
V=6.9×0.082× 350/4 =49.5(L)
(3) 6Na+Fe2O3=2Fe+3Na2O
(4)或
(5)原料粉碎、混匀、成型,使反应快、扩散快,反应要足够快,使所释放的热“全”用于后续反应,而不使气袋明显升温。
略
根据下图装置进行实验,已知:Na2O2与H2O和CO2都能反应并生成O2,但与NH3不反应
回答下列问题:。
(1)在受热的试管A中NH4HCO3发生反应的化学方程式为: 。
(2)被加热的铂丝处发生的化学方程式为:___________________________________。
(3)B中出现的现象为:___________________________________________________。
(4)烧杯C中发生的现象为________________________________________________。
(5)倒置漏斗的作用 。
正确答案
(1)NH4HCO3 CO2 ↑+NH3↑+H2O
(2)4NH3+5O24NO+6H2O
(3)出现红棕色气体
(4)紫色石蕊试液变红
(5)防止倒吸
试题分析:(1) NH4HCO3发生反应的化学方程式为:NH4HCO3 CO2 ↑+NH3↑+H2O
(2)A处的碳酸氢铵分解产生二氧化碳、水、氨气,前两者又与过氧化钠反应产生氧气,所以氨气、氧气在铂作催化剂加热的条件下发生催化氧化反应,化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O
(3)氨催化氧化的产物一氧化氮与氧气结合生成红棕色的二氧化氮气体,所以B中出现红棕色气体
(4)二氧化氮与水反应生成硝酸,使紫色石蕊试液变红,所以C中的现象是紫色石蕊试液变红
(5)倒放的漏斗的作用是防止倒吸,原理是当易溶性气体被吸收液吸收时,导管内压强减少,吸收液上升到漏斗中,由于漏斗容积较大,导致烧杯中液面下降,使漏斗口脱离液面,漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回烧瓶内,从而防止吸收液的倒吸。
(6分)氮气其化合物是中学化学的基础知识,请你回答下列含氮化合物的有关问题。
(1)汽车尾气中含有氮氧化物,严重污染大气。NO和NO2是常见的氮氧化物,这两种氮氧化物中,呈红棕色的是 ;
(2)一氧化氮在常温下很容易与空气中的氧气化合,生成二氧化氮。该反应的化学方程式为: ;
(3)实验室常用NH3做“喷泉实验”,该实验说明NH3的溶解性是 溶于水(填“极易”或“极难”)。
正确答案
(1)NO2 (2)2NO+O2=2NO2 (3)极易
(1)NO是无色气体,NO2是红棕色气体。
(2)NO极易被氧气氧化,生成NO2,方程式为2NO+O2=2NO2。
(3)氨气极易溶于水,瞬间导致压强减小,从而形成喷泉。
(共9分)
金属加工后的废弃液中含2%~5%的NaNO2,它是一种环境污染物。人们用NH4Cl溶液来处理此废弃液,使 NaNO2溶液转化为无毒物质。该反应分两步进行。第一步:NaNO2+NH4Cl===NaCl+NH4NO2,第二步:NH4NO2===N2↑+2H2O。
①第一步属于__________反应,第二步属于__________反应。(填基本反应类型)
②在上述氧化还原反应中,__________被氧化,__________被还原;__________是氧化剂,__________是氧化产物。
③用双线桥法分析上述氧化还原反应:__________
正确答案
略
略
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