题目内容
7.I.验证铜与稀硝酸反应生成的气体为NO如图1.
(1)仪器M的名称为干燥管
(2)完成下列表格.
| 操作步骤 | 实验现象 | 解释 |
| 打开弹簧夹K,拉注射器推筒,使稀硝酸吸到干燥管中并充满干燥管在关闭弹簧夹K | 仪器M中有无色气体 | 反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O |
| 打开弹簧夹K,使干燥管中无色气体进入注射器中 | 注射器中有红棕色气体 | 反应的化学方程式为2NO+O2=NO2 |
已知:
①NO+NO2+2OH-═2NO2-+H2O
②NO2、NO气体液化的温度如表.
| 气体 | NO2 | NO |
| 液化温度 | 21℃ | -152℃ |
(4)检查装置气密性后,再加入试剂,在反应前应进行的操作是通入氮气使装置中的空气排出目的是防止NO与空气中的氧气反应生成二氧化氮.
分析 I、(1)根据仪器构造可知;
(2)根据现象,M中有无色气体,说明生成了NO,故铜与硝酸反应的装置中无空气,打开K,用注射器将硝酸与铜反应,据此分析步骤1;
注射器中有红棕色气体生成,说明NO被氧化生成二氧化氮,据此分析步骤2;
II、为验证铜与适量浓硝酸反应产生的气体中含NO,A装置由铜和浓硝酸反应生成氮氧化物,E装置干燥氮氧化物,根据NO2、NO气体液化的温度,在冷水浴中冷凝NO2,使其与NO分离,将NO与氧气接触生成红棕色气体可检验NO的生成,最后由氢氧化钠吸收尾气,防止污染空气,因为NO易被氧化,装置中注意无氧,故反应前用氮气排除装置中的空气,据此分析解答.
解答 解:I、(1)仪器M为干燥管;
故答案为:干燥管;
(2)M中有无色气体,说明生成了NO,反应为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,NO的生成,需要铜与稀硝酸反应,且装置中无空气,故操作为:打开弹簧夹K,拉注射器推筒,使稀硝酸吸到干燥管中并充满干燥管,再关闭弹簧夹K;
注射器中有红棕色气体生成,说明NO被氧化生成二氧化氮,反应为:2NO+O2=NO2,需要氧气参与反应,故操作为:打开弹簧夹K,使干燥管中无色气体进入注射器中;
故答案为:拉注射器推筒,使稀硝酸吸到干燥管中并充满干燥管;3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;打开弹簧夹K,使干燥管中无色气体进入注射器中;2NO+O2=NO2;
II、(3)为验证铜与适量浓硝酸反应产生的气体中含NO,A装置由铜和浓硝酸反应生成氮氧化物,E装置干燥氮氧化物,根据NO2、NO气体液化的温度,在冷水浴中冷凝NO2,使其与NO分离,将NO与氧气接触生成红棕色气体可检验NO的生成,最后由氢氧化钠吸收尾气,防止污染空气,故连接顺序为:A、E、C、B、F;
故答案为:A、E、C、B、F;
(4)NO易被氧化,为防止NO与空气中的氧气反应生成二氧化氮,在反应前应通入氮气使装置中的空气排出;
故答案为:通入氮气使装置中的空气排出;防止NO与空气中的氧气反应生成二氧化氮.
点评 本题考查性质实验方案设计,侧重考查学生知识综合应用、根据实验目的及物质的性质进行排列顺、实验基本操作能力及实验方案设计能力,综合性较强,注意把握物质性质以及对题目信息的获取于使用,难度中等.
(1)已知:
①CH4(g)+4NO2(g)$\stackrel{催化剂}{?}$ 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)$\stackrel{催化剂}{?}$ 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ•mol-1
③CH4(g)+2NO2(g) $\stackrel{催化剂}{?}$N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H3=-867kJ•mol-1.
(2)反应③在热力学上趋势很大,其原因是此反应放出的热量十分大.在固定容器中按一定比例混合CH4与NO2后,提高NO2转化率的反应条件是低温、低压
(3)在130℃和180℃时,分别将0.50mol CH4和a mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应③,测得有关数据如表:
| 实验编号 | 温度 | 0分钟 | 10分钟 | 20分钟 | 40分钟 | 50分钟 | |
| 1 | 130℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
| 2 | 180℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | 0.15 |
②130℃时,反应到20分钟时,NO2的反应速率是0.0125mol/(L•min).
③180℃时达到平衡状态时,CH4的平衡转化率为70%.
④已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a=1.2.
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如图.该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,该电极反应为NO2+NO3--e-=N2O5.
| A. | 升降机的Al-Mg合金焊接过程中,可采用N2作保护气 | |
| B. | 为降低舰体钢材料中硅含量,冶炼过程中需使用O2和CaCO3 | |
| C. | 为测定螺旋浆Cu-Al合金中铜元素含量,只需使用氨水 | |
| D. | 为防止舰体在海水中发生电化学腐蚀,可镶嵌铜块 |
| A. | 标准状况下,44.8LNO与22.4O2反应后的分子数是2 NA | |
| B. | 常温下,7.8g苯中所含碳碳双键数目为0.3NA | |
| C. | 27g铝中加入足量的1mol•L-1NaOH溶液,转移电子数是3NA | |
| D. | 25℃时,1.0LpH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.2NA |
| A. | 不能与盐酸发生反应 | |
| B. | 分子中含1个手性碳原子 | |
| C. | 能发生取代、加成、消去反应 | |
| D. | 1 mol曙红最多能与4 mol NaOH反应 |
| A. | 食盐和醋可作调味剂,也可用作食品防腐剂 | |
| B. | 植物秸秆不可用来制造酒精 | |
| C. | 镁合金可用于制造火箭、导弹和飞机的部件 | |
| D. | 二氧化硅可用于制光导纤维 |
| A. | Cl2溶于水:C12+H2O?2H++Cl-+C1O- | |
| B. | 用稀硝酸除去试管内壁的银镜:Ag+4H++NO3-═Ag++NO↑+2H2O | |
| C. | 过量SO2通入饱和的Ca(C1O)2溶液中:Ca2++2ClO-+2SO2+2H2O═CaSO4↓+SO42-+4H++2Cl- | |
| D. | (NH4)2Fe(SO4)2溶液中加入过量NaOH溶液并加热:NH4++Fe2++3OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+Fe(OH)2↓+H2O |
| A. | ${\;}_{118}^{78}$Pt | B. | ${\;}_{78}^{118}$Pt | C. | ${\;}_{78}^{196}$Pt | D. | ${\;}_{118}^{196}$Pt |