第3章 物质的性质与转化 测试题
一、单选题
1.引起环境污染的原因错误的是( )
A.重金属、农药和难分解有机物、含N、P的污水等会造成水体污染
B.装饰材料中的甲醛、芳香烃及氡等会造成居室污染
C.SO2、NO2和CO2都会导致酸雨的形成
D.CO2的大量排放会造成温室效应的加剧
2.有一块铁的“氧化物”样品,用140mL 5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025mol Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,则该样品可能的化学式为( )
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
3.“节能减排”是我国的一项重要国策,下列燃料最符合这项国策的是( )
A.天然气 B.汽油 C.无烟煤 D.氢气
4.2022北京冬奥会是我国提出“2030碳达峰、2060碳中和”目标后的首个世界级体育盛会,冬奥会承诺碳排放将全部中和。下列技术中不能促进碳中和的是( )
A.在火力发电中,对烟尘采用脱硫除尘处理减少空气污染
B.张北风电、太阳能发电实现绿色用电
C.“平原用电、山地用氢”的原则,在各赛区推广电动汽车、氢燃料电池汽车
D.中科院首次实现了从二氧化碳到淀粉的从头全合成
5.下列气体会造成温室效应的是( )
A.H2 B.N2 C.CO2 D.O2
6.下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是( )
①在大亚湾核电站已安全运行多年的基础上,广东将继续发展核电,以减少火力发电带来的二氧化硫和二氧化碳排放问题
②积极推行“限塑令”,加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料
③加速建设地铁、轻轨等轨道交通,促进珠三角城市一体化发展,减少汽车尾气排放
④发展低碳经济、循环经济,推广可利用太阳能、风能的城市照明系统
⑤使用生物酶降解生活废水中的有机物,使用填埋法处理未经分类的生活垃圾.
A.①②③④ B.①②⑤ C.①②④⑤ D.③④⑤
7.下列有关酸的事实和括号中对应表现出的性质均正确的是( )
A.H2S气体能用浓硫酸进行干燥(浓硫酸的吸水性)
B.铜与浓硝酸制备NO2气体(浓硝酸的强氧化性、酸性)
C.SO2的水溶液能够使品红溶液褪色(H2SO3的强氧化性)
D.可口可乐瓶盖打开后,有大量气体逸出(H2CO3的挥发性)
8.2001年1月,某地发生了导致四人死亡、一百多人中毒的食用熟牛肉中毒事件,经过对该牛肉的检测,发现某盐的含量比国家允许标准高800多倍,该盐可能是( )
A.NaCl B.NaNO3 C.NaNO2 D.BaSO4
9.往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2,溶液颜色由棕黄色变成浅绿色,同时有白色沉淀产生。下列说法正确的是( )
A.该实验表明FeCl3有还原性 B.白色沉淀为BaSO3
C.该实验表明SO2有漂白性 D.反应后溶液酸性增强
10.50mL18mol/L的硫酸与足量铜片共热,被还原的硫酸的物质的量是( )
A.大于0.9 mol B.等于0.45 mol
C.小于0.45mol D.大于0.45 mol小于0.9 mol
11.下列用品的主要成分及用途对应不正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
12.下列反应中,改变反应物的用量、条件或浓度,不会改变生成物的是( )
A.铜和硝酸反应 B.二氧化碳通入氢氧化钠溶液中
C.细铁丝在氯气中燃烧 D.铁和与硫酸溶液反应
13.下列说法正确的是( )
A.用浓硫酸在纸上书写,字迹变黑,是因为浓硫酸的氧化性
B.二氧化硫能使紫色的高锰酸钾溶液褪色,是因为二氧化硫的漂白性
C.常温下铝遇到浓硝酸或者浓盐酸时会发生钝化
D.pH是5.6的雨水是正常的,不需要治理
14.下列氯化物不能用金属与盐酸反应得到的是( )
①FeCl3②FeCl2③CuCl2④MgCl2.
A.①②③ B.①③ C.②④ D.①④
15.将NH4HCO3在试管中加热,使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠的干燥管、足量浓硫酸的洗气瓶,最后得到的气体是( )
A.NH3 B.O2 C.H2O D.CO2
16.载人航天器中的物质和能量资源都十分宝贵,我国科学家进行了如图所示的氧循环研究,实现了空间站中氧气的再生。下列说法错误的是
A.用于循环的氢原子利用率为100%
B.太阳能可作为反应①和②的能量来源
C.反应①为
D.等物质的量的和含有的电子数相同
二、综合题
17.如图是实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出.
(1)在组装好装置之后,应进行的操作名称是 .
(2)装置B中盛放的试剂是 .
(3)当C中固体全部变为红色后,关闭弹簧夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量,若反应前固体质量为16g,反应后固体质量减少2.4g,则该固体产物的成分是 (用化学式表示).从E中逸出液面的气体可以直接排入空气中,请写出在C中发生反应的化学方程式: .
(4)关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,气体进入F中立即产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中.请写出产生白烟的化学方程式: ,迅速发生倒吸的原因是 .
(5)为了证明一水合氨是弱碱,甲、乙两同学分别设计如下实验进行探究.
①甲同学用pH试纸测得室温下0.01mol L﹣1氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,理由是 .
②乙同学取出10mL 0.1mol L﹣1氨水,滴入2滴酚酞试液,溶液显粉红色,再加入少量NH4Cl晶体,观察到 ,证明一水合氨是弱电解质.
③请设计一个与甲、乙同学不同的简单实验方案,证明一水合氨是弱电解质: .
18.氨气具有广泛的用途.
(1)工业上合成氨反应的化学方程式是
(2)实验室常用如图所示装置制取并收集氨气.
①实验室制取氨气反应的化学方程式是
②图中方框内收集氨气的装置可选用 (填字母序号).
③尾气处理装置中使用倒扣漏斗的作用是 .
(3)工业上用NH3制取NO反应的化学方程式是 .
19.二氧化硫的含量是空气质量监测的一个重要指标.
(1)I.二氧化硫被雨水吸收后就形成了酸雨,某兴趣小组同学汲取热电厂附近的雨水进行实验.
①测得该雨水样品的pH为4.73;
②每隔1h,通过pH计测定雨水样品的pH,测得的结果如表:
测定时间/h 0 1 2 3 4
雨水样品的pH 4.73 4.62 4.56 4.55 4.55
根据以上信息,回答下列问题:
正常雨水的pH为5.6,偏酸性,这是因为 .
(2)分析上述数据变化,你认为形成这一变化的原因是 .
(3)II.兴趣小组同学为测定空气中二氧化硫的体积分数,做了如下实验:取标准状况下的空气1.000L(内含氮气、氧气、二氧化硫、二氧化碳等),慢慢通过足量氯水,(反应的化学方程式为SO2+Br2+H2O=2HBr+H2SO4),在所得溶液中加入过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为0.233g.
①过滤时,除去沉淀中附着的过量氧化钡的方法是 .
②计算该空气样品中二氧化硫的体积分数(写出计算过程)
20.氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定,其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)下列关于海洋氮循环的说法正确的是 (填字母序号)。
a. 海洋中存在游离态的氮
b. 海洋中的氮循环起始于氮的氧化
c. 海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
d. 向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量
(3)有氧时,在硝化细菌作用下,NH4+可实现过程④的转化,将过程④的离子方程式补充完整: NH4+ + 5 O2=2 NO2- + H+ + +
(4)有人研究了温度对海洋硝化细菌去除氨氮效果的影响,下表为对10 L人工海水样本的监测数据:
温度/℃ 样本氨氮含量/mg[ 处理24h 处理48h
氨氮含量/mg 氨氮含量/mg
20 1008 838 788
25 1008 757 468
30 1008 798 600
40 1008 977 910
硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是 ,在最佳反应温度时,48 h内去除氨氮反应的平均速率是 mg·L-1·h-1。
(5)为了避免含氮废水对海洋氮循环系统的影响,需经处理后排放。图是电解产物氧化工业废水中氨氮(NH4+)的示意图。
①阳极的电极反应式: ;
②写出电解产物氧化去除氨氮的离子方程式: ;
③若生成H2和N2的物质的量之比为3:1,则处理后废水的c(H+)将 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
21.物质的分类与转化是化学学习中重要的方法。
(1)为了保护环境,应减少在大气中的排放,属于酸性氧化物,可与、 (填与碱不同类别的具体物质)反应;写出用吸收少量的反应离子方程式 。
(2)是重要的化工原料,可用于金属蚀刻、污水处理等。写出两个生成的化学方程式(以含铁元素的不同类别的物质为原料)。
① ;
② 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.水体污染通常有重金属、农药和难分解有机物、含N、P的污水等引起的,会引起水体的富集营养化,造成水华、赤潮,A不符合题意;
B.居室污染来源于装饰材料(壁纸、乳胶漆等)中的甲醛、芳香烃及氡等会造成居室污染,B不符合题意;
C.酸雨的形成是由于SO2、NO2而引起的,与CO2无关,CO2会造成温室效应,C符合题意;
D.CO2和氟氯烃等物质都能造成温室效应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】SO2是造成硫酸型酸雨的主要原因;氮氧化物主要造成硝酸型酸雨;CO2是温室气体,会加剧温室效应。
2.【答案】D
【解析】【解答】n(HCl)=0.14L×5.0mol/L=0.7mol,由氧化物和盐酸反应生成水可知,氧化物中含有n(O)= n(HCl)=0.35mol,所得溶液还能吸收0.025mol Cl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,反应后所得溶液为FeCl3,因n(Cl-)=0.7mol+0.025mol×2=0.75mol,则n(Fe3+)= n(Cl-)=0.25mol,所以氧化物中n(Fe)∶n(O)=0.25∶0.35=5∶7,所以化学式为Fe5O7;
故答案为:D。
【分析】与盐酸反应产生的是氯化亚铁和氯化铁混合物,根据与氯气反应可求出亚铁离子的物质的量,结合氯元素守恒求出铁离子的物质的量即可
3.【答案】D
【解析】【解答】A.天然气燃烧产生二氧化碳,有二氧化碳排放;
B.汽油燃烧产生二氧化碳,有二氧化碳排放;
C.无烟煤燃烧产生二氧化碳,有二氧化碳排放;
D.氢气燃烧的产物只有水,没有二氧化碳排放;
最符合“节能减排”的燃料是氢气,
故答案为:D。
【分析】节能减排的含义是减少二氧化碳的排放量,据此进行判断即可。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.在火力发电中,对烟尘采用脱硫除尘处理减少空气污染主要是减少二氧化硫的排放量,与二氧化碳排放量无关,故A符合题意;
B.张北风电、太阳能发电实现绿色用电,减少因火力发电而产生的二氧化碳,故B不符合题意;
C.“平原用电、山地用氢”的原则,在各赛区推广电动汽车、氢燃料电池汽车,减少了汽油燃烧生成的二氧化碳的排放量,故C不符合题意;
D.中科院首次实现了从二氧化碳到淀粉的从头全合成,有利于二氧化碳的减少,故D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】减少二氧化碳的排放或增大二氧化碳的吸收均能促进碳中和,据此解答。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.氢气是最清洁能源,燃烧生成水,不产生温室效应,故A不符合题意;
B.氮气,空气主要成分之一,无毒,化学性质不活泼,不产生温室效应,故B不符合题意;
C.二氧化碳气体是造成温室效应的主要气体之一,故C符合题意;
D.氧气,空气主要成分之一,对人和动物的呼吸有重要作用,不产生温室效应,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】CO2气体是造成温室效应的主要气体之一,但CO2气体不属于污染气体。
6.【答案】A
【解析】【解答】解:①火力发电会消耗很多燃煤,会产生大量二氧化硫和二氧化碳,引起空气污染,发展核电,能减少火力发电带来的二氧化硫和二氧化碳排放问题,可减少酸雨和温室效应,起到保护和改善自然环境的作用,故①正确;②积极推行“限塑令”,加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料,可降解塑料在微生物作用下分解生成二氧化碳,实现“碳”的循环利用应用,减少二氧化碳的排放,可减少白色污染,起到保护和改善自然环境的作用,故②正确;③加速建设地铁、轻轨等轨道交通,减少汽车尾气排放对保护环境有着极其重要作用,有利于节能减排和改善环境,故③正确;④太阳能、风能是清洁能源,推广使用太阳能、风能,可减少化石能源的使用,有利于节能减排、改善环境质量,故④正确;⑤有的垃圾含有重金属离子,填埋法处理未经分类的生活垃圾会污染水体和土壤,不利于节能减排、改善环境质量,故⑤错误;
故选A.
【分析】①火力发电会产生大量二氧化硫和二氧化碳;②塑料制品造成严重的白色污染,故应推行限塑令,控制塑料制品的使用,加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料;③加速建设地铁、轻轨等轨道交通,减少汽车尾气排放,能够减少污染物的排放;④推广可利用太阳能、风能的城市照明系统,减少传统能源的使用,有利于改善环境;⑤使用填埋法处理未经分类的生活垃圾会污染土壤和水资源.
7.【答案】B
【解析】【解答】解:A、H2S与浓硫酸发生氧化还原反应,所以不能用浓硫酸干燥硫化氢,体现浓硫酸的强氧化性,故A错误;
B、硝酸与铜反应氮的化合价部分变化,所以体现浓硝酸的强氧化性和酸性,故B正确;
C、SO2的水溶液能够使品红溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性,而不是H2SO3的强氧化性,故C错误;
D、可口可乐瓶盖打开后,有大量气体逸出,体现二氧化碳的溶解性减小,而不是H2CO3的挥发性,故D错误;
故选B.
【分析】A、H2S与浓硫酸发生氧化还原反应;
B、硝酸与铜反应氮的化合价部分变化;
C、SO2的水溶液能够使品红溶液褪色,体现二氧化硫的漂白性;
D、体现二氧化碳的溶解性.
8.【答案】C
【解析】【解答】亚硝酸钠常用于鱼类、肉类等食品的发色剂和防腐剂,但它可使血液中的低价铁血红蛋白氧化成高价铁血红蛋白,失去运输氧的功能,人若食用亚硝酸钠(NaNO2)严重超标的牛肉(按防疫部门规定,牛肉中亚硝酸盐含量应小于30mg/kg)后,轻者嘴唇、手指甲发紫,重者中毒,直至窒息死亡,某地发生了导致四人死亡、一百多人中毒的食用熟牛肉中毒事件,应该为NaNO2超标,
故选C.
【分析】亚硝酸钠外观与食盐相似,有咸味,是常用的发色剂和防腐,剂但是它有毒,只能在规定的范围内使用,据此分析即可解答.
9.【答案】D
【解析】【解答】该实验表明FeCl3有氧化性;上述过程发生了氧化还原反应:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+和复分解反应:SO42-+Ba2+=BaSO4↓,白色沉淀为BaSO4;反应后有盐酸生成,溶液酸性增强。
故答案为:D
【分析】根据二氧化硫能与氯化铁等强氧化剂反应生成硫酸进行分析反应过程得出结论即可.
10.【答案】C
【解析】【解答】解:50mL 18mol/L的硫酸中n(H2SO4)=18mol/L×0.05L=0.9mol,假设50mL 18mol/L的硫酸中的硫酸分子全部与铜反应时,据Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O可知作氧化剂的硫酸为0.45mol,起酸作用的硫酸0.45mol,随着反应的进行,浓硫酸溶液的浓度逐渐减小,当成为稀硫酸是此反应停止,所以作氧化剂的硫酸的物质的量小于0.45mol,即被还原的硫酸的物质的量小于0.45mol,
故选:C.
【分析】铜与浓硫酸加热时发生反应,随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐减小,当成为稀硫酸是此反应停止.
11.【答案】C
【解析】【解答】A.硫酸铵为铵盐含有氮元素,属于氨态氮肥,是常用的一种化肥,故A正确;
B.制造玻璃的原料包括:石灰石、纯碱、二氧化硅,故B正确;
C.聚乙烯分子应为 ,故C错误;
D.三氧化二铁为红棕色粉末,常用三氧化二铁生产红色颜料或是涂料,故D正确;
故选:C.
【分析】A.硫酸铵为铵盐含有氮元素,属于氨态氮肥;
B.石灰石、纯碱、二氧化硅为制造玻璃的原料;
C.聚乙烯,简称PE,无毒、无味、无臭,符合食品包装卫生标准,聚乙烯分子书写错误;
D.三氧化二铁为红棕色固体.
12.【答案】C
【解析】【解答】A.Cu与稀硝酸反应生成NO,Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮,故A不符合题意;
B.NaOH少量时生成碳酸氢钠,NaOH足量时生成碳酸钠,故B不符合题意;
C.细铁丝在氯气中燃烧,生成氯化铁,故C符合题意;
D.Fe与稀硫酸反应生成氢气,Fe与浓硫酸反应发生钝化或加热反应生成二氧化硫,故D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】根据化学反应的条件、反应物的用量等对产物的影响进行分析.
13.【答案】D
【解析】【解答】A.用浓硫酸在纸上书写,字迹变黑,是因为浓硫酸的脱水性,A不符合题意;
B.二氧化硫能使紫色的高锰酸钾溶液褪色, 是因为二氧化硫的还原性,B不符合题意;
C.常温下铝遇到浓硝酸会发生钝化,铝与浓盐酸会反应生成氯化铝和氢气,C不符合题意;
D.pH是5.6的雨水是正常的,不需要治理,是因为空气中二氧化碳与雨水反应生成碳酸,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.浓硫酸有脱水性;
B.二氧化硫能使紫色的高锰酸钾溶液褪色;
C.常温下铝遇到浓硝酸会发生钝化,铝与浓盐酸会反应生成氯化铝和氢气;
D.空气中二氧化碳与雨水反应生成碳酸。
14.【答案】C
【解析】【解答】解:Fe与盐酸反应生成FeCl2,Mg与盐酸反应生成MgCl2,Cu与盐酸不反应,
故选C.
【分析】盐酸具有弱氧化性,与变价金属反应生成低价金属氯化物,排在金属活动性顺序表中H前面的金属与盐酸反应,以此来解答.
15.【答案】B
【解析】【解答】NH4HCO3受热分解生成NH3、H2O、CO2,通过过氧化钠,H2O、CO2转化成O2,再通过足量浓硫酸,NH3被吸收,只剩下O2,B符合题意;
故答案为:B。
【分析】NH4HCO3受热分解生成NH3、H2O、CO2,
16.【答案】A
【解析】【解答】A.反应①为,反应②2H2O2H2+O2,氢原子部分进入甲烷,用于循环的氢原子利用率达不到100%,A符合题意;
B.太阳能可作为反应①和②的能量来源,B不符合题意;
C.根据得失电子守恒配平方程,反应①为,C不符合题意;
D.水和甲烷都是常见的10电子微粒,等物质的量的和含有的电子数相同,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据产物不只有一种分析;
B.依据图像分析;
C.根据得失电子守恒配平方程;
D.水和甲烷都是常见的10电子微粒。
17.【答案】(1)检查装置的气密性
(2)碱石灰(生石灰或固体NaOH)
(3)Cu和Cu2O;2NH3+4CuO Cu2O+2Cu+N2↑+3H2O
(4)3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl;盛满氯气的集气瓶中因Cl2与NH3反应生成固体,导致F瓶内压强减小,引起溶液倒吸
(5)若NH3 H2O是强碱,0.01 mol L﹣1氨水的pH应为12,而pH=10<12,故NH3 H2O没有完全电离,故为弱碱;溶液颜色变浅;测NH4Cl[或NH4NO3或(NH4)2SO4]溶液的pH,若pH<7,证明铵根离子可水解,故NH3 H2O为弱电解质
【解析】【解答】解:(1)该实验是实验室进行氨气快速制备与性质实验,因有气体参与,需检查装置的气密性,方法为:首先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞,打开弹簧夹1,在E中装入水后,然后微热A,观察到E中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,E中导管有水柱形成说明装置气密性良好,
故答案为:检查装置的气密性;(2)进入C中硬质试管的氨气应干燥,装置B的作用是干燥氨气,干燥氨气用碱石灰,碱石灰的成分为生石灰或固体NaOH,
故答案为:碱石灰(生石灰或固体NaOH);(3)16gCuO中含有Cu元素质量为16g× =12.8g,含有氧元素质量为16g﹣12.8g=3.2g,反应后称重固体质量减少2.4g,剩余固体质量为16g﹣2.4g=13.6g,大于12.8g,故剩余固体含有Cu、O元素,故n(Cu)= =0.2mol,含有O元素的质量为13.6g﹣12.8g=0.8g,n(O)= =0.05mol,n(Cu):n(O)=0.2mol:0.05mol=4:1>2:1,故剩余固体为Cu2O、Cu,装置C中黑色固体逐渐变红,说明有Cu生成,从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,说明氨气被氧化为氮气,同时生成水,C中发生反应的化学方程式为:2NH3+4CuO Cu2O+2Cu+N2↑+3H2O,
故答案为:Cu和Cu2O;2NH3+4CuO Cu2O+2Cu+N2↑+3H2O;(4)氯气有强氧化性,氧化氨气生成N2,产生白烟,说明生成固体,故还生成NH4Cl,反应方程式为:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl,盛满氯气的集气瓶中因Cl2与NH3反应生成固体,导致F瓶内压强减小,引起溶液倒吸,
故答案为:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl;盛满氯气的集气瓶中因Cl2与NH3反应生成固体,导致F瓶内压强减小,引起溶液倒吸;(5)①如果氨水是强碱,0.010mol L﹣1氨水C(H+)= =10﹣12,pH=12,实际上溶液的pH=10<12,所以氨水是弱碱;
故答案为:若NH3 H2O是强碱,0.01 mol L﹣1氨水的pH应为12,而pH=10<12,故NH3 H2O没有完全电离,故为弱碱;
②向氨水中加入氯化铵后,如果氨水是弱电解质,则抑制氨水的电离,溶液中氢氧根离子浓度降低,溶液的碱性减弱,则溶液的颜色变浅,则说明氨水存在电离平衡;
故答案为:溶液颜色变浅;
③配制0.1mol/L的氯化铵溶液(或NH4NO3或(NH4)2SO4),将氯化铵溶液[或NH4NO3或(NH4)2SO4]滴到pH试纸上,测得其pH<7,说明氯化铵是强酸弱碱盐,则一水合氨是弱电解质,
故答案为:测NH4Cl[或NH4NO3或(NH4)2SO4]溶液的pH,若pH<7,证明铵根离子可水解,故NH3 H2O为弱电解质.
【分析】(1)该实验是实验室进行氨气快速制备与性质实验,因有气体参与,需检查装置的气密性;(2)进入C中硬质试管的氨气应干燥,装置B的作用是干燥氨气,干燥氨气用碱石灰;(3)生成的红色物质可能为Cu2O、Cu或二者混合物,反应前固体质量为16g,反应后称重固体质量减少2.4g,剩余固体质量为16g﹣2.4g=13.6g,计算剩余固体中Cu、氧元素质量确定组成,进而计算n(Cu):n(O)确定组成;从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,说明氨气被氧化为氮气,同时生成水;(4)氯气有强氧化性,氧化氨气生成N2,产生白烟,说明生成固体,故还生成NH4Cl;盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体,导致内压减小,引起溶液倒吸;(5)①根据一定物质的量浓度的溶液的pH大小,确定电解质的电离程度,进而确定强弱电解质;
②如果氨水是弱碱,则存在电离平衡,加入含有相同离子的盐能改变平衡的移动,则溶液的颜色发生变化,如果不变化,则证明是强碱;
③利用测定溶液PH判断溶液呈酸性,证明铵根离子水解证明一水合氨是弱电解质,可根据铵盐溶液的酸碱性确定一水合氨电解质的强弱.
18.【答案】(1)N2+3H2 2NH3
(2)Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2 +2H2O+2NH3↑;C;防止烧杯中的水倒吸
(3)4NH3+5O2 4NO+6H2O
【解析】【解答】解:(1)工业合成氨是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气,反应是可逆反应,反应的化学方程式为:N2+3H2 2NH3,
故答案为:N2+3H2 2NH3;(2)①实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应制备氨气,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2 +2H2O+2NH3↑,
故答案为:Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2 +2H2O+2NH3↑;②氨气极易溶于水,密度比空气小,所以收集氨气可选用向下排空气法,根据进气方向应该用C装置,
故答案为:C; ③氨气极易溶于水,倒置漏斗有缓冲作用,气体能充分被吸收且防止倒吸,
故答案为:防止烧杯中的水倒吸;(3)工业上用NH3和氧气在催化剂的作用下发生反应制取一氧化氮,该反应的化学方程式为:4NH3+5O2 4NO+6H2O,
故答案为:4NH3+5O2 4NO+6H2O;
【分析】(1)工业合成氨是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气,反应是可逆反应;(2)①实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应制备氨气;②氨气的密度比空气的密度小,所以要用向下排空气法收集氨气;③氨气极易溶于水,倒扣漏斗空间大,能防止倒吸;(3)NH3和氧气在催化剂的作用下发生反应生成一氧化氮和水;
19.【答案】(1)大气中的CO2溶于雨水
(2)H2SO3与空气中的O2作用转化为H2SO4,使雨水的酸性增强,pH减小
(3)在漏斗中用蒸馏水淋洗; ×100%=2.24%
【解析】【解答】解:I.(1)空气中存在CO2溶于水生成碳酸使雨水显酸性,正常雨水的pH值约等于5.6;
故答案为:大气中的CO2溶于雨水; (2)雨水的pH值变小的原因是由于排放出来的SO2等气体溶于水后生成H2SO3,H2SO3随雨水的下降,逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H2SO4,.2H2SO3+O2=2H2SO4,从而使雨水的酸性增强.
故答案为:H2SO3与空气中的O2作用转化为H2SO4,使雨水的酸性增强,PH减小;
II.①除去沉淀中附着的过量氧化钡的方法是在漏斗中用蒸馏水淋洗,故答案为:在漏斗中用蒸馏水淋洗;②利用关系式:
SO2 ~SO42﹣~ BaSO4,
0.001mo =1×10﹣3mol
n(SO2)=n(BaSO4)=1×10﹣3mol
1L空气中SO2的体积为22.4L/mol×0.001mol=0.0224L,SO2的体积分数为 ×100%=2.24%,
故答案为:2.24%.
【分析】I.(1)空气中存在CO2溶于水使雨水显酸性,正常雨水的pH值约等于5.6;(2)由于排放出来的SO2等气体溶于水后生成H2SO3,H2SO3随雨水的下降,逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H2SO4,2H2SO3+O2=2H2SO4,从而使雨水的酸性增强;
II.(1)除去沉淀中附着的过量氧化钡的方法是在漏斗中用蒸馏水淋洗;(2)利用关系式:SO2~SO42﹣~BaSO4,根据BaSO4沉淀的质量求出SO2的体积,最后求出体积分数
20.【答案】(1)②
(2)ad
(3)4;6;N2O;5H2O
(4)25℃;1.125
(5)2Cl- -2e- = Cl2↑;2NH4++3Cl2=N2+6Cl-+8H+;增大
【解析】【解答】(1)氮的固定作用是指游离态氮元素发生反应生成化合态氮元素的过程为固氮作用,即单质变化为化合物,分析转化关系图可知只有反应②是氮气转化为铵根离子是固氮作用;
(2)a.氮气在水中的溶解度较小,海洋中存在少量游离态的氮,a符合题意;
b.转化关系图可知,铵根离子中N的化合价为-3价,海洋中的氮循环起始于氮的还原,b不符合题意;
c.反硝化作用是指将硝酸盐转变成氮气的过程.硝化作用是指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程.硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。反硝化作用:反硝化细菌在缺氧条件下,还原硝酸盐,释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的过程,不一定有氧参加,c不符合题意;
d.转化关系图中硝酸根离子增多,反硝化作用增强,向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量,d符合题意;
故答案为:ad;
(3)有氧时,在硝化细菌作用下,NH4+可实现过程④的转化,生成N2O、NO2-、H+和水,氮元素化合价-3价变化为+1价和+3价,氧元素化合价0价变化为-2价,电子转移总数20e-,所以配平得到离子方程式为:4NH4++5O2═2NO2-+6H++N2O+5H2O;
(4)硝化细菌去除氨氮的最佳反应温度是处理24h和处理48h后氨氮含量最少的温度是25℃,处理效果好,在最佳反应温度时,48h内去除氨氮反应的平均速率= =1.125mg/(L h);
(5)①装置图分析可知和电源正极相连的为阳极,溶液中氯离子在阳极失电子生成氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2 ↑;
②氯气具有强氧化性酸性溶液中能氧化铵根离子为氮气除去,离子方程式为:2NH4++3Cl2=N2+6Cl-+8H+;
③电解池中阳极电极反应是:2Cl--2e-=Cl2↑, 3Cl2+2NH4+=N2+8H++6Cl-,阴极电极反应为:2H++2e-=H2↑,若生成n (H2):n (N2)=3:1,电子守恒得到6H+~3H2~6e-~N2~3Cl2~6e-~8H+,阳极产生的H+比阴极消耗的H+多,所以c(H+)将增大。
【分析】(1)固氮过程是将N2转化为氮的化合物的;
(2)结合循环过程图分析;
(3)根据得失电子守恒、电荷守恒和原子个数守恒配平离子方程式;
(4)氮氨含量最小,其反应温度最佳,结合表格实验数据分析;根据表格数据计算反应速率;
(5)①Cl-在阳极发生失电子的氧化反应,生成Cl2,据此写出电极反应式;
②电解产物Cl2和NH4+反应生成N2和HCl,据此写出反应的离子方程式;
③结合电极反应式分析;
21.【答案】(1)或;
(2);
【解析】【解答】(1)属于酸性氧化物,能与水反应生成酸,能与碱反应生成盐和水,能与碱性氧化物反应生成盐,故可与、、等反应;与少量反应离子方程式为;
(2)生成,可以用氧化铁直接与盐酸反应,也可以用氢氧化铁与盐酸反应,化学方程式为;。
【分析】(1)依据酸性氧化物的通性判断,能与水反应生成酸,能与碱反应生成盐和水,能与碱性氧化物反应生成盐;
(2)依据物质分类转化关系,氧化铁直接与盐酸反应,也可以用氢氧化铁与盐酸反应。