高中化学磷试题

(12分)亚硝酸钠(NaNO₂)是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组拟制备NaNO₂并测定产品纯度。
I【查阅资料】
①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃。
②NO能被酸性高锰酸钾氧化成NO₂。
③酸性条件下MnO₄^-被还原为Mn²⁺。
Ⅱ【制备产品】
用如下装置制NaNO₂(夹持和加热装置已省略)。

（1）装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为_______________________。
（2）B装置的作用是_________________________。
（3）有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，为排除干扰应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂可能是_________。(填字母编号)
A．浓H₂SO₄         B．碱石灰            C．无水CaCl₂             D．生石灰
Ⅲ【测定纯度】．
设计如下方案测定产品的纯度。
 
（4）溶液A到溶液B发生反应的离子方程式为____________________________。
（5）取样品2.3g经一系列操作后得到溶液A100mL，准确量取10.00mL A与24.00mL 0.05mol／L的酸性KMnO₄溶液在锥形瓶中充分反应。反应后溶液用0.1 mol/L(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定至紫色刚好褪去；重复上述实验2次，平均消耗(NH₄)₂ Fe(SO₄)₂溶液10.00ml，则样品中NaNO₂的纯度为__________。
Ⅳ【探究反思】
（6）NaNO₂的纯度偏低，该小组讨论提出的原因中可能正确的是________。(填字母编号)
A．滴定至溶液紫色刚好褪去就立刻停止滴加
B．加入A与KMnO₄溶液前锥形瓶未经干燥
C．实验中使用的(NH₄)₂ Fe(SO₄)₂溶液暴露在空气中时间过长

4.6g铜和镁的合金完全溶于浓硝酸，反应后硝酸被还原只生成4480mL的NO₂气体和336mL的N₂O₄气体（气体体积都已折算到标准状况），在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为

A．9.02g

B．8.51g

C．8.26g

D．7.04g

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式：________________________________________。
（2）装置A中的烧瓶内固体可选用_________(选填以下选项的代号)。
A．碱石灰  
B．生石灰  
C．二氧化硅  
D．五氧化二磷  
E．烧碱
（3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格：B         ，D___________，E       。(均填编号)
（4）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是__                  。
（5）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．请写出反应的化学方程式：___               ；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为        ；当a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗数常数为        mol^-1(用含a、b的代数式表示)；
（6）从装置C的出气管口处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？                 。

N是重要的非金属元素，尿素、羟胺、硝酸、亚硝酸钠均为重要的含氮化合物。
（1）尿素[CO(NH₂)₂]是人类利用无机物合成的第一种有机物。
①尿素中元素原子半径最大的原子结构示意图为         ；
②尿素在土壤中的脲酶作用下会水解生成碳酸铵或碳酸氢铵，若与碱性肥料混合施用，会造成氮元素损失，请用离子方程式解释其原因                          ；
③已知：20^oC时，H₂CO₃：K_a1=4.2×10ˉ⁷、K_a2=5.6×10ˉ¹¹；NH₃·H₂O：K_b=1.7×10ˉ⁵,碳酸氢铵溶液中HCO₃ˉ、NH₄⁺、OHˉ、H⁺四种离子浓度由大到小的顺序为
（2）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。
①利用羟胺的还原性，可以除去含Fe²⁺中的Fe³⁺，氧化产物是一种性质稳定、无污染的气体，写出反应的离子方程式            ；
②制备NH₂OH·HCl（盐酸羟胺）的一种工艺流程如下图所示：

ⅰ步骤中，发生反应的化学方程式为                      ；
ⅱ步骤中使用的NaNO₂外观酷似食盐，误食会中毒。可用电解法将工业废水中少量的NO₂ˉ转化为N₂以降低其危害。写出NO₂ˉ在酸性条件下转化为氮气的电极反应式为  ________ 。
ⅲ步骤中，X为         （填化学式）；若要使滤液Y中SO₄²ˉ、SO₃²ˉ浓度均小于1×10ˉ⁵mol/L，溶液中Ba²⁺浓度应不小于               [已知K_SP(BaSO₃)= 5.0×10ˉ¹⁰；K_SP(BaSO₄)= 1.1×10ˉ¹⁰]
③用惰性电极电解硝酸溶液可制备NH₂OH。写出其阳极反应式            ；

将一定质量的镁、铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解（假设反应中还原产全部是NO）。向反应后的溶液中加入3mol/LNaOH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5.1g，则下列叙述中正确的是

A．当生成沉淀达到最大值时，消耗NaOH溶液的体积一定为100mL

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．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积为2.24L

D．参加反应的金属的总质量一定是6.6g

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

A．a是Fe（NO3）2

B．n1 = 0．375

C．p = 0．20

D．n2 = 0．30

煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示：

（1）②中NH₃参与反应的化学方程式为          。
（2）③中加入的物质可以是          （填字母序号）。
a．空气      b．CO      c．KNO₃     d．NH₃
（3）焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶（），其分子中相邻的C和N原子相比，N原子吸引电子能力更          （填“强”或“弱”），从原子结构角度解释原因：         。
（4）已知：N₂（g） ＋ O₂（g） 2NO（g）   ΔH =" a" kJ·mol^-1
N₂（g） ＋ 3H₂（g） 2NH₃（g） ΔH =" b" kJ·mol^-1
2H₂（g） ＋ O₂（g） 2H₂O（l） ΔH =" c" kJ·mol^-1
反应后恢复至常温常压，①中NH₃参与反应的热化学方程式为          。
（5）用间接电化学法除去NO的过程，如下图所示：

已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：          。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：          。

（Ι）HNO₂是一种弱酸，且不稳定，易分解生成NO和NO₂；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe^2＋氧化成Fe^3＋。AgNO₂是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题：
（1）写出N的原子结构示意图：         。
（2）下列方法中，不能用来区分NaNO₂和NaCl的是________(填序号)。
A．测定这两种溶液的pH                 
B．分别在两种溶液中滴加甲基橙
C．在酸性条件下加入KI—淀粉溶液来区别 
D．用AgNO₃和HNO₃两种试剂来区别
（3）某同学把新制的氯水加到NaNO₂溶液中，请写出反应的离子方程式：_____________________。
（Ⅱ）某暗紫色化合物A在常温和干燥的条件下，可以稳定存在，但它在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时产生一种气体单质。为探究其成分，某学习兴趣小组的同学取化合物A粉末进行试验。经组成分析，该粉末仅含有O、K、Fe三种元素。另取3.96g化合物A的粉末溶于水，滴加足量稀硫酸，向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液，恰好完全反应。过滤，将洗涤后的沉淀充分灼烧，得到红棕色固体粉末1.60g；将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。
（1）化合物A的化学式为     ；化合物A与H₂O反应的化学方程式为          。
（2）化合物A可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂，可由FeCl₃和KClO在强碱性条件下反应制得，其反应的离子方程式为               。
（3）目前，人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索，并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是            。
A．醋酸钠          B．醋酸       C．Fe(NO₃)₃         D．KOH
（4）请设计一个实验方案，研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响           。

工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同之处，又有区别。路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电高能固氮过程中硝酸的生成途径。

（1）写出N₂的一种用途                    。
（2）实验室制取物质NH₃的化学方程式为                     。
（3）写出工业制硝酸第③步反应化学方程式                    。
（4）硝酸是一种强氧化性、腐蚀性的强酸，其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化，从总体上说，硝酸浓度越高，平均每分子硝酸得到的电子数越少，浓硝酸的还原产物主要为NO₂，稀硝酸的还原产物主要为NO。 实验室中，常用Cu与浓HNO₃反应制取NO₂，用Cu与稀HNO₃反应制取NO。
（ⅰ）请写出实验室中用Cu与浓HNO₃反应制取NO₂的化学方程式：___________        。该反应中发生氧化反应的物质是_______，1 mol氧化剂_________（填“得到”或“失去”）_______ mol电子。
（ⅱ）48.0 g Cu与适量的浓HNO₃反应，铜全部溶解后，共收集到标准状况下22.4 L的气体（NO₂和NO的混合气体），反应中消耗HNO₃的物质的量是（   ）

A．1.5 mol

B．2.0 mol

C．2.5 mol

D．3.0 mol

（ⅲ）实际上硝酸不仅可被还原为NO₂或NO，浓度更稀时硝酸还可以被还原为N₂O、N₂、NH₄NO₃等。请将3种物质：FeSO₄、Fe（NO₃）₃和Fe₂（SO₄）₃分别填入下面对应的横线上，组成一个未配平的化学方程式。
HNO₃＋  ______    ______ ＋  ______ ＋  N₂O↑ ＋  H₂O
并配平其对应的离子方程式：□Fe^2＋＋□NO₃^－＋□H^＋ ＝□Fe^3＋＋□N₂O↑＋□H₂O

NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品，工业上常用铝土矿（主要成分为Al₂O₃和少量SiO₂、Fe₂O₃杂质）生产铵明矾晶体NH₄Al(SO₄)₂•12H₂O，其工艺流程图如下：

（1）废渣a、b 的成分分别是_______________、_______________。（写化学式）
（2）流程图中X的化学式为_______________。
（3）反应Ⅲ的离子方程式为________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为__________（填操作名称）、冷却结晶、过滤洗涤。
（4）反应Ⅶ的化学方程式为___________________。
（5）向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，不可能发生的离子反应是      _______。（填选项字母）

A．NH4^+ + SO4^2— + Ba^2+ + OH^—= BaSO4↓ + NH3·H2O

B．2Al^3+ + 3SO4^2— + 3Ba^2+ + 6OH^—= 3BaSO4↓ + 2Al(OH)3↓

C．Al^3+ + 2SO4^2— + 2Ba^2+ + 4OH^—= 2BaSO4↓ + AlO2^— + 2H2O

D．NH4^+ + Al^3+ + 2SO4^2— + 2Ba^2+ + 4OH^—= 2BaSO4↓ + Al(OH)3↓ + NH3·H2O

将32g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂的混合气体标准状况下的体积为11.2L，请回答
（1）NO₂的体积为            。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmL n mol·L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的物质的量浓度为        mol·L^-1．

将一定量硫酸、硝酸和KNO₃溶液混合成100ml溶液，其中H₂SO₄、HNO₃和KNO₃的物质的量浓度分别是6mol/L，2mol/L和1mol/L，向其中加入过量的铁粉，可产生标准状况下的混合气体体积为

A．11.2 L

B．6.72 L

C．8.96 L

D．4.48 L

(12分)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，反应方程式为：
2NH₃＋3CuON₂＋3H₂O＋3Cu，用示意图中的装置可以实现该反应，A中加的是氯化铵和氢氧化钙固体，C中的固体是氧化铜。回答下列问题：

（1）A中制备氨气的反应方程式为                                      。
（2）B中加入的物质是          。（填名称）
（3）实验时C中观察到的现象是                                    。
（4）实验时在D中收集到的液态物质是          。（填名称）
（5）已知反应前C中固体的质量为m₁g，反应一段时间后停止反应，冷却至室温测量C中固体的质量为m₂g，则理论上E中最多收集到的气体体积为（换算成标准状况下的体积）         （用m₁、m₂表示）。

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应．其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的化学方程式为_________________________；
（2）B装置的名称是_____________________；
（3）E装置的作用_______________________；
（4）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．请写出反应  的化学方程式：___________________________；
（5）从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？（用离子方程式表示）______________________________.
（6）实验室通常利用质量分数36.5%盐酸（密度为1.14g/mL)与二氧化锰通过反应制取Cl₂。通过计算回答下列问题：（要求有计算过程）
①质量分数36.5%（密度为1.14g/mL)盐酸的物质的量浓度为多少？
②若要制取Cl₂  2.24L（标准状况），理论上需要消耗MnO₂多少克？

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