题目内容

9．化学实验是学习化学和进行科学研究的重要方法和途径．学会气体物质的制备方法是研究气体、利用气体的基础．请根据下图回答有关问题：

（1）小明同学用铜和浓硝酸、图Ⅰ装置制备并收集干燥的NO2气体：
①B中反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；收集NO2气体的方法是向上排气法
②为验证NO2的氧化性和NO的还原性，小明在图I后面接入图III装置，验证NO2性质并制取NO，其中F试管中装有Na2S溶液，G、H装置所盛液体为水．
I．连接a→f，F中的现象是溶液变浑浊，可证明NO2的氧化性；在G中鼓入空气后现象是有红棕色气体生成，可证明NO的还原性．
Ⅱ．实验前G中充满水的作用是制取NO并用排水法收集NO（用简要文字回答）
（2）小华同学用图Ⅰ装置制取NH3和O2的混合气体，用图Ⅱ装置验证氨的某些性质：往A中加入浓氨水，B中加入Na2O2固体，C中加入碱石灰，D内放置催化剂（铂石棉网），按气流方向a→bc→d连接各仪器．
①D中反应的化学方程式为4NH3+5O2═4NO+6H2O、2NO+O2═2NO2
②为防止NO2污染环境，E装置中装的试剂可以是（填化学式）NaOH溶液．
（3）小明和小华两位同学按图Ⅳ装置继续进行实验：通气一段时间后，小明同学实验过程中品红溶液几乎不褪色，而小华同学的实验现象是品红溶液越来越浅．试根据实验装置和实验结果回答问题．
①小明同学实验过程中，品红溶液不褪色，说明SO2和Cl2的物质的量之比为：1：1；其有关反应的离子方程式为SO2+C12+2H2O=4H++SO42-+2C1-
②小华同学做到让品红溶液的颜色变得越来越浅的关键是控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等．

分析 （1）①铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2气体，发生反应生成硝酸铜二氧化氮和水，二氧化氮气体易与水反应，比空气重，可以用向上排空气法收集；
②Ⅰ．二氧化氮通入Na2S溶液，可以将硫离子氧化成硫单质，而二氧化氮被还原成一氧化氮，一氧化氮遇到空气中的氧化又变为红棕色的二氧化氮，可以证明一氧化氮具有还原性；
Ⅱ．二氧化氮能与水反应生成一氧化氮和硝酸；
（2）用图Ⅰ装置制取NH3和O2的混合气体，用图Ⅱ装置验证氨的某些性质，往A中加入浓氨水，B中加入Na2O2固体，反应产生氨气，C中加入碱石灰干燥氨气，D内放置催化剂（铂石棉）使氨气被氧气氧化为一氧化氮，一氧化氮遇氧气生成二氧化氮，二氧化氮是污染性气体不能排放到大气，应进行尾气吸收，通入氢氧化钠溶液中吸收；
（3）SO2和Cl2都能使品红溶液褪色，但当两气体一起通入品红溶液中后，发生氧化还原反应生成氯化氢和硫酸，这两种物质都不能使品红褪色，按氯气和二氧化硫的物质的量之比可分析溶液颜色的变化；

解答 解：（1）①图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2气体，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水，反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，用干燥剂干燥后的二氧化氮气体易与水反应且比空气重，所以收集用向上排气法，
故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O； 向上排气法； 
②Ⅰ．二氧化氮通入Na2S溶液，可以将硫离子氧化成硫单质，溶液变浑浊，而二氧化氮被还原成一氧化氮，一氧化氮遇到空气中的氧化又变为红棕色的二氧化氮，可以证明一氧化氮具有还原性，
故答案为：溶液变浑浊；有红棕色气体生成；
Ⅱ．由于二氧化氮能与水反应生成一氧化氮和硝酸，所以实验前G中充满水可以制取NO并用排水法收集NO；
故答案为：制取NO并用排水法收集NO；
（2）①装置Ⅰ制备制取干燥的NH3和O2的混合气体，通入装置Ⅱ在D处发生催化氧化反应，4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O，生成的一氧化氮气体与氧气反应生成红棕色二氧化氮气体 2NO+O2=2NO2，
故答案为：4NH3+5O2═4NO+6H2O、2NO+O2═2NO2； 
②装置E是吸收尾气防止污染空气，一般用强碱溶液吸收，如NaOH溶液，
故答案为：NaOH；
（3）SO2和Cl2都能使品红溶液褪色，但当两气体一起通入品红溶液中后，发生氧化还原反应生成氯化氢和硫酸，这两种物质都不能使品红褪色，按氯气和二氧化硫的物质的量之比可分析溶液颜色的变化，
①品红溶液不褪色，说明SO2和Cl2恰好完全反应，根据方程式SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl，可知SO2和Cl2物质的量之比为1：1，其有关反应的离子方程式为SO2+C12+2H2O=4H++SO42-+2C1-，
故答案为：1：1；SO2+C12+2H2O=4H++SO42-+2C1-；
②小华同学做到让品红溶液的颜色变得越来越浅的关键是SO2和Cl2没有完全反应，有一种过量，即控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等，过量的气体使品红褪色，
故答案为：控制SO2和Cl2进气的物质的量，使之不相等．

点评 本题考查了实验室制氨气、制二氧化氮气体的原理，主要考查氨气、一氧化氮、二氧化氮的化学性质应用，同时还考查了实验制备的基本操作，中等难度．

练习册系列答案
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15．下列说法中，正确的是（　　）
A．冰融化是化学变化B．电解水的过程是物理变化
C．植物的光合作用是化学变化D．焰色反应是化学变化
16．A，B，C，D，E是原子序数依次增大的五种短周期元素，A是半径最小的元素，C是半径最大的元素．B和D分别为同主族，且D的质子数是B的2倍，A与E形成的化合物的化学式为AE，其分子中含18个电子，请回答下列问题：
（1）化合物AE化学式为HCl（填元素符号），D元素的原子结构示意图为．
（2）由B，C，E三种元素形成的化合物的电子式为，这种化合物中所含的化学键类型有离子键、共价键．
（3）A2B的沸点高于A2D，其原因是H2O分子间存在氢键，而H2S分子间不存在氢键．
（4）B，C，D三种元素形成一种盐，在25℃时，将该盐溶于水，测得溶液pH＞7，原因是SO32-+H2O?HSO3-+OH-（用离子方程式表示）
（5）利用如图装置可验证B，D单质的氧化性强弱，若A中加入的是双氧水，B中加入MnO2固体，则B中发生的化学反应为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H2O+O2↑，若C中加入的是H2S溶液，可观察到C试管的现象为沉淀淡黄色沉淀．
13．将N2，H2按物质的量比为1：3的比例混合于5L的恒容密闭容器中进行反应N2+3H2?2NH3，△H＜0，若该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图所示．则t1时改变的条件不可能是（　　）
A．升温B．使用催化剂C．加入一定量NH3D．加入一定量N2
4．红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O7•2H2O）是重要的基本化工原料，应用领域十分广泛．
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO•Cr2O3）利用以下过程来制取．

①步骤I中反应的化学方程式为：
4FeO•Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2=8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2
该反应的化学平衡常数的表达式为$\frac{c（C{O}_{2}）^{8}}{c（{O}_{2}）^{7}}$．在常温下该反应速度极慢，下列措施中能使反应速率增大的是ABC．
A．升高温度  B．通入过量的空气  C．将原料粉碎  D．增加纯碱的用量
②步骤II中所得溶液显碱性，其中除含有Na2C rO4外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是NaA1O2[或NaA1（OH）4]、Na2SiO3．
③步骤III需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O．
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O    
（2）将红矾钠与KC1固体1：2（物质的量比）混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体，反应方程式为：Na2CrO4+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl（已知NaCl的溶解度受温度影响小，K2Cr2O7的溶解度受温度影响大），基本实验步骤为：①溶解；②蒸发；③趁热过滤．④冷却、结晶，过滤，得到K2Cr2O7晶体．
14．300℃时，将2mol A和2mol B两种气体混合加入2L密闭容器中，发生反应3A（g）+B（g）?2C（g）+2D（g）△H，2min末反应达到平衡，生成0.8mol D．
（1）在2min末，A的平衡浓度为0.4mol/L，B的转化率为20%，0-2min内D的平均反应速率为0.2mol/（L．min）．
（2）该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}（C）×{c}^{2}（D）}{{c}^{3}（A）×c（B）}$．该温度下化学平衡常数数值K1=0.5．已知350℃时K2=1，则△H＞（填“＞”或“＜”）0．
（3）300℃时，将该反应容器体积压缩为1L，则A的转化率不变（填“增大”、“减小”或“不变”），原因是不变；反应前后气体体积不变，压强不影响平衡移动．若该条件下平衡常数为K3，则K3=（填“＜”、“＞”或“=”）K1，原因是平衡常数只受温度影响，温度相同，则平衡常数相同．
（4）判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是B
A．容器中压强不变  B．混合气体中c（A）不变   C．v（A）=v（C）   D．混合气体密度不变．
1．将X和Y加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：X（g）+Y（s）?2Z（g）+W（s）．忽略固体所占体积，平衡时Z的体积分数（%）随温度和压强的变化如表所示．
压强/MPa
体积分数/%
温度/℃		1.02.03.0
81054.0ab
915c75.0d
1000ef85.0
请回答下列问题：
（1）该反应的△S＞（填“＞”、“＜”或“=”，下同）0；△H＞0．
（2）表中该反应的化学平衡常数的值最大时对应的温度是1000℃；判断理由是该反应的正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大．
（3）在915℃、2.0MPa时X的平衡转化率为60%．
（4）用压强替代浓度得到的平衡常数叫作压强平衡常数（Kp）．在810℃、1.0MPa下，Kp=0.634MPa．
（5）能同时提高X的反应速率和转化率的措施是A．
A．升高温度   B．增大压强    C．加催化剂   D分离Z．
18．下列物质中，属于烃的是（　　）
A．CH2Cl2B．H2SC．CH3COOHD．CH3CH2CH2CH2CH3
19．下列物质按纯净物、混合物、电解质、非电解质的顺序组合的一组为（　　）
A．生石灰、漂白粉、氯化铜、碳酸钠B．胆矾、盐酸、铁、碳酸钙
C．蒸馏水、氨水、碳酸氢钠、二氧化硫D．纯盐酸、空气、硫酸、干冰

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