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文檔簡介
第第頁山西高考化學三年(2023-2023)模擬題匯編-05氮族元素及其化合物(含解析)山西高考化學三年(2023-2023)模擬題匯編-05氮族元素及其化合物
一、單選題
1.(2023·山西·校聯(lián)考模擬預測)下列離子方程式錯誤的是
A.少量CO2通入苯酚鈉溶液:C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+
B.AgCl溶于過量氨水:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O+Cl-
C.溴乙烷與NaOH水溶液共熱:CH3CH2Br+OH-CH2=CH2↑+H2O+Br-
D.Cu2S溶于足量稀硝酸:3Cu2S+16H++10=6Cu2++10NO↑+3+8H2O
2.(2023·山西·校聯(lián)考一模)在中學常見的物質(zhì)中,選擇合適的物質(zhì)和條件按以下流程進行轉(zhuǎn)化。
下列表格中所選的物質(zhì)或試劑(所需條件已略去),不能完全滿足以上轉(zhuǎn)化流程的是
選項X試劑1試劑2
A
B
CC
D稀鹽酸
A.AB.BC.CD.D
3.(2023·山西·校聯(lián)考一模)下列實驗裝置和操作均正確的是
A.制取并收集氨氣B.從食鹽水中提取固體C.用乙醇提取溴水中的溴D.犧牲陽極法保護鐵
A.AB.BC.CD.D
4.(2022·山西太原·統(tǒng)考三模)氮化鋇(Ba3N2)是一種重要的化學試劑。高溫下,向氫化鋇(BaH2)中通入氮氣反應(yīng)生成氮化鋇,在實驗室可用如圖裝置制備(每個裝置只用一次)。已知:Ba3N2遇水反應(yīng);BaH2在潮濕空氣中能自燃,遇水反應(yīng)。下列說法不正確的是
A.實驗時,先點燃裝置丙中的酒精噴燈,后點燃裝置乙中的酒精燈
B.該實驗裝置中缺少尾氣處理裝置
C.按氣流方向,裝置的連接順序可為c→b→a→d→e→g
D.裝置甲中的濃硫酸和裝置丁中的堿石灰均可防止水蒸氣進入裝置丙中
5.(2022·山西太原·統(tǒng)考二模)某化學小組在實驗室利用下列裝置(部分夾持儀器略)進行實驗,其中能達到實驗?zāi)康牡氖?/p>
A.圖Ⅰ:制取并收集少量干燥的氨氣
B.圖Ⅱ:制備少量無水氯化鎂
C.圖Ⅲ:關(guān)閉a、打開b,可檢查裝置的氣密性
D.圖Ⅳ:驗證犧牲陽極法保護鐵
6.(2022·山西晉中·統(tǒng)考一模)下列圖示實驗裝置(部分夾持裝置省略)正確的是
A.圖1用于制備并收集少量氨氣
B.圖2可吸收多余的HCl氣體
C.圖3用標準NaOH溶液測定某醋酸溶液的濃度
D.圖4可用于制備少量NaHCO3
7.(2023·山西太原·統(tǒng)考模擬預測)已知甲、乙、丙三種物質(zhì)均含有同種元素,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(反應(yīng)條件已略去)。
下列推斷錯誤的是
A.若丙為紅棕色氣體,則甲可能為
B.若丙為,則X與稀鹽酸反應(yīng)可以得到丙
C.若乙為,則甲可能是
D.若乙能使品紅溶液褪色,則甲一定是S單質(zhì)
8.(2023·山西太原·統(tǒng)考模擬預測)下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A.氯氣溶于水:
B.與水反應(yīng)制氧氣:
C.向硅酸鈉溶液中通入少量
D.向亞硫酸鈉溶液中滴加稀硝酸:
9.(2023·山西呂梁·統(tǒng)考一模)對實驗現(xiàn)象的觀察、分析推理得出正確結(jié)論是化學學習的方法之一、對下列實驗事實的解釋正確的是
選項操作、現(xiàn)象解釋
A向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液變藍Fe3+能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)
B向2支盛有5mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2mL5%H2O2溶液探究濃度對反應(yīng)速率的影響
C常溫下,用pH試紙分別測定濃度均為0.1mol·L-1的NaF溶液和NaClO溶液的pH比較HF與HClO的酸性強弱
D濃HNO3在光照條件下變黃濃HNO3不穩(wěn)定,生成紅棕色的NO2能溶于濃硝酸
A.AB.BC.CD.D
10.(2023·山西呂梁·統(tǒng)考一模)下列實驗裝置能達到目的的是
A.實驗室制乙酸乙酯
B.比較Ksp(AgCl)和Ksp(AgI)的大小
C.制備并收集干燥的NH3
D.制取和收集少量CO2、NO和O2
11.(2023·山西呂梁·統(tǒng)考一模)下列各實驗的現(xiàn)象及結(jié)論都正確的是
選項實驗現(xiàn)象結(jié)論
A銅粉加入稀硫酸中,加熱:再加入少量硝酸鉀固體加熱時無明顯現(xiàn)原,加入硝酸鉀后溶液變藍硝酸鉀起催化作用
B過量鐵粉加入稀硝酸中,充分反應(yīng)后,滴加溶液有無色氣泡產(chǎn)生,溶液呈血紅色稀硝酸能將氧化成
C向兩支盛有溶液的試管中分別滴加淀粉溶液和溶液前者溶液變藍,后者有黃色沉淀生成溶液中存在平衡:
D溴的苯溶液滴加到鐵粉中,產(chǎn)生的氣體通入硝酸酸化的溶液中產(chǎn)生淺黃色沉淀溴與苯發(fā)生取代反應(yīng)生成
A.AB.BC.CD.D
二、工業(yè)流程題
12.(2023·山西·校聯(lián)考模擬預測)以廢釩電池負極電解液(主要化學成分是V3+、V2+、H2SO4)為原料,回收其中的釩制備V2O5的工藝流程如圖所示:
已知:氯酸濃度較高或受熱時易發(fā)生分解。
回答下列問題:
(1)在“氧化”中低價態(tài)釩都轉(zhuǎn)化為,其中V3+轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為,實際生產(chǎn)中的氧化劑不選擇HClO3的原因是。
(2)“濃縮”至釩溶液質(zhì)量濃度(折合V2O5質(zhì)量濃度)為27.3g·L-1'時,則溶液中c()=mol·L-1。(結(jié)果保留1位小數(shù))
(3)pH對沉釩率(η)的影響如圖所示,則沉釩時控制釩液合適的pH范圍是,沉淀產(chǎn)物為2NH4V3O8·H2O,則加(NH4)2SO4沉釩的化學方程式是。
(4)“過濾”后對沉淀進行洗滌,采用稀(NH4)2SO4作洗滌液的目的是。檢驗沉淀已洗滌干凈的操作是。
(5)“煅燒”需要在通風或氧化氣氛下進行,其目的是。
三、實驗題
13.(2023·山西呂梁·統(tǒng)考三模)氧釩堿式碳酸銨晶體[]是制備多種光、電、磁材料的中間體,難溶于水,昜被氧化、可用與反應(yīng)制備??蒲行〗M在實驗室中對氧釩堿式碳酸銨晶體的制備和組成進行探究?;卮鹣铝袉栴}:
Ⅰ.制備氧釩堿式碳酸銨晶體的裝置和步驟如下。
步驟一:按圖安裝好儀器,添加藥品;
步驟二:打開,通入足量,充分反應(yīng)后,關(guān)閉、打開,向三頸燒瓶中滴加適量溶液;
步驟三:C中反應(yīng)充分進行后,經(jīng)一系列操作得到產(chǎn)品。
(1)圖中盛放溶液的儀器名稱為;試劑X的作用為;中V元素的化合價為。
(2)步驟二中,通入足量的作用為;滴加溶液時,參與反應(yīng)的與的物質(zhì)的量之比為。
Ⅱ.組成測定
(3)測定含釩量(雜質(zhì)不參加反應(yīng)):準確稱量mg產(chǎn)品,用適量稀硫酸溶解后,依次加入稍過量的酸性溶液、溶液、尿素,充分反應(yīng)后,用標準溶液滴定(),達到滴定終點時消耗標準液的體積為VmL。則加入溶液的作用為;產(chǎn)品中釩元素的質(zhì)量分數(shù)為(用代數(shù)式表示)。
(4)測定結(jié)晶水含量:稱取純化后的產(chǎn)品4.26g,充分煅燒后,稱得生成的質(zhì)量為2.184g,則x=。
14.(2022·山西太原·統(tǒng)考三模)高純度硝酸高鈰銨主要用作有機合成的催化劑和氧化劑、集成電路的腐蝕劑等。它的化學式為(NH4)2[Ce(NO3)6],是一種橙紅色單斜細粒結(jié)晶,易溶于水,幾乎不溶于濃硝酸。實驗室由9.99%的碳酸鈰制備硝酸高鈰銨時的主要步驟如下:
I.取適量碳酸鈰[Ce2(CO3)3]于鉑皿中,用硝酸溶解,配成一定濃度的硝酸鈰溶液,過濾后待用。在攪拌條件下,向硝酸鈰溶液中加入雙氧水、氨水進行氧化沉淀,加熱后過濾、洗滌、烘干得到Ce(OH)4(黃色難溶物)。
II.將Ce(OH)4于一定溫度下加入硝酸加熱至漿狀,生成H2[Ce(NO3)6],再加入稍過量的NH4NO3晶體,二者反應(yīng)生成硝酸高鈰銨沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、自然烘干后得到產(chǎn)品。
回答下列問題:
(1)①步驟I中使用鉑皿而不使用鐵質(zhì)容器的原因是,寫出生成Ce(OH)4的離子方程式:。
②步驟I中進行“氧化沉淀”時,加熱的溫度不宜過高,原因是。
(2)步驟I中的Ce(OH)4在實驗室中可由Ce(OH)3制取,某同學設(shè)計了如下裝置:。
①裝置a圓底燒瓶中盛放的固體藥品為(填化學式)。
②當裝置b中沉淀完全變?yōu)辄S色后,停止通Cl2后改通空氣(圖中框內(nèi)改為通空氣裝置)的目的是;將裝置b中的反應(yīng)混合物過濾、洗滌,能說明沉淀已洗滌干凈的實驗方法是。
(3)步驟II中H2[Ce(NO3)6]與NH4NO3反應(yīng)的化學方程式為。
15.(2022·山西臨汾·統(tǒng)考模擬預測)亞硝酰氯(NOCl)是重要的有機合成試劑,可由NO與Cl2在常溫下合成。某學習小組在實驗室利用如圖裝置制備亞硝酰氯。
已知:①亞硝酰氯易水解,能與O2反應(yīng);
②沸點:NOCl為-5.5℃,Cl2為-34℃,NO為-152℃;
③常溫下,2NO+Cl2=2NOCl22NO2+Cl2=2NO2Cl。
請回答下列問題:
(1)NOCl中N元素的化合價為;NOCl水解生成兩種酸,其化學方程式為。
(2)實驗所需的NO在A裝置中制得,反應(yīng)的離子方程式為。
(3)裝置B中所盛試劑為其作用是。
(4)實驗開始時,先關(guān)閉K3,打開K2、K4,從a處通一段時間氬氣,其目的是。然后在a處接廢氣處理裝置,關(guān)閉K1、K4,打開K3,再打開分液漏斗的活塞,滴加酸性FeSO4溶液,當觀察到D中時,關(guān)閉K2,打開K1、K4,通干燥純凈的Cl2。
(5)為收集產(chǎn)物和分離未反應(yīng)的兩種原料,E、F裝置采用不同溫度的低溫浴槽,其中裝置E的溫度T區(qū)間應(yīng)控制在,裝置F的U形管中收集到的是。
參考答案:
1.C
【詳解】A.由于酸性:H2CO3>C6H5OH>,所以向苯酚鈉溶液中通入少量CO2,反應(yīng)產(chǎn)生苯酚與NaHCO3,反應(yīng)的離子方程式為:,A正確;
B.AgCl溶于過量氨水,生成二氨合銀離子:AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O+Cl-,B正確;
C.溴乙烷與NaOH水溶液共熱生成乙醇:CH3CH2Br+OH-CH3CH2OH+Br-,C錯誤;
D.Cu2S溶于足量稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),Cu2S被氧化為Cu2+和,稀硝酸被還原為NO,離子方程式為:3Cu2S+16H++10=6Cu2++10NO↑+3+8H2O,D正確;
故合理選項是C。
2.D
【詳解】A.Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,F(xiàn)eCl3與Cu反應(yīng)生成FeCl2,F(xiàn)eCl2和Cl2反應(yīng)生成FeCl3,轉(zhuǎn)化能完全實現(xiàn),A不選;
B.NH3與CuO高溫條件下反應(yīng)生成N2,N2和O2在高溫或放電條件下反應(yīng)生成NO,NO和NH3在催化劑并加熱條件下反應(yīng)生成N2,轉(zhuǎn)化能完全實現(xiàn),B不選;
C.C和SiO2高溫條件下反應(yīng)生成CO,CO和O2反應(yīng)生成CO2,CO2與C高溫條件下反應(yīng)生成CO,轉(zhuǎn)化能完全實現(xiàn),C不選;
D.與稀鹽酸反應(yīng)生成或,和均不與反應(yīng),轉(zhuǎn)化不能完全實現(xiàn),D選;
故選D。
3.A
【詳解】A.實驗室利用濃氨水滴入生石灰快速制備氨氣,氨氣的密度比空氣的小,利用向上排空氣法收集,收集時為了防止與空氣形成對流,在試管口塞一團棉花,上述裝置與操作科學規(guī)范,A正確;
B.從食鹽水中提取固體,利用的是蒸發(fā)結(jié)晶,儀器應(yīng)選用蒸發(fā)皿,而不是坩堝,B錯誤;
C.乙醇與水互溶,不能作為萃取劑,C錯誤;
D.上述裝置連接電源,鐵做陰極,屬于外加電源的陰極保護法,D錯誤;
故選A。
4.A
【分析】結(jié)合圖示可知,丙裝置中氫化鋇(BaH2)與氮氣在高溫下反應(yīng)制得氮化鋇(Ba3N2),制備氮化鋇時,甲裝置盛放的濃硫酸用于干燥氮氣,乙裝置用于制備氮氣;由于Ba3N2遇水反應(yīng),BaH2在潮濕空氣中能自燃,遇水反應(yīng),則丁裝置中堿石灰用于避免空氣中的水進入丙而導致Ba3N2、BaH2變質(zhì),則氣流從左向右的字母連接順序為c→b→a→d→e→g→f,以此解答該題。
【詳解】A.BaH2在潮濕空氣中能自燃,則實驗時應(yīng)該先點燃裝置乙中的酒精燈,反應(yīng)一段時間,使生成的氮氣將裝置內(nèi)的空氣排出后,再點燃裝置丙中的酒精噴燈進行反應(yīng),A錯誤;
B.該實驗中氫化鋇(BaH2)與氮氣在高溫下反應(yīng)制得氮化鋇(Ba3N2),同時有氫氣放出,氫氣屬于易燃氣體,不能直接排放,所以該實驗裝置中缺少尾氣處理裝置,B正確;
C.根據(jù)分析可知,按氣流方向,裝置的連接順序可為c→b→a→d→e→g,C正確;
D.濃硫酸和堿石灰都具有吸水作用,可防止水蒸氣進入裝置丙中導致產(chǎn)物變質(zhì),D正確;
故答案為:A。
5.D
【詳解】A.氯化銨和氫氧化鈣加熱生成氨氣,同時會有水生成,收集的氨氣中含有水蒸氣,不能收集到干燥的氨氣,故A錯誤;
B.制備少量無水氯化鎂應(yīng)在HCl氣氛中加熱蒸干水分,故B錯誤;
C.分液漏斗上端與燒瓶連通,上下壓強保持一致,液體始終可以順利流下,不能檢驗裝置的氣密性,故C錯誤;
D.通過鐵氰化鉀溶液可以檢驗是否有亞鐵離子生成,從而判斷鐵作電極情況,可用來驗證犧牲陽極法保護鐵,故D正確;
故選:D。
6.D
【詳解】A.氯化銨分解可以得到氨氣和氯化氫,但稍遇冷就會再發(fā)生,收集不到氨氣,實驗室用氫氧化鈣和氯化銨固體混合加熱制備氨氣,故A錯誤;
B.HCl氣體極易溶于水,但不溶于植物油,而且植物油的密度比水小,不利于氯化氫的吸收,應(yīng)該把植物油換成四氯化碳,故B錯誤;
C.NaOH溶液和醋酸溶液恰好反應(yīng)時溶液呈堿性,而甲基橙的變色范圍是3.1-4.4,無法準確判定滴定終點,應(yīng)該用酚酞試劑,故C錯誤;
D.二氧化碳通入氨化的飽和食鹽水中,發(fā)生反應(yīng),過濾可以得到少量NaHCO3,故D正確;
故答案為:D。
7.D
【詳解】A.若丙為紅棕色氣體二氧化氮,則甲可能為,試劑X為氧氣,乙為一氧化氮成立,故A不選;
B.若丙為,X與稀鹽酸反應(yīng)可以得到,則試劑X為Fe,根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知乙為,甲為成立,故B不選;
C.若乙為,則甲可能是試劑X為溶液,丙為成立,故C不選;
D.若乙能使品紅溶液褪色,則乙可能為,若乙為則甲可能為S也可能為硫化物等,故選D。
答案選D。
8.C
【詳解】A.HClO為弱酸不能寫成離子,正確離子方程式為Cl2+H2OH++Cl-+HClO,A錯誤;
B.選項所給離子方程式元素不守恒,正確的離子方程式為2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑,B錯誤;
C.硅酸鈉溶液中通入少量二氧化碳生成硅酸沉淀和碳酸鈉,C正確;
D.硝酸具有強氧化性會將亞硫酸根氧化成硫酸根,正確離子方程式為3SO+2NO+2H+=3SO+2NO+H2O,D錯誤;
綜上所述答案為C。
9.D
【詳解】A.向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液變藍是由于發(fā)生了反應(yīng)2Fe3++2I-=2Fe2++I2,生成的碘單質(zhì)使淀粉溶液變藍色,A不合題意;
B.向2支盛有5mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2mL5%H2O2溶液,由于NaHSO3與H2O2反應(yīng)生成硫酸鈉和水,沒有明顯的現(xiàn)象,故無法比較反應(yīng)速率的快慢,B不合題意;
C.常溫下,用pH試紙分別測定濃度均為0.1mol·L-1的NaF溶液和NaClO溶液的pH,由于NaClO水解成HClO具有強氧化性,其pH值無法利用pH試紙測量,C不合題意;
D.濃HNO3不穩(wěn)定4HNO34NO2+O2+2H2O,生成紅棕色的NO2能溶于濃硝酸,故濃HNO3在光照條件下變黃,D符合題意;
故答案為:D。
10.B
【詳解】A.乙酸乙酯在氫氧化鈉溶液中發(fā)生水解反應(yīng),不能用氫氧化鈉溶液吸收乙酸乙酯,應(yīng)選用飽和碳酸鈉溶液,故A錯誤;
B.向相同濃度的氯化鈉和碘化鈉混合溶液中滴入硝酸銀溶液,先生成黃色的碘化銀沉淀,說明Ksp(AgCl)大于Ksp(AgI),故B正確;
C.氨氣能與無水氯化鈣反應(yīng)生成八氨氯化鈣,不能用無水氯化鈣干燥氨氣,故C錯誤;
D.一氧化氮易與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮,不能用向上排空氣法收集一氧化氮,故D錯誤;
故選B。
11.C
【詳解】A.銅與稀硫酸不反應(yīng),加入硝酸鉀后,銅與硝酸反應(yīng)溶液變藍,與催化劑無關(guān),A錯誤;
B.過量鐵粉加入稀硝酸中充分反應(yīng)后溶液中無Fe3+溶液不會變紅,B錯誤;
C.淀粉遇碘變藍,硝酸銀與碘離子反應(yīng)生成黃色沉淀,根據(jù)現(xiàn)象可判斷KI3溶液中存在平衡,C正確;
D.溴易揮發(fā)與AgNO3溶液也會產(chǎn)生淺黃色沉淀產(chǎn)生干擾,D錯誤;
故選C。
12.(1)3V3+++3H2O=3+Cl-+6H+HClO3易分解,不及NaClO3穩(wěn)定;HClO3會提高體系酸度,從而增加后續(xù)NaOH的用量
(2)0.3
(3)2.0~2.5(NH4)2SO4+3(VO2)2SO4+5H2O=2NH4V3O8·H2O↓+4H2SO4
(4)降低2NH4V3O8·H2O的溶解度,減少洗滌時的損耗取少量最后一次的洗滌液于試管中,加過量Ba(NO3)2溶液,充分反應(yīng)后靜置,向上層清液中繼續(xù)加AgNO3溶液,不出現(xiàn)渾濁,則證明沉淀已洗滌干凈
(5)防止NH3將V2O5還原,導致產(chǎn)品純度降低
【分析】廢釩電池負極電解液(主要化學成分是V3+、V2+、H2SO4),加入NaClO3氧化,生成,再加入硫酸銨得到沉淀2NH4V3O8·H2O,過濾后煅燒得到五氧化二釩。據(jù)此作答。
【詳解】(1)酸性條件下,V3+轉(zhuǎn)化為的離子方程式為:3V3+++3H2O=3+Cl-+6H+;由于H氯酸濃度較高或受熱時易發(fā)生分解,不及NaClO3穩(wěn)定,不利于儲存運輸,同時HClO3是酸,會增大溶液的酸性,,從而增加后續(xù)NaOH的用量,所以實際生產(chǎn)中的氧化劑不選擇HClO3;
(2)“濃縮”至釩溶液質(zhì)量濃度(折合V2O5質(zhì)量濃度)為27.3g·L-1時,即c(V2O5)=27.3g·L-1÷182g/mol=0.15mol/L,根據(jù)釩元素守恒,則溶液中c()=2c(V2O5)=0.15mol/L×2=0.3mol/L;
(3)根據(jù)圖示,pH范圍是2.0-2.5時,沉釩率(η)最高;沉釩時的反應(yīng)物是(NH4)2SO4和(VO2)2SO4,沉淀產(chǎn)物為2NH4V3O8·H2O,則反應(yīng)的化學方程式為(NH4)2SO4+3(VO2)2SO4+5H2O=2NH4V3O8·H2O↓+4H2SO4;
(4)用稀(NH4)2SO4作洗滌液的目的是為了降低2NH4V3O8·H2O的溶解度,減少洗滌時的損耗;檢驗沉淀已洗滌干凈即檢驗是否含有Cl-,操作是取少量最后一次的洗滌液于試管中,加過量Ba(NO3)2溶液,充分反應(yīng)后靜置,向上層清液中繼續(xù)加AgNO3溶液,不出現(xiàn)渾濁,則證明沉淀已洗滌干凈;
(5)煅燒時受熱分解產(chǎn)生NH3,氨氣具有較強的還原性,容易將V2O5還原,導致產(chǎn)品純度降低,所以需要在通風或氧化氣氛下進行,目的是防止NH3將V2O5還原,導致產(chǎn)品純度降低。
13.(1)分液漏斗吸收中的,提高產(chǎn)品產(chǎn)率+4
(2)排盡裝置中空氣,防止原料或產(chǎn)品被氧化,與氨水充分反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為,提高原料的利用率
(3)除去過量的,防止影響測定結(jié)果
(4)10
【詳解】(1)由圖知,盛放溶液的儀器名稱為分液漏斗;試劑適合選擇飽和溶液,除去中的,提高產(chǎn)品產(chǎn)率;中O的化合價為-2價,則元素的化合價為;
(2)由信息和原理知,步驟二中,通入足量可排盡裝置中空氣,防止原料或產(chǎn)品被氧化,并與氨水充分反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為,提高原料的利用率;滴加溶液后,與反應(yīng)制得產(chǎn)品,根據(jù)元素守恒可得知,參與反應(yīng)的與的物質(zhì)的量之比為;
(3)為使價元素被完全氧化為價,所加酸性溶液需適當過量,故加入溶液的作用為除去過量的,防止影響測定結(jié)果;由反應(yīng)原理可得關(guān)系式,則產(chǎn)品中釩元素的質(zhì)量分數(shù)為;
(4)由題中數(shù)據(jù)計算得的物質(zhì)的量為,則的物質(zhì)的量為、摩爾質(zhì)量為=,計算得。
14.(1)鐵質(zhì)容器易與硝酸反應(yīng)2Ce3++H2O2+6NH3·H2O=6+2Ce(OH)4↓雙氧水、氨水均易受熱分解
(2)KMnO4(或KClO3)除去裝置內(nèi)的Cl2,使其完全被NaOH溶液吸收取少量最后一次洗滌液于潔凈試管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若無白色沉淀生成,則表明沉淀已洗滌干凈
(3)H2[Ce(NO3)6]+2NH4NO3=(NH4)2[Ce(NO3)6]↓+2HNO3
【分析】本題為有碳酸鈰制備硝酸高鈰銨,步驟I主要是將碳酸鈰[Ce2(CO3)3]在鉑皿中用硝酸溶解,反應(yīng)原理為:Ce2(CO3)3+6HNO3=2Ce(NO3)3+3H2O+3CO2↑,配成一定濃度的硝酸鈰溶液,過濾出溶液,向硝酸鈰溶液中加入雙氧水、氨水進行氧化沉淀,加熱后過濾、洗滌、烘干得到Ce(OH)4(黃色難溶物),反應(yīng)原理為:2Ce3++H2O2+6NH3·H2O=6+2Ce(OH)4↓,將Ce(OH)4于一定溫度下加入硝酸加熱至漿狀,生成H2[Ce(NO3)6],再加入稍過量的NH4NO3晶體,二者反應(yīng)生成硝酸高鈰銨沉淀,過濾洗滌、干燥可得純凈的硝酸高鈰銨,據(jù)此分析解題。
【詳解】(1)①由題干信息可知,步驟I巍峨取適量碳酸鈰[Ce2(CO3)3]于鉑皿中,用硝酸溶解,鐵質(zhì)容器易與硝酸反應(yīng)而鉑與硝酸不反應(yīng),故步驟I中使用鉑皿而不使用鐵質(zhì)容器,由分析可知,生成Ce(OH)4即向硝酸鈰溶液中加入雙氧水、氨水進行氧化沉淀,加熱后過濾、洗滌、烘干得到Ce(OH)4,該反應(yīng)的離子方程式為:2Ce3++H2O2+6NH3·H2O=6+2Ce(OH)4↓,故答案為:鐵質(zhì)容器易與硝酸反應(yīng)而鉑與硝酸不反應(yīng);2Ce3++H2O2+6NH3·H2O=6+2Ce(OH)4↓;
②由題干信息可知,步驟I中進行“氧化沉淀”即向硝酸鈰溶液中加入雙氧水、氨水進行氧化沉淀時,由于雙氧水、氨水均易受熱分解,故加熱的溫度不宜過高,故答案為:雙氧水、氨水均易受熱分解;
(2)①裝置a中要制取氯氣,但沒有加熱裝置,所以應(yīng)是濃鹽酸和KMnO4[或KClO3等]反應(yīng)來制取氯氣;根據(jù)W的結(jié)構(gòu)特點可知其為三頸燒瓶,故答案為:KMnO4[或KClO3];
②當b中沉淀完全變?yōu)辄S色后,雖然停止了通入氯氣,但裝置中會有殘留的氯氣,所以需通入空氣除去裝置內(nèi)的氯氣,使其被NaOH溶液完全吸收;制取Ce(OH)4的過程中,氯氣會被還原為Cl-,沉淀表明可能附著有NaCl,檢驗沉淀是否洗滌干凈,即檢驗沉淀表面是否有氯離子,方法為:取最后一次洗滌液少量于試管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,無白色沉淀生成,則證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈,故答案為:除去裝置內(nèi)的氯氣,使其被NaOH溶液完全吸收;取最后一次洗滌液少量于試管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,無白色沉淀生成,則證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈;
(3)根據(jù)題意H2[Ce(NO3)6]與NH4NO3反應(yīng)生成(NH4)2[Ce(NO3)6],各元素化合價沒有變化,應(yīng)是發(fā)生復分解反應(yīng),化學方程式為H2[Ce(NO3)6]+2NH4NO3=(NH4)2[Ce(NO3)6]↓+2HNO3,故答案為
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