苏教版 (2019)必修 第二册第三单元 含氮化合物的合理使用课后作业题
展开一、单选题
1.同主族元素形成的同一类型的化合物,往往结构和性质都很相似,如PH4I的结构和性质与NH4Cl相似,有关PH4I的叙述不正确的是
A.可由PH3与HI化合生成B.将其加热可以分解
C.能跟NaOH溶液反应D.电子式为
2.由下列实验及现象不能推出相应结论的是
A.AB.BC.CD.D
3.下列说法正确的是
A.某盐溶液与溶液共热产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,该盐为铵盐
B.某溶液加氯化钡溶液有白色沉淀生成,说明原溶液中一定有
C.少量浓硫酸沾在皮肤上,立即用氢氧化钠溶液冲洗
D.将pH试纸直接放入某溶液中,测定溶液的pH值
4.只能用排空气法收集的气体是( )。
A.NOB.NO2C.H2D.CO
5.下列关于氨与铵盐的叙述中不正确的是
A.碳酸氢铵受热分解有氨气产生
B.干燥NH3时,不可以用酸性干燥剂,也不可以用中性干燥剂CaCl2
C.铵盐作氮肥时,与生石灰混用的效果更好
D.铵盐的物理共性是铵盐都是晶体,都能溶于水
6.下列实验能够达到目的的是
A.装置甲可以制取少量氧气B.装置乙用来检验
C.装置丙用来验证碳酸氢钠受热分解D.装置丁制备无水氯化镁
7.下列关于的检验步骤错误的是
①取样,②加入氢氧化钠溶液并③加热,④在试管口放一张红色石蕊试纸。
A.①B.②C.③D.④
8.某教师设计了如图装置(省略夹持装置)探究碳与浓硝酸的反应,已知铂丝在实验过程中不参与反应,下列说法错误的是
查阅资料可知:可与反应生成物质的量相同的两种盐。
A.将红热的木炭伸进浓硝酸中可以观察到有红棕色气体产生
B.通过三颈烧瓶内的现象可知该反应的化学方程式为(浓)
C.反应结束后,将溶液加入三颈烧瓶中吸收,反应的离子方程式为
D.浓硝酸呈黄色的原因可能是浓硝酸分解生成的溶解在溶液中
9.下列对有关含氮化合物的说法正确的是
A.向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸时溶液颜色加深,同时有红棕色气体产生
B.将NH3和O2的混合气体通过灼热的催化剂时能反应生成NO和H2O
C.BaCl2不与NO2反应,所以,若将NO2气体通入BaCl2溶液中无明显现象产生
D.实验室长期存放的浓硝酸呈黄色的原因是在存放过程中混入了Fe3+
10.无色气体甲,可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100 mL甲气体经过如图所示实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,下列说法正确的是( )
A.甲气体肯定有NO2
B.经过浓硫酸处理后余气中NO、CO2体积比为2:3
C.甲气体的组成可能为NH3、NO、NO2
D.经过Na2O2处理后剩余气体体积大于80mL
二、填空题
11.现有四种溶液m,n,p、q,分别含阴阳离子、、、、、、、中的各一种,为了确定组成,进行了以下实验:将四种溶液两两混合,发现m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,p、q能产生无色有刺激性气味的气体,p与m,n均有沉淀产生,且在m中逐滴滴入p时,沉淀增多,后减少但没有完全消失。回答下列问题。
(1)p是 ,q是 (均填化学式)。
(2)写出在m中逐滴滴入p,沉淀减少时发生反应的离子方程式 。
(3)实验室检验q中阳离子需要的试剂或试纸是 。
(4)经分析,存在于 (填m、n、p、q)溶液中,实验室常用重量法检验该溶液中 离子的浓度,步骤如下:Ⅰ用量筒取该溶液8.0mL并转移至小烧杯中;Ⅱ加入盐酸酸化,然后加入足量的溶液(沉淀反应在接近沸腾的温度下进行);Ⅲ过滤所得沉淀;洗涤,烘干后得到ag固体。
①所用量筒的规格为 。
A.10mL B.50mL C.100mL D.500mL
②过滤时,沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度,从利于过滤的角度分析,沉淀反应需要在接近沸腾的温度下进行的原因可能是 。
③检验沉淀洗涤干净的方法是 。
④计算,硫酸根的浓度为 ml/L(用含a的式子表示)。
12.氮氧化物的来源
(1)氮氧化物(NOx)主要包括 。
(2)氮氧化物的来源
的燃烧、 的生产和 是氮氧化物的主要来源。
13.现有NH4Cl、(NH4)2SO4、K2SO4三种化肥,请设计实验方案将它们区别开来 。
14.氨及铵盐均是重要的化工原料。
I.将少量NH4Cl晶体于两端开口的硬质玻璃管中加热,如图所示。
(1)氯化铵受热反应的化学方程式是 。
(2)检验氨气时,可在 处(填“a”或“b”)用湿润 试纸,现象是 。
(3)工业上用氨气为原料来制硝酸,写出氨气催化氧化的化学方程式: 。
II.煤和石油在燃烧时会产生NO2,为保护环境需要脱硝处理。某种脱硝方法中利用反应8NH3+6NO27N2+12H2O
(4)作为还原剂的物质是 ,NO2中氮元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。
(5)若反应中消耗了8mlNH3,则可脱除NO2的物质的量为 ml,转移电子的物质的量为 ml。
15.江南皮革厂的废水中含有一定量的氨氮(以NH3、形式存在),通过沉淀和氧化两步处理后可使水中氨氮达到国家规定的排放标准。已知HClO的氧化性比NaClO强,NH3比更易被氧化。)
(1)沉淀:向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,废水中的氨氮转化为NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀。该反应的离子方程式为 。
(2)氧化:加入NaClO溶液进一步氧化处理经沉淀处理后的废水。
①在强酸性条件下,NaClO将废水中的氨氮转化为N2,该反应的离子方程式为 。
②进水pH对氨氮去除率和出水pH的影响分别如图1和图2所示:
i.进水pH在1.25~2.75范围内时,氨氮去除率随pH的升高而下降的原因是 。
ii.进水pH在2.75~6范围内时,氨氮去除率随pH的升高而上升的原因是 。
iii.国家相关标准要求经处理过的氨氮废水pH要控制在6~9,综合考虑进水pH应控制在 左右为宜。
③研究发现,强酸性废水中氨氮去除率随温度升高呈先升后降趋势。当温度大于30℃时,废水中氨氨去除率随着温度升高而降低,其原因可能是 。
④n(ClO-)/n(氨氮)对废水中氨氨去除率和总氮去除率的影响如图3所示。当n(ClO-)/n(氨氮)>1.54后,总氮去除率下降的原因是 。
16.简要回答下列问题。
(1)工业燃煤须进行脱硫处理,其目的是 。
(2)夏天施用铵态氮肥须深施盖土,其原因是 。
(3)氯气能使湿润的红色纸条褪色的原因是 。
(4)新切开的钠表面具有银白色金属光泽,在空气中很快变暗的原因是 。
17.如图为雷雨时节,雨水中硝酸的形成过程。回答下列有关问题:
(1)反应①、②、③中属于氮的固定的是 。(填序号)
(2)反应②可用于检验NO气体,检验中观察到的现象是 。
(3)反应③的化学方程式为 。
(4)右表是以铜屑为原料制取硝酸铜的三种方案。写出方案甲中反应的离子方程式: ;从节约原料、环境保护的角度说明选择方案丙的原因; 。
(5)汽车尾气中CO、NO等物质是城市空气的主要污染源,用Rh作催化剂时反应过程的示意图如下:
该反应中氧化产物为 。(填化学式)
(6)在实验室中,常利用铵盐与强碱溶液加热反应产生氨气这一性质来检验铵根离子的存在,写出有关反应的离子方程式: 。
18.氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾重要物质,工业用多种方法来治理。某种综合处理含NH废水和工业废气(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如图:
已知:、
(1)NO在空气中很容易被氧化成NO2,NO2能与水发生化学反应,写出NO2与水反应的化学方程式为 。
(2)SO2造成的一种常见的环境污染为 。
(3)固体1的主要成分有Ca(OH)2、 、 (填化学式)。
(4)用NaNO2溶液处理含NH废水反应的离子方程式为 。
(5)验证废水中NH已基本除净的方法是 (写出操作现象与结论)。
(6)捕获剂捕获的气体主要是 (填化学式)。
(7)流程中生成的NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应:,I2可以使淀粉溶液变蓝。根据上述反应,选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验,以鉴别NaNO2和NaCl固体。需选用的物质是 (填序号)。
①水②淀粉碘化钾试纸③淀粉④白酒⑤白醋
19.现有一混合溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、、Cl-、Ba2+、、取三份各100mL该混合溶液进行如下实验。
实验①:向第一份混合溶液中加入AgNO3溶液,有沉淀产生;
实验②:向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液,加热,收集到0.08ml气体;
实验③:向第三份混合溶液中加入足量BaCl2溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,经足量稀盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为4.66g。
(已知:+OH-H2O+NH3↑)
根据上述实验,回答以下问题。
(1)由实验①推断该混合溶液 (填“一定”或“不一定”)含有Cl-。
(2)由实验②推断该混合溶液中应含有 (填离子符号),其物质的量浓度为 。
(3)由实验③可知12.54g沉淀的成分为 (填化学式)。
(4)综合上述实验,你认为以下结论正确的是 (填标号)。
A.该混合溶液中一定含有K+、、、,可能含Cl-,且n(K+)≥0.04ml
B.该混合溶液中一定含有、、,可能含Ba2+、K+、Cl-
C.该混合溶液中一定含有、、,可能含K+、Cl-
D.该混合溶液中一定含有、,可能含K+、Cl-
20.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 ml NaNO3需消耗0.4 ml 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、实验探究题
21.某兴趣小组设计出如图所示装置来进行铜与硝酸反应实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)a装置的名称为: 。
(2)化学实验前均需检查装置气密性,请设计一个实验检查装置甲的气密性: 。
(3)实验时c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是 。在d中加适量NaOH溶液的目的是 。
(4)将反应后的溶液倒入烧杯,并向其中加入足量金属钠,观察到的现象是 。
(5)如表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是 ,理由是 (从用量角度和环保角度考虑)。
22.某兴趣小组设计实验探究铁与硝酸反应的产物。
文献记载:
①浓硝酸与活泼金属反应过程中可能生成+4、+3、+2、+1、0、-3价氮的化合物。
②FeSO4(aq)+NO(g)Fe(NO)SO4(aq)(棕色) ΔH<0。
③酸性高锰酸钾溶液能吸收NO、NO2,本身被还原成Mn2+。
实验现象:
甲同学设计的实验及现象:常温下,取下分液漏斗的塞子,旋转活塞,观察到A中剧烈反应,产生大量无色气体,B、C中产生气泡,溶液颜色无变化。点燃酒精灯,A中产生红棕色气体,气体颜色逐渐变浅;B中出现棕色,C中紫红色溶液逐渐变无色溶液。
回答下列问题:
(1)A中碳酸钙的作用是 。常温下,A中产生无色气体,不产生红棕色气体,主要原因是 。
(2)①尾气处理装置宜选择 (填代号)。
②如果尾气中NO、NO2以体积比1∶1参与反应,则生成一种含氮化合物。写出你选择装置中发生反应的离子方程式 。
(3)写出C中吸收NO时发生反应的离子方程式 。
(4)取少量B中棕色溶液于试管中,加热,观察到的现象是 。
(5)乙同学认为甲同学的实验不能说明产生了NO,理由是 。
(6)检验反应后A中是否有Fe2+的试剂宜选择 (填代号)。
a.KSCN溶液 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.KI淀粉溶液 d.酸性高锰酸钾溶液
23.亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的工业盐,也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐,易溶于水,微溶于乙醇。某化学兴趣小组对亚硝酸钠进行多角度探究:
I.亚硝酸钠的制备
(1)实验中用恒压滴液漏斗,相比普通分液漏斗,显著的优点是 。
(2)D中澄清石灰水变浑浊,则C中制备NaNO2的离子方程式为 。
II.探究亚硝酸钠与硫酸反应气体产物成分。
已知:①NO+NO2+2OH-═2+H2O②气体液化的温度:NO2:21℃,NO:-152℃
(3)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,目的是 。
(4)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左→右连接):A→C→ → → 。
(5)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是 。
②装置B的作用是 。
选项
实验
现象
结论
A
向的溶液中加足量铁粉,振荡,加1滴溶液
黄色逐渐消失,加溶液颜色不变
还原性:
B
将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满的集气瓶
集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生
具有氧化性
C
加热盛有少量固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸
石蕊试纸变蓝
显碱性
D
向溶液X中先滴加稀盐酸,再滴加少量溶液
开始无明显现象,加后出现白色沉淀
溶液X中一定含有
方案
反应物
甲
Cu、浓
乙
Cu、稀
丙
Cu、、稀
方案
反应物
甲
Cu、浓HNO3
乙
Cu、稀HNO3
丙
Cu、O2、稀HNO3
参考答案:
1.D
【详解】A.NH4Cl由NH3与HCl化合生成,则PH4I可由PH3与HI化合生成,A正确;
B.NH4Cl具有热的不稳定性,将PH4I加热也可以分解,B正确;
C.依据NH4Cl的性质,PH4I也能跟NaOH溶液反应,C正确;
D.NH4Cl的电子式为 ,则PH4I的电子式中,I-也应与Cl-具有类似的电子式,D不正确;
故选D。
2.C
【详解】A.向FeCl3溶液中加入足量铁粉后,Fe3+完全转化为Fe2+,滴入KSCN溶液,溶液不变色,可证明还原性Fe>Fe2+,A正确;
B.燃着的金属钠能在装有CO2的集气瓶中反应生成Na2CO3和C,说明CO2具有氧化性,B正确;
C.NH4HCO3受热分解生成的NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,只能说明NH3为碱性气体,不能确定NH4HCO3的酸碱性,C错误;
D.该实验为检验硫酸根离子的方法,向溶液X中先滴加稀盐酸,开始无明显现象,加后出现白色沉淀,则一定含有硫酸根,D正确;
故选C。
3.A
【详解】A.使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3,某盐溶液与溶液共热产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则该盐为铵盐,A正确;
B. 某溶液加氯化钡溶液有白色沉淀生成,沉淀可能为碳酸钡、硫酸钡、氯化银等,故不能说明原溶液中一定有,B错误;
C.氢氧化钠溶液具有强腐蚀性,当少量浓硫酸沾在皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后涂稀碳酸氢钠溶液,C错误;
D.pH试纸直接放入某溶液中,试剂受污染,应用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上, D错误;
答案选A。
4.B
【详解】A,常温下NO能与O2反应生成NO2,NO不能用排空法收集,NO难溶于水,只能用排水法收集,A项不符合题意;B,常温下NO2能与水反应生成HNO3和NO,NO2不能用排水法收集,NO2的密度比空气大,通常用向上排空法收集,B项符合题意;C,H2难溶于水,H2的密度比空气小,H2既能用排水法收集又能用向下排空法收集,C项不符合题意;D,CO难溶于水,CO的密度比空气略小,CO只能用排水法收集,不能用排空法收集,D项不符合题意;答案选B。
点睛:本题考查气体的收集方法,气体的收集方法取决于气体的溶解性和气体的密度。难溶于水且与水不反应的气体可用排水法收集如H2、CO、NO、O2等;常温下与空气中成分不反应、密度比空气大的气体一般用向上排空法收集如NO2、CO2、Cl2等;常温下与空气中成分不反应、密度比空气小的气体一般用向下排空法收集如H2、NH3等;注意与空气中成分常温下可以反应(如NO)或密度与空气相近的气体不能用排空法收集(如CO等)。
5.C
【详解】A.碳酸氢铵受热分解有氨气产生,故A正确;
B.氨气与氯化钙结合生成络合物,则干燥氨气可用碱性干燥剂,碱石灰,不能用无水氯化钙,故B正确;
C.生石灰和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和铵盐反应能生成氨气,从而降低肥效,故C错误;
D.铵盐都是晶体,所有的铵盐都易溶于水,故D正确;
故选C。
6.D
【详解】A.过氧化钠是粉末,过氧化钠和水反应太剧烈,不容易控制,不能用该装置制取氧气,A项不选;
B.湿润的蓝色试纸用于检验酸性气体,氨气是碱性气体,应用红色的石蕊试纸检验,B项不选;
C.碳酸氢钠分解产物有水生成,试管口应该稍稍向下倾斜,避免试管炸裂,C项不选;
D.HCl可抑制Mg2+水解,无水CaCl2可吸收水,用该装置可以制备氯化镁,D项选;
答案选D。
7.D
【详解】加热条件下铵盐与碱反应放出氨气,的检验步骤:①取样,②加入氢氧化钠溶液,③加热,④在试管口放一张湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则说明原溶液含有;氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝,所以④错误,选D。
8.B
【详解】A.红热的木炭伸进浓硝酸中反应生成NO2气体,可以观察到有红棕色气体产生,A正确;
B.红热的木炭伸进浓硝酸中反应生成NO2气体,反应的化学方程式为(浓),B错误;
C.反应结束后,将溶液加入三颈烧瓶中吸收,NO2发生歧化反应生成硝酸钠和亚硝酸钠,反应的离子方程式为,C正确;
D.浓硝酸将官易分解为NO2,NO2为红棕色气体,浓硝酸呈黄色的原因可能是浓硝酸分解生成的溶解在溶液中,D正确;
故选B。
9.B
【详解】A.已知3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O,则向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸时溶液颜色加深,没有有红棕色气体产生而是生成无色气体,A错误;
B.已知硝酸工业中反应:4NH3+5O24NO+6H2O,故将NH3和O2的混合气体通过灼热的催化剂时能反应生成NO和H2O,B正确;
C.BaCl2不与NO2反应,但3NO2+H2O=2HNO3+NO,则若将NO2气体通入BaCl2溶液中可以观察到红棕色气体变为无色气体,C错误;
D.由于4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O,故实验室长期存放的浓硝酸呈黄色的原因是硝酸不稳定,见光易分解使得浓硝酸中溶有NO2的缘故,D错误;
故答案为:B。
10.B
【分析】NO2是红棕色的气体,浓硫酸可以和NH3反应,CO2可以和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,氮气不溶于水,将100mL甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,说明无氮气,据此分析解答。
【详解】无色气体甲一定不含有红棕色的NO2气体,所以选项A、C错误;硫酸和碱性气体NH3能反应,所以100mL甲气体经过足量的浓硫酸,剩余气体80mL,说明一定含有20mLNH3;CO2可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,反应后无色气体变为红棕色气体,说明有NO、CO2,最后用排水法收集气体,广口瓶被上升的水注满,说明没有N2,则根据方程式4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知:n(NO2):n(O2)=4:1,结合2NO+O2=2NO2,2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,可知n(NO):n(CO2)=4:2(2+1)=2:3,选项B正确;由于通过浓硫酸后气体体积为80mL,再通过Na2O2时发生反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,该反应是气体体积减小的反应。且气体变为红棕色,同时还发生了反应:2NO+O2=2NO2,这个反应也是气体体积减小的反应,所以经过Na2O2处理后剩余气体体积小于80mL,选项D错误;
故合理选项是B。
【点睛】本题考查了混合气体成分的判断。涉及常见气体的检验和性质,是一道气体的鉴别题目,注意氨气的碱性、NO2是红棕色的气体,NO无色气体,遇氧气变为红棕色NO2,同时清楚二氧化碳和过氧化钠的反应是解题关键。
11. NaOH溶液,红色石蕊试纸 m A 沸腾时,有利于产生颗粒较大的沉淀或有利于晶体生长 用小试管取最后-次洗涤液少许,向其中加入少量的溶液,如没有浑浊,说明沉淀洗涤干净,反之,说明沉淀没有洗涤干净
【分析】题目中突破口在于由m中逐滴滴入p时,沉淀增多,后减少但没有完全消失,由此可推出,现有离子中,此过程涉及物质一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液,故m为可溶性铝盐,p为强碱,再结合碱过量,沉淀未溶解完全,说明强碱与铝盐混合,除了有氢氧化铝生成,还有其他沉淀生成,则可判断出m为Al2(SO4)3,p为,则p、q能产生无色有刺激性气味的气体,q含,m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,符合铝离子与双水解生成氢氧化铝和二氧化碳的现象,则n含,由于所剩离子仅为和,溶液呈电中性,故q为,n为NaHCO3。推出物质后再进行后续作答。
【详解】由m中逐滴滴入p时,沉淀增多,后减少但没有完全消失,可知在现有离子中,能满足先沉淀后部分溶解现象的,一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液,故m为可溶性铝盐,p为强碱,再结合碱过量,沉淀未溶解完全,说明强碱与铝盐混合,除了有氢氧化铝生成,还有其他沉淀生成,则可判断出m为Al2(SO4)3,p为,则p、q能产生无色有刺激性气味的气体,q含,m、n能剧烈反应,产生白色沉淀和无色气体,符合铝离子与双水解生成氢氧化铝和二氧化碳的现象,则n含,由于所剩离子仅为和,溶液呈电中性,故q为,n为NaHCO3。
(1)根据上述分析,p为,q为,故答案依次为,。
(2)m为Al2(SO4)3,p为,沉淀为氢氧化铝,沉淀减少时的离子方程式为,故答案为。
(3)q为,则检验的方法为:取待测液于试管中,加入浓氢氧化钠溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气体,若试纸变蓝,则原待测液中含,故需要的试剂或试纸为氢氧化钠溶液和红色石蕊试纸,故答案为NaOH溶液,红色石蕊试纸。
(4) m为Al2(SO4)3,故存在于m溶液中;故答案为:m。
①量筒量取液体时,所选规格遵循“近而大”的原则,故选规格为10mL的量筒;故答案选A。
②过滤时,沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度,颗粒较大,有利于液体顺利滤出,故沉淀过程在接近沸腾的温度下进行,是为了尽量使沉淀凝聚,即有利于产生颗粒较大的沉淀,或有利于晶体生长。
③检验沉淀是否洗涤干净,本质就是沉淀表面是否仍有可溶性离子残留,即是否有Cl-残留,故方法是,取最后一次洗涤液少许于试管中,向其中加入少量的溶液,如没有浑浊,说明沉淀洗涤干净,反之,说明沉淀没有洗涤干净,故答案为:用小试管取最后-次洗涤液少许,向其中加入少量的溶液,如没有浑浊,说明沉淀洗涤干净,反之,说明沉淀没有洗涤干净。
④烘干后的固体成分仍为BaSO4,硫元素守恒,故8.0mL溶液,n()=n(BaSO4)=ml,则c()==ml/L;故答案为。
12. NO和NO2 化石燃料 硝酸 机动车辆尾气的排放
【详解】氮氧化物(NOx)主要包括NO和NO2。氮氧化物的来源主要是化石燃料的燃烧、硝酸的生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。
13.分别取三种样品少量溶于水中配成溶液,方案一:①取三种溶液各少于3支小试管中,分别向3支试管中加入BaCl2溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成的是(NH4)2SO4和K2SO4,无明显现象的是NH4Cl。②用2支小试管分别另取未鉴别出的两种溶液,分别加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验产生的气体,蓝色石蕊试纸边红的(NH4)2SO4,另一种是K2SO4。
方案二:先加NaOH溶液,无明显现象的是K2SO4,再用BaCl2溶液和稀盐酸检验(NH4)2SO4和NH4Cl。
【详解】区分原理为:硫酸根与钡离子能产生白色沉淀,检验出硫酸根离子;铵根离子与浓NaOH溶液,加热会产生气泡。故答案为:分别取三种样品少量溶于水中配成溶液,方案一:①取三种溶液各少于3支小试管中,分别向3支试管中加入BaCl2溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成的是(NH4)2SO4和K2SO4,无明显现象的是NH4Cl。②用2支小试管分别另取未鉴别出的两种溶液,分别加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验产生的气体,蓝色石蕊试纸边红的(NH4)2SO4,另一种是K2SO4。
方案二:先加NaOH溶液,无明显现象的是K2SO4,再用BaCl2溶液和稀盐酸检验(NH4)2SO4和NH4Cl。
14. NH4ClNH3↑+HCl↑ a 红色石蕊 试纸变蓝 NH3 降低 6 24
【详解】(1)氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,反应的化学方程式是NH4ClNH3↑+HCl↑。
(2)氨气密度小于空气,氯化氢密度大于空气的,a端放出氨气,则检验氨气时,可在a用湿润的红色石蕊试纸检验,氨气是碱性气体,则现象是试纸变蓝。
(3)氨气催化氧化生成NO和水,反应的化学方程式为。
(4)氨气中氮元素化合价升高,失去电子,因此作为还原剂的物质是NH3,NO2中氮元素的化合价从+4价降低到0价。
(5)若反应中消耗了8mlNH3,则根据方程式可判断可脱除NO2的物质的量为6ml,转移电子的物质的量为6ml×(4-0)=24ml。
15. NH+3Fe3++2SO+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+ 3ClO-+2NH=N2↑+3Cl-+3H2O+2H+ 随着pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,导致氨氮去除率下降 随着pH升高氨氮废水中氨气含量增大,氨氮更易被氧化 1.50 氧化剂HClO不稳定,温度升高受热分解 NaClO的投入量过大,把氨氮氧化为NO
【详解】(1)向酸性废水中加入适量Fe2(SO4)3溶液,NH、Fe3+、SO和H2O反应生成NH4Fe3(SO4)2(OH)6沉淀,反应的离子方程式为:NH+3Fe3++2SO+6H2O=NH4Fe3(SO4)2(OH)6↓+6H+。
(2)①NaClO具有强氧化性,废水中的氮为-3价,被氧化转化为N2,NaClO被还原为NaCl,反应的离子方程式为:3ClO-+2NH=N2↑+3Cl-+3H2O+2H+。
②i.由于随着pH升高,NaClO含量增大,氧化性能降低,所以进水pH为1.25~2.75范围内,氨氮去除率随pH升高迅速下降;
ⅱ.由于随着pH升高氨氮废水中氨气含量增大,氨氮更易被氧化,所以进水pH为2.75~6.00范围内,氨氮去除率随pH升高而上升;
ⅲ.根据图象可判断进水pH应控制在1.50左右,氨氮去除率会较大。
③NaClO水解生成HClO,HClO不稳定受热易分解,所以当温度大于30℃时,废水中氨氮去除率随着温度升高而降低。
④当n(ClO-)/n(氨氮)>1.54时,NaClO的投入量增大,则溶液中NaClO的浓度较大,能把氨氮氧化为NO,所以总氮去除率下降。
16.(1)减少二氧化硫的产生,减少对环境的污染
(2)夏天温度较高,铵态氮肥容易分解,挥发出氨气而失效
(3)氯气与水反应生成具有漂白作用的次氯酸
(4)钠单质氧化生成白色氧化钠固体覆盖在银白色金属光泽表面
【详解】(1)工业燃煤须进行脱硫处理,其目的是:减少燃烧时二氧化硫的产生,减少对环境的污染。
(2)夏天施用铵态氮肥须深施盖土,其原因是:夏天温度较高,铵态氮肥容易分解,挥发出氨气而失效。
(3)氯气能使湿润的红色纸条褪色的原因是:氯气与水反应生成具有漂白作用的次氯酸。
(4)新切开的钠表面具有银白色金属光泽,在空气中很快变暗的原因是:钠单质具有银白色金属光泽,且易被空气氧化生成白色氧化钠,白色固体覆盖在银白色金属光泽表面看起来变暗。
17.(1)①
(2)出现红棕色气体
(3)
(4) 原料的利用率高,且不生成NO、等有毒气体
(5)
(6)
【分析】图中氮气与氧气在放电条件下生成NO,故物质X为O2,NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成硝酸。
【详解】(1)氮的固定是游离态的氮气转化为含氮化合物的过程。根据分析,反应①属于氮的固定;
(2)NO与O2反应生成NO2,产生红棕色气体,故检验中观察到的现象是:出现红棕色气体;
(3)反应③的化学方程式为:;
(4)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,离子方程式为:;方案丙不产生有毒气体且原料利用率高,故选择方案丙的原因是:原料的利用率高,且不生成NO、等有毒气体;
(5)反应的总方程式为:,碳元素化合价升高,氧化产物为CO2;
(6)铵盐与强碱溶液加热反应产生氨气的离子方程式为:。
18. 酸雨 CaCO3 CaSO3 取少量处理后废水于试管中,加入NaOH溶液加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若无明显现象则可证明NH,已基本除净。 CO ①②⑤
【分析】工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收,固体Ⅰ为CaCO3、CaSO3及过量Ca(OH)2,气体Ⅰ是不能被过量石灰水吸收的N2、NO、CO;气体Ⅰ与适量的空气作用反应产生NO2,再用NaOH溶液处理得到NaNO2,空气不能过量,否则得到NaNO3,由①,②,将①+②×2得到,为确保反应只生成NaNO2,理论上应控制NO和O2物质的量之比4∶1,气体3含有CO、N2,NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染的N2,捕获剂所捕获的气体主要是CO。根据淀粉溶液于I2变为蓝色检验NaNO2的存在。
【详解】(1)NO2与H2O反应的化学方程式为
(2)二氧化硫造成的环境污染为酸雨等
(3)工业废气中CO2、SO2是酸性氧化物可与碱Ca(OH)2发生反应,因而可被石灰乳吸收反应产生相应的盐,所以固体Ⅰ为CaCO3、CaSO3及过量Ca(OH)2;
(4)用NaNO2具有氧化性,NH4+具有还原性,二者在溶液中发生氧化还原反应产生N2和H2O,所以用NaNO2溶液处理含NH4+废水反应的离子方程式为:;
(5)NH4+能够与强碱共热产生碱性气体——氨气,因此验证废水中NH4+已基本除净的方法是取少量处理后废水于试管中,加入浓NaOH溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,若无明显现象,则可证明NH4+已基本除净;
(6)气体3含有CO、N2,NaNO2与含有NH4+的溶液反应生成无污染气体,生成的该气体应为N2,捕获剂所捕获的气体主要是CO;
(7)根据反应方程式可知NaNO2具有氧化性,会将KI氧化产生I2,I2可以使淀粉变蓝,反应在酸性溶液中进行,反应在溶液中进行,需要水、酸,还需要KI、淀粉,所以鉴别NaNO2和NaCl需要的试剂序号为①②⑤,故合理选项是C。
【点睛】NO极易被空气中O2的氧化为NO2,若要得到NaNO2,需反生反应:。若空气过量,完全被氧化为NO2,则发生反应:。
19. 不一定 0.8ml·L-1 BaSO4、BaCO3 A
【分析】①向第一份混合溶液中加入溶液,有沉淀产生,则至少含有、、中的一种;不一定含有;
②向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液加热后,收集到0.08ml气体,该气体为氨气,则该混合溶液一定含,其物质的量为0.08ml,则;
③向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,经足量稀盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为4.66g,则该混合溶液一定含、,12.54g沉淀为、,其中的质量为4.66g,的质量为;即12.54g沉淀的成分为BaSO4、BaCO3,据此分析解答。
【详解】(1)由实验①推断该混合溶液不一定含有Cl-,故答案为:不一定;
(2)向第二份混合溶液中加入足量NaOH溶液加热后,收集到0.08ml气体,该气体为氨气,则该混合溶液一定含,其物质的量为0.08ml,则,故答案为:;0.8ml·L-1;
(3)向第三份混合溶液中加入足量溶液后,得到干燥的沉淀12.54g,经足量稀盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为4.66g,则该混合溶液一定含、,12.54g沉淀为、,其中的质量为4.66g,的质量为,即12.54g沉淀的成分为BaSO4、BaCO3,故答案为:、;
(4)由(3)可知该混合溶液中一定不含、,且,,由电荷守恒可知,该混合溶液中一定含,由于不能确定该混合溶液是否含有,则,综上所述,故答案为:A。
20. 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% 0.15ml·L-1· min-1 K=0.0741 3 ml·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 ml NaNO3需消耗0.4 ml 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aml;
=25%
a=4.5ml
0~5 min内该反应的平均速率υ(CO2)== 0.15ml·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 ml·L-1。
21. 分液漏斗 关闭分液漏斗旋塞b,向d中加水至没过导管口,微热试管c,若d中导管口有气泡产生,停止加热后,导管口有稳定水柱回流,则装置气密性良好; Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 吸收NO2,防止污染环境 钠融成小球,浮在水面,四处滚动,溶液中产生蓝色沉淀 丙 丙方案没有NO、NO2污染性气体产生且生成相同量的Cu(NO3)2时,硝酸的用量最少
【分析】连接好实验装置后,装入药品之前利用压强差原理检查装置的气密性,Cu与浓硝酸反应会生成有污染的NO2气体,用NaOH溶液进行吸收;金属Na的活泼性极强,与盐溶液反应时考虑Na先与水反应,产物再与盐溶液反应;选择不同方案制取硝酸铜时,考虑反应是否产生污染性物质从环保角度进行分析,另外考虑成本问题,写出化学方程式,分析制备相同量的硝酸铜时分别消耗原料的多少,据此分析。
【详解】(1)装置a为分液漏斗;
(2)检查装置气密性可采用微热c试管,观察d中导管口是否由产生气泡,停止加热后观察导管口是否由稳定水柱回流,具体方法为:关闭分液漏斗旋塞b,向d中加入水至没过导管口,微热试管c,若d中导管口有气泡产生,停止加热后,导管口有稳定水柱回流,则装置气密性良好;
(3)Cu与浓硝酸反应生成NO2气体、Cu(NO3)2和H2O,化学方程式为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O,NO2是污染性的气体,能与NaOH反应生成硝酸钠和亚硝酸钠,d中加入NaOH溶液吸收NO2,故答案为:Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 ↑+ 2H2O、吸收NO2,防止污染环境;
(4)溶质中一定含有Cu(NO3)2,还可能含有硝酸,加入金属Na,Na先与酸或水反应生成NaOH和H2,反应现象与Na和水反应现象一致,反应生成的NaOH与Cu(NO3)2反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,故现象为:钠融成小球,浮在水面,四处滚动,溶液中产生蓝色沉淀;
(5)Cu与浓硝酸反应生成污染性气体NO2,不符合绿色化学理念, Cu与稀硝酸反应生成污染性气体NO,不符合绿色化学理念,Cu与O2反应生成CuO,CuO再与稀硝酸反应生成硝酸铜和水,不产生污染性气体,符合绿色化学理念,且甲、乙、丙方案每生成1ml Cu(NO3)2消耗浓硝酸、稀硝酸、稀硝酸的物质的量分别是8/3ml、4ml、2ml,则制取相同量的Cu(NO3)2时,丙方案消耗硝酸更少,故答案为:丙、丙方案没有NO、NO2污染性气体产生且生成相同量的Cu(NO3)2时,硝酸的用量最少。
22. 产生CO2,排尽装置内空气 常温下,铁片遇浓硝酸发生钝化 F NO2+NO+2OH-=2+H2O 3+5NO+4H+=3Mn2++5+2H2O 棕色溶液变为浅绿色溶液,有无色气体逸出,在空气中变为红棕色 A中产生的NO2与B中水反应会生成NO,B中也能出现棕色 bd
【分析】常温下,铁与浓硝酸发生钝化,硝酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,可以排除装置内的空气,防止硫酸亚铁被氧化;加热后铁与浓硝酸反应生成红棕色的二氧化氮气体,随后B中出现棕色,说明发生了FeSO4(aq)+NO(g)Fe(NO)SO4(aq)(棕色)ΔH<0,即生成了NO;多余的NO等气体使酸性高锰酸钾溶液褪色。据此分析解答。
【详解】(1)根据上述分析,A中碳酸钙与硝酸反应可以产生CO2,排尽装置内空气,防止硫酸亚铁被氧化。常温下,铁与浓硝酸发生钝化,只有硝酸与碳酸钙反应生成二氧化碳,因此A中产生无色气体,不产生红棕色气体,故答案为:产生CO2,排尽装置内空气;常温下,铁片遇浓硝酸发生钝化;
(2)①尾气中含有NO、NO2等,可以选用氢氧化钠溶液吸收,故选F;
②如果尾气中NO、NO2以体积比1∶1参与反应,则生成一种含氮化合物为亚硝酸钠,反应的离子方程式为NO2+NO+2OH-=2 NO2-+H2O,故答案为:NO2+NO+2OH-=2 NO2-+H2O;
(3)C中高锰酸钾吸收NO发生氧化还原反应,高锰酸钾被还原为锰离子,NO被氧化为硝酸,反应的离子方程式为3 MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5 NO3-+2H2O,故答案为:3 MnO4-+5NO+4H+=3Mn2++5 NO3-+2H2O;
(4)取少量B中棕色溶液于试管中,加热,FeSO4(aq)+NO(g)Fe(NO)SO4(aq)(棕色) ΔH<0,平衡逆向移动,溶液变成浅绿色溶液,有无色气体逸出,在空气中变为红棕色,故答案为:棕色溶液变为浅绿色溶液,有无色气体逸出,在空气中变为红棕色;
(5)浓硝酸与铁在加热时能够反应生成二氧化氮,二氧化氮与B中的水反应能够生成NO,因此乙同学认为甲同学的实验不能说明产生了NO,B中也能出现棕色,故答案为:A中产生的NO2与B中水反应会生成NO,B中也能出现棕色;
(6) a.KSCN溶液与亚铁离子无明显现象,不能检验是否有Fe2+,故错误;b.K3[Fe(CN)6]溶液与亚铁离子反应生成蓝色沉淀,可以检验是否有Fe2+,故正确;c.KI淀粉溶液与亚铁离子不发生反应,无明显现象,不能检验是否有Fe2+,故错误;d.酸性高锰酸钾溶液能够氧化亚铁离子,溶液颜色褪去,可以检验是否有Fe2+,故正确;故选bd。
23.(1)平衡滴液漏斗与烧瓶内压强,便于硝酸流下
(2)4NO+O2+2=4+2CO2
(3)排尽装置中空气,防止生成的NO被氧化,干扰产物气体的检验
(4) E D B
(5) D中通入氧气后,气体由无色变为红棕色 尾气处理,吸收氮氧化物,防止空气污染
【分析】根据题中图示信息可知,实验I中,装置A是制取NO气体装置;装置B除去NO中挥发出的HNO3装置;装置C是NO、O2、Na2CO3溶液发生反应,生成NaNO2装置;装置D中澄清石灰水变浑浊,验证CO2生成装置;实验II中,装置A是NaNO2与H2SO4发生反应装置;装置B尾气处理,防止污染空气;装置C吸收水蒸气装置;装置D检验NO装置;装置E冷却二氧化氮装置;据此解答。
【详解】(1)采用恒压漏斗可以平衡漏斗上下的压强,便于液体流下,这样在放出硝酸时不用打开漏斗上面的塞子,减少硝酸的挥发,防止污染空气;答案为平衡滴液漏斗与烧瓶内压强,便于硝酸流下。
(2)D中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,反应物是NO、氧气和碳酸钠,则C中制备NaNO2的离子方程式为4NO+O2+2=4+2CO2;答案为4NO+O2+2=4+2CO2。
(3)NO很容易被氧气氧化,装置中有空气,无法检验有NO生成,所以通氮气的目的是排尽整个装置中的空气,防止产生的NO被氧化生成NO2;答案为排尽整个装置中的空气,防止生成的NO被氧化,干扰产物气体的检验。
(4)装置C吸收水蒸气,装置B尾气处理,防止污染空气,装置D检验NO,装置E冷却二氧化氮,用来检验NO,所以装置的连接为A→C→E→D→B;答案为E;D;B。
(5)①NO易被氧化为红棕色NO2,若D中通入O2,无色气体变成红棕色,说明含有NO气体,即确认A中产生的气体含有NO所依据的现象是D中通入氧气后,气体由无色变为红棕色;答案为D中通入氧气后,气体由无色变为红棕色。
②装置B为尾气处理装置,装有的NaOH能吸收NO、NO2等有毒气体,即NO+NO2+2OH-═2+H2O,防止污染空气,答案为尾气处理,吸收氮氧化物,防止空气污染。
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