- 氮气在自然界的存在
- 共1870题
硝酸是常见的三大强酸之一，在化学研究和化工生产中有着广泛应用，常用于制备硝酸盐、染料、肥料、医药中间体、烈性炸药等。硝酸盐多用于焰火、试剂、图像处理行业。
（1）某金属M的硝酸盐受热时按下式分解：2MNO3 2M+2NO2↑+O2↑，加热3.40gMNO3，生成NO2和O2折算成标准状况时的总体积为672mL。由此可以计算出M的相对原子质量为_____________。
（2）将32.64g铜与140mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体折算成标准状况下的体积为11.2L。其中NO的体积为_____________。
（3）现有Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，某研究性学习小组为了探究其组成情况，加入100mL0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同时收集到224mLNO气体（标准状况）。则产物中硝酸铜的物质的量为 。如原混合物中有0.0lmolCu，则其中Cu2O与CuO的质量比为_____________。
正确答案
（1）108 （2）5.82L （3）0.025mol 9:5
（1）标准状况下，672ml气体的物质的量是0.672L÷22.4L/mol＝0.03mol。因此根据反应的方程式可知，氧气的物质的量是0.01mol，所以硝酸盐的物质的量是0.02mol，则硝酸盐的相对分子质量是3.40÷0.02＝170，所以M的相对原子质量是170－62＝108。
（2）32.64g铜的物质的量是0.51mol，失去1.02mol电子。气体的物质的量是0.5mol，若设NO和NO2的物质的量分别是x和y，则x＋y＝0.5、3x＋y＝1.02，解得x＝0.26mol，所以NO的体积是5.82L。
（3）硝酸的物质的量是0.06mol，被还原的硝酸是0.01mol，所以根据氮原子守恒可知，硝酸铜的物质的量是（0.06mol－0.01mol）÷2＝0.025mol。根据铜原子守恒可知，铜原子的物质的量是0.025mol。Cu2O与Cu在反应中均是失去2个电子的，所以二者的物质的量之和是0.015mol，则氧化亚铜的物质的量是0.005mol，所以氧化铜的物质的量是0.005mol，则Cu2O与CuO的质量比为144︰80＝9:5。
某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。
可选药品：稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸、NaOH溶液、蒸馏水
查阅资料：
A．浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。
B．氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 +H2O
（1）①中发生反应的离子方程式是 。
（2）②中发生反应的化学方程式是 。
（3）装置②~⑤中盛放的药品分别是② 、③ 、④ 、⑤ 。
（4）II的操作是 ，目的是 。
（5）该同学得出结论所依据的实验现象是 。
正确答案
（1）Cu+4H++2NO3—== Cu2++2NO2↑+2H2O
（2）3NO2+ H2O == 2HNO3+ NO
（3）蒸馏水、稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
（4）打开弹簧夹，通一段时间N2，关闭弹簧夹 赶净装置中的空气（或氧气）
（5）③中液面上方为无色，④中液面上方变为红棕色
试题分析：（1）在①中Cu与浓硝酸发生反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O离子方程式是Cu+4H++2NO3—== Cu2++2NO2↑+2H2O.（2）②中发生反应的化学方程式是3NO2+ H2O == 2HNO3+ NO。（3）装置②~⑤中盛放的药品分别是②蒸馏水、③稀硝酸、④浓硝酸、⑤氢氧化钠溶液。（4）检验装置的气密性后进行的II的操作是打开弹簧夹，通一段时间N2，关闭弹簧夹，目的是赶净装置中的空气（或氧气）使整个系统处于惰性环境中，防止空气中的氧气把反应产生的NO氧化而影响实验结果的判断。（5）①中发生反应：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+NO2↑+2H2O，②中发生反应3NO2+ H2O == 2HNO3+ NO,③不反应，④中发生反应NO+2HNO3(浓)= 3NO2↑+H2O，⑤中发生反应2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 +H2O.因此该同学得出结论所依据的实验现象是③中液面上方为无色，④中液面上方变为红棕色。
（14分）X、Y、Z是三种短周期元素，X和Z的质子数之和与Y的质子数相等，Z的电子层数是X的电子层数的2倍。A、B、C、D、E、F是中学化学中的常见物质，它们由上述三种元素中的一种、两种或三种组成，其中A是能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，D、E是两种酸，D的钠盐是一种致癌物质，F是一种单质，反应③④均在微生物作用下进行，其转化关系如图所示。
回答下列问题：
（1）Z元素的原子结构示意图为 。
（2）A的电子式为 ，组成E的各元素的原子半径由大到小的顺序为 （用元素符号表示）。
（3）写出下列反应的化学方程式：① ③ 。
（4）A和E反应生成G，Z2Y是一种麻醉剂，由G在210℃分解生成，该分解反应的化学方程式为 。
（5）常温下，G的水溶液的PH=5，则由水电离的氢离子浓度为 ，离子浓度由大到小的关系 。
正确答案
（1）
（3）①
③
（4） NH4NO3 N2O↑ + 2H2O （2分）
（5）10-5mol/L c(NO3-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-) （各2分，共4分）
A能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则A是氨气。D的钠盐是一种致癌物质，则D是亚硝酸，所以X、Y、Z分别是H、O、N。氨气能和氧气反应，所以F是氧气，B是NO，C是NO2，E是硝酸。
（1）氮元素位于第二周期第ⅤA，所以原子结构示意图为
（2）氨气中含有极性键，电子式为
（3）①是氨气的催化氧化，方程式为4NH3 + 5O2 
（5）硝酸铵溶于水水解显酸性，促进水的电离，所以由水电离的氢离子浓度为10-5mol/L。离子浓度由大到小的顺序是c(NO3-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)。
某学校化学学习小组为探究二氧化氮的性质，按下图所示装置进行实验，请回答下列问题
（1）装置甲中盛放浓硝酸的仪器A的名称是 ，仪器B中发生反应的化学方程式为
（2）完成下面表格中的空白
（3）取下装置丙中的试管C，向其中滴加足量的Na2SO3溶液，溶液颜色褪去，该过程中发生反应的离子方程式为 。反应后的溶液中主要含有SO32—、SO42—、I—等阴离子，请填写鉴定SO32—、SO42—和I—的实验报告。
限选试剂：2mol·L—1HCl、1mol·L—1H2SO4、1mol·L—1BaCl2、1mol·L—1Ba(NO3)2、CCl4、新制饱和溴水、新制饱和氯水。
正确答案
（1）分液漏斗（1分）；Cu＋4HNO3（浓）=Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O（3分）
（2）
（3）I2＋SO32-＋H2O=2I－＋SO42-＋2H＋（3分）
试题分析：（1）根据仪器A的结构特点知，A为分液漏斗；蒸馏烧瓶B中发生的反应为浓硝酸和铜的反应，生成硝酸铜、二氧化氮和水，化学方程式为Cu＋4HNO3（浓）=Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O；（2）根据装置乙中的反应方程式知，二氧化氮中氮元素的化合价由+4价升高到+5价，被氧化，作还原剂，表现还原性；将二氧化氮通入试管C中，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸具有强氧化性将碘离子氧化生成单质碘，碘遇淀粉变蓝色，反应方程式为NO2＋2KI＋H2SO4=K2SO4＋I2＋NO＋H2O；（3）向试管C滴加足量的Na2SO3溶液，溶液颜色褪去，发生的反应为在水溶液中碘和亚硫酸钠反应生成硫酸钠和氢碘酸，离子方程式为I2＋SO32-＋H2O=2I－＋SO42-＋2H＋；鉴定SO32—、SO42—和I—，根据题给信息和试剂知，SO32—的检验用饱和溴水，现象为溴水褪色；SO42—检验的操作为取少量待测液于试管B中，加入过量的2 mol·L－1的盐酸，再滴加适量1 mol·L－1的 BaCl2溶液，产生白色沉淀，证明含有SO42-；I—的检验：另取少量待测液于试管C中，滴加饱和氯水和四氯化碳，振荡，溶液分层，下层液体呈紫红色，证明含有碘离子。
下列框图涉及的物质所含元素中,除一种元素外,其余均为1～18号元素。
已知:A、F为无色气体单质,B为具有刺激性气味的气体,C为黑色氧化物,E为红色金属单质（部分反应的产物未列出）。请回答下列问题:
（1）D的化学式为 ;F的结构式为 。
（2）A与B反应的化学方程式为 。
（3）E与G的稀溶液反应的离子方程式为 。
（4）B和C反应的化学方程式为 。
（5）J、K是同种金属的不同氯化物,K为白色沉淀。写出SO2还原J生成K的离子方程式 。
正确答案
（1）NO N≡N
（2）4NH3+5O2
（3）3Cu+8H++2N
（4）3CuO+2NH3
（5）2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
由已知E为红色金属单质可推知E为Cu,又因为C为黑色氧化物且与B反应生成E（Cu）,则知C为CuO。B为具有刺激性气味的气体,则知B为NH3,与CuO可发生反应:3CuO+2NH3
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