题目内容

1.氨气(NH3)和肼(H2N-NH2)是氮元素重要的两种化合物.
(1)火箭常用N2O4和肼作推进剂,已知二者反应时刻生成N2和H2O,则反应的化学方程式为2N2H4+N2O4=3N2+4H2O.当反应转移4mol电子时,得到的还原产物物质的量为0.5mol.
(2)实验室可用如下装置(略去部分加持装置)模拟利用氨气和次氯酸钠合成肼的过程.

①装置B中仪器a的名称长颈漏斗,当反应结束时关闭止水夹K1,装置B可以观察到的实验现象长颈漏斗中液面上升.
②装置C中长玻璃导管b的作用是缓冲作用,减小C中压强.
③装置E为实验室制备氨气的发生装置,试管中盛放的药品可以为b(填代号).
a.浓氨水   b.氢氧化钙和氯化铵    c.氯化铵     d.硝酸铵
④当反应一段时间,关闭两个止水夹,打开装置C中分液漏斗的活塞,将溶液滴入集气瓶中,反应生成肼.反应的离子为ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O.

分析 (1)根据反应物和生成物书写方程式2N2H4+N2O4=3N2+4H2O;该反应中转移电子为8,当反应转移4mol电子时,有0.5mol四氧化二氮参加反应,根据N原子守恒计算得到的还原产物的物质的量;
(2)A用来制取Cl2,发生的反应为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,因为浓盐酸具有挥发性,所以生成的Cl2中含有HCl,因为饱和食盐水中含有Cl-,所以能抑制Cl2溶解,饱和食盐水除去Cl2中的HCl,且a装置有缓冲作用,打开K1,Cl2能和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO,E装置用来制取NH3,D装置作安全瓶,能防倒吸,在C中氨气和NaClO反应生成N2H4,据此分析解答.

解答 解:(1)根据反应物和生成物书写方程式2N2H4+N2O4=3N2+4H2O;该反应中转移电子为8,当反应转移4mol电子时,有0.5mol四氧化二氮参加反应,根据N原子守恒知得到的还原产物的物质的量为0.5mol,
故答案为:2N2H4+N2O4=3N2+4H2O;0.5mol;
(2)A用来制取Cl2,发生的反应为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O,因为浓盐酸具有挥发性,所以生成的Cl2中含有HCl,因为饱和食盐水中含有Cl-,所以能抑制Cl2溶解,饱和食盐水除去Cl2中的HCl,且a装置有缓冲作用,打开K1,Cl2能和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO,E装置用来制取NH3,D装置作安全瓶,能防倒吸,在C中氨气和NaClO反应生成N2H4,
①装置B中仪器a的名称长颈漏斗,当反应结束时关闭止水夹K1,生成的氯气导致B中压强增大,所以溶液进入长颈漏斗中,则装置B可以观察到的实验现象长颈漏斗中液面上升,故答案为:长颈漏斗;长颈漏斗中液面上升;
②装置C中长玻璃导管b能起缓冲作用,当C中压强过大时,b中液面上升来缓冲压强变化,故答案为:缓冲作用,减小C中压强;
③该装置是采用固固混合加热装置,可以用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气,氯化铵和硝酸铵加热都分解生成氨气,但冷却又生成铵盐,所以得不到氨气,故选b;
④当反应一段时间,关闭两个止水夹,打开装置C中分液漏斗的活塞,将溶液滴入集气瓶中,反应生成肼,离子方程式为ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O,故答案为:ClO-+2NH3=N2H4+Cl-+H2O.

点评 本题考查物质制备,为高频考点,涉及氯气和氨气及肼的制取、氧化还原反应、基本操作等知识点,明确实验原理及各个装置发生的反应、各仪器的作用是解本题关键,注意ab的作用,题目难度中等.

练习册系列答案
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16.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0.一种工业合成氨的简易流程图如下:

完成下列填空:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS.一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生.NH4HS的电子式是,写出再生反应的化学方程式:2NH4HS+O2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$2NH3•H2O+2S;NH3的沸点高于H2S,是因为NH3分子之间存在着一种叫氢键的作用力.
(2)室温下,0.1mol•L-1的氯化铵溶液和0.1mol•L-1的硫酸氢铵溶液,酸性更强的是硫酸氢铵,其原因硫酸氢铵中的硫氢根离子第二步电离程度Ki2=1.2×10-2,非常的大,大于铵根离子水解产生的酸性.(已知:HSO4-?H++SO42-Ka=1.2×10-2    NH3•H2O?NH4++OH-Kb=1.8×10-5  )
(3)图甲表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:14.5%(答案用小数表示,保留3位有效数字).
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图乙坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图.

(5)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)Ⅳ.
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:分离液氨,未反应的氮气和氢气循环使用(任写2点).
2.请回答:
I.(1)将硫化钠溶液与氯化铝溶液混合,有白色沉淀和气体生成,但此沉淀不是硫化铝.写出该反应的离子反应方程式:2Al3++3S2-+6H2O═2Al(OH)3↓+3H2S↑.
(2)将NH3通过灼热的CuO,有无色无味的难溶于水的气体生成,写出该反应的化学方程式:2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N2+3H2O.
(3)CoCl2常用作多彩水泥的添加剂,可用钴的某种氧化物与盐酸反应制备(其中Co的化合价为+2、+3).现取适量这种钴的氧化物,可与480mL 5mol•L-1盐酸恰好完全反应,得到CoCl2溶液和6.72L黄绿色气体(标准状况).则该反应的化学反应方程式为Co3O4+8HCl═3CoCl2+Cl2↑+4H2O.
II.下表给出五种元素的相关信息,其中A、B、C、D为短周期元素.根据以下信息填空:
元素相关信息
A在常温、常压下,其单质是气体,随着人类对环境的认识和要求的提高,它将成为备受青睐的清洁燃料
B工业上通过分离液态空气获得其单质,其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障
C植物生长三要素之一,它能形成多种氧化物,其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
D室温下其单质为淡黄色粉末状固体,加热易熔化.该单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
E它在地壳中储量丰富,是人体不可缺少的微量元素之一.其单质为银白色固体,是工农业生产中不可或缺的金属材料,常用于机械制备、建筑等行业
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(5)化合物X是元素D的最高价氧化物的水化物,X在水中的电离方程为H2SO4═2H++SO42-;常温下,E的单质与化合物X稀溶液反应生成盐Y,Y的化学式是FeSO4.化合物Z仅由元素D和E组成,Z+H2O+O2→X+Y,产物中n(X):n(Y)=1:1,写出并配平上述方程式:2FeS2+2H2O+7O2═2FeSO4+2H2SO4.
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