高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 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(guān)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(dòng)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?dú)庾霰Ｗo(hù)氣 D．電閃雷鳴的雨天，N2與O2會(huì)發(fā)生反應(yīng)并最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽被植物吸收 解析：C項(xiàng)中由于N2很不活潑，故作保護(hù)氣，不參與化學(xué)反應(yīng)，也就不參與氮的循環(huán)。 答案：C 2．科學(xué)家預(yù)測(cè)，氨有望取代氫能，成為重要的新一代綠色能源。下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．液氨作為清潔能源的反應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)狀況下密度約為0.76 gL－1 D．氨氣與氫氣相比，優(yōu)點(diǎn)在于氨氣不容易發(fā)生爆炸，使用時(shí)更安全 解析：A項(xiàng)，該反應(yīng)中有污染性氣體NO產(chǎn)生，故不符合清潔能源的要求，錯(cuò)誤。B、D項(xiàng)均正確。C項(xiàng)，氨氣的標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度ρ標(biāo)＝＝＝ 0．76 gL－1，正確。 答案：A 3．下列制備氨水的實(shí)驗(yàn)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(xiàng)錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，不能防止倒吸，錯(cuò)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(yīng)，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(yīng)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(yīng)中未被還原的HNO3的物質(zhì)的量等于反應(yīng)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(yīng)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(rèn)為首先發(fā)生反應(yīng)4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，反應(yīng)后剩余 mL O2，然后發(fā)生反應(yīng)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(shí)驗(yàn)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(yīng) 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(dāng)于又有了HNO3，銅片會(huì)繼續(xù)溶解生成NO。 答案：D 7．科學(xué)家從化肥廠生產(chǎn)的(NH4)2SO4中檢出化學(xué)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(dāng)N4H遇到堿性溶液時(shí)，會(huì)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)2N4H＋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(jià)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(cuò)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(cuò)誤；草木灰的主要成分K2CO3、K3PO4都為強(qiáng)堿弱酸鹽，其水溶液顯堿性，當(dāng)N4H遇到堿性溶液時(shí)，會(huì)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(cuò)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?rùn)的紅色石蕊試紅變藍(lán)，該氣體的水溶液一定顯堿性 C．銅與稀硝酸反應(yīng)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(shí)現(xiàn) 解析：A選項(xiàng)中加入Cu(NO3)2后，Cu和H＋、NO發(fā)生反應(yīng)：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，該項(xiàng)不正確。使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)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(yīng)時(shí)，還原產(chǎn)物為NO，NO可與O2反應(yīng)生成NO2，C、D項(xiàng)正確。 答案：A 9．下列離子方程式正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)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(xiàng)不能寫離子方程式，B項(xiàng)應(yīng)生成NH3，D項(xiàng)應(yīng)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(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng)，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染。反應(yīng)過程為①2NO2―→2NO＋2O，②2NO＋O2―→2NO2，③O＋O2―→O3。下列對(duì)該反應(yīng)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(yīng)過程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化劑作用，反應(yīng)過程中NO2作氧化劑，A項(xiàng)正確，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；O3與O2的相對(duì)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(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A 11．用下列裝置制備、收集二氧化氮?dú)怏w，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(yù)先加入的是銅屑，鐵的價(jià)格比銅的價(jià)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(yīng)的化學(xué)方程式如下，請(qǐng)將其補(bǔ)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(yīng)制備二氧化氮。(3)根據(jù)提供的反應(yīng)物，NaOH中各元素化合價(jià)不可能發(fā)生變化，而NO2中N的化合價(jià)由＋4降低為反應(yīng)物NaNO2中的＋3價(jià)，則另外一種產(chǎn)物含有N，且N的化合價(jià)升高為＋5，該物質(zhì)是NaNO3，根據(jù)氧化還原反應(yīng)化學(xué)方程式的配平方法可以配平該化學(xué)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(huì)鈍化而終止反應(yīng) (2)無水氯化鈣或五氧化二磷　防止E裝置中的水蒸氣進(jìn)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(yīng)用。 (1)①氮?dú)庥糜诠I(yè)合成氨，寫出氮?dú)獾碾娮邮? ______________________； ②NH3的穩(wěn)定性比PH3________(填寫“強(qiáng)”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(huì)出現(xiàn)白煙，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。 ②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象，一段時(shí)間后濃硫酸的液滴中有白色固體，該固體可能是______________(寫化學(xué)式，一種即可)。 ③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀，過一段時(shí)間后變成紅褐色，發(fā)生的反應(yīng)包括Fe2＋＋2NH3H2O===Fe(OH)2↓＋2NH和________________。 (3)空氣吹脫法是目前消除NH3對(duì)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(dòng)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(yīng)的化學(xué)方程式為______________________，若反應(yīng)中有0.3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，生成亞硝酸的質(zhì)量為________ g(小數(shù)點(diǎn)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)①N??N?、趶?qiáng) (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＋H2ONH3H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－濃度增大平衡逆向移動(dòng)，故有利于氨的脫除 (4)2NH3＋3O22HNO2＋2H2O　2.35 g B組重點(diǎn)選做題 13.(2016江西省宜春中學(xué)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(yīng)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(yīng)生成NO和Mn2＋。 請(qǐng)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(shí)驗(yàn)開始前通入一段時(shí)間氣體Ar，然后關(guān)閉彈簧夾，再滴加濃硝酸，加熱控制B中導(dǎo)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(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4)D裝置中反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 (5)預(yù)測(cè)C中反應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(yīng)原理知，亞硝酸鈉是由NO和Na2O2反應(yīng)得到的，因?yàn)镹O極易與空氣中的O2反應(yīng)，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(yīng)生成的CO2、NO2進(jìn)入B中，NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO，銅與硝酸反應(yīng)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(lán)，導(dǎo)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(yīng)：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(yīng)生成NO和Mn2＋”，知D中反應(yīng)為NO和酸性高錳酸鉀溶液的反應(yīng)：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(yīng)，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(yīng)2NO＋Na2O2===2NaNO2可知，需要NO 0.08 mol，設(shè)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(lán)，導(dǎo)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(dāng)硝酸與金屬或非金屬反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物或反應(yīng)條件不同，硝酸被還原的產(chǎn)物也不同。請(qǐng)回答下列問題： (1)金屬Zn與某濃度的硝酸反應(yīng)時(shí)無氣體產(chǎn)生，那么硝酸的還原產(chǎn)物為__________(填化學(xué)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(yīng)，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(yīng)，反應(yīng)過程中還原產(chǎn)物只有NO2，則反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)生氣體的體積為____________________(標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(shí)，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(shè)試管中的液體不對(duì)外擴(kuò)散，此反應(yīng)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(jià)降低，若無氣體產(chǎn)生，則還原產(chǎn)物為NH4NO3(或NH)。 (2)設(shè)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(yīng)中Fe和Cu的化合價(jià)變化均為2價(jià)，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(shè)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