2021届（鲁科版）高考化学一轮复习氮的循环作业 15页

氮 的 循 环 一、选择题(本题包括 3 小题,每题 8 分,共 24 分) 1.光化学烟雾通常呈现淡蓝色,其主要成分及简单形成机理如图所示。下列说法 错误的是 ( ) A.光化学烟雾有强氧化性 B.氮氧化物还可引发酸雨等污染问题 C.光化学烟雾成分中含有烃和烃的衍生物 D.光化学烟雾呈现淡蓝色是因为含有 NO2 【解析】选 D。光化学烟雾中的臭氧、NO2、过氧乙酰硝酸酯都有强氧化性,A 正 确;氮氧化物还可引发酸雨等污染问题,B 正确;碳氢化合物即烃类,醛、酮、过氧 乙酰硝酸酯都属于烃的衍生物,C 正确;NO2 是红棕色气体,光化学烟雾呈现淡蓝 色是由于光的折射和反射,D 错误。 2.(2020·大庆模拟)下列说法不正确的是 ( ) A.HNO3→NO→NO2,以上各步变化均能通过一步实验完成 B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入 Cu(NO3)2 固体,铜粉仍不溶解 C.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性 D.铜与稀硝酸反应的离子方程式为 3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑+4H2O 【解析】选 B。稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化 氮,都能通过一步实验完成,故 A 正确;酸性条件下,硝酸根离子与 Cu 发生氧化还 原反应,则再加入 Cu(NO3)2 固体,铜粉溶解,故 B 错误;碱性溶液能使湿润的红色 石蕊试纸变蓝,所以某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则该气体水溶液显碱 性,故 C 正确;铜与稀硝酸反应的离子方程式为 3Cu+8H++2N 3Cu2++2NO↑ +4H2O,符合得失电子守恒、电荷守恒,故 D 正确。 【加固训练】 1.(2019·邯郸模拟)现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉 实验的原理。下列说法正确的是 ( ) A.制取氨气时烧瓶中的固体常用 CaO 或 CaCl2 B.将湿润的蓝色石蕊试纸置于三颈瓶口,试纸变红,说明 NH3 已经集满 C.关闭 a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口 c,打开 b,完成喷泉实验, 电脑绘制三颈瓶内压强变化曲线如图 2,则 E 点时喷泉最剧烈 D.工业上,若出现液氨泄漏,喷洒稀盐酸比喷洒 NaHCO3 溶液处理效果好 【解析】选 D。A 项,CaO 能与水反应,使 c(OH-)增大,同时放出大量的热,有利于 氨气的逸出,而 CaCl2 为中性的盐,能够溶于水,热量的变化很小,与水不反应,对 氨气的逸出没有作用,故A项错误;B项,氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电 离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性,红色石蕊试液遇碱显蓝色,所以检验三 颈瓶集满 NH3 的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口 c,试纸变蓝色,证明 NH3 已收集满,而蓝色石蕊遇碱仍然是蓝色,故B项错误;C项,三颈瓶内气体与外界大 气压压强之差越大,其反应速率越快,C 点压强最小、大气压不变,所以大气压和 C 点压强差最大,则喷泉最剧烈,故 C 项错误;D 项,盐酸显酸性,碳酸氢钠溶液显 碱性,氨水溶液显碱性,因此氨气在酸性溶液中的吸收效率高于在碱性溶液中的 吸收效率,故 D 项正确。 2.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中木炭与浓硝酸产生了反应 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 【解析】选 D。①中浓硝酸受热分解,发生反应 4HNO3(浓) 4NO2↑+O2↑+2H2O, 产生的气体为混合气体,故选项 A 正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色 气体 NO2,所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭与浓硝酸发生了反应,故选 项 B 正确;根据①和②,浓硝酸反应产生红棕色 NO2 时需要加热,所以浓硝酸具有 挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,氮元素化合价降低,所以生成的 NO2 为还 原产物,故选项 C 正确;红热的木炭可与空气中的 O2 反应生成 CO2,故选项 D 错误。 3.(2020·长春模拟)下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是 ( ) 选项 实验操作 现象 解释或结论 A 少量的Fe粉中加入足量稀硝 酸,充分反应后,滴入KSCN溶 液 溶液呈红色 稀硝酸将 Fe 氧 化为 Fe3+ B 取某溶液于试管中,滴入稀 氢氧化钠溶液 试管口处湿润的红色 石蕊试纸未变蓝 盐中一定不含 N C 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红 色石蕊试纸上 试纸先变蓝后变白 浓氨水呈碱性 且有漂白性 D 浓硝酸加热 有红棕色气体产生 硝酸有强氧化 性 【解析】选 A。少量的 Fe 粉中加入足量稀硝酸,生成硝酸铁,则滴入 KSCN 溶液, 溶液为红色,故 A 正确;未加热,不能生成氨气,不能证明 N 的存在,故 B 错误; 浓氨水点到红色石蕊试纸上变蓝,不具有漂白性,故 C 错误;加热分解生成二氧化 氮,由现象不能说明硝酸具有强氧化性,故 D 错误。 二、非选择题(本题包括 2 小题,共 26 分) 4.(10 分)(2020·邢台模拟)氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问 题: (1)实验室可用如图所示装置合成氨。 ①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为 __________ __________ __________ __________。 ②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液 变红,则气体 X 的成分为 N2、水蒸气、 和 (填化学式)。 (2)斯坦福大学研究人员发明了一种锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所 示。 ①图中反应Ⅱ属于 (填“氧化还原反应”或“非氧化 还原反应”)。 ②反应Ⅲ中能量转化的方式是 (填“电能转 化为化学能”或“化学能转化为电能”)。 【解析】(1)①亚硝酸钠具有强氧化性,与氯化铵发生氧化还原反应,生成氮气, 反应的离子方程式为 N +N N2↑+2H2O。②锌与稀硫酸反应生成的氢气与 亚硝酸钠和氯化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨,因此锥形瓶 中含酚酞的水变红,则气体 X 的成分为 N2、水蒸气、H2、NH3。 (2)①反应Ⅱ是 Li3N 与水反应生成氨和 LiOH 的过程,反应中没有元素化合价的变 化,属于非氧化还原反应。 ②反应Ⅲ中氢氧化锂转变为锂、氧气和水,发生了氧化还原反应,属于非自发的 氧化还原反应,属于电解池反应,能量转化的方式是电能转化为化学能。 答案:(1)①N +N N2↑+2H2O ②H2 NH3 (2)①非氧化还原反应 ②电能转化为化学能 5.(16 分)(2020·滨州模拟)某学习小组拟设计实验探究氨气的性质,并判断与过 氧化钠反应的产物。 【实验探究】 Ⅰ.氨气的性质 (1)写出下列装置中的现象:A ,B ,D ,E 。 Ⅱ.探究 NH3 的还原性。用氨气和下列仪器设计实验。 (2)①NH3 与 Na2O2 反应不会生成 NO、NO2 的现象是 。 ②检验产物是否有 H2O 等,按气流从左至右,仪器连接顺序为 __________。 (3)G 装置的作用是 __________ __________。 (4)实验完毕后,E 装置中收集到一定量气体;将 E 中得到的固体加入少量酚酞试 液中,观察到溶液变红;F 装置中 CuSO4 不变蓝。据此写出 E 中反应的化学方程 式: __________ __________ __________ __________。 【解析】(1)氨气使红色石蕊试液变蓝,使酚酞变红,与氧化铜反应生成铜,故现 象为黑色固体变红,通入溶有足量二氧化硫的氯化钡溶液无沉淀生成。 (2)①NO2 呈红棕色,NO 会与 O2 反应生成 NO2,故只要看气体的颜色是否变化即可确 定。②NH3 与 Na2O2 反应在 E 中进行,D、G 都有水,因此要检验产物是否有 H2O,应 在反应后就进行,即 F 接在 E 之后;生成的气体中会混有多余的 NH3,应首先除去, 但 NH3 溶于水易发生倒吸,应用 G 装置;最后收集气体。 (3)由(3)分析可知,G 装置的作用是吸收多余的氨气并防止倒吸。 (4)D 装置中收集到一定量气体,应为 N2;F 装置中 CuSO4 不变蓝,说明没有 H2O 生成; 将 E 中得到的固体加入少量酚酞试液中,观察到溶液变红,说明固体溶于水呈碱 性,由于溶液只变红不褪色,说明没有剩余的 Na2O2,因此生成的固体应为 NaOH。 据此可写出反应物和生成物,再根据化合价升降守恒进行配平。 答案:(1)变蓝 变红 黑色固体变红 无现象 (2)①E 中气体不会变成红棕色 ②E、F、G、D (3)吸收多余的氨气并防止倒吸 (4)2NH3+3Na2O2 N2+6NaOH 一、选择题(本题包括 3 小题,每题 6 分,共 18 分) 1.(2020·怀化模拟)合成氨及其相关工业中部分物质间的转化关系如图: 下列相关说法正确的是 ( ) A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ均属于氧化还原反应 B.反应Ⅳ和Ⅵ中的部分产物可在上述流程中循环使用 C.甲、乙、丙和丁四种物质中都含有氮元素 D.制取物质丁时,先向饱和氯化钠溶液中通 CO2 至饱和再通 NH3 【解析】选 B。反应Ⅰ是工业合成氨,Ⅱ是氨气的催化氧化,Ⅲ是一氧化氮转化为 二氧化氮,Ⅳ是二氧化氮自身氧化还原反应生成硝酸和一氧化氮,均属于氧化还 原反应,Ⅴ为 NH3+CO2+H2O+NaCl NaHCO3↓+NH4Cl,为非氧化还原反应,故 A 错 误;NO 可进一步反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成一氧化氮,可以循环 使用,碳酸氢钠受热分解生成纯碱、水和二氧化碳,二氧化碳在上述流程中能被 再次利用,故 B 正确;分析可知甲、乙、丙三种物质中都含有氮元素,丁为 NaHCO3, 不含氮元素,故 C 错误;二氧化碳溶解度较小,应先通入氨气,否则浓度偏低,故 D 错误。 2.(2020·郑州模拟)利用如图所示装置进行下列实验,能得到相应实验结论的是 ( ) 选 项 ① ② ③ 实验结论 A 浓硫 酸 Na2SO3 KMnO4 溶液褪色 SO2 有漂 白性 B 浓盐 酸 KMnO4 FeBr2 溶液 变为黄色 氧化性: Cl2>Br2 C 稀硫 酸 碳酸 钠 CaCl2 溶液 无明显变 化 CO2 不与 CaCl2 反应 D 浓硫 酸 蔗糖 溴水褪色 浓硫酸具有脱水性、吸水 性 【解析】选 C。A 项,二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现的是还原性,错误;B 项,氯气通入溴化亚铁溶液中先氧化亚铁离子,使溶液变为黄色,错误;C 项,碳酸 的酸性弱于盐酸,所以二氧化碳不与氯化钙反应,正确;D 项,溴水褪色说明有二 氧化硫生成,证明了浓硫酸的强氧化性,错误。 【加固训练】 (2020·沈阳高三检测)用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是 ( ) 选项 实验目的 试剂 a 试剂 b 试剂 c A 验证非金属性: S>C>Si 稀硫酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液 B 制备纯净 的氯气 浓盐酸 MnO2 饱和 食盐水 C 检验溶液 X 中含有 C 盐酸 溶液 X 澄清石 灰水 D 除去 Na2SO3 中的 Na2SO4 氯水 混合物 NaOH 溶液 【解析】选 A。A 项,装置 b 中出现气体,说明硫酸的酸性强于碳酸,装置 c 中出 现沉淀,说明碳酸的酸性强于硅酸,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金 属性越强,即 S>C>Si,正确;B 项,MnO2 和浓盐酸反应,需要加热,此装置中没有加 热装置,饱和食盐水除去氯气中的 HCl,从装置 c 中出来的氯气中混有水蒸气,不 是纯净的,错误;C 项,向装置 b 中加入盐酸,出现能使澄清石灰水变浑浊的气体, 不能说明 X 中含有 C ,可能含有 HC 或 S 或 HS ,错误;D 项,氯水 具有强氧化性,能把 S 氧化成 S ,不能达到实验目的,错误。 3.向 200 mL 2 mol·L-1 HNO3 溶液中,逐渐加入铁粉至过量(假 设生成的气体只有一种),在此过程中,n(Fe2+)随 n(Fe)变化如 图所示。下列有关说法正确的是 ( ) A.该过程中产生标准状况下的氢气 4.48 L B.向 c 点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象 C.图中 a=1.5、b=1.5 D.当加入铁粉 n mol 时(0.1