第五章 化工生产中的重要非金属元素 测试题
一、单选题
1.萃取在生产和科学实验中有着广泛的应用,下列混合物的分离中,需要运用萃取方法的是
A.海水晒盐 B.分离豆浆和豆渣
C.氢氧化铁胶体和氯化铁溶液 D.碘水中提取碘
2.我国历史文物或古文学的描述均蕴含着化学知识,下列说法正确的是
A.潮湿的环境下放了上千年,依然金光闪闪的越王勾践剑的材质是铁合金
B.“浮梁巧烧瓷”,描述的是我国驰名于世的陶瓷,陶瓷的主要成分是二氧化硅
C.“绚丽丝绸云涌动,霓裳歌舞美仙姿” 中“丝绸”的主要成分是蛋白质
D.敦煌莫高窟壁画的颜料分析,其绿色颜料的主要成分是硫酸钡和碳酸钙
3.下列利用图中装置能达到实验目的是
A.证明氧化性:Cl2>Br2>I2 B.灼烧Na2CO3固体 C.检验铁粉与水蒸气反应产生的氢气 D.制备氢氧化铁胶体
A.A B.B C.C D.D
4.下列有关物质用途的说法正确的是
A.氢氟酸具有强酸性,可用于刻蚀玻璃
B.生石灰、铁粉、硅胶是食品包装中常用的干燥剂
C.硫铁矿(主要成分为FeS2)主要用于工业制硫酸,其矿渣可用于炼铁
D.工业上用焦炭在高温下还原SiO2制取粗硅:SiO2+CSi+CO2↑
5.下列表述错误的是
A.用湿润的碘化钾淀粉试纸不能鉴别和
B.反应能发生,不能证明的非金属性强于
C.工业上制粗硅的反应是将石英砂与焦炭混合高温下加热,反应产生的气体为CO
D.N、Si、S的单质均能和氧气反应,生成的产物分别是、和
6.下列实验操作和现象及所得结论均正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 取少量溶液X,向其中滴加足量溶液,瓶口湿润的红色石蕊试纸未变蓝 溶液中一定不含
B 过量的粉中加入稀,充分反应后,滴入溶液,溶液呈红色 稀将氧化为
C 室温下,向溶液中滴加少量溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色 氧化性:
D 将浓硫酸加入蔗糖中,固体由白色变黑色海绵状,并有刺激性气味的气体产生 浓硫酸具有吸水性和氧化性
A.A B.B C.C D.D
7.下列离子方程式不正确的是
A.铜与稀硝酸反应:
B.溶液中滴加足量:
C.向新制氯水中通入:
D.将一小粒钠投入溶液中:
8.中华民族历史悠久,在浩瀚的历史文明中有许多关于化学的记载,下列说法不合理的是
A.《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”,矿石“曾青”的主要成分为CuO
B.《梦溪笔谈》中“方家以磁石磨针锋,则能指南”中的磁石主要成分为Fe3O4
C.《梦溪笔谈》中“石穴中水,所滴者皆为钟乳”,该现象未涉及氧化还原反应
D.《天工开物》中“凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴”,“硝”指硝酸钾,在反应中表现氧化性
9.某化学研究小组的同学在实验室中利用下图装置制取并收集少量干燥NH3。下列叙述正确的是
A.试管a中的固体是NH4Cl和NaOH的混合物
B.装置b中的试剂是碱石灰
C.用塞子代替棉花,收集到的NH3纯度更高
D.用蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近c试管口能检验NH3是否收集满
10.W、X、Y、Z的转化关系如图所示(“→”代表一步反应)。下列各项物质不能满足图示转化关系的是
选项 W X Y Z
A Na Na2O NaOH NaCl
B Fe FeCl3 FeCl2 Fe(OH)2
C Al Al2O3 NaAlO2 AlCl3
D N2 NH3 NO2 HNO3
A.A B.B C.C D.D
11.下列气体中,不能用浓硫酸干燥的是
A.H2 B.NH3 C.HCl D.O2
12.化学在生产、生活中有着广泛的应用。下列对应关系错误的是
A.铁比铜金属性强, 可用FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
B.NaClO能使蛋白质变性,可用作环境消杀剂
C.Al(OH)3具有碱性,可用于治疗胃酸过多
D.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥O2
13.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A.受热易分解,可用于制胃酸中和剂
B.具有还原性,可用于自来水的杀菌消毒
C.具有氧化性,可用于纸浆漂白
D.吸收产生,可用作呼吸面具中的供氧剂
14.下列能说明二氧化硫具有漂白性的是
A.二氧化硫使黄色的小麦秸秆变白
B.二氧化硫通入溴水溶液中,溶液褪色
C.二氧化硫通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,红色褪去
D.二氧化硫通入紫红色高锰酸钾溶液中,紫红色褪去
15.NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx,排放,NOx的储存和还原在不同时段交替进行,工作原理如图所示:
下列说法正确的是
A.柴油发动机中NOx来源于柴油的不充分燃烧
B.BaO转化为Ba(NO3)2的过程实现NOx的还原
C.在储存和还原过程中只有O2体现氧化性
D.反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是5:1
二、填空题
16.合成与开发大量自然界并不存在的新物质、新材料,并为人类服务是现代化学的重要任务。请结合所学知识回答下列问题:
(1)沙滩上沙粒的主要成分是____。工业上可用沙粒的主要成分与纯碱在高温下反应制备Na2SiO3,该反应的化学方程式为____。
(2)氯气溶于水能杀菌消毒,在新制氯水中滴入紫色石蕊试液的现象是___,该现象说明氯水中含有_______(填化学式或离子符号)。
(3)直接用氯气作漂白剂,难以保存,效果不理想。经过多年的实验、改进,目前常用的是漂白粉。工业制取漂白粉的化学方程式为__。
17.(1)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O ①
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O ②
①在反应①中,氧化剂是___________;在反应②中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
②由反应②判断二氧化氮___________(填“是”或“不是”)酸性氧化物。解释原因:___________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应消除污染,试写出该反应的化学方程式:___________。
(3)在一定条件下,用氨气可以将氮氧化物转化为无污染的物质。
①请写出NO2与氨气发生该反应的化学方程式:___________。生成1.4 mol N2时,转移电子的物质的量为___________。
②现有NO2和NO的混合气体3 L,通入3 L(同温同压下)NH3恰好使其完全转化为N2 则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比为___________。
18.氮氧化物(NO、NO2)、SO2是大气污染物。回答下列问题:
(1)以上污染物会造成的环境问题有_______(写一种即可)。
(2)如图包含气体发生装置和收集装置(部分装置的夹持仪器已省略),实验室以Cu与浓HNO3反应制备并收集NO2,应选择的装置是_______(填字母)。
(3)SCR脱硝技术已成为使用广泛和成熟的烟气净化技术,脱硝效率高达90%以上。值,化反应机理如图所示,写出该反应发生的化学方程式:_______
(4)目前,NaClO溶液广泛地应用于脱硫脱硝。某课外小组同学设计了如图喷淋吸收塔装置(如图)。设计该装置的优点是_______脱硝(NO)反应的离子方程式为_______。
(5)某兴趣小组用Fe2(SO4);溶液吸收含SO2的尾气(SO2的体积分数约10%,其余为空气),实验装置如图所示:
①装置A中用Fe2(SO4);溶液吸收SO2反应的离子方程式:_______。
②反应后,若要检验SO2是否过量,可用试剂为_______。
③若实验测得反应后的装置A中不含有SO2,为测定其中所含FeSO4的物质的量浓度,现进行如下实验:取20.00mL装置A中溶液,向其中逐滴加入0.1000mol·L-1Ce(SO4)2溶液,发生反应Fe2++Ce4+=Ce3++Fe3+,当反应恰好完全时,共消耗Ce(SO4)2溶液18.00mL。请通过计算确定FeSO4的物质的量浓度_______。
19.为治理汽车尾气中的NO和CO对环境的污染,可在汽车排气管上安装催化转化器,发生如下反应:2NO+2CON2+2CO2
(1)作还原剂的物质是_______。氮元素的化合价_______(填“升高”或“降低”)。被还原的物质是_______
(2)若反应中消耗了2 mol NO,则生成N2的物质的量为_______mol,标准状况下体积为_______L转移电子的物质的量为_______mol。
20.在容积为10mL的试管中充满NO2和O2混合气体,将试管倒立于水中,充分反应后试管中剩余气体为1mL,求原混合气体中NO2和O2的体积各为多少mL?____。
21.玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去,发生如下反应:
3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O
(x-1)S+K2SK2Sx(x=2~6)
S+ K2SO3K2S2O3
请计算:
(1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应,只生成K2S和K2SO3,则V=______。
(2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应,只生成K2Sx和K2S2O3,则x=______。(写出计算过程)
22.某小组同学用如图所示装置进行铜与浓硫酸的反应,并探究产物的性质(夹持装置已略去)。
(1)试管①中反应的化学方程式是_______。该反应中,浓硫酸表现出的性质是_______ (请选出符合要求的选项)
A.只表现酸性 B.只表现强氧化性 C.既表现酸性又表现强氧化性
(2)若试管②中的试剂为品红溶液,实验中观察到的现象是_______;若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有_______性;若试管②中的试剂为新制氯水,则对应的离子方程式为_______。
(3)试管③中的试剂为NaOH溶液,其作用是_______。
23.原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。
(1)W在周期表的位置____________________;
(2)Z、W形成的气态氢化物的稳定性大小_______________(写化学式)。
(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为________。
(4)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物B,lmolB中含有6mol结晶水。对化合物B进行如下实验:
a.取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体;过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色。
b.另取B的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解。
由实验a、b推知B的化学式为____________________。
【参考答案】
一、单选题
1.D
解析:A.海水晒盐时水蒸发,食盐结晶析出,属于蒸发结晶,A错误;
B.豆浆能透过滤纸,豆渣无法透过滤纸,所用分离方法为过滤,B错误;
C.氢氧化铁胶体不能透过半透膜,氯化铁溶液可以透过半透膜,所用分离方法为渗析,C错误;
D.碘不易溶于水,易溶于有机溶剂,可选用四氯化碳或苯从碘水中萃取碘,D正确;
故选D。
2.C
解析:A.“越王勾践剑”的制作原料为青铜属于铜合金,故A错误;
B.陶瓷属于硅酸盐材料,主要成分为硅酸盐,故B错误;
C.“绚丽丝绸云涌动,霓裳歌舞美仙姿”中“丝绸”的主要成分是蛋白质,C正确;
D.硫酸钡和碳酸钙均为白色物质,绿色颜料的主要成分不可能是硫酸钡和碳酸钙,故D错误;
故答案为C。
3.C
解析:A.Cl2通过浸有NaBr的棉球,发生置换反应2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,从而说明氧化性Cl2>Br2,但与淀粉-KI溶液反应的物质不一定是Br2,可能是Cl2,所以不能肯定发生反应2KI+Br2=2KBr+I2,也就不能说明氧化性Br2>I2,A不正确;
B.加热时,Na2CO3能腐蚀瓷坩埚,所以不能用瓷坩埚灼烧Na2CO3固体,B不正确;
C.湿棉花产生的水蒸气与铁粉在高温条件下反应,产生可燃性气体,此气体应为氢气,C正确;
D.将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中,生成Fe(OH)3沉淀,不能得到氢氧化铁胶体,D不正确;
故选C。
4.C
解析:A.氢氟酸用于刻蚀玻璃,是因为氢氟酸能与玻璃反应生成SiF4气体,而氢氟酸是一种弱酸, A错误;
B.铁粉常用作含食品包装的脱氧剂,不能作干燥剂,B错误;
C.工业制硫酸主要以硫磺或硫铁矿为原料,硫铁矿煅烧所得氧化铁可用于炼铁,C正确;
D.焦炭在高温下还原SiO2,氧化产物为CO不是CO2,D错误;
故选C。
5.D
解析:A.二者都可氧化KI生成碘单质,不能鉴别,可直接用水,颜色褪色的二氧化氮,故A正确;
B.反应中Cl元素化合价降低,Cl2做还原产物,I元素化合价升高,I2做还原剂,说明还原性:I2>Cl2,而单质的氧化性越强才能说明非金属性越强,则该反应不能证明的非金属性强于Cl2,故B正确;
C.C和SiO2在高温下反应2C+SiO2Si+2CO↑,反应产生的气体为CO,故C正确;
D.N2与O2直接反应只能生成NO,而不是NO2,故D错误;
故选:D。
6.C
解析:A.由于NH3极易溶于水,在生成NH3不多时不加热NH3不能够逸出,故取某溶液于试管中,滴入稀NaOH溶液,试管口处湿润的红色石蕊试纸未变蓝,不能说明溶液中一定不含有NH, A不符合题意;
B.过量的Fe粉中加稀HNO3,不能证明稀HNO3将Fe氧化为Fe3+,过量的铁能还原铁离子,要证明稀将氧化为,应选用少量铁粉中加入稀硝酸、再加入硫氰化钾溶液来检验铁离子的生成, B不合题意;
C.室温下,向溶液中滴加少量溶液,再滴加几滴淀粉溶液,溶液变蓝色说明生成了碘单质,则铁离子将碘离子氧化了,碘单质为氧化产物,按氧化性强弱规律:氧化剂>氧化产物,可知:氧化性:,C合题意;
D.将浓硫酸加入蔗糖中,蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,浓硫酸将碳单质氧化生成CO2和SO2故有刺激性气味的气体产生,说明浓硫酸具有强氧化性,D不合题意;
故答案为:C。
7.D
解析:A.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:,故A正确;
B.溶液与足量反应生成碳酸钠、一水合氨和水,反应的离子方程式为:,故B正确;
C.氯水和发生氧化还原反应生成盐酸和硫酸,反应的离子方程式为:,故C正确;
D.钠与水先反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠还能和NH4Cl反应,所给离子方程式错误,故D错误;答案选D。
8.A
解析:A.《淮南万毕术》中“曾青得铁则化为铜”,矿石“曾青”的主要成分为CuSO4,A错误;
B.Fe3O4具有磁性,俗称磁性氧化铁,《梦溪笔谈》中“方家以磁石磨针锋,则能指南”中的磁石主要成分为Fe3O4,B正确;
C.《梦溪笔谈》中“石穴中水,所滴者皆为钟乳”,该现象涉及碳酸钙与碳酸氢钙之间的转化,元素化合价不变,因此未涉及氧化还原反应,C正确;
D.《天工开物》中“凡火药,硫为纯阳,硝为纯阴”,“硝”指硝酸钾,KNO3、C、S发生氧化还原反应,产生N2、K2S、CO2,在反应中KNO3得到电子表现氧化性,D正确;
故合理选项是A。
9.B
解析:A.由装置图可知,试管a管口略向下倾斜,应该用固体NH4Cl和Ca(OH)2混合加热制取氨气,NaOH碱性太强,在高温下会腐蚀玻璃,不能使用,故A错误;
B.装置b中的试剂是碱石灰,用于干燥氨气,故B正确;
C.若用塞子代替棉花,装置只能进气,不能出气,无法排出空气,且压强过大,容易发生危险,故C错误;
D.检验氨气是否收集满,要用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近c试管口,如果产生白烟,则NH3已集满,浓硫酸难挥发,则不会产生白烟,故D错误;
答案选B。
10.D
解析:A.Na和氧气在常温下反应生成Na2O,Na2O和水反应生成NaOH,NaOH和盐酸反应生成NaCl,Na和水反应生成NaOH和氢气,故不选A;
B.Fe和氯气在加热条件下生成FeCl3,FeCl3和铁反应生成FeCl2,FeCl2和氢氧化钠反应生成Fe(OH)2,Fe和盐酸能反应生成FeCl2和氢气,故不选B;
C.Al和氧气反应生成Al2O3,Al2O3和氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,NaAlO2和足量盐酸反应生成AlCl3,Al和氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2和氢气,故不选C;
D.NH3发生催化氧化生成NO,N2和氧气在放电条件下生成NO,故选D;
选D。
11.B
解析:浓硫酸属于酸性干燥剂,不能干燥碱性气体,NH3属于碱性气体,故NH3不能用浓硫酸干燥,B符合题意;综上所述,故选B。
12.A
解析:A.FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板是因为铁离子氧化性强于铜离子,与铁比铜金属性强无关,故A符合题意;
B.NaClO中氯元素的化合价为+1价,具有强氧化性,能使蛋白质变性,能杀菌消毒,常用作环境消杀剂,故B不符合题意;
C.酸碱发生中和反应而减少胃酸过多,氢氧化铝具有弱碱性,能和胃酸中HCl反应生成盐和水而减少HCl,故C不符合题意;
D.浓硫酸具有吸水性,且不与氧气反应,所以可以干燥氧气,故D不符合题意;
答案选A。
13.D
解析:A.用于制胃酸中和剂,是因为碳酸氢钠能与元素反应生成氯化钠、二氧化碳、水,故不选A;
B.用于自来水的杀菌消毒,是因为具有氧化性,故不选B;
C.用于纸浆漂白,是因为具有漂白性,故不选C;
D.吸收生成碳酸钠和,所以可用作呼吸面具中的供氧剂,故D正确;
选D。
14.A
解析:A.二氧化硫可以和小麦秸秆中的有色物质反应生成无色物质,体现了其漂白性,A符合题意;
B.二氧化硫使溴水褪色是因为二氧化硫将溴单质还原,体现了其还原性,B不符合题意;
C.二氧化硫通入滴有酚酞的氢氧化钠溶液中,红色褪去是因为二氧化硫可以和碱反应,体现了其酸性氧化物通性,C不符合题意;
D.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,D不符合题意;
综上所述答案为A。
15.D
解析:A.柴油发动机在空气过量时,在电火花条件下和化合生成的,A项错误;
B.从图示可知,BaO转化为的过程实现的储存,而非的还原,B项错误;
C.在储存过程中体现氧化性,在还原过程中体现氧化性,C项错误;
D.还原过程中与反应,生成,生成,根据电子守恒,与的物质的量之比是5:1,D项正确。
故选D。
二、填空题
16. SiO2 SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑ 先变红后褪色 H+、ClO-或HClO、HCl 2Cl2+2Ca(OH)2 =CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O
解析:根据SiO2的性质及硅酸盐工业解题;根据氯气与水反应的产物分析氯水的成分及性质;根据氯气与碱反应的原理分析。
(1)沙滩上沙粒的主要成分是SiO2;SiO2与纯碱在高温下反应制备Na2SiO3,发生反应的化学方程式为SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑;
(2)氯气溶于水能与水反应生成HCl和HClO,其中HClO有强氧化,则在新制氯水中滴入紫色石蕊试液的现象是先变红后褪色,该现象说明氯水中含有H+、ClO-或HClO、HCl;
(3)工业上利用Cl2和消石灰混合制取漂白粉的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2 =CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O。
17. NO2 1∶1 不是 因为二氧化氮与碱反应生成两种盐,且氮元素化合价发生变化 2NO+2CON2+2CO2 6NO2+8NH37N2+12H2O 4.8 mol 1∶1
解析:(1)①在NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O中,反应物NO2中氮元素为+4价,NO中氮元素为+2价,生成物NaNO2中氮元素为+3,所以NO2是氧化剂;在2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O中,反应物NO2中氮元素为+4价,生成物NaNO2中氮元素为+3价,NaNO3中氮元素为+5价,所以反应物NO2既是氧化剂又是还原剂,根据化学方程式中NaNO2、NaNO3的计量数,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1;
②这个反应中2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,虽然生成了盐和水,但氮元素的化合价发生了变化,是氧化还原反应。酸性氧化物和碱反应生成盐和水是非氧化还原反应,故NO2不属于酸性氧化物;
(2)CO和NO经催化后生成对空气无污染的气体,其反应的化学方程式是2NO+2CON2+2CO2;
(3)①在一定条件下,用氨气可以将氮氧化物转化为无污染的物质,所以NO2与氨气发生反应的化学方程式6NO2+8NH37N2+12H2O。通过分析氮元素化合价变化,可知生成7mol氮气时,转移电子24mol,则生成1.4 mol N2时,转移电子的物质的量为4.8 mol;
②NO2和NO的混合气体3 L,通入3 L(同温同压下)NH3恰好使其完全转化为N2,根据题意这个过程中反生反应的化学方程式是NO+ NO2+ 2NH32N2+ 3H2O,所以它们要恰好反应的话,NO2和NO的混合气体的物质的量之比为1:1。
18.(1)光化学烟雾、酸雨(写一种即可)
(2)AD
(3)
(4) 增大了气体与NaClO溶液的接触面积,加快了脱硫脱硝速率
(5) 品红溶液 0.0900mol·L-1
解析: (1)氮氧化物造成光化学烟雾,氮氧化物、二氧化硫均能造成酸雨。
(2)实验室以Cu与浓HNO3反应制备并收集NO2,根据反应物的状态是固体和液体,反应不需要加热,确定发生装置为A,根据NO2能与水反应且密度大于空气,应用向上排空气法收集NO2气体,则收集装置是D,故选AD。
(3)根据反应原理可知,NO、NH3、O2为反应物,生成N2和H2O,配平化学方程式为:。
(4)喷淋吸收塔装置的优点:增大了气体与NaClO溶液的接触面积,加快了脱硫脱硝速率,由图可知,NaClO与NO反应生成硝酸根离子和氯离子,配平反应的离子方程式为。
(5)①装置A中,Fe2(SO4)溶液吸收SO2反应的离子方程式为:。
②SO2使品红溶液褪色,反应后,若要检验SO2是否过量,可用试剂为品红溶液。
③FeSO4与Ce(SO4)2发生反应Fe2++Ce4+=Ce3++Fe3+,设FeSO4的物质的量浓度为c,则可得c×0.02L=0.1000mol·L-1×0.018L,解得x=0.0900mol·L-1,故FeSO4的物质的量浓度为0.0900mol·L-1。
19. CO 降低 NO 1 22.4 4
解析:由化学方程式2NO+2CON2+2CO2可知,NO转化为N2,N元素化合价降低,NO作氧化剂,N2为还原产物;CO转化为CO2,C元素化合价升高,CO作还原剂,CO2为氧化产物。
(1)由分析可知,CO作还原剂;NO转化为N2,N元素化合价降低;
(2)根据2NO+2CON2+2CO2可知,若反应中消耗了2mol NO,则生成N2的物质的量为1mol,标准状况下体积为22.4L,2个NO转化为1个N2,N元素化合价由+2价变为0价,共得到4个电子,反应消耗2mol NO,转移4mol电子。
20.①V(NO2)=7.2mL、V(O2)=2.8mL;②V(NO2)=8.6mL、V(O2)=1.4mL
解析:先判断过量的气体的成分,若为氧气,然后根据 4NO2+O2+2H2O=4HNO3计算,求出参加此反应的NO2和O2,最后相加得到原来的氧气;若为NO,先根据3NO2+H2O=2HNO3+NO求出过量的NO2,然后根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3求出参加此反应的NO2和O2,最后相加得到原来的NO2。
NO2和O2混合气体的试管倒立于水中,发生的总反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,最后剩余气体可能为氧气,也可能是NO气体,分两种情况讨论:
①若剩余气体为氧气,设参加4NO2+O2+2H2O=4HNO3反应消耗的氧气体积为x,则消耗的NO2的体积为4x,即:5x=10mL-1mL=9mL,解得x=1.8mL,原混合气中V(O2)=2.8mL,V(NO2)=7.2mL;
②若剩余气体为NO气体,则由3NO2+H2O=2HNO3+NO,说明过量的NO2为3mL,反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3消耗的气体总体积为7mL,设反应消耗的氧气的体积为y,则消耗的NO2的体积为4y,则有5y=7mL,y=1.4mL,则原混合气中V(O2)=1.4mL,V(NO2)=8.6mL;
答:原混合气体中NO2和O2的体积为分别为①V(NO2)=7.2mL、V(O2)=2.8mL;②V(NO2)=8.6mL、V(O2)=1.4mL。
21.0 3
解析:(1)根据方程式3S+6KOH2K2S+K2SO3+3H2O可知,3mol S可以和6mol KOH反应,0.48g S的物质的量n=0.015mol,则需要消耗KOH的物质的量n=2n(S)=0.03mol,故需要KOH溶液的体积V== =0.03L=30.0mL,故答案为30.0;
(2)若S与KOH溶液反应生成K2Sx和K2S2O3,则反应的化学方程式为(2x+2)S+6KOH2K2Sx+K2S2O3+3H2O,根据反应方程式有
解得x=3,故答案为3。
22.(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O C
(2) 品红溶液褪色 还原 Cl2+SO2+2H2O=4H++SO+2Cl-
(3)吸收尾气
【分析】浓硫酸和铜在加热条件下反应生成SO2,二氧化硫具有漂白性,则试管②中品红褪色,;酸性高锰酸钾具有强氧化性,能够氧化二氧化硫,则高锰酸钾褪色体现二氧化硫具有还原性; ③中NaOH溶液用于吸收二氧化硫,防止污染环境,以此解答该题。
解析:(1)试管①中铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫、水,反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;反应过程中硫元素化合价降低,浓硫酸表现出了氧化性,有硫酸铜生成,浓硫酸表现酸性,故选C。
(2)若试管②中的试剂为品红溶液,二氧化硫能使品红溶液褪色,实验中观察到的现象是品红溶液褪色;若试管②中的试剂为酸性KMnO4溶液,二氧化硫把高锰酸钾还原为锰离子,实验时,观察到溶液褪色,则说明生成的气体具有还原性;若试管②中的试剂为新制氯水,二氧化硫、氯水反应生成硫酸和盐酸,对应的离子方程式为Cl2+SO2+2H2O=4H++SO+2Cl-。
(3)试管③中的试剂为NaOH溶液,二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,反应方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,其作用是吸收尾气。
23. 第三周期ⅥA族 H2O> H2S 3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O (NH4)2Fe(SO4)2·6 H2O
【分析】根据元素在周期表中的位置及原子序数关系判断元素种类;根据元素周期律及元素性质分析解答;根据常见离子的检验方法及题干信息分析判断化学式。
解析:原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,在周期表中X是原子半径最小的元素,则X为H元素;Z、W位于同主族,设Z的原子序数为x,则W的原子序数为x+8,Y、Z左右相邻,Y的原子序数为x 1,由四种元素的原子序数之和为32,则1+(x 1)+x+(x+8)=32,解得x=8,即Y为N元素,Z为O元素,W为S元素,M元素与X同主族,与W同周期,则M为Na。
(1)根据上述分析,W为S,在周期表的位置为:第三周期ⅥA族,故答案为:第三周期ⅥA族;
(2)非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性O>S,故氢化物越稳定H2O> H2S,故答案为:H2O> H2S;
(3)由H、N、O、S四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,该酸为HNO3,Cu越稀硝酸反应得到硝酸铜、NO与水,反应离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(4)a.由H、N、O、S和Fe五种元素组成的相对分子质量为392的化合物B, 1molB中含有6mol结晶水。向B的溶液中加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色有刺激性气味的气体,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,说明B中含有Fe2+和NH4+,另取少量B的溶液,向其中加入过量BaCl2溶液时产生白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不溶解,说明B中含有SO42 ;b.结合B的相对分子质量和结晶水个数可知B的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,故答案为:(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O