2020届高考化学一轮复习　氮及其化合物学案 23页

专题十七　氮及其化合物 挖命题 ‎【考情探究】‎ 考点 内容解读 ‎5年考情 预测热度 考题示例 难度 关联考点 氮的单质、‎ 氧化物和 硝酸 ‎1.掌握氮及其氧化物的主要性质 ‎2.了解氮的氧化物对环境的影响 ‎3.掌握硝酸的主要性质 ‎2016课标Ⅰ,26,14分 中 实验基本操作 ‎★★‎ 氨及铵盐 ‎1.掌握氨的主要性质及其应用 ‎2.了解NH3的实验室制法 ‎3.掌握铵盐的主要性质及其应用 ‎2017课标Ⅰ,26,15分 中 实验基本操作 ‎★★‎ ‎2016课标Ⅱ,26,14分 中 反应热、化学平衡常数 分析解读　　氮及其化合物的性质是本专题考查的重点,高考对本专题内容的考查多以实验和化工流程题的形式呈现,试题难度适中。本专题内容常与氧化还原反应、物质的制备与检验、化学平衡、盐类的水解等结合在一起进行考查。预计今后高考对本专题的考查方式基本不变。‎ ‎【真题典例】‎ 破考点 ‎【考点集训】‎ 考点一　氮的单质、氧化物和硝酸 ‎1.(2018吉林省实验中学四模,12)下列说法中正确的是(　　)‎ A.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在,都不是酸性氧化物 B.N2+3H22NH3、N2+O22NO都属于氮的固定,且N2都表现还原性 C.向BaCl2溶液中加入Na2SO3产生沉淀,再通入NO2,沉淀完全溶解 D.向某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该溶液中一定含有NH‎4‎‎+‎ 答案　D ‎2.(2018河南漯河高中二模,10)实验室用N2与Mg制备Mg3N2的装置如图所示(焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气),下列说法正确的是(　　)‎ A.①、②、③中依次盛装浓硫酸、NaOH溶液、焦性没食子酸溶液 B.实验操作顺序为:通空气→管式电炉⑤通电加热→管式电炉④通电加热 C.④的作用是预热经净化后的氮气 D.当⑤的瓷舟中燃烧产生白光时,⑤可停止通电加热装置 答案　D ‎3.(2018辽宁大连育明高中、本溪高中月考,8)如图所示,相同条件下,两支容积相同的试管分别装满NO2和NO气体,分别倒置于水槽中,然后通过导管缓慢通入氧气,边通边慢慢摇动试管,直到两支试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩散,则两支试管内溶液中溶质的物质的量浓度之比为(　　)‎ A.1∶1 B.5∶7 C.7∶5 D.4∶3‎ 答案　A ‎4.(2018黑龙江齐齐哈尔实验中学期中,8)将一定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀硫酸和稀硝酸组成的混合溶液中,充分反应后金属粉末有剩余,下列有关推断中正确的是(　　)‎ A.反应过程中不可能产生H2‎ B.剩余的金属粉末一定有铜 C.往反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液一定会变为血红色 D.往反应后的溶液中加入足量的稀硫酸,则金属粉末的质量一定会减少 答案　B ‎5.(2018山东济南一中期中,21)亚硝酸钠是一种工业盐,在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸的反应及气体产物成分。‎ 已知:①NO+NO2+2OH- 2NO‎2‎‎-‎+H2O。‎ ‎②气体液化的温度:NO2(21 ℃),NO(-152 ℃)。‎ ‎(1)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,目的是  　。 ‎ ‎(2)为了检验装置A中的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):A→　　　　　　　　　　　　　;组装好仪器后,接下来进行的操作是　 。 ‎ ‎(3)关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%的硫酸溶液后,A中产生红棕色气体。‎ ‎①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②装置E的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)如果没有装置C,对实验结论造成的影响是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　。 ‎ 答案　(1)排尽装置中的空气,防止干扰NO的检验 ‎(2)C→E→D→B　检查装置的气密性 ‎(3)①D中有红棕色气体生成 ‎②冷凝,使NO2完全液化 ‎(4)水会与NO2反应生成NO,影响NO的检验 ‎(5)2NaNO2+H2SO4 Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O ‎6.(2019届广东七校联合体一联,26)叠氮化钠(NaN3)是汽车安全气囊最理想的气体发生剂原料。工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程如图所示:‎ 已知:NaN3能与AgNO3溶液反应生成白色难溶于水的AgN3。有关物质的物理性质如下表:‎ 物质 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 溶解性 CH3OH ‎-97‎ ‎64.7‎ 与水互溶 水合肼 ‎(N2H4·H2O)‎ ‎-51.7‎ ‎118.5‎ 与水、乙醇互溶,‎ 不溶于乙醚和氯仿 亚硝酸甲酯 ‎(CH3ONO)‎ ‎-17‎ ‎-12‎ 溶于乙醇、乙醚 请回答:‎ ‎(1)步骤Ⅰ中NaNO2与硫酸发生副反应生成两种气体(其中一种气体在空气中可以转化为另一种气体)的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;步骤Ⅱ中生成NaN3的化学方程式为　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在实验室模拟步骤Ⅱ,实验装置如图所示(装置中冷却水省略,下同)。‎ ‎①仪器a的名称为　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　。 ‎ ‎②根据实验发现温度在20 ℃左右反应的选择性和转化率最高,但是该反应属于放热反应,因此可以采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③图中X处连接的最合适装置应为下图中的　　　　。 ‎ ‎(3)步骤Ⅱ、Ⅲ中制备叠氮化钠并对A溶液进行蒸馏的合理操作顺序是　　　　。 ‎ ‎①打开K1、K2,关闭K3 ②打开K3‎ ‎③加热 ④关闭K1、K2‎ ‎(4)步骤Ⅳ对B溶液加热蒸发至溶液体积变为原来的1/3,NaN3结晶析出。‎ ‎①步骤Ⅴ可以用　　　　洗涤晶体。 ‎ A.水 B.乙醇 C.乙醇水溶液 D.乙醚 ‎②采用沉淀滴定法测定产品纯度:以淡黄色K2CrO4溶液作指示剂,将AgNO3标准溶液滴入样品溶液,至少量Ag2CrO4出现,即析出橘红色沉淀,达到滴定终点。AgNO3溶液要装在棕色的酸式滴定管里进行滴定,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 下列说法合理的是　　　　。 ‎ A.滴定管和移液管管尖不可接触锥形瓶内壁 B.滴定时滴液速度应先快后慢,接近终点时一滴一摇 C.滴定过程中可用蒸馏水将锥形瓶内壁上的溶液冲下 D.若未等滴定管液面稳定就读数会导致测定结果偏高 E.若发现滴液过量,可回滴样品溶液,至橘红色沉淀消失 答案　(1)2NO‎2‎‎-‎+2H+NO↑+NO2↑+H2O N2H4·H2O+CH3ONO+NaOHNaN3+CH3OH+3H2O ‎(2)①球形冷凝管　冷凝回流,平衡气压 ‎②冷水浴或缓慢通入CH3ONO气体等(合理即可)　③C ‎(3)①④②③或①②④③‎ ‎(4)①C　②AgNO3溶液显酸性,且AgNO3见光易分解　BCD 考点二　氨及铵盐 ‎1.(2015北京理综,8,6分)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确‎···‎的是(　　)‎ A.氮元素均被氧化 B.工业合成氨属于人工固氮 C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 答案　A ‎2.(2019届四川成都摸底,15)用0.100 0 mol·L-1盐酸滴定25.00 mL、浓度约为0.1 mol·L-1氨水的过程中,下列操作、计算或分析错误的是(　　)‎ 答案　D ‎3.(2018陕西汉中一检,13)合成氨及其相关工业中,部分物质间的转化关系如下:‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均属于氧化还原反应 B.上述转化中包含了氨气、硝酸、硝酸铵、小苏打、纯碱的工业生产方法 C.反应Ⅳ和Ⅵ中的部分产物可在上述流程中循环利用 D.反应Ⅴ是先向饱和氯化钠溶液中通CO2至饱和再通NH3‎ 答案　D ‎4.(2018黑龙江牡丹江期末,11)表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂,可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是(　　)‎ 选项 气体 a b c A NH3‎ 浓氨水 生石灰 碱石灰 B SO2‎ ‎70%浓H2SO4‎ Na2SO3固体 ‎98%浓H2SO4‎ C NO 稀HNO3‎ 铜屑 H2O D NO2‎ 浓HNO3‎ 铜屑 NaOH溶液 答案　B ‎5.(2018陕西西安中学摸底,6)从某些性质看,NH3和H2O,NH‎4‎‎+‎和H3O+,OH-和NH‎2‎‎-‎,N3-和O2-两两相似,据此判断下列反应方程式中不正确的是(　　)‎ A.2Na+2NH3 2NaNH2+H2↑‎ B.3CaO+4NH4Cl Ca3N2+2NH3↑+3H2O+4HCl C.3Mg(NH2)2 Mg3N2+4NH3↑‎ D.NH4Cl+NaNH2 NaCl+2NH3↑‎ 答案　B ‎6.(2018湖北部分重点中学联考,17)氨对人类的生产、生活具有重要影响。‎ ‎(1)氨的制备与利用。‎ ‎①工业合成氨的化学方程式是　 。 ‎ ‎②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)氨的定量检测。‎ 水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下:‎ ‎①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用:　　　　　　　　　　　　 　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为6×10-4mol,则水样中氨氮(以氨气计)含量为　　　　mg·L-1。 ‎ ‎(3)氨的转化与去除。‎ 微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除氨氮转化系统原理示意图。‎ ‎①已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5∶2,写出A极的电极反应式:  ‎ ‎　　　　　　。 ‎ ‎②结合电极反应式简述NH‎4‎‎+‎去除的原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 ‎ 答案　(1)①N2+3H2 2NH3‎ ‎②4NH3+5O2 4NO+6H2O ‎(2)①c(OH-)增大,使NH‎4‎‎+‎+OH- NH3·H2O NH3↑+H2O平衡正向移动,利于生成氨气,被空气吹出 ‎②3.4‎ ‎(3)①CH3COO--8e-+2H2O 2CO2↑+7H+‎ ‎②NH‎4‎‎+‎在好氧微生物反应器中转化为NO‎3‎‎-‎:NH‎4‎‎+‎+2O2 NO‎3‎‎-‎+2H++H2O;NO‎3‎‎-‎在MFC电池的正极转化为N2:2NO‎3‎‎-‎+12H++10e- N2↑+6H2O 炼技法 方法集训 方法　硝酸与金属反应的相关计算 ‎1.(2018河北衡水中学大联考,21)将13.6 g Cu和Cu2O组成的混合物加入250 mL一定浓度的稀硝酸中,固体完全溶解生成Cu(NO3)2和NO。向所得溶液中加入1.0 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的质量为19.6 g,此时溶液呈中性,且金属离子沉淀完全。下列说法正确的是(　　)‎ A.原固体混合物中,Cu和Cu2O的物质的量之比为1∶1‎ B.原稀硝酸的浓度为1.3 mol·L-1‎ C.产生的NO的体积为2.24 L D.反应后剩余硝酸的物质的量为0.1 mol 答案　D ‎2.(2018湖南长沙长郡中学月考,22)2.24 g铜和镁的混合物完全溶于某浓度的硝酸溶液中,还原产物中有NO2、NO、N2O三种物质,且体积均为0.224 L(标准状况),然后向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液,所得沉淀经过滤、洗涤、干燥后称重,质量为(　　)‎ A.3.12 g B.4.28 g C.4.68 g D.5.08 g 答案　B ‎3.(2017吉林普通中学二调,16)Cu2S与一定浓度的HNO3溶液反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。当NO2和NO的物质的量之比为1∶1时,实际参加反应的Cu2S和HNO3的物质的量之比为(　　)‎ A.1∶5 B.1∶7 C.1∶9 D.2∶9‎ 答案　B 过专题 ‎【五年高考】‎ A组　统一命题·课标卷题组 考点一　氮的单质、氧化物和硝酸 ‎1.(2016课标Ⅰ,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:‎ ‎(1)氨气的制备 ‎①氨气的发生装置可以选择上图中的　　　　　,反应的化学方程式为　 。 ‎ ‎②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→　　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。 ‎ ‎(2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。‎ 操作步骤 实验现象 解释原因 打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 ‎①Y管中　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　  ‎ ‎②反应的化学方程式　　　　‎ ‎　　　　　　　　　  ‎ 将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开K2‎ ‎③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   ‎ ‎④　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   ‎ 答案　(1)①A　2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3↑+CaCl2+2H2O(或B　NH3·H2O NH3↑+H2O)　②dcfei ‎(2)①红棕色气体慢慢变浅　②8NH3+6NO2 7N2+12H2O　③Z中NaOH溶液产生倒吸现象　④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压 考点二　氨及铵盐 ‎2.(2017课标Ⅰ,26,15分)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3 NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)a的作用是　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)b中放入少量碎瓷片的目的是　　　　　。f的名称是　　　　　。 ‎ ‎(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸汽充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是　　　　　　　　　　　　　;打开k2放掉水。重复操作2~3次。 ‎ ‎(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。‎ ‎①d中保留少量水的目的是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②e中主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　,e采用中空双层玻璃瓶的作用是　 。 ‎ ‎(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L-1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为　　　　　%,样品的纯度≤　　　　　%。 ‎ 答案　(1)避免b中压强过大 ‎(2)防止暴沸　直形冷凝管 ‎(3)c中温度下降,管路中形成负压 ‎(4)①液封,防止氨气逸出 ‎②NH‎4‎‎+‎+OH- NH3↑+H2O　保温使氨完全蒸出 ‎(5)‎1.4cVm　‎‎7.5cVm ‎3.(2016课标Ⅱ,26,14分)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:‎ ‎(1)联氨分子的电子式为　　　　　　　,其中氮的化合价为　 　　　。 ‎ ‎(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为　 。 ‎ ‎(3)①2O2(g)+N2(g) N2O4(l)　ΔH1‎ ‎②N2(g)+2H2(g) N2H4(l)　ΔH2‎ ‎③O2(g)+2H2(g) 2H2O(g)　ΔH3‎ ‎④2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g)‎ ΔH4=-1 048.9 kJ·mol-1‎ 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=　　　　 　　　,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为　　　　(已知:N2H4+H+ N2H‎5‎‎+‎的K=8.7×107;KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为　　　　。 ‎ ‎(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是　　　　 　‎ ‎　　　　　　　　　　　。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2　　　　　kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是　 ‎ ‎ 。 ‎ 答案　(1)H：N‎··‎H‎··‎：N‎ ‎‎··‎H‎··‎：H　-2‎ ‎(2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O ‎(3)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1　反应放热量大、产生大量气体 ‎(4)8.7×10-7　N2H6(HSO4)2‎ ‎(5)固体逐渐变黑,并有气泡产生　1　N2H4的用量少,不产生其他杂质(产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)‎ B组　自主命题·省(区、市)卷题组 考点一　氮的单质、氧化物和硝酸 ‎1.(2017北京理综,12,6分)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确‎···‎的是(　　)‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 答案　D ‎2.(2015北京理综,12,6分)在通风橱中进行下列实验:‎ 步骤 现象 Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止 Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确‎···‎的是(　　)‎ A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2‎ B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应 C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3‎ D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化 答案　C ‎3.(2014山东理综,9,5分)等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是(　　)‎ A.FeO　　　B.Fe2O3　　　C.FeSO4　　　D.Fe3O4‎ 答案　A ‎4.(2018天津理综,9,18分)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。回答下列问题:‎ Ⅰ.采样 采样系统简图 采样步骤:‎ ‎①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140 ℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。‎ ‎(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用为　　　　。 ‎ ‎(2)C中填充的干燥剂是(填序号)　　　　。 ‎ a.碱石灰　　　b.无水CuSO4　　　c.P2O5‎ ‎(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。‎ ‎(4)采样步骤②加热烟道气的目的是　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.NOx含量的测定 将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NO‎3‎‎-‎,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。‎ ‎(5)NO被H2O2氧化为NO‎3‎‎-‎的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(7)滴定过程中发生下列反应:‎ ‎3Fe2++NO‎3‎‎-‎+4H+ NO↑+3Fe3++2H2O Cr2O‎7‎‎2-‎+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O 则气样中NOx折合成NO2的含量为　　　　　　　　　　　　mg·m-3。 ‎ ‎(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。‎ 若缺少采样步骤③,会使测定结果　　　　。 ‎ 若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果　　　　。 ‎ 答案　(1)除尘 ‎(2)c ‎(3)‎ ‎(4)防止NOx溶于冷凝水 ‎(5)2NO+3H2O22H++2NO‎3‎‎-‎+2H2O ‎(6)锥形瓶、酸式滴定管 ‎(7)‎23×(c‎1‎V‎1‎-6c‎2‎V‎2‎)‎‎3V×104‎ ‎(8)偏低　偏高 考点二　氨及铵盐 ‎5.(2017北京理综,27,12分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。‎ ‎(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:‎ ‎①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:　 。 ‎ ‎②反应器中NH3还原NO2的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 g·mol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:‎ NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。‎ 图a 图b ‎①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是　　　。 ‎ ‎②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是　　　。 ‎ ‎③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:‎ ‎　　　　　　　　　 　15NNO+　H2O 答案　(1)①CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3‎ ‎②8NH3+6NO2 7N2+12H2O ‎③2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4‎ ‎④‎‎3(2c‎1‎V‎1‎-c‎2‎V‎2‎)‎‎100a ‎(2)①BaO ‎②8∶1‎ ‎③415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O C组　教师专用题组 考点一　氮的单质、氧化物和硝酸 ‎1.(2014江苏单科,8,2分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是(　　)‎ ‎　　　　‎ 组别　　　　‎ 物质 甲 乙 丙 A ‎ Al HCl NaOH B NH3‎ O2‎ HNO3‎ C SiO2‎ NaOH HF D SO2‎ Ca(OH)2‎ NaHCO3‎ 答案　B ‎2.(2016北京理综,26,13分)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO‎3‎‎-‎)已成为环境修复研究的热点之一。‎ ‎(1)Fe还原水体中NO‎3‎‎-‎的反应原理如下图所示。‎ ‎①作负极的物质是　　　　。 ‎ ‎②正极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO‎3‎‎-‎的去除率和pH,结果如下:‎ 初始pH pH=2.5‎ pH=4.5‎ NO‎3‎‎-‎的去除率 接近100%‎ ‎<50%‎ ‎24小时pH 接近中性 接近中性 铁的最终物质形态 pH=4.5时,NO‎3‎‎-‎的去除率低。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高NO‎3‎‎-‎的去除率。对Fe2+的作用提出两种假设:‎ Ⅰ.Fe2+直接还原NO‎3‎‎-‎;‎ Ⅱ.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。‎ ‎①做对比实验,结果如下图所示。可得到的结论是   ‎ ‎　　　　　　　　 　。 ‎ ‎②同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高NO‎3‎‎-‎去除率的原因: 　　　　 　　　　。 ‎ ‎(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NO‎3‎‎-‎的去除率和pH,结果如下:‎ 初始pH pH=2.5‎ pH=4.5‎ NO‎3‎‎-‎的去除率 约10%‎ 约3%‎ ‎1小时pH 接近中性 接近中性 与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,NO‎3‎‎-‎去除率和铁的最终物质形态不同的原因:　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①Fe　②NO‎3‎‎-‎+8e-+10H+ NH‎4‎‎+‎+3H2O ‎(2)FeO(OH)不导电,阻碍电子转移 ‎(3)①本实验条件下,Fe2+不能直接还原NO‎3‎‎-‎;在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO‎3‎‎-‎去除率 ‎②Fe2++2FeO(OH) Fe3O4+2H+,Fe2+将不导电的FeO(OH)转化为可导电的Fe3O4,利于电子转移 ‎(4)初始pH低时,产生的Fe2+充足;初始pH高时,产生的Fe2+不足 ‎3.(2015山东理综,32,12分)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3,工艺流程如下:‎ 已知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2‎ ‎(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有　　　(填化学式)。 ‎ ‎(2)中和液进行蒸发Ⅰ操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是　　　　　　　　　　。蒸发Ⅰ产生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的　　　　(填操作名称)最合理。 ‎ ‎(3)母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3的目的是　　　　　　　　　　　　。母液Ⅱ需回收利用,下列处理方法合理的是　　　　　　　　　　。 ‎ a.转入中和液 b.转入结晶Ⅰ操作 c.转入转化液 d.转入结晶Ⅱ操作 ‎(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为2∶1,则生产1.38吨NaNO2时,Na2CO3的理论用量为　　　　吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。 ‎ 答案　(1)NaNO3　(2)防止NaNO3的析出　溶碱 ‎(3)将NaNO2转化为NaNO3　c、d　(4)1.59‎ ‎4.(2015安徽理综,25,14分)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。‎ ‎(1)Si位于元素周期表第　　　　周期第　　　　族。 ‎ ‎(2)N的基态原子核外电子排布式为　　　　;Cu的基态原子最外层有　　　　个电子。 ‎ ‎(3)用“>”或“<”填空:‎ 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al　　Si ‎ N　　O ‎ 金刚石　　晶体硅 ‎ CH4　　SiH4 ‎ ‎(4)常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池(图1),测得原电池的电流强度(I)随时间(t)的变化如图2所示,反应过程中有红棕色气体产生。‎ ‎0~t1时,原电池的负极是Al片,此时,正极的电极反应式是　　　　　　　　　　　　,溶液中的H+向　　　　极移动。t1时,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　‎ ‎　　　。 ‎ 答案　(14分)(1)三　ⅣA　(2)1s22s22p3　1‎ ‎(3)‎ ‎>‎ ‎<‎ ‎>‎ ‎<‎ ‎(4)2H++NO‎3‎‎-‎+e- NO2↑+H2O　正　Al在浓HNO3中发生钝化,氧化膜阻止了Al的进一步反应 ‎5.(2013大纲全国,28,15分)制备氮化镁的装置示意图如下:‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)检查装置气密性的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　,a的名称是　　　　　　,b的名称是　　　　。 ‎ ‎(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)C的作用是　　　　　　　,D的作用是　　　　　　,是否可以把C与D的位置对调并说明理由　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)写出E中发生反应的化学方程式　 。 ‎ ‎(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象  　 ‎ ‎ ‎ ‎ 。 ‎ 答案　(15分)(1)微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好(2分)　分液漏斗　圆底烧瓶(每空1分,共2分)‎ ‎(2)(NH4)2SO4+2NaNO2 2N2↑+Na2SO4+4H2O(2分)‎ ‎(3)除去氧气(及氮氧化物)　除去水蒸气　不能,对调后无法除去水蒸气(每空1分,共3分)‎ ‎(4)N2+3Mg Mg3N2(2分)‎ ‎(5)取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁(4分)‎ 考点二　氨及铵盐 ‎6.(2015山东理综,11,5分)下列由实验现象得出的结论正确的是　(　　)‎ 操作及现象 结论 A 向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)<‎ Ksp(AgI)‎ B 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈红色 溶液中一定含有Fe2+‎ C 向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振荡、静置,溶液上层呈橙红色 Br-还原性强于Cl-‎ D 加热盛有NH4Cl固体的试管,试管底部固体消失,试管口有晶体凝结 NH4Cl固体可以升华 答案　C ‎7.(2013广东理综,10,4分)下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是(　　)‎ 选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ A NH4Cl为强酸弱碱盐 用加热法除去NaCl中的NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用KSCN溶液可以鉴别Fe3+‎ C 溶解度:CaCO3NaHCO3‎ 答案　C ‎3.(2018河南郑州第一次质量预测,10)在给定条件下,下列物质间的转化均能实现的是(　　)‎ A.SSO3H2SO4‎ B.粗硅SiCl4Si C.NH3NOHNO3‎ D.CuCuSH2S 答案　B ‎4.(2018陕西西安八校联考,13)下列装置进行的相应实验,能达到实验目的的是(　　)‎ A.用图1装置制取并收集干燥纯净的NH3‎ B.用图2装置可演示NO的喷泉实验 C.用图3装置制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色 D.用图4装置验证苯中是否有独立的碳碳双键 答案　D ‎5.(2017山东枣庄二模,13)在100 mL的混合液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.3 mol/L、0.15 mol/L,向该混合液中加入2.56 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子的物质的量浓度是(　　)‎ A.0.15 mol/L B.0.225 mol/L C.0.30 mol/L D.0.45 mol/L 答案　B ‎6.(2018山东日照校际联合期中,11)利用SCR技术可有效降低柴油发动机NOx排放。SCR工作原理为尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,再利用NH3转化NOx,装置如图所示:‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.尿素水溶液热分解反应不属于氧化还原反应 B.转化器工作过程中,当转移0.6 mol电子时,会消耗4.48 L NH3‎ C.该装置转化NO时,还原剂与氧化剂物质的量之比为2∶3‎ D.转化NO2过程的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O 答案　B ‎7.(2019届河北邯郸重点中学检测,25)现取m g铝镁合金与一定浓度的稀硝酸,恰好完全溶解(假定硝酸的还原产物只有NO),向反应后的混合溶液中滴加b mol/L NaOH溶液,当滴加到V mL时,得到的沉淀质量恰好达最大,为n g,则下列有关该实验的说法中不正确的是(　　)‎ A.沉淀中氢氧根的质量为(n-m)g B.恰好溶解后溶液中的NO‎3‎‎-‎的物质的量为bV‎1 000‎ mol C.生成标准状况下NO气体的体积为‎22.4(n-m)‎‎17‎L D.与合金反应的硝酸的物质的量为(n-m‎51‎+bV‎1 000‎) mol 答案　C 二、非选择题(共58分)‎ ‎8.(2019届四川成都摸底,24)(11分)工业上制HNO3的最后一步反应是NO2被水吸收。某兴趣小组在实验室中设计了NO2被水吸收的实验。回答下列问题:‎ ‎(1)制备NO2‎ 图Ⅰ ‎①原理:铜和浓硝酸反应制备NO2的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②装置设计:用D装置收集NO2,选择图Ⅰ中装置,仪器连接顺序为　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。 ‎ ‎(2)用水吸收NO2‎ 图Ⅱ 按图Ⅱ装置进行实验,球形干燥管Y的体积约为60 mL。‎ 操作步骤 实验现象 化学方程式 打开K3‎ ‎①Y中　　　　　　 　‎ ‎　　　　　　　　  ‎ 待Y中液面不再上升,打开K1,从注射器充入约10 mL气体,关闭K1‎ ‎②Y中　　　　　　 　　‎ ‎　　　　 　 ‎ ‎③反应的化学方程式　　　　　‎ ‎　　　　　　　　  ‎ ‎④　　　　　　　　　　　　　　　　　　  ‎ 最后Y中气体几乎完全吸收,水充满Y管 ‎(3)优化操作:利用图Ⅱ装置,提出一条比(2)中操作更简便且安全性高,又能让水充满干燥管的方案　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。 ‎ 答案　(1)①Cu+2NO‎3‎‎-‎+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O(2分)‎ ‎②bdegf(1分)‎ ‎(2)①液面逐渐上升,气体体积逐渐减小,气体颜色由红棕色逐渐变成无色(1分)‎ ‎②气体由无色变成红棕色,后又变成无色,气体体积减小,液面上升但未充满(1分)‎ ‎③2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO(2分,各1分,其他合理也可给分)‎ ‎④待Y中液面不再上升,打开K1,从注射器充入5 mL O2,关闭K1(其他合理表述也可)(2分)‎ ‎(3)先打开K3,再打开K1,从注射器中注入15 mL O2,关闭K1(或先打开K3,然后打开K1,直到水充满干燥管后关闭K1)(2分)‎ ‎9.(2018河南郑州一测,18)(14分)某学习小组用凯氏定氮法(Kjeldahl method)来测定农产品中氮的含量,测定过程如下:‎ Ⅰ.用热浓硫酸处理0.25 g谷物样品,把有机氮转化为铵盐。‎ Ⅱ.用下图所示装置处理上述铵盐(夹持装置略去)。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)实验前要检查B装置的气密性,具体操作为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)盛放浓氢氧化钠溶液的仪器名称为　　　　;玻璃管2的作用是　　　　　　　　　;烧瓶中碎瓷片的作用是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)将“谷物处理后所得的铵盐”加入三颈烧瓶中,打开玻璃塞,旋开K2,加入足量浓氢氧化钠溶液,关闭K2,打开K1,点燃酒精灯使水蒸气进入B装置。‎ ‎①B装置中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②C装置中冰水混合物的作用是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅲ.滴定、计算氮的含量。‎ ‎(4)取下锥形瓶,加入指示剂,用0.10 mol·L-1的NaOH溶液滴定,重复滴定3次,平均消耗19.30 mL NaOH溶液。‎ ‎①该滴定的指示剂应选择　　　　。 ‎ a.甲基橙　　b.酚酞　　c.甲基橙或酚酞 ‎②该谷物样品中氮的百分含量为　　　　　　　(精确到0.01%)。 ‎ 答案　(1)关闭K1、K2,向锥形瓶中加水浸没导管,微热三颈烧瓶,锥形瓶内的导管口产生气泡,停止加热后,导管中形成一段稳定的水柱,说明气密性良好(3分)‎ ‎(2)分液漏斗(1分)　避免B中压强过大(1分)　防止液体暴沸(1分)‎ ‎(3)①NH‎4‎‎+‎+OH-NH3↑+H2O(2分)‎ ‎②降低温度,使氨气被充分吸收(2分)‎ ‎(4)①a(2分)　②17.20%或17.19%(2分)‎ ‎10.(2018河南漯河高中二模,17)(16分)某研究性学习小组的同学为了探究NO的性质,进行了如下实验。‎ ‎(1)甲同学设计了图1装置进行实验,观察到集气瓶中收集到无色气体,由此确定铜和稀硝酸反应生成了NO气体。甲同学的推断　　　　(填“正确”或“不正确”),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)乙同学不同意甲同学的推断,他观察到图1装置圆底烧瓶中的气体不是无色。为此乙同学设计了图2装置进行实验,步骤如下:‎ ‎①在大试管中放入适量石灰石,加入过量稀硝酸。‎ ‎②待石灰石反应完全,将铜丝浸入过量的稀硝酸中。‎ ‎③一段时间后,观察到大试管中气体始终为无色,收集反应产生的气体。‎ ‎④待集气瓶充满气体后从水槽中取出,敞口正放在桌面上,观察到瓶口气体颜色有变化,证明稀硝酸与铜反应生成了NO。‎ 步骤①的作用是　　　　　　　　　;步骤④瓶口气体的颜色变化是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)当过量的铜与稀硝酸完全反应后,再加入20%的稀硫酸,铜片上又有气泡产生,稀硫酸的作用是　　　　(填序号),反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ a.还原剂　　b.氧化剂　　c.酸化　　d.提供热能 ‎(4)某些资料认为NO不能与Na2O2反应,丙同学提出质疑,他认为NO易与O2发生反应,应该更容易被Na2O2氧化。查阅资料:‎ a.2NO+Na2O22NaNO2;‎ b.6NaNO2+3H2SO4(稀)3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O;‎ c.酸性条件下,NO能被MnO‎4‎‎-‎氧化生成NO‎3‎‎-‎。‎ 丙同学在乙同学的实验基础上,用下图所示的装置探究NO与Na2O2的反应。‎ ‎①C装置中碱石灰的作用是　　　　　　　　;F装置中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　‎ ‎　　　　　。 ‎ ‎②充分反应后,检验D装置中是否发生反应2NO+Na2O22NaNO2的实验操作是　　　　　 　　　　　‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)不正确(1分)　NO2能与水反应生成NO,无论铜与稀硝酸反应生成的是NO还是NO2,集气瓶中收集到的气体都是NO(2分)‎ ‎(2)排尽装置内的空气(2分)　无色变成红棕色(2分)‎ ‎(3)c(1分)　3Cu+2NO‎3‎‎-‎+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O(2分)‎ ‎(4)①吸收CO2和水蒸气(2分)　5NO+3MnO‎4‎‎-‎+4H+5NO‎3‎‎-‎+3Mn2++2H2O(2分)‎ ‎②取D装置中固体少许于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体,且遇到空气变红棕色,则该反应发生,若气体不变色,则该反应未发生(答案合理即可)(2分)‎ ‎11.(2018河南安阳一模,26)(17分)某课外活动小组设计了以下实验测定Cu-Ag合金与浓硝酸的反应。实验装置如下图所示:‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)F仪器的名称是　　　　　　　,作用是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)实验室用NH4Cl固体和饱和NaNO2溶液在加热条件下制备N2,该反应的化学方程式为　　　　 　　　　‎ ‎　　　;装置A中盛放的是酸性高锰酸钾溶液,作用是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)进行实验。检查装置气密性后,在装置中添加相应的试剂,然后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填操作步骤),再将B装置分液漏斗中的浓硝酸缓慢滴加到三颈烧瓶中。 ‎ ‎(4)测定硝酸的物质的量。反应结束后,从装置D中所得500 mL 溶液中每次取出25.00 mL溶液,加入2滴指示剂,用0.05 mol·L-1的NaOH溶液滴定,三次滴定所读数据如下表:‎ 滴定前体积/mL 滴定后体积/mL 第一次 ‎0.33‎ ‎20.32‎ 第二次 ‎1.25‎ ‎23.26‎ 第三次 ‎1.47‎ ‎21.48‎ 装置D中生成的硝酸为　　　　mol,则Cu-Ag合金与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为　‎ ‎　　　mL。 ‎ ‎(5)测定NO的体积。在测定NO的体积时,若E中量气管中水的液面比干燥管的液面高,直接读数会使测定的气体体积　　　　(填“偏大”或“偏小”),此时应将量气管的位置　　　　(填“下移”或“上移”),以保证量气管中的液面与干燥管中的液面持平。 ‎ 答案　(除标注外,其余每空2分)(1)(直形)冷凝管(1分)　冷却回流,防止硝酸挥发出来　(2)NH4Cl+NaNO2 NaCl+N2↑+2H2O　除去N2中含有的还原性物质　(3)打开K1和K2,关闭K3,向装置中通入N2,排尽装置中的空气　(4)0.02　672　(5)偏小　下移