高考化学氮及其化合物的推断题综合复习含答案解析
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高考化学氮及其化合物的推断题综合复习含答案解析
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义。
(1)实验室欲用下图所示装置(夹持固定装置略去)制备并收集氨气。
①请在图中烧瓶内绘出导管所缺部分______________。
②试管中反应的化学方程式是____________________。
③为吸收多余的氨气,烧杯中的试剂是__________________。
(2)氨有很多重要性质。
①将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色,其原因是_______________________________。
②管道工人曾经用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如出现白烟,说明有氯气泄露,同时还有一种相对分子质量为28的气体生成,该反应的化学方程式是
__________________________。
(3)写出氨的两种用途__________________________________。
【答案】 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 水(或稀盐酸、硫酸等) 氨
水显碱性 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl 作制冷剂、制化肥等
【解析】
【分析】
(1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,氨气极易溶于水,所以只能采用向下排空气法收集;
②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,据此写出该反应方程式;
③氨气极易溶于水,且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸,据此分析氨气的吸收方法;
(2) ①氨水溶液显碱性,溶液中存在氢氧根离子大于氢离子浓度,据此进行分析;
②根据电子得失守恒、原子守恒规律,推断出氨气和氯气反应生成氯化铵和氮气;据此写出化学方程式;
【详解】
(1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,所以可以采用向下排空气法收集气体,即导气管应该“短进长出”,如图所示:;
因此,本题正确答案是:。
②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,反应方程
式:2NH 4Cl +Ca(OH)2CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O ;
因此,本题正确答案是: 2NH 4Cl +Ca(OH)2
CaCl 2+2NH 3↑+2H 2O 。
③氨气极易溶于水,且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸,故可以用水或酸吸收氨气; 因此,本题正确答案是: 水(或稀盐酸、硫酸等)。
(2) ①氨气极易溶于水生成氨水,氨水能电离出铵根离子和氢氧根离子,导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性,所以将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色; 综上所述,本题答案是:氨水显碱性。
②氨气和氯气反应生成白色烟,为氯化铵,同时还有一种相对分子质量为28的气体生成,根据反应中得失守恒和元素守恒知,另一种物质是氮气,所以反应方程式为
8NH 3+3Cl 2===N 2+6NH 4Cl ;
综上所述,本题答案是:8NH 3+3Cl 2===N 2+6NH 4Cl 。
(3)氨气极易液化,气化时吸收热量,所以氨气能作制冷剂,氨气能与酸反应生成铵盐,可以制造化肥;
因此,本题正确答案是:作制冷剂、制化肥等。
2.在下列物质转化中,A 是一种正盐,D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大16,E 是酸,当 X 无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:
当 X 是强酸时,A 、B 、C 、D 、E 均含同一种元素;
当 X 是强碱时,A 、B 、C 、D 、E 均含另外同一种元素。
请回答:
(1)A 是_____,Y 是_____。
(2)当X 是强酸时,B 是_____。
写出C 生成D 的化学方程式:____________。
(3)当X 是强碱时,B 是_____,写出 D 生成E 的化学方程式:
__________________________________。
【答案】(NH 4)2S O 2 H 2S 22
32SO +O 2SO ƒ催化剂 NH 3 2233NO +H O=2HNO +NO
【解析】
【分析】
本题中C 、D 的变化和D 的相对分子质量比C 的大16是题中一个最具有特征的条件,通过分析可初步判断D 比C 多一个氧原子,A 为(NH 4)2S ,联想已构建的中学化学知识网络,符合这种转化关系的有:SO 2→SO 3,NO→NO 2,Na 2SO 3→Na 2SO 4等,由此可推断Y 为O 2,由于E 为酸,则D 应为能转化为酸的某物质,很可能为SO 3、NO 2等,当X 是强酸时A 、
B 、
C 、
D 、
E 均含同一种元素,则B 为H 2S ,C 为SO 2,D 为SO 3,E 为H 2SO 4,Z 为H 2O ,当X 是强碱时,则B 为NH 3,C 为NO ,D 为NO 2,E 为HNO 3,Z 为H 2O ,据此答题;
【详解】
(1)由上述分析推断可知,A 为(NH 4)2S ,Y 为O 2,故答案为:(NH 4)2S ;O 2; (2)当X 是强酸时,根据上面的分析可知,B 是 H 2S ,C 生成D 的化学方程式为
2232SO +O 2SO ƒ催化剂,故答案为:H 2S ;2232SO +O 2SO ƒ催化剂;
(3)当X 是强碱时,根据上面的分析可知,B 是 NH 3,D 生成E 的化学方程式为2233NO +H O=2HNO +NO ,故答案为:NH 3;2233NO +H O=2HNO +NO 。
【点睛】
本题解题的关键是D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大16,由此推断D 比C 多一个氧原子,则Y 为氧气,以此逐步推断出其他物质。
3.氮的氧化物既是可导致酸雨的物质,也是造成空气污染的重要物质,加大对氮的氧化物的治理是环境保护重要举措。
(1)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。
写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: _____________________________,该反应中氧化剂是_________,还原剂是________________________________________。
(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,使它们发生反应生成对大气无污染的气体,该反应的化学方程式为
___________________________________。
(3)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:
NO 2+NO +2NaOH===2NaNO 2+H 2O
2NO 2+2NaOH===NaNO 2+NaNO 3+H 2O
现有V L 某NaOH 溶液能完全吸收n mol NO 2和m mol NO 组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_________ mol·
L -1。
②若所得溶液中c (NO 3-)∶c (NO 2-)=1∶9,则原混合气体中NO 2和NO 的物质的量之比n ∶m =_________。
③用含n 和m 的代数式表示所得溶液中NO 3-和NO 2-浓度的比值c (NO 3-)∶c (NO 2-)=_________。
【答案】6NO 2+8NH 3
7N 2+12H 2O NO 2 NH 3 2NO +2CO N 2+2CO 2 (m+n)/V 3∶2 (n-m)/(3m+n)
【解析】
【分析】
(1)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水,反应中元素化合价降低的做氧化剂,元素化合价升高的物质做还原剂;
(3)①根据气体和氢氧化钠的关系式计算;
②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式中各个物理量之间的关系式计算; ③同一溶液中,c (NO 3-):c (NO 2-)等于其物质的量之比。
【详解】
(1)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水,反应的化学方程式为:6NO2+
8NH37N2+12H2O,反应中二氧化氮中氮元素化合价降低的做氧化剂,氨气中氮元素化合价升高的物质做还原剂,
故答案为:6NO2+8NH37N2+12H2O;NO2; NH3;
(2)CO和NO发生反应生成对大气无污染的气体,所以生成物是氮气和二氧化碳,故化学方程式是:2NO+2CO N2+2CO2
故答案为:2NO+2CO N2+2CO2
(3)①根据方程式NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
知,只要NO不剩余,氮原子和氢氧化钠的关系式是1:1,所以完全吸收nmolNO2和mmolNO组成的混合气体所用氢氧化钠的物质的量等于氮氧化物的物质的量之和,所以
c(NaOH)=,
故答案为:;
(2)设原混合气体中NO2和NO的物质的量n和m,
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,
1 1 2
mmol mmol 2mmol
2NO2+ 2NaOH=== NaNO2+NaNO3+H2O,
2 2 1
(n−m)mol (n−m) mol mol
所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=mol:[2m+mol]=1:9,
所以n:m=3:2,
故答案为:3:2;
(3)同一溶液中, c(NO3-)∶c(NO2-)等于其物质的量之比,所以c(NO3-)∶c(NO2-
)=mol:[2m+mol]= (n-m)/(3m+n),
故答案为:(n-m)/(3m+n)。
4.氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾的重要物质,工业用多种方法来治理。
某种综合处理含 NH4+废水和工业废气(主要含 NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如图:
已知:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)固体 1 的主要成分有 Ca(OH)2、___________________、__________________(填化学式)。
(2)若实验室需要配制100mL 3.00mol·L-1NaOH溶液进行模拟测试,需用托盘天平称取 NaOH 固体质量为______g。
(3)用 NaNO2溶液处理含NH4+废水反应的离子方程式为_______________________。
(4)捕获剂从气体 3 中捕获的气体主要是__________________ (填化学式)。
(5)流程中生成的 NaNO2 因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。
已知 NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O;I2可以使淀粉变蓝。
根据上述反应,选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验,以鉴别 NaNO2和 NaCl。
需选用的物质是
_____________________(填序号)。
①水②淀粉碘化钾试纸③淀粉④白酒⑤白醋
A.①③⑤ B.①②④ C.①②⑤ D.①②③⑤
【答案】CaCO3 CaSO3 12 NO2-+ NH4+= N2↑+2H2O CO C
【解析】
【分析】
工业废气通过过量的石灰乳,除去CO2和SO2,生成CaCO3和CaSO3,气体1是NO 、
CO 、N2,通入适量的空气,把NO转化为NO2,通过氢氧化钠溶液只得到NaNO2溶液,说明气体2是NO、NO2、N2,气体3是CO和N2,捕获产物是CO,得到的NaNO2溶液和含NH4+废水发生氧化还原反应,得到无污染的气体是氮气。
【详解】
(1)根据分析,固体 1 的主要成分有 Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3;
(2) 需要配制100mL 3.00mol·L-1NaOH溶液,所需质量m=C·V·M=3.00mol·L-1×0.1L×40 g·mol-1=12g;
(3)用 NaNO2溶液处理含NH4+废水,二者发生归中反应,氮元素最终都以氮气形式存在,反应的离子方程式为:NO2-+ NH4+= N2↑+2H2O;
(4)根据分析,捕获剂从气体 3 中捕获的气体主要是CO;
(5)由2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,可知NO2-在酸性条件下可以氧化I-,生成的I2可以使淀粉变蓝。
故检验NO2-使用淀粉碘化钾试纸、白酒、水,故答案选C。
5.某课外兴趣小组探究利用废铜屑制取CuSO4溶液,设计了以下几种实验方案。
完成下列填空:
(1)方案一:以铜和浓硫酸反应制备硫酸铜溶液。
方案二:将废铜屑在空气中灼烧后再投入稀硫酸中。
和方案一相比,方案二的优点是________________________;方案二的实验中,发现容器底部残留少量紫红色固体,再加入稀硫酸依然不溶解,该固体为________。
(2)方案三的实验流程如图所示。
溶解过程中有气体放出,该气体是________。
随着反应的进行,生成气体速率加快,推测
可能的原因是
_______________________________________________________________________________ _。
(3)设计实验证明你的推测:______________________________。
方案四的实验流程如图所示。
(4)为了得到较纯净的硫酸铜溶液,硫酸和硝酸的物质的量之比应为________;
(5)对方案四进行补充完善,设计一个既能防止污染,又能实现物料循环的实验方案(用流程图表示)__________________________________。
【答案】不产生污染空气的SO2气体,制取等量的CuSO4溶液,消耗的硫酸量少Cu O2
反应产生的Cu2+对H2O2分解有催化作用取H2O2溶液,向其中滴加CuSO4溶液,观察产生
气泡的速率是否加快3∶2
【解析】
【详解】
(1)第一个方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成空气污染;第二个方案中铜和氧气加热生成氧化铜,氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水,因此反应过程中没有污染物,且原料的利用率高。
方案二的实验中,发现容器底部残留少量紫红色固体为铜,不溶于稀硫酸;(2)方案三中H2O2发生还原反应生成O2;随着反应的进行,生成气体速率加快,可能是反应产生的Cu2+对H2O2分解有催化作用;(3)取H2O2溶液,向其中滴加CuSO4溶液,如果产生气泡的速率加快,则证明Cu2+对H2O2分解有催化作用;(4)根据离子方程式:3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,反应消耗2 mol硝酸,生成3 mol硫酸铜,故为了得到较纯净的硫酸铜溶液,硫酸和硝酸的物质的量之比应为3∶2;(5)设计实验方案时,为防止NO污染空气,应通入空气氧化NO为NO2,用水吸收后,生成的HNO3再循环利用:。
6.工业上制取硝酸铵的流程图如下,请回答下列问题:
(1)在上述工业制硝酸的生产中,B设备的名称是_____________,其中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)此生产过程中,N2与H2合成NH3所用的催化剂是______________。
1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
分别表示N2、H2、NH3。
图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②和图③的含义分别是________________、____________________。
(3)在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是_____________________;在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______________________________。
(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3还原法:8NH3+6NO27N2+12H2O(NO也有类似的反应)
以上两种方法中,符合绿色化学的是________________________________。
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。
已知:由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的
________%。
【答案】氧化炉 4NH3+5O2催化剂
加热
4NO+6H2O 铁砂网(或铁) N2、H2被吸附在催化剂
表面在催化剂表面,N2、H2中化学键断裂利用余热,节约能源可使NO循环利用,全部转化成HNO3 NH3还原法 53
【解析】
【详解】
(1)在工业制硝酸的生产中,氨的催化氧化在氧化炉中进行,故B设备的名称是氧化
炉,发生反应的化学方程式为4NH3+5O2催化剂
加热
4NO+6H2O。
(2)分析工艺流程知此生产过程中,N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网(或铁);分析图示知图②和图③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、N2、H2中化学键断裂。
(3)合成氨的反应为放热反应,在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是利用余热,节约能源;在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是可使NO循环利用,全部转化成HNO3。
(4)碱液吸收法中,只有当NO和NO2的物质的量之比小于等于1:1时尾气才能吸收完全,且生成物亚硝酸钠有毒,而NH3还原法生成物为氮气和水,对环境无影响,故两种方法中,符合绿色化学的是NH3还原法。
(5)设生产硝酸的NH3的物质的量为1mol,根据关系式:NH3~HNO3和题给信息计算生成HNO3的物质的量为:1mol×96%×92%=0.88mol;根据反应:NH3+HNO3=NH4NO3知与硝酸反应的NH3的物质的量为0.88mol,故制HNO3用去NH3的质量占总消耗NH3的质
量分数为:
1mol
1mol0.88mol
×100%=53%。
7.随着工业的发展,酸雨已经称为全球性的环境问题。
(1)当雨水的pH___________,我们称它为酸雨。
(2)用化学方程式来表示酸雨形成的主要途径之一:_____________________,
_______________。
(3)常温下测得某次酸雨样品的pH=5,该样品放置一段时间后,酸性略有增强,其原因可能是___________________________。
(4)写出一条减少二氧化硫排放的措施_________________________________。
(5)检验某无色溶液中是否存在SO42-的方法是_____________________________。
【答案】<5.6 SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4酸雨中的亚硫酸被氧化成硫酸了燃料脱硫(合理即可)取样于试管中,先滴加盐酸无现象,再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,说明有SO42-,如无沉淀,则不存在SO42-
【解析】
【分析】
(1)雨水的pH< 5.6时称为酸雨,据此解答;
(2)酸雨形成的主要途径有两种,一种的雨水和二氧化硫反应生成亚硫酸,亚硫酸与空气中氧气反应生成硫酸,另一种途径为二氧化硫在空气中飘尘的作用下与氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫与雨水反应生成硫酸,据此解答;
(3)亚硫酸酸性弱,而强酸酸性强,酸雨中的亚硫酸可能被氧化成硫酸,据此解答;(4)减少二氧化硫排放的措施有用氨水吸收尾气,双碱脱硫,燃料脱硫等,据此解答;(5)检验某无色溶液中是否存在SO的方法是取样于试管中,先滴加盐酸无现象,滴加盐酸主要目的是排出银离子、碳酸根、亚硫酸根等离子的干扰,再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,说明有SO42-,如无沉淀,则不存在SO42-,据此解答;
【详解】
(1)由于雨水中含有溶液的二氧化硫生成亚硫酸,因此当雨水的pH< 5.6,我们称它为酸雨,故答案为:<5.6;
(2)用化学方程式来表示酸雨形成的主要途径有两种,一种的雨水和二氧化硫反应生成亚硫酸,亚硫酸与空气中氧气反应生成硫酸,另一种途径为二氧化硫在空气中飘尘的作用下
与氧气反应生成三氧化硫,三氧化硫与雨水反应生成硫酸,前者的反应方程式为
SO2+H2O H2SO3,2H2SO3 + O2 = 2H2SO4;
(3)常温下测得某次酸雨样品的pH=5,该样品放置一段时间后,酸性略有增强,亚硫酸酸性弱,而强酸酸性强,其原因可能是酸雨中的亚硫酸被氧化成硫酸了;
(4)减少二氧化硫排放的措施有:用氨水吸收尾气,双碱脱硫,燃料脱硫等;
(5)检验某无色溶液中是否存在SO42-的方法是取样于试管中,先滴加盐酸无现象,滴加盐酸主要目的是排出银离子、碳酸根、亚硫酸根等离子的干扰,再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,说明有SO42-,如无沉淀,则不存在SO42-。
【点睛】
亚硫酸酸性弱,而强酸酸性强,酸雨中的亚硫酸可能被氧化成硫酸而酸性增强。
8.氮元素是地球大气中含量最多的元素,请完成下列有关问题:
(1)写出氮元素的原子结构示意图:_____________。
(2)通常情况下,氮气性质不活泼,其原因是__________。
A.氮分子是双原子分子 B.氮元素的非金属性很强
C.氮原子的半径较小 D.破坏氮分子中的化学键很难
(3)N2的电子式:__________,将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。
下列能实现人工固氮的是_______
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3
B.雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO
C.NH3经过催化氧化生成NO
D.NH3和HNO3反应生成NH4NO3
(4)氨气的电子式:__________________。
(5)实验室通常用加热消石灰与氯化铵固体的方法来制取氨气。
写出此反应的化学方程式______________。
(6)下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂,其中错误的是________。
(7)用圆底烧瓶收集干燥的氨气,用图1装置进行喷泉实验,挤压滴管的胶头时,可以得到红色喷泉,原因(用方程式表示) _________________________。
(8)如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法__________________________。
(9)NH4NO3是常用的铵态氮肥,在施用时若受热会释放出________而降低肥效。
检验NH4+的方法是______。
【答案】 D A Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O
AC NH 3∙H2O NH4++OH−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,再将热源移开,水进入烧瓶内,氨气溶解于水中产生压强差,即发生喷泉氨气加入强碱反应,加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体【解析】
【分析】
(1)氮原子的核电荷数是7;
(2)氮气分子为两个氮原子通过共用3对电子形成共价键,该N≡N非常稳定,破坏需要吸收很高的能量,据此解答;
(3)N2分子中存在氮氮叁键,将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮,结合氨元素的形态变化判断即可;
(4)氨气是共价化合物,存在3个N-H键;
(5)加热消石灰与氯化铵固体得氨气、氯化钙和水;
(6)A.NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,而当温度降低时,NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl;
B.CaO遇水生成Ca(OH)2,同时放出大量热量,有利于氨气的生成;
C.固体加热制气体时,试管口应略向下倾斜;
D.根据浓氨水易挥发分析;
(7)氨气极易溶解于水生成NH3•H2O,使烧瓶内压强迅速减小,形成喷泉;
(8)喷泉实验需形成明显的压力差;
(9)碳酸氢铵不稳定,易分解生成氨气;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
【详解】
(1)N原子核外有7个电子,核外电子排布是2、5,则N原子结构示意图为:;
(2)A.氮分子是双原子分子,但双原子分子组成的物质可能活泼,如Cl2,N2不容易反应与是否是双原子分子无关,故A错误;
B.氮元素的非金属性很强,原子获得电子能力强,氮气要参加反应,首先应该变为单个原子,因此不能证明氮气性质不活泼,故B错误;
C.氮原子的半径较小,原子获得电子能力强,与氮气性质不活泼无关,故C错误;D.N2是双原子分子,2个N原子共用三对电子,断裂N≡N需要消耗很高的能量,因此氮气不容易参加化学反应,D故正确;
故答案是D;
(3)N2分子中2个N原子形成3个共价键,使每个N原子都达到稳定结构,所以N2的电子
式:;将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3,氮元素的单质变为化合物,属于人工固氮,故A 正确;
B.雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO,氮元素的单质变为化合物,属于氮的固定,是自然固氮,故B错误;
C.NH3经过催化氧化生成NO,是N元素的化合物的转化,不是氮的固定,故C错误;D.NH3和HNO3反应生成NH4NO3,是N元素的化合物的转化,不是氮的固定,故D错误;
故答案为A;
(4)在NH3中,N原子最外层有5个电子,N原子与三个H原子形成3个共价键,从而使每个原子都达到稳定结构,NH3的电子式:结合形成NH3,所以NH3的电子式为;
(5)消石灰与氯化铵固体混合加热产生氨气、氯化钙和水,此反应的化学方程式为:
Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(6)A.氯化铵不稳定受热易分解,但是氨气与氯化氢遇冷又极易反应生成氯化铵固体,不能用于制备氨气,故A错误;
B.向CaO中滴加浓氨水,CaO遇水生成Ca(OH)2,同时放出大量热量,有利于浓氨水中的氨气逸出,故B正确;
C.固体加热制气体时,试管口应略向下倾斜,使产生的水能够流出,以免损坏试管,所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气需试管口应略向下倾斜,故C错误;
D.浓氨水易挥发,加热能够促进氨气的逸出,可以用来制备氨气,故D正确;
故答案为AC;
(7)用圆底烧瓶收集干燥的氨气,用图1装置进行喷泉实验,当挤压滴管的胶头时,水进入烧瓶中,氨气溶于水,使烧瓶内气体压强减小,烧杯内的水不断进入烧瓶,由于氨气溶于水形成的一水合氨电离产生NH4+、OH−,水溶液显碱性,因此可以得到红色喷泉,用方程式表示为:NH 3∙H2O NH4++OH−;
(8)如果只提供如图2的装置,引发喷泉的方法是打开止水夹,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,再将热源移开,水进入烧瓶内,氨气溶解于水中产生压强差,即发生喷泉;
(9)NH4NO3是常用的铵态氮肥,在施用时若受热,就会发生分解反应释放出氨气而降低肥效;检验NH4+的方法是加入强碱反应,加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体。
9.Ⅰ.分别只用一种试剂除去下列各组中所含的少量杂质(括号内为杂质),在空格中填上需加入最适合的一种试剂:
(1)FeCl3溶液(FeCl2)________________,
(2)FeCl2溶液(FeCl3)________________,
(3)Fe 粉末(Al) _______________,
Ⅱ.为测定某镁铝合金样品中铝的含量,进行了下列实验:取一定量合金,加入100 mL 0.3
mol·L -1稀硝酸,合金完全溶解,产生的气体在标准状况下体积为560 mL ;再加入0.2 mol·L -1 NaOH 溶液至沉淀质量恰好不再变化,用去300 mL NaOH 溶液。
则所取样品中铝的物质的量为___________,反应中转移的电子数为______________ 。
【答案】Cl 2 Fe NaOH 溶液 0.055mol 0.075N A
【解析】
【分析】
Ⅰ.(1)氯气把FeCl 2氧化为FeCl 3;
(2)铁粉能把FeCl 3还原为FeCl 2;
(3)Fe 与氢氧化钠不反应, Al 与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;
Ⅱ.镁铝合金与稀硝酸反应生成硝酸镁、硝酸铝与一氧化氮气体,向反应后的溶液中加入0.2 mol·L -1 NaOH 溶液至沉淀质量恰好不再变化,铝离子转化为偏铝酸根、镁离子转化为氢氧化镁沉淀,此时溶液中溶质为NaNO 3、NaAlO 2,根据硝酸根守恒有n (NaNO 3)=n (HNO 3)- n (NO ),根据钠离子守恒有n (NaOH )=n (NaNO 3)+n (NaAlO 2),据此计算n (NaAlO 2),再根据铝原子守恒n (Al )=n (NaAlO 2)计算。
【详解】
Ⅰ.(1)氯气把FeCl 2氧化为FeCl 3,用氯气除去FeCl 3溶液中FeCl 2;
(2)铁粉能把FeCl 3还原为FeCl 2,用铁粉除去FeCl 2溶液中的FeCl 3;
(3)Fe 与氢氧化钠不反应, Al 与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,用NaOH 溶液除去铁粉中的铝粉;
Ⅱ. 镁铝合金与稀硝酸反应生成硝酸镁、硝酸铝与一氧化氮,向反应后的溶液中加入0.2 mol·L -1 NaOH 溶液至沉淀质量恰好不再变化,铝离子转化为偏铝酸根、镁离子转化为氢氧化镁沉淀,此时溶液中溶质为NaNO 3、NaAlO 2,根据硝酸根守恒有n (NaNO 3)=n (HNO 3)- n (NO )=0.1L×0.3mol/L-0.56L 22.4L/mol
=0.03mol-0.025mol=0.005mol ,根据钠离子守恒有n (NaOH )=n (NaNO 3)+n (NaAlO 2),故n (NaAlO 2)=0.3L×0.2mol/L-
0.005mol=0.055mol ,根据铝原子守恒n (Al )=n (NaAlO 2)=0.055mol ;
3HNO NO ::,氮元素化合价由+5变为+2,生成1molNO 转移3mol 电子,所以反应中转移的电子数为A 0.56L 3N =22.4L/mol
⨯⨯0.075N A 。
10.A 、B 、C 、D 、E 各物质的关系如下图所示:
已知:X 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(1)无色液体A 是_____,A 与B 反应的化学方程式是____________。
(2)由X 转化为N 2的化学方程式为______________。
(3)白色固体C 的化学式为 _____。
由D 转化为E 的离子方程式为___。
【答案】浓氨水NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O Ca(OH)2 CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
【解析】
【分析】
X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X为气体,则X为NH3,由C能与CO2生成白色沉淀D,CO2过量时又转化为无色溶液E,说明C可能是Ca(OH)2,D是CaCO3,E是Ca(HCO3)2。
常温下,产生氨气,以及根据X和C,推出A为氨水,B为生石灰,利用生石灰遇水放出热量,促使氨水分解,据此进行分析推断。
【详解】
(1)根据上述分析可知,A为氨水,氨水和氧化钙反应可以生成氨气,发生的反应是
NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑;
(2)利用氨气的还原性,发生的反应方程式为:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;
(3)根据上述分析可知,白色沉淀是Ca(OH)2,D转化成E的离子反应方程式为
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-;
【点睛】
本题的突破口是X,X为气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明是X是氨气,因为氨气是中学阶段,学过的唯一一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,然后根据常温下,制备氨气,利用反应物的状态,推测A为氨水,B为生石灰,进一步进行推测。
11.某混合物的水溶液中,只可能含有以下离子中的若干种:K+、Mg2+、Fe2+、Al3+、
NH4+、Cl-、CO32-和SO42-。
现每次取100.00mL进行实验:(已知:NH4++OH -Δ
NH3↑
+H2O)
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
②第二份加入足量NaOH后加热,收集到气体0.896L(标准状况下)
③第三份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27g,沉淀经足量盐酸洗涤,干燥后剩余
2.33g。
请回答:
(1)c(CO32-)=_________mol/L;
(2)K+ 是否存在?__________;若存在,浓度范围是__________(若不存在,则不必回答第2问);
(3)根据以上实验,不能判断______(填离子符号)是否存在。
若存在此离子,如何进行检验?_____________________________________________________。
【答案】0.2 存在 c(K+)≥0.2mol/L Cl-取少量原试液,加足量硝酸钡溶液过滤,取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液,若有沉淀证明存在Cl-,否则无Cl-
【解析】
【分析】
先根据实验现象判断溶液中存在的离子,不存在的离子,可能存在的离子;
(1)先判断③中酸洗涤前后质量减少的量的成分,再根据减少的沉淀的量计算碳酸根离子的浓度;。