《试吧》高中全程训练计划化学课练14氮及其化合物.docx
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《试吧》高中全程训练计划化学课练14氮及其化合物
课练14 氮及其化合物
1.下列物质中,是见光易分解的挥发性酸的是( )
A.硝酸B.硫酸C.亚硫酸D.次氯酸
2.下列环境问题与产生的主要原因不相符的是( )
A.“光化学烟雾”主要是由NO、NO2等引起的
B.“臭氧层空洞”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
C.“白色污染”主要是由聚乙烯塑料等引起的
D.“温室效应”主要是由空气中CO2浓度增大引起的
3.在烧瓶中放入铜片和稀硝酸,用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮,反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体,这时的操作应是( )
A.立即接收集容器,用向上排空气法收集
B.待烧瓶中红棕色气体消失后,用向上排空气法收集
C.待烧瓶中红棕色气体消失后,用排水法收集
D.立即用排水法收集
4.有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验:
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透明的液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊
则a、b、c、d、e依次可能是( )
A.O2、NO、HCl、NH3、CO2B.O2、NO、NH3、HCl、SO3
C.NO、O2、NH3、HCl、SO2D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
5.下列各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化的是( )
选项
a
b
c
m
A
氢氧化钠
碳酸钠
碳酸氢钠
二氧化碳
B
硝酸
硝酸铁
硝酸亚铁
铁
C
硫酸铝
氢氧化铝
偏铝酸钠
氢氧化钠
D
氮气
一氧化氮
二氧化氮
氧气
6.下列各组离子在水溶液中能大量共存的是( )
A.I-、ClO-、NO
、H+B.K+、NH
、HCO
、OH-
C.SO
、SO
、Cl-、Na+D.H+、K+、AlO
、HSO
7.某溶液中含有0.3molNaNO3和0.5molH2SO4,向该溶液中加入14.4g金属Mg,充分反应后生成的NO在标准状况下的体积为( )
A.8.96LB.6.72LC.5.6LD.4.48L
8.氨气是重要的化工原料,可用于生产纯碱。
下列是氨气的制取、收集与性质探究实验,请完成下列各题:
(1)实验室制取氨气的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)如图A、B、C三种收集氨气的方法正确的是________。
(3)甲、乙两同学用干燥的圆底烧瓶各收集一瓶氨气,并按图D装置进行喷泉实验。
①简述引发喷泉的实验操作:
________________________________________________________________________。
②甲、乙两同学完成喷泉实验后,甲同学的圆底烧瓶充满溶液,乙同学的圆底烧瓶中只充有一半容积的溶液,他们所得溶液的物质的量浓度依次为c1和c2。
假设溶质都不扩散,则c1________(填“>”、“<”或“=”)c2。
9.含氮化合物是重要的化工原料。
存在如图转化关系:
―→
请回答下列问题:
(1)工业上常用浓氨水检验氯气管道是否泄漏。
①氨气溶于水的过程中存在的平衡有________(用离子方程式表示)。
②向固体氧化钙中滴加浓氨水,可用于实验室制取少量氨气,简述原理。
______________________________________________________。
(2)转化Ⅱ中发生的系列反应,在工业上可以用来制备硝酸,①中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱。
转化Ⅲ中部分反应如下:
NH3+CO2+H2O===NH4HCO3,NH4HCO3+NaCl(饱和)===NaHCO3↓+NH4Cl。
①转化Ⅲ中有NaHCO3沉淀析出的原因是________________________________________________________________________。
②欲测定某工业纯碱样品(杂质不与盐酸反应)中Na2CO3的质量分数,某同学设计方案如下:
准确称取10.00g样品,加入过量的盐酸,充分反应,蒸干、冷却后称量。
反复加热、冷却、称量,直至所称量的固体质量几乎不变为止,此时所得固体的质量为10.99g。
样品中碳酸钠的质量分数为________。
10.
如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观察还原产物的实验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性实验
将铜片置于具支试管的底部,在分液漏斗中加入约5mL浓硝酸,往具支试管中放入约2mL浓硝酸,用排水法收集产生的气体。
(1)写出具支试管中发生反应的化学方程式:
________________________________________________。
(2)实验中观察到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性实验
(3)上述反应完成后,欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性,紧接的简便、合理的实验操作是____________________________________________________________________________。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的实验现象是________(填写序号)。
A.c中收集到无色气体
B.c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C.b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.实验反思
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸的反应,再进行铜与稀硝酸反应的实验,其好处是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
Ⅳ.问题讨论
用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时,发现反应后所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。
对此有两种看法:
①两者颜色不同的原因是由Cu2+浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色,是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述看法________(填“①”或“②”)合理。
若是①合理,说明理由,若是②合理,设计一个简单实验证明:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
1.(2015·北京卷)下列关于自然界中氮循环(如下图)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、氧三种元素也参加了氮循环
2.(2015·北京卷)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
3.(2014·山东卷)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.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D.Fe3O4
4.(2013·全国大纲卷)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和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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5.(2017·上海浦东模拟)汽车排放的尾气中含有NO2,NO2是城市大气污染的主要污染物之一。
在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染。
反应过程为①2NO2―→2NO+2O;②2NO+O2―→2NO2;③O+O2―→O3。
下列有关该反应过程及产物的叙述正确的是( )
A.NO2起催化剂作用B.NO起催化剂作用
C.NO2只起氧化剂作用D.O3与O2互为同分异构体
6.(2017·潍坊期末)下列装置能达到实验目的的是( )
7.(2017·安徽滁州模拟)中学实验中,通常利用如图所示的装置进行喷泉实验,来验证气体的“溶解性”,下列有关说法不正确的是( )
A.用滴管向烧瓶中加入液体后,由于气体的“溶解”,使瓶内压强减小,导致烧瓶内压强小于外界压强,从而形成喷泉
B.选用合适的溶液,CO2也能用于做喷泉实验
C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验
D.用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验,烧瓶中将充满稀硝酸
8.(2017·洛阳一模)如图所示,向一定量的铁粉中加入一定体积12mol·L-1的硝酸并加热,待反应结束时,下列微粒在体系中一定大量存在的是( )
①NO
②Fe3+ ③H+ ④NO ⑤NO2
A.①B.①⑤C.②④⑤D.①②③⑤
9.(2017·海南模拟)用图中装置进行实验,一段时间后,现象与预测不一致的是( )
①中物质
②中物质
实验预测
A
浓氨水
酚酞试液
②中溶液变为红色
B
浓硝酸
淀粉KI溶液
②中溶液变为蓝色
C
浓盐酸
浓氨水
大烧杯中有白烟
D
饱和亚硫酸溶液
稀溴水
②中无明显变化
10.(2017·济南月考)氨气具有还原性,在加热时与氧化铜发生反应的化学方程式为:
2NH3+3CuO
N2+3Cu+3H2O
某化学实验小组拟用下列仪器(可重复使用)证明氨气具有还原性,并检验生成的水。
现提供浓氨水、氧化铜,若需其他试剂可自选。
(连接和固定仪器用的胶管、铁夹、铁架台等装置均略去)
请回答下列问题:
(1)上述仪器从左到右的连接顺序是________(填字母)。
(2)烧瓶中加入的固体试剂可以是________。
①生石灰 ②碱石灰 ③五氧化二磷 ④硫酸铜 ⑤氢氧化钠
(3)装置C中倒扣漏斗的作用是____________________________________________________________________________________________。
(4)需重复使用的仪器是________,其中所选用的相应的固体药品分别是________。
11.(2017·西宁一模)如图所示是某些无机物的转化关系(部分反应物和生成物未列出)。
已知F是一种红褐色沉淀;M、K是常见的金属单质;B是一种有刺激性气味的气体;向C溶液中加入BaCl2溶液,生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。
(1)已知盐X不带结晶水,则X的化学式为______________。
(2)若不考虑损失,G、D和H2O可恰好完全反应生成I,反应时G和D的物质的量之比为________。
(3)足量K与I的稀溶液反应的离子方程式为__________________。
(4)J与NaOH溶液恰好完全反应可生成一种盐。
将该盐的水溶液蒸干灼烧可得到______________(填化学式)。
(5)在0.02mol·L-1的X溶液中,各种离子的浓度由大到小的顺序为____________________。
课练14 氮及其化合物
基础练
1.解析 硝酸不稳定,见光易分解,又易挥发。
答案 A
2.解析 “光化学烟雾”主要是由NOx引起的,“臭氧层空洞”主要是由氟氯烃等引起的,“白色污染”是指由聚乙烯塑料等引起的污染;空气中CO2浓度增大,引起“温室效应”。
答案 B
3.解析 在制取NO过程中,常常会混有NO2气体,要得到纯净的NO,须除去混有的NO2气体。
直接用向上排空气法收集,不能得到纯净的NO气体,A错误;NO中的NO2是由NO和装置内的空气发生反应得到的,由于NO2溶于水且与水反应生成NO和硝酸,故可以立即用排水法收集得到纯净的NO,B、C错误,D正确。
答案 D
4.解析 由a和b混合,气体变成红棕色,可知a和b分别为NO和O2中的一种;b通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,则b为O2,a为NO;c和d混合产生白烟,则c和d分别为NH3和HCl中的一种;c通入少量溴水中溴水变成无色透明的液体,则c为NH3,d为HCl;e通入少量溴水中,溴水变成无色透明的液体,e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,则e可能为SO2。
答案 C
5.解析 氮气与氧气反应生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,但氨气与二氧化氮不反应,D项错误。
答案 D
6.解析 A项,I-、NO
、H+会发生氧化还原反应,ClO-会与H+反应生成HClO,ClO-会与I-发生氧化还原反应;B项,NH
和HCO
都能与OH-反应;D项,AlO
和HSO
都能与H+反应;C项符合题意。
答案 C
7.解析 金属Mg在该溶液中发生反应的离子方程式为3Mg+8H++2NO
===3Mg2++2NO↑+4H2O,根据题中数据可判断Mg和NO
过量,即根据H+为1mol可求出生成的NO为0.25mol,在标准状况下的体积为5.6L。
C项正确。
答案 C
8.解析
(1)在实验室中用氯化铵和熟石灰在加热条件下制取氨气。
(2)氨气的密度比空气小,且极易溶于水,故采用向下排空气法收集。
(3)①要引发喷泉实验,需使圆底烧瓶中压强减小,故可先将胶头滴管中的水挤进烧瓶,然后打开止水夹;②喷泉实验完成后,形成氨水的体积等于烧瓶内溶解的氨气所占的体积,故两种溶液浓度相等。
答案
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)AB
(3)①挤压胶头滴管,打开止水夹 ②=
9.解析
(1)①氨气溶于水的过程中存在的平衡是:
NH3+H2ONH3·H2ONH
+OH-;②氧化钙与水反应放热,生成的氢氧化钙溶于水增大了OH-浓度,氨水中的离子平衡向左移动,使氨气挥发出来。
(3)①混合液中NaHCO3的溶解度最小,溶液达过饱和时会有NaHCO3晶体析出;②设混合物中碳酸钠的质量为x,根据差量法计算:
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑ Δm
106 117-106=11
x 10.99g-10.00g=0.99g
解得x=9.54g,样品中碳酸钠的质量分数为9.54g/10.00g×100%=95.4%。
答案
(1)①NH3+H2O
NH3·H2O
NH
+OH- ②氧化钙与水反应放热,生成的氢氧化钙溶于水,增大了OH-浓度,氨水中的离子平衡向左移动,使氨气挥发出来
(2)4NH3+5O2
4NO+6H2O
(3)①混合液中NaHCO3的溶解度最小,溶液达过饱和时会有NaHCO3晶体析出 ②95.4%
10.解析 Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,实验中具支试管中溶液变蓝,且有红棕色气体产生。
Ⅱ.向分液漏斗中加水将浓硝酸稀释后,可以继续进行铜与稀硝酸反应的实验,这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气,有利于观察铜与稀硝酸的反应产物。
Ⅳ.由于硝酸均过量,铜的质量相同,溶液的体积相同,所以铜无论是与稀硝酸反应,还是与浓硝酸反应,生成的Cu2+的浓度是相同的,看法①是不合理的,可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿,或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生及溶液是否变蓝来证明。
答案
(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)铜片逐渐溶解,溶液变蓝,放出红棕色气体
(3)往分液漏斗中加水稀释浓硝酸,打开活塞,放入稀硝酸
(4)C
(5)利用Cu与浓硝酸反应生成的NO2排出具支试管中的空气,有利于观察Cu与稀硝酸的反应产物
(6)② 往蓝色溶液中通入NO2,溶液变成绿色(或加热绿色溶液,有红棕色气体产生,溶液变成蓝色)
加餐练
1.解析 A项,N2→NH3过程中氮元素由0价变为-3价,被还原,错误;B项,工业合成氨的过程属于人工固氮,正确;C项,1828年,德国化学家维勒首次利用无机物氰酸铵合成了尿素;而含氮的有机物也可以直接分解为无机物,正确;D项,雷电发生时涉及的反应有N2+O2
2NO,2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,HNO3进入土壤,与矿物质结合成硝酸盐;豆科植物也可以将N2合成氮肥,生物体内含有碳元素,所以碳、氢、氧三种元素都参加了氮循环。
答案 A
2.解析 铁与稀硝酸反应生成的无色气体NO易与O2反应转化成红棕色的NO2,A项正确;常温下,铁遇浓硝酸发生钝化反应,表面致密的氧化层阻止了反应的进一步进行,B项正确;对比Ⅰ、Ⅱ中现象,Ⅱ中Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止,是由于浓硝酸的强氧化性使铁表面形成致密的氧化膜,阻止了内层金属与浓硝酸的继续反应,而稀硝酸不能使铁钝化,故稀硝酸的氧化性比浓硝酸的弱,C项错误;在Ⅲ的基础上,Fe、Cu之间连接电流计,可以形成原电池,通过电流计指针的偏转方向可以判断正、负极,进而判断Fe是否被氧化,D项正确。
答案 C
3.解析 根据得失电子守恒,还原剂提供的电子越多,氧化剂硝酸生成的NO的物质的量就越多。
1g题述四种物质能提供的电子的物质的量为:
A项,
×1mol;B项,0;C项,
×1mol;D项,
×1mol(Fe3O4也可以写为Fe2O3·FeO),提供电子的物质的量最多的为FeO。
答案 A
4.解析 本题通过用亚硝酸钠与硫酸铵的饱和溶液共热制取N2,经净化、干燥后与镁单质反应制取氮化镁。
(1)检查装置气密性的方法:
关闭a的活塞,在G中先加少量蒸馏水,用酒精灯微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热,冷却后G中玻璃管内形成一段水柱,则气密性良好。
a的名称是分液漏斗,b的名称是圆底烧瓶。
(2)根据题给信息,结合氧化还原反应原理,此反应为氮元素之间的归中反应,NH
中的负三价氮元素化合价升高,NO
中的正三价氮元素化合价降低,生成氮气,其余元素化合价不变:
2NaNO2+(NH4)2SO4
2N2↑+Na2SO4+4H2O。
(3)实验开始前,仪器内残留有空气,其中所含氧气(或其他气体)会影响氮化镁的制取,需除去,C的作用是除去氧气(及氮氧化物);从C装置出来的气体含有水蒸气,D的作用是除去水蒸气;如果把C和D的位置对调将无法除去水蒸气。
(4)氮气和Mg反应生成氮化镁N2+3Mg
Mg3N2。
(5)利用氮化镁与水反应生成氨气来确定是否有氮化镁生成;利用Mg可与盐酸反应生成氢气来检验是否含有未反应的镁。
实验操作及现象:
取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性气味(把湿润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;弃去上层清液,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。
答案
(1)关闭a的活塞,在G中先加少量蒸馏水,用酒精灯微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热,冷却后G中玻璃管内形成一段水柱,则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶
(2)2NaNO2+(NH4)2SO4
2N2↑+Na2SO4+4H2O
(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
(4)N2+3Mg
Mg3N2
(5)取少量产物于试管中,加入少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性气味(把湿润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;弃去上层清液,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
5.解析 由反应过程①+②得O2→2O,③O+O2→O3,由此可知NO2起催化剂作用,反应过程中NO2既作氧化剂又作还原剂,A正确;B、C错误;O3与O2互为同素异形体,D错误。
答案 A
6.解析 B项,氨气极易溶于水,该装置能发生倒吸,错误;C项,NO与氧气反应,不能用排空气法收集NO,错误;D项,NO2和水反应,不能用排水法收集NO2,选A。
答案 A
7.解析 由于气体溶于水或某种溶液,导致烧瓶中的压强迅速减小,与外界产生足够大的压强差,从而形成喷泉,A项正确;CO2能与NaOH等强碱溶液反应,从而被吸收,也能与外界产生很大的压强差,故能形成喷泉,B项正确;NH3和HCl属于极易溶于水的气体,SO2可以与NaOH溶液等反应,故均能形成喷泉,C项正确;NO2和N2O4与水反应后有NO生成,故液体不能充满烧瓶,D项错误。
答案 D
8.解析 Fe与浓HNO3反应,开始时生成的还原产物是NO2,当铁少量时,还原产物只有NO2;当HNO3过量时,氧化产物是Fe3+;当铁过量时,Fe与Fe3+反应生成Fe2+。
因产物中有硝酸盐,故溶液中一定还有NO
。
答案 B
9.解析 A项,浓氨水具有挥发性,挥发出的NH3溶于水呈碱性,酚酞遇碱变红,正确;B项,浓硝酸具有挥发性,硝酸蒸气溶于水得稀硝酸溶液,具有强氧化性,与KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝,正确;C项,浓盐酸和浓氨水都具有挥发性,挥发出的HCl和NH3相遇生成氯化铵固体小颗粒,装置内有白烟,正确;D项,亚硫酸不稳定,分解产生SO2,SO2
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- 试吧 高中 全程 训练 计划 化学课 14 及其 化合物