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必修1第四章第四节氨硝酸硫酸同步练习
第I卷(选择题)
一、单选题
1.下列有关物质用途的说法中,不正确的是( )
A.液氨可以作制冷剂 B.石英是良好的半导体材料
C.二氧化硫可以漂白某些有色物质 D.氨和硝酸都能用于制造化肥
2.下列说法正确的是( )
A.铵盐化学性质稳定,因此施肥可以忽略天气影响
B.雷雨天气时空气中能生成少量的氮氧化物
C.实验室常用氯化铵溶液和氢氧化钙溶液混合制取氨气
D.、、都能用浓硫酸干燥,且通常情况下能共存
3.Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O,当NO2和NO的物质的量之比为1∶3时,实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为( )
A.1∶8 B.1∶6 C.1∶7 D.2∶9
4.下列说法正确的是( )
A.浓硝酸见光或受热易分解,必须保存在棕色瓶中
B.浓硝酸和铜反应有红棕色气体产生,只表现氧化性
C.浓硫酸具有吸水性,能使蔗糖碳化
D.常温下,浓硫酸与铁、铝不反应,所以铁制、铝制容器能盛放浓硫酸
5.下列气体既能用碱石灰干燥,又能用浓硫酸干燥的是( )
A.NH3 B.SO2 C.O2 D.HCl
6.工业上制硝酸的原理是将氨经过一系列反应得到硝酸,如下图所示:
下列说法错误的是( )
A.过程①属于氮的固定
B.氮气在足量氧气中也可以通过一步反应生成NO2
C.过程④反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D.常温下可用铁质容器储存浓硝酸
7.下列“实验结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是( )
选项 实验操作及现象 实验结论
A 向某溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生 该溶液中一定含有
B 向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 该溶液中一定含有
C 向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 该溶液中一定含有
D 向某溶液中加入KSCN溶液,溶液无明显变化,再滴入5%的H2O2溶液,溶液变成血红色 该溶液中一定含有Fe2+
8.下列解释事实的方程式,不正确的是( )
A.铁粉与硫粉混合加热反应:Fe+SFeS
B.红热的铜丝与浓硫酸反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
C.镁条在氮气中燃烧:3Mg+N2Mg3N2
D.铜和稀硝酸反应:Cu+4HNO3(稀)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
9.足量铜溶于一定量浓硝酸,产生NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体若与1.12LO2(标准状况下)混合后通入水中,气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入过量的稀硫酸,则继续溶解的Cu的质量为( )
A.6.4g B.9.6g C.19.2g D.24g
10.下列离子方程式书写正确的是( )
A.向铁粉中加入足量稀盐酸:Fe+2H+=Fe3++H2↑
B.铜片加入稀硝酸溶液中 :3Cu+2NO+8H+ = 3Cu2+ +2NO↑+4H2O
C.CO2 通入足量澄清石灰水中:Ca2++OH-+ CO2= CaCO3↓+ H2O
D.向 FeCl2 溶液中通入Cl2:Fe2++ Cl2= Fe3+ +2Cl-
11.实验室用加热NH4Cl 和 Ca(OH)2 固体混合物的方法制取少量的氨气,图中装置能达到相应的实验目的的是( )
A.生成NH3 B.干燥NH3
C.收集NH3 D.吸收NH3尾气
12.喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体—溶液,能出现喷泉现象的是
选项 气体 溶液
A H2S 稀盐酸
B HCl 稀氨水
C NO NaOH溶液
D CO2 饱和溶液
13.同温、同压下,在3支体积相同的试管中分别充有体积比为1:1的两种气体组成的混合气体,它们是:①NO、NO2;②NO2、O2;③NH3、N2.现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积大小关系正确的是( )
A.①>②>③ B.②>③>① C.①>③>② D.③>①>②
14.下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.在强碱溶液中:Na+、K+、、
B.在含大量Fe3+的溶液中:、Na+、Cl-、SCN-
C.在pH=13的溶液中:、Al3+、、
D.在无色透明的酸性溶液中:K+、Fe2+、Cl-、
15.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项 实验操作和现象 实验结论
A 向酸性高锰酸钾溶液中通入,溶液的红色褪去 二氧化硫具有漂白性
B 向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变黑,同时有无色有刺激性气味的气体生成 浓硫酸具有脱水性和强氧化性
C 向久置的溶液中加入足量溶液,出现白色沉淀;再加入足量稀硝酸,沉淀不溶解 被空气中的氧气氧化成
D 和通入溶液中,有白色沉淀生成 生成难溶的
16.如图所示的物质转化关系中,A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色、无臭气体,E的相对分子质量比D的大17,G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分生成物未列出)。
对图中有关物质及反应的叙述正确的是( )
A.D与水反应能生成酸,因此D是酸性氧化物
B.因为E具有强氧化性,所以不能用铝制容器盛装
C.图中涉及反应不全部为氧化还原反应
D.液态的A汽化时吸收大量的热,因此可用作制冷剂
17.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应:Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+ 2H2O,用如图所示装置进行有关实验。下列说法错误的是( )
A.浓硫酸变稀后可与铜反应生成氢气 B.b试管中品红溶液逐渐变为无色
C.c试管中紫色石蕊溶液逐渐变为红色 D.a试管中铜丝表面有气泡生成
18.利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除工厂废气中的NO、NO2(脱硝),反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.NO、NO2都能溶于水
B.反应①②中均有电子转移
C.M包含的物质为H2O和N2
D.反应④每生成0.1molN2,有0.2molH+生成
19.氨和铵盐在生产、生活中有广泛应用。下列物质的性质与用途不具有对应关系的是( )
A.氨易液化,可用来做制冷剂
B.氯化铵易溶于水,可用来制取氨气
C.碳酸氢铵易分解,可用来做食品膨松剂
D.磷酸氢铵含有N、P两种元素,可用来做复合化肥
20.将1.92g铜投入10mL一定浓度的硝酸中,铜完全溶解,产生标准状况下的NO和NO2混合气体共672mL。反应结束后向溶液中加入NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为Cu(OH)2沉淀。若将盛有672mL该混合气体的容器倒扣在水中,通人标准状况下一定体积的氧气,又可将气体完全转化为。则下列说法错误的是( )
A.与铜反应中,起酸性作用的硝酸为0.06mol
B.产生的混合气体中,NO和NO2的体积比为1:1
C.原硝酸浓度为
D.通入标准状况下氧气的体积为168mL
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.图1是自然界中硫元素的存在示意图,图2是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系。请回答下列问题:
(1)图2中N所对应图1中物质的化学式为_______,Y与金属铜反应所得产物的化学式为__________。
(2)X与Z反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(3)碳和M的浓溶液反应生成Z的化学方程式为___________________。
(4)从分类角度分析判断,下列物质不属于酸性氧化物的是_______。
A.SO2 B.SO3 C.SiO2 D.NO2
(5)Na2SO3溶液易变质,实验室检验Na2SO3溶液是否变质的基本操作是_______。
22.工业上制取硝酸铵的流程图如图,请回答下列问题:
(1)在工业制硝酸的生产中,B中发生反应的化学方程式为:________________。
(2)在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是:______________________。
(3)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O
NH3还原法: NH3+ NO2 N2+ H2O
①配平NH3还原法的化学方程式___________________。
②以上两种方法中,符合绿色化学的是_______。
③某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的百分比含量为_______(计算结果精确到0.1)。
23.Ⅰ.某地环保部门取一定量某工厂所排酸性废水试样分成甲、乙、丙、丁四份,进行如图所示探究。
已知:废水试样中除H+外可能含有表中的离子:
阳离子 Na+、Mg2+、X
阴离子 Cl-、SO、Y、NO
请回答下列问题:
(1)离子X是_______(填化学式,下同),离子Y是_______。
(2)表中不能确定是否存在的阴离子是_______,能证明该阴离子是否存在的简单实验操作为___________________。
(3)写出废水试样中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式: ______________________。
Ⅱ.某研究性学习小组利用硝酸和废铜屑(含Cu和CuO)作为原料制备硝酸铜,设计的流程如图:
(4)某次实验使用了废铜屑共24g,用一定浓度的硝酸100mL完全溶解这些废铜屑时,共收集到标准状况下B气体6.72L(其中NO2和NO的体积比为2∶1)。请通过计算回答下列问题:
①废铜屑中铜和氧化铜的物质的量之比_______。
②若测得溶液A中H+的浓度为1mol·L-1,则原硝酸的物质的量浓度为__________。(假设反应前后溶液的体积不变)
(5)上述制备方案中产生的气体B,既造成原料的浪费,也污染了环境。请你设计方案解决上述问题___________________________________________。
三、计算题
24.在15.2 g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液,合金完全溶解,同时生成0.3 mol NO2和0.1 mol NO的混合气体。
(1)反应中转移电子的物质的量为___________mol。
(2)所得溶液中n(Cu2+)=___________mol。
(3)向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,生成___________g沉淀。
四、实验题
25.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体,设计了如下实验。实验装置如图所示:
(1)装置A中生成CO2的作用是___________,证明该实验目的达到的现象是___________。
(2)观察到(1)中的现象后,关闭K,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是___________;B中反应的离子方程式是__________________________。
(3)装置E和F的作用是___________________;为实现此目的,需推动注射器,将F中空气通入E中,可观察到的现象是_________________。
(4)D装置的作用是____________________(答两点)。
参考答案
1.B
解析:
A.液氨汽化会吸收大量能量,因此可以用作制冷剂,故A正确;
B.石英的主要成分为二氧化硅,常用于光导纤维,常见半导体材料主要是硅单质,故B错误;
C.二氧化硫具有漂白性,能够漂白某些有色物质,如品红溶液,故C正确;
D.氨和硝酸能够与某些物质发生反应生成铵盐,铵盐中含有植物生长所必需元素,能用于制造氮肥,故D正确;
综上所述,答案为B。
2.B
解析:
A. 铵盐化学性质不稳定,故A错误;
B. 雷雨天气时空气中氮气和氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,故正确;
C. 因为氨气极易溶于水,故不能用氯化铵溶液和氢氧化化钙溶液混合制取氨气,故错误;
D. 与反应生成不能共存,故错误。
故选B。
3.B
解析:
Cu2S与一定浓度的HNO3反应中,Cu2S中铜元素由+1价被氧化为+2价、硫元素由-2价被氧化为+6价,硝酸起氧化剂与酸的作用,起氧化剂作用HNO3中氮元素被还原为NO2和NO,起酸作用的硝酸生成Cu(NO3)2。设NO2和NO的物质的量分别为1mol、3mol,根据电子转移守恒可知:
n (Cu2S)×[6-(-2)+1×2]=1mol×(5-4)+3mol×(5-2)
解得n(Cu2S)=1mol;
由硫元素守恒可知n(CuSO4)=n(Cu2S)=1mol;
根据铜元素守恒可知溶液中n[Cu(NO3)2]=2n(Cu2S)-n(CuSO4)=1mol;
由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO2)+n(NO)=2×1mol+3mol+1mol=6mol;
所以实际参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为:
n(Cu2S):n(HNO3)=1mol:6mol=1:6;
答案为:B。
4.A
解析:
A.硝酸见光分解,4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑,所以需要在棕色瓶中保存,A正确;
B.浓硝酸和铜反应,4HNO3(浓)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,硝酸既表现氧化性也表现酸性,B错误;
C.浓硫酸具有脱水性,可以使蔗糖碳化,C错误;
D.常温下,浓硫酸遇Fe、Al后,在Fe、Al的表面迅速生成一层致密的氧化膜,发生了反应,D错误;
故选A。
5.C
解析:
A.氨气为碱性气体,不能用浓硫酸干燥,故A错误;
B.二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱石灰反应,不能使用碱石灰干燥,故B错误;
C.氧气为中性气体,既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥,故C正确;
D.HCl是酸性气体,不能用碱石灰干燥,故D错误;
故选C。
6.B
解析:
A. 过程①是氮气和氢气高温高压催化剂作用下反应生成氨气,属于氮的固定,故A正确;
B. 氮气在足量氧气中可以通过一步反应生成NO,不能生成NO2,故B错误;
C. 过程④3NO2+H2O=2HNO3+NO,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,故C正确;
D. 铁在浓硝酸中发生钝化,金属表面生成一薄层致密氧化物薄膜,阻止内部反应继续进行,常温下可用铁质容器储存浓硝酸,故D正确;
故选B。
7.B
解析:
A.向某溶液中加入足量稀盐酸,无明显现象,则溶液中不含有Ag+、、等,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则溶液中一定含有,A正确;
B.向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,此气体可能为CO2,也可能为SO2,则原溶液中可能含有、、、中的某一种或能大量共存的某几种,B不正确;
C.气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则该气体一定是NH3,原溶液中加碱产生NH3,则原溶液中一定含有,C正确;
D.向某溶液中加入KSCN溶液,溶液无明显变化,则表明溶液中不含有Fe3+,再滴入5%的H2O2溶液,溶液变成血红色,则反应后的溶液中含有Fe3+,从而得出原溶液中一定含有Fe2+,D正确;
故选B。
8.D
解析:
A.铁粉与硫粉混合加热,发生化合反应,由于硫的氧化能力弱,所以生成硫化亚铁,反应的化学方程式为Fe+SFeS,A正确;
B.红热的铜丝与浓硫酸发生氧化还原反应,既表现出酸性(生成CuSO4),又表现出强氧化性(生成SO2),反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,B正确;
C.镁条在氮气中能够燃烧,生成氮化镁,反应的化学方程式为3Mg+N2Mg3N2,C正确;
D.铜和稀硝酸反应,生成硝酸铜、一氧化氮气体和水,反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,D不正确;
故选D。
9.C
解析:
NO2、N2O4、NO气体与1.12LO2(标准状况下)混合后通入水中,气体被水完全吸收,根据得失电子守恒,氧气得到的电子数等于铜失去的电子数,即铜失去的电子物质的量为n(e-)=0.05mol×4=0.2mol,则铜的物质的量为0.1mol,生成的硝酸铜物质的量为0.1mol,溶液中硝酸根物质的量为0.2mol,若向原所得溶液中加入过量的稀硫酸,发生3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O反应,根据离子方程式得到继续溶解的Cu的物质的量为0.3mol,质量为0.3mol×64g mol 1=19.2g,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
10.B
解析:
A.向铁粉中加入足量稀盐酸,生成的是FeCl2,不是FeCl3,正确的离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,故A错误;
B.铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水:3Cu+2NO+8H+ = 3Cu2+ +2NO↑+4H2O,故B正确;
C.CO2通入足量澄清石灰水中生成碳酸钙和水,选项中的离子方程式电荷不守恒,正确的离子方程式为:Ca2++2OH-+ CO2= CaCO3↓+ H2O,故C错误;
D.向 FeCl2溶液中通入Cl2生成FeCl3,选项中的离子方程式电荷、电子均不守恒,正确的离子方程式为:2Fe2++ Cl2= 2Fe3+ +2Cl-,故D错误;
故选B。
11.D
解析:
A.加热NH4Cl 和 Ca(OH)2固体混合物的试管口应略向下倾斜,以免生成的水回流到试管底部炸裂试管,故A错误;
B.氨和硫酸反应,不能用浓硫酸干燥氨气,可以用装在干燥管里的碱石灰,故B错误;
C.氨的密度小于空气,可以用向下排空气法收集,但圆底烧瓶不能塞上塞子,应在瓶口放一团棉花,故C错误;
D.氨极易溶于水,为了防止倒吸,可以用球形干燥管吸收氨尾气,故D正确;
故选D。
12.B
解析:
A.硫化氢难溶于稀盐酸、与稀盐酸不反应,滴入稀盐酸后圆底烧瓶内外不会产生较大的压强差,不会出现喷泉,A不符合题意;
B.HCl与氨水反应生成溶于水的氯化铵,滴入稀氨水后圆底烧瓶内外产生较大的压强差,能出现喷泉,B符合题意;
C.NO难溶于水、与NaOH溶液不反应,滴入NaOH溶液后圆底烧瓶内外不会产生较大的压强差,不会出现喷泉,C不符合题意;
D.二氧化碳难溶于饱和碳酸氢钠溶液、与碳酸氢钠溶液不反应,滴入饱和碳酸氢钠溶液后圆底烧瓶内外不会产生较大的压强差,不会出现喷泉,D不符合题意;
答案选B。
13.C
解析:
①NO不与H2O 反应,设原有NO、NO2各3体积,则由反应 3NO2+H2O =2HNO3+NO 知,3 体积的 NO2与 H2O 反应后,变为1体积NO,此时剩余NO的总体积与原来气体的总体积比为 4∶6 ;
②由反应 4NO2+O2+2H2O=O3可知等体积的NO2与O2混合溶于水时O2过量,若二者皆为4体积则剩余3体积氧气,与原来总体积的比为3∶8 ;
③N 2不与水反应, NH3与H2O 完全反应,气体剩余体积为原来的一半;
显然有 ①>③>②,故选C。
14.A
解析:
A.相互间不反应,且与氢氧根离子不反应,能大量共存,A符合题意;
B.铁离子与SCN-反应,不能大量共存,B不符合题意;
C.pH=13的溶液呈碱性,铵根离子、铝离子在碱性溶液中不能大量存在,C不符合题意;
D.含Fe2+的溶液呈浅绿色,且发生氧化还原反应,不能大量共存,D不符合题意;
答案选A。
15.B
解析:
A.二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色是因为二氧化硫将高锰酸钾还原,体现了其还原性,故A错误;
B.将适量的蔗糖放入烧杯中,加入几滴水,搅拌均匀,体现浓硫酸的吸水性,放出的热量加快后续反应,然后再加入适量浓硫酸,迅速搅拌,观察到蔗糖逐渐变黑,是由于浓硫酸的脱水性将蔗糖变为炭黑,体积膨胀,并放出有刺激性气味的气体,是由于发生了,反应中体现了浓硫酸的强氧化性和脱水性,故B正确;
C.白色沉淀为亚硫酸钡或硫酸钡,由于硝酸具有强氧化性,与硝酸发生氧化还原反应生成硫酸钡,不能确定Na2SO3已全部变质,故C错误;
D.通入溶液中不反应,故D错误;
故选B。
16.D
解析:
A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色、无臭气体,E的相对分子质量比D的大17,G是一种紫红色金属单质,则A为A氨气,B为氧气,C为一氧化氮,D为二氧化氮,F为水,G为铜。
A.D(二氧化氮)与水反应能生成酸和NO,因此D不是酸性氧化物,是不成盐氧化物,故A错误;
B.因为E具有强氧化性,和Al在常温下发生钝化,因此能用铝制容器盛装,故B错误;
C.图中涉及反应全部为氧化还原反应,故C错误;
D.液态的氨气汽化时吸收大量的热,因此氨气可用作制冷剂,故D正确。
综上所述,答案为D。
17.A
解析:
A.随反应进行浓硫酸浓度逐渐变小,稀硫酸与铜不反应,故A错误;
B.反应生成的二氧化硫能使品红溶液褪色,故B正确;
C.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,溶液为酸性,能使紫色石蕊溶液变红,故C正确;
D.铜跟浓硫酸的反应生成二氧化硫,有气泡生成,故D正确;
答案选A。
18.C
解析:
A.NO难溶于水,故A错误;
B.反应①中,氨气变成铵根离子,无化合价变化,故无电子的转移,B错误;
C.[(NH4)2(HNO2)]+中N为-3,+4价,NO中为+2价,故可能发生-3变为0价,+4变为+3价,+2变成0价,则可能有氮气和水产生,故C正确;
D. 如反应机理④:[(NH4)2(HNO2)]+H+=N2+2H2O+2H+,故每生成0.1mo|氮气,有0.1mol氢离子生成,故D错误;
故选C。
19.B
解析:
A.氨气易液化,液氨在气化过程中吸收大量的热,因此液氨常用于做制冷剂,故A正确;
B.氯化铵制取氨气,是利用其能与强碱反应,与其溶解性无关,故B错误;
C.碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水,常用作食品膨松剂,故C正确;
D.N、P是植物生长的必需元素,磷酸氢铵中含有N、P可以做复合化肥,故D正确;
故选:B。
20.D
解析:
A.,生成的Cu(NO3)2的物质的量为0.03mol。将0.03molCu(NO3)2全部转化为Cu(OH)2沉淀,只需消耗0.06molNaOH,而实际消耗了0.07molNaOH,这说明硝酸与铜反应后,过量的HNO3为0.01mol。与铜反应中,起酸性作用的硝酸的物质的量,故A正确;
B.根据得失电子守恒可列出方程,根据产生标准状况下0.672L的混合气体的体积可列出方程,解得,故产生的混合气体中,NO和NO2的体积比为1:1,故B正确;
C.与铜反应中,起氧化作用的硝酸的物质的量,原硝酸溶液中溶质HNO3的物质的量
,原硝酸浓度,故C正确;
D.NO和NO2的体积比为1:1的混合气体与氧气和水发生反应的化学方程式为,故通入标准状况下氧气的物质的量为0.015mol,体积为336mL(标准状况),故D错误;
故答案选D。
21.
(1) CuFeS2 Cu2S
(2)1:2
(3)
(4)D
(5)取少量溶液,加入过量稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则亚硫酸钠溶液变质;否则,未变质。
解析:
(1)图2中N所对应图1中物质中硫的化合价为-2,则该物质为二硫化亚铁铜、化学式为CuFeS2,硫单质氧化性较弱、只能将铜氧化到+1价、Y(S)与金属铜反应所得产物的化学式为Cu2S。
(2)X与Z的反应为,氧化剂(SO2)与还原剂(H2S)的物质的量之比为1:2。
(3)碳和M的浓溶液反应生成Z,即:碳和浓硫酸在加热下发生反应,生成二氧化硫、二氧化碳和水,化学方程式为。
(4)SO2、SO3和 SiO2均可与等碱溶液反应发生盐和水,反应过程中元素化合价不变,故均为酸性氧化物、二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,发生氧化还原反应,则不属于酸性氧化物的是NO2,答案选D。
(5)亚硫酸钠易被空气中的氧气氧化为硫酸钠,所以要检验亚硫酸钠是否已变质,只要检验是否存在硫酸根即可,则具体的操作是:取少量溶液,加入过量稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则亚氯酸钠溶液变质;否则,未变质。
22.4NH3+5O24NO+6H2O 可使NO循环利用,全部转化成HNO3 8NH3+6NO27N2+12H2O NH3还原法 53.1%
解析:
(1) B中发生的反应为在催化剂作用下,氨气与氧气共热发生氧化还原反应生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;
(2)在合成硝酸的吸收塔中通入空气,空气中的氧气与一氧化氮反应生成二氧化氮,二氧化氮与加入的水反应生成硝酸和一氧化氮,反应生成的一氧化氮又与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮再与水反应,循环往复有利于促使一氧化氮循环利用,全部转化成硝酸,故答案为:可使NO循环利用,全部转化成HNO3;
(3) ①由未配平的化学方程式可知,在催化剂作用下,氨气和二氧化氮共热反应生成氮气和水,反应中转移电子个数为24,反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O,故答案为:8NH3+6NO27N2+12H2O;
②由反应的化学方程式可知,碱液吸收法消耗大量的氢氧化钠生成的亚硝酸盐毒,NH3还原法产物无污染,得到合成氨的原料气,故符合绿色化学的是氨气还原法,故答案为:氨气还原法;
③由氮原子个数守恒可得如下关系:NH3~NO~HNO3,由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%可知,1mol氨气可得到硝酸1mol×96%×92%=0.8832mol,硝酸与氨气反应生成硝酸铵的反应为HNO3+NH3═NH4NO3,由方程式可知,反应中消耗的氨气的物质的量为0.8832mol,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量的百分数为×100%=53.1%,故答案为:53.1%。
23.NH SO Cl- 取少量溶液于试管中,加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液生成白色沉淀证明氯离子的存在 6I-+2NO+8H+=2NO↑+3I2+4H2O 5∶2 11mol·L-1 将生成的气体B和空气混合,再用水吸收重新利用
解析:
Ⅰ:甲中加入溴水,溴水不褪色,说明废水中不含SO;乙中加入酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明废水中含有SO;丙中加入NaOH溶液加热,生成能使石蕊的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明废水中含有;丁中加入淀粉碘化钾溶液后溶液呈蓝色,说明溶液中含有氧化性离子,能将碘离子氧化为单质碘,废水试样中含有H+,则溶液中含有。
Ⅱ:实验使用了废铜屑共24g,用一定浓度的硝酸100mL完全溶解这些废铜屑时,共收集到标准状况下B气体6.72L(其中NO2和NO的体积比为2∶1),生成NO2的物质的量为,生成NO的物质的量为,则硝酸得到的电子物质的量为,由得失电子可知Cu的物质的量为,则CuO的物质的量为。
(1)由分析可知,废水中一定含有SO、、,则离子X是,离子Y是;
(2)表中不能确定是否存在的阴离子是Cl-,能证明该阴离子是否存在的简单实验操作为:取少量溶液于试管中,加入稀硝酸,再加入硝酸银溶液生成白色沉淀,证明Cl-的存在;
(3)HNO3和淀粉KI溶液反应生成I2、NO、KNO3和H2O,离子方程式为6I-+2NO+8H+=2NO↑+3I2+4H2O;
(4)①由分析可知,Cu和CuO的物质的量之比为0.25mol:0.1mol=5∶2;
②测得溶液A中H+的浓度为1mol·L-1,溶液中存在硝酸、硝酸铜,根据N原子守恒有=,则原硝酸的物质的量浓度为;
(5)将生成的气体B和空气混合,使NO转化为NO2,再用水吸收,生成硝酸,重新利用。
24.0.6 0.15 25.4
解析:
15.2 g铁和铜组成的合金中加入过量的硝酸溶液,合金完全溶解,生成硝酸铁、硝酸铜,向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀为氢氧化铁、氢氧化铜的总质量。根据氧化还原反应中电子守恒可知,金属提供电子物质的量等于氢氧根物质的量等于形成沉淀时结合OH-的物质的量,然后分析计算。
(1)在氧化还原反应中金属失去电子与HNO3得到电子被还原为气体时得到电子的物质的量相等。n(e-)=0.3 mol ×(5-4)+0.1 mol×(5-2)=0.6 mol;
(2)假设混合物中Fe、Cu的物质的量分别为x、y,由于硝酸足量,Fe与HNO3反应产生Fe(NO3)3、Cu(NO3)2,则3x+2y=0.6 mol,56x+64y=15.2 g,解得x=0.1 mol,y=0.15 mol,所以Cu反应后得到的Cu2+的物质的量为0.15 mol;
(3)反应会向所得溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2,加入足量NaOH溶液,得到Fe(OH)3、Cu(OH)2,沉淀质量为金属Fe、Cu的质量与OH-的质量和,OH-的物质的量与转移电子的物质的量相等,故n(沉淀)= 15.2 g+0.6 mol×17 g/mol=25.4 g。
25.
(1) 利用生成的CO2将整套装置内的空气赶尽,以排除对Cu与稀HNO3反应生成的气体产物观察的干扰 C中产生白色沉淀
(2) 铜丝上产生气泡,稀硝酸液面上气体仍为无色,溶液变为淡蓝色 3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O
(3) 验证NO的生成 无色气体变为红棕色
(4)吸收一氧化氮排出的二氧化碳和反应生成的氮氧化物,防止氮氧化物污染空气
解析:
由实验装置图可知,装置A中稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气,避免对一氧化氮气体检验产生干扰;装置B中铜与硝酸的反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,装置E中收集到无色气体一氧化氮,将F中的空气充入E中可检验一氧化氮的生成;装置C可检验装置中空气是否排尽;装置D为尾气处理装置,用于吸收装置中的二氧化碳和反应生成氮的氧化物,防止污染空气。
(1)因烧瓶中有空气,反应生成的一氧化氮能与空气中的氧气反应生成二氧化氮,干扰一氧化氮的检验,利用A装置中稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气,避免对一氧化氮气体检验产生干扰;当C中澄清石灰水变浑浊时,说明装置中的空气已经排尽,故答案为:利用生成的二氧化碳赶尽整个装置内的空气,避免对NO的检验造成干扰;C中产生白色沉淀;
(2)关闭K,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,铜与硝酸的反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O,实验时可观察到铜丝上产生气泡,稀硝酸液面上气体仍为无色,溶液变为淡蓝色,故答案为:铜丝上产生气泡,稀硝酸液面上气体仍为无色,溶液变为淡蓝色;3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)将F中的空气推入E中,一氧化氮与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮,当E中无色气体变为红棕色,可以验证一氧化氮的生成,故答案为:验证NO的生成;无色气体变为红棕色;
(4)装置D中的氢氧化钠溶液可以吸收一氧化氮排出的二氧化碳,也能吸收反应生成的氮氧化物,防止氮氧化物污染空气,故答案为:吸收一氧化氮排出的二氧化碳和反应生成的氮氧化物,防止氮氧化物污染空气。
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