- 氮气在自然界的存在
- 共1870题
将16g铜与100mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为5.6L。请回答:
(1) 求混合气体中NO2和NO的体积分别是多少;
(2) 待产生的气体全部释放后,向溶液中加入120mL5mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,求原有硝酸的物质的量浓度。
正确答案
(1) 5.6L,5.6L ;
(2)10mol·L-1
略
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:
甲:Mg(NO3)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2 丙:Mg3N2、O2 丁:MgO、NO2、N2
(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是_____________。
查阅资料得知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2)实验过程
①取器连接后,放人固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E 中有气泡连续放出,表明________
②称取Mg(NO3)2固体3 .79 g置于A中,加热前通人N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭K,用酒精灯加热时,正确操作是先________然后固定在管中固体部位下加热。
③观察到A 中有红棕色气体出现,C、D 中未见明显变化。
④待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1 . 0g
⑤取少量剩余固体于试管中,加人适量水,未见明显现象。
(3)实验结果分析讨论
① 根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。
② 根据D 中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应:_____________________(填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检侧到的原因是_____________________。
③ 小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装里进一步研究。
正确答案
(1)不符合氧化还原反应原理(或其它合理答案)
(2)①装置气密性良好
②避免对产物O2的检验产生干扰(或其它合理答案)
移动酒精灯预热硬质玻璃管
(3)①乙
②2Na2SO3 + O2= 2Na2SO4
O2在通过装置B时已参与反应(或其它合理答案)
(1)根据氧化还原反应原理有化合价的升高就有化合价的降低,而丁中只有化合价的降低,故不可能。
(2)该实验是通过定量和定性相结合的方法进行探究,通过固体质量的减少可以确定剩余的固体产物;通过红棕色气体,说明有NO2气体,排除丙的可能。
①一个完整的实验流程:安装,检查气密性,装药,实验,拆装置……,该过程为检查气密性;
②该实验过程中要排除氧气的干扰,故先用氮气排除空气,加热的操作时先预热,再对准一点加热。
(3)有NO2排除丙,固体质量减轻,故为乙;若有氧气,能讲亚硫酸钠氧化为硫酸钠;氧气没有检测到,可能在前面发生反应。
以探究实验为基础,考查了探究的基本方法,化学实验基本操作,氧化还原反应等相关知识。
(14分)碳氧化物和氨氧化物在工业生产中有着广泛应用。
(1)工业上利用CO和H2在催化剂存在下合成甲醇。
主反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91kJ.mo1-1
副反应:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-206 kJ.mo1-1
①反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H= kJ.mo1-。
②工业中常用醇为燃料制成燃料电池(如右图所示),通入甲醇的电极是 极(填“正”或“负”);该电池的正极反应式为 。
(2)氮氧化物进入大气后,可形成硝酸型酸雨和光化学烟雾,必须对其进行处理。
①用过量的NaOH溶液吸收NO2气体,所得的溶液中除了含有NaOH,还含有 。
②为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如右图所示。写出净化过程中的总化学反应方程式: 。
③某工厂排出的尾气中NOx的含量为0.56%(体积分数),用氨气可以将其转化为无害气体,发生的反应为:6NOx+4xNH3=(3+2x)N2+6xH2O若处理1×L(标准状况)该尾气需42.5gNH3,则x= 。
正确答案
(1)①-24(3分)②负(2分) O2+2H2O+4e-=4OH-(2分)
(2)①NaNO2、NaNO3(或答物质名称)(2分)
②2NO+O2+4CO4CO2+N2(2分)③1.5(3分)
(1)①根据盖斯定律可知,②-①×2即得到2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g),所以反应热△H=-206 kJ.mo1-1+91kJ.mo1-1×2=-24 kJ.mo1-1。
②原电池中负极失去电子,正极得到电子,所以甲醇在负极通入,氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾,所以正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
(2)①NO2和氢氧化钠反应时,发生氧化还原反应,所以生成物是硝酸钠、亚硝酸钠和水。
②根据图示可知,生成物是CO2和氮气,所以方程式为②2NO+O2+4CO4CO2+N2。
③42.5gNH3是2.5mol,NOX的物质的量是,所以根据方程式可知4x=6,即x=1.5。
(12分)某探究学习小组的同学学习氨的性质以后,为了探究氨气的某些性质,设计并进行了以下实验:
(Ⅰ)NH3的制取及收集
1.写出实验制取氨气的化学方程式 ;
2.收集氨气的方法是 。
(II)HCl的制取及收集
实验室通常以反应:2NaCl(晶体)+H2SO4(浓)Na2SO4 + 2HCl↑ 为原理来制取少量HCl气体,试据此分析并回答下列问题:
1.实验室制取HCl气体可选择下列装置中的
(III)验证氨气部分性质的探究实验:
为了同时进行氨气溶于水以及氨气与HCl的反应的探究,同学们积极思考并设计了如下的实验装置图。首先在甲、乙两个干燥的圆底烧瓶中分别收集满了NH3和HCl气体,然后再按如下图所示连接好各个装置(活塞a和b均处于关闭状态),并按以下步骤进行实验:
1.先挤压胶头滴管再打开活塞b,请你预测此时乙中可能观察到的现象是: 。
发生反应的方程式为: 。
2.待乙中观察到明显现象后立即关闭活塞b,并打开活塞a,又将可能观察到的实验现象是: 。
正确答案
略
已知:6.4克铜与适量的浓硝酸反应,当铜完全溶解后,共收集到NO和NO2混合气体共2.24升(已折算为标准状况)。
求:(1)被还原的HNO3的物质的量;
(2)参加反应的HNO3的物质的量
正确答案
(6分)(1)0.1mol (2)0.3mol (每问3分,结果正确即得满分)
试题分析:(1)硝酸不论是被还原生成NO,还是生成NO2,根据原子守恒可知,被还原的硝酸的物质的量等于NO和NO2的气体的物质的量,即被还原的硝酸=2.24L÷22.4L.mol=0.1mol。
(2)铜的物质的量是6.4g÷64g/mol=0.1mol
属于生成硝酸铜的物质的量也是0.1mol
则没有被还原的硝酸是0.1mol×2=0.2mol
所以参加反应的硝酸的物质的量是0.1mol+0.2mol=0.3mol
点评:该题是基础性试题的考查,试题基础性强,侧重对基础知识的巩固与训练,有利于培养学生的逻辑推理能力,和规范答题能力。该题的关键是利用好守恒法,即原子守恒、质量守恒定律、电子的得失守恒。
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