Question

如下圖所示，將甲、乙兩個(gè)裝有不同物質(zhì)的針筒用導(dǎo)管連接起來(lái)，將乙針筒內(nèi)的物質(zhì)緩緩地壓到甲針筒內(nèi)，進(jìn)行下表所列的不同實(shí)驗(yàn)（氣體體積在常溫常壓下測(cè)定）。

 

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	甲針筒內(nèi)物質(zhì)	乙針筒內(nèi)物質(zhì)	甲針筒的現(xiàn)象
1	40 mL HCl	40 mL NH3	產(chǎn)生白煙
2	40 mL Cl2	10mL 水	剩余氣體為20mL
3	30 mL NO	15 mL O2
4	20 mL AlCl3溶液	10 mL NaOH溶液	生成白色沉淀，后消失

（1）如果實(shí)驗(yàn)1甲針筒內(nèi)改裝30 mL Cl₂ ，乙針筒內(nèi)仍為40 mL NH₃，實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲針筒內(nèi)也有白煙產(chǎn)生。寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式                    。

（2）由實(shí)驗(yàn)2可知，常溫常壓下氯氣在水中的溶解度為                  。

（3）實(shí)驗(yàn)3 反應(yīng)后甲針筒內(nèi)氣體的體積為                   。

（4）實(shí)驗(yàn)4中，AlCl₃溶液濃度為0.1mol/L，如果最后白色沉淀全部消失，則NaOH溶液濃度至少為     mol/L。

（5）將上述裝置做以下改進(jìn)：在甲、乙針筒之間連接一段硬質(zhì)玻璃管，如下圖。在A處裝一種淺黃色的粉末，乙針筒內(nèi)是一種常見(jiàn)的氣體，甲針筒無(wú)氣體。將乙針筒內(nèi)氣體壓入甲針筒內(nèi)，發(fā)現(xiàn)氣體體積是原來(lái)的一半。A處的物質(zhì)是              ，甲針筒內(nèi)的氣體為            。

（6）有學(xué)生用上述改進(jìn)后的裝置測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)（加熱用酒精燈未畫(huà)出）。乙針筒內(nèi)裝有50 mL空氣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，用酒精燈對(duì)A處物質(zhì)進(jìn)行加熱，經(jīng)反復(fù)慢慢推拉兩針筒的活塞，反應(yīng)完畢，恢復(fù)至室溫，測(cè)得剩余氣體為40.5mL。

①A處的物質(zhì)是     （選填編號(hào)）。

a．碳粉       b．二氧化錳       c．銅粉      d．氧化銅

②已知空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為0.2，則該實(shí)驗(yàn)的相對(duì)誤差為         。

 

Answer 1

【答案】

（1）3Cl₂＋4NH₃¾®N₂＋2NH₄Cl＋4HCl （2分） （寫(xiě)成3Cl₂＋2NH₃¾®N₂＋6HCl； HCl + NH₃¾®NH₄Cl或3Cl₂＋8NH₃¾®N₂＋6NH₄Cl得1分；只寫(xiě)3Cl₂＋2NH₃¾®N₂＋6HCl不得分）

（2）2（或1：2或1體積水溶解2體積氯氣。合理即可）（1分）

（3）15 mL<V<30 mL （2分）（只寫(xiě)小于30 mL得1分）

（4）0.8 mol/L（2分）

（5）過(guò)氧化鈉或Na₂O₂ （1分）  氧氣或O₂（1分）   

（6）① c. （1分）  ②－0.05 或－5%（2分）（沒(méi)有負(fù)號(hào)不得分）

【解析】

試題分析：（1）氯氣和氨氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，氯氣氧化氨氣為氮?dú)�，氯氣被還原為氯化氫氣體，依據(jù)定量關(guān)系可知氨氣過(guò)量一部分，氯化氫和氨氣反應(yīng)生成氯化銨是固體顆粒，冒白煙；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cl₂＋4NH₃=N₂＋2NH₄Cl＋4HCl；

（2）40mL Cl₂在10mL水溶解，最后剩余氣體為20mL，則依據(jù)氣體體積比表示的溶解度為1：2；

（3）30mL NO與15mL O₂混合發(fā)生反應(yīng)2NO+O₂=2NO₂，所以前后反應(yīng)生成二氧化氮?dú)怏w體積為30ml，又二氧化氮可以聚合為四氧化二氮?dú)怏w2NO₂⇌N₂O₄，但反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能全部轉(zhuǎn)化，所以最后容器中的氣體體積介于15ml～30ml；

（4）AlCl₃溶液濃度為0.1mol/L，如果最后白色沉淀全部消失，氫氧化鈉和氯化鋁反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鈉過(guò)量會(huì)溶解氫氧化鋁，沉淀恰好溶解反應(yīng)的離子方程式為：

所以得到       

Al³⁺ + 4OH^-    =Al（OH）₄^-

1         4

0.1mol/L×0.02L   c（OH^-）×0.01L

計(jì)算得到c（NaOH）=0.8mol/L；

（5）在甲、乙針筒之間連接一段硬質(zhì)玻璃管，如下圖．在A處裝一種淺黃色的粉末，乙針筒內(nèi)是一種常見(jiàn)的氣體，甲針筒無(wú)氣體．將乙針筒內(nèi)氣體壓入甲針筒內(nèi)，發(fā)現(xiàn)氣體體積是原來(lái)的一半．A處的物質(zhì)依據(jù)顏色和與氣體反應(yīng)的性質(zhì)可知，為Na₂O₂；乙中氣體為二氧化碳，和過(guò)氧化鈉反應(yīng)后生成氣體為氧氣，2Na₂O₂+CO₂=2Na₂CO₃+O₂

（6）①測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是利用空氣中氧氣反應(yīng)，其他氣體不反應(yīng)；

a．碳粉和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，不能測(cè)定氣體體積變化后氧氣的體積，故a不符合；

b．二氧化錳不能和空氣中 氧氣反應(yīng)，不能測(cè)定，故B不符合；

c．銅粉和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，可以測(cè)定氣體減小，計(jì)算氧氣的條件分?jǐn)?shù)，故C符合；

d．氧化銅不能和空氣中氧氣反應(yīng)，不能測(cè)定體積分?jǐn)?shù)，故d不符合；故選c．

②乙針筒內(nèi)裝有50mL空氣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，用酒精燈對(duì)A處物質(zhì)進(jìn)行加熱，經(jīng)反復(fù)慢慢推拉兩針筒的活塞，反應(yīng)完畢，恢復(fù)至室溫，測(cè)得剩余氣體為40.5mL．體積變化為氧氣=50ml-40.5ml=9.5ml，氧氣體積分?jǐn)?shù)=9.5ml/50ml×100%=0.19，所以相對(duì)誤差=(0.2-0.19)÷0.2×100%=5%，故答案為：-5%

考點(diǎn)：本題考查的是氨氣、氯氣、氮的化合物過(guò)氧化鈉等物質(zhì)的性質(zhì)應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析和定量計(jì)算是考查重點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．