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综合提能强训(二)　氮及其化合物融通练
(选择题每小题3分,本检测满分60分)
1.下列关于含氮化合物的说法正确的是 (　　)
A.N2O3、N2O5均能与碱反应生成对应价态的盐,二者均是酸性氧化物
B.稀硝酸、浓硝酸在水溶液中均能完全电离,二者均是强电解质
C.NH3·H2O在水溶液中的电离方程式:NH3·H2O+OH-,NH3·H2O是一元碱
D.(NH4)2CO3既能与酸反应,又能与碱反应,(NH4)2CO3是酸式盐
2.(2024·上海杨浦区检测)海洋生物参与氮循环的过程如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.图中微粒间的转化均属于氧化还原反应
B.酸性环境有利于反应①
C.反应③可能有氧气参与反应
D.反应③、⑤属于氮的固定
3.(2024·长沙高一期末)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类,请结合图示判断下列说法正确的是 (　　)
A.可用排空气法收集气体1
B.用湿润的淀粉 KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C.在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2,再通入过量NH3可得到固体1
D.相同条件下,1 L气体1、2的混合气(体积比为1∶1)与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,反应的方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O
4.(2024·湛江高一月考)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度,如图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图,下列说法不正确的是 (　　)
A.坐标轴左侧区域代表的是氮及其化合物
B.a→b→c→d→e的转化均能一步实现
C.c、d和i、j均属于酸性氧化物
D.f与l可以是同一种物质
5.(2024·武汉高一检测)某学习小组利用如图装置(夹持仪器已略去)验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。实验现象为①中产生大量的红棕色气体,红棕色气体在②中转为无色,气体通过③后依然为无色,通过④后转为红棕色。
已知:浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。
下列说法正确的是 (　　)
A.实验之前不用通N2
B.①中也可加入稀硝酸
C.②和③中加入的都是水
D.⑤中发生反应2NO2+2OH-N+N+H2O
6.利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中的压强变化。下列说法错误的是 (　　)
A.烧瓶中制取氨气时常用的固体为CaO或NaOH
B.可用湿润的红色石蕊试纸置于三颈瓶口c处验满
C.关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,挤压胶头滴管,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2,C点时喷泉最剧烈
D.常温下完成该实验,假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀,则溶液的物质的量浓度等于 mol·L-1
7. (13分)硝酸与金属的反应。
①先将5.6 g铁粉与200 mL一定浓度的稀硝酸混合使其充分反应,固体完全溶解,并收集到气体V L(已折算为标准状况);
②往反应后的溶液中加入一定量铜粉,铜粉恰好完全溶解,且溶解过程中无气泡产生;
③继续往溶液中加入足量NaOH溶液并过滤,将滤渣充分加热后共得到12 g固体X。
回答下列问题:
(1)①中产生的气体为　　　　,其体积为　　　　(标况下),写出产生该气体的化学方程式: 　。
(2)铜粉的质量为　　　　,写出铜粉溶解的离子方程式: 　。
(3)固体X中主要成分的物质的量之比为　　　　。
8. (14分)A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。它们之间有如图的反应关系。
(1)若A是淡黄色固体,C、D是氧化物,C是造成酸雨的主要物质,②、③反应的条件均是点燃,B是　　　　。
(2)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分,写出反应③的化学方程式:　 。
(3)若D物质具有两性,②、③反应均要用强碱溶液,④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写出反应④的离子方程式: 　。
(4)若B、C、D为三种不同类别的物质,且C的水溶液呈黄色,②反应中A不能过量。C可能是　　　　　　　　　　,D可能是　　　　。
9.(15分)(2024·福州格致中学阶段检测)亚硝酸盐是一种重要化工原料,也广泛存在于自然环境中,如蔬菜、肉类、豆类等都可以测出一定量的亚硝酸盐。某研究性学习小组模拟工业利用烧碱溶液处理氮氧化物尾气的反应,进行亚硝酸钠的制备:实验装置如图所示,用烧碱溶液充分吸收所得中和液经相关分离操作,可将亚硝酸钠与硝酸钠分离,即制得亚硝酸钠成品。(已知Cu与浓HNO3常温下反应可生成NO2气体。)
(1)仪器a的名称为　　　　。
(2)写出B装置中发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　。
(3)C装置除了混合NO与NO2的作用,还具有的两个作用,写出其中一个作用　　　　　　　　　　　　。写出装置C中制备亚硝酸钠的化学方程式: 　。
(4)已知溶解度数据:10 ℃亚硝酸钠75.1 g,硝酸钠80 g;80 ℃亚硝酸钠113 g,硝酸钠150 g。可通过蒸发结晶,　　　　　　(操作名称)将两者分离,得到亚硝酸钠粗品。
(5)充分反应后,某同学设计实验对粗品中NaNO2的含量进行检测。称取亚硝酸钠粗品2 g,完全溶解配制成溶液100 mL,取出25 mL溶液与0.100 mol·L-1酸性KMnO4溶液进行反应[已知酸性条件下:++H+——+Mn2++H2O(未配平),杂质不与KMnO4反应],达到终点消耗KMnO4溶液20 mL,求样品中亚硝酸钠的质量分数(只列式,不用化简,不用计算,已知:NaNO2的摩尔质量为69 g·mol-1) 　　。
综合提能强训(二)
1.选A　N2O3、N2O5均能与碱反应生成对应价态的盐,二者均是酸性氧化物,A正确;在水溶液或熔融状态下能导电的化合物是电解质,稀硝酸、浓硝酸均为混合物不属于电解质,B错误;NH3·H2O为弱电解质在水溶液中部分电离,电离方程式:NH3·H2O+OH-,C错误;(NH4)2CO3是正盐,D错误。
2.选C　铵根离子中氮元素为-3价,氨气分子中氮元素也为-3价,即①不属于氧化还原反应,故A错误;氨气属于碱性气体,能与氢离子作用生成铵根离子,故酸性环境不利于反应①,故B错误;N2H4中氮元素显-2价,氮气中氮元素显0价,氮元素的化合价升高发生氧化反应,又氧气具有氧化性,故反应③可能有氧气参与反应,故C正确;氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮,③、⑤都是将化合态的氮转化为游离态的氮,故不属于氮的固定,故D错误。
3.选D　NO可与空气中的氧气反应生成二氧化氮,不能用排空气法收集气体1,故A错误;NO2和溴蒸气都具有强氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,都可以使湿润的淀粉 KI试纸变蓝,故B错误;CO2在水中溶解度不大,氨气在水中溶解度大,因此应先通入过量NH3,再通入二氧化碳气体反应生成碳酸氢钠晶体,故C错误;相同条件下,气体的物质的量与体积成正比,则NH3、NO、NO2按2∶1∶1的比例反应,反应的化学方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,转化为对环境无害的物质,即N2和H2O,故D正确。
4.选C　由题意可知,左侧为氮及其部分化合物的价类二维图,故A正确;右侧为硫及其部分化合物的价类二维图,a→b→c→d→e的转化过程为H2S→S→SO2→SO3→H2SO4,由硫及其化合物的性质可知,转化过程均能一步实现,故B正确;一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮均不属于酸性氧化物,故C错误;f为硫酸盐、l为铵盐,可能都是硫酸铵,故D正确。
5.选D　为防止空气中的氧气将一氧化氮氧化,实验之前应通N2,故A错误;稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,得不到二氧化氮,故B错误;②为水,二氧化氮与水反应生成一氧化氮,③加入的是稀硝酸,验证稀硝酸不能氧化一氧化氮,故C错误;⑤为尾气处理装置,二氧化氮与强碱溶液反应,离子方程式为2NO2+2OH-N+N+H2O,故D正确。
6.选D　CaO或NaOH与氨水混合放热,且溶液中氢氧根离子浓度增大,可使氨气逸出,则可制备氨气,故A正确;氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故B正确;C点时压强最小,此时喷泉最剧烈,故C正确;设烧瓶容积为V,则氨气的物质的量为,则所得溶液的物质的量浓度为=,常温下Vm>22.4 L·mol-1,故溶液的物质的量浓度小于 mol·L-1,故D错误。
7.解析:5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,与200 mL一定浓度的稀硝酸混合使其充分反应,固体完全溶解,往反应后的溶液中加入一定量铜粉,铜粉恰好完全溶解,继续往溶液中加入足量NaOH溶液并过滤,将滤渣充分加热后共得到12 g固体X,由Fe原子守恒可知,12 g固体X中n(Fe2O3)=0.05 mol,其质量为0.05 mol×160 g·mol-1=8 g,所以12 g固体X中m(CuO)=12 g-8 g=4 g,则n(CuO)=0.05 mol,由于铜粉恰好完全溶解,由Cu原子守恒可知,加入的n(Cu)=0.05 mol,Cu溶解过程中无气泡产生,反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,由离子方程式可知,溶解n(Cu)=0.05 mol时,对应消耗的n(Fe3+)=0.1 mol,即0.1 mol Fe与200 mL一定浓度的稀硝酸混合时,两者恰好完全反应生成铁离子。
(1)根据以上分析可知,铁粉与稀硝酸恰好完全反应,生成硝酸铁、NO和水,反应的化学方程式为Fe+4HNO32H2O+Fe(NO3)3+NO↑,生成的n(NO)=n(Fe)=0.1 mol,则V(NO)=0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。(2)5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,生成0.1 mol Fe3+,Fe3+与Cu反应的离子方程式为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,铜粉恰好完全溶解,且溶解过程中无气泡产生,则需要0.05 mol铜粉,质量为0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。(3)滤渣充分加热后,X固体为Fe2O3与CuO,根据质量守恒,Fe2O3的物质的量为0.05 mol,CuO的物质的量为0.05 mol,物质的量之比为1∶1。
答案:(1)NO　2.24 L
Fe+4HNO32H2O+Fe(NO3)3+NO↑
(2)3.2 g　2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
(3)1∶1
8.解析:(1)若A是淡黄色固体,C、D是氧化物,C是造成酸雨的主要物质,②、③反应的条件均是点燃,所以A为S,C为SO2,B为H2S,D为SO3。(2)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染,判断为NO、NO2,B与C在一定条件下反应生成的A是大气主要成分,推断A为N2,B为NH3,C为NO,D为NO2,反应③即B到C的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
(3)若D物质具有两性,②、③反应均要用强碱溶液,④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体即CO2,则A为Al,B为Al2O3,C为Na[Al(OH)4],D为Al(OH)3,反应④即C到D的离子方程式:[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC。(4)若B、C、D为三种不同类别的物质,且C的水溶液呈黄色则C中含有Fe3+,②反应中A不能过量,则A为Fe,B为Fe2O3,C可能是Fe(NO3)3或Fe2(SO4)3,D可能是Fe(OH)3。
答案:(1)H2S
(2)4NH3+5O24NO+6H2O
(3)[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+
(4)Fe(NO3)3或Fe2(SO4)3　Fe(OH)3
9.解析:A中铜和浓硝酸反应放出二氧化氮,部分二氧化氮通过B转化为一氧化氮进入C,部分二氧化氮直接进入C,通过控制K1、K2控制NO、NO2的比例为1∶1,C中发生反应2NaOH+NO+NO22NaNO2+H2O制备亚硝酸钠。
(1)根据装置图,仪器a的名称为蒸馏烧瓶。
(2)装置B中二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,发生反应的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO。
(3)C装置除了混合NO与NO2的作用,还具有的作用是通过观察气泡控制气体流速(或长玻璃管可以调节内外气压平衡)。装置C中氢氧化钠、NO、NO2反应生成亚硝酸钠,反应的化学方程式为2NaOH+NO+NO22NaNO2+H2O。
(4)硝酸钠溶解度随温度的变化大于亚硝酸钠,升温后亚硝酸钠会更多地结晶出来。为保证硝酸钠尽量少结晶出来,需要对亚硝酸钠趁热过滤。
(5)反应的离子方程式配平为+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H2O,25 mL溶液中含n(NaNO2)=n(KMnO4)=×0.1 mol·L-1×0.02 L,粗品中亚硝酸钠的质量分数为
×100%。
答案:(1)蒸馏烧瓶
(2)3NO2+H2O2HNO3+NO
(3)通过观察气泡控制气体流速(或长玻璃管可以调节内外气压平衡)　2NaOH+NO+NO22NaNO2+H2O
(4)趁热过滤
(5)×100%
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综合提能强训(二)　氮及其化合物融通练
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1.下列关于含氮化合物的说法正确的是 (　　)
A.N2O3、N2O5均能与碱反应生成对应价态的盐,二者均是酸性氧化物
B.稀硝酸、浓硝酸在水溶液中均能完全电离,二者均是强电解质
C.NH3·H2O在水溶液中的电离方程式:NH3·H2O===+OH-,NH3·H2O是一元碱
D.(NH4)2CO3既能与酸反应,又能与碱反应,(NH4)2CO3是酸式盐
(选择题每小题3分,本检测满分60分)
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解析:N2O3、N2O5均能与碱反应生成对应价态的盐,二者均是酸性氧化物,A正确;在水溶液或熔融状态下能导电的化合物是电解质,稀硝酸、浓硝酸均为混合物不属于电解质,B错误;NH3·H2O为弱电解质在水溶液中部分电离,电离方程式:NH3·H2O +OH-,C错误;(NH4)2CO3是正盐,D错误。
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2.(2024·上海杨浦区检测)海洋生物参与氮循环的过程如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.图中微粒间的转化均属于氧化还原反应
B.酸性环境有利于反应①
C.反应③可能有氧气参与反应
D.反应③、⑤属于氮的固定
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解析:铵根离子中氮元素为-3价,氨气分子中氮元素也为-3价,即①不属于氧化还原反应,故A错误;氨气属于碱性气体,能与氢离子作用生成铵根离子,故酸性环境不利于反应①,故B错误;N2H4中氮元素显-2价,氮气中氮元素显0价,氮元素的化合价升高发生氧化反应,又氧气具有氧化性,故反应③可能有氧气参与反应,故C正确;氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮,③、⑤都是将化合态的氮转化为游离态的氮,故不属于氮的固定,故D错误。
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3.(2024·长沙高一期末)合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类,请结合图示判断下列说法正确的是 (　　)
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A.可用排空气法收集气体1
B.用湿润的淀粉 KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C.在饱和NaCl溶液中先通入过量CO2,再通入过量NH3可得到固体1
D.相同条件下,1 L气体1、2的混合气(体积比为1∶1)与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,反应的方程式为2NH3+NO+NO2 2N2+3H2O
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解析:NO可与空气中的氧气反应生成二氧化氮,不能用排空气法收集气体1,故A错误;NO2和溴蒸气都具有强氧化性,能氧化碘离子生成碘单质,都可以使湿润的淀粉 KI试纸变蓝,故B错误;CO2在水中溶解度不大,氨气在水中溶解度大,因此应先通入过量NH3,再通入二氧化碳气体反应生成碳酸氢钠晶体,故C错误;相同条件下,气体的物质的量与体积成正比,则NH3、NO、NO2按2∶1∶1的比例反应,反应的化学方程式为2NH3+NO+NO2 2N2+3H2O,转化为对环境无害的物质,即N2和H2O,故D正确。
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4.(2024·湛江高一月考)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要维度,如图为氮、硫及其部分化合物的价类二维图,下列说法不正确的是 (　　)
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A.坐标轴左侧区域代表的是氮及其化合物
B.a→b→c→d→e的转化均能一步实现
C.c、d和i、j均属于酸性氧化物
D.f与l可以是同一种物质
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解析:由题意可知,左侧为氮及其部分化合物的价类二维图,故A正确;右侧为硫及其部分化合物的价类二维图,a→b→c→d→e的转化过程为H2S→S→SO2→SO3→H2SO4,由硫及其化合物的性质可知,转化过程均能一步实现,故B正确;一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮均不属于酸性氧化物,故C错误;f为硫酸盐、l为铵盐,可能都是硫酸铵,故D正确。
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5.(2024·武汉高一检测)某学习小组利用如图装置(夹持仪器已略去)验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。实验现象为①中产生大量的红棕色气体,红棕色气体在②中转为无色,气体通过③后依然为无色,通过④后转为红棕色。
已知:浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。
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下列说法正确的是 (　　)
A.实验之前不用通N2
B.①中也可加入稀硝酸
C.②和③中加入的都是水
D.⑤中发生反应2NO2+2OH-===N+N+H2O
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解析:为防止空气中的氧气将一氧化氮氧化,实验之前应通N2,故A错误;稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,得不到二氧化氮,故B错误;②为水,二氧化氮与水反应生成一氧化氮,③加入的是稀硝酸,验证稀硝酸不能氧化一氧化氮,故C错误;⑤为尾气处理装置,二氧化氮与强碱溶液反应,离子方程式为2NO2+2OH-===N+N+H2O,故D正确。
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6.利用压强传感器测定氨气的喷泉实验中的压强变化。下列说法错误的是 (　　)
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A.烧瓶中制取氨气时常用的固体为CaO或NaOH
B.可用湿润的红色石蕊试纸置于三颈瓶口c处验满
C.关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧瓶口c,挤压胶头滴管,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图2,C点时喷泉最剧烈
D.常温下完成该实验,假设溶液刚好充满烧瓶且混合均匀,则溶液的物质的量浓度等于 mol·L-1
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解析:CaO或NaOH与氨水混合放热,且溶液中氢氧根离子浓度增大,可使氨气逸出,则可制备氨气,故A正确;氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故B正确;C点时压强最小,此时喷泉最剧烈,故C正确;设烧瓶容积为V,则氨气的物质的量为,则所得溶液的物质的量浓度为=,常温下Vm>22.4 L·mol-1,故溶液的物质的量浓度小于 mol·L-1,故D错误。
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7.(13分)硝酸与金属的反应。
①先将5.6 g铁粉与200 mL一定浓度的稀硝酸混合使其充分反应,固体完全溶解,并收集到气体V L(已折算为标准状况);
②往反应后的溶液中加入一定量铜粉,铜粉恰好完全溶解,且溶解过程中无气泡产生;
③继续往溶液中加入足量NaOH溶液并过滤,将滤渣充分加热后共得到12 g固体X。
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回答下列问题:
(1)①中产生的气体为　　,其体积为　　　　(标况下),写出产生该气体的化学方程式:　 。
解析:5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,与200 mL一定浓度的稀硝酸混合使其充分反应,固体完全溶解,往反应后的溶液中加入一定量铜粉,铜粉恰好完全溶解,继续往溶液中加入足量NaOH溶液并过滤,将滤渣充分加热后共得到12 g固体X,由Fe原子守恒可知,12 g固体X中n(Fe2O3)
NO
2.24 L
Fe+4HNO3===2H2O+Fe(NO3)3+NO↑
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=0.05 mol,其质量为0.05 mol×160 g·mol-1=8 g,所以12 g固体X中m(CuO)=12 g-8 g=4 g,则n(CuO)=0.05 mol,由于铜粉恰好完全溶解,由Cu原子守恒可知,加入的n(Cu)=0.05 mol,Cu溶解过程中无气泡产生,反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,由离子方程式可知,溶解n(Cu)=0.05 mol时,对应消耗的n(Fe3+)=0.1 mol,即0.1 mol Fe与200 mL一定浓度的稀硝酸混合时,两者恰好完全反应生成铁离子。
(1)根据以上分析可知,铁粉与稀硝酸恰好完全反应,生成硝酸铁、NO和水,反应的化学方程式为Fe+4HNO3===2H2O+Fe(NO3)3+NO↑,生成的n(NO)=n(Fe)=0.1 mol,则V(NO)=0.1 mol×22.4 L·mol-1=2.24 L。
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(2)铜粉的质量为　　　　,写出铜粉溶解的离子方程式:
　　　　　　　　　　　。
解析:5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,与200 mL一定浓度的稀硝酸混合使其充分反应,固体完全溶解,往反应后的溶液中加入一定量铜粉,铜粉恰好完全溶解,继续往溶液中加入足量NaOH溶液并过滤,将滤渣充分加热后共得到12 g固体X,由Fe原子守恒可知,12 g固体X中n(Fe2O3)
=0.05 mol,其质量为0.05 mol×160 g·mol-1=8 g,所以12 g固体X中
3.2 g
2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
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m(CuO)=12 g-8 g=4 g,则n(CuO)=0.05 mol,由于铜粉恰好完全溶解,由Cu原子守恒可知,加入的n(Cu)=0.05 mol,Cu溶解过程中无气泡产生,反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,由离子方程式可知,溶解n(Cu)=0.05 mol时,对应消耗的n(Fe3+)=0.1 mol,即0.1 mol Fe与200 mL一定浓度的稀硝酸混合时,两者恰好完全反应生成铁离子。
(2)5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,生成0.1 mol Fe3+,Fe3+与Cu反应的离子方程式为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,铜粉恰好完全溶解,且溶解过程中无气泡产生,则需要0.05 mol铜粉,质量为0.05 mol×64 g·mol-1=3.2 g。
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(3)固体X中主要成分的物质的量之比为　　　。
解析:5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,与200 mL一定浓度的稀硝酸混合使其充分反应,固体完全溶解,往反应后的溶液中加入一定量铜粉,铜粉恰好完全溶解,继续往溶液中加入足量NaOH溶液并过滤,将滤渣充分加热后共得到12 g固体X,由Fe原子守恒可知,12 g固体X中n(Fe2O3)
=0.05 mol,其质量为0.05 mol×160 g·mol-1=8 g,所以12 g固体X中m(CuO)=12 g-8 g=4 g,则n(CuO)=0.05 mol,由于铜粉恰好完全溶解,
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由Cu原子守恒可知,加入的n(Cu)=0.05 mol,Cu溶解过程中无气泡产生,反应为2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,由离子方程式可知,溶解n(Cu)=0.05 mol时,对应消耗的n(Fe3+)=0.1 mol,即0.1 mol Fe与200 mL一定浓度的稀硝酸混合时,两者恰好完全反应生成铁离子。
(3)滤渣充分加热后,X固体为Fe2O3与CuO,根据质量守恒,Fe2O3的物质的量为0.05 mol,CuO的物质的量为0.05 mol,物质的量之比为1∶1。
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8.(14分) A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。它们之间有如图的反应关系。
(1)若A是淡黄色固体,C、D是氧化物,C是造成酸雨的主要物质,②、③反应的条件均是点燃,B是　 　。
解析:若A是淡黄色固体,C、D是氧化物,C是造成酸雨的主要物质,②、③反应的条件均是点燃,所以A为S,C为SO2,B为H2S,D为SO3。
H2S
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(2)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分,写出反应③的化学方程式:　 。
解析:若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染,判断为NO、NO2,B与C在一定条件下反应生成的A是大气主要成分,推断A为N2,B为NH3,C为NO,D为NO2,反应③即B到C的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。
4NH3+5O2 4NO+6H2O
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(3)若D物质具有两性,②、③反应均要用强碱溶液,④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写出反应④的离子方程式:　　　 　　　　　　　　　。
解析:若D物质具有两性,②、③反应均要用强碱溶液,④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体即CO2,则A为Al,B为Al2O3,C为Na[Al(OH)4],D为Al(OH)3,反应④即C到D的离子方程式:[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HC。
[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+
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(4)若B、C、D为三种不同类别的物质,且C的水溶液呈黄色,②反应中A不能过量。C可能是　　　 　,D可能是　　　　。
解析:若B、C、D为三种不同类别的物质,且C的水溶液呈黄色则C中含有Fe3+,②反应中A不能过量,则A为Fe,B为Fe2O3,C可能是Fe(NO3)3或Fe2(SO4)3,D可能是Fe(OH)3。
Fe(NO3)3或Fe2(SO4)3
Fe(OH)3
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9.(15分)(2024·福州格致中学阶段检测)亚硝酸盐是一种重要化工原料,也广泛存在于自然环境中,如蔬菜、肉类、豆类等都可以测出一定量的亚硝酸盐。某研究性学习小组模拟工业利用烧碱溶液处理氮氧化物尾气的反应,进行亚硝酸钠的制备:实验装置如图所示,用烧碱溶液充分吸收所得中和液经相关分离操作,可将亚硝酸钠与硝酸钠分离,即制得亚硝酸钠成品。
(已知Cu与浓HNO3常温下反应
可生成NO2气体。)
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(1)仪器a的名称为　　 　　。
解析:A中铜和浓硝酸反应放出二氧化氮,部分二氧化氮通过B转化为一氧化氮进入C,部分二氧化氮直接进入C,通过控制K1、K2控制NO、NO2的比例为1∶1,C中发生反应2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O制备亚硝酸钠。
(1)根据装置图,仪器a的名称为蒸馏烧瓶。
蒸馏烧瓶
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(2)写出B装置中发生反应的化学方程式:　　 　 　　　　　。
解析:A中铜和浓硝酸反应放出二氧化氮,部分二氧化氮通过B转化为一氧化氮进入C,部分二氧化氮直接进入C,通过控制K1、K2控制NO、NO2的比例为1∶1,C中发生反应2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O制备亚硝酸钠。
(2)装置B中二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,发生反应的化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。
3NO2+H2O===2HNO3+NO
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(3)C装置除了混合NO与NO2的作用,还具有的两个作用,写出其中一个作用____________________________________________________
。写出装置C中制备亚硝酸钠的化学方程式:
　 。
通过观察气泡控制气体流速(或长玻璃管可以调节内外气
压平衡)
2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O
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解析:A中铜和浓硝酸反应放出二氧化氮,部分二氧化氮通过B转化为一氧化氮进入C,部分二氧化氮直接进入C,通过控制K1、K2控制NO、NO2的比例为1∶1,C中发生反应2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O制备亚硝酸钠。
(3)C装置除了混合NO与NO2的作用,还具有的作用是通过观察气泡控制气体流速(或长玻璃管可以调节内外气压平衡)。装置C中氢氧化钠、NO、NO2反应生成亚硝酸钠,反应的化学方程式为2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O。
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(4)已知溶解度数据:10 ℃亚硝酸钠75.1 g,硝酸钠80 g;80 ℃亚硝酸钠113 g,硝酸钠150 g。可通过蒸发结晶,　　 　　(操作名称)将两者分离,得到亚硝酸钠粗品。
解析:A中铜和浓硝酸反应放出二氧化氮,部分二氧化氮通过B转化为一氧化氮进入C,部分二氧化氮直接进入C,通过控制K1、K2控制NO、NO2的比例为1∶1,C中发生反应2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O制备亚硝酸钠。
(4)硝酸钠溶解度随温度的变化大于亚硝酸钠,升温后亚硝酸钠会更多地结晶出来。为保证硝酸钠尽量少结晶出来,需要对亚硝酸钠趁热过滤。
趁热过滤
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(5)充分反应后,某同学设计实验对粗品中NaNO2的含量进行检测。称取亚硝酸钠粗品2 g,完全溶解配制成溶液100 mL,取出25 mL溶液与0.100 mol·L-1酸性KMnO4溶液进行反应[已知酸性条件下:+
+H+——+Mn2++H2O(未配平),杂质不与KMnO4反应],达到终点消耗KMnO4溶液20 mL,求样品中亚硝酸钠的质量分数(只列式,不用化简,不用计算,已知:NaNO2的摩尔质量为69 g·mol-1)
　 。
×100%
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解析:A中铜和浓硝酸反应放出二氧化氮,部分二氧化氮通过B转化为一氧化氮进入C,部分二氧化氮直接进入C,通过控制K1、K2控制NO、NO2的比例为1∶1,C中发生反应2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O制备亚硝酸钠。
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(5)反应的离子方程式配平为+2Mn+6H+===5N+
2Mn2++3H2O,25 mL溶液中含n(NaNO2)=n(KMnO4)=×0.1 mol·L-1×
0.02 L,粗品中亚硝酸钠的质量分数为×100%。

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