备战高考化学易错题精选-氮及其化合物练习题
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备战高考化学易错题精选-氮及其化合物练习题
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.有关物质的转化关系如下图所示。
C是海水中最多的盐,D是常见的无色液体。
E和G 为无色气体,其中E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
B、C、I、J的焰色反应为黄色,其中I 可用于制发酵粉或治疗胃酸过多。
⑴F的化学式为______。
E的电子式为______。
⑵写出反应①的离子方程式:______。
⑶写出反应②的化学方程式:______。
⑷写出反应③的化学方程式:______。
【答案】NH3·H2O NH4++OH-NH3↑+H2O NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+
NaHCO3↓ 2NaHCO3CO2↑+H2O+Na2CO3
【解析】
【分析】
由C是海水中最多的盐可知,C为氯化钠;由D是常见的无色液体可知,D为水;由E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝可知,E为氨气;由B、C、I、J的焰色反应为黄色可知,B、C、I、J为含有钠元素的化合物;由I可用于制发酵粉或治疗胃酸过多可知,I为碳酸氢钠;由转化关系可知A为氯化铵,氯化铵溶液与氧氧化钠溶液共热反应生成氯化钠、氨气和水,氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨溶液与二氧化碳反应生成碳酸氢铵,碳酸氢铵溶液与氯化钠溶液混合,会反应生成溶解度更小的碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,则B为氢氧化钠、F为一水合氨、G为二氧化碳、H为碳酸氢铵、J为碳酸钠。
【详解】
(1)由以上分析可知,F为一水合氨;E为氨气,氨气为共价化合物,电子式为,故答案为:NH3·H2O;;
(2)反应①为氯化铵溶液与氧氧化钠溶液共热反应生成氯化钠、氨气和水,反应的离子方程式为NH4++OH-NH3↑+H2O,故答案为:NH4++OH-NH3↑+H2O;
(3)反应②为碳酸氢铵溶液与氯化钠溶液反应生成溶解度更小的碳酸氢钠和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3↓,故答案为:NaCl+NH4HCO3=NH4Cl+NaHCO3↓;
(4)反应③为碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为
2NaHCO3CO2↑+H2O+Na2CO3,故答案为:2NaHCO3CO2↑+H2O+Na2CO3。
【点睛】
由题意推出C 为氯化钠、D 为水、E 为氨气,并由此确定A 为氯化铵、B 为氢氧化钠是推断的难点,也是推断的突破口。
2.A 、B 、C 是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)。
(1)若A 是一种黄色单质固体,则B→C 的化学方程式为__________________________。
(2)若A 是一种活泼金属,C 是淡黄色固体,则C 的名称为_____________,试用化学方程式表示该物质与二氧化碳气体的反应_______________________________。
将C 长期露置于空气中,最后将变成物质D ,D 的化学式为_____________。
现有D 和NaHCO 3的固体混合物10g ,加热至质量不再改变,剩余固体质量为9.38 g ,D 的质量分数为________。
(3)若C 是红棕色气体,A 可能是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
下图是实验室制取A 气体的装置,请结合所学知识,回答下列问题:
①收集A 的方法是________,验证A 是否已经收集满的方法是_________(任写一种)。
②写出实验室制取A 的化学方程式____________________________。
③若有5.35g 氯化铵参加反应,则产生的A 气体在标准状况下的体积为_______L 。
④试写出C 与水反应的化学方程式______________,反应可得到酸X 。
如下图:足量X 的浓溶液与Cu 反应,写出烧瓶中发生反应的离子方程式____________________。
实验完毕后,试管中收集到的气体的主要成分为 __________(写化学式)
【答案】2SO 2+O 2Δ垐垐垎噲垐垐
催化剂 2SO 3 过氧化钠 2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2 Na 2CO 3 83.2% 向下排空气法 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处,若试纸变蓝,则证明氨气已收集满。
(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口处,若产生大量白烟,则证明氨气已收集满) Ca(OH)2+2NH 4Cl ΔCaCl 2+2NH 3↑+2H 2O 2.24 3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO Cu +4H ++2 NO 3-=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O NO
【解析】
【分析】
【详解】
(1)A 是一种黄色单质固体,则为硫单质,与氧气点燃生成二氧化硫,B→C 为二氧化硫
与氧气催化氧化生成三氧化硫,则化学方程式为2SO 2+O 2催化剂Δ垐垐垐垎噲垐垐垐2SO 3,故答案
为:2SO 2+O 2催化剂Δ垐垐垐垎噲垐垐垐2SO 3;
(2)C 是淡黄色固体,则C 为过氧化钠;过氧化钠与二氧化碳反应的方程式为2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2;将过氧化钠长期露置于空气中,过氧化钠能与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠再与二氧化碳反应生成碳酸钠,即最后将变成Na 2CO 3;将Na 2CO 3和NaHCO 3的固体混合物加热,则碳酸氢钠发生分解,剩余固体为碳酸钠,设碳酸钠的质量为mg ,则碳酸氢钠的质量为(10-m )g ,碳酸氢钠分解生成的碳酸钠的质量为(10-m)106842
⨯⨯g ,则(10-m)106+m=9.38842
⨯⨯,m=8.32g ,碳酸钠的质量分数为8.32g 100%10g ⨯=83.2%,故答案为:过氧化钠;2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2;83.2%;
(3)C 是红棕色气体,为二氧化氮,A 可能是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,为氨气。
①氨气极易溶于水,密度比空气的小,则可用向下排空气法收集氨气,氨气为碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,且能与氯化氢反应生成白色的氯化铵固体,有白烟产生,利用以上两种方法可以检验氨气是否收集满;故答案为:向下排空气法;将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处,若试纸变蓝,则证明氨气已收集满(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口处,若产生大量白烟,则证明氨气已收集满);
②实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热条件下制取氨气,化学方程式为Ca(OH)2+2NH 4Cl ΔCaCl 2+2NH 3↑+2H 2O ,故答案为:Ca(OH)2+2NH 4Cl ΔCaCl 2+2NH 3↑+2H 2O ; ③根据化学反应方程式, 1molNH 4Cl~1molNH 3,若有5.35g 氯化铵参加反应,则产生的氨气在标准状况下的体积为33V(NH )=22.4L/mol n(NH )⨯ =
444m(NH Cl)22.4L/mol n(NH Cl)=22.4L/mol M(NH Cl)⨯⨯ = 5.35g 22.4L/mol 2.24L 53.5g/mol
⨯=,故答案为:2.24; ④二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,其化学方程式为3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO ;足量浓硝酸与Cu 反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的离子方程式为Cu +4H +
+2 NO 3-=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O ;因为二氧化氮能与水反应生成硝酸和一氧化氮,则试管中收集到的气体的主要成分为NO ,故答案为:3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO ;Cu +4H ++2 NO 3-=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O ;NO 。
【点睛】
二氧化氮因为能与水发生反应,所以不能用排水法收集二氧化氮,而二氧化氮密度比空气密度大,则可用向上排空气法进行收集;一氧化氮密度与空气接近,则不能用排空气法收集,而一氧化氮难溶于水,可用排水法进行收集。
3.下图是由短周期元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。
各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中A、B、D在常温下均为无色无刺激性气味的气体,C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,M是最常见的无色液体。
(1)物质G的化学式:______。
(2)物质B的电子式:______。
(3)写出A→D的化学方程式:______;G→E的离子方程式:_____。
【答案】HNO 32CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O23Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ +
2NO↑+ 4H2O
【解析】
【分析】
无色无刺激性气味的气体A和过氧化钠反应,A为气体二氧化碳,D为氧气;C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C为氨气,则B为氮气,在高温高压催化剂条件下和氢气化合生成氨,氨催化氧化得到一氧化氮气体E,F为二氧化氮,溶于水形成硝酸G。
【详解】
(1)物质G为硝酸,其化学式为:HNO3,故答案为:HNO3。
(2)物质B为氮气,其电子式为:,故答案为:。
(3)A→D的反应为过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2,故答案为:2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2。
(4)G→E的反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,离子方程式为:3Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O,故答案为:3Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。
4.A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如附图所示(反应条件未标出)
(1)若A、D为短周期元素单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,③与④两个反应中都有红棕色气体生成,反应④的化学方程式是__________。
(2)若A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式是__________。
(3)若A为常见的金属单质,D、F是气态单质,反应①在水溶液中进行,则反应②(在水溶液中进行)的离子方程式是__________。
(4)若B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色,③和④两个反应中都有水生成,反应②需要放电才能发生,A、D相遇有白烟生成,反应③的化学方程式是__________,在反应①中若有3mol电子转移,则生成D的物质的量为__________。
【答案】C+4HNO3(浓)加热
CO2↑+4NO2↑+2H2O 2C+SiO2
高温
Si+2CO↑ Cl2+2Fe2+=2Cl
﹣+2Fe3+ 4NH3+5O2催化剂
加热
4NO+6H2O 3mol
【解析】
【分析】
【详解】
(1)若A、D为短周期元素单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍,则D处于第二周期、A处于第三周期,设A原子最外层电子数为x,则2+8+x=2(2+2x),解的x=2,故A为Mg,D为C,则B为CO2,C为MgO,③与④两个反应中都有红棕色气体生成,则F为HNO3,E为Mg(NO3)2,反应④的化学方程式
是:C+4HNO3(浓)加热
CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(2)A、D、F都是短周期非金属元素单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则A为C,D为Si,F为O,B为SiO2,反应①为C与二氧化硅的反应,反应方程式为
2C+SiO2高温
Si+2CO↑;
(3)若A是常见的金属的单质,D、F是气态单质,且反应①在水溶液中进行,D和F单质化合反应生成B为酸,由转化关系可知A为变价金属,气体单质F能与A反应生成高价态化合物,则推断变价金属A为Fe,F为Cl2,D为H2,B为HCl,C是FeCl2,E为FeCl3,反应②(在水溶液中进行)的离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(4)若B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色,则B为Cl2,反应②需要放电条件才能发生,为氮气与氧气反应,③和④两个反应中都有水生成,可以推知C为N2,F为O2,E为NO,A为NH3,反应①为置换反应,A、D相遇有白烟生成,可推知D为HCl,反应③的化
学方程式是:4NH3+5O2催化剂
加热
4NO+6H2O,反应①为:2NH3+6Cl2=6HCl+N2,每生成
6molHCl转移6mol电子,则若有3mol电子转移,生成HCl的物质的量为3mol。
5.X、Y、Z 是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(X、Y、Z、E、F 为英文字母,部分反应条件及产物略去)
I.若Y是一种易溶于水,且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体。
(1)Y气体的大量排放会形成酸雨,在工业上可以用足量氨水吸收,化学方程式为
_____。
(2)Z的水溶液可以制得某种强酸 E。
实验室用 98%的浓E(ρ = 1.84g·cm−3)溶液配制
l.5mol·L−1稀 E 溶液240 mL。
① 制该稀 E 溶液需要使用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒和_____ ;
II.若Z是淡黄色固体粉末。
在呼吸面具或潜水艇中由Z和 CO2制备氧气的化学反应方程式为_____。
III.若Z是红棕色气体。
(1)试写出 Z 与水反应制备另一种强酸 F 的化学方程式_____。
(2)2.0g铜镁合金完全溶解于100mL 密度为 1.40g·mL−1质量分数为 63%的浓F溶液中,得到Z 和N2O4(Z和N2O4均为浓F 溶液的还原产物)的混合气体1792mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol·L−1NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀,得到3.7g沉淀。
则合金中铜与镁的物质的量之比为_____,加入 NaOH 溶液的体积为_____ mL 。
【答案】2NH3⋅H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O 250mL容量瓶 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
3NO2+H2O=2HNO3+NO 2:3 1300
【解析】
【分析】
I.若Y是一种易溶于水,且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体,则Y为SO2;
II.若Z是淡黄色固体粉末,则Z为Na2O2;
III.若Z是红棕色气体,则Z为NO2,X为N2或NH3,Y为NO。
【详解】
I.(1)根据分析,Y为SO2,SO2的大量排放会形成酸雨,在工业上可以用足量氨水吸收,生成亚硫酸铵和水,其反应的化学方程式为:2NH3⋅H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O,故答案为:2NH3⋅H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O。
(2)①二氧化硫氧化生成三氧化硫,三氧化硫溶于水得硫酸,E是硫酸。
实验室用98%浓硫酸(ρ=1.84mg⋅cm−3)溶液配制1.5mol⋅L−1稀硫酸溶液240mL,依据配制溶液的步骤可知,需用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶,故答案为:250mL容量瓶。
II. 根据分析,Z为Na2O2,在呼吸面具或潜水艇中Na2O2和CO2制备O2的化学反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
III.(1) Z为NO2,X为N2或NH3,Y为NO,NO2与H2O反应生成HNO3和NO,其化学反应方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:3NO2+H2O=2HNO3+NO。
(2)F为HNO3,金属离子全部沉淀时,得到3.7g沉淀为氢氧化铜和氢氧化镁,所以沉淀中氢氧根离子的质量为3.7g−2g=1.7g,氢氧根离子的物质的量为:
m 1.7g n 0.1mol 17g M mol
===,根据电荷守恒可知,金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量,设铜、镁合金中Cu 、Mg 的物质的量分别为xmol 、ymol ,则:220.164242x y x y +=⎧⎨+=⎩,计算得出:0.020.03x mol y mol =⎧⎨=⎩
,所以合金中铜与镁的物质的量之比是0.02:0.03=2:3;标准状况下,NO 2和N 2O 4混合气体的物质的量为:
m V 1.792L n 0.08mol V 22.4L /mol
===,设二氧化氮的物质的量为amol ,则四氧化二氮的物质的量为(0.08−a )mol ,根据电子转移守恒可知,a×1+(0.08−a)×2×1=0.1,计算得出:a=0.06mol ,则N 2O 4的物质的量为0.02mol ,根据钠离子守恒可知,氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为:100mL 1.4g/mL 63g ×6%l
3/mo ⨯ −0.06mol−0.02mol×2=1.3mol ,所以需要氢氧化钠溶液的体积为:1.3mol V 1.3L 1300mL 1.0mol L
===,故答案为:2:3;1300。
6.已知A 是一种金属单质,B 溶液能使酚酞试液变红,且焰色反应呈黄色;D 、F 相遇会产生白烟。
A 、B 、C 、D 、E 、F 间有如下变化关系:
(1)写出A 、B 、C 、E 的化学式:
A__________,B__________,C__________,E__________。
(2)写出E→F 反应的化学方程式_________;写出B→D 反应的化学方程式_________。
(3)F 在空气中遇水蒸气产生白雾现象,这白雾实际上是________。
【答案】Na NaOH NH 4Cl H 2 H 2+Cl 2
点燃2HCl NH 4Cl + NaOH 加热NaCl +H 2O +NH 3 ↑
盐酸小液滴
【解析】
【分析】
A 是一种金属,该金属能和水反应生成溶液
B 和气体E ,B 溶液能使酚酞试液变红,说明B 是碱,焰色反应呈黄色,说明含有钠元素,所以B 是NaOH ,根据元素守恒知A 是Na ,E 是H 2;氢气在氯气中燃烧生成HCl ,则F 是HCl ,氢氧化钠溶液和
C 反应生成
D ,D 、F 相遇会产生白烟,氯化氢和氨气反应生成白烟氯化铵,则D 是NH 3,C 是NH 4Cl ,据此分析解答。
【详解】
(1)根据上面的分析可知,A 是Na ,B 是NaOH ,C 是NH 4Cl ,E 是H 2;
(2) E→F 为在点燃的条件下,氢气和氯气反应生成氯化氢,反应方程式为:
H 2+Cl 2点燃2HCl ; B→D 为在加热条件下,氯化铵和氢氧化钠反应生成氯化钠、氨气和水,反应方程式为:NH 4Cl + NaOH 加热NaCl +H 2O +NH 3 ↑;
(3) F 是HCl ,HCl 极易溶于水生成盐酸,所以氯化氢在空气中遇水蒸气生成盐酸小液滴而产生白雾。
7.有一瓶澄清的溶液,其中可能含H +、+4NH 、K +、Al 3+、Cu 2+、Fe 3+、2-3CO 、I - 中的一种或几种,取该溶液进行如下实验:
①用pH 试纸检验,表明溶液呈强酸性。
②取部分溶液,加入数滴新制的氯水及少量的CC14,振荡后CC14层显紫色。
③另取部分溶液,逐滴加入稀NaOH 溶液,使溶液从酸性逐渐转变为碱性,在滴加过程中有白色沉淀生产,后白色沉淀完全消失。
④将③得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
根据上述实验事实回答:
(1) 在溶液中,肯定存在的离子有_______,肯定不存在的离子有______ 。
(2) 不能确定是否存在的离子有______。
证明它(们)是否存在的实验方法是______。
(3)写出步骤②涉及的离子方程式,并用单线桥标出电子转移的方向和数目______ 。
(4)写出步骤④涉及的离子方程式 ______ 。
【答案】H +、Al 3+、I -、+4NH Cu 2+、Fe 3+、2-3CO K + 焰色反应
= I 2 + 2Cl -
NH 3·H 2O ΔNH 3↑+H 2O
【解析】
【分析】
①用pH 试纸检验,溶液呈强酸性,则溶液中含有H +,不含有CO 32-;
②取部分溶液,加入数滴新制的氯水及少量的CC14,振荡后CC14层显紫色,说明有I -,无Cu 2+、Fe 3+;
③另取部分溶液,逐滴加入稀NaOH 溶液,使溶液从酸性逐渐转变为碱性,在滴加过程中有白色沉淀生产,后白色沉淀完全消失,证明含有Al 3+;
④将③得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体为NH 3,说明含有NH 4+;
据此分析解答问题。
【详解】
(1)由上述分析可知,溶液中肯定存在的离子是H +、Al 3+、I -、+4NH ,一定不存在的离子是
Cu 2+、Fe 3+、2-3CO ,故答案为:H +、Al 3+、I -、+4NH ;Cu 2+、Fe 3+、2-3CO ;
(2)上述所有实验中无法确定是否含有K +,可以通过焰色反应验证是否含有K +,故答案为:K +;焰色反应;
(3)步骤②为Cl 2氧化I -为I 2,反应的离子方程式为Cl 2+2I -===2Cl -+I 2,用单线桥法标出电子转移方向为 = I 2 + 2Cl -,故答案为: = I 2 + 2Cl -;
(4)步骤④为NH 3·H 2O 受热分解,反应方程式为NH 3·H 2O ΔNH 3↑+H 2O ,故答案为:NH 3·H 2O ΔNH 3↑+H 2O 。
8.非金属单质A 经如图所示的过程转化为含氧酸D ,已知D 为强酸,请回答下列问题。
(1)若A 在常温下为固体,B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体: ①D 的化学式是________;
②在工业生产中,B 气体的大量排放被雨水吸收后形成了________而污染了环境。
(2)若A 在常温下为气体,C 是红棕色的气体:
①A 、C 的化学式分别是:A________;C________。
②D 的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C 气体,请写出该反应的化学方程式
_______________________________________________。
该反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
【答案】H 2SO 4 酸雨 N 2 NO 2 Cu +4HNO 3(浓)==Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O 属于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)S 被O 2氧化生成SO 2,SO 2再被O 2氧化生成SO 3,SO 3与水反应生成H 2SO 4; (2)N 2被O 2氧化生成NO ,NO 再被O 2氧化生成NO 2,NO 2与水反应生成HNO 3
9.将红热的固体单质M 放入浓硝酸中,剧烈反应,产生混合气体A ,A 在常温下不与空气接触时,发生如图所示的变化。
(1)混合气体A 的主要成分是____________。
(2)气体B 为__________,蓝色溶液D 为____________。
(3)单质M 与浓硝酸反应的化学方程式是____________________________。
(4)单质C 与稀硝酸反应的化学方程式是________________________。
【答案】NO 2和CO 2 NO Cu(NO 3)2 C +4HNO 3(浓)CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O 3Cu +8HNO 3(稀)
=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
【解析】
【分析】
溶液与单质丙反应可以得到蓝色溶液D,则D溶液含有铜离子,结合转化关系可知,单质C为Cu、乙为硝酸,故D为Cu(NO3)2,反应生成气体B为NO,固体单质甲跟乙剧烈反应后生成气态混合物A,可推知A为NO2和CO2混合气体,M为碳单质,A隔绝空气,通入水中得到混合气体为NO和CO2,与足量的石灰水反应得到白色沉淀与NO,则白色沉淀为CaCO3。
【详解】
(1)由上述分析可知,混合气体A的主要成分是NO2和CO2;
(2)气体B为NO,蓝色溶液D为Cu(NO3)2溶液;
(3) 单质M为C,与浓硝酸反应的化学方程式是C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(4) 单质C为Cu与稀硝酸反应的化学方程式是3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+
4H2O。
【点睛】
本题考查无机物的推断,涉及碳、氮元素单质及化合物的性质,D溶液为蓝色是推断的突破口,据此可以推断C,再结合转化关系确定其他物质,熟练掌握元素化合物的性质是关键。
10.已知:A为正盐,常温、常压下,B、C、D、E、G、H、I均为气体,其中D、G、H为单质,气体B能使湿润红色石蕊试纸变蓝,气体E本身为无色气体,但是与空气接触会生成一种红棕色气体I,H为黄绿色气体。
F在常温下是一种无色液体。
C、J的水溶液分别为两种强酸。
图中反应条件(除加热外)均己略去。
(1)写出它们的化学式:A__、C__、J__。
(2)写出②的离子反应方程式:__。
(3)写出③的化学反应方程式:__。
(4)红热的碳与J的浓溶液反应的化学方程式:__。
(5)J的浓溶液与单质Ag反应的离子方程式为:__。
(6)若86.4g银与含有1.4molJ的浓溶液恰好完全反应,则最终得到气体(NO、NO2)的总物质的量为__mol。
【答案】NH4Cl HCl HNO3 Cl2+H2O=H++Cl-+HClO 3NO2+H2O=2HNO3+NO
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O Ag+2H++NO3-=Ag++NO2↑+H2O 0.6
【解析】
【分析】
气体B能使湿润红色石蕊试纸变蓝,B是氨气;气体E本身为无色气体,但是与空气接触会生成一种红棕色气体I,则E是NO、I是NO2,D是O2;J的水溶液为强酸,J是HNO3,F是液体,NO2与水反应生成硝酸,F是H2O,G是氢气;H为黄绿色气体,H是Cl2;Cl2和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸光照条件下分解为盐酸和氧气,则C是HCl、K是HClO;A是NH4Cl。
【详解】
(1)A是氯化铵,化学式是NH4Cl、C是氯化氢,化学式是HCl;J是硝酸,化学式是HNO3;
(2)②是氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,反应的离子反应方程式是Cl2+H2O=H++Cl-
+HClO;
(3)③是二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学反应方程式是
3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(4)红热的碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应的化学方程式是
C+4HNO3(浓)=∆CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(5)浓硝酸与Ag反应生成硝酸银、二氧化氮、水,反应的离子方程式为Ag+2H++NO3-
=Ag++NO2↑+H2O;
(6)86.4g银的物质的量是
86.4g
0.8mol
108g/mol
=,生成硝酸银的物质的量是0.8mol,根
据氮元素守恒,最终得到气体(NO、NO2)的总物质的量为1.4mol-0.8mol=0.6mol。
【点睛】
本题考查无机物的推断,侧重物质转化及氯、氮及其化合物性质的考查,明确H、I为有色气体,I通常为红棕色气体,F在常温下是一种无色液体是解题关键。
11.某混合溶液中可能大量含有的离子如下表所示:
阳离子H+、K+、Al3+、NH4+、Mg2+
阴离子Cl-、OH-、CO32-、AlO2-
为探究其成分,某同学将Na2O2逐渐加入到上述混合溶液中并微热,产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系分别如图所示。
(1)该溶液中一定含有的阳离子是________________________________,其对应物质的量浓度之比为 ____________,溶液中一定不存在的阴离子是_______________________。
(2)写出沉淀减少的离子方程式 ________________________________________________。
【答案】H+、Al3+、NH4+、Mg2+ 2:2:2:3 OH-、CO32-、AlO2- Al(OH)3+OH-= AlO2- +2H2O 【解析】
【分析】
(1)根据生成的沉淀总物质的量最大量为5mol、最终得到3mol可知,最终得到的沉淀为
3mol氢氧化镁沉淀,溶解的2mol沉淀为氢氧化铝;根据气体的物质的量最后有增加可知,增加的气体为氨气,溶液中一定存在铵离子;根据开始加入过氧化钠时没有沉淀生成,说明原溶液中存在氢离子,根据题中数据计算出氢离子的物质的量;
(2)沉淀中氢氧化铝沉淀能够与氢氧化钠溶液反应而导致沉淀减少,据此写出反应的离子方程式。
【详解】
(1)根据图象中沉淀先增加后部分溶解可知:溶液中一定含有:Mg2+和Al3+,所以一定不含CO32-、AlO2-,并且含有镁离子的物质的量为3mol,氢氧化铝和氢氧化镁沉淀一共是
5mol,根据元素守恒,所以含有铝离子的物质的量2mol;加入8mol过氧化钠会生成4mol 氧气,而图象中生成了6mol气体,说明生成的气体除了过氧化钠和溶液反应生成的氧气之外,还一定有2mol其他气体生成,而只能是氨气,所以一定含有2mol铵根离子,所以一定不含有氢氧根离子;图象中加入过氧化钠的物质的量在0~amol之间时,没有沉淀生成,所以溶液中含有H+,由于加入8mol过氧化钠时生成的沉淀达到最大量5mol,8mol过氧化钠会生成16mol氢氧化钠,而生成2mol氢氧化铝、3mol氢氧化镁、2mol氨气消耗的氢氧化钠为:2mol×3+3mol×2+2mol=14mol,所以有2mol氢氧化钠与氢离子反应,氢离子的物质的量为2mol;并且物质的量为2mol,溶液中一定还含有阴离子,可能为氯离子,钾离子不能确定是否存在,根据电荷守恒:n(H+)+3n(Al3+)+n(NH4+)+2n(Mg2+)≤16mol,所以氯离子物质的量≥16mol,所以溶液中一定存在的阳离子为:H+、Al3+、NH4+、Mg2+;含有的阳离子的物质的量之比为:n(H+):n(Al3+):n(NH4+):n(Mg2+)=2:2:2:3;溶液中一定不存在的阴离子为:OH-、CO32-、AlO2-;
(2)生成的沉淀为氢氧化镁和氢氧化铝,其中氢氧化铝能够与氢氧化钠溶液反应,反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O。
12.已知X和Y为中学化学中的常见元素,其最高价含氧酸均为强酸。
根据如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去),回答下列问题。
(1)若A、B、C、D均为含X的化合物,且A和F的分子中均含有10个电子,则:
①F的化学式为______。
②将1.92 g铜粉与一定量的D的浓溶液反应,当铜粉完全反应时收集到气体1.12 L (标准状况),则反应消耗的D的物质的量为______mol。
(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物,其中A由两种元素组成,且A的摩尔质量为34
g/mol,则:
①将铜粉与D的浓溶液反应所得的溶液加热蒸干,得到的白色固体物质为______(填化学式)。
②将Na2Y溶液滴加到次氯酸钠溶液中,有黄色沉淀生成,请写出所发生反应的离子方程式:______。
在该反应中若有74.5 gNaClO被还原,则转移电子的物质的量为______mol。
【答案】H2O 0.11 CuSO4 S2-+ClO-+H2O=S↓+Cl-+2OH- 2
【解析】
【分析】
已知X和Y为中学化学中的常见元素,X、Y两种元素最高价氧化物的水化物均为强酸。
(1)若A、B、C、D均为含X元素的化合物,且A和F的分子中均含有10个电子,则A是NH3,B是NO,C是NO2,D是HNO3,E为O2,F为H2O。
①由上述分析可知,F为H2O;
②Cu与浓硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO2、H2O;根据Cu的质量计算Cu的物质的量,HNO3的作用为氧化剂和酸的作用,根据氮元素守恒计算反应消耗HNO3的物质的量;
(2)若A、B、C、D均为含Y的化合物,其中A由两种元素组成,且A的摩尔质量为34
g/mol,则Y元素为S元素,若A是H2S,B是SO2,C是SO3,D是H2SO4,E是O2,F是H2O。
①铜与硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫与水,所得的溶液是硫酸铜溶液,加热蒸干得到的白色固体物质是CuSO4;
②化合物Na2S和次氯酸钠溶液在强碱性环境中能发生反应,产物为黄色硫沉淀,氯化钠与水,结合化合价的变化解答。
【详解】
经上述分析可知X是N元素,Y是S元素。
(1) A是NH3,B是NO,C是NO2,D是HNO3,E为O2,F为H2O。
①F是水,化学式为H2O;
②1.92 gCu的物质的量为n(Cu)=
1.92
64 /
g
g mol
=0.03 mol,Cu与浓硝酸反应产生Cu(NO3)2、
NO2、H2O,当反应进行到一定程度,变为稀硝酸,反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O,反应产生的气体NO或NO2的物质的量n=1.12 L÷22.4 L/mol=0.05 mol,反应产生Cu(NO3)2的物质的量为0.03 mol,根据氮元素守恒,消耗的硝酸的物质的量为0.03 mol×2+0.05 mol=0.11 mol;
(2)Y元素为S元素,A是H2S,B是SO2,C是SO3,D是H2SO4,E是O2,F是H2O。
①铜与浓硫酸反应生成CuSO 4、SO 2与H 2O ,所得的溶液是硫酸铜溶液,加热蒸干得到的物质是CuSO 4;
②化合物Na 2S 具有还原性,而NaClO 具有氧化性,二者在强碱性环境中能发生反应,产生黄色沉淀,则该沉淀为S ,S 2-被氧化产生S ,ClO -被还原产生Cl -,同时有水生成,该反应的离子反应方程式:S 2-+ClO -+H 2O=S↓+Cl -+2OH -。
在反应中每有1 mol NaClO 反应,转移2 mol 电子,74.5 g NaClO 的物质的量n (NaClO)=
74.5 74.5 /g g mol
=1 mol ,则反应转移电子的物质的量为2 mol 。
【点睛】
本题考查了无机物推断,题目涉及N 、S 等元素单质及其化合物之间的相互转化,X 、Y 两元素最高价氧化物的水化物均为强酸及再周期表中的位置为解题突破口,推断出X 、Y 元素后,根据题目信息结合转化关系进行推断,需要学生熟练掌握元素化合物性质,侧重考查学生的分析能力和计算能力。
13.如图是由常见元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。
各方框中的字母表示一种反应物或生成物(部分物质,反应条件已经略去)。
其中A 、B 、D 在常温下均为无色无味的气体,C 是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,M 是最常见的无色液体。
(1)写出C E →的化学方程式:_______________________。
(2)实验室常用加热两种固体混合物的方法制备物质C ,其化学方程式为_________,干燥C 常用_______________(填写试剂名称)。
(3)E 物质遇到D 物质时,会观察到_______________________现象,若用排水法收集F ,则最终集气瓶中收集到的气体为____________________(写化学式)。
(4)写出G F →的离子反应方程式_________________________。
【答案】3224NH 5O 4NO 6H O ++催化剂加热
24232ΔCa(OH)+2NH Cl CaCl +2NH +2H O ↑ 碱石灰 无色气体变为红棕色 NO
2322Cu 4H 2NO Cu 2NO =2H O +-++++↑+
【解析】
【分析】
无色无味气体A 与过氧化钠反应的得到气体D ,则A 为CO 2,D 为O 2,C 是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C 为NH 3,氢气与B 反应生成C ,则B 为N 2,氨催化氧化生成E。