高考化學總復習 配餐作業(yè)13 氮及其化合物
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氮及其化合物 A組全員必做題 1.下列敘述與氮元素的循環(huán)無關的是( ) A.工業(yè)合成氨的過程是固氮的過程 B.自然界中,氨是動物體特別是蛋白質(zhì)腐敗后的產(chǎn)物 C.為防止糧食、罐頭、水果等食品腐爛,常用氮氣做保護氣 D.電閃雷鳴的雨天,N2與O2會發(fā)生反應并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收 解析:C項中由于N2很不活潑,故作保護氣,不參與化學反應,也就不參與氮的循環(huán)。 答案:C 2.科學家預測,氨有望取代氫能,成為重要的新一代綠色能源。下列有關說法不正確的是( ) A.液氨作為清潔能源的反應原理是4NH3+5O24NO+6H2O B.液氨具有腐蝕性和毒性,在使用過程中要防止液氨泄漏 C.氨氣比空氣輕,標準狀況下密度約為0.76 gL-1 D.氨氣與氫氣相比,優(yōu)點在于氨氣不容易發(fā)生爆炸,使用時更安全 解析:A項,該反應中有污染性氣體NO產(chǎn)生,故不符合清潔能源的要求,錯誤。B、D項均正確。C項,氨氣的標準狀況下的密度ρ標=== 0.76 gL-1,正確。 答案:A 3.下列制備氨水的實驗裝置中最合理的是( ) A B C D 解析:制備氨水不需要干燥氨氣,A、C選項錯誤;D選項,不能防止倒吸,錯誤。 答案:B 4.(2016湖南六校聯(lián)考)a mol FeS與bmol FeO投入VL c molL-1的HNO3溶液中充分反應,產(chǎn)生NO氣體,所得澄清溶液可看做Fe(NO3)3、H2SO4的混合液,則反應中未被還原的HNO3可能為( ) A.(a+b)63 g B.(a+b)169 g C.(Vc-) mol D.(a+b) mol 解析: FeS+6HNO3===Fe(NO3)3+H2SO4+3NO↑+2H2O a mol a mol 3a mol 3FeO+10HNO3===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O b mol b mol mol 反應中未被還原的HNO3的物質(zhì)的量等于反應后溶液中NO的物質(zhì)的量,即3(a+b) mol,未被還原的HNO3的質(zhì)量為(a+b)189 g。作氧化劑的HNO3為(3a+) mol,則未被還原的HNO3為(Vc-) mol。綜上所述,本題選C。 答案:C 5.將充有n mL NO和m mL NO2氣體的試管倒立于盛水的水槽中,然后通入n mL O2。m>n,則充分反應后,試管中氣體在同溫同壓下的體積為( ) A. mL B. mL C. mL D. mL 解析:可認為首先發(fā)生反應4NO+3O2+2H2O===4HNO3,反應后剩余 mL O2,然后發(fā)生反應4NO2+O2+H2O===4HNO3, mL O2消耗NO2 n mL,則NO2過量,最后剩余NO的體積為過量NO2的三分之一,即 mL。 答案:A 6.某實驗過程如圖所示: 則圖③的試管中的現(xiàn)象是( ) A.無明顯現(xiàn)象,因稀H2SO4不與銅反應 B.銅片溶解,產(chǎn)生無色氣體,該氣體遇到空氣不變色 C.銅片溶解,放出紅棕色有刺激性氣味的氣體 D.銅片溶解,產(chǎn)生無色氣體,該氣體在試管口變?yōu)榧t棕色 解析:生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性條件下相當于又有了HNO3,銅片會繼續(xù)溶解生成NO。 答案:D 7.科學家從化肥廠生產(chǎn)的(NH4)2SO4中檢出化學式為N4H4(SO4)2的物質(zhì),該物質(zhì)的晶體中含有SO和N4H兩種離子,當N4H遇到堿性溶液時,會生成N4分子。下列說法正確的是( ) A.14N、N4與N2互為同位素 B.N4H4(SO4)2的電離方程式為N4H4(SO4)2N4H+2SO C.N4H4(SO4)2不能與草木灰、K3PO4等化肥混合施用 D.N4H4(SO4)2中只含共價鍵,不含離子鍵 解析:同種元素的不同原子之間互為同位素,N4與N2為單質(zhì),A錯誤;N4H4(SO4)2晶體中含有SO和N4H兩種離子,N4H4(SO4)2為離子化合物,電離方程式為N4H4(SO4)2===N4H+2SO,B錯誤;草木灰的主要成分K2CO3、K3PO4都為強堿弱酸鹽,其水溶液顯堿性,當N4H遇到堿性溶液時,會生成N4分子,故不能混合施用,C正確;N4H4(SO4)2中含有離子鍵,D錯誤。 答案:C 8.下列說法不正確的是( ) A.在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固體,銅粉仍不溶解 B.某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紅變藍,該氣體的水溶液一定顯堿性 C.銅與稀硝酸反應的離子方程式為3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O D.HNO3→NO→NO2,以上各步變化均能通過一步實現(xiàn) 解析:A選項中加入Cu(NO3)2后,Cu和H+、NO發(fā)生反應:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O,該項不正確。使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為NH3,NH3溶于水后使溶液顯堿性,B正確;Cu與稀硝酸反應時,還原產(chǎn)物為NO,NO可與O2反應生成NO2,C、D項正確。 答案:A 9.下列離子方程式正確的是( ) A.實驗室用氯化銨和熟石灰制氨: NH+OH-NH3↑+H2O B.NaOH溶液與NH4Cl溶液混合加熱: NH+OH-NH3H2O C.氨水中加鹽酸:NH3H2O+H+===NH+H2O D.氨水中通入少量CO2: CO2+NH3H2O===NH+HCO+H2O 解析:A項不能寫離子方程式,B項應生成NH3,D項應生成(NH4)2CO3。 答案:C 10.汽車排放的尾氣中含有NO2,NO2是城市大氣污染的主要污染物之一,在日光照射下,NO2發(fā)生一系列光化學煙霧的循環(huán)反應,從而不斷產(chǎn)生O3,加重空氣污染。反應過程為①2NO2―→2NO+2O,②2NO+O2―→2NO2,③O+O2―→O3。下列對該反應過程及產(chǎn)物敘述正確的是( ) A.NO2起催化劑作用 B.NO起催化劑作用 C.NO2只起催化劑作用 D.O3與O2互為同分異構(gòu)體 解析:反應過程①+②得O2―→2O,③O+O2―→O3,NO2起催化劑作用,反應過程中NO2作氧化劑,A項正確,B、C項錯誤;O3與O2的相對分子質(zhì)量不相同,不是同分異構(gòu)體,屬于同素異形體,D項錯誤。 答案:A 11.用下列裝置制備、收集二氧化氮氣體,并探究其性質(zhì)。 (1)裝置A中的分液漏斗中盛裝的液體是________,燒瓶中預先加入的是銅屑,鐵的價格比銅的價格低,此處用銅不用鐵的原因是______________________________。 (2)干燥管B中盛裝的干燥劑可以是________(選填“濃硫酸”“無水氯化鈣”“五氧化二磷”“堿石灰”),干燥管D中干燥劑的作用是______________________。 (3)裝置E的作用是吸收尾氣,吸收過程中發(fā)生反應的化學方程式如下,請將其補充完整。 NaOH+ NO2=== ____________+ NaNO2+ H2O。 (4)用上述裝置收集到了NO氣體,采用的收集裝置是________(選填“F”或“G”)。 解析:(1)鐵在濃硝酸中鈍化,故使用銅屑與濃硝酸反應制備二氧化氮。(3)根據(jù)提供的反應物,NaOH中各元素化合價不可能發(fā)生變化,而NO2中N的化合價由+4降低為反應物NaNO2中的+3價,則另外一種產(chǎn)物含有N,且N的化合價升高為+5,該物質(zhì)是NaNO3,根據(jù)氧化還原反應化學方程式的配平方法可以配平該化學方程式。(4)二氧化氮溶解于水生成NO,故用排水法可以收集到NO。 答案:(1)濃硝酸 鐵在濃硝酸中會鈍化而終止反應 (2)無水氯化鈣或五氧化二磷 防止E裝置中的水蒸氣進入集氣瓶 (3)2 2 1 NaNO3 1 1 (4)G 12.氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應用。 (1)①氮氣用于工業(yè)合成氨,寫出氮氣的電子式 ______________________; ②NH3的穩(wěn)定性比PH3________(填寫“強”或“弱”)。 (2)如下圖所示,向NaOH固體上滴幾滴濃氨水,迅速蓋上蓋,觀察現(xiàn)象。 表面皿 ①濃鹽酸液滴附近會出現(xiàn)白煙,發(fā)生反應的化學方程式為________________________。 ②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象,一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體,該固體可能是______________(寫化學式,一種即可)。 ③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀,過一段時間后變成紅褐色,發(fā)生的反應包括Fe2++2NH3H2O===Fe(OH)2↓+2NH和________________。 (3)空氣吹脫法是目前消除NH3對水體污染的重要方法。在一定條件下,向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大,用平衡移動原理解釋其原因__________________________。 (4)在微生物作用下,蛋白質(zhì)在水中分解產(chǎn)生的氨能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2),反應的化學方程式為______________________,若反應中有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時,生成亞硝酸的質(zhì)量為________ g(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字)。 解析:據(jù)方程式: 2NH3+3O22HNO2+2H2O 247 g 轉(zhuǎn)移12 mol e- m(HNO2) 0.3 mol 247 g∶12=m(HNO2)∶0.3 m(HNO2)=2.35 g 答案:(1)①N??N ②強 (2)①NH3+HCl===NH4Cl ②NH4HSO4或(NH4)2SO4 ③4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 (3)氨在水中存在平衡:NH3+H2ONH3H2ONH+OH-,加入NaOH后OH-濃度增大平衡逆向移動,故有利于氨的脫除 (4)2NH3+3O22HNO2+2H2O 2.35 g B組重點選做題 13.(2016江西省宜春中學與新余一中聯(lián)考)亞硝酸鈉(NaNO2)被稱為工業(yè)鹽,在漂白、電鍍等方面應用廣泛。以木炭、濃硝酸、水和銅為原料制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示(A中加熱裝置省略)。 已知:室溫下,① 2NO+Na2O2===2NaNO2; ②3NaNO2+3HCl===3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;③酸性條件下,NO或NO都能與MnO反應生成NO和Mn2+。 請按要求回答下列問題: (1)檢查完該裝置的氣密性,裝入藥品后,實驗開始前通入一段時間氣體Ar,然后關閉彈簧夾,再滴加濃硝酸,加熱控制B中導管均勻地產(chǎn)生氣泡。上述操作的作用是 ________________________________________________________________________。 (2)B中觀察到的主要現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)A裝置中反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)D裝置中反應的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 (5)預測C中反應開始階段,固體產(chǎn)物除NaNO3外,還含有的副產(chǎn)物有Na2CO3和______。為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物,應在B、C裝置間增加裝置E,則E中盛放的試劑名稱為________。 (6)利用改進后的裝置,將3.12 g Na2O2完全轉(zhuǎn)化為NaNO2,理論上至少需要木炭______g。 解析:(1)由題給條件及反應原理知,亞硝酸鈉是由NO和Na2O2反應得到的,因為NO極易與空氣中的O2反應,所以通入氣體Ar的作用是排盡空氣,防止生成的NO被O2氧化。(2)木炭與濃硝酸反應生成的CO2、NO2進入B中,NO2與水反應生成HNO3和NO,銅與硝酸反應生成硝酸銅和NO,所以看到的現(xiàn)象為紅棕色氣體消失,銅片溶解,溶液變藍,導管口有無色氣泡冒出。(3)A裝置中發(fā)生的是木炭和濃硝硝的反應:C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。(4)結(jié)合題給條件“酸性條件下,NO或NO都能與MnO反應生成NO和Mn2+”,知D中反應為NO和酸性高錳酸鉀溶液的反應:3MnO+5NO+4H+===3Mn2++5NO+2H2O。(5)從B中出來的氣體有NO、CO2和H2O,它們都能與Na2O2反應,所以得到的固體產(chǎn)物中含有NaNO2、Na2CO3、NaOH,加裝置E除去CO2和H2O,可以是裝有堿石灰的干燥管。(6)3.12 g Na2O2的物質(zhì)的量為0.04 mol,由反應2NO+Na2O2===2NaNO2可知,需要NO 0.08 mol,設理論上至少需要木炭的物質(zhì)的量為x mol,則 C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O x mol 4x mol 3NO2+H2O===2HNO3+ NO 4x mol x mol x mol 3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O x mol x mol x mol+x mol=0.08 mol,解得x=0.04,故理論上至少需要木炭的質(zhì)量為0.04 mol12 gmol-1=0.48 g。 答案:(1)排盡空氣,防止生成的NO被O2氧化 (2)紅棕色氣體消失,銅片溶解,溶液變藍,導管口有無色氣泡冒出 (3)C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O (4)3MnO+5NO+4H+===3Mn2++5NO+2H2O (5)NaOH 堿石灰 (6)0.48 14.當硝酸與金屬或非金屬反應時,反應物或反應條件不同,硝酸被還原的產(chǎn)物也不同。請回答下列問題: (1)金屬Zn與某濃度的硝酸反應時無氣體產(chǎn)生,那么硝酸的還原產(chǎn)物為__________(填化學式)。 (2)某混酸由200 mL 3 molL-1的稀硝酸和200 mL 2.5 molL-1的稀硫酸均勻混合而成(忽略溶液的體積變化)。將其分成兩等份,分別與銅和鐵反應,還原產(chǎn)物只有NO,則最多能溶解________mol Cu和________ g Fe。 (3)200 mL 16 molL-1的濃硝酸與3.2 g Cu反應,反應過程中還原產(chǎn)物只有NO2,則反應結(jié)束后,產(chǎn)生氣體的體積為____________________(標準狀況下),溶液中c(H+)∶c(NO)=________∶________(忽略HNO3的揮發(fā))。 (4)用試管將(3)反應產(chǎn)生的NO2收集滿并倒立在足量的水中,待試管中液面不再上升時,試管中剩余氣體的體積約為原氣體體積的__________。試管中的液體的物質(zhì)的量濃度為__________(假設試管中的液體不對外擴散,此反應條件下1 mol氣體的體積為25.0 L)。如果NO2中混有N2O4氣體,試管中的液體的物質(zhì)的量濃度將__________(填“增大”“減小”或“不變”)。 解析:(1)硝酸被還原,N元素化合價降低,若無氣體產(chǎn)生,則還原產(chǎn)物為NH4NO3(或NH)。 (2)設最多溶解x mol Cu,一份溶液中n(NO)=0.3 mol,n(H+)=0.8 mol, 據(jù)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O 3 8 2 x 0.8 0.3 可知x=0.3(NO過量) 因在反應中Fe和Cu的化合價變化均為2價,則最多溶解Fe的物質(zhì)的量也是0.3 mol,質(zhì)量為56 gmol-10.3 mol=16.8 g。 (3)據(jù)電子守恒V(NO2)=222.4 L/mol=2.24 L。 根據(jù)方程式:Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O,可知: c(H+)∶c(NO)=n(H+)∶n(NO)=(3.2-0.2)∶(3.2-0.1)=30∶31。 (4)根據(jù)方程式3NO2+H2O===2HNO3+NO可知試管中剩余氣體的體積約為原氣體體積的。設試管的體積為1 L,則試管中溶液(HNO3)的物質(zhì)的量濃度根據(jù)c=可得c==0.04 molL-1。 若NO2中混有N2O4,則根據(jù)3N2O4+2H2O===4HNO3+2NO可知所得溶液的體積減小,HNO3的物質(zhì)的量增加,則HNO3的物質(zhì)的量濃度將增大。 答案:(1)NH4NO3(或NH) (2)0.3 16.8 (3)2.24 L 30 31 (4)1/3 0.04 molL-1 增大- 配套講稿:
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