- 氮气在自然界的存在
- 共1870题
（9分）实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为: 2NH3+3CuO
试回答:(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
①仪器连接的顺序(用字母编号表示,仪器可重复使用) ；d中浓硫酸的作用是 ， ；实验完毕时观察到a中的现象是 ；
②列出计算Cu的相对原子质量的表达式 ；
③下列情况将使测定结果偏大的是 。(以下选择填空不限1个正确答案，均用字母编号填写)
(a)CuO未全部还原为Cu (b)CuO受潮 (c)CuO中混有Cu
(2)如果仍采用上述仪器装置,其他方案可选用测定的物理量有
(a)m(Cu)和m(CuO) (b)m(N2)和m(H2O) (c)m(Cu)和m(H2O) (d)m(NH3)和m(H2O)
正确答案
(1)①b c a c d 吸收未反应的氨 防止空气中水分进入 固体由黑色转变为红色 ②
根据本题的意图是需要测定反应物氧化铜和生成物水的质量，从而利用氨和加热条件下的氧化铜在化学反应中的关系求出铜的相对原子质量。氧化铜的质量可直接从所取的药品称量中得知，测反应生成的水的质量时，应考虑制得的氨气中混有的水蒸气对测量有干扰作用，应予以排除，反应后的气体中必然夹杂着未反应完的氨气，吸收水蒸气时也要考虑不能用浓硫酸作吸收剂，否则会同时吸入水蒸气和氨气，造成测量数据偏大。
（1）①NH4Cl和Ca(OH)2反应可生成NH3，经碱石灰干燥后（不能用浓H2SO4干燥），因为浓H2SO4要吸收NH3）把NH3通入a装置发生主体反应，将反应后生成的水蒸气用C吸收（不能用浓H2SO4吸收），因为还有未反应的NH3也可被浓H2SO4吸收，这样测量水的质量就偏大，多余的NH3用浓H2SO4吸收，同时也防止空气中的水蒸气进入第二个C装置中。
②2NH3+3CuO=N2+3Cu+3H2O（设铜的相对原子质量为x）
3(x+16) 3×18
m(CuO) m(H2O) x="18" m(CuO)/ m(H2O)-16
或考虑计算铜的相对原子质量的思路是：
n(CuO)=m(H2O)/18 M(CuO)=m(CuO)/n(H2O)=18m(CuO)/m(H2O) M(Cu)=M(CuO)-16如果测量反应前后硬质玻璃管的质量，则可测出反应生成的铜的质量，从测得的氧化铜的质量可计算铜的相对原子质量为：
M(Cu)=m(Cu)/n(CuO)=18m(Cu)/m(H2O)。
从测得的生成的水的质量，也可计算铜的相对原子质量为：
M(Cu)=m(Cu)/n(H2O)=18m(Cu)/m(H2O)。
③要使测定结果偏大，则m(H2O)m要偏小，其中（a）导致m(H2O)偏小 （b）导致m(H2O)偏大 （c）相当于m(H2O)偏小。故选a、c。
（2）由于气体的质量难于测量，也难于收集，所以（b）（d）是不可选用的。
(10分)下图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对演示实验改进后的装置：
（1） 写出铜和浓硝酸反应的离子方程式 。
（2）和甲装置相比，乙装置的优点有
（3）为了进一步验证NO2和水的反应，某学生设计了丙装置,做实验时先关闭弹簧夹
，再打开弹簧夹 ，才能使NO2气体充满②试管。
（4）当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离，欲使烧杯中的水进入②试管应如何操
作 。
（5）②试管中的NO2和水充分反应后，所得溶液物质的量浓度的最大值是
（气体体积按标准状况计算）。
正确答案
（1）Cu + 4H+ + 2NO3_ = Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O （2分）
（2）①可以控制反应。（1分）②吸收NO2气体，防止污染环境。（1分）
（3）关闭c；打开a、b。（2分）
（4）先关闭b，再关闭a, 然后打开c，用手捂住（热水、热毛巾、加热）试管②。（合理答案均给分） （2分）
（5）1/22.4mol·L－1或0.045mol·L－1 （2分）
略
运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，其方程式为：N2H4+O2=N2+2H2O，若将此反应设计成如图所示的原电池装置，请回答：
①负极反应式为： ▲ ；
②工作一段时间后正极附近溶液的pH变化为 ▲ （填“增大”“减小”或“不变”）；
③若用该电池电解以石墨为电极的100mL氯化铜溶液，一段时间后，两极均收集到2.24L气体（已换算成标准状况下的体积），则原溶液中Cu2+的物质的量浓度为 ▲ 。
（2）在25℃时，向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，首先生成 ▲ 沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为 ▲ 。（已知25℃ Ksp[Mg (OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Cu (OH)2]=2.2×10-20）。
（3）在25℃时，将a mol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4+)= c(Cl－)，则溶液显 ▲ 性（填“酸”“碱”或“中”）,用含a的代数式表示NH3· H2O的电离常数kb= ▲ 。
正确答案
(11分)
（1）①N2H4+4OH－－4e－=N2+4H2O (2分) ②增大(1分)
③ 0.5 mol·L-1·(2分)（单位不写不给分）
（2）Cu(OH)2 (1分) Cu2++2NH3·H20= Cu(OH)2 ↓+2NH4+ (2分)
（3）中 (1分) , 
略
（15分）已知硝酸铜溶液呈蓝色。但在铜与浓硝酸、稀硝酸反应的实验中，同学们发现，除了生成的气体颜色不相同外，最终溶液的颜色也不相同：前者呈绿色，而后者呈蓝色。
甲、乙二位同学为此进行了实验探究。
甲：在I、II两支试管中分别加入等体积的浓HNO3和稀HNO3，再向两支试管中分别投入等质量的铜片，充分反应后铜均无剩余。结果：I中溶液呈绿色，II中溶液呈蓝色。
乙：分别取I中的绿色溶液于两支试管Ⅲ、IV中，对试管Ⅲ进行多次振荡、静置，最终溶液颜色由绿色转变为深蓝色；向试管IV中缓缓加水并不停振荡，观察到溶液由绿色变为深蓝色，最后变为淡蓝色。
请回答下列问题：
（1）分别写出Cu与浓HNO3、稀HNO3反应的化学方程式：__________、__________。
（2）甲的实验_______（“能”或“不能”）说明溶液呈现不同的颜色与其物质的量浓度无关，这是因为充分反应后，I、II两试管中Cu(NO3)2溶液的物质的量浓度_______（填“相等”或“不相等”）。
（3）请你根据乙的实验，推测Cu与浓HNO3反应后溶液呈绿色的原因是________
_______________________________________________________________。
（4）请设计一个方案，验证你所得到的上述结论：____________________________。
正确答案
（1）Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O（2分）
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（2分）
（2）能（2分） 相等（2分）
（3）反应产生的NO2部分溶解于浓硝酸中呈黄色，与蓝色的硝酸铜溶液混合而使溶液呈绿色（3分）
（4）方案一：取Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液，向其中通入足量的空气(或氧气)，溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色。
方案二：取Cu与浓HNO3反应后的绿色溶液，加热，溶液颜色由绿色逐渐变为蓝绿色，最终变为蓝色（可任选其中一个作答）。（4分）
略
写出除去下列气体中少量杂质（括号内物质）的方法：
⑴N2（O2） ；⑵NO（NO2） ；
⑶CO2（HCl） ；⑷NH3（H2O） 。
正确答案
⑴通过灼热的铜网 ⑵通过盛水的洗气瓶 ⑶通过盛饱和NaHCO3的洗气瓶 ⑷通过盛碱石灰的干燥管。
⑴灼热的铜网可以除去O2 ⑵水与NO2反应生成NO ⑶NaHCO3与HCl反应生成CO2 ⑷碱石灰可吸收水份，作干燥剂。
扫码查看完整答案与解析