天津高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-15氮族元素及其化合物(2)
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一、单选题
1.(2021·天津河东·统考二模)用下列仪器或装置进行相应实验,不能达到实验目的的是
A.除去SO2中的少量HCl
B.配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液
C.检验溴乙烷消去产物中的乙烯
D.制取氨气
A.A B.B C.C D.D
2.(2021·天津·模拟预测)PM2.5细颗粒物含有的毒性物质来源之一是汽车尾气排放。通过排气管加装催化装置,可有效减少CO和NO的排放,催化装置内发生的反应:NOx+ CON2 + CO2。下列关于此反应的说法中,不正确的是
A.所涉及元素中原子半径: C>N>O
B.当x = 2时,每生成1mol N2,转移电子数为4mol
C.等物质的量N2和CO2中,共价键的个数比为3︰4
D.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1︰1时,NOx中氮元素的化合价为+2
3.(2021·天津和平·统考一模)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.SO2具有氧化性,可用作葡萄酒抗氧化剂
B.氨气具有还原性,可用作制冷剂
C.次氯酸具有弱酸性,可用作有色物质的漂白剂
D.碳酸钠溶液显碱性,可用其热溶液除去金属餐具表面油污
4.(2020·天津·模拟预测)含有下列有害组分的尾气,常用NaOH溶液吸收以保护环境。吸收过程中发生歧化反应的是
A.SO3 B.Cl2 C.NO D.HBr
5.(2020·天津·模拟预测)检验下列物所选用的试剂正确的是
待检验物质
所用试剂
A
海水中的碘元素
淀粉溶液
B
SO2气体
澄清石灰水
C
溶液中的Cu2+
氨水
D
溶液中的
NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸
A.A B.B C.C D.D
6.(2020·天津南开·统考二模)下列说法正确的是
A.黄铜是铜的合金,属于混合物
B.二氧化氮能溶于水生成硝酸,属于酸性氧化物
C.氧化铝可用于制作高温结构陶瓷制品,属于金属材料
D.生物柴油可作内燃机的燃料,属于烃类
7.(2020·天津和平·三模)下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的的是
A
B
C
D
实验目的
制备氢氧化铁胶体
分离乙酸乙酯和饱和Na2CO3溶液
除去CO2中的少量HCl
收集NO2
实验装置
A.A B.B C.C D.D
8.(2020·天津河西·统考二模)下列实验能达到预期目的的是( )
A.配制稀硫酸
B.收集NO2气体
C.收集氨气
D.用铜丝做Na的焰色
9.(2020·天津南开·统考二模)下列实验主要仪器和试剂的选择不能达到实验目的的是
选项
主要仪器
试剂
实验目的
A
烧瓶、长颈漏斗、酒精灯、导管
软锰矿与浓盐酸
制取并收集干燥的氯气
B
酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、三脚架
溶液
蒸发溶液得到晶体
C
圆底烧瓶、导气管、烧杯、铁架台
干燥的氨气、水
模拟喷泉实验
D
铁丝、蓝色钴玻璃、酒精灯
盐酸、待测液
焰色反应实验
A.A B.B C.C D.D
10.(2020·天津和平·统考二模)下列有关说法不正确的是( )
A.向Mg(OH)2加入足量稀硫酸,加热浓缩,冷却结晶后得到硫酸镁晶体
B.氨水清除试管壁附着的银镜
C.可用稀硝酸鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液
D.除去乙酸乙酯中的乙酸杂质,加入碳酸钠溶液,分液
11.(2020·天津河东·模拟预测)下列有关实验能达到相应实验目的的是
A.证明HNO3的酸性强于H2SO3 B.制备干燥的氨气
C.验证石蜡油发生了裂化反应 D.制备乙酸乙酯
12.(2020·天津和平·一模)下列说法正确的是。
A.将SO2通入品红溶液中证明SO2具有漂白性
B.将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
C.将澄清石灰水滴入某溶液证明其中存在CO32−
D.将少量溴水滴入过量的苯酚溶液中有白色沉淀生成
13.(2020·天津和平·一模)下图为有关分子在催化剂作用下发生转化的示意图,下列叙述正确的是( )。
A.N2→NH3,NH3→NO均属于氮的固定
B.催化剂a作用下氮原子发生了氧化反应
C.催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D.使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
14.(2020·天津河东·模拟预测)科学工作者研发了一种SUNCaT的系统,借助锂循环可持续合成氨,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A.过程Ⅰ的产物只有一种
B.W是LiOH
C.过程Ⅲ的反应是4LiOH=4Li+2H2O+O2↑
D.此循环过程中Li被消耗掉了
15.(2020·天津红桥·一模)下列实验操作,能达到实验目的的是( )
A.用向下排空气法收集NO
B.用瓷坩埚加热熔融NaOH固体
C.用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气
D.用饱和NaHCO3溶液除去CO2中混有的少量SO2
16.(2020·天津和平·统考二模)硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法错误的是
A.碱式硫酸铁水解能产生 Fe(OH)3胶体,可用作净水剂
B.为防止 NH4HCO3分解,生产 FeCO3需在较低温度下进行
C.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比 FeSO4的大
D.可用 KSCN 溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
17.(2020·天津河西·统考一模)下列关于化学与生产、生活的说法不正确的是
A.NH3可用作消毒剂
B.明矾可用作净水剂
C.Na2CO3可用于洗涤油污
D.铁粉可作为食品的抗氧化剂
18.(2020·天津红桥·统考二模)下列实验现象预测正确的是
A
B
C
D
烧杯中产生白色沉淀,一段时间后沉淀无明显变化
加盐酸出现白色浑浊,加热变澄清
KMnO4酸性溶液在苯和甲苯中均褪色
液体分层,下层呈无色
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
19.(2021·天津·模拟预测)氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。
(1)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007年化学家格哈德•埃特尔在哈伯研究所证实了N2与H2在固体催化剂表面合成氨的反应过程。示意图如下(分别表示N2、H2、NH3):
图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面,图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,则图③表示_________________。
(2)NaNO2是一种食品添加剂(有毒性,市场上常误与食盐混淆)。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式是:++X→Mn2+++H2O(未配平)。下列有关叙述正确的是____________。
a.NaNO2属于硝酸盐 b.生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
c.反应过程中溶液的pH减小 d.X表示的粒子是OH-
(3)工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l)。
①已知该反应平衡常数K195℃<K165℃,则该反应的△H____________0(填“>”“=”或“<”)。
②T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比) = x,如图是CO2平衡转化率(α) 与氨碳比(x)的关系。
其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是________________________;图中的B点处NH3的平衡转化率为________________。
③当x=2,上述反应至5 min时各物质的浓度不再发生变化,测得体系压强变为开始时的。反应结束后,分离得到90 g尿素。
计算0~5 min内该反应的平均速率υ(CO2)= ______________,该反应的平衡常数K=___________,达到平衡后NH3的物质的量浓度为____________。
三、实验题
20.(2021·天津·一模)草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]是一种常用的金属着色剂,易溶于水,常温下其水溶液的pH介于4.0~5.0之间。某兴趣小组设计实验制备草酸铁铵并测其纯度。
(1)甲组设计由硝酸氧化葡萄糖制取草酸,其实验装置(夹持及加热装置略去)如图所示。
①仪器a的名称是________________。
②55~60℃下,装置A中生成H2C2O4,同时生成NO2和NO且物质的量之比为3:1,该反应的化学方程式为__________________________。
③装置B的作用是______________________;装置C中盛装的试剂是______________。
(2)乙组利用甲组提纯后的草酸溶液制备草酸铁铵。
将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液;滴加氨水至__________,然后将溶液________、过滤、洗涤并干燥,制得草酸铁铵产品。
(3)丙组设计实验测定乙组产品的纯度。
准确称量5.000g产品配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入足量0.1000mol·L-1稀硫酸酸化后,再用0.1000mol·L-1KMnO4标准溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液的体积为12.00mL。
①滴定终点的现象是_______________________。
②滴定过程中发现褪色速率开始缓慢后迅速加快,其主要原因是____________________。
③产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数为____________%。[已知:(NH4)3Fe(C2O4)3的摩尔质量为374g·mol-1]
21.(2020·天津·模拟预测)某学习小组根据氨气还原氧化铜的反应,设计实验测定铜元素相对原子质量(近似值)。甲同学模拟合成氨工业制备氨气,反应前先称量反应物氧化铜的质量,反应完全后测定生成物水的质量,由此计算。装置图如下:
已知:实验室用亚硝酸盐铵盐的混合浓溶液共热制备,化学反应方程式为。请回答下列问题:
(1)C装置应选用_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。制备氢气时,若在硫酸溶液中加入少量的硫酸铜固体,反应速率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)装置B的作用是:①干燥氢气和氮气;②使气体混合均匀;③_______。
(3)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为_______。
(4)干燥管F中盛放的干燥剂为_______(填字母代号)。
A.碱石灰 B.无水 C.五氧化二磷 D.无水
(5)乙同学经过思考认为上述装置操作麻烦。并对原装置进行了改进。装置如图所示。实验前将石英玻璃管(带两端开关和)(设为装置C)称重。记为。将氧化铜装入石英玻璃管中,再次将装置C称重。记为。按下图连接好装置进行实验。
①将下列实验操作步骤正确排序:j、d、g、a、b、_______(填字母代号);重复上述操作步骤。直至C恒重,记为。
a.点燃酒精灯,加热
b.熄灭酒精灯
c.关闭和
d.打开和
e.称量装置C的质量
f.冷却至室温
g.打开分液漏斗活塞,使装置中充满
h.关闭分液漏斗活塞
j.检验装置气密性
②根据实验记录,计算铜元素相对原子质量_______(列式表示)。
③在本实验中,若中混有不反应的杂质,使测定结果_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
22.(2020·天津北辰·统考二模)亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体,熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,遇水易水解,生成两种酸,可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等.某化学兴趣小组按下图装置用Cl2和NO制备NOCl。回答下列相关问题:
(1)仪器a的名称是__________,装置甲中反应的离子方程式是__________。
(2)装置乙中的试剂是__________(写名称)。实验开始时,先打开活塞K,当观察到装置丙中出现__________。(填现象)时再缓缓通入Cl2。
(3)装置丙中的试剂是__________,装置丙的作用有:使两种气体充分混合、通过观察产生气泡的速度控制气体的比例和__________。
(4)装置丁中生成NOCl的化学方程式是__________,装置丁中冰盐水的作用是__________。
(5)工业制得的NOCl中常含有少量N2O4杂质,为测定产品纯度进行如下实验:称取1.441g样品溶于适量的NaOH溶液中,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用硝酸酸化的0.4000mol•L-1,AgNO3溶液滴定至产生砖红色沉淀,消耗AgNO3溶液的体积为25.00mL,,则NOCl的质量分数为__________%(保留2位小数):如果滴定终点读数时俯视,则测得的NOCl的质量分数会__________(填“偏大”或“偏小”)(Ag2CrO4为砖红色沉淀,指示到达滴定终点。)
四、工业流程题
23.(2020·天津红桥·统考二模)研究光盘金属层含有的Ag(其它金属微量忽略不计)、丢弃电池中的Ag2O等废旧资源的回收利用意义重大。下图为从光盘中提取Ag的工业流程,请回答下列问题。
(1)NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,“氧化”阶段需在80℃条件下进行,适宜的加热方式为 _____。
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为______。有人提出以HNO3代替NaClO氧化Ag,从反应产物的角度分析,其缺点是_______。
(3)操作Ⅰ的名称为_______。化学上常用10%的氨水溶解AgCl固体,AgCl与NH3·H2O按1:2反应可生成Cl-和一种阳离子__________的溶液(填阳离子的化学式)。实际反应中,即使氨水过量也不能将AgCl固体全部溶解,可能的原因是_______。
(4)常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原(3)中生成的阳离子,自身转化为无害气体N2,理论上消耗0.1 mol的水合肼可提取到 ______g的单质Ag。
(5)废旧电池中Ag2O能将有毒气体甲醛(HCHO)氧化成CO2,科学家据此原理将上述过程设计为原电池回收电极材料Ag并有效去除毒气甲醛。则此电池的正极反应式为 _____,负极的产物有____。
参考答案:
1.D
【详解】A.HCl和NaHSO3反应生成NaCl、H2O和SO2,SO2不能溶于饱和NaHSO3溶液,因此可用饱和NaHSO3溶于除去SO2中的HCl,A正确;
B.配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液转移溶液时,玻璃棒下端要靠在容量瓶刻度线以下,玻璃棒不能接触刻度线以上的容量瓶,B正确;
C.加热溴乙烷和强碱的乙醇溶液可产生乙烯,乙醇易挥发,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此在用酸性高锰酸钾溶液检验乙烯之前先将气体通入水中除去乙醇,C正确;
D.氯化铵受热分解产生氨气和HCl,氨气和HCl遇冷重新反应生成氯化铵固体,不能制备氨气,D错误;
答案选D。
2.B
【详解】A.同周期自左而右原子半径减小,故原子半径C>N>O,故A正确;
B.当x = 2时,元素由NO2中+4价降低为N2中0价,每个N转移电子的物质的量为4mol,每生成1mol N2转移电子数为4mol×2=8mol,故B错误;
C.N2分子中含有氮氮三键,1mol N2含有3mol共价键,CO2分子中含有2个C=O,1molCO2含有4mol共价键,故等物质的量N2和CO2中,共价键的个数比为3:4,故C正确;
D.令NOx中N元素的化合价为a,则1×(a-0)=1×(4-2),计算得出a=2,故D正确;
故答案为B。
3.D
【详解】A.SO2具有还原性,可用作葡萄酒抗氧化剂,A错误;
B.氨气具有易液化且气化时吸收大量的热,可用作制冷剂,B错误;
C.次氯酸具有强氧化性,可用作有色物质的漂白剂,C错误;
D.碳酸钠溶液显碱性,且加热促进碳酸根离子水解,增强其碱性,从而促进油脂的水解,故可用其热溶液除去金属餐具表面油污,D正确;
故答案为:D。
4.B
【详解】A.三氧化硫与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,为非氧化还原反应,故A不符合题意;
B.氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,氯气中Cl元素的化合价既升高又降低,该反应属于歧化反应,故B符合题意;
C.一氧化氮是不成盐氧化物,不能直接与氢氧化钠反应,故C不符合题意;
D.溴化氢与氢氧化钠反应生成溴化钠和水,为非氧化还原反应,故D不符合题意;
故选B。
5.C
【详解】A.海水中的碘元素是I-,淀粉溶液可以检验碘单质,不能检验I-,A错误;
B.二氧化硫、二氧化碳均能使澄清石灰水变浑浊,故澄清石灰水不能检验二氧化硫气体,选项B错误;
C.少量氨水,则Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓(蓝色)+2出现蓝色絮状沉淀 氨水过量则有 Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O 沉淀消失,C正确;
D.铵根离子遇氢氧化钠溶液(加热)生成氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能使用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气,D错误;
故选C。
6.A
【详解】A.黄铜是铜锌合金,属于混合物,故A正确;
B.酸性氧化物溶于水生成酸,与碱反应生成盐和水,而二氧化氮与水反应生成硝酸和NO,二氧化氮与氢氧化钠溶液的反应为:2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O,该反应中有化合价变化,不属于复分解反应,所以二氧化氮不属于酸性氧化物,故B错误;
C.金属材料是指金属单质及合金,氧化铝属于金属氧化物,不属于金属材料,故C错误;
D.生物柴油具有良好的燃料性能,且安全、环保、可再生,它的成分是高级脂肪酸甲酯,不是烃类,故D错误;
故答案为A。
7.B
【详解】A.制备氢氧化铁胶体的方法是将饱和氯化铁溶液滴加到沸水中至产生红褐色时停止加热,不能用氢氧化钠溶液,否则生成氢氧化铁沉淀,故A错误;
B.乙酸乙酯和饱和Na2CO3溶液不互溶且分层,可用分液的方法分离,故B正确;
C.若用饱和碳酸钠溶液吸收氯化氢,二氧化碳也可与碳酸钠反应,除去CO2中的少量HCl应用饱和碳酸氢钠溶液,故C错误;
D.NO2的密度比空气大,收集时应长进短出,NO2为大气污染物用氢氧化钠溶液处理尾气时易发生倒吸,应再安装一个防倒吸装置,故D错误;
故选B。
8.C
【详解】A.容量瓶是定容仪器,不能稀释浓硫酸,故A错误;
B.NO2能溶于水生成HNO3和NO,则NO2不能用排水法收集,故B错误;
C.收集NH3用向下排空气法,且瓶口放一团棉花,故C正确;
D.做熖色反应时应选用铂丝或无锈铁丝,而不能用铜丝代替,故D错误;
故答案为C。
9.A
【详解】A.制取并收集干燥的氯气,应对制取的氯气进行除杂、干燥,还需要洗气瓶、饱和食盐水和浓硫酸,不能用长颈漏斗,必须用分液漏斗,故A不能达到实验目的;
B.蒸发溶液得氯化钠晶体,需要酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、三脚架,B能达到实验目的;
C.模拟喷泉实验,需要圆底烧瓶、导气管、烧杯、铁架台、干燥的氨气、水,C能达到实验目的;
D.将铁丝蘸稀盐酸在无色火焰上灼烧至无色,蘸取试样在无色火焰上灼烧观察火焰颜色,若检验钾要透过蓝色钴玻璃观察,D能达到实验目的;
答案选A。
10.B
【详解】A.氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁和水,硫酸镁溶液经加热浓缩、冷却结晶可制备硫酸镁晶体,故A正确;
B.氨水和银不反应,不能用氨水清除银镜,应用硝酸溶液清洗试管壁附着的银镜,故B错误;
C.MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液分别与HNO3反应时,现象分别为溶液变为黄色、无明显现象、有无色气泡生成、先生成白色沉淀后沉淀消失,现象不同,能鉴别,故C正确;
D.乙酸乙酯中含有乙酸杂质,加入碳酸钠溶液,碳酸钠与乙酸反应生成能溶于水的乙酸钠,乙酸乙酯难溶于碳酸钠溶液,出现分层,通过分液达到除杂的目的,故D正确;
答案选B。
11.C
【分析】烯烃可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故可以用酸性高锰酸钾溶液检验烯烃。
【详解】A.硝酸具有强氧化性,亚硫酸钠具有还原性,二者发生氧化还原反应,故A错误。
B.氨气密度小于空气,应当采用向下排空气法收集,故B错误。
C.石蜡油裂化反应产生烯烃,烯烃可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确。
D.收集并纯化酯化反应的产物应该用饱和碳酸钠溶液,故D错误。
答案选C。
12.A
【详解】A.SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性,故A正确;
B.将铁屑放入稀HNO3中是硝酸的强氧化性,生成氮的氧化物,而不产生氢气,所以不能证明Fe比H2活泼,故B错误;
C.将澄清石灰水滴入某溶液有沉淀产生,不能证明其中存在CO32-,还可能存在碳酸氢根离子和亚硫酸根、亚硫酸氢根离子,还可能含有Cu2+、Fe2+等,故C错误;
D.苯酚溶液中滴加浓溴水才会有白色沉淀生成,少量溴水无沉淀,故D错误;
故答案为A。
13.D
【详解】A.把游离态的氮转化为氮的化合物,称为氮的固定,N2→NH3属于氮的固定,NH3→NO不属于氮的固定,故A错误;
B.催化剂a作用下,N2→NH3,氮原子化合价从0降低至-3价,发生还原反应,故B错误;
C.催化剂a作用下,N2→NH3,断裂非极性共价键N≡N键,催化剂b作用下,NH3→NO,断裂极性共价键N-H键,故C错误;
D.催化剂可以提高化学反应速率,可以提高单位时间内生成物的产量,故D正确;
故答案为D。
14.D
【详解】A.由图可知,过程Ⅰ是Li和N2生成Li3N,产物只有Li3N一种,A正确;
B.过程II的反应为:Li3N+3H2O=3LiOH+NH3,故W是LiOH,B正确;
C.由图可知,过程Ⅲ是由LiOH生成了Li、H2O、O2,故反应为:4LiOH=4Li+2H2O+O2↑,C正确;
D.整个过程中,Li参与了循环,没有消耗,根据循环图,消耗的是H2O和N2,D错误;
故选D。
【点睛】本题D选项要注意,在看这种环形的循环图时,一般消耗的物质是用箭头指进去的,而生成的物质是用箭头指出来的,中间在环形里的物质是可以循环使用的。
15.D
【详解】A.NO会和空气中的O2反应,故不能用排空气法收集NO,A项错误;
B.瓷坩埚为硅酸盐产品,含有二氧化硅,在加热条件下与NaOH反应而使坩埚炸裂,B项错误;
C.氨气不能使湿润的蓝色石蕊试纸变色,故不能用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气,C项错误;
D.NaHCO3溶液不与CO2反应,与SO2反应,2NaHCO3+SO2=Na2SO3+H2O+2CO2,D项正确;
答案选D。
16.C
【详解】A.碱式硫酸铁电离产生Fe3+,Fe3+能发生水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂,故A正确;
B.NH4HCO3不稳定,受热易分解,所以为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行,故B正确;
C.(NH4)2Fe(SO4)2在水中的溶解度比FeSO4的小,所以FeSO4才能与(NH4)2SO4反应生成(NH4)2Fe(SO4)2,故C错误;
D.KSCN溶液遇Fe2+溶液无现象,(NH4)2Fe(SO4)2若被氧化则生成Fe3+,KSCN溶液遇Fe3+溶液变红,故D正确;
故答案选C。
17.A
【详解】A.NH3有毒,可对人体造成危害,不能作为消毒剂,A错误;
B.明矾中的铝离子在水中水解生成Al(OH)3,可以吸附水中的悬浮物,起到净水作用,B正确;
C.碳酸钠溶液显碱性,可以与油污发生反应,洗涤油污,C正确;
D.铁粉在常温下容易被氧气氧化,所以在用铁粉能有效吸收食品包装袋内的氧气,防止食物被氧化,D正确;
故选A。
18.B
【详解】A.氯化铵和氢氧化钙固体受热分解生成氨气,氨气与氯化亚铁溶液反应,立即生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,故A错误;
B.苯酚钠溶液与盐酸反应生成苯酚,出现白色浑浊,由于苯酚溶于热水,则加热变澄清,故B正确;
C.苯不能与酸性高锰酸钾溶液反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.四氯化碳比水的密度大,碘在四氯化碳中溶解度大于水中溶解度,则分层后,下层碘的四氯化碳溶液呈紫色或紫红色,故D错误;
故选B。
19. 在催化剂表面N2、H2分子中的化学键断裂,生成N原子和H原子 b < x增大相当于c(NH3)增大 CO2转化率增大 25% 0.15mol·L-1· min-1 K=0.0741 3 mol·L-
【详解】(1)图③表示在催化剂表面N2、H2分子中的化学键断裂,生成N原子和H原子;
(2)NaNO2是一种食品添加剂(有毒性,市场上常误与食盐混淆)。酸性KMnO4溶液与NaNO2反应的离子方程式是:2+5+6H+2Mn2++5+3H2O;
a.NaNO2属于亚硝酸盐;b.根据方程式生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4;c.反应过程中消耗氢离子,溶液的pH增大 ;d.X表示的粒子是H+;
答案选b;
(3)①平衡常数K195℃<K165℃,温度越低平衡常数越大,所以升高温度平衡逆向移动,则该反应的△H<0。
②x增大,相当于c(NH3)增大,平衡正向移动, CO2转化率增大 设加入的二氧化碳为amol;
=25%
a=4.5mol
0~5 min内该反应的平均速率υ(CO2)== 0.15mol·L-1·min-1;该反应的平衡常数K=0.074;达到平衡后NH3的物质的量浓度为3 mol·L-1。
20. 球形冷凝管 12HNO3+C6H12O63H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O 安全瓶,防倒吸 NaOH溶液 溶液pH介于4.0~5.0之间 加热浓缩、冷却结晶 溶液变为粉红色,且半分钟内不褪色 反应生成的Mn2+是该反应的催化剂 74.8
【分析】(1)①根据图示分析判断仪器a的名称;
②55~60℃下,装置A中硝酸与葡萄糖发生氧化还原反应生成H2C2O4,同时生成NO2和NO且物质的量之比为3:1,根据电子得失守恒、原子守恒分析书写方程式;
③反应中生成的NO2和NO,均为大气污染气体,需要尾气吸收,NO2和NO被吸收时会导致倒吸;
(2)草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]易溶于水,常温下其水溶液的pH介于4.0~5.0之间;草酸铁铵是铵盐,温度过高易分解,且温度过高促进铵根离子和铁离子水解,不能直接加热蒸干;
(3)①滴定操作是高锰酸钾溶液参与的氧化还原反应,高锰酸钾发生氧化还原反应过程中颜色褪去,自身可做指示剂;
②滴定过程中高锰酸钾溶液被还原为Mn2+,且随着反应进行,Mn2+的浓度增大,反应速率加快,据此分析;
③根据题给数据,结合反应,计算(NH4)3Fe(C2O4)3的物质的量,进而计算产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数=×100%。
【详解】(1)①根据图示仪器a的名称为球形冷凝管;
②55~60℃下,装置A中硝酸与葡萄糖发生氧化还原反应生成H2C2O4,同时生成NO2和NO且物质的量之比为3:1,根据电子得失守恒、原子守恒,该反应的化学方程式为12HNO3+C6H12O63H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O;
③反应中生成的NO2和NO,均为大气污染气体,需要尾气吸收,NO2和NO被吸收时会导致倒吸,装置B的作用是做安全瓶防止倒吸,装置C中盛装的试剂是NaOH溶液,用于吸收NO2和NO,发生反应为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;
(2)草酸铁铵[(NH4)3Fe(C2O4)3]易溶于水,常温下其水溶液的pH介于4.0~5.0之间,则将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液,滴加氨水至pH介于4.0~5.0之间;草酸铁铵是铵盐,温度过高易分解,且温度过高促进铵根离子和铁离子水解,不能直接加热蒸干;
提纯后的草酸溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤并干燥,制得草酸铁铵产品;
(3)①滴定操作是高锰酸钾溶液参与的氧化还原反应,高锰酸钾发生氧化还原反应过程中颜色褪去,自身可做指示剂,滴定终点的现象是加入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液变为粉红色,且半分钟内不褪色,即为达到终点;
②滴定过程中高锰酸钾溶液被还原为Mn2+,且随着反应进行,Mn2+的浓度增大,反应速率加快,说明反应生成的Mn2+可以加快反应速率,即Mn2+起催化剂的作用;
③滴定过程中,产品溶液加稀硫酸酸化后形成草酸,草酸与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,离子反应为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,10.00mL 产品溶液消耗n(MnO4-)=0.1000mol·L-1×0.012L=0.0012mol,则10.00mL产品溶液中n(H2C2O4)=n(MnO4-)=×0.0012mol=0.003mol,根据物料守恒,100mL产品溶液中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量=×0.003mol××374g·mol-1=3.74g,故产品中(NH4)3Fe(C2O4)3的质量分数为×100%=74.8%。
21.(1) Ⅰ 增大
(2)观察和控制气体的流速
(3)2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu
(4)A
(5) f、h、c、e 偏大
【分析】(1)
实验室用亚硝酸盐、铵盐的混合浓溶液共热制备,化学反应方程式为,属于液体和液体混合加热制备气体的反应,则C装置应选用Ⅰ。Zn先与CuSO4反应置换出Cu,Cu、Zn构成Cu-Zn原电池,加快了反应速率,所以制备氢气时,若在硫酸溶液中加入少量的硫酸铜固体,反应速率将增大。
(2)
B装置有浓硫酸,具有吸水性,可干燥混合气体,还可以使氢气和氮气混合均匀,还可观察和控制气体的流速;
(3)
氨气还原炽热氧化铜生成氮气、铜和水,该反应方程式为:2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu。
(4)
干燥管F装置用于测定生成物水的质量,但不能剩余的吸收氨气,应该为碱石灰,无水硫酸铜检验水的存在,五氧化二磷,无水均能吸收氨气,答案选A;
(5)
①根据图示装置及实验目的可知操作步骤为:检查装置气密性→用氨气排出装置中空气→加热反应→熄灭酒精灯、冷却后→关闭分液漏斗活塞→关闭K1和K2→称量装置C的质量,即j.检验装置气密性、d.打开和、g.打开分液漏斗活塞,使装置中充满、a.点燃酒精灯,加热、b.熄灭酒精灯、f.冷却至室温、h.关闭分液漏斗活塞、c.关闭和、e.称量装置C的质量,则实验操作步骤正确排序为j、d、g、a、b、f、h、c、e;
②CuO的质量为(m2-m1)g,该CuO中含有O的质量为:(m2-m3)g,n(O)=,则n(Cu)=n(CuO)=n(O),Cu的质量为(m3-m1)g,则Cu的摩尔质量为:g/mol,所以Cu的相对原子量为;
③在本实验中,若CuO中混有不反应的杂质,测定的m3偏大,根据Mr(Cu)= 可知,测定结果偏大。
22. 圆底烧瓶 Cu+4H++2=Cu2+2NO2↑+2H2O 水 气体由红棕色转换为无色 浓硫酸 干燥NO和Cl2两种气体 2NO+Cl2==2NOCl 冷凝并收集NOCl 45.45 偏小
【分析】
氯气与一氧化氮在常温常压下合成NOCl:甲装置用铜和浓硝酸反应制备NO2,通入乙装置水中转化为NO,制得的NO中混有水蒸气,要用浓硫酸等干燥剂干燥,将纯净的氯气和NO干燥后在装置丁中发生反应,在冰盐中冷凝收集NOCl。氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中,要进行尾气处理,据此分析解答。
【详解】
(1)据图可知,仪器a是圆底烧瓶;装置甲中Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、NO2和水,反应的离子方程式为Cu+4H++2=Cu2+2NO2↑+2H2O;
(2)根据分析可知,铜和浓硝酸反应生成NO2,装置乙中的试剂是水,发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,将NO2转化为NO;实验开始时,要先将装置中的空气排出,则先打开活塞K,当观察到装置丙中气体由红棕色转换为无色时,再缓缓通入Cl2;
(3) 装置乙制得的NO中混有水蒸气,要用干燥剂干燥后才能和氯气反应,则装置丙中的试剂是浓硫酸;装置丙中浓硫酸的作用有:使两种气体充分混合、通过观察产生气泡的速度控制气体的比例,还可以干燥NO和Cl2两种气体,以防生成的亚硝酰氯水解;
(4)在装置丁中氯气和NO反应生成NOCl,化学方程式为2NO+Cl2==2NOCl;装置丁中冰盐水的作用是冷凝并收集NOCl;
(5) NOCl在NaOH溶液中生成氯化钠和NaNO2,氯化钠与硝酸酸化的AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀,根据Cl、Ag原子守恒有:NOCl∼NaCl∼AgCl∼AgNO3,n(NOCl)=(AgNO3)=0.4000mol/L×25.00×10−3L=0.01mol,m(NOCl)=nM=0.01mol×65.5g/mol=0.655g,NOCl的质量分数==45.45%;如果滴定终点读数时俯视,则滴定过程中读取AgNO3溶液的体积偏小,导致n(NOCl)和m(NOCl)偏小,测得的NOCl的质量分数会偏小。
23. 水浴加热 4Ag+ 4NaClO + 2H2O = 4AgCl + 4NaOH + O2↑ 生成氮氧化物,污染空气 过滤 [Ag(NH3)2]+ 此反应为可逆反应,不能进行到底 43.2 Ag2O + 2e-+ 2H+ = 2Ag + H2O CO2、H+
【分析】回收光盘金属层中的少量,由流程可知,氧化时发生,为控制 80℃,可水浴加热,过滤分离出,再加10%的氨水溶解,发生 ,用(水合肼)在碱性条件下还原 得到,以此来解答。
【详解】(1)控制 80℃的反应条件,可选择水浴加热,故答案为:水浴加热;
(2)溶液与反应的产物为、和,根据得失电子守恒、原子守恒,发生反应的化学方程式为,以代替氧化,从反应产物的角度分析,其缺点是生成氮氧化物,污染空气,故答案为:;生成氮氧化物,污染空气;
(3)操作Ⅰ的名称为过滤,用10%的氨水溶解固体,与按1:2反应可生成和一种阳离子,反应的离子方程式,阳离子为,实际反应中,即使氨水过量也不能将固体全部溶解,可能的原因是:此反应为可逆反应,不能进行到底,故答案为:过滤;;此反应为可逆反应,不能进行到底;
(4)常温时(水合肼)在碱性条件下能还原(3)中生成的阳离子,自身转化为无害气体,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒,反应的离子方程式为:,根据方程式理论上消耗0.1mol的水合肼可提取到0.4mol,质量,故答案为:43.2;
(5)废旧电池中能将有毒气体甲醛()氧化成,科学家据此原理将上述过程设计为原电池回收电极材料并有效去除毒气甲醛,原电池负极上甲醛失电子发生氧化反应生成二氧化碳,电极反应:,负极的产物有、,正极上得到电子生成银单质,电极反应:,故答案为:;、 。
【点睛】工艺流程图解题思路:1、二次审题,首先粗略浏览下题目,了解题目表述的大致内容以及工艺流程方向,然后带着问题再回过头来审题;2、读懂流程图,工艺的整个过程会通过流程图直观地表现出来,所以读懂流程图可以帮助我们快速地理清工艺的主线,梳理出工艺的脉络;3、掌握化学原理,万变不离其宗,无论这类题型如何变化,考查的都是考生的化学基础,对物质的性质和反应的原理的掌握,所以要熟练掌握化学元素周期表中的元素和常见的化学方程式。
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