題目列表(包括答案和解析)
(10分)N2在諸多領(lǐng)域用途廣泛。某化學(xué)興趣小組為探究在實(shí)驗(yàn)室制備較為純凈N2的方法,進(jìn)行了認(rèn)真的準(zhǔn)備。請(qǐng)你參與交流與討論。
【查閱資料】 N2的制法有下列三種方案:
方案1:加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得N2。
方案2:加熱條件下,以NH3還原CuO可制得N2,同時(shí)獲得活性銅粉。
方案3:將空氣緩緩?fù)ㄟ^(guò)灼熱的銅粉獲得較純的N2。
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】以實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)儀器(藥品)等設(shè)計(jì)的部分裝置如下圖(有的夾持和加熱儀器未畫(huà)出)。
【分析交流】
⑴若以方案1制得N2,應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是 。
⑵若按方案2制得干燥、純凈的N2,且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料,整套制氣裝置按氣流從左到右的順序連接的順序是(填寫(xiě)序號(hào),下同) 。獲得N2的反應(yīng)原理是(寫(xiě)反應(yīng)方程式) 。
⑶若以排水法收集N2,其中會(huì)混入水蒸氣。但也不宜用排空氣法,其原因是 。你提出的收集方法是 。
⑷上述三個(gè)方案中,制得的N2純度最差的是 。在N2純度要求不甚嚴(yán)格的情況下,有人建議將方案2和方案3結(jié)合使用,你認(rèn)為其優(yōu)點(diǎn)是 。
【查閱資料】
①鐵的常見(jiàn)氧化物
名稱 | 化學(xué)式 | 色、態(tài) | 鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) |
氧化亞鐵 | FeO | 黑色粉末 | w(Fe)=77.8% |
氧化鐵 | Fe2O3 | 紅棕色粉末(俗稱鐵紅) | w(Fe)=70.0% |
四氧化三鐵 | Fe3O4 | 黑色晶體(俗稱磁性氧化鐵) | w(Fe)=72.4% |
②草酸(乙二酸H2C2O4)在濃硫酸存在下受熱分解的化學(xué)方程式為H2C2O4CO2↑+ CO↑+H2O
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】
①實(shí)驗(yàn)的裝置圖如下
②藥品
a.草酸 b.工業(yè)鐵紅 c.NaOH溶液 d.澄清石灰水 e.濃硫酸 f.鹽酸
【實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)】
取不同質(zhì)量的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 樣品質(zhì)量/g | 生成鐵的質(zhì)量/g |
1 | 4.00 | 2.91 |
2 | 8.00 | 7.00 |
3 | 10.00 | 7.27 |
4 | 12.00 | 8.72 |
5 | 14.00 | 10.18 |
6 | 16.00 | 11.63 |
【討論與分析】
(1)興趣小組的同學(xué)擬以純凈的CO還原鐵的氧化物,所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置中D、E、F應(yīng)分別盛放的試劑為_(kāi)___________、____________、___________(填寫(xiě)序號(hào)),其作用依次是____________、____________、_____________。上述裝置還有不完善之處,你建議改進(jìn)的措施是________________________。
(2)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不難得出,有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不可靠,該組數(shù)據(jù)是____________(填序號(hào)),該工業(yè)鐵紅所含雜質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)_______________________。
非金屬知識(shí)規(guī)律總結(jié)
【高考導(dǎo)航】
一、非金屬元素在周期表中的位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1、除H外,非金屬元素均在“階梯線”的右上方。共有16種非金屬元素,其中包括稀有氣體元素6種。
2、非金屬元素(包括稀有元素)均在主族(零族)。非金屬元素一般都有變價(jià)。
3、最外層電子數(shù)一般≥4(H、B除外)。
4、原子半徑比同周期金屬半徑小(稀有元素除外)。
二、非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)
元素非金屬性的本質(zhì)是元素的原子吸引電子的能力。試題常通過(guò)以下幾個(gè)方面來(lái)比較元素的非金屬性:
1、單質(zhì)跟H2化合難易程度(反應(yīng)條件,劇烈程度,反應(yīng)熱的大小,生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性)。
2、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性。
3、化合物中元素化合價(jià)的正負(fù),如BrCl中,Cl為-1價(jià),Br為+1價(jià),說(shuō)明非金屬性Cl>Br。
4、通過(guò)氧化還原反應(yīng)確定非金屬單質(zhì)的氧化能力,進(jìn)而比較非金屬性。
需要指出的是,非金屬單質(zhì)的活動(dòng)性與非金屬元素的活動(dòng)性,有密切的聯(lián)系,但不是一回事。例如氮元素的非金屬性相當(dāng)強(qiáng),可是它的單質(zhì)N2化學(xué)性質(zhì)卻不很活潑。單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不僅取決于原子結(jié)構(gòu),而且取決于分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。
三、非金屬元素的性質(zhì)及遞變規(guī)律
1、單質(zhì):
(1)結(jié)構(gòu):除稀有氣體外,非金屬原子間以共價(jià)鍵結(jié)合。非金屬單質(zhì)的成鍵有明顯的規(guī)律性。若它處在第N族,每個(gè)原子可提供8-N個(gè)價(jià)電子去和8-N個(gè)同種原子形成8-N個(gè)共價(jià)單鍵,可簡(jiǎn)稱8-N規(guī)則;(H遵循2-N規(guī)則)。如ⅦA族單質(zhì):x-x;H的共價(jià)數(shù)為1,H-H,第ⅥA族的S、Se、Te共價(jià)單鍵數(shù)為8-6=2,第ⅤA族的P、As共價(jià)單鍵數(shù)8-5=3。但第二周期的非金屬單質(zhì)中N2、O2形成多鍵。
(2)熔沸點(diǎn)與聚集態(tài)。它們可以分為三類(lèi):
①小分子物質(zhì)。如:H2、O2、N2、Cl2等,通常為氣體,固體為分子晶體。
②多原子分子物質(zhì)。如P4、S8、As4等,通常為液態(tài)或固態(tài)。均為分子晶體,但熔、沸點(diǎn)因范德華力較大而比①高,Br2、I2也屬此類(lèi),一般易揮發(fā)或升華。
③原子晶體類(lèi)單質(zhì)。如金剛石、晶體硅和硼等,是非金屬單質(zhì)中高熔點(diǎn)“三角區(qū)”,通常為難揮發(fā)的固體。
(3)導(dǎo)電性:非金屬一般屬于非導(dǎo)體,金屬是良導(dǎo)體,而鍺、硅、砷、硒等屬于半導(dǎo)體。但半導(dǎo)體與導(dǎo)體不同之處是導(dǎo)電率隨溫度升高而增大。
(4)化學(xué)活性及反應(yīng):
③非金屬一般為成酸元素,難以與稀酸反應(yīng)。 固體非金屬能被氧化性酸氧化。
2、氫化物:
(1)氣態(tài)氫化物性質(zhì)比較
(2)由于氫鍵的存在,使得第ⅤA、ⅥA、ⅦA氫化物的熔沸點(diǎn)出現(xiàn)了反常。第ⅤA中:SbH3>NH3>AsH3>PH3;第ⅥA中: H2O>H2Te>H2Se>H2S;第ⅦA中HF>HI>HBr>HCl。
(3)氣態(tài)氫化物水溶液的酸堿性及與水作用的情況。①HCl、HBr、HI溶于水成酸且都是強(qiáng)酸。②HF、H2S、H2Se、H2Te溶于水成酸且都是弱酸。③NH3溶于水成堿,氨水是弱堿。④PH3、AsH3、CH4與水不反應(yīng)。⑤SiH4、B2H6與水作用時(shí)分解并放出H2。
3、非金屬氧化物的通性:
(1)許多非金屬低價(jià)氧化物有毒,如SO2、NO、NO2、CO等,注意不能隨便排放于大氣中。
(2)非金屬氧化物(除SiO2外)大都是分子晶體,熔沸點(diǎn)相差不大。
(3)非金屬氧化物大都為酸酐,相應(yīng)的酸易溶于水,則氧化物易與水化合,反之水化反應(yīng)難以進(jìn)行。
(4)不成鹽氧化物(如CO、NO)不溶于水,也不與堿反應(yīng)。雖然NO2能與堿反應(yīng)生成鹽,但NO2不屬于酸酐。
4、含氧酸
(1)同周期非金屬元素最高價(jià)含氧酸從左到右酸性增強(qiáng)。
(2)氧化性:同種元素低價(jià)強(qiáng)于高價(jià)含氧酸.
如:HClO>HClO3>HClO4(稀)
H2SO3>H2SO4(稀)
HNO2>HNO3(稀)
(3)對(duì)于同種非金屬形成的不同含氧酸,價(jià)態(tài)越高,酸性越強(qiáng)。其順序如:HClO4>HClO3>HClO2>HClO,H2SO4>H2SO3。
(4)難揮發(fā)的H2SO4、H3PO4受熱難分解;強(qiáng)氧化性的HNO3、HNO2、HClO見(jiàn)光或受熱易分解;非氧化性的H2CO3、H2SO3易分解。強(qiáng)酸可制弱酸,難揮發(fā)性酸制揮發(fā)性酸。
(5)常見(jiàn)含氧酸的一般性質(zhì):
①H2SO4:無(wú)色粘稠的油狀液體,強(qiáng)酸,沸點(diǎn)高,不揮發(fā),穩(wěn)定。濃硫酸有吸水性、脫水性和強(qiáng)氧化性。
②H2SO3:僅存在于溶液中,中強(qiáng)酸,不穩(wěn)定。
③HClO4:在水溶液中相當(dāng)穩(wěn)定,最強(qiáng)無(wú)機(jī)酸,有強(qiáng)氧化性。
④HClO:僅存在于溶液中,是一種弱酸,有強(qiáng)氧化性和漂白性,極不穩(wěn)定,遇光分解。⑤HNO3:無(wú)色液體,強(qiáng)酸,沸點(diǎn)低,易揮發(fā),不穩(wěn)定,易分解,有強(qiáng)氧化性。
⑥H3PO4:無(wú)色晶體,中強(qiáng)酸,難揮發(fā),有吸水性,穩(wěn)定,屬于非氧化性酸。
⑦H2CO3:僅存在于溶液中,弱酸,不穩(wěn)定。
⑧H2SiO3:白色固體,不溶于水,弱酸,不揮發(fā),加熱時(shí)可分解。
⑨常見(jiàn)酸的酸性強(qiáng)弱。強(qiáng)酸:HCl、HNO3、H2SO4;中強(qiáng)酸:H2SO3>H3PO4(H3PO4中強(qiáng)偏弱);弱酸:HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO>H2SiO3。
四、11種無(wú)機(jī)化學(xué)氣體的制取和性質(zhì)(O2、H2、Cl2、CO、NO、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3)。
(1)利用氧化還原反應(yīng)原理制取的氣體有:O2、H2、Cl2、NO、NO2等。
(2)利用復(fù)分解制取的氣體有:SO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。
(3)可用啟普發(fā)生器制取的氣體有:H2、CO2、H2S等。
(4)只能用排氣法收集的是:Cl2、SO2、NO2、CO2、H2S、HCl、NH3等。只能用排水法收集的氣體是:NO、CO。
(5)使紅色石蕊變藍(lán)的氣體是NH3;使石灰水變渾濁的氣體是SO2和CO2;使品紅溶液褪色的氣體是SO2和Cl2;使高錳酸鉀溶液和溴水褪色的氣體有H2S和SO2。
(6)臭雞蛋氣味的氣體是H2S;刺激性氣味的氣體有:Cl2、SO2、NO2、HCl、NH3等;毒性氣體有:Cl2、CO、NO、SO2、NO2、H2S等。
(7)能在空氣中燃燒的氣體:H2S、CO、H2等
(1)(19分)①研究性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬性比銅強(qiáng),他設(shè)計(jì)了如下幾種方案,其中合理的是 (填序號(hào))
A.鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出;
B.鐵、銅與氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2;
C.銅片置于FeCl3溶液中,銅片逐漸溶解(2FeCl3+Cu=2FeCl2+ CuCl2)
D.鐵片、銅片分別置于盛有稀硫酸的燒杯中,鐵片上有氣泡產(chǎn)生,而銅片無(wú)氣泡
E.常溫下,分別將鐵片和銅片置于濃硝酸中,鐵片不溶解,而銅片溶解
②請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)能證明鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)。要求:
a.此方案的原理不同于上述任一合理方案;
b.在方框內(nèi)繪出實(shí)驗(yàn)裝置圖并注明所需的藥品;
c.寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并用相關(guān)化學(xué)用語(yǔ)解釋現(xiàn)象
(2)學(xué)完原電池的相關(guān)知識(shí)后,甲組同學(xué)認(rèn)為構(gòu)成原電池必須有三個(gè)條件:①活動(dòng)性不同的兩極;②電解質(zhì)溶液;③閉合回路。乙組同學(xué)對(duì)條件①提出異議,認(rèn)為相同的兩極也可以構(gòu)成原電池,以下為乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的部分內(nèi)容。請(qǐng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)報(bào)告,然后將實(shí)驗(yàn)報(bào)告補(bǔ)充完整并填在相應(yīng)的橫線上。裝置中鹽橋的作用之一是使整個(gè)裝置構(gòu)成閉合回路。
濃差電池與溫差電池
一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>
1、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的濃度不同,可否形成原電池
2、電池中兩杯溶液及電極均相同,兩杯溶液的溫度不同,可否形成原電池
3、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究?jī)杀芤旱?u> 對(duì)電池電壓和電流的影響
4、電池中兩杯溶液及電極均相同,研究?jī)杀芤旱?u> 對(duì)電池電壓和電流的影響
二、【儀器與藥品】略。
三、【實(shí)驗(yàn)方法與步驟】
Ⅰ、實(shí)驗(yàn)方法:略。
Ⅱ、研究的步驟
㈠實(shí)驗(yàn)A:濃差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:
1、甲燒杯中固定裝入濃度 0.8 mol/L 的硫酸銅溶液。
2、乙燒杯中分別裝入濃度 0.8 mol/L、0.4 mol/L 、0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.05 mol/L、0.025 mol/L 的硫酸銅溶液。
3、使用銅片當(dāng)電極。測(cè)量這六種組合電池的穩(wěn)定電壓及電流,將結(jié)果記錄于表 1。
㈡實(shí)驗(yàn)B:溫差電池
電解液均為硫酸銅,電極均為銅片:(步驟略,結(jié)果記錄于表2)
四、【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】
實(shí)驗(yàn)A:濃差電池 :表1
甲杯硫酸銅濃度 mol/L |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
乙杯硫酸銅濃度 mol/L |
0.8 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.05 |
0.025 |
兩杯溶液濃度差值 |
0 |
0.4 |
0.6 |
0.7 |
0.75 |
0.775 |
電壓 mV |
0 |
6 |
12 |
16 |
22 |
26 |
電流 mA |
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.07 |
0.08 |
實(shí)驗(yàn)B:溫差電池:表2
甲杯硫酸銅溫度℃ |
19 |
19 |
19 |
19 |
19 |
19 |
乙杯硫酸銅溫度℃ |
19 |
29 |
39 |
49 |
59 |
69 |
兩杯溶液溫差℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
電壓 mV |
0 |
6.1 |
12 |
20[來(lái)源:] |
27 |
34 |
電流 mA |
0 |
0.025 |
0.047 |
0.07 |
0.15 |
0.18 |
五、【討論】
1、濃差電池:若硫酸銅濃差電池放電較長(zhǎng)一段時(shí)間后,可觀察到甲杯高濃度的溶液顏色逐漸變淺,而乙杯顏色變深,而電壓也逐漸下降,同時(shí)可觀察到甲杯中銅片表面有銅析出。
這說(shuō)明:甲杯中的電極反應(yīng)式為
乙杯中的電極反應(yīng)式為
電池放電一段較長(zhǎng)時(shí)間后電壓下降的原因:
2、溫差電池(略)
六、【結(jié)論】
由上述【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】可得結(jié)論:
實(shí)驗(yàn)A: [來(lái)源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K]
實(shí)驗(yàn)B:(略)
甲、乙兩小組同學(xué)給你什么啟示:
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