问题 填空题

实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:

已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

(1)从上图中选择制取气体的合适装置:

氮气                      、氢气                         

(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有                         

(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,             (填“会”或“不会”)发生倒吸,原因是:                                               

(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是:                                        ,锥形瓶中还可观察到的现象是:                                                 

(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:                                       

(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-                        离子。

(B)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为:

(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于

     上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用                ,灼烧后的坩埚应放在            上,不能直接放在桌面上。

实验所用仪器:A.蒸发皿  B.石棉网  C.泥三角  D.表面皿  E.坩埚钳  F.试管夹

(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是                                                        

A.灼烧过程中部分氧化铜被还原                  B.灼烧不充分铜未被完全氧化

C.氧化铜在加热过程中分解生成铜              D.该条件下铜无法被氧气氧化

(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:酸溶、加热通氧气、过滤、      、冷却结晶、                     、自然干燥。

(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是:                                                 

(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中:称量操作至少进行

     次。

(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是                                 

a.加热温度过高                  b.胆矾晶体的颗粒较大

c.加热后放在空气中冷却          d.胆矾晶体部分风化

答案

(A)(1)a、b   (2)干燥气体 控制氢气和氮气的流速

(3)不会  因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体

(4)说明氨的氧化反应是一个放热反应  有红棕色气体产生

(5)4NH3+5O24NO+6H2O

(6)NH     NO

(B)(1)C   E   B

(2)A  B (3)蒸发 过滤 

(4)产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少 途径Ⅱ不会产生污染大气的气体

(5)4  (6)a

(A)(1)由题给反应物的状态,NaNO2和NH4Cl都是饱和溶液,可推知N2用a装置,而H2是由锌粒(固)和稀酸(液)来制取,则可用b制取。

(2)干燥气体和调节(或控制)H2和N2的流速。

(3)不会,因合成氨的反应是一个可逆反应,生成的混合气体除NH3以外还有大量的N2和H2存在。

(4)从能使铂丝保持红热可以推知,氨的氧化反应是一个放热反应。根据氨氧化的产物看有NO生成,NO被O2氧化又产生NO2,所以锥形瓶中会看到有红棕色气体产生。

(5)乙装置中氨氧化的反应方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。

(6)因氨氧化生成的NO与O2、H2O反应生成HNO3,未氧化的氨与HNO3反应生成NH4NO3。因此,反应结束后,锥形瓶内的溶液中除有H+、OH-外,还应有NH和NO

(B)(1)因坩埚加热后温度较高,应放在泥三角上进行加热,且取用坩埚时要用坩埚钳,并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面,烧后的坩埚要在石棉网上冷却,不能直接放在桌面上。

(2)灼烧后含有少量铜其原因可能是灼热不充分,铜未被完全氧化,也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。

(3)利用途径Ⅱ制取胆矾时,必须先加酸将氧化铜溶解,加热通氧气将Cu氧化,过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后,然后再蒸发溶剂,冷却结晶,再过滤得晶体,最后将其干燥,由此可写出答案。

(4)根据途径Ⅰ的反应方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu+O2+2H2SO4(稀) 2CuSO4+2H2O,可以看出途径Ⅱ的优点是:①产生等量的胆矾比途径Ⅰ耗硫酸少;②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2)。

(5)称量操作至少进行4次,分别是:①称量坩埚;②称量加入晶体后的坩埚;③称量加热冷却后的坩埚;

④称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过0.1 g。

(6)若测定结果x值偏高,可能是加热温度过高使CuSO4晶体中的CuSO4分解了,其他三项均使x值偏低。

选择题
单项选择题

(四)阅读下面短文,回答问题

在4月22日第43个世界地球日到来前,科学》发表的一篇文章,把人们关注气候变化与二氧化碳正在排放的视角从大气带到了海洋。这篇文章宣称,由来自不同大学的21位研究人员组成的科研小姐,经过检测和评估地质记录后,得出结论:目前的海洋酸化速度是3亿年来的最高值。

海洋酸化是指由于吸收大气中过量的二氧化吸导致海水逐渐变酸的过程。人类活动向大气释放的二氧化钱,以每小时100万吨以上的速率被海洋吸收,在吸收过程中,二氧化碳与水反应释放出氢离子,使得海水的pH值下降。海水应为弱域性,海洋表层水的pH值约为8.2。但到2012年,海水表层pH值降低了0.1。海水酸性的增加,会改变海水的种种化学平衡,使多种海洋生物乃至生态系统面临巨大威胁。因此,除了全球变暖,海洋酸化被称为与二氧化破排放相关的另一重大环境问题。

一份来自夏威夷附近海域20年的数据显示,工业革命以来,海水表层pH佳从1960年的8.15下降到8.05,这表示,海水中氢离子浓度增加了30。

不仅如此,海洋酸化的速度也越来越快。最近一项研究表明,海表吸收二氧化碳的速率及其所导致的海洋酸化速率比两万年前的末次冰期快了近100倍,而末次冰期被认为是最近一次的二氧化碳急剧上升期。根据政府间气候变化专门委员会CIpCC)的预测,如按照目前二氧化破排放量的水平进行,本世纪末,海水pH值将下降至7.8左右。研究表明,在二氧化碳浓度加倍以后,大多数钙化生物的钙化速率均大幅下降。钙化速率的下降,不仅影响到了浮游性钙化生物,如颗石藻等向底层海洋的破输送,还会影响到钙化动物的生长和发育。同时,珊湖藻以及造礁珊湖种类在加倍的二氧化项条件下,其钙化速率平均下降30。

多项研究表明,海洋酸化还可能通过食物链,造成原本不同种间的配子受精成功并形成杂交种,造成种质混乱,影响物种间的相王作用及生态系统的稳定性。例如,某些浮涝动物在喂食酸化海水中生长的浮将植物后,繁殖率显著下降。有研究者在模拟实验中发现,严重酸化的海水中,小丑鱼幼鱼将失去听力、视力、嗅觉,元法发现敌害,也丧失了相应的逃逸和生存能力。对甲壳类、贝类、鱼类及林皮动物等海水养殖生物的研究表明,海洋酸化会显著地影响到幼体发育,降低成体的钙化率和呼吸活动,改变机体能量代谢方式,干扰感知和运动行为,抑制免疫防御系统的活性,引起生物体代谢异常、生长缓慢甚至死亡。已经有研究表明,海洋酸化是一种生理胁迫,会使得藤壶的成活率显著下降,二氧化破浓度升高同样会导致海胆的尺寸和重量均明显变小。由于人类从未经历过这种变化,并且不同种类的海洋生物对酸化引起的海水化学变化敏感性不同,以至于元法确定海洋酸化的生物学效应,也就无法预测未来可能发生的变化。

(节选自游雪晴《越来越酸的海洋越来越迷的未来,中国科技网,2012年4月22日)

下面关于海洋酸化的理解,正确的一项是()。

A.海水一旦吸收空气中的二氧化碳,即导致海洋酸、化

B.海水应为弱碱性,海洋酸化是指海水呈弱酸性或酸性

C.二氧化碳与水反应释放出氢离子,使海水的pH值升高

D.洋酸化使海水酸性增加,从而影响海水中的化学平衡