- 氮气的应用
- 共181题
（1）某化学兴趣小组的同学进行Cl2、NH3的制备、性质等实验的流程和部分装置如下：
①请利用A、G装置设计一个简单的实验验证Cl2、Fe3+、I2的氧化性强弱为Cl2＞Fe3+＞I2（实验中不断小心振荡G装置中的试管）．请回答A中发生反应的离子方程式______，试剂M为______溶液，证明氧化性为Cl2＞Fe3+＞I2的 实验现象是______；
②已知3Cl2+2NH3=6HCl+N2，当D的烧瓶中充满黄绿色气体后，关闭a、c打开b，D中的现象为______，反应一段时间后，关闭b打开c，观察到的现象为______；
③为使实验顺利进行，请简述F中的分液漏斗的正确操作方法______；
（2）某废水中含有一定量的Na+、SO32-，可能含有CO32-，某研究小组欲测定其中SO32-离子的浓度，设计如下实验方案：
①从下列试剂中选择试剂x为______（填序号）：
A．0.1mol•L-1KMnO4（H2SO4酸化）溶液
B．0.5mol•L-11NaOH溶液
C．新制氯水
D．KI溶液
②加入试剂x生成SO42-的离子方程式为______；
③第ⅲ步的“系列操作”包含的操作名称为______、______、______；
④证明该废水中是否含有CO32-的实验方案为______．
正确答案
（1）①浓盐酸和二氧化锰在加热条件下能发生反应生成氯化锰、氯气和水MnO2+4H++2Cl-
故答案为：MnO2+4H++2Cl-
②氯气是黄绿色的气体，氯气和氨气能生成氯化氢气体，氯化氢和氨气相遇立即生成白烟氯化铵，所以看到的现象是黄绿色气体消失，产生白烟；烧瓶内气体反应后压强减小，烧瓶内外导致产生压强差，所以烧杯中的水进入烧瓶产生喷泉．
故答案为：黄绿色气体消失，产生白烟；烧杯中的液体进入烧瓶中，形成喷泉．
③要使分液漏斗中的液体顺利流下，应使分液漏斗内外产生压强差，外界大气压产生的压强导致溶液流下，所以正确操作是将F装置中分液漏斗顶端的塞子打开，再打开分液漏斗的旋塞，使分液漏斗中的液体流下．
故答案为：将F装置中分液漏斗顶端的塞子打开，再打开分液漏斗的旋塞，使分液漏斗中的液体流下．
（2）①亚硫酸根离子有还原性，能被强氧化剂氧化成硫酸根离子，所以要想使亚硫酸根离子生成硫酸根离子，应选择氧化性物质．
A、虽然酸性高锰酸钾有强氧化性，但有硫酸根离子造成干扰，故A错误．
B、氢氧化钠没有氧化性，故B错误．
C、氯水有强氧化性，且不造成干扰，故C正确．
D、碘化钾有还原性没有氧化性，故D错误．
故选C．
②氯气有氧化性，亚硫酸根离子有还原性，所以亚硫酸根离子和氯气能发生氧化还原反应生成氯离子、硫酸根离子和氢离子Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2 H+．
故答案为Cl2+SO32-+H2O=2Cl-+SO42-+2 H+．
③由固、液混合溶液得纯净、干燥的沉淀的操作要经过滤、洗涤、干燥．
故答案为：过滤、洗涤、干燥．
④二氧化硫和二氧化碳都能使澄清的石灰水变浑浊，但二氧化硫具有还原性，能使酸性高锰酸钾褪色，要想检验碳酸根离子，首先要排除亚硫酸根离子的干扰，再将气体通入澄清的石灰水，若石灰水变浑浊，则证明废水中含有CO32-，否则没有．
故答案为：向废水中加入足量的盐酸，将生成的气体先通入足量的 酸性KMnO4溶液，再通入澄清石灰水，若紫色KMnO4溶液颜色变浅，石灰水变浑浊，则证明废水中含有CO32-．
如下图所示，A、B、C是实验室常用的三种制取气体的装置，提供的药品有：大理石、浓盐酸、锌粒、稀盐酸、二氧化锰、氯化铵、熟石灰。现欲利用这些药品分别 制取NH3、Cl2、H2、CO2四种气体，试回答以下问题：
(1)选用A装置可制取的气体有__________；选用B装置可制取的气体有________；通常选用C装置制取的气体有__________________。
(2)标号为①、②的仪器名称依次是__________________、______________。
(3)写出利用上述有关药品制取Cl2的离子方程式： ____________________________。
正确答案
(1)NH3；H2、CO2；C
(2)分液漏斗；圆底烧瓶
(3)MnO2＋4H＋＋2Cl－
某课外活动小组用如图所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应．其中A、F为氨气和氯气的发生装置，C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置．
请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式是______．
（2）装置A中的烧瓶内固体可选用______（选填以下选项的代号）．
A．碱石灰 B．浓硫酸 C．生石灰 D．五氧化二磷 E．烧碱
（3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从右图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格．B______、D______、E______．
（4）氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气，该反应的化学方程式为：______；装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计一个实验方案鉴定该固体就是氯化铵：______．
（5）若从装置C和G处逸出的尾气中含有N2和少量Cl2，应如何处理？______．
正确答案
（1）浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，MnO2+4H++2C1-
故答案为：MnO2+4H++2C1-
（2）利用物质溶解时放出的热量促进氨水的挥发来制取氨气，且该物质和氨气不反应，氨气是碱性气体，所以溶解的物质必须是碱性物质，A．碱石灰、C．生石灰、E．烧碱都是碱性物质，且溶解于水时放出热量，D．五氧化二磷
、B．浓硫酸虽然溶于水时放热，但是酸性物质．
故选A、C、D．
（3）氨气中混有水蒸气，氨气是碱性气体，要除去水蒸气只能用碱性物质，故选Ⅱ；制取的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气，氯化氢极易溶于水，氯气也能溶于水，所以不能用水除去氯化氢气体；氯气和 水反应生成盐酸和次氯酸，食盐水中含有氯离子，能抑制氯气的溶解，所以要想除去氯气中的氯化氢E应选Ⅰ；水蒸气常用浓硫酸除去，故D选Ⅲ．
故答案为：Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ．
（4）氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气8NH3+3C12=6NH4C1+N2；
氯化铵中含有氯离子和铵根离子，氯离子用硝酸酸化的硝酸银溶液检验；氨气用紫色石蕊试纸检验；检验方法为：将固体在烧杯中溶解，用试管取少量溶液，然后滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀产生，证明有C1-；用试管取少量溶液，加入浓烧碱溶液，加热，再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸变蓝证明有NH4+．
故答案为：8NH3+3C12=6NH4C1+N2；将固体在烧杯中溶解，用试管取少量溶液，然后滴加少量硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀产生，证明有C1-；用试管取少量溶液，加入浓烧碱溶液，加热，再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，红色石蕊试纸变蓝证明有NH4+．
（5）氯气有毒，所以不能直接排空，但氯气能和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和次氯酸都能和氢氧化钠反应生成盐，所以除去氯气应选用氢氧化钠溶液吸收，方法为：将导气管与G口连接，另一端插入盛有NaOH溶液的烧杯中．
故答案为：将导气管与G口连接，另一端插入盛有NaOH溶液的烧杯中．
（一）将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶于水中，制成稀溶液，然后向该溶液中逐滴加入1 mol/L盐酸，所加盐酸的体积与产生CO2的体积（标准状况）关系如下图所示
(1)写出OA段所发生反应的离子方程式_________________。
(2)当加入35mL盐酸时，产生二氧化碳的体积为___________mL （标准状况）。
(3)原混合物中Na2CO3的质量分数为____________。
（二）氨是重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法，是德国化学家哈伯在1905年发明的，其合成原理为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ;△H = - 92.4 kJ/mol，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题：
(4)下列方法不适合实验室制取氨气的是____（填序号）。
A．向生石灰中滴加浓氨水 B．加热浓氨水
C．直接用氢气和氮气合成 D．向饱和氯化铵溶液中滴加浓氢氧化钠溶液
(5)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是__________（填序号）。
A．采用较高压强(20 MPa～50 MPa) B．采用500℃的高温
C．用铁触媒作催化剂 D．将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2和H2循环到合成塔中
(6)用数字化信息系统DIS(如下图I所示：它由传感器、数据 采集器和计算机组成)可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.500 0mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中，用该氨水进行滴定，计算机屏幕上显示出溶液的导电能力随氨水体积变化的曲线如图Ⅱ所示。
①用滴定管盛氨水前，滴定管要用_____________润洗2～3遍。
②试计算该氨水的浓度：__________________。
③下列情况下，会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是________________。
A．滴定结束时仰视读数
B．量取25.00 mL醋酸溶液时，未用所盛溶液润洗滴定管
C．滴定时，不慎将氨水滴在烧杯外
(7)1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。
正极的电极反应式为___________________________
正确答案
(1)H++OH-=H2O，CO32-+H+=HCO3- (2)224
(3)42.4%
(4)CD
(5)AD
(6)①上述待测氨水；②0. 6250mol/L；③AC
(4)N2+6e-=2N3-
氨是一种重要化工原料，大量用于制造铵态氮肥、有机氮肥（如尿素），还用于制造硝酸。学生甲和乙欲制取氨气并探究其性质。
请回答：
(1)用硫酸铵与消石灰共热制取氨气的化学方程式：____________________。
(2)下图是进行氨气喷泉实验的装置，引发喷泉的操作步骤是___________。
(3)学生甲和学生乙在相同环境下同时分别进行氨气喷泉的实验，学生甲实验时，水涌入烧瓶中占烧瓶体积的4/5，学生乙实验时，水涌入烧瓶中却只占烧瓶体积的1/5，假设烧瓶内液体没有溢散，他们制得氨水的物质的量浓度比是___________。
(4)氨气在空气中不能燃烧，为了探究在催化剂存在时氨气能否被空气氧化，他们合作进行下图所示的实验。
①实验时，先加热到三氧化二铬红热，并鼓入空气。停止加热后再继续鼓入空气，三氧化二铬保持红热，原因是____________________。
②氨催化氧化的化学方程式：_____________________。
③整个实验过程中，不会生成的物质是______。
A. N2 B.NO2 C.HNO3 D.NH4NO3
(5)将NH3通过灼热的CuO后得到红色物质Cu。
甲同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质Cu中可能含有Cu2O。
已知：Cu2O是一种碱性氧化物；在酸性溶液中，Cu+的稳定性比Cu2+差(2Cu+
正确答案
(1)(NH4)2SO4+Ca(OH)2
(2)将胶头滴管中的水挤入烧瓶中，打开止水夹k
(3)1:1
(4)①NH3的催化氧化是放热反应；②4NH3+5O2
(5)取少量该红色物质于试管中，加入稀硫酸后，如果溶液呈蓝色，即证明该红色物质中含有Cu2O
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