题目内容

12．某化学课外活动小组对污染大气的部分非金属氧化物进行探究．根据题目要求回答下列问题．
（1）写出用硝酸与铜制取一氧化氮的离子方程式3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O．
（2）查资料得知HCOOH（液 ）$→_{微热}^{H_{2}SO_{4}}$ CO↑+H2O．实验室有如图1所示的装置，制取CO气体可选用的装置为A（填序号），实验室利用该装置还可制取的常见气体有Cl2（填写一种气体的分子式）．
（3）查资料得知，利用催化剂可使汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物大部分发生反应转化为二氧化碳和氮气．该小组在实验室模拟汽车尾气处理，设计了如图2所示装置（部分夹持和装置已略去）．


①实验前关闭旋塞K，先通氮气排净装置中的空气，其目的是防止CO与空气混合加热爆炸．
②装置（Ⅲ）的主要作用是检验CO是否转化为CO2．

分析 （1）用铜屑稀硝酸为原料制取硝酸铜，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水；
（2）选择气体的发生装置根据反应物的状态和反应条件，结合反应原理HCOOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+H2O，该反应为液体加热装置，用浓盐酸和二氧化锰加热可制取氯气；
（3）模拟汽车尾气处理流程：装置（I）：CO、NO混合气体通过催化剂发生反应：2CO+2NO$\frac{\underline{催化剂}}{△}$2CO2+N2，实验前，关闭旋塞K，先通氮气排净装置中的空气，防止可燃性气体与空气或氧气混合发生爆炸，装置（II）：调整气体流速，装置（III）：检验CO是否转化为CO2，装置（Ⅳ）：一氧化碳和氧化铜反应，一氧化碳、一氧化氮有毒，所以防止一氧化碳、一氧化氮泄漏从而污染环境，还应在装置（Ⅳ）后补充尾气处理装置．
①可燃性气体在点燃前都需要验纯，防止发生爆炸；
②CO2遇澄清的石灰水变浑浊，而一氧化碳不能．

解答 解：（1）铜具有还原性，硝酸具有氧化性，铜与稀硝酸发生氧化还原反应，生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，反应的化学方程式为3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（2）根据反应方程式HCOOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+H2O可知，该反应为液体、加热装置，应该选用装置A；该装置还可以浓盐酸和二氧化锰加热MnO2+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，制取Cl2，
故答案为：A；Cl2；
（3）①实验前，关闭旋塞K，先通氮气排净装置中的空气，防止可燃性气体与空气或氧气混合发生爆炸，
故答案为：防止CO与空气混合加热爆炸；
②CO2遇澄清的石灰水变浑浊，而一氧化碳不能，所以装置（III）的主要作用是检验CO是否转化为CO2，
故答案为：检验CO是否转化为CO2；

点评 本题考查了性质实验方案的设计与非金属氧化物性质的探究，题目难度中等，明确实验原理及化学实验基本操作方法为解答关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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2．写出下面反应的化学方程式
（1）过氧化钠与水的反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（2）氯气与水的反应Cl2+H2O?HCl+HClO  
（3）钠在空气中燃烧2Na+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Na2O2．
3．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．二氧化碳通入过量的氢氧化钠溶液：CO2+2OH-═CO32-+H2O
B．碳酸钙与硝酸反应：CO32-+2H+═H2O+CO2↑
C．少量金属钠放入冷水中：2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑
D．向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe（OH）3胶体：Fe3++H2O═Fe（OH）3↓+3H+
20．用O2将HCl转化为Cl2，反应方程式为：4HCl（g）+O2（g）?2H2O（g）+2Cl2（g）+Q（Q＞0）
一定条件下测得反应过程中n（Cl2）的实验数据如下．下列说法正确的是（　　）
t/min0246
n（Cl2）/10-3 mol01.83.75.4
A．0～2 min的反应速率小于4～6 min的反应速率
B．2～6 min用Cl2表示的反应速率为0.9 mol/（L•min）
C．增大压强可以提高HCl转化率
D．平衡常数K（200℃）＜K（400℃）
7．常温下，pH=9的NaOH溶液和Na2S溶液，由水电离出的c（H+）分别为x mol/L、y mol/L，两者关系是（　　）
A．x＜yB．x＞yC．x﹦yD．无法判断
17．某有机物X的结构简式如图所示，则下列有关说法中正确的是（　　）
A．X的分子式为C12H16O3
B．可用酸性高锰酸钾溶液区分苯和X
C．若单键可以旋转，有机物X中一定在同一平面上的碳原子数为8
D．在Ni作催化剂的条件下，1 mol X最多只能与1 mol H2加成
4．下列说法正确的是（　　）
A．蛋白质的水解可用于分离和提纯蛋白质
B．丙烯酸甲酯可通过缩聚反应生成高分子化合物
C．有机物的核磁共振氢谱有两个峰，且峰面积之比为3：1
D．用乙醇和浓硫酸制备乙烯时，可用水浴加热控制反应的温度
1．X、Y、Z、W、Q为前四周期的五种元素，且原子序数依次增大．已知X、Y、Z、W均为非金属元素，XW2分子与Y3-为等电子体，元素W和元素Z为同族元素，Q的最外层电子数为2，次外层电子数等于Y和W2-最外层电子数之和，根据以上信息回答下列问题：
（1）上述五种元素中电负性最大的是O（填元素符号，下同），Y的第一电离能大于Z的第一电离能原因N原子最外层2p轨道半充满，能量低，所以稳定．
（2）XW2的电子式为．
（3）Q的价电子排布式为3d54s2，Y3-的分子构型为直线形．
（4）下列关于WZ2结构的说法正确的是d（填序号）．
a．WZ2为直线形非极性分子      b．WZ2为直线形极性分子
c．WZ2中W为sp3杂化           d．WZ2中W为sp2杂化
（5）W有两种常见的含氧酸，较高价的酸性比较低价的强，理由S的正电性越高，导致S-O-H中O的电子向S偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H+，即酸性越强．
（6）α-QW的晶胞是立方体，用X射线衍射法测得该晶体晶胞边长=520.0pm，26℃测得该晶体的密度为4.1g/cm3，请列式计算一个晶胞中含有的Q、W离子数．（5.23≈140.6）
15．磺酰氯（SO2Cl2）用于有机合成、医药、染料、农药等，也用作表面活性剂，熔点-54.1℃，沸点69.1℃，遇水发生剧烈水解．某学习小组用如图装置制备磺酰氯．（已知：SO2（g）+Cl2（g）?SO2Cl2（l）△H＜0）．
（1）若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2，反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）仪器B的作用是冷凝SO2Cl2（或使挥发的产物SO2Cl2冷凝）．烧杯中盛放的溶液为NaOH．
（3）检验装置气密性的方法为关闭旋塞K1和K2，将导管出口置于水槽中，在三颈烧瓶底部加热，若导管口有气泡，移开酒精灯后能形成一段水柱，说明气密性良好．向装置A中通入SO2和Cl2 后很快有液态物质生成．制备过程中需采用冰水浴，从化学反应原理角度分析可能原因为生成SO2Cl2为放热反应，低温有利于反应向正反应方向进行．
（4）向分离提纯后的SO2Cl2中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液W．经分析SO2Cl2与H2O反应属于非氧化还原反应，无色溶液W中的阴离子除含少量OH-外，还含有其它两种阴离子，请设计方案检验溶液W中这两种阴离子取少量W溶液于试管中，加入过量Ba（NO3）2溶液，有不溶于稀硝酸的白色沉淀产生，说明溶液中含有SO42?，过滤，向滤液中滴加HNO3酸化，再加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中有Cl?．

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