高中化学磷试题

某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解19.2 g（已知硝酸只被还原为NO气体）。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果不正确的是（   ）

A．混合酸中NO3^-物质的量为0.4mol

B．OA段产生的是NO，AB段的反应为： Fe＋2Fe^3^＋→3Fe^2^＋，BC段产生氢气

C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4

D．H2SO4浓度为5 mol·L^－1

拟用下图装置制取如下表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热，a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。能达到实验目的的是

选项	气体	a	b	c	d
A	SO2	硫酸	亚硫酸钠	浓硫酸	NaOH溶液
B	NH3	浓氨水	消石灰	浓硫酸	H2O
C	O2	双氧水	MnO2	H2O	浓硫酸
D	Cl2	浓盐酸	MnO2	NaOH溶液	浓硫酸

 

1．52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO₂和N₂O₄的混合气体1120mL（标准状况），向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀．下列说法中不正确的是（   ）

A．NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L

C．该合金中铜与镁的物质的量之比是2：1

D．得到2.54g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600mL

某常见二价过渡金属的盐A可发生如图所示的变化，其中B为黑色固体氧化物；C、G为气体氧化物；E为固体单质且不与稀H₂SO₄反应；D为气体单质；E与F反应时，除生成A外随F的浓度不同产物可以是C也可以是G。

请完成下列问题：
（1）A的化学式         ，D的化学式                 。
（2）B转化为E时，有多种方法，请写出其中一个反应的化学方程式                   。
（3）C与H₂O反应的化学方程式为_                             。
（4）写出E与足量F的浓溶液反应的实验现象：                                     。
（5）A分解时生成C和D的物质的量之比为          。

(11分)三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛，下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
（1）在如图所示装置中，进行氨的催化氧化实验：向三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶子并接近液面。反应过程中可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。实验过程中的电离程度____（填“变大”、“变小”或“不变”）

（2）实验室用下图所示装置制备氨基甲酸铵（），其反应化学方程式：2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s)该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵，若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。

①写出加入药品之前实验操作的要点_______；反应中若有水存在则生成碳酸氢铵的化学方程式是________________________。
②干燥管中盛放的药品是______。简述左侧三颈瓶装置制取氨气的原理________。
③对比碳酸盐和酸的反应制取CO₂，该实验利用干冰升华产生气体CO₂的有优点有_____.
④有同学认为该实验装置存在安全问题，请问可能面临的安全问题是________。
⑤氨基甲酸氨可用作肥料，其肥效比尿素[CO(NH₂)₂] _______（填“高”或“低”），在潮湿的空气中释放出氨而变成碳酸氢铵。取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7830g，用足量石灰水充分处理后，使样品中碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g，则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数是_____________。

（18分)Ⅰ.实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用B装置制取氨气其化学反应方程式为             。
（2）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是______（填序号，下同)。
①密度    ②颜色    ③溶解性   ④热稳定性   ⑤与氧气反应
（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可以是下列气体中的________。
①CO₂     ②NO      ③Cl₂       ④H₂     ⑤HCl
其中在D装置中连接小烧杯的目的是                                     。
Ⅱ.某小组以CoCl₂·6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验 。
（4）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3 ，钴的化合价为________，制备X的化学方程式为               。
已知：X的化学式类似下列化学式
氢氧化二氨合银:Ag（NH₃)₂OH 、硫酸四氨合铜:Cu（NH₃)₄SO₄
（5）氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁ mL c_l mol·L^－1 的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol·L^－1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mL NaOH溶液。

①盛放5（盐酸标准溶液）的仪器名称               。
②装置中安全管的作用原理是               。
③样品中氨的质量分数表达式为               。

已知：Fe²⁺能被稀硝酸氧化，反应方程式：3Fe（NO₃）₂+ 4HNO₃（稀） ="=" 3 Fe（NO₃）₃+ NO↑+ 2H₂O
现将一定量的铁和铜的混合物分为等质量的4份，分别加入等浓度不同体积的稀硝酸（假设反应中稀硝酸的还原产物只有NO），产生气体的体积与剩余固体的质量如下表：

硝酸体积（mL）	100	200	300	400
剩余固体（g）	18.0	9.6	0	0
放出气体的体积（mL）	2240	4480	6720

（1）放出4480 mL气体时，消耗金属的质量为_______g
（2）稀硝酸的浓度为_______mol·L^－1
（3）计算原混合物中铁和铜的物质的量比为
（4）加入400 mL稀硝酸，反应完全后，溶液中硝酸根离子的物质的量为        。

SO₂、NO是大气污染物。吸收SO₂和NO，获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的流程图如下（Ce为铈元素）：

（1）装置Ⅰ中生成HSO₃^－的离子方程式为                            。
（2）含硫各微粒（H₂SO₃、HSO₃^－和SO₃^2－）存在于SO₂与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH 的关系如图所示。

①下列说法正确的是        （填字母序号）。
a．pH=8时，溶液中c(HSO₃^－) < c(SO₃^2－)
b．pH=7时，溶液中c(Na⁺) =c(HSO₃^－)+c(SO₃^2－)
c．为获得尽可能纯的NaHSO₃，可将溶液的pH控制在4～5左右
②向pH=5的NaHSO₃溶液中滴加一定浓度的CaCl₂溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因：                          。
（3）装置Ⅱ中，酸性条件下，NO被Ce⁴⁺氧化的产物主要是NO₃^－、NO₂^－，写出生成NO₃^－的离子方程式             。
（4）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺，其原理如下图所示。

①生成Ce⁴⁺的电极反应式为                    。
②生成Ce⁴⁺从电解槽的        （填字母序号）口流出。
（5）已知进入装置Ⅳ的溶液中，NO₂^－的浓度为a g·L^-1，要使1 m³该溶液中的NO₂^－完全转化为NH₄NO₃，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O₂        L（用含a代数式表示，计算结果保留整数）.

取一定质量的均匀固体混合物Cu、CuO和Cu₂O，将其分成两等份，取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体质量减少3.20 g，另一份中加入500 mL稀硝酸(其还原产物为NO)，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体4.48 L，则所用硝酸的物质的量浓度为

A．2.4 mol/L

B．1.4 mol/L

C．1.2 mol/L

D．0.7 mol/L

某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然
氨气具有还原性，氨气能否象H₂那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（一）制取氨气
（1）实验室用装置A可快速制取氨气，写出反应的化学方程式                        。
（二）实验探究
该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置（夹持及尾气处理装置未画出）图如下：

（2）该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是                  。
（3）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出NH₃与CuO反应的化学方程式                              。
（三）问题讨论
（4）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O。已知Cu₂O是红色粉末，在酸性溶液中，Cu⁺能自身发生氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O：                                。
（5）在解决了问题（1）后，又有同学提出：Cu₂O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们进行了如下实验：取98 g Cu（OH)₂固体，加热到80℃~100℃时，得到黑色固体粉未，继续加热到1000℃以上，黑色粉未全部变成红色粉未A。冷却后称量，A的质量为72 g。
据此可推得A为          ，请写出上述过程中发生反应的两个化学方程式                     ，由此得到的结论是                                                   。

(12分)(NH₄)₂SO₄是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH₄)₂SO₄在260℃和400℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）

实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）。通入N₂排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N₂。品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO₄^2-。
（1）仪器X的名称是________。
（2）滴定前，下列操作的正确顺序是_________(填字母编号)。
a．盛装0.2000mol/L NaOH溶液      
b．用0.2000mol/L NaOH溶液润洗
c．读数、记录     
d．查漏、清洗       
e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
（3）装置B内溶液吸收气体的物质的量是________mol。
实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N₂排尽空气后，于400℃加热装置A至(NH₄)₂SO₄完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N₂。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO₃^2－，无SO₄^2－。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
（4）检验装置D内溶液中有SO₃^2－，无SO₄^2－的实验操作和现象是__________。
（5）装置B内溶液吸收的气体是____________。
（6）(NH₄)₂SO₄在400℃分解的化学方程式是_____________。

在l00mL密度为1.2g／mL稀硝酸中，加入一定量的镁和铜组成的混合物，充分反应后金属完全溶解（假设还原产物只有NO），向反应后溶液中加入3mol／L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀质量比原金属质量增加5. lg。则下列叙述不正确是

A．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积为2.24L（标准状况）

B．当生成沉淀的量最多时，消耗NaOH溶液体积最小为l00mL

C．原稀硝酸的物质的量浓度一定为4 mol/L

D．参加反应金属总质量（ m）为9.6g>m>3. 6g

含1 mol HNO₃的稀硝酸分别与不同质量的铁粉反应，所得氧化产物与铁粉物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关判断正确的是

A．曲线a表示Fe^2+，曲线b表示Fe^3+

B．P点时总反应的离子方程式可表示为5Fe+16H^++NO3^-==3Fe^2++2Fe^3++4NO↑+8H2O

C．n2=0.25

D．n3：n1=3：2

将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加人3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5．1 g。则下列叙述中不正确的是(  )

A．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V≥100 mL

B．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4mol

C．参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g

D．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积一定为2.24 L。

三氯化磷（）和三氯氧磷（POCl₃）是两种遇水会强烈水解的物质。PCl₃是合成药物的重要化工原料；POCl₃用于制取染料中间体，有机合成的氯化剂、催化剂和阻燃剂，还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
I.白磷和Cl₂化合制PCl₃
已知白磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅；PCl₃遇O₂会生成POCl₃；POCl₃能溶于PCl₃。实验室制取PCl₃的装置示意图和有关数据如下：

实验过程中要加入白磷、通入CO₂、通入Cl₂、加热，实验时具体的操作顺序是：打开K₂，使体系中充满CO₂，再加入白磷，打开K₁，通入氯气，再加热。
（1）干燥管中碱石灰的作用是_______________。
（2）PCl₃强烈水解的产物是H₃PO₃和HCl，PC1₃遇水所得溶液中除OH^-之外其它离子的浓度由大到小的顺序是____________________（己知亚磷酸H₃PO₃是二元弱酸：H₃PO₃H⁺+ H₂PO₃^-，H₂PO₃^-H⁺+HPO₃^2-）。
（3）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PC1₅等，PC1₅先用白磷除去后，再用____________方法除去PC1₃中的POCl₃制备纯净的PCl₃。
A．萃取            B．过滤           C．蒸馏            D．蒸发结晶
II.氯化水解法生产POC1₃
主要反应是：PC1₃+C1₂+H₂O=POC1₃+2HCl，流程如下：

（1）若将0.01mol POCl₃加到水中水解，再与含2.4gNaOH的溶液混合充分反应，并配成1L的溶液，取出少量的溶液于试管中，再向其中逐滴加入0.010mol/L的AgNO₃溶液，则先产生的沉淀是_____________[已知Ksp(Ag₃PO₄)=1.4×10^-16，Ksp(AgCl)=1.8×10^-10]。
（2）通过下列方法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
A．取ag产品于锥形瓶中，加入足量NaOH 溶液，再加稀硝酸至酸性。
B．向锥形瓶中加入0.1000 mol/L的AgNO₃溶液40.00mL，使Cl^-完全沉淀。
C．向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
D．加入指示剂，用cmol/LNH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积bmL。
己知：AgSCN是白色沉淀，Ksp(AgSCN)=2×10^-12
①滴定选用的指示剂是_____________(填字母序号)，滴定终点的现象为_________________。
A．FeCl₂     B．NH₄Fe(SO₄)₂     C．淀粉          D．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止沉淀转化生成AgSCN而导致数据不准确。如无此操作，所测Cl元素含量将会______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③根据上面实验数据计算三氯氧磷产品中Cl元素的含量为______________。