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2019-2023年高考化学分类汇编专题7氮族元素及其化合物
一、单选题
1.(2023·浙江·高考真题)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是
A.和乙醇反应可生成 B.工业上煅烧黄铁矿生产
C.工业上用氨的催化氧化制备 D.常温下铁与浓硝酸反应可制备
【答案】D
【详解】A.乙醇分子中含有羟基,可以和钠反应生成氢气,A正确;
B.黄铁矿(FeS2)在空气中煅烧生成二氧化硫和氧化铁,B正确;
C.工业上利用氨与氧气催化氧化生成一氧化氮和副产物水,C正确;
D.常温下铁与浓硝酸会发生钝化,不能制备二氧化氮,D错误;
故选D。
2.(2022·江苏·高考真题)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.自然固氮、人工固氮都是将转化为
B.侯氏制碱法以、、、为原料制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
【答案】A
【详解】A.自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2会转化为NO,A错误;
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B正确;
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关的化学反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO、4NO2+O2+2H2O=4HNO3,C正确;
D.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,D正确;
故选A。
3.(2022·山东·高考真题)下列试剂实验室保存方法错误的是
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中 B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中 D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
【答案】C
【详解】A.由于浓硝酸见光易分解,故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中避光保存,A正确;
B.氢氧化钠固体能与玻璃中的SiO2反应,故氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中,B正确;
C.四氯化碳是一种有机溶剂,易挥发,且能够溶解塑料,故其不能保存在广口塑料瓶中,应该保存在细口玻璃瓶中,C错误;
D.高锰酸钾固体受热后易分解,故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存,D正确;
故答案为:C。
4.(2022·北京·高考真题)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象不能证明a中产物生成的是
a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓分解生成 淀粉溶液变蓝
B 与浓生成 品红溶液褪色
C 浓与溶液生成 酚酞溶液变红
D 与乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘,则淀粉碘化钾溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮,故A符合题意;
B.铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,则品红溶液褪色能说明铜与浓硝酸共热反应生成二氧化硫,故B不符合题意;
C.浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成能使酚酞溶液变红的氨气,则酚酞溶液变红能说明浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气,故C不符合题意;
D.乙醇具有挥发性,挥发出的乙醇不能与溴水反应,则2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成能使溴水褪色的丙烯气体,则溴水褪色能说明2—溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,故D不符合题意;
故选A。
5.(2022·浙江·统考高考真题)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.与的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】B
【分析】X的核外电子数等于其周期数,X为H,YX3分子呈三角锥形,Y为N,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,则Z为O,M与X同主族,则M为Na,Q是同周期中非金属性最强的元素,则Q为Cl,综合分析,X为H,Y为N,Z为O,M为Na,Q为Cl,以此解题。
【详解】A.由分析可知X为H,Z为O,则其形成的10电子微粒有H2O、OH-、H3O+,A错误;
B.由分析可知Z为O,Q为Cl,可形成ClO2,有氧化性,可用于自来水消毒,B正确;
C.由分析可知Z为O,M为Na,Q为Cl,则M2Z为Na2O,为离子晶体,MQ为NaCl,为离子晶体,晶体类型相同,C错误;
D.由分析可知X为H,Y为N,Z为O,这三种元素可以形成NH ·H O,其溶液显碱性,D错误;
故选B。
6.(2022·浙江·统考高考真题)亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计 现象和结论
A 先加入少量溶液,再加溶液和足量稀硝酸,振荡 若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B 加到少量溶液中,再加硫酸酸化,振荡 若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C 先加到少量溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡 若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D 先加入少量溶液,再加入溶液和稀硝酸,振荡 若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.样品若为NaCl,依然会出现白色沉淀,A错误;
B.氯化钠电离出的氯离子也可以被酸性高锰酸钾氧化,而使其褪色,B错误;
C.亚硝酸有氧化性,可以把二价铁氧化为三价铁,溶液变为黄色,C正确;
D.稀硝酸可以把亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,再加入氯化钡可以生成硫酸钡白色沉淀,D错误;
故选C。
7.(2021·江苏·高考真题)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的NO转化为N2。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.NO(g)HNO3(aq)
B.稀HNO3(aq)NO2(g)
C.NO(g)N2(g)
D.NO(aq)N2(g)
【答案】C
【详解】A.NO不溶于水也不与水反应,A错误;
B.稀HNO3与Cu反应得到硝酸铜、水和NO,得不到NO2,B错误;
C.NO有氧化性,CO有还原性,在高温、催化剂条件下二者可发生氧化还原反应转化为无毒的N2和CO2,C正确;
D.O3有强氧化性,不能作还原剂将硝酸根离子还原,D错误;
答案选C。
8.(2021·江苏·高考真题)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、生成N2的选择性[100%]与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度,NH3的平衡转化率增大
B.其他条件不变,在175~300 ℃范围,随温度的升高,出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
【答案】D
【详解】A.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向逆反应方向进行,氨气的平衡转化率降低,故A错误;
B.根据图象,在175~300 ℃范围,随温度的升高,N2的选择率降低,即产生氮气的量减少,故B错误;
C.根据图象,温度高于250℃ N2的选择率降低,且氨气的转化率变化并不大,浪费能源,根据图象,温度应略小于225℃,此时氨气的转化率、氮气的选择率较大,故C错误;
D.氮气对环境无污染,氮的氧化物污染环境,因此高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂,故D正确;
答案为D。
9.(2021·海南·统考高考真题)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂),能实现的是
选项 气体 a b
A 稀
B 溶液
C 浓 铁片
D 浓氨水
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥,故A错误;
B.发生反应2H2O22H2O+O2,浓硫酸干燥氧气,故B正确;
C.铁片和浓硝酸常温下发生钝化,故不能制取二氧化氮气体,故C错误;
D.氨气与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,故D错误;
故选B。
10.(2021·海南·统考高考真题)2020年9月22日,中国向全世界宣布,努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中减少的是
A.用氨水捕集废气中的,将其转化为氮肥
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,缓解旱情
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的
【答案】C
【详解】A.氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵,则用氨水捕集废气中的二氧化碳,将其转化为氮肥有利于大气中二氧化碳的减少,故A不符合题意;
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源可以减少化石能源的使用,从而减少二氧化碳气体的排放,有利于大气中二氧化碳的减少,故B不符合题意;
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,会增加大气中二氧化碳的量,不利于大气中二氧化碳的减少,故C符合题意;
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的二氧化碳有利于大气中二氧化碳的减少,故D不符合题意;
故选C。
11.(2021·北京·高考真题)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体 试剂 制备装置 收集方法
A O2 KMnO4 a d
B H2 Zn+稀H2SO4 b e
C NO Cu+稀HNO3 b c
D CO2 CaCO3+稀H2SO4 b c
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.KMnO4是固体物质,加热分解产生O2,由于O2难溶于水,因此可以用排水方法或向上排空气的方法收集,故不可以使用a、d装置制取和收集O2,A错误;
B.Zn与H2SO4发生置换反应产生H2,块状固体与液体反应制取气体,产生的H2难溶于水,因此可以用排水方法收集,故可以使用装置b、e制取H2,B正确;
C.Cu与稀HNO3反应产生NO气体,NO能够与O2发生反应产生NO2气体,因此不能使用排空气的方法收集,C错误;
D.CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4、CO2气体,CaSO4微溶于水,使制取CO2气体不能持续发生,因此不能使用该方法制取CO2气体,D错误;
故合理选项是B。
12.(2021·山东·统考高考真题)下列由实验现象所得结论错误的是
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明HSO具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
【答案】C
【详解】A.淡黄色沉淀是S,在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价,发生还原反应,体现氧化性,A项不符合题意;
B.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,与还原性物质反应紫色才会褪去,所以可以证明Fe3O4中有还原性物质,即Fe(Ⅱ),B项不符合题意;
C.硝酸受热分解也会生成NO2,所以无法证明是炭与硝酸反应生成NO2,C项符合题意;
D.先变红说明溶液显碱性,证明NaClO在溶液中发生了水解,,后来褪色,是因为水解产生了漂白性物质HClO,D项不符合题意;
故选C。
13.(2021·广东·高考真题)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备
B 将密闭烧瓶中的降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入溶液中,加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束,将剩余固体放回原试剂瓶 节约试剂
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.二氧化氮气体在一定条件下存在平衡:,正反应为放热反应,NO2为红棕色气体,将密闭烧瓶中NO2降温,会使该平衡向正反应方向移动,气体颜色变浅,因此可达到实验目的,B符合题意;
C.乙醇与水互溶,不能作碘单质的萃取剂,做法不正确,C不符合题意;
D.一般情况下,剩余试剂需放到指定的容器中,不能放回原试剂瓶,以防污染原试剂,操作错误,D不符合题意;
故选B。
14.(2021·全国·高考真题)实验室制备下列气体的方法可行的是
气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.氯化铵不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体,所以不能用于制备氨气,A不可行;
B.将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象,不能用于制备二氧化氮,B不可行;
C.硫化氢为还原性气体,浓硫酸具有强氧化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体,因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,C不可行;
D.实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物,生成氯化钾和氧气,二氧化锰作催化剂,可用此方法制备氧气,D可行;
故选D。
15.(2021·河北·统考高考真题)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
【答案】D
【详解】A.是红棕色且有刺激性气味的气体,而是无色有刺激性气味的气体,A错误;
B.汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,B错误;
C.氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,C错误;
D.工业废气中的可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,D正确;
故选D。
16.(2021·浙江·统考高考真题)下列物质与俗名对应的是
A.纯碱:NaHCO3 B.硫铵:NH4HSO4
C.TNT: D.氯仿:CCl4
【答案】C
【详解】A.纯碱为碳酸钠,化学式为Na2CO3,A错误;
B.硫铵一般指硫酸铵,化学式为(NH4)2SO4,B错误;
C.TNT为2,4,6-三硝基甲苯,结构式为,C正确;
D.氯仿为三氯甲烷,化学式为CHCl3,D错误;
故答案选C。
17.(2021·浙江·统考高考真题)下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
A 检验某无色溶液中是否含有NO 取少量该溶液于试管中,加稀盐酸酸化,再加入FeCl2溶液 若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体,则该溶液中含有NO
B 探究KI与FeCl3反应的限度 取5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液 若溶液变血红色,则KI与FeCl3的反应有一定限度
C 判断某卤代烃中的卤素 取2 mL卤代烃样品于试管中,加入5 mL 20% KOH水溶液混合后加热,再滴加AgNO3溶液 若产生的沉淀为白色,则该卤代烃中含有氯元素
D 探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性 取2mL20%的蔗糖溶液于试管中,加入适量稀 H2SO4后水浴加热5 min;再加入适量新制Cu(OH)2悬浊液并加热 若没有生成砖红色沉淀 ,则蔗糖在酸性水溶液中稳定
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.原溶液中存在硝酸根可以和Fe2+反应生成Fe3+,故不能验证原溶液中含有亚硝酸根,A错误;
B.向KI溶液中滴加FeCl3,若FeCl3没有剩余说明反应是完全的,因此向反应后的溶液中加入KSCN溶液,若溶液变红,则说明该反应是有限度的,B正确;
C.溶液中加入KOH后体系中剩余大量的OH-,再加入硝酸银溶液后OH-也可以使Ag+生产白色沉淀,C错误;
D.蔗糖为二糖,在酸性条件下可以水解生产单糖,验证单糖中是否存在醛基,应向水解液中加入NaOH溶液使体系呈碱性,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,D错误;
故答案选B。
18.(2021·浙江·统考高考真题)下列“类比”合理的是
A.Na与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O反应生成Fe(OH)3和H2
B.NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO,则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClO
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl,则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
D.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNO3,则氨水与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NH4NO3
【答案】C
【详解】A.Na与水反应生成NaOH和H2,Fe与冷水、热水都不反应,Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,A不合理;
B.NaClO具有强氧化性,SO2具有较强的还原性,NaClO溶液与SO2发生氧化还原反应时SO2被氧化成,ClO-被还原成Cl-,B不合理;
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl:Na3N+4HCl=3NaCl+NH4Cl,Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl:Mg3N2+8HCl=3MgCl2+2NH4Cl,C合理;
D.氨水与少量AgNO3反应生成[Ag(NH3)2]+:Ag++2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O,D不合理;
答案选C。
19.(2021·浙江·统考高考真题)下列说法不正确的是
A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B.通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C.生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D.工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
【答案】D
【详解】A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃,如氧化亚铜分散在玻璃中可以得到红色的玻璃,三氧化二钴分散在玻璃中可以得到蓝色的玻璃,A说法正确;
B.溴虽然被称为“海洋元素”,但是其在海水中的浓度太小,直接以海水为原料提取溴的成本太高,而海水提取粗食盐后的母液属于浓缩的海水,其中溴化物的浓度较高,因此,通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴,B说法正确;
C.某种能耐受铜盐毒性的细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,从而把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐,因此,其可用于生物炼铜,C说法正确;
D.工业制备硝酸的主要设备为氧化炉(转化器)、热交换器和吸收塔,工业制备硫酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔,D说法不正确。
综上所述,本题选D。
20.(2020·北京·高考真题)某同学进行如下实验:
实验步骤 实验现象
I 将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热 试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
II 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A.根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.I中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
【答案】C
【分析】实验I中对NH4Cl固体试管加热,湿润的pH试纸黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2),说明加热过程中生成了氨气,氨气遇水形成一水合氨,一水合氨为弱碱,使试纸变蓝,同时产生了氯化氢气体,氯化氢极易溶于水形成盐酸,中和了一水合氨恢复到黄色,最后变为红色,该过程可证明氯化铵受热发生分解生成氨气和氯化氢气体,试纸先变蓝后变红,说明氨气扩散的速度比氯化氢快;试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中由化合生成氯化铵;
实验II中将氯化铵溶液滴在pH试纸上,试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5),说明氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液显酸性,据此分析解答。
【详解】A.氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液显酸性,会使湿润的pH试纸变红,根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应,故A正确;
B.根据分析,根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快,故B正确;
C.根据分析,I中试纸变成红色,是由于NH4Cl分解产生的氯化氢造成的,故C错误;
D.根据分析,根据试管中部有白色固体附着,说明氯化铵分解产生的氨气和氯化氢在扩散过程中由化合生成氯化铵,则不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3,故D正确;
答案选C。
21.(2020·江苏·高考真题)下列有关化学反应的叙述正确的是
A.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2
B.室温下,Al与4.0 mol﹒L-1NaOH溶液反应生成NaAlO2
C.室温下,Cu与浓HNO3反应放出NO气体
D.室温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
【答案】B
【详解】A.室温下,钠与空气中氧气反应生成氧化钠,故A错误;
B.室温下,铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,故B正确;
C.室温下,铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体,故C错误;
D.室温下,铁在浓硫酸中发生钝化,故D错误。
综上所述,答案为B。
22.(2020·天津·高考真题)检验下列物质所选用的试剂正确的是
待检验物质 所用试剂
A 海水中的碘元素 淀粉溶液
B SO2气体 澄清石灰水
C 溶液中的Cu2+ 氨水
D 溶液中的 NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.海水中的碘元素是I-,淀粉溶液可以检验碘单质,不能检验I-,A错误;
B.二氧化硫、二氧化碳均能使澄清石灰水变浑浊,故澄清石灰水不能检验二氧化硫气体,选项B错误;
C.少量氨水,则Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓(蓝色)+2出现蓝色絮状沉淀 氨水过量则有 Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O 沉淀消失,C正确;
D.铵根离子遇氢氧化钠溶液(加热)生成氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,不能使用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气,D错误;
故选C。
23.(2020·山东·高考真题)下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.谷物发酵酿造食醋 B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒 D.大气中NO2参与酸雨形成
【答案】B
【详解】A.涉及淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖氧化成乙醇,乙醇氧化成乙酸,涉及氧化还原反应,A不符合题意;
B.小苏打即NaHCO3,NaHCO3受热分解产生无毒的CO2,因此可用小苏打作食品膨松剂,不涉及氧化还原反应,B符合题意;
C.利用含氯消毒剂的强氧化性消毒杀菌,涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.NO2与水反应有HNO3产生,因此NO2参与了硝酸型酸雨的形成,涉及氧化还原反应,D不符合题意。
答案选B。
24.(2020·山东·高考真题)以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A.浸出镁的反应为
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
【答案】B
【分析】菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅烧得到高纯镁砂。
【详解】A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,故A正确;
B.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,故B错误;
C.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中,故C正确;
D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,故D正确;
故答案为B。
25.(2020·全国·高考真题)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
气体 溶液
A. H2S 稀盐酸
B. HCl 稀氨水
C. NO 稀H2SO4
D. CO2 饱和NaHCO3溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【分析】能够发生喷泉实验,需要烧瓶内外产生明显的压强差;产生压强差可以通过气体溶于水的方法,也可以通过发生反应消耗气体产生压强差,据此分析。
【详解】A.由于硫化氢气体和盐酸不发生反应且硫化氢在水中的溶解度较小,烧瓶内外压强差变化不大,不会出现喷泉现象,A错误;
B.氯化氢可以和稀氨水中的一水合氨发生反应,使烧瓶内外产生较大压强差,能够出现喷泉实验,B正确;
C.一氧化氮不与硫酸发生反应且不溶于水,烧瓶内外不会产生压强差,不能发生喷泉现象,C错误;
D.二氧化碳不会溶于饱和碳酸氢钠溶液中,烧瓶内外不会产生压强差,不能发生喷泉实验,D错误;
故选B。
26.(2019·江苏·高考真题)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝
【答案】B
【详解】A.NH4HCO3受热易分解和用作化肥无关,可以用作化肥是因为含有氮元素;
B.铁锈的主要成分为Fe2O3,硫酸具有酸性可以和金属氧化物反应,具有对应关系;
C. 二氧化硫的漂白原理是二氧化硫与有色物质化合成不稳定的无色物质,不涉及氧化还原,故和二氧化硫的氧化性无关;
D. 电解冶炼铝,只能说明熔融氧化铝能导电,是离子晶体,无法说明是否具有两性,和酸、碱都反应可以体现 Al2O3具有两性。
故选B。
二、元素或物质推断题
27.(2023·浙江·高考真题)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(1)X的组成元素是___________,X的化学式是___________。
(2)写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式___________。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式___________。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子___________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有
【分析】由化合物X与碳酸钠溶液反应生成白色固体A和无色溶液B可知,白色固体A可能为碳酸钙或碳酸钡沉淀,说明化合物X中含有钙离子或钡离子,由多步转化后溶液B得到白色沉淀H可知化合物X中一定含有氯元素和氧元素,由白色沉淀H的质量为1.435g可知,化合物X中含有氯元素的物质的量为=0.01mol,由白色固体A用0.0250mol盐酸溶解后,多余的酸用0.0150mol氢氧化钠溶液恰好中和可知,化合物X中含有钙元素或钡元素的物质的量为(0.0250mol—0.0150mol)×=0.005mol,若化合物X含有钡元素,白色固体A的质量为=0.005mol×197g/mol=0.985g>0.500g,所以X中含有钙元素,含有的氧元素物质的量为=0.04mol,则X中钙元素、氯元素、氧元素的物质的量比为0.005mol:0.01mol:0.04mol=1:2:8,则X的化学式为。
【详解】(1)由分析可知,X的组成元素钙原子、氯元素和氧元素,化学式为,故答案为:;;
(2)由图可知,B→C溶液呈棕黄色所发生的反应为高氯酸钠溶液与氢碘酸反应生成氯化钠、碘和水,反应的化学反应方程式为,故答案为:;
(3)由图可知,生成白色固体H的反应为氯化二氨合银与硝酸溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸铵,反应的离子方程式为,故答案为:;
(4)由图可知,溶液Ⅰ为硝酸和硝酸铵的混合溶液,则检验溶液中氢离子铵根离子的操作为用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有,故答案为:用玻璃棒蘸取溶液Ⅰ,点在蓝色石蕊试纸上,呈红色说明溶液中有H+;取取溶液于试管中,加入至碱性,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝说明有。
28.(2022·浙江·统考高考真题)化合物X由三种元素组成,某实验小组按如下流程进行相关实验:
化合物X在空气中加热到,不发生反应。
请回答:
(1)组成X的三种元素为_______;X的化学式为_______。
(2)溶液C的溶质组成为_______(用化学式表示)。
(3)①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水,但可溶于氨水中,写出该反应的离子方程式_______。
(4)设计实验,检验尾气中相对活泼的2种气体_______。
【答案】(1) Ba、Cu、O BaCu3O4
(2)HCl、H2SO4
(3) 2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O BaCu3O4+12NH3H2O=3Cu(NH3)+Ba2++8OH-+8H2O
(4)将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口,若变蓝,说明尾气中有NH3。将尾气通入冷的集气瓶中,若有液珠,说明有H2O
【分析】化合物X由三种元素组成,在加热条件下和足量氨气反应生成固体混合物A,A和盐酸反应生成0.960g紫红色固体应该是Cu,无色溶液B中加入0.015mol稀硫酸生成白色沉淀1.165g应该是BaSO4,无色溶液C中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀2.330g是BaSO4,据此解答。
【详解】(1)根据以上分析可知Cu的物质的量是0.96g÷64g/mol=0.015mol,第一次生成硫酸钡的物质的量是1.165g÷233g/mol=0.005mol,第二次生成硫酸钡的物质的量是2.33g÷233g/mol=0.01mol,因此1.965gX中一定含有0.96gCu,Ba的质量是0.005mol×137g/mol=0.685g,二者质量之和是1.645g<1.965g,相差0.32g,根据原子守恒可知应该是氧元素,物质的量是0.32g÷16g/mol=0.02mol,则Ba、Cu、O三种原子的个数之比是1:3:4,所以组成X的三种元素为Ba、Cu、O,X的化学式为BaCu3O4。
(2)根据氯原子原子守恒以及溶液C仍然能与氯化钡反应生成硫酸钡可知溶液C的溶质组成为HCl、H2SO4。
(3)①反应中Cu元素化合价降低,得到电子,则氨气中氮元素化合价升高,被氧化生成氮气,根据原子守恒可知由X到A的化学方程式为2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O。
②X难溶于水,但可溶于氨水中,说明有Cu(NH3)生成,所以该反应的离子方程式为BaCu3O4+12NH3H2O=3Cu(NH3)+Ba2++8OH-+8H2O。
(4)反应中氨气可能过量,高温下水是气态,氮气性质稳定,所以需要检验的是氨气和水蒸气,实验方案为:将湿润的红色石蕊试纸置尾气出口,若变蓝,说明尾气中有NH3。将尾气通入冷的集气瓶中,若有液珠,说明有H2O。
29.(2020·浙江·高考真题)Ⅰ.化合物Ⅹ由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取,用含的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成和两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于溶液):
请回答:
(1)组成X的四种元素是N、H和_______(填元素符号),X的化学式是_________。
(2)溶液B通入过量得到白色沉淀C的离子方程式是______________。
(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示)_____________。要求同时满足:
①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;
②反应原理与“”相同。
Ⅱ.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:锥形瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生气体的原因是________。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是_____________。
【答案】 或 吸收浓盐酸中的水分且放热导致挥发 气体会将带出,与作用生成
【分析】根据题干可知,加热X可产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的纯净物气体Y,故Y为NH3,由实验流程图中分析可知,结合B中通入过量的CO2产生能溶于NaOH溶液的白色沉淀C,故C为Al(OH)3,则D为Al2O3,E是AgCl,结合图中数据利用原子守恒,可以计算出各自元素的物质的量,求出X的化学式,再根据物质性质进行解答。
【详解】Ⅰ.(1)由分析可知,Y为NH3,由实验流程图中分析可知,结合B中通入过量的CO2产生能溶于NaOH溶液的白色沉淀C,故C为Al(OH)3,则D为Al2O3,E是AgCl,利用原子守恒可知:A1溶液中含有N原子的物质的量为:,Al原子的物质的量为:,A2溶液中含有的Cl-的物质的量为: ;
故一半溶液中含有的H原子的物质的量为:,故X中含有四种元素即N、H、Al、Cl,其个数比为:,故X的化学式为:AlCl3NH3,故答案为:Al Cl AlCl3 NH3;
(2)根据分析(1)可知,溶液B中通入过量的CO2所发生的离子方程式为:,故答案为:;
(3)结合题给的两个条件,再分析化合物X(AlCl3NH3)是NH3和AlCl3通过配位键结合成的化合物,不难想到类似于NH3和H2O反应,故可以很快得出该反应的离子方程式为AlCl3+Cl-= 或者AlCl3+NH3=AlCl3NH3,故答案为:AlCl3+Cl-= 或者AlCl3+NH3=AlCl3NH3;
Ⅱ.(1)由于浓硫酸具有吸水性且浓硫酸稀释是个放热过程,而且HCl的挥发性随浓度增大而增大,随温度升高而增大,从而得出用浓硫酸和浓盐酸混合制备HCl的原理是浓硫酸吸收浓盐酸中的水分且放热,使浓盐酸的挥发性增强,使HCl挥发出来,故答案为:浓硫酸吸收浓盐酸中的水分且放热,使浓盐酸的挥发性增强,使HCl挥发出来;
(2)浓硫酸虽然难挥发,但也会随HCl气流而带出少量的H2SO4分子,与Ba(NO3)2反应生成硫酸钡白色沉淀,故答案为:HCl气体能够带出H2SO4分子,与Ba(NO3)2反应生成BaSO4沉淀。
【点睛】本题为实验题结合有关物质的量计算,只要认真分析题干信息,利用(元素)原子守恒就能较快求出化合物X的化学式,进而推到出整个流程过程。
三、实验题
30.(2022·海南·统考高考真题)磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为_______。
(2)现有浓质量分数为85%,密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的溶液,则需浓_______mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为_______。实验过程中,当出现_______现象时,应及时关闭,打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通,即可制得溶液。若继续通入,当时,溶液中、_______和_______(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用_______作指示剂,当溶液颜色由_______变为_______时,停止通。
【答案】(1)
(2)11.5
(3) 平衡气压防倒吸 倒吸
(4)
(5) 酚酞 无 浅红
【分析】本实验的实验目的为制备磷酸二氢铵[(NH4)2HPO4],实验原理为2NH3+H3PO4=[(NH4)2HPO4],结合相关实验基础知识分析解答问题。
【详解】(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加热的条件下制备氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)根据公式可得,浓H3PO4的浓度,溶液稀释前后溶质的物质的量不变,因此配制100mL 1.7mol/L的H3PO4溶液,需要浓H3PO4的体积V=;
(3)由于NH3极易溶于水,因此可选择打开活塞K2以平衡气压,防止发生倒吸,所以实验过程中,当出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2;
(4)继续通入NH3,(NH4)2HPO4继续反应生成(NH4)3PO4,当pH>10.0时,溶液中OH-、、的浓度明显增加;
(5)由(4)小问可知,当pH为8.0~9.0时,可制得(NH4)2HPO4,说明(NH4)2HPO4溶液显碱性,因此若不选用pH传感器,还可以选用酚酞作指示剂,当溶液颜色由无色变为浅红时,停止通入NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。
31.(2020·浙江·统考高考真题)Ⅰ.由三种元素组成的化合物A,按如下流程进行实验。气体B为纯净物,溶液C焰色反应为砖红色,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答:
(1)组成A的三种元素是________,A的化学式是________。
(2)固体A与足量稀盐酸反应的化学方程式是________。
(3)气体E与甲醛在一定条件下可生成乌洛托品(学名:亚甲基四胺),该反应的化学方程式是________(乌洛托品可以用分子式表示)。
Ⅱ.某兴趣小组为探究H2S和Cl2O的性质,将两种气体同时通入水中,实验装置如图:
请回答:
(1) 三颈瓶中出现淡黄色沉淀,溶液呈强酸性,用一个化学方程式表示________。
(2) 若通入水中的Cl2O已过量,设计实验方案检验________。
【答案】 Ca、H和N Ca2HN Ca2HN+5HCl=2CaCl2+H2↑+NH4Cl 4NH3+6HCHO→(或C6H12N4)+6H2O 2H2S+Cl2O=2S↓+2HCl+H2O 用玻璃棒蘸取清液,点到KI 淀粉试纸上,如果变蓝(或变蓝后再褪色),说明Cl2O过量
【分析】Ⅰ.由溶液C焰色反应为砖红色可知,溶液C中含有钙元素,由气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝可知,气体E为氨气,则C中含有氯化铵,C为氯化钙和氯化铵的混合溶液,则固体A中含有钙元素和氮元素,由固体A与足量盐酸反应结合质量守恒定律可知,气体B为氢气,固体A中还含有氢元素,则固体A中含有Ca、N和H三种元素。
Ⅱ.由题意可知,H2S和Cl2O发生氧化还原反应生成硫、氯化氢和水,反应中H2S中硫元素化合价升高被氧化,Cl2O中氯元素化合价降低被还原。
【详解】Ⅰ.(1)由分析可知,组成A的三种元素是Ca、N和H,由钙原子个数守恒可知,固体A中钙的物质的量为=0.04mol,质量为0.04mol×40g/mol=1.6g,固体A与足量盐酸反应时,固体A中氢元素化合价升高被氧化,HCl中氢元素化合价降低被还原,由得失电子数目守恒和原子个数守恒可知,固体A中氢的物质的量为×2×=0.02mol,质量为0.02mol×1g/mol=0.02g,则固体A中氮的物质的量为=0.02mol,A中Ca、N和H的物质的量比为0.04mol: 0.02mol: 0.02mol=2:1:1,化学式为Ca2HN,故答案为:Ca、H和N ;Ca2HN;
(2)Ca2HN与足量盐酸反应时,Ca2HN中氢元素化合价升高被氧化,HCl中氢元素化合价降低被还原,反应生成氯化钙、氯化铵和氢气,反应的化学方程式为Ca2HN+5HCl=2CaCl2+H2↑+NH4Cl,故答案为:Ca2HN+5HCl=2CaCl2+H2↑+NH4Cl;
(3)氨气与甲醛反应生成和水,反应的化学方程式为4NH3+6HCHO→(或C6H12N4)+6H2O,故答案为4NH3+6HCHO→(或C6H12N4)+6H2O;
Ⅱ.(1)由三颈瓶中出现淡黄色沉淀,溶液呈强酸性可知,H2S和Cl2O发生氧化还原反应生成硫、氯化氢和水,反应的化学方程式为2H2S+Cl2O=2S↓+2HCl+H2O,故答案为:2H2S+Cl2O=2S↓+2HCl+H2O;
(2) Cl2O具有强氧化性,若通入水中的Cl2O已过量,过量的Cl2O能与碘化钾溶液反应生成单质碘,单质碘能使淀粉溶液变蓝色,则检验Cl2O已过量的实验方案为用玻璃棒蘸取清液,点到KI 淀粉试纸上,如果变蓝(或变蓝后再褪色),说明Cl2O过量,故答案为:用玻璃棒蘸取清液,点到KI 淀粉试纸上,如果变蓝(或变蓝后再褪色),说明Cl2O过量。
32.(2019·海南·高考真题)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体,化学方程式为:,在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如下图所示,回答下列问题:
(1)装置1用来制备二氧化碳气体:将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上,漏斗中所加试剂为____;装置2中所加试剂为____;
(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2,发生反应的化学方程式为________;试管口不能向上倾斜的原因是__________。装置3中试剂为KOH,其作用为______________。
(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却,其目的是_______________________。
【答案】 稀盐酸 浓H2SO4 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 防止冷凝水倒流到管底部使试管破裂 干燥剂(干燥氨气) 降低温度,使平衡正向移动提高产量
【分析】在装置1中稀盐酸与CaCO3发生反应产生CO2气体,在装置2中用浓硫酸干燥CO2气体,将干燥的CO2通入三颈烧瓶中;在装置4中Ca(OH)2与NH4Cl混合加热发生复分解反应产生NH3,经装置3盛有KOH固体的干燥管干燥后通入三颈烧瓶中,与CO2发生反应2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) △H<0,制取得到NH2COONH4。
【详解】(1)装置1用来制备二氧化碳气体,反应方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,在试管的带孔塑料板上放置块状CaCO3,在长颈漏斗中放置稀盐酸;装置2中所加试剂为浓硫酸,作用是干燥CO2气体;
(2)在装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2,二者混合加热发生反应制取氨气,发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;试管口不能向上倾斜的原因是:防止冷凝水倒流到管底部使试管破裂。装置3中试剂为KOH,其作用为干燥氨气。
(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却,原因是2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) △H<0的正反应是放热反应,降低温度,化学平衡向放热的正反应方向移动,从而可提高产物的产量。
【点睛】本题考查了化学实验基本操作的知识。涉及仪器的使用,试剂的选择、装置的作用、操作的目的及外界条件对化学平衡移动的影响等知识,体现了化学在实际生产中的应用。
33.(2019·江苏·高考真题)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)达到平衡,则溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×10 5,Ksp(CaCO3)=3×10 9]。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为________;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是________。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是________;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有________。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:______[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
【答案】 1.6×104 +NH3·H2O++H2O(或+NH3·H2O++H2O) 增加溶液中的浓度,促进CaSO4的转化 温度过高,(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率 在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤
【分析】(1)反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常数表达式为,结合CaSO4和CaCO3的Ksp计算;
(2)氨水与NH4HCO3反应生成(NH4)2CO3;加入氨水抑制(NH4)2CO3的水解;
(3)温度过高,(NH4)2CO3分解,使CaSO4转化率下降;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO4转化率即提高反应速率,结合反应的特点从影响反应速率的因素分析;
(4)根据工业废渣中的成分知,浸取、过滤后所得滤渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗后的滤渣为原料制取CaCl2溶液,根据题给试剂,首先要加入足量盐酸将CaCO3完全转化为CaCl2,同时Al2O3、Fe2O3转化成AlCl3、FeCl3,过滤除去SiO2,结合题给已知,再利用Ca(OH)2调节pH除去Al3+和Fe3+。
【详解】(1)反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)达到平衡时,溶液中====1.6×104。答案:1.6×104
(2)NH4HCO3属于酸式盐,与氨水反应生成(NH4)2CO3,反应的化学方程式为NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O[或NH4HCO3+NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O],离子方程式为HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O);浸取废渣时,加入的(NH4)2CO3属于弱酸弱碱盐,溶液中存在水解平衡:CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O,加入适量浓氨水,水解平衡逆向移动,溶液中CO32-的浓度增大,反应CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)正向移动,促进CaSO4的转化。答案:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O) 增加溶液中CO32-的浓度,促进CaSO4的转化
(3)由于铵盐具有不稳定性,受热易分解,所以温度过高,(NH4)2CO3分解,从而使CaSO4转化率下降;由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应(或发生沉淀的转化),保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO4转化率即提高反应速率,结合外界条件对化学反应速率的影响,实验过程中提高CaSO4转化率的操作为加快搅拌速率(即增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率)。答案:温度过高,(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率
(4)工业废渣主要含CaSO4·2H2O,还含有少量SiO2、Al2O3和Fe2O3,加入(NH4)2CO3溶液浸取,其中CaSO4与(NH4)2CO3反应生成CaCO3和(NH4)2SO4,SiO2、Al2O3和Fe2O3都不反应,过滤后所得滤渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗后的滤渣为原料制取CaCl2溶液,根据题给试剂,首先要加入足量盐酸将CaCO3完全转化为CaCl2,发生的反应为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,与此同时发生反应Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,SiO2不反应,经过滤除去SiO2;得到的滤液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3,根据“pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全,pH=8.5时Al(OH)3开始溶解”,为了将滤液中Al3+、Fe3+完全除去,应加入Ca(OH)2调节溶液的pH介于5~8.5[加入Ca(OH)2的过程中要边加边测定溶液的pH],然后过滤即可制得CaCl2溶液。答案:在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测得溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤
【点睛】本题以工业废渣为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体的实验流程为载体,考查溶度积的计算、影响盐类水解的因素、实验条件的控制、制备实验方案的设计和对信息的处理能力等。难点是第(4)问实验方案的设计,设计实验方案时首先要弄清水洗后滤渣中的成分,然后结合题给试剂和已知进行分析,作答时要答出关键点,如pH介于5~8.5等。
四、原理综合题
34.(2020·北京·高考真题)H2O2是一种重要的化学品,其合成方法不断发展。
(1)早期制备方法:Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2
①I为分解反应,产物除BaO、O2外,还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是____。
②II为可逆反应,促进该反应正向进行的措施是____。
③III中生成H2O2,反应的化学方程式是____。
④减压能够降低蒸馏温度,从H2O2的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因:____。
(2)电化学制备方法:已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行,反向不能自发进行,通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2,如图为制备装置示意图。
①a极的电极反应式是____。
②下列说法正确的是____。
A.该装置可以实现电能转化为化学能
B.电极b连接电源负极
C.该方法相较于早期制备方法具有原料廉价,对环境友好等优点
【答案】 2Ba(NO3)22BaO+ O2↑+4NO2↑ 增大压强或增大氧气的浓度或降低温度 BaO2+2HCl= BaCl2+H2O2 H2O2受热易分解 O2+2H++2e-= H2O2 AC
【分析】(1)根据流程图示,硝酸钡受热分解,生成氧化钡、氧气和二氧化氮,氧化钡与氧气反应生成过氧化钡,过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水,向反应后的溶液中加入试剂除去钡离子,过滤后对滤液进行减压蒸馏,得到双氧水,据此分析解答;
(2)根据图示,左端电极上氧气转化为双氧水,氧元素的化合价由0价变为-1价,得电子发生还原反应,则a电极为阴极,电极反应为O2+2H++2e-= H2O2,b电极为阳极,失电子发生氧化反应,电极反应为2H2O-4e-= 4H++ O2↑,据此分析解答。
【详解】(1)①I为分解反应,产物除BaO、O2外,还有一种红棕色气体,该气体为NO2。根据氧化还原反应电子得失守恒配平该反应的化学方程式为:2Ba(NO3)22BaO+ O2↑+4NO2↑;
②II为BaO与氧气反应生成BaO2,是可逆反应,反应方程式为:2BaO(s)+O2(g)2BaO2(s),正反应为气体体积减小的放热反应,促进该反应正向进行的措施是增大压强或增大氧气的浓度或降低温度;
③III中过氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和双氧水,反应的化学方程式是BaO2+2HCl= BaCl2+H2O2;
④H2O2受热易分解,采用减压能够降低蒸馏温度,防止双氧水分解导致产率降低;
(2)①根据分析,a极的电极反应式是O2+2H++2e-= H2O2;
②A.2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行,反向不能自发进行,根据图示,该装置有电源,属于电解池,电解池是将电能转化为化学能的装置,故A正确;
B.根据分析,电极b为阳极,电解池阳极与电源正极连接,故B错误;
C.根据分析,该装置的总反应为2H2O+O22H2O2,根据反应可知,制取双氧水的原料为氧气和水,来源广泛,原料廉价,对环境友好等优点,故C正确;
答案选AC。
【点睛】易错点为(1)中的④,H2O2受热易分解,减压能够降低蒸馏温度,减小双氧水的分解,提高双氧水的产率。
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2019-2023年高考化学分类汇编专题7氮族元素及其化合物
一、单选题
1.(2023·浙江·高考真题)下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是
A.和乙醇反应可生成 B.工业上煅烧黄铁矿生产
C.工业上用氨的催化氧化制备 D.常温下铁与浓硝酸反应可制备
2.(2022·江苏·高考真题)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.自然固氮、人工固氮都是将转化为
B.侯氏制碱法以、、、为原料制备和
C.工业上通过催化氧化等反应过程生产
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
3.(2022·山东·高考真题)下列试剂实验室保存方法错误的是
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中 B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中 D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
4.(2022·北京·高考真题)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象不能证明a中产物生成的是
a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓分解生成 淀粉溶液变蓝
B 与浓生成 品红溶液褪色
C 浓与溶液生成 酚酞溶液变红
D 与乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
A.A B.B C.C D.D
5.(2022·浙江·统考高考真题)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是
A.X与Z形成的10电子微粒有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.与的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
6.(2022·浙江·统考高考真题)亚硝酸钠俗称“工业盐”,其外观、口感与食盐相似,人若误服会中毒。现将适量某样品(成分为亚硝酸钠或氯化钠)溶于水配成溶液,分别取少量该溶液于试管中进行实验。下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计 现象和结论
A 先加入少量溶液,再加溶液和足量稀硝酸,振荡 若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
B 加到少量溶液中,再加硫酸酸化,振荡 若溶液褪色,则样品为亚硝酸钠
C 先加到少量溶液中,再加入稀盐酸酸化,振荡 若溶液变黄色,则样品为亚硝酸钠
D 先加入少量溶液,再加入溶液和稀硝酸,振荡 若产生白色沉淀,则样品为亚硝酸钠
A.A B.B C.C D.D
7.(2021·江苏·高考真题)N2是合成氨工业的重要原料,NH3不仅可制造化肥,还能通过催化氧化生产HNO3;HNO3能溶解Cu、Ag等金属,也能与许多有机化合物发生反应;在高温或放电条件下,N2与O2反应生成NO,NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法,可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2,也可将水体中的NO转化为N2。在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A.NO(g)HNO3(aq)
B.稀HNO3(aq)NO2(g)
C.NO(g)N2(g)
D.NO(aq)N2(g)
8.(2021·江苏·高考真题)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、生成N2的选择性[100%]与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度,NH3的平衡转化率增大
B.其他条件不变,在175~300 ℃范围,随温度的升高,出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
9.(2021·海南·统考高考真题)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂),能实现的是
选项 气体 a b
A 稀
B 溶液
C 浓 铁片
D 浓氨水
A.A B.B C.C D.D
10.(2021·海南·统考高考真题)2020年9月22日,中国向全世界宣布,努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中减少的是
A.用氨水捕集废气中的,将其转化为氮肥
B.大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源
C.大力推广使用干冰实现人工增雨,缓解旱情
D.通过植树造林,利用光合作用吸收大气中的
11.(2021·北京·高考真题)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体 试剂 制备装置 收集方法
A O2 KMnO4 a d
B H2 Zn+稀H2SO4 b e
C NO Cu+稀HNO3 b c
D CO2 CaCO3+稀H2SO4 b c
A.A B.B C.C D.D
12.(2021·山东·统考高考真题)下列由实验现象所得结论错误的是
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明HSO具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
D.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO在溶液中发生了水解反应
13.(2021·广东·高考真题)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备
B 将密闭烧瓶中的降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入溶液中,加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束,将剩余固体放回原试剂瓶 节约试剂
A.A B.B C.C D.D
14.(2021·全国·高考真题)实验室制备下列气体的方法可行的是
气体 方法
A 氨气 加热氯化铵固体
B 二氧化氮 将铝片加到冷浓硝酸中
C 硫化氢 向硫化钠固体滴加浓硫酸
D 氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
A.A B.B C.C D.D
15.(2021·河北·统考高考真题)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
16.(2021·浙江·统考高考真题)下列物质与俗名对应的是
A.纯碱:NaHCO3 B.硫铵:NH4HSO4
C.TNT: D.氯仿:CCl4
17.(2021·浙江·统考高考真题)下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的 方案设计 现象和结论
A 检验某无色溶液中是否含有NO 取少量该溶液于试管中,加稀盐酸酸化,再加入FeCl2溶液 若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体,则该溶液中含有NO
B 探究KI与FeCl3反应的限度 取5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液 若溶液变血红色,则KI与FeCl3的反应有一定限度
C 判断某卤代烃中的卤素 取2 mL卤代烃样品于试管中,加入5 mL 20% KOH水溶液混合后加热,再滴加AgNO3溶液 若产生的沉淀为白色,则该卤代烃中含有氯元素
D 探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性 取2mL20%的蔗糖溶液于试管中,加入适量稀 H2SO4后水浴加热5 min;再加入适量新制Cu(OH)2悬浊液并加热 若没有生成砖红色沉淀 ,则蔗糖在酸性水溶液中稳定
A.A B.B C.C D.D
18.(2021·浙江·统考高考真题)下列“类比”合理的是
A.Na与H2O反应生成NaOH和H2,则Fe与H2O反应生成Fe(OH)3和H2
B.NaClO溶液与CO2反应生成NaHCO3和HClO,则NaClO溶液与SO2反应生成NaHSO3和HClO
C.Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl,则Mg3N2与盐酸反应生成MgCl2和NH4Cl
D.NaOH溶液与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NaNO3,则氨水与少量AgNO3溶液反应生成Ag2O和NH4NO3
19.(2021·浙江·统考高考真题)下列说法不正确的是
A.某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
B.通常以海水提取粗食盐后的母液为原料制取溴
C.生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
D.工业制备硝酸的主要设备为沸腾炉、接触室和吸收塔
20.(2020·北京·高考真题)某同学进行如下实验:
实验步骤 实验现象
I 将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热 试纸颜色变化:黄色→蓝色(pH≈10)→黄色→红色(pH≈2);试管中部有白色固体附着
II 将饱和NH4Cl溶液滴在pH试纸上 试纸颜色变化:黄色→橙黄色(pH≈5)
下列说法不正确的是
A.根据I中试纸变蓝,说明NH4Cl发生了分解反应
B.根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
C.I中试纸变成红色,是由于NH4Cl水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4Cl的方法制备NH3
21.(2020·江苏·高考真题)下列有关化学反应的叙述正确的是
A.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2
B.室温下,Al与4.0 mol﹒L-1NaOH溶液反应生成NaAlO2
C.室温下,Cu与浓HNO3反应放出NO气体
D.室温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
22.(2020·天津·高考真题)检验下列物质所选用的试剂正确的是
待检验物质 所用试剂
A 海水中的碘元素 淀粉溶液
B SO2气体 澄清石灰水
C 溶液中的Cu2+ 氨水
D 溶液中的 NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸
A.A B.B C.C D.D
23.(2020·山东·高考真题)下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.谷物发酵酿造食醋 B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒 D.大气中NO2参与酸雨形成
24.(2020·山东·高考真题)以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2,Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2,Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是
A.浸出镁的反应为
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
25.(2020·全国·高考真题)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
气体 溶液
A. H2S 稀盐酸
B. HCl 稀氨水
C. NO 稀H2SO4
D. CO2 饱和NaHCO3溶液
A.A B.B C.C D.D
26.(2019·江苏·高考真题)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥
B.稀硫酸具有酸性,可用于除去铁锈
C.SO2具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝
二、元素或物质推断题
27.(2023·浙江·高考真题)化合物X由三种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:白色固体A用溶解后,多余的酸用恰好中和,请回答:
(1)X的组成元素是___________,X的化学式是___________。
(2)写出溶液呈棕黄色所发生的化学反应方程式___________。
(3)写出生成白色固体H的离子方程式___________。
(4)设计实验检验溶液Ⅰ中的阳离子___________。
28.(2022·浙江·统考高考真题)化合物X由三种元素组成,某实验小组按如下流程进行相关实验:
化合物X在空气中加热到,不发生反应。
请回答:
(1)组成X的三种元素为_______;X的化学式为_______。
(2)溶液C的溶质组成为_______(用化学式表示)。
(3)①写出由X到A的化学方程式_______。
②X难溶于水,但可溶于氨水中,写出该反应的离子方程式_______。
(4)设计实验,检验尾气中相对活泼的2种气体_______。
29.(2020·浙江·高考真题)Ⅰ.化合物Ⅹ由四种短周期元素组成,加热X,可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体Y,Y为纯净物;取,用含的盐酸完全溶解得溶液A,将溶液A分成和两等份,完成如下实验(白色沉淀C可溶于溶液):
请回答:
(1)组成X的四种元素是N、H和_______(填元素符号),X的化学式是_________。
(2)溶液B通入过量得到白色沉淀C的离子方程式是______________。
(3)写出一个化合反应(用化学方程式或离子方程式表示)_____________。要求同时满足:
①其中一种反应物的组成元素必须是X中除N、H外的两种元素;
②反应原理与“”相同。
Ⅱ.某兴趣小组为验证浓硫酸的性质进行实验,如图。实验中观察到的现象有:锥形瓶内有白雾,烧杯中出现白色沉淀。请回答:
(1)将浓硫酸和浓盐酸混合可产生气体的原因是________。
(2)烧杯中出现白色沉淀的原因是_____________。
三、实验题
30.(2022·海南·统考高考真题)磷酸氢二铵[]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用和制备氨气的化学方程式为_______。
(2)现有浓质量分数为85%,密度为1.7g/mL。若实验需100mL1.7mol/L的溶液,则需浓_______mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞的作用为_______。实验过程中,当出现_______现象时,应及时关闭,打开。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通,即可制得溶液。若继续通入,当时,溶液中、_______和_______(填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用_______作指示剂,当溶液颜色由_______变为_______时,停止通。
31.(2020·浙江·统考高考真题)Ⅰ.由三种元素组成的化合物A,按如下流程进行实验。气体B为纯净物,溶液C焰色反应为砖红色,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
请回答:
(1)组成A的三种元素是________,A的化学式是________。
(2)固体A与足量稀盐酸反应的化学方程式是________。
(3)气体E与甲醛在一定条件下可生成乌洛托品(学名:亚甲基四胺),该反应的化学方程式是________(乌洛托品可以用分子式表示)。
Ⅱ.某兴趣小组为探究H2S和Cl2O的性质,将两种气体同时通入水中,实验装置如图:
请回答:
(1) 三颈瓶中出现淡黄色沉淀,溶液呈强酸性,用一个化学方程式表示________。
(2) 若通入水中的Cl2O已过量,设计实验方案检验________。
32.(2019·海南·高考真题)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体,化学方程式为:,在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如下图所示,回答下列问题:
(1)装置1用来制备二氧化碳气体:将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上,漏斗中所加试剂为____;装置2中所加试剂为____;
(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2,发生反应的化学方程式为________;试管口不能向上倾斜的原因是__________。装置3中试剂为KOH,其作用为______________。
(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却,其目的是_______________________。
33.(2019·江苏·高考真题)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)达到平衡,则溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×10 5,Ksp(CaCO3)=3×10 9]。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为________;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是________。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是________;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有________。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:______[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
四、原理综合题
34.(2020·北京·高考真题)H2O2是一种重要的化学品,其合成方法不断发展。
(1)早期制备方法:Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2
①I为分解反应,产物除BaO、O2外,还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是____。
②II为可逆反应,促进该反应正向进行的措施是____。
③III中生成H2O2,反应的化学方程式是____。
④减压能够降低蒸馏温度,从H2O2的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因:____。
(2)电化学制备方法:已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行,反向不能自发进行,通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2,如图为制备装置示意图。
①a极的电极反应式是____。
②下列说法正确的是____。
A.该装置可以实现电能转化为化学能
B.电极b连接电源负极
C.该方法相较于早期制备方法具有原料廉价,对环境友好等优点
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