- 氨硝酸硫酸
- 共7509题
氨和肼(N2H4)是氮的两种常见化合物,在科学技术和生产中有重要的应用。
(1)N2H4中的N原子可达到8电子的稳定结构,画出N2H4的结构式_____________。
(2)实验室用两种固体制取NH3的反应方程式为______________________________。
(3)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 。
(4)肼——空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式 。
(5)肼是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942,O=O为500,N-N为154,则断裂1molN-H键所需的能量是 kJ。
正确答案
(1)(2)2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+2H2O+CaCl2(3) 2NH3+NaClO=N2 H4+NaCl+H2O (4)N2H4-4e—+4OH—=N2+4H2O (5)391
试题分析:(1)N2H4中的N原子可达到8电子的稳定结构,不难画出N2H4的结构式。(2)实验室用两种固体制取NH3的反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
2NH3↑+2H2O+CaCl2。(3)根据反应物和生成物,不难写出NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 2NH3+NaClO=N2 H4+NaCl+H2O。(4)作为燃料电池时,负极发生氧化反应,电解质溶液是20%-30%的KOH溶液,N2H4失去电子被氧化生成N2,故答案为:N2H4+4OH--4e-=N2+4H2O;(5)根据图中内容,可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g),△H3=2752kJ/mol-534kJ/mol=2218kJ/mol,设断裂1molN-H键所需的能量为K,即154+4K+500=2218,解得K=391。
氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用图一装置探究氨气的有
关性质。
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用__________(填序号)。B的作用是_______。
a.碱石灰 b.浓硫酸 C.生石灰 d.烧碱溶液
(2)连接好装置并检验装置的气密性后,装入药品,然后应先_______(填I或Ⅱ)。
I.打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水
Ⅱ.加热装置C
(3)实验中观察到C中CuO粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体,则该反应相关化学方程式为__________________________________________________。 该反应证明氨气具有_________ 性。
(4)该实验缺少尾气吸收装置,图二中能用来吸收尾气的装置是_________(填装置序号)。
(5)氨气极易溶于水,若标准状况下,将2.24 L的氨气溶于水配成0.5 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为________________mol/L。
正确答案
(1)ac;干燥氨气;(2)Ⅰ ; (3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O;还原性;(4)Ⅱ、Ⅲ;(5)0.2mol/L。
试题分析:本题考查氨气的制备和性质。(1)由题给装置图分析,装置A为氨气的发生装置,属于固液不加热制气体。a.碱石灰为氧化钙和氢氧化钠的混合物,浓氨水滴加到碱石灰上,会放出大量的热,浓氨水受热分解,产生氨气,正确,b.浓硫酸和氨水反应,不产生氨气,错误;c.生石灰和水反应放出大量热,能使氨水温度升高,促进氨水分解,正确;d.氨气极易溶于水,不能用烧碱溶液制取,错误;选ac;U形管B中装有碱石灰,其作用是干燥氨气;(2)连接好装置并检验装置的气密性后,装入药品,然后应先用氨气排尽装置中空气,应先打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水,选Ⅰ ; (3)根据题意知,氨气和氧化铜在加热条件下反应生成铜、氮气和水,化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O;该反应中氮元素的化合价升高被氧化,证明氨气具有还原性;(4)该实验缺少尾气吸收装置,氨气极易溶于水,尾气吸收时要注意防倒吸,图二中能用来吸收尾气的装置是Ⅱ、Ⅲ;(5)氨气极易溶于水,标准状况下,2.24 L氨气的物质的量为0.1mol,溶于水配成0.5 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.2mol/L。
某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应,研究NH3的某种性质并测定其组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________;仪器b中可选择的试剂为________。
(2)实验室中,利用装置A还可制取的无色气体是________(填字母)
(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,上述现象证明NH3具有________性,写出相应的化学方程式___________________________
________________________________________________________________________。
(4)E装置中浓硫酸的作用______________________________________________。
(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作:_______________________________________________________________。
(6)实验完毕,若测得干燥管D增重m g,装置F测得气体的体积为n L(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为________(用含m、n字母的代数式表示)
正确答案
(1)分液漏斗 氧化钙或氢氧化钠固体或碱石灰
(2)BC
(3)还原 3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2
(4)吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D
(5)慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平
(6)
(1)仪器a为分液漏斗;氧化钙或氢氧化钠或碱石灰溶于水时都放出热量使NH3·H2O分解,所以b中可选择的试剂为氧化钙或氢氧化钠固体或碱石灰。
(2)氯气和二氧化氮是有色气体,故排除AD,该装置适用于固液体混合不加热制取气体,可以制取氧气: 2H2O22H2O+O2↑,也制取二氧化碳:CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。
(3)该反应中氧化铜被还原生成单质铜,所以氨气有还原性,氨气和氧化铜反应生成铜、水和氮气,化学方程式为:3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2。
(4)E装置中吸收未反应的氨气,阻止F装置中水蒸气进入D装置。
(5)读取量气管中气体的体积时,慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平
(6)干燥管吸收的物质是水,量气管收集的气体是氮气,水的物质的量为m g/18 g·mol-1含有的氢原子为m/9 mol,氮气的物质的量为n L/22.4 L·mol-1,氮原子的物质的量为n/11.2 mol,则氨分子中氮、氢的原子个数比为。
制备氮化镁的装置示意图如下:
回答下列问题:
(1)检查装置气密性的方法是_______________________________________,
a的名称是________,b的名称是________;
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式______________________________;
(3)C的作用是______________________________________,
D的作用是_______________________________________,
是否可以把C和D的位置对调并说明理由____________________________;
(4)写出E中发生反应的化学方程式______________________________;
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象__________________________________________________
正确答案
(1)微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶
(2)2NaNO2+(NH4)2SO42N2↑+Na2SO4+4H2O
(3)除去氧气及氮氧化物 除去水蒸气 不能,对调后无法除去水蒸气
(4)N2+3MgMg3N2
(5)取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上层清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁
(1)因为装置比较复杂,所以在检查装置气密性的时候要采取加热法,即微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好;(2)根据反应物(NaNO2和(NH4)2SO4)和生成物(N2)。可知该反应为归中反应,所以化学方程式为2NaNO2+(NH4)2SO4 2N2↑+Na2SO4+4H2O;(3)从A中出来的气体中可能含有O2,对后面的实验会带来干扰,所以在和Mg反应之前必须除去,而饱和的硫酸亚铁溶液中含有(Fe2+),能除去O2;生成物Mg3N2极易和水发生反应,所以在制取反应前必须干燥(即浓硫酸的作用);(5)根据Mg3N2和H2O反应的方程式:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑,可知检验方法为取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上层清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁。
某化学学习小组同学根据实验室现有的制取氨气的药品,设计了右图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),制取并探究氨气的还原性、检验反应产物。请回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式是 。
(2)B中碱石灰的作用是 。
(3)C中黑色固体变红,且产生的气体对空气无污染,写出该反应的化学方程式 ;
D中发生的现象是________________________________________________________________________。
(4)该装置存在明显缺陷,该缺陷是 。
(5)工业中常用氮气与氢气在高温、高压、铁触媒做催化剂的条件下合成氨气,该小组同学模拟该条件也合成出了氨气。已知起始时,将2 mol N2、6 mol H2充入一个容积为2 L的密闭容器中发生反应,过了5 min后,混合气体的总物质的量减少了1 mol,求在这段时间内以H2表示的化学反应速率
为 。
正确答案
(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O(2分);
(2)干燥氨气(1分);
(3)3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O(2分);无水硫酸铜变蓝(1分);
(4)缺少尾气处理装置(1分);
(5)0.15 mol/(L·min)(2分)
试题分析:(1)装置A是制备氨气的,因此其中发生反应的化学方程式是Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)由于生成的氨气中混有水蒸气,会干扰后续实验中产物水的测定,碱石灰是干燥剂能吸收水蒸气,所以碱石灰的作用是干燥氨气,防止干扰产物水的测定。
(3)黑色CuO变为红色,所以生成物是铜;同时生成一种无色气体,该气体无污染,因此该气体是氮气。根据原子守恒可知,还有水生成,则反应的化学方程式为3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O。无水硫酸铜易吸水由摆手舞变为蓝色,所以D中的实验现象是白色无水CuSO4粉末变为蓝色。
(4)氨气是刺激性气体,所以不能随意排放到空气中,应有尾气处理装置,可用如图所示装置吸收氨气。
(5)合成氨反应的化学方程式为:
3H2 + N22NH3 △n↙
3mol 1mol 2mol 2mol
n(H2) 1mol
解得n(H2)==1.5mol
则消耗氢气的浓度是1.5mol÷2L=0.75mol/L
因此在这段时间内以H2表示的化学反应速率=0.75mol/L÷5min=0.15 mol/(L·min)
(10分)将2.56g金属铜投入到一定物质的量浓度的浓硝酸中,生成气体颜色越来越浅,当恰好完全反应时,共收集到标准状况下896mL气体。
(1)、写出可能发生反应的化学方程式
____________________________________________________________
_____________________________________________________________
(2)、计算参加反应的硝酸的物质的量是多少?(3分)
(3)将盛有生成气体的容器倒扣在水槽中,通入标准状况下一定体积的,恰好使气体完全溶于水。则通入
的体积为多少?(3分)
正确答案
(1) Cu + 4HNO3=Cu(NO3)2 + NO2↑ + 2H2O(2分)
3Cu +8HNO3 =Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O(2分)
(2) 0.12mol(3)0.448L
考查硝酸的化学性质,硝酸越浓氧化性越强。在反应过程中由于不断的消耗硝酸,使其浓度逐渐降低,所以还原产物中既有NO2,又有NO生成,方程式为Cu + 4HNO3=Cu(NO3)2 + NO2↑ + 2H2O、3Cu +8HNO3=Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O。因为是氧化还原反应,所以可以利用得失电子守恒以及原子守恒来进行计算。
(2) 2.56g金属铜是,则生成硝酸铜是0.04mol,所以没有被还原的硝酸是0.08mol。被还原的硝酸是
,因此根据原子守恒可知硝酸的物质的量是0.08mol+0.04mol=0.12mol。
(3)金属铜一共失去电子是0.04mol×2=0.08mol,因为通入的氧气又把NO和NO2氧化生成硝酸,所以氧气所得电子就相当于是铜所失去的电子,根据得失电子守恒可知,氧气的物质的量是0.02mol,在标准状况下的体积是0.02mol×22.4L/mol=0.448L。
为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验。可选用的试剂:KSCN溶液、氯水。
(1)请完成下表:
Ⅱ.AgNO3的热稳定性
用如图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后,试管中残留固体为黑色。
(2)装置B的作用是____________________________________________________。
(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是__________________________________________________________。
(4)【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是:ⅰAg;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O。
【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试管中,进行了如下实验。
【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是__①__(填实验编号)。
【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出AgNO3固体热分解的产物有__②__。
正确答案
(1)溶液呈红色
(2)防倒吸
(3)用带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃,证明无色气体为O2
(4)b Ag、NO2、O2
本题考查化学实验,意在考查考生的化学实验基本操作能力和实验方案设计能力。(1)Fe3+与KSCN溶液反应生成红色溶液。(2)B装置起安全瓶作用,可防止装置C中的溶液进入加热的试管中。(3)氧气可使带火星的木条复燃,据此可进行实验设计。(4)结合题干信息,氨水能溶解Ag2O,因此a实验可确定产物只含Ag,而b实验只能确定含有Ag,不能判断是否含有Ag2O。
(10分)为提高氯化铵的经济价值,我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁(MgOHCl)的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图:
请回答下列问题:
(1) 装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为_____________;装置B中碱石灰的作用是_______。
(2) 反应过程中持续通入N2的作用有两点:一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收,二是_____________________。
(3) 装置C的试管中产生的现象是______________,反应的离子方程式为
正确答案
(1)Mg(OH)2+NH4Cl MgOHCl+NH3↑+H2O 干燥氨气
(2)防止装置D中的AlCl3溶液倒吸入装置C
(3)产生白色沉淀 Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3(沉淀)+3NH4+
试题分析:(1)装置A中的反应方程式为:Mg(OH)2+NH4Cl MgOHCl+NH3↑+H2O。碱石灰用来干燥生成的氨气。
(2)氨气是极易溶于水的气体,在C装置处会发生倒吸,所以氮气的持续通入可以防止C装置发生倒吸。
(3)向AlCl3溶液中通入氨气只能看到产生白色沉淀,因为氨水是弱碱不能将Al(OH)3溶解。
点评:本题综合性较强,但是知识点很基础简单。
(11) 某校化学兴趣小组的同学对硝酸盐的受热分解进行探究。他们设计了如下装置分别加热了Ca(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三种固体。(加热及夹持装置未画出)
(1)甲同学加热的是Ca(NO3)2。加热过程发现:装置②中产生 气泡,部分石蕊试液被压至装置③中;用带火星的木条检验②中的气体,木条复燃;分析装置①中剩余的固体得知,剩余固体中含有N元素,且显+3价。请写出Ca(NO3)2受热分解后生成产物的化学式: 、 。
(2)乙同学加热的是Cu(NO3)2。加热过程发现:装置②中也有气泡产生,但在上升的过程中消失。石蕊试液逐渐变为红色,液体几乎不被压至装置③中。装置①中的固体逐渐变为黑色。请写出Cu(NO3)2受热分解的化学方程式: ;
(3)丙同学加热的是AgNO3。加热过程发现:装置②中也有气泡产生,但在上升的过程中气泡部分消失,剩余的气体也能使带火星的木条复燃。石蕊试液也逐渐变为红色,有少量液体被压至装置③中。装置①中的固体逐渐变为黑色。丙同学据此写出了AgNO3受热分解可能的两种化学方程式:
(Ⅰ)4AgNO3 2Ag2O+4NO2↑+O2↑ (Ⅱ)2AgNO3
2Ag+2NO2↑+O2↑。
Ⅰ、Ⅱ中正确的是 ,并说明理由: 。
请你设计一个简单的实验证明你的结论是正确的: 。
(4)由上述3个实验的结果,请你推测硝酸盐受热分解的规律: 。
(5)标况下如丙同学操作,称量ag硝酸银,受热完全分解后,读取量筒体积为bml,求硝酸银的分解率:____________(化简成整数比例关系,可不用化成小数)
正确答案
(1)Ca(NO3)2受热分解的产物:Ca(NO2)2、O2
(2)Cu(NO3)2受热分解的化学方程式: 2Cu(NO3)2△2CuO+4NO2↑+O2↑
(3) Ⅱ正确;气泡仅部分消失,且剩余氧气等;取少量分解后固体,加入硝酸或氨水;
(4)硝酸盐受热分解的产物可能与盐中金属元素的活泼性有关。 (5)85b/28a%
试题分析:(1)根据题意可得Ca(NO3)2分解的化学方程式:Ca(NO3)2△ Ca(NO3)2+O2 ↑,所以分解产物是Ca(NO3)2和O2;(2)根据题意可得Cu(NO3)2分解的化学方程式:2Cu(NO3)2△2CuO+4NO2↑+O2↑;(3)若是发生Ⅰ反应,由于4NO2+O2+2H2O=4HNO3,液体不会被压至装置③中。若是发生Ⅱ反应,由于产生的NO2和O2的体积比为2:1,所以氧气过量,因此还有不能转换的气体剩余,装置②中气泡部分消失,剩余的气体也能使带火星的木条复燃。溶液也变为红色,现象吻合。因此Ⅱ正确。证明结论的实验是取少量分解后固体,加入硝酸或氨水;观察现象进行分析得到结论。(4)硝酸盐受热分解的规律:硝酸盐受热分解的产物可能与盐中金属元素的活泼性有关。特别活泼的金属的硝酸盐负极得到亚硝酸盐和氧气;比较活泼的金属的硝酸盐分解得到金属氧化物、二氧化氮和氧气,比活泼的金属的硝酸盐分解得到金属单质、二氧化氮和氧气。(5)2AgNO3 △2Ag+2NO2↑+O2↑,2NO2+1/2O2+H2O=2HNO3,反应中的物质的量的关系是2AgNO3~2NO2~1/2O2。若分解2×170g AgNO3,会有1/2×11200ml的水进入量筒,现在有bml的水,所以分解的AgNO3质量是m=2×170b÷11200g.而加入的AgNO3质量是ag,所以硝酸银的分解率是(m÷a)×100%=(2×170b÷11200g)÷a×100%=85b/28a%
甲、乙两组同学分别对铜、铁与硝酸的反应进行探究,请你参与并完成对有关问题的解答。
(1)甲组同学采用如图所示装置验证铜与硝酸的反应。已知仪器a中盛有足量一定浓度的硝酸溶液,试管b中盛有3.2 g铜。
①请写出铜与稀硝酸反应的离子反应方程式 。
②在铜与硝酸的反应中,硝酸所表现出的化学性质主要有 。
③仪器c中收集的气体主要是 。(填分子式)
④待试管b中反应进行完全,如果向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液,可生成沉淀的质量是 g。
(2)乙组同学对铁与稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若两种物质恰好反应都无剩余,且HNO3只被还原成NO,反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+。则
①反应结束后的溶液中NO3-的物质的量的取值范围是 。(用含a的代数式等表示)
②若反应结束后的溶液中Fe3+、Fe2+的物质的量之比n(Fe3+)∶n(Fe2+) 为3∶1,则b/a的值为 。
正确答案
(1)①3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑ ② 酸性和强氧化性 ③ NO ④ 4.9g
(2)① 2a
试题分析:(1)①3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++4H2O+2NO↑
② 在反应中即生成了硝酸铜又生成了NO气体。所以体现了硝酸的酸性和强氧化性。
③ NO不溶于水,但可与空气反应。所以应采用排水法收集。
④因为n(Cu)=3.2g÷64g/mol=0.05mol.利用原子守恒,可以推得n(Cu(OH)2)=0.05mol 。所以m(Cu(OH)2)=0.05mol*98g/mol=4.9g
(2)①因为反应后产物中是Fe(NO3)和Fe(NO3)2 。利用极端假设,若全部生成Fe(NO3)3,则a mol Fe(NO3)3 中NO3-的物质的量为3a mol .若全部生成Fe(NO3)2 ,则a mol Fe(NO3)2 中NO3-的物质的量为2a mol。
②因为发生的反应有Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O 和 3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O 。又因为n(Fe3+)∶n(Fe2+) 为3∶1,可以假设n(Fe3+)=3mol, n(Fe2+)=1mol。带入方程式求出n(HNO3)=12+8/3=44/3mol。而利用原子守恒反应物中n(Fe)=3+1=4mol.。则二者的物质的量之比为11/33反应的过程。
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