高中化学磷试题

H₂还原CuO所得的红色固体可能是Cu与Cu₂O的混合物，已知Cu₂O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应，生成Cu²⁺和单质铜。现有8g CuO被H₂还原后，得到红色固体6.8g。
（1）6.8 g上述混合物中含Cu与Cu₂O的物质的量之比是                   ；
（2）若将6.8 g上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤，可得到固体        g；
（3）若将6.8 g上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应，生成标准状况下1.568 L的气体（不考虑NO₂的溶解，也不考虑NO₂与N₂O₄的转化），则该气体的成分及物质的量之比是             ；

氨、硝酸、硝酸铵、硝酸铜是重要的化工产品。工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

请回答下列问题：
（1）吸收塔中通入空气的作用是                 。
下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是        。

A．浓硫酸

B．氯化钙

C．生石灰

D．硝酸亚铁

（2）制硝酸尾气中的氮氧化物常用尿素[CO(NH₂)₂]作为吸收剂，其主要的反应为：NO、NO₂混合气与水反应生成亚硝酸，亚硝酸再与尿素[CO(NH₂)₂]反应生成CO₂ 和N₂，请写出反应的化学方程式     、       。
（3）在氧化炉里，催化剂存在时氨气和氧气反应：
4NH₃ + 5O₂4NO + 6H₂O  4NH₃ + 3O₂2N₂+ 6H₂O
在不同温度时生成产物如图一所示。在氧化炉里，反应温度通常控制在800℃~900℃的理由是      。
         
（4）如图二所示装置可用于电解NO制备 NH₄NO₃，电解总反应方程式为        ，需补充氨气的理由是                 。
（5）工业上通常用铜与浓硝酸反应制得光谱纯硝酸铜晶体（化学式为Cu(NO₃)₂·3H₂O，摩尔质量为242g/mol）。已知：25℃、1.01×10⁵ Pa时，在密闭容器发生反应：2NO₂N₂O₄，达到平衡时，c(NO₂)="0.0400" mol/L，c(N₂O₄)="0.0100" mol/L。
现用一定量的Cu与足量的浓高纯度硝酸反应，制得5.00 L已达到平衡的N₂O₄和NO₂的混合气体（25℃、1.01×10⁵ Pa），理论上生成光谱纯硝酸铜晶体的质量为________ g。

（本题共12分）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿与死亡。
23．氨分子的电子式为_________，氮元素原子最外层电子排布的轨道表示式是________。
24．在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N₂和0.6 mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)，反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如下图：

根据上图，计算从反应开始到平衡时，氢气的平均反应速率为___________________。
25．催化剂存在下，NH₃可用来消除NO的污染，生成两种对环境无害的物质。写出反应的化学方程式：           ；该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为   。
26．pH相同的氨水和氢氧化钠溶液，分别用蒸馏水稀释至原来体积的m倍和n倍，稀释后两溶液的pH仍相同，则m________n（填“>”、“<”或“＝”）；
27．氯碱工业的原料饱和食盐水中含有一定量的铵根离子，在电解时会生成性质极不稳定的三氯化氮，易引起爆炸。为除去饱和食盐水中的铵根离子，可在碱性条件下通入氯气，反应生成氮气。该反应的离子方程式为          。该工艺选择氯气的优点是          。（答出一点即可）

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(s)   ΔH＜0
（1）如用下图装置制取氨气，你所选择的试剂是                 。

（2）制备氨基甲酸铵的装置如上图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。
注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是：                      、                   。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是：                                         。
②从反应后的混合物中分离出产品，为了得到干燥产品，应采取的方法是____ （填写选项序号）。a．常压加热烘干    b．高压加热烘干    c．真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。

双通玻璃管的作用：           ；浓硫酸的作用：            、            。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11．73 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为15．00 g。
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为      _____   。

现取m克铝镁合金与一定浓度的稀硝酸恰好完全溶解（假定硝酸的还原产物只有NO），向反应后的混合溶液中滴加bmol/LNaOH溶液，当滴加到VmL时，得到沉淀质量恰好为最大值n克，则下列有关该实验的说法中正确的有（    ）
①沉淀中氢氧根的质量为（n－m）克
②恰好溶解后溶液中的NO₃^-离子的物质的量为mol
③反应过程中转移的电子数为mol 
④生成标准状况下NO气体的体积为L
⑤与合金反应反应的硝酸的物质的量为(+)mol

A．2项

B．3项

C．4项

D．5项

(16分)氨水是一种的常用的化学试剂。

（1）以浓氨水和生石灰为原料，用如下装置为发生装置，可制取少量氨气。已知：NH₃·H₂O+CaO=Ca(OH)₂+NH₃↑。
①生石灰应该装在____(填A或B)。
②试从电离平衡角度分析该实验中氨气逸出的原因：
③现要用试管和必要实验用品收集一试管氨气，请在C处补充相应收集装置。
（2）化学兴趣小组用氨水与硝酸银溶液配制好银氨溶液后，进行乙醛的银镜反应实验，但部分同学实验时间长，且效果不明显。影响乙醛银镜反应速率的因素有哪些呢？请你完成如下猜想：
①猜想：因素一：银氨溶液的pH大小；因素二：____________________ 。
②你设计实验验证上述“因素一”，完成下表中内容。
提供试剂：乙醛、2%稀氨水、 0.25mol/L NaOH溶液、盐酸 、 2% AgNO₃溶液
实验用品：烧杯(装有热水)、试管

实验步骤	实验操作	预期现象及结论 （步骤1只写现象）
1	在A、B两支洁净的试管中各加入1mL 2%的AgNO3溶液，然后                         ，此时制得pH均约为8的银氨溶液。
2	往A、B试管加入3滴乙醛，然后在A试管中加               ；振荡后将两支试管放在热水浴中温热。	若A试管比B试管出现的银镜时间短、光亮，则 若A试管比B试管出现的银镜时间长，则

 

(14分)某化学兴趣小组为了探究AgNO₃的性质，通过查阅资料和老师指导设计了如下实验：
Ⅰ．探究AgNO₃的氧化性
实验方法：将光亮的铁丝伸入新配制的AgNO₃溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，先将溶液中的Ag除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：蒸馏水、稀氨水、KSCN溶液、高锰酸钾酸性溶液、新制氯水。
（1）请完成下表：

实验操作	现象	结论
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，____________________，充分振荡	_____________________ _____________________	存在Fe^3+
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，____________________，充分振荡	_____________________ _____________________	不存在Fe^2+

【实验结论】Fe的氧化产物为Fe³⁺。
Ⅱ．探究AgNO₃的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热AgNO₃固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。
当反应结束后，试管中残留同体为黑色。

（2）装置B的作用是________________________。
（3）经小组讨论并验证该无色气体为O₂，其验证方法是___________________________________。
（4）【查阅资料】Ag₂O和粉末状的Ag均为黑色；Ag₂O可溶于氨水和稀硝酸。
【提出设想】试管中残留的黑色同体可能是：i．Ag；ii．Ag₂O；iii．__________________。
【实验验证】该小组为验证上述设想iii是否成立，进行了如下实验(仪器和药品任选)

实验操作	现象和结论

【实验结论】若假设i成立，该小组得出AgNO₃固体热分解反应的化学方程式为______________。

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                                                   。

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入3mol/LNaOH溶液到沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加 5.1g．下列叙述不正确的是（ ）

A．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

B．参加反应的金属的总质量3.6g＜m＜9.6g

C．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V=100mL

D．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积在标况下为2.24L

为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。
实验一 探究铜和稀硝酸反应的产物。
实验装置如图，气密性已检查。

已知：FeSO₄+NO＝[Fe(NO)]SO₄，该反应较缓慢，待生成一定量[Fe(NO)]²⁺时突显明显棕色。
（1）实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是  。
（2）铜片和稀硝酸反应的化学方程式为                               。
（3）本实验A生成的气体中，若有NO₂，B的实验现象为           ；若只有NO生成，B的实验现象是                             。
实验二 探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因
经过实验一，测得硝酸的浓度<6 mol•L^-1，只有NO生成。当铜片与5 mol•L^-1硝酸反应时，开始时反应非常缓慢，一段时间后反应速率明显加快。为探究此反应的反应速率先慢后快的原因，进行如下探究：
探究一：研究反应过程的温度变化对反应速率的影响，实验所得曲线和现象记录如下图表。

时间/min	现象
0~15	铜表面出现气泡，但速度很慢
25	溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快
30	气泡生成速度较快，均匀冒出
45	洗气瓶中可见少量淡棕色的物质
50	溶液中蓝色明显变深，洗气瓶中突显明显棕色

（4）获得图2数据所需的测量仪器有________________________________。

（5）从上述图表分析可得到的结论是                                   。

序号	温度	铜片/g	硝酸/mL	硝酸铜/g
1	25℃	①	②	③
2	25℃	5	20	0.5
3	25℃	5	20	1.0

探究二：研究化学反应产物对反应速率的影响
设计了如下实验，利用上图装置测定溶液突显明显棕色的时间。
（6）请将上表中将实验1的实验条件填写完整①     ②    ③    
（7）通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续进行的实验是              。

以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式，其过程简示如下：

（1）甲烷脱硫的主要目的是                                。
（2）甲烷一次转化发生反应：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g）   。在20L的密闭容器中充入CH₄(g)、H₂O(g)各1mol,CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P₁      （选填＞、＜、=）P₂；若3min后在150℃、压强为P₂时达到平衡，平均反应速率v(H₂)=           。

（3）传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气，用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用？                                   。
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液，可吸收H₂S、O₂、CO、CO₂等，该铜洗液吸收CO₂的化学方程式：                                    。
（4）n(N₂）：n(H₂)="1" : 3原料气进入合成塔，控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率？                                                                    。
（5）NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO₃溶液至c(Ag⁺)=0.07 mol·L^-1，溶液中浓度比
c(Cl^-)：c(Br^-)：c(I^-）=        ：       ：1。

	AgCl	AgBr	AgI
Ksp	2×10^-10	5×10^-13	1×10^-16

 

NH₃和NO_x在催化剂作用下可转变为N₂和H₂O，这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法，为了提高NO的转化率实际操作中用过量的氨气。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率。(已知：浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。

（1）装置③可以选的干燥剂为：_________(选填序号，下同)；
a．浓硫酸       b．碱石灰       c．无水氯化钙
（2）若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂，你会选择下图_____装置来制取氨气；下图装置C中盛放固体药品的仪器名称是_____。

（3）写出装置⑤中反应的化学方程式_______；该反应中的氧化剂是______。
（4）实验室在用装置D制取较纯NO过程中，先在试管中加入2～3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用__________。
（5）实验完成后，检验装置⑥中NH₄⁺的存在需要浓NaOH溶液和__________试纸。
（6）已知NO与FeSO₄溶液反应形成棕色可溶性的[Fe(NO)]SO₄，装置⑥中，小段玻璃管的作用是_____；装置⑦的作用是除去NO和检验氨气是否除尽，若氨气未除尽观察到的实验现象是_____。

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH₄)₂SO₄溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a                
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                                 。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是               。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                          。
（2）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，二是                                             。
（3）由MgCl₂溶液得到MgCl₂·6H₂O晶体，操作为        、          、          
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                     。
②由MgCl₂·6H₂O加热制备无水MgCl₂的操作在             氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

化学史上很多重要物质的发现背后都有科学家们的兴趣、坚持、创新与传承。例如氨的发现史，阅读下文并填空。
1727年，英国牧师、化学家哈尔斯用氯化铵与熟石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热,只见水被吸入瓶中而不见气体放出；
（1）哈尔斯制氨气发生的反应方程式为              ，水吸入曲颈瓶的原理与           实验相同。氨的电子式为             ；
1774年英国化学家普利斯特里重作这个实验，采用汞代替水来密闭曲颈瓶，即排汞取气法，制得了碱空气（氨）。他还研究了氨的性质，他发现             ；
（2）氨可以在纯氧中燃烧，已知该反应为一个置换反应，反应方程式为          ，预期该反应在生产上       （填有或无）实际用途。
（3）在氨气中通以电火花时,气体体积在相同条件下增加很多，该反应的化学方程式是      ，据此证实了氨是氮和氢的化合物。其后戴维等化学家继续研究，进一步证实了氨的组成。

氮族元素中的很多化合物在医疗上有广泛应用，比如NO，少量的NO可以防止血管堵塞。
Ⅰ．氨水在实验室是一种常见的试剂
（1）稀氨水与稀盐酸反应，中和热∆H   —57.3 kJ/mol（选填“>”“<”“=”）
（2）铜氨络合物的制备：烧杯中加入10 mL 0.2 mol·L-1的硫酸铜溶液，再滴加8 mol·L-1的氨水，则有浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀生成，继续滴加氨水至沉淀完全溶解，此时即得深蓝色的含有铜氨络离子的溶液。写出铜氨络离子的结构式            。
Ⅱ．麻醉剂的发现和使用，是人类历史上了不起的一项成就，它可使患者在接受治疗时感觉不到疼痛。
（3）“笑气”(N₂O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为N₂O与CO₂具有相似的结构(包括电子式)且都为非极性分子，则其空间构型是            型 ；另一种常用麻醉剂氯仿，常因保存不慎而被氧化，产生剧毒物光气(COCl₂)：2CHCl₃ + O₂ =" 2HCl" + 2COCl₂，为防止中毒事故，使用前可用于检验氯仿是否变质的试剂是            。
A．酚酞试液   B．淀粉碘化钾溶液  C．NaOH溶液   D．硝酸银溶液
Ⅲ．羟胺（NH₂OH）可看做是氨分子内的1个氢原子被羟基取代的物质，常用作还原剂。也用作合成抗癌药（羟基脲）、磺胺药（新诺明）和农药（灭多威）的原料。
（4）羟胺的电子式为             。
（5）以下关于羟胺说法正确的是             。
A．可做抗氧化剂
B．羟胺晶体为分子晶体，其晶体内只有范德华力一种作用
C．根据其结构特征，可推测羟胺难溶于水
D．等物质的量的羟胺和乙烷所含电子数相等
Ⅳ．氮氧化物会污染环境，若用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄ (g)＋4NO₂ (g)＝4NO(g)＋CO₂ (g)＋2H₂ O(g) ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH₄ (g)＋4NO(g)＝2N₂ (g)＋CO₂ (g)＋2H₂ O(g) ΔH＝－1160 kJ·mol－1
③H₂O(g)＝H₂O(l) ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
（6）写出甲烷气体与NO₂气体反应生成氮气、二氧化碳气体和液态水的热化学方程式：              。                                                                    。