21．某同学对Cu与HNO₃的反应进行如下探究。请回答有关问题。

　 ⑴用右图所示装置制取NO，验证U型管中生成的气体是NO的实验

方法是　　　 。

⑵将0.64g Cu全部溶于一定量的浓HNO₃中，测得生成气体0.009mol(含NO、NO₂和N₂O₄)，共消耗HNO₃ 0.032 mol。将生成的气体与空气混合，再通入NaOH溶液中，氮氧化物被完全吸收，产物只有NaNO₃和H₂O。

①计算空气中参加反应的O₂在标准状况下的体积为　　　 mL。

②计算0.009 mol 混合气体中N₂O₄的物质的量　　 。

20．火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NO_x)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

(1)脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：

CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H₁＝－574 kJ·mol^－1

CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H₂＝－1160 kJ·mol^－1

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为______________。

(2)脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)　 △H₃

①取五份等体体积CO₂和H₂的的混合气体(物质的量之比均为1：3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH) 与反应温度T的关系曲线，则上述CO₂转化为甲醇反应的△H₃　　　 0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如右下图所示。下列说法正确的是　　　　 (填字母代号)。

A．第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时c(CH₃OH)=1.5 mol/L

B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75

C．0~10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min)

D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

E．升高温度将使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大

③直接甲醇燃料电池结构如右下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为　　　 　　　　　　。

(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO₂、NO₂的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

19.(1)工业上以粗铜为原料采取如图所示流程制备硝酸铜晶体： 　①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是 　　 。 ②在保温去铁的过程中，为使Fe³⁺沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在 　　 范围。

不用加水的方法调节溶液pH的原因是 　　 。

③进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是(结合离子方程式说明) 　　 。

(2)工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是 　　 。

(3)下图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体[ Cu(NO₃)₂·nH₂O ]的溶解度曲线(温度在30℃前后对应不同的晶体)，下列说法正确的是 　　 (填字母)。 a. A点时的溶液为不饱和溶液 b. B点时两种晶体可以共存 c.按上述流程最终得到的晶体是

Cu(NO₃)₂·3H₂O d.若将C点时的溶液降温至 30℃以下，

可以析出Cu(NO₃)₂·6H₂O晶体

(4)某些共价化合物(如H₂O、NH₃、N₂O₄等)在液态时有微弱的导电性，主要是因为发生了电离，如：2NH₃NH₄⁺+NH₂^－，由此制备无水硝酸铜的方法之一是用Cu与液态N₂O₄反应。液态N₂O₄电离得到的两种离子所含电子数相差18，则液态N₂O₄电离的方程式是　　；Cu与液态N₂O₄反应制得无水硝酸铜的化学方程式是　　。

18．铜和稀硝酸在常温常压下反应，开始时反应非常慢，但是随着反应的进行，反应速率不断地加大。某校合作学习小组的同学拟探究影响其速率的主要因素。

(1)甲同学认为是生成的Cu²⁺对该反应起催化作用，欲验证其假设是否正确，其实验方法是：_　　 _　　　　 。

(2)乙同学依据铜和硝酸是放热反应，拟研究温度升高是否为该反应速度率不断加大的主要原因，实验结果如下：

由此可得到的结论是_　　 _　　　　 。

(3)丙同学查阅文献，得知稀硝酸与铜反应，还原产物起始也是NO₂，NO₂对该反应起催化作用。通过下列装置验证。实验发现左侧3min后开始大量产生气泡，右侧40min内无明显变化。

①氢氧化钠溶液的作用是_　　 _　　　　 。

②该学生设计在左侧加的是2mol·L^－1 HNO₃溶液，右侧加的是1.2 mol·L^－1 硝酸。左侧浓度稍偏小，这样设计主要是考虑到　　 _　　　　 。

(4)丁同学与丙同学交流后，他将实验改进为：在试管中加入3mL2mol·L^－1 HNO₃并放入铜片，然后加入几粒NaNO₂晶体，发现只需1秒钟，铜片表面就开始产生气泡。由丁的实验可得出的结论是：_　　 _　　　　 。

17．已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(杂质与酸不反应)。某化学兴趣小组在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。

步骤一：电解精制：

电解时，粗铜应与电源的　　　　 极相连，阴极上的电极反应式为　　　　　　 。电解过程中，硫酸铜的浓度会　　　　　　 (选填：变大、不变、变小)。

步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

　(1)阳极泥的综合利用：

稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，该步反应的离子方程式为　　　 。残渣含有极少量的黄金。为了回收金，他们查阅了有关资料(见下表)：

序号	反应	化学平衡常数
1	Au + 6HNO3(浓) Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O	<< 1
2	Au3+ + 4Cl－ =　 AuCl4－	>>1

从资料中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1∶3的混合物)，请你从化学平衡移动的角度简要解释金能够溶于王水的原因　　　　 。

(2)滤液含量的测定：以下是该小组探究滤液的一个实验流程：

则100mL滤液中Cu²⁺ 的浓度为　　　 mol·L^-1 ，Fe²⁺的浓度为　　　　　 _________________mol·L^-1。

16．科学家从化肥厂生产的(NH₄)₂SO₄中检出组成为N₄H₄(SO₄)₂ 的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以SO₄^2＿和N₄H₄⁴⁺两种离子形式存在，植物的根系极易吸收花菜N₄H₄⁴⁺，但它遇到碱时，会生成一种形似白磷的N₄分子，N₄分子不能被植物吸收。

请回答下列问题：

(1)N₄和N₂的关系正确的是______________(填序号)

A. 同种单质　　　　 B. 同位素　　　　　　 C. 同分异构体　　　　　　 D. 同素异形体

(2)N₄H₄(SO₄)₂___________(填“能”或“不能”)和草木灰混合施用。

(3)已知白磷、NH₄⁺ 、N₄H₄⁴⁺ 的空间构型均为四面体，NH₄⁺的结构式为

(表示共用电子对由N原子单方面提供)，白磷(P₄)的结构式为

　请画出N₄H₄⁴⁺的结构式____________________________________；

(4)已知液氨中存在着平衡。科学家在液氨中加入氢氧化铯(CsOH)和特殊的吸水剂，使液氨中的NH₄⁺生成N₄分子，请写出液氨与氢氧化铯反应的化学方程式：_________________；

(5)含有一定量和NH₃·H₂O的水溶液称为“缓冲溶液”，在此溶液中加入少量的强碱或强酸时，溶液的pH几乎不变，这可由下列离子方程式来说明。

加酸时：；

加碱时：

由于和的大量存在，加少量酸或碱时，溶液中与基本保持不变；

含有一定量和的溶液，也具有缓冲作用，写出此溶液中加入少量强酸或强碱时发生的离子反应方程式：

加酸时_______________________________；

加碱时_________________________________

15.某研究性学习小组用下列仪器和药品验证由Cu、Zn组成的合金和适量浓硝酸反应所产生的气体中含有NO。(N₂和O₂的用量可自由控制，气体液化温度：NO₂　21℃；NO　－152 ℃)

(1)在上右图中选择恰当的仪器将上左图的实验装置补充完整，按所选仪器的连接顺序(左→右)，各仪器的编号为　　　。

(2)反应前要先通一会儿N₂，目的是　　　　　　　　。

(3)确认气体中含NO的现象是　　　　　　　　　。

(4)当O₂过量时，装置F中发生反应的化学方程式是　　　　　。

(5)实验结束后，关闭K₁、K₂、K₃，将D中的烧瓶从烧杯里拿出，观察现象，并给出合理的解释：　　　　　　　　。

(6)若含a mol溶质的浓硝酸完全反应，还原产物只有NO和NO₂，被还原的硝酸的物质的量n的取值范围为　　　　。

14．将2.4gFe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体VL(硝酸被还原成NO)，若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧后称量，质量为3.6g。则收集到的气体体积V的值不可能为

A．6.72　　　 B．1.12　　　　 C．1.00　　　　 D．0.986

非选择题

13.标准状况下VL氨气溶解在1L水中(水的密度近似为1g/mL)，所得溶液的密度为ρg/mL，质量分数为ω，物质的量浓度为cmol/L，则下列关系中不正确的是

　 A.ρ = (17V + 22400) / (22.4 + 22.4V)　　　 B.ω = 17c / (1000ρ)

C.ω = 17V / (17V + 22400)　　　　　　　 D.c = 1000Vρ / (17V + 22400)

12．下列画有横线的物质，在反应中不能被完全消耗的是

A．将含有少量H₂O(g)的H₂通入盛有足量Na₂O₂容器中并不断用电火花点燃

B．将1molCu置于2molH₂SO₄的浓硫酸中加热

C．在一定条件下3体积H₂和3体积Cl₂在光照下反应

D．在强光持续照射下，向过量的Ca(ClO)₂溶液中通入少量的CO₂