氮的氧化物综合实验专题

氮的氧化物综合实验专题1．甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物．文献记载：I．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、﹣3价等氮的化合物．II．FeSO4+NO⇌Fe（NO）SO4（棕色）△H＜0．III．NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收．甲的实验操作和现象记录如下：实验操作实验现象打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹．打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞．无明显现象．加热烧瓶，反应开始后停止加热．①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅．②反应停止后，A中无固体剩余．请回答下列问题：（1）滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是．（2）检验是否生成﹣3价氮的化合物，应进行的实验操作是．（3）甲取少量B中溶液，加热，实验现象是．请用化学平衡原理解释原因：．甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成．（4）乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足．为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是，证明有NO生成的实验现象是．（5）证明A溶液中是否含有Fe2+和Fe3+，选择的药品是（填序号）．a．铁粉b．溴水c．鉄氰化钾溶液d．硫氰化钾溶液．【答案】（1）常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生；（2）取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口．若试纸变蓝，则A中生成NH4+；（3）棕色溶液变浅（或绿），无色气体逸出，且在空气中变为红棕色；FeSO4+NO⇌Fe（NO）SO4（棕色）△H＜0正反应放热，加热后，平衡向逆反应方向移动；（4）浓硝酸换成稀硝酸；A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色；（5）cd．2．硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸．（1）工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸（假定上述过程无其他损失）．试写出上述反应的化学方程式：．（2）为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置（有关夹持装置已略去）．①检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是．②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为．③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是．④打开K2，至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后，打开K3，反应一段时间后，长玻璃管中并未充满液体．设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO．【答案】（1）4NO2+O2+2H2O═4HNO3（或分成两个方程式写）；（2）注入稀硝酸应至U形管右侧胶塞下沿，迅速关闭K1后，U形管左端液面高于右端，铜丝慢慢溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝；②2H2O22H2O+O2；③吸收氮的氧化物防止污染环境；④再打开K3，若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色，则证明余气含NO，若无颜色变化，则证明不含NO．3．某化学课外兴趣小组为探究NO气体易被空气氧化，并观察NO气体的实际颜色，同时为了防止气体扩散污染空气，对实验室制取NO气体的装置改装如下：打开止水夹Ⅰ，Ⅱ，从漏斗处加入稀硝酸，直至液面浸没铜丝并与试管A胶塞处相平齐时，关闭止水夹Ⅰ，Ⅱ，用酒精灯微热试管A．（1）加入稀硝酸与试管A胶塞处相平齐的目的是．（2）当用酒精灯微热试管A时，A中反应加快，请写出反应方程式．（3）当进入B试管的液体没及铜丝后，再微热B试管，此时B试管中能观察到的现象是．（4）为了防止气体污染空气，C烧杯中应装入溶液．ANaOH溶液B．CuSO4溶液C．NaCl溶液D．AgNO3溶液、【答案】（1）使A试管中的空气全部排空；（2）3Cu+8HNO3═3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；（3）B试管内溶液颜色加深，并有无色气体放出；（4）A．4．氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2．某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究：收集足量NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）．在一定温度下按图示装置进行实验．操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中①Y管中②反应的化学方程式将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝集打开K2③④【答案】操作步骤实验现象解释原因红棕色气体慢慢变浅8NH3+6NO27N2+12H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压5．我国空气质量预报的内容主要包括三个方面：二氧化硫、氮氧化物（NOx）、悬浮颗粒物等三种大气污染物的浓度．（1）①与氮氧化物有关的全球或区域性大气环境问题有（填字母序号）．a．酸雨b．沙尘暴c．光化学烟雾d．温室效应②悬浮颗粒物可用高压电除尘，是利用了现象（2）为了降低汽车尾气对大气的污染，目前最有效的方法是给汽车安装尾气净化装置．它能将尾气中的一氧化碳和NO在催化剂作用下，发生反应转化为无害气体，其反应的化学方程式为．（3）①写出实验室中由固体物质制取氨气的化学方程式；②欲收集一瓶干燥的氨气，选择图1中的装置，其连接顺序为：发生装置→（按气流方向，用小写字母表示）③实验室也可用图2所示装置制取氨气．烧瓶内固体可选用（选填选项的代号）．a．碱石灰b．生石灰c．二氧化硅d．五氧化二磷④催化剂存在下，NH3也可用来消除NOx的污染，生成两种对环境无害的物质，请写出NH3与NO2反应的化学方程式为，该反应中每生成0.5molN2转移mol电子．【答案】（1）①ac②电泳；（2）2NO+2CON2+2CO2；（3）①Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；②d→c→f→e→i；③ab；④6NO2+8NH37N2+12H2O；1.7．6．研究NO2等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义．用下列装置制备如图1、收集二氧化氮气体，并探究其性质．（1）仪器M的名称是．（2）干燥管B中盛放的干燥剂是（3）E中发生反应的化学方程式为．（填“无水氯化钙”或“碱石灰”）（4）若用上述装置收集NO气体，采用的收集装置是（城“F”“G”）．（5）利用氨水可以将SO2和NO2吸收，减少污染．同时变废为宝，其原理如图2所示．①NO2与NH4HSO3反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为②某废气中SO2的体积分数为1.5%，某工厂用该方法处理22.4m3时该废气，生成N2体积为．（气体体积均在标准状况下测定）【答案】（1）分液漏斗；（2）无水氯化钙或五氧化二磷；（3）2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O；（4G；（5）①1：2②84L．7．工业上常用亚硝酸钠（NaNO2）作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂．某兴趣小组用下列装置制备NaNO2并探究NO、NO2的某一化学性质（A中加热装置已略去）．已知：①2NO+Na2O2═2NaNO2；②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3﹣，MnO4﹣被还原为Mn2+．请回答下列问题：（1）装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为．（2）用图中的装置制备NaNO2，其连接顺序为：a→→h（按气流方向，用小写字母表示），此时活塞K1、K2如何操作．（3）E装置发生反应的离子方程式是．（4）通过查阅资料，NO2或NO可能与溶液中Fe2+发生反应．某同学选择上述装置并按A→C→E顺序连接，E中装入FeSO4溶液，进行如下实验探究．步骤操作及现象①关闭K2，打开K1，打开弹簧夹通一段时间的氮气，夹紧弹簧夹，开始A中反应，一段时间后，观察到E中溶液逐渐变为深棕色．②停止A中反应，打开弹簧夹和K2、关闭K1，持续通入N2一段时间．③更换新的E装置，再通一段时间N2后关闭弹簧夹，使A中反应继续，观察到的现象与步骤①中相同．步骤②操作的目的是；步骤③C瓶中发生的化学方程式为；通过实验可以得出：（填“NO2、NO中的一种或两种”）和溶液中Fe2+发生反应使溶液呈深棕色．【答案】（1）Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+4NO2↑+2H2O；（2）debcfg（b与c、f与g可以交换）；关闭K1，打开K2；（3）3MnO4﹣+4H++5NO=3Mn2++5NO3﹣+2H2O；（4）排尽装置中残留的NO2；3NO2+H2O=2HNO3+NO；NO．8．氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2．某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究．回答下列问题（1）氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的，反应的化学方程式为．②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→（按气流方向，用小写字母表示）．（2）氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）．在一定温度下按图示装置进行实验．操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢充入Y管中①Y管中②反应的化学方程式将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2③④【答案】（1）①A；Ca（OH）2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O；②d→c→f→e→i；（2）操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X①红棕色气体慢②反应的化学方程式中的气体缓慢充入Y管中慢变浅══=将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压9．某化学实验小组利用如图装置证明银和稀硝酸反应产生NO，D是内置块状大理石的多孔玻璃笼．（加热装置和夹持装置均已略去．（1）检查此装置气密性的方法是．（2）开始实验时，将D装置下移，用反应产生的CO2赶走装置中的空气，赶净后，立即将D装置上提．将A装置中银丝放入稀HNO3中，给A装置微微加热．试回答下列问题：①写出银与稀HNO3反应的离子方程式②从装置的设计看，确定E中空气已被赶净的实验现象是③检验反应产物是NO的实验操作是（3）C溶液的作用是．（用离子方程式表示）（4）由于E处设计不当，开始收集的气体出现浅的红棕色，你认为该装置如何改进．【答案】（1）在连接好装置后，将C中导管一端伸入水中，微热三颈烧瓶，若导管口有气泡冒出，停止加热后导管内形成一段水柱，则气密性良好；（2）①3Ag+4H++NO3﹣═3Ag++NO↑+2H2O；②装置B中出现白色沉淀；③将气球中空气压入E中，观察E中气体颜色变化；（3）3MnO4﹣+4H++5NO═5NO3﹣+2H2O+3Mn2+；（4）把E中进气管和出气管改为短进长出，保证开始时CO2把空气全部赶出．10．某化学研究性学习小组，改用如图所示的“针筒实验”进行NO气体的制备与性质实验，其主要操作是：先吸入少量水，赶尽空气（尽量少留水），然后吸入稀硝酸，封密针头，针头朝上，使其反应一段时间，然后针头朝下，使固、液体分试回答：①比较甲、乙两反应装置及操作过程，乙装置的优点有（写两项）．②将针筒内的溶液全部注入NaOH溶液中后，吸入少量的空气并固定容积，将针筒浸入热水中，则针筒内气体颜色将变（填“深”或“浅”）．【答案】①无污染、制备得到NO较纯净、实验便于控制、操作方便等；②变深；11．如图为铜片与浓硝酸反应的装置示意图，据图回答下列问题：（1）写出试管内发生反应的化学方程式；（2）描述在实验过程中观察到的颜色变化：试管内液体呈色；试管内液体上方气体呈色；集气瓶内收集到的气体呈色．（3）在反应一段时间后，从分液漏斗处向试管内加入蒸馏水，请描述加水后试管内和集气瓶内颜色的变化情况：试管内液体呈色；试管内液体上方气体呈色．【答案】（1）Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O；（2）绿