- 氮气在自然界的存在
- 共1870题
某化学兴趣小组为验证NO2的氧化性和NO的还原性,设计了如下装置制取NO2和NO,并验证其性质:
(1)写出甲中反应的离子方程式:_____________________
乙中的现象是__________________________________________________
可证明NO2的氧化性;在丙中鼓入空气后的现象是_____________________________________,可证明NO的还原性。
(2)实验前丙中充满水的作用是________________________________________
(用反应的化学方程式和简要文字回答)。
(3)小华对上述实验设计提出了质疑,他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性,他的理由是_________________________________________________。
你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性?___________________________
(简要回答出原理和现象即可)。
正确答案
(1)Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O溶液变浑浊 气体变为红棕色
(2)3NO2+H2O=2HNO3+NO,制取NO,并用排水法收集NO
(3)NO2和水反应生成的HNO3是一种氧化性酸,可将Na2S氧化,使溶液变浑浊 将干燥的NO2与干燥的H2S气体混合,若有淡黄色固体生成,即可证明NO2的氧化性
甲中发生化学反应Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,产生的NO2气体通过乙进入丙装置后与水发生反应生成NO,NO与气球中的O2接触即可反应得到红棕色的NO2,即可证明NO具有还原性。
(12分) 某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质讨论:运用类比的思想,既然氨气具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究:
(一)制取氨气
(1)写出实验制取氨气的化学方程式 ;
(2)在实验室中,还可以用浓氨水与 (填写一种试剂)快速制取少量氨气;
(3)有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法,想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。你认为能否达到目的? (填“能”或“否”),理由是 。
(二)该小组中某同学设计了下图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出),探究氨气的还原性:
(1)该装置在设计上有一定缺陷,为保证实验结果的准确性,对该装置的改进措施是 。
(2)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色,同时生成一种无污染的气体。写出氨气与CuO反应的化学方程式: 。
正确答案
(一)(1) 2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O ;
(2) NaOH固体或生石灰或碱石灰等
(3) 否 , 氨气极易溶于水、氯化铵对氨气在水中的溶解影响不大。
(二)(1)在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管
(2) 3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O
试题分析:(一)(1)实验室制备氨气的用品是氯化铵和消石灰。(2)浓氨水中加入一种吸水的固体便可以制备氨气。(3)氨气的特殊性为它极易溶于水,所以即使溶液中有氯化铵也不能抑制它溶于水。(二)
(1)由于最后是在检验生成的水,所以在之前要将反应物干燥。(2)氧化铜变红,证明有铜单质生成,无水硫酸铜变蓝色,证明有水生成,另外有一种不污染空气的气体,即为空气的成分,根据元素守恒,推测为氮气,可以写出方程式。
点评:本题以实验探究为背景,考查了实验室制备氨气的方法,涉及到了装置改进和分析实验现象能力的考查。属于简单题
硝酸是极其重要的化工原料,工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。
(1)工业上用水吸收NO2生产HNO3,生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式:
。
(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3,某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。
①检查装置气密性良好后,为观察到NO气体生成,打开K1,关闭K2,应从U形管的长管口注入稀硝酸至 后,迅速关闭K1,观察到U形管内的现象是 。
②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为 。
③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是 。
④打开K2,至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后,打开K3,反应一段时间后,长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO 。
正确答案
(1)4NO2+O2+2H2O=4HNO3(或分成两个方程式写)
(2)①U形管右侧胶塞下沿 U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生无色气体,溶液逐渐变蓝(至少答三点)
②2H2O22H2O+O2↑
③吸收氮的氧化物防止污染环境
④再打开K3,若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色,则证明余气含NO,若无颜色变化,则证明不含NO(其他合理答案也可)
解答本题要注意以下两点:(1)根据实验目的和所放置的试剂确定各装置的作用。
(2)三个开关K1、K2、K3的开与关都对实验起着重要作用。
(12分)(1)在浓硝酸中放入铜片。
①开始反应的化学方程式为___________________________________
②若铜有剩余,则反应将要结束时的反应的离子方程式是 。
③待反应停止后,再加入少量的25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是
_____________________________________________________。
(2) 在100mL混合酸中,c(HNO3) = 0.4mol·L-1,c(H2SO4) = 0.2mol·L-1,向其中加入2.56g铜粉,微热,待充分反应后,溶液中Cu2+的物质的量浓度为 。
(3)14g铜银合金与过量的某浓度的硝酸溶液反应,待放出的气体与1.12L(标准状况下)氧气混合通入水中,恰好全部被水吸收,则合金中铜的质量是 。
正确答案
(12分)
(1)① Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O (2分)
②3Cu + 8H+ + 2NO3- =3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O(2分)
③再加入稀H2SO4,H+与NO3―构成了氧化条件。(2分)
(2)0.15mol·L-1 (3分)
(3)3.2g(3分)
(1)铜与硝酸反应与其浓度有关:
Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀)="3" Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
③待反应停止后,再加入少量的25%的稀硫酸提供H+,溶液中的NO3-可继续氧化铜
(2)NO3-、H+、Cu均为0.04mol,结合下面的离子方程式:
3Cu + 8H+ + 2NO3- =3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
0.015mol 0.04mol 0.01mol 0.015mol
溶液中Cu2+的物质的量浓度为0.15mol·L-1
(3)设合金中铜为x mol,银为 y mol
由合金质量可知:64x+108y=14 由电子守恒可得:2x+y=4×11.2/22.4
x=0.05mol y=0.1mol
所以铜为3.2g
某研究性学习小组设计实验方案来研究稀硝酸与铜反应生成NO。
(1)补充完成下列实验步骤:
①__________________________________________;
②打开活塞A,往U型管右侧漏斗中注入稀硝酸,一直注到稀HNO3接触到A处橡皮塞为止;
③关闭活塞A,观察实验现象。
(2)记录描述观察到的实验现象:
可观察到的现象有:U型管左侧铜丝逐渐溶解,有_____色气体产生,溶液呈______色,随着反应不断进行,最后反应自行停止,该过程反应的离子方程式为________________________________。
(3)试管内装有NO,倒置于水槽中,当向试管内通入21mLO2时,最后试管中的液面仍在原来的位置,则原试管中NO的体积为_________mL。
(4)0.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量_______g。若要使溶液中的Cu2+全部转化为Cu(OH)2沉淀,应加入2 mol·L-1的氢氧化钠溶液 _mL。
正确答案
(1)检查装置气密性(2分)
(2)无 ,蓝 (各1分) 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O(2分)
(3)12mL(2分)
(4)0.96g(2分)40mL(2分)
试题分析:向装有NO的试管中通入O2,发生如下反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3,假设NO的体积为x则消耗的O2为3x/4,4:3=x:3x/4解得x=12;混合酸中加入足量铜粉发生如下反应3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,溶液中H+的总量为0.09mol、NO3-的物质的量为0.01,假设Cu的物质的量为x,根据方程式则3:2=x:0.01,解得x=0.015,计算铜的质量为0.96g。且消耗的H+的物质的量为0.04mol,当加入氢氧化钠时先中和掉剩余的H+,需要氢氧化钠的量为0.05mol,将Cu2+全部转化为沉淀,需要氢氧化钠的量为0.03mol,则总共为0.08mol,据体积V=n/C,解得V="0.04L."
扫码查看完整答案与解析