(2)氮氧化物还可以形成光化学烟雾、破坏臭氧层等,故答案为:光化学烟雾; (3)Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,浓硝酸、硝酸铜都写成离子形式,反应
+﹣++﹣
离子方程式为:Cu+4H+2NO3=Cu2+2NO2↑+2H2O,答案为:Cu+4H+2NO3=
Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)NH3使NO转化为两种无毒气体,其中之一是水蒸气,另外一种为氮气,反应方程式为:4NH3+6NO
催化剂5N2+6H2O,
故答案为:4NH3+6NO
催化剂5N2+6H2O;
(5)n(NO2)=n(NO)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol,根据电子转移守恒,可知n(Cu)=
0.1mol?1?0.1mol?3=0.2mol,由Cu原子守恒可得氢氧化铜的物质的量为0.2mol,生
2成Cu(OH)2沉淀的质量为0.2mol×98g/mol=19.6g,故答案为:19.6。 【点睛】
掌握有关硝酸反应的计算,一般用守恒方法,如电子守恒,反应中氮元素得到电子物质的量等于铜失去电子的物质的量,也等于铜离子结合的氢氧根的物质的量,据此计算即可。
6.已知19.2gCu与过量的200mL5mol/L 稀硝酸充分反应,反应方程式如下:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (1)写出该反应的离子方程式:________;
(2)标准状况下,产生NO气体的体积为:________;转移电子的物质的量为______;反应后NO3-的物质的量浓度为:______。(忽略反应前后溶液体积的变化) 【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 4.48L 0.6mol 4mol/L 【解析】 【分析】
(1)根据离子方程式的拆写原则,硝酸和硝酸铜拆为离子,结合电荷守恒书写; (2)先计算19.2g铜的物质的量,再结合反应方程式确定需消耗硝酸的物质的量,由反应可知被还原的硝酸和生成的NO的物质的量,最后根据N元素守恒计算溶液中含有的NO3-的物质的量,根据c=【详解】
(1)Cu与稀硝酸反应方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在该反应中,硝酸和硝酸铜是易溶的强电解质,拆为离子,其余物质仍然用化学式表示,则该反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)19.2g铜的物质的量n(Cu)=19.2g÷64g/mol=0.3mol,由反应可知,0.3molCu消耗0.8molHNO3,则根据元素化合价升降与电子转移关系可知被还原的硝酸和生成的NO均为0.2mol,则生成NO的体积V(NO)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L;根据反应方程式可知3mol金属Cu反应转移电子的物质的量是6mol,则0.3mol金属铜参加反应转移电子的物质的量为0.6mol,在200mL5mol/L 稀硝酸中含有NO3-的物质的量是n(NO3-)=5mol/L×0.2L=1mol,反应
n计算反应后NO3-的物质的量浓度。 V中被还原的硝酸为0.2mol,被还原的硝酸变为NO气体,则溶液中剩余的NO3-的物质的量n(NO3-)=1mol-0.2mol=0.8mol,则其物质的量浓度是c=【点睛】
本题考查氧化还原反应的知识,明确元素的化合价变化及原子守恒的方法来分析是解答本题的关键,注意反应中化学计量数与转移电子数目的关系解答,试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力。
n0.8mol?=4mol/L。 V0.2L
7.硝酸是重要的化工原料,在工农业生产和国防上有重要用途。 (1)实验室利用硝石(NaNO3)和浓硫酸共热制取硝酸。 ①该反应利用了浓硫酸的_______性;
②该反应的温度不宜太高,原因是(用化学方程式表示)______;
(2)工业上用氨气的催化氧化法制取硝酸,再利用硝酸和氨气反应生产NH4NO3。 ①写出氨气的电子式_____;
②写出氨气催化氧化的化学方程式_______;
③在生产过程中,氨催化氧化生成氮氧化物的利用率是80%,氮氧化物被吸收得到硝酸的利用率是85%,则制取80 t的NH4NO3需要氨气______t;
(3)某混合酸1L中含1mol的硝酸和2mol的硫酸。取该混合酸100mL,加入5.6g铁粉充分反应。
①反应中可以生成NO____L(标准状况);
②向反应后的溶液再加入铁粉,能继续溶解铁粉____g。 【答案】高沸点性(或不挥发性) 4HNO3= 4NO2 ↑ + O2 ↑ + 2H2O 5O2 【解析】 【分析】
(1)利用浓硫酸的高沸点分析; (2)根据 硝酸不稳定能分解分析;
(3)根据氨气转化为硝酸的一系列反应分析氨气的质量。
(4)注意硝酸具有强氧化性,硫酸具有酸性,同时注意铁离子能与铁反应。 【详解】
(1) ①浓硫酸制取硝酸时利用浓硫酸的高沸点性(或不挥发性);
②硝酸在温度高时能分解生成二氧化氮和氧气和水,方程式为: 4HNO3= 4NO2 ↑ + O2 ↑ + 2H2O;
(2). ①氨气的电子式为:
;
4NO+ 6H2O ;
4NO + 6H2O 42 2.24 5.6
4NH3+
②氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,方程式为: 4NH3+ 5O2
③NH3-NO-HNO3-NH4NO3,80 t的NH4NO3需要转化为硝酸的的氨气的质量为
8017?80%?85?=25t,另外需要和硝酸反应的氨气的质量为80?17=17t,总共氨气的质量为
8025+17=42t;
(3). ①反应的离子方程式为Fe+4H++NO3-=Fe3++NO?+2H2O,根据铁的物质的量为0.1mol,溶液中的氢离子为0.5mol,硝酸根离子为0.1mol分析,铁反应生成0.1mol一氧化氮,标况下的体积为 2.24L;
② 反应中消耗0.4mol氢离子,和0.1mol硝酸根离子,还剩余0.1mol氢离子和0.1mol铁离子,0.1mol氢离子能反应0.05mol铁,0.1mol铁离子能反应0.05mol铁,故总共反应0.1mol铁,质量为5.6g。 【点睛】
铁和硝酸和硫酸的混合酸反应时,硝酸尽可能表现氧化性,硫酸表现酸性,所以根据离子方程式计算,同时注意反应后的溶液中含有铁离子,同样也能溶解铁。
8.X、Y、Z是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(X、Y、Z、E、F为英文字母,部分反应条件及产物略去)
I.若Y是一种易溶于水,且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体。 (1)则Y和新制氯水主要成分反应生成两种强酸的化学方程式______________。 (2) Y气体的大量排放会形成酸雨,在工业上可以用足量氨水吸收,化学方程式为________________。
cm(3)Z的水溶液可以制得某种强酸E。实验室用98%的浓Eρ?1.84ng?l.5nmol?L?1稀E溶液240nmL。
??3?溶液配制
①制该稀E溶液需要使用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、____和_____; ②算所需E浓溶液的体积为___mL(保留1位小数)。
II.若Z是淡黄色固体粉末。在呼吸面具或潜水艇中由Z和CO2制备氧气的化学反应方程式为____。
III.若Z是红棕色气体。
(1)试写出Z与水反应制备另一种强酸F的化学方程式_______。
(2)2.0g铜镁合金完全溶解于100nmL密度为1.40ng?mL?1质量分数为63%的浓F溶液
中,得到Z和N2O4(Z和N2O4均为浓F溶液的还原产物)的混合气体1792nmL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0nmol?L?1NaOH溶液,当金属离子全部沉淀,得到
3.7ng沉淀。则合金中铜与镁的物质的量之比为_____,加入NaOH溶液的体积为
_____ mL。
H2O?SO2?(NH4)2SO3?H2O 【答案】SO2?Cl2?2H2O?H2SO4?2HCl 2NH3g玻璃棒 250mL容量瓶 20.4 2Na2O2?2CO2?2Na2CO3?O2
3NO2?H2O?2HNO3?NO 2:3 1300
【解析】 【分析】
I.若Y是一种易溶于水,且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体,可判断Y为
SO2。
II.若Z是淡黄色固体粉末,可知Z为过氧化钠。
III.若Z是红棕色气体,可知Z为二氧化氮,X为氮气或氨气,Y为一氧化氮;
【详解】
I.?1?据上述分析可知,二氧化硫和新制氯水反应生成盐酸和硫酸,反应的化学方程式
SO2?Cl2?2H2O?H2SO4?2HCl;
?2?二氧化硫气体的大量排放会形成酸雨,在工业上可以用足量氨水吸收,生成亚硫酸铵
H2O?SO2?(NH4)2SO3?H2O; 和水,反应的化学方程式为2NH3? ?3?二氧化硫氧化生成三氧化硫,三氧化硫溶于水可得硫酸,故E是硫酸。实验室用98%cm的浓硫酸ρ?1.84ng???3?溶液配制l.5nmol?L?1稀硫酸溶液240nmL。
① 依据配制溶液的步骤可知需要使用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、
250mL容量瓶,故答案为:玻璃棒250mL;容量瓶;
②依据稀释前后溶液中溶质的物质的量不变,设需E浓溶液的体积为x,则
x?1.84g?cm?3?98%?0.25L?1.5mol/L,解得x?20.4mL;
98g/molII.在呼吸面具或潜水艇中由过氧化钠和CO2制备氧气的化学反应方程式为,
2Na2O2?2CO2?2Na2CO3?O2;
III.?1? 二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为
3NO2?H2O?2HNO3?NO,
故答案为:3NO2?H2O?2HNO3?NO;
?2?金属离子全部沉淀时,得到3.7g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁,故沉淀中氢氧根的质量
为3.7g?2g?1.7g,氢氧根的物质的量为:
1.7g?0.1mol,根据电荷守恒可以知
17g/mol道,金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量,设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol,则:??2x?2y?0.1计算得出:x?0.02,y?0.03,故合金中
64x?24y?2?铜与镁的物质的量之比是0.02mol:0.03mol?2:3, 标况下,NO2和N2O4混合气体的物质的量为
1.792L?0.08mol,令二氧化氮的物
22.4L/mol质的量为amol,则四氧化二氮的物质的量为?0.08?a?mol,根据电子转移守恒可以知道,a?1??0.08?a??2?1?0.1,计算得出a?0.06mol,N2O4的物质的量为0.02mol 根据钠离子守恒可以知道,氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量,根据氮元素守恒可以知道,硝酸钠的物质的量为
0.1L?14mol/L?0.06mol?0.02mol?2?1.3mol,故需要氢氧化钠溶液的体积为:1.3mol?1.3L?1300mL,
1.0mol/L故答案为:2:3;1300。 【点睛】
该题考查无机框图题的判断,是高考中的常见题型,属于基础性试题的考查,试题难易适中,侧重对学生基础知识的巩固训练,物质特殊的颜色是推断的突破口。
+++++-
9.有一瓶无色澄清的溶液,其中可能含NH4+、K、Na、Mg2、H、Cu2、CO32-、I中的
一种或几种,取该溶液进行如下实验: ①用pH试纸检验,发现溶液呈强酸性。
②取部分溶液,逐滴加入NaOH稀溶液,使溶液逐渐从酸性转变为碱性,在滴加过程中及滴加完毕后,溶液中均无沉淀生成。
③将②得到的碱性溶液加热,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 根据上述实验事实回答下列问题:
(1)在溶液中,肯定存在的离子有________,肯定不存在的离子有________,不能确定是否存在的离子有________。 (2)写出实验③中的离子方程式:
___________________________________________________。