2021届高考化学一轮复习氮及其重要化合物作业 13页

核心素养提升练 十二　‎ 氮及其重要化合物 ‎(25分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括5小题,每题6分,共30分)‎ ‎1.(2019·襄阳模拟)下列说法中不正确的是 (　　)‎ A.氨气极易溶于水,所以它是农业上常用的氮肥 B.工业上用H2和N2合成氨与自然界中放电时O2和N2反应都属于氮的固定 C.大型中央空调的制冷剂可用液氨 D.冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装 ‎【解析】选A。农业上常用的氮肥有NH4HCO3、CO(NH2)2等,氨气易溶于水,但NH3·H2O易分解,故农业上常用的氮肥不是氨水,A项错误。‎ ‎2.(2019·包头模拟)下列有关硝酸化学性质的叙述中,正确的是 (　　)‎ A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色 B.硝酸能与Na2CO3反应,但不生成CO2‎ C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体 D.浓硝酸因分解放出的NO2溶解于硝酸而呈黄色 ‎【解析】选D。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色,故选项A错;硝酸是一种氧化性酸,可氧化许多还原性物质,因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S,与Na2CO3反应能生成CO2,所以选项B、C错。‎ ‎3.一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应,在相同条件下,用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是 (　　)‎ ‎①硝酸浓度越大,消耗的硝酸越少 ‎②生成的Fe(NO3)3的物质的量相同 ‎③硝酸浓度越大,产生的气体越少 ‎④收集到的气体在相同状况下体积相同 A.只有②　　B.②④　　C.③④　　D.①②③‎ ‎【解析】选B。依据Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O及Fe+6HNO3(浓)Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O可知,硝酸浓度越大,消耗的硝酸越多,‎ ‎①错;根据铁元素守恒,最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同,②正确;硝酸浓度越大,产生的气体越多,③错;因3NO2+H2O2HNO3+NO,故用排水法收集到的气体均为NO,且在相同状况下体积相同,④正确。‎ ‎4.(2019·沧州模拟)将相同质量的铜分别与足量的浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是 (　　)‎ A.硝酸浓度越大消耗的硝酸越少,产生的有毒气体也越少 B.反应中转移的电子总数稀硝酸少 C.试管内壁上的铜用浓硝酸除好,因反应速率快 D.两者用排水法收集的气体的体积相同 ‎【解析】选D。铜完全反应,在进行相关计算时以铜为标准,等质量的铜在反应中失去的电子数相同,生成的Cu(NO3)2的量相同,浓硝酸被还原为NO2,价态由+5降到+4,每个氮原子只得1个电子,稀硝酸被还原时每个氮原子得到3个电子,故被还原的浓硝酸多、稀硝酸少,生成NO2也比NO多。用排水法收集气体时,‎ ‎3NO2+H2O2HNO3+NO,故用排水法收集到的气体一样多。‎ ‎5.(2019·青岛模拟)用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心地吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图所示),滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙,依次观察到如下现象:①滴管内产生红棕色气体,液面下降;②滴管内液面上升,气体变成无色;③滴管内液面再次下降。下列说法中不正确的 是 (　　)‎ A.现象①中产生的红棕色气体为NO2‎ B.产生现象②的原因是NO2与水反应 C.产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应 D.最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2‎ ‎【解析】选D。铜丝与浓硝酸反应产生红棕色气体NO2,A项正确;由于NO2与水反应生成无色气体NO,气体的物质的量减少,液面上升,B项正确;随着反应进行,硝酸变稀,铜与稀硝酸反应生成不溶于水的NO,胶头滴管内液面再次下降,C项正确;最终瓶内溶质除了Cu(NO3)2外,还可能有剩余的HNO3,D项错误。‎ 二、非选择题(本题包括1小题,共20分)‎ ‎6.(2019·朔州模拟)某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置,进行“氨的催化氧化”实验。 ‎ ‎(1)A处是气体发生装置,A中所用的试剂只能从下列物质中选取:‎ ‎①硝酸铵;②碳酸铵;③碳酸氢铵;④氯化铵;⑤熟石灰;⑥氢氧化钠。‎ 若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品可以是________(填序号),在只用一种药品制取氨气时,图中空白处所需仪器应为________(选填下列仪器编号,固定装置省略)。 ‎ ‎(2)该装置补充完整后,仍然存在一定的缺陷,试从安全与环保的角度来考虑,对该装置进行改进:‎ ‎①_________________________________________________________; ‎ ‎②_________________________________________________________。 ‎ ‎(3)按照改进后的装置进行实验,请完成以下问题:‎ ‎①装置B的作用是_________________; ‎ ‎②写出C中发生反应的化学方程式: ________________; ‎ ‎③若A、B处试剂足量,则装置D中可以观察到的实验现象有 _______。 ‎ ‎【解析】(1)实验目的是进行“氨的催化氧化”实验,故A、B装置是用来制取NH3和O2的。根据制取NH3只用一种药品和制取NH3的同时必须产生能与Na2O2反应生成O2的物质的要求,选用碳酸铵或碳酸氢铵。给固体物质加热所需要的仪器为e、f、g、h。(2)从安全和环保的角度来考虑,应该在C、D之间增加一个防倒吸装置,在D后放置一个尾气吸收装置。因为从C中导出的气体主要是NO2,NO2与水反应生成稀硝酸和NO,易倒吸,且尾气对环境有污染。(3)①根据装置分析,B装置用于吸收A装置产生的CO2和H2O,产生O2;②C中发生的反应是氨气的催化氧化实验,发生的反应为4NH3+5O24NO+6H2O;③B装置产生的O2足量,则D装置中产生的HNO3与Cu反应,可以看到铜片逐渐减少直至溶解,溶液变蓝色,生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色。‎ 答案:(1)②或③　e、f、g、h ‎(2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置　②在D后增加一个尾气吸收装置 ‎(3)①吸收CO2和水蒸气,并生成O2‎ ‎②4NH3+5O24NO+6H2O ‎③铜片逐渐减少直至溶解,溶液变蓝色,生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色 ‎(30分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括6小题,每题5分,共30分)‎ ‎1.(2019·威海模拟)氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可如图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的 是 (　　)‎ A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化 B.海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③‎ C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与 D.向海洋排放含N的废水会影响海洋中N的含量 ‎【解析】选D。海洋中的氮循环起始于N2→N,即起始于氮的还原,A错误;海洋中的氮循环中属于固氮作用的是②,B错误;反硝化作用中氮元素化合价降低,被还原,反硝化作用是指将硝酸盐还原为氮气的过程,不一定有O2参与,C错误;‎ 转化关系图中若硝酸根离子增多,反硝化作用增强,向海洋排放含N的废水会影响海洋中N的含量,D正确。‎ ‎2.(2019·大连模拟) (NH4)2SO4在一定条件下发生如下反应:4(NH4)2SO4N2↑+6NH3↑+3SO2↑+SO3↑+7H2O,将反应后的混合气体通入BaCl2溶液,产生的沉淀 为 (　　)‎ A.BaSO4　　　　　　　B.BaSO3‎ C.BaS　　　　　　　　 D.BaSO4和BaSO3‎ ‎【解析】选D。反应后的混合气体为N2、NH3、SO2、SO3,通入BaCl2溶液后,因NH3可以将溶液改变成碱性环境,故产生的沉淀为BaSO4和BaSO3的混合物。‎ ‎3.(2019·十堰模拟)木炭屑与浓硝酸共热,产生的气体X等分为①和②两份,将两份气体分别按如图实验:‎ 则石灰水的变化可能是 (　　)‎ A.①不变浑浊②变乳白色 B.①变为乳白色浑浊②不变浑浊 C.①、②均变为乳白色浑浊 D.①、②都不变浑浊 ‎【解析】选B。木炭与浓硝酸共热可以得到二氧化碳和二氧化氮两种气体,气体先导入适量蒸馏水中,二氧化氮溶于水,得到硝酸和一氧化氮,混合气体再导入澄清石灰水中,二氧化碳可以使石灰水变浑浊,即①变浑浊;‎ 气体直接导入澄清石灰水中,二氧化氮将氢氧化钙转化为硝酸钙,二氧化碳不与硝酸钙溶液反应,即②不变浑浊。‎ ‎4.NaNO2像食盐一样有咸味,有很强的毒性,误食亚硝酸钠(NaNO2)会使人中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应:2NaNO2+4HI2NO↑+I2+2NaI+2H2O。下列说法正确的是 (　　)‎ A.该反应的氧化剂为HI B.反应产物中能使淀粉变蓝的物质有I2、NaI C.该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1‎ D.人误食亚硝酸钠中毒时,可以服用HI溶液解毒 ‎【解析】选C。由NaNO2→NO,氮元素的化合价+3价→+2价,得电子,所以NaNO2是氧化剂,由HI→I2,碘元素化合价-1价→0价,失电子,所以HI是还原剂,故A错误;反应产物中能使淀粉变蓝的物质只有I2,故B错误;该反应中氧化剂为NaNO2,还原剂为HI,物质的量之比为2∶2=1∶1,故C正确;人误食亚硝酸钠中毒时,服用HI溶液会产生有毒的NO,故D错误。‎ ‎5.(2019·廊坊模拟)为了防止NO、NO2、N2O4对大气的污染,常用氢氧化钠溶液进行吸收处理,反应的化学方程式2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+‎ ‎2NaOH2NaNO2+H2O。现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体,能被1.0 mol·L-1的氢氧化钠溶液完全吸收,则消耗氢氧化钠溶液的体积最小为 (　　)‎ A.(a+b+c) L　　　　　 B.2(a+b+c) L C.(a+b+2c) L D.3(a+b+c) L ‎【解析】选C。根据方程式知,氮氧化物被NaOH吸收生成钠盐,无论生成硝酸钠还是亚硝酸钠,氮、钠原子个数之比都是1∶1,根据氮、钠原子关系式得V(NaOH)=‎ ‎=(a+b+2c) L。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　3.2 g Cu与30 mL 3 mol·L-1 HNO3溶液充分反应,还原产物有NO2和NO,若反应后溶液中H+为a mol,则此时溶液中所含N为 (　　)‎ A. mol　　　　　 B.2a mol C.0.1a mol D.(a+0.1) mol ‎【解析】选D。溶液中某元素的原子个数守恒,溶液中电荷守恒(即溶液显电中性)。根据题意,HNO3有剩余,则Cu反应完全。可据电荷守恒:n(N)=2n(Cu2+)+n(H+)=2×+a mol=(0.1+a) mol。‎ ‎6.(2019·株洲模拟)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,下列有关推断正确的是(　　)‎ A.反应过程中不可能产生H2‎ B.往反应后的溶液中加入KSCN溶液会变红色 C.剩余的金属粉末中一定有铜 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 ‎【解析】选C。铁比铜活泼,硝酸氧化性大于硫酸,将一定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀硫酸和硝酸组成的混合溶液中,首先是较活泼的铁在酸性条件下与N反应,当溶液中N完全消耗时,铁和H+反应生成H2,故A错误;由于发生Fe+2Fe3+3Fe2+、Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+,则当金属粉末有剩余,溶液中不存在 Fe3+,加入KSCN溶液不变成红色,B错误;由以上分析可知,较活泼的铁先与酸溶液反应,当铁完全反应后,且溶液中存在:Fe3+或H+和N时,铜溶解,剩余金属可能为铜或铁与铜的混合物,故剩余金属一定含有铜,C正确;当剩余金属为铜,且溶液中N完全消耗时,加入硫酸,金属不再溶解, D错误。‎ 二、非选择题(本题包括1小题,共20分)‎ ‎7.(2019·平顶山模拟)某校化学兴趣小组为了探究粗铁粒(含有少量金属铜杂质)与某浓度硝酸反应,设计了如下探究活动: ‎ ‎(1)将粗铁粒投入某浓度硝酸中,某同学观察该实验现象时发现,反应进行一段时间后,反应开始逐渐加快。请分析反应逐渐加快的可能原因 _____。 ‎ ‎(2)另称取粗铁粒10 g放入某浓度硝酸中,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了探究溶液X中铁元素的价态,同学甲设计如下实验:‎ 现有药品和仪器:0.1 mol·L-1 KSCN溶液;0.1 mol·L-1 KI溶液;0.2 mol·L-1酸性高锰酸钾溶液;氯水等;试管和滴管。‎ 请你设计简单实验探究,填写下列实验报告:‎ 实验 步骤 操作 现象与结论 可能的离子 反应方程式 第1步 取2～3 mL 溶液装于试管,向试管中加入几滴KSCN溶液 ‎______‎ ‎______‎ 第2步 ‎______‎ 若溶液紫色褪去,则溶液含有Fe2+;‎ ‎______‎ 若无明显变化,则不含Fe2+‎ 为了探究气体Y的成分,同学乙设计了如下装置(不考虑NO2转化为N2O4)‎ ‎(3)装置乙的作用:__________________________。 ‎ ‎(4)装置丙收集到气体后,通过气泡鼓入空气后,有红棕色气体生成,能否确定气体Y中含NO,说明理由 _____________。 ‎ ‎(5)同学丁为了探究气体Y的组成,将标准状况下224 mL气体Y通入足量的NaOH溶液中,气体被完全吸收,所得溶液再用0.15 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定,消耗20 mL KMnO4溶液。则气体Y中NO、NO2的体积比为________。(已知2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O和NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O) ‎ ‎【解析】(1)将粗铁粒投入某浓度硝酸中,发现反应进行一段时间后,反应开始逐渐加快,可从两个方面答:其一是温度原因,其二是形成原电池。(2)可以选择KSCN来检验三价铁离子,存在三价铁离子时,溶液变红色;亚铁离子具有还原性,可以被高锰酸钾氧化为三价铁离子,导致高锰酸钾褪色。(3)装置乙中NO2与Na2S溶液反应,可看作是先生成硝酸,硝酸再与Na2S溶液反应生成硫单质沉淀,故可验证NO2的存在并除去NO2。(4)由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO。(5)由5N～2Mn,故n(N)=7.5×10-3 mol,设NO、NO2的物质的量分别为x、y mol,则有x+y=10×10-3 mol,2x+(y-x)=7.5×10-3 mol,解得:x=2.5×10-3 mol,y=7.5×10-3 mol,气体Y中NO、NO2的体积比为1∶3。‎ 答案:(1)①反应放热,一段时间后溶液温度升高,反应速率加快;②由于铁中含杂质铜,反应时形成Fe-Cu微型原电池,加快反应速率 ‎(2)‎ 实验 步骤 操作 现象与结论 可能的离子 反应方程式 第1步 若溶液变红色,则溶液含有Fe3+;若无现象,则不含Fe3+‎ Fe3++3SCN-Fe(SCN)3‎ 第2步 另取少量溶液装于试管,向试管里滴加几滴酸性高锰酸钾溶液 ‎5Fe2++‎ Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O ‎(3)验证NO2的存在并除去NO2‎ ‎(4)不能确定,由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO ‎(5)1∶3‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。实验室以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制取的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示(部分夹持装置略)。‎ 已知:室温下,①2NO+Na2O22NaNO2;‎ ‎②3NaNO2+3HCl3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;‎ ‎③酸性条件下,NO或N都能与Mn反应生成N和Mn2+。‎ 完成下列填空:‎ ‎(1)写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式 _____________。 ‎ ‎(2)B中观察到的主要现象是有无色气体产生和____________,D装置的作用是_________________________________________________________ _。 ‎ ‎(3)检验C中产物有亚硝酸钠的方法是 _____________。 ‎ ‎(4)经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置,则该装置中盛放的药品名称是_____________。 ‎ ‎(5)将1.56 g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭________g。 ‎ ‎【解析】(1)装置A中,浓硝酸和木炭在加热条件下反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。‎ ‎(2)装置B中发生的反应是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮:3NO2+H2O2HNO3+NO,硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,所以反应现象为溶液变蓝,铜片溶解;NO在装置C中与Na2O2反应制备NaNO2,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮,防止污染空气。‎ ‎(3)将生成物置于试管中,加入稀盐酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则C中产物有亚硝酸钠。‎ ‎(4)生成碳酸钠是由于二氧化碳和过氧化钠发生反应,生成氢氧化钠是由于水蒸气和过氧化钠发生反应,要避免生成碳酸钠和氢氧化钠,应除去二氧化碳和水蒸气,因此可在B、C装置间增加盛有碱石灰的装置。‎ ‎(5)1.56 g过氧化钠的物质的量是=0.02 mol,则根据2NO+Na2O22NaNO2可知需要NO 0.04 mol。浓硝酸转化为NO,得到3个电子,因此生成0.04 mol NO需要得到0.12 mol电子,碳在反应中失去4个电子,所以需要碳的物质的量是0.12 mol×=0.03 mol,其质量是0.03 mol×12 g·mol-1=‎ ‎0.36 g。‎ 答案:(1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O　(2)铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色　吸收未反应的NO　(3)取样,加入稀盐酸,产生无色气体,遇到空气变为红棕色　(4)碱石灰　(5)0.36‎ 关闭Word文档返回原板块