高中化学磷填空题

(8分)氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式：NO₃^— + 4H⁺ + 3e^-NO↑+2H₂O； KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂(SO₄)₃四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式：                                。
（2）反应中硝酸体现了               等化学性质。
（3）反应中若产生0.2 mol气体,则转移电子的物质的量是      mol。
（4）若1 mol甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加，原因是                      。

(8分)工业生产硝酸铵的流程图如下：请回答下列问题：
（1）写出硝酸铵在工农业生产中的重要作用_____________________________(任写一条)。

（2）已知N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。
在一定温度压强和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN₂和3molH₂,充分反应后,放出的热量___________(填“<” “>” “=”)92.4kJ，理由是                                          。
（3）写出氨催化氧化的化学方程式：___________________________________________________。

高中化学教材介绍了钠、镁、铝、铁、氯、硫、氮、硅等元素及其化合物的知识，是其它化学知识的载体。
（1）从以上元素中选择，在自然界中有游离态存在的有        元素（填元素符号）。
（2）离子交换膜是一类具有离子交换功能的高分子材料。一容器被离子交换膜分成左右两部分，如图所示。

若该交换膜为阳离子交换膜（只允许阳离子自由通过），左边充满盐酸酸化的H₂O₂溶液，右边充满滴有KSCN溶液的FeCl₂溶液（足量），一段时间后可观察到的现象：右边      （从下列选项中选择）

A．无明显现象	B．溶液由浅绿色变红色
C．溶液由无色变黄色	D．溶液由浅绿色变无色

左边发生反应的离子方程式：                                        ；
若该交换膜为阴离子交换膜（只允许阴离子自由通过），左边充满含2mol NH₄Al(SO₄)₂的溶液，右边充满含3mol Ba(OH)₂的溶液，当有2mol SO₄^2-通过交换膜时（若反应迅速完全），则左右两室沉淀的物质的量之比为          。
（3）某初级石墨中含SiO₂(7.8%)、Al₂O₃(5.1%)、Fe₂O₃(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质，利用相关工艺可进行提纯与综合利用。通入一定量的N₂后，在1500℃下与Cl₂充分反应得到纯化石墨与气体混合物，然后降温至80℃，分别得到不同状态的两类物质a和b。（注：石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，SiCl₄的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃。）
①若a与过量的NaOH溶液反应，可得两种盐，其中一种盐的水溶液具有粘合性，化学反应方程式为   。
②若b与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤，所得滤液中阴离子有____________；
然后向滤液中继续加适量乙酸乙酯并加热可得沉淀，写出生成沉淀的离子方程式_____。

(9分)将一支盛有a mL NO和b mL NO₂气体的试管倒立于水槽中，然后通入a mL O₂，问：
（1）若a＝b，则充分反应后试管内气体体积为__________mL。
（2）若a<b，则充分反应后试管内气体体积为__________mL。
（3）若a>b，则充分反应后试管内气体体积为__________mL。

（每空3分，共18分）制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均以略去）

（1）写出氨气催化氧化的化学方程式：                                               。
（2）收集氨气使用               方法，要得到干燥的氨气可选用                  做干燥剂。
（3）用甲装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是                            。
该实验的原理是                                                  。
（4）如果只提供乙图装置，请设计引发喷泉的方法：                                  。

（1）氧元素的氢化物除H₂O外，还有H₂O₂；碳元素的氢化物除CH₄外，还有C₂H₆；氮元素的氢化物除NH₃外，还有含2个氮原子的分子的化学式为      ，其沸点比液氨    （填“高”或“低”），该氢化物与足量盐酸反应的化学反应方程式为              
（2）类似于碳原子，氮原子间也可形成链状结构。某链状结构氮氢化合物中，氮原子间只以N-N单键形式连接形成氢化物。该系列氮氢化合物化学通式为      （n表示氮原子个数）
（3）生活中广泛使用烃类物质（C_mH_n）燃料，火箭发射时的高能燃料常用氮氢化合物，比如肼N₂H₄。2014年10月31日在测试飞行时坠毁的维珍银河公司“太空船2号”商业载人飞船用N₂H₄燃料，但助燃剂选择不当据说是事故原因之一。经分析该助燃剂分子由氮、氧原子组成，分子中原子最外层电子总数和CO₂分子中原子最外层电子总数相同。该助燃剂的化学式为      。上述燃烧反应产物绿色、环保，书写该燃烧反应的化学方程式为             
（4）分子式为N₄的氮元素同素异形体，结构等同于白磷，N₄中每个原子满足最外层8e^-结构。则1molN₄中含有    对共用电子对。已知NH₃、-NH₂、、一定条件下都可以和H⁺结合。则N₄和足量的H⁺反应生成的粒子的化学式为         。化学家发现一种化学式为N₄H₄的离子化合物，一定条件下1mol N₄H₄熔融电离生成两种离子，其中一种为NH₄⁺，则该物质熔融时的电离方程式为               

(8分)当硝酸与金属或非金属反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原的产物也不同。
请回答下列问题：
（1）与金属反应的过程中，HNO₃能被还原成多种含氮产物，如：NO₂、HNO₂、NO、N₂O、_______、NH₂OH、NH₄⁺。(填化学式)。
（2）某混酸由200 mL 3 mol·L^－1的稀硝酸和200 mL 2.5 mol·L^－1的稀硫酸均匀混合而成(忽略溶液的体积变化)。将其与铁反应，还原产物只有NO，则最多能溶解_______ g Fe。
（3）200 mL 16 mol·L^－1的浓硝酸与64 g Cu恰好完全反应，反应过程中还原产物有NO、NO₂，则反应结束后，产生气体的体积为_________L(标准状况下) (忽略HNO₃的挥发)。

为探究铁质材料与热浓硝酸的反应，某学习小组进行了以下实验：
[探究一]
（1）铁钉放在浓硫酸中浸泡后，再用蒸馏水冲洗，然后放入硫酸铜溶液中，铁钉表面无明显变化，其原因是_____________________。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0ml浓硝酸中，加热，充分应后得到溶液M并收集到气体N。为了探究溶液M中铁元素的价态，甲同学设计了如下实验：
有药品：

A．稀盐酸溶液

B．稀硫酸溶液

C．淀粉KI溶液

D．KMnO4溶液

E.NaOH溶液
F.H₂O₂溶液
G.KSCN溶液 
仪器：试管和滴管
步骤1.取试样，滴加少量的______（填试剂字母），溶液的颜色变____色，则试样中含有Fe³⁺，发生反应的离子方程式为________________。
步骤2.再去适量的试样滴加少量的______（填试剂字母），若溶液_______，则试样中含有Fe²⁺。
[探究二]
乙同学设计以下装置探究气体N的成分。

（3）A装置的作用：______________________。
（4）B装置收集满气体后，通过气泡鼓入空气后，有红棕色气体生成，能否确定气体N中含NO____（填“能”或“不能”）？理由是________________。

N是重要的非金属元素，尿素、羟胺、硝酸、亚硝酸钠均为重要的含氮化合物。
（1）尿素[CO(NH₂)₂]是人类利用无机物合成的第一种有机物。尿素中元素原子半径最大的原子结构示意图为         ；
（2）羟胺（NH₂OH）可看做是氨分子内的1个氢原子被羟基取代的物质，常用作还原剂。
①利用羟胺的还原性，可以除去含Fe²⁺中的Fe³⁺，氧化产物是一种性质稳定、无污染的气体，写出反应的离子方程式                          
②制备NH₂OH·HCl（盐酸羟胺）的一种工艺流程如下图所示：

ⅰ步骤中，发生反应的化学方程式为                              ；
ⅱ步骤中使用的NaNO₂外观酷似食盐，误食会中毒。可用电解法将工业废水中少量的NO₂ˉ转化为N₂以降低其危害。写出NO₂ˉ在酸性条件下转化为氮气的电极反应式为             。

将 3a L NO₂ 气体依次通过盛有下列物质的容器：饱和NaHCO₃ 溶液、浓硫酸、固体Na₂ O₂ ，发生反应的化学方程式是（1）________，（2）________，（3）________。最后用排水法收集残余气体，收集到的气体是________，体积是________L。

常温下A和B两种气体组成的混合气体(A的相对分子质量大于B的相对分子质量)，经分析混合气体中只含有氮和氢两种元素，而且不论A和B以何种比例混合，氮和氢的质量比总大于14/3。由此可确定A为________，B为________，其理由是______________________________________。
若上述混合气体的氮和氢的质量比为7∶1，则在混合气体中A和B的物质的量之比为________，A在混合气体中的体积分数为________。

（1）在硝酸生产过程中所排放出来的废气中含有NO和NO₂ ，它们污染环境，现用氨催化还原法将它们转化为无毒气体________(填化学式)直接排入空气中，写出有关反应方程式：________、________。
（2）假设NO和NO₂ 物质的量之比恰好为1∶1，则两者的混合物相当于一种酸酐，写出由烧碱溶液吸收这种酸酐的化学方程式________________________。

将还原性铁粉分别放入冷的浓H₂SO₄ 、浓HNO₃ 中，开始都有大量气泡生成，后来反应不再发生。已知生成的气体有刺激性气味，H₂SO₄ 中生成的气体呈无色，HNO ₃ 中生成的气体呈红棕色；剩余的固体经检验有磁性。试回答：
（1）Fe的氧化产物是________。(写化学式，下同)
（2）浓H₂ SO₄ 的还原产物是________，浓HNO₃ 的还原产物是________。

某学生课外活动小组利用下图所示装置分别做如下实验：

（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是________________。
（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后恢复无色，则此溶液可能是________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是________________。

硝酸是一种重要的工业原料，工业制硝酸的关键是氨的催化氧化，与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。
I．图1、图2分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置

（1）氮气和氢气通过图1装置，该装置中浓硫酸的作用是控制气体流速和  。
（2）用图2装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将已经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，铂丝保持红热的原因是      ，写出该装置中氨氧化的化学方程式  。反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H^＋、OH^－、   离子、   离子。
II．下列有关硝酸事实的解释合理的是   

A．浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中，说明浓硝酸不稳定

B．足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色，说明稀硝酸不能氧化亚铁离子

C．不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜，说明浓硝酸具有挥发性

D．不用锌与稀硝酸反应制取氢气，说明稀硝酸能将锌钝化工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx（NO和NO2的混合物，假设不含N2O4），对生态环境和人类健康带来较大的威胁。

（1）工业上常用Na₂CO₃溶液吸收法处理NO_x 。
已知：NO不能与Na₂CO₃溶液反应  
NO + NO₂ + Na₂CO₃ = 2NaNO₂ + CO₂        ①
2NO₂ + Na₂CO₃ = NaNO₂ + NaNO₃ + CO₂  ②
用足量的Na₂CO₃溶液完全吸收NO_x，每产生5.6L（标准状况）CO₂（全部逸出）时，吸收液质量就增加10g，则NO_x中的x值为        。
（2）尿素也可用于吸收处理NO_x，其反应原理为：
NO＋NO₂＋H₂O＝2HNO₂    
2HNO₂＋CO(NH₂)₂＝2N₂↑＋CO₂↑＋3H₂O。
当混合气体中NO、NO₂按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO)∶V(NO₂)＝3∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)＝  （空气中氧气的体积含量约为20%）。