- 氨硝酸硫酸
- 共7509题
下图①—⑩分别代表有关反应中的一种物质,其中③气体能使酚酞试液变红,⑦是红综色气体,回答:
(1)①中的混合气体通过浓硫酸发生化学反应,主要生成物的化学式是 。
(2)写出碳酸氢铵中阳离子的检验方法 。
(3)写出工业上合成③的化学方程式 。
(4)⑧与⑨反应的化学方程式是 。
正确答案
(1)(NH4)2SO4
(2)取少量样品放入试管配成溶液,加入浓的氢氧化钠溶液微热,在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝则含有氨根离子。
(3)N2 + 3H22NH3
(4)C + 4HNO3(浓) CO2↑+ 4NO2↑ + 2 H2O
试题分析:分析题意,③使酚酞试液变红,③为氨气;⑦是红综色气体,⑦是二氧化氮气体。(1)碳酸氢铵分解的气体产物有氨气、二氧化碳、水,氨气被硫酸吸收主要得硫酸铵,化学式为(NH4)2SO4
(2)碳酸氢铵中的阳离子是铵根离子,其检验方法为取少量样品放入试管配成溶液,加入浓的氢氧化钠溶液微热,在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝则含有氨根离子。
(3)碳酸氢铵的分解产物被碱石灰吸收后余氨气,所以工业上合成氨气的化学方程式N2 + 3H22NH3
(4)⑦是二氧化氮,则⑧是硝酸;①的混合气体产物被浓硫酸吸收后余二氧化碳,二氧化碳与镁反应生成碳单质,所以⑧与⑨反应是碳和浓硝酸的反应,化学方程式为C + 4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
选择性催化还原(SCR)是在有催化剂的条件下将NOx 转变为N2和H2O,这是目前国外硝酸厂进行尾气治理所普遍采用的一种方法。
某校甲、乙两个化学兴趣小组拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率。
(一)甲组拟制取活性亚铬酸铜催化剂
亚铬酸铜(Adkin催化剂)是极好的NO催化还原的催化剂,是铜和铬的复合氧化物,成分不固定,如:CuO·Cr2O3等,统称为亚铬酸铜。该组同学取一定量硝酸铜溶液(并加少量硝酸钡作稳定剂)、 重铬酸铵溶液与氨水作用得土黄色沉淀, 将沉淀物[经测定为:碱式铬酸铜铵(CuNH4(OH)CrO4 )]过滤、洗涤,80℃烘干12h, 最后焙烧。
(1)过滤用到的玻璃仪器有: ▲ (选填序号,下同);焙烧用到的仪器有: ▲ 。
G.玻璃棒 H.漏斗 I.坩埚(部分仪器已略去)
(2)CuNH4(OH)CrO4在295℃分解生成复合的氧化物(催化剂)、氮气及水,该反应的化学方程式: ▲ 。
(二)乙组拟用甲组制得催化剂按下列流程进行实验。
试回答下列问题:
(3)若制取氨气在A装置,则发生反应的化学方程式为: ▲ ;
若用B装置制取氨气,则分液漏斗和锥形瓶中盛放的药品分别是: ▲ 。
(4)用图C装置制取NO时,用可抽动的铜丝其优点是: ▲ ;
(5)装置⑦的作用可能是: ▲ 。
(6)若进入装置⑤的NO共2688mL(已折算为标准状况,下同),氨气过量,最后收集到标准状况下2016mLN2,则NO的转化率为: ▲ 。
正确答案
(1)D、G、H ; C、E、F、G、I(多选少选均不给分)。
(2)2Cu(OH)NH4CrO4Cr2O3·2CuO+N2↑+5H2O(产物写错、不配平不给分)。
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑ +2H2O;浓氨水、碱石灰(生石灰或氢氧化钠固体)
(4)反应可以随时关停、操作方便、反复使用、节约药品。
(5)吸收未反应的NO
(6)90%
属于把基本实验知识赋予新情景是常见命题方式。本题属于简单题,(1)(3)两问可直接回答;(2)中需要用到情景中CuO·Cr2O3作为反应的产物,这样本题又考查了氧化还原反应。最后一问解法上利用氮元素守恒:由反应方程式4NH3+6NO=5N2+6H2O可知,当生成2016mL即0.09mol N2时,需要NO 0.108mol
总NO为0.12 mol,所以转化率为90%。
某学习兴趣小组探究氨气的制取实验:
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气,其中合理的是 (填序号,下同)。
(2)如图是甲同学设计收集氨气的几种装置,其中可行的是 ,集气的原理是 。
正确答案
(1)B
(2)d 利用氨气密度小于空气,采用短管进氨气,长管出空气,即可收集氨气
(1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气,遇冷又转化为氯化铵固体,不能制取氨气;用浓氨水与氢氧化钠固体混合制氨气时,将氨水滴入氢氧化钠固体中更方便操作,而且节约氨水的用量;氨气极易溶于水,若用稀溶液制取,产量较少。(2)氨气极易溶于水,采用向下排空气法收集。
NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来,发现少量的NO在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,而成为当前生命科学的研究热点,NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题:
(1)NO对环境的危害在于 (填编号)
A.破坏臭氧层 B.光化学烟雾 C.造成酸雨
(2)下列关于NO的说法不正确的是
A.NO为无色气体
B.NO在空气中很不稳定
C.NO是汽车尾气的有害成分之一
D.NO分子所含电子总数为偶数
(3)在含Cu+离子的酶的活化中,亚硝酸根 (NO2—)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
正确答案
(!)A、B、C (2分) (2)D (1分)
(3)Cu++NO2—+2H+ =Cu2++NO↑+H2O(2分)
试题分析:(1)因NO易与氧气结合,氮的氧化物易形成酸雨,易形成光化学烟雾,NO能与臭氧反应,故A、B、C正确。
(2)NO分子所含电子总数为15,为奇数,故本题选D。
(3)亚硝酸根离子可转化为NO,Cu+转化为Cu2+,酸性条件下的离子反应为Cu++NO2-+2H+=Cu2++NO↑+H2O,
点评:本题考查NO的性质及其对环境的影响和氧化还原反应等问题,学生应注意利用所学知识结合信息来分析,题目难度不大。
把19.2 g 的Cu放入500mL 2 mol·L-1稀硝酸中,充分反应,Cu完全溶解。求:
(1)写出Cu与稀硝酸反应的离子方程式: ;
(2)铜完全溶解时转移电子数目为 (用含NA的式子表示);
(3)氧化剂与还原剂的物质的量比为 。
(4)反应后溶液中C(H+)为 (体积变化忽略不计)
正确答案
(1)3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
(2)0.6NA(3)2︰3(4)0.4mol·L-1
试题分析:n(Cu)=19.2g÷64g/mol =0.3mol,n(HNO3)=0.5L×2 mol•L‾1 =1mol。
(1)Cu与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,改写可得离子方程式为
3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。
(2)Cu→Cu2+→2e‾,故铜完全溶解时转移电子为0.3mol×2=0.6mol,所以数目为0.6NA。
(3)根据离子方程式3Cu + 8H+ + 2NO3-= 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O,判断出氧化剂NO3‾与还原剂Cu的物质的量比为2︰3。
(4)根据反应的方程式分析:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3 8
0.3mol 0.8mol
剩余的的物质的量为1 mol -0.8 mol =0.2mol,故C(H+)=0.2mol/0.5L=0.4mol·L-1。
废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理的方法是先将大多数有机态氮转化为氨态氮,然后通过进一步转化成N2而消除污染。生物除氮工艺有以下几种方法:
【方法一】在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用,将废水中氨态氮转化为中间过渡形态的硝酸态氮和亚硝酸态氮,然后在缺氧条件下,利用反硝化菌,硝酸态氮和亚硝酸态氮被水中的有机物还原为氮气。见图中之①。反应过程为如下(注:有机物以甲醇表示;当废水中有机物不足时,需另外投加有机碳源)。2NH4++3O2==2HNO2 +2H2O +2H+ 2HNO2 +O2===2HNO3
6NO3―+2CH3OH→6NO2―+2CO2+ 4H2O 6NO2―+3CH3OH→3N2 +3CO2+ 3H2O+ 6OH―
【方法二】与方法一相比,差异仅为硝化过程的中间过渡形态只有亚硝酸态氮。见图中之②。
请回答以下问题:
(1)NH4+的空间构型为 。大气中的氮氧化物的危害有 和 等。
(2)方法一中氨态氮元素1g转化为硝酸态氮时需氧的质量为 g。
(3)从原料消耗的角度说明方法二比方法一有优势的原因: 。
(4)自然界中也存在反硝化作用,使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利,农业上可通过松土作业,以防止反硝化作用。其原因是 。
(5)荷兰Delft大学Kluyver生物技术实验室试验确认了一种新途径。在厌氧条件下,以亚硝酸盐作为氧化剂,在自养菌作用下将氨态氮(氨态氮以NH4+表示)氧化为氮气(见图中过程③)。其反应离子方程式为 。
正确答案
(1)正四面体。破坏臭氧层、光化学污染、形成酸雨等。(答两点即可)
(2)4.57 (4.6也可)
(3)节省氨态氮氧化到硝酸态氮所需消耗氧,还可节省还原硝酸态氮到氮气的有机碳源。(答一点即可)
(4)增加与氧气的接触,防止反硝化作用。(答到关键词即可:氧气)
(5)NH4++NO2―=N2↑+2H2O
(2)氨态氮与消耗氧气的关系式为2N~2NH4+~(3+1)O2,据此计算即可。
(3)对比方法一、二,发现方法一中将亚硝酸氧化到硝酸态,再用甲醇还原生成亚硝酸态的步骤。
(4)题中明确反硝化就是硝酸盐还原成氮气,故防止反硝化就是防止还原的发生,提供氧化剂即可。
(6分)成都市近年来常常发生“毒奶粉”事件。劣质奶粉制造商为牟取暴利,大大降低了奶粉中蛋白质的含量,导致食用这种奶粉的众多婴幼儿严重营养不良乃至死亡。
为了测定某牛奶样品中蛋白质的含量,现采用“盖尔达法”分解其中的蛋白质。其原理是把蛋白质中的氮元素完全转化为氨气(化学式为NH3),再用稀硫酸吸收氨气,反应的化学方程式为:2 NH3+H2SO4= (NH4)2 SO4
现取该奶粉样品100g,用“盖尔达法”分解其中的蛋白质,产生的氨气用7.5g溶质质量分数为19.6%的稀硫酸恰好完全吸收。
计算并回答下列问题:
(1)产生氨气的质量是多少?(计算结果精确到0.01,下同)
(2)含氮元素的质量多少?
(3)该奶粉中氮的含量是否达到了国家规定的标准。(奶粉中蛋白质的含量国家标准为:每100g婴幼儿奶粉中含12g~25g。蛋白质含氮元素的质量分数为16%)
正确答案
(1)0.51g (2)0.42g (3)蛋白质的质量为2.63g,没有达到了国家规定的标准
考查根据方程式的有关计算。
(1)硫酸的质量是7.5g×19.6%=1.47g
2 NH3+H2SO4= (NH4)2 SO4
2×17 98
m 1.47g
所以m=
(2)含氮元素的质量是
(3)0.42g氮元素相当于蛋白质的质量是0.42g÷0.16=2.63g<12g
所以该奶粉中氮的含量没有达到了国家规定的标准。
某化肥厂以氨为原料制备 NH4NO3,已知由氨制 NO 的产率是 96%,NO 制硝酸的产率是 92%,求制硝酸所用去的氨的质量占总耗氨的质量分数是多少?
正确答案
0.53
将本题分解为两步计算,并辅以一定的数值,可以化繁为简。
根据合成 NH4NO3的反应:NH3+ HNO3====NH4NO3
可知当合成 80 t NH4NO3时,需要用 63 t HNO3吸收 17 t 的 NH3。
(1)先求制备 63 t HNO3需要的 NH3
NH3 ~ HNO3
17 63
m(NH3)×96%×92% 63 t
m(NH3)="19" t。
(2)再求制备 80 t NH4NO3时,生产 HNO3所用 NH3占耗 NH3总量的质量分数:w==0.53。
利用下图所示的装置,可以验证和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是
(2)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶l中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是
正确答案
先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(2)先打开a、C活塞,再挤压胶头滴管(活塞与滴管操作顺序可换)。片刻后.关闭a,然后打开b活塞。
解析见答案
先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(2)先打开a、C活塞,再挤压胶头滴管(活塞与滴管操作顺序可换)。片刻后.关闭a,然后打开b活塞。
下图是氮元素的各种价态与物质类别的对应关系:
(1)根据A对应的化合价和物质类别,A的摩尔质量是 ,从氮元素的化合价能否发生变化的角度判断,图中既有氧化性又有还原性的化合物有 。
(2)实验室依据复分解反应原理制取NH3的化学方程式是 。
(3)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别,若要除去铁制品表面的铜镀层应使 。
(4)汽车尾气中含有CO和NOx等多种有害气体,若在汽车的排气管上安装一种催化转化装置,可使CO与NOx反应,生成两种无毒气体,则该反应的化学方程式为 。
(5)合成法制硝酸是以NH3为原料,经催化氧化后再用水吸收来实现的,若开始时投入17吨NH3,最后生产出的硝酸为42吨,则硝酸的产率是 。
正确答案
(1)108g·mol-1,NO、NO2(各1分)。
(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;(其它反应只要满足题意要求参照给分。没配平扣1分,无△或↑不扣分)
(3)浓硝酸。(1分)
(4)2xCO+2NOx=N2+2xCO2(没配平扣1分)(5)67%(或66.7%)
试题分析:(1)由图看出A属于氮的氧化物,N化合价为+5价,可知为N2O5,其摩尔质量为108g·mol-1;处于中间价态的物质应既有氧化性又有还原性,图中化合物中只有NO、NO2 ;
(2)实验室制取氨气利用氯化铵和消石灰,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ;
(3)浓、稀硝酸都可以与铜镀层反应,但浓硝酸与铁发生钝化,所以用浓硝酸;
(4)生成两种无毒气体应为氮气和二氧化碳,反应方程式为2xCO+2NOx=N2+2xCO2 ;
(5)根据NH3 HNO3 ,根据关系式17吨氨气理论上制的硝酸质量为63吨,实际产量为42吨,则硝酸的产率为
="67%" 。
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