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某研究性学习小组对氨气制法和性质进行如下设计:
(1)下面是该小组同学提出实验室制备氨气的几种方案
A、硝酸铵固体和氢氧化钙固体混合加热        B、加热氯化铵固体
C、氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热        D、将浓硫酸滴入浓氨水中
你认为可行的是
C
C
(填字母,多选不给分),该反应的化学方程式
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O

(2)该小组同学把1mol O2和NH3的混合气体导入密闭容器中,在催化剂的作用下加热,使之充分反应,恢复到常温常压下.若整个容器中的反应随着氧气的量的增加而发生如下两个反应:4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H20;4NO+3O2+2H2O=4HNO3 设原混合气体中有x mol O2,最后容器中生成y mol HNO3,再向容器中注入一定量的H2O,得到溶液.
①向溶液中滴入酚酞,溶液呈红色,y=
0
0
(用x的代数式表示,下同)x的取值范围
O<x<
5
9
O<x<
5
9

②容器中有不溶与水的气体,此气体在空气中变为红棕色,向溶液中滴入石蕊,溶液呈红色,y=
9x-5
3
9x-5
3
,x的取值范围
5
9
<x<
2
3
5
9
<x<
2
3
分析:(1)A、根据硝酸铵的性质分析;
B、根据氯化铵的性质分析;
C、根据氯化铵和氢氧化钙的性质分析;
D、根据浓硫酸和浓氨水的性质分析;
(2)①根据酚酞的性质判断溶液的酸碱性,从而确定x的取值范围;
②根据题意判断过量气体,结合方程式计算,确定x的取值范围.
解答:解:(1)A、硝酸铵在温度较高时,具有一定的氧化还原性,可发生自身氧化还原反应,根据温度不同,产物不同,甚至可能爆炸,故A错误;
B、加热氯化铵固体,氯化铵分解生成氨气和氯化氢,温度低时,氨气和氯化氢又生成氯化铵,故B错误;
C、氯化铵和氢氧化钙在加热条件下生成氨气,同时生成氯化钙和水蒸汽,2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O
,故C正确;
D、浓硫酸和浓氨水反应生成硫酸铵,得不到氨气,故D错误;
故答案为:C;2NH4Cl+Ca(OH)2
  △  
.
 
CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H20Ⅰ;
      4NO+3O2+2H2O=4HNO3Ⅱ;
在密闭容器中,当O2量不足时只发生上述反应Ⅰ,随O2量增加可连续发生上述两个反应,
①向溶液中滴入酚酞,溶液呈红色,说明溶液呈碱性,所以氧气不足量,只发生上述反应Ⅰ,即y=0.
所以x的取值范围是0<x<
5
9

故答案为:0;0<x<
5
9

②根据题意知,氨气不足量,一氧化氮气体有剩余,溶液呈酸性,所以发生了上面两个反应.
4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H20Ⅰ;
4    5        
1-x 
5(1-x)
4

当氨气完全反应时,消耗氧气的量为
5(1-x)
4
mol,剩余氧气
9x-5
4
mol,
当一氧化氮剩余时,以剩余氧气的量计算硝酸的量:
 4NO+3O2+2H2O=4HNO3Ⅱ;
     3        4     
   
9x-5
4
mol    ymol

y=
9x-5
3

当一氧化氮和氧气恰好反应生成硝酸时,反应的反应方程式为4NH3+8O2=4HNO3+4H2O,x的取值为
4NH3+8O2=4HNO3+4H2O
4        8   
1-x      x
所以x=
2
3

当氨气和氧气恰好反应生成一氧化氮时,x的取值为
4NH3+5O2
催化剂
.
4NO+6H20Ⅰ;
4    5
1-x  x
x=
5
9

所以x的取值范围为
5
9
<x<
2
3

故答案为:
9x-5
3
5
9
<x<
2
3
点评:本题考查了氨气的实验室制法及有关讨论题的计算,计算讨论题时要注意临界值划分,然后结合反应方程式计算即可.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2010?安徽)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO33溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰.他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:
[实验]制备银镜,并与Fe(NO33溶液反应,发现银镜溶解.
(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是
ade
ade

a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水.至最初的沉淀恰好溶解为止
b.将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中
c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热
d.银氨溶液具有较弱的氧化性
e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大
[提出假设]
假设1:Fe1+具有氧化性,能氧化Ag.
假设2:Fe(NO33溶液显酸性,在此酸性条件下NO3能氧化Ag.
[设计实验方案,验证假设]
(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3+,验证了假设1成立.请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式:
Fe3++Ag=Fe2++Ag+
Fe3++Ag=Fe2++Ag+

(3)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示:NO3-在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生).
实验步骤(不要求写具体操作过程) 预期现象和结论


若银镜消失,假设2成立.
若银镜不消失,假设2不成立.
[思考与交流]
(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立.则丙同学由此得出结论:Fe(NO33溶液中的Fe3+和NO3-都氧化了Ag.你是否同意丙同学的结论,并简述理由:
同意因为假设1、2成立,说明反应4Fe3++6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe(OH)3+9Ag++3NO能发生
同意因为假设1、2成立,说明反应4Fe3++6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe(OH)3+9Ag++3NO能发生

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体,控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径.
(1)有效“减碳”的手段之一是节能.下列制氢方法最节能的是
C
C
.(填字母序号)
A.电解水制氢:2H2O
 电解 
.
 
2H2↑+O2
B.高温使水分解制氢:2H2O
 高温 
.
 
2H2↑+O2
C.太阳光催化分解水制氢:2H2O
 TiO2 
.
 
2H2↑+O2
D.天然气制氢:CH4+H2OCO+3H2
(2)CO2可转化成有机物实现碳循环.在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上左图所示.
①从3min到10min,v(H2)=
0.107
0.107
mol/(L?min)-1
②能说明上述反应达到平衡状态的是
D
D
(选填编号).
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点)
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗3mol H2,同时生成1mol H2O
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(3)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应.该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为
(NH43PO4
(NH43PO4
(只要求写一种).
(4)在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染.某研究性学习小组探究某种催化剂在不同空燃比(空气与燃油气的质量比)条件下对汽车尾气的催化效果.在一定条件下,测得尾气中的主要污染物的转化率与空燃比的关系如上右图所示.空燃比约为
c
c
时,催化剂对汽车尾气的催化效果最好.(填a、b、c、d)

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科目:高中化学 来源:2010-2011学年河北省高三一轮复习检测三化学试卷 题型:填空题

(14分)Ⅰ.下列实验操作或对实验事实的描述正确的是             (填序号)

① 实验室配制氯化亚铁溶液时,将氯化亚铁先溶解在盐酸中,然后用蒸馏水稀释并加入少量铁粉;

② 配制一定浓度的溶液时,俯视容量瓶的刻度线,会使配制的浓度偏高;实验室测定中和热时,过早读数会使测定结果偏低;

③ 试管中加入少量淀粉,再加入一定量稀硫酸,加热3-4分钟,然后加入银氨溶液,片刻后管壁上有“银镜”出现

④ 分别向体积和pH均相同的盐酸和醋酸中滴加等浓度的氢氧化钠溶液,完全中和时消耗的氢氧化钠溶液的体积一样多

⑤ 向NaOH溶液、KSCN溶液、沸腾的蒸馏水中分别滴加饱和的FeCl3溶液得到的分散系依次为:浊液、溶液、胶体

Ⅱ.某研究性学习小组利用下图所示装置研究乙醇与氧化铁的反应,请回答下列问题:

(1)装置中试管B的作用是                            

(2)实验中可观察到石英管A中的现象为                               

(3)反应停止后,取出试管C在酒精灯上加热至沸腾,可观察到有红色沉淀产生。写出该反应的化学方程式                                

(4)为了测定反应后石英管A左侧固体中铁元素的含量,进行如下实验:

(i)步骤③中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、                  

(ii)下列有关步骤④的操作中说法正确的是                          

a.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂

b.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液

c.锥形瓶不需要用待测夜润洗

d.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化

e.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数

(iii)由框图中数据计算,可得石英管A左侧固体中铁元素的百分含量为       

 

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科目:高中化学 来源:2010-2011学年广东省等三校高三2月联考理综化学部分 题型:填空题

某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:

[实验]制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解。

(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是                 

a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水,至最初的沉淀恰好溶解为止

b.将几滴银氨溶液滴入2mL乙醛中

c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热

d.银氨溶液具有较弱的氧化性

e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大

写出银氨溶液与乙醛反应生成银镜的化学方程式:

                                                                            

[提出假设]

假设1:Fe3具有氧化性,能氧化Ag。

假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。

[设计实验方案,验证假设]

(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2,验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式:                           

(3)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示: NO在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。

实验步骤(不要求写具体操作过程)

预期现象和结论

①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH值

②配制                          溶液,并将适量此溶液加入                内。

……

             ,假设2成立。

               ,假设2不成立。

[思考与交流]

(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。

你是否同意丙同学的结论,并简述理由:                                       

 

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科目:高中化学 来源:2010年6月浙江省金温七校高二化学期末卷 题型:填空题

(13分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO33溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:

[实验]制备银镜,并与Fe(NO33溶液反应,发现银镜溶解。

(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是        

a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止

b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中

c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热

d.银氨溶液具有较弱的氧化性

e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大

[提出假设]

假设1:Fe1具有氧化性,能氧化Ag。

假设2:Fe(NO33溶液显酸性,在此酸性条件下NO3能氧化Ag。

[设计实验方案,验证假设]

(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3,验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式:                        

(3)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示: NO在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。

 

实验步骤(不要求写具体操作过程)

预期现象和结论

……

若银镜消失,假设2成立。

若银镜不消失,假设2不成立。

 

[思考与交流]

(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论:Fe(NO33溶液中的Fe3和NO都氧化了Ag。

你是否同意丙同学的结论,并简述理由:                            

 

 

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