高三化学激战专项大胜氮族元素(2)

性恶臭，遇潮湿空气分解成氮的氧化物与氯化氢 某研究性学习小组根据亚硝酰氯(ClNO)的性质拟在通风橱中制取亚硝酰氯，设计了如下实验装置。 实验开始前K1、K3均已关闭，但K2却打开着。

试回答下列问题：

(1)如何检查A、B、C所组成的实验装置气密性？______________________。

(2)若D中装有纯净的NO气体，则B中应选用的最佳试剂为________，B的作用为：①________；②________。

(3)F中U形管的作用为：______________________；干燥管G的作用为：______________________。 (4)某同学认为氢氧化钠溶液只能吸收氯气和ClNO，但不能吸收NO，所以装置H不能有效除去有毒气体，写出你的改进措施：______________________。

【解析】 (1)检验装置气密性注意三点：一是关闭K2，保持装置密闭；二是加水浸没导管M下口，起液封作用；三是微热时，观察到上 升的液柱，且稳定不下降。(2)A装置制取氯气，混有氯化氢，B装置装饱和食盐水除去氯化氢；导管M与大气相通，维持大气压与装置内压强平衡，当装置内气压过大时，将液面压入M导管中，以防止发生事故。亚硝酰氯的沸点低，F装置中冰水起冷凝作用；因为亚硝酰氯遇水会分解，而氢氧化钠溶液能挥发出水蒸气，所以，必须用干燥装置G吸收氢氧化钠溶液中挥发出来的水蒸气。(4)吸收NO的原理为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，故选择在G和H之间插入一个装有水的洗气瓶。

【答案】 (1)关闭K2，B装置中加入适量的水浸没导管M下口，用酒精灯微热烧瓶或双手掌紧握烧瓶外壁，若B装置中的导管M内水柱上升，并稳定不下降，说明气密性良好

(2)饱和食盐水 除去氯气中的氯化氢 安全瓶作用(防止装置内压强过大，引起实验事故) (3)冷凝收集亚硝酰氯(ClNO) 防止水蒸气进入U形管使ClNO分解 (4)在G和H之间插入如图装置

19．(13分)下图表示各物质之间的转化关系。已知：

Ⅰ.A是无色液体，L是不溶于稀硝酸的白色沉淀，E、F、H、J、X、Y、Z是气体；

Ⅱ.G、X、Y、Z是单质，其他是化合物，其中Y呈黄绿色、H呈红棕色，E和F都极易溶解于水，二者相遇会有白烟生成；

Ⅲ.B和C都是由一种金属与一种非金属元素组成的化合物，其中非金属元素相同且质量分数都是28%，

组成B的金属元素原子核外的K层和M层电子数相同。

请按要求填空：

(1)写出下列物质的电子式：A______________，X______________。 (2)工业上制取硝酸的反应有(填写反应代号)______________________。 (3)写出下列物质的化学式：B______________，C______________。 (4)反应④的化学方程式为______________________。

(5)保持容器的温度和体积不变，在反应③刚好完全反应时，反应前后容器的压强之比为________。 【解析】 根据题给信息，A是H2O，Y是Cl2，H是NO2，L是AgCl，则F是HCl，E是NH3，W是HNO3，B是镁与氮的化合物，C是银与氮的化合物，结合氮元素质量分数都是28%，不难算出它们的化学式。

【答案】 (1) (2)⑤⑥⑦

(3)Mg3N2 AgN3 (4)Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O (5)5?7

20．(11分)将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：

(1)NO的体积为________L，NO2的体积为________L。

(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmL amol·L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu全部转化成沉淀，则原硝酸的物质的量浓度为________mol·L。

(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g。 【解析】 (1)设混合气体中NO和NO2的物质的量分别为x、y，则有x＋y＝0.5mol和3x＋y＝0.51mol×2，解得x＝0.26mol，y＝0.24mol，V(NO)＝0.26mol×22.4L/mol＝5.824L，V(NO2)＝0.24mol×22.4L/mol＝5.376L。

(2)变成气体的HNO3的物质的量为0.5mol，溶液中的NO3的物质的量等于加入NaOH的物质的量aV×10

－3

－－1

－1

2＋

mol。c(HNO3)＝(aV×10＋0.5)/0.14mol·L。

(3)NO、NO2变成NaNO3需要失去的电子总数等于Cu与HNO3反应时失去的电子总数：0.51mol×2＝

－3－1

1.02mol，根据得失电子守恒需要用作氧化剂的H2O2的物质的量为0.51mol。m[H2O2(aq)]＝(0.51mol×34g/mol)/30%＝57.8g。

【答案】 (1)5.824 5.376 (2)(aV·10＋0.5)/0.14 (3)57.8 三、计算题(本题包括2小题，共19分)

21．(8分)14g Fe全部溶于某稀硝酸溶液中，恰好完全反应，放出NO气体后得到溶液1L；称量所得

－3

溶液，发现比原硝酸增重8g，求：

(1)所得溶液中，金属离子的物质的量浓度。

(2)原稀HNO3溶液的物质的量浓度(体积变化忽略不计)。 【解析】 Fe与HNO3反应可能出现三种情况 ①恰为Fe??HNO32＋3＋

Fe――→?②Fe与Fe混合物

??③恰为Fe3＋

2＋

究竟哪种情况，可用极端法，可用质量法，在此用电子守恒法。 14g－8g

由题意知n(NO)＝－1＝0.2mol

30g·mol则HNO3―→NO得0.6mol e

??全变为Fe失0.5mol e14g Fe即0.25mol?3＋－

?全变为Fe失0.75mol e?

2＋

2＋

－

－

而0.5mol<0.6mol<0.75mol，故得Fe和Fe的混合物。

设14g Fe(0.25mol)中有xmol变为Fe，依电子守恒定律，则有2x＋(0.25－x)×3＝0.6，x＝0.15

0.15mol2＋

则c(Fe)＝＝0.15mol/L

1L

2＋

[来3＋

自:中国学考频道]c(Fe3＋)＝(0.25－0.15)mol

＝0.10mol/L

1L

由此求出n(HNO3)＝0.15mol×2＋0.10mol×3＋0.20mol＝0.80mol

c(HNO3)＝

0.8mol

＝0.8mol/L。 1L

2＋

3＋

【答案】 (1)c(Fe)＝0.15mol/L c(Fe)＝0.10mol/L (2)0.8mol/L

22．(11分)已知3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。

(1)将0.15mol NO2气体缓慢地通入49.6mL的水(密度为1.0g/cm)中，NO2与水充分反应，所得到的溶液中硝酸的物质的量为________。

(2)若上述所得溶液的密度为1.1g/cm，求所得硝酸溶液的物质的量浓度。

(3)如上述NO2气体通入水中速度过快，部分NO2尚未与水反应便逸出，所得到的尾气中NO和NO2的体积比为2?3，将这些混合气体缓缓通入足量NaOH溶液中充分反应后，气体全部被吸收，求所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比。(写出推理计算过程)

【解析】 (1)由题给信息可知，H2O过量，NO2完全参与反应，由3NO2＋H2O===2HNO3＋NO得n(HNO3)＝2

0.15mol×＝0.1mol。(2)所得硝酸溶液的质量为49.6mL×1g/mL＋0.15mol×46g/mol－0.05mol×30g/mol

355g0.1mol

＝55g，V＝c(HNO3)＝＝2mol/L。(3)假设混合气体中NO、NO2分别为2mol、3mol，－3＝50mL，

1.1g·cm0.05L

3

3

由NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O得，可生成4mol NaNO2，剩余1mol NO2；已知：①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，②2HNO3＋2NaOH===2NaNO3＋2H2O，③NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，由①式＋②式＋③式得4NO2＋4NaOH===2NaNO3＋2NaNO2＋2H2O，整理得2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；1mol NO2发生此反应生成0.5mol NaNO3,0.5mol NaNO2，n(NaNO3)?n(NaNO2)＝0.5mol?(4mol＋0.5mol)＝1?9。

【答案】 (1)0.1mol (2)c＝2mol/L (3)n(NaNO3)?n(NaNO2)＝1?9

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