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氮及其化合物的性质

核心导读:一. 教学内容:氮及其化合物的性质 二. 教学目标: 了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质;了解铵盐的性质;掌握铵根离子的检验方法。掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系;了解氮的固定,掌握氮气的性质。 认识硝酸的重要性质;理解浓、稀硝酸与金属反应的特点。 三. 教学重点、难点: 氨及铵盐、氮的氧化物和硝酸的性质 四. 教学过程: (一)氨及铵盐的性质: 1、氨是没有颜色、有刺激性气味的气体;密度比空气小;氨极易溶于水且能快速溶解,在常温、常压下1体积水能溶解70

一. 教学内容:氮及其化合物的性质

二. 教学目标:

了解氨的物理性质,掌握氨的化学性质;了解铵盐的性质;掌握铵根离子的检验方法。掌握NO、NO2的重要性质及其与环境的关系;了解氮的固定,掌握氮气的性质。

认识硝酸的重要性质;理解浓、稀硝酸与金属反应的特点。

三. 教学重点、难点:

氨及铵盐、氮的氧化物和硝酸的性质

四. 教学过程:

(一)氨及铵盐的性质:

1、氨是没有颜色、有刺激性气味的气体;密度比空气小;氨极易溶于水且能快速溶解,在常温、常压下1体积水能溶解700体积氨,氨很容易液化,液氨气化时要吸收热量,故液氨常用作致冷剂。

2、氨分子中氮的化合价为-3价,分子中含有极性键,键角为105.5℃,分子构型为三角锥形,属于极性分子。

3、氨溶于水时,大部分NH3与H2O结合,形成NH3•H2O。NH3•H2O可以部分电离生成NH4和OH,NH3+H2O NH3•H2O NH4+OH所以氨水显碱性,它能使酚酞试液变红。

4、氨具有还原性:能被Cl2、O2等物质氧化:

2NH3+3Cl2=6HCl+N2(当NH3过量时,也可生成NH4Cl);4NH3+5O2=4NO+6H2O

5、铵盐:常见的铵盐有:NH4HCO3、(NH4)2CO3、NH4NO3、NH4Cl等。铵盐均为易溶于水的白色晶体,都能与碱反应,NH4+OH=NH3•H2O,受热时产生NH3;铵盐受热均易分解。

6、NH3的实验室制法:实验室一般用生石灰或Ca(OH)2与NH4Cl混合加热来制取氨气,Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O;反应属于“固+固”反应,故装置与实验室制取氧气的装置相同,但氨气必须用向下排气法收集,并用湿润的红色石蕊试纸检验氨所是否收集满。

7、化学氮肥:化学氮肥主要包括铵态氮肥(主要成分为NH4)、硝态氮肥(主要成分为NO3)和有机态氮肥?D?D尿素(CO(NH2)2)。

[说明]

1、喷泉形成的原理:容器内外存在较大的压强差。在这种压强差的作用下,液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出来,形成喷泉。

形成压强差的两类情况:

⑴容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。如:NH3、HCl等溶于水;CO2、SO2、Cl2等与碱溶液的反应等;

⑵容器内的液体由于受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或由于发生化学反应,容器内产生大量的气体,从而使容器内压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉。如:喷雾器、人造喷泉、火山喷发等。

2、氨的实验室制法:

⑴加热固态铵盐(一般为NH4Cl)和碱(一般为熟石灰)的混合物反应;

⑵制取少量的氨气,可用浓氨水加热挥发的方法获取;

⑶也可以向浓氨水中加入固态碱性物质(如:生石灰、NaOH、碱石灰等),促使平衡:NH3+H2O NH3•H2O NH3↑+酸的挥发性物质

②稳定难挥发酸成的铵盐 NH3↑+酸

2NH3↑+H2SO4

③不稳定且无强氧化性酸成的铵盐 NH3↑+酸的分解产物

2NH­3↑+H2O+CO2↑

NH3↑+H2O+CO2↑

④由不稳定且有强氧化性酸(HNO3)成的盐

例1. 某同学学习了氨的催化氧化反应后,想自己设计并做一个探究实验,探究氨在催化剂的作用下被空气中的氧气氧化的情况。经过仔细考虑,他设计了如下实验,请你认真分析他设计的实验,然后回答问题:

例2. 能鉴别Na2SO4、NH4NO3、KCl、(NH4)2SO4四种溶液(可以加热)的一种试剂是:

A. BaCl2 B. Ba(NO3)2 C. Ba(OH)2 D. AgNO3

NH4+OH=NH3↑+H2O

上述四种物质中,有两种含NH4,另有两种含SO42,SO42的检验用Ba2,所以选择Ba(OH)2来鉴别。将Ba(OH)2溶液分别加入到上述四种溶液中的现象分别为:A只有白色沉淀;B为只有刺激性气味的气体;C无现象;D为既有白色沉淀又有刺激性气味的气体。

答案:C

例3. 在标准状况下,用以下气体做喷泉实验,请根据情况,填写烧瓶中溶液的物质的量浓度(假设烧瓶中溶质不能扩散出来)。

(1)用氯化氢气体做喷泉实验,喷泉结束后,水充满烧瓶,则溶液的物质的量浓度为_______;

(2)用NH3做喷泉实验,喷泉结束后,水充满烧瓶,则溶液的物质的量浓度为_______;

解析:(1)由于HCl气体极易溶于水,最终所得溶液的体积和原HCl气体的体积相等,即相当于VL溶液中溶解了HCl气体: (设烧瓶体积为VL),溶液的物质的量浓度为: mol•L1=0.045mol•L1

(2)由于NH3也极易溶于水,最终所得溶液的体积和原NH3的体积是相等的。故所得溶液的物质的量浓度也为答案:物质的量浓度均为:0.045mol•L1

(二)氮及其氧化物的性质、硝酸的性质:

1、氮气是一种双原子单质分子,性质很稳定,一般不与其他物质发生化学反应,故可用作保护气。但在特定的条件下,可以与氧气、氢气、镁等物质发生反应。

N2+3H2 2NH3;  3Mg+N2 2NO

2、氮的氧化物种类较多,主要有N2O(笑气)、NO、NO2、N2O4等。其中NO是一种无色不溶于水的有毒气体,不溶于水,而NO2则是一种红棕色有刺激性气味的有毒气体,能溶于水,溶于水生成HNO3和NO,NO2还易发生二聚反应。氮的氧化物是形成光化学烟雾的因素之一,对环境的危害极大。

NO和NO2的相互转化关系为:2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO

NO2具有强氧化性,能与许多还原性物质反应,如:SO2、I等,NO2还能与碱溶液反应,生成硝酸盐和亚硝酸盐。如:

NO2+SO2=NO+SO3;2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

故可用碱液来吸收硝酸工业中产生的尾气。

NO、NO2的制取

①实验室NO可用Cu与稀HNO3反应制取:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,由于NO极易与空气中的氧气作用,故只能用排水法收集。

②实验室NO2可用Cu与浓HNO3反应制取:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O由于NO2可与水反应,故只能用排空气法收集。

3、硝酸的性质:

纯净的硝酸是无色易挥发,有刺激性气味的液体,能以任意比溶于水,常用浓硝酸的质量分数约为63%,质量分数98%的硝酸叫做发烟硝酸,硝酸是一种重要的化工原料。

硝酸具有酸的通性,但硝酸与金属反应时一般无氢气产生。

(1)不稳定性:硝酸在受热或光照条件下即可分解:4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O,常见浓硝酸显黄色,是由于硝酸分解产生的NO2气体溶解在其中,故浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中,置于阴暗处。

(2)强氧化性:

<1>与金属反应:硝酸和金属反应时,硝酸作为氧化剂,硝酸的浓度越高,其氧化性越强,还原产物的价态越低。

A:常温下,浓硝酸可使Fe、Al表面形成致密的氧化膜而发生钝化,阻止反应的继续进行。

B:一定条件下硝酸能与除铂以外的多数金属反应,通常浓硝酸反应后生成的气体主要是NO2,稀硝酸反应后生成的气体主要是NO,如:铜与浓、稀硝酸的反应:

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

变价金属与硝酸反应时,产物的价态则要看硝酸与金属的物质的量的相对大小,若金属过量,则生成低价的金属硝酸盐,若硝酸过量,则生成高价的金属硝酸盐。如:铁与稀硝酸的反应:3Fe(过量)+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

Fe(不足)+4HNO3(浓)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O

<2>硝酸不仅可与金属反应,还可与非金属单质反应:如:浓硝酸与单质碳反应的化学方程式:C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O

非金属单质与浓硝酸反应时,一般生成高价的非金属氧化物或高价的含氧酸

<3>硝酸与低价态化合物的反应

硝酸能氧化很多低价态的化合物,如S2、SO32、I、Fe2等还原性物质,故在酸性条件下NO3与S2、SO32、I、Fe2等不能共存于同一溶液中,但在中性或碱性介质中,可以共存。

(3)与有机物反应:在一定条件下硝酸可与某些有机物发生取代反应和颜色反应:

如:浓硝酸与苯、苯酚等物质的硝化反应、与醇的酯化反应、与某些蛋白质的颜色反应等。

[说明]

1、氮的固定是指将游离态的氮转化为化合态的氮的过程。可以通过生物固氮和人工固氮两种方法。

2、Mg在空气中燃烧,除与O2反应外,还可与N2、CO2气体反应生成Mg3N2、MgO和C。可将产物溶于水,产生无色、有刺激性气味气体,则证明生成了Mg3N2;若将产物溶于酸,若有黑色不溶物生成,则证明有C产生。

3、浓硝酸和浓盐酸均为无色,但常用的浓盐酸和浓硝酸均呈黄色。浓盐酸是由于其中溶解了FeCl3而显黄色;而浓硝酸则是由于硝酸分解产生的NO2溶解在其中显黄色,此时,可向硝酸溶液中通入空气(氧气),除去溶解在其中的NO2:4NO2+O2+2H2O=4HNO3。

4、NO不与水反应,NO2遇水反应产生NO气体,不能完全被水吸收。但在有氧气存在的情况下,两者都可以完全被水吸收生成硝酸:

4NO+3O2+2H2O=4HNO3;4NO2+O2+2H2O=4HNO3

5、铁和铝遇浓的浓硝酸钝化,并不是指两者不反应,而是反应生成一薄层致密的氧化膜,阻止反应的继续进行。但在加热条件下,铁和铝也能与浓硝酸反应。硝酸与金属反应时既起氧化剂的作用,同时还起酸的作用。随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐降低,氧化性逐渐减弱,还原产物的价态逐渐降低。

6、NO3在中性和碱性溶液中不具有强氧化性,但在酸性介质中,NO3具有强氧化性,能氧化许多还原性物质。故还原性离子与NO3在中性和碱性介质中可以共存,而在酸性介质中不能共存。

7、硝酸与有机物所发生的反应大部分都是取代反应,此时硝酸(HO-NO2)提供-OH,-NO2(硝基)取代有机物中的H,形成硝基化合物或硝酸酯。

8、NO3的检验,是将溶液蒸馏浓缩,再向溶液中加入铜片和浓硫酸,若产生红棕色气体,则证明有NO3,反之没有NO3

9、金属和硝酸反应时,随反应情况不同产物不同,有时甚至出现多种产物混合现象(如NO、NO2混合,NO、NO2、N2O4混合,Fe2、Fe3混合等)。如果采用一般的解题方法,依据化学方程式分步计算,计算步骤十分繁琐,甚至造成简单问题复杂化。但若采用守恒法来解,常常可以使问题得到简化。此类题目的守恒通常依据两个方面:

⑴原子守恒:硝酸的总物质的量=和金属阳离子结合的NO3的物质的量+还原产物中N原子的物质的量+剩余HNO3的物质的量;

⑵电子守恒:金属失去电子的总物质的量=氧化剂(HNO3)转化为还原产物(氮的氧化物)时所得到的电子的物质的量。

例1. 将1.92gCu粉与一定量的浓硝酸反应,当Cu粉完全作用时,收集到气体1.12L(标况),则所消耗硝酸的物质的量是:

A. 0.12mol B. 0.11mol C. 0.09mol D. 0.08mol

答案:B

例2. 用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜:(1)铜跟浓硝酸反应;(2)铜跟稀硝酸反应;(3)铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应。以下叙述中正确的是

A. 三种途径所消耗的铜的物质的量相等

B. 三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等

C. 所消耗的铜的物质的量是:途径(3)>途径(1)>途径(2)

D. 所消耗的硝酸的物质的量是:途径(1)>途径(2)>途径(3)

解析:本题是评价制备方案的优劣。从绿色化学角度看(1)要节约原料;(2)是副产品,对环境污染小。(1)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,

(2)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,

(3)2Cu+O2=2CuO,CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O。

若生成3molCu(NO3)2,可得消耗原料量及生成污染物NOx的量(见下表):

 

Cu(NO3)2

Cu

HNO3

NOx

(1)

3mol

3mol

12mol

6mol

(2)

3mol

3mol

8mol

2mol

(3)

3mol

3mol

6mol

0mol

由上表知:(1)耗HNO3最多,生成污染物最多;(3)耗HNO3最少,没有污染物。

答案:AD

例3. 某试剂厂有银(含杂质铜)和硝酸(含杂质Fe3)反应制取硝酸银。步骤如下 

例4. 1898年,曾有人发明了固氮的一种方法,该法以石灰石、焦炭、空气为原料。第一步反应是石灰石分解;第二步是使第一步反应产物和焦炭反应,在电炉中的高温下制得第三步反应起始物;第三步反应中另一反应物是空气,该反应也是在电炉中完成的,生成一种固体;第四步是使该固体和水蒸气反应制得氨气。又知该固体中有与N3互为等电子体的离子。

(1)试写出四步反应的化学方程式;

(2)试简评该固氮方法。

解析:前二步反应分别是石灰石的分解和制造电石的反应:

CaCO3 CaO+CO2↑;CaO+3C CaC2+CO↑

第三步反应是CaC2在高温下与空气中的氮气反应,以取得固氮的效果。由于生成物与N3互为等电子体的离子,氮元素在此生成物中应为-3价,后者与水反应才更有可能生成NH3。N3的等电子体有CN22、C2N3。如果N为-3价,在CN22中C为+4价,

在C2N3中C为0价,不合理,因此生成物中的该离子只能为CN22。其化学方程式为:

CaC2+N2 CaCN2+C;CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH3↑。

这种方法较之现在的合成氨工业,需要消耗大量电能,原料众多,生产成本高,因此,很快被合成氨的催化法代替。

答案:(1)CaCO3 CaO+CO2↑;CaO+3C CaC2+CO↑;CaC2+N2 CaCN2+C;CaCN2+3H2O(g)=CaCO3+2NH3↑。

(2)这种方法,需要消耗大量电能,原料众多,设备重,生产成本高。

例5. 为了测定某铜银合金的成分。将30.0g合金完全溶于80mL13.5mol/L的浓HNO3中,待合金完全溶解后,收集到气体6.72L(标准状况),并测得溶液中氢离子浓度为1mol/L。假设反应后溶液的体积仍为80mL。试计算:

(1)被还原的硝酸的物质的量。

(2)合金中银的质量分数。

解析:(1)本题考查的是有关硝酸的综合计算。Cu、Ag合金溶于过量的硝酸后,分别生成Cu(NO3)2和AgNO3,而硝酸的还原产物则为:NOx。则根据元素守恒:被还原的硝酸的物质的量等于NOx的物质的量=6.72L/22.4L/mol=0.3mol;

(2)再根据元素守恒,我们假设原合金中含铜的物质的量为x,银的物质的量为y,则有:

2x+y=80mL×103L/mL×13.5mol/L-0.3mol-80mL×103L/mL×1mol/L=0.7mol

64g/mol×x+108g/mol×y=30.0g

解得:x=0.3mol,y=0.1mol

则混合物中银的质量分数为:(108g/mol×0.1mol)/30.0g=36%

答案:被还原的硝酸的物质的量为0.3mol,合金中银的质量分数为36%。

【模拟试题

1、关于氮族元素(用R代表)的下列叙述正确的是:

A. 最高化合价是+5 B. 氢化物的通式为RH5

C. 非金属性由上到下递增 D. 其含氧酸均为一元强酸

2、上世纪80年代后期人们逐渐认识到,NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是:

A. NO分子中有极性共价键 B. NO为造成光化学烟雾的因素之一

C. NO为汽车尾气的有害成分之一 D. NO分子所含电子总数为偶数

3、将12LCO2和NO的混合气体通过足量的Na2O2固体,充分反应后,气体体积减少到8L(相同状况),则原混合气体中CO2和NO的体积比可能为:①1:2;②2:1;③2:3;④3:2。

A. ① B. ②④ C. ①③ D. ②

4、将amLNO、bmLNO2、xmLO2混合于同一试管里,将试管口倒插入水中,充分反应后试管内气体可全部消失,则x对a、b的函数关系式 是:

A. B. C. D.

5、大气污染是环境污染的一个重要方面,常见的大气污染分一次污染和二次污染,二次污染是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或生物作用下发生变化,或与环境中其他物质发生反应生成新的污染物,如2NO+O2=2NO2就是二次污染物,由NO2导致的污染就是NO的二次污染。下列物质:①SO2;②NO;③NO2;④HCl;⑤CO2不易导致二次污染的是:

A. ①②③④⑤ B. ①③⑤

C. ④和⑤ D. 只有④

6、汽车尾气(含烃类、一氧化碳、无色气体与二氧化硫等)是城市主要污染源之一,治理的一种方法是在汽车排气管上装催化转化器,它使一氧化氮与一氧化碳反应生成参与大气循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧及二氧化硫的转化,下列说法中错误的是:

A. 一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式为2CO+2NO=N2+2CO2

B. 此方法的缺点是:由于二氧化碳的增多,会大大提高空气的酸度

C. 为减少污染应开发新能源

D. 汽车尾气中有两种气体遇血红蛋白会结合,使人中毒

7、当氨气与氧气一起通过灼热的铂丝网时,在导出的产物中,不可能出现的物质是:

A. NH4NO3 B. H2O C. N2 D. NO2

8、在如图装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶中,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体d呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是:

 

a(干燥气体)

b(液体)

A

NO2

B

CO2

4 mol•L1NaOH溶液

C

Cl2

饱和NaCl溶液

D

NH3

1 mol•L1盐酸

9、如图,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y,若挤压滴管,使Y滴入瓶中,振荡,过一会可见小气球a鼓起,气体X和液体Y不可能是:

A. X是NH3,Y是水 B. X是SO2,Y是NaOH浓溶液

C. X是CO2,Y是稀硫酸 D. X是HCl,Y是NaOH稀溶液

10、下列各组物质的空间构型完全不同的是:

A. NH3和H3O B. NH4和CH4

C. CO2和SiO2 D. 金刚石和晶体硅

11、下列事实可证明氨水是弱碱的是:

A. 氨水能跟氯化亚铁溶液反应生成氢氧化亚铁

B. 铵盐受热易分解

C. 0. 1mol•L1氨水可以使酚酞试液变红

D. 0. 1mol•L1氯化铵溶液的pH约为5

12、某溶液能与Al片作用产生H2,则该溶液中可能大量共存的离子组是:

A. Na、NO3、K、Fe2 B. Fe2、Na、Cl、K

C. K、I、NO3、H D. NH4、NO3、Na、HCO3

13、某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生一种还原产物,当参加反应的单质与被还原的硝酸的物质的量之比为2:1时,还原产物是:

A. NO2 B. NO C. N2O D. N2

14、某条件下,锌与稀硝酸反应时,其物质的量之比为5:12,则此时硝酸的还原产物是:

A. NO2 B. NO C. N2O D. N2

15、在铁铜的混合物中,加入一定量的稀硝酸并微热,充分反应后,剩余金属a g,再向其中加入一定量的稀盐酸并加热,充分振荡后,还剩余金属b g ,则:

A. a可能等于b B. a一定等于b

C. a可能小于b D. a一定大于b

16、1.92克铜投入一定量的浓硝酸中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到气体672mL(标况),将盛有此气体的容器倒扣在水中,容器内液面上升,再通入标况下一定体积的氧气,恰好使气体完全溶于水中,则通入的氧气的体积是:

A. 504mL B. 168mL C. 336mL D. 224mL

17、某强酸性溶液中可能存在NO3、Cl、I、Fe3中的一种或几种,向该溶液中加入溴水,单质溴被还原,由此推断该溶液中:

A. 不含NO3,也不含Fe3

B. 含有NO3、I、Cl

C. 含I但不能确定是否含Cl

D. 含有Fe3

18、某金属单质能与足量浓硝酸反应,放出NO2气体,若参加反应的金属单质与硝酸的物质的量之比为1:a,则该金属元素在反应后生成的硝酸盐中的化合价是:

A. +2a B. +a C. +a/2 D. +a/4

19、在某100mL混合溶液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L,向该混合溶液中加入1.92克铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中的Cu2的物质的量浓度(mol/L)是:

A. 0.15 B. 0.225 C. 0.35 D. 0.45

20、铜和镁的合金4.6克完全溶于浓硝酸,若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体(都已折算成标况),在反应后溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀的质量为:

A. 9.02g B. 8.51g C. 8.26g D. 7.04g

21、铜与浓硝酸反应产生气体,用排水法收集aL此气体(标况),从理论上讲,被还原的硝酸的物质的量是下列中的:

A. a/22.4 mol B. a/11.2 mol C. 3a/22.4 mol D. 3a/11.2 mol

22、含n克硝酸的溶液,恰好与m克铁完全反应,若有n/4克硝酸被还原,则n:m不可能是:

A. 1:1 B. 3:1 C. 3:2 D. 9:2

23、一氧化氮气体因污染空气而臭名昭著。近年来,发现少量的一氧化氮在生物体内许多组织中存在,它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能,成为当前生命科学的研究热点,一氧化氮亦被称为“明星分子”。请回答下列问题:

(1)一氧化氮对环境的危害在于:

A. 破坏臭氧层 B. 高温下能使一些金属被氧化

C. 产生酸雨 D. 与人体血红蛋白结合

(2)在含Cu的酶的活化中心中,NO 在酸性水溶液中反应的离子方程式:____________________________。

(3)在常温下,把一氧化氮气体压缩到100atm,在一个体积固定的容器里加热到50°C,发现气体的压力迅速下降,压力降到略小于原压力2/3 就不再改变,已知其中一种产物为N2O,写出上述变化的化学方程式:___________________________。

(4)解释变化(3)中为什么最后的气体压力小于原压力的2/3?___________________。

24、一无色气体可能是由CO2、HCl、NH3、NO2、NO、H2中的一种或几种组成。将此无色气体通过装有浓硫酸的洗气瓶,发现气体体积减少一部分,继续通过装有固体Na2O2的干燥管,发现从干燥管出气口一端出来的气体颜色显红棕色,再将该气体通入盛满水、倒立于水槽中的试管内,最后试管里仍然充满液体。由此可知:

(1)原气体中一定含有_________,一定不含有__________。

(2)由最终结果可知,原气体中______气体的体积比为________。

25、铜和浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应,产物不同,实验现象也不同。

(1)某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO,设计了如图所示的实验装置,请你根据他们的思路,选择下列药品,完成该实验,并叙述实验步骤:

药品:稀硝酸、稀盐酸、锌粒、石灰石固体

步骤: = 1 \* GB3 ①检查装置的气密性 = 2 \* GB3 ② = 3 \* GB3 ③

= 4 \* GB3 ④ ; = 5 \* GB3 ⑤

= 6 \* GB3 ⑥用注射器向广口瓶内推入氧气(或空气)

(2)推入氧气或空气的目的是 ;

(3)分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸和稀硝酸反应,所得到的溶液前者呈绿色,后者呈蓝色,某同学提出,这可能是Cu2浓度差异引起的,你同意这种看法吗?___________(填同意或不同意),原因是

另一位同学提出溶液呈绿色是Cu2与NO2混合的结果,请你设计一个实验证明之(简述实验方案和实验现象).

 

26、下图所示是进行木炭与浓硝酸反应并检验生成的气体和反应的热效应的实验装置,它具有无污染,现象明显的特点,试管A中所盛固体下层是无水氯化钙(做载体不参加反应),上层是红热的木炭,实验时慢慢将浓硝酸滴到木炭上,反应即开始进行,且能长时间剧烈反应,请回答下列问题

(1)写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式

(2)该反应是 反应(填放热或吸热),这一结论的实验证据是

(3)实验中试管A内出现的现象是

(4)试管B内出现的现象是 ,澄清石灰水中发生的主要反应的离子方程式是

(5)某学生在实验临近结束时,发现D试管中的浓硝酸难以滴下,若要再滴入浓硝酸使木炭完全反应,最简单的办法是 。

27、硝酸工业尾气中的氮的氧化物(NO、NO2)是大气污染物,其常用的治理方法有以下两种(已简化):

①NaOH吸收法。反应原理是:

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

②氨催化还原法。反应原理是NOx+NH3 N2+H2O 现有一定量的含NO2和NO的硝酸工业尾气(不含其他气体)若用过量NaOH溶液吸收后,溶液中NaNO3与NaNO2的物质的量之比恰好与尾气中NO和NO2的物质的量之比相等。

(1)若用NOx表示氮的氧化物的平均组成,试求x的值。

(2)将1体积该尾气用氨催化还原法处理,至少消耗多少体积相同状况下的氨气?

28、在100mL混合酸的溶液中,硝酸的物质的量浓度为0.5mol/L,硫酸的物质的量浓度为0.15mol/L,向其中加入5.76g铜粉,微热,使其充分反应。

(1)求溶液中Cu2的物质的量浓度.

(2)若要使5.76g铜粉完全溶解,且溶液中只存在一种盐,则原溶液中的硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是多少?

【试题答案

1、A 2、D 3、A 4、C 5、C

6、B 7、C 8、BD 9、C 10、C

11、D 12、B 13、C 14、D 15、D

16、C 17、AC 18、C 19、B 20、B

21、C 22、A

23、(1)ACD;

(2)Cu+NO2+2H=Cu2+NO+H2O;

(3)3NO==N2O+NO2;

(4)生成的二氧化氮又发生如下反应:2NO2 N2O4而使压力略小于原来的2/3。

24、(1)NH3、CO2、NO;NO2、HCl、H2;

(2)NO:CO2;2:3

25、(1)②向试管中加入一定量CaCO3固体 = 3 \* GB3 ③向试管中倒入过量的稀HNO3并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞 = 4 \* GB3 ④待反应完全后,将右边导管插入试管内接近液面 = 5 \* GB3 ⑤将铜丝插入到溶液中

(2)检验生成NO气体

(3)不同意;铜片质量相同,该液体体积相同,生成的Cu2浓度相同;加热绿色溶液,有红棕色气体产生,溶液变成兰色。

26、(1)C+4HNO3(浓)=CO2+4NO2+2H2O

(2)放热 不再给炭块加热后能维持较长时间

(3)炭块保持红热,试管内有红棕色气体生成

(4)有红棕色气体生成 Ca2+2OH+CO2=CaCO3+H2O

(5)摇动试管B,上部的气体溶于石灰水

27、(1)V(NO):V(NO2)=1:3;x=1.75

(2)7/6。

28、(1)c(Cu2)=0.3mol/L

(2)c(HNO3)=0.6mol/L,c(H2SO4)=0.9mol/L


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