20.薛文同學(xué)通過(guò)查詢資料知道,一定濃度的硝酸與Mg反應(yīng)時(shí),可同時(shí)得到NO2、NO、N2三種氣體.該同學(xué)欲用下列儀器組裝裝置來(lái)直接驗(yàn)證有NO2、NO生成并制取氮化鎂.(假設(shè)實(shí)驗(yàn)中每步轉(zhuǎn)化均是完全的)
查閱文獻(xiàn)得知:①NO2沸點(diǎn)為21.1℃、熔點(diǎn)為-11℃,NO沸點(diǎn)為-151℃、熔點(diǎn)為-164℃;
②鎂也能與CO2反應(yīng);
③氮化鎂遇水劇烈水解生成Mg(OH)2和氨氣.

(1)實(shí)驗(yàn)中先打開(kāi)開(kāi)關(guān)K,通過(guò)導(dǎo)管向裝置內(nèi)通入CO2氣體以排出裝置內(nèi)的空氣,停止通入CO2的標(biāo)志是E中出現(xiàn)白色沉淀.
(2)為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康,所選用的儀器的正確連接方式是:A→D→C→F→B→F→E,確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是A中有紅棕色氣體產(chǎn)生(或D中出現(xiàn)有色液體),實(shí)驗(yàn)中要多次使用裝置F,第二次使用F的目的是防止水蒸氣進(jìn)入B導(dǎo)致氮化鎂水解.
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時(shí),C中溶液顏色慢慢褪去,試寫(xiě)出C中反應(yīng)的離子方程式.5NO+4H++3MnO4-═3Mn2++5NO3-+2H2O
(4)薛文同學(xué)在A中開(kāi)始反應(yīng)時(shí),馬上點(diǎn)燃B處的酒精燈,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)B處的產(chǎn)品純度不高,原因是裝置中充滿CO2,而加熱時(shí)CO2也能與Mg反應(yīng).
(5)設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證鎂與硝酸反應(yīng)時(shí)確實(shí)有氮?dú)馍扇∩倭緽中反應(yīng)后的固體放入試管中,再向試管中滴加適量的水并將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近試管口處,試紙變藍(lán).

分析 探究一定濃度的硝酸與Mg反應(yīng)產(chǎn)物:A三頸燒瓶中為鎂和硝酸反應(yīng),可能得到NO2、NO、N2三種氣體,若二氧化氮?dú)怏w,A中有紅棕色氣體產(chǎn)生,NO2沸點(diǎn)為21.1℃,經(jīng)過(guò)D裝置冰鹽水冷卻生成的氣體,D中出現(xiàn)有色液體,C中盛放1%的酸性高錳酸鉀,若出現(xiàn)高錳酸鉀褪色,說(shuō)明有NO生成,氧化反應(yīng)為:5NO+4H++3MnO4-═3Mn2++5NO3-+2H2O,經(jīng)過(guò)裝置F進(jìn)行氣體干燥,然后進(jìn)入裝置B進(jìn)行鎂和氮?dú)獾姆磻?yīng),再經(jīng)過(guò)裝置F,防止水蒸氣進(jìn)入B導(dǎo)致氮化鎂水解,最后用氫氧化鋇吸收尾氣.
(1)E裝置在該實(shí)驗(yàn)中為吸收尾氣裝置,實(shí)驗(yàn)中先打開(kāi)開(kāi)關(guān)K,通過(guò)導(dǎo)管向裝置內(nèi)通入CO2氣體以排出裝置內(nèi)的空氣,當(dāng)E中出現(xiàn)白色沉淀,說(shuō)明二氧化碳已經(jīng)充滿整個(gè)裝置;
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置中的藥品及實(shí)驗(yàn)的目的確定所選用的儀器的正確連接方式,二氧化氮為紅棕色氣體,確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是A中有紅棕色氣體產(chǎn)生(或D中出現(xiàn)有色液體),氮化鎂易水解,第二次使用F的目的是防止水蒸氣進(jìn)入B導(dǎo)致氮化鎂水解;
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時(shí),C中溶液顏色慢慢褪去,為NO和高錳酸根離子反應(yīng)氧化還原反應(yīng),根據(jù)質(zhì)量守恒和得失電子守恒配平;
(4)根據(jù)鎂能和二氧化碳反應(yīng)分析,鎂條與二氧化碳反應(yīng)會(huì)生成碳與氧化鎂;
(5)檢驗(yàn)氮?dú)獾纳,可通過(guò)檢驗(yàn)氮?dú)夂玩V反應(yīng)的產(chǎn)物氮化鎂,氮化鎂易水解生成氫氧化鎂和氨氣,根據(jù)檢驗(yàn)氨氣的存在間接檢驗(yàn)氮?dú)猓?/p>

解答 解:(1)探究一定濃度的硝酸與Mg反應(yīng)產(chǎn)物,E裝置在該實(shí)驗(yàn)中為吸收尾氣裝置,實(shí)驗(yàn)中先打開(kāi)開(kāi)關(guān)K,通過(guò)導(dǎo)管向裝置內(nèi)通入CO2氣體以排出裝置內(nèi)的空氣,當(dāng)E中出現(xiàn)白色沉淀,說(shuō)明二氧化碳已經(jīng)充滿整個(gè)裝置,已經(jīng)全部排出裝置內(nèi)的空氣,需停止通入CO2
故答案為:E中出現(xiàn)白色沉淀;
(2)探究一定濃度的硝酸與Mg反應(yīng)產(chǎn)物:A三頸燒瓶中為鎂和硝酸反應(yīng),可能得到NO2、NO、N2三種氣體,若二氧化氮?dú)怏w,A中有紅棕色氣體產(chǎn)生,經(jīng)過(guò)D裝置冰鹽水冷卻生成的氣體,D中出現(xiàn)有色液體,C中盛放1%的酸性高錳酸鉀,若出現(xiàn)高錳酸鉀褪色,說(shuō)明有NO生成,氧化反應(yīng)為:5NO+4H++3MnO4-═3Mn2++5NO3-+2H2O,經(jīng)過(guò)裝置F進(jìn)行氣體干燥,然后進(jìn)入裝置B進(jìn)行鎂和氮?dú)獾姆磻?yīng),再經(jīng)過(guò)裝置F,防止水蒸氣進(jìn)入B導(dǎo)致氮化鎂水解,最后用氫氧化鋇吸收尾氣,所選用的儀器的正確連接方式是:A→D→C→F→B→F→E,氮化鎂易水解,第二次使用F的目的是防止水蒸氣進(jìn)入B導(dǎo)致氮化鎂水解,
故答案為:D→C→F→B→F;防止水蒸氣進(jìn)入B導(dǎo)致氮化鎂水解;
(3)C中溶液顏色慢慢褪去,為NO和高錳酸根離子反應(yīng)氧化還原反應(yīng),該反應(yīng)中,反應(yīng)中物質(zhì)的化合價(jià)變化:MnO4-→Mn2+,Mn元素化合價(jià)由+7價(jià)→+2價(jià),一個(gè)MnO4-得5個(gè)電子;NO→NO3-,N由+2價(jià)變成+5價(jià),一個(gè)NO分子失去3個(gè)電子,所以其最小公倍數(shù)為15,故MnO4-的計(jì)量數(shù)為3,NO的計(jì)量數(shù)為5,然后根據(jù)原子守恒配平其它元素,配平后的離子方程式為:5NO+4H++3MnO4-═3Mn2++5NO3-+2H2O,
故答案為:5NO+4H++3MnO4-═3Mn2++5NO3-+2H2O;
(4)鎂條與二氧化碳發(fā)生置換反應(yīng),生成碳與氧化鎂,反應(yīng)為2Mg+CO2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2MgO+C,所以在A中開(kāi)始反應(yīng)時(shí),馬上點(diǎn)燃B處的酒精燈,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)B處的產(chǎn)品純度不高,原因是裝置中充滿CO2,而加熱時(shí)CO2也能與Mg反應(yīng),
故答案為:裝置中充滿CO2,而加熱時(shí)CO2也能與Mg反應(yīng);
(5)鎂與硝酸反應(yīng)時(shí)若有氮?dú)馍,則生成的氮?dú)夂玩V反應(yīng)生成氮化鎂,氮化鎂易水解生成氨氣,所以取少量B中反應(yīng)后的固體放入試管中,再向試管中滴加適量的水并將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近試管口處,試紙變藍(lán),說(shuō)明有氮?dú)馍桑?br />故答案為:取少量B中反應(yīng)后的固體放入試管中,再向試管中滴加適量的水并將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近試管口處,試紙變藍(lán).

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)產(chǎn)物的測(cè)定、對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與裝置的理解、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等,題目難度中等,理解實(shí)驗(yàn)原理是解題的關(guān)鍵,是對(duì)知識(shí)的綜合考查,需要學(xué)生具有知識(shí)的基礎(chǔ)與綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

19.某燒杯中盛有100mL FeCl3和CuCl2的混合液,混合溶液中c(FeCl3)=2mol/L,c(CuCl2)=1mol/L.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)該混合溶液中,F(xiàn)e3+的物質(zhì)的量n(Fe3+)=0.2mol.氯離子的物質(zhì)的量濃度c(Cl-)=8mol/L.
(2)向上述燒杯中加入足量鐵粉并使之充分反應(yīng).寫(xiě)出有關(guān)的離子方程式:
①2Fe3++Fe═3Fe2+;
②Cu2++Fe═Cu+Fe2+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

20.下列化合物:①H2O、②H2O2、③Na0H、④Na2O、⑤Na2O2、⑥Cl2、⑦NaCl
(1)寫(xiě)出上述物質(zhì)的電子式

(2)只含有離子鍵的是④⑦,只含有極性鍵的是①,只含有非極性鍵的是⑥,既有離子鍵又有極性鍵的是③既有離子鍵又有非極性鍵的是⑤,既有極性鍵又有非極性鍵的是②,屬于共價(jià)化合物的是①②,屬于離子化合物的是③④⑤⑦.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.在恒溫條件下,向容器中充入N2O4發(fā)生如下反應(yīng):N2O4(g)?2NO2 (g) 達(dá)到平衡時(shí).(1)保持壓強(qiáng)不變,再向容器內(nèi)通入一定量的N2O4,重新達(dá)到平衡Ⅰ;(2)保持容器體積不變,再向容器內(nèi)通入一定量的N2O4重新達(dá)到平衡Ⅱ.平衡Ⅰ、平衡Ⅱ與原平衡相比,N2O4的轉(zhuǎn)化率( 。
A.不變、減小B.增大、減小C.減小、增大D.不變、增大

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列說(shuō)法不正確的是( 。
A.除去粗鹽中不溶性雜質(zhì)的操作有溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)
B.教材上鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中KClO3的作用是使鎂帶劇烈燃燒
C.石蠟油蒸氣在熾熱碎瓷片的作用下分解產(chǎn)生的氣體可使酸性高錳酸鉀溶液褪色
D.除去乙醇中少量的水采用加入新制的Ca(OH)2再蒸餾的方法

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

5.硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可由亞硫酸鈉和硫粉通過(guò)化合反應(yīng)制得.
已知:
①Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在;
②硫代硫酸鈉與碘反應(yīng)的離子方程式為:2S2O32-+I2→S4O62-+2I-
(Ⅰ)制備Na2S2O3•5H2O
①打開(kāi)K1,關(guān)閉K2,向放有銅片的圓底燒瓶中加入足量濃硫酸,加熱.圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2H2SO4(濃)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+2H2O.
②C中混合液被氣流攪動(dòng),反應(yīng)一段時(shí)間后,硫粉的量逐漸減少.
C中碳酸鈉的作用是提供堿性環(huán)境,作反應(yīng)物.D中可能發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為:SO2+2OH-=SO32-+H2O、CO2+2OH-=CO32-+H2O.“停止C中的反應(yīng)”的操作
是打開(kāi)K2,關(guān)閉K1
③過(guò)濾C中的混合液.將濾液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、烘干,得到產(chǎn)品.
④裝置B中盛放的試劑是(填化學(xué)式)NaOH溶液,其作用是在C中的反應(yīng)停止后,吸收A中產(chǎn)生的多余SO2,防止空氣污染.
(Ⅱ)用I2的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定產(chǎn)品的純度取5.5g產(chǎn)品,配制成100mL溶液.取10.00mL溶液,以淀粉溶液為指示劑,用濃度為0.050mol/L I2的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示.
編號(hào)123
溶液的體積/mL10.0010.0010.00
消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL19.9517.1020.05
滴定時(shí),達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是加入最后一滴I2標(biāo)準(zhǔn)溶液后,溶液變藍(lán),且半分鐘內(nèi)顏色不改變.Na2S2O3•5H2O在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是90.2%(用百分?jǐn)?shù)表示,且保留1位小數(shù)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

12.A、B、W、D、E為短周期元素,且原子序數(shù)依次增大,質(zhì)子數(shù)之和為39,B、W同周期,A、D同主族,A、W能形成兩種液態(tài)化合物A2W和A2W2,E元素的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等.試回答:
(1)E元素在周期表中的位置為第三周期第ⅢA族,
(2)由A、B、W三種元素組成的18電子微粒的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3OH.
(3)經(jīng)測(cè)定A2W2顯酸性,可看做二元弱酸,其酸性比碳酸的還要弱,請(qǐng)寫(xiě)出其第一步電離的電離方程式H2O2?HO2-+H+.常用硫酸處理BaO2來(lái)制備A2W2,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2
(4)廢印刷電路板上含有銅,以往的回收方法是將其灼燒使銅轉(zhuǎn)化為氧化銅,再用硫酸溶解.現(xiàn)改用A2W2和稀硫酸浸泡廢印刷電路板既達(dá)到上述目的,又保護(hù)了環(huán)境,試寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O.
(5)元素D的單質(zhì)在一定條件下,能與A單質(zhì)化合生成一種氫化物DA,熔點(diǎn)為800℃.DA能與水反應(yīng)放氫氣,若將1molDA和1molE單質(zhì)混合加入足量的水,充分反后生成氣體的體積是56 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

9.(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)2H2+O2═2H2O,設(shè)計(jì)成燃料電池,負(fù)極通的氣體應(yīng)是H2,正極通的氣體應(yīng)是O2
(2)根據(jù)選擇電解質(zhì)溶液的不同,填寫(xiě)下表:
電解質(zhì)溶液H2SO4溶液KOH溶液
負(fù)極反應(yīng)式
正極反應(yīng)式
溶液的pH變化
(3)若把H2改為CH4,KOH作電解質(zhì),則負(fù)極反應(yīng)式為CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

10.對(duì)于數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的化學(xué)物質(zhì)和為數(shù)更多的化學(xué)反應(yīng),分類法的作用幾乎是無(wú)可替代的.
(1)現(xiàn)有下列6種物質(zhì):SO2,SiO2,CaO,MgO,F(xiàn)e2O3,Na2O2按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn),它們中有一種物質(zhì)與其他5種有明顯的不同,請(qǐng)找出這種物質(zhì),并寫(xiě)出依據(jù)(寫(xiě)出兩種分類方法):
①SO2常溫常壓下是氣體,其余是固體;
②Na2O2是過(guò)氧化物,其余為酸性氧化物或堿性氧化物.
(2)用潔凈的燒杯取少量蒸餾水,用酒精燈加熱至沸騰,向燒杯中逐滴加入1mol/L的FeCl3溶液,可制得一種紅褐色膠體.
①反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(OH)3(膠體)+3HCl.
②如何用較簡(jiǎn)單的方法判斷膠體是否制備成功?若該分散系能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng),則制備成功;否則,不成功.

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