18．在有機(jī)化學(xué)中，濃硝酸與濃硫酸的混合液是重要的硝化試劑．硝酸在工業(yè)上主要以氨催化氧化法生產(chǎn)，某學(xué)生小組在實(shí)驗(yàn)室探究硝酸的制備和性質(zhì)．
Ⅰ．硝基苯的制備（圖甲）
在100mL錐形瓶中，加入18mL濃硝酸，在冷卻和振蕩下慢慢加入20mL濃硫酸制成混合酸備用．在250mL三頸燒瓶內(nèi)加入18mL苯及碎瓷片，三頸燒瓶分別安裝溫度計(jì)、滴液漏斗及冷凝管．從滴液漏斗滴入上述制好的冷的混合酸．控制滴加速度使反應(yīng)溫度維持在50～55℃之間．滴加完畢后，繼續(xù)控制溫度反應(yīng)15min．
（1）反應(yīng)過程中，需控制反應(yīng)溫度在50～55℃之間的可能理由是防止?jié)庀跛岱纸夂捅降膿]發(fā)（或生成副產(chǎn)物間二硝基苯）．
（2）將反應(yīng)后的混合液移入100mL分液漏斗，經(jīng)過分液，放出下層（混合酸），然后將有機(jī)層依次用等體積的水、5%氫氧化鈉溶液、水洗滌后，得到粗硝基苯．氫氧化鈉溶液洗滌的作是除去產(chǎn)品中未反應(yīng)的酸．
（3）粗硝基苯還含有的主要雜質(zhì)是苯，若在實(shí)驗(yàn)室分離宜選用的方法是蒸餾．
Ⅱ．探究硝酸的制備
（1）氨催化氧化的化學(xué)方程式為4NH3+5O2$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$4NO+6H2O．
（2）學(xué)生小組用如圖乙所示裝置制取“氨氧化法制硝酸”的原料氣，則化合物X可能為NH4HCO3或（NH4）2CO3（填化學(xué)式）．
Ⅲ．探究濃、稀硝酸氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱
某學(xué)生小組按圖丙所示裝置進(jìn)行試驗(yàn)（夾持儀器已略去）．實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO．由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸．可選藥品：濃硝酸、3mol•L-1稀硝酸、蒸餾水、濃硝酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳．
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中，則裝置③、④、⑥中盛放的藥品依次是3mol/L稀硝酸、濃硝酸、氫氧化鈉溶液．
（2）裝置②的作用是將NO2轉(zhuǎn)化為NO．
（3）該小組得出上述結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色．

分析 Ⅰ（1）可結(jié)合反應(yīng)物的性質(zhì)及有機(jī)反應(yīng)的特征來解答；
（2）有機(jī)層粗產(chǎn)物中有少量的硫酸，可以用氫氧化鈉除去；
（3）通過分液操作除去水層后，硝基苯中混有多余的苯，可結(jié)合二者的沸點(diǎn)差異，利用蒸餾分離；
Ⅱ（1）在一定條件下氨氣與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水；
（2）氨催化氧化法制硝酸的原料氣是氧氣和氨氣，其中過氧化鈉能與水或CO2反應(yīng)生成氧氣，故X能提供氨氣和二氧化碳或水，且X為固體，據(jù)此分解推斷X的成分；
Ⅲ（1）根據(jù)裝置特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐袛啵?br />（2）根據(jù)二氧化氮的性質(zhì)且能轉(zhuǎn)化為一氧化氮選擇試劑；
（3）根據(jù)對(duì)比實(shí)驗(yàn)③、④的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷．

解答 解：Ⅰ（1）制硝基苯的反應(yīng)物硝酸高溫易分解，苯易揮發(fā)，有機(jī)反應(yīng)如果反應(yīng)條件控制不當(dāng)易產(chǎn)生副反應(yīng)，故答案為：防止?jié)庀跛岱纸夂捅降膿]發(fā)（或生成副產(chǎn)物間二硝基苯）；
（2）有機(jī)層粗產(chǎn)物中有少量的硫酸和硝酸，可以用氫氧化鈉除去產(chǎn)品中的硫酸和硝酸，
故答案為：除去產(chǎn)品中未反應(yīng)的酸；
（3）分液后的有機(jī)層主要成分是硝基苯，另有少量未反應(yīng)的苯；可根據(jù)苯和硝基苯的沸點(diǎn)差異，利用蒸餾分離，故答案為：苯；蒸餾；
Ⅱ：（1）①氨催化氧化的產(chǎn)物是一氧化氮和水，是工業(yè)生產(chǎn)硝酸獲得一氧化氮的一步反應(yīng)，化學(xué)方程式為4NH3+5O2$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$4NO+6H2O，
故答案為：4NH3+5O2$\frac{\underline{\;\;催化劑\;\;}}{高溫高壓}$4NO+6H2O；
②利用過氧化鈉與水或二氧化碳生成氧氣，則X須受熱分解生成氨氣、二氧化碳和水，故應(yīng)該為NH4HCO3或（NH4）2CO3，故答案為：NH4HCO3或（NH4）2CO3；
Ⅲ：（1）根據(jù)裝置特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，裝置⑤是收集NO，裝置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大氣；因?yàn)橐?yàn)證稀HNO3不能氧化NO，所以裝置③中應(yīng)該盛放稀硝酸，
故答案為：3mol/L稀硝酸；濃硝酸；氫氧化鈉溶液；
（2）裝置②中盛放H2O，使NO2與H2O反應(yīng)生成NO：3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案為：將NO2轉(zhuǎn)化為NO；
（3）NO通過稀HNO3溶液后，若無紅棕色NO2產(chǎn)生，說明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3裝置的液面上方?jīng)]有顏色變化即可說明之．裝置④中盛放的是濃HNO3，若濃HNO3能氧化NO則裝置④液面的上方會(huì)產(chǎn)生紅棕色氣體，
故答案為：裝置③中液面上方氣體仍為無色，裝置④中液面上方氣體由無色變?yōu)榧t棕色．

點(diǎn)評(píng) 物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究，考查了硝酸苯的制備與分離提純、氨氣的實(shí)驗(yàn)室制備和實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、考查HNO3的性質(zhì)、屬物質(zhì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用對(duì)比的方法判斷硝酸的性質(zhì)．結(jié)合已知的物質(zhì)具有的性質(zhì)，選擇合適的試劑，設(shè)計(jì)具體實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證物質(zhì)是否具有該性質(zhì)．對(duì)有毒氣體要設(shè)計(jì)尾氣處理裝置，防止污染環(huán)境．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

3．硼和氮元素在化學(xué)中有很重要的地位，回答下列問題：
（1）基態(tài)硼原子核外電子有5種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，基態(tài)氮原子的價(jià)層電子排布圖為．預(yù)計(jì)于2017年發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”探測器采用的長征5號(hào)運(yùn)載火箭燃料為偏二甲肼[（CH3）2NNH2]．（CH3）2NNH2中N原子的雜化方式為sp3．
（2）化合物H3BNH3是一種潛在的儲(chǔ)氫材料，可利用化合物B3N3H6通過如下反應(yīng)制得：3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3
①H3BNH3分子中是否存在配位鍵是（填“是”或“否”），B、C、N、O的第一電離能由小到大的順序?yàn)锽＜C＜O＜N．
②與B3N3H6互為等電子體的分子是C6H6（填一個(gè)即可），B3N3H6為非極性分子，根據(jù)等電子原理寫出B3N3H6的結(jié)構(gòu)式，．
（3）“嫦娥五號(hào)”探測器采用太陽能電池板提供能量，在太陽能電池板材料中除單晶硅外，還有銅，銦，鎵，硒等化學(xué)物質(zhì)，回答下列問題：
①SeO3分子的立體構(gòu)型為平面正三角形．
②金屬銅投入氨水或H2O2溶液中均無明顯現(xiàn)象，但投入氨水與H2O2的混合溶液中，則銅片溶解，溶液呈深藍(lán)色，寫出該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Cu+H2O2+4NH3•H2O=Cu（NH3）42++2OH-+4H2O．
③某種銅合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，該晶胞中距離最近的銅原子和氮原子間的距離為$\frac{\sqrt{2}}{2}$a pm，則該晶體的密度為$\frac{206}{{N}_{A}×（\sqrt{2}a×1{0}^{-10}）^{3}}$g•cm-3（用含a的代數(shù)式表示，設(shè)NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值）．

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9．紅磷P（s）和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過程和能量關(guān)系如下圖所示（圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）．根據(jù)圖回答下列問題：
（1）P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式：P（s）+$\frac{3}{2}$Cl2（g）═PCl3（g）△H=-306kJ•mol-1
（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式：PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）△H=+93kJ•mol-1
（3）工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行，先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3，然后降溫，再和Cl2反應(yīng)生成PCl5．原因是因?yàn)镻Cl5分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度太高，不利于PCl5的生成
（4）P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1mol PCl5的△H3=-399kJ•mol-1
P和Cl2一步反應(yīng)生成1mol PCl5的△H4等于△H3（填“大于”“小于”或“等于”）．
（5）紅磷和白磷互稱為磷元素的同素異形體．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

6．某工廠從含硫酸鋇、氧化銅、氧化亞鐵、氧化鋁和少量氧化銀的廢渣中回收金屬的工藝流程如圖所示：

（1）濾渣①的化學(xué)式為BaSO4，是強(qiáng)（填“強(qiáng)”、“弱”、“非”）電解質(zhì)．
（2）加入過量鐵粉，被還原的金屬陽離子有Fe3+、Cu2+、Ag+．過氧化鈉的電子式為．
（3）用濾渣②作粗銅電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽（填“陽”、“陰”）極，硫酸銅作電解質(zhì)溶液，陽極泥中含有銀（填物質(zhì)名稱）．
（4）濾液④的溶質(zhì)是NaHCO3．B電解方程式為2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;\;\;電解\;\;\;}}{冰晶石}$4Al+3O2↑．
（5）寫出濾渣③生成A的化學(xué)方程式2Fe（OH）3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2O3+3H2O．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

13．納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注，它可作為太陽光分解水的催化劑；通常制取Cu2O有下列4種方法：

（1）已知：
2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═Cu2O（s）△H=-169kJ•mol-1，
C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1，
Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CuO（s）△H=-157kJ•mol-1
用方法①制取Cu2O時(shí)產(chǎn)生有毒氣體，則發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是C（s）+2CuO （s）=Cu2O（s）+CO（g）△H=+34.5kJ•mol-1；
（2）方法②中采用陰離子交換膜控制電解液中OH-的濃度得到納米級(jí)Cu2O，當(dāng)生成0.1molCu2O時(shí)，轉(zhuǎn)移0.2mol電子，電解一段時(shí)間后陰極附近溶液的pH增大（填“增大”、“減小”或“不變”），其陽極的電極反應(yīng)式為2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O；
（3）方法④制備納米級(jí)Cu2O，同時(shí)放出N2，該制法的化學(xué)方程式為4Cu（OH）2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+6H2O；
（4）用以上四種方法制得的Cu2O在某相同條件下分別對(duì)水催化分解，產(chǎn)生氫氣的體積V（H2）隨時(shí)間t變化如圖2所示．下列敘述錯(cuò)誤的是D（填字母）
A．Cu2O催化水分解時(shí)，需要適宜的溫度
B．催化效果與Cu2O顆粒的粗細(xì)、表面活性等有關(guān)
C．方法②④制得的Cu2O催化效率相對(duì)較高
D．方法④制得的Cu2O作催化劑時(shí)，水的平衡轉(zhuǎn)化率最高．

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3．下列溶液中粒子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是（　�。�
A．0.1 mol/L NaHCO3溶液與0.1 mol/L NaOH溶液等體積混合，所得溶液中：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（OH-）
B．20 mL 0.1 mol/L CH3COONa溶液與10 mL 0.1 mol/L HCl溶液混合后溶液呈酸性，所得溶液中：c（CH3COO-）＞c（Cl-）＞c（CH3COOH）＞c（H+）
C．室溫下，pH=2的鹽酸與pH=12的氨水等體積混合，所得溶液中：c（Cl-）+c（H+）＞c（NH4+）+c（OH-）
D．0.1 mol/L CH3COOH溶液與0.1 mol/L NaOH溶液等體積混合，所得溶液中：c（OH-）＞c（H+）+c（CH3COOH）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

10．某銅（Ⅱ）鹽晶體組成可以表示為Ka[Cub（C2O4）c]•dH2O，其組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測定：
I．準(zhǔn)確稱取3.54g樣品，灼燒．剩余固體質(zhì)量隨溫度變化如圖：
Ⅱ．將灼燒剩余固體加入到過量的稀鹽酸中完全溶解，再向其中滴加NaOH溶液至過量，過濾、洗滌、干燥、灼燒得固體質(zhì)量為0.80g．
已知：①該晶體在150℃時(shí)失去結(jié)晶水，260℃時(shí)分解．
②H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO↑+CO2↑+H2O
回答下列問題：
（1）灼燒時(shí)用到的主要儀器有酒精燈、玻璃棒和坩堝．
（2）已知：Ksp[Cu（OH）2]約為1.0×10-20，欲使操作Ⅱ溶液中Cu2+完全沉淀，則反應(yīng)后溶液中的c（OH-）≥1×10-7mol/L．（設(shè)c（Cu2+）≤1×10-5mol•L-1時(shí)為沉淀完全）
（3）洗滌沉淀時(shí)，證明沉淀已洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液，向其中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，如無白色沉淀生成，則沉淀洗滌干凈．
（4）計(jì)算該銅鹽的組成（請(qǐng)寫出計(jì)算過程）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

7．化學(xué)中常借助曲線圖來表示某種變化過程，有關(guān)下列四個(gè)曲線圖的說法正確的是（　�。�
A．圖①可以表示對(duì)某化學(xué)平衡體系改變溫度后反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化
B．圖②可以表示向一定量的氫氧化鈉溶液中滴加一定濃度的稀硫酸時(shí)pH的變化
C．圖③可以表示相同pH的醋酸和鹽酸溶液分別加水稀釋時(shí)溶液的pH隨體積的變化
D．圖④可以表示所有的固體物質(zhì)溶解度隨溫度的變化

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：推斷題

8．如圖所示，將儀器A中的濃鹽酸滴加到盛有MnO2的燒瓶中，加熱后產(chǎn)生的氣體依次通過裝置B和C，然后再通過加熱的石英玻璃管D（放置有鐵粉）．請(qǐng)回答：

（1）儀器A的名稱是分液漏斗，燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式是MnO2+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（2）裝置B中盛放液體是飽和食鹽水，氣體通過裝置B的目的是除去氯氣中的氯化氫．裝置C中盛放的液體是濃硫酸．
（3）D中反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2FeCl3
（4）燒杯E中盛放的液體是氫氧化鈉溶液，反應(yīng)的離子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
（5）資料表明D中產(chǎn)物有以下性質(zhì)：①受熱易升華，冷卻后易凝華；②遇H2O（g）劇烈反應(yīng)．為收集D中產(chǎn)物，在D與E之間，除增加收集裝置外，還需要增加干燥裝置．

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