备战高考化学压轴题专题复习——氮及其化合物的推断题综合附答案解析
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备战高考化学压轴题专题复习—氮及其化合物的推断题综合及答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.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:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2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(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2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NO3-和NO2-浓度的比值c(NO3-)∶c(NO2-)=_________。
【答案】6NO2+8NH37N2+12H2O NO2 NH3 2NO+2CO N2+2CO2 (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(NO3-):c(NO2-)等于其物质的量之比。
高考化学—氮及其化合物的推断题综合压轴题专题复习及答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.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。
高考化学压轴题专题氮及其化合物的经典推断题综合题含答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.(举一反三)A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。
它们之间有如下的反应关系:(1)若A是淡黄色固体,C、D是氧化物,C是造成酸雨的主要物质,但C也有其广泛的用途,写出其中的两个用途:_____________________________。
(2)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。
B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分,写出该反应的化学方程式:_____________________________。
(3)若D物质具有两性,②、③反应均要用强碱溶液,④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体。
判断单质A的元素在周期表中的位置:___________________________。
(4)若A是太阳能电池用的光伏材料。
C、D为钠盐,两种物质中除钠、氧外的元素为同一主族,且溶液均显碱性。
写出②反应的化学方程式:_______________________________。
D的化学式是________。
(5)若A是应用最广泛的金属。
④反应用到A,②、⑤反应均用到同一种非金属单质。
C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板,写出该反应的离子方程式:_________________________ 。
【答案】漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等(任写2个即可) 4NH3+6NO5N2+6H2O 第三周期第ⅢA族 Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑ Na2CO3 Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+【解析】【分析】【详解】(1)若A是淡黄色固体,C、D是氧化物,且C是造成酸雨的主要物质判断为SO2,所以A为S,C为SO2,B为H2S,D为SO3,二氧化硫具有漂白性,可用于漂白、杀菌、消毒以及作为制备硫酸的材料,故答案为漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等;(2)若B是气态氢化物.C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染,判断为NO、NO2.B 与C在一定条件下反应生成的A是大气主要成分,推断A为N2,B为NH3,该反应的化学方程式4NH3+6NO5N2+6H2O,故答案为4NH3+6NO5N2+6H2O;(3)若D物质具有两性推断D为Al(OH)3,④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体,说明C为偏铝酸钠NaAlO2,②③反应均要用强碱溶液,判断A为Al,B为AlCl3,单质A 为Al ,元素在周期表中的位置是第三周期ⅢA 族,故答案为第三周期第ⅢA 族;(4)若A 是太阳能电池用的光伏材料,判断A 为Si 。
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.已知如图中H是无色液体,号称生命之源,B是空气中含量最多的物质,E是红棕色气体。
(1)C的化学式是___。
(2)D和E都是大气污染物,D转化成E的化学方程式是___。
(3)E和H的反应中,氧化剂和还原剂的质量比是___。
【答案】NH3 NO+O2=2NO2 1∶2【解析】【分析】H是无色液体,号称生命之源,推断为H2O,B是空气中含量最多的物质为N2,E是红棕色气体,经过两步氧化得到判断为NO2,结合流程图分析可知,H为H2O,A为H2,B为空气中的N2,C为NH3,D为NO,E为NO2,E和水反应生成硝酸和一氧化氮,C+F=G,是NH3+HNO3=NH4NO3,依据判断的物质回答问题。
【详解】H是无色液体,号称生命之源,推断为H2O,B是空气中含量最多的物质为N2,E是红棕色气体,经过两步氧化得到判断为NO2,结合流程图分析可知,H为H2O,A为H2,B为空气中的N2,C为NH3,D为NO,E为NO2,E和水反应生成硝酸和一氧化氮,C+F=G,是NH3+HNO3=NH4NO3;(1)C的化学式为NH3;(2)D和E都是大气污染物,NO转化为NO2的化学方程式分别是2NO+O2=2NO2;(3)E和H反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO,依据元素化合价变化分析可知,一氧化氮为还原产物,硝酸为氧化产物,所以氧化剂和还原剂的质量比是1:2。
【点睛】考查物质推断的关系分析判断,解题一般解题思路:①审清题意,从题干迅速浏览、整体扫描、产生印象,尽量在框图中把相关信息表示出来,明确求解要求;②找“题眼”即找到解题的突破口,此步非常关键;③从题眼出发,联系新信息及所学的旧知识,依物质的特性或转移特征来确定“突破口”,大胆猜测,顺藤摸瓜,进行综合分析、推理,初步得出结论;④验证确认将结果放入原题检验,完全符合才算正确。
2.下图是无机物A到M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。
备战高考化学压轴题专题氮及其化合物的经典推断题综合题及详细答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.有一固体混合物,可能由Na2CO3、Na2SO4、CuSO4、CaCl2、NaOH等混合而成,为检验它们,做了如下实验:①取少量固体混合物溶于蒸馏水,搅拌后得无色透明溶液:②取少量上述溶液中滴加Ba(NO3)2溶液至过量,有白色沉淀生成;③过滤,将沉淀物置于足量稀硝酸中,发现沉淀部分溶解。
试判断:(1)固体混合物中肯定有_______,肯定没有______,可能有______。
(2)写出实验③中的离子方程式:___________。
(3)现要对(1)中可能有的物质进行确认,写出你所设计的实验方案(包括具体操作步骤和实验现象)________ 。
【答案】Na2CO3、Na2SO4 CuSO4、CaCl2 NaOH BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O 取少量待测液与小试管中,加入氯化铵溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验,如试纸变蓝色,则说明含有NaOH【解析】【分析】①取少量固体混合物溶于蒸馏水,搅拌后得无色透明溶液,则一定不含有CuSO4;②取少量上述溶液中滴加Ba(NO3)2溶液至过量,有白色沉淀生成,可能为BaCO3或BaSO4;③过滤,将沉淀物置于足量稀硝酸中,发现沉淀部分溶解,说明沉淀为BaCO3和BaSO4,则一定含有Na2CO3、Na2SO4,则一定不含CaCl2,可能含有NaOH,以此解答该题。
【详解】①取少量固体混合物溶于蒸馏水,搅拌后得无色透明溶液,则一定不含有CuSO4;②取少量上述溶液中滴加Ba(NO3)2溶液至过量,有白色沉淀生成,可能为BaCO3或BaSO4;③过滤,将沉淀物置于足量稀硝酸中,发现沉淀部分溶解,说明沉淀为BaCO3和BaSO4,则一定含有Na2CO3、Na2SO4,则一定不含CaCl2,可能含有NaOH;(1)由以上分析可知固体混合物中肯定有Na2CO3、Na2SO4,肯定没有CuSO4、CaCl2,可能有NaOH;(2)碳酸钡是可以溶于强酸的白色沉淀,实质是:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O;(3)要确认是否含有NaOH,可加入氯化铵溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验,如试纸变蓝色,则说明含有NaOH。
高考化学压轴题专题复习—氮及其化合物的推断题综合及答案解析一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.某溶液中可能含有H +、4NH +、2Mg +、3Fe +、3Al +、24SO-等离子,当向该溶液中加入某浓度的NaOH 溶液时,发现生成沉淀的质量随加入的NaOH 的物质的量的变化如图所示:(1)由此可知,该溶液中肯定含有的离子是______________________________________,且各离子的物质的量之比为___________________________________________(2)该溶液中肯定不含的阳离子是________________。
(3)写出NaOH 的物质的量从8mol 到9mol 发生的离子反应方程式:____________________________【答案】H +、4NH +、3Al +、24SO - ()()()()3+244n H n NH n Al n SO 2314++-=∶∶∶::: 2Mg +、3Fe + ()223Al OH OH AlO 2H O --+=+【解析】【分析】从图中沉淀量随之氢氧化钠的加入量增加变化情况结合离子的性质可知:开始发生酸碱中和,然后Al 3+与碱反应,再NH 4+与碱反应,最后沉淀与碱反应完全溶解,依据各段发生反应消耗的氢氧化钠的物质的量计算各种离子的物质的量。
【详解】(1)从图象可知,开始时无沉淀产生,说明含有H +,发生反应:H ++OH -=H 2O ,该氢离子消耗NaOH 溶液的物质的量为2mol ,则n(H +)=2mol ;图象中有一段平台,说明加入OH -时无沉淀生成,有NH 4+,NH 4++OH -=NH 3·H 2O ,铵根消耗NaOH 溶液的物质的量为3mol ,则n(NH 4+)=3mol ;含有Al 3+,发生反应Al(OH)3+NaOH=NaAlO 2+2H 2O ,消耗NaOH 溶液的物质的量为1mol ,则n(Al 3+)=1mol ;根据电荷守恒,则溶液中一定含有负离子,故一定含有SO 42-,n(SO 42−)= ()()()3432n H n NH n Al +++++=23312mol mol mol ++⨯=4mol ;则该溶液中肯定含有的离子是H +,NH 4+,Al 3+,SO 42−;各离子的物质的量之比为()()()()3244n H n NH n Al n SO 2314+++-=∶∶∶∶∶∶; (2)最后溶液中无沉淀,说明溶液中不含Mg 2+和Fe 3+;(3)NaOH 的物质的量从8mol 到9mol 表示的是沉淀的溶解,最后变成0,是氢氧化铝的溶解,离子反应方程式为()322Al OH OH AlO 2H --+=+O 。
高考化学压轴题专题复习—氮及其化合物的推断题综合一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用:(1)甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L,则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比____10(填“大于”“等于”或“小于”),并说明理由_____________________________________。
(2)常温下向含0.5mol溶质的稀盐酸中缓慢通入0.5molNH3(溶液体积变化忽略不计),反应结束后溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________________;在通入氨气的过程中溶液的导电能力___________(选填“变大”、“变小”或“几乎不变”)。
请设计实验检验铵盐中的NH4+:___________。
【答案】小于加水稀释,弱电解质的电离程度增大 c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)几乎不变取样,加水溶解,加入氢氧化钠浓溶液,加热,若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明有NH4+【解析】【分析】【详解】(1)浓溶液加水稀释,越稀越电离,故0.1mol/L的氨水中电离程度更大,故甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比小于10;答案为:小于;加水稀释,弱电解质的电离程度增大;(2)二者恰好反应生成氯化铵,铵根水解溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH−),依据溶液呈电中性有:c(H+)+c(NH4+)=c(OH−)+c(Cl−),因为c(H+)>c(OH−),所以c(NH4+)<c(Cl−),故离子浓度大小关系为:c(Cl−)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH−);溶液中离子浓度几乎不变,所以导电能力几乎不变;铵盐能与强碱反应放出氨气,则检验铵根离子的实验方案:取样,加水溶解,加入氢氧化钠浓溶液,加热,若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明有NH4+。
【点睛】浓溶液加水稀释,越稀越电离;溶液的导电能力主要取决于溶液中离子的浓度及离子所带的电荷数:离子的浓度越大,导电能力越强;离子所带的电荷数越大,导电能力越强。
备战高考化学压轴题专题复习—氮及其化合物的推断题综合含答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.人类农业生产离不开氮肥,科学合理使用氮肥,不仅能提高化肥的使用率,而且能够更好地保护环境,请回答下列问题:(1)将N2转化为含氮化合物的过程称为固氮①人工固氮,将N2→NH3, N2发生_________反应②自然界固氮,可将少量N2转化为Ca(NO3)2等氮肥,转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去):N2→NO→NO2→HNO3M−−→Ca(NO3)2。
写出NO→NO2→HNO3的化学方程式__________、__________。
将HNO3转化为Ca(NO3)2,列举三种不同类别......的化合物M_______(写化学式)。
(2)科学合理地保存、施用氮肥① NH4HCO3需阴凉处保存,原因是__________(写化学方程式)。
②铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用,以NH4Cl为例写出发生反应的离子方程式________。
(3)过渡施用氮肥将导致大气中NH3含量增高,加剧雾霾的形成。
(NH4)2SO4是雾霾的成分之一,其形成过程如下图所示(转化所需试剂及条件已略去):① X可能是______、_______。
Y是___________。
②尿素CO(NH2)2是一种常用化肥,缓慢与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3则尿素中C 元素化合价为__________。
【答案】还原 2NO + O2= 2 NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO CaO、Ca(OH)2、CaCO3NH4HCO3ΔNH3↑+CO2↑+ H2O NH4++ OH-= NH3↑+ H2O SO3 H2SO3 H2SO4 +4【解析】【分析】本题主要考察含N物质的化学性质,运用所学知识答题即可。
【详解】(1)①N2→NH3,N的化合价由0变为了-3,则N2作氧化剂,发生还原反应;②NO→NO2的化学方程式为:2NO+O2=2NO2;NO2→HNO3的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;HNO3M−−→Ca(NO3)2,M可以是CaO、Ca(OH)2、CaCO3;(2)①NH4HCO3需阴凉处保存,是因为该物质对热不稳定,受热易分解,相关的化学方程式为:NH4HCO3ΔNH3↑+CO2↑+H2O;②该离子方程式为:NH 4++OH -=NH 3↑+H 2O ;(3)①根据图可知,Y 为H 2SO 4;在自然环境中,SO 2变为H 2SO 4的途径有两种:2H O [O]2324SO SO H SO −−→−−−→、22H O O 22324SO H SO H SO −−−→−−→,故X 为SO 3或H 2SO 3;②尿素CO(NH 2)2缓慢与H 2O 发生非氧化还原反应释放出NH 3,说明尿素中N 呈-3价,由于O 呈-2价,H 呈+1价,故可算得C 呈+4价。
备战高考化学压轴题专题氮及其化合物的经典推断题综合题及答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.某化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。
在A装置中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(1)B装置中的干燥剂是_____ (填“碱石灰”或“浓硫酸”)。
(2)C、D 装置中试纸颜色会发生变化的是_____(填”C”或“D”)。
(3)当实验进行段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1- -2滴浓盐酸,可观察到 E 装置中的现象是产生______(填”烟”或“白雾”)。
(4)为防止过量氨气造成空气污染,需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置,合适的装置是_____ (填“F”或“G”)。
(5)生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量。
实验室利用此原理,向生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气。
用此方法制取氨气应选用的气体发生装置是____ (填“a”“b”或“c”)。
【答案】碱石灰 D 白烟 )F )c【解析】【详解】(1)氨气是碱性气体,能与浓硫酸反应且浓硫酸是液态干燥剂,故B装置中的干燥剂是碱石灰;(2)氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,所以D中颜色发生变化,故答案为D;(3)氨气与挥发的HCl会生成氯化铵晶体,所以有白烟产生;(4)因为氨气极易溶于水,所以吸收氨气时要用防倒吸装置,故答案为F;(5)向生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气。
用此方法制取氨气为固液不加热制取气体,应选用的气体发生装置是c。
2.硝酸是一种重要的化工原料,用来制取一系列硝酸盐类氮肥,如硝酸铵、硝酸钾等;也用来制取含硝基的炸药等。
试回答下列问题:(1)某同学对铁与稀硝酸的反应进行探究,若HNO3只被还原成NO,则:①写出铁与过量稀硝酸反应的离子方程式:__。
②写出过量铁与稀硝酸反应的离子方程式:__。
③若28g铁与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为__。
高考化学压轴题专题复习——氮及其化合物的推断题综合含答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.如图1为实验室制取氨的实验装置。
(1)写出A中所发生反应的化学方程式___。
(2)NH3在一定条件下可与O2反应生成一种无色气体,该气体遇空气迅速变红棕色,请写出相关反应的化学方程式___,___。
(3)在收集氨时试管口棉花的作用是___。
(4)一位学生用制得的氨,按图2装置进行喷泉实验,烧瓶已充满干燥的氨气,引发喷泉实验的操作____。
(5)另一学生积极思考产生喷泉的其他方法,设计了图3装置。
首先在锥形瓶中分别加入足量的下列物质,反应后产生喷泉的是(______)A.CaCO3粉末和浓盐酸B.NH4HCO3溶液与稀NaOH溶液C.HCl和AgNO3溶液D.HCl和酚酞溶液该同学又向锥形瓶中加入酒精,水槽中加入冷水后,再加入足量的下列物质,结果也产生了喷泉。
水槽中加入的物质可以是(______)A.硝酸铵 B.食盐 C.浓硫酸 D.硫酸铜【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2减少与空气的对流,保证试管中能收集满氨气打开橡皮管的夹子,挤压胶头滴管的胶头,使少量的水进入烧瓶 A C【解析】【分析】(1)为制取氨气的装置,收集氨气的试管口需要棉花;(2)气体遇空气能迅速变红棕色,原气体是NO;(6)图3要想产生喷泉,必须生成大量气体;(7)如果放出大量热量,也能增大气体压强,产生喷泉。
【详解】(1)实验室制氨气2NH4Cl+Ca(OH)2∆CaCl2+2NH3↑+2H2O 。
(2) NH3在一定条件下可与O2反应生成一种无色气体,该气体遇空气迅速变红棕色,该气体是NO,所以NH3+5O2=4NO+6H2O。
(3) NO遇空气迅速变红棕色,所以2NO+O2=2NO2 。
(4)收集氨时试管口棉花的作用是减少与空气的对流,保证试管中能收集满氨气。
备战高考化学压轴题专题复习——氮及其化合物的推断题综合附答案解析一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.硝酸是常见的三大强酸之一,在化学研究和化工生产中有着广泛应用,常用于制备硝酸盐、染料、肥料、医药中间体、烈性炸药等。
硝酸盐多用于焰火、试剂、图像处理行业。
−−→2M+2NO2↑+O2↑,加热(1)某金属M的硝酸盐受热时按下式分解:2MNO3∆3.40gMNO3,生成NO2和O2折算成标准状况时的总体积为672mL。
由此可以计算出M的相对原子质量为__。
(2)将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体折算成标准状况下的体积为11.2L。
其中NO的体积为__。
(3)现有Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,某研究性学习小组为了探究其组成情况,加入100mL0.6molHNO3溶液恰好使混合物完全溶解,同时收集到224mLNO气体(S.T.P.)。
则产物中硝酸铜的物质的量为_。
如原混合物中有0.0lmolCu,则其中Cu2O与CuO的质量比为__。
(4)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸,其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L,取10mL此混合酸,向其中加入过量的铁粉,HNO3被还原成NO,待反应结束后,可产生标准状况下的气体多少升___?(5)加热某一硝酸铜的结晶水合物和硝酸银的混合物110.2g,使之完全分解,得到固体残渣48.4g。
将反应后产生的气体通过水充分吸收后,剩余气体1.68L(S.T.P.)。
求原混合物中硝酸铜结晶水合物的化学式___。
【答案】108 5.824L 0.025 9:5 0.448L Cu(NO3)2·6H2O【解析】【分析】(1)根据硝酸盐和气体体积的关系式计算金属的相对原子质量;(2)根据氧化还原反应中得失电子数相等计算生成的一氧化氮的体积;(3)根据氮原子守恒确定未反应硝酸根的物质的量,根据硝酸根的物质的量和硝酸铜的关系式计算硝酸铜的物质的量;根据硝酸铜的物质的量计算溶液中铜离子的物质的量,根据氧化还原反应中得失电子守恒计算氧化亚铜的质量,根据铜原子守恒计算氧化铜的质量,从而计算出氧化亚铜和氧化铜的质量之比;(4)根据n=cV计算氢离子和硝酸根的物质的量,由于铁过量,根据反应进行过量计算,以不足量的物质计算一氧化氮的物质的量,进而计算体积;(5)根据原子守恒,气体体积列方程计算硝酸铜和硝酸银的物质的量,根据铜原子守恒计算结晶水系数,从而确定化学式。
【详解】(1)标准状况下,672ml气体的物质的量是0.03mol,根据反应的方程式可知,氧气的物质的量是0.01mol,所以硝酸盐的物质的量是0.02mol,则硝酸盐的相对分子质量是170,故M的相对原子质量是170-62=108;(2)32.64g铜的物质的量是0.51mol,失去1.02mol电子转化为+2价铜离子,气体的物质的量是0.5mol,若设NO和NO2的物质的量分别是x和y,则x+y=0.5、3x+y=1.02,解得x=0.26mol,所以NO的体积是5.824L;(3)硝酸的物质的量是0.06mol,被还原的硝酸是0.01mol,所以根据氮原子守恒可知,硝酸铜的物质的量是(0.06mol-0.01mol)÷2=0.025mol。
根据铜原子守恒可知,铜原子的物质的量是0.025mol,Cu2O与Cu在反应中均是失去2个电子,二者的物质的量之和是0.015mol,则氧化亚铜的物质的量是0.005mol,所以氧化铜的物质的量是0.005mol,则Cu2O与CuO的质量比为144︰80=9:5。
(4)n(H+)=0.01L×4mol/L×2+0.01L×2mol/L=0.1mol,n(NO3-)=0.01L×2mol/L=0.02mol,由于铁过量,发生反应3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO+4H2O,0.02mol硝酸根完全反应,需要氢离子的物质的量为0.08mol<0.1mol,故氢离子过量,硝酸根不足,生成的一氧化氮为0.02mol,则标况下,一氧化氮的体积为0.448L。
(5)二氧化氮、氧气和水的反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,根据硝酸铜和硝酸银受热分解方程式可知,硝酸铜受热分解产生的二氧化氮和氧气体积比为4:1,被水完全吸收,硝酸银分解产生的二氧化氮和氧气体积比小于4:1,即气体与水反应剩余1.68L氧气;设原混合物中硝酸铜的物质的量为xmol,硝酸银为ymol,即80x+108y=48.4,0.25y=0.075,即x=0.2mol,y=0.3mol。
根据铜原子守恒可知,结晶水的物质的量=110.20.3170/0.2188/18/g mol g mol mol g molg mol-⨯-⨯=1.2mol,即硝酸铜与结晶水物质的量之比为1:6,硝酸铜结晶水合物的化学式Cu(NO3)2·6H2O。
2.在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片发生反应。
请回答:(1)开始阶段,观察到的现象为________________,反应的化学方程式是_____________。
(2)反应结束后,铜片有剩余,再加入少量20%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,反应的离子方程式是__________________。
(3)若6.4 g铜片消耗完时,共产生气体2.8 L(标准状况)。
则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量是_____________。
(4)实验室中硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,原因是_____________(用化学方程式表示)。
(5)工业上通常用氨催化氧化法制硝酸,写出氨催化氧化的化学方程式:_______________。
【答案】铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 0.325 mol4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O 4NH3+5O24NO+6H2O【解析】【分析】(1)开始时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮,据此解答;(2)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜,反应后溶液中氢离子消耗完毕,但硝酸根离子有剩余,若再加入少量20%的稀硫酸,相当于稀硝酸溶液,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,据此书写离子方程式;(3)铜与硝酸反应生成硝酸铜、NO2和NO的混合气体,根据Cu、N原子守恒计算整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量;(4)浓硝酸见光或受热容易分解,据此书写方程式;(5)氨催化氧化生成一氧化氮和水,据此书写反应的化学方程式。
【详解】(1)开始时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮,发生反应为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2↑+2H2O,生成的二氧化氮为红棕色气体,因此现象为铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体,故答案为铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体;Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2↑+2H2O;(2)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜,反应后溶液中氢离子消耗完毕,但硝酸根离子有剩余,若再加入少量20%的稀硫酸,相当于稀硝酸溶液,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;(3)6.4 g铜的物质的量为0.1mol,反应生成硝酸铜,结合硝酸根离子0.2mol,整个反应过程共产生标准状况下气体2.8L,即生成0.125molNO2和NO的混合气体,根据N原子守恒,反应过程中被还原的HNO3的物质的量为0.125mol,则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量为0.2mol+0.125mol=0.325mol,故答案为0.325 mol;(4)浓硝酸见光或受热容易分解,4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,因此实验室中硝酸通常保存在棕色试剂瓶中,故答案为4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O;(5)氨催化氧化生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,故答案为:4NH3+5O24NO+6H2O。
【点睛】本题考查了铜与硝酸的反应。
解答本题需要注意,浓硝酸和稀硝酸与铜的反应生成物不同。
本题的易错点为(3)中的计算,要注意利用守恒法解答。
3.2016年10月17日7时30分,我国“神舟十一号”载人飞船顺利升入太空。
此次火箭的主要燃料是偏二甲肼(C2N2H8)和一种氮的氧化物(用R表示),当火箭发射时,这两种燃料会剧烈反应产生大量气体,并释放出大量的热,化学方程式如下(已配平):C2N2H8+2R=3N2↑+4H2O+2CO2↑(1)R的化学式是___;已知偏二甲肼中N元素显-2价,H元素显+1价,由此推断,C元素的化合价是___。
(2)该反应的还原剂是___,被还原的元素是___。
(3)若反应生成22.4LCO2(标准状况),则反应转移电子___mol。
(4)火箭发射时,尾部向下喷出的气体会有明显的红棕色,该红棕色气体的化学式可能是___。
(5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂。
Na2FeO4能给水消毒利用的是___性。
用Na2FeO4给水消毒、杀菌时得到的Fe3+可以净水,其净水原理与明矾相同,Fe3+净水原理是___(用简要的文字叙述)。
【答案】N2O4 -2 C2N2H8 N2O4 8 NO2氧化性 Fe3+是弱碱阳离子,能结合水电离出的氢氧根生成Fe(OH)3胶体,可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降【解析】【分析】(1)化学方程式C2N2H8+2R=3N2↑+4H2O+2CO2↑,由原子守恒可得R的化学式;(2)该反应中N2O4中的N元素从+4价下降到0价,C2N2H8中C和N的化合价升高,可以判断出氧化剂和还原剂;(3)标准状况下22.4LCO2的物质的量是1mol,生成1molCO2时,有1molN2O4被还原,可以求出转移电子数;(4)火箭的燃料是两种组分,偏二甲肼和四氧化二氮,四氧化二氮是无色的气体,四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体;(5)Na2FeO4中铁是铁元素的最高价态,有很强的氧化性。
【详解】(1)化学方程式C2N2H8+2R=3N2↑+4H2O+2CO2↑,由原子守恒可知,R的化学式为:N2O4;已知偏二甲肼C2N2H8中N元素显-2价,H元素显+1价,设C的化合价为x,则有2x+8-2×2=0,解得x=-2,C元素的化合价是-2;(2)该反应中N2O4中的N元素从+4价下降到0价,C2N2H8中C和N的化合价升高,故该反应的还原剂是C2N2H8,氧化剂是N2O4;(3)标准状况下22.4LCO2的物质的量是1mol,生成1molCO2时,有1molN2O4被还原,N2O4被还原为N2,得8个电子,1mol N2O4得8电子,故转移8mol电子;(4)火箭的燃料是两种组分,偏二甲肼和四氧化二氮,四氧化二氮是无色的气体,四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体,故该红棕色气体的化学式可能是NO2;(5)化合物中化合价的代数和为0,Na2FeO4中钠元素为+1价,氧元素为-2价,故铁元素为+6价;+6价的铁是铁元素的最高价态,有很强的氧化性,可用于杀菌消毒;杀菌时得到的Fe3+是弱碱阳离子,能结合水电离出的氢氧根生成Fe(OH)3胶体,可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降。