- 氨硝酸硫酸
- 共7509题
（12分）某课外小组模拟工业流程，设计了如下实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）。
（1）分别写出工业上用氨气制取NO及实验室用浓硝酸制取NO的化学方程式：______________；___________________。
（2）连接好该装置后，首先进行的操作是：_____________________。
（3）通入的气体a是______________（填化学式），通入a的目的是：___________。
（4）盛有NaCO溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中反应的化学方程式是：
_______NO+_______NaCO+_______HO=NaNO+_______+_______NaHCO（完成此方程式）
（5）用NO代替NO与水和a气体反应可生成硝酸，此反应的化学方程式是：
____________________________________。
正确答案
（12分） （1）4NH+5O4NO+6HO （2分）
Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2
（2）检验装置的气密性（1分）
（3）O （1分） 可提高NO的转化率（或2NO+O=2NO）（2分）
（4）2NO2+2Na2CO3+1H2O=NaNO2+NaNO3+2NaHCO3（NaNO31分，系数1分）
（5）2N2O4+O2+2H2O=4HNO3（2分）
试题分析：（1）氨气发生催化氧化生成NO，反应的化学方程式是4NH+5O4NO+6HO。实验室制取NO2常用浓硝酸和金属铜，反应的化学方程式是Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2
（2）连接好该装置后，首先进行的操作应该是检验装置的气密性。
（3）由于NO2溶于水生成硝酸的同时，还生成NO，所以需要通入氧气氧化NO，再生成NO2，从而提高NO2的转化率。
（4）根据电子的得失守恒可配平该反应的化学方程式，即2NO2+2Na2CO3+H2O＝NaNO2+NaNO3+2NaHCO3。
（5）N2O4和氧气溶于水生成硝酸，反应的化学方程式是2N2O4+O2+2H2O＝4HNO3。
点评：该题是基础性试题的考查，考查的知识点比较多，但考查的都很基础，只要学生有扎实的基础以及灵活应变能力，即不能得出正确的答案。
（15分）1mol水蒸汽和炽热的焦炭反应生成水煤气，反应吸热131.4 kJ ·mol－1。利用该反应生成的氢气和空气中的氮气合成氨，其反应的△H＜0。氨可以用于制备硝酸。请回答：
（1）生成水煤气的热化学方程式是 ；
（2）合成氨需要在较大的压力下进行的原因是 ；
（3）温度过高或过低对合成氨的影响是 ；
（4）由氨生成HNO3的各步反应的化学方程式是 ；
（5）某化肥厂由NH3制备HNO3，进而生产硝铵（NH4NO3）。假设由氨氧化生成HNO3的总产率是85%，而HNO3和NH3完全反应生成NH4NO3。列式计算：
①从NH3制取NH4NO3过程中，用于中和硝酸所需的氨占总的氨消耗量的分数；
②若氨的消耗总量为100 kg，可生产NH4NO3的量。
正确答案
（1）C（s）+H2O（g）
（2）合成氨是体积减少的反应，加大压力有利于平衡向生成氨的方向移动
（3）温度过低反应速率慢；合成氨为放热反应，温度过高反应向氨分解的方向进行
（4）4NH3+5NO
（5）①中和硝酸所需的氨占总的氨消耗量的分数为
②可生产NH4NO3：100kg×46%×
（1）根据题目的叙述和书写热化学方程式的步骤和注意事项，很容易的写出生成水煤气的热化学方程式为C(s)+H2O(g)
（2）工业合成氨的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)
（3）在工业上，选择反应条件是既要考虑反应速率，又要考虑反应的产率（即化学平衡）；还要考虑催化剂的催化活性问题。因此在合成氨工业中采用的温度为700K，因为在此温度时催化剂——铁触媒的催化活性最高，同时温度过低反应速率太小，温度过高不利于平衡向生成氨的方向移动。
（4）工业制硝酸采用的是氨氧化法，其反应的化学方程式为4NH3+5NO
（5）①根据题目要求可知反应的关系为NH3～HNO3、NH3＋HNO3=NH4NO3，假设中硝酸所用的氨气的物质的量为1 mol，则中的硝酸为1 mol。根据题目生产硝酸时的总产率为85%，则生产这1 mol硝酸利用了氨的物质的量为
②根据上一问可知100kg氨中用于中和硝酸的氨有100kg×46%=46kg。则
NH3＋HNO3=NH4NO3
17 80
46kg m(NH4NO3)
所以m(NH4NO3)=
NO分子曾因污染空气而臭名昭著。Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近来此领域研究有很大进展而荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。
NO对环境的危害在于（填编号，有一个或多个答案） 。
在含Cu+的酶的活化中心中，亚硝酸根离子可转化为NO，写出Cu+和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式 。
常温下把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容器里加热到50度，发现气体的压强迅速下降，降至略小于原压强的2/3就不在改变，已知产物之一为N2O，写出上述变化的化学方程式 。
解释变化（3）中为什么最后的气体总压力略小于原压力的2/3？（用化学方程式表示） 。
正确答案
（1）（A）（C）（D）。
Cu+ ＋ NO2 ＋2H+ ==Cu2+ ＋ＮＯ ＋Ｈ２Ｏ。
３ＮＯ＝ＮＯ２＋Ｎ２Ｏ
（4）２ＮＯ２＝Ｎ２Ｏ４
这是一道以科学发现为背景的综合题，涉及到环境、元素化合物的性质、氧化还原反应、阿佛加德罗定律、化学平衡等多个知识块内的知识点。另外，本题暗含社会热点、焦点问题，有利于学生积极关注人类的前途和命运。本题主要考查学生运用多个知识点和新信息解决实际问题的能力。要能解决好，同学们必须理顺各知识块之间的联系。详解如下：（1）NO中N的化合价为+2价，所以NO具有还愿性能被臭氧氧化；NO排放到空气中能最终氧化成硝酸；同CO一样NO也能与人体内的血红蛋白结合使人体缺氧而死亡。故答案为（A）（C）（D）。
根据信息可得此反应中亚铜离子为还原剂、亚硝酸根离子为氧化剂、NO为还原产物、铜离子为氧化产物，再根据电子、电荷、原子守恒可得方程式：Cu+ ＋ NO2 ＋2H+ ==Cu2+ ＋ＮＯ ＋Ｈ２Ｏ。
据阿佛加德罗定律的推论可得方程式：３ＮＯ＝ＮＯ２＋Ｎ２Ｏ
（4）主要由于部分ＮＯ２聚合生成Ｎ２Ｏ４使气体的物质的量减小。２ＮＯ２＝Ｎ２Ｏ４
下图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系：
回答下列问题：
（1）写出N2的一种用途 。
（2）从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明（用化学方程式表示）
答：氧化性 。
还原性 。
（3）HNO3与上图中的物质C常用于检验Cl-的存在，则C的化学式为________。
（4）实验室制取物质B的化学方程式为 。
（5）NO2与水反应生成物质A的化学方程式为 。
（6）浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为 。
正确答案
（1）做保护气、保存粮食、制氨气等。
（2）N2+3H2
（3）AgNO3
（4）Ca(OH)2+2NH4Cl
（5）3NO2+H2O＝2HNO3+NO
（6）4HNO3(浓)+C
试题分析：（1）由于氮气化学性质不活泼，所以做保护气、保存粮食、制氨气等。（2）N2得到电子，化合价降低，表现氧化性：N2+3H2
(13分)平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）。某课题以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce(OH)4和硫酸铁铵：
已知：
ⅰ．酸性条件下，铈在水溶液中有
ⅱ．CeO2不溶于稀硫酸
ⅲ．硫酸铁铵［aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O］广泛用于水的净化处理。
（1）．操作Ⅰ的名称是 ，检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是： 。
（2）．反应①之前先要洗涤滤渣B，其目的是为了除去 （填离子符号）。
（3）．写出反应①的化学方程式 。
（4）．用滴定法测定制得的Ce(OH)4产品纯度。
滴定时所用定量仪器的读数精确为 ；若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定，则测得该Ce(OH)4产品的质量分数 。（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（5）．称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL，恰好完全反应。则该硫酸铁铵的化学式为 。
正确答案
（1）冷却结晶，取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，在试管口置一湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明含有NH4+；（2）Fe3+、Fe2+；（3）2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O
（4）0.01mol，偏大；（5）Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O
试题分析：（1）根据示意图可知操作Ⅰ是冷却结晶，然后过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵。检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，在试管口置一湿润的红色石蕊试纸，若试纸变蓝，则证明含有NH4+；或取少量溶液于试管中，加入NaOH溶液，加热，在试管口置一蘸有浓盐酸的玻璃棒，若有白烟产生，则证明含有NH4+；（2）．反应①之前先要洗涤滤渣B，其目的是为了除去表面的杂质离子Fe3+、Fe2+；（3）由于Ce4+有较强氧化性反应，而H2O2有还原性，在酸性条件下反应。因此①的化学方程式2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O，得到含有Ce3+的溶液。（4）滴定时所用定量仪器滴定管的读数精确为0.01ml; 若所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定，则消耗的FeSO4溶液体积偏大，测定的该Ce(OH)4产品的质量分数就偏高；（5）第一份加入NaOH足量得到的固体Fe(OH)2, 烘干灼烧至恒重得到1.60g固体是Fe2O3。n(Fe2O3)="1.6g" ÷160 g/mol =0.01mol.n(Fe)=0.02mol;第二份中加入0.5mol/L Ba(NO3)2溶液100mL，恰好完全反应，则产生BaSO4沉淀。n(SO42-)=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，根据电荷守恒可得n(NH4+)×1+0.02mol×3=0.05mol×2，解得n(NH4+)=0.04mol.n(H2O)= (7.00g－0.04mol×17g/mol－0.02mol×56g/mol－0.05mol× 96g/mol)÷ 18 g/mol =0.02mol.所以该晶体中n(Fe3+): n(NH4+): n(SO42-): n(H2O)="0.02:0.04:0.05:0,02=2:4:" 5:2.因此该晶体的化学式为Fe2(SO4)3·2(NH4)2SO4·2H2O。4+的检验、实验操作的目的、化学方程式的书写、滴定法在物质组成测定中的应用的知识。
（18分）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）B装置的名称：______________
（2）在上述装置中，H能快速、简便制取，装置中需要添加的反应试剂为_________ 。
（3）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：_____________、____________、_____________。
（4）D装置中的液体还可换成 （填序号）。
A．H2OB．CCl4C．浓H2SO4D．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
（18分）Ⅰ（1）洗气瓶(1分)
（2）生石灰与浓氨水（或烧碱与浓氨水）（答化学式给分）(2分)
（3）f (2分)；（NH4）2（SO4）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+=2NO↑+4H2O +3Cu2+(2分)
（3）使气体混合均匀，调节气流速度，防止氨气溶解（或防倒吸）(3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：Ⅰ（1）装置B的名称是洗气瓶；
（2）能快速、简便制取氨气所用试剂为浓氨水与生石灰或浓氨水与氢氧化钠都可以，所以H中需要添加的反应试剂为生石灰与浓氨水（或烧碱与浓氨水）；
（3）根据表中数据，相同质量的铵盐与碱反应产生的氨气的量不同，f方案产生的氨气最多，且加热时硫酸铵不分解，生石灰还具有吸水作用，而氯化铵受热分解产生氨气和氯化氢，部分又结合成氯化铵，氢氧化钠或氢氧化钙与铵盐反应产生的水较多，所以f方案制取氨气的效果最好；
Ⅱ（1）装置A生成的NO和装置C生成的NH3通入装置D使气体混合均匀、调节气流速度，装置F干燥气体，再通入装置E反应进行反应，反应后的气体通入装置B干燥，最后收集气体，故答案为：FEB；
（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+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（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，答案选b；
（5）缺少尾气处理装置，过量的NO会污染空气。
[化学—选修化学与技术]（15分）
工业上常用氨氧化法生产硝酸，其生产过程包括氨的催化氧化（催化剂为铂铑合金丝网）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题：
⑴氨催化氧化反应在一定温度下（水为气体）为正反应放热的可逆反应，写出该反应的化学方程式 和平衡常数表达式K= ，若升高温度，则K的值 （填“增大”“减小”或“不变”）。
⑵为了提高NH3的转化率，可以采取 。
a．减小压强b．增大反应物浓度c．使用催化剂d．降低温度e．及时分离出NH3
⑶原料气中空气必须过量，其主要原因是 。
⑷将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是 。
⑸水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应，其化学方程式为 ，
为了提高水对二氧化氮的吸收率，可采取的措施为 （答2项）。
正确答案
（1）在书写化学平衡常数的时候，注意水不要漏掉；（2）根据该反应的正反应是吸热反应，可以采用降低温度的方法，该反应的正反应是体积增大的反应，可以采用减小压强的方法，增大反应物的浓度，反应向正方向进行，故选abd；（3）空气过量，即增大了氧气的浓度，反应朝有利于NO生成的方向进行；（4）做成网状主要是增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积；（5）方程式是3NO2+H2O=2HNO3+NO，提高水对二氧化氮的吸收率，就是提高NO2的转化率，可以采用加压、降温的方法。
化肥在农业生产中占有重要位置，目前使用的合成氨催化剂是由四氧化三铁主催化剂和助催化剂（万分之一氧化铝和万分之一氧化钾等）组成。N2和H2在催化剂表面反应机理如下（Cata是catalyst缩写，表示催化剂）：
①N2(g)+Cata→2N(Cata)
②H2(g)+Cata→2H(Cata)
③N(Cata)+H(Cata)→NH(Cata)
④NH(Cata)+H(Cata)→NH2(Cata)
⑤NH2(Cata)+H(Cata)→NH3(Cata)
⑥…
试探究下列问题：
（1）请补充⑥（最后一步反应）机理的式子： ▲ ；
（2）从共价键键能分析，可能最慢的一步是： ▲ （填数字），该过程： ▲ （填放热或吸热）。
（3）石灰氮是一种氮素肥效长的肥料，同时也是一种低毒﹑无残留的农药，它可由电石与氮气反应得到，石灰氮中阳离子与阴离子具有相同的质子总数，试写出制备石灰氮的化学方程式： ▲ 。
（4）某研究性学习小组拟用甲醛法测定常见铵态氮肥的含氮量，（资料支撑： 4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O，所生成的H+和(CH2)6N4H+可用NaOH标准溶液滴定，采用酚酞作指示剂）。用甲醛法测定含氮量，不适合的铵盐是： ▲ （选填序号）。
正确答案
（1）NH3（Cata）→NH3(g) +(Cata)；
（2）①；吸热；
（3）CaC2 + N2→CaCN2 + C，
（4）D
催化剂作用原理降低活化能，使得化学键更容易断裂，参加反应最后再释放出来，质量和性质都不变。（1）中容易解出NH3（Cata）→NH3(g) +(Cata)；（2）中有一定难度，各种错误都有，主要没有理解，其实没有看清“从共价键键能分析”这个提示性词语，N≡N键能很大；（3）较难，“石灰氮中阳离子与阴离子具有相同的质子总数”要认真解读，阳离子只能是Ca2+，质子数为20，余下只能拼出CN2—。（4）也较难，要读透题中4NH4+ + 6HCHO = (CH2)6N4H+ + 3H+ + 6H2O，有H+产生，容易与HCO3—反应干扰NaOH标准溶液滴定效果。
氮及其化合物在工农业生产等方面有广泛应用，研究其性质有重要意义。
A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B。用圆底烧瓶收集干燥的B。按如图装置，引发紫色石蕊溶液上喷，可以得到蓝色喷泉；A与浓H2SO4反应，放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按下图装置，引发紫色石蕊溶液上喷，可以得到红色喷泉。
（1）写出A与浓NaOH溶液共热生成B的离子方程式
；
（2）可用于除去B中水分的干燥剂是______________；
收集气体C的方法是______________________________；
（3）引发紫色石蕊溶液上喷的操作是 ；
（4）在同温同压下，相同体积的两个烧瓶分别充满气体B和气体C，做喷泉实验后，水都充满烧瓶，两个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比是_____________。
正确答案
(10分)（1）NH＋OH－NH3↑＋H2O （2）碱石灰向上排空气法
（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 （4）1：1
试题分析：（1）碱液能使石蕊试液显蓝色，则气体B应该是氨气，所以A应该是铵盐。A与浓H2SO4反应，放出无色气体C。且用无色气体C做喷泉实验可以得到红色喷泉，这说明C应该是氯化氢，所以A是氯化铵，则A与浓NaOH溶液共热生成B的离子方程式是NH＋OH－NH3↑＋H2O。
（2）氨气是碱性气体，不能用酸性干燥剂，也不能用氯化钙，应该用碱石灰做干燥剂。氯化氢极易溶于水，但氯化氢的密度大于空气的，所以收集氯化氢的方法是向上排空气法。
（3）引发紫色石蕊溶液上喷的操作是打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。
（4）在相同条件下，等体积的氨气和氯化氢的物质的量是相等的，又因为水充满烧瓶，所以两个烧瓶中所得溶液的物质的量浓度之比是1:1的。
点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，侧重对学生实验能力的培养，有利于提升学生的学科素养，也有利于培养学生规范、严谨的实验设计能力。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
把19．2 g的Cu放入足量的稀硝酸中，微热至Cu完全反应。
已知：3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 +2NO↑+ 4H2O求：
（1）参加反应的硝酸的物质的量；
（2）被还原的硝酸的质量；
（3）生成的NO在标准状况下的体积。
正确答案
（1）0．8mol；（2）12．6g； （3）4．48L。
试题分析：（1）19．2g铜的物质的量是19．2g÷64g/mol＝0．3mol
所以依据化学方程式可知
参加反应的硝酸的物质的量为：
（2）铜在反应中失去电子0．3mol×2＝0．6mol，根据方程式可知，氮元素的化合价从＋5价降低到＋2价，得到3个电子实验根据电子的得失守恒可知，被还原的硝酸的物质的量是0．6mol÷3＝0．2mol，质量是0．2mol×63g/mol＝12．6g。
（3）被还原的硝酸的物质的量是0．2mol，则根据氮原子守恒可知，生成的NO的物质的量是0．2mol，则在标准状况下的体积是0．2mol×22．4L/mol＝4．48L
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