某溶液中含有NH4+、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是:
A. 只有NH4+ B.只有 Al3+ C. NH4+和 Al3+ D. Fe2+和NH4+
【解析】在热的强碱性中,NH4+和氢氧化钠反应放出氨气。镁离子和铝离子虽然和氢氧化钠反应被消耗,但加入过量的盐酸后又重新生成。亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀,但氢氧化亚铁不稳定,可以被氧化生成氢氧化铁沉淀,再加入盐酸,生成铁离子,所以正确的答案是D。
一定条件下硝酸铵受热分解的化学方程式(未配平)为:NH4NO3 - HNO3+N2+H2O,在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为:
A.5∶3 B.5∶4 C.1∶1 D.3∶5
【解析】被氧化化合价升高,即N原子从-3价升高到0价,失去3个电子。被还原,化合价降低,即N原子从+5价降低到0价,得到5个电子。所以根据得失电子守恒可知被氧化与被还原的氮原子数之比为5∶3,即答案是A。
下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是:
A.光化学烟雾 B.臭氧层空洞 C.酸雨 D.闪电
【解析】闪电是一种自然现象,与氮氧化物无关,答案选D.
(14分)欲用浓硝酸法(测定反应后生成气体的量)测定某铜银合金中铜的质量分数。资料表明:①反应中除生成NO2气体外还有少量的NO生成;②常温下N02与N2O4混合存在,在低于0℃时几乎只有无色N2O4液体或晶体存在。为完成测定并验证有NO生成,有人设计下图实验装置。
(1)实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是________________________________________________。
(2)装置B瓶的作用是___________________________________________。
(3)A中反应停止后,打开D中的活塞K2并通人氧气,若反应中确有NO产生,则D中应出现的现象是________________;实验发现,通人氧气温度的高低对实验现象有较大影响,则为了便于观察应通人_______________(填“冷”或“热”)的氧气。
(4)为了减少测量误差,在A中反应完成和D中出现现象后,还应继续进行的操作是: ___________________________________________________。
(5)实验测得下列数据:所用铜银合金质量为15.0 g,浓硝酸的体积为40 mL,浓度为13.5mol·L-1。实验后:A中溶液体积为40mL,H+浓度为1.0mol·L-1。若设反应中硝酸既无挥发也无分解,则:
①参加反应的硝酸的物质的量为______________;
②若已测出反应后E装置的生成物含氮元素的质量,则为确定合金中铜的质量分数,还需要测定的数据是__________。
(6)实验中只测定铜的质量分数,不验证NO的产生,则在铜银合金与硝酸反应后,只需简单的实验操作就可以达到目的,请简述实验过程_______________ ____。
【解析】本实验的目的有两个。一是验证反应中除生成NO2气体外还有少量的NO生成,二是测定某铜银合金中铜的质量分数,解题时我们始终围绕这两个目的。要验证有NO生成,就必须要保证整个装置中没有氧气存在,否则即使生成NO,也会转变成NO2,所以实验开始前要先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,这样做的目的是排尽装置中的空气。检验NO的方法是将NO与O2反应生成红棕色的NO2,由于反应中本来就生成NO2,所以必须将NO2与NO分离,结合题目不难得到装置C的作用就是将NO2转变成无色N2O4液体或晶体。如果温度过低NO2会转变成无色N2O4液体或晶体,所以为了便于观察应通人热的氧气。要测定某铜银合金中铜的质量分数除知道铜银合金的质量外,还必须测得与铜银合金相关的另外一个量,方可列方程组求解。结合题意,可知方法为测出氮的氧化物的质量。由于氮的氧化物存在于C、E两个装置中,所以必须测出两个装置的质量变化。另为保证测定准确,在A中反应完成和D中出现现象后,还应打开K1、K2,持续一段时间的N2和O2,以保证氮的氧化物被充分吸收。计算参加反应的硝酸的物质的量可以利用原子守恒进行计算,反应后剩余硝酸是0.04mol,反应前硝酸是0.04L×13.5mol/L=0.54mol,剩余参加反应的硝酸是0.5mol。因为溶液中含有银离子,剩余可以通过沉淀法来测定银的物质的量。
(16分)A、B、C、D、E、F六种短周期元素,它们的原子序数依次增大。A原子核内无中子;A和E、D和F分别同主族,且B与D 最外层电子数之比为2:3。试回答下列问题:
(1)A元素的名称是 ,E元素在周期表中的位置是 ;
(2)C、D、F的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是 (填化学式);
(3)E单质在足量D单质中燃烧生成的化合物的电子式是 ;
(4)化合物X、Y均由A、D、E、F四种元素组成。
①X、Y均属于 化合物(填“离子”或“共价”);
②X与Y的水溶液相混合发生反应的离子方程式为 ;
(5)化合物E2F的水溶液中滴入双氧水和稀硫酸,加热,有单质生成。其离子反应方程式为: 。
(6)在A2D晶体中,每个分子与相邻的4个分子形成氢键,已知该晶体的升华热(晶体直接变成同温度气体时需要吸收的热量,叫做该晶体的升华热)是51 kJ/mol,除氢键外,分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则该晶体中氢键的“键能”是____kJ/mol;
【解析】原子核内无中子只有H,则A是氢元素。A和E,且E的原子序数大于B、C、D的,所以E只能是Na。B与D 最外层电子数之比为2:3,因为D的原子序数小于Na的所以D位于第二周期。若B与D 最外层电子数就是2和 3,则C就不能存在,所以B与D 最外层电子数就是4和6,即B是C,D是O,则C是N,F是S。
(1)略
(2)非金属性越强,氢化物的稳定性就越强,非金属性是O>N>S。
(3)钠的燃烧产物是过氧化钠,含有离子键和非极性键。
(4)钠是活泼的金属,所以由H、O、Na、S形成的化合物一定是离子化合物,它们分别为NaHSO4和NaHSO3。
(5)Na2S中S的化合价处于最低价态,具有还原性,而双氧水具有氧化性,二者分数氧化还原反应。
(6)每个水分子与相邻的4个分子形成氢键,则平均每个水分子形成的氢键是2个,所以氢键键能是。
(8分)A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素,其相互转化关系如下图所示。其中A、B、C、D在常温下都是气体,B为红棕色。
(1)写出各下列物质的化学式:则A是 D是 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
B→C的化学方程式为 。
E→C的化学方程式为
【解析】本题属于无机框图题,做这种类型的试题,关键寻找突破点。B为红棕色,则B是NO2,这说明是N元素之间的相互转化。又因为A、B、C、D在常温下都是气体,所以A是氮气,D是氨气,C是NO,E是硝酸。二氧化氮溶于水即生成NO,稀硝酸被还原也可以生成NO。