氨气是化学工业上应用非常广泛的物质。下面仅是它在两方面的重要用途。“侯氏制碱法”的发明为振兴中国化工工业做出了重要贡献。制碱法的第一步反应是向饱和氨化盐水中通入
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氨气是化学工业上应用非常广泛的物质。下面仅是它在两方面的重要用途。 “侯氏制碱法”的发明为振兴中国化工工业做出了重要贡献。制碱法的第一步反应是向饱和氨化盐水中通入二氧化碳,该反应可表示为:NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO3↓+ NH4Cl 现在45℃时,取117g食盐配制成饱和溶液,向其中通入适量氨气后,再向其中通入二氧化碳,使反应进行完全。试计算并回答下列问题(计算结果取三位有效数字)(有关物质的溶解度数据如表,单位:g/100g水)。
| NaCl
| NaHCO3
| NH4Cl
| 10℃
| 35.8
| 8.15
| 33.0
| 45℃
| 37.0
| 14.0
| 50.0
| (1)117g食盐理论上可以制取纯碱 g; (2)45℃反应完毕后,有晶体析出;溶液中剩余水 g,析出晶体的质量 g。 (3)过滤除去析出的晶体后再降温至10℃,又有晶体析出,计算所析出晶体的质量共 克 工业制硝酸也是氨气重要用途之一,反应如下: 4NH3+5O2→4NO+6H2O 2NO+O2→2NO2 3NO2+H2O→2HNO3+NO 将a mol的NH3与b mol的O2混合后,充入一密闭容器,在Pt存在下升温至700℃,充分反应后,冷却至室温。 (4)请讨论b∕a的取值范围及与之对应的溶液的溶质及其物质的量,将结果填于下表中:
b∕a的取值范围
| 溶质
| 溶质物质的量
|
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| ——
| ——
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答案
(1)106g(1分) (2)280 g 129g (2分) (3)共30.9g(3分)(其中NH4Cl 14.5g,NaHCO316.4g) (4)(共6分)
b∕a的取值范围
| 溶质
| 溶质物质的量
| 0<b∕a<5∕4 (0.5分)
| NH3 (0.5分)
| (a-4b∕5)mol (1分)
| b∕a=5∕4
| /
| /
| 5∕4<b∕a<2 (0.5分)
| HNO3 (0.5分)
| (4b-5a) ∕3mol (1分)
| b∕a≥2 (0.5分)
| HNO3 (0.5分)
| amol (1分)
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解析
试题分析: (1)根据计量数可求得得106g。 (2)在45℃时,取117g食盐配制成饱和溶液,需水xg,117/x=37.0/100解得x=316.0,反应消耗水2mol(36g),剩余水280g;其中容纳NaHCO3为39g析出晶体NaHCO3为129g。 (3)根据溶解度计算共30.9g(其中NH4Cl 14.5g,NaHCO316.4g)。 (4)若0<b∕a<5∕4 ,氨气反应不完,剩余氨气;5∕4<b∕a<2,氨气完全转变为NO,但NO只能部分反应生成HNO3,得HNO3为 (4b-5a) ∕3mol ;N完全转化为硝酸为amol。 53.跟据题意主链为OHC-C-C-CHO,另外两个-CH3和一个Br共有5种连接方式。 |
举一反三
某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应,研究NH3的某种性质并测定其组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题: (1) 仪器a的名称为________;仪器b中可选择的试剂为________;
(2)实验室中利用下列各组物质,进行喷泉实验,不能成功的是 。A.Cl2与饱和食盐水 | B.CO2 与40%的NaOH溶液 | C.NH3与饱和食盐水 | D.HCl与水 | (3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,上述现象证明NH3具有________性,写出相应的化学方程式 。 (4)E装置中浓硫酸的作用________________________________。 (5)实验完毕,若测得干燥管D增重mg,装置F测得气体的体积为nL(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为________(用含m、n字母的代数式表示)。 |
如图1所示,某兴趣小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时气泡产生速率非常慢,一段时间后速率明显加快,烧瓶内溶液呈浅蓝色并不断加深,液面上方的气体颜色也在不断加深。该小组同学拟通过实验探究反应速率变化的原因。
图 1 图 2 (1)图1中铜与稀硝酸反应的离子方程式为 ; 用离子方程式表示NaOH溶液所起的作用 ; (2)小组同学提出了如下假设并设计实验探究: Ⅰ.甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致,完成此实验还需要的仪器是 ; 测定反应过程中溶液不同时间的温度,结果如下表:
时间/min
| 0
| 5
| 10
| 15
| 20
| 25
| 35
| 50
| 60
| 70
| 80
| 温度/℃
| 25
| 26
| 26
| 26
| 26
| 26
| 26.5
| 27
| 27
| 27
| 27
| 结合实验目的和表中数据,你得出的结论是 ; Ⅱ.乙同学认为生成的Cu2+对反应有催化作用,为验证此假设,取A、B两支试管分别加入等量的铜片和稀硝酸,那么最好是在其中一支试管中加入少量的 (填序号)。 A.硝酸铜晶体 B.硝酸铜溶液 C.硫酸铜晶体 D.硫酸铜溶液 然后对比两支试管的反应,发现现象基本相同。因此得出结论:Cu2+并不是反应的催化剂。 Ⅲ. 丙同学根据现象推测反应过程中还有少量 生成,进而认为该物质对反应有催化作用,如图2所示,实验中丙同学从a处通入该物质后,发现左管中产生气泡速率明显快于右管。小组同学得出最后结论:这种物质对铜和稀硝酸的反应有催化作用。 (3)实验结束后,发现试管中溶液呈绿色,而不显蓝色。部分同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,另一部分同学认为是该溶液中溶解了通入的物质。请你设计一个实验方案来证明哪种假设正确。(写出实验操作、实验现象和结论) 。 |
科学家预测,氨有望取代氢能,成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是A.液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3+5O24NO+6H2O | B.液氨具有腐蚀性和毒性,在使用过程中要防止液氨泄漏 | C.氨气比空气轻,标准状况下密度约为0.76 g·L-1 | D.氨气与氢气相比,优点在于氨气不容易发生爆炸,使用时更安全 |
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14gCu、Ag合金与足量某浓度的硝酸反应,将放出的气体与1.12L O2(标况)混合,恰好能被水全部吸收生成硝酸,则合金中Cu的质量为 |
氨和联氨(N2H4)是氮的两种常见化合物,在科学技术和生产中有重要的应用。根据 题意完成下列计算: 联氨用亚硝酸氧化生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮 原子的质量分数为0.977,计算确定该氢化物的分子式为 。该氢化物受撞击则完全分解为氮气和氢气。4.30 g该氢化物受撞击后产生的气体在标准状况下的体积 L。 联氨和四氧化二氮可用作火箭推进剂,联氨是燃料,四氧化二氮作氧化剂,反应产物 是氮气和水。由联氨和四氧化二氮组成的火箭推进剂恰好完全反应生成72.0 kg水,推进剂中联氨的质量为 kg。 氨的水溶液可用于吸收NO与NO2混合气体,可消除氮氧化合物对环境的污染。请分 别写出有关的反应方程式为: ; 。 |
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