硝酸是一种重要的工业原料,工业制硝酸的关键是氨的催化氧化,与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。
I.图10、图11分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置
(1)氮气和氢气通过图10装置,该装置中浓硫酸的作用是控制气体流速和 。
(2)用图11装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将已经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,铂丝保持红热的原因是 ,写出该装置中氨氧化的化学方程式 。反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、 离子、 离子。
II.下列有关硝酸事实的解释合理的是
A.浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中,说明浓硝酸不稳定 |
B.足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化亚铁离子 |
C.不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜,说明浓硝酸具有挥发性 |
D.不用锌与稀硝酸反应制取氢气,说明稀硝酸能将锌钝化 |
I.(1)干燥混合气体 (2分)
(2)氨的氧化反应是一个放热反应 (2分); 4NH3十5O24NO+6H2O。(2分)
NH4+ (1分), NO3- (1分)
II. A (2分)
(1) 1.75 (2分)
(2)5:6(2分)
解析试题分析;(1)浓硫酸具有干燥的作用所以(1)的答案为干燥混合气体(2)铂丝保持红热说明这个反应时放热反应,氨气溶于水形成氨水,故溶液中会存在铵根离子,一氧化氮会被氧气氧化生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生产硝酸,故溶液中会存在硝酸根离子。II.硝酸不管是稀得还是浓的他都具有强的氧化性,故B选项是错误的。不用浓硝酸来制备硝酸铜主要是因为该反应会释放出污染大气的二氧化氮气体,与硝酸的挥发性无关,故C选项是错误的。而D选项主要是金属与硝酸反应不会生成氢气。所以答案选A(1)据题意可知2NOX—CO2,而逸出出来的二氧化碳为0.25摩尔即11克,故NOX为0.5摩尔,据题意可知NOX的质量为二氧化碳的质量加上碳酸钠溶液增加的质量即21克,再根据物质的量等于质量处于摩尔质量可求出X为1.75.(2)由题意可知一氧化氮与二氧化氮的比例关系为1;1时吸收效果最好由反应方程式2NO+O2=2NO2及题意,我们可以设一氧化氮转化成二氧化氮X摩尔,则3-X=1+X,推算得出X为1则。说明消耗氧气0.5摩尔即空气2.5摩尔。所以V(空气)∶V(NO)=5;6
考点:考查氮的氧化物的相关知识及计算
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。已知KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐的热分解反应方程式如下:
I.2KNO32KNO2+O2↑
II.2Cu(NO3) 22CuO+4NO2↑+O2↑
III.2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
(1)某固体可能由KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐中的一种或几种组成。取适量该固体充分加热,得到一定量气体。若该气体经水充分吸收后,剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1/6。 (忽略氧在水中的溶解)
①若该固体只是由一种盐组成,则该盐为 。
②若该固体是混合物,则该混合物的可能组成为 。
(2)某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,通过实验探究其热分解的产物,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
【实验步骤】
a.仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管A。
b.称取Mg(NO3)2固体3.7g置于A中,先通入一段时间N2,再关闭k,用酒精灯加热硬质玻璃管A。
c.待样品完全分解,A 装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g。
①步骤a的目的是 ;
②依据已知的三个方程式,再根据剩余固体的质量写出Mg(NO3)2热分解方程式为: 。
③若A中固体为AgNO3,用以上实验装置进行实验时,D 中的现象为 ,用离子方程式表示出现该现象的原因:_____________________ 。
④从实验安全的角度判断该实验装置有无缺陷?若有,应如何改进? 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
浓硫酸在实验室可用来干燥Cl2、HCl等气体,这是利用了浓硫酸的__________性。 蔗糖遇浓硫酸变黑,是由于浓硫酸具有__________性。若将盛有浓硫酸的容器敞口放在空气中一段时间后, 其质量会__________(填“增加”、“减少”或“没有变化”)。
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科目:高中化学 来源: 题型:问答题
硝酸是极其重要的化工原料,工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。
(1)工业上用水吸收NO2生产HNO3,生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式:___________________________________________。
(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3,某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。
①检查装置气密性良好后,为观察到NO气体生成,打开K1,关闭K2,应从U形管的长管口注入稀硝酸至____________后,迅速关闭K1,观察到U形管内的现象是_______________________________________________________________。
②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为__________________________________。
③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是_______________________________________。
④打开K2,至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后,打开K3,反应一段时间后,长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
普通玻璃中,Na2SiO3、CaSiO3、SiO2的物质的量之比是Na2SiO3∶CaSiO3∶SiO2=1∶1∶4。
(1)若以aNa2O·bCaO·mSiO2形式表示此玻璃的组成,则a∶b∶m=____________。
(2)若要制备1 000 kg上述玻璃,需要原料各多少千克?共可产生标准状况下的CO2气体多少升?
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(16)某课外活动小组设计了以下实验方案验证Cu与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下:
(1)测定硝酸的物质的量反应结束后,从下图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液,用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂,滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为 mol。
(2)测定NO的体积
①从上图所示的装置中,你认为应选用 装置进行Cu与浓硝酸反应实验,选用的理由是 。
②选用上图所示仪器组合一套可用来完成实验并测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是(填各导管口编号) 。
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置 (“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
(3)气体成分分析:若实验测得NO的体积为112.0mL(已折算到标准状况),则Cu与浓硝酸反应的过程中 (填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是 。
(4)实验前,用托盘天平称取的铜片至少应为 g。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(14分)某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2?3H2O,高于38℃时析出晶体的是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。Ba(ClO)2可溶于水。
利用下图所示装置进行实验。
(1)装置①的作用是 装置③的作用是 。
(2)装置②中产生ClO2的化学方程式为 。
(3)从装置④反应后的溶液获得晶体NaClO2的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;②趁热过滤;③ ;④低于60℃干燥,得到成品。
(4)设计实验检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4,操作与现象是:取少量晶体溶于蒸馏水, 。
实验Ⅱ:测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案,并进行实验:
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2-+ 4I-+4H+ =2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成100mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用c mol?L-1 Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(5)滴定中使用的指示剂是 ,达到滴定终点时的现象为 。
(6) 样品中NaClO2的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示,式量:NaClO2 90.5)。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(12分)某研究小组欲探究SO2的化学性质,设计了如下实验方案。
(1)在B中检验SO2的氧化性,则B中所盛试剂可为________。
(2)在C中装FeCl3溶液,检验SO2的还原性,则C中反应的离子方程式为__________________________。
(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后,D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题:
限选的仪器和试剂:过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 mol·L-1盐酸、0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。
(ⅰ)假设一:该白色沉淀为CaSO3;
假设二:该白色沉淀为________;
假设三:该白色沉淀为上述两种物质的混合物。
(ⅱ)基于假设一,填写下表:
实验操作 | 预期现象和结论 |
将D中沉淀过滤,洗涤干净备用 | |
用另一干净试管取少量沉淀样品,加入 ______ | __________ |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某化学兴趣小组为验证NO2的氧化性和NO的还原性,设计了如下装置制取NO2和NO,并验证其性质:
(1)写出甲中反应的离子方程式:_____________________
乙中的现象是__________________________________________________
可证明NO2的氧化性;在丙中鼓入空气后的现象是_____________________________________,可证明NO的还原性。
(2)实验前丙中充满水的作用是________________________________________
(用反应的化学方程式和简要文字回答)。
(3)小华对上述实验设计提出了质疑,他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性,他的理由是_________________________________________________。
你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性?___________________________
(简要回答出原理和现象即可)。
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