江苏省苏州市高新区一中2022-2023学年高一3月月考化学试题 Word版含解析
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这是一份江苏省苏州市高新区一中2022-2023学年高一3月月考化学试题 Word版含解析,共17页。试卷主要包含了单项选择题等内容,欢迎下载使用。
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2022~2023学年度第二学期三月作业检测
高一化学
(时间:75分钟。满分:100分)
可能用到的相对原子质量:
选择题(共39分)
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项符合题意。
1. 氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中的氮循环起始于氮的固定,循环过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是
A. 海洋中不存在游离的氮
B. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化
C. 海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②
D. 向海洋排放含的废水不会影响海洋中的含量
【答案】C
【解析】
【详解】A.在海洋表面水中溶解了少量的氮气,因此海洋中存在游离态的氮,故A错误;
B.图上可以看出海洋中氮的循环起始于氮气转化为,过程中N的化合价降低,被还原,故B错误;
C.氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮,因此海洋中的氮循环属于固氮作用的一步是②,故C正确;
D.根据转化关系,硝酸根离子增多,反硝化作用增强,因此向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量,故D错误;
故选C。
2. 碳与浓HNO3发生反应:C+4HNO3CO2↑+4NO2↑+2H2O。下列说法正确的是
A. N的结构示意图:
B. CO2的球棍模型:
C. 中子数为8的氧原子:
D. HNO3的电离方程式:HNO3=H++
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.原子核外电子数等于原子核内质子数。N是7号元素,原子核外有7个电子,故N原子的结构示意图为,A错误;
B.CO2分子是直线型分子,三个原子在同一条直线上,由于C原子半径比O原子半径大,故CO2的比例模型为:,而不是球棍模型,B错误;
C.O是8号元素,原子核内有8个质子,中子数是8的O原子质量数是16 ,可表示为,C错误;
D.HNO3是一元强酸,在水中完全电离产生H+、,故其电离方程式为:HNO3=H++,D正确;
故合理选项是D。
3. 从石器时代到青铜器时代,再到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展历程和水平。下列关于金属冶炼的说法正确的是
A. 制铝:将Al(OH)3溶于盐酸中,电解AlCl3溶液可得铝
B. 制铜:“曾青(CuSO4)得铁,则化为铜”《淮南子》的过程发生复分解反应
C. 炼铁:用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
D. 制钠:高温分解NaCl制备Na
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.电解熔融Al2O3冶炼金属铝,故A错误;
B.“曾青(CuSO4)得铁,则化为铜”发生反应Fe+ CuSO4=FeSO4+Cu,属于置换反应,故B错误;
C.用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物冶炼铁,故C正确;
D.电解熔融NaCl冶炼金属Na,故D错误;
选C。
4. 常温下,下列各组离子在给定溶液中能大量共存的是
A. 在酸性溶液中:、、、
B. 溶液:、、、
C. 能使酚酞变红的溶液中:、、、
D. 加入铝片产生的溶液中:、、、
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性溶液中存在大量氢离子,H+、、、、相互不反应,能大量共存,故A符合题意;
B.NaClO具有强氧化性,能将亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子,所给离子在指定溶液中不能大量共存,故B不符合题意;
C.能使酚酞变红,说明溶液显碱性,Mg2+、HCO与OH-反应而不能大量共存,故C不符合题意;
D.加入铝片产生氢气的溶液可能为碱,也可能为酸;若溶液显酸性,NO(H+)具有强氧化性,与金属铝反应不产生氢气,且CH3COO-与H+也不能大量共存;若溶液显碱性,钡离子和碳酸根离子生成碳酸钡沉淀,不共存;故D不符合题意;
故选A。
5. 工业利用氮气和氢气合成氨气,一种新型合成氨的原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 该反应过程中N2表现出氧化性
B. 该反应中 n(N2):n(H2O)=1:3
C. 该反应中H2O 把N2氧化为 NH3
D. 该反应中每生成 1molNH3,转移的电子数目约为 3×6.02×1023
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,反应中氮元素化合价降低被还原,氮气是反应的氧化剂,表现氧化性,故A正确;
B.由图可知,反应中氮元素化合价降低被还原,氮气是反应的氧化剂,氧元素化合价升高被氧化,水是反应的还原剂,由得失电子数目守恒可得:n(N2) ×3×2= n(H2O)×2,则n(N2):n(H2O)=1:3,故B正确;
C.由图可知,反应中氮元素化合价降低被还原,氮气是反应的氧化剂,氧元素化合价升高被氧化,水是反应的还原剂,反应中水把氮气还原为氨气,故C错误;
D.由图可知,反应中氮元素化合价降低被还原,氨气是反应的还原产物,则反应中每生成 1mol氨气,转移的电子数目约为1mol×3×6.02×1023mol—1=3×6.02×1023,故D正确;
故选C。
6. 稀硫酸中插一块铜片,加入下列物质后,可使铜片迅速发生反应的是( )
A. 稀盐酸 B. 硫酸钠晶体 C. 硝酸钾晶体 D. 氯化钠晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A、稀硫酸、稀盐酸和铜都不反应,故不选A;
B、硫酸钠、稀硫酸和铜都不反应,故不选B;
C. 硝酸钾、稀硫酸混合,相当于有硝酸存在,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、水、一氧化氮,故选C;
D. 氯化钠、稀硫酸和铜都不反应,故不选D。
答案选C。
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. 将通入水中:
B 通入足量澄清石灰水中:
C. 用氨水吸收过量的气体:
D. 用稀硝酸除去试管内壁的银镜:
【答案】B
【解析】
【详解】A.将通入水中反应生成硝酸和一氧化氮:,A错误;
B.通入足量澄清石灰水中生成碳酸钙沉淀和水:,B正确;
C.用氨水吸收过量的气体生成亚硫酸氢铵:,C错误;
D.用稀硝酸除去试管内壁银镜反应生成硝酸银和NO:,D错误;
故选B。
8. 某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是
甲
乙
丙
丁
戊
己
已知:①浓硝酸可氧化NO。②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
A. 装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B. 装置戊中发生的化学方程式:2NO+2Fe2FeO+N2
C. 装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2
D. 装置乙的作用是干燥,防止水蒸气进入戊中干扰反应
【答案】D
【解析】
【分析】本实验验证NO与铁粉反应生成N2和FeO,甲装置是制备NO气体,NO能与装置空气中氧气反应生成NO2,制备NO的气体中混有水蒸气、硝酸蒸气和NO2,水蒸气能与铁反应,干扰实验,需要除去,让NO2与水反应生成硝酸和NO,得到纯净NO,与铁反应,NO有毒,需要尾气处理,根据信息,先通过浓硝酸,最后通过NaOH溶液,据此分析;
【详解】A.根据上述分析,连接顺序是a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,故A说法正确;
B.NO与铁粉反应生成氮气和FeO,其反应方程式为2NO+2Fe2FeO+N2,故B说法正确;
C.根据上述分析,装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2,故C说法正确;
D.浓硝酸不具有吸水性,不做干燥剂,根据信息可知,浓硝酸的作用是将NO氧化成NO2,便于NaOH溶液吸收,防止污染环境,故D说法错误;
答案为D。
9. 中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(),能利用太阳光高效分解水。原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 通过该催化反应,实现了太阳能向化学能的转化
B. 反应Ⅰ中涉及到共价键的断裂和离子键的形成
C. 反应Ⅱ为
D. 总反应为:
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示可知,反应I为水在光和催化剂作用下分解生成过氧化氢和氢气,反应II是过氧化氢转化为水与氧气;
【详解】A.由图可知,该过程是利用太阳能实现高效分解水,在反应中太阳能转化为化学能,A正确;
B.反应I是水反应生成氢气与过氧化氢,水中存在极性共价键,氢气中存在非极性共价键,过氧化氢中既有极性键又有非极性键,涉及极性键的断裂和极性键、非极性键的形成,B错误;
C.反应II是过氧化氢转化为水与氧气,反应过程可表示为:,故C正确;
D.整个过程是将水转化为氢气和氧气,总反应为:,故D正确;
故选B。
10. 翡翠是由X、Y、Z、W四种短周期元素组成的矿物,可表示为,X、Y、W元素的简单离子的电子层结构相同,X的原子半径比Y的大,Z的单质是常见的半导体材料,W是地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是
A. Y在化合物中显价 B. X与W只能形成一种化合物
C. W的简单氢化物稳定性比Z的强 D. X的最高价氧化物对应的水化物碱性比Y的弱
【答案】C
【解析】
【分析】翡翠是由X、Y、Z、W四种短周期元素组成的矿物,可表示为XY[Z2W6],其中W是地壳中含量最多的元素,则W为O元素;Z的单质是常见的半导体材料,则Z为Si;翡翠属于硅酸盐,X、Y化合价之和为+4,X、Y、W元素的简单离子的电子层结构相同,离子核外电子数为10,且X的原子半径比Y的大,则X为Na、Y为Al。
【详解】A. Y为Al,在化合物中显+3价,故A错误;
B. X为Na、W为O,二者可以形成氧化钠、过氧化钠,故B错误;
C. 非金属性O>Si,氢化物稳定性与元素非金属性一致,故氧元素氢化物更稳定,故C正确;
D. 金属性Na>Al,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故D错误;
故选C。
11. 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得出结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀
气体X一定具有强氧化性
B
某溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,无现象,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成
溶液中一定含有Cl-
C
向Na2CO3溶液中加入盐酸,将产生的气体直接通入硅酸钠溶液中,产生白色胶状沉淀硅酸
酸性:盐酸>碳酸>硅酸
D
加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,试管口处润湿的红色石蕊试纸变蓝
NH4HCO3显碱性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向溶有SO2的BaCl2溶液中通入气体X,出现白色沉淀,该气体可能为碱性气体(如NH3),碱性气体与亚硫酸(或SO2)发生中和反应,生成亚硫酸根,亚硫酸根与钡离子结合生成亚硫酸钡白色沉淀,不一定是强氧化性气体,A错误;
B.加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,无现象,说明没有,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀生成,则证明有Cl-存在,B正确;
C.盐酸具有挥发性,反应产物中有HCl存在,直接通入硅酸钠溶液中,无法证明碳酸与硅酸酸性强弱,C错误;
D.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,试管口处润湿的红色石蕊试纸变蓝,是因为碳酸氢铵受热分解生成,溶于水显碱性而不是NH4HCO3,D错误;
故选B。
12. K2FeO4具有强氧化性,酸性条件下,其氧化性强于Cl2、KMnO4,其制备的流程如下:
已知:K2FeO4能溶于水,微溶于浓KOH溶液,“转化1”时有生成。下列有关说法正确的是
A. K2FeO4中铁元素的化合价是+3
B. “转化1”发生反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+5H2O=2+3Cl-+10H+
C. “转化2”能进行的原因是该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小
D. 所得滤液含有大量的Na+、H+、、Cl-
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.化合物中各种元素化合价代数和为0,在K2FeO4中,K为+1价,O为-2价,则铁元素的化合价是+6,A错误;
B.由于加入过量氢氧化钠溶液,溶液显碱性,在碱性溶液中不可能大量存在H+,B错误;
C.“转化2”发生反应:Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,反应能够进行就是由于在该条件下K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小,C正确;
D.由于加入了过量饱和的KOH溶液,溶液显碱性,不可能大量产生H+,D错误;
故合理选项是C。
13. 以某铜渣(含少量Ag)为原料制备硫酸铜的实验步骤为:向题图所示装置中加入铜渣,分批加入稀和稀混合溶液,滴加的间隔鼓入氧气。反应结束后,向溶液中加入少量NaCl后过滤,从滤液中分离得到硫酸铜。下列叙述不正确的是
A. 与直接用稀硝酸溶解铜渣相比,加入稀硫酸及鼓入氧气均可节约硝酸用量
B. 当观察到鼓入不再出现红棕色,表明反应停止
C. 加入氯化钠可除去溶液中少量的
D. 将含硫酸铜的滤液蒸干、灼烧得硫酸铜晶体
【答案】D
【解析】
【分析】铜渣和混合酸反应溶解,得到以硫酸铜为主的混合溶液,为了充分利用稀硝酸,在反应过程中不时的通入氧气,使生成的NO气体转化为硝酸,减小硝酸的消耗。由于杂质也能被硝酸溶解氧化,为了能把反应后溶液中的Ag+完全除去,在反应后的溶液中,加入少量,使硫酸银转化为更难溶的氯化银沉淀,然后过滤,滤液即溶液。
【详解】A.直接用稀硝酸溶解铜渣时硝酸的还原产物为NO、不能被利用,而加入稀硫酸及鼓入氧气均可节约硝酸用量,A正确;
B. 当观察到鼓入不再出现红棕色(NO2气体),表明NO已不再产生、反应停止,B正确;
C. 氯化银难溶于氢离子,加入氯化钠可除去溶液中少量的,C正确;
D. 硫酸铜晶体含结晶水、应用冷却结晶法获得,将含硫酸铜的滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,可得硫酸铜晶体,D不正确;
答案选D。
非选择题(共61分)
14. 现有A、B、C、D四种元素,它们的核电荷数依次增多。
①A的核电荷数大于2,可形成氢化物,该氢化物在常温下是液体;
②A和C两元素可形成化合物,该化合物既能溶于强酸,又能溶于强碱;
③离子与离子具有相同的核外电子数;
④B与D元素可以形成化合物BD;
⑤BD的溶液中通入氯气后加淀粉溶液显蓝色;
试回答:
(1)A元素在周期表中的位置为_______。
(2)D的单质分子的结构式_______,B元素最高价氧化物的水化物的电子式_______。
(3)写出工业上冶炼C单质的化学方程式_______。
(4)写出BD的溶液中通入氯气的离子方程式_______。
(5)比较A、B、C三种元素形成的简单离子半径:(A、B、C离子用实际离子符号表示)_______。
【答案】(1)第2周期ⅥA族
(2) ①. ②.
(3)
(4)
(5)
【解析】
【分析】①A的核电荷数大于2,可形成氢化物H2A,该氢化物在常温下是液体,则A是O;
②A和C两元素可形成C2A3化合物,该化合物既能溶于强酸,又能溶于强碱,则C是Al;
③离子与离子具有相同的核外电子数,则B是Na;
④B与D元素可以形成化合物BD;⑤BD的溶液中通入氯气后加淀粉溶液显蓝色,因此D是I。
【小问1详解】
A为氧,在周期表中的位置为第2周期ⅥA族;
【小问2详解】
D的单质为碘单质,分子的结构式H-H,B元素最高价氧化物的水化物为氢氧化钠,氢氧化钠为离子化合物,电子式;
【小问3详解】
冶炼C(Al)单质的反应为在冰晶石存在条件下电解熔融氧化铝制取铝,化学方程式;
【小问4详解】
氯气具有强氧化性,NaI的溶液中通入氯气反应生成碘单质,反应的离子方程式为:;
【小问5详解】
电子层数越多,简单离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,简单离子半径越小;A、B、C三种元素形成的简单离子半径:。
15. 利用硫酸烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还含有SiO2和CuO等)来制取FeSO4溶液。
(1)将硫酸烧渣进行粉碎,其目的是___________。“酸浸”时,Fe2O3发生反应的离子方程式是___________。
(2)“还原”时,铁粉将Fe3+、Cu2+还原为Fe2+和Cu。检验Fe3+是否已全部被还原,所选用试剂的化学式是___________。
(3)将得到的FeSO4溶液进行下列操作,测定其物质的量浓度:
步骤一:取10.00 mLFeSO4溶液,将其稀释成100.00 mL溶液。
步骤二:取25.00 mL稀释后的溶液,向其中加入0.100 mol·L−1酸性KMnO4溶液。恰好反应时,记下消耗KMnO4溶液的体积。
步骤三:重复上述实验3次,平均消耗KMnO4溶液20.00 mL。
已知: +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
①“步骤一”中稀释时所用的水需先进行加热煮沸,其目的是___________。
②试通过计算,求原FeSO4溶液的物质的量浓度是多少?(写出计算过程)___________
【答案】 ①. 增大固体表面积,加快酸浸溶解速率 ②. Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ③. KSCN溶液 ④. 降低水中溶解的O2,防止Fe2+被氧化 ⑤. 稀释后的25.00 mL溶液消耗KMnO4的物质的量为n(KMnO4)=0.100 mol/L×0.02 L=0.002 mol,根据物质反应关系可知其中含有的Fe2+的物质的量n(Fe2+)=5 n(KMnO4)=0.01 mol,故10.00 mL稀释前溶液中含有Fe2+的物质的量n(Fe2+)=,故该溶液的FeSO4浓度c(FeSO4)=c(Fe2+)=。
【解析】
【分析】将硫酸烧渣粉碎后用稀硫酸酸浸,其中的金属氧化物Fe2O3、FeO和CuO变为可溶性盐进入溶液,而酸性氧化物SiO2不能反应,以固体形式进入滤渣。将固液混合物过滤,除去SiO2,向含有Cu2+、Fe3+、Fe2+的酸性溶液中加热足量的Fe粉,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+Cu2+=Cu+Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,然后过滤除去Cu及过量的Fe,就得到FeSO4溶液。
【详解】(1)将硫酸烧渣进行粉碎,其目是使固体表面积增大,以加快酸浸的溶解速率;
“酸浸”时,Fe2O3与H2SO4发生反应产生Fe2(SO4)3、H2O,发生反应的离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
(2)“还原”时,铁粉将Fe3+、Cu2+还原为Fe2+和Cu,Fe被氧化为Fe2+。若Fe3+全部被还原,则溶液中就不含有Fe3+,故可根据Fe3+与SCN-会产生血红色物质进行检验,检验Fe3+是否已全部被还原,所选用试剂化学式可以是KSCN溶液;
(3)①Fe2+具有还原性,容易被溶解在溶液中的O2氧化变为Fe3+,导致其浓度测定数值不准确。在“步骤一”中稀释时所用的水需先进行加热煮沸,其目的是降低水中溶解的O2,防止Fe2+被氧化;
②稀释后的25.00 mL溶液在滴定中消耗KMnO4标准溶液的物质的量为n(KMnO4)=0.100 mol/L×0.02 L=0.002 mol,则根据物质反应关系可知其中含有的Fe2+的物质的量n(Fe2+)=5 n(KMnO4)=0.01 mol,故10.00 mL稀释前溶液中含有Fe2+的物质的量n(Fe2+)=,故该溶液的FeSO4浓度c(FeSO4)=c(Fe2+)=。
16. 纳米铁粉常用于废水处理等,以草酸(H2C2O4)与FeSO4为原料可制取纳米铁粉。
(1)制取草酸
用含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2∶1.5)溶液氧化淀粉水解液制备草酸,其装置如题图-1所示。[已知:硝酸氧化淀粉水解液过程中主要反应:C6H12O6+HNO3→H2C2O4+NO2↑+NO↑+H2O(未配平)]
①该反应的温度需控制在55~60℃,适宜的加热方式为___________。
②仪器a的名称为___________。
③装置C用于尾气吸收。当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时,发生反应:NO2+NO+Na2CO3=2___________+CO2。
(2)制备纳米铁粉,其流程如下:
过滤所得到的晶体FeC2O4·2H2O在700℃时分解:FeC2O4·2H2OFe+2CO2↑+2H2O↑。由于生成CO2,该反应成为制备纳米铁粉的重要方法。CO2的作用是___________。
(3)用纳米铁粉处理废水中的:
①酸性条件下,纳米铁粉与废水中反应生成Fe2+与,其反应的离子方程式是________。
②研究发现,废水中溶解氧会对的去除产生一定影响。在初始pH、初始浓度、纳米铁粉与硝酸盐质量比均一定的条件下,有氧与无氧条件下的去除率随反应时间的变化如题图-2所示。1~3 h时,有氧条件下去除率低于无氧条件下,其可能的原因是___________。
【答案】 ①. 水浴加热 ②. 分液漏斗 ③. NaNO2 ④. 防止在加热产生的Fe被氧化,避免Fe单质聚集产生大的颗粒,有利于纳米铁的产生 ⑤. 4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O ⑥. 水中溶解O2反应消耗纳米Fe,不利于Fe与的反应发生,导致去除率降低
【解析】
【分析】
【详解】(1)①该反应的温度需控制在55~60℃,适宜的加热方式为水浴加热;
②根据装置图可知仪器a的名称为分液漏斗;
③装置C中Na2CO3溶液显碱性,用于尾气吸收氮氧化合物,当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时,发生反应,根据原子守恒,可知缺项物质化学式是NaNO2,故反应的化学方程式为:NO2+NO+Na2CO3=2NaNO2+CO2。
(2)在700℃时分解FeC2O4·2H2O晶体:FeC2O4·2H2OFe+2CO2↑+2H2O↑,由于生成气体CO2,使Fe粉处于惰性环境,防止其被氧化,同时气体存在,可避免Fe聚集形成较大颗粒,有利于纳米铁粉的制备;
(3)①酸性条件下,纳米铁粉与废水中反应生成Fe2+与,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式为:4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O;
②1~3 h时,有氧条件下去除率低于无氧条件下,其可能的原因是:在无氧时只发生反应:4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O;而在有氧条件下,O2同时也具有氧化性,会反应消耗纳米铁粉,导致与发生反应的纳米Fe量减小,因而使去除率低于无氧条件。
17. 氮及其化合物在生产生活中有着广泛的应用,但同时随意排放氮的化合物也会造成环境污染问题。
I.某研究性学习小组设计用如图所示实验装置(夹持仪器省略)制取干燥的氨气并验证NH3具有还原性,请回答下列问题:
(1)实验室制备氨气有多种方法,现欲NH4Cl用与熟石灰反应制取NH3,则甲中的气体发生装置为______。(从Ⅱ中选用)
(2)装置丙用于收集NH3,应将导管_____(填“a”或“b”)延长至集气瓶底部。
Ⅱ.由氨气为原料的合成硝酸工业中有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出,有多种方法解决污染环境。
(3)臭氧脱硝法:O3氧化NO结合水洗,可产生HNO3,该反应的化学方程式为______。
(4)氨气催化吸收法处理尾气法:已知6mol氨气恰好能将含NO和NO2共7mol的混合气体完全转化为N2,则混合气体中NO和NO2的物质的量之比______。
Ⅲ.NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(5)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为
NO+NO2+2OH-=2NO+H2O
2NO2+2OH-=NO+NO+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有______(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是______(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是______(填化学式)。
(6)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO,其离子方程式为______。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是______。
【答案】(1)B (2)b
(3)3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2
(4)5∶2 (5) ①. BC ②. NaNO3 ③. NO
(6) ①. 3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO+5H+ ②. 溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
【解析】
【分析】实验中制取干燥氨气,并验证氨气具有还原性,甲装置为制备氨气装置,乙装置为干燥装置,盛放碱石灰,根据问题(2)装置丙为收集装置,装置丁为氨气还原氧化铜,装置戊为验证氨气还原氧化铜产生水,装置己的作用为尾气处理,吸收多余氨气,据此分析;
【小问1详解】
氯化铵、熟石灰为固体,应选用固体+固体气体,则甲中的气体发生装置为B,故答案为B;
【小问2详解】
装置丙为收集装置,因为氨气的密度小于空气,应是短进长出,即b延长至集气瓶底部;故答案为b;
【小问3详解】
臭氧具有强氧化性,将NO氧化成硝酸,反应方程式为3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2;故答案为3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2;
【小问4详解】
氨气为还原剂,NO和NO2为氧化剂,令NO物质的量为amol,则二氧化氮物质的量为(7-a)mol,根据得失电子数目守恒,6mol×[0-(-3)]=amol×2+(7-a)mol×4,解得a=5,因此NO和NO2物质的量之比为5∶2;故答案为5∶2;
【小问5详解】
①A.加快通入尾气的速率,气体不能充分被吸收,故A不符合题意;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,增加气液接触面积,使尾气充分被吸收,故B符合题意;
C.定期补加NaOH溶液,可提高尾气的转化率,故C符合题意;
答案为BC;
②根据反应方程式可知,反应后溶质为NaNO2和NaNO3,因此得到亚硝酸钠晶体中含有主要杂质为NaNO3;NO不溶于水,且不与水、NaOH反应,因此吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物为NO;故答案为NaNO3;NO;
【小问6详解】
①HClO氧化NO生成Cl-和NO,根据化合价升降以及原子守恒进行配平,其离子方程式为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO+5H+,故答案为3HClO+2NO+H2O=3Cl-+2NO+5H+;
②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强,NO转化率越高;故答案为溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强。
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