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(13分) 某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO...

(13分) 某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO2气体外,还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数。查阅相关资料表明:“常温下,NO2与N2O4混合存在,在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在”。为此,他们设计了如下图所示的装置。回答下列问题:

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(1)写出A中Cu与HNO3反应可能的离子方程式                            。 

(2)实验前先打开A部分的活塞K1,持续通一段时间的氮气再关闭K1,其目的是          ;装置中B瓶的作用是                                         

(3)停止反应后,打开D中的活塞K2并通入O2,若有NO生成,则D中出现的现象是                                ;实验发现,通入的O2温度高低对实验现象有较大影响,为便于观察应通入(填“热”或“冷”)       的O2

(4)实验测得如下数据:实验前,Cu、Ag合金的质量:15.0g,浓HNO3:40mL 13.5 mol·L-1;实验后A溶液:V=40mL  c(H+)=1.0 mol·L-1。假设反应中HNO3 既无挥发也无分解,则:①参加反应的HNO3的物质的量为            mol      

②若已测出反应后E装置的生成物中含氮元素的质量m克,则为确定合金中Cu的质量分数还需测定的数据是                               ,若测得该数据为n,写出合金中铜的质量(设为x克)的求算式子(只需列式子,不需解方程)                      

(5)为减小上述实验误差,在D中观察到实验现象后还须进行的操作是                

(6)若已知Cu、Ag合金的质量为m g,且溶解完全。只利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作,也可以确定合金中Cu的质量分数,其实验操作过程为

                                                                     

 

(1)Cu+4H++ 2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O  (1分) 3Cu+8H++ 2NO3-=3 Cu2++2NO↑+4H2O  (1分) (2)把装置中的空气赶走,防止NO被氧化为NO2 (1分)干燥反应中生成的气体(1分) (3)无色气体变为红棕色(1分)   热(1分)   (4)① 0.5(1分) ②C中烧瓶在实验前后增加的质量 (1分) 2x/64+(15-x)/108=3m/14+n/46或2x/64+(15-x)/108=0.5- m/14-n/46 (2分) (5)打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2(1分)(不写N2不给分) (6)在A中加入过量含Cl溶液,过滤后将沉淀洗涤、干燥,最后称取沉淀的质量(2分) (不写过量扣1分,不写洗涤干燥扣1分) 【解析】 试题分析:(1)浓硝酸的还原产物是NO2,但由于随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐变稀,会生成NO,所以反应的方程式是Cu+4H++ 2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O 、 3Cu+8H++ 2NO3-=3 Cu2++2NO↑+4H2O。 (2)由于装置中含有空气,而空气能把NO氧化生成NO2,从而干扰实验的检验,所以这样操作的目的是赶走装置中的空气,防止干扰实验。由于生成的气体中含有水蒸气,而NO2能和水反应生成NO,从而无法确认铜与硝酸反应是否生成了NO气体,所以B装置的作用是干燥反应中生成的气体。 (3)NO极易被氧气氧化生成红棕色的NO2,所以实验现象是无色气体变为红棕色。由于存在可逆反应2NO2N2O4,又因为该反应是放热反应,所以热的空气可以使平衡 2NO2N2O4向逆方向移动,因此NO2浓度增大,从而导致颜色加深,所以应该通入热的氧气。 (4) ①硝酸的总的物质的量是0.54mol,剩余硝酸是0.04mol,所以参加反应的硝酸是0.54mol-0.04mol=0. 5mol。 ②要计算铜质量分数,还需要计算出生成的N2O4的质量。所以还需要测量C中烧瓶在实验 (5)由于装置中有残留的气体,所以在D中观察到实验现象后还须进行的操作是:打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2,以把气体完全排尽。 (6)由于反应后金属生成了硝酸盐,所以要测定该银圆中铜的质量分数,还需要把金属阳离子变成沉淀,然后通过称量即可计算,所以正确的操作可以是向反应后的溶液中加入足量的盐酸,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量。 考点:考查物质的分离、外界条件对平衡的影响以及有关计算等
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考点分析:
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(6分)在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液变为黄色。

(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是:____(填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质______。

(2)为了验证甲、乙同学的推断,现提供以下试剂:

A.酸性高锰酸钾溶液 B.氢氧化钠溶液 C.四氯化碳 D.硫氰化钾溶液

请选择合适的试剂用简要的文字说明你的实验方案:

验证甲同学方案:                                                     

验证乙同学方案:                                                    

(3)根据所学知识判断,你认为_______的推断是正确的;则溴化亚铁与氯气以4:5反应时的离子方程式为_____________________________________________

 

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(8分)A、B均为无色盐溶液,B的焰色反应呈黄色,一定条件下A、B可以发生图所E和F均为有刺激性气味的气体, H不溶于酸,示的物质之间的一系列变化:

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请填写下列空白。

(1)气体F的化学式为       ,C中溶质的化学式为        

(2)写出下列反应的离子方程式:

C→E                            ;  D+G→H                             

(3) 在混合溶液G中若滴入几滴石蕊溶液,可见现象为                          ,原因是_______________________________( 用化学方程式表示G溶液的形成过程)

 

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(7分).已知:CuI是难溶于水的白色固体。氧化性Cu2+>I2> Cu+, 还原性Cu>I-> Cu+

(1)根据物质氧化性还原性的强弱推测,在溶液中Cu2+和I反应的产物是             

(2)久置于空气中的HI溶液呈黄色,向其中加入一些铜粉,可使溶液黄色消失,反应的化学方程式为_______________________;

(3)欲消除(2)中HI溶液的黄色,也可向其中通入少量H2S,这是因为当浓度接近时,还原性H2S_______(填“>”、“<”、“=”)I;与加入铜粉的方法相比,用此方法得到的HI溶液浓度________(填“高”、“低”、“相等”);

(4)CuI可用于监测空气中是否含有汞蒸气:4CuI(白色)+Hg=Cu2HgI4(亮黄色)+2Cu。下列关于该化学方程式的说法错误的是_____________。

a. 该反应被氧化的元素是铜元素和汞元素

b.该反应的氧化剂为CuI

c.Cu2HgI4既是氧化产物又是还原产物         

 

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(8分) A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如 下图所示(反应条件未标出),其中反应①是置换反应。

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(1)若A是常见的金属单质,D、F是气态单质,反应① 在水溶液中进行,则反应②(在水溶液中进行)的离子方程式是_____________________________。

(2)若B、C、F都是气态单质,且B有毒,③的反应中还有水生成,反应②需要放电才能发生,A、D相遇有白烟生成,则A、D反应产物的电子式是_________________,反应③的化学方程式是______________________________。

(3)若A、D、F都是短周期元素组成的非金属单质,且A、D所含元素同主族,A、F所含元素同周期,则反应①的化学方程式是                                   

列举物质B的一个重要用途                              

 

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(6分)(1)有以下八种饱和溶液:①Ba(NO3)2;②Ca(OH)2;③Ca(ClO)2;④CaCl2;⑤Na2CO3;⑥NaAlO2;⑦NH3和NaCl;⑧Na2SiO3。向其中分别持续通入CO2,最终能得到沉淀或析出晶体的是_________________________。

(2)根据下列描述写出下列化学方程式:

① 联氨(N2H4)是一种无色可燃的液体,溶于水显碱性,其原理与氨相似,但其碱性不如氨强,写出其溶于水呈碱性的离子方程式:                               

② 联氨(N2H4)是航天飞船常用的高能燃料。联氨可以采用尿素[CO(NH2)2]为原料制取,方法是在高锰酸钾催化剂存在下,尿素[CO(NH2)2]和次氯酸钠、氢氧化钠溶液反应生成联氨、碳酸钠、另一种钠盐和水,写出其反应的化学方程式                                 

 

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