高中化学磷试题

氮化铝（AlN0是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al₂O₃杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案。（已知：AlN＋NaOH＋H₂O＝NaAlO₂＋ NH₃↑）
【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度（夹持装置已略去）。

（1）上图C装置中球形干燥管的作用是                     。
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先                    ，再加入实验药品，接下来的实验操作是                 ，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K₁，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是                  。
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见                   。
【方案2】用下图装置测定m g样品中A1N的纯度（部分夹持装置已略去）。

（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是           （填选项序号）。
a．CCl₄     b．C₆H₆     c．NH₄Cl溶液     d．H₂O
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL（已转换为标准状况），则A1N的质量分数是               （用含m、V的数学表达式表示）。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：

（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为                        。
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将                 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

Ⅰ．已知A是一种金属，B溶液能使酚酞试液变红，且焰色反应呈黄色；D、F相遇会产生白烟。A、B、C、D、E、F间有如下变化关系：

（1）B→D反应的化学方程式为                                       。
（2）F在空气中遇水蒸气产生白雾现象，这白雾实际上是                    。
Ⅱ．已知X、Y为有刺激性气味的气体，有以下转化关系，部分产物未标出。

试回答：
（1）写出下列物质的化学式Y________、C________。
（2）反应①的离子方程式为____________，反应②的离子方程式为_______________。

（本题共14分）硝酸在有机合成、医药化工、化纤等行业应用非常广泛。工业上用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：
4NH₃+5O₂4NO+6H₂O ----①    
4NO+3O₂+2H₂O→4HNO₃ ----②
完成下列计算：
52、如果以一定量的氨气在一密闭容器中与足量氧气发生上述反应，冷却后所得溶液中溶质的质量分数
是                     （保留2位小数，下同）。
53、现以1.70吨液氨为原料生产硝酸，然后加入4.50吨水，得到密度为1.31g/cm³的硝酸，该硝酸的物质的量浓度是              mol/L（假设生产过程中反应物和生成物均无损耗）。
54、把22.40 g铁完全溶解于某浓度的硝酸中，反应只收集到 0.30 mol NO₂ 和0.20 mol NO。通过计算推断反应后溶液中溶质的成分及其物质的量（写出计算过程）。
55、硝酸工业尾气中的NO、NO₂属于大气的主要污染物。已知1m³硝酸工业的尾气中含3160mg NO_x，其中n(NO) : n(NO₂) = 9:1。
（1）如果用NaOH溶液完全吸收NO_x，至少需要补充标准状况下的富氧空气多少升？（富氧空气中O₂的体积分数为0.25）（写出计算过程）
（2）如果用氨催化还原法，即用氨作催化剂，将NO、NO₂转化为氮气直接排入空气中，需要氨气的质量为多少克？（写出计算过程）

已知：（1）A为正盐。（2）常温、常压下，B、C、D、E、G、H、I均为气体，其中D、G、H为单质，H为黄绿色气体，I通常为红棕色气体。（3）F在常温下是一种无色液体。（4）C、J的水溶液是一种酸。图中部分反应条件及产物已略去。

（1）写出A的化学式：A          。
（2）写出下列反应的化学方程式：
①B + D → E + F ：                                           ；
②J + Cu → E：                                                ；
③H和石灰乳的反应：                                           。
（3）在I和F的反应中，氧化剂和还原剂的质量比为：         。

三氯化磷（）和三氯氧磷（POCl₃）是两种遇水会强烈水解的物质。PCl₃是合成药物的重要化工原料；POCl₃用于制取染料中间体，有机合成的氯化剂、催化剂和阻燃剂，还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
I.白磷和Cl₂化合制PCl₃
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；POCl₃能溶于PCl₃。实验室制取PCl₃的装置示意图和有关数据如下：

实验过程中要加入白磷、通入CO₂、通入Cl₂、加热，实验时具体的操作顺序是：打开K₂，使体系中充满CO₂，再加入白磷，打开K₁，通入氯气，再加热。
（1）干燥管中碱石灰的作用是_______________。
（2）PCl₃强烈水解的产物是H₃PO₃和HCl，PC1₃遇水所得溶液中除OH^-之外其它离子的浓度由大到小的顺序是____________________（己知亚磷酸H₃PO₃是二元弱酸：H₃PO₃H⁺+ H₂PO₃^-，H₂PO₃^-H⁺+HPO₃^2-）。
（3）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PC1₅等，PC1₅先用白磷除去后，再用____________方法除去PC1₃中的POCl₃制备纯净的PCl₃。
A．萃取            B．过滤           C．蒸馏            D．蒸发结晶
II.氯化水解法生产POC1₃
主要反应是：PC1₃+C1₂+H₂O=POC1₃+2HCl，流程如下：

（1）若将0.01mol POCl₃加到水中水解，再与含2.4gNaOH的溶液混合充分反应，并配成1L的溶液，取出少量的溶液于试管中，再向其中逐滴加入0.010mol/L的AgNO₃溶液，则先产生的沉淀是_____________[已知Ksp(Ag₃PO₄)=1.4×10^-16，Ksp(AgCl)=1.8×10^-10]。
（2）通过下列方法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
A．取ag产品于锥形瓶中，加入足量NaOH 溶液，再加稀硝酸至酸性。
B．向锥形瓶中加入0.1000 mol/L的AgNO₃溶液40.00mL，使Cl^-完全沉淀。
C．向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
D．加入指示剂，用cmol/LNH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积bmL。
己知：AgSCN是白色沉淀，Ksp(AgSCN)=2×10^-12
①滴定选用的指示剂是_____________(填字母序号)，滴定终点的现象为_________________。
A．FeCl₂     B．NH₄Fe(SO₄)₂     C．淀粉          D．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止沉淀转化生成AgSCN而导致数据不准确。如无此操作，所测Cl元素含量将会______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③根据上面实验数据计算三氯氧磷产品中Cl元素的含量为______________。

氨气是重要的化工原料。
38.实验室可用浓氨水和_____（选填编号）来制取氨气。
a.烧碱             b.生石灰               c.氯化铵
检验氨气易溶于水的简单操作是：收集一试管氨气，                                  。
39.往饱和食盐水中依次通入足量的NH₃和足量的CO₂，生成沉淀的化学式为        ；过滤后，使余液尽可能析出较多NH₄Cl晶体的方法是：再通入足量的NH₃、冷却并加入       。
侯德榜制碱法（联合氨碱法）的CO₂来自_____（选填编号）。
a.石灰石煅烧            b.含碳物质燃烧              c.合成氨厂的副产品
40.往CuSO₄溶液中滴加氨水，先有沉淀析出，后沉淀溶解溶液呈深（绛）蓝色，有[Cu(NH₃)₄]²⁺生成。往溶液中滴加稀硫酸，溶液变为淡蓝色。颜色变浅的主要原因可能是：
①溶液变稀；
②[Cu(NH₃)₄]²⁺+4H⁺Cu²⁺ + 4NH₄⁺
请设计一个简单实验说明溶液变浅的主要原因                                      。
41.某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。

（1）实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中先产生白雾，随即产生白烟，其原因可用化学方程式表示为：              、                。
（2）实验前，烧杯中盛有200mL 1.000 mol/L NaOH溶液，实验后将烧杯中溶液蒸干，再将所得固体加热至恒重，得到固体10.9g，则该固体含NaOH     g。

铵明矾【NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O】是常见的食品添加剂，用于焙烤食品，可通过硫酸铝溶液和硫酸铵溶液反应制备。用芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）制备纯碱和铵明矾的生产工艺流程图如图1：


完成下列填空：
31．铵明矾溶液呈     性，它可用于净水，原因是             ；向其溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，可观察到的现象是             。
32．写出过程Ⅰ的化学反应方程式             。
33．若省略过程Ⅱ，直接将硫酸铝溶液加入滤液A中，铵明矾的产率会明显降低，原因是      。
34．已知铵明矾的溶解度随温度升高明显增大。加入硫酸铝后，经过程III的系列实验得到铵明矾，该系列的操作是加热浓缩、     、过滤洗涤、干燥。
35．某同学用图2图示的装置探究铵明矾高温分解后气体的组成成份。
（1）夹住止水夹K₁，打开止水夹K₂，用酒精喷灯充分灼烧。实验过程中，装置A和导管中未见红棕色气体；试管C中的品红溶液褪色；在支口处可检验到NH₃，方法是                 ；在装置A与B之间的T型导管中出现白色固体，该白色固体可能是      （任填一种物质的化学式）；另分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物，写出它溶于NaOH溶液的离子方程式                                     。
（2）该同学通过实验证明铵明矾高温分解后气体的组成成份是NH₃、N₂、SO₃、SO₂和H₂O，且相同条件下测得生成N₂和SO₂的体积比是定值，V（N₂）：V（SO₂）=         。

(13分)半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷(PCl₃)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl₂模拟工业生产制取PCl₃，装置如下图所示：（部分夹持装置略去）

已知：
①黄磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅。
②PCl₃遇水会强烈水解生成H₃PO₃和HCl；
③PCl₃遇O₂会生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃。
④PCl₃、POCl₃的熔沸点如表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为____________。
（2）B中所装试剂是_______；F中碱石灰的作用有两种，分别是______、_______。
（3）实验时，检查装置气密性后，先打开K₃通入干燥的CO₂，再迅速加入黄磷。通干燥CO₂的作用是_______。
（4）粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等．加入黄磷加热除去PCl₅后，通过_____（填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl₃。
（5）实验结束时，可以利用C中的试剂吸收多余的氯气，C中反应的离子方程式为_______。
（6）通过下面方法可测定产品中PCl₃的质量分数：
①迅速称取1.00g产品，加水反应后配成250mL溶液；
②取以上溶液25.00mL，向其中加入10.00mL 0.1000mol/L碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0.1000mol/L的Na₂S₂O₃，溶液滴定；
④重复②、③操作，平均消耗Na₂S₂O₃溶液8.40mL。
已知：H₃PO₃+I₂＝H₃PO₄+2HI，I₂+2Na₂S₂O₃＝2NaI+Na₂S₄O₆，假设测定过程中没有其他反应，该产品中PCl₃的质量分数为_________。

NH₃和HNO₃是重要的工业产品，下图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程。

（1）合成塔中发生反应的化学方程式是                        。
（2）氨分离器中压强约为15MPa，温度约为-20℃，分离氨应用了氨          的性质，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是            。
（3）氧化炉中反生反应的化学方程式是                    。
（4）尾气中的少量NO、NO₂可以用NH₃来处理，在催化剂作用下生成无污染的气体，写出NO₂和NH₃反应的化学方程式           。当有5.6LNO₂被还原时，转移电子的物质的量为           mol。
（5）氧化炉中出来的气体，先降温再进入吸收塔，吸收塔中通入空气的作用是                。若进入吸收塔的气体的体积分数为NO₂10.0%，NO 1.32%，其余为N₂、水蒸气等。当进入氧化炉中气体为10m³时，最少需要空气的体积为          m³。

化学与环境密切相关．近年来雾霾问题已成为百姓所关注的主要问题，今年入秋以来，我国大部分地区更是“霾伏”四起，部分地区持续出现中度至重度霾，环境治理刻不容缓。回答下列问题：
（1）下列有关说法正确的是              
A．光化学烟雾是氮氧化物与碳氢化合物受紫外线作用后产生的有毒烟雾
B．PH小于7的雨水都是酸雨
C．PM2.5含量的增加是形成雾霾天气的重要原因之一
D．大气中CO₂含量的增加会导致臭氧空洞的加剧
（2）某化学实验小组测得某地区的雾霾中可能含有如下几种无机离子：Na⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、SO₄^2﹣、NO₃^﹣、Cl^﹣．对该地区雾霾处理后获得试样溶液进行了如下的实验：

已知：3NO₃^﹣+8Al+5OH^﹣+18H₂O═3NH₃↑+8[Al（OH）₄]^﹣
请回答下列问题：
①试样溶液加入过量NaOH溶液后生成沉淀Ⅰ的化学式是                ．生成气体Ⅰ的离子方程式为                    ，检验该气体的方法是                     。
②根据实验结果，推测出雾霾中一定含有的离子有             ，若要确定原试样溶液存在的其它阴离子，可在试样溶液中先加入足量的         溶液，再取上层清液加入          溶液。
（3）若该实验小组测得另一地区雾霾试样中可能含有H⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2﹣、Cl^﹣、NO₃^﹣中的几种．①若加入锌粒，排空法收集到无色无味气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间关系如图所示．则下列说法不正确的是       

A．溶液中一定不含CO₃^2﹣，可能含有SO₄^2﹣和Cl^﹣
B．溶液中n（Mg²⁺）=0.1mol
C．溶液中的阴离子的物质的量为0.35mol 
D．n（H⁺）：n（Al³⁺）：n（Mg²⁺）=1：1：1

现有铜、银合金14g与足量的某浓度的硝酸100mL发生反应，将生成的气体与1.12L（标况）氧气混合，通入足量的水中恰好全部吸收，反应后溶液体积仍为100mL。试通过计算回答下列问题：
（1）原固体混合物中铜和银的质量各是多少？
（2）若原硝酸溶液为浓硝酸，反应产生的气体是单一气体，则该反应中被还原的硝酸的物质的量是多少？
（3）合金完全溶解后，若生成的气体在标况下体积为2.24L，反应后溶液中c（H^＋）=7mol/L，则该混合气体中NO和NO₂在标准状况下的体积分别是多少？原硝酸的浓度是多少？

已知反应：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O ；NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O。现有XmolNO₂和YmolNO（X>Y）组成的混合气体，欲用m L含nmolNaOH的溶液吸收，使该混合气体全部转化成盐(NaNO₃和NaNO₂)进入溶液，则n的值至少是（   ）

A．X/m mol

B．2X/3mol

C．(X+Y)mol

D．2(X+Y)/3mol

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄·H₂O）。
CO(NH₂)₂+2NaOH+NaClO＝Na₂CO₃+N₂H₄·H₂O+NaCl
实验一： 制备NaClO溶液（实验装置如图所示）

（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有    （填标号）
A．容量瓶      B．烧杯      C．烧瓶      D．玻璃棒
（2）锥形瓶中发生反应化学程式是                             。
（3）利用中和滴定反应原理测定反应后锥形瓶中混合溶液的NaOH的浓度。取一定量锥形瓶内混合溶液稀释一定倍数后，加入适量的H₂O₂溶液后，再滴加2－3滴甲基橙试液，用0.100mol/L盐酸滴定。需要加入H₂O₂除去ClO^－的原因是                      。
实验二： 制取水合肼。（实验装置如图所示）

控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108-114℃馏分（已知：N₂H₄·H₂O易被NaClO氧化，高温易分解）
（4）分液漏斗中的溶液是            （填标号）。
A．CO (NH₂) ₂溶液  B．NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是                                           。
蒸馏时需要减压，原因是                                 。
实验三： 测定馏分中肼含量。
称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，加水配成1000mL溶液，移出10.00mL，用0.1000mol·L^-1的I₂溶液滴定。滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。
滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是能与在滴定过程中产生的      反应。
（6）实验测得消耗I₂溶液的平均值为16.40mL，馏分中水合肼（N₂H₄·H₂O）的质量分数为    。

现有一定量的Cu和CuO混合物，向其中加入0.6 L 2.0 mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48 L NO（标准状况）。向所得溶液中加入一定体积1.0 mol/L NaOH溶液，恰好使Cu²⁺沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧后得32.0 g固体。（忽略溶液的体积变化）。下列说法正确的是

A．该混合物中铜的质量为19.2 g

B．与该混合物反应消耗的HNO3的量为1.2 mol

C．加入NaOH溶液的体积是800 mL

D．Cu^2+沉淀完全后，溶液中c(NO3^-）为0.7 mol/L

计算题
（1）某元素的同位素X，其氯化物XCl₂。1．11 g溶于水制成溶液后，加入1 mol/L的AgNO₃溶液20 mL恰好完全反应。若这种同位素原子核内有20个中子，求：元素X的Z值和A值？
（2）在某100 mL混合液中，HNO₃和H₂SO₄的物质的量浓度分别是0．4 mol/L和0．1 mol/L。向该混合液中加入1．92 g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中的Cu²⁺的物质的量浓度是多少？