答案 B
11.(2016·福建福州一中期中)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Fe2+氧化成F
e3+。
AgNO2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。
试回答下列问题:
(1)人体正常的血红蛋白含有Fe2+。
若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中的Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒。
下列叙述不正确的是________(填序号)。
A.亚硝酸盐被还原
B.维生素C是还原剂
C.维生素C将Fe3+还原为Fe2+
D.亚硝酸盐是还原剂
(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,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,请写出反应的离子方程式:
_____________________
_________________________________________________________。
(4)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。
若用反应所得的酸性溶液,将Fe2+转化为Fe3+,要求产物纯净,可选用的最佳试剂是________(
填序号)。
a.Cl2b.Fec.H2O2d.HNO3
(5)若FeSO4和O2的化学计量数比为2∶1,试配平下列方程式:
FeSO4+K2O2→K2FeO4+K2O+K2SO4+O2↑
(6)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效的绿色水处理剂,在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。
高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是__________
_______________________________________________________________。
解析
(1)服用维生素C可以解毒,说明在维生素C作用下Fe3+又转化为Fe2+,Fe元素化合价降低,被氧化,则维生素具有还原性,而亚硝酸盐,会导致Fe2+转化为Fe3+,说明亚硝酸盐具有氧化性,在反应中为氧化剂,所以维生素C是还原剂,故选D。
(2)A.亚硝酸钠是强碱弱酸盐其水溶液呈碱性,氯化钠是强酸强碱盐其水溶液呈中性,相同物质的量浓度的两种溶液的pH不同,所以可以用测定这两种溶液的pH值鉴别,故A不选;B.亚硝酸钠是强碱弱酸盐其水溶液呈碱性,氯化钠是强酸强碱盐其水溶液呈中性,甲基橙的变色范围是3.1~4.4,所以亚硝酸钠和氯化钠溶液加入甲基橙后溶液都呈黄色,反应现象相同,所以不能用甲基橙鉴别,故B选;C.在酸性条件下,亚硝酸钠和碘离子反应方程式为2NO
+2I-+4H+===2NO↑+I2+2H2O,淀粉遇碘变蓝色,氯离子和碘离子不反应,所以反应现象不同,所以可以用酸性条件下的KI淀粉试液来区别,故C不选;D.在HNO3溶液中亚硝酸根离子不和银离子反应,氯离子和银离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀,反应现象不同,所以可以用AgNO3和HNO3两种试剂来区别,故D不选;(3)某同学把新制的氯水加到NaNO2溶液中,观察到氯水褪色,同时生成NaNO3和HCl,反应的离子方程式为:
NO
+Cl2+H2O===NO
+2H++2Cl-;(4)由于Cl2、HNO3都能氧化亚铁离子,但能引入新的杂质,铁不能氧化亚铁离子,双氧水的还原产物是水,不引入杂质,所以正确是双氧水,故选c。
(5)根据方程式可知,铁元素的化合价从+2价升高到+6价,失去4个电子;氧元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,氧元素的化合价从-1价降低到-2价,得到1个电子,然后根据电子的得失守恒和质量守恒定律配平方程式;最小公倍数是8,所以硫酸亚铁前面配2,K2O2前面配6,再根据质量守恒配平其他物质,配平后的化学方程式为:
2FeSO4+6K2O2===2K2FeO4+2K2SO4+2K2O+O2↑;(6)高铁酸钾(K2FeO4)中Fe的化合价是+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒,其还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能吸附水中杂质,所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒。
答案
(1)D
(2)B (3)NO
+Cl2+H2O===NO
+2H++2Cl- (4)c (5)2FeSO4+6K2O2===2K2FeO4+2K2SO4+2K2O+O2↑ (6)净水、消毒
12.(2016·桂林北海崇左调研,27)某研究性学习小组的同学为了探究NO的性质、进行了如下实验。
(1)甲同学设计了图甲装置进行实验,观察到集气瓶中收集到无色气体,由此确定铜和稀硝酸反应生成NO气体。
甲同学的推断________(填“正确”或“不正确”),理由是___________________________________
_______________________
_______________________________________。
(2)乙同学不同意甲同学的推断,他观察到图甲装置圆底烧瓶中的气体不是无色。
为此乙同学设计了图乙装置进行实验,步骤为:
①在大试管中放入适量石灰石,加入过量稀硝酸;②待石灰石反应完全,将铜丝浸入过量的稀硝酸中;③一段时间后,观察到大试管中气体始终为无色,收集反应产生的气体;④待集气瓶充满气体后从水槽中取出,敞口正放桌面,观察到瓶口气体颜色有变化,证明稀硝酸与铜反应生成NO。
步骤①的作用是:
______________________________;
步骤④瓶口气体的颜色变化是_________________________________。
(3)当过量的铜与稀硝酸完全反应后,再加入20%的稀硫酸,铜片上又有气泡产生,稀硫酸的作用是________(填正确选项的编号),反应的离子方程式是____________________________________________________。
a.还原剂b.氧化剂
c.酸化d.提供热能
(4)某些资料认为NO不能与Na2O2反应。
丙同学提出质疑,他认为NO易与O2发生反应,应该更容易被Na2O2氧化。
查阅资料:
①2NO+Na2O2===2NaNO2;②6NaNO2+3H2SO4(稀)===3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O;③酸性条件下,NO能被MnO
氧化生成NO
。
丙同学在乙同学的实验基础上,用下图所示装置探究NO与Na2O2的反应。
①C装置中碱石灰的作用是_______________________________________;
F装置中反应的离子方程式为____________________________________。
②充分反应后,检验D装置中是否发生反应2NO+Na2O2===2NaNO2的实验操作是__________________________________________________
________________________
_____________________________________。
解析
(1)因为用的是排水法收集气体,NO2能与水反应生成NO:
3NO2+H2O===2HNO3+NO,无论生成的气体是NO、NO2或混合气体,最终得到的均为NO。
(2)CaCO3和稀HNO3反应生成CO2,排除空气,保持无氧环境。
NO遇空气生成红棕色的NO2。
(3)铜过量时,溶液中HNO3完全反应,生成Cu(NO3)2,硫酸提供H+,NO
继续氧化Cu。
(4)①A中先生成CO2,排空气,再插入铜丝生成NO,B中水吸收可能存在的NO2,碱石灰一是吸收水蒸气干燥NO,二是吸收CO2,防止进入D与过氧化钠反应生成O2,E中碱石灰防止F中的水或空气中的CO2进入D,F是吸收NO。
②由题给资料②可知,若生成NaNO2在稀H2SO4中生成无色气体NO,NO遇空气变红棕色。
答案
(1)不正确 NO2能与水反应生成NO,无论铜与稀硝酸反应生成的是NO还是NO2,集气瓶中收集到的气体都是NO
(2)排净装置内的空气 无色变成红棕色
(3)c 3Cu+2NO
+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)①吸收CO2和水蒸气 5NO+3MnO
+4H+===5NO
+3Mn2++2H2O
②取D装置中产物少许于试管中,加入稀硫酸(或稀盐酸),若产生无色气体,且遇到空气变红棕色,则2NO+Na2O2===2NaNO2发生,若气体不变色,则该反应未发生
13.(2015·潮州质检,19)雾霾天气严重影响人们的生活质量,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。
Ⅰ.将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl-
浓度/(mol·L-1)
3×10-6
7×10-6
2×10-5
3×10-5
5×10-5
2×10-5
根据表中数据判断该试样的pH=________。
Ⅱ.消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)方法一:
工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO2和NO,可获得Na2S2O4(连二亚硫酸钠)和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
①装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为____________________________。
②装置Ⅲ中可以使Ce4+再生,若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液,当消耗1mol甲烷时,理论上可再生________molCe4+。
(2)方法二:
NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。
反应原理如图1所示:
①图2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度应为________(填序号)。
a.Mn,200℃左右b.Cr,450℃左右
c.Mn和Cr混合,300℃左右
②用Fe做催化剂时,在氨气足量
的情况下,若c(NO2)/c(NO)=1∶1脱氮率最佳。
已知每生成11.2LN2(标况)反应放出的热量为QkJ,此时对应的脱氮反应的热化学方程式为______________________________________________。
解析 Ⅰ.根据电荷守恒:
c(K+)+c(Na+)+c(NH
)+c(H+)=c(NO
)+c(Cl-)+2c(SO
),求得c(H+)=1×10-4mol·L-1,pH=4。
Ⅱ.
(1)①装置I中发生的主要反应是NaOH溶液与SO2的反应,由图示可知生成物是HSO
(产物进入装置Ⅲ),其反应为:
SO2+OH-===HSO
。
②甲烷燃料电池,总反应为CH4+2O2===CO2+2H2O,转移电子数为8e-,1molCH4参加反应转移8mole-,Ce4+的再生是指将Ce3+被氧化为Ce4+,故可以氧化再生8molCe4+。
(2)①Mn在200℃左右时催化效率最高,而Cr在450℃左右时催化效率最高,从节约能源角度应选择Mn,200℃左右。
②发生反应:
NO2(g)+NO(g)+2NH3(g)===2N2(g)+3H2O(l),生成0.5molN2,放出QkJ热量,所以热化学方程式为:
NO2(g)+NO(g)+2NH3(g)===2N2(g)+3H2O(l) ΔH=-4QkJ·mol-1。
答案 Ⅰ.4 Ⅱ.
(1)①SO2+OH-===HSO
②8
(2)①a ②NO2(g)+NO(g)+2NH3(g)===2N2(g)+3H2O(l) ΔH=-4QkJ·mol-1
14.(2014·贵州贵阳期末,7)某实验小组同学探究铜与硝酸的反应。
(1)用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸,各取10mL硝酸分别与铜片反应,实验记录如下:
序号
浓硝酸与水
的体积比
实验现象
Ⅰ
1∶1
反应速率快,溶液很快变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体呈红棕色
Ⅱ
1∶3
反应速率较快,溶液变成蓝色,铜丝表面有大量气泡冒出,气体无色
Ⅲ
1∶5
反应速率慢,微热后速率加快,溶液变成蓝色,铜丝表面有气泡冒出,气体无色
①铜与稀硝酸反应的离子方程式为______________;若生成标准状况下0.56LNO气体,反应中被还原的HNO3的质量为________g(小数点后保留两位有效数字)。
②依据上表,制备NO气体最适宜的是实验Ⅱ,理由是______________
__________________________________________________________________________________________________________________。
(2)为防止有毒气体逸散造成空气污染,该小组同学改进实验装置,如右图所示(夹持仪器略去)。
用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质,实验步骤如下:
Ⅰ.安装好装置后,检查装置气密性。
Ⅱ.打开旋塞C,从B管上端加入所选浓度的硝酸,至铜丝下沿(不接触铜丝)。
Ⅲ.向上移动B管,使A管液面上升至与橡胶塞恰好接触,关闭旋塞C,反应开始。
Ⅳ.当液面重新下降至与铜丝脱离接触时,反应停止。
Ⅴ.打开旋塞C,移动B管,使A中迅速进入少量空气,关闭旋塞C,观察现象。
……
①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是:
关闭旋塞C,从B管上端加入水,若观察到____________________,说明装置的气密性良好。
②步骤Ⅲ操作的目的是__________________________________________
________________________________________________________________。
③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收,可进一步采取的操作是__________________,能确定NO完全被溶液吸收的现象是______________
_____________________________________________________________。
解析
(1)①铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O;观察反应方程式知,被还原的HNO3的物质的量n(HNO3)=n(NO)=0.56L÷22