题目内容

如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略)。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2，另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2，N2和H2混合后通过还原铁粉来合成NH3，再将产生的气体通入酚酞试液中，若酚酞试液变红，则说明产生了氨气。

某课外活动小组通过查阅资料和多次实验，得到了如下信息：
信息一：NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生如下反应：
①NaNO2＋NH4Cl NH4NO2＋NaCl
②NH4NO2NH3↑＋HNO2
③2HNO2N2O3↑＋H2O
④2NH3＋N2O32N2＋3H2O
信息二：查阅资料，不同体积比的N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨，使酚酞试液变红所需要的时间如下：
N2和H2的体积比
5∶1
3∶1
1∶1
1∶3
1∶5
酚酞变红色所需时间/min
8～9
7～8
6～7
3～4
9～10
 
据此回答下列问题：
(1)Y形管左侧管中发生反应的离子方程式________________________。
(2)铁粉撒在石棉绒上的目的是_________________________________
(3)课外活动小组的同学们认为，该实验中即使酚酞变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3，得出此结论的理由是________________________。
请你另设计一个简单的实验验证你的理由____________________。欲解决这一问题，可以选用下图中的________装置连接在原装置中的________和________之间。

(4)在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象，应该控制N2和H2的体积比为________比较适宜；但该装置还难以实现此目的，原因是______________________________________。
(5)实验过程中通入试管C中的气体成分有________。
(1)Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑
(2)增大混合气体与催化剂的接触面积，使反应进行得更快
(3)从分步反应可知，产生N2的过程中，有可能直接产生氨气　将混合加热产生的气体直接通入酚酞试液，若试液变红，则说明理由成立；否则，说明理由不成立　③　A　B
(4)1∶3　无法控制通入B中N2和H2的体积比
(5)NH3、N2、H2
(1)根据Y形管右侧管需加热，说明右侧管反应制取N2，左侧管反应制取H2。(2)铁粉撒在石棉绒上的目的是增大与混合气体的接触面积，从而提高催化效率，增大反应速率。(3)因为NH4NO2分解可产生NH3，所以不能证明N2和H2反应生成了NH3。直接将Y形管中混合气体通入酚酞试液，若试液变红，则理由成立，否则理由不成立。在A、B之间加一个除NH3的装置，排除了NH3的干扰。(4)由表可知V(N2)∶V(H2)＝1∶3时，反应最快，在Y形管中，无法控制气体的体积。(5)气体成分中有生成的NH3，同时还有未反应的N2、H2。
练习册系列答案
相关题目
(15分)某研究小组设计如下装置分离CO和CO2的混合气体并探究CO还原氧化铜的产物和过氧化钠的性质。已知氯化钯（PdCl2）溶液遇CO气体会产生黑色沉淀(金属单质)。夹持装置未画出。

（题9图）
（1）试剂X、Y的焰色反应均呈黄色，则X、Y可能是           、           .
（2）连接装置、检验气密性并装好药品后，关闭分液漏斗活塞和K3，打开K1、K2，分离出CO，当观察到                 现象时，可对C装置进行加热操作，反应产物为红色固体。
（3）查询资料获得以下信息：①Cu2O为红色固体；②常温下，Cu2+在溶液中稳定，Cu+易在酸性条件下发生反应：2Cu+ =Cu2++Cu。
甲、乙两组同学取上述红色固体(用M代表)进行实验，探究其成分：
组别
实验操作
实验现象或数据
结 论
甲
① 向a g M中加入一定量稀硫酸，充分搅拌；
② 继续滴加稀硫酸至过量, 充分反应.
①固体明显减少；
②仍然有一定量固体，溶液呈蓝色
①M中一定有Cu2O;
②M中一定有Cu.
乙
将甲实验后所得溶液过滤
将滤渣洗涤、干燥、称量
滤渣质量为g
M为Cu和Cu2O的混合物
(i)乙组同学认为甲组同学所得结论不可靠，其理由是                    .
(ii)甲组同学配合乙组同学进行了计算,认为乙组同学的结论是正确的,并得出M中Cu和Cu2O的物质的量之比是                  .
（4）C装置反应结束后，欲从混合气体中分离出CO2，需进行的主要操作是           .实验过程中D装置产生白色沉淀的离子方程式为                                    .
（5）Z试剂为混有KI的苯溶液，则E装置中可能产生的现象是                   .
（13分）
利用某含铬废液［含较低浓度的Na2Cr2O7、Fe2(SO4)3］制备K2Cr2O7。
流程如下：
Ⅰ．用NaOH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入Na2SO3，一定操作后分离出Na2SO4；
Ⅲ．将分离出Na2SO4后的溶液调pH约为5，得到Cr(OH)3沉淀；
Ⅳ．在KOH存在条件下，向Cr(OH)3中加入足量H2O2溶液，得到黄色溶液；
Ⅴ．向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K2Cr2O7固体；
Ⅵ．测定K2Cr2O7固体的纯度。
已知：Cr2O72－（橙红色）＋H2O2CrO42－（黄色）＋2H+
（1）步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是     。
（2）步骤Ⅱ中加入Na2SO3的目的是     。
（3）步骤Ⅳ中反应的离子方程式是     。
（4）步骤Ⅴ中加入的物质A可以是     。（填序号）
a．KOH        b．K2CO3       c．H2SO4        d．SO2
（5）步骤Ⅵ的操作是：取0.45 g K2Cr2O7产品配成溶液，酸化后滴入18.00 mL
0.50 mol/L的FeSO4溶液，恰好使Cr2O72－完全转化为Cr3+。产品中K2Cr2O7的纯度是     。（注：K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol）
（6）向橙红色的K2Cr2O7溶液中，滴加Ba(NO3)2溶液，产生黄色沉淀，溶液pH减小。试推测黄色沉淀是     ，溶液pH变小的原因是     。
饱和氯水与石灰石反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。某兴趣小组进行了如下实验探究。
实验一：定性研究。
①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL饱和氯水(如图所示)，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色退去；

②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现滤液比氯水的漂白性更强；
③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；
第三份滤液加热，看到滤液变浑浊且有大量无色气体产生。经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO2。
请回答：
(1)反应后所得的溶液漂白性比氯水强的原因是                        。
(2)依据上述实验可推知：滤液中的溶质除CaCl2、HClO外，还有       (填写溶质的化学式)。
实验二：定量研究。
在圆底烧瓶底部，用一塑料网包住块状石灰石(过量)与150 mL饱和氯水反应，按下图所示装置实验，待不再产生气泡后，将塑料网中剩余的石灰石提出液面，将装置密封后再加热，煮沸烧瓶中的液体，量筒中的气体不再增加时停止实验。

请回答：
(3)实验结束后检测到量筒中收集到的气体除CO2外还有O2，请写出Ⅰ中产生O2的化学反应方程式                               。
(4)为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO2因溶解而造成的损失，请你对装置Ⅲ进行改进(水槽中仍为水)，最简单的方法是                               。
下列实验不能达到目的的是(  )
目前流行的关于生命起源假设的理论认为,生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境。这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构,如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等,这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验。
【实验Ⅰ】 硫的质量确定:

按图连接装置,检查好装置的气密性后,在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质),在试管B中加入50 mL 0.1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后将B中溶液转移至250 mL容量瓶,洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01 mol·L-1的草酸(H2C2O4)进行测定剩余KMnO4溶液浓度的滴定。记录数据如下:
滴定次数
待测溶液
体积/mL
草酸溶液体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
1.50
23.70
2
25.00
1.02
26.03
3
25.00
0.00
24.99
相关反应:①2Mn+2H2O+5SO22Mn2++5S+4H+
②2Mn+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O
【实验Ⅱ】 铁的质量确定:
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤后取滤渣,经充分灼烧得0.6 g固体。
试回答下列问题:
(1)检查“实验Ⅰ”中装置气密性的方法是                                       。
(2)滴定终点的判断方法是                                       。
(3)试管C中品红溶液的作用是                                       。
有同学提出,撤去C装置,对实验没有影响,你的看法是　　　　　　　　　　 (选填“同意”或“不同意”),理由是                                       。
(4)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为                                       。
【问题探究】 滴定过程中,细心的小明发现该KMnO4颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究快的原因,甲同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:
编号
温度/℃
酸化的H2C2O4
溶液/mL
KMnO4
溶液/mL
溶液褪
色时间/s
1
25
5.0
2.0
40
2
25
5.0(另加少量可溶
于水的MnSO4粉末)
2.0
4
3
60
5.0
2.0
25
 
(5)分析上述数据,滴定过程中反应速率较快的一种可能原因是                    。
下列各实验装置图的叙述中，正确的是（　　）
A．装置①为放出萃取溴水后的苯层
B．装置②为喷泉实验
C．装置③可用来吸收HCl气体
D．以NH4Cl为原料，装置④可用于制备少量NH3
下列各组中的实验步骤及现象，能达到相应实验目的的是
 
实验目的
实验步骤及现象
A
检验亚硫酸钠试样是否变质
试样白色沉淀沉淀不溶解
B
制取氯气并探究氯气是否具有漂白性
MnO2和稀盐酸气体褪色
C
证明酸性条件H2O2氧化性比I2强
碘化钠溶液溶液变蓝色
D
探究浓度对于化学平衡的影响
FeCl3和KSCN混合溶液红色变深
 
亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及生成气体产物的成分。已知：
①NO＋NO2＋2OH-＝2NO2-＋2H2O
②气体液化的温度：NO2  21℃、NO －152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为（从左向右连接）：A→C→_______→_______→_______；组装好仪器后，接下来进行的操作是________________。
（2）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70％的硫酸后, A中产生红棕色气体.
①确认A中产生气体含有NO，依据的现象是_____________________________.
②装置E的作用是_______________________________________________________
（3）如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为________________.
如果没有装置C，对实验结论造成的影响是______________________________。
（4）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是_______________。
（5）工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染，可采用如下方法处理氮氧化物：
CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）  △H＝－867kJ·mol-1
CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）  △H＝－1160kJ·mol-1
则CH4将NO2还原为NO的热化学方程式为：___________________________.

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