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某课外活动小组欲利用 CuO 与 NH3 反应,研究 NH3 的某种性质并测定其...

某课外活动小组欲利用 CuO NH3 反应,研究 NH3 的某种性质并测定其组成, 设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题:

(1)仪器 a 的名称为 _____________

(2)实验中观察到装置 C 中黑色 CuO 粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,上述现象证明 NH3 具有 _____________性,写出相应的化学方程式 ____________

(3)E 装置中浓硫酸的作用 ____________

(4)读取气体体积前,应对装置 F 进行的操作:_____________

(5)实验完毕,若测得干燥管 D 增重 mg,装置 F 测得气体的体积为 n L(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为____________(用含 mn 字母的代数式表示)

(6)在实验室中用图中 A 装置也可制取 SO2 气体:

①选用的药品可以是 _____________

ANa2SO3 溶液与 HNO3    BNa2SO3 固体与浓 H2SO4

C.碳与浓 H2SO4    D.铜与浓 H2SO4

②将制得的 SO2通入淀粉碘化钾溶液,现象为 _________,表明 SO2 的氧化性比 I2___________(强或”)

③实验室用 NaOH 溶液作为 SO2 的吸收剂防止污染空气,若向 100mL 0.3mol/L NaOH溶液中通入标准状况下 0.448LSO2 气体,所得溶液中的溶质是_________(填化学式)。

④某硫酸厂拟用含 Cr2O72-的酸性废水处理烟气中 SO2,反应后的铬元素以 Cr3+形式存在, 则反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ______________

 

分液漏斗 还原性 2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O 防止F中的水分进入D装置,并吸收未反应的氨气 调整F装置,使两边液面相平 B 无明显现象 弱 Na2SO3和NaHSO3 1:3 【解析】 (1)~(5) 根据题意观察装置可知:A装置为氨气发生装置,B装置干燥氨气,C为反应装置,D装置吸收反应产生的水,E装置防止F中的水分进入D装置干扰实验结果,F装置测量生成氮气的体积。可在此基础上结合相关知识解(1)~(5)小题; (6) ① A装置特点为固液不加热制取气体,根据各反应的条件和产物可对各选项作出判断; ② SO2不能和KI反应,无法将I-氧化为I2; ③ 将SO2通到NaOH溶液中,发生的反应为:2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O,或NaOH + SO2 = NaHSO3,根据题给数据计算n(NaOH)和n(SO2)的比值,可判断反应的产物。 ④ 氧化还原反应中有元素化合价升高,同时有元素化合价降低。反应中Cr元素化合价升高,则S元素的化合价降低,根据电子得失守恒可计算氧化剂和还原剂的物质的量之比。 (1) 装置中仪器a为分液漏斗。 答案为:分液漏斗; (2) 装置C中黑色粉末变为红色固体,说明氧化铜被还原为铜单质,说明氨气具有还原性,量气管有无色无味的气体,根据元素守恒该气体肯定含有氮元素,只能是氮气,故方程式为2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O。 答案为:还原性;2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O (3) 根据实验目的,需要测定D装置的质量变化来确定生成水的量,故E装置的作用是防止F中的水分进入D装置,同时浓硫酸还能吸收氨气。 答案为:防止F中的水分进入D装置,并吸收未反应的氨气; (4) 为保证读出的气体体积为标准大气压下的体积,需要调整F装置,使两边液面相平。 答案为:调整F装置,使两边液面相平; (5) 测得干燥管D增重m g,即生成m g水,装置F测得气体的体积为n L,即n L氮气,根据元素守恒,水中的氢元素都来自于氨气,氮气中的氮元素都来自于氨气,故氨分子中氮、氢的原子个数比为:。 答案为:; (6) ① A装置特点为固液不加热制取气体, A. Na2SO3 会被 HNO3氧化,A选项错误; B. Na2SO3 固体与浓 H2SO4反应可生成SO2:Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2↑ + H2O,B选项正确; C. 碳与浓 H2SO4反应需加热:2H2SO4(浓) + C CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O,C选项错误; D. 铜与浓 H2SO4需加热:2H2SO4(浓) + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2↑,D选项错误; 答案为:B; ② SO2不能和KI反应,所以将制得的 SO2通入淀粉碘化钾溶液,无明显现象;SO2不能将I- 氧化成I2,表明 SO2 的氧化性比 I2弱。 答案为:无明显现象;弱; ③ 将SO2通到NaOH溶液中,发生的反应先是:2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O,n(NaOH):n(SO2)=2:1时恰好完全反应生成Na2SO3;然后是:Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3,总反应为:NaOH + SO2 = NaHSO3,n(NaOH):n(SO2)=1:1时恰好完全反应生成NaHSO3。根据题给信息,n(NaOH)= 100×10-3 L × 0.3mol/L = 0.03 mol,n(SO2)= ,n(NaOH):n(SO2)= 0.03:0.02=3:2,介于2:1和1:1之间,所以,所得溶质为Na2SO3和NaHSO3。 答案为:Na2SO3和NaHSO3。 ④ 氧化还原反应中有元素化合价升高,同时有元素化合价降低。根据题意,Cr的化合价变化为:+6→+3,Cr2O72-为氧化剂,1mol Cr2O72-得电子2×(6-3)mol=6mol;则SO2被氧化为SO42-,SO2为还原剂,S的化合价变化为:+4→+6,1molSO2失电子(6-4)mol=2mol。根据电子得失守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比为:2:6=1:3。 答案为:1:3
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考点分析:
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如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题:

(1)写出 N2 的一种用途: ________________

(2)B 物质的电子式为: ________________

(3)HNO3与图中的物质 C 常用于检验 Cl-的存在,则 C 的化学式为______________

(4)实验室制取物质 B 的化学方程式为 ______________

(5)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为 ___________

(6)如图装置可用于探究氯气与氨气的反应。实验时先通过三颈瓶瓶口 1 通入氨气,然后关闭 b 活塞,再通过瓶口 2 通入氯气。

①实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体,发生反应的化学方程式为________,请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子____________

实验完毕后,观察到三颈瓶内还有黄绿色气体, 简述如何处理才能不污染环境___________________

(7) 3.2g 铜与 60.0mL 一定浓度的硝酸发生反应,铜完全溶解,产生 NO2 NO 混合气体的体积为 8.96L(标况)。待产生的气体全部释放后,向溶液加入 100mL 2.0mol/L NaOH 溶液,恰好使溶液中的 Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 _______________mol/L

 

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在标准状况下,在三个干燥的烧瓶内分别装有纯净的NH3,含一半空气的HCl气体, NO2 O2的混合气体[V(NO2)V(O2) = 41 ],然后分别作喷泉实验,三个烧瓶内所得溶液的物质的量浓度之比为

A.212 B.554 C.111 D.无法确定

 

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有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL,其中含硫酸的浓度为2 mol·L1,含硝酸的浓度为1 mol·L1,现向其中加入0.96 g铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到标准状况下的气体的体积为(    )

A.224 mL B.168 mL

C.112 mL D.89.6 mL

 

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短周期主族元素 WXYZ 的原子序数依次增大,其中 W X 同周期且相邻;X Z 均可形成 18 个电子的氢化物,且两者可反应生成淡黄色固体;Y 是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是(    )

A.简单离子的半径:r(X)< r(Y)< r(Z)

B.X 分别与 WZ 形成的化合物中化学键的类型相同

C.简单氢化物的沸点:Z >X

D.常温下 Y 的单质与 W 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液不反应

 

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历史上被称为世界八大公害“20 世纪十大环境公害之一的洛杉矶光化学烟雾事件使 人们深刻认识到了汽车尾气的危害性。汽车尾气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产 生二次污染物光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示。下列说法不正确的是(

A.烟雾是一种固溶胶,其分散剂是空气 B.O2 O3 是氧的两种同素异形体

C.反应 I 属于氧化还原反应 D.NO2 不是酸性氧化物

 

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