时间:2025-06-25 21:35:17
1、实验题 (13分) 某研究性实验小组欲验证浓硝酸在与Cu、Ag合金的反应过程中除生成NO2气体外，还会有少量NO生成、并测定Cu、Ag合金中Cu的质量分数。查阅相关资料表明：“常温下，NO2与N2O4混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在”。为此，他们设计了如下图所示的装置。回答下列问题:
（1）写出A中Cu与HNO3反应可能的离子方程式?。?
（2）实验前先打开A部分的活塞K1，持续通一段时间的氮气再关闭K1，其目的是?；装置中B瓶的作用是?。
（3）停止反应后，打开D中的活塞K2并通入O2，若有NO生成，则D中出现的现象是?；实验发现，通入的O2温度高低对实验现象有较大影响，为便于观察应通入（填“热”或“冷”）?的O2。
（4）实验测得如下数据：实验前，Cu、Ag合金的质量：15.0g，浓HNO3：40mL 13.5 mol·L-1；实验后A溶液：V＝40mL? c(H+)＝1.0 mol·L-1。假设反应中HNO3 既无挥发也无分解，则：①参加反应的HNO3的物质的量为?mol?
②若已测出反应后E装置的生成物中含氮元素的质量m克，则为确定合金中Cu的质量分数还需测定的数据是?，若测得该数据为n,写出合金中铜的质量（设为x克）的求算式子（只需列式子，不需解方程）?。
（5）为减小上述实验误差，在D中观察到实验现象后还须进行的操作是?。
（6）若已知Cu、Ag合金的质量为m g，且溶解完全。只利用A装置中反应后的溶液进行简单的操作，也可以确定合金中Cu的质量分数，其实验操作过程为
?。
参考答案：（1）Cu+4H++ 2NO3－＝Cu2++2NO2↑+2H2O?（1分）
3Cu+8H++ 2NO3－＝3 Cu2++2NO↑+4H2O?（1分）
（2）把装置中的空气赶走，防止NO被氧化为NO2
（1分）干燥反应中生成的气体（1分）
（3）无色气体变为红棕色（1分）?热（1分）?（4）① 0.5（1分）
②C中烧瓶在实验前后增加的质量（1分）
2x/64+(15-x)/108=3m/14+n/46或2x/64+(15-x)/108="0.5-" m/14-n/46 （2分）
（5）打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2（1分）(不写N2不给分)
（6）在A中加入过量含Cl溶液，过滤后将沉淀洗涤、干燥，最后称取沉淀的质量（2分）
(不写过量扣1分，不写洗涤干燥扣1分)
本题解析：（1）浓硝酸的还原产物是NO2，但由于随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐变稀，会生成NO，所以反应的方程式是Cu+4H++ 2NO3－＝Cu2++2NO2↑+2H2O、
3Cu+8H++ 2NO3－＝3 Cu2++2NO↑+4H2O。
（2）由于装置中含有空气，而空气能把NO氧化生成NO2，从而干扰实验的检验，所以这样操作的目的是赶走装置中的空气，防止干扰实验。由于生成的气体中含有水蒸气，而NO2能和水反应生成NO，从而无法确认铜与硝酸反应是否生成了NO气体，所以B装置的作用是干燥反应中生成的气体。
（3）NO极易被氧气氧化生成红棕色的NO2，所以实验现象是无色气体变为红棕色。由于存在可逆反应2NO2
N2O4，又因为该反应是放热反应，所以热的空气可以使平衡 2NO2N2O4向逆方向移动，因此NO2浓度增大，从而导致颜色加深，所以应该通入热的氧气。
(4) ①硝酸的总的物质的量是0.54mol，剩余硝酸是0.04mol，所以参加反应的硝酸是0.54mol－0.04mol＝0. 5mol。
②要计算铜质量分数，还需要计算出生成的N2O4的质量。所以还需要测量C中烧瓶在实验
（5）由于装置中有残留的气体，所以在D中观察到实验现象后还须进行的操作是：打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2，以把气体完全排尽。
（6）由于反应后金属生成了硝酸盐，所以要测定该银圆中铜的质量分数，还需要把金属阳离子变成沉淀，然后通过称量即可计算，所以正确的操作可以是向反应后的溶液中加入足量的盐酸，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量。
点评：化学是一门以实验为基础的学科，所以有化学实验即科学探究之说法。化学实验主要以考察探究性实验和物质制备实验为主。这些探究性和制备性实验的试题，综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，要求学生必须认真审题，通过联系所学过的知识和技能，灵活运用并进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能作出正确的解答。
本题难度：一般
2、填空题 （10分）(Ⅰ)将铜丝的一端绕成螺旋状，在酒精灯外焰加热，冷却后变黑。再在酒精灯上将该铜丝加热至红热状态。
如右图所示，趁热插入到试管里的氯化铵晶体中，在试管中出现白烟。冷却后取出铜丝，可看到铜丝变成光亮的紫红色。回答下列问题：
⑴解释“当红热的铜丝插入氯化铵晶体中，出现白烟”的原因（用化学方程式表示）?。
⑵灼热的氧化铜在氯化铵中变成单质铜，写出该反应的化学方程式?。
( II)2008年，我国的航天事业取得了巨大的成就，航天员翟志刚顺利实现了太空行走。在航天发射时，肼（N2H4）及其衍生物常用作火箭推进剂。
⑴N2H4·H2O能发生类似NH3·H2O的微弱电离，使溶液显示弱碱性，该电离分两步，写出第一步电离的方程式?。
⑵在实验室中，用N2H4·H2O与NaOH颗粒一起蒸馏，收集114～116℃的馏分即为无水肼。①在蒸馏过程中不需要的仪器是?（填序号字母）。
A．酒精灯
B．长直玻璃导管
C．锥形瓶
D．冷凝管
E．牛角管（接液管）? F．蒸馏烧瓶? G．酸式滴定管
②除上述必需的仪器外，还缺少的玻璃仪器是?。
⑶肼能使锅炉内壁的铁锈（主要成分Fe2O3）变成磁性氧化铁（Fe3O4）层，可减缓锅炉锈蚀。若反应过程中肼转化为氮气，每生成1molFe3O4，需要消耗肼的质量为??g。
参考答案：
本题解析：略
本题难度：一般
3、选择题 为了科学地饮食，了解一些与食品相关的化学知识是必要的。
油炸虾条、薯片等容易挤碎的食品，不宜选用真空袋装，而应采用充气袋装。下列气体中最不应该充入的是（?）
A．氮气
B．二氧化碳
C．空气
D．氧气
参考答案：D
本题解析：食品袋内充氧气，易使食品氧化变质。
本题难度：简单
4、选择题 NO、NO2均可与NH3反应转化为无害的N2和H2O，现有3.0 L NO、NO2的混合气体，当耗用3.0 L NH3时，可全部转化为N2和H2O，则NO与NO2的体积之比为（体积均为同温、同压下测定）(? )
A．1∶1
B．1∶2
C．1∶3
D．任意比
参考答案：A
本题解析：存在4NO+5NH3====4N2+6H2O，6NO2+8NH3====7N2+12H2O反应，依据氧化还原反应的计算规则——化合价升高和降低的价态相等，知道NO与NO2的体积之比为1∶1，故A正确。
本题难度：简单
5、选择题 2008年奥运会将在北京举行，届时可能会用大型遥控飞艇作为宣传工具以渲染活动气氛，为了使飞艇在空中安全而有效，你认为飞艇内充入哪种气体最好（）
A．氮气
B．氦气
C．氢气
D．二氧化碳
参考答案：B
本题解析：B 要同时考虑气体的密度和安全性。
本题难度：简单