- 氨硝酸硫酸
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某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质．
已知：2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O
利用图1所示装置探究NO2能否被NH3还原（K1、K2为止水夹，夹持固定装置略去）
（1）E装置中制取NO2反应的离子方程式是
（2）该实验中制取氨气时若只用一种试剂，从下列物质中选取 （ ）
a．NH4HCO3 b．NH4Cl c．浓氨水
（3）若NO2能够被NH3还原，预期观察到C装置中的现象是
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是
（5）探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应．为了验证NO2能被Na2O2氧化，该小组同学选用B、D、E装置，将B中的药品更换为Na2O2，另选F装置（如图2所示），重新组装，进行实验．装置的合理连接顺序是
（6）实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐 渐变成白色．经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成．推测B装置中反应的化学方程式为
正确答案
（1） Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O （2） a （3）C装置中混合气体颜色变浅
（4）缺少尾气吸收装置 （5）EDBDF或EDBF或FDBDE或FBDE 2NO2+Na2O2═2NaNO3
试题分析：（1）浓硝酸与Cu反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3-═Cu2++2NO2↑+2H2O 。（2）用一种固体物质加热制取NH3，要用a NH4HCO3分解的方法。NH4HCO3
化学实验要符合“绿色化学”理念。某实验小组对“铜与浓硝酸反应”进行了探究性实验。试回答下列问题:
(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式: 。
(2)与装置Ⅰ相比,装置Ⅱ的优点是 ,装置Ⅲ除具有装置Ⅱ的优点外,还有的优点是 。
(3)在装置Ⅲ中,若使NO2气体充满烧瓶,应先关闭弹簧夹 ,再打开弹簧夹 ;当气体充满烧瓶后,将铜丝提起,然后把a、b、c都关闭,并把烧瓶置于沸水中,下列情况不变的是 。
E.压强
(4)为了验证NO2与水的反应,欲使烧杯中的水进入烧瓶的操作是 。
正确答案
(1)Cu+4H++2N
(2)无氮的氧化物逸出,避免了对空气的污染 可控制反应随时进行,随时停止
(3)c ab BD
(4)关闭a和c,打开b,继续对烧瓶水浴加热,待气体不再放出时关闭b,停止加热,打开c
(2)比较三种装置的结构,结合本实验原理,装置Ⅱ比装置Ⅰ优越的地方有:无氮的氧化物逸出,避免了对空气的污染;装置Ⅲ的优点还有:可控制反应随时进行,随时停止。
(3)若要让NO2充满烧瓶,需要关闭开关c、打开a和b;由于在烧瓶中存在2NO2(g)
(4)若要让烧杯中的水进入烧瓶,则应减小烧瓶内的气压,所以可采取措施:关闭a和c,打开b,对烧瓶水浴
加热,则一部分NO2气体进入NaOH溶液进行反应,再降温,则烧瓶中气压会减小,此时打开c,关闭b,水即进入烧瓶。
（8分）A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，其相互转化关系如下图所示。其中A、B、C、D在常温下都是气体，B为红棕色。
（1）写出各下列物质的化学式：则A是 D是 。
（2）写出下列反应的化学方程式：
B→C的化学方程式为 。
E→C的化学方程式为
正确答案
（1）N2（1分）,NH3（1分）
（2）3NO2+H2O=2HNO3+NO（2分）
3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（2分）(无稀或无↑或都没有写扣1分)
本题属于无机框图题，做这种类型的试题，关键寻找突破点。B为红棕色，则B是NO2，这说明是N元素之间的相互转化。又因为A、B、C、D在常温下都是气体，所以A是氮气，D是氨气，C是NO，E是硝酸。二氧化氮溶于水即生成NO，稀硝酸被还原也可以生成NO。
已知AgNO3晶体加热分解生成两种单质和红棕色气体。用下列某些装置粗略测定混入了其他不分解也不参与反应的杂质的硝酸银的纯度，并进行有关实验(装置中必要的铁架台、铁夹、酒精灯等已略去)，填写下列空白。
（1）写出AgNO3受热分解的化学方程式：_______________________________________________________________。
（2）测定AgNO3的纯度，可选用由A、B、C、D组成的装置，但其中不合理的是____________，该错误引起的后果是____________________________________________。
（3）B瓶中的空气对实验结果________(填“有”或“无”)影响，理由是____________________________________________________________________________。
（4）如果改进装置后，称取硝酸银试样4.00 g置于A中缓缓加热，待反应完全后，产生的气体通过B、C装置后，测得量筒中水的体积，并折算成标准状况下气体的体积为112 mL，则试样的纯度为________。
（5）如果加热Cu(NO3)2生成氧化铜，则加热分解所得气体应通入装置________(填“E”或“F”)，其理由是__________________________________________________________。
正确答案
（1）2AgNO3
（2）C 无法将水排入量筒
（3）无 AgNO3分解产生的气体VNO2∶VO2＝2∶1，通入水后有O2剩余
（4）85.0%
（5）F Cu(NO3)2分解产生的气体VNO2∶VO2＝4∶1，恰好被水完全吸收，为防止液体倒吸而应选装置F
（1）AgNO3晶体加热分解生成Ag、O2以及红棕色NO2气体。（2）测定AgNO3分解产生的气体的体积利用排水法测定，若气体从长导管进，无法将水排入量筒。（3）AgNO3分解产生的气体VNO2∶VO2＝2∶1,4NO2＋O2＋H2O===4HNO3，O2过量，通入水后有O2剩余，B瓶中的空气对实验结果无影响。（4）根据AgNO3分解产生的气体VNO2∶VO2＝2∶1和4NO2＋O2＋H2O===4HNO3以及剩余O2的物质的量为0.005 mol，可推知AgNO3分解产生的O2为0.01 mol。根据2AgNO3
某学习小组为证明并观察铜与稀HNO3反应的产物是NO，设计了如下图所示的实验装置。请你根据他们的思路，完成下述的实验报告。
（1）实验仪器：试管、导管、烧杯、棉花、注射器。
（2）实验药品：铜丝、稀硝酸、烧碱溶液、铁粉、CaCO3颗粒。
（3）实验原理：
铜与稀硝酸的离子反应方程式 。
（4）实验步骤：
①实验开始时，必须进行的第一步操作是检验装置的 ；
②向试管中加入一定量的固体药品 ，然后向试管中倒入过量的稀硝酸，并迅速塞紧带铜丝和导管的橡皮塞；
③反应一段时间后，用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口；
④将铜丝向下移动插入试管液体中，使之与硝酸反应；
⑤将注射器插入试管口的橡皮塞中，向试管内推入空气。
（5）实验讨论：
①实验步骤②的目的是 ；
②实验步骤③的目的是 ；
③实验步骤⑤观察到的现象是 。
（6）实验评价：
该装置的优点是（只填一个优点即可） 。
正确答案
（12分）（3）3Cu+8H+ + 2NO3－＝3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O（2分）
（4）①气密性；（1分）②CaCO3颗粒（1分）
（5）①排出试管中的空气，防止与NO反应（2分）；②使用NaOH溶液吸收产生的NO和NO2气体，防止逸出污染空气（2分）；③气体由无色变红棕色（2分）
（6）使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生。（2分）（或使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口，可防止NO和NO2气体逸出污染大气。）
试题分析：（3）硝酸是氧化性酸，和铜反应生成硝酸铜、NO和水，则铜与稀硝酸的离子反应方程式是3Cu+8H+ + 2NO3－＝3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。
（4）①装置连接好以后，必须检验装置的气密性，因此实验开始时，必须进行的第一步操作是检验装置的气密性。
②由于铜和稀硝酸反应生成NO极易被氧化生成NO2，而装置中含有空气，则必须排出装置中的空气，可以可以碳酸钙和硝酸反应生成的CO2来实现。
（5）①实验步骤②的目的是排出试管中的空气，防止与NO反应。
②由于氮氧化合物是大气污染物，所以实验步骤③的目的是使用NaOH溶液吸收产生的NO和NO2气体，防止逸出污染空气。
③NO极易被氧气氧化生成红棕色NO2，所以实验步骤⑤观察到的现象是气体由无色变红棕色。
（6）根据装置图可知，该装置的优点是使用可抽动的铜丝能随时控制反应的开始和结束，节约药品用量，减少污染气体的产生（或使用蘸有NaOH溶液的棉花团封住导管口，可防止NO和NO2气体逸出污染大气）。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题难易适中，针对性强，旨在培养硝酸规范严谨的实验设计能力和动手操作能力，有利于培养硝酸的环境保护意识。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。
(16分)亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示。
已知：室温下，① 2NO+Na2O2＝2NaNO2；②酸性条件下，NO或NO2—都能与MnO4—反应生成NO3—和Mn2+，5NO2— + 2MnO4—+ 6H+＝5NO3—+ 2Mn2++ 3H2O。
（1）A中观察到的现象__________________________。
（2）装置B中反应的离子方程式有____________________，_____________________。
（3）装置C的作用：____________________，装置F的作用：___________________。
（4）若无装置D，则E中产物除亚硝酸钠外还含有副产物________________________。（填化学式）
（5）NaNO2有像食盐一样的咸味，但能引起中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应：2NaNO2+4HI＝2NO+I2+2NaI+2H2O，根据上述反应，可以用试剂和生活中常见的物质进行实验，以鉴别亚硝酸钠和食盐。进行实验时，必须选用的物质有__________________。
（6）充分反应后，某同学设计实验对E中NaNO2的含量进行检测。称取E中固体2g，完全溶解配制成溶液100 ml，取出25 ml溶液用0.100 mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定（杂质不与KMnO4反应），消耗KMnO4溶液20ml，求样品中亚硝酸钠的质量分数（保留小数点后1位）（已知：NaNO2摩尔质量69g/mol）
正确答案
（1）有红棕色气体生成 （2分）
（2）3NO2+H2O＝2H++2NO3－+NO↑（2分）3Cu+8H++2NO3—＝3Cu2++2NO↑+4H2O （2分）
(3)防止倒吸（2分） 吸收未反应的NO（2分） （4）Na2CO3 NaOH （2分）
（5）BE （2分） （6）69.0% （2分）
试题分析：（1）根据装置图可知，A中浓硝酸与木炭发生氧化还原反应生成CO2和NO2以及水，因此A中观察到的现象有红棕色气体生成。
（2）NO2溶于水生成NO和硝酸，硝酸具有氧化性能把金属铜氧化，则装置B中反应的离子方程式有3NO2+H2O＝2H++2NO3－+NO↑、3Cu+8H++2NO3—＝3Cu2++2NO↑+4H2O。
（3）NO2极易溶于水与水反应，所以装置C的作用是防止倒吸；NO与过氧化钠反应后有剩余，随意排放容易引起大气污染，而NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化，则装置F的作用吸收未反应的NO。
（4）生成的NO中含有CO2和水蒸气，二者均能与过氧化钠反应，而碱石灰可以吸收CO2和水蒸气，所以如果没有D装置，则E中产物除亚硝酸钠外还含有副产物Na2CO3、NaOH。
（5）KI与NaNO2反应生成I2必须在酸性条件下才能反应，食醋会电离出微量的氢离子，碘化钾在食醋本身带的溶剂水中电离出碘离子，亚硝酸钠电离出亚硝酸根与钠离子，发生反应生成碘单质，I2使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，因此答案为BE。
（6）消耗高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L＝0.002mol，则根据方程式5NO2— + 2MnO4—+ 6H+＝5NO3—+ 2Mn2++ 3H2O可知，亚硝酸钠的物质的量是0.002mol×
工业尾气中氮氧化物通常采用氨催化吸收法，其原理是NH3与NOx在催化剂作用下反应生成无毒的物质。某校活动小组同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。
I．探究制取NH3的方法
（1）在上述装置中，H能快速、简便制取NH3，装置中需要添加的反应试剂为 。
（2）为探究更好的实验效果，活动小组同学采用上述C装置来制取氨气，在控制实验条件相同的情况下，获得下表中实验数据。
分析表中数据，你认为哪种方案制取氨气的效果最好 （填序号），从该方案选择的原料分析制气效果好的可能原因是 。
II．模拟尾气处理
活动小组同学选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置进行实验。
（1）请从上述装置中选择你认为合理的进行补充（所选装置不能重复）。
（2）A中反应的离子方程式为 。
（3）D装置的作用有：使气体混合均匀、调节气流速度、 。
（4）D装置中的液体还可换成 （填序号）。
a．H2O b．CCl4 c．浓H2SO4 d．CuSO4溶液
（5）该小组同学所设计的模拟尾气处理装置中还存在一处明显的缺陷是 。
正确答案
I．（1）生石灰与浓氨水（或烧碱与浓氨水） （答化学式给分）（2分）
（2）f （2分） (NH4)2SO4受热不分解，CaO又有吸水作用（合理答案均给分）（2分）
II．（1）F E B （2分）
（2）3Cu + 2NO3－+8H＋
（3）防止氨气溶解（或防止倒吸）（2分）
（4）b（2分）
（5）未反应的NO无法处理，会污染环境 （2分）
试题分析：（1）依据装置分析制备氨气气体是利用液体通过分液漏斗滴入烧瓶中不加热进行的反应，实验目的是制取、干燥和收集氨气的装置，制备氨气先干燥再收集，氨气比空气轻，应用向下排气法收集；制备氨气可以利用浓氨水滴入氧化钙或固体氢氧化钠或碱石灰，溶解放热时一水合氨分解生成氨气；
（2）因为NH4Cl受热易分解，生成的部分NH3和HCl又重新结合成NH4Cl，而用NaOH或Ca(OH)2作反应物产生的水较多，吸收的NH3较多，由表中数据可以看出，f制NH3产率最高；
II．（1）混合气体干燥后进入反应装置，然后用浓硫酸吸收没有反应的氨气。
（2）稀硝酸具有强氧化性，与铜发生氧化还原反应生成硝酸铜和NO等，反应的离子方程式为3Cu + 2NO3－+8H＋
（3）D装置使气体混合均匀、调节气流速度，另外，氨气难溶于饱和氨水，可防止倒吸；
（4）氨气可溶于硫酸铜溶液、水以及硫酸中，可产生倒吸，氨气为极性分子，不溶于非极性溶剂，可用CCl4代替饱和氨水；
（5）缺少尾气处理装置，过量的NO会污染空气。
（8分）磷单质及其化合物的有广泛应用。
（1）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见图）之间脱去两个分子产物，其结构式为 。三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为
（2）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。
①NaH2PO2中P元素的化合价为 。
②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-，在酸性等条件下发生下述反应：
（a）
（b）6H2PO2- +2H+ = 2P+4H2PO3-+3H2↑
正确答案
（8分）
(1)三个磷酸分子通过脱掉两分子水。
（2）首先化合价升降守恒，得到
2Ni2+ + H2PO2—+_____ —— 2Ni+ + H2PO3—+______
为了平衡两边的电荷，依题意，左边加水，右边加H+，并且H+的系数为2;
2Ni2+ + H2PO2—+_____ —— 2Ni+ + H2PO3—+2H+
再依原子守恒，知左边空白处为1个H2O
随着世界粮食需求量的增加，农业对化学肥料的需求越越大。氮肥是需求最大的一种化肥。氮肥的生产和合理施用在农业生产中起着重大作用。合成氨及化肥生产流程示意图如下：
（1）目前，工业上用铁触媒作催化剂，在20～50 MPa、450℃左右用氮、氢混合气体在
中进行合成氨。则沿X方向回去的物质是 。
（2）在侯氏制碱法中，从沉淀池中得到的母液要通人氨气、降温并加入 （填化学式），目的是 。
（3）沉淀池中的化学方程式是 。
（4）工业上将氨催化氧化可制硝酸。在硝酸生产中，催化剂铂网在氨的催化氧化反应中起的作 用是 。硝酸工业尾气对环境污染严重，若在催化剂存在下用甲烷将其中的一氧化氮还原为对空气无污染的物质，其反应的化学方程式为 。
正确答案
（1）（2分）合成塔（1分）；H2、N2（1分）
（2）(2分)NaCl （1分）；使氯化铵逐步从母液中结晶析出（1分）
（3）（2分）NH3 + CO2 + H2O +NaCl = NH4Cl + NaHCO3↓
（4）（2分）加快反应速率同时决定了氧化产物是一氧化氮（1分）；
CH4 + 4NO
试题分析：（1）氮气和氢气的反应在合成塔中进行，因为合成氨反应为可逆反应，反应后化合物中含有一定量的的氮气和氢气 ，分离后再作为原料进行循环利用。
（2）加入氯化钠，利用同离子效应，降低氯化铵的溶解度，使氯化铵结晶析出。
（3）根据流程图和题目所给信息，可知反应物有NH3、CO2、H2O、NaCl，产物为NH4Cl 和 NaHCO3，进而可写出化学方程式。
（4）催化剂的作用为加快化学反应速率，同时生成NO；根据化合价的变化，甲烷将其中的一氧化氮还原为对空气无污染的物质，生成N2、CO2、H2O ，配平可得化学方程式。
氨气既是一种工业产品，也是一种重要的工业原料。在工农业生产中具有广泛的用途。
（1）工业合成氨是在________（填工业设备名称）中完成的，某合成氨工厂一天中通入的N2为20 t，通入的H2为3 t，那么这一天生产的NH3可能为________t。
a．23 b．24.3 c．17 d．6
（2）合成氨的原料气氮气来自大气，工业上从空气中分离出氮气的方法有物理方法和化学方法。物理方法是________，化学方法是___________________。
（3）合成氨的原料气氢气主要来自煤的气化，气化过程中除得到氢气外，还得到另外一种燃料气，这种燃料气的化学式为________。
（4）我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，发明了“侯氏制碱法”。该法制碱是向饱和食盐水中通入NH3和CO2，在实际工业生产中，这两种气体的通入顺序是________，“侯氏制碱法”的副产品可作农业生产的化肥，该副产品是________（填化学式）。
正确答案
（1）合成塔 d
（2）先液化再蒸发 使碳在空气中燃烧，耗尽氧气，再通入过量的NaOH溶液后剩余的是氮气（其他合理方法也可）
（3）CO
（4）先通氨气，再通二氧化碳 NH4Cl
（1）工业合成氨的设备是合成塔，在其中完成氢气与氮气的反应；工业合成氨是可逆反应，由给出的数值可判断氮气过量，假设氢气完全转化为氨气，可计算出制得氨气的质量为17 t，但可逆反应中反应物不可能完全转化为生成物，故生成的氨气应少于17 t，四个选项中只有d项符合题意。（2）氮气与氧气的沸点不同，可以采用先液化再蒸发的方法使它们分离；氮气不活泼，而氧气活泼，通过化学反应使氧气耗尽，再将反应后的含氧气体除尽即可得到氮气。（3）煤的气化的化学方程式为C＋H2O（g）
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