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考點(diǎn)二十八 氮的氧化物
1.NO2通過盛有水的洗氣瓶,轉(zhuǎn)移0.03mol電子時,參加反應(yīng)的NO2氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
A. 224mL B. 336mL C. 448mL D. 1008mL
【答案】D
【解析】3NO2+H2O=2HNO3+NO轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2e-,故有2:0.03=3:n(NO2) ,n(NO2) =0.045mol,體積為0.04522.41000ml=1008mL;答案選D。
2.下列裝置能達(dá)到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵? )
【答案】A
3.根據(jù)陳述的知識,類推得出的結(jié)論正確的是
A. 鎂條在空氣中燃燒生成的氧化物是MgO,則鈉在空氣中燃燒生成的氧化物是Na2O
B. 乙烯可使酸性高錳酸鉀溶液褪色,則丙烯也可以使其褪色
C. CO2能與水化合生成酸,NO2也能與水化合生成酸
D. 中和反應(yīng)都有鹽和水生成,有鹽和水生成的反應(yīng)都屬于中和反應(yīng)
【答案】B
【解析】A、鈉與氧氣不加熱生成氧化鈉,加熱生成過氧化鈉,故A錯誤;B、丙烯含有碳碳雙鍵可以使酸性高錳酸鉀褪色,所以B選項是正確的;C、NO2與水不是化合反應(yīng),是氧化還原反應(yīng)中的歧化反應(yīng),3NO2+H2O=2HNO3+NO,故C錯誤;D、有鹽和水生成的反應(yīng)不一定是中和反應(yīng),如二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,有鹽和水生成,不屬于中和反應(yīng),故D錯誤。
4.向如圖所示裝置中緩慢通入氣體X,若打開活塞K,則品紅溶液褪色;若關(guān)閉活塞K,則品紅溶液無變化而澄清石灰水變渾濁。X和Y可能是( )
選項
A
B
C
D
X
SO2
Cl2
HCl
NO2
Y
NaOH溶液
飽和NaHCO3溶液
飽和NaCl溶液
Na2SO3溶液
【答案】B
5.將氣體a通入溶液b中,始終無明顯變化的是
【答案】B
【解析】A.氯氣通入溴化鈉溶液中,發(fā)生反應(yīng): 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2,導(dǎo)致溶液呈橙黃色,故A與題意不符;B.由于酸性HCl>H2CO3,所以將CO2通入CaCl2溶液中不會產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,始終無任何明顯現(xiàn)象反應(yīng),故B符合題意;C.將SO2通入Ba(NO3)2溶液中,由于SO2有還原性,在酸性條件下,H+、NO3-起硝酸的作用表現(xiàn)強(qiáng)的氧化性,二者會發(fā)生氧化還原反應(yīng):3SO2+2H2O+3Ba2++2NO3-=3BaSO4↓ +2NO↑+4H+,會觀察到產(chǎn)生白色沉淀,同時產(chǎn)生一種無色氣體,該氣體遇空氣變?yōu)榧t棕色,故C與題意不符;D.將NO2通入FeSO4溶液中,發(fā)生反應(yīng):3NO2+H2O=2HNO3+NO;4H++NO3-+3Fe2+=3Fe3++2H2O+NO↑,因此會看到溶液變?yōu)辄S色,同時產(chǎn)生無色氣體,故D與題意不符。
6.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 16 g O2和O3的混合氣體中含有的分子數(shù)為0.5NA
B. 0.3 mol AgNO3受熱完全分解(2AgNO3===2Ag+2NO2↑+O2↑),用排水法收集到氣體的分子數(shù)為 0.25NA
C. 100 mL 12 molL-1濃鹽酸與足量MnO2共熱,生成的Cl2分子數(shù)為0.3NA
D. 2.3 g金屬鈉在裝有氧氣的集氣瓶中完全燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA
【答案】D
7.下列判斷不正確的是
①維生素C具有還原性,在人體內(nèi)起抗氧化作用
②NO2溶于水時發(fā)生氧化還原反應(yīng)
③1mol Cl2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)一定為2NA
④陰離子都只有還原性
⑤BaSO3和H2O2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)
⑥化合反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
A. ①②⑤ B. ②③⑥ C. ③④⑤ D. ③④⑥
【答案】D
【解析】①維生素C具有還原性,能被強(qiáng)氧化劑氧化而體現(xiàn)還原性,所以在人體內(nèi)起抗氧化作用,故①正確;②NO2+H2O=2HNO3+NO,該反應(yīng)中N元素化合價由+4價變?yōu)?5價、+2價,所以二氧化氮發(fā)生氧化還原反應(yīng),故②正確;③Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O中有1mol氯氣參加反應(yīng)時,有NA個電子轉(zhuǎn)移,故③錯誤;④陰離子可能具有氧化性,如ClO-具有強(qiáng)氧化性,故④錯誤;⑤BaSO3+H2O2=Na2SO4+H2O,該反應(yīng)中有電子轉(zhuǎn)移,屬于氧化還原反應(yīng),故⑤正確;⑥化合反應(yīng)有的不是氧化還原反應(yīng),如CaO和水反應(yīng),故⑥錯誤,③④⑥錯誤,故選D。
8.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,三個干燥燒瓶分別盛①干燥純凈的氨氣、②二氧化氮與氧氣的混合氣(體積比:V(NO2 ):V(O2 )=4:1)、③一半空氣的氯化氫,將它們分別倒置于盛足量水的水槽中,當(dāng)水進(jìn)入燒瓶中,并使氣體充分溶解,假定燒瓶中溶液無損失,所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為
A. 5:4:5 B. 1:1:1 C. 15: 12: 10 D. 無法計算
【答案】A
9.將盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中,充分反應(yīng)后,還剩余2mL無色氣體,則原混合氣體中O2的體積是( )
A. 4mL或1.6mL B. 1.6mL或0.8mL C. 4mL或1.2mL D. 1.6mL或1.2mL
【答案】C
【解析】若氧氣過量,則剩余的2mL無色氣體為氧氣,設(shè)參加反應(yīng)的氧氣的體積為x,有:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4x x
4x+x=12mL-2mL=10mL,x=2mL,所以氧氣的體積為:2mL+2mL=4mL;
若NO2過量,則剩余2mL無色氣體為NO,設(shè)氧氣的體積為y,有:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4y y
3NO2+H2O=2HNO3+NO
3 1
(12mL-y-4y) 2
解得y=1.2mL,故答案選C。
10.下列實驗方案中,不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?
選項
實驗?zāi)康?
實驗方案
A
鑒別溴蒸氣和NO2
分別通入硝酸銀溶液中,產(chǎn)生淡黃色沉淀的是溴蒸汽
B
證明氧化性:H2O2比Fe3+強(qiáng)
用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液變黃色
C
碳酸的酸性比苯酚的強(qiáng)
室溫下,向苯酚鈉溶液中通入足量CO2,溶液變渾濁。
D
Fe3+的氧化性比I2的強(qiáng)
室溫下,向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液,再滴加幾滴淀粉溶液,溶液變藍(lán)色。
【答案】B
11.農(nóng)業(yè)上有一句俗語“雷雨發(fā)莊稼”,該過程發(fā)生的下列變化中不正確的是( )
A. 2NO+O22NO2 B. 3NO2+H2O2HNO3+NO
C. N2+2O22NO2 D. HNO3與土壤中的礦物作用生成硝酸鹽
【答案】C
【解析】 “雷雨肥莊稼”原理是在放電條件下,氮?dú)飧鯕饽苤苯踊仙蔁o色的一氧化氮?dú)怏w,N2+O22NO,一氧化氮不溶于水,在常溫下易跟空氣中的氧氣化合,2NO+O2=2NO2,生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w;二氧化氮易溶于水,它溶于水后生成硝酸和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,HNO3與土壤中的礦物作用生成硝酸鹽,供植物吸收,錯誤的為C,故選C。
12.在給定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是
A. CCO2COCO2
B. Na2SO3SO2H2SO3
C. CaCO3CaCl2Ca(ClO)2
D. N2NOHNO3
【答案】A
【解析】A項,C在O2中完全燃燒生成CO2,CO2與C高溫下反應(yīng)生成CO,CO與Fe2O3高溫反應(yīng)生成Fe和CO2,三步反應(yīng)均能實現(xiàn),A項正確;B項,Na2SO3與H2SO4反應(yīng)生成Na2SO4、H2O和SO2,SO2與溴水反應(yīng)生成H2SO4和HBr,B項錯誤;C項,CaCO3與HCl反應(yīng)生成CaCl2、H2O和CO2,CaCl2與O2不反應(yīng),C項錯誤;D項,N2與O2高溫反應(yīng)生成NO,NO與H2O不反應(yīng),D項錯誤;答案選A。
13.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述錯誤的是
A. 室溫下,pH=12的Ba(OH)2溶液中Ba2+的數(shù)目為510-3NA
B. 14g乙烯和14g丙烯中含有的共用電子對數(shù)均是3NA
C. 1 mol FeI2與一定量氯氣反應(yīng)時,若有0.5mol Fe2+被氧化則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2.5NA
D. 0.4mol AgNO3受熱完全分解(2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑),用排水法最終收集到氣體的分子數(shù)為0.1NA
【答案】A
14.利用下圖裝置可以進(jìn)行實驗并能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?
選項
實驗?zāi)康?
X中試劑
Y中試劑
A
用MnO2和濃鹽酸制取并收集純凈干燥的Cl2
飽和食鹽水
濃硫酸
B
用Cu與稀硝酸制取并收集純凈干燥的NO
水
濃硫酸
C
用CaCO3和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的CO2
飽和NaHCO3溶液
濃硫酸
D
驗證電石與飽和食鹽水反應(yīng)生成的氣體的性質(zhì)并收集
CuSO4溶液
KMnO4溶液
【答案】C
15.在給定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是
A. NaCl(aq) Cl2FeCl2
B. NH3 NOHNO3
C. Fe Fe2O3 Fe
D. AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]OH(ag) Ag
【答案】B
【解析】A.Cl2與Fe反應(yīng),在固體狀態(tài)只生成FeCl3,A錯誤;B.氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO,NO與氧氣反應(yīng)生成NO2, NO2與水反應(yīng)生HNO3,B正確;C. Fe與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成Fe3O4,C錯誤;D.蔗糖為非還原性糖,與銀氨溶液不反應(yīng),D錯誤.答案選B.
16.X、Y、Z 是中學(xué)化學(xué)中常見的三種物質(zhì),下表各組物質(zhì)之間通過一步反應(yīng)不能實現(xiàn)右圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系的是
X
Y
Z
箭頭上所標(biāo)數(shù)字的反應(yīng)條件
A.
NO
NO2
HNO3
①常溫遇氧氣
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
【答案】C
17.某學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗制備Ca(NO2)2,實驗裝置如圖所示(夾持裝置已略去)。已知:2NO+CaO2==Ca(NO2)2;2NO2+CaO2==Ca(NO3)2。下列說法不正確的是
A. 通入N2是為了排盡裝置中的空氣
B. 裝置B、D中的試劑可分別為水和濃硫酸
C. 將銅片換成木炭也可以制備純凈的亞硝酸鈣
D. 借助裝置A及氫氧化鈉溶液和稀硫酸可以分離CO2和CO
【答案】C
A、裝置內(nèi)的空氣會將NO氧化為NO2,影響產(chǎn)物的產(chǎn)量,所以通入N2排盡裝置中的空氣,故A正確;B、由于硝酸具有揮發(fā)性,所以在A中生成的NO氣體中會含有少量HNO3蒸氣,可用裝置B中的水除去,為防止CaO2與水反應(yīng),用裝置D中的濃硫酸對NO氣體進(jìn)行干燥,故B正確;C、將銅片換成木炭,由于木炭與稀硝酸不能反應(yīng),所以得不到要制備的產(chǎn)物,故C錯誤;D、裝置A中盛氫氧化鈉溶液,通過進(jìn)氣管通入CO2和CO的混合氣體,CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3,在出氣管口即可收集到CO,然后將分液漏斗中的稀硫酸滴入A中,與生成的Na2CO3反應(yīng)再釋放出CO2,達(dá)到分離的目的,故D正確。
18.三氟化氮(NF3)是一種無色、無味的氣體,它是微電子工業(yè)技術(shù)的關(guān)鍵原料之一,三氟化氮在潮濕的空氣中與水蒸氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng),其反應(yīng)的產(chǎn)物有HF、NO和HNO3,請根據(jù)要求回答下列問題:
(1)反應(yīng)過程中,被氧化與被還原的元素原子的物質(zhì)的量之比為________。
(2)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________。
若反應(yīng)中生成0.2 mol HNO3,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為________個。
(3)三氟化氮可由氨氣和氟氣反應(yīng)得到:4NH3+3F2===NF3+3NH4F。據(jù)題意推測NF3、F2、NO三種氣體中,氧化性由弱到強(qiáng)的順序為______________。
(4)NF3是一種無色、無味的氣體,一旦NF3在空氣中泄漏,卻還是易于發(fā)現(xiàn)。你判斷該氣體泄漏時的現(xiàn)象是___________________________________________________。
(5)一旦NF3泄漏,可以用NaOH溶液噴淋的方法減少污染,其產(chǎn)物除NaNO2、NaF、H2O外,還肯定有_________(填化學(xué)式)。
【答案】1∶23NF3+5H2O=2NO+HNO3+9HF0.4NA(或2.4081023)NO
b,則充分反應(yīng)后試管內(nèi)剩余氣體為_________;氣體體積為__________mL。
【答案】無0NO(b-a)3O2a-b4
20.亞硝酸鈣[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加劑的主要原料。某興趣小組擬制備Ca(NO2)2并對其性質(zhì)進(jìn)行探究。回答下列有關(guān)問題。
(背景素材)Ⅰ.NO+CaO2=Ca(NO2)2;2NO2+CaO2=Ca(NO3)2;
II.亞硝酸具有一定的氧化性和還原性,酸性條件下:Ca(NO2)2能將I-氧化為I2;
Ⅲ.I2+2S2O32—=2I-+S4O62—
(制備Ca(NO2)2)該小組設(shè)計的制備裝置如圖所示(夾持裝置略去)。
(1)儀器Ⅰ的名稱是___________________;B中盛裝的試劑是____________________。
(2)制備過程有關(guān)操作如下,正確順序為_______、c、_______、_______、_______、_______。
a.向裝置中通入N2 b.向儀器Ⅰ中滴加稀硝酸 c.點(diǎn)燃酒精燈 d.熄滅酒精燈 e.停止通入N2 f.關(guān)閉分液漏斗旋塞
(3)裝置E中,酸性K2Cr2O7溶液可將剩余的NO氧化成NO3—,溶液由橙色變?yōu)榫G色(Cr3+),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。
(4)整個過程持續(xù)通N2的作用是______________、_____________、____________。
(測定Ca(NO2)2的純度)該小組測定產(chǎn)品中Ca(NO2)2純度的方法如下:a.稱取mg產(chǎn)品、溶解、定容至250mL;b.移取25.00mL溶液于錐形瓶中,加入過量的V1 mLc1mol/L的KI溶液并酸化;c.以淀粉為指示劑,用c2mol/L的Na2S2O3溶液滴定。進(jìn)行三次平行實驗,消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積平均值為V2 mL。
(5)測定過程所需儀器在使用前必須檢查是否漏液的有______________________。
(6)該產(chǎn)品中Ca(NO2)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________________。
【答案】三頸燒瓶水(或氫氧化鈉)a bfde2NO + Cr2O72- + 6H+═ 2NO3-+ 2Cr3+ + 3H2O驅(qū)趕裝置中的空氣驅(qū)趕生成的NO使之進(jìn)入D防止倒吸250mL容量瓶、滴定管66c2V2m%
【解析】向裝置中通入N2,吹出裝置中的氧氣,點(diǎn)燃酒精燈,向三頸燒瓶中滴加稀硝酸,銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w,通過裝置B是除去氣體中的硝酸蒸氣,通過裝置C(無水氯化鈣)干燥后,再與裝置D中過氧化鈣反應(yīng)生成Ca(NO2)2,最后通入酸性重鉻酸鉀將剩余的NO氧化成NO3-,溶液由橙色變?yōu)榫G色(Cr3+),停止通入氮?dú)狻?
(1)根據(jù)圖示,儀器Ⅰ為三頸燒瓶,由分析可知B是除去一氧化氮中混有的硝酸蒸氣,B中盛放的試劑是蒸餾水或氫氧化鈉,作用是除去HNO3,故答案為:三頸燒瓶;蒸餾水或氫氧化鈉;
(2)向裝置中通入N2,吹出裝置中的氧氣,點(diǎn)燃酒精燈,向三頸燒瓶中滴加稀硝酸,銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮?dú)怏w,通過裝置B(氫氧化鈉溶液)除去氣體中的硝酸氣體,通過裝置C(無水氯化鈣)干燥,氣體再與裝置D中過氧化鈣反應(yīng)生成Ca(NO2)2,最后通入酸性重鉻酸鉀可將剩余的NO氧化,操作的正確排序為:a c b f d e,故答案為:a;b;f;d;e;
(3)反應(yīng)中Cr2O72-被還原成Cr3+,NO被氧化成NO3-,離子反應(yīng)方程式為:2NO+Cr2O72-+6H+=2Cr3++NO3-+3H2O;故答案為:2NO+Cr2O72-+6H+=2Cr3++NO3-+3H2O;
(4)裝置中含有空氣,空氣中氧氣能氧化一氧化氮,所以通入氮?dú)獾哪康氖桥懦b置中氧氣,防止其將生成的一氧化氮氧化生成二氧化氮,后來是吹出裝置中的NO使之進(jìn)入D中反應(yīng),另外還起到防止倒吸的作用,故答案為:吹出裝置中的氧氣;吹出裝置中的NO使之進(jìn)入D;防止倒吸;
(5)用氧化還原滴定法測定過程中,所需儀器在使用前必須檢查是否漏液的有250mL容量瓶、滴定管,故答案為:250mL容量瓶、滴定管;
(6)在酸性條件下,Ca(NO3)2能將I-氧化為I2,S2O32-能將I2還原為I-可知,存在2NO2-~I(xiàn)2~2S2O32-;消耗Na2S2O3的物質(zhì)的量為c2mol?L-1V210-3L=0.001c2V2mol,則Ca(NO2)2的物質(zhì)的量為0.001c2V2mol12,此Ca(NO2)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為120.001c2V2mol132g/mol250mL25mLmg 100%=66c2V2m%,故答案為:66c2V2m%。
21.某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲利用下圖所示的裝置驗證濃硝酸與木碳反應(yīng)時有NO2、CO2生成,探究是否還有NO生成。已知二氧化氮易液化(沸點(diǎn)為21.1℃),而NO、CO2難液化。
(1)裝置連接好后,首先要進(jìn)行的操作是_________;然后打開開關(guān)K,通過導(dǎo)管向裝置內(nèi)通入N2的目的是_________。
(2)B中的試劑是_________,C是用于檢驗NO2的,試劑X最好是_________(填“水”或“冰水”),D的作用是_________。
(3)若將裝置C改為盛有淀粉-KI溶液的試管,也能確定有NO2生成,實驗中不用此種方法的原因是_________________;假設(shè)E中溶液的顏色慢慢褪去,則E中最可能發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為_________________;若E中沒有明顯的變化,C、F中出現(xiàn)了預(yù)期的現(xiàn)象,則A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。
(4)將等物質(zhì)的量的NO2、NO通入冰凍的水中只可得到一種比碳酸酸性強(qiáng)的酸,該酸的化學(xué)式為_________,設(shè)計一種實驗方案證明其酸性比碳酸的酸性強(qiáng)_________。
【答案】 檢查裝置的氣密性 排出裝置內(nèi)的空氣 無水CaCl2(或五氧化二磷) 冰水 檢驗NO2是否全部液化了(或檢驗混合氣體中是否還含有NO2,合理即可) KI溶液能與NO2反應(yīng)生成NO,從而干擾了對原反應(yīng)是否有NO的檢驗 5NO+4H++3MnO4-=3Mn2++5NO3-+2H2O HNO2 向盛有少量NaHCO3的試管里滴加亞硝酸溶液,有氣泡產(chǎn)生(其它合理答案也可)
22.已知:NOx能與Na2O2反應(yīng);NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成NO3ˉ和Mn2+。
I.用下圖所示裝置(略去夾持儀器)可制得少量亞硝酸鈉(2NO+Na2O2=2NaNO2)。
(1)B、D的儀器名稱是________,D的作用是________。
(2)通NO前,需先通一段時間N2,目的是________,
(3)E中主要反應(yīng)的離子方程式為________,
(4)常溫下,測得實驗前后C的質(zhì)量差值為0.30g,則制得NaNO2________g。
Ⅱ.NO2和Na2O2都有較強(qiáng)氧化性,為探究NO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物,提出如下假設(shè):
假設(shè)i.NO2氧化Na2O2;假設(shè)ii.Na2O2氧化NO2。
甲同學(xué)設(shè)計如圖所示實驗裝置:
請回答下列問題:
(5)單向閥在實現(xiàn)氣體單向流通的同時,還有一個作用是___________。
(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi),木條復(fù)燃,甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為假設(shè)i正確。乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實驗?zāi)康?,為達(dá)到實驗?zāi)康模瑧?yīng)在F、G之間增加一個M裝置,M中應(yīng)盛裝__________(可供選擇的試劑:堿石灰,濃硫酸飽和氯化鈉溶液);乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置,重復(fù)了甲同學(xué)的實驗操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失,帶火星的木條未復(fù)燃。得到結(jié)論:假設(shè)ⅱ正確。
請做出正確判斷,寫出NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式__________
【答案】 (球形)干燥管 防止水蒸氣進(jìn)入C裝置 排出裝置中的空氣 4H++3MnO4-+5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O 0.69g 防止倒吸 濃硫酸 2NO2+Na2O2=2NaNO3
【解析】本實驗分兩部分,I的實驗?zāi)康氖侵迫∩倭縼喯跛徕c,根據(jù)反應(yīng):2NO+Na2O2=2NaNO2,Na2O2可以與水反應(yīng),所以該實驗的關(guān)鍵是完全干燥。
(1)B、D的儀器名稱是(球形)干燥管,B、D的作用都是防止水蒸氣進(jìn)入C裝置;
(2)通NO前,需先通一段時間N2,就是要將裝置中的空氣排出去,因為產(chǎn)物NaNO2容易被氧化;故目的是排出裝置中的空氣;
(3)裝置E的作用是吸收未反應(yīng)完的NO,根據(jù)題中信息:NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成NO3ˉ和Mn2+,故C中主要反應(yīng)的離子方程式為:4H++3MnO4-+5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O;
(4)常溫下,測得實驗前后C的質(zhì)量差值為0.30g,根據(jù)反應(yīng)原理:2NO+Na2O2=2NaNO2,裝置增重即為NO的質(zhì)量,故n(NO)=n(NaNO2)0.1mol,m(NaNO2)=0.69g;
Ⅱ.該實驗的目的是探究NO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物,NO2和Na2O2都有較強(qiáng)氧化性。
(5)單向閥在G和H之間,單向閥內(nèi)部有一個關(guān)鍵的圓錐狀結(jié)構(gòu),實現(xiàn)氣體單向流通的同時,還有一個作用是可以阻隔液體,防止倒吸;
(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi),木條復(fù)燃,說明NO2反應(yīng)完了,且生成O2,但可能是F中的水蒸氣進(jìn)入G,和NO2、Na2O2反應(yīng),故F、G之間增加一個M裝置,用來吸收水蒸氣,M中應(yīng)盛裝濃硫酸;用改進(jìn)后的裝置,重復(fù)了甲同學(xué)的實驗操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失,帶火星的木條未復(fù)燃,說明反應(yīng)了,但未生成O2,所以是Na2O2氧化NO2,將其氧化成NaNO3,故其反應(yīng)方程式為:2NO2+Na2O2=2NaNO3。
23.亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5 ℃,沸點(diǎn):-5.5 ℃)是一種黃色氣體,遇水易水解??捎糜诤铣汕鍧崉?、觸媒劑及中間體等。實驗室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。
(1)甲組的同學(xué)擬制備原料氣NO和Cl2,制備裝置如圖所示:
為制備純凈干燥的氣體,補(bǔ)充下表中缺少的藥品。
裝置Ⅰ
裝置Ⅱ
燒瓶中
分液漏斗中
制備純凈的Cl2
MnO2
①________
②________
制備純凈的NO
Cu
③________
④________
(2)乙組同學(xué)利用甲組制得的NO和Cl2制備NOCl,裝置如圖所示:
①裝置連接順序為a→________________(按氣流自左向右方向,用小寫字母表示)。
②裝置Ⅳ、Ⅴ除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外,另一個作用是____________________。
③裝置Ⅶ的作用是________________________________________________________。
④裝置Ⅷ中吸收尾氣時,NOCl發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。
(3)丙組同學(xué)查閱資料,查得王水是濃硝酸與濃鹽酸的混酸,一定條件下混酸可生成亞硝酰氯和氯氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________。
【答案】濃鹽酸飽和食鹽水稀硝酸水e→f(或f→e)→c→b→d通過觀察氣泡調(diào)節(jié)氣體的流速防止水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器NOCl+2NaOH===NaCl+NaNO2+H2OHNO3(濃)+3HCl(濃)===NOCl↑+Cl2↑+2H2O
24.Ⅰ.某興趣小組設(shè)計用鐵粉將NO還原為N2(同時生成FeO)。
已知:①濃硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
(1)裝置A中反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________。
(2)裝置的連接順序為:a→()→()→()→()→()→()→()→()→d
Ⅱ.已知:硫酰氯通常條件下為無色液體,熔點(diǎn)為-54.1℃,沸點(diǎn)為69.1℃,易水解產(chǎn)生大量白霧;易分解:SO2Cl2=SO2↑+Cl2↑,催化合成硫酰氯的實驗裝置如下圖(夾持裝置已省略)
回答下列問題:
(3)儀器B的名稱是____________儀器B冷卻水的進(jìn)口為_______(填“a”或“b”)活性炭的作用是_______________________。
(4)裝置D除干燥氣體外,另一個作用是__________________。若缺少D,則硫酰氯會水解,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________。
(5)C裝置的作用是________________。為了防止硫酰氯分解,某同學(xué)建議將收集器A放在__________中冷卻。
【答案】 3Cu +8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O f → e → j→ i→ h → g(或g→h)→ b → c 球型冷凝管 a 催化劑 通過觀察氣泡控制氣流速度(或比例) SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 吸收SO2和Cl2,防止空氣污染 冰水浴
【解析】I.根據(jù)實驗原理利用NO被灼熱的鐵粉還原為N2,同時生成FeO,所以首先應(yīng)制備純凈的干燥的NO,利用銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO,由于硝酸具有揮發(fā)性,所以制得的NO中會混有硝酸和水蒸氣氣體,25.興趣小組在實驗室用制備的氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成亞硝酰氯。
【查閱資料】 亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5 ℃,沸點(diǎn):-5.5 ℃) 是一種黃色氣體,液體狀態(tài)呈紅褐色,遇水易水解??捎糜诤铣汕鍧崉?、觸媒劑及中間體等。對眼睛、皮膚和粘膜有強(qiáng)烈刺激性,具有類似氯氣和氮氧化物的毒作用。冰水中加入NaCl可降低溫度。
【原料制備】 在實驗室分別制備原料氣NO和Cl2。
(1)用如下裝置制備純凈干燥的氣體,請補(bǔ)充下表中各儀器中的試劑。
原料制備
裝置Ⅰ
裝置Ⅰ
裝置Ⅱ
燒瓶中
分液漏斗中
制備純凈Cl2
MnO2
①__________
②______
制備純凈NO
Cu
③_______
④_________
【合成亞硝酰氯】 利用制得的NO和Cl2制備NOCl,裝置如圖所示:
(2)裝置Ⅳ、Ⅴ除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外,另一個作用是___________________。
(3)裝置連順序為 a→_______________(按氣流自左向右方向,用小寫字母表示)。
(4)裝置Ⅴ的作用是___________________________________。
(5)裝置Ⅸ在實驗時,預(yù)期觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________。
(6)裝置Ⅷ中吸收尾氣時,NOCl發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
【拓展學(xué)習(xí)】
(7)查閱資料,得知配制王水(濃硝酸與濃鹽酸的混酸) 時會生成亞硝酰氯和氯氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。
【答案】 濃鹽酸 飽和食鹽水 稀硝酸 水 通過觀察氣泡調(diào)節(jié)氣體的流速 e→f→c→b→d(或f→e→c→b→d) 防止水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器 U型管內(nèi)充滿黃色氣體,并有紅色液體凝結(jié) NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O HNO3(濃)+3HCl(濃)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O
NOCl,多余的尾氣再用堿液吸收的同時,必須用VII裝置吸收水蒸氣,以防止NOCl與水發(fā)生水解;所以裝置連順序為a→e→f→c→b→d(或f→e→c→b→d),正確答案:e→f→c→b→d(或f→e→c→b→d)。
(4)裝置Ⅴ中裝有濃硫酸,起到干燥氣體,防止水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器,正確答案:防止水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器。
(5)已知:亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5℃,沸點(diǎn):-5.5℃)是一種黃色氣體,液體狀態(tài)呈紅褐色,遇水易水解;根據(jù)信息可知:裝置Ⅸ中觀察到的現(xiàn)象U型管內(nèi)充滿黃色氣體,并有紅色液體凝結(jié);正確答案:U型管內(nèi)充滿黃色氣體,并有紅色液體凝結(jié)。
(6)裝置Ⅷ中裝有堿液,吸收尾氣時,氫氧化鈉溶液與NOCl發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉和亞硝酸鈉;化學(xué)方程式為:NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O ;正確答案: NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O。
(7)濃硝酸與濃鹽酸混合時發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成亞硝酰氯和氯氣,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為HNO3(濃)+3HCl(濃)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O;正確答案:HNO3(濃)+3HCl(濃)=NOCl↑+Cl2↑+2H2O。
26.某小組對碳與濃硝酸的反應(yīng)進(jìn)行探究,已知:2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O,2NaOH+NO2+NO=2NaNO2+H2O。請回答下列可題:
I.甲同學(xué)設(shè)計 如圖所示裝置制備并收集NO
(1)碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。
(2)C的作用為_______________。
(3)乙同學(xué)認(rèn)為用裝置F代替B更合理,理由為_______________。
(4)乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實驗。
①將濃HNO3滴入圓底燒瓶中的操作為__________________。
②點(diǎn)燃A處酒精燈開始反應(yīng)后,圓底燒瓶中的現(xiàn)象為________________。
II.探究NO與Na2O2反應(yīng)
已知NaNO2既有氧化性,又有還原性;J 處硬質(zhì)玻璃管中制得的NaNO2中含有少量NaNO3。
(5)檢驗上圖裝置氣密性的方法為____________________。
(6)實驗結(jié)束后,設(shè)計實驗證明J 處硬質(zhì)玻璃管中有NaNO2生成________________。
供選試劑:蒸餾水KI-淀粉溶液,KMnO4溶液、NaOH溶液.BaCl2溶液、稀硫酸
【答案】 C+4HNO3(濃) 4NO2↑+CO2↑+2H2O 除去反應(yīng)生成的CO2 裝置F可以起到防倒吸的作用 打開分液漏斗玻璃塞(或?qū)⒎忠郝┒凡A陌疾叟c分液漏斗口的小孔對準(zhǔn)),旋轉(zhuǎn)活塞,使?jié)庀跛岬稳雸A底燒瓶 劇烈反應(yīng),木炭逐漸減少,液體中有氣泡冒出,燒瓶中出現(xiàn)紅棕色氣體 關(guān)閉K,由長頸漏斗向廣口瓶中加水至長頸漏斗中的液面高于廣口瓶,一段時間后液面差不變則氣密性良好 取少量反應(yīng)后的固體溶于蒸餾水,滴幾滴經(jīng)稀硫酸酸化的KMnO4溶液,溶液褪色則有NaNO2 生成
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