某化学兴趣小组在实验室探究氨的有关性质,设计了下图所示实验,A处是气体发生装置,A中所用的实验药品从下列物质中选取.
①碳酸钠 ②碳酸氢钠 ③碳酸氢铵 ④氯化铵 ⑤熟石灰 ⑥氢氧化钠
按上图连接好各仪器,现将C处的铂丝网加热至红热,再将A处产生的气体通过B装置片刻后撤去C处酒精灯,部分实验的现象如下:铂丝继续保持红热状态,D中的铜片慢慢溶解,回答下列问题:
(1)若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品是____(填物质序号)
(2)B装置的作用为
(3)D中铜片发生反应的离子方程式为 ,为了使Cu片溶解的速率加快,可向D处的溶液中加入下列少量物质中的 (填下列各项序号)
A.Na2CO3 | B.AgNO3 | C.H2SO4 | D.FeSO4 |
(4)图E中持续通人氧气的作用为 。
(5)有人认为他们设计的这套实验装置还存在明显的不足,对其不足之处以及应如何改进,谈谈你的意见: 。
某小组对Cu与浓HNO3的反应进行研究。记录如下:
I.Cu与浓HN03反应的化学方程式是 。
II.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。
(1)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+离子浓度较大引起的。乙根据实验记录,认为此观点不正确,乙的依据是 。
(2)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。进行实验2:先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是 、 。
(3)为深入研究,丙查阅资料,有如下信息:
i.溶有NO2的、浓HNO3呈黄色;水或稀HNO3中通少量NO2溶液呈无色。
ii.NO2溶于水,会发生反应2NO2+H2O =HNO3+HNO2HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。
iii.NO—2能与Cu2+反应:Cu2+(蓝色)+4 NO2-Cu(NO2)42-(绿色)
据此,丙进一步假设:
①可能是A中剩余的浓HNO3溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;
②可能是A中生成了Cu(NO2)2—4使溶液呈绿色。
丙进行如下实验:
①亚硝酸分解的化学方程式是 。
②请用平衡原理解释加入稀H2SO4后绿色溶液变蓝的原因: 。
(4)根据实验得出结论:实验l中溶液A呈绿色的主要原因是 ,请依据实验现象阐述理由: 。
下图中A~J分别代表相关反应中的一种物质,已知A分解得到等物质的量的B、C、D,已知B、D为常温下的气态化合物,C为常温下的液态化合物,图中有部分生成物未标出。
请填写以下空白:
(1)A的化学式为 ,B的电子式为 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
D+G→H 。
F+J→B+C+I 。
(3)0.3 mol I与足量C反应转移电子的物质的量为 mol。
(4)容积为10 mL的试管中充满I和G的混合气体,倒立于盛水的水槽中,水全部充满试管,则原混合气体中I与G的体积分别为 mL, mL。
为证明Fe3+具有较强的氧化性,甲同学做了如下实验:将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中,观察到Cu片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法:“Fe(NO3)3溶液具有酸性,在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”,并设计实验进行探究。已知:
水解反应 |
平衡常数(K) |
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ |
7.9 × 10-4 |
Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+ |
3.2 × 10-10 |
Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ |
3.2 × 10-7 |
请回答:(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为 。
(2)请利用所提供的试剂,帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂:0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸(0.5~5.0)、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案: 。
(3)丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案,并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化,实验记录如下。
实验内容 |
实验现象 |
甲同学的实验方案 |
溶液逐渐变成蓝绿色, pH略有上升 |
乙同学的实验方案 |
无明显现象,pH没有明显变化。 |
①据实验现象写出发生反应的离子方程式: 。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是 。
③解释乙同学的实验现象 。
(4)请你设计更简便可行的实验方案,帮助甲同学达到实验目的: 。
为证明Fe3+具有较强的氧化性,甲同学做了如下实验:将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中,观察到Cu片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法:“Fe(NO3)3溶液具有酸性,在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”,并设计实验进行探究。已知:
水解反应 |
平衡常数(K) |
Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ |
7.9 × 10-4 |
Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+ |
3.2 × 10-10 |
Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ |
3.2 × 10-7 |
请回答:(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为 。
(2)请利用所提供的试剂,帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂:0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸(0.5~5.0)、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案: 。
(3)丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案,并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化,实验记录如下。
实验内容 |
实验现象 |
甲同学的实验方案 |
溶液逐渐变成蓝绿色, pH略有上升 |
乙同学的实验方案 |
无明显现象,pH没有明显变化。 |
①据实验现象写出发生反应的离子方程式: 。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是 。
③解释乙同学的实验现象 。
(4)请你设计更简便可行的实验方案,帮助甲同学达到实验目的: 。
已知某物质X能发生如下转化:
下列有关上述转化关系中物质及其反应的叙述错误的是
A.若X为N2或NH3(催化氧化),则A为硝酸 |
B.若X为S 或H2S(完全燃烧),则A为硫酸 |
C.若X为非金属单质或非金属氢化物,则A不一定能与金属铜反应生成Y |
D.反应①和②一定为氧化还原反应,反应③一定为非氧化还原反应 |
下图表示由短周期元素组成的一些物质之间的转化关系(某些反应产物已略去)。各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中A、B、D在常温下均为无色无刺激性气味的气体,C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,M是最常见的无色液体。
⑴ 物质F的化学式 。
⑵ 物质B的电子式 。
⑶ 写出C→E的化学方程式 。
⑷ 写出G→E的离子方程式 。
在50 mL a mol·L-1的硝酸溶液中,加入6.4 g Cu,固体全部溶解,且还原产物只有NO2和NO。将反应后溶液用蒸馏水稀释至100 mL,测得c(NO3-)=4 mol·L-1。
(1)稀释后的溶液中c(H+)= mol·L-1
(2)若a=10,则生成的气体中NO2的物质的量为________mol
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收,反应原理如下:
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
若上述混合气体被1 mol·L-1的NaOH溶液恰好吸收,则NaOH溶液的体积为________mL
氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和Cu。
(1)现有8.4克氧化铜被氢气完全还原后,得到红色固体6.96克,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是 ;
(2)若将6.96克上述混合物与足量的浓硝酸充分反应:
①生成标准状况下1.568升的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是 ,其物质的量之比是 ;
②把得到的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体20.328g。经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中,所得晶体的化学式为 。
(3)Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100mL 0.6mol/L HNO3溶液恰好使混合物完全溶解,同时收集到224mL NO气体(标准状况)。如原混合物中Cu的物质的量为X,求其中Cu2O、CuO的物质的量及X的取值范围(写出解题过程)。
氨气是一种重要的工业产品,也是一种重要的化工原料。为研究氨气的制备及性质,某学习小组进行了下面的探究活动:
(1)实验室中往往采用熟石灰与氯化铵制备氨气,写出该反应的化学方程式(注明反应条件) 。
(2)实验室中还可以采用如图1装置(略去了夹持装置)和药品快速制备氨气:
①甲同学不明白该方法中制备氨气的原理,于是学习小组内成员展开了讨论,得出了下面的结论,其中不正确的是 (填字母序号)。
a.氨水中的NH3·H2O分解
b.氨水中存在可逆反应:NH3·H2O +OH-,NaOH晶体使该可逆反应的平衡向左移动
c.反应原理与铵盐、熟石灰制备氨气的反应原理相同
d.NaOH溶于水放出热量,使NH3·H2O分解
②乙同学取质量分数为34%的0.89 g·mL-1的浓氨水10 mL,用过量的NaOH与之混合,然后用500 mL的烧瓶收集氨气。请你计算最多可收集满标准状况下的氨气 个烧瓶。
(3)丙同学进行氨气的喷泉实验探究。
①收集氨气时需要用干燥剂干燥,如图2,装置B中盛装的干燥剂是 。
②该同学利用图3装置,成功地完成了喷泉实验。请你简要地写出该同学操作的正确方法: 。
氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为 ;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为 ;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)= N2O4(1) △H1= -195kJ·mol-1
②N2H4(1) + O2(g)= N2(g) + 2H2O △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2H4反应的热化学方程式 ;
(3)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。
(14分)甲、乙、丙三种化合物均由氢、氮、氧、铜四种元素中的两种组成。常温下,甲是一种含氮质量分数为87.5%的液态化合物,其相对分子质量与空气中某种主要成分的相对分子质量相等;乙和丙是铜的两种常见氧化物,乙是新制氢氧化铜与乙醛反应的还原产物。试回答下列问题:
(1)甲的结构式 。
(2)甲是一种二元弱碱,则甲与过量硫酸反应的产物为 (写化学式)。16g甲在空气中充分燃烧,生成一种常见液态物质和氮气,放出311kJ热量,则其热化学方程式为 。
(3)甲和丙反应的产物中含有乙和一种气态单质,写出其化学方程式 。
(4)向乙的固体中加入过量硫酸酸化的硫酸铁溶液,乙固体完全溶解,得到透明溶液。
①写出其离子方程式 。
②若所得溶液中阳离子浓度均约为0.1mol/L,再向所得混合溶液中加丙,最先得到 沉淀(不同浓度的阳离子开始和完全以氢氧化物沉淀的pH如下图)。
③向上述混合液中加入有机萃取剂(RH)发生反应:2RH(有机相)+Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+2H+(水相),已知其它阳离子与该有机物不能发生反应,也不相溶。请设计实验方案,验证有机相中含有铜元素。
实验室用铜制备CuSO4溶液有多种方案,某实验小组给出了以下三种方案:
请回答有关问题:
(1)甲方案:
①写出该反应的离子方程式 ;
②为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为,n(H2SO4):n(HNO3)= 。
(2)乙方案:将6.4g铜丝放到90mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入40mL 10%的H2O2,反应0.5小时,升温到60℃,持续反应1小时后,经一系列操作,得CuSO4·5H2O 20.0g【已知有关摩尔质 量:M(Cu)=64g/mol, M(CuSO4·5H2O) =250g/mol】。
①反应时温度控制在50℃~60℃,不宜过高的原因是 ;
②本实验CuSO4·5H2O的产率为 。
(3)丙方案:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质A调节pH至4 ,然后过滤、浓缩、结晶。
①物质A可选用以下的 (填序号);
A.CaO | B.NaOH | C.CuCO3 | D.Cu2(OH)2CO3 E.Fe2(SO4)3 |
②反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,FeSO4的作用是 ;
(4)对比甲、乙、丙三种实验方案,丙方案的优点有(写两条):
、 。
磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:
①2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)6CaO(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH1="+3" 359.26 kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s) ΔH2=-89.61 kJ·mol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)ΔH3则ΔH3= kJ·mol-1。
(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示: 11P4+60CuSO4 +96H2O20Cu3P +24H3PO4+60H2SO4 6 mol CuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
①为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在; pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为 。
②Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是 (写离子方程式)。
(4)磷的化合物三氯氧磷()与季戊四醇()以物质的量之比2∶1反应时,可获得一种新型阻燃剂中间体X,并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X的核磁共振氢谱如下图所示。
①酸性气体是 (填化学式)
②X的结构简式为 。
运送“神舟五号”飞船的火箭燃料除液态双氧水外,还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12. 5%,相对分子质量为32,结构分析发现该分子结构中只有单键。
(1)该氮氢化合物的电子为 。
(2)若该物质与液态双氧水恰好完全反应,产生两种无毒又不污染环境的气态物质,写出该反应的化学方程式 。
(3)NH3分子中的N原子有一对孤对电子,能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出上述氮氢化合物通入足量盐酸时,发生反应的化学方程式