8.某位同學(xué)在查閱資料時(shí)發(fā)現(xiàn)含氮化合物有以下性質(zhì):
①常溫下NO2和N2O4混合存在,在低于0℃的過冷水中只有無色的N2O4液體或晶體存在;
②濃硝酸與銅、銀等不活潑金屬反應(yīng)時(shí)除生成NO2氣體外還有少量NO生成.
該同學(xué)在驗(yàn)證了“性質(zhì)①”后又設(shè)計(jì)了如下裝置驗(yàn)證“性質(zhì)②”,同時(shí)測定某電器元件中銅銀合金材料的含銅量.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
第一步 檢驗(yàn)裝置的氣密性后加入相關(guān)藥品;
第二步 打開K1,通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間,關(guān)閉K1,打開A中分液漏斗的活塞,向盛有7g銅銀合金粉末的圓底燒瓶中加入13.5mol•L-1濃硝酸100mL;
第三步A中反應(yīng)結(jié)束后…;
第四步打開K1,通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間.
回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)前、后都需要打開K1,通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間.
“第二步”中通入氮?dú)馐菫榱伺疟M裝置中的空氣,防止生成的NO被氧化;
“第四步”中通入氮?dú)馐菫榱吮WC反應(yīng)產(chǎn)生的氣體完全被裝置E吸收.
(2)“第三步”的目的是驗(yàn)證“性質(zhì)②”并確保有害氣體被完全吸收,請補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟并寫出能證實(shí)“性質(zhì)②”的預(yù)期現(xiàn)象:A中反應(yīng)結(jié)束后,打開K2,持續(xù)通入氧氣,D中出現(xiàn)紅棕色氣體.
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,通過測量確定裝置A燒瓶中溶液的體積為100mL,裝置C增重3.22g,裝置E增重0.54g(E中N元素均以NO3-的形式存在),不考慮硝酸的揮發(fā)與分解以及空氣對試劑的影響,則實(shí)驗(yàn)所用銅銀合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.9%(結(jié)果保留3位有效數(shù)    字),實(shí)驗(yàn)后裝置A燒瓶內(nèi)溶液中硝酸的物質(zhì)的量濃度為11.7mol•L-1
(4)已知存在可逆反應(yīng):Ag+FeCl3?AgCl+FeCl2
另一位同學(xué)提出可通過向盛有銅銀合金的容器中加入足量FeCl3溶液的方法快速確定合金的含銅量,計(jì)算時(shí)所需的數(shù)據(jù)是銅銀合金的質(zhì)量和反應(yīng)中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量.

分析 本題為探究題,探究濃硝酸與銅、銀等不活潑金屬反應(yīng)時(shí)除生成NO2氣體外還有少量NO生成,涉及NO2與N2O4間的轉(zhuǎn)化,及NO很容易被空氣中的氧氣氧化等性質(zhì),解題關(guān)鍵是消除彼此間的干擾,據(jù)此分析解答;
(1)裝置中本身有空氣,NO很容易被氧化;定量實(shí)驗(yàn),需要確保生成物能完全測定,E裝置就是為了吸收生成的氮氧化物的;
(2)NO遇氧氣很容易生成NO2,現(xiàn)象是無色變?yōu)榧t棕色;
(3)裝置C中收集到的是N2O4,E中增重的質(zhì)量應(yīng)該是NO和O2的質(zhì)量,可結(jié)合電子守恒計(jì)算固體中Cu或銀的質(zhì)量,根據(jù)原子守恒及電荷守恒計(jì)算反應(yīng)后溶液A中HNO3的濃度;
(4)銅、銀均能溶解在FeCl3溶液里,但銀可以轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀,因此只有知道生成氯化銀的質(zhì)量,就可以確定混合物中各組分的含量.

解答 解:(1)利用通入的空氣將裝置內(nèi)的空氣排盡,防止NO被氧化;第四步通N2的目的是將生成的NO和O2的混合氣體完全被E中NaOH溶液吸收,故答案為:排盡裝置中的空氣,防止生成的NO被氧化;保證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體完全被裝置E吸收;
(2)欲驗(yàn)證NO可利用NO遇氧氣變紅棕色的性質(zhì),只要打開K2,持續(xù)通入氧氣,D中出現(xiàn)紅棕色氣體即可證明,故答案為:打開K2,持續(xù)通入氧氣,D中出現(xiàn)紅棕色氣體;
(3)N2O4的物質(zhì)的量為$\frac{3.22g}{92g/mol}$=0.035mol,根據(jù)4NO+3O2+2H2O=4HNO3,設(shè)NO的物質(zhì)的量為nmol,則O2的物質(zhì)的量為0.75nmol,30n+32×0.75n=0.54,解得:n=0.01mol,設(shè)Cu的物質(zhì)的量為xmol,銀的物質(zhì)的量為ymol,則64x+108y=7,另外電子守恒式為:2x+y=0.035×2+0.01×3,解得:x=0.025mol,y=0.05mol,則Cu的質(zhì)量為0.025mol×64g/mol=1.6g,則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{1.6g}{7g}×100%$=22.9%;被還原的硝酸為0.035mol×2+0.01mol=0.08mol,實(shí)際消耗的HNO3為0.08mol+2x+y=0.18mol,剩余硝酸為13.5mol/L×0.1L-0.18mol=1.17mol,實(shí)驗(yàn)后A中硝酸的濃度為:$\frac{1.17mol}{0.1L}$=11.7mol/L; 故答案為:22.9%;11.7;
(4)根據(jù)反應(yīng)Ag+FeCl3?AgCl+FeCl2可知;當(dāng)FeCl3溶液足量時(shí)固體完全溶解,生成的沉淀為AgCl,只要知道沉淀質(zhì)量,Ag的質(zhì)量即可求算,再結(jié)合固體的總質(zhì)量,就可以計(jì)算合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),故答案為:反應(yīng)中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量.

點(diǎn)評 本題以探究銅、銀與硝酸反應(yīng)產(chǎn)物為載體,考查了氧化還原發(fā)生過程中的電子守恒規(guī)律,以及化學(xué)反應(yīng)中的原子守恒、溶液中的電荷守恒等,另外涉及物質(zhì)的鑒別,考查較為綜合,中等難度.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表:
t/℃7008008301 0001 200
K0.60.91.01.72.6
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(填“吸熱”、“放熱”),寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=$\frac{c(CO)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})c({H}_{2})}$
(2)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是bc.
a.及時(shí)分離出CO氣體              b.適當(dāng)升高溫度
c.增大CO2的濃度                   d.選擇高效催化劑
(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是bc.
a.容器中壓強(qiáng)不變                b.混合氣體中 c(CO)不變
c.v(H2)=v(H2O)           d.c(CO2)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),試判斷此時(shí)的溫度為830℃.
(5)若在(4)所處的溫度下,在1L的密閉容器中,加入2molCO2和3molH2充分反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),H2的物質(zhì)的量為b,CO2的物質(zhì)的量為c.
a.等于1.0mol        b.大于1.0mol         c.大于0.5mol,小于1.0mol        d.無法確定.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

9.已知NaHSO3溶液顯酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO3-+H2O?H2SO3+OH-      ①
HSO3-?H++SO32-           ②
向0.1mol•L-1的NaHSO3溶液中分別加入少量氫氧化鈉固體,則$\frac{c(S{O}_{3}^{2-})}{c(HS{O}_{3}^{-})}$增大(填“增大”、“減小”或“不變”下同).$\frac{c(N{a}^{+})}{c(S{{O}_{3}}^{2-})}$增大.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.下表是元素周期表的一部分,表中的每個(gè)字母代表一種短周期元素.

周期
IAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
1a
2bcd
3ef
(1)a元素和b元素可以形成最簡單的有機(jī)物,其化學(xué)式為CH4;
(2)e元素位于第三周期第ⅠA族,它的元素符號是Na;
(3)c元素原子的最外層電子數(shù)為5;
(4)b、c、d三種元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)(填“減弱”或“增強(qiáng)”);
(5)f的元素符號為S.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是( 。
A.
表示向NH3•H2O溶液中逐步加入NH4Cl固體后,溶液pH的變化
B.
表示向NH3•H2O溶液中加水時(shí)溶液的導(dǎo)電性變化,則NH3•H2O溶液的pH:b>a
C.
表示等量A在容積相同的恒容密閉容器中,不同溫度下分別發(fā)生反應(yīng):2A(g)?B(g)+C(g),相同時(shí)間后測得A含量的曲線,則該反應(yīng)的△H<0
D.
表示催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的焓變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.如圖裝置可用來監(jiān)測空氣中NO的含量,下列說法不正確的是(  )
 
A.電子由Pt電極流出,經(jīng)外電路流向NiO電極
B.Pt電極上發(fā)生的是還原反應(yīng)
C.NiO電極的電極反應(yīng)式為NO+O2--2e-═NO2
D.每轉(zhuǎn)移2 mol電子,有1 mol O2-遷移到負(fù)極

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.H2CO3和H2C2O4都是二元弱酸,不同pH環(huán)境下它們不同形態(tài)的粒子的組成百分率如圖所示,下列判斷正確的是( 。
A.在pH為6.37及10.25時(shí),溶液中c(CO32-)=c(HCO3-)=c(H2CO3
B.反應(yīng)HCO3-+H2O═H2CO3+OH- 的平衡常數(shù)為10-10.25
C.0.1mol•L-1NaHC2O4溶液中c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)=0.1mol•L-1
D.往Na2CO3溶液中加入少量草酸溶液,發(fā)生反應(yīng):CO32-+H2C2O4═HC2O4-+HCO3-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.工業(yè)上真空煉銣的反應(yīng)方程式為2RbCl2+Mg$\stackrel{熔融}{?}$MgCl2+2Rb↑,對此反應(yīng)能夠進(jìn)行正確解釋的是(  )
A.高溫下Mg2+得電子的能力比Rb+
B.MgCl2對熱的穩(wěn)定性比RbCl強(qiáng)
C.在一定條件下,Mg的金屬性比Rb強(qiáng)
D.銣的沸點(diǎn)比鎂低,及時(shí)抽走銣蒸氣使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.根據(jù)下列框圖回答問題(答題時(shí),方程式中的M、E用所對應(yīng)的元素符號表示):

已知:
Cu(s)+2H+(aq)═Cu2+(aq)+H2(g)△H=+64.39kJ•mol-1
2H2O2(l)═2H2O(l)+O2(g)△H=-196.46kJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-285.84kJ•mol-1
(1)寫出M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的熱化學(xué)方程式:Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+2H2O(l)△H=-319.68kJ.mol-1
(2)某同學(xué)取X的溶液,酸化后加入KI、淀粉溶液,變?yōu)樗{(lán)色.寫出與上述變化過程中產(chǎn)生氧化劑這一步相關(guān)的離子方程式:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O.
(3)寫出Cl2將Z氧化為K2EO4的化學(xué)方程式:10KOH+3Cl2+2Fe(OH)3═2K2FeO4+6KCl+8H2O.
(4)用Y溶液可測定某硫酸廠排放的尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù).實(shí)驗(yàn)操作如下:
①取2.8L(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體樣品,將280mL通入到盛足量的Y溶液的錐形瓶中.
②待完全反應(yīng)后,用濃度為0.02000mol/L的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗K2Cr2O7溶液25.00mL.已知反應(yīng):
2Fe3++SO2+2H2O═2Fe2++SO42-+4H+
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
則該廠排放的尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)為12.00%.

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同步練習(xí)冊答案