3.3硫循环和氮循环同步练习
姓名()班级()
一、选择题
1.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是
A.光化学烟雾、臭氧层空洞、温室效应的形成都与氮氧化合物有关
B.明矾溶于水可形成氢氧化铝胶体,常用于水体杀菌消毒
C.漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作环境的消毒剂
D.石英坩埚耐高温,可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
2.下列说法不正确的是
A.工业上采取电解熔融氯化铝来冶炼金属铝,并加入冰晶石降低熔点
B.胆矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药——波尔多液
C.工业上用焦炭还原石英砂可以制得含有少量杂质的粗硅
D.将矿物燃料脱硫脱硝可有效防治酸雨
3.某兴趣小组对化合物X开展探究实验。
其中:X是易溶于水的正盐,由3种元素组成,且有2种元素位于同一主族;A和B均为纯净物;生成的气体全部逸出,且可使品红溶液褪色;溶液C中的溶质只含一种阴离子,并测得该溶液中;酸性溶液能与用X配成的溶液发生反应:,(注:忽略加入固体X后溶液的体积变化)。下列说法不正确的是
A.红酒中添加A,利用了A的还原性和杀菌消毒的能力
B.溶液D也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其原理与A使品红溶液褪色不同
C.固体X含有钾元素,且钾元素的物质的量为
D.由上述分析可知X的化学式为
4.在给定的条件下,下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是
A.FeFe2O3Fe2(SO4)3
B.CaCl2(aq)CaCO3(s)CaO(s)
C.NH3NO2HNO3
D.SSO2H2SO4
5.下表中的各组物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是
编号 a b c d
① Na NaOH
② S
③ Fe
④ MgO Mg
A.②④ B.①④ C.②③ D.③④
6.如图是某元素的“价﹣类”二维图。其中X是一种常见的强碱,G为正盐,通常条件下Z是无色液体,D的相对分子质量比C小16,各物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.D到C的反应可用于D的检验,二者均可用排水法收集
B.C和D都属于酸性氧化物
C.G不稳定,受热易分解
D.F物质可以和Y反应直接转化为C
7.“价类二维图”是学习元素及其化合物的重要模型和工具。如图为铁元素的“价类二维图”,其中箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是
A.铁粉与水蒸气在高温条件反应可以实现转化①
B.在水中溶解可实现转化⑥
C.Fe与少量氯气反应可实现转化⑦
D.由转化⑤可预测高铁酸盐()具有强氧化性
8.元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度,构建元素化合价和物质类别的二维图是学习化学的一种重要方法。如图是氮元素的“价类二维图”,下列说法正确的是
A.A点对应的物质约占空气质量分数的78%
B.D点对应物质的化学式为
C.E点对应的物质能使紫色石蕊溶液变蓝
D.E与碱反应得到的盐可代表的点是F
9.下列离子方程式错误的是
A.工业上用二氧化氮溶于水生产硝酸:
B.为测定空气中含量,将其通入到酸性溶液中:
C.海带提碘实验过程中,向含的溶液中滴加、稀硫酸:
D.研究温度对化学反应速率影响时,向溶液中滴加稀硫酸:
10.工业可利用“单质碘”循环来吸收,同时制得氢气,流程如图所示。下列说法错误的是
A.HI、、都是共价化合物
B.反应器中控制温度的目的是增大的溶解度以加快吸收
C.分离器中的物质分离的操作为蒸馏
D.碘循环工艺的总反应为
11.硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。下列说法正确的是
A.在图示的转化中,化合价不变的元素有铜、氯、氧
B.在图示的转化中,FeCl2、CuCl2未参与化学反应
C.图示转化的总反应是2H2S+O22S+2H2O
D.当回收得到1mol硫单质时,转移电子的数目为NA
12.下列有关说法正确的是
A.C919国产大飞机风挡结构部分使用的有机玻璃属于硅酸盐材料
B.石油的分馏和煤的干馏均是物理变化
C.氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨(即pH<7的雨水)的形成
D.硅在地壳中的含量仅次于氧,从沙滩到用户,硅发生了还原反应
13.研究表明,氮氧化物()与二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,其转化关系如图所示。下列关于雾霾及其形成过程的叙述中错误的是
A.图示中至少有三种酸性氧化物
B.气体物质中的与反应可全部转化为
C.可从雾霾中回收铵态氮肥
D.含氮物质未全部参与氧化还原反应
14.已知X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖变黑。A与X反应的转化关系如图所示,其中反应条件及部分产物均已略去,则下列有关说法正确的是
A.X使蔗糖变黑主要体现了X的强氧化性
B.若A为铁,则室温下X与A不发生反应
C.若A为碳单质,将气体B通入溴水褪色,证明B有漂白性
D.工业上,B转化为D的反应条件为加热、常压、催化剂
15.下列关于化学物质的用途或性质的叙述正确的说法有
①氨气极易溶于水,故可用做制冷剂
②单质硫易溶于CS2,实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管
③工业上用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃
④二氧化硅与氢氧化钠溶液、氢氟酸均反应,属两性氧化物
⑤足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化Fe2+
⑥浓硫酸有强吸水性,可以干燥SO2
⑦标准状况下,O2与NO2按1:4充满烧瓶,烧瓶倒置水中充分反应后,烧瓶内溶液的浓度接近mol/L
A.①②⑤ B.③⑤⑥ C.②③⑥ D.②③⑦
二、实验题
16.I.铜与稀硝酸反应产生NO,NO又被氧化成NO2,对实验观察无色NO有干扰,过多的NO、NO2又会污染环境。为使实验的设计符合绿色化学的思想,某兴趣小组设计出如图所示装置来改进“铜与硝酸反应”的实验。
(1)在图Id试管中加适量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,再由a向c中加2mL蒸馏水,c中有关气体的实验现象是 。
(2)以下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 (填甲或乙或丙)。
甲:Cu和浓硝酸反应 乙:Cu和稀硝酸反应 丙:Cu、O2和稀硝酸反应
II.探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(3)图IIG装置中浓硫酸有三种作用:① ;②混合NO2、O2气体;③观察气泡的速率,控制混合气体的比例。
(4)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为 mol/L(用分数表示)。
III.欲探究元素C、Si的非金属性强弱,设计的实验方案如图III。
(5)球形干燥管D的作用为 。
(6)该小组同学用盐酸、CaCO3和Na2SiO3溶液,按图装置进行实验,观察到试管C中溶液有白色沉淀生成,甲同学认为非金属性C>Si。但乙同学认为此方案不合理,理由是 。改进措施:在B、C两装置之间接一个盛有 溶液的洗气瓶。
17.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一半空的注射器。
请回答有关问题:
(1)设计装置A中加稀硝酸、碳酸钙的目的是 ;为达到此目的,应进行的操作是打开K,且打开分液漏斗活塞,当装置C中产生 时,关闭K。
(2)在完成(1)中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中产生 (填无色或红棕色)气体,一段时间后将F注射器活塞往下压,此时E中发生反应的化学方程式为 ;由BE中现象,确定B中反应的离子方程式为 。
(3)装置D的作用是 。
三、工业流程题
18.Ⅰ.铜与浓硝酸反应的装置如下图。
(1)仪器A的名称为 ,装置B的作用为 。
(2)装置C中发生反应的离子方程式为 。
Ⅱ.胆矾是一种重要化工原料,某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是,含有少量的油污、、、]制备胆矾。流程如下。
回答下列问题:
(3)“步骤①”中使用溶液的目的是 。
(4)“步骤②”中,在存在下溶于稀,该过程发生反应的化学方程式为 。
(5)“步骤②”中,该研究小组认为仅用浓溶解固体,也可以得到溶液,该方案的不足之处为 。
(6)该研究小组甲乙两名同学继续实验探究,发现溶液D能将氧化为。
a.甲同学认为不可能是“步骤②”中过量将氧化为,理由是 。
b.乙同学通过实验证实,只能是将氧化为,该反应的离子方程式为 。
四、原理综合题
19.自然界中的硫循环如图1所示。
(1)组成蛋白质的半胱氨酸中具有含硫官能团“-SH”,写出该官能团的电子式 。
(2)硫化细菌是好氧菌,而反硫化细菌是厌氧菌,两类细菌参与了土壤中硫循环(图2)。
①反硫化细菌通过有机物与硫酸盐反应提供能量,硫酸盐的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。
②“细菌浸矿法”可将矿石中的CuS转化为可溶性铜盐,离子方程式是 。
(3)化石燃料的燃烧可产生SO2,为避免过多SO2进入大气造成污染,沿海的火电站可利用天然海水(显弱碱性的微粒主要是)吸收SO2,成本低廉。其过程如下。
已知含各种粒子占总量的物质的量分数随溶液pH的变化如下图所示:
①根据上图,吸收初期主要反应的离子方程式是 。
②氧化的目的是将硫元素全部转化为,该过程中溶液pH (填“升高”“不变”或“降低”)。
③若将“吸收”与“氧化”合并成一步,会导致SO2脱除效率(单位体积海水所能溶解的烟气中SO2的量)降低,可能的原因是 。
④排放海水与原海水相比,减少的与增加的的物质的量之比约为 。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.C
【详解】A.光化学烟雾、臭氧层空洞,酸雨的形成都与氮氧化合物有关,温室效应形成与二氧化碳有关,故A错误;
B.明矾溶于水可形成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附杂质作用,常用于净水,不能用于水体杀菌消毒,故B错误;
C.漂粉精常用于漂白、消毒杀菌,因此漂粉精既可作棉、麻、纸张的漂白剂,又可用作环境的消毒剂,故C正确;
D.石英坩埚耐高温,由于石英坩埚主要成分是二氧化硅,二氧化硅和氢氧化钠、碳酸钠高温下反应,因此不能用来加热熔化烧碱、纯碱等固体,故D错误。
综上所述,答案为C。
2.A
【详解】A.氯化铝为共价化合物,熔融时不导电,工业上采取电解熔融氧化铝来冶炼金属铝,并加入冰晶石降低熔化温度,A不正确;
B.胆矾和石灰乳混合制成波尔多液,可用于防治果树的病虫害,B正确;
C.工业上用焦炭和石英砂在高温下反应,制得含有少量杂质的粗硅和一氧化碳,C正确;
D.将矿物燃料脱硫脱硝,可减少二氧化硫和氮的氧化物向大气中的排放,从而有效防治酸雨,D正确;
故选A。
3.A
【分析】溶液C的焰色试验透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,说明溶液C中含有K元素,X能发生反应:,说明X中含有S元素,则 X与盐酸反应生成的可使品红溶液褪色的气体A为SO2,淡黄色固体B为S,因此组成X的3种元素为K、S、O;溶液C中的溶质只含一种阴离子,并测得该溶液中,说明反应过程中盐酸过量,则该阴离子为Cl-,c(H+)=0.1mol/L,c(Cl-)=0.5mol/L,根据电荷守恒可知,c(K+)=c(Cl-)-c(H+)=0.4mol/L,则n(K+)=0.4mol/L×0.1L=0.04mol,因此6.68gX中K+的物质的量为0.04mol,硫元素守恒,生成的为0.05molSO2,1.6g淡黄色固体B为0.05molS,则6.68gX中S原子的物质的量为0.05mol+0.05mol=0.1mol,O原子为6.68g-0.1mol×32g/mol-0.04mol×39g/mol=1.92g,物质的量为0.12mol,则各原子物质的量之比为n(K):n(S):n(O)=0.04mol:0.1mol:0.12mol=2:5:6,则X的化学式为K2S5O6。
【详解】A.A为SO2,红酒中添加A,利用了A的还原性可以起到抗氧化作用,适量添加SO2还可以抑菌,但SO2没有强氧化性不能消毒,A错误;
B. D为亚硫酸钠溶液,具有还原性,能还原酸性高锰酸钾溶液而使之褪色, A即二氧化硫通过与品红溶液生成不稳定的无色物质而褪色,二者原理不同,B正确;
C.据分析,固体X含有钾元素,且6.68gX中钾元素的物质的量为,C正确;
D. 由上述分析可知X的化学式为,D正确;
答案选A。
4.D
【详解】A.铁与水蒸气反应生成四氧化三铁,,A错误;
B.氯化钙与二氧化碳不反应,B错误;
C.氨气与氧气在催化剂加热的条件下生成一氧化氮,,C错误;
D.硫与氧气反应生成二氧化硫,二氧化硫被过氧化氢氧化生成硫酸,SO2+H2O2(g)=H2SO4,D正确;
故选D。
5.D
【详解】①NaOH加热不能分解,NaOH不能一步转化为Na2O,①项不能实现如图所示的转化;②S不能直接转化为SO3,②项不能实现如图所示的转化;③FeCl2与氯气反应生成FeCl3,Fe与盐酸反应生成FeCl2,Fe与氯气反应生成FeCl3,FeCl3与Cu反应生成CuCl2,CuCl2与铁反应生成FeCl2和铜,③项能实现如图所示的转化;④MgO与盐酸反应生成MgCl2,单质Mg与氧气反应生成MgO,单质Mg与盐酸反应生成MgCl2,MgCl2和氢氧化钠反应生成Mg(OH)2,加热Mg(OH)2分解为MgO,④项能实现如图所示的转化;
答案选D。
6.C
【分析】G为正盐,和强碱X反应生成氢化物F,可推知F为NH3,G为铵盐,则该“价—类”二维图是氮的“价—类”二维图,则E为氮气。D的相对分子质量比C小16,可知D为NO,C为NO2,Y为氧气,通常条件下Z是无色液体,则Z为水,NO2和水反应生成硝酸,则B为硝酸,A是硝酸和碱生成的盐,所以A为硝酸盐。
【详解】A.无色的NO和O2反应生成红棕色的NO2,可以用于检验NO,NO不溶于水,可以用排水法收集,但NO2能和水反应,所以不能用排水法收集,A错误;
B.酸性氧化物是能跟碱反应生成生成一种盐和水的氧化物,NO不能跟碱反应,NO2跟碱反应生成两种盐,所以都不是酸性氧化物,B错误;
C.铵盐不稳定,受热容易分解,C正确;
D.NH3和氧气反应不能直接生成NO2,NH3和氧气催化氧化可以直接生成NO,D错误;
故选C。
7.D
【详解】A.铁与水蒸气在高温条件下反应生成,A错误;
B.不溶于水,B错误;
C.氯气氧化性较强和Fe反应生成,C错误;
D.由图可知,高铁酸盐()中铁的价态为+6价,产物为,故预测高铁酸盐可能具有强氧化性,D正确;
故选D。
8.D
【分析】结合氮元素的“价类二维图”,A为N2,B为NO,C为NO2,D为N2O5,E为HNO3,F为硝酸盐,据此解答。
【详解】A.A为氮气,约占空气体积分数的78%,故A错误;
B.D点对应物质的化学式为,故B错误;
C.E为HNO3,能使紫色石蕊溶液变红,故C错误;
D.E为HNO3,与碱反应得到硝酸盐,可代表的点是F,故D正确;
故选D。
9.D
【详解】A.工业上用二氧化氮溶于水生产硝酸,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮:,故A正确;
B.为测定空气中SO2含量,将其通入到酸性KMnO4溶液中,,二氧化硫具有还原性,被高锰酸钾氧化为硫酸,高锰酸钾被还原为硫酸锰,反应的离子方程式:,故B正确;
C.海带提碘实验过程中,向含I-的溶液中滴加H2O2、稀硫酸,酸性溶液中过氧化氢氧化碘离子生成碘单质,反应的离子方程式为:2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O,故C正确;
D.向Na2S2O3溶液中滴加稀硫酸反应生成硫单质、二氧化硫和水,反应的离子方程式为:,故D错误;
故选:D。
10.B
【分析】该流程是利用单质碘来吸收,并同时制备氢气;将二氧化硫、水和单质碘通入反应器中,反应生成硫酸和氢碘酸,再对该混酸进行分离,将硫酸分离,后将HI通入到膜反应器中,使其分解为氢气和碘单质,再把碘单质通入反应器中进行循环利用。
【详解】A.HI、、中的所有化学键均为极性共价键,都属于共价化合物,A正确;
B.的沸点较低,温度过高会使升华,从而减少的吸收,所以反应器中控制温度为20℃~100℃,升高温度则气体溶解度减小,B错误;
C.分离器中含有硫酸和氢碘酸,二者沸点不同,用蒸馏来分离,C正确;
D.反应器中发生反应,膜反应器中发生反应,将两反应方程式相加得,碘循环工艺的总反应为,D正确;
故选B。
11.C
【详解】A.在图示的转化中,元素化合价不变的有Cu、Cl,O元素化合价发生了变化,A错误;
B.图示转化中,FeCl2被氧气氧化生成FeCl3,CuCl2与H2S反应生成CuS,两者都参与了化学反应,B错误;
C.该转化的实质为H2S和O2反应生成S和H2O,总反应的化学方程式为2H2S+O22S+2H2O,C正确;
D.总反应为2H2S+O22S+2H2O,当回收得到1molS单质,转移电子数为2mol,D错误;
故答案选C。
12.D
【详解】A.有机玻璃的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯,是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物,属于高分子材料,不属于硅酸盐材料,A错误;
B.石油的分馏过程中没有产生新物质,是物理变化,煤的干馏过程中有新物质生成,是化学变化,B错误;
C.氮氧化物、硫氧化物的排放会导致酸雨的形成,酸雨是pH<5.6的酸性降水,C错误;
D.硅在地壳中的含量仅次于氧,从沙滩到用户,硅由SiO2转化为硅单质,化合价下降,发生了还原反应,D正确;
故选D。
13.B
【详解】A.图中N2O5、SO2、SO3都为酸性氧化物,则图示中至少有三种酸性氧化物,A正确;
B.与反应生成SO3为可逆反应,可逆反应达平衡时,反应物和生成物同时存在,则气体物质中的与反应不可全部转化为,B错误;
C.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵,可从雾霾中回收铵态氮肥,C正确;
D.含氮物质未全部参与氧化还原反应,如五氧化二氮转变为硝酸时不涉及元素化合价的变化,D正确;
故选B。
14.D
【分析】X为一种常见酸的浓溶液,能使蔗糖粉末变黑,则X为浓硫酸,D和水反应生成硫酸,则D是三氧化硫,B和氧气反应生成三氧化硫,则B是二氧化硫。
【详解】A.浓硫酸使蔗糖中的氢、氧元素以水的组成比例脱去,剩余黑色的C,因此浓硫酸使蔗糖变黑的现象主要体现了浓硫酸的脱水性,故A错误;
B.若A为铁,常温下,铁与浓硫酸反应生成致密的氧化物保护膜,发生钝化现象,钝化为化学变化,故B错误;
C.B是二氧化硫,二氧化硫和溴水发生氧化反应而是溴水褪色,体现二氧化硫的还原性,故C错误;
D.工业上,二氧化硫转化为三氧化硫的反应条件加热、使用催化剂,故D正确;
答案选D
15.C
【详解】①氨气易液化,气化时吸热,可使环境温度降低,工业上可用作制冷剂,与氨气的溶解性无关,故①错误;
②硫与二硫化碳都是非极性分子,依据相似相溶原理,单质硫易溶于CS2,则实验室可用CS2清洗沾有硫单质的试管,故②正确;
③玻璃中含有二氧化硅,能与氢氟酸反应生成挥发性的四氟化硅气体,则工业上可用氢氟酸溶液腐蚀玻璃生产磨砂玻璃,故③正确;
④二氧化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和水,且与其他酸不反应,不是两性氧化物,故④错误;
⑤铁与硝酸反应首先生成硝酸铁,溶液呈浅绿色由过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致,故⑤错误;
⑥浓硫酸不和H2、SO2等气体反应,浓硫酸具有吸水性,可用来干燥H2、SO2等气体,故⑥正确;
⑦设O2为1L,NO为4L,根据,氧气完全反应、过量NO不反应也不溶于水,反应气体,消耗气体体积为得到溶液体积,同时生成硝酸,则烧瓶内溶液的浓度接近mol/L,⑦错误;
故选C。
16.(1)气体颜色变浅
(2)丙
(3)干燥NO2、O2
(4)
(5)防止倒吸
(6) 盐酸有挥发性,挥发出的HCl和Na2SiO3溶液反应也会产生白色沉淀 饱和NaHCO3
【分析】Ⅰ在试管c中进行Cu和硝酸的反应,在试管d中用NaOH溶液进行尾气吸收;Ⅱ通过过氧化氢在MnO2催化下分解生成O2,浓硝酸和Cu反应制备NO2,通过浓硫酸干燥,在圆底烧瓶中可以收集得到NO2和O2的混合气体。再利用NO2和O2、H2O反应生成HNO3,使得烧瓶内部的压强小于外部的压强,从而形成喷泉。
【详解】(1)铜和浓硝酸反应得到Cu(NO3)2、NO2和水,方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;加入水后,硝酸的浓度减小,Cu与稀硝酸反应生成NO,同时NO2会与水反应生成HNO3和NO,c中气体颜色变浅;
(2)甲:铜和浓硝酸制备硝酸铜的方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,生成NO2会造成大气污染,且硝酸的利用率为50%。
乙:铜与稀硝酸制备硝酸铜的方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3CuNO3+2NO↑+4H2O,生成的NO会造成大气污染,硝酸的利用率为75%。
丙:利用Cu和O2反应先生成CuO,再利用CuO和HNO3反应生成Cu(NO3)2;CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O,此过程中没有污染性气体生成,且所有的NO均转入Cu(NO3)2中。
因此能体现绿色化学理念的方案为丙,因为制取等量的硝酸铜时,丙方案消耗的硝酸最少,且不会产生污染性气体;
(3)利用装置Ⅱ收集干燥的NO2和O2,并控制其比例,因此浓硫酸还可以用于干燥NO2、O2气体;
(4)设烧瓶体积为VL,则烧瓶中气体的体积为VL,气体的物质的量为,混合气体全部被吸收,最终水充满烧瓶,得溶液体积为VL,结合反应:4NO2+ O2+2H2O=4HNO3,最终生成硝酸的物质量为:溶液浓度为:;
(5)球形干燥管D可有效防止倒吸;
(6)盐酸有挥发性,挥发出的HCl和Na2SiO3溶液反应也会产生白色沉淀,因此方案不合理;改进措施:在B、C两装置之间接一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶,用于除去二氧化碳中的HCl。
17.(1) 产生CO2,赶走装置中的空气,防止因NO与O2反应生成NO2而产生产生干扰; 白色沉淀
(2) 无色 2NO+O2=2NO2 3Cu+2NO+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)吸收多余的氮的氧化物,防止污染空气,防止倒吸
【分析】由实验装置及流程可知,A中发生硝酸与碳酸钙的反应生成二氧化碳,因烧瓶中有空气,则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮,利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰;B中发生Cu与硝酸的反应生成NO、硝酸铜,E中收集到无色气体NO,利用F充入空气,可检验NO的生成;C装置可检验二氧化碳充满B、E装置;D装置为尾气处理装置,吸收氮的氧化物,防止污染空气,以此来解答。
【详解】(1)因烧瓶中有空气,则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮,利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶净装置中 的空气避免对一氧化氮气体检验的干扰;当C中产生白色沉淀时,说明CO2充满了装置;
(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,故B中为无色气体,一段时间后将F注射器活塞往下压,E中的无色气体变成红棕色,此时E中发生反应的化学方程式为2NO+O2=2NO2,综合BE中的现象,说明铜和稀硝酸生成的是NO,
其离子反应为3Cu+2NO+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)NO、NO2都有毒,能污染环境,氮的氧化物能被NaOH溶液吸收,则装置D的作用为吸收多余的氮氧化物,防止污染空气,用干燥管连接可以防止倒吸。
【点睛】把握实验装置的作用、发生的反应及NO易被氧化为解答的关键,侧重分析能力与实验能力的综合考查。
18.(1) 具支试管 防倒吸
(2)
(3)除油污
(4)
(5)浓硫酸利用率低产生污染环境
(6) 溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解
【分析】铜屑主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2,碱性条件下油脂能水解生成高级脂肪酸盐和甘油,碳酸钠溶液呈碱性,能促进油脂水解,所以铜屑中加入碳酸钠溶液浸洗,然后过滤,滤液A中含有过量的碳酸钠溶液及高级脂肪酸钠、甘油等,固体B中含有Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2,向固体B中加入过量稀硫酸、H2O2,CuO、CuCO3、Cu(OH)2和稀硫酸反应生成CuSO4、H2O;Cu、H2O2、稀硫酸反应生成CuSO4和H2O,所以得到的溶液C中含有CuSO4和过量的稀硫酸,加热浓缩、冷却结晶溶液C,过滤得到胆矾和滤液D,滤液D中含有稀硫酸、硫酸铜等物质。
【详解】(1)仪器A的名称是具支试管,二氧化氮会污染空气,用NaOH溶液吸收时易发生倒吸,则装置B是安全装置,防倒吸,故答案为:具支试管;防倒吸;
(2)装置C中二氧化氮和NaOH溶液发生氧化还原反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,发生反应的离子方程式为;
(3)碱性条件下油脂能水解生成高级脂肪酸盐和甘油,碳酸钠溶液呈碱性,能促进油脂水解,所以碳酸钠溶液的作用是去除油污,故答案为:除油污;
(4)H2O2有氧化性、Cu有还原性,在酸性条件下中,H2O2、Cu、H2SO4发生氧化还原反应生成CuSO4、H2O,该反应化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
(5)固体B主要成分为Cu,加热条件下,浓硫酸和Cu反应生成CuSO4、SO2、H2O,SO2有毒而污染空气,若仅用浓H2SO4溶解固体B,会生成SO2,污染环境,故答案为:浓硫酸利用率低产生污染环境;
(6)a.溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解,所以不存在H2O2氧化I-;b. 将氧化为,同时生成CuI沉淀,该反应的离子方程式为:。
19.(1)
(2) 氧化剂
(3) 降低 氧化使海水pH显著降低,抑制H2SO3向、转化(抑制SO2溶解) 2:1
【分析】在氧化还原反应中,氧化剂得到电子,元素化合价降低,还原剂失去电子元素化合价升高。天然海水显弱碱性,主要含有,向其中通入SO2气体,初期发生反应,使溶液pH减弱;后通入空气,发生氧化反应:O2+2=2+2H+,氧化反应使溶液pH降低。SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3存在电离平衡:H2SO3+H+;+H+,酸性增强会抑制H2SO3和的电离,所以“吸收”与“氧化”合并成一步时,SO2的脱除效率会降低,也抑制了SO2的溶解。若排放海水与原海水的pH大约相等,即氧化过程中生成的H+与几乎完全反应生成CO2逸出,根据反应消耗的与产生的个数关系确定二者的物质的量的比。
【详解】(1)S原子最外层有6个电子,其中的一个成单电子与H原子的电子形成一对共用电子对,就形成-SH,其电子式为 ;
(2)①根据图示可知:硫酸盐与反硫化细菌作用转化为硫化物,S元素化合价由反应前硫酸盐中的+6价变为反应后硫化物中的-2价,化合价降低,得到电子被还原,因此硫酸盐作用是表现氧化性,作氧化剂;
②“细菌浸矿法”可将矿石中的CuS转化为可溶性铜盐,这是由于CuS与O2在硫化细菌作用下反应产生Cu2+、,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式是;
(3)①天然海水中的微粒主要是,呈弱碱性,pH=8,吸收SO2初期时生成和CO2气体,反应的离子方程式为:;
②通入O2可将弱酸性海水中的氧化为,反应为O2+2=2+2H+,则溶液中c(H+)增大,溶液的酸性增强,故溶液的pH降低;
③氧化步骤中反应为O2+2=2+2H+,溶液的酸性增强,pH降低,SO2溶于水生成H2SO3,H2SO3存在电离平衡:H2SO3+H+;+H+,酸性增强会抑制H2SO3和的电离,所以“吸收”与“氧化”合并成一步时,SO2的脱除效率会降低,也抑制了SO2的溶解;
④排放海水与原海水的pH大约相等,即氧化过程中生成的H+与几乎完全反应生成CO2逸出,相关反应为SO2+=CO2+、O2+2=2+2H+、H++=CO2↑+ H2O,则总反应为:2SO2+4+O2=4CO2+2+2H2O,所以减少的与增加的的物质的量之比约为2:1。
答案第1页,共2页
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