非金属实验及计算.doc

1．化学兴趣小组对用铜制取硫酸铜晶体的实验方案作研究。甲组同学将铜粉投入盛有稀硫酸的容器中，不发生反应。他们向容器底部缓缓鼓入氧气，溶液慢慢变蓝色，若在溶液中置一些铂丝，反应速率明显加快。此时，其他组的同学提出方案如下 氧气△ 稀H2SO4 乙组Cu CuO CuSO4 硫酸亚铁 丙组Cu CuSO4 氢氧化钠 稀硫酸 硝酸银 丁组Cu CuNO32 CuOH2 CuSO4 浓H2SO4△ 戊组Cu CuSO4 （1）甲组实验可用一个化学反应方程式表示为 ，使反应变快的可能原因是 。 （2）在五个方案中，科学性有错的是 组方案，经济性最差的是 组方案。 （3）可持续发展的原则要求化工生产①能耗尽量低，这应排除使用 组方案；②无污染，这应排除 组方案。 （4）相对能耗低，污染小的是 组方案。该给从反应器中排出的溶液中（含有少量H2SO4以抑制水解）取得产品的实验操作步骤应为 、 、 ，对取得产品后残留物质的处理方法是 。 2．某课外活动兴趣小组为探究铜跟硫酸反应的情况，设计如下图示装置进行有关实验 （1）先关闭活塞a，将6.4g铜片和12mL 18mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完毕，发现还有铜片剩余。再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶，最后铜片完全消失。 ① 写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式 ___________________________________、__________________________________。 ② B是用来收集实验中产生的气体的装置，但导管未画全，请把导管补充完整；（在原图中补充） ③ 实验结束后，装置C中的溶液中可能含有的溶质有__________________________. 2该小组的同学对“浓硫酸的浓度小于什么值时就不和铜反应”这个问题很感兴趣。为了获得这个值，你认为他们可以采用的方法是_________（填字母，答案不唯一 ）. A.做实验 B.查资料 C.请教老师和其他同学等 D.猜测 3事实表明，铜与浓硫酸反应全部结束后，硫酸仍有剩余。为了定量测定余酸的物质的量浓度，甲、乙两学生进行了如下设计①甲同学设计的方案是先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量，再通过计算确定余酸的物质的量浓度。他认为测定SO2的量的方法有多种，请你写出其中的一种________________________________________________。②乙同学设计的方案是将反应后的溶液冷却后全部移入100ml容量瓶中并加蒸馏水定容，取20ml于锥形瓶中，用酚酞作指示剂，用标准氢氧化钠溶液进行滴定，再求出余酸的物质的量浓度。你认为乙同学设计的实验方案能否准确求得余酸的物质的量浓度______（填“能”或“否”），理由是______________________________________。 4．为了完成一项研究项目，需要22.4 LS.P.T.SO2。化学小组同学依据化学方程式 Zn＋2H2SO4浓 ZnSO4＋SO2↑＋2H2O 取65.0 g锌粒与98％的浓H2SO4 110mL ρ＝1.84 g/cm3充分反应，锌粒全部溶解后，收集所得气体X，经检验存在严重质量问题。 1 推测化学小组制得的气体中可能混有的杂质气体主要是 填分子式；产生杂质的主要原因是 。 2 实验验证化学小组的同学设计了如图装置，对退回的气体X取样进行认真探究假设气体均能被完全吸收。 ① 连接好装置后，必要的一个操作是 。 ② C中加入的试剂是 ，作用为 。 ③ 证实气体x中混有主要杂质气体的实验现象是 D中 ，E中 。 3 结果处理通入一定量的X气体，使B装置中酸性KMnO4溶液（200mL、0.20mol/L）恰好褪色；D装置实验前后质量变化1.6g。则X气体中SO2的体积分数 。 5．下图中A、B、C分别是某课外活动小组设计的制取氨气并进行喷泉实验的三组装置示意图，制取NH3选用试剂如图所示，回答下列问题 1用A图所示的装置可制备干燥的NH3 ①反应的化学方程式为________________________________________。装置中收集NH3的试管口放置棉花团的作用是_________________________________________。 ②干燥管中干燥剂能否改用无水CaCl2___________，理由是_________________________。 2用B图所示的装置可快速制取较大量NH3拟作喷泉实验。 根据B图所示的装置及试剂回答下列问题 ①用化学方程式表示浓氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的过程 ________________________________________________________________________ ②检验NH3是否收集满的实验方法是______________________________________________。 3用C图所示的装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的操作是___________________________，该实验的原理是_______________________________。 若测得C装置烧瓶中NH3的质量是相同状况下相同体积H2质量的10倍，则喷泉实验完毕后，烧瓶中水可上升至烧瓶容积的___________填“几分之几”。 4．如下图所示实验装置进行实验实验6、7、8是在加热时进行。 实验 试剂甲 试剂乙 试剂丙 B中现象 1 H2O2 FeCl2 溶液由浅绿色变为棕黄色 2 浓氨水 CaO AgNO3 3 H2SO4 FeS Br2水 4 H2SO4 Na2SO3 BaCl2 5 CaCO3 氨化NaCI饱 出现白色浑浊 6 浓H2SO4 NaCl 含0.1molNaAlO2 白色浑浊、浑浊消失 7 浓HCl MnO2 FeI2 8 浓HNO3 Cｕ NaHCO3 请回答 1实验l中试剂乙的化学式是 。 2实验2中B中溶液先出现 ，后 。 3实验3中B中反应的化学方程式为 。 4若要使实验4中的8装置内有白色沉淀生成，可向B中通入 。 a．NH3 b．NO2 c．HCl d．H2S 5实验5中的试剂甲使用错误的是 。B中的白色浑浊物是 。 a．稀HCl b．稀H2SO4 c．稀HNO3 6实验6中NaCl固体的质量至少为 克。 7实验7中B溶液中先参加反应的离子为 写离子符号。 8实验8中烧瓶内的现象是 。 6．如图所示“合成氨”的演示实验夹持仪器均已省略。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2，另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2，N2和H2混合后通过还原铁粉来合成NH3，再将产生的气体通入酚酞试液中，若酚酞试液变红，则说明产生了氨气。 某课外活动小组通过查阅资料和多次实验，得到了如下信息 信息一 NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合 加热的过程中发生如下反应 ①NaNO2NH4Cl→NH4NO2NaCl ② NH4NO2→NH3HNO2 ③ 2HNO2→N2O3H2O ④2NH3 N2O3→2N23H2O 信息二查阅资料，不同体积比的N2、H2 混合气体在相同实验条件下合成氨，使酚酞试液变红所需要的时间如下 N2和H2的体积比 51 31 11 13 15 酚酞变红色所需时间/min 89 78 67 34 910 据此回答下列问题 （1）Y形管左侧管中发生反应的离子方程式 。 （2）铁粉撒在石棉绒上的目的是 。 （3）课外活动小组的同学们认为，该实验中即使酚酞变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3，得出此结论的理由是 ，请你另设计一个简单的实验验证你的理由 。欲解决这一问题，可以选用下图中的 装置连接在原装置中的 和 之间。 （4）在上述实验过程中，为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象，应该控制N2和H2的体积比为 比较适宜；但该装置还难以实现此目的，原因是 。 （5）实验过程中通入试管C中的气体成分有 。 7、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。 请回答下列问题 1 实验开始前先打开A部分的活塞K1，持续通入一段时间的氮气再关闭K1，其目的是 ；装置中B瓶的作用是 。 2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。 3为减小实验误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应继续进行的操作是 。 4实验测得如下数据实验前，Cu、Ag合金的质量15.0g，浓HNO340mL 13.5 mol/L；实验后A中溶液V＝40mL cH＋＝1.0 mol/L。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，则为确定合金中Cu的质量分数还需测定的数据是 。 5若已知Cu、Ag合金的质量为m g，且溶解完全。请利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作，以确定合金中Cu的质量分数，其实验过程为 。 8．已知AgNO3晶体加热分解生成两种单质和红棕色气体。可是用下列某些装置粗略测定混入了其它不分解也不参与反应的杂质的硝酸银纯度，并进行有关实验装置中必要的铁架台、铁夹、酒精灯等已略去，填写下列空白。 （1）写出AgNO3受热分解的化学方程式_____________________________； （2）测定AgNO3的纯度，可选用由A、B、C、D组成的装置，但其中不合理的是___________，该错误引起的后果是______________________________； （3）B瓶中的空气对实验结果______填“有”或“无”影响，理由是_________ ； （4）如果改进装置后，称取硝酸银试样4.00g置于A中缓缓加热，待反应完全后，产生的气体通过B、C装置后，测得量筒中水的体积，并折算成标准状况下气体的体积为112mL，则试样的纯度为_____________________； （5）如果加热CuNO32生成氧化铜，则加热分解所得气体应通入装置________填“E”或“F”，其理由是__________________________________。 9.已知 IO3－5I－6H→3I23H2O。工业上利用NaIO3和NaHSO3反应来制取单质I2。 ①NaIO3不足时2NaIO36NaHSO3→2NaI3Na2SO43H2SO4 ②NaIO3足量时4NaIO310NaHSO3→2I27Na2SO43H2SO42H2O 现模拟工业制取I2。在含31.2gNaHSO3的溶液中逐滴加入2mol/LNaIO3溶液vmL。 （1）当v mL时，再滴NaIO3就开始析出I2 。 （2）当v为55mL时，生成的I2的质量为 g。 10．将质量为ag的铁和硫化亚铁的固体混合物加到300mL2mol/L盐酸中充分反应。（假设所得氢硫酸在饱和前无硫化氢气体逸出，且不考虑溶液体积变化）已知氢硫酸饱和溶液浓度为0.1mol/L，请回答 （1）当a1.6g，收集到氢气112mL（标准状况），则该固体混合物中，铁和硫化亚铁的物质的量之比为 。 （2）当该固体混合物a g时，硫化氢气体开始逸出。 （3）当该固体混合物a32g时，收集到气体的总体积为 mL（标准状况）。 写出（3）的计算过程 11.某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO45H2O晶体，混酸中硝酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO2，反应后的溶液中不含CuNO32， 反应中固体完全溶解，两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480 g，其中铜屑的质量分数为x，试回答下列。 （1）所得硫酸铜晶体的质量y为 _______g（用x表示）； （2）若x 0.4，混酸中HNO3与H2SO4的物质的量之比为 _________； （3）若x 0.4，480g固体混合物与一定量混酸微热后，充分反应，冷却恰好只得到CuSO45H2O，试求原混酸中H2SO4的质量分数 。 12．已知Fe2能被稀硝酸氧化，反应方程式为 3FeNO32 4HNO3稀 → 3 FeNO33 NO↑ 2H2O 现将一定量的铁和铜的混合物分为等质量的4份，分别加入等浓度不同体积的稀硝酸（假设反应中稀硝酸的还原产物只有NO），产生气体的体积与剩余固体的质量如下表 硝酸体积（mL 100 200 300 400 剩余固体（g） 18.0 9.6 0 0 放出气体的体积（mL） 2240 4480 6720 （1）放出2240 mL气体时，消耗金属的质量为_______g （2）稀硝酸的浓度为_______ molL－1 （3）计算原混合物中铁和铜的物质的量比为多少 （4）加入400 mL稀硝酸，反应完全后，计算溶液中硝酸根离子的物质的量。 13．工业上用氨气与空气的混合气在一定条件下制硝酸，发生的反应是 ① 4NH35O2 →4NO6H2O ② 4NO3O22H2O→4HNO3 设空气中氧气的体积分数为0.20，氮气体积分数为0.80，请完成下列填空及计算 （1）为使氨气恰好完全氧化为一氧化氮，氨气与空气的混合气中氨的体积分数用小数表示为________保留2位小数。 （2）现将1 mol的氨气与12 mol的空气混合反应，可得到硝酸 mol； （3）向上述溶液中加入 mL 20的硝酸（密度为1.11g/mL），才能得到69的硝酸溶液。 31．（浦东二）在实验室中，氮氧化物废气（主要成分NO2和NO）可以用NaOH溶液来吸收，以除去这些废气，其主要反应为2NO2 2 NaOH →NaNO2 NaNO3 H2O NO NO2 2NaOH → 2NaNO2 H2O （1）NO和NO2的混合气体的组成可表示为NOX ，该混合气体通入NaOH溶液被完全吸收时，x的值可以为 （填编号）。 a．1.1 b．1.2 c．1.5 d．1.8 （2）若用纯碱溶液处理氮氧化物废气，反应与上述类似，同时放出CO2。 ①请写出纯碱溶液吸收NO2的化学方程式 。 ②现有标准状况下a升NO2（其中N2O4体积分数为20）和b升NO的混合气恰好被200mL Na2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系为 ；该Na2CO3溶液的物质的量浓度为 mol/L（用含a、b的代数式表示）。 ③若在标准状况下，2.016 L氮氧化物的混合气和0.896LO2与1mol/LNa2CO3溶液50mL恰好反应生成NaNO3，则混和气体中N2O4与NO2的体积比为 。写出③的计算过程 31．（1）c、d （2分） （2）①2NO2 Na2CO3 → NaNO2 NaNO3 CO2（1分） ②≥（或1.2a≥b、6a≥5b）（2分）， （2分）③15 （3分） 解（2）②将20％的N2O4看作成2份NO2，即NO2共有0.8a0.22a1.2aL 若气体恰好被吸收则1.2a≥b ∴ ≥ 生成的产物NaNO2、NaNO3中钠原子与氮原子均为11，所以由原子守恒得 nNa2CO3nNanN[nNO2nNO]mol ∴ cNa2CO3 0.2mol/L ③设2.016 L氮氧化物中含N2O4 x mol、NO2 y mol、NO z mol xyz0.09 解得 x0.01mol 2xy3z4 得失电子守恒 y0.05mol 2xyz0.052 （氮原子、钠原子守恒） z0.03mol ∴ VN2O4VNO2 nN2O4nNO2 xy 15