【題目】室溫下(20oC))課外小組用下列裝置探究鐵和硝酸反應情況,過程如下圖所示:
將Ⅲ中液面上的氣體排入小試管中點燃,有尖銳爆鳴聲,小試管壁出現(xiàn)液滴。取反應后溶液,加入足量NaOH 溶液得到灰綠色沉淀。煮沸時,蒸氣帶有刺激性氣味并能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍。
(1)X氣體是______ (填化學式),證據(jù)是________。
(2)實驗中硝酸被還原成另一種產(chǎn)物的化學方程式_____。
(3)甲同學對產(chǎn)生的氣體原因提出假設并設計方案:
假設1:該濃度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-
假設2:H+還原反應速率大于NO3-的還原反應速率
I. 驗證假設1:可用____(選 “ Cu” 或“Zn”)粉與同濃度硝酸反應,依據(jù) ____________ ,則假設1不成立。
II. 驗證假設2:改變條件重復上圖過程實驗,結果如下:(所用試劑的量、氣體成分與實驗上圖相同)
序號 | 反應溫度 | 實驗結果 |
a | 40oC | 溶液淺綠色,收集氣體為3.4mL |
b | 60oC | 溶液淺綠色,收集氣體為2.6mL |
上表實驗結果_____(填“能”或“否”)判斷假設2成立。由實驗數(shù)據(jù)結果分析溫度對鐵粉與硝酸反應時對生成X體積的影響的原因___________。
(4)常溫下(20℃),乙同學改用3mol·L–1 HNO3 進行圖1過程實驗,Ⅱ中仍為無色氣體,在Ⅲ中氣體變紅色。由此得出的相關結論正確的是______ 。
a. 該實驗產(chǎn)生的無色氣體只有NO
b. 若改用濃硝酸時,反應會更劇烈還原產(chǎn)物為NO2
c. 硝酸的濃度不同時,其主要還原產(chǎn)物不同
(5)綜上所述,金屬與硝酸生成X氣體,需要控制的條件是___________ 。
【答案】H2 點燃有尖銳爆鳴聲試管內(nèi)壁有液滴 4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Cu 溶液變藍 否 升高溫度,H+和NO3-參與的還原反應速率都加快,但NO3-增加更快,生成的NH4+多,導致生成的H2減少 c 稀溶液、低溫、氫以前的金屬
【解析】
由圖可知,過量鐵粉和稀硝酸完全反應生成無色氣體,和空氣混合仍為無色,說明沒有NO,點燃該氣體,有尖銳爆鳴聲,小試管壁出現(xiàn)液滴,說明該氣體為氫氣。取反應后溶液,加入足量NaOH 溶液得到灰綠色沉淀,說明溶液中含有Fe2+。煮沸時,蒸氣帶有刺激性氣味并能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍,說明溶液中含有NH4+。
由圖可知,過量鐵粉和稀硝酸完全反應生成無色氣體,和空氣混合仍為無色,說明沒有NO,點燃該氣體,有尖銳爆鳴聲,小試管壁出現(xiàn)液滴,說明該氣體為氫氣。取反應后溶液,加入足量NaOH 溶液得到灰綠色沉淀,說明溶液中含有Fe2+。煮沸時,蒸氣帶有刺激性氣味并能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍,說明溶液中含有NH4+。
(1)根據(jù)以上分析X氣體應該是H2,證據(jù)是點燃有尖銳爆鳴聲試管內(nèi)壁有液滴,
故答案為:H2 ;點燃有尖銳爆鳴聲試管內(nèi)壁有液滴;
(2) 反應后溶液中含有Fe2+、NH4+,說明鐵和硝酸發(fā)生氧化還原反應,鐵過量生成Fe2+,同時硝酸被還原為NH4+,反應的化學方程式為4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O,
故答案為:4Fe + 10HNO3 = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O;
(3)銅排在金屬活動順序表氫的后面,所以銅和H+不反應,因此若要證明假設1不成立,則可選用Cu粉與同濃度硝酸反應,若溶液變藍則證明假設1不成立。
對比a、b兩次實驗,其它條件相同,溫度不同,且溫度升高,產(chǎn)生的氫氣體積反而減小,其原因為升高溫度,H+和NO3-參與的還原反應速率都加快,但NO3-增加更快,生成的NH4+多,導致生成的H2減少,因此不能說明H+還原反應速率大于NO3-的還原反應速率,即不能判斷假設2成立。
故答案為:Cu;溶液變藍;否;升高溫度,H+和NO3-參與的還原反應速率都加快,但NO3-增加更快,生成的NH4+多,導致生成的H2減少;
(4) a. 改用3mol·L–1 HNO3,硝酸濃度增大,Ⅱ中仍為無色氣體,在Ⅲ中氣體變紅色,為無色的NO被氧化為紅棕色的NO2,該實驗產(chǎn)生的無色氣體含有NO,不排除含有H2,故a錯誤;
b. 若改用濃硝酸時,在常溫下鐵與濃硝酸發(fā)生鈍化,故b錯誤;
c. 由實驗結果可知,硝酸的濃度不同時,其主要還原產(chǎn)物不同,故c正確。
故答案為:c;
(5)由實驗可知,硝酸濃度增大,產(chǎn)物變?yōu)?/span>NO,還原速度劇增,遠遠大于 H+的還原速率,以至于得不到氫氣,若要金屬與硝酸反應生成H2,則需要控制的條件是稀溶液、低溫、氫以前的金屬,
故答案為:稀溶液、低溫、氫以前的金屬。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】乙酸松油酯是松油醇的酯化產(chǎn)物,具有甜香氣味,廣泛應用于日用和食用香精中。乙酸松油酯的結構簡式如圖甲所示,下列說法正確的是
A. 乙酸松油酯的分子式為C12H22O2
B. 乙酸松油酯的水解產(chǎn)物松油醇與圖乙所示物質(zhì)互為同分異構體
C. 乙酸松油酯既易溶于水、也易溶于乙醇或油脂
D. 乙酸松油酯能使Br2的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液褪色
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】八十年代,我國化學家打破了西方國家對維生素C的壟斷,發(fā)明的“兩段發(fā)酵法”大大降低了生產(chǎn)成本。某課外小組利用碘滴定法測某橙汁中維生素C的含量,其化學方程式如下:
下列說法正確的是
A. 上述反應為取代反應
B. 維生素C水解得到2種產(chǎn)物
C. 維生素C有酯基不能溶于水,可溶于有機溶劑
D. 該反應表明維生素C具有還原性
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】認真分析物質(zhì)的量濃度的概念及其定義式并思考,下列溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1的是( )
A. 將40gNaOH溶解于1L水中
B. 將22.4L氯化氫氣體溶于水配成1L溶液
C. 將1L10 mol·L-1的濃鹽酸與9L水混合
D. 將10gNaOH溶解于水中配成250mL溶液
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.二甲醚是一種重要的清潔燃料,可以通過CH3OH分子間脫水制得:2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH=-23.5kJ·mol-1。在t1℃,恒容密閉容器中建立上述平衡,體系中各組分濃度隨時間變化如圖所示。
(1)該條件下反應平衡常數(shù)表達式K=______________;在t1 ℃時,反應的平衡常數(shù)為____________,達到平衡時n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=_____________________。
(2)相同條件下,若改變起始濃度,某時刻各組分濃度依次為:c(CH3OH)=0.4 mol·L-1、c(H2O)=0.6 mol·L-1、c(CH3OCH3)=2.4mol·L-1,此時正、逆反應速率的大小:v正________v逆(填“>”、“<”或“=”),反應向__________反應方向進行(填“正”或“逆”).。
Ⅱ.已知可逆反應:M(g)+N(g) P(g)+Q(g) ΔH>0,請回答下列問題:
(1)在某溫度下,反應物的起始濃度分別為c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1。達到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為____________。
(2)若反應溫度升高,M的轉(zhuǎn)化率__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)若反應溫度不變,反應物的起始濃度分別為c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;達到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=____________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在實驗室進行下列實驗, 括號內(nèi)的實驗用品都能用到的是
A. 苯的溴代(苯、溴水、試管)B. 蛋白質(zhì)的鹽析(試管、醋酸鉛溶液、雞蛋白溶液)
C. 鈉的焰色反應(鉑絲、氯化鈉溶液、稀鹽酸)D. 肥皂的制。、玻璃棒、甘油)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】向25℃時,體積均為20mL濃度均為0.1mol·L-1的兩種酸HX、HY溶液中分別滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液所加NaOH溶液體積與反應后溶液的pH的關系如圖所示。下列敘述正確的是
A. HX、HY均為弱酸
B. Ka(HY)的數(shù)量級約為10-6
C. b點時:2c(Na+)=c(Y-)+c(HY)
D. V(NaOH)=20mL時,反應后的兩種溶液中c(X-)=c(Y-)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,在一定體積pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液,當溶液中的Ba2+恰好完全沉淀時,溶液的pH=11。若反應后溶液的體積等于Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積之和,則Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積比是
A. 1∶9 B. 1∶1 C. 1∶2 D. 1∶4
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在一定溫度中,將1 molA 和2mol B放入容積為5L 的某密閉容器中發(fā)生反應:A(s) +2B(g)C(g)+2D(g)。5min后達到平衡,測得容器內(nèi)B的濃度減少了0.2mol/L,則下列敘述不正確的是
A. 在5min 內(nèi)該反應用C 的濃度變化表示的反應速率為0.02mol/(L·min)
B. 平衡時B 的轉(zhuǎn)化率為50%
C. 平衡時B 的體積分數(shù)約為33.3%
D. 初始時的壓強與平衡時的壓強比為4 :5
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com