甲同学通过查询资料知道，一定浓度的硝酸与镁反应时，可得到二氧化氮、一氧化氮、氮气三种气体。...

甲同学通过查询资料知道，一定浓度的硝酸与镁反应时，可得到二氧化氮、一氧化氮、氮气三种气体。该同学用下列仪器组装装置来直接验证有二氧化氮、一氧化氮生成并制取氮化镁 (假设实验中每步转化均是完全的) 。查阅文献得知：

①二氧化氮沸点为21.1　 ℃、熔点为－11 ℃，一氧化氮沸点为－151 ℃、熔点为－164 ℃；

②镁也能与二氧化碳反应；

③氮化镁遇水反应生成氢氧化镁和氨气。

（1）实验中先打开开关K，通过导管向装置内通入二氧化碳气体以排出装置内的空气，停止通入二氧化碳的标志是________________________________。

（2）为实现上述实验目的，所选用的仪器的正确连接方式是A→____________→E，确定还原产物中有二氧化氮的现象是______________________________________，实验中要多次使用装置F，第二次使用F的目的是______________________________________________。

（3）实验过程中，发现在D中产生预期现象的同时，C中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离子方程式：________________________________。

（4）甲同学在A中开始反应时，马上点燃B处的酒精灯，实验结束后通过测试发现B处的产品纯度不高，原因是______________________________________。

（5）设计一种实验方案，验证镁与硝酸反应时确实有氮气生成：__________________________。

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（12分）实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量铁铝合金与100mL某浓度的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L^－1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示（C>0）。试回答下列问题：

（1）写出反应过程中的离子反应方程式：

OC段________，

DE段，

EF段_____________________________________________________。

（2）硝酸溶液的物质的量浓度为________mol·L^－1

（3）B的值为_________mol，C的值为________mL。

【解析】由题意知，金属与硝酸反应时，硝酸的还原产物为NH₄NO₃，由图又可看出金属与硝酸反应后，硝酸是过量的，故金属的氧化产物为Fe(NO₃)₃、Al(NO₃)₃。图中：①O→C：H^＋＋OH^－===H₂O；②C→88：R^3＋＋3OH^－===R(OH)₃↓(R代表Fe或Al)；③88→94：NH＋OH^－===NH₃·H₂O；④94→104：Al(OH)₃＋OH^－===AlO＋2H₂O。由④知n[Al(OH)₃]＝0.01 L×4 mol·L^－1＝0.04 mol＝n(Al)。由③知，n(NH₄NO₃)＝0.006 L×4 mol·L^－1＝0.024 mol，根据反应中得失电子相等的原则得：3n(R^3＋)＝0.024×8＝0.192 mol，则n(R^3＋)＝0.064 mol＝n(合金)，故混合物中n(Fe)＝0.024mol。0→88 mL中，用于沉淀金属离子的OH^－有0.064 mol×3＝0.192 mol，故C点：(0.088 L×4 mol·L^－1－0.192 mol)÷4 mol·L^－1＝0.04 L，即40 mL。据原子守恒可知硝酸的物质的量是0.094L×4mol/L＝0.376mol。其浓度是3.76mol/L。

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硝酸与合成氨工业密切相关，氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。

完成下列计算：

（1）合成氨时，假设100L的氮气与氢气(体积比为1 : 3)的混合气体通过氨合成塔充分反应后，体积变为90L，则氮气的转化率为　　　　　　　　 。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示)

（2）标准状况下，将500L氨气溶于1L水中形成氨水，则此氨水质量分数为　　　　　　　　 。(写出计算过程，计算结果请用百分数表示，并保留1位小数)

（3）氨氧化法是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网，在合金网的催化下，氨被氧化成一氧化氮(NO)。此时温度很高，水以水蒸气的形式存在，NO也不与O2反应。若氨气与氧气物质的量之比为1 : 1.7 时，氨的转化率可达95%，计算反应后NO的体积分数　　　　　　　　 。(设氧气在空气中的体积分数为20%，写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数)

（4）一氧化氮继续氧化为二氧化氮，二氧化氮溶于水可得硝酸。为测定某18K金样品的组成，将2.832 g样品粉碎后投入足量的浓硝酸中，充分溶解后，收集到NO2和N2O4的混合气体224 mL(折算至标准状况，下同)，将该混合气体与84 mL O2混合后缓缓通入水中，恰好被完全吸收。( 已知金不溶于浓硝酸)

填写该18K金的成分表(写出计算过程，计算结果请用百分数表示并保留1位小数，若不含该金属则填0)。

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（7分）生态农业涉及农家肥料的综合利用，某种肥料经发酵得到一种含有甲烷、二氧化碳、氮气的混合气体。2.016 L(标准状况)该气体通过盛有黑色CuO粉末的硬质玻璃管，发生氧化还原反应。当甲烷完全反应后，硬质玻璃管的质量减轻4.8 g，且玻璃管中有红色固体物质生成。将反应后产生的气体通过过量的澄清石灰水，充分吸收，生成沉淀8.5 g。

(1)写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式：____________________________________。

(2)原混合气体中甲烷的物质的量是________。

(3)原混合气体中氮气的体积分数为多少？ （保留两位有效数字）

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相同质量的铜片分别与体积相同且过量的浓硝酸、稀硝酸反应，二者比较相等的是（ ）

①铜片消耗完所需时间

②反应中氧化剂得到电子的总数

③反应生成气体的体积(同温、同压)

④反应后溶液中铜离子浓度

A．①③　　　 B．②④　　　　 C．①④　　　　 D．②③

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实验室中用甲醇、水、空气和铜粉制取甲醛溶液。下图是两个同学设计的实验装置，右边的反应装置相同，而左边的气体发生置不同，分别如甲和乙所示。请回答下列问题：

（1）在仪器组装完成后，加装试剂前必须要进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）若按甲装置进行实验，则通入A的X是　　　　　　 ，B中发生反应的化学方程式为　　　　　 ；

（3）若按乙装置进行实验，则B管中应装入的物质是　　 　 ，B中发生反应的化学方程式为　　　　 ；

（4）两套装置中都需要加热的仪器有　　　　　　　　　　 （选填A、B、C）；

（5）设计实验，检验实验后C中所得液体确为甲醛溶液：　　 　　 。

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某研究性学习小组用下列装置(铁架台等支撑仪器略)探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物。

（1）为快速得到乙醇气体，可采取的方法是　　　　 ；

若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸，你采取的措施是　　　　　　 (填写编号)；

a．取下小试管　　　　 b．移去酒精灯　　　 c．将导管从乳胶管中取下　　 d．以上都可以

（2）盛Cu(OH)2悬浊液的试管中出现的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）如图实验，观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体(M)，充分反应后停止加热。为了检验M的组成，进行下列实验。

①M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；

② 经检验溶液中有Fe2+和Fe3+，检验该溶液中的Fe2+的方法是　　　　　　 ；

关于M中铁元素价态的判断正确的是　　 (填写编号)。

a．一定有+3价和+2价铁，无0价铁

b．一定有+3价、+2价和0价铁

c．一定有+3价和0价铁，无+2价铁

d．一定有+3和+2价铁，可能有0价铁

（4）若M的成份可表达为FeXOY，用CO还原法定量测定其化学组成。称取a g M样品进行定量测定，实验装置和步骤如下：

①组装仪器；②点燃酒精灯；③加入试剂； ④打开分液漏斗活塞；⑤检查气密性；⑥停止加热；⑦关闭分液漏斗活塞；⑧……。正确的操作顺序是　　　　　　 (填写编号)

a．①⑤④③②⑥⑦⑧　 b．①③⑤④②⑦⑥⑧ c．①⑤③④②⑥⑦⑧ d．①③⑤②④⑥⑦⑧

（5）若实验中每步反应都进行完全，反应后M样品质量减小b g，则FexOy中=　　　 。

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草酸是一种重要的化工产品．实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)。

实验过程如下：

①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中；

②控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2∶1.5)溶液；

③反应3h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体；

硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：

C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O

C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O

3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O

(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为________；

(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是_________；

(3)装置C用于尾气吸收，当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时，过量的NaOH溶液能将NO，全部吸收，原因是_________(用化学方程式表示)；

(4)与用NaOH溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是________；

(5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有_________。

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草酸是一种重要的化工产品．实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)。

实验过程如下：

①将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中；

②控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2∶1.5)溶液；

③反应3h左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体；

硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：

C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O

C6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O

3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O

(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为________；

(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是_________；

(3)装置C用于尾气吸收，当尾气中n(NO2)∶n(NO)=1∶1时，过量的NaOH溶液能将NO，全部吸收，原因是_________(用化学方程式表示)；

(4)与用NaOH溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是________；

(5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有_________。

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