題目列表(包括答案和解析)
(12分)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低。某同學(xué)取一定量鐵鋁合金與100mL某濃度的硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氫氧化鈉溶液,所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示(C>0)。試回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)過程中的離子反應(yīng)方程式:
OC段 ,
DE段 ,
EF段___________________________________ __________。
(2)硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1
(3)B的值為_________mol,C的值為 mL。
【解析】由題意知,金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),硝酸的還原產(chǎn)物為NH4NO3,由圖又可看出金屬與硝酸反應(yīng)后,硝酸是過量的,故金屬的氧化產(chǎn)物為Fe(NO3)3、Al(NO3)3。圖中:①O→C:H++OH-===H2O;②C→88:R3++3OH-===R(OH)3↓(R代表Fe或Al);③88→94:NH+OH-===NH3·H2O;④94→104:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。由④知n[Al(OH)3]=0.01 L×4 mol·L-1=0.04 mol=n(Al)。由③知,n(NH4NO3)=0.006 L×4 mol·L-1=0.024 mol,根據(jù)反應(yīng)中得失電子相等的原則得:3n(R3+)=0.024×8=0.192 mol,則n(R3+)=0.064 mol=n(合金),故混合物中n(Fe)=0.024mol。0→88 mL中,用于沉淀金屬離子的OH-有0.064 mol×3=0.192 mol,故C點(diǎn):(0.088 L×4 mol·L-1-0.192 mol)÷4 mol·L-1=0.04 L,即40 mL。據(jù)原子守恒可知硝酸的物質(zhì)的量是0.094L×4mol/L=0.376mol。其濃度是3.76mol/L。
(12分)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí),硝酸的濃度越稀,對應(yīng)還原產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)越低。某同學(xué)取一定量鐵鋁合金與100mL某濃度的硝酸充分反應(yīng),反應(yīng)過程中無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol·L-1的氫氧化鈉溶液,所加氫氧化鈉溶液的體積(mL)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示(C>0)。試回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)過程中的離子反應(yīng)方程式:
OC段 ,
DE段 ,
EF段___________________________________ __________。
(2)硝酸溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1
(3)B的值為_________mol,C的值為 mL。
【解析】由題意知,金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),硝酸的還原產(chǎn)物為NH4NO3,由圖又可看出金屬與硝酸反應(yīng)后,硝酸是過量的,故金屬的氧化產(chǎn)物為Fe(NO3)3、Al(NO3)3。圖中:①O→C:H++OH-===H2O;②C→88:R3++3OH-===R(OH)3↓(R代表Fe或Al);③88→94:NH+OH-===NH3·H2O;④94→104:Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。由④知n[Al(OH)3]=0.01 L×4 mol·L-1=0.04 mol=n(Al)。由③知,n(NH4NO3)=0.006 L×4 mol·L-1=0.024 mol,根據(jù)反應(yīng)中得失電子相等的原則得:3n(R3+)=0.024×8=0.192 mol,則n(R3+)=0.064 mol=n(合金),故混合物中n(Fe)=0.024mol。0→88 mL中,用于沉淀金屬離子的OH-有0.064 mol×3=0.192 mol,故C點(diǎn):(0.088 L×4 mol·L-1-0.192 mol)÷4 mol·L-1=0.04 L,即40 mL。據(jù)原子守恒可知硝酸的物質(zhì)的量是0.094L×4mol/L=0.376mol。其濃度是3.76mol/L。
由NaH2PO4脫水形成1mol聚磷酸Na200H2P200O601,共脫去水分子的數(shù)目為( )
A.198NA B.198 C.199NA D.199
【解析】由題意知,由NaH2PO4脫水形成1mol聚磷酸Na200H2P200O601,需NaH2PO4200mol,又由氧元素守恒可知,失去的水的物質(zhì)的量為:n(H2O)=200mol×4-601mol =199mol
由NaH2PO4脫水形成1mol聚磷酸Na200H2P200O601,共脫去水分子的數(shù)目為( )
A.198NA B.198 C.199NA D.199
【解析】由題意知,由NaH2PO4脫水形成1mol聚磷酸Na200H2P200O601,需NaH2PO4200mol,又由氧元素守恒可知,失去的水的物質(zhì)的量為:n(H2O)=200mol×4-601mol =199mol
(8分)生態(tài)農(nóng)業(yè)涉及農(nóng)家廢料的綜合利用,某種肥料經(jīng)發(fā)酵得到一種含甲烷、二氧化碳、氮?dú)獾幕旌蠚怏w。2.016L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)該氣體通過盛有紅熱CuO粉末的硬質(zhì)玻璃管,發(fā)生的反應(yīng)為:CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。當(dāng)甲烷完全反應(yīng)后,硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量減輕4.8g。將反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中,充分反應(yīng)吸收,生成沉淀8.5g,則:
(1)原混合氣體中甲烷的物質(zhì)的量是 。
(2)原混合氣體中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為多少?(寫出計(jì)算過程)
【解析】根據(jù)題意,2.016L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合氣體的物質(zhì)的量為:2.016/22.4 = 0.090 mol
(1)由方程式CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu可知,玻璃管質(zhì)量減輕的4.8g為CuO中氧的質(zhì)量,故原混合氣體中甲烷的物質(zhì)的量為:4.8/(16×4)=0.075mol
(2)由“將反應(yīng)后產(chǎn)生的氣體通過過量的澄清石灰水中,充分吸收,生成沉淀8.5g”可知,反應(yīng)后氣體中CO2的物質(zhì)的量為:8.5/100 =0.085 mol,則原混合氣中CO2的物質(zhì)的量為:0.085 mol- 0.075mol = 0.010mol,故原混合氣體中氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為:0.090 mol- 0.075mol - 0.010mol = 0.005mol,從而可得原混合氣體中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)為:
0.005mol/0.090mol ×100﹪= 5.56%
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