4.C 含水蒸气的NH3能与P2O5反应,故A错误;反应开始时,应先点燃①中的酒精灯产生氨气以除去体系内的空气,故B错误;氨气在加热条件下能被氧化铜氧化,③中硬质玻璃管中的反应为2NH3+3CuO误。
5.(除标明外,每空2分)(1)分液漏斗 Cu+4HNO3(浓)蒸馏水中有气泡产生 3NO2+H2O
2H++2N
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (2)气体变为红棕色
N2+3Cu+3H2O,故C正确;实验结束时,应先将导管从水槽中拿出,否则会引起倒吸,故D错
+NO (3)黄(1分) 红(1分)
【解析】 (1)根据仪器A的结构特点可知,A为分液漏斗;装置甲中发生反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。(2)装置乙中收集的是NO2,故装置乙中出现的现象是气体变
为红棕色,装置丙中NO2会与水反应生成NO,故装置丙中的现象为蒸馏水中有气泡产生,发生反应的离子方程式为3NO2+H2O遇SCN-显红色。 6.D
实验室制氨气常利用加热NH4Cl固体与Ca(OH)2固体的方法,反应原理为
CaCl2+2NH3↑+2H2O,A项正确;碱石灰与氨气不反应,可用碱石灰干燥氨气,B项正确;2H++2N
+NO。(3)试管C中生成的HNO3,能将Fe2+氧化成Fe3+,导致溶液显黄色,Fe3+
2NH4Cl+Ca(OH)2
氨气的密度比空气的小,可用向下排空气法进行收集,C项正确;氨气极易溶于水,为防倒吸,倒置漏斗不能插入液面以下,D项错误。
7.C HNO3遇NH3生成NH4NO3,因此该雾霾中含硝酸铵固体,A项正确;反应②为N2O5+H2O为非氧化还原反应,B项正确;氨气是形成该雾霾的反应物,而不是催化剂,C项错误;氮肥中的N故大气中的NH3可能来自过度使用氮肥,D项正确。 8.(每空2分)(1)①Na2O2(其他合理答案也可) ②4NH3+5O2
4NO+6H2O N
取装置E中少许
2HNO3,
可转化为氨气,
溶液放入一支洁净试管中,滴加氢氧化钠溶液,加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,证明溶液中含有N
(2)b (3)3Cl2+8NH3
6NH4Cl+N2 离子键、共价键
4NaOH+O2↑,提供氨催化氧化所需的氧气,同时放
【解析】 (1)①过氧化钠和水发生反应2Na2O2+2H2O
出大量热,使浓氨水中的氨气逸出。②氨催化氧化的产物是一氧化氮和水,是工业生产硝酸中获得一氧化氮的反应,化学方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O;过量的NH3在装置E中生成N
,铵根离子的检验是取装置
E中少许溶液放入一支洁净试管中,加入强碱后加热能够产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。(2)装置D和E的作用是既防倒吸,又吸收二氧化氮,使二氧化氮和水反应制取硝酸。装置a中的导管没有伸入液体中,二氧化氮不能被充分吸收,且不安全;装置b中水的密度比四氯化碳的小且水和四氯化碳不互溶,所以水浮在四氯化碳的上层,四氯化碳不与二氧化氮反应,也不溶解二氧化氮,故该装置既能够吸收二氧化氮制硝酸,又能够防倒吸;装置c中二氧化氮能被充分吸收,但会产生倒吸;装置d无法进行尾气吸收,故选装置b。(3)“氯气和氨气相遇,出
现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,另一种生成物是空气的主要成分之一”,故生成物为氯化铵和氮气,化学方程式为3Cl2+8NH3
6NH4Cl+N2。氯元素从氯气中的0价,变为NH4Cl中的-1价,所以NH4Cl为还原产物,
故还原产物中含有离子键、共价键。
9.C 把8.0 g铁粉投入某HNO3溶液中,充分反应后剩余固体2.4 g,说明生成硝酸亚铁,硝酸完全反应,参加反应的Fe的质量=8.0 g-2.4 g=5.6 g,其物质的量=
=0.1 mol,故n[Fe(NO3)2]=0.1 mol,反应中硝酸起氧
化剂、酸性作用,起酸性作用的硝酸转化为硝酸亚铁,起氧化作用的硝酸转化为NO和NO2,根据氮原子守恒可知n(HNO3)=2n[Fe(NO3)2]+n(NO+NO2)=0.1 mol×2+0.12 mol=0.32 mol,所以原HNO3溶液的物质的量浓度=
=8.0 mol·L-1。
10.D Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的稀溶液中粒子氧化性强弱为HNO3>Fe3+>Cu2+。铁先和氧化性强的粒子反应,n(Fe)为0~1 mol时,铁和稀硝酸反应,化学方程式为Fe+4HNO3
Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,当加入
1 mol铁时生成1 mol铁离子,消耗4 mol HNO3,亚铁离子的浓度不变, A项正确;铁和稀硝酸反应结束后,铁离子与Fe发生反应Fe+2Fe3+
3Fe2+,此时加入的1 mol铁会和2 mol铁离子反应生成3 mol亚铁离子,B项
Fe2++Cu,此时加入的1 mol铁会和1 mol铜离子反应生成1
正确;n(Fe)为2~3 mol时的反应为Fe+Cu2+
mol Fe2+,C项正确;根据以上分析可知,溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的浓度之比为1∶1∶4, D项错误。
11.D 浓硝酸分解的化学方程式为4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O,则V(NO2)∶V(O2)=4∶1, A项错误;红棕
色气体为NO2,它的产生不能表明木炭与浓硝酸发生了反应,也可能是浓硝酸分解产生的, B项错误;实验Ⅱ中浓硝酸受热分解产生的气体为二氧化氮和氧气,木炭在此混合气体中能迅速燃烧发出亮光,可能是氧气助燃的作用,也可能是二氧化氮具有的助燃作用, C项错误、D项正确。
12.(除标明外,每空2分)(1)NaNO2(1分) I2(1分) (2)②⑤ (3)B (4)11.2 【解析】 (1)由反应2NaNO2+4HI
2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,氮元素的化合价降低,则NaNO2是氧化
剂;碘元素化合价升高,则氧化产物为I2。(2)水、淀粉、白酒与NaNO2都不反应,所以无明显现象;KI与NaNO2必须在酸性条件下才能反应得到I2,食醋会电离出氢离子,故必须选用的物质有②⑤。(3)NaNO2被还原,必须加还原剂,故选NH4Cl。(4)在反应10Al+6NaNO3+4NaOH
N2,NaNO2
10NaAlO2+3N2↑+2H2O中溶解
10molAl转移30mol电子,同时生成3molN2。若反应过程中转移5mole-,则生成标准状况下N2的体积为5mol×
×22.4L/mol=11.2L。
1.A ①中发生反应4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O,收集的气体中O2的体积分数为20%,与空气中O2的体
积分数(约21%)接近,而空气不能使带火星的木条复燃,由此可推断NO2能助燃,A项正确;浓硝酸与红热的木炭
反应可生成NO2,不能证明浓硝酸具有不稳定性,B项错误;红热的木炭与试管中的氧气反应也能生成二氧化碳,C项错误;①、②、③中生成的NO2溶于水后生成HNO3和NO,NO属于污染性气体,D项错误。 2.C 由题图可知,以Pt-g-C3N4为催化剂,在光催化条件下,NO发生氧化反应最终生成HNO3,在此过程中,太阳能转化为化学能,A项正确;由题图可知,Pt端发生失电子的氧化反应,B项正确;过程①,O2在g-C3N4端被还原为H2O2,C项错误;过程③,NO2和H2O2发生氧化还原反应生成HNO3,化学方程式为2NO2+H2O2
2HNO3,D项正确。
【图像分析】 根据题图中物质转化关系对各过程进行分析: 3.C 将充有NO2的密闭烧瓶放入热水中,温度影响平衡2NO2
N2O4的移动,则根据现象可知由NO2生成N2O4的反应的ΔH<0,故A正确;向某溶液中加入Cu和浓H2SO4,有红棕色气体产生,该气体为二氧化氮,则说明原溶液中含有N
,故B正确;碳酸氢铵受热分解可生成氨气,则在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,石蕊试纸
变蓝,说明有NH3生成,不能说明NH4HCO3显碱性,故C错误;向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀,说明氢氧化铜的溶度积较小,即Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],故D正确。
4.D 由题图可知,在TiO2的催化作用下,紫外线提供能量,发生化学反应,即将部分光能转化为化学能,A正确;根据题图分析可知,消除总反应为4NOx+(5-2x)O2+2H2O
4HNO3,B正确;纳米TiO2与紫外线接触面积
含有17 mol电子,1 mol·OH
更大,将产生更多的光生电子和光生空穴,从而消除更多的NOx,C正确;1 mol 含有9 mol电子,即1 mol
比1 mol ·OH多8NA个电子,D错误。
5.(1)
(1分) (2)CO(1分) 极性键(1分) (3)①NaH2PO2(1分) +1(1分) ②正(1分)
【解析】 (1)P为15号元素,最外层电子数为5。(2)根据题给反应中元素化合价变化可知CO为氧化产物;CaSiO3为离子化合物,共价键存在于Si与O之间,为极性键。(3)①由次磷酸钠的结构可确定其化学式为NaH2PO2;根据化合物中各元素化合价代数和为0可知磷元素的化合价为+1。②结合次磷酸钠的结构可确定
次磷酸的结构式为,次磷酸只能电离出羟基中的H,为一元酸,故次磷酸钠为正盐。
6.(1)2Mn
+16H++10Cl-5Cl2↑ +2Mn2++8H2O(2分) (2)平衡压强,防止压强过大引起仪器炸裂(2分)
(3)a(2分) (4)采用“逆流”原理,使冷却水与蒸气能够充分接触,冷凝效果更好;若“上进下出”,冷却水不易充满冷凝管,冷凝效果差;若“上进下出”,因温差大易使冷凝管破裂(答出其中一条即可)(2分) (5)N2H4·H2O+2NaClO
2NaCl+ N2↑+ 3H2O(2分) (6)当滴入最后一滴I2标准溶液时,溶液由无色变为蓝
色且半分钟内颜色不变化(2分) 20.0%(2分) 偏大(1分) 【解析】 2Mn
(1)根据题图
1
可知,装置Ⅰ中反应的离子方程式为
+16H++10Cl-5Cl2↑+2Mn2++8H2O。(2)竖直的长玻璃管与大气相通,可以起到平衡压强的作用,
防止压强过大引起仪器炸裂。(3)根据得失电子守恒可知a正确;根据“极端假设法”,0.1molCl2完全反应转移的电子数应介于0.1NA~
NA之间,不可能为0.2NA,b错误。(4)若“上进下出”,冷却水不易充满冷凝管,不仅
冷凝效果差,还会因温差大而易使冷凝管破裂;若“下进上出”,属于“逆流”原理的应用,冷却水与蒸气能够充分接触,冷凝效果更好。(5)根据题意和相关信息,可以得出相应的化学方程式。(6)根据关系式2I2~N2H4·H2O,可
以
得
出
馏
分
中
水
合
肼
的
质
量
分
数
=0.2000mol·L-1×20.00×10-3L×0.5××50g·mol-1÷5.000g×100%=20.0%;若盛放碘标准溶液的滴定
管没有润洗,则会造成碘标准溶液浓度偏小,测定时消耗碘标准溶液的体积偏大,测得的馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数偏大。
7.(除标明外,每空2分)(1)33(1分) Na+[∶∶]2-Na+(1分) (2)与过量的S2-结合生成FeS沉淀,防止As2S3与S2-结合生成As
(或与S2-结合生成
(3)稀硫酸、铁氰化钾(或稀硫酸、高锰酸钾)
+H2O+2e-As
+2OH- 向Q烧杯
FeS沉淀,使平衡左移,提高沉砷效果) (4)2As
+2SO2+2H+
As2O3↓+2S
+H2O (5)SO2 (6)As
加入Na3AsO3固体(或加入NaOH,合理即可)
【解析】 (1)已知砷元素与N位于同一主族,As比N多两个电子层,即As为第四周期第ⅤA族元素。第二周期有8种元素,第三周期有8种元素,第四周期有18种元素,故第四周期0族元素的原子序数为2+8+8+18=36,故砷元素的原子序数为36-3=33。硫化钠为离子化合物,电子式为Na+[∶∶]2-Na+。(2)亚铁离子与过量的S2-结合生成FeS沉淀,防止As2S3与S2-结合生成As
,即使平衡As2S3(s)+3S2-(aq)
2As
(aq)逆向移动,提
高沉砷效果。(3)四氧化三铁中含有+2价Fe,具有还原性,可先用稀硫酸溶解,再在酸性条件下,滴加高锰酸钾溶液,溶液褪色,则可证明四氧化三铁存在,即可用稀硫酸、高锰酸钾检验。(4)调节pH=1时,由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为2As
+2SO2+2H+
As2O3↓+2S
+H2O。(5)As4S4中As为+2价、S为-2价,
且生成As2O3,1molAs4S4参加反应时,转移28mole-,则S的化合价升高6,生成物中S的化合价为+4,应为SO2。(6)P烧杯中溶液由无色变成蓝色,说明P烧杯Pt电极为负极,则Q烧杯中Pt电极为正极,发生还原反应,电极反应式为As
+H2O+2e-As
+2OH-;一段时间后灵敏电流计指针不发生偏转,说明达到平衡状态,加入
NaOH溶液,反应逆向进行,此时Q烧杯中Pt电极为负极,电子应由Q烧杯的Pt电极流出,即指针偏转方向与起始时相反。
8.(除标明外,每空2分)(1)POCl3+3H2O
H3PO4+3HCl (2)平衡压强、观察O2的流速 防止空气中的水蒸
气进入三颈烧瓶 (3)温度过低,反应速率太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低 (4)防止在滴加KSCN溶液时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀 偏小(1分) (5)Fe(NO3)3(1分) 50%
【解析】 (1)根据POCl3遇水剧烈反应生成含氧酸和氯化氢可知,POCl3遇水反应的化学方程式为POCl3+3H2O
H3PO4+3HCl。(2)装置A为O2的发生装置,制得的O2中含有水蒸气,由于PCl3和POCl3遇
水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢,因此装置B的主要作用是干燥O2,另外该装置与大气相通,可以起到平衡压强的作用,还可以观察O2的流速。干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。(3)反应温度要控制在60~65℃,如果温度过低,反应速率太慢;如果温度过高,PCl3易挥发,利用率低。(4)氯元素含量测定的原理是Ag++Cl-AgCl↓、Ag++SCN-AgSCN↓,n(Cl-)=n(AgNO3)-n(KSCN)。已知Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),用
KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液时,AgCl容易转化为AgSCN,加入硝基苯使AgCl沉淀表面被有机物覆盖,防止在滴加KSCN溶液时,AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀。若不加入硝基苯,则消耗的KSCN溶液体积偏大,会导致所测产品中氯元素的质量分数偏小。(5)步骤④中X为指示剂,X的作用是指示Ag+和SCN-的反应达到滴定终点,根据SCN-遇Fe3+显红色,知X为Fe(NO3)3。根据滴定原理,10.00mL溶液中POCl3水解生成的
n(Cl-)=n(AgNO3)-n(KSCN)=3.2mol·L-1×0.01L-0.2mol·L-1×0.01L
=0.03mol。根据POCl3~3HCl,30.7gPOCl3产品中n(POCl3)=×0.03mol×10=0.1mol,故产品中POCl3的质量分数为153.5g·mol-1×0.1mol÷30.7g×100%=50%。
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