题目内容
【题目】研究金属与硝酸的反应,实验如下。
(1)Ⅰ中的无色气体是_________。
(2)Ⅱ中生成H2的离子方程式是______________________________________。
(3)研究Ⅱ中的氧化剂
①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-,所以NO3-没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法不正确,其实验证据是_______________________________。
②乙同学通过分析,推测出NO3-也能被还原,依据是___________________________,进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+,其实验操作是__________________________
(4)根据实验,金属与硝酸反应时,影响硝酸还原产物不同的因素有_________________________试推测还可能有哪些因素影响_________(列举1条)。
【答案】NO或一氧化氮 Fe+2H+===Fe2++H2↑ 硝酸浓度相同,铜的还原性弱于铁,但Ⅰ中溶液变蓝,同时没有氢气放出 NO3- 中氮元素的化合价为最高价,具有氧化性 取Ⅱ中反应后的溶液,加入足量NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 金属的种类、硝酸的浓度 温度
【解析】
(1)铜与硝酸反应生成无色气体,该气体与空气变红,故该气体是NO;
(2)Ⅱ中铁与硝酸溶液中的H+发生氧化还原反应生成H2;
(3)①如果硝酸根离子没有发生反应,则Ⅰ溶液不会变蓝,溶液变蓝说明铜被氧化为铜离子;
②元素化合价处于最高价,具有氧化性,NH4+的检验可以与浓的氢氧化钠溶液在加热的条件下反应,产生的气体通过湿润的红色石蕊试纸来检验;
(4)金属与硝酸反应时,影响硝酸还原产物不同的因素是金属活泼性、硝酸的浓度、温度。
(1)铜与硝酸反应生成无色气体,该气体与空气变为红棕色,故该气体为NO,红棕色的气体为NO2;
(2)Ⅱ中铁与硝酸溶液中的H+发生氧化还原反应生成H2,离子反应方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(3)①如果硝酸根离子没有发生反应,则Ⅰ溶液不会变蓝,溶液变蓝说明铜被氧化为铜离子,其实验证据是硝酸浓度相同,铜的还原性比铁的还原性弱,但Ⅰ中溶液变蓝,同时没有氢气放出;
②元素化合价处于最高价,具有氧化性,NO3-中氮元素的化合价为最高价,具有氧化性,被还原;
NH4+的检验可以与浓的氢氧化钠溶液在加热的条件下反应,产生的气体通过湿润的红色石蕊试纸来检验,具体操作为:取Ⅱ中反应后的溶液,加入足量NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体;
(4)金属与硝酸反应时,影响硝酸还原产物不同的因素是金属活泼性、硝酸的浓度、温度。
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【题目】1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现一氧化二氮(N2O)气体具有轻微的麻醉作用,而且对心脏、肺等器官无伤害,后被广泛应用于医学手术中。
(1)一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉,它可由硝酸铵在催化剂下分解制得,该反应的化学方程式为___。
(2)已知反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g) ΔH=-163kJ·mol-1,1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量,则1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为___kJ。
(3)一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
c(N2O)/mol·L-1 | 0.10 | 0.09 | 0.08 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.02 | 0.01 | 0.00 |
①在0~20min时段,反应速率v(N2O)为___mol·(L·min)-1。
②若N2O起始浓度c0为0.150mol·L-1,则反应至30min时N2O的转化率α=___。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1___(填“>”“=”或“<”)T2。当温度为T1、起始压强为p0时,反应至t1min时,体系压强p=___(用p0表示)。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g)=2I(g)(快反应)
第二步 I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步 IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___(填标号)。
A.温度升高,k值增大
B.第一步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步大
D.I2的浓度与N2O分解速率无关