- 氮气的应用
- 共181题
已知X、Y、Z、W（含同一元素）有如下转化关系：
且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，则X可能是（ ）
正确答案
解析
解：X、Y、Z、W（含同一元素），其中X能经过两步氧得Z，Z再与水反应可以生成对应的酸或碱，则X可以含有C、N、S、Na等元素，X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐，符合此条件的X只能为NH3，NH3能与氧气生成NO，NO再与氧气反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3与NH3反应生成NH4NO3，NH4NO3是一种易溶于水的盐，根据上面的分析可知，应选C，
故选C．
下列有关空气各成分的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．氧气不易溶于水，所以实验室可以用排水法收集，故A正确；
B．空气中氮气占总体积的78%，氧气占21%，故B错误；
C．空气是混合物，含有氮气、氧气等气体，但它是一种宝贵的资源，故C错误；
D．稀有气体可以做各种电光源、保护气等，因此可以充制霓虹灯、强照明灯等，故D正确；
故选D．
（1）写出实验室制NH3的反应方程式为______；
（2）硝酸具有强氧化性，它能和许多物质发生反应．写出浓硝酸与非金属单质碳的反应方程式．______．
配平下列化学（或离子）方程式：
（3）______FeCl2+______KNO3+______HCl-______FeCl3+______KCl+______NO↑+______H2O
（4）______SO32-+______MnO4-+______H+-______Mn2++______SO42-+______H2O．
正确答案
（1）实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气，该反应是复分解反应，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
（2）浓硝酸具有强氧化性，能和非金属单质C在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，
故答案为：C+4HNO3（浓）
（3）反应方程式中元素的化合价变化为 FeCl2→FeCl3，铁元素由+2价→+3价，一个分子失去一个电子；
KNO3→NO，氮元素由+5价→+2价，一个分子得3个电子，所以其最小公倍数为3，所以氯化亚铁的计量数为3，硝酸钾的计量数为1，其它元素根据原子守恒配平，所以该方程式为：
3 FeCl2+1KNO3+4 HCl=3FeCl3+1KCl+1NO↑+2H2O，
故答案为：3；1；4；3；1；1；2；
（4）反应方程式中元素的化合价变化为 SO32-→SO42-，硫元素由+4价→+6价，一个离子失去2个电子； MnO4-→Mn2+，
锰元素由+7价→+2价，一个离子得5个电子，所以其最小公倍数为10，故亚硫酸根离子的计量数为5，高锰酸根离子的计量数为2，其它元素根据原子守恒配平，所以该方程式为：5SO32-+2 MnO4-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O．
故答案为：5；2；6；2；5；3；
氮的化合物在某些领域中扮演着重要的角色．
（1）氨和铵盐在粮食的增产中发挥着极其重要的作用，同时又是重要的工业原料．
①写出实验室制取氨气的化学方程式：______；
②常温下，向25mL 0.1mol•L-1HA溶液中逐滴加入0.2mol•L-1NH3•H2O溶液，曲线如图所示（体积变化忽略不计）．由图确定HA是______（填“强”或“弱”）酸，HA与NH3•H2O恰好完全反应时，混合溶液中由水电离出的c（H+）______（填“＞”、“＞”或“=”）0.1mol•L-1HA溶液中由水电离出的c（H+）；写出C点时混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______；
（2）未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机．这类材料中研究得较多的是氮化物A．粉末状A能够与水反应，所得产物中有一种酸性氧化物，它是工业上生产玻璃的主要原料，另一种产物是氨气．请写出A与水反应的化学方程式______；
（3）硝酸是医药、军事、化工等领域的重要原料．在实验室中，将适量铁铜混合粉末与稀硝酸充分反应后得到溶液X．若有固体剩余，实验测得溶液X中大量存在的阳离子只有两种，则阳离子为______（写离子符号）；若反应后无固体剩余，某同学认为X中除Fe3+、Cu2+外还可能含有Fe2+，若要确认其中的Fe2+，应选用______（选填序号）．
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液 c．酸性KmnO4溶液 d．浓氨水．
正确答案
解；（1）①实验室用氯化铵和碱石灰制取氨气，其化学方程式是：2NH4Cl+Ca（OH）2≜CaCl2+2NH3↑+2H2O，
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2≜CaCl2+2NH3↑+2H2O；
②根据HA+NH3•H2O=NH4A+H2O可知，与25mL 0.1mol•L-1HA完全反应需要0.2mol•L-1NH3•H2O溶液12.5mL，而图示显示，加入0.2mol•L-1NH3•H2O溶液13mL时才呈中性，说明恰好反应时溶液呈酸性，即NH4A溶液呈酸性，所以HA是强酸．
NH4A溶液呈酸性，是因为铵根离子水解，促进了水的电离平衡，而HA是强酸，电离出的氢离子抑制了水的电离平衡，即混合溶液中由水电离出的c（H+）大于0.1mol•L-1HA溶液中由水电离出的c（H+）．
图中C点代表25mL 0.1mol•L-1HA溶液中逐滴加入0.2mol•L-1NH3•H2O溶液25mL，根据HA+NH3•H2O=NH4A+H2O可知，氨水过量12.5mL，即所得溶液中为NH4A和NH3•H2O的混合液，且二者的浓度均为0.05mol/L．该混合液中存在铵根离子的水解平衡和NH3•H2O的电离平衡，而且NH3•H2O的电离程度远大于铵根离子的水解程度，即溶液显碱性，其中的离子浓度大小关系为：c（NH4+）＞c（A-）＞c（OH-）＞c（H+），
故答案为：强；＞；c（NH4+）＞c（A-）＞c（OH-）＞c（H+）；
（2）生产玻璃的主要原料为二氧化硅、大理石、碳酸钠，其中是酸性氧化物的只有二氧化硅，即粉末A与水反应生成二氧化硅和氨气，则A中必含硅元素和氮元素，因此A是Si3N4，它与水反应的化学方程式是：Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3↑，故答案为：Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3↑；
（3）铁铜混合粉末与稀硝酸充分反应，若有固体剩余，无论剩余铁或是剩余铜，都不会存在Fe3+和H+，因为含有两种阳离子，所以这两种阳离子只能是Fe2+、Cu2+．
因为溶液中有Fe3+、Cu2+，因此要检验Fe2+，不能使用把Fe2+氧化为Fe3+再去检验Fe3+的方法，a、b、d均不正确．因为Fe2+具有还原性，酸性KmnO4溶液具有氧化性，因此可以向酸性KmnO4溶液中加入混合液，观察酸性KmnO4溶液是否褪色，若褪色，说明含有Fe2+，若不退色，说明不含有Fe2+，故应选c．
故答案为：Fe2+、Cu2+；c．
氯气、氨气等物质在生产和科研中都有重要应用．
（1）若发生大量氯气泄漏事故，下列措施中正确的是______．
a．立即通报相关部门，迅速撤离事故现场
b．用蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻立即逆风疏散
c．用蘸有NaOH溶液的毛巾捂住口鼻立即顺风疏散
（2）事故发生后，可用NaOH稀溶液处理泄漏的氯气，反应的离子方程式是______．
（3）实验室用氨气还原氧化铜的方法，通过测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m（CuO）、m（H2O）]，测定铜的近似相对原子质量．反应的化学方程式是：2NH3+3CuO
①用上述装置制氨气时，能否将碳酸盐换成氯化铵？______（回答“是”或“否”），用化学方程式说明理由．______．
②仪器从左到右的连接顺序（用字母编号表示，仪器可重复使用）是______．
C中的试剂是______，其作用是______．
③铜的相对原子质量是______[用含有m（CuO）、m（H2O）的式子表示]．
（4）Cl2与NO2在一定条件下发生化合反应，生成一种气体，实验数据如图．图中横坐标是加入Cl2的物质的量，纵坐标是反应后气体物质的量总和．已知所取Cl2、NO2的物质的量总和为6mol．则生成物的化学式是______．
正确答案
（1）氯气有毒，密度比空气大，易于碱性溶液反应，所以当氯气泄漏时立即通报相关部门，迅速撤离事故现场
，NaOH具有较强的腐蚀性，应用用蘸有肥皂水的毛巾捂住口鼻而不能用NaOH溶液，并且逆风疏散，故答案为：a、b；
（2）氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠，可用NaOH吸收尾气，
反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，故答案为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（3）①制备氨气时应用碳酸铵和氢氧化钙反应，而不能用氯化铵，因氯化铵分解生成的氨气和氯化氢气体易反应而重新生成氯化铵，反应的方程式为HCl+NH3=NH4Cl，
故答案为：否；HCl+NH3=NH4Cl；
②氨气还原氧化铜时，应先制备氨气，并用碱石灰干燥氨气，生成的氨气在加热条件下与氧化铜反应，生成的水用碱石灰吸收以测定生成水的质量，最后用浓硫酸吸收氨气并防止空气中的水和CO2进入D装置以免造成误差，
故答案为：BDADC；浓硫酸；防止空气中的水和CO2进入D装置，吸收多余的氨气；
③根据反应的方程式计算
2NH3+3CuO
3mol 3mol
M（CuO）=
故答案为：
（4）由图象可知：当氯气的物质的量为2mol时反应后气体的总物质的量最小，说明此时完全反应，
此时n（Cl）：n（N02）=1：1，则有Cl2+2NO2═2NO2Cl，所以生成物为NO2Cl，
故答案为：NO2Cl．
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