二、填空题
12.(2015·湖南省部分重点中学三联考)有资料认为NO、NO2不能与Na2O2反应。某小组学生提出质疑,从理论上分析Na2O2和NO2都有氧化性,根据化合价升降原则提出假设并进行探究:假设Ⅰ.Na2O2能氧化NO2
假设Ⅱ.NO2能氧化Na2O2
(1)小组甲同学设计了如图实验装置,并进行如下实验:
①试管A中发生反应的化学方程式是______________________________。
②待试管B中收集满气体,向试管B中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带余烬的木条迅速伸进试管内,看见木条复燃。甲同学认为假设Ⅱ正确;乙同学认为该装置不能达到实验目的,为达到实验目的,在A、B之间增加一个装置,该装置的作用是______________________________。
③乙同学用改进后装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失;但带余烬的木条未复燃。得出结论:假设Ⅰ正确。NO2和Na2O2反应的方程式是____________ ____________________________。
(2)丙同学认为NO易被O2氧化,更易被Na2O2氧化。
查阅资料:①2NO+Na2O2===2NaNO2
②6NaNO2+3H2SO4===3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O
③酸性条件下,NO或NO都能与MnO反应生成NO和Mn2+
丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。
①A装置中盛装Cu片的仪器名称是___________________________,B中观察到的主要现象是______________________,F装置的作用是______________________________。
②在反应前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,目的是______________________________。
③充分反应后,检验D装置中产物是NaNO2还是NaNO3的实验方法是_______________ _____________________________________________________________。
解析:本题考查探究实验,考查考生的实验能力。难度中等。(1)①试管A中反应为Cu与浓硝酸的氧化还原反应,生成Cu(NO3)2、NO2与H2O;②木条复燃说明有氧气生成,因Na2O2可与水发生反应得到氧气,而进入试管B的NO2气体中混有H2O,因此为得出正确结论需在试管A、B间添加一干燥装置,除去生成NO2气体中混有的水蒸气;③假设Ⅰ正确的话,NO2被氧化为N2O5,Na2O2被还原为Na2O,N2O5与Na2O反应得到NaNO3,由此可得反应的方程式为Na2O2+2NO2===2NaNO3。(2)①利用装置图可知盛装Cu片的仪器是三颈烧瓶;NO2进入B中与水作用得到稀硝酸,同时有NO生成,生成稀硝酸与Cu反应得到Cu(NO3)2、NO与H2O,故看到铜片逐渐溶解,溶液变为监色,有无色气泡产生;利用资料③和装置图可知装置F的作用为尾气处理,用于吸收未反应的NO。③利用资料②可知检验D中产物成分,可取少量D装置中固体产物于试管中,然后加入足量硫酸(或盐酸),依据反应现象做出相应判断。
答案:(1)①Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②除去生成NO2气体中混有的水蒸气
③Na2O2+2NO2===2NaNO3
(2)①三颈烧瓶 铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色,有无色气泡产生 吸收未反应的NO
②排出装置中的空气
③取D装置中产物少许于试管,加入足量稀盐酸,若产生无色气体,且遇到空气变为红棕色,产物是亚硝酸钠;反之为硝酸钠
13.NH3是一种重要的化工产品,是制造铵盐的原料。
(1)NH3的电子式为________。
(2)实验室用图甲所示装置制备氨气,该反应的化学反应方程式为检验氨气的方法是______________________________。
(3)实验室也常用图乙所示的简易装置制备氨气,下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.锥形瓶中加入的固体物质可以是碱石灰
b.制得的氨气可用碱石灰来干燥
c.可用图丙装置和试剂对氨气进行尾气处理
(4)氯化铵常用作除锈剂,用化学用语表达其水溶液呈酸性的原因是______________ ____________________________________________________________________________。
(5)工业上用活性炭做催化剂,在280~450 ℃条件下氯化铵与甲醇反应制取一氯甲烷,该反应的化学方程式为______________________________________________。
(6)工业合成氨:N2+3H2NH3。已知断开1 mol化学键所需的能量见下表。
N≡N H—H N—H 键能/kJ·mol-1 945 436 391
则运用键能数据计算,该反应的ΔH约为________kJ·mol-1。
解析:本题考查氨气的结构、制备及性质等。(1)NH3中N分别和3个H形成共用电子对,电子式为H∶H。(2)图甲用NH4Cl和Ca(OH)2共热制取氨气,可以用湿润的红色石蕊试纸或用玻璃棒蘸取浓盐酸检验氨气。(3)浓氨水容易挥发,将浓氨水加入碱石灰中,可以制取氨气,a对;氨气可以用碱石灰干燥,b对;氨气极易溶于水,容易引起倒吸,吸收氨气时不能将导管插入水中,c错。(4)氯化铵溶液中由于NH水解而使溶液显酸性。(5)根据质量守恒配平化学方程式为NH4Cl+CH3OHCH3Cl+NH3↑+H2O。(6)该反应断裂化学键吸收的热量为945+436×3=2253 kJ,形成化学键放出的热量为391×6=2 346 kJ,故反应为放热反应,ΔH=2253 kJ/mol-2346 kJ/mol=-93 kJ/mol。
答案:(1)
(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 用湿润的红色石蕊试纸检测气体,试纸变蓝,说明气体是氨气(或用一根玻璃棒蘸取浓盐酸,靠近气体,有大量白烟,说明气体是氨气)
(3)ab
(4)NH+H2O??NH3·H2O+H+
(5)NH4Cl+CH3OHCH3Cl+NH3↑+H2O
(6)-93