2023-2024高一化学下学期期末复习专题01硫、氮、硅及其化合物(含解析)

专题01 硫、氮、硅及其化合物
考向1 硫及其化合物的性质
考向2 氮及其化合物的性质
考向3 硅及其化合物的性质
考向1 硫及其化合物的性质
1.下列有关硫及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.硫单质呈黄色,可用作橡胶硫化剂
B.具有还原性,可用于漂白草编织物
C.浓硫酸具有脱水性,可使胆矾由蓝色变为白色
D.具有还原性,可用于处理自来水中残留的
2.如图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的所有气体产物。下列说法不正确的是

A.物质甲可以是无水
B.丙中溶液褪色,丁中溶液变浑浊,说明反应中生成
C.戊中可用溶液吸收尾气
D.浓硫酸在反应中表现强氧化性
3.某实验小组利用下图装置探究浓硫酸与葡萄糖反应生成的气体成分。下列说法不正确的是

A.使浓硫酸与葡萄糖反应发生的操作是将a中的Y形管向左倾斜
B.装置b中若出现白色沉淀,不可能是或
C.装置d中出现浑浊,证明产生的气体中含有
D.装置e中可以盛放溶液,f的作用为防倒吸
4.物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个重要角度。如图为硫及其部分化合物的“价-类二维图”,下列说法错误的是

A.Z作氧化剂时,理论上可被还原为S单质
B.S与O2在点燃时经一步反应可生成Y
C.X的水溶液在空气中放置,易被氧化
D.Na2SO4属于电解质
5.某校化学实验小组学生为了验证非金属元素氯的非金属性强于硫和氮,设计了一套实验装置如图(已知氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢)。
回答下列问题:
(1)配平A中反应的化学方程式: _______HCl(浓)+_______KMnO4=_______MnCl2+_______KCl+_______Cl2↑+_______ H2O。该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(2)B中浸有NaOH溶液的棉花团的作用为 ;B中的现象为 ,由该现象得非金属性:Cl>>S。
(3)E中反应化学方程式为 。
(4)D中出现白烟,涉及的反应化学方程式为 、 。
(5)有同学认为D中的现象并不能说明氯的非金属性大于氮,需要在C之前加装洗气装置,请指出洗气装置盛装试剂为 (填名称)。
6.某化学学习小组为了探究铁质材料碳素钢(仅含有C和Fe)和浓硫酸反应的气体产物,利用下列装置(部分夹持仪器已省略)进行了如下实验探究活动:
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 。
(2)能证明实验生成的实验现象为 ;进入装置C中被氧化为,被还原为,写出该反应的离子方程式: 。
(3)实验过程中观察到G中无水硫酸铜由白色变成蓝色,F中发生反应的化学方程式为 ;产生该气体(F中的反应物)的原因为 。
(4)若装置D中澄清石灰水变浑浊,装置H中澄清石灰水未变浑浊,再结合(3)推知碳素钢与浓硫酸反应产生的气体中除了含有外,还有 (填化学式);铁质材料中碳与浓硫酸反应的化学方程式为 。装置H后增加装置I的目的是 。
7.石墨烯铜复合材料的电导率高,韧性好,可用于制备高铁的“超级导线”。某化学小组用如下组装装置测定其中的碳含量(铜、碳以外的成分不与浓硫酸反应)。

(1)纳米材料之一的石墨烯的同素异形体有多种,写出其中一种同素异形体的名称 。
(2)装置接口的连接顺序为 。
(3)A装置中反应容器F的名称为 ,装置B中球形干燥管中碱石灰的作用为 。
(4)实验前后,各通入一次,将装置中的气体全部赶入到型管中,第一次通入的作用是 。
(5)碳与浓硫酸反应的化学方程式为 。
(6)装置D中发生反应的离子方程式 。
(7)实验结束后,B装置中型管增重,则碳含量(质量分数)为 。
考向2 氮及其化合物的性质
8.硝酸是一种无色液体,一般带微黄色,常用来制造火药、氮肥、染料等。下列关于硝酸的认识错误的是
A.因浓硝酸见光或受热会分解,所以应置于棕色试剂瓶,并放置于阴凉处
B.浓硝酸和稀硝酸都具有较强的氧化性,与Cu反应时二者均体现出氧化性和酸性
C.常温下铁与浓硝酸不反应,因此可用铁制容器盛放浓硝酸
D.铜与浓硝酸发生剧烈反应,溶液变绿,试管中出现红棕色气体
9.氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉溶解
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环
10.下列说法中错误的是
A.除去NO2中NO的气体的方法是将通入足量的O2
B.NO2与溴蒸气的鉴别可以用水、AgNO3溶液或CCl4,但不能用湿润的碘化钾淀粉试纸
C.NO2与H2O的反应中氧化剂与还原剂的质量比为1:2
D.除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中
11.下列物质的性质与用途对应关系正确的是
A.铵态氮肥加入草木灰,可替代复合肥
B.碳酸氢铵易溶于水,可用作氮肥
C.氨易液化,可用来做制冷剂
D.铁与浓硝酸不反应,可用铁槽车贮运硝酸
12.是一种常用氮肥,下列关于的说法正确的是
A.氯离子的结构示意图:
B.中含有个质子
C.不宜与碱性化肥混合使用
D.人工固氮的反应:
13.下列实验无法达到预期实验目的的是
A.用甲验证与浓硝酸反应的热量变化 B.用乙验证易溶于水
C.用丙制取并收集少量氨气 D.用丁验证与反应
14.部分含氮物质的分类与相应化合价如图所示。下列推断不合理的是

A.液态a可用作制冷剂,g是农业上常用的化肥
B.工业上由a出发制备e的路线:
C.b可在氧气中燃烧生成c
D.将分别蘸有e、f浓溶液的两根玻璃棒靠近时,可观察到白烟产生
15.过多的排放,往往会产生污染。某研究性小组验证与炽热的铜粉会发生反应,方案设计如下:

已知:能被酸性高锰酸钾溶液氧化成,此体系中产生的浓度较稀。
(1)装置C的名称 。
(2)装置B中Cu单质的作用 。
(3)有关该实验,下列说法不正确的是___________。
A.实验开始前要通,实验结束后也要通
B.B装置中若加入稀硫酸,可以提高氮原子的利用率
C.C装置中的可用无水替代
D.F装置中的试剂是,吸收尾气,防止污染环境
(4)实验过程中,装置E中溶液颜色变浅,则装置E发生的离子方程式为 。
(5)有同学发现装置A溶液呈绿色,而不显蓝色;甲认为是该溶液中硝酸铜质量分数较高所致,而乙认为是该溶液溶解了生成的气体所致。设计方案来判断甲或乙哪种合理,下列方案中不可行的是___________。
A.适当加热该绿色溶液,观察颜色变化
B.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
C.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
D.向硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
16.氮化锶()在工业上广泛应用于生产荧光粉,遇水会剧烈反应。某化学兴趣小组利用如图所示装置制备氮化锶并检验其性质(部分夹持装置略)。请回答下列问题。

(1)Sr位于第ⅡA族,其单质可由通过 法制得。Sr的单质与氧气加热反应时能生成过氧化锶,过氧化锶的电子式为 。
(2)用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气,其反应的离子方程式是 ,该反应中每生成标准状况下,转移电子的物质的量为 。
(3)装置C中装有 ,实验时,先点燃酒精灯 (填“A”或“B”),原因是
(4)氮化锶要干燥保存,遇水会剧烈反应,有氨气产生,该反应的化学方程式为 。
17.、NO和等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)的处理。是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使分解。与在加热和催化剂作用下生成的化学方程式为 。
(2)NO和的处理。已除去的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应如下:、
①下列措施能提高尾气中NO和去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、 (填操作名称),得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,会与结合形成HClO。HClO氧化NO生成和,其离子方程式为 。
②图中曲线所体现的反应规律是 。
考向3 硅及其化合物的性质
18.陕西历史博物馆收藏和展出了陕西历史文化和中国古代文明中的诸多历史文物。以下文物的主要构成材料不是金属材料的是

A.朱雀铜熏炉 B.青瓷罐 C.银卧鹿 D.金怪兽
A.A B.B C.C D.D
19.近年来,我国科技迅猛发展。下列科技成果中蕴含的化学知识叙述错误的是
A.建造港珠澳大桥所采用的高强抗震螺纹钢属于合金
B.华为麒麟芯片的主要成分是二氧化硅
C.北斗卫星的授时系统“星载铷钟”中的铷属于碱金属
D.中国天眼FAST用到的是新型无机非金属材料
20.新型材料广泛用于我国载人航天器,下列不属于新型无机非金属材料的是
A.氧化铝陶瓷 B.高纯单晶硅 C.石墨烯 D.玻璃
21.唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于
A.氧化铝 B.硅酸盐 C.二氧化硅 D.合金
22.定窑为宋代五大名窑,窑址在今河北省定州市,以产白瓷著称,兼烧黑釉、酱釉等,文献分别称其为“黑定”和“紫定”等。下列说法正确的是
A.制陶瓷的原料为纯碱、石灰石和石英砂 B.定瓷中的黑釉和酱釉里含有氧化铁
C.白瓷的釉料里含有过量的氧化铁 D.陶瓷烧制过程为物理变化
23.化学科学与技术在宇宙探索、改进生活、改善环境与促进发展方面均发挥着关键性的作用。下列说法正确的是
A.指南针是我国古代的四大发明之一,制造指南针的磁性物质是FeO
B.湖南苗族银饰和江西景德镇彩瓷是我国特有的文化产品,其主要成分均为金属材料
C.人工合成淀粉不仅有利于解决人类的温饱问题,也有利于实现“碳中和”
D.北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出的一颗真正意义的“中国芯”,其主要成分为SiO2
24.2021年12月8日,中国科学院与科睿唯安向全球联合发布了《2021研究前沿》报告其中包含了化学与材料科学领域的热点前沿。下列有关材料的说法中正确的是
A.光洁莹润的“德化白瓷”(主要成分)属于金属材料
B.晶体硅是制备光导纤维的原料,华为5G芯片巴龙5000的主要材料是二氧化硅
C.“天和核心舱”电推进系统中的腔体采用的氮化硼陶瓷属于新型无机非金属材料
D.水立方的外立面膜结构材料属于塑料,为天然有机高分子材料
25.由制备高纯度硅的工业流程如图所示:

下列说法错误的是
A.硅元素在自然界中均以化合态形式存在
B.由步骤①中的反应可知,碳的非金属性比硅强
C.反应②产生的与反应③产生的可以循环使用
D.反应①②③均为在高温或较高温度下的氧化还原反应
26.硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
27.石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性,是重要的防火、绝缘和保温材料,其化学式为,下列说法不正确的是
A.石棉的组成也可写成氧化物形式:
B.的熔点都很高
C.中和热测定实验中,两个烧杯之间可以填充石棉线,可以起保温作用
D.铁与水高温反应时,反应管中填充石棉线,使铁粉均匀分布在石棉线上,可提高反应效率
28.下列各组离子中能大量共存的是
A.碱性溶液中:Cl-、、、
B.能使pH试纸变红的溶液:、、、Cl-
C.无色溶液中:、、、
D.酸性溶液中:、Cl-、、
29.某溶液中有、Mg2+、Fe2+和Al3+四种离子,若向其中加入过量的氢氧化钠溶液,微热并搅拌,再加入过量盐酸,溶液中大量减少的离子种类是
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
30.以硫酸亚铁为原料制备硫酸和硝酸,其变化过程如图所示。下列有关描述错误的是
A.硫酸亚铁受热分解得到的、、的物质的量之比为1:1:1
B.制备硝酸的过程利用了硫酸的难挥发性
C.浓硫酸可用于干燥
D.溶于水能得到硝酸,可推知是酸性氧化物
31.如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程,若每步都完全反应。下列说法正确的是( )
A.溶液B中发生的反应为2SO2+O2=2SO3
B.可用酸性高锰酸钾溶液检验溶液C中是否含有Fe3+
C.由以上流程可推知氧化性:O2>SO42-
D.检验溶液B中是否含Fe2+的方法:向溶液B中加入硫氰化钾溶液,无现象,然后加入双氧水溶液,观察是否变红
32.以黄铁矿(主要成分为FeS2,其中硫的化合价为-1价)生产硫酸的工艺流程如图,下列说法不正确的是
A.将黄铁矿粉碎,可以提高其在沸腾炉中的反应速率
B.沸腾炉中每生成1 mol SO2,有11 mol e-发生转移
C.接触室中排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率
D.可用浓氨水吸收尾气,并进一步转化为氮肥
33.向500mL稀硝酸中加入一定量的铁粉,铁粉完全溶解后,放出NO气体4.48L(标准状况下),同时溶液质量增加8.0g。下列判断不正确的是
A.原溶液的物质的量浓度是
B.原溶液中投入铁粉的物质的量是0.25mol
C.反应后的溶液中
D.反应后的溶液还可溶解4.8g铜粉
34.在标准状况下将3.20 g铜粉投入一定量浓HNO3中,随着铜粉的溶解,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜粉完全溶解后,共收集到含NO2和NO的混合气体1.344 L(标准状况),则混合气体中NO的体积为
A.224 mL B.336 mL C.448 mL D.896 mL
35.亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。某兴趣小组利用如图装置(夹持及加热装置已省略)制备NaNO2。
已知:①室温下,、;
②酸性条件下,NO和能与反应生成和;
③中铜过量。
回答下列问题:
(1)仪器A侧管的作用是 。
(2)C装置的作用为 ,C装置中涉及的化学反应为 (写一个化学方程式)。
(3)检验D中产物是否有亚硝酸钠的方法是 ,F装置的作用为 。
(4)预测D中反应开始阶段,固体产物除NaNO2外,还含副产物Na2CO3和NaOH,为避免产生这些副产物,应在C、D装置间增加装置G,则G中盛放的试剂名称为 。
(5)测定NaNO2的纯度:准确称取反应后的固体3.00g于烧杯中,加入煮沸并冷却的蒸馏水溶解,配成250mL的溶液;取出25.00mL于锥形瓶中,加入的酸性高锰酸钾溶液至刚好反应完全,用去16.00mL的酸性KMnO4溶液。则测得固体中NaNO2的纯度为 。
36.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 、 、
(2)滴加浓硝酸之前的操作是先检验装置的气密性,再加入药品,打开弹簧夹后
(3)装置①中发生反应的离子方程式是
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
(5)该小组得出的结论依据的试验现象是
(6)试验结束后,同学们发现装置①中溶液到绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体,同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是 (填序号字母)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
37.学习小组在实验室中利用下图所示装置制备SO2并进行相关性质的探究。回答下列问题:
(1)仪器Q的名称为 ;装置b的作用是 。
(2)装置a中反应的化学方程式为 。
(3)根据装置e中产生的现象可证明SO2具有 性。。
(4)实验开始后,发现装置d中的溶液迅速变黄,继续通入SO2,装置d中出现乳黄色浑浊。该小组同学查阅资料得知,存在可逆反应:SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O。
探究I:探究浓度对上述可逆反应的影响
有同学认为除SO2的浓度外,其他离子的浓度对该可逆反应也有影响。完成实验设计进行验证(SO2体积已折算为标准状况下体积)。
限选试剂:0.1mol·L-1KI溶液、1.0mol·L-1KI溶液、2.0mol·L-1KI溶液、蒸馏水、浓硝酸
影响因素 编号 操作 现象
c(I-) i 取50mL 于锥形瓶中,向其中通入20mLSO2 溶液变为浅黄色
ii 取50mL1.0mol·L 1KI溶液于锥形瓶中,向其中通入20mLSO2 溶液迅速变黄
c(H+) iii 取50mL1.0mol·L 1KI溶液和5mL 于锥形瓶中,向其中通入20mLSO2 溶液迅速变黄
iv 取50mL1.0mol·L 1KI溶液和5mL浓盐酸于锥形瓶中,向其中通入20mLSO2 溶液迅速变黄,且出现乳黄色浑浊
探究Ⅱ
:探究SO2在KI溶液体系中的反应产物
有同学提出上述可逆反应生成的I2可与SO2发生反应:SO2+I2+2H2O=+2I-+4H+。为进一步探究体系中的产物,完成下列实验方案。
方案 操作 预期现象 结论
i 取适量装置d中浊液,向其中滴加几滴 溶液(填试剂名称),振荡 无明显变化 浊液中无I2
ii 将装置d中浊液进行分离 得淡黄色固体和澄清溶液
取适量分离后的澄清溶液于试管中, 产物有
综上可知,SO2在KI溶液中发生了歧化反应(KI是催化剂,只有硫元素变价),其反应的离子方程式为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.硫可用作橡胶硫化剂,和硫单质呈黄色无对应关系,选项A不符合;
B.具有漂白性,可用于漂白草编织物,选项B不符合;
C.浓硫酸具有吸水性,胆矾晶体由蓝色变白色,选项C不符合;
D.具有还原性,具有氧化性,可用处理自来水中残留的,选项D符合;
答案选D。
2.B
【详解】A.无水是白色固体,与水反应生成蓝色固体,颜色变化明显,可用于水的检验, A正确;
B.丙中酸性高锰酸钾溶液褪色,说明混合气体中还含有,但不能确定是否反应完全,会干扰的检验,B错误;
C.能与酸性气体反应,可用于吸收尾气中的酸性气体,即戊中可用溶液吸收尾气,C正确;
D.浓硫酸与木炭粉的反应为,的化合价降低,发生还原反应,表现出强氧化性,D正确;
答案选B。
3.C
【分析】浓硫酸具有脱水性,使葡萄糖脱水生成碳,碳和浓硫酸反应生成CO2和SO2。
【详解】A.葡萄糖为固体,浓硫酸和葡萄糖混合,将Y形管向左倾斜,浓硫酸倒入含少量水的葡萄糖中,A项正确;
B.CO2、SO2和氯化钡溶液均不反应,若装置b中出现白色沉淀,是SO2和O2和氯化钡反应生成的BaSO4,B项正确;
C.c中的品红溶液不能完全吸收SO2,SO2、CO2均能使澄清石灰水变浑浊,C项错误;
D.污染性尾气为SO2,可以用NaOH溶液或酸性溶液吸收,球形干燥管的作用为防倒吸,D项正确;
故选:C。
4.B
【分析】根据“价类二维图”可判断X是H2S,Y是SO3,Z是Na2SO3,据此解答。
【详解】A.Z为Na2SO3,作氧化剂时,化合价降低,如在酸性条件下与硫化钠反应生成单质硫,故A正确;
B.硫单质与氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫,得不到三氧化硫,故B错误;
C.硫化氢易被空气中的氧气氧化,反应为:2H2S+O2=2S↓+2H2O,故C正确;
D.电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是溶于水或在熔融状态下不能够导电的化合物;酸、碱、盐、金属氧化物等均属于电解质;Na2SO3属于电解质,故D正确;
故选B。
5.(1) 16HCl(浓) +2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O 1:5
(2) 吸收挥发出的氯气和氯化氢,防止污染空气 溶液变浑浊
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(4) 3Cl2 +2NH3 =N2 + 6HCl HCl+NH3=NH4Cl
(5)饱和食盐水
【分析】A装置制备氯气,B装置中若产生浑浊可证明氯气的氧化性强于硫,即非金属性Cl>S,C为干燥装置;E装置制备氨气,干燥后和氯气一起通入D的球形干燥管中发生反应,若有白烟产生,可证明氯气的氧化性强于氮气,非金属性Cl>N。
【详解】(1)根据得失电子守恒和原子守恒可配平:16HCl(浓) +2KMnO4=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O;氧化剂为KMnO4,还原剂为转化为氯气的HCl,物质的量之比为2:10=1:5;
(2)B中浸有NaOH溶液的棉花团的作用为:吸收挥发出的氯气和氯化氢,防止污染空气;氯气将硫离子氧化为硫单质,故B中的现象为:溶液变浑浊;
(3)E中为实验室制备氨气的反应,化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)D中出现白烟,氯气先氧化氨气生成氮气和氯化氢,氯化氢与氨气生成了氯化铵固体,涉及的反应化学方程式为:3Cl2 +2NH3 =N2 + 6HCl,HCl+NH3=NH4Cl;
(5)盐酸易挥发,制备的氯气中混有氯化氢,氯化氢遇氨气也能生成白烟,故在C之前加一个盛放饱和食盐水的洗气装置,除去氯气中的氯化氢气体。
6.(1)(球形)干燥管
(2) 装置B中品红溶液褪色(或变浅)
(3) 随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,与铁发生反应放出
(4) 、 防止空气中的进入装置H中,影响实验结果
【分析】在装置A中碳素钢中杂质碳与浓硫酸混合加热发生氧化还原反应产生CO2、SO2、H2O;SO2具有漂白性,能够使品红溶液褪色;SO2具有还原性,可以被装置C中酸性KMnO4溶液氧化为硫酸,KMnO4被还原为无色Mn2+;装置D中澄清石灰水遇CO2反应产生CaCO3沉淀而使石灰水变浑浊;随着反应的进行,硫酸溶液浓度变稀,稀硫酸与Fe反应产生的H2,气体中含有的CO2、H2被装置E的碱石灰干燥,其中的CO2被吸收,干燥后的H2与CuO在加热时反应产生Cu、H2O,白色无水CuSO4遇水变为蓝色CuSO4·5H2O,装置I的碱石灰作用是吸收空气中的CO2、H2O,防止干扰CO2的检验。
【详解】(1)根据仪器构造可知,仪器X为(球形)干燥管,故答案为:(球形)干燥管;
(2)SO2具有漂白性,能使品红褪色,因此能证明实验生成SO2的实验现象为B中品红溶液褪色;SO2具有还原性,可以被装置C中酸性KMnO4溶液氧化为硫酸,KMnO4被还原为无色Mn2+,反应的离子方程式为,故答案为:装置B中品红溶液褪色(或变浅);;
(3)实验过程中观察到H中无水硫酸铜由白色粉末变成蓝色晶体,说明装置G产生了H2O,H2具有还原性,在加热时与CuO反应产生Cu、H2O,则G中发生反应的化学方程式为,H2还原CuO产生H2O,说明反应过程中有H2产生,碳素钢与浓硫酸加热反应开始生成二氧化硫,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,与铁发生反应放出H2,故答案为:;随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,与铁发生反应放出;
(4)若装置D中澄清石灰水变浑浊,说明碳素钢与浓硫酸反应产生的气体是CO2,装置H中澄清石灰水未变浑浊,说明G中反应未产生CO2,即碳素钢与浓硫酸反应不会产生CO,再结合H中无水硫酸铜由白色粉末变成蓝色晶体,推知碳素钢与浓硫酸反应还产生了H2去还原氧化铜,所以产生的气体中除了含有SO2外,还有CO2、H2;由此推出碳与浓硫酸反应的化学方程式为:;根据分析,装置H后增加装置I的目的是吸收空气中的CO2、H2O,防止干扰CO2的检验,故答案为:、;;防止空气中的进入装置H中,影响实验结果。
7.(1)金刚石、碳纳米管、富勒烯、石墨等
(2)a→gf→de→b(c)
(3) 三颈烧瓶(三口烧瓶) 碱石灰吸收空气中可能进入的、等,保证实验测量值的准确性
(4)赶走装置中的空气
(5)(浓)
(6)
(7)
【分析】A中发生氧化还原反应产生二氧化硫和二氧化碳气体,为气体发生装置,为测定其中的碳含量,可先利用D装置除去二氧化碳中混有的二氧化硫,然后经C装置干燥后的二氧化碳进入到B中,为避免空气中的、进入B中而影响实验测量值的准确性,在U型管右侧加装一个盛有碱石灰的干燥管,那么通过B装置中型管的增重量即可计算碳含量。
【详解】(1)石墨烯的同素异形体有多种,如金刚石、碳纳米管、富勒烯、石墨等;
(2)从左到右,装置顺序为:产生气体→除去二氧化硫→干燥二氧化碳→吸收二氧化碳,所以装置接口的连接顺序为a→gf→de→b(c);
(3)反应容器F的名称为三颈烧瓶(或三口烧瓶),装置B中球形干燥管中碱石灰的作用为吸收空气中可能进入的、等,保证实验测量值的准确性;
(4)第一次通入的作用是赶走装置中的空气;
(5)碳和浓硫酸发生氧化还原反应,生成二氧化硫和二氧化碳,化学方程式为(浓);
(6)装置D的目的是除去二氧化硫,其中发生反应的离子方程式为;
(7)B装置中型管增重的为二氧化碳,根据碳原子守恒知,则碳含量(质量分数)为。
8.C
【详解】A.浓硝酸见光或受热易分解,储存时应放在棕色试剂瓶内,并置于阴凉处,A正确;
B.浓硝酸和稀硝酸都具有较强的氧化性,与Cu反应时二者均生成硝酸铜、氮氧化物和水,体现出氧化性和酸性,B正确;
C.常温下铁与浓硝酸发生钝化,表面生成致密的氧化膜,因此可用铁制容器盛放浓硝酸,C错误;
D.铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化碳和水,可观察到溶液变绿,试管中出现红棕色气体,D正确;
答案选C。
9.A
【详解】A.自然固氮、人工固氮都是将游离态N2转化为含氮化合物,但不一定是NH3,A错误;
B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉和氢离子、硝酸根离子反应生成硝酸铜而溶解,B正确;
C.工业上通过NH3催化氧化生成NO,NO和氧气生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成HNO3,C正确;
D.多种形态的氮及其化合物间的转化与生成,形成了自然界的“氮循环,D正确;
故选A。
10.A
【详解】A.氧气过量产生新杂质,A错误;
B.NO2和溴蒸气具有强氧化性,都能使KI淀粉溶液变蓝,现象相同,不能鉴别,B正确;
C.发生3NO2+H2O═2HNO3+NO,该反应中N元素的化合价由+4价变为+5价和+2价,所以生成硝酸的二氧化氮是还原剂,其计量数是2,生成NO的二氧化氮是氧化剂,其计量数是1,所以氧化剂和还原剂的物质的量、质量之比都是1:2,C正确;
D.除去NO中的NO2气体的方法是将气体依次通入盛有水和浓H2SO4的洗气瓶中,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮除去,通过浓硫酸吸收气体中水蒸气得到一氧化氮,D正确;
故答案为:A。
11.C
【详解】A.铵态氮肥不能和草木灰混合施用,故不选A;
B.碳酸氢铵用作氮肥无关,是因为碳酸氢铵含有氮元素,故不选B;
C.氨易液化,液氨汽化吸热,可用来做制冷剂,故选C;
D.常温下,铁在浓硝酸中钝化,可用铁槽车贮运硝酸,故不选D;
选C。
12.C
【详解】
A.氯离子核外有18个电子,其离子的结构示意图: ,故A错误;
B.1个铵根有11个质子,则中含有个质子,故B错误;
C.氯化铵显酸性,与碱性化肥会发生反应,因此不宜与碱性化肥混合使用,故C正确;
D.固态是游离态的氮气变为化合态,人工固氮的反应是合成氨的反应,故D错误。
综上所述,答案为C。
13.C
【详解】A.观察到U形管左边的红墨水向下移动,说明Cu与浓硝酸反应能放出热量,A项正确;
B.气球会迅速膨胀变大,说明NH3易溶于水,B项正确;
C.氨气密度小于空气,应该用向下排空气法收集,C项错误;
D.蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近能生成白烟,说明NH3和HCl发生了反应,D项正确。
答案选C。
14.C
【详解】A.由图可知,a为NH3,液氨可用作制冷剂,g为铵盐,是农业上常用的化肥,A项正确;
B.工业上由制备的流程为:,B项正确;
C.b为,在自然界中比较稳定,在氧气中不燃烧,C项错误;
D.e、f分别为硝酸和一水合氨,浓氨水与浓硝酸均易挥发,用分别蘸有浓氨水与浓硝酸的两根玻璃棒靠近时,氨水与硝酸反应生成硝酸铵固体,即可观察到白烟产生,D项正确;
故答案选C。
15.(1)U形干燥管
(2)将NO2与H2O反应生成的HNO3也转化为NO
(3)D
(4)
(5)B
【分析】实验开始前先通氮气排尽装置中的空气,然后打开分液漏斗活塞将浓硝酸滴入三颈烧瓶中,与Cu反应生成硝酸铜、二氧化氮气体,二氧化氮通入盛水的试剂瓶B,反应生成 NO,NO经C装置干燥后,进入D中在加热条件下与Cu反应,利用装置E中的高锰酸钾洗后未反应的NO,据此分析解答。
【详解】(1)由仪器构造可知装置X为U形干燥管;
(2)装置B中Cu单质将NO2与H2O反应生成的HNO3也转化为NO,防止硝酸蒸气进入D中干扰实验;
(3)实验开始前要通排尽装置中的空气,实验结束后也要通将装置中的NO完全排出,故A正确;
B装置中若加入稀硫酸,可增大氢离子浓度,有利于硝酸根离子充分与Cu反应转化为NO,从而可以提高氮原子的利用率,故B正确;
不与NO反应,可吸收NO中的水蒸气,因此C装置中的可用无水替代,故C正确;
NO不能与NaOH反应,因此F装置中不能选NaOH吸收NO,故D错误;
(4)实验过程中,装置E中溶液颜色变浅,NO与高锰酸钾反应生成生成硝酸根离子和锰离子,离子方程式为:;
(5)A.若是因为溶解了生成的气体导致该溶液呈绿色,则加热该绿色溶液,二氧化氮气体逸出,可通过颜色的变化判断两位同学的观点是否正确,该方案可行,故A不选;
B.加水稀释绿色溶液,硝酸铜浓度降低,同时二氧化氮和水反应,不能验证溶液颜色变化的原因,该方案不可行,故B选;
C.若是因为溶解了生成的气体导致该溶液呈绿色,则向该绿色溶液中通入氮气,可将二氧化氮气体排出,可通过颜色变化判断两位同学的观点是否正确,该方案可行,故C不选;
D.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,若饱和溶液颜色变为绿色,可判断乙同学的观点是否正确,该方案可行,故D不选。
16.(1) 电解
(2) 0.45mol
(3) 浓硫酸 A 先用生成的氮气排尽装置内的空气,防止空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气与锶反应(合理即可)
(4)
【分析】装置A中反应生成氮气,通过C干燥后进入B,B中氮气和锶反应生成氮化锶,碱石灰可以防止空气中水、氧气进入装置B;
【详解】(1)
Sr位于第ⅡA族为活泼金属元素,其单质可由通过电解法制得。过氧化锶是由锶离子和过氧根离子构成的,电子式为;
(2)饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气,根据质量守恒可知还会生成水,其反应的离子方程式是,该反应中铵根离子中氮元素化合价由-3变为0,亚硝酸根离子中氮元素化合价由+3变为0,电子转移为,每生成标准状况下(为0.15mol),转移电子的物质的量为0.45mol;
(3)装置C为干燥氮气的装置,且干燥剂为液体,故装有浓硫酸,实验时,先点燃酒精灯A,原因是使得生成的氮气排净装置中的空气,防止空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气与锶反应(合理即可);
(4)氮化锶遇水会剧烈反应,有氨气产生,根据质量守恒可知还会生成,该反应的化学方程式为。
17.(1)
(2) BC 过滤 NO
(3) 其他条件相同时,NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高
【详解】(1)与在加热和催化剂作用下生成,根据电子守恒和原子守恒,可写出该反应的化学方程式为:;
(2)A.加快通入尾气的速率,会使得气体吸收的不充分,所以A错误;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,可以使气体和液体充分接触,所以B正确;
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液,增大反应物NaOH的浓度,加快化学反应速率,C正确,故选择BC;
浓缩结晶后析出晶体,所以采用过滤的方法将晶体分离出来,故答案为过滤;
由已知所给的主要反应:、,可知溶液中主要含有NaNO2和NaNO3,NaNO2结晶后,杂质主要为NaNO3;NO2可以单独与NaOH反应,而NO需要与NO2共同通入NaOH溶液中才能反应,所以尾气中含量较高的为NO;
(3)已知,在酸性NaClO溶液中会与结合形成HClO,所以初始时以HClO形成存在,所以反应为为HClO,另外,根据已知HClO氧化NO生成和,根据电子守恒确定HClO和NO及和的系数,根据反应环境为酸性,确定电荷守恒H+的系数,最后根据原子守恒配平离子方程式,即离子方程式为:;
由图可知,横坐标为pH,纵坐标为NO的转化率,随着pH的增大,NO的转化率降低,所以其他条件相同时,NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。
18.B
【详解】A.朱雀铜熏炉主要成分是铜,属于金属材料,故A不符合题意;
B.青瓷罐属于陶瓷,是硅酸盐产品,不属于金属材料,故B符合题意;
C.银卧鹿主要成分是银,属于金属材料,故C不符合题意;
D.金怪兽主要成分是金,属于金属材料,故D不符合题意。
综上所述,答案为B。
19.B
【详解】A.合金是金属与金属或非金属组成的具有特性的物质,螺纹钢属于合金,故A正确;
B.单质是良好的半导体材料,华为麒麟芯片的主要成分是单质硅,故B错误;
C.碱金属族元素包含、、、、、,则属于碱金属元素,故C正确;
D.(金刚砂属于新型无机非金属材料,故D正确;
答案选B。
20.D
【详解】氧化铝陶瓷、高纯单晶硅、石墨烯都属于新型无机非金属材料,玻璃属于硅酸盐材料,硅酸盐材料属于传统的无机非金属材料,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
21.B
【详解】唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于硅酸盐产品,故B符合题意。
综上所述,答案为B。
22.B
【详解】A.陶瓷的原料为黏土,故A错误;
B.定瓷中的黑釉和酱釉里含有氧化铁,从而显出不同颜色,故B正确;
C.氧化铁为红棕色固体,因此白瓷中不应含氧化铁,故C错误;
D.陶瓷烧制过程中发生复杂的物理、化学变化,故D错误;
故选:B。
23.C
【详解】A.制造指南针的磁性物质是Fe3O4,故A错误;
B.苗族银饰和景德镇彩瓷是我国特有的文化产品,苗族银饰的主要成分为金属材料,而景德镇彩瓷的主要成分为无机非金属材料,故B错误;
C.二氧化碳与氢气合成淀粉,可以将二氧化碳回收利用并转化为有机物,因此人工合成淀粉不仅有利于解决人类的温饱问题,也有利于实现“碳中和”,故C正确;
D.硅属于半导体材料,芯片的主要成分为晶体Si,故D错误;
故选C。
24.C
【详解】A.由“德化白瓷”的组成成分看,它属于无机非金属材料中的硅酸盐材料,A错误;
B.光导纤维是由二氧化硅制造的,芯片中主要材料是硅,B错误;
C.氮化硼陶瓷有良好的耐热性、热稳定性、导热性、高温介电强度,属于新型无机非金属材料,C正确;
D.塑料属于有机合成材料,D错误;
故选C。
25.B
【分析】与焦炭在高温下发生反应生成粗硅和CO,粗硅与HCl在高温下反应生成氢气和SiHCl3,SiHCl3与氢气再反应生成纯硅和HCl,据此分析解答。
【详解】A.硅元素属于亲氧元素,在自然界中只以化合态存在,故A正确;
B.步骤①中发生反应:,反应中C作还原剂,Si为还原产物,因此不能说明碳的非金属性比硅强,故B错误;
C.反应②生成的可用于反应③,反应③生成的可用于反应②,从而实现循环使用,故C正确;
D.由流程可知反应①②③的反应温度在几百或上千度,均为在高温或较高温度下的氧化还原反应,故D正确;
故选:B。
26.D
【详解】A.是红棕色且有刺激性气味的气体,而是无色有刺激性气味的气体,A错误;
B.汽车尾气的主要大气污染物为C与N的氧化物,如NOx和CO等,B错误;
C.氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,C错误;
D.工业废气中的可采用石灰法进行脱除,如加入石灰石或石灰乳均可进行脱硫处理,D正确;
故选D。
27.A
【详解】A.硅酸盐写成氧化物形式要注意元素守恒,则其可写成氧化物形式:,A错误;
B.根据信息可知,石棉具有高度耐火性,则,熔点也较高,B正确;
C.根据信息可知,石棉具有绝热性,则在两个烧杯之间可以填充石棉线,可以起保温作用,C正确;
D.根据信息可知,高度耐火性,则铁与水高温反应时,反应管中填充石棉线,使铁粉均匀分布在石棉线上,D正确;
故选A。
28.B
【详解】A.碱性溶液中氢氧根离子和碳酸氢根离子、铵根离子均反应,不共存,A不符合题意;
B.能使pH试纸变红的溶液为酸性,酸性溶液中、、、Cl-相互不反应,能共存,B符合题意;
C.高锰酸根离子的溶液为紫红色,C不符合题意;
D.酸性溶液中亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子和NO,D不符合题意;
故选B。
29.B
【分析】与过量的氢氧化钠溶液,在微热时反应生成氨气逸出,则铵根离子减少,Fe2+和氢氧化钠溶液反应生成的Fe(OH)2沉淀在空气中不稳定,迅速氧化生成Fe(OH)3,则Fe2+减少,由此分析。
【详解】混合溶液中加入过量的NaOH并加热时,反应生成的氨气逸出,则铵根离子减少,并同时生成Mg(OH)2、Fe(OH)2沉淀和Na[Al(OH)4],Fe(OH)2沉淀在空气中不稳定,迅速氧化生成Fe(OH)3,再向混合物中加入过量盐酸,则Mg(OH)2、Fe(OH)3和NaAlO2与过量酸作用分别生成MgCl2、AlCl3、FeCl3,则减少的离子主要有:和Fe2+两种,答案选B。
30.D
【详解】A.硫酸亚铁受热分解方程式为2FeSO4++,三种产物的物质的量之比为1:1:1,A正确;
B.硝酸易挥发,制备硝酸的过程利用了硫酸的难挥发性,加热得到硝酸气体,B正确;
C.浓硫酸具有吸水性,可干燥酸性和中性气体,与浓硫酸不反应,可用其干燥,C正确;
D.二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,N元素有化合价变化,不是对应的酸,所以二氧化氮不是酸性氧化物,D错误;
故选:D。
31.C
【详解】A.溶液B中发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子的反应:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故A错误;
B.酸性高锰酸钾与铁离子不能反应,故B错误;
C.由反应可知:2Fe3++2H2O+SO2=2Fe2++SO42﹣+4H+;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;依据氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物,所以氧化性O2>Fe3+>SO42﹣,故C正确;
D.溶液B中含有Fe3+、Fe2+,加入KSCN溶液显红色,无法证明原溶液中是否含有亚铁离子,选项D错误;
答案选C。
【点睛】本题考查了污染气体二氧化硫的回收利用工艺流程的分析判断,氧化还原反应的规律应用,主要是考查二氧化硫的还原性、三价铁离子的氧化性、二价铁离子的还原性的性质应用,注意反应的产物判断是本题的关键。
32.B
【分析】黄铁矿在沸腾炉中燃烧,生成Fe2O3和SO2,SO2和O2在接触室中催化氧化转化为SO3,SO3用98.3%的硫酸吸收,可制得“发烟”硫酸。
【详解】A.将黄铁矿粉碎,可以增大其与空气的接触面积,从而加快反应速率,A正确;
B.沸腾炉中发生反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,则每生成1 mol SO2,有5.5mol e-发生转移,B不正确;
C.接触室中,SO2、O2没有完全转化为SO3,将排放出的SO2、O2循环利用,可提高原料利用率,C正确;
D.尾气中含有SO2,用浓氨水吸收尾气,可生成(NH4)2SO3或NH4HSO3,用硫酸处理,可进一步转化为氮肥,D正确;
故选B。
33.D
【分析】标况下4.48LNO的物质的量为,NO的质量为6g。根据,反应过程中转移电子为。由题意,可得离子方程式(未配平),设的系数为x;的系数为y,则根据化合价升降法可得关系①,反应过程中引进了Fe元素,失去了NO,溶液总体质量增加,根据差量法可知加进来的Fe的质量为14g,物质的量为0.25mol,则有②。联立①②,解得,。故反应后的溶液中。
【详解】A.硝酸部分被还原为NO,其余以和分别存在于溶液中,物质的量分别为0.15mol、0.1mol,根据N原子守恒,原溶液中硝酸的物质的量为,其浓度为,故A正确;
B.经计算,原溶液中投入的铁粉的物质的量为0.25mol,故B正确;
C.根据前面分析可知,,故C正确;
D.反应后的溶液中只有能与Cu反应,根据反应可知,可消耗0.05molCu,其质量为,故D不正确;
故选D。
34.C
【详解】3.20 g铜完全溶解转移电子的物质的量为 ;1.344 L NO2和NO的混合气体的物质的量为,设NO的物质的量为xmol,则NO2的物质的量为(0.06-x)mol,根据得失电子守恒3x+(0.06-x)=0.1,x=0.02mol,混合气体中NO的体积为,故选C。
35.(1)平衡压强,使液体(浓硝酸)顺利滴下
(2) 除去HNO3、NO2(CO2),产生NO [或]
(3) 取D中固体少量于试管中,加入盐酸,若产生遇空气变为红棕色的无色气体,则证明D中产物含有亚硝酸钠 进行尾气处理,防止污染环境
(4)碱石灰
(5)92%
【分析】三口烧瓶中木炭和浓硝酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化氮、水,C中水和铜除去、NO2,产生;D中过氧化钠和NO反应生成;E中浓硫酸防止F中水蒸气进入D与过氧化钠反应,F吸收NO,防止NO污染空气。
【详解】(1)仪器A中侧管连接三口烧瓶和分液漏斗上口,作用是平衡压强,使液体(浓硝酸)顺利滴下;
(2)C装置中水吸收B挥发出的硝酸,二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,铜和硝酸反应生成硝酸铜、NO、水,C的作用为除去、NO2,产生,C装置中涉及的化学反应为、;
(3)根据,检验D中产物是否有亚硝酸钠的方法是:取D中固体少量于试管中,加入盐酸,若产生遇空气变为红棕色的无色气体,则证明D中产物含有亚硝酸钠。酸性条件下,与反应生成和,F装置的作用为进行尾气处理,防止污染环境;
(4)预测D中反应开始阶段,固体产物除外,还含副产物和,为避免产生这些副产物,应在C、D装置间增加装置,除去NO中的水蒸气和CO2,则G中盛放的试剂名称为碱石灰;
(5)酸性条件下, 与反应生成和,反应离子方程式为5+2+6H+=5+2+3H2O,取出于锥形瓶中,加入的酸性高锰酸钾溶液至刚好反应完全,用去的酸性溶液,n(NaNO2)=n()=,则测得固体中的纯度为 。
36.(1) 3mol/L稀硝酸 浓硝酸 氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)
(4) 将NO2转化为NO 3NO2+H2O=2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
【分析】本实验是探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO;铜和浓硝酸反应生成NO2,利用NO2和水的反应将NO2转化为NO,NO分别通过浓、稀硝酸,通过观察是否有红棕色气体生成,判断NO是否被氧化;装置⑥盛装用于吸收NO2的NaOH溶液,装置④中装有浓硝酸,装置③装有稀硝酸,NO通过稀硝酸后排水法收集到圆底烧瓶中,据此分析作答。
【详解】(1)根据装置特点和实验目的,装置⑥盛装用于吸收NO2的NaOH溶液,装置④中装有浓硝酸,装置③装有稀硝酸,NO通过稀硝酸后排水法收集到圆底烧瓶中,故答案为:3mol/L稀硝酸;浓硝酸;氢氧化钠溶液;
(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出,故答案为:通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内;
(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O,离子方程为:,故答案为:;
(4)装置②中盛放H2O,使NO2与H2O反应生成NO,化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:将NO2转化为NO;3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(5)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之,装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO,则装置④液面的上方会产生红棕色气体,故答案为:装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色;
(6)根据信息可知,溶液呈绿色的原因可能是硝酸铜溶液浓度过大或溶液中溶解了生成的NO2,所以该题的解题思路是:赶走其中的NO2或在饱和硝酸铜溶液中通入NO2,不能采用稀释的方法,因为如果加水,或导致硝酸铜溶液浓度减小,同时NO2和水反应使NO2含量降低,所以根据现象无法确定是哪种因素造成,故答案为:acd。
37.(1) 圆底烧瓶 防止倒吸
(2)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(3)KMnO4溶液紫红色颜色变浅或褪色
(4) 0.1mol·L1KI溶液 蒸馏水 淀粉溶液 加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液 白色沉淀 3SO2+2H2OS+2SO+4H+
【分析】本实验装置a为制备SO2的装置,反应为:,由于SO2易溶于水,故需要装置b进行防倒吸,装置c中品红溶液褪色说明SO2具有漂白性,由于SO2具有强还原性,装置e中酸性KMnO4溶液褪色,由于SO2本身有毒不能直接排放,故用装置f进行尾气处理,吸收SO2,装置d中根据实验现象,展开实验探究,探究Ⅰ是探究浓度对上述可逆反应SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O的影响,探究Ⅱ则是探究SO2在KI溶液体系中的反应产物,通过对照实验进行对照最后得出结论,据此分析解题。
【详解】(1)由题干实验装置图可知,仪器Q为圆底烧瓶;由于SO2易溶于水,故需要装置b进行防倒吸;
故答案为:圆底烧瓶;防止倒吸。
(2)装置a中浓硫酸与铜在加热条件下生成硫酸铜,二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(3)酸性高锰酸钾具有强氧化性,极易被还原而褪色,装置e中出现高锰酸钾溶液紫红色变浅甚至褪去,即可证明SO2具有还原性;
故答案为:KMnO4溶液紫红色颜色变浅或褪色。
(4)实验ⅰ和实验ⅱ是探究I-浓度对反应的影响,根据控制变量法可知,两实验只有KI的浓度不同,其他条件均相同才能能出正确结论,结合浓度越大反应速率越快,故实验ⅰ加入50mL0.1mol/L的KI溶液;同理实验ⅲ和实验ⅳ是探究H+浓度对可逆反应的影响,硝酸是氧化性酸、会氧化二氧化硫发生其它反应,故排除硝酸,选用盐酸;结合浓度越大反应速率越快,故实验ⅲ中加入5mL蒸馏水;实验ⅳ中加入5mL浓盐酸;
探究Ⅱ:探究SO2在KI溶液体系中的反应产物
实验ⅰ中要检验没有生成I2,利用碘单质使淀粉溶液变蓝的特性;可知实验ⅰ中加入几滴淀粉溶液,根据题干猜想的反应方程式SO2+I2+2H2O=SO+2I-+4H+可知,实验ⅱ则要检验反应后的溶液中含有,取适量分离后的澄清溶液于试管中,加入足量的稀盐酸酸酸化,再加入氯化钡溶液;若看到有白色沉淀生成;说明反应后的浊液中含有;
综上可知,SO2在KI溶液中发生了歧化反应生成了S和,KI在其中起到催化剂的作用,故其反应的离子方程式为3SO2+2H2OS+2+4H+;
故答案为:0.1mol·L 1KI溶液;蒸馏水;淀粉溶液;加入稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液;白色沉淀;3SO2+2H2OS+2+4H+。
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