2024届高三化学高考备考一轮总复习训练——卤族和氮族及其应用(含解析)

2024届高三化学高考备考一轮总复习——卤族和氮族及其应用
一、选择题
1.有关物质性质的说法正确的是(  )
A.医学上利用醛基的性质进行血糖检测
B.硝酸中插入铜片,液面上方出现红棕色气体,说明铜与硝酸生成
C.向石蕊溶液中通入氯气,溶液先变红后褪色,证明氯气具有漂白性
D.向酸性高锰酸钾溶液中通入,溶液褪色,证明具有漂白性
2.下列说法正确的是(  )
A.SO2可以用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫,增白食品等
B.糖类、油脂和蛋白质在一定条件下都能水解
C.汽车尾气中含有的氮氧化物,是汽油不完全燃烧造成的
D.高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、双氧水都能杀菌消毒,这是利用他们的强氧化性
3.下列物质的用途利用其氧化性的是(  )
A.氨气用于制备硝酸
B.二氧化硫用于葡萄酒和果酒的生产
C.FeCl3溶液用于制作简易印刷电路板
D.浓盐酸用于检查氨气运输管道是否有泄漏
4.用如图装置进行实验,将液体a逐滴加到固体b中,下列叙述正确的是(  )
选项 a b c 现象 装置图
A 浓H2SO4 Cu 澄清石灰水 c中溶液变浑浊
B 浓盐酸 KMnO4晶体 紫色石蕊溶液 c中溶液最终呈红色
C 稀HNO3 Fe NaOH溶液 d中红棕色气体变浅
D 浓氨水 生石灰 Al2(SO4)3溶液 c中产生沉淀后溶解
A.A B.B C.C D.D
5.化学与生产、生活、科技和环境等密切相关。下列有关说法错误的是(  )
A.侯氏制碱过程中应向饱和食盐水中先通NH3,后通CO2
B.84消毒液与洁厕灵不能混用,若混用能产生有毒气体
C.卫星探测器上的太阳能电池帆板主要成分是晶体硅
D.“汽车尾气处理”有助于改善城市空气质量,有利于实现“碳达峰、碳中和”
6.在给定条件下,下列物质间转化能实现的是(  )
A.S SO2 H2SO3
B.NH3 NO2 HNO3
C.Fe2O3 Fe FeCl3
D.Al NaAlO2 Al(OH)3
7.2008年夏季奥运会将在我国举行.奥运会上发令枪所用“火药”的主要成分是氯酸钾和红磷,撞击时发生的化学反应为:5KClO3+6P═3P2O5+5KCl.下列有关该反应的叙述中,正确的是(  )
A.反应中红磷是氧化剂
B.发令时产生的白烟只是KCl固体颗粒
C.“火药”中的红磷可以用白磷代替
D.反应中消耗3mol P时,转移电子的物质的量为15mol
8.实验室中使用盐酸、硫酸和硝酸时,对应关系错误的是
A.稀盐酸:配制溶液
B.稀硫酸:蔗糖和淀粉的水解
C.稀硝酸:清洗附有银镜的试管
D.浓硫酸和浓硝酸的混合溶液:苯的磺化
9.下列叙述正确的是()
A.CO、CO2、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
B.焰色反应、离子反应中都一定存在化学反应
C.明矾溶于水能产生具有吸附性的胶体粒子,可作漂白剂
D.可用浓盐酸检验输送氨气的管道是否漏气
10.下列关于卤族元素说法正确的是(  )
A.卤素单质都可以与水发生X2+H2O HX+HXO
B.卤素单质都可以与Fe发生2Fe+3X2═2FeX3
C.卤素单质都有毒都有颜色
D.已知Cl有两种核素:35 Cl和37 Cl,所以35 Cl2和37 Cl2互为同位素
11.ClO2和NaClO2均具有漂白性,工业上用ClO2气体制NaClO2的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是(  )
A.步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
B.吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2+H2O2=2ClO2-+2H+ +O2↑
C.工业上将ClO2气体制成NaClO2固体,其主要目的是便于贮存和运输
D.通入的空气的目的是驱赶出ClO2,使其被吸收其充分吸收
12.在铁粉和铜粉的均匀混合物中加入某浓度的硝酸,充分反应,硝酸的还原产物只有NO。当加入硝酸10 mL时,剩余金属1.8 g,生成气体0.224 L;再增加硝酸10mL时,剩余金属0.96 g,又有0.224 L气体生成;继续增加硝酸10 mL时,金属全部溶解,又有0.224L气体生成(以上体积均换算为标准状况下)。下列说法不正确的是 (  )
A.所加入硝酸的浓度是4 mol/L
B.加入硝酸10 mL时,剩余金属为铁和铜
C.共加入硝酸20 mL时,剩余金属只有铜
D.如果在金属混合物中共加入硝酸40 mL时,生成的NO仍是0.672 L(标准状况)
13.X、Y、Z 是中学化学中常见的三种物质,下表各组物质之间通过一步反应不能实现右图所示转化关系的是(  )
  X Y Z 箭头上所标数字的反应条件  
A. NO NO2 HNO3 ①常温遇氧气
B. Cl2 NaClO HClO ②通入CO2
C. Na2O2 NaOH NaCl ③加入H2O2
D. Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 ④加NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题
14.水合肼(N2H4·H2O)是无色、有强还原性的液体,实验室制备水合肼的原理为:CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl据此,某学生设计了下列实验。
【制备NaClO溶液】实验装置如下图图甲所示(部分夹持装置已省略)
已知:3NaClO 2NaCl+NaClO3
(1)配制30 %NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有__________(填字母)。
A.容量瓶 B.烧杯
C.移液管 D.玻璃棒
(2)装置I中发生的离子反应方程式是   ;Ⅱ中玻璃管a的作用为   ;Ⅱ中用冰水浴控制温度在30℃以下,其主要目的   
(3)【制取水合肼】实验装置如上图图乙所示
反应过程中,如果分液漏斗中溶液的滴速过快, 部分N2H4·H2O参与A中反应并产生大量氮气,产品产率因此降低,请写出降低产率的相关化学反应方程式   ;充分反应后,加热蒸馏A内的溶液即可得到水合肼的粗产品。
(4)称取馏分0.3000 g,加水配成20.0 mL溶液,一定条件下用0.1500 mol·L-1的I2溶液滴定。已知: N2H4·H2O + 2I2 = N2↑+ 4HI + H2O。
①滴定时,可以选用的指示剂为   ;
②实验测得消耗I2溶液的平均值为20. 00 mL,馏分中N2H4·H2O的质量分数为   。
15.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2.某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究.回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的   ,反应的化学方程式为   .
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→   (按气流方向,用小写字母表示).
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好).在一定温度下按图示装置进行实验.
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中    ②反应的化学方程式    
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开K2 ③    ④   
16.研究氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。
(1)Ⅰ.利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含、)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的,其部分工艺流程如下:
流程中“滤渣”可循环使用,“滤渣”的主要成分是   (填化学式)。已知时在水中的溶解度仍然很大,实验室从溶液得到晶体的操作是   。
(2)生产中溶液需保持弱碱性。酸性条件下,溶液会发生反应生成、和,该反应的离子方程式为   。
(3)Ⅱ.工业上也可用溶液吸收处理氮的氧化物尾气()。一定比例的和的混合气体被溶液吸收只生成一种含氧酸盐和一种无色无味的气体。
写出上述反应的离子方程式:   。
(4)Ⅲ.氨氮废水的排放会加速藻类和其他浮游生物的大量繁殖,使水质恶化。利用微生物对氨氮废水进行处理的流程如图:
检验某溶液中是否含有的方法是   (写出所需试剂、操作及现象)。
(5)过程②在空气中进行,在亚硝酸菌的作用下,转化为,写出该转化的离子方程式:   。
(6)根据图1和图2,判断使用亚硝酸菌的最佳条件为   。
(7)过程②、③:在微生物亚硝酸菌和硝酸菌作用下实现的转化,该过程称为硝化反应。可被   L(标准状况)最终氧化成。
(8)利用微生物处理氨氮废水的优点为   。
17.固体化合物X由3种短周期元素组成,某学习小组开展如下探究实验。
已知:非金属氧化物A的相对分子质量为44;气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色;气体G是空气中含量最多的单质。请问答:
(1)组成D的非金属元素是   (填元素符号),写出C的电子式   。
(2)步骤Ⅱ,发生反应的化学方程式是   。
(3)工业上制备X是将金属单质与液态C反应得到,写出该反应的化学方程式为   。
(4)某同学将擦亮的单质F投入装有足量浓硫酸的大试管中,微热,有黑色和白色的固体析出,但无气体产生(已知,黑色固体由2种元素组成,金属元素质量分数为80%,难溶于水和稀硫酸,可溶于硝酸)。请设计实验验证黑色固体的组成元素   。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.含醛基物质能够与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,据此可以检测血糖,故A符合题意;
B.Cu与稀硝酸反应生成NO,在试管口NO与氧气反应生成红棕色气体为NO2,不能证明是铜与硝酸反应生成,故B不符合题意;
C.氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,HClO具有漂白性,则石蕊溶液先变红后褪色,而氯气不具有漂白性,故C不符合题意;
D.二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应,反应中高锰酸钾作氧化剂,二氧化硫作还原剂,说明二氧化硫有还原性,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.利用含醛基物质的检验方法;
B.产物与空气中的氧气反应;
C.HClO具有漂白性,氯气不具有漂白性;
D.二氧化硫的漂白性只能漂白有机物,二氧化硫有还原性。
2.【答案】D
【解析】【解答】A.SO2具有漂白性,可以用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫,但SO2有毒不能增白食品,A不符合题意;
B.糖类中的单糖如葡萄糖不能发生水解反应,B不符合题意;
C.空气中的N2和O2通过空气滤清器进入气缸里,在高温下发生反应:N2+O2 2NO,2NO+O2=2NO2,所以汽车尾气中的氮氧化物不是汽油不完全燃烧造成的,C不符合题意;
D.高锰酸钾、次氯酸钠、双氧水都具有强氧化性,能使细菌的蛋白质发生变性,细菌的蛋白质失去生理活性,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A、二氧化硫有毒,对人体有害;
B、单糖不能水解;
C、 氮氧化物是空气中氮气和氧气反应生成的;
D、高锰酸钾、次氯酸钠、双氧水都具有强氧化性,可以用来杀菌消毒。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.氨气用于制备硝酸,氮元素化合价升高 ,发生氧化反应,氨气为还原剂,A不符合题意;
B.二氧化硫具有还原性,用于葡萄酒和果酒的生产可防止酒被氧化且能杀菌,B不符合题意;
C.FeCl3溶液用于制作简易印刷电路板是和铜生成氯化亚铁,氯化铁为氧化剂,C符合题意;
D.浓盐酸用于检查氨气运输管道是否有泄漏,是浓盐酸和氨气生成氯化铵的反应,不是氧化还原,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】元素化合价降低,表现氧化性,元素化合价升高,表现还原性。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.常温下Cu与浓硫酸不反应,所以不会产生二氧化硫,故A不符合题意;
B.浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸有强氧化性和漂白性,会将紫色石蕊溶液漂白,最终得到的溶液为无色,故B不符合题意;
C.稀硝酸和铁反应生成NO,NO被空气中的氧气氧化成红棕色的NO2,NO2可以被NaOH溶液吸收,随着装置中的氧气被消耗,装置内逐渐充满无色的NO,所以d中红棕色气体变浅,故C符合题意;
D.氨气溶于水生成一水合氨,一水合氨为弱碱不能溶解氢氧化铝沉淀,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A、铜与浓硫酸需要在加热的情况下才能进行
B、氯气溶于水能生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,故溶液最终为无色
C、铁和稀硝酸生成NO,遇到空气变成二氧化氮,最终被氢氧化钠吸收,又生成NO,故d中红棕色变浅
D、一水合氨为弱碱,而氢氧化铝只能溶于强碱,故现象为生成沉淀
5.【答案】D
【解析】【解答】A.根据氨气极易溶于水、二氧化碳能溶于水的性质,向饱和食盐水中先通入氨气至饱和,再通入足量二氧化碳,可生成较多的碳酸氢钠,将碳酸氢钠灼烧可转化为碳酸钠,选项A不符合题意;
B.84消毒液的有效成分是次氯酸钠,洁厕灵的主要成分是盐酸,若将两者混合使用,可能会发生如下反应:NaClO + 2HCl= NaCl + Cl2↑+H2O,选项B不符合题意;
C.晶体硅是一种性能良好的半导体材料,常用于制作芯片和太阳能电池板,卫星探测器上的太阳能电池帆板主要成分是晶体硅,选项C不符合题意;
D.汽车尾气中含有有毒的一氧化碳和一氧化氮,在催化加的作用下将其转化为二氧化碳和氮气,因此汽车尾气处理不能减少二氧化碳的排放,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.先通氨气形成饱和铵盐水能增大二氧化碳的溶解度;
B.次氯酸钠与盐酸发生氧化还原反应生成氯气;
C.太阳能电池板的主要成分为单质硅。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.S与氧气点燃反应生成SO2,SO2与水形成亚硫酸,能一步转化,故A符合题意;
B.氨气催化氧化生成NO,不能生成NO2,不能一步实现,故B不符合题意;
C.Fe2O3与Al发生铝热反应生成Fe,铁与盐酸反应生成FeCl2,不能生成氯化铁,不能一步转化实现,故C不符合题意;
D.铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠,氢氧化铝为两性氢氧化物,偏铝酸钠与过量盐酸反应生成氯化铝,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】A.反应均可进行实现
B.氨气的催化氧化不能直接到二氧化氮,应该是一氧化氮,与氧气继续氧化产生二氧化氮与水反应得到的是硝酸
C.进行铝热反应可以反应得到铁单质,可以直接和氯气反应得到氯化铁,和盐酸反应只能到氯化亚铁
D.铝是两性金属可与氢氧化钠反应得到偏铝酸钠,与少量的盐酸或者通入二氧化碳进行反应得到的是氢氧化铝
7.【答案】D
【解析】【解答】解:A.因P元素的化合价升高,则红磷为还原剂,故A错误;
B.由反应可知,白烟为P2O5、KCl固体颗粒,故B错误;
C.白磷的着火点低,易自燃,则不能将“火药”中的红磷用白磷代替,故C错误;
D.反应中消耗3molP时,转移电子的物质的量为3mol×(5﹣0)=15mol,故D正确;
故选D.
【分析】5KClO3+6P═3P2O5+5KCl中,Cl元素的化合价由+5价降低为﹣1价,P元素的化合价由0升高为+5价,以此来解答.
8.【答案】D
【解析】【解答】A、AlCl3溶液中存在Al3+的水解反应:Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,加入稀盐酸,可增大c(H+),使得Al3+的水解平衡逆向移动,抑制Al3+的水解,A不符合题意。
B、蔗糖为二糖,淀粉为多糖,酸性条件下都可以发生水解反应,B不符合题意。
C、硝酸具有氧化性,能与Ag反应,因此可用稀硝酸清晰附着有银镜的试管,C不符合题意。
D、苯与浓硫酸反应生成苯磺酸,不需使用浓硝酸,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、加入稀盐酸可抑制Al3+的水解。
B、蔗糖、淀粉的水解需要稀硫酸做催化剂。
C、Ag能与HNO3反应。
D、苯的磺化反应是苯与浓硫酸的反应。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.CO、CO2、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中NO易被氧气氧化为NO2,A不符合题意;
B.焰色反应是物理变化,B不符合题意;
C.明矾溶于水能产生具有吸附性的胶体粒子,可作净水剂,不能作漂白剂,C不符合题意;
D.氯化氢与氨气反应冒白烟,可用浓盐酸检验输送氨气的管道是否漏气,D符合题意,
故答案为:D。
【分析】A.由于N原子最外层为5个电子,需要结合3个电子才能达到稳定结构,但是在NO中只有两个共用电子对,所以NO不稳定;
B.焰色反应,也称作焰色测试及焰色试验,是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应;
C.明矾可以使不溶性的物质沉淀,属于吸附剂,但是不能除掉可溶性的杂质,不能做漂白剂;
D.氯化氢气体和氨气反应生成白色的氯化铵气体。
10.【答案】C
【解析】【解答】解:A、氟气和水反应生成HF和氧气,氯气、溴、碘单质与水反应均可用X2+H2O═HXO+HX表示,故A错误;
B、碘与铁反应生成碘化亚铁,不符合通式,故B错误;
C、氟单质浅黄绿色,氯气黄绿色,溴单质红棕色,碘单质紫黑色,都是有毒物质,故C正确;
D.同位素是原子之间而不是单质之间,所以35 Cl和37 Cl是互为同位素,故D错误;
故选C.
【分析】A、氟气和水反应生成HF和氧气;
B、碘与铁反应生成碘化亚铁;
C、单质都有颜色,都是有毒气体;
D、同位素是原子之间而不是单质之间.
11.【答案】B
【解析】【解答】A. 结晶后分离出固体的操作是过滤、洗涤和干燥,故A不符合题意;
B.生成NaClO2的离子方程式为2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2- +2H2O +O2↑,故B符合题意;
C. ClO2是气体,气体不便于贮存和运输,制成NaClO2固体,便于贮存和运输,故C不符合题意;
D. 通入的空气可以将ClO2驱赶到吸收器中,使其被吸收其充分吸收,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.溶液进行结晶之后需要进行固液分离,进行固液分离后,要进行洗涤干燥晶体
B.在碱性条件下,产物中不能有酸,
C.把气体变成固体便于储存和运输
D.通入空气的目的主要是使气体吸收完全
12.【答案】D
【解析】【分析】铁比铜活泼,所以一定是铁与硝酸先反应,铁与硝酸不能生成氢气,因为硝酸具有强氧化性,题目中给出生成一氧化氮。铁变为+2还是+3价?由于铜后反应,所以只要有金属剩余,其中就一定有铜,而铜与+3价铁离子反应:Cu+2Fe3+=Cu2+ +2Fe2+,由此看出,只要有金属剩余,铁只能被氧化到+2价,不可能被氧化到+3价。
由3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O和3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O可以看出二者的计量数关系完全一致。第三次加入10毫升硝酸金属恰好溶解,由气体的量可以算出0.96克正是铜,得出AC两项正确。第二个10毫升金属减少1.8-0.96=0.84克,与1.96不相等,说明为铁铜混合物。B正确。再加入第四个10毫升,硝酸与亚铁离子反应,继续生成一氧化氮。D错误。
13.【答案】C
【解析】【解答】A. 一氧化氮氧化生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸分解生成二氧化氮,稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,各物质之间通过一步反应可以实现,A不符合题意;
B. 氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,次氯酸钠与碳酸反应生成次氯酸,次氯酸与氢氧化钠反应生成次氯酸钠,次氯酸与盐酸反应生成氯气,各物质之间通过一步反应可以实现,B不符合题意;
C. 氯化钠不能够通过一步反应得到过氧化钠,C符合题意;
D. 氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠与碳酸反应生成氢氧化铝,氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,氢氧化铝分解生成氧化铝,个物质之间通过一步反应可以实现,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对物质转化的考查,结合相关物质的性质和体现该性质的化学方程式进行分析即可。
14.【答案】(1)B;D
(2)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O;平衡压强;防止NaClO分解为NaCl和NaClO3,影响水合肼的产率
(3)2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O【测定肼的含量】
(4)淀粉溶液;25%
【解析】【解答】【制备NaClO溶液】(1)配制30%NaOH溶液的实验步骤为:计算、称量、溶解,所需的玻璃仪器有:量筒、烧杯、玻璃棒,
故答案为:BD。
(2)图甲装置I中MnO2与浓HCl共热制备Cl2,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O。II中玻璃管a的作用为:平衡压强。装置II中Cl2与NaOH溶液反应制备NaClO溶液,根据“已知3NaClO 2NaCl+NaClO3”,说明NaClO受热易分解,为了防止NaClO分解,使用冰水浴降低温度。II中用冰水浴控制温度在30℃以下,其主要目的是:防止NaClO分解生成NaCl和NaClO3,影响水合肼的产率。
【制备水合肼】(3)图乙的分液漏斗中为NaClO溶液,水合肼具有强还原性,NaClO具有强氧化性,若滴加速率过快,溶液中有过多的NaClO,水合肼参与反应被氧化成N2,NaClO被还原成NaCl,根据得失电子守恒和原子守恒,相关反应的化学方程式为2NaClO+N2H4·H2O=2NaCl+N2↑+3H2O。【测定肼的含量】①滴定时反应原理为2I2+N2H4·H2O=N2↑+4HI+H2O,使用标准碘水溶液,可选用的指示剂为淀粉溶液。滴定终点的现象为:滴入最后一滴I2溶液,溶液变为蓝色且在30s内不褪去。
②20.00mL溶液中n(N2H4·H2O)= n(I2)= 0.1500mol/L 0.02L=0.0015mol,馏分中m(N2H4·H2O)=0.0015mol 50g/mol=0.075g,馏分中N2H4·H2O的质量分数为 100%=25%。
【分析】(2)根据实验室中制取氯气的反应原理书写离子方程式,根据装置中仪器的作用进行回答即可。
15.【答案】(1)A;Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;a→d→c→f→e→i
(2)红棕色颜色变浅,最后褪为无色;8NH3+6NO2=7N2+12H2O;水倒吸入Y管中;该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸
【解析】【解答】(1)①实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,反应物状态为固体与固体,反应条件为加热,所以选择A为发生装置; 故答案为:A;Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制备氨气,制备的气体中含有水蒸气,氨气为碱性气体,应选择盛有碱石灰干燥管干燥气体,氨气极易溶于水,密度小于空气密度所以应选择向下排空气法收集气体,氨气极易溶于水,尾气可以用水吸收,注意防止倒吸的发生;故答案为:a→d→c→f→i;(2)打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中,则氨气与二氧化氮发生归中反应8NH3+6NO2=7N2+12H2O, 生成无色氮气,红棕色变浅,该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,所以打开K2在大气压的作用下发生倒吸;
故答案为:
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中 ①Y管中 红棕色颜色变浅,最后褪为无色 ②反应的化学方程式 8NH3+6NO2=7N2+12H2O
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开K2 ③水倒吸入Y管中 ④该反应是气体体积减小的反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸.
【分析】本题考查了氨气的制备和性质的检验,明确氨气的制备原理及制备气体的一般程序是解题关键,题目难度不大.
16.【答案】(1);蒸发结晶
(2)
(3)
(4)取少量待测液于试管中,加入浓溶液并加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生),则证明待测液中含有
(5)
(6)、温度为
(7)
(8)反应条件温和,过程中使用的物质无毒无害,最终产物无污染
【解析】【解答】(1)滤渣主要成分是Ca(OH)2,从溶液得到晶体的操作是蒸发结晶;
(2)反应物是NO2-和H+,生成物是一氧化氮,硝酸根和水,反应的离子方程式为;
(3)和发生归中反应生成含氧酸盐是亚硝酸钠、无色无味的气体是二氧化碳,反应的离子方程式:;
(4)检验某溶液中是否含有的方法是:取少量待测液于试管中,加入浓溶液并加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(或将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生),则证明待测液中含有;
(5)转化为,N化合价升高,则空气中的氧气做氧化剂化合价降低,溶液为酸性,则产物是水,该转化的离子方程式:;
(6)由图1、2知,、温度为时生成亚硝酸根的产率最高,为最佳反应条件;
(7)转化为转移8mol电子,由电子得失守恒,氧气转化为-2价的氧,需要2mol反应,即体积为V=nVm=2mol×22.4L/mol=44.8L;
(8)利用微生物处理氨氮废水的优点为反应条件温和,过程中使用的物质无毒无害,最终产物无污染。
【分析】(1)考虑循环使用的物质反应前是反应物,反应后是产物或未完全反应的物质 ;溶解质度大的盐类物质应该蒸发结晶。
(2)发生歧化反应;
(3)、发生归中反应;
(4)检验的方法是利用氨气是碱性气体;
(5)转化为;
(6)根据图像选择产率最高的点为反应条件;
(7)利用电子得失守恒计算;
(8)考虑反应条件及使用物质、最终产物的性质。
17.【答案】(1);
(2)
(3)
(4)分离出固体加水充分溶解,过滤、洗涤后取黑色固体于试管中加入足量硝酸溶液变蓝色说明有铜元素,向上述溶液中加入氯化钡溶液产生白色沉淀说明有硫元素
【解析】【解答】化合物D与CuO撞击可得到白色粉末E、金属单质F和无色气体G,气体G是空气中含量最多的单质,则G为N2,可知化合物D中含有N元素,又白色粉末F的焰色反应呈黄色,则F中含有Na、O元素,F为Na2O,推知D含有Na元素,3.9g的D反应得到2.016LN2(n=),根据原子守恒可得化合物D中n(N)=0.09mol×2=0.18mol,m(N)=0.18mol×14g/mol=2.52g,则化合物D中m(Na)=3.9g-2.52g=1.38g,n(Na)=,因此化合物D的化学式为NaN3,步骤Ⅱ发生的反应为:,化合物X由3种短周期元素组成,化合物X与A反应生成强碱B、无色气体C和化合物D,气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则C为NH3,则可知化合物X中含有Na、N、H 3种元素,强碱B为NaOH,又非金属氧化物A的相对分子质量为44,则A位N2O,即4.68g的X与N2O发生反应生成2.4gNaOH(n=),1.344LNH3(n=,m=0.06mol×17g/mol=1.02g)和3.9gNaN3(n=),根据质量守恒可得m(N2O)=2.4g+3.9g+1.02g-4.68g=2.64g,则n(N2O)=,在由原子守恒可得,化合物X中n(Na):n(N):n(H)=(0.06×2):(0.06+0.06×3-0.06×2):(0.06+0.06×3)=2:2:4=1:1:2,因此化合物X为NaNH2,据此分析解答。
(1)根据上述分析可知,D的化学式为NaN3,则组成D的非金属元素为N,C为NH3,是共价化合物,其电子式为。
(2)由上述分析可知,步骤Ⅱ发生的反应化学方程式为:。
(3)化合物X为NaNH2,工业上用Na和液态NH3反应得到,反应的化学方程式为:。
(4)单质F为Cu,将Cu投入装有足量浓硫酸的大试管中,微热,得到由两种元素组成的黑色固体,其中金属元素的质量分数为80%,又难溶于水和稀硫酸,可以溶于稀硝酸,排除铜的氧化物,根据元素守恒可推测该黑色固体中含有Cu、S元素,可以分离出固体加水充分溶解,过滤、洗涤后取黑色固体于试管中加入足量硝酸溶液变蓝色说明有铜元素,向上述溶液中加入氯化钡溶液产生白色沉淀说明有硫元素。
【分析】化合物D与CuO撞击可得到白色粉末E、金属单质F和无色气体G,由气体G是空气中含量最多的单质,则G为N2,可知化合物D中含有N元素,又白色粉末E的焰色反应呈黄色,则E中含有Na、O元素,E为Na2O,推知D含有Na元素,再依据原子守恒和物质的量的相关计算推知化合物D的化学式,进而得知步骤Ⅱ的反应,由气体C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则C为NH3,化合物X由3种短周期元素组成,化合物X与A反应生成强碱B、无色气体C和化合物D,则可知化合物X中含有Na、N、H3种元素,强碱B为NaOH,又非金属氧化物A的相对分子质量为44,则A位N2O,再结合B、C、D的量的信息进行物质的量的相关计算进而分析解答。

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