题目内容

13．某位同学在查阅资料时发现含氮化合物有以下性质：
①常温下NO2和N2O4混合存在，低于0℃的过冷水中有无色的N2O4液体或晶体存在；
②浓硝酸与铜、银等不活泼金属反应时除生成NO2气体外还有少量NO生成．
该同学在验证了“性质①”后又设计了如下装置验证“性质②”，同时测定某电器元件中铜银合金材料的含铜量．实验步骤如下：
第一步  检验装置的气密性后加入相关药品；
第二步  打开K1，通入氮气一段时间，关闭K1，打开A中分液漏斗的活塞，向盛有7g铜银合金粉末的圆底烧瓶中滴入13mol•L-1浓硝酸100mL；
第三步 A中反应结束后；
第四步  打开K1，通入氮气一段时间

回答下列问题：
（1）实验前、后都需要打开K1，通入氮气一段时间．
“第二步”中通入氮气是为了排尽装置中的空气，防止生成的NO被氧化；
“第四步”中通过氮气是为了保证反应产生的气体完全被装置E吸收．
（2）“第三步”的目的是验证“性质②”并确保有害气体被完全吸收，请补全实验步骤并写出预测现象；A中反应结束后打开K2，持续通入氧气，D中出现红棕色气体．
（3）实验结束后，通；测量确定装置A烧瓶中溶液的体积为100mL，装置C增重3.22g，装置E增重0.54g（E中N元素均以NO3-的形式存在），不考虑硝酸的挥发与分解以及空气对试剂的影响，则
①装置A烧瓶内溶液中硝酸表现的性质为ab．（填序号）
a．酸性         b．氧化性        c．还原性
②装置A烧瓶内溶液中被还原的硝酸的物质的量为0.08mol；
③实验所用铜银合金中铜的质量分数为22.9%（结果保留3位有效数字）

分析 本题为探究题，探究浓硝酸与铜、银等不活泼金属反应时除生成NO2气体外还有少量NO生成，涉及NO2与N2O4间的转化，及NO很容易被空气中的氧气氧化等性质，解题关键是消除彼此间的干扰，
（1）装置中本身有空气，NO很容易被氧化；定量实验，需要确保生成物能完全测定，E装置就是为了吸收生成的氮氧化物的；
（2）NO遇氧气很容易生成NO2，现象是无色变为红棕色；
（3）装置C中收集到的是N2O4，E中增重的质量应该是NO和O2的质量，可结合电子守恒计算固体中Cu或银的质量，根据原子守恒及电荷守恒计算反应后溶液A中HNO3的浓度，据此进行解答．

解答 解：（1）利用通入的空气将装置内的空气排尽，防止NO被氧化；第四步通N2的目的是将生成的NO和O2的混合气体完全被E中NaOH溶液吸收，
故答案为：排尽装置中的空气，防止生成的NO被氧化；保证反应产生的气体完全被装置E吸收；
（2）欲验证NO可利用NO遇氧气变红棕色的性质，只要打开K2，持续通入氧气，D中出现红棕色气体即可证明，
故答案为：打开K2，持续通入氧气，D中出现红棕色气体；
（3）①装置A烧瓶内溶液中硝酸与合金反应生成盐和水，表现了酸性，同时硝酸将铜银氧化，表现氧化性，
故答案为：ab；
②N2O4的物质的量为：$\frac{3.22g}{92g/mol}$=0.035mol，根据4NO+3O2+2H2O=4HNO3，设NO的物质的量为nmol，则O2的物质的量为0.75nmol，30n+32×0.75n=0.54，解得：n=0.01mol，设Cu的物质的量为xmol，银的物质的量为ymol，则64x+108y=7，另外电子守恒式为：2x+y=0.035×2+0.01×3，解得：x=0.025mol，y=0.05mol，被还原的硝酸为：0.035mol×2+0.01mol=0.08mol，
故答案为：0.08mol；
③根据②可知铜的物质的量为0.025mol，则Cu的质量为0.025mol×64g/mol=1.6g，
所以铜的质量分数为：$\frac{1.6g}{7g}$=22.9%；
故答案为：22.9%．

点评 本题以探究铜、银与硝酸反应产物为载体考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，明确实验原理为解答关键，注意掌握守恒思想的应用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算、化学实验能力．

练习册系列答案
相关题目
11．下列途径不能得到晶体的是（　　）
A．熔融态物质快速冷却B．熔融态物质凝固
C．气态物质凝华D．溶质从溶液中析出
12．将9g铜和铁的混合物投入100mL稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12L NO，剩余4.8g金属；继续加入100mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12L NO．则下列说法正确的是（　　）
A．第一次剩余4.8g金属为铜和铁
B．稀硝酸的物质的量浓度为1.0mol•L-1
C．原混合物中铜和铁各0.075mol
D．再加入上述100mL稀硝酸，又得到标准状况下1.12LNO
1．A、B、C、D、E五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大．A原子是所有原子中半径最小的，B原子的最外层电子数是次外层的3倍，C是第三周期最活泼的金属，D与B是同主族元素．下列说法正确的是（　　）
A．原子半径r（E）＞r（D）＞r（B）
B．A分别与C、E形成的化合物中化学键类型相同
C．熔沸点：A2B＜A2D
D．化合物DB2的排放是形成酸雨的原因
8．下列关于各组离子的相关分析正确的是（　　）
选项离子组分析
ANa+、Cu2+、SO42-、Cl-能大量共存于同一溶液中，通入过量NH3最终产生蓝色沉淀
BNH4+、Al3+、S2-、Cl-不能大量共存于同一溶液中，因为有Al2S3沉淀产生
CH+、Fe2+、SO42-、Cl-能大量共存于同一溶液中，加入KNO3固体后溶液颜色发生变化
DNa+、K+、HCO3-、OH-不能大量共存于同一溶液中，因为HCO3-与OH-反应有CO2生成
A．AB．BC．CD．D
18．下列实验方案或实验结论正确的是（　　）
A．除去S02中的少量HC1，可将混合气体通人饱和Na2S03溶液
B．粘在试管内壁的硫单质，可用热的稀盐酸洗涤
C．  稀盐酸、NaOH、AICl3、Ba（OH）2四瓶无色溶液，可用NaHC03溶液鉴别
D．将硝酸铵晶体溶于水，测得水温下降，证明硝酸铵水解是吸热的
5．下列各组中的两种物质相互作用时，改变反应条件或反应物的用量，不会影响产物的是（　　）
A．钠与氧气B．氢氧化钠和二氧化碳
C．氢氧化钠和氯化铝D．氧化钠和二氧化碳
2．Na2CO3与稀盐酸反应在逐滴加入时可分两步进行：
Na2CO3+HCl═NaHCO3+NaCl      
NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑
已知在100mLNaOH与Na2CO3的混合液中Na+浓度为4.4mol•L-1，加入120mL 2.0mol•L-1的稀盐酸，测得溶液中CO32-和HCO3-的物质的量之比为2：1，计算：
（1）原混合液中NaOH和Na2CO3的物质的量浓度．
（2）若用甲基橙作指示剂，在滴定时尚需再加多少毫升盐酸，才能使甲基橙变色？
（3）若反应完全时，溶液中H2CO3的浓度为0.04mol•L-1且溶液体积假定不变，可得CO2气体多少升？（标况）（精确到0.1L，设溶液可近似加和）
3．下列过程发生化学变化的是（　　）
A．酒香扑鼻B．蜡烛照明C．滴水成冰D．太阳能供热

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网