高考化学复习专题08氮及其化合物高考化学备考学易黄金易错点.docx
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高考化学复习专题08氮及其化合物高考化学备考学易黄金易错点
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1.将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积变为11.2L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为( )
A.NO2 B.N2O3
C.N2OD.N2O4
2.针对实验室制取氨气,下列说法不正确的是( )
A.发生装置可与用KClO3制取O2的装置相同
B.可用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气
C.氨气的验满可以用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒放于试管口附近
D.所用的铵盐不是NH4NO3,是因为NH4NO3受热易爆炸
3.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.用滴管加入液体后,由于气体的“溶解”,使瓶内压强减小,导致瓶内压力小于外界压力,从而形成喷泉
B.CO2选用合适的溶液也能做喷泉实验
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
4.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60mLB.45mL
C.30mLD.15mL
5.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B.从Z导管出来的气体中无二氧化碳
C.洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡
D.在Z导管口有红棕色气体出现
6、1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应,当铜粉完全反应时收集到气体1.12L(标准状况)。
则消耗硝酸的物质的量是( )
A.0.12molB.0.11mol
C.0.09molD.0.08mol
7、0.03mol铜完全溶于硝酸,共产生0.05molNO、NO2、N2O4混合气体。
该混合气体的平均相对分子质量可能是( )
A.30 B.46 C.58 D.66
8.同温同压下,在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体,它们是①NO和NO2,②NO2和O2,③NH3和H2。
现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3,则下列关系正确的是( )
A.V1>V2>V3B.V1>V3>V2
C.V2>V3>V1D.V3>V1>V2
9.右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是( )
A.烧瓶中立即出现白烟
B.烧瓶中立即出现红棕色
C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性
D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体
10.工业废气中的氮氧化物是主要污染源,为了治理污染,工业上常通入NH3,发生NOx+NH3―→N2+H2O反应来治理污染。
现有NO、NO2混合气体3L,用同温同压下3.5LNH3使其恰好完全转化为N2,则混合气体中NO、NO2的物质的量之比为(不考虑NO2的聚合)( )
A.1∶1 B.2∶1 C.1∶3 D.1∶4
4.【解析】
答案:
B
易错起源1、氮的主要氧化物及其有关计算
例1、将30mLNO2和O2的混合气体通入倒置于水槽且装满水的量筒中,充分反应后,量筒内剩余5mL气体,则原混合气体的体积组成是( )
A.NO2:
17mL;O2:
13mL
B.NO2:
27mL;O2:
3mL
C.NO2:
15mL;O2:
15mL
D.NO2:
25mL;O2:
5mL
【解析】解本题的关键是先思考最终剩余的气体成分可能是什么,然后再解答。
(1)若5mL是O2,则设参与反应的O2的体积为x:
4NO2+2H2O+O2===4HNO3
4xx
4x+x=(30-5)mL,解得x=5mL,体积组成为:
V(NO2)=20mL,V(O2)=5mL+5mL=10mL。
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子,若上述两种气体与O2混合通入水中时,O2得电子,且得失电子数必然相等,这是电子守恒法解答此类题目的依据。
易错起源2、氨气的实验室制法及喷泉实验
例2.某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究,回答下列问题。
(1)若用装置a制取NH3,其反应的化学方程式为__________________________;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是________(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是__________________________________。
(2)若用装置b制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是________,分液漏斗中装的试剂是________,收集装置应选择________(填装置序号)。
证明氨气已收集满的操作是
____________________________。
(3)若用下列各种试剂组合(其他条件相同)进行制取氨气的对比实验,测出氨气的体积(氨气体积/mL,标准状况)如表所示:
试剂组合
6.0gCa(OH)2(s,过量)
6.0gNaOH(s,过量)
6.0gCaO(s,过量)
5.4gNH4Cl(s)
①1344
②1568
③1792
5.4g
(NH4)2SO4(s)
④1364
⑤1559
⑥1753
从表中数据分析,实验室制氨气的产率最高的是____________;其原因是____________________________________。
1.氨气的实验室制法
(1)加热固态铵盐和碱的混合物
一般加热NH4Cl和Ca(OH)2的混合物:
2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。
①装置:
“固体+固体气体”(与用KClO3或KMnO4制O2的装置相同)。
②收集:
只能用向下排空气法。
③干燥:
用碱石灰(NaOH和CaO固体的混合物)。
④检验:
①用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,若试纸变蓝色,说明氨已收集满了;②将蘸有浓盐酸的玻璃棒置于试管口,若有白烟产生,说明已收集满了。
⑤环保措施:
收集时,一般在管口塞一团用水或稀H2SO4浸湿的棉花球,可减小NH3与空气的对流速度,收集到纯净的NH3,同时也可避免污染空气。
(2)加热浓氨水
①反应原理:
NH3·H2ONH3↑+H2O。
②装置:
(3)浓氨水中加固态碱性物质
①反应原理
浓氨水中存在以下平衡:
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-,加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等),使平衡逆向移动,同时反应放热,促进NH3·H2O的分解。
②装置:
2.喷泉实验原理
(1)喷泉形成的原理
容器内外存在较大的压强差,在这种压强差的作用下,液体迅速流动,通过带有尖嘴的导管喷出,即形成喷泉。
(2)使容器内外产生较大的压强差的两类情况
①容器内气体极易溶于水或容器内气体易与溶液中的溶质发生化学反应。
因此当外部的水或溶液接触容器内气体时,由于气体大量减少,从而使容器内气压迅速降低,在外界大气压作用下,外部液体迅速进入容器,形成喷泉。
气体与吸收剂形成喷泉的几种情况:
气体
HCl
NH3
CO2、Cl2、H2S、SO2
NO2、O2
吸收剂
水、NaOH溶液
水、盐酸
NaOH溶液
H2O
②由于液体受热挥发(如浓盐酸、浓氨水、酒精等)或发生化学反应,使容器内产生大量气体,压强迅速增大,促使容器内液体迅速向外流动,也能形成喷泉,如泡沫灭火器。
喷泉实验成功的关键
(1)气体在吸收液中被吸收的既快又多,如NH3、HCl用水吸收,CO2、SO2用NaOH溶液吸收等。
(2)装置的气密性要好。
(3)烧瓶内气体纯度要大。
易错起源3、金属与硝酸的反应
例3.物质的量之比为2∶5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是( )
A.1∶4B.1∶5
C.2∶3D.2∶5
1.金属与硝酸反应一般不产生H2,且浓HNO3一般被还原为NO2,稀HNO3被还原为NO,随着反应进行很稀的HNO3有可能被还原为N2O,甚至NH4NO3,硝酸在反应中体现氧化性和酸性。
2.铁与硝酸反应要考虑Fe的用量,若Fe不足则生成
Fe(NO3)3,若Fe过量则生成Fe(NO3)2。
3.铜与浓HNO3反应,若Cu过量,开始时HNO3的还原产物为NO2,随着反应进行浓HNO3变稀,HNO3的还原产物为NO,最终应得到NO2和NO的混合气体。
4.硝酸与FeO反应实质是HNO3氧化Fe2+。
5.离子共存判断中的NO3-若在H+条件下NO3-会体现出强氧化性;不能与Fe2+、S2-、I-、SO32-、Br-等离子共存。
6.金属与HNO3的反应运用“守恒法”求解,一般类型有:
(1)电子守恒
金属失电子数=生成气体时HNO3得电子数。
(2)物料守恒
耗HNO3的量=盐中NO3-的量(表现酸性的HNO3)+气体中的N原子(被还原的HNO3)的量。
(3)电荷守恒
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有:
c(NO3-)=c(H+)+n×c(Mn+)(Mn+代表金属离子)。
(1)NO3-在酸性条件下显示强氧化性,在中性或碱性溶液中不具有强氧化性。
(2)HNO3的氧化性与浓度有关,浓HNO3的氧化性强于稀HNO3,但金属与HNO3反应时浓度越大,耗酸越多,产生的污染性气体也多。
1.氮元素在地球上含量丰富,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
下列叙述与氮元素的循环无关的是( )
A.工业合成氨的过程是固氮的过程
B.自然界中,氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物
C.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气做保护气
D.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收
2.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。
下列实验事实与硝酸性质不相对应的一组是( )
A.浓硝酸使紫色石蕊试液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B.不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C.要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D.能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性
3.某无色透明的混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。
现将此混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。
下列对于原混合气体成分的判断中正确的是( )
A.肯定有SO2、O2和NO
B.肯定没有Cl2、O2和NO2
C.可能有Cl2和O2
D.肯定只有NO
4.氨气溶于水得到氨水,氯气溶于水得到氯水,下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是( )
A.“两水”都是混合物,溶液中含有的粒子种类、数目相同
B.“两水”都有刺激性气味,都能漂白有机色素
C.“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡
D.“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质
5.下列制备气体的实验设计中错误的是( )
选项
A
B
C
D
药品
NH4Cl
与Ca(OH)2
石灰石和
稀盐酸
稀硝酸
和铜片
KMnO4
与浓盐酸
装置
6.将3.2gCu跟30.0mL10.0mol·L-1的HNO3溶液充分反应,还原产物有NO和NO2,若反应后溶液中有amolH+,则此时溶液中含NO的物质的量为( )
A.0.5amol B.(0.1+a)mol
C.0.1amolD.2amol
7.
在如图所示的装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴定管内盛放某种液体。
挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )
A.CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉
B.NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C.H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉
D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
8.无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。
将100mL气体甲经过下图实验处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则气体甲的组成可能为( )
A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2
9.如图是三种稀酸对Fe-Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的是( )
A.稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是:
Fe+6HNO3(稀)===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
C.Cr含量大于13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
D.随着Cr含量增加,稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱
10.在如图所示装置中加入一定的铁粉,分液漏斗中加入一定体积浓度为12mol·L-1的HNO3,加热并打开分液漏斗的活塞,使其充分反应后,下列微粒在该装置中一定大量存在的是( )
①NO ②Fe3+ ③H+ ④NO ⑤NO2
A.①B.①⑤
C.②④⑤D.①②③⑤
11.将充有nmLNO和mmLNO2气体的试管倒立于盛水的水槽中,然后通入nmLO2。
气体体积均在同温同压下测定,且m>n,则充分反应后,试管中气体在同温同压下的体积为( )
A.(m-n)/3mLB.(n-m)/3mL
C.(4m-1)/13mLD.3/(m-n)mL
12.室温时,两个容积相同的烧瓶中分别盛有M和N两种气体(同温同压),取下弹簧夹A,使两烧瓶内的气体接触(如图),容器内的压强由大到小的顺序是( )
编号
①
②
③
④
气体M
H2S
H2
NH3
NO
气体N
SO2
Cl2
HCl
O2
A.①②③④B.②④①③
C.④①②③D.①④③②
13.X、Y、Z、W均为气体单质,A、B、C均为无色气体化合物,D、E均为白色固体,F在通常情况下为无色无味的液体,它们有如下的转化关系:
请回答下列问题:
(1)Y分子的电子式为________,F中的化学键类型为________。
(2)C的化学式为________。
(3)B在F中的反应可以表示为____________________________。
(4)写出反应①的化学方程式:
___________________________。
14.某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化。
(1)写出实验室制NH3的化学方程式___________________,
还可以用______________(填试剂名称)制备NH3。
(2)氨催化氧化的化学方程式为________。
(3)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入_______;若取消3,在4中仅观察到大量白烟,原因是__________________。
(5)为实现氨的催化氧化,也可用装置5替换装置________(填装置代号);化合物X为_______(只写一种),Na2O2的作用是_______。
15.铜与稀硝酸反应产生NO,NO又被氧化成NO2,对实验观察无色NO有干扰,过多的NO、NO2又会污染环境。
改进实验的设计符合绿色化学的思想。
某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验,以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c。
其目的是__________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是__________________。
再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是______________。
(3)表中是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是________,理由是________________________________。
方案
反应物
甲
Cu、浓硝酸
乙
Cu、稀硝酸
丙
Cu、O2、稀硝酸
(4)该兴趣小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2,操作步骤为_____________________________,
实验现象为___________________________________________;
但此实验的不足之处是________________________________。
16.某课外活动小组设计了以下实验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。
其实验流程图如下:
(1)测定硝酸的物质的量反应结束后,从如图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液,用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。
在B容器中生成硝酸的物质的量为______mol,则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为________mL。
(2)测定NO的体积
①从如图所示的装置中,你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验,选用的理由是___________________________。
②选用如图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是________(填各导管口编号)。
③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置________(填“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
(3)气体成分分析
若实验测得NO的体积为112.0mL(已折算到标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中________(填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是___________________________________________。
12.【答案】B
【解析】四种情况混合气体均发生反应:
①2H2S+SO2===3S↓+2H2O,②H2+Cl2===2HCl,③NH3+HCl===NH4Cl,④2NO+O2===2NO2,设起始各气体均为2体积,反应后①、②、③、④种情况剩余的气体体积分别为1、4、0、3,根据阿伏加德罗定律的推论可知,容器内压强由大到小的顺序为:
②④①③。
念是原料利用率高,不产生污染,分析三个方案,可看出,甲方案用硝酸最多,产生有毒气体NO2,乙方案产生有毒气体NO,丙方案用硝酸最少,不产生有毒气体;(4)若证明KMnO4、Cl2、Br2的氧化性,利用KMnO4和浓盐酸反应产生Cl2,将Cl2通入KBr溶液中,根据反应及现象,可得出结论。
但此装置没有尾气吸收装置,多余的Cl2会污染空气。
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