高中人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物课时练习
展开这是一份高中人教版 (2019)第五章 化工生产中的重要非金属元素第二节 氮及其化合物课时练习,共24页。试卷主要包含了单选题,填空题,判断题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.下列指定反应的离子方程式正确的是
A.Cl2通入水中制氯水:Cl2+H2O ⇌2H++Cl-+ClO-
B.NO2通入水中制硝酸:2NO2+H2O=2H++NO+NO
C.用稀盐酸除铁锈:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
D.NaHCO3溶液与盐酸反应:2H++CO=CO2↑+ H2O
2.常温下,在溶液中滴加少量稀硝酸,溶液变为浅黄色。下列有关推断错误的是
A.在上述浅黄色溶液中滴加少量溶液,溶液为红色
B.、、、能大量共存
C.在溶液中滴加稀硝酸反应的离子方程式:
D.在上述浅黄色溶液中滴加少量溶液,紫色褪去
3.下列说法不正确的是( )
A.二氧化氮会导致酸雨和光化学烟雾,危害较大
B.铝的氧化物熔点高,常用于制造耐火材料
C.人体中极少量的NO会促进血管扩张,可防止血管栓塞
D.胶体能凝聚水中的悬浮物并使之沉降,因此明矾常用于自来水消毒剂
4.化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是
A.AB.BC.CD.D
5.3.04 g铜镁合金完全溶解于含1.4 ml HNO3的浓HNO3中,得到NO2和N2O4混合气2240 mL(标准状况下)。向反应后的溶液中加入2 ml/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到5.08 g沉淀,下列说法不正确的是( )
①该合金中镁与铜的物质的量之比为1:2
②NO2和N2O4的混合气体中,N2O4的体积分数为80%
③得到5.08 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是620 mL
④该反应中共转移电子为1.2 NA
A.③B.②③④C.①③D.①②③④
6.将2.4gFe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中,金属与硝酸恰好完全反应,共收集到标准状况下的气体VL(硝酸被还原成NO),若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,待金属元素全部沉淀后,再将沉淀过滤、洗涤、灼烧后称量,质量为3.6g。则收集到的气体体积V值不可能的是( )
A.1.12B.1.00C.0.896D.0.784
7.下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是
A.B.
C.D.
8.PH3是一种无色,剧毒,易燃的气体,它的一些已知性质与NH3相似,下列关于PH3的说法不正确的是
A.PH3能与酸反应B.它属于极性分子
C.PH3的还原性强于NH3D.PH3的热稳定性强于NH3
9.在汽车尾气净化装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示。下列说法不正确的是
A.该反应为固氮反应之一
B.NO为无色气体,为红棕色气体
C.NO、CO均能与人体中的血红蛋白结合
D.该催化转化的总反应的化学方程式为
10.将铜投入一定浓度的硝酸中发生反应,铜完全溶解,产生的和混合气体在标准状况下的体积为(假定反应前后溶液体积不变,也不考虑的存在)。待产生的气体完全释放后,向溶液中加入的溶液,恰好使溶液中的全部转化为沉淀。下列说法错误的是
A.铜与硝酸的反应中,硝酸表现酸性和强氧化性
B.产生的混合气体和的体积比
C.原硝酸溶液的浓度为
D.欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸,至少需要
二、填空题
11.写出下列反应的离子方程式
(1)少量铁粉加入到足量稀硝酸中:
(2)n(Fe):n(HNO3(稀))=1:3
(3)足量铁粉加入到少量稀硝酸中:
12.1)对于中学化学常见物质:钠、铁、氧化钠、过氧化钠、二氧化硫、二氧化氮.根据它们在一定条件下能否与H2O发生氧化还原反应进行的分类如下:
请回答下列问题:
①淡黄色固体属于 (从“甲~丁”选填)组,乙组中物质包括 (填写电子式).
②甲组中的物质能使溴水褪色,其反应的离子方程式为 .
③丙组中的某一物质须在高温时才能与水蒸气反应,其化学方程式为 .另一物质投入足量的Ca(HCO3)2溶液中反应产生气体和沉淀,写出生成沉淀的离子方程式为 .
(2)用于金属焊接的某种焊条,其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。
①Al与NaOH溶液反应的离子方程式为___________________。
②焊接过程中,药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体,该气体是__________。
③经处理后的熔渣36.0 g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2),加入足量稀盐酸,分离得到11.0 g固体;滤液中加入过量NaOH溶液,分离得到21.4 g固体;则此熔渣中Al2O3的质量分数为________。
13.某企业利用下列流程综合处理工厂排放的含有SO2的烟气,以减少其对环境造成的污染。
试回答下列问题:
(1)二氧化硫吸收塔中发生反应的离子方程式为
(2)氨吸收塔中发生反应的离子方程式为
(3)上述流程中,可以循环利用的物质为
a.SO2 b.NH4HSO3 c.(NH4)2SO3
14.工业上通过氮气和氢气反应合成氨,氨经一系列反应可以得到硝酸。反应如图所示:
请回答:
(1)下列说法不正确的是(选填序号字母) 。
a.氮气可用作保护气
b.铵态氮肥一般不能与碱性化肥共同使用
c.硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
d.某浓硝酸中含有溶质2ml,该浓硝酸与足量的铜充分反应最多可以生成1mlNO2
(2)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2,可用以下方法吸收:
①水吸收法。用化学方程式说明用水吸收NO2的缺陷 。
②NaOH溶液吸收法。发生的反应有:
2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O
NaOH+NO2—_____+NaNO2+H2O(填化学式,并配平方程式) 。
③用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图:(α表示尾气里NO、NO2中NO2的含量)
i.根据图得知 (填字母)。
a.NaOH溶液浓度越大,氮氧化物的吸收率越大
b.NO2含量越大,氮氧化物的吸收率越大
ii.当α小于50%时,加入H2O2能提升氮氧化物的吸收率,原因是 。
15.已知:2Fe3++2I-= 2Fe2++I2,现有一种澄清透明的溶液中可能含有下列离子:K+、Fe3+、Ba2+、Al3+、NH4+、Cl-、I-、NO3-、HCO3-、SO32-、SO42-现做以下实验:
(1)将溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸呈红色
(2)取少量溶液,加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀
(3)将(2)中的沉淀过滤。由滤液中加入硝酸银溶液,产生白色沉淀
(4)另取溶液,逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,只观察到有红棕色沉淀生成,且沉淀量不减少。由此可以推断:
溶液中肯定存在的离子有: 。
溶液中肯定不存在的离子有: 。
溶液中还不能确定是否存在的离子有: 。
16.工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处,又有区别,路线①②③是工业生产硝酸的主要途径,路线I、II、III是雷电高能固氮过程中硝酸的生成途径。
(1)写出N2的一种用途 。
(2)实验室制取物质NH3的化学方程式为 。
(3)写出工业制硝酸第③步反应化学方程式 。
(4)硝酸是一种强氧化性、腐蚀性的强酸,其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化,从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到的电子数越少,浓硝酸的还原产物主要为NO2,稀硝酸的还原产物主要为NO。实验室中,常用Cu与浓HNO3反应制取NO2,用Cu与稀HNO3反应制取NO。请写出实验室中用Cu与浓HNO3反应制取NO2的化学方程式: 。
17.下列各组物质:①Cu与HNO3溶液 ②Cu与FeCl3溶液 ③Zn与H2SO4溶液 ④Fe与FeCl3溶液 ⑤Cl2与NaOH溶液 ⑥Fe与HNO3溶液 ⑦Fe与H2SO4溶液 ⑧Na与O2
(1)由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是 (填序号,下同)。
(2)由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是 。
(3)氧化还原反应不受浓度、温度影响的是 。
18.将0.3mlCu与足量的稀硝酸反应,被还原的硝酸为 ml,转移的电子数为 个。
19.铜投入一定浓度的中,铜完全溶解,生成NO和的混合气体,用试管全部收集,得到标准状况下的体积为1120mL。请回答:
(1)反应中消耗掉的物质的量为 ml;
(2)生成的体积(标况)为 mL;
(3)将盛有混合气体的试管倒扣在水槽中,通入标况下的,恰好使气体完全溶于水中,则通入的体积是 mL;
(4)请总结金属和硝酸反应的解题方法 。
20.酸雨的危害很大,能直接破坏农作物、腐蚀建筑物,还会危害人体健康。SO2、NOx是形成酸雨的主要物质,研究SO2、NOx等对减少酸雨,改善空气质量具有重要意义。请回答下列问题:
(1)酸雨是指pH 的雨水。
(2)NOx主要来源于汽车尾气。硝酸型酸雨的形成过程中涉及的化学方程式有:①;②;③ 。
(3)SO2主要是煤、石油等燃烧产生,为减少SO2的排放,可采取下列有效措施:
①在含硫煤中加入生石灰可以起到固硫的作用,燃烧过程中,硫元素转化成其最高价态的化合物,该化合物的化学式是 。
②在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2,该反应的化学方程式为 。
③用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成来脱除烟气中的SO2,原理是 、 (用离子方程式表示)。
三、判断题
21.常温常压下,4.6g NO2气体含有1.81×1023个NO2分子。(__)
22.稀硝酸滴在大理石上:CaCO3+2H+=Ca2++H2CO3。( )
23.碳、铜与浓硝酸反应时,浓硝酸只表现强氧化性。( )
24.固氮反应一定属于氧化还原反应。(_______)
25.FeO和稀HNO3的反应:FeO+2H+=Fe2++H2O。(_______)
四、解答题
26.亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂,但使用过量会使人中毒。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验:
【制取NaNO2】
设计的制取装置如下图(夹持装置略去):
该小组查阅资料可知:①2NO+Na2O2=2NaNO2、2NO2+Na2O2=2NaNO3;
②NO能被酸性高锰酸钾氧化为NO3-。
(1)装置A中用于盛放稀硝酸的仪器名称为 ,装置A中发生主要反应的离子方程式为 。
(2)装置D的作用是 。
(3)若无装置B,则进入装置D中的气体除N2、NO外还可能有 。
(4)甲同学检查装置气密性后进行实验,发现制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质。下列可以提高NaNO2纯度的方案是 (填字母)。
a.将B中的药品换为碱石灰 b.将稀硝酸换为浓硝酸
c.实验开始前通一段时间CO2 d.在装置A、B之间增加盛有水的洗气瓶
【测定制得的样品中NaNO2的含量】
(5)该实验中需配制KMnO4标准溶液并酸化,应选择 (填化学式)来酸化KMnO4溶液。
(6)已知:在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+。为测定样品中亚硝酸钠的含量,该小组称取4.0g样品溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.100ml·L-1的酸性KMnO4溶液进行滴定,消耗20.00mL酸性KMnO4溶液。滴定过程中酸性KMnO4溶液的作用是 ,所得样品中NaNO2的质量分数为 。
27.某研究性学习小组对实验室中制取、收集、吸收以及的还原性探究进行了如下实验设计。
Ⅰ.的收集和吸收
(1)用图甲装置收集,气体应从 (填“m”或“n”)口进入。
(2)已知难溶于。图乙、丙、丁、戊四种装置中,不能用来吸收的是 。
Ⅱ.的还原性探究
利用如图装置,进行还原的反应。
已知:与反应的生成物为、和无毒气体X,且X不被浓硫酸和碱石灰吸收。
(3)采用上图装置A作为的发生装置,写出该反应的化学方程式 。
(4)按气流从左到右的方向装置的正确连接顺序为: 。
A→___________→___________→___________→___________→C(填字母,每个装置只用一次)。
(5)实验结束时,应首先 (填序号)。
①熄灭A装置的酒精灯
②熄灭B装置的酒精灯
(6)若称取1.6g完全反应后,测得生成气体X的体积为224(标准状况下),通过计算推测X的化学式为 。
(7)装置B中与反应的化学方程式为 。
28.Ⅰ.某学习小组探究铁与氯气的反应途径及产物。
【问题提出】
资料1:液氯能在钢瓶中储存:
资料2:铁与氯气在加热条件下能发生反应:
资料3:铁与氯水能反应。
(1)实验:将铁粉放入氯水中,铁粉溶解,无气泡产生。
①经检验氯水呈酸性,原因是 (用离子方程式表示)。
②依据实验现象,判断氯水中与Fe反应的微粒可能为 。
据此,小组认为Fe与的反应与温度、湿度有关,探究如下。
【实验探究】
资料:高于300℃时升华。
(2)湿润的与Fe的反应:
①实验Ⅰ,向A中加水,经检验产物中有,推测其形成的可能途径
途径一(Fe与直接化合): 。
途径二:,。
②实验Ⅱ, (填操作和现象),说明A中产物含+3价铁。
(3)干燥的与Fe的反应:
实验Ⅲ中有大量剩余,实验Ⅳ几乎无剩余,原因是 。
Ⅱ.Q溶液中含有如表所示离子中的某5种且浓度均为0.5ml/L(不考虑水的电离)。向Q溶液中加入足量稀盐酸,有气体R产生。经分析,反应前后阴离子种类不变。
请回答下列问题:
(4)写出产生气体R的离子方程式 。
(5)由“加入盐酸……”、“反应前后阴离子种类不变”推知:Q一定不含 (填中文数字)种阴离子。
(6)综合推断,Q中一定含有的阳离子为 (填离子符号)。
选项
现象或事实
解释
A.
浓氨水可检验氯气管道泄漏
浓氨水与氯气发生复分解反应
B.
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C.
施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D.
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
实验
装置
操作及现象
Ⅰ
常温时将铁丝伸入A中,铁丝迅速变黑
Ⅱ
将红热的铁丝伸入A中,铁丝剧烈燃烧,产生大量棕黄色烟
实验
装置
操作及现象
Ⅲ
常温时将铁丝伸入B中,铁丝慢慢变黑,大量气体剩余
Ⅳ
将红热的铁丝伸入B中,铁丝剧烈燃烧,产生大量棕黄色烟
阳离子
阴离子
、、、、、、、
、、、、、、、
参考答案:
1.C
【详解】A.Cl2通入水中制氯水的离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO,A项错误;
B.NO2通入水中制硝酸的离子方程式为3NO2+H2O=2H++2NO+NO,B项错误;
C.用稀盐酸除铁锈的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,C项正确;
D.NaHCO3溶液与盐酸反应的离子方程式为+H+=H2O+CO2↑,D项错误;
答案选C。
2.C
【详解】A.向FeCl2溶液中滴加少量稀硝酸,溶液变为浅黄色,说明溶液中的亚铁离子被硝酸氧化生成了铁离子,再滴加少量KSCN溶液,溶液变红色,故A正确;
B.、、、离子间不发生反应,能大量共存,故B正确;
C.FeCl2溶液中滴加稀硝酸,亚铁离子被氧化成铁离子,反应的离子方程式为3Fe2++4H++═3Fe3++NO↑+2H2O,故C错误;
D.上述浅黄色溶液中还含有没有被硝酸氧化的亚铁离子,亚铁离子具有还原性,能够将高锰酸钾溶液还原,因此滴加少量溶液,紫色褪去,故D正确;
故选C。
3.D
【详解】A.汽车尾气中含有氮氧化物,大量排放不仅会造成酸雨还可能导致光化学烟雾,危害较大,A项正确;
B.铝的氧化物熔点高,常用于制造耐火材料,B项正确;
C.人体中极少量的NO会促进血管扩张,可防止血管栓塞,C项正确;
D. Al(OH)3胶体能凝聚水中的悬浮物并使之沉降,因此明矾常用于絮凝剂,而不具备杀菌消毒功能,D项错误;
故答案选D。
4.C
【详解】A.浓氨水挥发出的氨气和氯气发生氧化还原反应生成氮气和氯化铵,反应现象冒白烟,故A错误;
B.漂白粉在空气中久置变质,是因为次氯酸钙与二氧化碳和水反应生成次氯酸,次氯酸不稳定受热分解,故B错误;
C.施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用是因为K2CO3与NH4Cl发生双水解反应生成氨气会降低肥效,故C正确;
D.FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,是因为三价铁离子具有强的氧化性,能氧化铜,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查了元素化合物知识,熟悉物质的性质是解题关键,注意盐类水解的应用,题目难度不大.
5.B
【分析】金属离子全部沉淀时,得到5.08 g沉淀为Cu(OH)2、Mg(OH)2,沉淀中氢氧根的质量为5.08 g-3.04 g=2.04 g,则OH-的物质的量n(OH-)==0.12 ml,根据电荷守恒可知,金属提供的电子物质的量等于OH-的物质的量,即金属提供电子为0.12 ml,假设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为x ml、y ml,则有:2x+2y=0.12;根据质量关系可得:64x+24y=3.04,解得x=0.04,y=0.02;
【详解】①合金中Mg与Cu的物质的量之比是n(Mg):n(Cu)=0.02 ml:0.04 ml=1:2,①正确;
②在标准状况下,NO2和N2O4混合气体的物质的量为=0.1 ml,假设混合气体中NO2的物质的量为a ml,则四氧化二氮的物质的量为(0.1-a)ml,根据电子转移守恒可知,a×1+(0.1-a)×2×1=0.12,解得a=0.08,所以N2O4的物质的量为0.1 ml-0.08 ml=0.02 ml,故N2O4的体积分数为:×100%=20%,②错误;
③金属离子前后全部形成沉淀时,反应后溶液中的溶质为NaNO3,根据氮元素守恒可知,NaNO3的物质的量为1.4 ml-0.08 ml-0.02 ml×2=1.28 ml,根据钠离子守恒可知n(NaOH)= n(NaNO3)=1.28 ml,则需要氢氧化钠溶液的体积V(NaOH)==0.64 L=640 mL,③错误;
④该反应中共转移电子的物质的量等于OH-的物质的量,n(e-)=n(OH-)=0.12 ml,所以反应过程中转移电子数目为0.12NA,④错误;
答案选B。
6.D
【详解】灼烧后得到的固体为Fe2O3和MgO的混合物,设Fe、Mg的物质的量分别为xml、yml,则:56x+24y=2.4,160×x×0.5+40y=3.6,联立解得:x=0.03、y=0.03。①当合金与稀硝酸反应生成的全部为亚铁离子时,金属失去的电子最少,则生成的NO体积最小,根据电子守恒,生成NO的物质的量为: ,标况下0.04mlNO的体积为:;②当合金与硝酸反应生成的全部为铁离子时,提供的电子的物质的量最大,则生成的NO的体积最大,根据电子守恒,生成NO的物质的量为:,标况下0.05mlNO的体积为:,所以生成的NO的体积范围为:0.896≤V(NO)≤1.12L,故不可能为0.784L, 答案选D。
【点睛】该题的关键是明确铁与硝酸反应生成产物可能为亚铁离子或铁离子,注意电子守恒在化学计算中的应用方法。电子守恒——氧化还原反应计算的核心思想,得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。电子守恒法解题的步骤是:首先找出氧化剂、还原剂及其物质的量以及每摩尔氧化剂、还原剂得失电子的量,然后根据电子守恒列出等式。计算公式如下:n(氧化剂)×得电子原子数×原子降价数=n(还原剂)×失电子原子数×原子升价数。利用这一等式,解氧化还原反应计算题,可化难为易,化繁为简。
7.C
【详解】A.Al3+与氢氧根离子会反应,不能大量共存,A不符合;
B.酸性条件下硝酸根具有氧化性,亚铁离子具强有还原性,能发生氧化还原反应 :,不能大量共存,B不符合;
C. ,互不反应,能大量共存,C符合;
D.氢氧根离子与HCO发生反应生成碳酸根和水,不能大量共存,D不符合;
答案选C。
8.D
【详解】A.氨气可以和酸反应,PH3的一些已知性质与NH3相似,则PH3可以和酸反应生成盐,A正确;
B.PH3的结构和NH3相似,都是三角锥形,属于极性分子,B正确;
C.P的非金属性比N弱,则PH3的还原性强于NH3,C正确;
D.P的非金属性比N弱,则 PH3的热稳定性比NH3弱,D错误;
故选D。
9.A
【详解】A. 氮的固定是游离态氮元素变化为化合态氮元素,该反应为含氮化合物转变为氮气,不属于固氮反应,A错误;
B. 通常,NO为无色气体、为红棕色气体,B正确;
C. NO、CO均能与人体中的血红蛋白结合,超过一定量的NO、CO均能使人中毒,C正确;
D. 由图、结合电子数守恒、元素质量守恒可知,该催化转化的总反应的化学方程式为,D正确;
答案选A。
10.D
【详解】A.铜与硝酸的反应中,生成了硝酸铜,硝酸表现酸性,生成氮的氧化物,硝酸表现强氧化性,选项A正确;
B.根据题中信息和电子守恒,设反应生成的、的物质的量分别为,则:;;得,计算知,选项B正确;
C.向溶液中加入的溶液,恰好使溶液中的全部转化为沉淀,说明表现酸性的硝酸和未反应的硝酸的物质的量为,表现氧化性的硝酸的物质的量为,所以原硝酸溶液的浓度为,选项C正确;
D.根据电子守恒,欲使生成的和在作用下被水吸收全部转化为硝酸,则转移电子,至少需要,即至少需要标准状况下的体积为,但题中未指明标准状况,选项D错误;
答案选D。
11.(1)Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O
(2)4Fe+12H++3NO=3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O
(3)3Fe+2NO+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O
【解析】(1)
少量铁粉加入到足量稀硝酸中生成硝酸铁、NO和水,离子方程式为Fe+4H++NO=Fe3++NO↑+2H2O;
(2)
当n(Fe):n(HNO3(稀))=1:3时生成硝酸亚铁、硝酸铁、NO和水,离子方程式为4Fe+12H++3NO=3Fe2++Fe3++3NO↑+6H2O;
(3)
足量铁粉加入到少量稀硝酸中生成硝酸亚铁、NO和水,离子方程式为3Fe+2NO+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O。
12.(1)①丁(1分) (2分)
②SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + SO42- + 2Br-(2分)
③3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2 (2分) OH- + HCO3- + Ca2+ = H2O + CaCO3↓(2分)
(2)①2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑ (2分)
②CO2 (1分) ③ 25% (2分)
【详解】试题分析:(1)①过氧化钠与水的反应是氧化还原反应,排除A组;过氧化钠与水的反应中,水既不是氧化剂也不是还原剂,所以属于丁组;与水反应溶液呈酸性的只有二氧化硫,所以A组为非氧化还原反应,则乙组物质是氧化钠,与水发生非氧化还原反应生成氢氧化钠,溶液为碱性,氧化钠的电子式为 。
②甲组为二氧化硫,与溴水发生氧化还原反应,生成两种强酸,离子方程式是SO2 + Br2 + 2H2O ="=" 4H+ + SO42- + 2Br-;
③与水发生氧化还原反应且水是还原剂的物质有钠和铁,其中铁与水蒸气在高温下发生反应,化学方程式是3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2 ;钠投入足量的碳酸氢钙溶液中,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与足量的碳酸氢钙反应生成碳酸钙沉淀和水,生成沉淀的离子方程式是 OH- + HCO3- + Ca2+ = H2O + CaCO3↓;
(2)①铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ ;
② 药皮中的碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳气体,所以此气体为CO2;
③经处理后的熔渣36.0 g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2),加入足量稀盐酸,分离得到11.0 g固体,因为只有二氧化硅不与稀盐酸反应,所以该固体为二氧化硅;滤液中含有铝离子、铁离子,其中铝离子与过量氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,所以加入过量NaOH溶液,分离得到21.4 g固体,该固体为氢氧化铁,物质的量是21.4g/107g/ml=0.2ml,所以氧化铁的质量是0.2ml/2×160g/ml=16g,所以氧化铝的质量是36.0g-11.0g-16g=9.0g,则此熔渣中Al2O3的质量分数为9.0g/36.0g×100%=25% 。
考点:考查物质的化学性质及离子方程式的书写、混合物的计算
13.(1)SO2+SO+H2O=2HSO
(2)NH3+HSO=NH+SO(或NH3·H2O+HSO=NH+SO+H2O)
(3)c
【解析】略
14.(1)d
(2) 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O b H2O2具有氧化性,能将NO氧化成NO2,NO2含量增大,氮氧化物吸收率提升
【分析】氨气与氢气合成氨气,氨气催化氧化生成NO和水,NO与氧气反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸和NO。
【详解】(1)a.利用氮气的化学性质稳定,所以可用作保护气,a正确;
b.铵态氮肥一定不能与碱同时施用,否则会产生氨气,降低肥效,b正确;
c.硝酸被用来制取一系列硝酸盐类氮肥,即可用于制化肥,也可用于制农药、炸药、染料、盐类等,c正确;
d.某浓硝酸中含有溶质2ml,标准状况下,该浓硝酸与足量的铜完全反应,随反应进行溶液浓度变稀后反应生成NO气体,生成NO2小于1ml,d错误;
答案选d。
(2)①用水吸收NO2的缺陷为3NO2+H2O=2HNO3+NO,部分NO2转化成有毒气体NO;
②根据电子转移守恒可知,NO2发生歧化反应,NO2中+4价的N部分化合价降低,转化为NaNO2中+3价的N,则还应有部分N化合价升高,应转化为NaNO3中+5价的N,因此方程式中的另一个产物为NaNO3;化学方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O.
③i.根据上述图象可知,
a.随着NaOH溶液浓度增大,氮氧化物的吸收率先增加后减小,a错误;
b.当氢氧化钠浓度一定时,NO2含量越大,氮氧化物的吸收率越大,b正确;
综上所述,答案选b;
ii.当混合气体中NO2含量小于50%时,具有氧化性的H2O2的存在,会将NO氧化成NO2,NO2的含量增大,从而使氮氧化物的吸收率增大。
15. H+、Fe3+、SO42- Ba2+、Al3+、NH4+、I-、HCO3-、SO32- K+、Cl-、NO3-
【分析】(1)用蓝色石蕊试纸检测该溶液,试纸显红色,说明溶液呈酸性,则一定不存在HCO3-;
(2)取溶液少许,加入用稀HNO3酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀为硫酸钡沉淀,说明含有SO42-,则一定不含有Ba2+;
(3)取实验(2)后的澄清溶液,滴入硝酸银溶液产生白色沉淀,再加入过量的稀硝酸,沉淀不消失,不能证明是否含有Cl-离子,因(2)中加入氯化钡;
(4)取溶液少许,逐滴加入NaOH溶液至过量,只看到有棕色沉淀生成,且沉淀质量不减少,故说明含有Fe3+,I-、SO32-具有还原性,能与铁离子反应,一定不含有Al3+和NH4+、I-、SO32-。
【详解】依据分析可知:溶液中一定存在:SO42-、Fe3+,一定不存在:Ba2+、Al3+、HCO3-、NH4+、I-;可能存在:K+、Cl-、NO3-,故答案为:SO42-、Fe3+;Ba2+、Al3+、HCO3-、NH4+、I-、SO32-;K+、Cl-、NO3-。
【点睛】本题考查离子的推断,把握离子的颜色、离子之间的反应为解答的关键,侧重分析、推断能力的综合考查,注意I-、SO32-具有还原性,能与铁离子反应。
16.(1)用液态N2保存粮食、水果或工业上合成NH3
(2)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO
(4)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【分析】N2与H2在高温高压催化剂存在条件下合成NH3,NH3与O2在催化剂存在条件下加热,发生氧化反应产生NO,NH3也可以与O2在催化剂存在条件下发生氧化还原反应产生NO和H2O;NO与O2反应产生NO2,NO2溶于水,反应产生HNO3、NO。
【详解】(1)N2不活泼,能够使害虫窒息而亡,因此可以用液态N2保存粮食、水果或用于工业上合成NH3;
(2)在实验室中,用NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应产生CaCl2、NH3、H2O,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;
(3)在工业制硝酸第③步反应是NO2与H2O反应产生HNO3、NO,反应的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)Cu与浓HNO3反应,产生Cu(NO3)2、NO2、H2O,该反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
17.(1)①③⑥⑦
(2)⑤⑥⑦⑧
(3)②④
【分析】①Cu与稀HNO3溶液反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,Cu与浓HNO3溶液反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O ②Cu与FeCl3溶液反应方程式为:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 ③Zn与稀H2SO4溶液反应生成ZnSO4和H2,Zn与浓H2SO4溶液反应生成ZnSO4、SO2和H2O, ④Fe与FeCl3溶液反应方程式为:Fe+2FeCl3=3FeCl2,⑤Cl2与NaOH溶液常温下反应生成NaCl、NaClO和H2O,在高温下生成NaCl、NaClO3和H2O,⑥Fe与稀HNO3溶液反应生成Fe(NO3)3或Fe(NO3)2、NO和水,Fe与浓硝酸在常温下发生钝化,在加热情况下反应生成Fe(NO3)3或Fe(NO3)2、NO2和水,⑦Fe与稀H2SO4溶液反应生成FeSO4和H2,Fe与浓硫酸在常温下发生钝化,在加热情况下反应生成Fe2(SO4)3或FeSO4、SO2和水,⑧Na与O2在常温下生成Na2O,加热条件下生成Na2O2,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,由于浓度不同而发生不同氧化还原反应的是①③⑥⑦,故答案为:①③⑥⑦;
(2)由分析可知,由于温度不同而发生不同氧化还原反应的是⑤⑥⑦⑧,故答案为:⑤⑥⑦⑧;
(3)由分析可知,氧化还原反应不受浓度、温度影响的是②④,故答案为:②④。
18. 0.2 0.6NA
【详解】Cu与足量的稀硝酸反应化学方程式为3Cu+8HNO3(稀) =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;由反应可知反应铜和被还原硝酸、转移电子的关系为3Cu~2HNO3(稀) ~6e-;则0.3mlCu与足量的稀硝酸反应,被还原的硝酸为0.2ml,转移的电子物质的量为0.6ml,电子数为0.6NA个。
19.(1)0.15
(2)560
(3)560
(4)明确金属的组成、金属与硝酸发生的反应、硝酸所起的作用,从氮元素守恒角度、从得失电子守恒角度、利用始态-终态将复杂问题简单化、利用方程与方程组计算等
【详解】(1)消耗的转化为、NO和,根据铜原子守恒:,,
据氮原子守恒:,故答案为:;
(2)设产生的物质的量为xml,产生NO的物质的量为yml,则由电子转移守恒可得x+3y=0.05×2,由气体总物质的量可得x+y=0.05,联立解得x=y=0.025,故,故答案为:560;
(3)Cu与生成氮的氧化物,氮的氧化物与氧气、水反应又生成,纵观整个过程Cu失去的电子数等于氧气获得的电子数,故需要氧气物质的量为:,故需要氧气的体积为:
(4)由上述计算,金属和硝酸反应的解题方法:明确金属的组成、金属与硝酸发生的反应、硝酸所起的作用,从氮元素守恒角度、从得失电子守恒角度、利用始态-终态将复杂问题简单化、利用方程与方程组计算等等。
20. 小于5.6 CaSO4
【详解】(1)正常的雨水应溶有二氧化碳而显弱酸性,酸雨是指pH小于5.6的雨水;
(2)硝酸型酸雨的形成过程中涉及的化学方程式有:①;②;③;
(3)①在含硫煤中加入生石灰可以起到固硫的作用,燃烧过程中,硫元素转化成其最高价态的化合物,该过程可理解为:高温下生石灰的主要成分碳酸钙分解成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和含硫煤燃烧产生的二氧化硫反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙被氧气氧化为硫酸钙,即CaSO4;
②在一定条件下用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2,该过程中二氧化硫被还原,则CO被氧化,氧化产物为二氧化碳,则该反应的化学方程式为;
③用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成来脱除烟气中的SO2,原理是一水合氨和过量的二氧化硫反应生成亚硫酸氢铵,亚硫酸氢铵被氧气氧化为硫酸铵,用离子方程式表示为;。
21.错误
【详解】二氧化氮的摩尔质量为46g/ml,故4.6g NO2气体的物质的量为0.1ml,由于存在2NO2N2O4这一隐含条件,故4.6g NO2气体中含有的NO2分子数小于0.1NA,故小于6.02×1022个NO2分子,故说法错误;
故答案为:错误。
22.错误
【详解】硝酸是强酸,生成的是CO2和H2O,应写为: ,故答案为错误。
23.错误
【解析】略
24.正确
【详解】固氮的概念:把大气中游离态的氮转化为氮的化合物称作固氮,该过程为氮单质生成了化合物,一定有元素化合价的变化,固氮反应一定属于氧化还原反应,故正确。
25.错误
【详解】FeO和稀HNO3的反应生成硝酸铁、一氧化氮和水:3FeO+10H++NO=3Fe3++5H2O+NO↑,故错误。
26. 分液漏斗 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 吸收过量的NO,避免尾气造成污染 O2、NO2 ad H2SO4 作氧化剂和指示剂 86.25%
【分析】在A中铜和稀硝酸反应生成NO,经CaCl2干燥后通入C中,和Na2O2反应生成NaNO2,剩余的NO被酸性高锰酸钾溶液吸收。
【详解】(1)控制液体的滴加速度,装置A中用于盛放稀硝酸的仪器为分液漏斗;金属铜与硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,所以装置A中发生主要反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;正确答案:分液漏斗;3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。
(2)装置D有酸性高锰酸钾溶液,能够氧化一氧化氮气体,减少气体对环境的污染;正确答案:吸收过量的NO,避免尾气造成污染。
(3)没有氯化钙,水蒸气就会与过氧化钠反应生成氧气,部分NO会被氧气氧化为NO2,所以,若无装置B,则进入装置D中的气体除N2、NO外还可能有O2、NO2;正确答案:O2、NO2;
(4)由于获得一氧化氮所用的硝酸具有挥发性,且获得NO的过程中会产生其它氮氧化物,因此提高NaNO2纯度需要除去硝酸气体和其它氮氧化物。将B中的药品换为碱石灰可以吸收硝酸气体和氮氧化物,a正确;将稀硝酸换为浓硝酸,浓硝酸和铜反应生成二氧化氮,会增加硝酸钠的含量,b错误;实验开始前通一段时间CO2,会导致过氧化钠和反应生成碳酸钠,降低亚硝酸钠的纯度,c错误;在A、B之间增加盛有水的洗气瓶可以吸收硝酸气体和氮氧化物,d正确;正确选项ad。
(5)高锰酸钾具有强氧化性,配制KMnO4标准溶液并酸化,酸化的酸应选择稀硫酸;正确答案:H2SO4。
(6)NO2-可将MnO4-还原为Mn2+,体现了高锰酸钾的强氧化性,滴定终点的现象为滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液变成紫红色;消耗标准液的体积为20.00mL,25mL样品消耗高锰酸钾的物质的量为0.1000ml/L×0.02L=0.002ml,则250mL样品溶液会消耗高锰酸钾的物质的量为0.002ml×=0.02ml,根据化合价变化可得反应关系式:2MnO4-~5NO2-,则4.000g样品中含有亚硝酸钠的物质的量为0.02ml×=0.05ml,质量为69g/ml×0.05ml=3.45g,所以反应后的固体中亚硝酸钠的质量分数为:×100%=86.25%,正确答案:氧化剂;指示剂; 86.25%。
27.(1)m
(2)丙
(3)
(4)E→B→F→D
(5)②
(6)
(7)
【分析】Ⅱ.A装置用于制取氨气,氨气中混有水蒸气,通过E装置,除去氨气中的水蒸气,氨气进入B装置还原 Fe2O3 ,再先后连接F装置,D装置,浓硫酸吸收反应剩余的氨气,F装置作安全瓶,防止倒吸,最后连接C装置,已知 NH3与 Fe2O3反应的生成物为 Fe 、 H2O 和无毒气体X,且X不被浓硫酸和碱石灰吸收,则X为氮气,故C装置用于测量生成气体的体积,据此分析解答。
【详解】(1)氨气的密度比空气小,所以应该用向下排空气法收集,所以集气瓶瓶口向上来收集时应短进长出,即若用图甲装置,排空气法收集 NH3,气体应从m口进入;
(2)氨气极易溶于H2O,则吸收氨气时,应注意防倒吸,又已知 NH3难溶于 CCl4,乙、丁、戊三种装置均可以防倒吸,丙可能会发生倒吸,则丙装置不能用来吸收 NH3;
(3)氢氧化钙与氯化铵在加热的条件下反应生成氯化钙、水和氨气,故该反应的化学方程式为 ;
(4)A装置用于制取氨气,氨气中混有水蒸气,通过E装置,除去氨气中的水蒸气,氨气进入B装置还原 Fe2O3 ,再先后连接F装置、D装置,浓硫酸吸收反应剩余的氨气,F装置作安全瓶,防止倒吸,最后连接C装置,已知 NH3与 Fe2O3反应的生成物为 Fe 、 H2O 和无毒气体X,且X不被浓硫酸和碱石灰吸收,则X为氮气,故C装置用于测量生成气体的体积,则按气流方向正确的装置连接顺序为A→E→B→F→D→C;
(5)实验结束时,为防止生成的铁再次被氧化,应先熄灭B装置的酒精灯,在氨气的氛围下冷却后,再熄灭A装置的酒精灯,故选②;
(6)1.6g Fe2O3的物质的量为0.01ml,反应后生成铁单质,则该反应中Fe元素得电子总数为0.06ml,即氮元素失电子总数也为0.06ml,完全反应后,测得生成气体X的体积为 224mL (已折算为标准状况),则气体X的物质的量为0.01ml,又X为无毒气体,且X不被浓硫酸和碱石灰吸收,则推测X应为N2,而生成0.01ml N2,氮元素失电子为0.06ml,则X为N2;
(7)根据第(6)问分析 Fe2O3和氨气反应生成铁单质、氮气和水,根据得失电子守恒、元素守恒配平该反应的化学方程式为。
【点睛】氨气极易溶于H2O,则吸收氨气时,应注意防倒吸,又已知 NH3难溶于 CCl4,题中乙、丁、戊三种装置均可以防倒吸,若丁装置中 CCl4换为苯,苯的密度比水小,则苯在上层,水在下层,不能起到防倒吸的作用,这是学生们的易错点。
28.(1) Cl2、HClO
(2) Fe+=FeCl2 取少量生成物于试管中,加蒸馏水溶解,然后滴加KSCN溶液,溶液显血红色
(3)铁与干燥氯气在常温下反应缓慢
(4)
(5)5
(6)、
【分析】氯气具有强氧化性,能和铁点燃燃烧生成氯化铁;氯气溶于水和水生成盐酸和次氯酸;
Q溶液中含有如表所示离子中的某5种且浓度均为0.5ml/L(不考虑水的电离);向Q溶液中加入足量稀盐酸,有气体R产生,经分析,反应前后阴离子种类不变,则溶液中一定含有氯离子,由于、、、、会与氢离子生水、气体而导致阴离子种类改变,则必定不含这5种离子;氯离子和银离子不共存,则存在银离子;硝酸根离子部分在酸性条件下和亚铁离子生成铁离子和NO气体:,则原溶液中必定含有0.5ml/L的、、,由于溶液中含有如表所示离子中的某5种离子,则阴离子必定含0.5ml/L的,硫酸根离子和钡离子不共存,结合溶液电中性可知,溶液中必定含有二价阳离子;
【详解】(1)①氯气溶于水,发生,使溶液显酸性;
②铁粉放入氯水中,铁粉溶解,无气泡产生,可能是Fe与Cl2反应,也可能是Fe与HClO反应生成FeCl3和H2O;
(2)①经检验产物中有,则Fe与直接化合生成是FeCl2,Fe+=FeCl2;
②铁离子和KSCN溶液反应溶液变红使,故检验3价铁的方法为:取少量生成物于试管中,加蒸馏水溶解,然后滴加KSCN溶液,若溶液显血红色,说明含有+3价Fe;
(3)对比实验Ⅲ和Ⅳ的实验现象,实验Ⅲ:干燥的氯气中铁丝慢慢变黑;实验Ⅳ中,铁丝剧烈燃烧,说明铁与干燥氯气在常温下反应缓慢;
(4)由分析可知,产生气体R的离子方程式:;
(5)由分析可知,、、、、会与氢离子生水、气体而导致阴离子种类改变,则必定不含这5种离子;
(6)由分析可知,Q中一定含有的阳离子为、。
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