江苏省沭阳高级中学化学氮及其化合物 知识点及练习题
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江苏省沭阳高级中学化学氮及其化合物知识点及练习题
一、选择题
NH+,你认为下列试纸和试剂可用到的是
1.为了检验某固体物质中是否含有
4
①蒸馏水②NaOH 溶液③红色石蕊试纸④蓝色石蕊试纸⑤稀硫酸
A.①②④B.②③C.①②③D.①③⑤
【答案】C
【详解】
NH+时,为便于反应,通常将固体先溶于水,然后加入强碱溶液、加检验固体物质中的
4
热,逸出的NH3用湿润的红色石蕊试纸检验,所以应选择①②③,故选C。
2.X、Y、Z、W 有如图所示的转化关系,则 X、W可能的组合有( )
①C、O2②Na、O2③Fe、HNO3④S、O2 ⑤N2、O2 ⑥H2S、O2 ⑦NH3、O2
A.四项B.五项C.六项D.七项
【答案】A
【详解】
①氧气不足时,碳燃烧生成一氧化碳,一氧化碳能在氧气中燃烧生成二氧化碳,碳在足量氧气中燃烧生成二氧化碳,①符合;
②常温下,钠与氧气反应生成氧化钠,加热时氧化钠可与氧气反应生成过氧化钠,钠在氧气中燃烧生成过氧化钠,②符合;
③过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁,硝酸亚铁与稀硝酸反应转化为硝酸铁,铁与足量的稀硝酸反应生成硝酸铁,③符合;
④硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,在催化剂和高温条件下二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫,硫与氧气不能直接反应生成三氧化硫,④不符合;
⑤氮气与氧气在放电或高温条件下反应生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,氮气与氧气不能直接生成二氧化氮,⑤不符合;
⑥氧气不足时,硫化氢燃烧生成硫,硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,硫化氢在足量氧气中燃烧生成二氧化硫,⑥符合;
⑦在催化剂和加热条件氨气与氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮与氧气化合生成二氧化氮,氨气与氧气不能直接生成二氧化氮,⑦不符合;所以,符合图示转化关系的有:
①②③⑥,故答案为:A。
3.可用来干燥氨气的有( )
A.浓硫酸B.碱石灰
C.氯化钙D.五氧化二磷
【答案】B
【详解】
因为氨气可以和酸反应,所以不能用浓硫酸和五氧化二磷等酸性干燥剂干燥;氯化钙可以吸收氨气生成八氨合氯化钙,所以也不能用氯化钙干燥氨气。
碱石灰是氧化钙和氢氧化钠组成的混合物,可以干燥氨气,所以本题选B。
4.有关铵盐性质的叙述正确的是
A.都是晶体,都能溶于水B.受热时分解,都有NH3产生
C.与碱共热时不一定产生氨气D.都能与酸反应
【答案】A
【详解】
A.铵盐都是易溶于水的白色晶体,A项正确;
B.铵盐不稳定都能加热分解,但不一定有氨气产生,如:NH4NO3
N2O↑+2H2O,B项错
误;
C.铵盐都能与碱反应生成氨气,C项错误;
D.铵盐不都能与酸反应,例如硝酸铵不能与酸反应,D项错误;
答案选A。
5.对于硫酸和硝酸的比较中,下列叙述不正确的是()
A.冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装B.稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性C.浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性、脱水性D.硫酸和硝酸都是重要的化工原料
【答案】C
【详解】
A. 铝、铁与冷的浓硫酸和浓硝酸发生的钝化,因此冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装,故A正确;
B. 稀硫酸和稀硝酸都具有氧化性,稀硫酸和金属反应生成氢气,表现氧化性,稀硝酸和金属反应生成硝酸盐和一氧化氮表现氧化性,故B正确;
C. 浓硫酸和浓硝酸都具有很强的腐蚀性,浓硫酸具有脱水性,浓硝酸不具有,故C错误;
D. 化工生产中用硝酸、硫酸生产化肥、农药、炸药、燃料,金属加工前的酸洗等,故D正确。
综上所述,答案为C。
6.下列气体中,不能用浓硫酸干燥的是()
A.CO2B.N2C.SO2D.NH3
【答案】D
【详解】
A. 浓硫酸不和二氧化碳反应,因此可以干燥,A不符合题意,A不选;
B. 浓硫酸不和氮气反应,因此可以干燥,B不符合题意,B不选;
C. 浓硫酸具有强氧化性,不可以干燥室温下能和浓硫酸发生氧化还原反应的气体例如硫化
氢、碘化氢等,但二氧化硫和浓硫酸不能反应,故浓硫酸能干燥二氧化硫,C不选;
D. 浓硫酸具有酸性,不可以干燥碱性气体氨气,D符合题意,D选;
答案选D。
7.如图是产生和收集气体的实验装置示意图,该装置适合于()
A.用浓硝酸和Cu制取NO2
B.用H2O2溶液和MnO2制取O2
C.用浓盐酸和MnO2制取Cl2
D.用NH4Cl溶液和Ca(OH)2制取NH3
【答案】B
【详解】
A.二氧化氮会与水发生反应,不能用排水法收集,故A不合适;
B.分液漏斗中盛放双氧水,圆底烧瓶中为二氧化锰,二氧化锰可以催化双氧水分解产生氧气,氧气难溶于水,可以用排水法收集,故B合适;
C.浓盐酸和二氧化锰制取氯气需要在加热条件下反应,故C不合适;
D.氨气极易溶于水,不能用排水法收集,且氢氧化钙与溶于水时放出的热量较少,无法蒸出氨气,故D不合适;
故答案为B。
8.某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。
若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1∶2,则该氮的氧化物是( )
A.N2O B.NO
C.NO2D.N2O5
【答案】B
【详解】
设氮的氧化物化学式为N x O y,则N x O y+2CO→N2+2CO2,则x :y=1∶1,即为NO,应选B。
9.下列操作不能用于检验氨的是()
A.气体能使湿润的酚酞试纸变红
B.气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.气体与蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近
D.气体与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近
【答案】C
【详解】
A.氨气通入酚酞溶液中发生反应NH3+H2O=NH3‧H2O,NH3‧H2O⇌NH4++OH-,溶液呈碱性,酚酞溶液变红,该操作可以能用于检验氨气的存在,A不符题意;
B.氨气溶于水得到氨水,氨水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,可用于检验氨气,B不符题意;
C.浓硫酸是难挥发性的酸,氨气与蘸有浓硫酸的玻璃棒靠近不会产生白烟,此操作不能用于检验氨气,C符合题意;
D.浓盐酸有挥发性,挥发出来的氯化氢会和氨气反应生成氯化铵固体,氯化铵的固体小颗粒分散在空气中产生白烟,该操作可以用来检验氨气,D不符题意。
答案选C。
10.生物固氮是指()
A.生物从土壤中吸收含氮养料
B.豆科植物根瘤菌将含氮化合物转变为植物蛋白质
C.将氨转变成硝酸及其它氮的化合物
D.生物将空气中的氮气转变成含氮化合物
【答案】D
【分析】
生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气转化为含氮的化合物的过程。
【详解】
A.土壤中含有的NO3-、NH4+,被植物吸收合成植物所需的物质,是氮的化合物转化为氮的化合物,A不符合题意;
B.根瘤菌将含氮化合物转化为蛋白质,是氮的化合物转化为氮的化合物,B不符合题意;C.将氨转变成硝酸及其它氮的化合物,是氮的化合物转化为氮的化合物,C不符合题意;D.生物将氮气转化为含氮化合物,符合生物固氮的定义,D符合题意;
答案选D。
11.足量铜溶于一定量浓硝酸,产生NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体若与1.12 L
O2(标准状况)混合后通入水中,气体被水完全吸收。
若向原所得溶液中加入5 mol·L-1 H2SO4溶液100 mL,则继续溶解的Cu的质量为( )
A.6.4 g B.9.6 g C.19.2 g D.24 g
【答案】C
【详解】
Cu和浓硝酸反应过程中,Cu失电子生成铜离子、硝酸得电子生成NO2、N2O4、NO,且转移电子守恒,这些气体若与1.12LO2(标况)混合后通入水中,气体被完全吸收,说明氧气得到的电子等于这些气体生成硝酸根离子得到的电子,所以氧气得到的电子等于Cu失去
的电子,根据转移电子得n(Cu)=
1.12
4
22.4/
2
L
L mol
=0.1mol,根据原子守恒得n(Cu)
=n[Cu(NO3)2]=0.1mol,再加入稀硫酸后,相当于溶液中含有硝酸,能继续溶解Cu,n (H+)=2n(H2SO4)=2×5mol/L×0.1L=1mol,n(H+):n(NO3-)=1mol:0.2mol=5:1>
1/4,所以氢离子有剩余,根据硝酸根离子计算溶解铜的质量,设溶解Cu的质量为x,则:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO+4H2O
192g 2mol
x 0.2mol
192g:2mol=x:0.2mol,解得x=19.2g。
答案选C。
【点晴】
明确物质之间的反应是解本题的关键,注意进行过量计算,注意转移电子守恒、原子守恒的利用,难点和易错点是没有进行过量计算。
12.自然界的氮循环如下图所示,下列说法不正确的是()
A.①中N2与O2反应生成NO
B.②中合成氨属于人工固氮
C.③中氮元素只被氧化
D.氧元素参与了氮循环
【答案】C
【详解】
A. N2和O2在放电作用下化合,生成NO,NO被氧化生成NO2,NO2溶于水生成硝酸,故A 正确;
B. 氮的固定是指氮元素由游离态变为化合态的过程,大气中氮气转化成氮肥属于人工固氮,故B正确;
C. ③中细菌还原硝酸根中正五价的氮,生成无污染的0价的氮气,所以③中氮元素被还原,而不是被氧化,故C错误;
D. 如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体,氧元素参与,二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,氧元素参加,故D正确;
题目要求选不正确的,故选C。
【点睛】
本题主要考查了氮以及化合物的性质,理解还原反应、人工固氮等知识点是解答的关键,选项D是解答的易错点。
13.关于硝酸的说法正确的是()
A.硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮得电子
B.浓HNO3与浓盐酸按3∶1的体积比混合所得的混合物叫王水
C.硝酸电离出的 H+,能被Zn、Fe等金属还原成H2
D.常温下,向浓HNO3中投入Fe片,会产生大量的红棕色气体
【答案】A
【详解】
A.硝酸中N元素为+5价,为最高价态,则硝酸具有强氧化性,所以与金属反应时,主要是+5价的氮得电子,故A正确;
B.王水中浓硝酸和浓盐酸的体积被为1:3,王水能溶解金、铂等金属,故B错误;C.酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性,能被Zn、Fe等金属还原成氮的化合物,得不到氢气,故C错误;
D.常温下,铁和浓硝酸发生钝化现象,铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应,所以得不到大量红棕色气体,故D错误;
故选A。
14.对于某些离子的检验及结论一定正确的是
A.加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,一定有CO23-B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有SO24-
C.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液
D.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,一定有NH4+
【答案】D
【详解】
A. 加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,溶液中可能含有
HCO-,故A错误;
CO23-或
3
B. 加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,溶液中可能含有银离子或SO24-,故B错误;
C. 用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色试验,火焰呈黄色,该溶液一定含有钠离子,但不能确定是否是钠盐溶液,故C错误;
D. 加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,说明产生了氨气,
+,故D正确。
则该溶液中一定有NH
4
故选D。
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.NH3B.O2C.H2O D.CO2
【答案】B
【分析】
NH4HCO3受热分解生成NH3、H2O、CO2,
【详解】
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正确;
答案选B。
【点睛】
浓硫酸除了能吸收水蒸气,还能吸收碱性气体。
16.如图所示,将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水
的试管内,充分反应后,试管内残留m
2
体积的气体,该气体与空气接触后立即变为红棕
色。
则m与n的比值为()
A.3∶2 B.2∶3 C.8∶3 D.3∶8
【答案】C
【详解】
在一定条件下,将m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水中且盛满水的容器中内,充分反应, NO和O2全部溶于水时按照下列反应进行,化学方程式为:
4NO + 3O2+ 2H2O = 4HNO3,由于气体与空气接触后立即变为红棕色,所以容器内残留气体
为NO,那么与O2反应的NO气体为m-m
2
=
m
2
,NO和O2按照4:3混合溶于水恰好全部
溶解所以m
n
2
: =4 :3,所以m:n=8:3;
故选C。
17.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是()
A .洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B .洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡
C .在Z 导管出来的气体中没有二氧化碳
D .在Z 导管口排出无色气体 【答案】B 【详解】
C 与浓硫酸共热反应生成CO 2、SO 2和H 2O ,产生的气体X 中含CO 2、SO 2;Cu 与浓HNO 3反应生成Cu (NO 3)2、NO 2和H 2O ,气体Y 中含NO 2;将X 、Y 同时通入足量BaCl 2溶液中,发生的反应有3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 、3SO 2+2HNO 3+2H 2O=3H 2SO 4+2NO 、H 2SO 4+BaCl 2=BaSO 4↓+2HCl 。
A. 根据上述分析,洗气瓶中产生的沉淀是BaSO 4,CO 2与BaCl 2溶液不反应,A 项错误;
B. 根据上述分析,洗气瓶中产生的沉淀是BaSO 4,B 项正确;
C. CO 2不能被BaCl 2溶液吸收,从Z 导管出来的气体中含CO 2,C 项错误;
D. 反应中有NO 生成,在Z 导管口NO 遇空气中氧气变为红棕色的NO 2气体,D 项错误; 答案选B 。
18.在一定条件下,将 6 体积的 NO 2(不考虑 NO 2 转化为 N 2O 4)和一定体积的 NO 置于试管中,并将试管倒置于盛有水的水槽中,待试管内液面不变后再通入 4.5 体积的 O 2 充分反应后,剩余 1.5 体积气体,则原 NO 体积可能为( ) ①3 体积 ②4 体积 ③5 体积 ④5.5 体积 ⑤2 体积 A .①③ B .①⑤
C .④ 或 ⑤
D .② 或 ③
【答案】C 【分析】
根据4NO 2+O 2+2H 2O ═4HNO 3、4NO+3O 2+2H 2O ═4HNO 3,剩余1.5体积气体,可能为NO ,也可能为氧气,以此来计算。
【详解】
23
2
2=4HNO 4NO +O +2H O 416 1.5
则一定体积的NO 和3体积的氧气发生4NO+3O 2+2H 2O ═4HNO 3,①若剩余气体为NO ,则由反应可知,消耗NO 为4体积,则原NO 的体积为1.5+4=5.5体积;
②若剩余气体为氧气,则4NO+3O 2+2H 2O ═4HNO 3中反应的氧气为1.5体积,则原NO 的体
积为1.54
3
=2体积,故选C。
19.表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂,可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是()
选项气体a b c
A NH3浓氨水生石灰碱石灰
B SO270%的浓H2SO4Na2SO3固体98%的浓H2SO4
C NO稀HNO3铜屑H2O
D NO2浓HNO3铜屑NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A. 因NH3的密度比空气的小,不能用图示装置收集,收集方法不合理,故A错误;
B. Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2,SO2中混有的H2O用98%的浓H2SO4除去,收集装置合理,故B正确;
C. NO与空气中的氧气反应,则不能用图示装置收集NO,应利用排水法收集,故C错误;
D. NO2被NaOH溶液吸收,收集不到NO2,故D错误;
故选B。
20.随着我国汽车年销量的大幅增加,环境受到了很大的污染。
汽车尾气处理装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是()
A.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
B.总反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物
C.汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2
D .图中反应的总化学方程式为2222NO+O +4CO 4CO +N 催化剂
【答案】D 【详解】
A .NO 与O 2在常温下就可以发生反应,A 项错误;
B .反应中NO 、O 2均为氧化剂,CO 为还原剂,N 2为还原产物,B 项错误;
C .N 2不是污染成分,C 项错误;
D .由图看出图中反应的总化学方程式为2222NO+O +4CO 4CO +N 催化剂
,D 正确;
故选D 。
21.某溶液可能含有Cl -、24SO -、23CO -、4NH +
、Al 3+、Cu 2+、Fe 3+和K +中的若干种。
为检验其中含有的离子,进行如下实验:取该溶液10mL ,加入过量的氢氧化钡溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,同时产生白色沉淀,过滤;向上述滤液中通入足量CO 2气体,产生白色沉淀。
下列关于原溶液的说法正确的是( ) A .Al 3+、4NH +
一定存在,Cl - 可能不存在 B .至少存在4种离子 C .24SO -、23CO -
至少含有一种
D .Al 3+、Cu 2+、Fe 3+一定不存在,K +可能存在 【答案】A 【分析】
取10mL 溶液,加入过量的氢氧化钡溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体即氨气,同时产生白色沉淀,一定不存在Cu 2+、Fe 3+,过滤;向上述滤液中通入足量CO 2气体,产生白色沉淀即氢氧化铝,则含有Al 3+,不含有23CO -
;所以原溶液中一定存在
4NH +、Al 3+、24SO -,一定不存在23CO -、Cu 2+、Fe 3+,可能存在Cl -和K +,据此进行解答。
【详解】
A. 根据分析可知,原溶液中一定存在4NH +、Al 3+、24SO -,一定不存在23CO -
、Cu 2+、Fe 3+,可能存在Cl -和K +,故A 正确;
B. 根据分析可知,原溶液中一定存在4NH +
、Al 3+、24SO -
三种离子,故B 错误; C. 根据分析可知,原溶液中一定存在4NH +、Al 3+、24SO -,一定不存在23CO -
、Cu 2+、Fe 3+,故C 错误;
D. 根据分析可知,原溶液中一定存在4NH +、Al 3+、24SO -,一定不存在23CO -
、Cu 2+、Fe 3+,可能存在Cl -和K +,故D 错误; 故选A 。
22.下列各组离子能大量共存的是
A .K + 、Cl - 、HCO 3-、SO 24-
B .Mg 2+、Cl -、Ag + 、SO 24-
C .Ca 2+、H +、Na +、CO 23-
D .Fe 2+、Cr 2O 27-、H + 、NO 3-
【答案】A
【详解】
A .K + 、Cl - 、HCO 3-、SO 24-之间不反应,能大量共存;
B .Cl -和Ag + 、SO 24-产生AgCl 、Ag 2SO 4沉淀,不能大量共存;
C .Ca 2+、H +分别和CO 23-反应生成CaCO 3沉淀、水和二氧化碳,不能大量共存;
D .Fe 2+、H + 、NO 3-之间,Fe 2+、Cr 2O 27-、H +之间发生氧化还原反应,不能大量共存。
答案选A 。
23.以下各种尾气吸收装置,适合于吸收极易溶于水气体,而且能防止倒吸的是 A . B . C . D .
【答案】D
【详解】
A .气体能被吸收,但会产生倒吸,故A 错误;
B .气体能被吸收,但会产生倒吸,故B 错误;
C .气体能被充分吸收,但会产生倒吸,应将漏斗与液面刚好接触即可,故C 错误;
D .倒置的球形干燥管插入溶液中,气体能被充分吸收,而且球形管有缓冲作用防倒吸,故D 正确;
故选D 。
24.只用一种试剂就能将NH 4Cl 、(NH 4)2SO 4、NaCl 、Na 2SO 4,四种溶液区别,这种试剂是 A .NaOH 溶液
B .AgNO 3溶液
C .Ba(OH)2溶液
D .BaCl 2溶液
【答案】C
【详解】
A .氢氧化钠溶液能与NH 4Cl 溶液或(NH 4)2SO 4溶液产生有刺激气味的气体,现象相同,且与NaCl 溶液或Na 2SO 4溶液不反应,则无法鉴别四种溶液,故A 错误;
B .AgNO 3溶液与这四种溶液混合均会产生白色沉淀,现象相同,无法鉴别,故B 错误;
C .氢氧化钡溶液与(NH 4)2SO 4溶液混合能产生白色沉淀和有刺激性气味的气体,与NH 4Cl 溶液混合产生有刺激性气味的气体,与NaCl 溶液混合无现象,与Na 2SO 4溶液混合能产生
白色沉淀,能鉴别四种溶液,故C正确;
D.氯化钡溶液能与(NH4)2SO4溶液及Na2SO4溶液均产生白色沉淀,现象相同,无法鉴别,故D错误;
故答案为C。
25.按图进行实验,试管内装有12mL NO,然后间歇而缓慢地通入8 mLO2,下面有关实验最终状态的描述正确的是()
A.试管内气体呈红棕色
B.试管内气体无色,是NO
C.试管内气体无色,是O2
D.试管内液面高度不变
【答案】B
【详解】
试管内装有12mLNO,然后间歇而缓慢地通入8mL氧气,依据反应定量关系分析,当一氧化氮和氧气恰好反应生成硝酸发生的反应为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3,结合一氧化氮和氧气按照4:3全部溶于水,试管内装有12mL NO,然后间歇而缓慢地通入8mLO2,反应后剩余一氧化氮12ml-8×4/3mL=4/3mL。
故选B。
二、非选择题
26.某小组同学利用如图所示装置探究氨气的性质。
请回答:
(1)实验室用NH4Cl和Ca(OH)2共热制取氨气,该反应的化学方程式是_____。
(2)①中湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明氨气的水溶液显______(填字母)。
a.碱性
b.还原性
(3)向②中滴入浓盐酸,现象是_____。
(4)下列装置中,能用于本实验中尾气吸收的是______(填字母)。
a. b.
【答案】Ca(OH)2+2NH4Cl=加热CaCl2+2NH3↑+2H2O a 有白烟生成 b
【分析】
实验室用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气;氨气易溶于水,氨水显碱性;氨气与氯化氢反应生成氯化铵固体;根据氨气极易溶于水的性质和实验安全进行判断。
【详解】
(1)在加热条件下,氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水,反应方程式为:
Ca(OH)2+2NH4Cl=加热CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)氨气极易溶于水,氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子和铵根离子而使溶液呈碱性,①中湿润的红色石蕊试纸变蓝;
(3)向②中滴入浓盐酸,浓盐酸挥发出的HCl遇NH3反应生成氯化铵固体,氯化铵固体是白色固体小颗粒,有白烟生成;
(4)氨气极易溶于水,为防止倒吸,可以选用b装置,增大接触面积,若使用a装置,这种密闭型的容器不能很好的吸收氨气,故不使用它吸收氨气。
【点睛】
(4)的a装置是否可用于吸收氨气是学生的易错点,需要考虑氨气的溶解性和实验安全,还要考虑吸收效果要好。
27.某课外活动小组用如图所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应。
其中A、F为氨气和氯气的发生装置,C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。
备选装置
ⅠⅡⅢ
请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的离子方程式是___________________________________。
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用________(填字母)。
A.碱石灰B.浓硫酸C.生石灰D.五氧化二磷 E.烧碱
(3)虚线框内应添加必要的除杂装置,请从如图的备选装置中选择,并将编号填入下列空格:
B:________、D:________、E:________。
(4)氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气,该反应的化学方程式为:____________________________________;
(5)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,请设计一个实验方案确定该白色固体中的阳离子:_______________________________________
【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ACE ⅡⅢⅠ 8NH3+
3Cl2=6NH4Cl+N2用试管取少量固体,加入浓烧碱溶液,加热,再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,红色石蕊试纸变蓝证明该白色固体中的阳离子为NH4+
【分析】
(1) 浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水;
(2)利用物质溶解时放出的热量促进氨水的挥发来制取氨气,且该物质和氨气不反应;
(3)氨气和氯气均需要干燥,且氯气中混有HCl;
(4)氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气,由此写出反应方程式;
(5)鉴定氯化铵中铵根离子,利用与浓NaOH反应生成氨气的性质判断。
【详解】
(1)装置F中浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2) A.碱石灰、C.生石灰、E烧碱都是碱性物质,且碱石灰、生石灰、氢氧化钠溶于水放出大量的热,使溶液温度升高,有利于NH3•H2O分解,有氨气逸出,则可以用来制备氨气,而D.五氧化二磷、B.浓硫酸虽然溶于水时放热,但是酸性物质,能与NH3•H2O反应生成铵盐,无氨气逸出,故答案为A、C、E;
(3) 氨气中混有水蒸气,氨气是碱性气体,要除去水蒸气只能用碱性物质,故选Ⅱ;制取的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气,氯化氢极易溶于水,氯气也能溶于水,所以不能用水除去氯化氢气体;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,食盐水中含有氯离子,能抑制氯气的溶解,所以要想除去氯气中的氯化氢E应选Ⅰ;水蒸气常用浓硫酸除去,故D选Ⅲ;
(4) 氯气和氨气在常温下混合,发生反应生成氯化铵和氮气的化学方程式为
8NH3+3C12=6NH4C1+N2;
(5)检验白色固体中的阳离子的方法是用试管取少量固体,加入浓烧碱溶液,加热,再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,红色石蕊试纸变蓝证明该白色固体中的阳离子为NH4+。
28.在通风橱中进行下列实验:
实验
步骤
现象 Fe 表面产生大量
无色气体,在液面
上方变红棕色 Fe 表面无明 显变化 常温下有无色气泡,加热后,Cu 表面产生无色气
体,在液面上方变红棕色 Cu 表面产生红 棕色气体
请回答下列问题:
(1)①中气体由无色变为红棕色,红棕色气体是__________________(填分子式)。
(2)②中的现象说明Fe 发生了______现象,产生的原因是________________________。
(3)对比①②中的现象,______(填“能”或“不能”)说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸。
(4)对比③④中的现象,说明氧化性:稀硝酸______(填“>”或“<”)浓硝酸。
(5)③中在加热时的化学反应方程式为________________________,此反应中稀硝酸除表现出氧化性外,还表现出____________。
【答案】NO 2 钝化 Fe 表面形成致密的氧化膜,阻止Fe 进一步反应 不能 < 33223Cu +8HNO 3Cu(NO )+2NO +()4H O ↑稀 酸性
【详解】
(1)①中的Fe 与稀硝酸发生反应:4HNO 3(稀)+Fe=Fe(NO 3)3+NO↑+2H 2O ,生成的NO 在空气中被氧化2NO+O 2=2NO 2,生成红棕色的NO 2,故红棕色气体为NO 2;
(2)②中Fe 表面无明显变化,说明Fe 遇浓HNO 3发生钝化,因为Fe 遇浓HNO 3后表面形成致密的氧化膜,阻止Fe 与浓HNO 3进一步反应;
(3)由于Fe 与浓HNO 3会发生钝化,不能进一步反应,所以不能比较浓HNO 3和稀HNO 3的氧化性;
(4)稀HNO 3常温下不能与Cu 反应,而浓HNO 3常温下可以与Cu 反应,说明稀HNO 3的氧化性小于浓HNO 3;
(5)Cu 与稀HNO 3的反应为:33223Cu +8HNO 3Cu(NO )+2NO +()4H O ↑稀,稀硝酸除表现出氧化性外还起到酸性的作用。
【点睛】
本题要注意钝化的现象,一般来说,在不加热的条件下,Fe 和Al 遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化。
29.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性;
(3)①球形干燥管D能够防止倒吸;
②若要证明Cl元素非金属性强于硫元素,应设计实验先制备氯气,再通过氯气与硫化钠反应生成硫单质证明;
③元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,若要证明非金属性Cl >
C >Si,由强酸能和弱酸盐反应生成弱酸可知,可以用高氯酸能与碳酸钠反应和二氧化碳与硅酸钠溶液反应证明。