高中化学磷试题

将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物（含NO、N₂O₄、NO₂）的混合物共0.8mol，这些气体恰好能被500 mL NaOH溶液完全吸收，生成NaNO₂和NaNO₃两种盐溶液，其中NaNO₃的物质的量为0.2 mol，则NaOH的浓度为

A．2mol/L

B．1.8mol/L

C．2.4 mol/L

D．3.6 mol/L

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ．某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH₄)₂SO₄溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                            。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是                。
Ⅱ．为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                           。
（2）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，二是                                              。
（3）由MgCl₂溶液得到MgCl₂·6H₂O晶体，操作为         、           、           
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                      。
②由MgCl₂·6H₂O加热制备无水MgCl₂的操作在              氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

0.44 g铜镁合金完全溶解于100 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合气体336 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到0.78 g沉淀。下列说法正确的是

A．该合金中铜与镁的质量量之比是2∶1

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0 mol/L

C．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

D．得到0.78 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是1380mL

【改编】(15分)三氯化磷（PCl₃）是合成药物的重要化工原料，可通过白磷和氯气化合得到。
已知：白磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅；PCl₃遇O₂会生成POCl₃(三氯氧磷)；POCl₃能溶于PCl₃；POCl₃和PCl₃遇水会强烈水解。实验室制取PCl₃的装置示意图和有关数据如下：

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·cm^-3
白磷	44.1	280.5	1.82
PCl3	-112	75.5	1.574
POCl3	2	105.3	1.675

请回答：
（1）实验所需氯气可用MnO₂和浓HCl反应制取，反应离子方程式为                       ，实验过程中所用的玻璃仪器除酒精灯和玻璃导气管外，还需要的玻璃仪器有              。
（2）实验过程中有以下操作：①加入白磷②打开K₂③打开K₁④加热，正确的操作顺序为：        ，通入CO₂的目的是                。E烧杯中加入冷水的目的是            ，干燥管中碱石灰的作用是
（3）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等，先加入过量白磷除去PCl₅和过量白磷后，再除去PCl₃中的POCl₃可用        的方法有制备纯净的PCl₃。
（4）①已知亚磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，PCl₃与足量的NaOH溶液反应可生成两种正盐写出反应的化学方程式为                               。
②若将0.01 mol POCl₃投入热水配成1 L的溶液，再逐滴加入AgNO₃溶液，则先产生的沉淀是         [已知K_sp(Ag₃PO₄)＝1.4×10^－16，K_sp(AgCl)＝1.8×10^－10]。

为了测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成一氧化氮气体和二氧化氮气体的物质的量之比（用m表示），请从下图中选用合适的实验装置，设计一个合理而简单的实验，用于测定m的值。（不考虑二氧化氮转化为四氧化二氮）其中E装置为量气管，由甲、乙两根玻璃管组成，用橡皮管连通，并装入适量水，甲管有刻度（0～50mL），供量气用，乙管可上下移动，用来调节液面高低。回答下列问题：

（1）装置的连接顺序是                 。（填各接口的编号）。
（2）连接好装置并检查气密性后，应打开      通入氮气；然后打开____，从乙管注水至充满甲、乙两管，关上a、b。通入氮气的原因是                    。
（3）实验后，若量气管中气体的体积为VmL（已换算成标准状况下），要测定m的值，还要将____中的溶液做________实验，假设测得其中溶质物质的量为n，用含V和n的式子表示：m＝          （答案要求化简）。
（4）下列操作中能造成m值偏小的是_               。

A．反应前E中甲管所装水里气泡没赶尽，而最后读数时气泡消失

B．实验后未冷却至室温即开始读数

C．实验前没有先通入足量的氮气

D．实验过程中，E装置乙管的水溢出

(16分)汽车尾气中CO、NO_x 以及燃煤废弃中的SO₂都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。吸收SO₂和NO，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下(Ce为铈元素)：

（1）装置Ⅰ中，NaOH溶液吸收SO₂也可生成Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液
①写出NaOH溶液吸收SO₂生成等物质的量的Na₂SO₃和NaHSO₃混合溶液时总反应的离子方程式           。
②已知混合液pH随：n（）变化关系如下表：

	91：9	1：1	9：91
	8.2	7.2	6.2

当混合液中时，c(Na⁺)      c(HSO₃^-)+ 2c(SO₃^2-)（填“>”“=”或“<”）
（2）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce⁴⁺ 氧化的产物主要是NO₃^- 、NO₂^- ，写出只生成NO₂^-的离子方程式                       ；
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。

①生成的Ce⁴⁺从电解槽的         (填字母序号)口流出；
②生成S₂O₄^{2 -} 的电极反应式为                           ；
（4）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^- 的浓度为a g·L^{- 1} ，要使1m³该溶液中的NO₂^- 完全转化为NO₃^-，至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O₂         L。(用含a代数式表示)

某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。

操作	现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。	红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。

（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①碳与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有      性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，写出反应的化学方程式              。
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O₂还是NO₂，设计了以下实验。
Ⅰ．制取NO₂气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO₂的装置简图(夹持仪器略)。

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO₂，反应生成两种物质的量相等的正盐，写出这两种盐的化学式           。
Ⅱ．探究实验。
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO₂气体的集气瓶中。
实验现象：木炭在NO₂气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO₂气体反应的化学方程式      。
②试分析：是否需要增加带火焰的木炭与纯净O₂反应的实验       。
③通过实验探究，你认为助燃气体是什么，简述理由      。

煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示：

（1）②中NH₃参与反应的化学方程式为          。
（2）③中加入的物质可以是          （填字母序号）。
a.空气       b.CO         c.KNO₃         d.NH₃
（3）焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶（），其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更          （填“强”或“弱”），从原子结构角度解释原因：        。
（4）已知：N₂(g) ＋ O₂(g)===2NO(g)    ΔH =" a" kJ·mol^-1
N₂(g) ＋ 3H₂(g)===2NH₃(g)    ΔH =" b" kJ·mol^-1
2H₂(g) ＋ O₂(g)===2H₂O(l)    ΔH =" c" kJ·mol^-1
反应后恢复至常温常压，①中NH₃参与反应的热化学方程式为          。
（5）用间接电化学法除去NO的过程，如下图所示：

已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：          。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：          。

中国环境监测总站数据显示，PM_2.5、SO₂、NOx等是连续雾霾过程影响空气质量显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对它们进行研究具有重要意义。请回答：
（1）将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH	SO	NO	Cl^－
浓度(mol/L)	4×10^−^6	6×10^−^6	2×10^−^5	4×10^−^5	3×10^−^5	2×10^−^5

根据表中数据计算PM_2.5待测试样的pH ＝             。
（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下：

N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)   △H＝             。
（3）消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
Ⅰ.NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示：

①由图可知SCR技术中的氧化剂为             。
②用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，当=1:1时，脱氮率最佳，已知每生成28g N₂放出的热量为QkJ，该反应的热化学方程式为             。
Ⅱ.工业上变“废”为宝，吸收工业中SO₂和NO，可获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下（Ce为铈元素）：

①装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为             。
②装置Ⅲ还可以使Ce⁴⁺再生，若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液，当消耗1mol CH₄时，
理论上可再生             mol Ce⁴⁺。
Ⅲ.用活性炭还原法可以处理氮氧化物。如发生反应：
C(s)＋2NO(g)N₂(g)＋CO₂(g) △H＝Q kJ/mol。
在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间(min) 浓度(mol/L)	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①T_l℃时，该反应的平衡常数K＝             。
②30 min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是________（答一种即可）。

铵盐是一种重要的水体污染物。某课题组利用电解法，在含Cl^-的水样中，探究将NH₄⁺转化为N₂而脱氮的影响因素和反应机理。
（1）电解法脱氮的原理可能如下：
①直接电氧化
在碱性条件下，发生2NH₃ + 6OH^- - 6e^- = N₂ + 6H₂O反应的电极为     （填“阴”、“阳”）极；
②-OH(自由羟基)电氧化
在电流作用下，利用产生的强氧化性中间产物OH脱氮，-OH中O元素的化合价    ；
③间接电氧化
利用电解产生的Cl₂，与H₂O作用生成HClO进行脱氮。请写出HClO在酸性条件下氧化NH₄⁺的离子方程式                  。
（2）探究适宜的实验条件
下图为不同电流强度下脱氮的效果，综合考虑能耗因素，电流强度应选择    A。

（3）该课题组进一步探究脱氮过程中的强氧化性的活性中间产物，提出了如下假设，请你完成假设三：
假设一：只有·OH；    
假设二：只有HClO；  
假设三：               。
（4）请你设计实验探究脱氮过程中是否有·OH产生，完成下表内容。

实验方案	预期实验结果和结论
配制一定pH、NH4^+和Cl^-浓度的溶液，用最佳电流强度，电解样品90min后，采用电子自旋共振法检测样品中·OH

（5）研究得知，脱氮过程主要以原理③为主，弱酸性溶液中比强酸溶液中更利于使NH₄⁺转化为N₂而脱氮，请从化学平衡移动的角度解释其原因                。

A、B、C、D、E五种物质中含有同一种元素，其相互转化关系如下图所示。其中A、B、C、D在常温下都是气体，B为红棕色。

（1）用正确的化学用语描述：B的分子式：       ， A的电子式：      ，D的结构式：      。
（2）写出下列反应的化学方程式：
D→C的化学方程式为                                  。
E→B的离子方程式为                            。
A→D化学方程式为                                  。

(18分）
Ⅰ．浓硝酸与浓盐酸混合过程中会产生少量的气体单质X、化合物M和无色液体，化合物M中所有原子均达到8电子的稳定结构。2molM加热分解生成lmol X和2mol无色气体Y，Y遇到空气呈现红棕色。
（1）镁与气体X反应产物的电子式为________。
（2）浓硝酸和浓盐酸反应的化学方程式为________。
（3）化合物M水解生成两种酸，为非氧化还原反应，该反应的化学方程式为________。
Ⅱ．石油铁储罐久置未清洗易引发火灾，经分析研究，事故由罐体内壁附着的氧化物甲与溶于石油中的气态氢化物乙按1:3反应生成的黑色物质丙自燃引起。某研究小组将一定量的丙粉末投人足量的浓盐酸中发生反应，得到4.8g淡黄色沉淀和气体乙，乙在标准状况下的密度为1.5179g/L，过滤后向滤液（假设乙全部逸出）中加人足量的NaOH溶液，先出现白色沉淀，最终转变为红褐色沉淀，过滤、洗涤、灼烧后的固体质量为24g，已知气体乙可溶于水。请回答下列问题：
（1）甲的化学式为________。
（2）写出丙中非金属元素的离子结构示意图________。
（3）丙在盐酸中反应的化学方程式：________。(离子方程式表示）
（4）请设计合理的实验方案验证不同温度对丙与盐酸反应速率的影响
（5）为消除火灾隐患，下列措施可行的是________。

A．石油入罐前脱硫

B．定期用酸清洗罐体

C．罐体内壁涂刷油漆

D．罐体中充入氮气

(9分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空气的注射器。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是               ；为达到此目的，应进行的操作是            。
（2）在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是__________________________；B中反应的离子方程式为：__________________________。
（3）装置E和F的作用是                      ；实验现象是_____               _。(用化学方程式及必要文字简要描述)
（4）装置D的作用是                                           。

二氧化氯( ClO₂)是一种极易爆炸的强氧化性气体，在生产和使用时必须尽量用“隋性”气体进行稀释，并尽可能防止震动和避光。因此，二氧化氯的制备方法一直是科学家长期寻求解决的问题，目前比较理想的方法是用稍潮湿的KClO₃和草酸(H₂C₂O₄)在60℃时反应制得。已知，ClO₂在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为一59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂.

（1）A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：         。A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、         。
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是          。
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知（1）NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂.3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂，温度高于60℃时NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl;NaClO₂的溶解度曲线如图2所示，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：
①减压，55℃蒸发结晶；②    ；③      ；④低于60℃干燥；得到成品。
（4）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：
步骤1：量取ClO₂溶液10 mL，稀释成100 mL试样。
步骤2：量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的Ⅺ晶体，摇匀，在暗处静置30 min。
步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol∙L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知I₂+2S₂O₃^2- =2I^- +S₄O₆^2－）
①若步骤2中未将锥形瓶“在暗处静置30min”，立即进行步骤3，则测定的结果可能（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
②上述步骤3中滴定终点的现象是         。
③根据上述步骤可计算出原ClO₂溶液的浓度为        g-L^一1，（用含字母的代数式表示）。

汽车尾气中CO、NO_x以及燃煤废气中的SO₂都是大气污染物，对它们的治理具有重要意义。
（1）氧化一还原法消除NOx的转化如下：

①反应I为NO +O₃=NO₂+O₂，生成标准状况下11.2 L O₂时，转移电子的物质的量是  mol。
②反应Ⅱ中，当n( NO₂)：n[CO(NH₂)₂]=3：2时，氧化产物与还原产物的质量比为______
（2）使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx，转化过程中发生反应的化学方程式为CO+ NOx →N₂ +CO₂（未配平），若x=1.5，则化学方程式中CO₂和N₂的化学计量数比为    。
（3）吸收SO₂和NO，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下（Ce为铈元素）。装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce⁴⁺氧化的产物主要是NO₃^－、NO₂^－，请写出生成等物质的量的NO₃^－和NO₂^－时的离子方程式   .

（4）装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce⁴⁺再生，再生时生成的Ce⁴⁺在电解槽的    （填“阳极”或“阴极”），同时在另一极生成S₂O₄^2一的电极反应式为     。
（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^－的浓度为ag．L^－1，要使1m³该溶液中的NO₂^－完全转化为NH₄NO₃，至少需向装置Ⅳ中通人标准状况下的氧气       L（用含a代数式表示，结果保留整数）。