题目内容

某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
(1)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他的理由是                          (用化学方程式表示),所以他认为应该检验          (填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”,从而改进了实验装置如图2所示。

(2)为了减少干扰,对于A装置有下面4种操作方案,其中最合理的是(填写数字序号)       
①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热;②先加热浓硝酸,然后将炭投入其中;
③先加热炭,再加入冷浓硝酸;     ④先加热炭,再将炭投入冷浓硝酸。
(3)请用平衡移动原理解释B装置的作用                                    
(4)C装置中出现的现象是                                               ,经检测C的溶液中还含有少量氮元素,只以NO3形式存在,写出生成该离子的化学方程式                           
(1)4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O(2分)  CO2(1分)
(2)④(2分)
(3)常温下存在平衡体系:2NO2 N2O4,降低温度N2O4液化,平衡右移,除去混合气体中的NO2。(3分)
(4)C中溶液变浑浊(或产生白色沉淀) (3分) 4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O(3分)

试题分析:(1)浓硝酸受热易分解产生二氧化氮气体,4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O;若C与浓硝酸反应应有二氧化碳气体生成,所以检验CO2的产生来证明碳与浓硝酸反应;
(2)只要存在浓硝酸被加热的情况都有可能产生二氧化氮气体,不能证明是C与浓硝酸发生了反应,所以最合理的操作是④;
(3)常温下存在平衡体系:2NO2 N2O4,该反应为放热反应,所以降低温度,平衡正向移动,N2O4被液化,从而除去NO2
(4)若C与浓硝酸反应则有二氧化碳生成,与氢氧化钡溶液反应生成白色沉淀;C的溶液中还含有少量氮元素,只以NO3形式存在,说明混合气体中仍有NO2,与氢氧化钡溶液、氧气反应生成硝酸钡溶液,化学方程式为4NO2+O2+2Ba(OH)2=2Ba(NO3)2+2H2O。
练习册系列答案
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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  
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(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                 
某实验小组同学探究铜与硝酸的反应。
(1)用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸溶液,各取10 mL硝酸溶液分别与铜片反应,实验记录如下:
序号
浓硝酸与水的体积比
实验现象

1:1
反应速率快,溶液很快变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体呈红棕色

1:3
反应速率较快,溶液变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体无色

1:5
反应速率慢,微热后速率加快,溶液变成蓝色,铜丝表面有气泡冒出,气体无色
 
铜与稀硝酸反应的离子方程式为         ;若生成标准状况下0.56 L NO气体,反应中被还原的HNO3的质量为         g(小数点后保留两位有效数字)。
依据上表,制备NO气体最适宜的是实验II,理由是         
(2)为防止有毒气体逸散造成空气污染,该小组同学改进实验装置,如右图所示(夹持仪器略去)。

用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质,实验步骤如下:
Ⅰ.安装好装置后,检查装置气密性。
Ⅱ.打开旋塞C,从B管上端加入所选浓度的硝酸,至铜丝下沿(不接触铜丝)。
Ⅲ.向上移动B管,使A管液面上升至与橡皮塞恰好接触,关闭旋塞C,反应开始。
Ⅳ.当液面重新下降至与铜丝脱离接触时,反应停止。
Ⅴ.打开旋塞C,向下移动B管,使A中迅速进入少量空气,关闭旋塞C,观察现象。
……
①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是:关闭旋塞C,从B管上端加入水,若观察到         ,说明装置的气密性良好。
②步骤Ⅲ操作的目的是         
③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收,可进一步采取的操作是         ,能确定NO完全被溶液吸收的现象是         

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