题目内容

【题目】某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是__________。

(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是______________________。

再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_____________。

(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____,理由是_______。

方案

反应物

甲

Cu、浓硝酸

乙

Cu、稀硝酸

丙

Cu、O2、稀硝酸

(4)该小组同学向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是_________;该小组同学实验目的是_________,但此实验的不足之处是_____________________。

【答案】检查装置气密性 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 反应变缓,气体颜色变淡 丙 耗酸量最少,无污染 c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色 证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2 没有处理尾气

【解析】

(1)因实验前要检查装置气密性,这是检查装置气密性的常见方法。

(2)因铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,由a向c中加2mL蒸馏水,硝酸进行稀释,反应变慢,因为二氧化氮能和水反应,c中气体颜色变浅。

(3)铜与浓硝酸反应会产生污染环境的NO2气体,且硝酸的利率率为其物质的量的1/2;铜与稀硝酸反应会产生对环境污染的NO,其利率率为为其物质的量的3/4;故丙中铜与氧气反生成CuO,再与稀硝酸反应,对环境不污染,且耗硝酸要少。

(4)高锰酸钾溶液与浓盐酸反应生成Cl2,说明氧化性KMnO4强于Cl2;利用产生的Cl2与KBr反应得到Br2,则说明Cl2的氧化性强于Br2。故c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色,同时要注意尾气吸收。

练习册系列答案
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【题目】A、B、C、D是四种常见气体单质。E的相对分子质量比F小16,且F为红棕色。有关的转化关系如图所示(反应条件与部分反应的生成物略去)。

请回答下列问题:

(1)D的化学式为__,Y的化学式为__,E的化学式为__。

(2)Y与氧化铜反应,每生成1molB消耗3mol氧化铜,该反应的化学方程式为__。

(3)Y与E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应的化学方程式为__。

(4)气体F和气体SO2在通常条件下同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中(如图所示),洗气瓶中是否有沉淀生成?__,理由是__。

【答案】H2 NH3 NO 2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O 6NO+4NH35N2+6H2O 有 二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应可生成硫酸钡沉淀

【解析】

A、B、C、D是四种常见气体单质.E的相对分子量比F的小16,且F为红棕色,可推知F为NO2,E为NO,C为O2,B为N2,结合转化关系,气体单质D、A反应得到X,气体单质D与B反应得到Y,X与Y反应冒白烟,应是氨气与HCl反应,可推知D为氢气、A为氯气、X为HCl、Y为氨气,D与C反应生成Z为水,F与Z反应生成G为HNO3,据此解答。

A、B、C、D是四种常见气体单质.E的相对分子量比F的小16,且F为红棕色,可推知F为NO2,E为NO,C为O2,B为N2,结合转化关系,气体单质D、A反应得到X,气体单质D与B反应得到Y,X与Y反应冒白烟,应是氨气与HCl反应,可推知D为氢气、A为氯气、X为HCl、Y为氨气,D与C反应生成Z为水,F与Z反应生成G为HNO3;

(1)由上述分析可知,D的化学式为H2,Y的化学式为NH3,E的化学式为NO;

(2)NH3与氧化铜反应,每生成1molN2消耗3mol氧化铜,还原产物中Cu应是化合价为a,则:3(2-a)=2×3,解得a=0,故生成Cu,该反应的化学方程式为:2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O;

(3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应的化学方程式为4NH3+6NO 5N2+6H2O;

(4)二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应可生成硫酸钡沉淀,故气体NO2和气体SO2在通常条件下同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中,洗瓶中有沉淀生成。

【题型】推断题
【结束】
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【题目】硝酸是一种重要的化工原料,用来制取一系列硝酸盐类氮肥,如硝酸铵、硝酸钾等;也用来制取含硝基的炸药等。试回答下列问题:

(1)某同学对铁与稀硝酸的反应进行探究,若HNO3只被还原成NO,则:

①写出铁与过量稀硝酸反应的离子方程式:__。

②写出过量铁与稀硝酸反应的离子方程式:__。

③若28g铁与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为__。上述反应结束后,向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液,出沉淀洗涤后,在空气中灼烧至质量不变,最终得到的固体质量为__g。

(2)饮用水中NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,某饮用水研究人员提出,可在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。

①配平方程式:__Al+__NO3-+__OH-+__=__[Al(OH)4]-+__N2↑。

②上述反应中,还原剂与还原产物的物质的量之比是__,反应中转移电子0.3mol,生成__mL(标准状况下)N2。

【题目】丙烯(C2H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。

(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) H=____________kJ/mol

①为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率,可采取的措施是________。

②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2,让其同时发生下列反应:2C3H8(g) +O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) H=-235kJ/mol,通入O2的目的是_______。

(2)以C4H8和C2H4为原料发生烯烃歧化反应C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g) H>0

①某温度下,上述反应中,正反应速率为v正=K正c(C4H8)c(C2H4)、逆反应速率为v逆=K逆c2(C3H6),其中K正、K逆为速率常数,该反应使用WO3/SiO2为催化剂,下列说法中正确的是_____________

A.催化剂参与了歧化反应,但不改变反应历程

B.催化剂使K正和K逆增大相同的倍数

C.催化剂降低了烯烃歧化反应的活化能,增大了活化分子百分数

D.速率常数的大小与反应程度无关系

②已知t1min时达到平衡状态,测得此时容器中n(C4H8)=amol,n(C2H4)=2amol,n(C3H6)=bmol,且平衡时C3H6的体积分数为25%。再往容器内通入等物质的量的C4H8和C2H4,在新平衡中C3H6的体积分数___________25%(填“>”、“<”、“=”)。

(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:

Ⅰ. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g)

II. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)

一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应Ⅰ,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。

时间/min

0

60

120

180

240

300

360

压强/kPa

80

74.2

69.2

65.2

61.6

57.6

57.6

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=____________kPamin-1。

②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应Ⅰ的平衡常数Kp=__________kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。

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