第五章《化工生产中的重要非金属元素》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:
B.向碳酸氢铵溶液中加入过量的溶液:
C.用过量氨水吸收工业尾气中的:
D.氢氧化亚铁溶于过量稀硝酸:
2.下列气体呈红棕色的是
A.Cl2 B.SO2 C.NO2 D.CO2
3.某学校化学社团为探究SO2与Fe3+是否发生氧化还原反应,按如图所示装置进行实验(夹持、加热装置均省略),已知浓硫酸的沸点为338°C。下列说法错误的是
A.甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生
B.试剂a为饱和NaHSO3溶液
C.丙中溶液pH降低,证明Fe3+氧化了SO2
D.若Fe3+氧化了SO2,则在丙中的溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,会出现蓝色沉淀
4.75%乙醇和84消毒液等是防疫期间常用物品,84消毒液的主要成分是次氯酸钠。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.75%的医用酒精和84消毒液混合使用效果会更好
B.等物质的量的和在溶液中的反应:
C.在足量或硫蒸气中完全反应失去的电子数均为
D.利用氯气和氢氧化钠溶液反应制取次氯酸钠需要消耗2.24L氯气
5.硫元素常见化合价及其物质类别关系如图,下列说法错误的是
A.X是H2S
B.Y既有氧化性又有还原性
C.将X与Y混合,不能生成硫
D.工业上制Z的主要原料是硫铁矿
6.下列说法正确的是
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故SO2有漂白性
B.NO2与水反应生成HNO3,故NO2是酸性氧化物
C.H2SiO3的酸性弱于H2CO3,故非金属性C强于Si
D.CaCO3难溶于水,故CO2能与CaCl2溶液反应
7.对于硝酸的物理性质,下列叙述错误的是
A.可以与水以任意比互溶 B.不易挥发
C.有刺激性气味 D.无色液体
8.下列有关自然界中氮循环的说法错误的是
A.工业合成氨属于人工固氮
B.豆科植物可实现生物固氮
C.氨和铵盐在硝化细菌作用下被还原
D.含氮无机物与有机氮可以相互转化
9.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.FeS2SO2H2SO4
B.NH3NO2HNO3
C.C6H5ONaC6H5OHCO2
D.SiO2(s)H2SiO3(s)Na2SiO3(aq)
10.下列离子方程式书写正确的是
A.向含Mn2+的溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3:Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O
B.同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:NH+OH-=NH3·H2O
C.将少量SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+H2O+2ClO-=2HClO+SO
D.向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,使沉淀的物质的量最大时:Al3++SO+3OH-+Ba2+=BaSO4↓+Al(OH)3↓
11.在一定条件下,将 6 体积的 NO2(不考虑 NO2 转化为 N2O4)和一定体积的 NO 置于试管中,并将试管倒置于盛有水的水槽中,待试管内液面不变后再通入 4.5 体积的 O2 充分反应后,剩余 1.5 体积气体,则原 NO 体积可能为:①3 体积 ;②4 体积;③5 体积;④5.5 体积;⑤2体积
A.①或⑤ B.②或⑤ C.④或⑤ D.②或③
12.下列说法错误的是
A.分液漏斗使用前需检查是否漏水
B.分液时,先将分液漏斗中的下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出
C.为保证分液漏斗内的液体顺利流下,需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔或将玻璃塞拿下
D.用铂丝做焰色反应实验时,若焰色呈黄色,说明待测物质中一定含有钠元素,不含钾元素
二、非选择题(共10题)
13.根据要求写出反应的方程式
(1)Na投到冷水中的离子方程式___________
(2)Al和氢氧化钠溶液反应的离子方程式___________
(3)Cu和稀硝酸反应的离子方程式___________
(4)氢氧化钙与氯化铵反应的化学方程式___________。
14.H2SO4具有多种性质,回答下列问题:
(1)浓H2SO4使蔗糖变黑,体现了浓H2SO4的什么性质___________。黑色物质为炭粉,炭粉与浓硫酸继续反应的化学方程式为___________。
(2)浓H2SO4是常见的气体干燥剂,但它不能干燥H2S和HI,原因是___________。
(3)过量的锌与一定量浓H2SO4反应,随着硫酸浓度变稀得到的两种气体产物为___________。使一定量Zn与100 mL 18.4 mol/L浓H2SO4充分反应,Zn完全溶解,同时生成标准状况下的混合气体33.6 L,则Zn的质量为___________g。
15.按要求写出有关反应的化学方程式。
(1)Cu与浓硫酸反应_______。
(2)氨的催化氧化反应_______。
(3)碳和浓硝酸的反应_______。
(4)实验室制取氨的反应_______。
(5)Cu和稀硝酸的反应_______。
16.已知锌跟浓硫酸反应生成SO2,跟稀硫酸反应生成H2,32.5 g的锌与50 mL18.4 mol/L浓硫酸充分反应,锌完全溶解,同时收集到标准状况下的混合气体V L。将反应后的溶液稀释到500 mL,测得溶液中氢离子的浓度为0.08 mol/L。
(1)锌的物质的量为_______。
(2)反应过程中消耗的H2SO4的物质的量是_______。
(3)混合气体中SO2和H2的体积比为_______。
17.某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为,其中的物质的量分数为b,将其全部投入的稀硝酸中,加热使其充分反应(假设是唯一的还原产物)。
(1)若产生标准状况下,则反应转移电子的物质的量为________________
(2)若,溶液中的与的物质的量之比,标准状况下产生, ___
18.12.8 g Cu与足量的浓H2SO4加热充分反应,请回答:
(1)被还原H2SO4的物质的量为_______。
(2)在标况下能得到_______L的SO2。
(3)反应转移的电子数为_______。
19.32g铜投入到100mL一定浓度的硝酸溶液中,两者恰好反应,若共收集到NO和NO2的混合气体8.96 L气体(标准状况)。
(1)计算产生NO的体积(标准状况)___________ ;
(2)硝酸溶液的物质的量浓度为___________。
20.我国有丰富的Na2SO4资源,2020年10月,中科院工程研究所公布了利用Na2SO4制备重要工业用碱(NaHCO3)及盐(NaHSO4)的闭路循环绿色工艺流程:
某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题:
(1)用以下实验装置图进行流程中的“一次反应”。
①装置A中盛装浓氨水的仪器名称为___________ ;橡皮管a的作用是___________。
②装置B中加入CCl4的目的是___________。
③装置D中发生的离子方程式是___________。
④装置C中的试剂b是___________。
(2)在“二次反应”中,硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐Na2SO4·(NH4)2SO4·2H2O,分离该复盐与溶液需要的玻璃仪器有___________。
(3)依据该流程的闭路循环绿色特点,“一次反应”与“煅烧(350℃)”的实验中均采用下图所示装置处理尾气,则烧杯中的X溶液最好选用___________溶液。
(4)测定产品硫酸氢钠的纯度:称取12.5 g所得产品,配成1000 mL溶液,每次取出配制的溶液20 mL,用0.1000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定,测得的实验数据如下表:
序号 l 2 3 4
标准溶液体积/ mL 20.05 18.40 19.95 20.00
所得产品硫酸氢钠的纯度为___________(以百分数表示,保留三位有效数字)。
(5)分析上述流程图,写出利用该流程制备两种盐的总反应的化学方程式___________。
21.I:铜与稀硝酸反应产生NO,NO又被氧化成NO2,对实验观察无色NO有干扰,过多的NO、NO2又会污染环境。为使实验的设计符合绿色化学的思想,某兴趣小组设计出如图所示装置来改进“铜与硝酸反应”的实验。
(1)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是___________,再由a向c中加2 mL蒸馏水,c中有关气体的实验现象是___________。
(2)表中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___________。
方案 反应物
甲 Cu、浓硝酸
乙 Cu、稀硝酸
丙 Cu、O2、稀硝酸
I II
II:探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。|
(3) G装置中浓硫酸有三种作用:①___________;②混合NO2、O2气体;③观察气泡的速率,控制混合气体的比例。
(4)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为___________mol/ L (保留两位有效数字)
22.如图表示A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系。其中A、B、C、D常温下都是气体,B为红棕色,写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。
(1)写出各物质的化学式:A_______,B_______,C_______,D_______,E_______。
(2)写出各步反应的化学方程式。
①A→C_______。
②D→C_______。
③B→E_______。
④C→B_______。
参考答案:
1.C
A.酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水,反应的离子方程式为,故A错误;
B.向碳酸氢铵溶液中加入过量的溶液,反应生成碳酸钠、一水合氨、水,反应的离子方程式为,故B错误;
C.用过量氨水吸收工业尾气中的生成亚硫酸铵,反应的离子方程式为,故C正确;
D.氢氧化亚铁溶于过量稀硝酸生成硝酸铁、一氧化氮、水,反应的离子方程式为,故D错误;
选C。
2.C
根据气体的颜色回答。
通常, Cl2为黄绿色气体,NO2为红棕色气体,SO2、CO2为无色气体。
本题选C。
3.C
A.铜和浓硫酸反应需要加热,硫酸的沸点为338℃,所以甲中生成SO2的同时还会有硫酸酸雾产生,故A正确;
B.为了除去SO2中的硫酸酸雾,可以选择饱和NaHSO3溶液,故B正确;
C.丙中溶液pH降低,也可能是SO2溶于水生成了亚硫酸,不能证明是Fe3+氧化了SO2,故C错误;
D.若Fe3+氧化了SO2,则生成了Fe2+,Fe2+和K3[Fe(CN)6]反应会出现蓝色沉淀,故D正确;
故选C。
4.B
A.若75%的医用酒精和84消毒液混合使用,84消毒液中具有强氧化性的次氯酸钠会将75%的医用酒精中的乙醇氧化,导致消毒效果减弱,故A错误;
B.等物质的量的溴化亚铁和氯气反应生成氯化铁、溴化铁和溴,反应的离子方程式为,故B正确;
C.铜与氧气共热反应生成氧化铜,32g铜完全反应转移电子数目为×2×NAmol—1=NA,铜与硫蒸气共热反应生成硫化亚铜,32g铜完全反应转移电子数目为×1×NAmol—1=0.5NA,故C错误;
D.缺标准状况,无法计算制取0.1mol次氯酸钠需要氯气的体积,故D错误;
故选B。
5.C
A.由图示可知,X对应氢化物,化合价为-2价,故X为H2S,A正确;
B.Y为氧化物,化合价为+4价,Y为SO2,硫元素化合价反应中既可以升高又可以降低,故既有氧化性又有还原性,B正确;
C.H2S与SO2反应生成硫单质和水,C错误;
D.Z是酸,化合价是+6价,Z为硫酸,工业上制硫酸的主要原料是硫铁矿,D正确;
故选C。
6.C
A.SO2的还原性将KMnO4还原而使其褪色,A错误;
B.NO2与水反应生成HNO3和NO,故NO2不是酸性氧化物,B错误;
C.Si的最高价氧化物对应水化物H2SiO3的酸性弱于C的最高价氧化物对应水化物H2CO3,故非金属性C强于Si,C正确;
D.CaCO3难溶于水,但由于碳酸酸性弱于盐酸,CO2与CaCl2溶液不反应,D错误;
故选C。
7.B
硝酸是一种无色,可以与水以任意比互溶,易挥发的液体,有刺激性气味,B项错误,故选B。
8.C
A.氮的固定分为三类:植物的根瘤菌固氮称为生物固氮、放电条件下生成一氧化氮为高能固氮、工业合成氨反应属于人工固氮,A正确;
B.豆科植物可将大气中的N2转化为NH3,从而实现生物固氮,B正确;
C.氨和铵盐在硝化细菌作用下最终转化为硝酸根离子,氮元素价态升高,被氧化,C不正确;
D.由二氧化碳与氨在一定条件下反应可制得尿素,从而实现含氮无机物与有机氮的转化,蛋白质在动物体内消化可生成氨,实现有机氮向含氮无机物的转化,D正确;
故选C。
9.A
A. FeS2在氧气中煅烧生成三氧化二铁和二氧化硫,SO2能被双氧水氧化成H2SO4,故A正确;
B. NH3催化生成NO,NO氧化生成NO2,二氧化氮与水反应生成HNO3,故B错误;
C. C6H5ONa与HCl生成C6H5OH,苯酚与碳酸钠生成碳酸氢钠,得不到CO2,故C错误;
D. SiO2(s)不溶于水,不能生成H2SiO3(s),硅酸与NaOH生成Na2SiO3(aq),故D错误;
故选A。
10.A
A.向含Mn2+的溶液中加入NH4HCO3,Mn2+结合HCO电离出的碳酸根生成碳酸锰沉淀,同时促进HCO的电离,产生氢离子,氢离子和HCO反应生成水和二氧化碳,所以离子方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O,A正确;
B.同浓度同体积的NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合,OH-只够和H+反应,离子方程式为OH-+H+=H2O,B错误;
C.将少量SO2气体通入NaClO溶液中,SO2会被氧化为硫酸根,离子方程式为SO2+H2O+3ClO-=2HClO+SO+Cl-,C错误;
D.向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,以明矾的物质的量为1mol,含有2molAl3+、3molSO,Al3+恰好生成沉淀时,消耗3molBa(OH)2,SO完全沉淀时,消耗3molBa(OH)2,若所加Ba(OH)2的物质的量大于3mol,则会有Al(OH)3溶解,因此使沉淀的物质的量最大时反应的离子方程式为:2Al3++3SO+3Ba2++6OH-=2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,D错误;
综上所述答案为A。
11.C
根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3,剩余1.5体积气体,可能为NO,也可能为氧气,以此来计算。
则一定体积的NO和3体积的氧气发生4NO+3O2+2H2O=4HNO3
①若剩余气体为NO,则由反应可知,消耗NO为4体积,则原NO的体积为1.5+4=5.5体积;
②若剩余气体为氧气,则4NO+3O2+2H2O=4HNO3中反应的氧气为1.5体积,则原NO的体积为=2体积,
故选C。
12.D
由于Na的焰色反应呈黄色,而钾的焰色反应呈紫色,黄色很容易掩盖紫色,故进行钾的焰色反应时需透过蓝色钴玻璃进行观察以滤去黄色的光,即用铂丝做焰色反应实验时,若焰色呈黄色,说明待测物质中一定含有钠元素,但不能确定是否含钾元素,需透过蓝色钴玻璃进行观察,是否观察到紫色才可确定是否含钾,故答案为:D。
13.(1)
(2)
(3)
(4)
(1)Na投到冷水中,生成氢氧化钠和氢气,离子方程式为,故答案为;
(2)Al和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为,故答案为;
(3)Cu和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,反应的离子方程式为,故答案为: ;
(4)氢氧化钙与氯化铵在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为,故答案为:。
14.(1) 脱水性 C + 2H2SO4(浓)CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
(2)浓硫酸有强氧化性,会与H2S和HI发生氧化还原反应
(3) H2、SO2 97.5
根据浓硫酸具有脱水性,吸水性和强氧化性分析解答;根据2H2SO4(浓) + ZnZnSO4 + 2H2O +SO2↑、H2SO4(稀) + Zn=ZnSO4 + H2↑分析解答。
(1)
蔗糖中加浓H2SO4产生“黑面包”现象,体现了浓硫酸的脱水性,木炭粉与浓硫酸反应生成SO2和CO2,反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O,故答案为:脱水性;C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O;
(2)
浓硫酸具有强氧化性、酸性,不能干燥具有较强还原性、碱性的气体,H2S和HI具有还原性,不能用浓H2SO4干燥,故答案为:浓硫酸有强氧化性,会与H2S和HI发生氧化还原反应;
(3)
浓硫酸具有强氧化性,与金属锌反应放出二氧化硫,随着硫酸浓度变稀,稀硫酸与金属锌反应放出氢气;反应的方程式为2H2SO4(浓) + ZnZnSO4 + 2H2O +SO2↑、H2SO4(稀) + Zn=ZnSO4 + H2↑,存在Zn~H2(或SO2),因此锌的物质的量与生成气体的物质的量相等。标准状况下,33.6 L的混合气体的物质的量为=1.5mol,则Zn的质量为1.5mol×65g/mol=97.5g,故答案为:H2、SO2;97.5。
15.(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)4NH3+5O24NO+6H2O
(3)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(5)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【解析】(1)
Cu与浓硫酸混合加热发生反应产生CuSO4、SO2、H2O,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)
氨与O2在催化剂存在条件下加热,发生氧化反应产生NO、H2O,反应的化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;
(3)
碳和浓硝酸混合加热,发生氧化还原反应,产生CO2、NO2、H2O,反应的化学方程式为:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(4)
实验室中是用铵盐与碱共热制取氨,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(5)
硝酸具有强氧化性,Cu和稀硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O,反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
16.(1)0.5 mol
(2)0.9 mol
(3)4∶1
(1)32.5 g的锌的物质的量n(Zn)=;
(2)加入的硫酸的物质的量n(H2SO4)=c·V=18.4 mol/L×0.05 L=0.92 mol,与Zn反应后溶液中剩余H+的物质的量为n(H+)=0.08 mol/L×0.5 L=0.04 mol,则剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)=n(H+)=0.02 mol,故反应的硫酸的物质的量n(H2SO4)反应=0.92 mol-0.02 mol=0.9 mol;
(3)假设反应产生的SO2的物质的量为x mol,产生的H2的物质的量为y mol,根据方程式Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑中物质反应转化关系可知65×(x+y)=32.5 g,2x+y=0.9 mol,解得x=0.4 mol,y=0.1 mol,故n(SO2)∶n(H2)=4∶1,由V=n·Vm可知:在相同外界条件下,气体的体积比等于气体的物质的量的比,所以V(SO2)∶V(H2)=4∶1。
17.(1)0.30
(2)2.0
金属和硝酸反应生成硝酸盐和一氧化氮和水,反应过程中金属失去电子数等于一氧化氮得到电子数,也等于金属阳离子结合的硝酸根离子数。据此解答。
(1)硝酸中的氮元素为+5价,反应生成一氧化氮,氮元素化合价变为+2价,改变3价,故生成0.1mol一氧化氮,转移0.30mol电子。
(2)一氧化氮为0.05mol,则电子守恒有转移电子数为0.15mol,转移电子数等于金属阳离子结合的硝酸根离子数,则硝酸的物质的量为0.15+0.05=0.20mol。
18.(1)0.2mol
(2)4.48
(3)0.4NA
【解析】(1)
n(Cu)==0.2mol,根据反应Cu+2H2SO4 CuSO4+2H2O,n(H2SO4)=2n(Cu)= 0.4mol,反应中被还原的硫酸的物质的量占反应的物质的量的一半,故被还原的硫酸的物质的量为0.4mol=0.2mol;
(2)
n(SO2)=n(Cu)= 0.2mol,V=nVm=0.2mol22.4L/mol=4.48L;
(3)
N(e-)=0.2mol2NA/mol=0.4NA。
19.(1)6.72L
(2)14mol/L
【解析】(1)
假设生成NO x mol NO2 y mol
x + y =8.96L÷22.4L/mol
得失电子守恒:32g÷64g/mol ×2= 3x +y
解得x=0.3mol y=0.1mol
故NO的体积(标准状况)为0.3mol22.4L/mol=6.72L
(2)
根据Cu和硝酸的反应,3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,可知消耗的硝酸有两个去处,一个是被还原生成氮的氧化物,一个是生成硝酸铜,根据元素守恒n(HNO3)= n(NOx)+ 2n(Cu(NO3)2)= 0.3+0.1+ ×2=1.4mol
故硝酸浓度为1.4mol÷0.1L=14mol/L
20. 分液漏斗 平衡气压,使氨水能顺利滴下 防止溶液倒吸 CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2 ↑+ H2O 饱和NaHCO3溶液 烧杯、玻璃棒、漏斗 Na2SO4 96.0% Na2SO4 + CO2 + H2O = NaHSO4 + NaHCO3
由实验装置可知“一次反应”中A装置是用浓氨水和碱石灰作用制备氨气,通入B装置中导管插入到CCl4溶液中可以防倒吸,装置D为实验制备CO2的装置,反应为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,装置C则是装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,用于除去CO2中的HCl,装置B为反应装置,反应方程式为:Na2SO4+2NH3+2H2O+2CO2=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,然后过滤分离出硫酸铵溶液,进入“二次反应”室,硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐Na2SO4 (NH4)2SO4 2H2O,然后对复盐进行煅烧,反应为:Na2SO4 (NH4)2SO4 2H2O 2NaHSO4+2NH3+2H2O,“一次反应”和“煅烧”均产生含有NH3的尾气,该流程的闭路循环绿色特点可知,应用硫酸钠溶液吸收,计算中多次测量求平均值时,应将明显误差的第二组数据舍去再进行计算。
(1)①装置A中盛装浓氨水的仪器名称为分液漏斗;橡皮管a的作用是平衡气压,使氨水能顺利滴加;
②NH3和CO2不溶于CCl4,装置B中加入CCl4的目的是防止溶液倒吸;
③装置D中盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳和水,发生的离子方程式是CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2 ↑+ H2O;
④分析可知,装置C是除去CO2中混有的HCl,应选用饱和NaHCO3溶液;
(2)分离该复盐(沉淀)与溶液的操作是过滤,需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、漏斗;
(3)依据该流程的闭路循环绿色特点可知,使用Na2SO4溶液吸收尾气;
(4)舍去偏差较大的第2次数据,平均使用NaOH标准溶液20 mL,所得产品硫酸氢钠的纯度=×100%=96.0%;
(5)由流程图知,该流程总反应的化学方程式为Na2SO4 + CO2 + H2O = NaHSO4 + NaHCO3。
21. Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 气体颜色变浅 丙 制取等量的硝酸铜时,丙方案消耗的硝酸最少,且不会产生污染性气体 干燥NO2、O2 0.036mol·L-1
Ⅰ在试管c中进行Cu和硝酸的反应,在试管d中用NaOH溶液进行尾气吸收;
Ⅱ通过过氧化氢在MnO2催化下分解生成O2,浓硝酸和Cu反应制备NO2,通过浓硫酸干燥,在圆底烧瓶中可以收集得到NO2和O2的混合气体。再利用NO2和O2、H2O反应生成HNO3,使得烧瓶内部的压强小于外部的压强,从而形成喷泉。
Ⅰ(1)铜和浓硝酸反应得到Cu(NO3)2、NO2和水,方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;加入水后,硝酸的浓度减小,Cu与稀硝酸反应生成NO,同时NO2会与水反应生成HNO3和NO,c中气体颜色变浅;
(2)甲:铜和浓硝酸制备硝酸铜的方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,生成NO2会造成大气污染,且硝酸的利用率为50%。乙:铜与稀硝酸制备硝酸铜的方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3CuNO3+2NO↑+4H2O,生成的NO会造成大气污染,硝酸的利用率为75%。丙:利用Cu和O2反应先生成CuO,再利用CuO和HNO3反应生成Cu(NO3)2;CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O,此过程中没有污染性气体生成,且所有的NO3-均转入Cu(NO3)2中。因此故能体现绿色化学理念的方案为丙,因为制取等量的硝酸铜时,丙方案消耗的硝酸最少,且不会产生污染性气体;
Ⅱ(3)利用装置Ⅱ收集干燥的NO2和O2,并控制其比例,因此浓硫酸还可以用于干燥NO2、O2气体,;
(4) NO2、O2和水反应的方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,设烧瓶的容积为V,将G装置上面的圆底烧瓶收集气体进行喷泉实验时,若混合气体全部被吸收,气体完全被吸收则NO2和O2的体积比为4:1。则在标况下,。
22. N2 NO2 NO NH3 HNO3 N2+O22NO 4NH3+5O24NO+6H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO↑+O2=2NO2
A、B、C、D、E均为含氮物质,CB(红棕色),则B为NO2,C为NO;AC(NO),则A为N2;A(N2)DC(NO),则D为NH3;B(NO2)→E C(NO),则E为HNO3;依此作答。
(1)经分析,A为N2,B为NO2,C为NO,D为NH3,E为HNO3;故答案为:N2;NO2;NO;NH3;HNO3;
(2)根据上述分析,A→C的化学方程式为:N2+O22NO;D→C的化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;B→E的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;C→B的化学方程式为:2NO↑+O2=2NO2;故答案为:N2+O22NO;4NH3+5O24NO+6H2O;3NO2+H2O=2HNO3+NO;2NO↑+O2=2NO2。