(4)Cu2O在酸性溶液中能发生自身氧化还原反应生成Cu和Cu，而Cu与非氧化性酸不反应，因此可向M中直接加入稀硫酸或稀盐酸。若溶液变蓝，说明M中含有Cu2O，若溶液不变蓝，说明M中没有Cu2O。所加入的酸不是硝酸，因为硝酸具有强氧化性，无论是Cu还是Cu2O均能被硝酸氧化生成Cu，溶液都会变蓝。
12．(加试要求)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：
制取氨气→装有足量干燥剂的干燥管→装有氧化铜的硬质玻璃管 →盛有足量浓硫酸的洗气瓶→测定生成氮气的体积
实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
2＋
2＋
甲小组测得：反应前氧化铜的质量为m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量为m2 g、生成氮气在标准状况下的体积V1 L。
乙小组测得：洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。 请回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称：________________。
(2)检查A装置气密性的操作是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下 表的空格中。 实验装置 实验药品 制备原理 反应的化学方程式为： 甲小组 A 氢氧化钙、硫酸铵 ①______________________ ________________________。 用化学平衡原理分析氢氧化 乙小组 ②____ 浓氨水、氢氧化钠 钠的作用：③_____________ _________________________ _________________________ 6
硫、氮和可持续发展专项训练
一、硫及其化合物
1．下列说法正确的是( ) A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色 B．可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2 C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3 D．少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀 答案 A
解析 SO2具有还原性，KMnO4具有强氧化性，SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，A项正确；SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，B项错误；硫粉燃烧的产物是SO2，与氧气的多少无关，C项错误；SO2与CaCl2不反应，D项错误。
2．有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某学生进行如下实验：取少量溶液，滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。对此实验下述结论正确的是( )
A．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B．加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4 C．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化 D．加硝酸后的沉淀一定是BaSO3 答案 C
解析 取少量溶液，滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀，则该白色沉淀一定是BaSO4。因为硝酸具有强氧化性，可以将BaSO3氧化成BaSO4，所以原溶液中可能含SO3或SO4或两种离子都有，加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中可能含有BaSO3，也可能含有BaSO4，所以无法确定Na2SO3是否部分被氧化。
3．向FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生。下列说法正确的是( ) A．该实验表明FeCl3有还原性 B．白色沉淀为BaSO3 C．该实验表明SO2有漂白性 D．反应后溶液酸性增强 答案 D
解析 往FeCl3和BaCl2的混合溶液中通入SO2，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生，说明发生了氧化还原反应，Fe被还原为Fe，还原剂是SO2，化学方程式为2Fe
3＋
2＋
3
2－
2－
1
＋
＋SO2＋2H2O===2Fe＋SO4＋4H，SO4＋Ba===BaSO4↓，故最后生成的沉淀是BaSO4。由于
＋
2＋2－＋2－2＋
反应生成了H，溶液酸性增强。综上所述，D项正确。 二、氮及其化合物(加试要求)
4．下列关于氮气的说法中错误的是( )
A．通常情况下N2性质很稳定，所以N2可以在电焊时作保护气 高温
B．N2＋O2=====2NO，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一 4
C．N2在空气中约占质量比的 5
点燃
D．在反应3Mg＋N2=====Mg3N2中N2作氧化剂 答案 C
解析 N2很稳定，常用作保护气，但在高温下N2与O2产生的NO易被氧化为NO2，故汽车尾气4
会造成环境污染；N2在空气中的体积含量约为，N2与金属、H2反应时作氧化剂。
5
5．将体积为V的试管充满NO气体，按如图进行实验。当通入相同条件下O2 49 mL时，液面仍在原来位置，则试管体积V为( )
A．49 mL C．30 mL 答案 B
解析 液面仍在原来位置，说明NO已完全反应，试管中剩余气体为O2，且剩余O2的体积为V，4消耗的氧气体积为(49 mL－V)，由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，反应消耗的NO体积为(49 34
mL－V)，即V＝(49 mL－V)，解得V＝28 mL。
3
6．如图是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用a和b表示。下列选项中正确的是( )
B．28 mL D．24.5 mL
选项 A 发生装置中的药品 氧化钙和浓氨水 干燥和集气装置 a 2
B C D 答案 A
大理石和稀盐酸 铜和稀硝酸 二氧化锰和浓盐酸 a b b 解析 CaO和浓氨水反应可制取NH3，NH3要用碱石灰干燥，用向下排空气法收集；大理石和稀盐酸反应可制取CO2，CO2不能用碱石灰干燥，应用向上排空气法收集；铜与稀硝酸反应生成的NO很容易被空气中的氧气氧化，不能用排空气法收集；二氧化锰和浓盐酸反应可制取氯气，该实验需要加热，不能用图示发生装置。 三、金属与硝酸和硫酸反应的有关计算
7．等物质的量的铁和铜的混合物24 g与600 mL稀硝酸恰好完全反应，生成NO 6.72 L(标准状况)。向反应后的溶液中加入1 mol·LNaOH溶液使金属离子恰好沉淀。下列有关说法错误的是( )
A．混合物溶解后的溶液中c(Fe)∶c(Fe)＝1∶1 B．需要加入NaOH溶液1 000 mL C．稀硝酸的物质的量浓度是2 mol·L
D．最后所得沉淀在空气中充分加热可得固体32 g 答案 B
解析 A项，铁和铜的混合物24 g，n(Fe)＝n(Cu)＝
24 g
－1＝0.2 mol，n(NO)＝
?56＋64?g·mol
－1
3＋
2＋
－1
6.72 L－3
mol，n(e)＝3n(NO)＝3×0.3 mol＝0.9 mol，根据Fe原子守恒，n(Fe－1＝0.3
22.4 L·mol
＋
)＋n(Fe)＝n(Fe)＝0.2 mol，根据得失电子守恒，3n(Fe)＋2n(Fe)＋2n(Cu)＝n(Fe
3＋
2＋
2＋
3＋
2＋3＋2＋2＋3
＋
)＋2×[n(Fe)＋n(Fe)＋n(Cu)]＝n(Fe)＋2×(0.2 mol＋0.2 mol)＝0.9 mol，得n(Fe
2＋
3＋
2＋
3
＋
)＝0.1 mol，n(Fe)＝0.1 mol，则混合物溶解后的溶液中c(Fe)∶c(Fe)＝n(Fe
2＋
3
＋
)∶n(Fe)＝0.1 mol∶0.1 mol＝1∶1，A项正确；B项，金属离子所带的电荷数等于氢氧
－
根离子的数目，等于金属原子失去的电子数目，故n(NaOH)＝n(e)＝0.9 mol，V(NaOH)＝0.9 mol
－1＝0.9 L＝900 mL，B项错误。
1 mol·L
8．6.4 g铜与过量的硝酸(8 mol·L、60 mL)充分反应后，硝酸的还原产物有NO、NO2，反应后溶液中含有的H为n mol。此时溶液中所含NO3的物质的量为( ) A．0.28 mol C．(n＋0.2) mol 答案 C
解析 反应后溶液中的溶质为HNO3和Cu(NO3)2，Cu有0.1 mol，H有n mol，故NO3物质的
3
2＋
＋
－
＋
－
－1
B．0.31 mol D．(n＋0.4) mol
量为(n＋0.2) mol。
9．将2.56 g Cu和一定量的浓HNO3反应，随着Cu的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu反应完毕后，共收集到气体1.12 L(标准状况)，则反应中消耗HNO3的物质的量为( ) A．0.05 mol C．1.05 mol 答案 D
解析 参加反应的硝酸由两部分构成，一是被还原为氮氧化物的硝酸，为0.05 mol；二是作酸，生成Cu(NO3)2的硝酸，为0.08 mol。 四、硫、氮及其化合物的综合应用
10．(加试要求)下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。 XCl2O2O2H2OA――→B――→C――→D――→E――→F 下列说法中不正确的是( )
A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F可能是H2SO4 B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F中均含同一种元素，F是HNO3 C．B和Cl2的反应是氧化还原反应 D．当X是强酸时，C在常温下是气态单质 答案 D
解析 无机化合物涉及S、N、C、Na，连续氧化的有S→SO2→SO3；H2S→S→SO2→SO3；N2→NO→NO2；NH3→NO→NO2；C→CO→CO2；Na→Na2O→Na2O2。由B为气态氢化物，C为单质，可推测连续氧化是无机化合物的连续氧化，对照上面的连续氧化过程，可以知道B为NH3或H2S。进一步分析，NH3在碱性条件下生成，H2S在酸性条件下生成。当X为强酸时，B为H2S，C为S单质，D为SO2，E为SO3，F为H2SO4，A中含有S。当X为强碱时，B为NH3，C为N2，D为NO，E为NO2，F为HNO3，A中含有NH4。所以A为(NH4)2S。C选项中H2S与Cl2反应是氧化还原反应。 五、综合实验
11．(加试要求)某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否像H2那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列实验： [制取氨气]
(1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________
＋
2－
B．1 mol D．0.13 mol
4
________________________________________________________________________。 用该方法制备氨气的装置为________(填字母，下同)，收集氨气的装置可以是____________。
[实验探究]
该小组成员设计实验探究氨气的还原性及其产物，实验装置图(夹持及尾气处理装置未画出)如下：
(2)通入的NH3必须干燥的原因是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)实验中观察到CuO变为红色物质，无水CuSO4变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出NH3与CuO反应的化学方程式：___________________________________________ ________________________________________________________________________。 [问题讨论]
(4)已知Cu2O为红色粉末，在酸性溶液中，Cu能发生自身氧化还原反应生成Cu和Cu。有同学认为：NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。现向得到的红色物质中直接加入试剂M，通过观察现象可直接确定产物成分，则试剂M可以是________(填编号)。 ①稀硫酸 ②稀盐酸 ③稀硝酸 ④浓硝酸
△
答案 (1)2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O A CD (2)若NH3不进行干燥，会干扰反应产物水的检验 △
(3)2NH3＋3CuO=====3Cu＋N2＋3H2O (4)①②
△
解析 (1)制备氨气的反应的特点为固体＋固体――→气体，与实验室用KClO3固体和MnO2制取O2的装置类似，故可选用A装置。NH3极易溶于水，不能用排水法收集，NH3的密度小于空气，可用向下排空气法收集，也可用装置D进行收集，但气体应从短管进长管出。 (2)若NH3中混有水蒸气，会干扰反应产物水的检验。
△
(3)由题意可知，NH3与CuO反应有Cu、H2O、N2生成，其化学方程式为2NH3＋3CuO=====3Cu＋N2＋3H2O。
5
＋
2＋
(4)Cu2O在酸性溶液中能发生自身氧化还原反应生成Cu和Cu，而Cu与非氧化性酸不反应，因此可向M中直接加入稀硫酸或稀盐酸。若溶液变蓝，说明M中含有Cu2O，若溶液不变蓝，说明M中没有Cu2O。所加入的酸不是硝酸，因为硝酸具有强氧化性，无论是Cu还是Cu2O均能被硝酸氧化生成Cu，溶液都会变蓝。
12．(加试要求)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：
制取氨气→装有足量干燥剂的干燥管→装有氧化铜的硬质玻璃管 →盛有足量浓硫酸的洗气瓶→测定生成氮气的体积
实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
2＋
2＋
甲小组测得：反应前氧化铜的质量为m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量为m2 g、生成氮气在标准状况下的体积V1 L。
乙小组测得：洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。 请回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称：________________。
(2)检查A装置气密性的操作是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下 表的空格中。 实验装置 实验药品 制备原理 反应的化学方程式为： 甲小组 A 氢氧化钙、硫酸铵 ①______________________ ________________________。 用化学平衡原理分析氢氧化 乙小组 ②____ 浓氨水、氢氧化钠 钠的作用：③_____________ _________________________ _________________________ 6
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