10.硝酸與金屬反應時,濃度不同生成的還原產(chǎn)物也可能不同.某興趣小組進行了如下實驗探究.
【查閱資料】
a.鎂與硝酸反應生成各氣體產(chǎn)物成分及含量隨HNO3濃度變化曲線如圖1所;
b.NO2沸點;21℃;NO沸點:-151℃
c.2NO2+2OH-═NO3-+NO2-+H2O,NO+NO2+2OH-═2NO2-+H2O.
(1)請寫出Mg放入10mol/L硝酸中反應的化學方程式:Mg+4HNO3=Mg(NO32+2H2O+2NO2↑.
【實驗探究】該小組擬選用如圖2所示裝置探究鎂與4mol/L硝酸反應的產(chǎn)物.
連接裝置A-B-C-D-C,檢查氣密性,按圖示加入試劑,D中通入的O2微過量.

(2)a儀器的名稱是分液漏斗.
(3)前一個C裝置的作用是吸收未被冷卻的二氧化氮,證明氣體產(chǎn)物中有NO生成的實驗現(xiàn)象是D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn).
(4)從后一個C裝置中逸出的氣體主要是氮氣和氫氣.
(5)實驗中硝酸被鎂還原的產(chǎn)物除了氣體外,溶液中還可能有一種還原產(chǎn)物,這種還原產(chǎn)物可能是銨鹽,請設計實驗驗證你的猜想在所得溶液中加入氫氧化鈉溶液并微熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,如果紅色石蕊試紙變藍,則可證明的銨根離子產(chǎn)生.

分析 (1)根據(jù)圖象可知,Mg放入10mol/L硝酸中產(chǎn)生二氧化氮,根據(jù)電子得失守恒和元素守恒書寫化學方程式;
(2)根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱為分液漏斗;
(3)前一個C裝置是吸收未被冷卻的二氧化氮,一氧化氮為無色氣體,遇到空氣中的氧氣能被氧化成紅棕色的二氧化氮;
(4)在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮,二氧化氮被氫氧化鈉吸收,氫氣和氮氣不能被吸收;
(5)硝酸被還成氮的氧化物都為氣體,如果不是氣體根據(jù)化合升降規(guī)則可知,應為銨鹽,可以用氫氧化鈉溶液及紅色石飯蕊試紙檢驗;

解答 解:(1)根據(jù)圖象可知,Mg放入10mol/L硝酸中產(chǎn)生二氧化氮,反應的化學方程式為Mg+4HNO3=Mg(NO32+2H2O+2NO2↑,
故答案為:Mg+4HNO3=Mg(NO32+2H2O+2NO2↑;
(2)根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱為分液漏斗,
故答案為:分液漏斗;
(3)前一個C裝置是吸收未被冷卻的二氧化氮,防止其對后面一氧化氮的檢驗產(chǎn)生影響,一氧化氮為無色氣體,遇到空氣中的氧氣能被氧化成紅棕色的二氧化氮,所以看到D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn),則證明體產(chǎn)物中有NO生成,
故答案為:吸收未被冷卻的二氧化氮;D裝置中有紅棕色氣體出現(xiàn);
(4)在D裝置中一氧化氮被氧化成二氧化氮,二氧化氮被氫氧化鈉吸收,氫氣和氮氣不能被吸收,所以從后一個C裝置中逸出的氣體主要是氮氣和氫氣,
故答案為:氮氣和氫氣;
(5)硝酸被還成氮的氧化物都為氣體,如果不是氣體根據(jù)化合升降規(guī)則可知,應為銨鹽,可以在所得溶液中加入氫氧化鈉溶液并微熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,如果紅色石蕊試紙變藍,則可證明的銨根離子產(chǎn)生,
故答案為:銨鹽;在所得溶液中加入氫氧化鈉溶液并微熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗,如果紅色石蕊試紙變藍,則可證明的銨根離子產(chǎn)生.

點評 本題考查反應產(chǎn)物的測定、對實驗原理與裝置的理解、實驗方案設計等,難度中等,理解實驗原理是解題的關鍵,是對知識的綜合考查,需要學生具有知識的基礎與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.實驗是化學研究的基礎.下列對實驗現(xiàn)象的描述正確的是( 。
A.實驗①試管中混合溶液中出現(xiàn)紅色沉淀
B.實驗②中溶液變黃色
C.實驗③中燒瓶內(nèi)溶液變紅色
D.實驗④中出現(xiàn)黑色氧化銅固體

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.鋁是地殼中含量最高的金屬元素,其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應用日趨廣泛.
(1)真空碳熱還原氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關反應的熱化學方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H=a kJ•mol-1
3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ•mol-1
①反應Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)的△H=a+bkJ•mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示).
②Al4C3是反應過程中的中間產(chǎn)物.Al4C3與鹽酸反應(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學方程式為Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑.
(2)鎂鋁合金(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料,可在氬氣保護下,將一定化學計量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得.該合金在一定條件下完全吸氫的反應方程式為Mg17Al12+17H2═17MgH2+12Al.得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定條件下可釋放出氫氣.
①熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通入氬氣的目的是防止Mg Al被空氣氧化.
②在6.0mol•L-1HCl溶液中,混合物Y能完全釋放出H2.1mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物Y與上述鹽酸完全反應,釋放出H2的物質(zhì)的量為52mol.
③在0.5 mol•L-1NaOH和1.0 mol•L-1MgCl2溶液中,混合物Y均只能部分放出氫氣,反應后殘留固體物質(zhì)X-射線衍射譜圖如下圖所示(X-射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在,不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同).在上述NaOH溶液中,混合物Y中產(chǎn)生氫氣的主要物質(zhì)是Al(填化學式).
(3)鋁電池性能優(yōu)越,Al-AgO電池可用作水下動力電源,其原理如右下圖(圖2)所示.該電池反應的化學方程式為:2Al+3AgO+2NaOH═2NaAlO2+3Ag+H2O.

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18.鋰空氣電池是一種新型的二次電池,其放電時的工作原理如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.該電池放電時,正極的電極反應為O2+4H++4e-═2H2O
B.該電池充電時,陰極發(fā)生了氧化反應:Li++e-═Li
C.電池中的有機電解液可以用稀鹽酸代替
D.正極區(qū)產(chǎn)生的LiOH可回收利用

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.X、Y、Z、R是元素周期表中前四周期中的常見元素.X的單質(zhì)是密度最小的氣體;Y的一種核素常用于考古,且其一種同素異形體是較軟的物質(zhì)之一;Z的氣態(tài)氫化物與其最高價氧化物的水化物相遇會產(chǎn)生大量白煙;R2+離子的3d軌道有9個電子.(答題時用具體的元素符號)
(1)R位于元素周期表第四周期IB族(周期、族),Z的基態(tài)原子價層電子排布式為2s22p3
(2)Z的氣態(tài)氫化物比同族相鄰元素的氣態(tài)氫化物熔點高很多,其原因是NH3分子間形成氫鍵.
(3)X與Y可形成多種化合物,其中以直線型存在的4核分子中σ鍵與π鍵之比為3:2.
(4)R可以形成多種氧化物,其中一種的晶體結(jié)構如圖,該氧化物的化學式為Cu2O,氧的配位數(shù)是4.
(5)可用YX4還原ZOx以消除污染.
YX4(g)+4ZO2(g)═4ZO(g)+YO2(g)+2X2O(g)△H=-574kJ?mol
YX4(g)+4ZO(g)═2Z2(g)+YO2(g)+2X2O(g)△H=-1160kJ/mol
試寫出YX4還原ZO2至Z2的熱化學方程式:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867.0KJ?mol.

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15.化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中,它是人體內(nèi)糖代謝的中間體,可由馬鈴薯玉米淀粉等發(fā)酵制得,A的鈣鹽是人們喜愛的補鈣劑之一.A在某種催化劑的存在下進行氧化,其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應.在濃硫酸存在下,A可發(fā)生如圖所示的反應.試寫出:

(1)化合物的結(jié)構簡式:ACH3CH(OH)COOH;  BCH3CH(OH)COOCH2CH3; DCH3COOCH(CH3)COOH
(2)化學方程式:A→E;A→F
反應類型:A→E消去反應;A→F酯化反應或取代反應.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

2.氫氧化鈉溶于水,溶液溫度顯著升高的原因是( 。
A.氫氧化鈉溶于水只發(fā)生擴散作用
B.氫氧化鈉溶于水只發(fā)生水合作用
C.氫氧化鈉溶于水擴散過程吸收熱量大于水合過程放出的熱量
D.氫氧化鈉溶于水擴散過程吸收熱量小于水合過程放出的熱量

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19.三氯化鉻是合成其它鉻鹽的重要原料,在無機合成和有機合成中有重要的作用,是合成飼料添加劑的主要成份,工業(yè)上主要用作媒染劑及催化劑.易溶于水,溶于乙醇,幾乎不溶于乙醚,易潮解,易升華.在高溫下能被氧氣氧化,堿性條件下能被H2O2氧化為Cr(Ⅵ)且2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.制三氯化鉻的流程如下:

(1)三氯化鉻堿性條件下被H2O2氧化為Cr(Ⅵ)的離子反應方程式為2Cr3++3H2O2+10OH-=2CrO42-+8H2O.
(2)已知CCl4沸點為57.6℃,為保證穩(wěn)定的CCl4氣流,適宜的加熱方式是水浴加熱(并用溫度計指示溫度).
(3)用如圖裝置制備CrCl3時,主要步驟包括:

①將產(chǎn)物收集到蒸發(fā)皿中;②加熱反應管至400℃,開始向三頸燒瓶中通入氮氣,繼續(xù)升溫到650℃;③三頸燒瓶中裝入150mLCCl4,并加熱CCl4,溫度控制在50~60℃之間;④反應管出口端出現(xiàn)了CrCl3升華物時,切斷加熱管式爐的電源;⑤停止加熱CCl4,繼續(xù)通入氮氣;⑥檢查裝置氣密性.
正確的操作順序為:⑥→③→_②→④→⑤→①,步驟②中通如氮氣的作用將CCl4蒸汽載入反應裝置中;趕走空氣,防止CrCl3被氧化.
(4)已知反應管中發(fā)生的主要反應有:Cr2O3+3CCl4→2CrCl3+3COCl2,因光氣劇毒,實驗需在通風櫥中進行,并用乙醇處理COCl2,生成一種含氧酸酯(C5H10O3),用乙醇處理尾氣的化學方程式COCl2+2C2H5OH→C2H5OCOC2H5+2HCl.
(5)樣品中三氯化鉻質(zhì)量分數(shù)的測定稱取樣品0.3300g,加水溶解并定容于250mL容量瓶中.移取25.00mL于碘量瓶(一種帶塞的錐形瓶)中,加熱至沸后加入1gNa2O2,充分加熱煮沸,適當稀釋,然后加入過量的2mol/LH2SO4至溶液呈強酸性,此時鉻以Cr2O72-存在,再加入1.1gKI,密塞,搖勻,于暗處靜置5分鐘后,加入1mL指示劑,用0.0250mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定至終點,平行測定三次,平均消耗標準硫代硫酸鈉溶液24.00mL.
已知:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI.
①指示劑為淀粉,滴定終點的現(xiàn)象為最后一滴滴入時,藍色恰好完全褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復原色.
②移入碘量瓶的CrCl3溶液需加熱煮沸,加入Na2O2后也要加熱煮沸,其主要原因是除去其中溶解的氧氣,防止氧氣將I-氧化,產(chǎn)生偏高的誤差.
③樣品中無水三氯化鉻的質(zhì)量分數(shù)為96.1%.(計算結(jié)果精確到0.1%)

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.在標準狀況下,由CO和CO2組成的混合氣體13.44L,其質(zhì)量為24g,此混合氣體中C和O兩種原子的物質(zhì)的量之比是( 。
A.3:7B.3:4C.4:7D.1:3

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