(时间:90分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分;每小题只有一个选项符合题意)
1.铁屑溶于过量的盐酸后,再加入下列物质,会有三价铁离子生成的是( )
A.硫酸 B.碳酸铜
C.硝酸锌 D.氯化钙
解析:选C。题干中指明盐酸过量,因此反应后的溶液呈酸性,故C项向溶液中加硝酸锌时,NO在酸性条件下显强氧化性,可将Fe2+氧化:4H++NO+3Fe2+===3Fe3++NO↑+2H2O。
2.下列有关Cl、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是( )
A.漂白粉的成分为次氯酸钙
B.实验室可用浓硫酸干燥氨气
C.实验室可用NaOH溶液处理NO2和HCl废气
D.Al2(SO4)3可除去碱性废水及酸性废水中的悬浮颗粒
解析:选C。 漂白粉的主要成分是次氯酸钙和氯化钙,有效成分是次氯酸钙,A项错误;氨气是碱性气体,不可用浓硫酸干燥,B项错误;Al2(SO4)3可除去废水中的悬浮颗粒,是利用其与水反应产生Al(OH)3胶体的吸附性,而Al(OH)3既可与酸反应又可与碱反应,故Al2(SO4)3不能除去碱性废水或酸性废水中的悬浮颗粒,D项错误。
3.向存在大量Na+、Cl-的溶液中通入足量的NH3后,该溶液中还可能大量存在的离子组是( )
A.K+、Br-、CO B.Al3+、H+、MnO
C.NH、Fe3+、SO D.Ag+、Cu2+、NO
解析:选A。溶液中通入足量的NH3后,金属离子Al3+、Fe3+、Ag+、Cu2+都可与氨水反应生成氢氧化物沉淀,H+也不能大量存在,且Ag+与Cl-不能大量共存,故正确答案为A项。
4.下列实验装置不能达到实验目的的是( )
解析:选D。 虽然NaHCO3对应石灰水先变浑浊,但NaHCO3先受热,且受热面积大,反应条件不同,不能用来比较二者稳定性强弱。
5.锌与不同浓度的硝酸可发生不同的反应,其中参加反应的Zn的物质的量(y)与被还原的硝酸的物质的量(x)的关系符合右图的是 ( )
A.3Zn+8HNO3(稀)===3Zn(NO3)2+4H2O+2NO↑
B.Zn+4HNO3(浓)===Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O
C.4Zn+10HNO3(极稀)===4Zn(NO3)2+3H2O+NH4NO3
D.4Zn+10HNO3(极稀)===4Zn(NO3)2+5H2O+N2O↑
解析:选D。由图知,每消耗2a mol Zn(即转移4a mol e-),就有a mol N原子被还原,根据电子得失守恒N原子由+5价降为+1价,只有D项符合要求。
6.可用如图装置制取(必要时可加热)、净化、收集的气体是( )
A.铜和稀硝酸制一氧化氮
B.氯化钠与浓硫酸制氯化氢
C.锌和稀硫酸制氢气
D.硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢
解析:选B。 收集装置的特点是集气瓶瓶口向上,则收集的气体密度比空气大,C项错误;一氧化氮能够被氧气氧化,故不能用排空气法收集,A项错误;净化装置采用了浓硫酸,硫化氢具有很强的还原性,不能用浓硫酸净化,D项错误。
7.有关下列三个反应的叙述,正确的是 ( )
①2H2S+SO2===3S↓+2H2O
②S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
③3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
A.反应①说明SO2能与酸反应,具有碱性氧化物的性质
B.反应②改用稀H2SO4,则反应也能发生
C.反应②和③说明S具有两性元素的性质
D.反应③说明S既具有氧化性又具有还原性
解析:选D。三个反应均为氧化还原反应,反应①说明SO2具有氧化性;反应②说明S能被浓硫酸氧化,但S不能与稀硫酸反应;反应③是S的歧化反应;可见A、B、C三项不正确。
8.将盛有25 mL一氧化氮、二氧化氮混合气体的量筒倒立于水槽中,反应后气体体积缩小为15 mL,则原混合气体中一氧化氮与二氧化氮的体积比是( )
A.2∶3 B.3∶2
C.4∶1 D.1∶4
解析:选A。根据反应3NO2+H2O===2HNO3+NO可判断反应消耗的NO2为15 mL,原混合气体中含有NO为10 mL。
9.SO2气体的排放是形成酸雨的主要原因,SO2主要来源于含硫燃料的燃烧,为了减少酸雨的形成,往往在含硫较多的煤中掺入一定量的生石灰再进行燃烧,此煤燃烧后硫元素的主要存在形式是( )
A.CaSO4 B.CaSO3
C.CaS D.SO2
解析:选A。涉及的反应有S+O2SO2,SO2+CaO===CaSO3,2CaSO3+O2===2CaSO4,所以选项A正确。
10.贮存浓硫酸的铁罐外口出现严重的腐蚀现象,这体现了浓硫酸的( )
A.吸水性和酸性 B.脱水性和吸水性
C.强氧化性和吸水性 D.不挥发性和酸性
解析:选A。铁遇冷的浓硫酸会发生钝化,但浓硫酸具有较强的吸水性,吸水后变为稀硫酸,与活泼金属发生置换反应。
11.下列反应过程中,最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是( )
A.Fe(NO3)2溶液白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液白色沉淀
C.无色溶液白色沉淀
D.无色溶液无沉淀白色沉淀
解析:选C。SO2、SO具有还原性,能被HNO3(含H+和NO)等强氧化剂氧化。A、B项中最终的白色沉淀都是BaSO4。C项中白色沉淀有可能是AgCl。D项中先加过量HCl,既可排除Ag+的干扰,又可消除CO、SO等的干扰,无沉淀,则最终白色沉淀是BaSO4。
12.在a L Al2(SO4)3和(NH4)2SO4的混合溶液中加入b mol BaCl2,恰好使溶液中的SO完全沉淀;如加入足量强碱并加热可得到c mol NH3,则原溶液中的Al3+浓度(mol·L-1)为( )
A. B.
C. D.
解析:选C。由加入b mol BaCl2恰好使SO完全沉淀推出n(SO)=b mol;由放出c mol NH3推出n(NH)=c mol;根据电荷守恒3n(Al3+)+n(NH)=2n(SO);推出n(Al3+)= mol,所以c(Al3+)= mol·L-1。
13.如下图是一套检验气体性质的实验装置,关闭活塞S,通入气体X,品红溶液褪色,据此判断气体X和洗气瓶内液体Y可能是( )
A
B
C
D
X
H2S
SO2
CO2
Cl2
Y
浓H2SO4
饱和NaHCO3溶液
Na2SO3溶液
饱和NaHSO3溶液
解析:选A。A中反应:H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O,SO2使品红溶液褪色;B中反应:SO2+2NaHCO3===Na2SO3+2CO2↑+H2O,SO2被吸收生成了CO2;C中CO2和Na2SO3不反应;D中反应:HSO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+3H+,Cl2被吸收。
14. 进行化学实验、观察实验现象,通过分析、推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。下列对有关实验事实的解释正确的是( )
A.将N2和过量的O2在高温或放电的条件下反应得到红棕色的气体,说明NO为红棕色气体
B.在AgNO3溶液中加入锌粉,能置换出银,说明Ag+的还原性比Zn2+强
C.用干净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯外焰上灼烧,发现火焰呈黄色,则溶液中含Na+
D.浓硫酸放入蔗糖中,能使蔗糖炭化,说明浓硫酸具有吸水性
解析:选C。 A项,N2与O2反应生成无色的NO,NO与O2反应生成红棕色的NO2;B项,Ag+的氧化性比Zn2+ 强;D项,体现了浓H2SO4的脱水性。
15.对某酸性溶液(可能含有Br-、SO、H2SO3、NH)分别进行如下实验:
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;
②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝;
③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是( )
A.Br- B.SO
C.H2SO3 D.NH
解析:选B。①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色,则溶液中一定含有H2SO3,因H2SO3不稳定,分解产生的SO2可使品红溶液褪色。②加碱加热后,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,即有NH3产生,说明溶液中一定含有NH。③加入氯水时溶液略显黄色,说明原溶液中含有Br-。再加BaCl2溶液有白色不溶于HNO3的沉淀生成,说明此时溶液中含SO,但可能是原溶液含有的,也可能是Cl2氧化H2SO3产生的,故不能确定是否含有SO。
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(12分)某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用下图所示装置进行了有关实验:
请回答下列问题:
(1)实验中他们取6.4 g铜片和12 mL 18 mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应停止,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。
①下列试剂中,能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的物质是 ________ (填写字母编号)。
A.硫酸钠溶液 B.氯化钡溶液
C.银粉 D.碳酸钠溶液
②实验中若有m g铜参加了反应,则有________mol H2SO4被还原。
③实验中氢氧化钠溶液的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了测定剩余硫酸的物质的量浓度,该兴趣小组设计了三种实验方案:
方案1:将装置A产生的气体缓缓通过已称量过的装有碱石灰的干燥管,反应停止后再次称量,两次质量差即是吸收的二氧化硫的质量。
方案2:将装置A产生的气体缓缓通入足量的用硫酸酸化的高锰酸钾溶液,再加入足量的氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥,称得沉淀的质量即是二氧化硫转化为硫酸钡沉淀的质量。
方案3:当铜和浓硫酸的反应结束后,在装置A中加入足量的锌粉,用排水法测得产生氢气的体积为V L(已换算为标准状况)。
实际上,以上方案1、2均不可取,请你说出原因。
方案1:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案2:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
方案3:写出剩余硫酸的物质的量浓度的计算式(假设反应后溶液的体积仍为12 mL)________________________________________________________________________。
解析: (1)①剩余溶液中有CuSO4,要证明存在H2SO4,即证明存在H+即可,故选Na2CO3溶液,若存在H2SO4则产生气体。②由得失电子守恒知,被还原的n(H2SO4)=n(Cu)= mol。③NaOH溶液用于吸收SO2,防止污染空气。
(2)方案1:SO2气体中的水蒸气也会被碱石灰吸收,使m(SO2)增大或者是烧瓶中的SO2不能完全排出。
方案2:酸性高锰酸钾溶液中有SO,故加入BaCl2后生成的m(BaSO4)偏大。
方案3:n(H2SO4)=n(H2)== mol,
c(H2SO4)== mol·L-1。
答案:(1)①D ② ③吸收反应产生的SO2,防止污染空气
(2)方案1:产生的气体中含有水蒸气,干燥管中的质量差不仅仅是SO2的质量(或烧瓶中的SO2不能完全排出)
方案2:沉淀的质量一部分是高锰酸钾溶液中起酸化作用的硫酸与氯化钡反应而产生的
方案3: mol·L-1
17.(10分)下图所示是以黄铁矿(FeS2)为起始反应物的一系列变化,其中不含硫的产物已略去。
(1)写出化学式:A________、B________、C________、
D________、E________。
(2)写出反应①、③、⑤的化学方程式:
①________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
⑤________________________________________________________________________。
(3)写出反应②、④的离子方程式:
②________________________________________________________________________;
④________________________________________________________________________。
解析:黄铁矿的主要成分是FeS2,在空气中煅烧生成的C可被氯水氧化,所以C为SO2,D为H2SO4;又因为A、B分别能与D的稀溶液和浓溶液反应,生成E(H2S)和C(SO2),E与C反应生成B(S),B与Fe反应生成A(FeS),所以不难得出A为FeS,B为单质S,C为SO2,D为H2SO4,E为H2S,F为FeSO4。
答案:(1)FeS S SO2 H2SO4 H2S
(2)FeS2FeS+S
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)FeS+2H+===Fe2++H2S↑
SO2+Cl2+2H2O===4H++SO+2Cl-
18.(12分)某研究性学习小组的同学利用下图来验证某铜银合金完全溶解于浓硝酸时生成的气体除NO2外还含有NO,并测定合金中铜的质量分数。已知常温下NO2和N2O4混合存在,在低于0 ℃时几乎只有无色的N2O4晶体。
(1)写出A中铜与硝酸反应的一个化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)反应前先打开A部分的活塞K1,持续通入一段时间的N2,理由是
________________________________________________________________________;
若装置中缺少B部分,会影响验证的结果,其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(3)反应结束后,打开活塞K2,并通入O2,若有NO产生,则D产生的现象是
________________________________________________________________________;
(4)实验测得的数据如下:合金质量15.0 g,13.5 mol·L-1 HNO3 40 mL;实验后A溶液:V=40 mL,c(H+)=1.0 mol·L-1,假设反应中硝酸无挥发也没有分解。则反应中消耗的HNO3物质的量为________mol;
(5)利用A装置中反应后溶液也可确定铜的质量分数,方法是取出A中的反应的溶液,向其中加入足量的________ 溶液,然后进行操作步骤分别是________。
解析:(1)随反应进行,浓硝酸会慢慢变稀,故发生的反应分为浓、稀两种情况。(2)由于实验目的之一是检验有NO生成,而装置又有O2,故实验前应将装置内O2全部排出,另外因反应中一定有NO2生成,而NO2又易与H2O(液)反应,故必须先将水蒸气除去。(4)硝酸总共为0.54 mol,反应后剩余0.04 mol,故反应的硝酸为0.5 mol。(5)A中存在Ag+、Cu2+,可加入盐酸或NaCl溶液使得到AgCl沉淀,然后过滤并洗涤除去所含的杂质离子,然后干燥称量即可。
答案:(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(或3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑)
(2)排除装置中的空气,防止干扰验证性实验 部分NO2与水作用生成NO干扰验证性实验
(3)有红棕色气体生成
(4)0.5
(5)盐酸 过滤、洗涤、干燥、称量
19.(12分)(1)我国在全国各省、市、自治区的主要城市都设有大气监测站,主要工作是监测大气情况。且每天都公布空气质量情况。下列各项的含量一定会进行监测的是________。
①可吸入颗粒物 ②总悬浮颗粒物 ③氮氧化物
④二氧化碳 ⑤二氧化硫 ⑥二氧化氮 ⑦一氧化碳
⑧一氧化氮 ⑨氮气 臭氧
(2)NH4NO3在不同条件(温度)下加热分解,既可能发生非氧化还原反应,也可能发生氧化还原反应。
若NH4NO3在通常条件下加热的分解产物不超出下列范围,根据已学知识(化合价升降规律等)判断,下列反应可能的是 ________。
A.NH4NO3→N2+O2+H2O
B.NH4NO3→NH3+HNO3
C.NH4NO3→O2+HNO3+H2O
D.NH4NO3→N2+HNO3+H2O
E.NH4NO3→N2+NH3+H2O
F.NH4NO3→N2O+H2O
(3)NO是空气污染物之一。近年来发现许多生物体组织中存在少量NO,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,成为当前生命科学的研究热点。请回答下列问题。
①在汽车尾气转换器中,在催化剂的作用下,NO与CO反应转化为对空气无污染的气体。写出反应的化学方程式__________________________________________________。
②在含Cu+的酶的活化中心内,亚硝酸根离子(NO)可转化为NO,写出Cu+与亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式________________________________________。
(4)用1体积的水吸收560体积(标准状况)氨,所得氨水的密度为0.89 g·mL-1。
①氨水中溶质的质量分数为________ ;
②氨水的物质的量浓度为 ________。
③已知NH3极易溶于水,而难溶于有机溶剂CCl4中。下列装置中不适宜做NH3的尾气吸收装置的是________。
解析:(1)在监测大气污染物中,目前计入空气污染指数的项目暂定为:SO2、NOx、可吸入颗粒物、CO、O3、总悬浮颗粒物等。
(2)与(3)主要利用在氧化还原反应中,元素化合价有升高和降低,而且总数必须相等。
(4)氨水中的溶质此时考虑NH3,根据质量分数的定义得:
w(NH3)
=×100%=29.8%
c(NH3)=
=
=15.6 mol·L-1
③中的C项极易造成倒吸。
答案:(1)①②③⑤⑥⑦⑧ (2)ABDF
(3)①2NO+2CON2+2CO2
②Cu++2H++NO===Cu2++NO↑+H2O
(4)①29.8% ②15.6 mol·L-1 ③C
20.(9分)有一瓶澄清的溶液,其中可能含NH、K+、Na+、Mg2+、Ba2+、Al3+、Fe3+、SO、CO、NO、Cl-、I-,取该溶液进行如下实验:
(1)用pH试纸检验,表明溶液呈强酸性;
(2)取部分溶液,加入少量CCl4及数滴新制的氯水,经振荡后静置,CCl4层呈紫红色;
(3)取部分溶液,逐滴加入稀NaOH溶液,使溶液从酸性逐渐转变为碱性,在滴加过程中及滴加完毕后,溶液中均无沉淀生成;
(4)取部分上述呈碱性的溶液,加Na2CO3溶液,有白色沉淀生成;
(5)将(3)得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
根据上述实验事实确定并回答:
在溶液中肯定存在的上述离子有________,肯定不存在的上述离子有________,还不能确定是否存在的上述离子有 ________ 。
解析:由(2)中实验现象可推知溶液中有I-,又由于溶液呈强酸性,所以溶液中无NO;由(3)中实验现象可推知溶液中无Mg2+、Al3+、Fe3+;由(4)中实验现象可推知溶液中有Ba2+,则同时推知溶液中无SO、CO;由(5)中实验现象可推知溶液中有NH;而K+、Na+、Cl-无法断定。
答案:I-、NH、Ba2+ SO、CO、NO、Mg2+、Al3+、Fe3+ K+、Na+、Cl-
1.二氧化硫是一种大气污染物,下列现象的产生主要与二氧化硫的排放有关的是( )
A.酸雨 B.沙尘暴
C.温室效应 D.白色污染
解析:选A。B项,由于乱砍乱伐,导致森林被破坏而致;C项,主要是由于排放CO2、CH4等气体;D项,塑料不能自行分解而导致的污染。
2.全社会都在倡导诚信,然而总是有一部分不法商贩背道而驰。如有些商贩为了使银耳增白,就用硫磺(燃烧硫磺)对银耳进行熏制,用这种方法制取的洁白的银耳对人体是有害的。这些不法商贩制取银耳利用的是( )
A.S的漂白性 B.S的还原性
C.SO2的漂白性 D.SO2的还原性
解析:选C。SSO2银耳变白。
3.如图,在注射器中加入少量Na2SO3晶体,并吸入少量浓硫酸(以不接触纸条为准)。则下列有关说法不正确的是( )
A.蓝色石蕊试纸先变红后褪色
B.品红试纸、蘸有酸性KMnO4溶液的滤纸均褪色,前者证明SO2的漂白性,后者说明SO2的还原性
C.湿润淀粉-KI试纸未变蓝说明SO2的氧化性弱于I2
D.NaOH溶液可用于除去实验中多余的SO2
解析:选A。亚硫酸钠晶体和浓硫酸反应能够生成SO2气体,SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3能够使湿润的蓝色石蕊试纸变红色,虽然SO2具有漂白性,但是不能漂白酸碱指示剂,试纸不能褪色;蘸有酸性KMnO4溶液的滤纸褪色是因为KMnO4与SO2发生了氧化还原反应;SO2的氧化性较弱,不能氧化KI产生I2,试纸不能变蓝;SO2可与NaOH溶液发生反应:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O。
4.二氧化硫是一种有毒的气体,我国酸雨的类型主要是硫酸型酸雨。下列收集SO2的装置中合理的是( )
解析:选D。注意吸收多余的SO2气体要防倒吸。
5.将一支装满SO2的试管倒立在滴有石蕊溶液的水槽中,观察到的现象是( )
A.水面迅速上升达到如图所示高度
B.试管内液体颜色呈红色
C.试管内液体颜色呈无色
D.试管内液面不上升
解析:选B。SO2易溶于水且与H2O反应生成H2SO3,所以红色溶液充满整个试管。
6.向下列溶液中通入SO2至过量,最终一定有沉淀的是(双选)( )
A.BaCl2 B.H2S饱和溶液
C.Na2SiO3 D.Ba(OH)2
解析:选BC。BaCl2溶液不会产生沉淀;SO2通入H2S溶液中:SO2+2H2S===3S↓+2H2O,最终有沉淀(淡黄色);Na2SiO3溶液H2SiO3(白)↓,且不溶于过量H2SO3中,最终有白色沉淀;Ba(OH)2BaSO3↓(白)Ba(HSO3)2,Ba(HSO3)2可溶于水。
7.用某溶液浸湿滤纸后,将其置于集气瓶口以检验瓶中是否收集满SO2气体,则该溶液最好是( )
A.BaCl2溶液 B.KMnO4酸性溶液
C.淀粉-KI溶液 D.澄清石灰水
解析:选B。A、C不与SO2反应,无现象;D项反应但现象不明显;KMnO4溶液浸湿的红色滤纸褪色,B项正确。
8.为了除去混入CO2中的SO2和O2,下列试剂的使用顺序正确的是( )
①Na2SO4饱和溶液 ②NaHCO3饱和溶液 ③浓硫酸 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰
A.①③④ B.②③④
C.②④③ D.③④⑤
解析:选B。O2用灼热铜网吸收,但气体进入灼热试管前要先干燥。
9.如图是一套检验气体性质的实验装置。向装置中缓慢通入气体X,若关闭止水夹,则品红溶液无变化,而澄清石灰水变浑浊;若打开止水夹,则品红溶液褪色。据此判断气体X和洗气瓶内溶液Y可能是(双选)( )
A.X为SO2,Y为饱和NaHCO3溶液
B.X为SO2,Y为浓H2SO4
C.X为CO2,Y为Na2SO3溶液
D.X为Cl2,Y为Na2CO3溶液
解析:选AD。打开止水夹后品红溶液褪色,说明X为SO2或氧化性气体,关闭止水夹,品红溶液无变化,但澄清石灰水变浑浊,说明通入品红溶液和澄清石灰水的是CO2气体,则证明Y能吸收X气体且能生成CO2,符合题意的是A项和D项。
10.(Ⅰ)工业上常用粉末状的CaCO3或熟石灰的悬浊液洗涤含SO2的废气,反应产物均为CaSO4,试写出SO2与Ca(OH)2 悬浊液反应的化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
并说明用Ca(OH)2悬浊液而不用澄清石灰水洗涤废气的原由
________________________________________________________________________。
(Ⅱ)如何除去下列气体中的杂质气体?写出所需除杂试剂及发生反应的化学方程式(括号内为杂质)。
(1)SO2(HCl):________________________________________________________________________;
(2)CO2(HCl):________________________________________________________________________;
(3)CO2(SO2):________________________________________________________________________;
(4)SO2(CO2):________________________________________________________________________。
解析:(Ⅰ)SO2被Ca(OH)2悬浊液或CaCO3吸收后转化为CaSO4,说明在此反应过程中SO2先和Ca(OH)2或CaCO3反应转化为CaSO3,然后CaSO3被空气中的O2氧化生成CaSO4。
(Ⅱ)气体除杂要符合以下四个原则:一是不增;二是不减;三是除尽;四是易操作。本题中给出的前三组气体具有相同的特点,杂质气体水溶液的酸性要比主要气体水溶液的酸性强,同时主要气体是二元弱酸的酸酐,对于这类除杂可用主要气体的酸式盐溶液作吸收剂。第四组,先用浓品红溶液吸收SO2,CO2除净后,再用酒精灯加热锥形瓶(垫上石棉网),收集SO2。
答案:(Ⅰ)2SO2+O2+2Ca(OH)2===2CaSO4+2H2O 因为澄清石灰水浓度太低,不能充分吸收废气中的SO2
(Ⅱ)(1)吸收剂:饱和NaHSO3溶液,
化学方程式:NaHSO3+HCl===NaCl+H2O+SO2
(2)吸收剂:饱和NaHCO3溶液,
化学方程式:NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2
(3)吸收剂:饱和NaHCO3溶液,
化学方程式:SO2+2NaHCO3===Na2SO3+H2O+2CO2
(4)吸收剂:浓品红溶液,然后加热,化学方程式:SO2+H2OH2SO3,H2SO3H2O+SO2↑
11.据报道,2011年12月,印度某城市雾大无风,家庭和工厂排出的烟雾经久不散,每立方米大气中二氧化硫的含量高达3.8 mg,烟尘达4.5 mg,居民健康普遍受到危害,4天之内死亡人数约4000人。回答:
(1)流经该城市的主要河道也因此受到污染,引起鱼类死亡,这与这种类型大气污染形成________有关。
(2)为了防止这种污染,硫酸厂可用氨水来吸收SO2,其离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)目前一种有效的方法是用直升机喷洒白垩粉以降解其污染,其化学方程式是
________________________________________________________________________。
(4)要防止类似悲剧的出现,应采取的根本措施是_______________________________
________________________________________________________________________。
(5)据调查,绿化区空气里的细菌比闹市区的少7倍以上,其原因之一是有些植物能________而具有较强的杀菌能力。
答案:(1)酸雨
(2)SO2+2NH3·H2O===2NH+SO+H2O,
SO+SO2+H2O===2HSO
(3)2SO2+2CaCO3+O2===2CaSO4+2CO2
(4)严格控制污染源 (5)吸收SO2
12.有两个实验小组的同学为探究Na2O2与SO2的反应,都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带火星的木条插入试管C中,木条复燃。
请回答下列问题:
(1)第1组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)第2组同学为证明Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外,还有Na2SO4生成,设计了如下方案(注:硝酸溶液具有氧化性):
上述方案是否合理?________。如果不合理,请简要说明两点理由:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
解析:检验Na2SO4时,需排除Na2SO3的干扰,因为Na2SO3易被氧化为Na2SO4。中学阶段常见的能将SO氧化成SO的有O2、Cl2、Br2、I2、酸性KMnO4溶液、硝酸溶液等,Na2O2氧化性很强,也能将SO氧化为SO。
答案:(1)2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2
(2)不合理 ①稀硝酸能将BaSO3氧化为BaSO4
②如果反应后的固体中还残留Na2O2,它可以将SO氧化成SO
13.某同学用如图一所示的装置来探究CO2、SO2与澄清石灰水的反应,结果通入CO2可以看到先浑浊后澄清的现
象,但通入SO2没有看到浑浊现象。经过思考分析后,该同学改用图二的装置,将气体收集在注射器,缓缓地将气体一个气泡一个气泡地通入澄清石灰水中,都能看到石灰水先变浑浊再澄清的现象,且通入SO2产生现象明显比通入CO2快。
(1)对比分析两组实验,你认为用图一装置实验时,通入SO2不能出现浑浊的原因可能是________________________________________________________________________。
(2)用图二装置实验时,以相同速率通入CO2或SO2,SO2产生浑浊、澄清的现象比CO2快的原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用图一进行SO2与石灰水反应的实验时,从安全角度考虑装置应做何改进?________________________________________________________________________。
解析:对比题图,图一中未看到SO2与Ca(OH)2反应产生浑浊的实验现象,原因可能是Na2SO3已变质,Na2SO3很容易被氧化成Na2SO4;也可能在换药品时,装置漏气或SO2产生太快。SO2有毒,用碱液吸收尾气。SO2溶于水生成的H2SO3的酸性比H2CO3的强,更容易与Ca(OH)2反应,而且生成的Ca(HSO3)2比Ca(HCO3)2的溶解度也大。
答案:(1)SO2产生速率太快或装置气密性不好(或Na2SO3已经被氧化为Na2SO4)
(2)SO2溶于水生成的H2SO3的酸性比H2CO3强,更易反应,且Ca(HSO3)2比Ca(HCO3)2的溶解度大
(3)用碱液吸收尾气
1.向BaCl2溶液中通入SO2气体,溶液仍澄清;若将BaCl2溶液分盛两支试管,一支中加H2O2,另一支中加烧碱溶液,然后再通入SO2气体,结果两支试管都有白色沉淀产生。由此得出的下列结论合理的是( )
A.氯化钡显两性
B.两支试管中生成的沉淀都是BaSO4
C.两支试管中的沉淀都是BaSO3
D.H2SO3可被H2O2氧化为H2SO4,BaCl2与SO2不反应但能与SO反应
解析:选D。根据强酸制弱酸的规律,在BaCl2溶液中通入SO2,二者不能发生反应,因此溶液仍然澄清。若将BaCl2溶液分成两份,一份加H2O2,再通入SO2,H2O2将H2SO3或SO氧化成SO,此时Ba2++SO===BaSO2↓;另一份加烧碱溶液,再通入SO2,先发生反应SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O,再发生反应BaCl2+Na2SO3===BaSO3↓+2NaCl。综上所述A、B、C不正确,而D是合理的。
2.中国国家发展和改革委会会副主任解振华在南非德班国际气候大会上发言指出,“中国是一个低碳排放国”,中国历来注重“节能减排”。下列措施与节能减排不符合的是(双选)( )
A.大力提倡火力发电,尽快发展我国经济
B.推广使用乙醇汽油从而减轻大气污染,改善大气环境
C.开采更多的能源,提高能源开采量
D.燃烧煤的锅炉采用沸腾炉燃煤
解析:选AC。A项,火力发电即燃煤发电,现在提倡水力发电、太阳能发电、核能发电;C项,应开发多种能源,如风能、太阳能等新能源。
3.下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是( )
①澄清石灰水;②H2S溶液;③酸性KMnO4溶液;④氯水;⑤品红溶液
A.①②③ B.②③④
C.②③④⑤ D.全部
解析:选C。SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊再澄清。所以①不正确。
4.二氧化硫是污染大气形成酸雨的主要有害物质之一,但如果了解二氧化硫的性质,可知它在我们的生活中也有广泛的应用。
(1)下列可产生二氧化硫污染大气的是________(填序号)。
A.含硫矿石的冶炼
B.大量化石燃料的燃烧
C.大量烟花爆竹的燃放
D.硫酸厂排放的工业尾气
(2)某课外小组采集了一份雨水样品,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,其pH变化数据如下
测试时间段
0
1
2
3
4
雨水的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
分析雨水样品pH变化的原因(用文字和化学方程式说明)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某实验小组欲探究二氧化硫的化学性质,设计如下实验,请完成实验报告。
序号
二氧化硫的性质
主要操作和现象
化学方程式
①
将二氧化硫通入装有品红溶液的试管中,品红由红色变为无色
②
氧化性
③
将二氧化硫通入装有新制氯水的试管中,氯水由浅黄绿色变为无色
解析:(1)列出的四项均可产生污染大气的二氧化硫。
(2)从表中发现pH逐渐减小,即酸性增强,原因是:H2SO3+O2===H2SO4。
(3)SO2与H2S反应才表现氧化性。
答案:(1)ABCD
(2)因在空气中亚硫酸与氧气反应生成酸性更强的硫酸,所以pH变小。涉及的反应为2H2SO3+O2===2H2SO4
(3)①漂白性 ②将二氧化硫通入氢硫酸溶液中,溶液中出现浅黄色沉淀 2H2S+SO2===3S↓+2H2O
③还原性 Cl2+2H2O+SO2===H2SO4+2HCl
5.某一气体混合物可能由SO2、CO2混合而成,现设计如下装置检验二者的存在,写出下列标号所示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用。
A中加入的试剂是________,作用是_________________________________________。
B中加入的试剂是________,作用是__________________________________________。
C中加入的试剂是________,作用是__________________________________________。
D中加入的试剂是________,作用是__________________________________________。
解析:检验SO2、CO2混合气体,注意先后顺序,检验CO2常用澄清石灰水,而SO2干扰其检验,所以必须根据SO2的特性,先检验SO2并除去SO2,再检验CO2。
答案:品红溶液 证明混合气体中有SO2
酸性KMnO4溶液 除去混合气体中的SO2
品红溶液 验证混合气体中SO2已除尽 澄清石灰水 验证混合气体中有CO2
1.在硫酸工业生产中,SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行的,吸收塔里还装入了大量瓷环。下列有关说法中不正确的是( )
A.从①处通入SO3,整个吸收操作采取逆流的形式
B.从②处喷下98.3%的硫酸,瓷环的作用是增大接触面积
C.从③处导出的气体只含有少量SO2,可直接排入大气
D.从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的硫酸
解析:选C。三氧化硫的吸收通常使用98.3%的硫酸,不用水或稀硫酸,原因是水或稀硫酸吸收三氧化硫时容易形成酸雾,吸收速率慢,不利于三氧化硫的完全吸收;气体的吸收常采用逆流原理,这样有利于气、液的充分接触,吸收效果好;从吸收塔上部导出的气体是N2、尚未起反应的O2和少量二氧化硫,直接排入大气会污染环境,所以应用吸收剂吸收或循环使用。
2.下列有关浓H2SO4的叙述正确的是( )
A.浓H2SO4与铜共热的反应中,浓H2SO4既表现出强氧化性,又表现出酸性
B.浓H2SO4与金属活泼性顺序中氢后面的金属反应生成的气体一般为SO2,与氢前面的金属反应生成的气体一般是H2
C.浓H2SO4具有吸水性,能够使蔗糖(C12H22O11)碳化
D.浓H2SO4是不挥发性强酸,HCl、H2S是挥发性酸,所以可用浓H2SO4与NaCl、FeS反应制取HCl、H2S气体
解析:选A。
选项
内容指向·联系分析
结论
A
发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,每2 mol H2SO4反应,其中1 mol作氧化剂,生成1 mol SO2,另外1 mol H2SO4转化为CuSO4,其中化合价未变,体现酸性,浓H2SO4的强氧化性,体现在把金属氧化时,→
符合题意
B
与H后面的金属如Cu、Hg、Ag及H前面的金属Al、Zn等反应时,还原产物相同,均为SO2,未有H2产生
不符合题意
C
浓H2SO4能使蔗糖碳化,是利用了其脱水性,而不是吸水性
不符合题意
D
浓H2SO4具有强氧化性,H2S具有强还原性,浓H2SO4能将H2S氧化,不能用浓H2SO4与FeS反应制H2S
不符合题意
3.下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述中,正确的是( )
A.常温时都能与铁发生反应,放出气体
B.加热时都能与铜发生反应
C.都能作为气体的干燥剂
D.硫元素的化合价都是+6
解析:选D。浓硫酸常温下使Fe钝化,而稀硫酸常温时与Fe反应放出H2,故A项错误;稀H2SO4常温或加热时,均不能与Cu发生反应,也不能作干燥剂,B、C选项错误。
4.已知硝酸具有强氧化性,在某溶液中先滴加稀硝酸,再滴加氯化钡溶液,有白色沉淀产生,该溶液中( )
A.一定含有SO B.一定含有SO和SO
C.一定含有SO D.可能无SO和SO
解析:选D。若溶液中含有SO或SO或Ag+均有上述现象,所以D项正确;检验溶液中是否含有SO或SO离子时,首先向待检溶液中加入盐酸,若放出气体且气体能使品红溶液褪色则证明含有SO;若无现象,再滴加BaCl2时可产生白色沉淀,说明含有SO。
5.用右图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量浓硫酸的反应。下列实验不合理的是( )
A.上下移动①中铜丝可控制SO2的量
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
解析:选D。移动铜丝可控制铜丝与浓硫酸的接触面积,即可控制SO2的生成量,故A项合理;SO2能使品红溶液褪色,故B项合理;SO2有毒,且属于酸性氧化物,所以尾气用NaOH溶液吸收,故C项合理;浓硫酸过量,试管中剩余浓硫酸,应将反应后的混合液慢慢加入到大量水中,向试管中加水则易造成液体溅出试管而发生危险,故D项不合理。
6.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是(双选)( )
A.Na+、S2-、Cu2+、Cl-
B.HS-、Na+、OH-、K+
C.K+、CO、Cl-、SO
D.H+、Cl-、Na+、SO
解析:选CD。S2-与Cu2+可生成CuS沉淀,A项不正确;HS-与OH-可发生反应生成S2-和H2O,B项不正确;C、D两项中的离子均可大量共存。
7.硫酸亚铁固体可发生如下反应:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,将此反应生成的气体通入BaCl2溶液中,则(双选)( )
A.析出BaSO3沉淀
B.析出BaSO4沉淀
C.逸出SO3气体
D.逸出SO2气体
解析:选BD。SO3遇水反应生成H2SO4,随即与BaCl2反应生成BaSO4沉淀;SO2不与BaCl2溶液反应,加之SO3溶于水后使溶液显强酸性,不利于SO2溶于水,所以SO2气体会逸出。
8.在下列生成二氧化硫的反应中,反应物中的含硫物质被氧化的是( )
A.硫在空气中燃烧
B.铜片与浓硫酸共热
C.红热的木炭与浓硫酸反应
D.亚硫酸钠与稀硫酸反应
解析:选A。含硫物质被氧化时,硫元素的价态升高。A项,硫为还原剂,在与氧气的反应中被氧化;B、C两项,硫酸中硫元素的化合价降低;D项中硫元素的化合价没有发生变化。
9.下列说法中不正确的是( )
A.自然界中硫是一种淡黄色难溶于水的固体
B.硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C.硫与金属反应,生成金属的低价态化合物
D.硫在空气中的燃烧产物是二氧化硫,在纯氧中的燃烧产物是三氧化硫
解析:选D。硫在氧气中的燃烧产物是SO2,不是SO3,如果要使SO2转化为SO3,需在有催化剂并加热的条件下与O2发生化合。
10.(Ⅰ)(1)现有四份等质量等浓度的稀硫酸,向其中分别加入足量的①Mg ②MgO ③Mg(OH)2 ④MgCO3,充分反应后所得溶液的溶质质量分数大小关系为________。
(2)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3],这层铜绿可用化学方法除去,试写出用稀硫酸除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式:__________________________________。
(3)现有O2、NH3、H2、Cl2、N2、HI、CO、CO2、SO2等气体,其中不可用浓硫酸干燥的有________________________________________________________________________。
(4)浓硫酸使蓝色石蕊试纸先变________色,后变________色。
(5)皮肤上一旦沾有少量浓硫酸,处置措施是_________________________________
________________________________________________________________________。
(Ⅱ)浓硫酸具有如下性质:A.酸性;B.强氧化性;C.吸水性;D.脱水性。下列实验或事实主要表现了浓硫酸的什么性质,将适当的序号填入括号中。
(1)浓硫酸可作气体干燥剂________;
(2)浓硫酸不能干燥氨气________;
(3)浓硫酸不能干燥硫化氢________;
(4)浓硫酸可以干燥二氧化硫________;
(5)浓硫酸不能制取碘化氢________;
(6)银投入热的浓硫酸中可溶解________;
(7)纸遇浓硫酸变黑色________。
解析:(Ⅰ)本题从多角度考查了浓、稀硫酸的性质和发生浓硫酸危害事故的应急处理方法。
(1)向四份等质量等浓度的稀硫酸中加入足量的Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3充分反应:
①Mg+H2SO4(稀)===MgSO4+H2↑
②MgO+H2SO4(稀)===MgSO4+H2O
③Mg(OH)2+H2SO4(稀)===MgSO4+2H2O
④MgCO3+H2SO4(稀)===MgSO4+H2O+CO2↑
由上述反应和题意可知生成MgSO4的量相同,只有①无水生成,②和④生成的水量相等,③生成的水最多,故溶质MgSO4的质量分数为①>②=④>③。(2)可用稀硫酸除去铜绿的反应为Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+3H2O+CO2↑。(3)HI有还原性可被浓硫酸氧化为单质I2,NH3为碱性气体,故NH3和HI不可用浓硫酸干燥,其他气体均可用浓硫酸干燥(CO、SO2虽有还原性,但不能被浓硫酸氧化)。(4)蓝色石蕊试纸先变红后变黑体现了浓硫酸有酸性和脱水性。(5)皮肤上一旦沾有少量浓硫酸应立即用大量水冲洗,最后涂上3%~5%的小苏打(NaHCO3)溶液。
(Ⅱ)判断主要表现了浓硫酸的哪种性质要抓住性质的主要特征。酸性——反应中生成硫酸盐,强氧化性H2SO4中硫元素的化合价降低,由+6降到+4价,一般有SO2生成;吸水性要与脱水性相区别,吸水性——吸收现成的水(浓硫酸作干燥剂),脱水性——将有机物中的H、O两元素按照H2O的比例夺取出来。
答案:(Ⅰ)(1)①>②=④>③
(2)Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+3H2O+CO2↑(3)NH3、HI (4)红 黑
(5)立即用清水冲洗,最后涂上小苏打(NaHCO3)稀溶液
(Ⅱ)(1)C (2)A (3)B (4)C (5)B (6)AB (7)D
11.由常见元素组成的化合物A、B、C、D、E、F,有如下图所示的转化关系,其中D溶液是黄色氯化物的溶液,C是具有臭鸡蛋气味的气体。
据上图关系回答:
(1)写出下列物质的化学式(溶液中写溶质的化学式):
A________,B________,C________,G________。
(2)写出气体F通入E溶液中的离子反应方程式(E具有氧化性、F具有还原性):
________________________________________________________________________。
(3)D溶液中通入气体C,产生了淡黄色沉淀,且生成强酸,用化学方程式表示这一变化过程:
________________________________________________________________________。
解析:C是具有臭鸡蛋气味的气体,则C为H2S,F为SO2;D溶液是黄色氯化物的溶液,则D为FeCl3,可推出A为FeS、B为FeSO4、E为Fe2(SO4)3、G为H2SO4。
答案:(1)FeS FeSO4 H2S H2SO4
(2)2Fe3++SO2+2H2O===2Fe2++SO+4H+
(3)2FeCl3+H2S===2FeCl2+S↓+2HCl
12.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用下图所示装置进行有关实验。请回答以下几个问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)装置D中试管口放置的棉花应用一种液体浸泡一下,这种液体是________,其作用是________________________________________________________________________。
(3)装置B的作用是容纳多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是_______________________。
B中应放置的液体是________(填字母)。
a.水 b.酸性KMnO4溶液
c.浓溴水 d.饱和NaHSO3溶液
(4)实验中,取一定质量的铜片和一定体积的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是________________________。
②下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a.铁粉 b.BaCl2溶液
c.银粉 d.Na2CO3溶液
解析:铜与浓硫酸反应后会产生SO2,产生的SO2用向上排空气法收集,并用品红溶液验满。为防止多余的SO2污染空气,可用碱溶液浸湿的棉花吸收逸出的SO2。装置B的作用是容纳多余的SO2而不是吸收多余的SO2,因此所选试剂不能与SO2发生反应,且SO2在其中的溶解度应较小,故最佳试剂为饱和NaHSO3溶液。反应结束后,浓硫酸变为稀硫酸,故检验余酸时所选试剂应该是能与硫酸中的H+反应产生明显现象的一组(因CuSO4中含有SO,故不能用检验SO的方法确定H2SO4的存在)。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)强碱溶液 吸收多余的SO2,防止污染空气
(3)试剂瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升 d
(4)①反应过程中硫酸被消耗,浓硫酸逐渐变稀,而铜不和稀硫酸反应 ②ad
13.一定量的浓硫酸与足量的Zn充分反应时,有SO2和H2生成。某校化学研究性学习小组对此进行研究。按图组装好实验装置,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、E中的气泡量又会明显增加。
试回答:
(1)从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接__________、__________接b,c接__________、
__________接d;D、E两支试管中CCl4溶液的作用是
________________________________________________________________________。
(2)能证明浓硫酸具有强氧化性的的实验现象为________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是_______________________________
________________________________________________________________________。
(4)D中浑浊消失的离子方程式为___________________________________________。
解析:选择乙是为了缓冲气流,防止倒吸溶液进入A中;D、E中CCl4不溶解SO2和H2,防止倒吸;C中品红褪色,说明生成了SO2,就证明浓硫酸具有强氧化性。
答案:(1)3 4 1 2 防倒吸
(2)C中品红溶液褪色
(3)浓硫酸变成稀硫酸,与Zn反应放出H2
(4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO
1.下列说法不正确的是( )
A.硫酸厂应该建在靠近原料产地的地区
B.接触法制硫酸的主要步骤是造气、接触氧化和三氧化硫的吸收
C.由于常压下SO2转化为SO3的转化率很高,所以SO2接触氧化时不采用高压的反应条件
D.工业“三废”的综合利用不仅减少污染,还获得有用的副产品
解析:选A。硫酸是液体,具有较强的腐蚀性,不便于运输(与固体物质相比较),故应把硫酸厂建在离消费中心近的地区,一般不靠近原料区,故A不正确。
2.下列化学反应能体现稀硫酸酸性的是( )
①Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
②Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
③MgCO3+H2SO4===MgSO4+H2O+CO2↑
④2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
A.①②③ B.②③④
C.③④ D.①②③④
解析:选D。反应后硫酸只要生成硫酸盐就体现硫酸的酸性。①中的Fe2(SO4)3、②③中的MgSO4、④中的Na2SO4均为硫酸生成的盐,故都体现了硫酸的酸性。
3.下列变化过程中硫元素的化合价降低的是( )
A.用硫化亚铁与稀盐酸反应制取硫化氢气体
B.实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫
C.氢硫酸置于空气中,一段时间后变浑浊
D.重晶石(BaSO4)与焦炭混合,在高温下可制得一氧化碳和硫化钡
解析:选D。A、B两项中的反应均属于复分解反应,化合物中各元素的化合价均没有发生变化;C项中H2S被空气中的O2氧化为硫单质,硫元素的化合价升高;D项中发生反应BaSO4+4CBaS+4CO↑,硫元素的化合价降低。
4.某研究小组在鉴别浓硫酸和稀硫酸时,设计了如下方案:
操作
结论
甲
加入火柴梗
使火柴梗变黑者为浓硫酸
乙
加入金属铝片
产生有刺激性气味的气体者为浓硫酸
丙
分别加入到盛水的试管中
放出大量热者为浓硫酸
丁
用玻璃棒蘸浓氨水靠近酸的瓶口
冒白烟者为浓硫酸
戊
加到CuSO4·5H2O晶体中
使CuSO4·5H2O变白者为浓硫酸
(1)其中可行的是________(填序号)。
(2)其中一个稍作改进就能成为可行方案的是________,改进方法是
________________________________________________________________________。
(3)完全错误的是________,因为___________________________________________。
解析:(1)甲、丙、戊分别根据浓硫酸的脱水性、溶解时放出大量的热、吸水性设计,方案可行。
(2)乙中浓硫酸使铝钝化,加热即可反应。而常温下铝片可与稀硫酸反应产生H2。
(3)丁错,挥发性酸遇浓氨水产生白烟,而浓硫酸不属于挥发性酸。
答案:(1)甲、丙、戊 (2)乙 增加加热条件(或将结论改为常温下反应产生气体的为稀硫酸) (3)丁 硫酸是高沸点酸,没有挥发性
5.(Ⅰ)在试管里放入一块铜片,注入一定体积的浓硫酸,给试管加热,使之反应。
(1)若铜片还有剩余,硫酸________消耗完毕(填“已”或“没有”)。其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)欲观察生成的CuSO4溶液的颜色,应采取的操作是_________________________
________________________________________________________________________。
(3)用一定量的废铜屑制取胆矾,有两种方法:一种是取Cu与浓硫酸直接反应;二是先将铜在空气中加热使之生成CuO,再与稀硫酸反应,其中________种方法好,理由是
________________________________________________________________________。
(Ⅱ)在通常状况下,A是固体单质。根据下图所示的转化关系,回答下列问题:
(1)写出A~E的化学式:
A________;B________;C________;D________;E________。
(2)写出指定反应的化学方程式:
B→C________________________________________________________________________;
C→D________________________________________________________________________;
E→C________________________________________________________________________。
解析:(Ⅰ)(1)Cu与浓硫酸反应时c(H2SO4)逐渐减小,但稀硫酸不与Cu反应。(2)稀释时注意将反应后的溶液加入水中。(3)注意反应消耗H2SO4的量,又尽可能减少污染。
(Ⅱ)转化关系图中有“单质ACD”连续氧化关系,那么A为S,C为SO2,D为SO3,B为H2S,E为H2SO4。
答案:(Ⅰ)(1)没有 随反应Cu+2H2SO4(浓)SO2↑+2H2O+CuSO4的进行,硫酸变稀,稀硫酸与Cu不发生反应
(2)将反应后的液体慢慢注入水中,边加边搅拌,而后观察颜色
(3)第二 既节省H2SO4又防止产生SO2造成污染
(Ⅱ)(1)S H2S SO2 SO3 H2SO4
(2)2H2S+3O22SO2+2H2O 2SO2+O22SO3 Cu+2H2SO4(浓)SO2↑+2H2O+CuSO4
1.下列有关镁在空气中燃烧的说法正确的是(双选)( )
A.主要产物是MgO,还有Mg3N2
B.燃烧产物中以Mg3N2为主,有少量MgO
C.空气中的N2和O2均作氧化剂
D.无法确定产物的主要成分
解析:选AC。空气的主要成分是O2和N2,CO2含量很低,所以镁在空气中燃烧时一般只考虑O2、N2与Mg的反应,分别生成MgO、Mg3N2,以MgO为主。
2.2011年12月,我国又成功发射了一颗“气象卫星”,发射卫星运载火箭的推进剂引燃后,尾部喷出大量高温气体。该气体主要成分是CO2、H2O、N2、NO等,在发射现场可看到火箭尾部产生大量红棕色气体,其原因是( )
A.高温下N2遇空气生成NO2
B.NO遇空气生成NO2
C.CO2与NO反应生成CO和NO2
D.NO与H2O反应生成H2和NO2
解析:选B。NO遇到O2生成红棕色的NO2。
3.环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物浓度为标准确定空气质量的信息。这些污染物是( )
A.二氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒
B.二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳
C.三氧化硫、氮氧化物、悬浮微粒
D.稀有气体、氮氧化物、悬浮微粒
解析:选A。CO、SO3、稀有气体均不属于“发布内容”。
4.标准状况下,将NO2和O2按体积比4∶3混合后充入一干燥烧瓶中,然后将烧瓶倒立于水中使其充分反应后,烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度为( )
A. mol·L-1 B. mol·L-1
C. mol·L-1 D. mol·L-1
解析:选C。假设烧瓶体积为7V升,那么充入了4V升NO2和3V升O2,倒立于水中后,根据反应“4NO2+O2+2H2O===4HNO3”判断生成了“5V升的硝酸溶液”。所以c(HNO3)== mol·L-1。
5.如图所示,两个连通玻璃容器用活塞分开,左右两室各充入一定量NO和O2,且恰好使两容器内气体密度相同,打开活塞,使NO与O2充分反应,最终容器内混合气体密度比原来( )
A.增大 B.无法确定
C.不变 D.减小
解析:选C。(温度、压强不变)气体的总质量与总体积均未发生变化,ρ=也不发生变化。
6.一定条件下,将a mol NO和b mol O2充入一干燥烧瓶中,然后将烧瓶倒立于有足量水的水槽中,充分反应后,烧瓶内剩余气体的物质的量为(双选)( )
A.可能为0 B.可能为(b-a) mol
C.可能为(a-3b) mol D.无法确定
解析:选AB。依据反应:4NO+3O2+2H2O===4HNO3进行讨论,若a∶b=4∶3,烧瓶内充满水(硝酸);若a∶b>4∶3,即剩余NO为(a-b) mol;若a∶b<4∶3,即剩余O2为(b-a) mol。
7.两瓶气体分别为NO2和溴蒸气,外观均相同,某同学设计了各种鉴别法:①用湿润的淀粉-KI试纸;②加少量NaCl溶液;③加少量AgNO3溶液;④加少量水后再加适量苯。其中合理的为( )
A.能采用①③④ B.能采用①②③
C.能采用②③④ D.都可以
解析:选C。NO2和溴蒸气在性质上有许多相似之处:①均有氧化性;②溶于水后溶液均呈酸性;③均能与碱反应。鉴别溴蒸气和NO2不能用淀粉-KI试纸、碱溶液等。
8.在常温常压下,a、b、c、d四支相同的试管中,分别装入以等物质的量混合的两种气体。a试管内是NO2和O2,b试管内是Cl2和SO2,c试管内是NO和O2,d试管内是O2和H2。将四支试管迅速同时倒立于水中,最终水面上升高度h的比较,正确的是( )
A.hb>hc>ha>hd B.hc>ha>hb>hd
C.hd>ha>hc>hb D.hb>ha>hc>hd
解析:选A。假设试管高度为H,a试管内ha=H;b试管内hb=H;c试管内hc=H;d试管内hd=0。
9.如图所示,夹子开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②与气体B充分反应,打开夹子,可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的( )
A.亚硫酸钠溶液、氯气
B.水、二氧化氮
C.水、一氧化氮
D.氢氧化钠溶液、二氧化碳
解析:选C。要使试管①内的水立刻沸腾,关键是使②中的气体压强降低;只有C项中NO气体不能与水反应且微溶于水,不能使气体压强降低。
10.气候条件独特、空气质量优良的新疆阿勒泰市,已成为我国第8个国家大气背景监测点。监测点安装的监测设备可日常监测二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮及臭氧等污染物。请回答下列问题:
(1)NO的危害在于________(填编号,下同)。
A.破坏臭氧层
B.高温下能使一些金属氧化
C.造成酸雨
D.与人体血红蛋白结合
(2)为改善汽车尾气的排放质量,减少空气污染,汽车加装“三效催化净化器”,可将尾气中的一氧化碳和一氧化氮转化为参与大气循环的无毒混合气体,该气体是________。
A.二氧化碳和氮气 B.二氧化碳和二氧化氮
C.二氧化碳和氧气 D.二氧化碳和氢气
解析:(1)NO气体在破坏臭氧层的过程中起催化作用;NO能与人体血红蛋白结合而使人中毒;NO被O2氧化生成NO2,NO2与水反应生成HNO3可形成酸雨。
(2)因为CO和NO含有C、O、N三种元素,那么它变化以后还应该含有这三种元素,所以C、D项错,又因为B项中的NO2依然是空气的污染物,所以也排除。
答案:(1)ACD (2)A
11.在元旦联欢会上,某同学给同学们表演了一段魔术:首先收集一集气瓶红棕色的气体,用玻璃片盖好,然后向其中加入少量水,振荡后变为无色,然后轻轻移动玻璃片使少量空气进入集气瓶,气体又变为红棕色,振荡,又变为无色……
(1)集气瓶中红棕色的气体是________。
(2)气体颜色变化的原因是______________________________________________
________________________________________________________________________;
有关反应的化学方程式为______________________________________________。
(3)做魔术时操作者要注意什么问题?为什么?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:主要涉及到NO2与水反应,NO与O2反应,NO、NO2均有毒等知识点。
答案:(1)NO2
(2)NO2与H2O反应生成无色气体NO,无色气体NO遇到空气,与空气中的O2反应又生成红棕色的NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO,2NO+O2===2NO2
(3)做魔术时要注意安全,因为NO2、NO有毒
12.(1)将一充满NO的试管倒扣于水槽中,然后向试管中通入一定量的O2,试管中恰好充满水时,则通入的O2与原NO气体的体积比为________。若假设生成的溶质不向外扩散,且为标准状况。则所得溶液的物质的量浓度应为________。
(2)把40 mL NO和NO2的混合气体跟20 mL O2同时通入水中,反应后收集到5 mL气体,求原混合气体中NO和NO2的体积:V(NO)=________、V(NO2)=________,或V(NO)=________、V(NO2)=________。
解析:(1)依据“4NO+3O2+2H2O===4HNO3”计算。
(2)根据合并式:4NO2+O2+2H2O===4HNO3,4NO+3O2+2H2O===4HNO3,收集到的5 mL气体可能是O2,也可能是NO。如果5 mL气体为O2则反应了15 mL O2,根据以上两式,设出NO和NO2的体积可求。如果5 mL气体为NO,反应掉20 mL O2,同理也可求出NO与NO2的体积,求解过程如下:
若剩余5 mL气体为O2,则反应的O2为15 mL,
则有+=15 mL,
V(NO)=10 mL V(NO2)=30 mL;
若剩余5 mL气体为NO,则反应的O2为20 mL,
则有+=20 mL,
V(NO)=27.5 mL,V(NO2)=12.5 mL。
答案:(1)3∶4 mol·L-1
(2)10 mL 30 mL 27.5 mL 12.5 mL
13.某活动小组利用如图进行NO、NO2的性质实验,按下列步骤进行(装置气密性已检验完毕)。
Ⅰ.向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积
(1)通入NO前,向广口瓶①中加水的主要操作:
________________________________________________________________________。
(2)从导管a通入一定量的NO,并测得NO体积为V L(V<50 mL,气体体积已经换算为标准状况)。测得NO体积的主要操作:__________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.验证NO的还原性;探究工业生产硝酸的原理
(1)停止通入NO后关闭K1、K3;打开K2,从导管b缓缓通入O2,可观察到的现象是________________________________________________________________________;
写出对应现象的化学方程式:_________________________________________________。
(2)继续通入O2,打开K3,并及时调整酸式滴定管③中液面与广口瓶①中液面相平,直到广口瓶①中刚好充满液体。
①当通入氧气的体积为时,则广口瓶①的气体体积为________;
②当广口瓶①中刚好充满液体时,所得液体的物质的量浓度为________mol·L-1。
解析:Ⅰ.(1)盛放NO气体的装置中不能有空气,空气与NO反应,操作的关键是在①装置中要加满水,这样才能完全赶去广口瓶中的空气。(2)通过排出的水量,测NO气体的体积,为了保证广口瓶中的压强恒为大气压,起始和终点读数时,都要保证广口瓶中的液面和滴定管中液面为同一水平面。
Ⅱ.(1)2NO+O2===2NO2气体的颜色发生变化,生成的NO2与水又发生反应,气体的颜色又变浅。(2)①通入氧气的体积为1/2V时,NO与O2恰好完全反应生成NO2,NO2又与水反应,生成V/3的NO;②4NO+3O2+2H2O===4HNO3,生成HNO3的物质的量为V/22.4 mol,溶液的总体积为0.5 L,其物质的量浓度为V/11.2 mol·L-1。
答案:Ⅰ.(1)打开K2、K3(或K1、K3或K1、K2、K3均打开),从滴定管加水,直到将①中空气全部赶出,且调整滴定管中液面与①相平,并记录滴定管的刻度
(2)关闭K2,打开K3、K1,通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平,再次记录滴定管刻度。
Ⅱ.(1)气体先变为红棕色,然后逐渐变淡
2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO
(2)①V/3 ②V/11.2
1.氮气能大量存在于空气中的根本原因是( )
A.氮气性质稳定,即使在高温下也很难跟其他物质发生反应
B.氮气比空气轻,且不溶于水
C.氮分子中两个氮原子结合很牢固,分子结构稳定
D.氮气无氧化性,也无还原性,不与其他物质反应
解析:选C。N2性质稳定,但高温下可与O2等物质反应,在反应中表现出氧化性或还原性,所以A、D两项不正确;氮气比空气轻且不溶于水并不是N2能大量存在于空气中的根本原因,B项不正确。
2.最新研究表明:NO吸收治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况,缓解病情。病毒学研究同时证实,NO对SARS病毒有直接抑制作用。下列关于NO的叙述正确的是(双选)( )
A.NO是一种红棕色的气体
B.常温常压下,NO就能与空气中氧气直接化合
C.含等质量的氧元素的NO和CO的物质的量相等
D.NO易溶于水,不能用排水法收集
解析:选BC。NO是无色气体且微溶于水,所以A、D两项均不正确;含氧元素的质量相等即含有O原子的物质的量相等,因为n(NO)=n(O)=n(CO),所以C项正确,B项显然正确。
3.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的气体可能是(双选)( )
A.可能是N2与NO2的混合气体
B.可能是O2与NO2的混合气体
C.可能是NO与NO2的混合气体
D.只可能是NO2一种气体
解析:选BC。N2不溶于水,所以若有N2,水不会充满试管,A项错误;B、C两项均可能;D项显然错误。
4.汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成NO和氧原子,此时即开始“光化学烟雾”的循环,不断地产生O3。这个循环包括了下列3个化学方程式,请补充化学方程式②。
(1)①NO2NO+[O]
②________________
③O2+[O]===O3
(2)写出3个化学方程式的净结果:___________________________________________。
解析:“光化学烟雾”是在空气中形成的,汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成NO和氧原子,NO很容易与O2反应生成NO2,而氧原子与O2反应生成O3,生成的NO2在日光照射下又分解成NO和氧原子,所以说“光化学烟雾”是循环地、不断地产生O3。因此,反应②是2NO+O2===2NO2。再将①×2+②+③×2,然后抵消左右相同的原子或分子,即得:3O2===2O3,氮氧化物(NOx)在这个循环中作催化剂。
答案:(1)2NO+O2===2NO2 (2)3O22O3
5.通常情况下,氮气很不活泼,其原因是N2分子内部具有N≡N结构,结合力很大,不容易被破坏。
(1)在一定条件下氮气也可以与其他物质反应,有两种气体,一种能够氧化N2,一种能够还原N2,请分别写出这两个反应的化学方程式:
①氧化N2:_______________________________________________________________;
②还原N2:_____________________________________________________________。
(2)Mg可以在N2中燃烧生成氮化镁,写出该反应的化学方程式
________________________________________________________________________,
在该反应中N2表现________性。
(3)已知氮化镁可以与水反应生成氢氧化镁和氨气,写出该反应的化学反应方程式________________________________________________________________________。
解析:本题主要考查了根据条件写化学方程式的能力,氧化N2的反应中,氮元素的化合价升高,还原N2的反应中,氮元素的化合价降低。
答案:(1)①N2+O22NO
②N2+3H22NH3
(2)3Mg+N2Mg3N2 氧化
(3)Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑
1.某化学兴趣小组对金牌成分提出猜想:甲认为金牌是由纯金制造的;乙认为金牌是由金银合金制成的;丙认为金牌是由黄铜(铜锌合金)制成的。为了验证他们的猜想,请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误( )
A.硫酸铜溶液 B.盐酸
C.硝酸银溶液 D.稀硝酸
解析:选D。选用稀硝酸,若不发生任何变化,甲猜想正确;若全部“溶解”(反应而消耗),则丙猜想正确;若只有部分发生反应而被消耗,则乙猜想正确。
2.从绿色化学的理念出发,下列实验不宜用右图所示装置进行的是( )
A.不同浓度的硝酸与铜反应
B.稀硫酸与纯碱或小苏打反应
C.铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应
D.H2O2在不同催化剂作用下分解
解析:选A。绿色化学理念是不产生污染环境的物质、原子利用率高、消耗原料少、产量大、反应易进行、实验设计合理,A不符合。
3.下列各组反应中,硝酸既表现了氧化性,又表现了酸性的是(双选)( )
A.C+HNO3(浓) B.FeO+HNO3
C.Fe(OH)3+HNO3 D.Cu+HNO3(稀)
解析:选BD。A项,只表现了强氧化性,HNO3完全转化成NO2;B项;表现了酸性[生成Fe(NO3)3]和强氧化性(生成NO2或NO);C项,只表现了酸性,HNO3完全转化成Fe(NO3)3;D项,表现了酸性[生成Cu(NO3)2]和强氧化性(生成NO)。
4.化学反应SO2+H2O+HNO3——H2SO4+NO经配平后,还原剂的化学计量数为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
解析:选C。
5.在某100 mL的混合液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4 mol·L-1、0.1 mol·L-1,向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子物质的量浓度(mol·L-1)是( )
A.0.15 B.0.225
C.0.35 D.0.45
解析:选B。根据离子反应方程式进行分析,铜粉过量。
3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
3 8 3
0.03 0.06 0.04 x
x=3×=0.0225 (mol),
c(Cu2+) ==0.225 mol·L-1。
6.从降低成本和减少环境污染的角度考虑,制取硝酸铜最好的方法是( )
A.铜和浓硝酸反应
B.铜和稀硝酸反应
C.氧化铜和硝酸反应
D.氯化铜和硝酸银反应
解析:选C。若选用Cu和硝酸为原料时,会产生NO2或NO气体污染环境,且成本较高;C项CuOCu(NO3)2,无任何气体放出且每生成1 mol Cu(NO3)2消耗的HNO3少;D项有AgCl沉淀生成,制取硝酸铜的成本较高。
7.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60 mL B.45 mL
C.30 mL D.15 mL
解析:选A。根据O2物质的量确定电子转移的物质的量尽而确定生成Cu2+的物质的量,再确定消耗OH-的物质的量。1.68 L O2→0.075 mol O2→电子转移0.3 mol→n(Cu2+)=0.15 mol→n(OH-)=0.3 mol→V(NaOH)=×1000 mL·L-1=60 mL→A项正确。
8.如图装置可用于( )
A.加热NaHCO3制CO2
B.用Cu与稀硝酸反应制NO
C.用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D.用Cu与浓硝酸反应制NO2
解析:选B。装置的特点有二:一是液固反应(试管口向上),且反应不需加热,排除A;二是用排水法集气,故要求气体不溶于水,不与水反应,排除C、D。
9.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
解析:选D。D项中应是HNO3的酸性。
10.(Ⅰ)用如图所示装置(气球内先充有空气)进行铜与稀硝酸反应的实验,请填写下列空格。
(1)实验开始时,先将烧瓶加热,其目的是__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在不断摇动烧瓶的条件下,使反应充分进行。可观察到4个主要现象:
①铜丝逐渐减小,但不完全消失,且表面有气泡生成;
②气球先略变大,在摇动情况下又变小,而后变大;
③________________;④___________________________________________________。
(3)在摇动情况下,导致气球变小的有关反应的化学方程式为______________________。
(Ⅱ)某同学拟用氯化钙固体、碳酸钠溶液和稀硝酸等试剂,先制得碳酸钙,最终制得纯净的硝酸钙晶体。
(1)写出制取过程中反应的离子方程式:
________________、________________。
(2)请帮助该同学完成下列实验操作步骤(不要求回答使用的仪器):
①用蒸馏水完全溶解CaCl2后,加入________。
②将反应后的混合物过滤,并用适量蒸馏水洗涤沉淀至无Cl-。
③加入________,使沉淀完全溶解。
④________________,得到纯净的硝酸钙晶体。
解析:(Ⅰ)(1)给烧瓶加热是为增大Cu与稀硝酸反应的速率,因为常温下Cu与稀硝酸反应较慢。(2)应该先发现有无色气泡逸出,到液面上呈红棕色,然后红棕色又会变成无色(与H2O反应);溶液变为蓝色。(3)NO2和O2溶于稀硝酸中。
(Ⅱ)反应原理是:CaCl2+Na2CO3===2NaCl+CaCO3↓,CaCO3+2HNO3===CO2↑+H2O+Ca(NO3)2。
答案:(Ⅰ)(1)增大反应速率 (2)③无色溶液变成蓝色
④烧瓶内气体先呈红棕色,最终变为无色
(3)2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO
(Ⅱ)(1)Ca2++CO===CaCO3↓ CaCO3+2H+===CO2↑+H2O+Ca2+
(2)①Na2CO3溶液 ③稀硝酸 ④蒸发结晶
11.下图是工业生产硝酸铵的流程。
(1)写出N2和H2通过红热的铁纱网生成氨气的反应式:
________________________________________________________________________。
(2)B装置中Pt-Rh合金网的作用是________________________________________,
写出B中有关反应式:___________________________________________________。
(3)写出D中反应式:_____________________________________________________。
(4)吸收塔C中通入空气的目的是___________________________________________。
A、B、C、D四个容器中的反应,属于氧化还原反应的是________(填字母)。
解析:工业流程为:N2、H2NH3NONO2HNO3NH4NO3。
答案:(1)N2+3H22NH3
(2)催化剂 4NH3+5O24NO+6H2O
(3)NH3+HNO3===NH4NO3
(4)使NO全部转化成HNO3 A、B、C
12.某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程如下图:
(1)测定硝酸的物质的量。
反应结束后,从下图装置B中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液的体积为20.00 mL。在容器B中生成的硝酸的物质的量为________mol,则Ag与浓硝酸反应过程中生成标准状况下的NO2体积为________mL。
(2)测定NO的体积。
①从上图所示的装置中,你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验,选用的理由是________________________________________________________________________。
②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是________(填各导管口编号)。
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置________(填“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
(3)气体成分分析。
若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中________(填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是____________________。
解析:(1)c(HNO3)==0.08 mol·L-1,n(HNO3)=0.08 mol·L-1×0.100 L=8×10-3 mol。
(2)①由于NO与空气中的氧气反应,因此制备时要排除装置中的空气。②NO难溶于水,易与空气反应,故通过排水法测定体积。③量取气体读数时,量气装置中液面要持平,否则会导致气体的压强低于或高于外界压强,从而造成误差。
(3)3NO2+H2O===2HNO3+NO,若Ag与硝酸反应只生成NO2,则B中硝酸的物质的量与收集的NO的物质的量比为2∶1,若小于2∶1,则Ag与浓硝酸反应放出的气体中含有NO。n(NO)==0.005 mol,n(HNO3)∶n(NO)=0.008∶0.005=8∶5<2∶1,说明Ag与浓硝酸反应的气体中含有NO。
答案:(1)0.008(8×10-3) 268.8
(2)①A A装置可以通N2将装置中的空气排尽,防止NO被空气中O2氧化 ②123547 ③升高
(3)有 因为NO2与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积
13.如图所示:
图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体。请填写下列空白:
(1)物质X可以是________,C是________,F是________,G是________。
(2)反应①的化学方程式是_____________________________________________________。
(3)反应②的化学方程式是_____________________________________________________。
(4)反应③的离子方程式是_____________________________________________________。
(5)反应④的离子方程式是_____________________________________________________。
(6)反应⑤的化学方程式是_____________________________________________________。
(7)反应⑥的化学方程式是______________________________________________________。
解析:由X既能和酸反应又能与碱反应生成气体A、C可知,X应为弱酸的铵盐,C为NH3,A与Na2O2反应生成D,D应为O2,E为NO,F为NO2,A为CO2,③为浓HNO3与Cu反应生成NO2,④为稀HNO3与Cu反应生成NO。
答案:(1)NH4HCO3或(NH4)2CO3 NH3 NO2 HNO3
(2)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
(3)4NH3+5O24NO+6H2O
(4)Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O
(5)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O
(6)2NO+O2===2NO2
(7)3NO2+H2O===2HNO3+NO
1.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是(双选)( )
A.反应完全所需时间:两者相同
B.消耗硝酸的物质的量:前者多,后者少
C.反应生成气体的颜色:前者浅,后者深
D.反应中转移的电子总数:前者与后者相等
解析:选BD。相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸发生反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,浓度大的反应较快,反应完全所需时间较短,A项不正确;消耗硝酸的物质的量前者多,B项正确;前者生成红棕色NO2,气体颜色深,C项不正确;铜的物质的量相同,转移电子数目一样多,D项正确。
2.向一由Fe、Cu组成的混合粉末中加入一定量的稀硝酸,充分反应后剩余金属m1 g,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振荡后余下金属m2 g。则m1和m2之间的关系是( )
A.m1一定大于m2 B.m1可能等于m2
C.m1可能小于m2 D.m1可能大于m2
解析:选A。Fe、Cu与稀HNO3反应后有铁、铜的硝酸盐存在,加入稀硫酸后,相当于有HNO3存在。不论第一次剩余的是Fe、Cu混合物还是只有Cu,都会溶于稀HNO3,所以,金属质量一定会再减小,正确答案为A项。
3.单质分别跟浓硝酸混合,出现的情况依次为:①反应生成相应的硝酸盐;②反应生成最高价含氧酸(或最高价含氧酸酸酐);③常温下单质呈钝化态;④不发生反应。符合上述要求的单质组是(双选)( )
A.Cu、Si、Zn、Au B.Ag、P、Al、Pt
C.Fe、C、Pt、Hg D.Cu、C、Fe、Au
解析:选BD。浓硝酸的氧化性非常强,能氧化除金、铂之外的几乎所有的金属,与金属反应的过程中硝酸表现氧化性和酸性。在常温下,铝、铁在浓硝酸中发生钝化。如果与非金属反应,则硝酸只表现氧化性。
4.KClO3和浓盐酸在一定温度下反应生成易爆物ClO2,其变化可表述为
(1)请完成该化学方程式并配平(未知物化学式和系数填入框内)。
(2)产生0.1 mol Cl2,则转移电子的物质的量为________。
答案:(1)2KClO3+4HCl(浓)===2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O (2)0.2 mol
5.现代生产硝酸的重要方法是氨的催化氧化法。
(1)第一阶段:氨氧化成NO,化学方程式为_______________________________
________________________________________________________________________;
若没有催化剂,氨只能在纯氧中燃烧生成N2,有关化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)第二阶段:NO氧化成NO2,NO2被水或稀硝酸吸收生成硝酸。若用稀硝酸吸收NO2,化学方程式为______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)从吸收塔出来的尾气中尚含有少量未被吸收的________,为消除它们对大气的污染,可用烧碱溶液吸收,制得重要的化工原料NaNO2,试写出其化学方程式:
________________________________________________________________________。
答案:(1)4NH3+5O24NO+6H2O
4NH3+3O22N2+6H2O
(2)3NO2+H2O===2HNO3+NO
(3)NO、NO2 NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O
1.以高温为条件,下列反应难以发生的是( )
A.N2+3H22NH3
B.N2+3Ca===Ca3N2
C.N2+O2===2NO
D.N2蛋白质
解析:选D。A项合成氨能进行,但反应较慢;B项N2跟Mg能反应,与Ca应更容易进行;C项N2与O2在高温或放电条件下可以反应生成NO;D项生物固氮须在常温条件下,温度太高,固氮菌难以生存。
2.下列各反应中,适宜于实验室制取氨气的是(双选)( )
A.加热氨化铵晶体
B.氯化铵与消石灰反应共热
C.浓氨水中加入固体氢氧化钠
D.硫酸铵与烧碱溶液反应
解析:选BC。A项:NH4Cl分解产生的NH3与HCl又极易化合成NH4Cl;D项:溶液中NH与OH-反应生成NH3·H2O,不加热NH3难逸出。
3.用加热法可以分离的一组物质是( )
A.氯化铵和消石灰
B.碳酸氢铵和过氧化钠
C.氯化铵和氯化钠
D.碘和氯化铵
解析:选C。此题考查物质的分离与提纯,除要考虑铵盐受热分解、铵盐和碱的反应外,还需考虑其分解产物是否与另一种物质发生反应等。
铵盐可与碱反应,因此选项A在加热时发生反应2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2,不能用于分离;选项B中的NH4HCO3分解,且产生的H2O及CO2能与Na2O2反应,也无法达到分离的目的;碘在受热时升华,NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢气体,气体遇冷又重新化合后仍与碘混合,故选项D无法达到分离的目的;选项C中NH4Cl热分解后可从体系中脱离,遇冷又重新化合为NH4Cl晶体,从而达到与NaCl分离的目的。
4.1 L 1 mol·L-1的氨水中( )
A.含有1 mol NH3分子
B.只含NH3和NH两种微粒
C.含1 mol NH3·H2O
D.含NH3、NH3·H2O、H2O三种分子,还含有NH、OH-、H+等离子
解析:选D。在氨水中存在平衡关系:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,因此氨水中含有NH3、NH3·H2O、NH、OH-、H+、H2O等微粒,但NH3分子及NH3·H2O的物质的量都小于1 mol。
5.在标准状况下,在三个干燥的烧瓶内分别装有干燥纯净的NH3、含一半空气的氯化氢气体、NO2和O2体积比为4∶17的混合气体。然后分别做喷泉实验,三个烧瓶中所得溶液中溶质的物质的量浓度之比为( )
A.2∶1∶2 B.5∶5∶4
C.1∶1∶1 D.无法确定
解析:选B。设烧瓶体积为V L。
(1)“NH3+H2O”、“HCl+H2O”型:水充满烧瓶,V气体=V溶液,则c== mol·L-1。
(2)含有一半空气的HCl气体做完喷泉实验后,V气体=V溶液= L,则c== mol·L-1。
(3)V(NO2)∶V(O2)=4∶17时,O2过量,所形成的溶液的体积等于原NO2气体体积的,溶液的浓度c(HNO3)==(× ) mol·L-1= mol·L-1。
根据以上数值,可知三者之比为5∶5∶4。
6.如图,利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一培养皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
解析:选A。向NaOH固体上滴几滴浓氨水,会产生氨气,氨气和酸反应生成相应的铵盐,遇到挥发性酸(如浓盐酸、浓硝酸)会产生白烟,A选项正确,B选项错误;氨水能够和某些难溶性碱的氯化物溶液(如AlCl3、FeCl3、CuCl2等)反应生成相应的难溶性碱,C选项错误;NH3的水溶液呈碱性,NH3·H2O是一种可溶性碱,D选项错误。
7.有些舞台上的神话境界中所需的烟是用NH4NO3和Zn粉按质量比8∶6.5混合放于温热的石棉板上,又知发生反应后有N2和H2O生成,下列有关说法正确的是( )
A.H2O溶解NH4NO3,发生吸热现象以起启动反应的作用
B.Zn在反应中作催化剂
C.成烟物质是ZnO小颗粒
D.成烟物质是小锌粒,它由NH4NO3反应放热而蒸出
解析:选C。m(NH4NO3)∶m(Zn)=8∶6.5,则推出n(NH4NO3)∶n(Zn)=1∶1,反应中有N2生成,说明Zn被氧化,“烟”是固体小颗粒,应是ZnO小颗粒。
8.实验室合成氨装置如图所示,则以下说法中错误的是( )
A.装置甲的作用之一是干燥
B.装置甲的作用是化合
C.乙处导出的气体是N2、H2、NH3
D.检验产物可以用湿润的红色石蕊试纸或浓盐酸等
解析:选B。装置甲的作用是:(1)干燥N2和H2,(2)根据气泡控制通入N2和H2的物质的量之比(1∶3),(3)充分混合N2和H2。
9.为检验一种氮肥的成分,某学习小组的同学进行了以下实验:①加热氮肥样品生成两种气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )
A.NH4HCO3 B.NH4Cl
C.(NH4)2CO3 D.NH4NO3
解析:选A。由①可知:氮肥可生成NH3和CO2,由②可知酸根离子不与Ba2+反应,只能是NH4HCO3。
10.(Ⅰ)某同学在实验室里发现了一瓶白色固体,加入水中迅速溶解,加入CaCl2溶液中无任何现象,加入澄清石灰水中有白色沉淀生成;加热时有刺激性气味的气体产生,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;加热固体粉末,发现有气体和水滴生成,最后不留任何残渣。该同学发现的白色固体是什么?你能帮助他分析产生这些实验现象的原因吗?并写出有关的化学方程式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(Ⅱ)实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示:(1)实验室可以用B或C装置制取氨气,如果用C装置,通常使用的药品是________。检查C装置气密性是否良好的操作方法是________________________________________________________________________。
(2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号,下同)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
下图是某学生设计收集该气体的几种装置,其中不可行的是________。
(3)若用A装置与D装置相连制取收集X气体,则X可能是下列气体中的________。
①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2
其中在D装置中连接小烧杯的目的是________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(Ⅰ)由加入CaCl2无任何现象和加入澄清石灰水而产生白色沉淀分析该物质含有HCO;根据加热产生的现象判断该白色固体为NH4HCO3。
(Ⅱ)(1)B和C均可用来制取氨气,但反应原理不同;B是“固固加热型”,C是“固液不需加热型”。
(2)决定气体收集方法与颜色、热稳定性无关。
(3)A装置是“固液加热型”,且收集的气体密度比空气大,只有“Cl2”符合。
答案:(Ⅰ)NH4HCO3;Ca2+不与HCO反应;NH4HCO3与澄清石灰水反应,NH+HCO+Ca2++2OH-===NH3·H2O+CaCO3↓+H2O,NH3·H2ONH3↑+H2O;NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
(Ⅱ)(1)浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等) 将导气管通入水槽中,用手或热毛巾捂圆底烧瓶,看导气管处有气泡产生,松开手或热毛巾后,导气管处形成一段稳定的液柱,则说明气密性良好。
(2)②④ abc (3)③ 吸收尾气,防止产生污染
11.如下图是喷泉实验的发生装置(夹持装置已略去),思考并回答下列问题。
(1)用图A所示装置进行喷泉实验,上部烧瓶已装满干燥的氨气,引发喷泉的操作是________,该实验的原理是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如果只提供如图中B所示装置,引发喷泉的方法是_____________________
________________________________________________________________________。
(3)若A中实验时收集满了NH3,而B中只收集了体积的NH3(标准状况下),则反应完毕后烧瓶内溶液的物质的量浓度分别为A________,B________。
解析:(1)A装置要引发水上喷,必须打开止水夹,同时挤出胶头滴管中的水(溶解部分氨,产生压强差)。
(2)主要是考查发散思维和实际动手能力。从根本上考虑,形成喷泉必须产生压强差;打开止水夹后,用手或热毛巾“热敷”(或用浸冰水的毛巾“冷敷”)烧瓶,使瓶内氨溶于水(或者瓶内压强减小),使NH3与B中的水接触,达到目的。
(3)假设烧瓶的容积为V。
A装置烧瓶中,最后溶液的体积为V,c(NH3)=== mol·L-1
B装置烧瓶中,最后溶液的体积为V,c(NH3)=== mol·L-1。
答案:(1)打开止水夹,挤出胶头滴管中的水 氨气极易溶于水,致使烧瓶内气体压强迅速减小,烧杯中的水迅速进入烧瓶,形成喷泉
(2)打开止水夹,用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热,氨气受热膨胀,赶出玻璃导管内的空气,氨气与水接触,即形成喷泉
(3) mol·L-1 mol·L-1
12.某课外活动小组在实验室用如图所示的装置进行实验,验证氨的某些性质并收集少量纯净的N2。
请回答:
(1)实验前先将仪器按图示连接好,然后检查装置的气密性。怎样检查该装置的气密性?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)烧瓶内装有生石灰,随浓氨水的滴入,产生氨气。氨气产生的原因是_________________
________________________________________________________________________。
(3)实验进行一段时间后,观察到加热的硬质玻璃管内的黑色氧化铜粉末变为红色,盛无水CuSO4的干燥管内出现蓝色,并且在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的N2。根据这些现象,写出硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:___________________________________
________________________________________________________________________。
这个反应说明氨气具有________。
A.碱性 B.还原性
C.氧化性 D.不稳定性
(4)洗气瓶中浓H2SO4的主要作用是___________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)检查装置气密性时应先关闭分液漏斗活塞,将装置末端导管伸入水中,用酒精灯加热圆底烧瓶,若导管口有气泡冒出,停止加热后在导管内能形成水柱,并且水柱高度保持一段时间不变,则说明气密性良好。
(2)氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨水滴入生石灰时,生石灰吸水,使c(OH-)增大,同时反应放热都会促使上述平衡逆向移动,利于NH3逸出。
(3)生成N2,说明NH3被氧化,具有还原性,反应方程式为2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O。
(4)浓H2SO4的作用是吸收未反应的NH3,防止空气污染,同时干燥N2。
答案:(1)先关闭分液漏斗的活塞,向广口瓶加水,浸没进气导管口,用酒精灯在烧瓶下稍加热,若导气管口有少量气泡冒出,停止加热后,导管内水面上升,形成一段水柱,水柱高度保持一段时间不变,就可以说明装置的气密性良好
(2)氨水中存在平衡NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,氨水滴入生石灰时,生石灰吸水,使c(OH-)增大,同时反应放热都会促使上述平衡逆向移动,利于NH3逸出
(3)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O B
(4)干燥N2,吸收未反应的NH3
13.(Ⅰ)某学校课外活动小组利用图示装置分别做如下实验:
在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是________溶液;加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是
________________________________________________________________________。
(Ⅱ)A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件及其他物质已经略去):
ABCD
(1)若A、D的水溶液均能使湿润的蓝色石蕊试液变红,且D的强酸,则A、D分别为(填写化学式)
A________,D________。
写出A→B转化的化学方程式:______________________________________________。
(2)若A的水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D的稀溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,则A为________,写出A→B转化的化学方程式:_________________________________。
解析:(Ⅰ)原溶液是红色溶液,受热颜色变浅,是因某种物质以气态挥发所引起的。常见的具有碱性的气体是氨气,氨气在水中呈碱性,可使酚酞变红,若氨气减少,则颜色变浅。
(Ⅱ)能被连续氧化的物质不多,在无机物中有H2S→SO2→SO3,NH3→NO→NO2,C→CO→CO2,N2→NO→NO2,Na→Na2O→Na2O2等。
答案:(Ⅰ)稀氨水和酚酞 加热时氨水分解,NH3逸出,溶液中OH-浓度降低
(Ⅱ)(1)H2S H2SO4 2H2S+3O22SO2+2H2O
(2)NH3 4NH3+5O24NO+6H2O
1.自然界中存在着许多元素的循环,如图所示循环的元素是( )
A.氢 B.碳 C.氮 D.硫
解析:选C。氮元素在地球的大气圈、岩石圈和生物圈中都有广泛的分布。
2.下列有关氨的性质的叙述中,正确的是(双选)( )
A.氨不能在空气中燃烧
B.氨水呈碱性
C.氨和酸相遇都能产生白色烟雾
D.在反应NH3+H+===NH中,氨失去电子被氧化
解析:选AB。氨在空气中氧化需高温条件和催化剂,A项正确;氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-,B项正确;氨只有与挥发性酸相遇时才能生成白烟,C项不正确;NH3和H+的反应为非氧化还原反应,D项不正确。
3.将NH4HCO3在试管中加热,使放出的气体依次通过盛有足量Na2O2和水的容器,最后得到的气体是( )
A.O2 B.CO2 C.NH3 D.H2O
解析:选A。
4.实验室用如下图所示的装置制取氨。
(1)用试管中的药品制取氨的化学方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试用表格的形式列出图中装置的错误之处,并用文字简要说明应如何改正。
解析:(2)分析错误时与“Ca(OH)2和NH4Cl反应制氨气”相比较,思考顺序:从下到上,从左到右。
答案:(1)(NH4)2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O+2NH3↑
(2)
错误之处
改正方法
①试管a管口向上倾斜
应略向下倾斜
②铁夹夹的位置不对
应夹在离管口处
③试管b管口向上
应向下
④试管b塞上橡胶塞
将橡胶塞改为棉花团
⑤反应物没加热
用酒精灯加热
5.已知A、B、C、D为气体,E、F为固体,G为氯化钙,它们之间的转换关系如图所示:
(1)D的化学式是________,E的化学式是________。
(2)A和B反应生成C的化学方程式是_______________________________________
________________________________________________________________________。
(3)E和F反应生成D、H和G的化学方程式是________________________________
________________________________________________________________________。
解析:由题目提示知A、B、C、D为气体,E、F为固体。气体C和D反应生成固体E,最常见的就是HCl与NH3生成NH4Cl;再由E+F―→D知D为NH3,且F为碱,又由“G为氯化钙”推出F为Ca(OH)2,C为HCl气体。
答案:(1)NH3 NH4Cl (2)H2+Cl22HCl
(3)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2