山东利津县第一中学化学化学第五章 化工生产中的重要非金属元素 试题及答案
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山东利津县第一中学化学化学第五章化工生产中的重要非金属元素试题及
答案
一、选择题
1.下列有关实验操作和现象及结论均正确的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】
A.常温下浓硫酸有强氧化性,铝遇浓硫酸钝化,无法比较Al与Zn的活泼性,故A错误;B.比较元素的非金属性要比较最高价氧化物的水化物的酸性强弱,即根据HClO4酸性比
H2CO3强,可判断出氯的非金属性大于碳,故B错误;
C.向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加BaCl2,出现白色沉淀,该白色沉淀可能为氯化银或
SO-,故C错误;
硫酸钡,原溶液中可能含有银离子、亚硫酸根离子,不一定含有2
4
NH+,故D正确;
D.氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则原溶液中一定含有4
答案为D。
2.下列除去括号内的杂质所选择的试剂及方法均正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】
A.NaBr溶液(NaI)中加入氯水,不仅除掉了I-,也除掉了Br-,最后所得溶液为NaCl,A不正确;
B.NaHCO3溶液(Na2CO3)中加入石灰水,NaHCO3、Na2CO3都转化为CaCO3沉淀,最后得不到NaHCO3溶液,B不正确;
C.SO2(HCl)中加入饱和食盐水,HCl溶解于溶液,SO2也会有大量溶解,C不正确;D.MgCl2溶液(CaCl2)中加入石灰水,虽然MgCl2转化为Mg(OH)2沉淀,但加入盐酸后,又会生成MgCl2,D正确;
故选D。
3.下列说法正确的是( )
A.晶体硅常用于制造光导纤维B.碳酸钠常用于治疗胃酸过多
C.明矾常用于自来水的消毒杀菌D.高压钠灯常用于道路和广场照明
【答案】D
【详解】
A.二氧化硅用于制造光导纤维,晶体硅可用于制造晶体管及太阳能电池,A错误;B.碳酸氢钠常用于治疗胃酸过多,而碳酸钠溶液碱性强,对人会产生一定的腐蚀作用,因此不能用于治疗胃酸过多,B错误;
C.明矾具有净水作用但无强氧化性,因此常用于自来水的净化,但不能对水进行消毒杀菌,C错误;
D.高压钠灯发出的黄光穿透力强,因此常用于道路和广场照明,D正确;
故合理选项是D。
4.下列离子的检验方法及对应结论正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.氢氧化铝和氢氧化镁均为白色沉淀,取样,滴加氢氧化钠溶液,观察到有白色沉淀,不能证明有镁离子,可能有铝离子,故A错误;
B.铁离子与硫氰根离子反应生成红色的硫氰化铁,取样,滴加硫氰化钾溶液,观察到溶液变红,证明有铁离子,故B正确;
C.氯化银、碳酸钡、亚硫酸钡和硫酸钡均为白色沉淀,取样,滴加氯化钡溶液,观察到白色沉淀,不能证明有硫酸根离子,可能有银离子或碳酸根离子或亚硫酸根离子,故C错误;
D.取样,用铂丝进行焰色反应,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,证明有钾离子,故D错误;
故选B。
5.NH3和NO2在催化剂作用下反应:8NH3+6NO2=7N2+12H2O。
若还原产物比氧化产物少0.1 mol,则下列判断不正确的是
A.转移电子2.4N A B.生成的气体冷却至标况,体积为15.68 L C.还原剂比氧化剂多0.2 mol D.被还原的氮原子是11.2 g
【答案】D
【详解】
A.在该反应中NH3被氧化为N2,NO2被还原为N2,每反应产生7 mol N2,还原产物比氧化产物少1 mol,电子转移24 mol。
现在还原产物比氧化产物少0.1 mol,则反应产生0.7 mol N2,转移电子2.4 mol,则转移的电子数目为2.4N A,A正确;
B.根据选项A分析可知:还原产物比氧化产物少0.1 mol,反应产生0.7 mol N2,其在标准状况下体积V(N2)=0.7 mol×22.4 L/mol=15.68 L,B正确;
C.反应产生7 mol N2时,消耗8 mol还原剂NH3,消耗6 mol氧化剂NO2,还原剂比氧化剂多2 mol,还原产物比氧化产物少1 mol。
若还原产物比氧化产物少0.1 mol,则消耗的还原剂比氧化剂的物质的量多0.2 mol,C正确;
D.根据方程式可知:反应产生7 mol N2时,被还原的N的物质的量是6 mol,还原产物比氧化产物少1 mol。
则当还原产物比氧化产物少0.1 mol时,被氧化的N的物质的量是0.6 mol,其质量m(N)=0.6 mol×14 g/mol=8.4 g,D错误;
故合理选项是D。
6.将51.2g Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8mol,这些气体恰好能被500 mL NaOH溶液完全吸收,生成NaNO2和NaNO3两种盐溶液,其中NaNO3的物质的量为0.2mol,则NaOH的浓度为
A.2mol/L B.1.8mol/L C.2.4 mol/L D.3.6 mol/L
【答案】A
【详解】
试题分析:n(Cu)=51.2g÷64g/mol=0.8mol,由于Cu是+2价的金属,所以Cu失去电子的物
质的量是n(e-)=0.8mol×2=1.6mol;Cu失去电子的物质的量与硝酸变为氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)得到电子的物质的量相等。
由于这些气体恰好能被500 mL NaOH溶液完全吸收,生成NaNO2和NaNO3两种盐溶液,在NaNO3中N元素的化合价是+5价,与硝酸中N的化合价相同,所以产生NaNO2得到电子的物质的量就是Cu失去电子的物质的量。
n(NaNO2)×2=1.6mol,n(NaNO2)=0.8mol.根据元素守恒可知n(NaOH)= n(NaNO2)+ n(NaNO3)= 0.8mol+0.2mol=1mol,所以c(NaOH)=1mol÷0.5L=2mol/L,选项是A。
7.向一定量Fe、FeO和Fe2O3的混合物中,加入120 mL 4 mol·L的稀硝酸,恰好使混合物完
全溶解,放出1.344 L(标准状况)气体,往所得溶液中加入KMnO4的酸性溶液,无明显现象,
若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物,能得到铁的物质的量为
A.0.21 mol B.0.14 mol C.0.16 mol D.0.24 mol
【答案】B
【解析】
试题分析:因一定量的Fe、FeO和Fe2O3的混合物中加入120mL 4mol/L的稀硝酸,恰好使混合物完全溶解,无血红色出现,说明溶液中的溶质为硝酸亚铁,根据氮元素守恒,硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为0.12L×4mol/L-0.06mol=0.42mol,所以硝酸亚铁的物质的量为n[Fe(NO3)2]=0.42mol÷2=0.21mol,由铁元素守恒可知,得到铁的物质的量为
n(Fe)=0.21mol,故选项A正确。
考点:考查原子守恒的方法在化学计算的应用的知识。
8.有50mL某气体,可能含有CO2、O2、NH3中的一种或几种,将其通过浓H2SO4没有发现体积变化。
通过足量Na2O2后,体积变为30mL,则该气体可能为()
A.CO2为20mL,NH3为30mL B.NH3为40mL,O2为10mL
C.CO2为30mL,O2为20mL D.CO2为40mL,O2为10mL
【答案】D
【解析】
试题分析:有50mL某气体,可能含有CO2、O2、NH3中的一种或几种,将其通过浓H2SO4没有发现体积变化,说明不含有NH3;通过足量Na2O2后,体积变为30mL,说明含有CO2气体,根据反应方程式:2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2,根据方程式可知,每有2体积的CO2发生反应,气体的体积会减少1体积,则反应减少的气体的体积是50mL-30mL=20mL,则含有CO2的体积是40mL,反应产生的O2体积是20mL,还有10mL的O2,故选项D正确。
考点:考查混合气体的组成与性质的知识。
9.将装有60mLNO2、NO混合气的量筒倒立于水槽中,反应后气体体积缩小为40mL,则混合气体中NO2和NO的体积比是
A.5︰3 B.2︰3 C.1︰1 D.2︰1
【答案】C
【详解】
设NO2体积为x mL
223
3NO+H O=2HNO+NO V 32
x60-40
∆
3 x =
2 6040
-
x=30 mL
混合气体中NO2和NO的体积比是1:1,故C正确。
10.在1L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质,其浓度分别为0.2mol·L-1和1.5 mol·L-1,现向该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应。
下列有关说法正确的是
A.反应后溶液中Fe3+物质的量为0.8 mol
B.反应后产生13.44 L H2(标准状况)
C.由于氧化性Fe3+>H+,故反应中先没有气体产生后产生气体
D.反应后溶液中Fe2+和Fe3+物质的量之和为0.9 mol
【答案】D
【分析】
硝酸铁和硫酸的物质的量分别为0.2摩尔和1.5摩尔,铁的物质的量为39.2/56=0.7mol,氧化性比较,硝酸氧化性最强,先反应,然后铁离子反应,最后氢离子反应。
Fe+4H++NO3-=Fe3++NO+2H2O
1 4 1 1
0.6 2.4 0.6 0.6
Fe+2Fe3+=3Fe2+
1 2 3
0.1 0.2 0.3
铁完全反应,没有剩余,溶液中存在0.6mol铁离子,0.3摩尔亚铁离子。
【详解】
A.反应后溶液中铁离子为0.6mol,错误,不选A;
B.没有产生氢气,错误,不选B;
C.先硝酸反应,错误,不选C;
D.铁离子与亚铁离子物质的量和为0.9mol,正确,选D。
答案选D。
11.蛇纹石由MgO、Al2O3、SiO2、Fe2O3组成。
现取一份蛇纹石试样进行实验,首先将其溶于过量的盐酸,过滤后,在所得的沉淀X和溶液Y中分别加入NaOH溶液至过量。
下列叙述正确的是
A.沉淀X的成分是SiO2
B.将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤,可得到红色颜料Fe2O3
C.在溶液Y中加入过量的NaOH溶液,过滤得到沉淀是Fe(OH)3
D.溶液Y中的阳离子主要是Mg2+、Al3+、Fe3+
【答案】A
【分析】
金属氧化物MgO、A12O3、Fe2O3会溶于盐酸,生成氯化镁、氯化铝以及氯化铁,过滤后,得的沉淀X是二氧化硅,溶液Y中含有氯化镁、氯化铝以及氯化铁以及过量的盐酸,向Y 中加入过量的氢氧化钠,会生成氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,过滤后的溶液中含有氯化钠、偏铝酸钠等。
【详解】
A、沉淀X的成分是SiO2,A正确;
B、将蛇纹石试样直接溶于过量的NaOH溶液后过滤,可得到MgO、Fe2O3的混合物,B错误;
C、溶液Y中加入过量的NaOH溶液后过滤,过滤后的溶液中含有氯化钠、偏铝酸钠,沉淀是氢氧化镁、氢氧化铁沉淀,C错误;
D、溶液Y中含有氯化镁、氯化铝以及氯化铁以及过量的盐酸,含有的阳离子主要是
Mg2+、Al3+、Fe3+、H+,D错误;
答案选A。
12.已知:稀硝酸能与SO2或亚硝酸盐发生氧化还原反应:
3SO2+2HNO3+H2O=3H2SO4+2NO。
下列过程中最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是( ) A.Fe(NO3)2溶液→通入SO2+过量盐酸→加BaCl2溶液→白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液→加过量盐酸→加Na2SO3溶液→白色沉淀
C.无色溶液→加稀HNO3→加BaCl2溶液→白色沉淀
D.无色溶液→加过量盐酸→无色溶液→加BaCl2溶液→白色溶液
【答案】C
【详解】
A.硝酸亚铁中有硝酸根离子存在,加入过量的稀盐酸,就相当于硝酸存在,通入二氧化硫气体,二氧化硫与水生成亚硫酸,被硝酸氧化成硫酸根离子,加氯化钡最终生成BaSO4沉淀,A不符合题意;
B.硝酸钡溶液中有硝酸根离子存在,加入过量的稀盐酸,就相当于硝酸存在,加入亚硫酸钠,亚硫酸根离子被硝酸氧化成硫酸根离子,所以一定是硫酸钡白色沉淀,B不符合题意;
C.无色溶液加入稀硝酸,加入氯化钡,Ag+可能干扰,最终生成的白色沉淀可能是AgCl或BaSO4,C符合题意;
D.无色溶液,加盐酸无沉淀,就排除了亚硫酸钡和氯化银,因为亚硫酸钡会和盐酸生成二氧化硫和水,再加氯化钡有生成沉淀,所以一定是硫酸钡白色沉淀,D不符合题意;
答案选C。
13.aL CO2气体通过足量Na2O2所得的气体与bL NO相混和时,可得到cL气体(相同状
况),以下表达式中错误的是
A.若a<b,则c>0.5(a+b) B.若a>b,则c=0.5(a+b)
C.若a=b,则c=0.5(a+b) D.若a<b,则c<0.5(a+b)
【答案】D
【解析】
【详解】
首先发生反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,可知生成氧气体积为0.5a L,与bL NO混合又发生反应:O2+2NO=2NO2,二者恰好反应时0.5a:b=1:2,解得a=b,则
A、若a<b,则NO有剩余,由O2+2NO=2NO2可知气体体积减少0.5a L,故得到气体体积等于NO的体积,则c=b,即c>0.5(a+b),A正确;
B、若a>b,则O2有剩余,由O2+2NO=2NO2可知气体体积减少为参加反应氧气的体积,即气体体积减少为0.5b L,故得到气体体积为c=(0.5a L+b L-0.5b L)=0.5(a+b),B正确;
C、若a=b,则此时生成NO2体积c=2×0.5a=b=0.5(a+b),C正确;
D、根据以上分析可知D错误。
答案选D。
14.分别盛有不同无色溶液①②③④四支试管进行如下操作,现象和结论对应且正确的是
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】
A.滴加BaCl2溶液再滴加硝酸,生成白色沉淀,该沉淀不一定是硫酸钡,比如可以是氯化银,也有可能原溶液中有SO32-,硝酸将其氧化成了SO42-,A错误;
B.加入AgNO3溶液生成白色沉淀,沉淀不一定是AgCl,也有可能是Ag2SO4等,B错误;C.溶液分层且上层为橙红色,说明生成了Br2,证明原溶液中含有Br-,C错误;
D.湿润红色石蕊试纸变蓝,说明遇到了碱性物质,所以试管口有氨气,所以原溶液中有NH4+,D正确;
答案选D。
15.铜跟1mol/L的硝酸溶液反应,若C(NO3-)下降了0.2mol/L,则C(H+)下降A.0.2mol/L B.0.8mol/L C.0.6mol/L D.0.4mol/L
【答案】B
【解析】
【详解】
由铜和稀硝酸反应的离子方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O可知,参加反应的硝酸根和氢离子的物质的量之比为2:8,所以当c(NO3-)下降了0.2mol/L,则c(H+)下降0.8mol/L,B正确,选B。
【点睛】
本题解题的关键是理解反应的实质,即能知道根据离子方程式求解。
典型错误就是根据化学方程式求解,因为参加反应的硝酸中,有一部分(四分之三)硝酸根没有参加反应只有四分之一的硝酸根被还原为NO。
16.将43.8g Al、Cu组成的合金溶于足量的NaOH溶液中,产生6.72L气体(标准状况)。
另取等质量的该合金溶于过量的稀硝酸中,生成13.44LNO(标准状况),向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,得到沉淀的质量为
A.39.2g B.44.8g C.58.8g D.66.4g
【答案】C
【详解】
合金溶于足量的NaOH溶液中,金属铝和氢氧化钠反应产生气体氢气6.72L,物质的量为
0.3mol,根据电子转移守恒可以知道n(Al)=0.3×2
3
=0.2mol,故金属铝的质量为0.2×27=5.4
g ,金属铝提供电子的量是0.6 mol,将合金溶于过量稀硝酸中,分别生成Al3+ 、Cu2+离子,
根据电子守恒,金属共提供电子的物质的量为13.44×
3
22.4
=1.8 mol 故Cu共提供的电子物
质的量为1.8-0.6=1.2 mol,向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液,铝离子全部转化为偏铝酸根离子,不会出现沉淀,所得沉淀为氢氧化铜,由电荷守恒可以知道,反应中金属铜提供的电子的物质的量等于生成碱的氢氧根离子的物质的量即n(OH-)=1.2 mol,所以反应后沉淀的质量等于43.8-5.4+1.2×17=58.8 g ;C正确;
故答案选C。
17.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。
下列说法不正确的是()
A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3:2
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.75mol
D.Y可以是葡萄糖
【答案】C
【详解】
A、根据反应式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O可知,硫酸与硝酸的物质的量之比是3︰2,选项A正确;
B、途径①③中均生成大气污染物,而②没有,所以选项B正确;
C、1mol硫酸铜可以生成0.5mol氧化亚铜,转移1mol电子,所以生成0.25mol氧气,选项C不正确;
D、醛基能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化,生成氧化亚铜,葡萄糖含有醛基,D正确;
所以正确的答案选C。
18.下列化合物中,不能通过化合反应制取的是
A.FeCl3B.H2SiO3C.Fe(OH)3D.FeCl2
【答案】B
【详解】
A.氯气具有强氧化性,氯气与变价金属反应生成最高价金属氯化物,铁与氯气反应生成氯化铁,反应的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3,FeCl3可以由Fe与Cl2直接化合得到,故A错误;
B.二氧化硅不溶于水,二氧化硅和水不能发生化合反应生成H2SiO3,故B正确;
C.Fe(OH)2、O2、H2O反应产生Fe(OH)3,反应的化学方程式为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,能通过化合反应产生Fe(OH)3,故C错误;
D.Fe与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁,氯化亚铁可由化合反应生成,故D错误;
故选B。
19.用图所示实验装置探究铜丝与过量浓硫酸的反应。
下列描述不合理的是()
A.该反应中浓硫酸表现了强氧化性和酸性
B.②中选用品红溶液验证SO2的生成
C.③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2
D.为确认CuSO4生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【解析】
【详解】
A.铜与浓硫酸反应中,硫元素部分化合价降低,部分化合价不变,浓硫酸既表现酸性又表现强氧化性,故A正确;
B.SO2具有漂白性,可用品红溶液验证SO2的生成,故B正确;
C.SO2有毒,对环境有污染,但能溶于NaOH溶液,则③中选用NaOH溶液吸收多余的SO2,防污染环境,故C正确;
D.①中反应后为浓硫酸和硫酸铜的混合液,应将①中混合物加入水中,观察溶液显蓝色,确认有CuSO4生成,故D错误;
故答案为D。
20.下列说法正确的是()
A.向新制氯水中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液呈红色
B.浓硝酸在光照下颜色变黄,说明浓硝酸不稳定
C.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
D.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象,说明浓硫酸具有吸水性
【答案】B
【详解】
A.氯水中生成了盐酸和次氯酸,盐酸具有酸性,次氯酸具有强氧化性漂白,所以向新制氯水中滴加少量紫色石蕊试液,充分振荡后溶液先变红色后褪色,故A错误;
B.硝酸分解生成二氧化氮、氧气和水,二氧化氮是红棕色气体,浓硝酸溶解了二氧化氮而呈黄色,故B正确;
C.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,故C错误;
D.浓硫酸能将有机物中H、O元素以2:1水的形式脱去而体现脱水性,故浓硫酸具有脱水性,可使蔗糖脱水生成炭黑,故D错误;
故答案为B。
【点睛】
氯水由于存在氯气和水的反应生成盐酸和次氯酸,所以氯水含有氯气分子,水,盐酸和次
氯酸,与不同的试剂反应时,起作用的微粒不同;①与硝酸银反应:氯离子与硝酸银反应生成白色沉淀;②与碳酸钠反应:碳酸钠和盐酸反应生成二氧化碳气体;③与有色布条作用:次氯酸有漂白性,有色布条褪色;④与石蕊试液作用:先变红后褪色,因为溶液中有酸,显酸性,有次氯酸有漂白性;⑤与二氧化硫作用:黄绿色退去,二氧化硫和氯气和水反应生成硫酸和盐酸。
21.下列物质转化在给定条件下不能实现的是
A.S SO3H2SO4B.SiO2Na2SiO3(aq) H2SiO3(胶体) C.Fe FeCl3FeCl2(aq) D.Al2O3NaAlO2(aq) AlCl3(aq)
【答案】A
【详解】
A、硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,故A错误;
B、SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O ,Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl,故B正确;
C、2Fe+3Cl2=2FeCl3,2FeCl3+Fe=3FeCl2,故C正确;
D、氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液与过量的盐酸生成三氯化铝,故D 正确;
故选A。
22.依据图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法中不正确
...的是()
A.X是N2O5
B.可用排水法收集NO、NO2气体
C.由NO2→NO,无须另加还原剂也可实现
D.由NH3→N2,从理论上看,NH3可与NO2反应实现
【答案】B
【分析】
A.图象可知X为+5价对应的氮的氧化物;
B.一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮气体;
C.氨气催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于
水生成硝酸;
D .氨气中氮元素化合价-3价,二氧化氮中氮元素化合价+4价二者反应生成氮气;
【详解】
A .图中氮元素及其化合物的转化关系可知,X 为+5价对应的氮的氧化物是N 2O 5,A 正确;
B .一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮气体,不可用排空气法收集NO 气体,B 错误;
C .氨气催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,工业上以NH 3、空气、水为原料生产硝酸,C 正确;
D .NH 3可与NO 2反应生成氮气,8NH 3+6NO 2=7N 2+12H 2O ,D 正确;
答案选B 。
【点睛】
本题考查了氮元素及其化合物的性质、主要是个价态存在物质的氧化还原反应,掌握基础是解题关键,题目难度中等
23.有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL ,其中含有硫酸的浓度为2mol/L ,含硝酸的浓度为1mol/L ,现向其中加入0.96g 铜粉,充分反应后(假设只生成NO 气体),最多可收集到标况下的气体的体积为
A .89.6mL
B .112mL
C .168mL
D .224mL 【答案】D
【分析】
硫酸的浓度为2mol/L 为稀硫酸,硝酸的浓度为1mol/L 为稀硝酸,溶液中能与铜粉反应的为稀硝酸。
【详解】
铜与稀硝酸的离子反应方程式为:3Cu+8H ++2NO 3-=3Cu 2++2NO+4H 2O 。
Cu 的物质的量为0.96=0.01564
mol mol ,硝酸根离子的物质的量为0.02mol ,硝酸和硫酸均提供氢离子,故H +的物质的量为(20.02210.02)0.1mol mol ⨯⨯+⨯=,故氢离子、硝酸根离子过量,则生成的NO 在标况下的体积为2(0.01522.41000)2243mL mL ⨯⨯⨯=。
答案选D 。
【点睛】
硝酸根在溶液中存在氢离子时,仍是硝酸具有强氧化性。
铜与硝酸反应生成硝酸盐,若有酸存在时,铜依然能被硝酸氧化,故直接利用离子方程式进行计算更为便利。
24.铜与200mL 一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸铜,同时生成NO 和NO 2的混合气体,将产生的气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗1L2.2mol /LNaOH 溶液和1molO 2,则下列说法正确的是
A .生成NO 2的物质的量为0.9mol
B .生成CuSO 4的物质的量为2mol
C .原溶液中硝酸的浓度为2.5mol /L
D .铜与混合酸反应时,硫酸未参加反应
【答案】B
【分析】
根据题目,原溶液中NO3-完全反应,设生成xmol NO,ymolNO2,整个过程涉及化合价变化有Cu(0→+2)N(+5→+2,+5→+1),通入O2涉及化合价变化有O((0→-2)
N(+2→+5,+1→+5),则O2转移的电子与Cu转移的电子相同,1molO2转移4mol电子,可参与反应的Cu的物质的量为2mol,得到CuSO4的物质的量为2mol。
根据化合价升价守恒有3x+y=4;气体完全转化为最高价含氧酸盐,消耗2.2molNaOH溶液,有x+y=2.2,可得x=0.9,y=1.3,则原来硝酸的物质的量2.2mol,原溶液体积是200mL,浓度为11mol/L。
【详解】
A.根据分析,生成NO的物质的量为0.9mol,NO2的物质的量为1.3mol,A项错误;
B. 根据分析,生成CuSO4的物质的量为2mol,B项正确;
C. 根据分析,原溶液中硝酸的浓度为11mol/L,C项错误;
D. 铜与混合酸反应时,硫酸提供酸性环境,氢离子参加反应,D项错误;
答案选B。
25.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( )
A.①②B.②③C.③④D.①③
【答案】D
【详解】
①氯化铵分解产生NH3和HCl,气体在试管口降温后又化合生成NH4Cl甚至会堵塞,试管发生危险,所以方案①错误;
②浓氨水遇到氧化钙后,溶液中的水与CaO反应生成Ca(OH)2而消耗,反应同时放热使混合物温度升高,得到的Ca(OH)2可以降低NH3在水中的溶解度,这些都会促使氨水挥发生成氨气,因此方案②正确;
③2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,但是制备装置的试管口要略向下倾斜,防止水蒸气冷凝回流到试管中使试管炸裂,因此方案③错误;
④浓氨水受热分解生成氨气,通过碱石灰吸收水蒸气后可以得到氨气,方案④正确。
综上所述,不能制取氨气的是①③,应当选D。
【点睛】
与②相似,利用NaOH固体或碱石灰也可以制备NH3。
二、实验题
26.某学习小组利用下列装置探究氯气与氨气的反应.其中A、B分别为氯气和氨气的发生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
(1)若Cl2从左向右流动,NH3从右向左流动,则上述实验装置中,依次连接的合理顺序为:A→____→B;为使NH3与Cl2更充分混合,Cl2应从C装置的___进入(填“x”或“y”)。
(2)简述装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是___________。
(3)装置A中发生反应的离子方程式为__________________。
(4)装置B中圆底烧瓶内的试剂为__________________(填名称)。
(5)装置D的作用是______________。
(6)反应开始后,装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一生成物是空气中的主要成分之一,该反应的化学方程式为__________________。
【答案】E、F、C、D x打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加MnO2+4H++2C1﹣Mn2++C12↑+2H2O氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等吸收水蒸气,干燥氨气3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl
【解析】
(1)Cl2从左向右流动,NH3从右向左流动,A是氯气的发生装置,产生氯气后,用饱和食盐水吸收氯气中混有的HCl气体,再用浓硫酸干燥,制备纯净干燥的氯气;B装置是氨气的发生装置,产生氨气后,用碱石灰干燥;制得氯气和氨气在C装置中发生反应,所以上述实验装置中,依次连接的合理顺序为:A→E→F→C→D→B;由于Cl2密度比空气的密度大,为使NH3与Cl2更充分混合,Cl2应从C装置的x口进入;
(2)装置A中使用分液漏斗向圆底烧瓶中滴加浓盐酸的操作是打开分液漏斗上口的活塞,旋开分液漏斗的旋塞,缓慢滴加;
(3)装置A中是制备氯气的发生装置,是在加热的条件下进行的反应,所用原料为二氧化锰和浓盐酸,离子方程式为:MnO2+4H++2C1﹣Mn2++C12↑+2H2O;
(4)装置B是在常温下进行的反应,可以和浓氨水产生氨气的试剂可以是氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等,所以圆底烧瓶内的试剂为氢氧化钠固体、碱石灰或生石灰等;
(5)装置D主要用于吸收水蒸气,干燥氨气;
(6)反应开始后,装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,推测此物质为氯化铵固体,
另一生成物是空气中的主要成分之一,即氮气,因此该反应的化学方程式为:
3Cl2+8NH3═N2+6NH4Cl。
27.化学是一门实验为基础的科学。
请回答下列问题:
(1)利用如图装置可验证浓、稀硝酸氧化性强弱,请完成实验操作,回答相关问题:
①实验操作过程:固定铜片,打开分液漏斗活塞及止水夹2,从不对称U形管1、2长管口处分别注入稀硝酸、浓硝酸,液面与双孔橡皮塞接触,然后,关闭分液漏斗玻璃活塞、止水夹1、2。
此后可观察到现象______;然后打开止水夹1,会发现不对称U形管2中长导管口无色气泡变红棕色,浓硝酸逐渐变黄(说明稀硝酸不能氧化这种无色气体而浓硝酸可以)。
②请用一个化学方程式体现该实验验证浓、稀硝酸氧化性强弱的原理_________。
(2)利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。
①干燥管D的作用是__________。
②实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫:装置A、B中所装药品分别为________、________,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为______________________。
③若要证明非金属性:Cl > C >Si,则A中加入试剂____________、B中加Na2CO3、C中加入试剂______________。
【答案】U形管1中铜片逐渐溶解,溶液颜色逐渐变蓝,有无色气体产生并将溶液推入长管形成液面差 NO + 2HNO3(浓)=3NO2 + H2O 防倒吸浓盐酸 KMnO4 Cl2 + S2ˉ=S↓+ 2Clˉ HClO4 Na2SiO3
【分析】
(1)由题意可知,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应生成的一氧化氮不溶于水,使U形管1短管中气体压强增大,将溶液推入长管形成液面差;
(2)打开止水夹1,会发现不对称U形管2中长导管口无色气泡变红棕色,浓硝酸逐渐变黄,说明稀硝酸不能氧化这种无色气体而浓硝酸可以,证明浓硝酸氧化性强于稀硝酸氧化。