氮及其重要化合物题组训练带答案.docx
- 文档编号:8899003
- 上传时间:2023-05-15
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:240.11KB
氮及其重要化合物题组训练带答案.docx
《氮及其重要化合物题组训练带答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《氮及其重要化合物题组训练带答案.docx(33页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
氮及其重要化合物题组训练带答案
氮及其重要化合物题组训练答案
记忆、规律及方法
一、氮的氧化物
(1)氮的氧化物都有毒,其中NO2与N2O4存在下列平衡:
2NO2
N2O4,因此实验测得NO2的平均相对分子质量总大于46。
(2)验证某无色气体是NO的方法:
向无色气体中通入O2(或空气),无色气体变为红棕色,即证明该气体为NO。
(3)NO2既有氧化性又有还原性,以氧化性为主。
NO2能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。
(4)氮的氧化物都是大气污染物。
(5)空气中NO2是造成光化学烟雾的主要因素。
(6)空气中NO、NO2主要来源于煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂等。
二、有关氮的氧化物溶于水的计算
(1)NO2和O2的混合气体溶于水时,由4NO2+O2+2H2O===4HNO3 ①
可知,当体积比V(NO2)∶V(O2)
(2)NO和O2的混合气体溶于水时,其反应是2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO,总反应式为4NO+3O2+2H2O===4HNO3 ②
可知,当体积比V(NO)∶V(O2)
[注意] 4NO2+O2和4NO+3O2从组成上均相当于2N2O5,即①、②两反应式都与N2O5+H2O===2HNO3等效。
这不仅是记忆①②两式的一种好方法,也为上述问题的解法提供了新的解题思路,即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断:
N(N)∶N(O)
三、、
(1)浓、稀硝酸均具有强氧化性,浓度越大,氧化性越强,其还原产物的价态越高。
(2)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红,后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。
(3)常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,故常温下,浓硝酸可用铁桶盛放。
(4)纯净的硝酸是无色的液体,但实验室里的浓硝酸常显黄色,消除黄色的方法是向浓硝酸中通入空气(或O2),发生反应为4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
(5)硝酸几乎能够与所有的金属反应(除Au、Pt外),但不生成氢气;与变价金属反应时,金属能够被氧化为最高价态。
四、
(1)NH3是中学化学中唯一的碱性气体,可在推断题中作为解题的突破口,确定NH3的存在。
(2)氨水的成分是三分子:
NH3、NH3·H2O、H2O;三离子:
NH
、OH-、H+,氨水呈弱碱性。
计算氨水浓度时,溶质视为NH3。
(3)NH4Cl受热易分解:
NH4Cl△NH3↑+HCl↑,NH3和HCl不共存:
NH3+HCl===NH4Cl,但这两个反应不是可逆反应。
五、解硝酸与金属反应计算题的整体思路和计算方法
(1)整体思路
(2)计算方法
①原子守恒法
HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以NO
的形式存在于溶液中;一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量。
②电子守恒法
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。
③离子方程式计算法
涉及HNO3、H2SO4的混合酸与金属反应计算时应采用离子方程式计算。
六、1.实验室制取少量NH3的两种简易方法
(1)加热浓氨水
①反应原理:
NH3·H2O
NH3↑+H2O。
②装置:
见图甲。
(2)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
NH
+OH-,加入固态碱性物质(如CaO、NaOH、碱石灰等),消耗水且使c(OH-)增大,使平衡逆向移动,同时反应放热,促进NH3·H2O的分解。
②装置:
见图乙。
2.喷泉实验成功的关键
(1)盛气体的烧瓶必须干燥;
(2)气体要充满烧瓶;
(3)烧瓶不能漏气(实验前应先检查装置的气密性);
(4)所用气体能大量溶于所用液体或气体与液体快速反应。
七、
(1)牢记1条转化主线
N2
NH3
NO
NO2
HNO3
NH4NO3
(2)理解实验室制取NH3的3个原理
①加热NH4Cl与碱石灰的混合物;②加热浓氨水;③将浓氨水滴加到CaO或NaOH等固体上。
(3)掌握3个化学方程式
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,
C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(4)理解2个守恒在金属与硝酸反应计算中的应用
①原子守恒:
n(HNO3)=n(NOx)+n(NO
)溶液。
②电子守恒:
金属失电子数=HNO3得电子数。
八、
(1)要记住一些对环境有污染的物质,如氮的氧化物、Cl2、NH3、CO、H2S、SO2、粉尘、PM2.5等。
(2)CO2不是大气污染物,温室效应不是环境污染问题,而是气候现象。
(3)我国酸雨主要是硫酸型酸雨,主要是由燃料燃烧产生SO2引起的,防止酸雨产生的根本途径是减少人为污染物的排放。
(4)绿色化学与传统的治理工业“三废”截然不同。
治理工业“三废”是先污染后治理,而绿色化学是从源头上减少和清除工业生产对环境的污染。
九、分类突破环境污染与防治
主要污染物及来源
主要危害
防治措施
大气
污染
①污染物:
硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、固体颗粒
②来源:
化石燃料的燃烧,工业烟尘
①危害人体健康
②破坏建筑物
③影响动、植物生长
④改变气候
①开发新能源,减少化石燃料的燃烧
②对工业尾气进行处理
③立法管理
水
污
染
①污染物:
重金属盐,耗氧有机物,氮、磷化合物等
②来源:
工业废水、生活废水、实验室和医院废水
①污染饮用水、影响人畜健康
②影响植物生长
③形成水华、赤潮,影响水中生物生长
①对废水进行无害化处理后排放
②立法管理
土壤
污染
①污染物:
重金属盐、废塑料、工业废料、建筑垃圾
②来源:
生活垃圾、工厂、建筑、化肥、农药、各种废水
①导致农作物减产和农产品品质降低
②污染地下水和地表水
③影响大气环境质量
①对垃圾回收和分类处理,综合利用
②控制各种污水排放
③立法管理
题组一 氮气及其氧化物的性质
1.(2015·高考北京卷)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
解析:
选A。
A.N2→NH3过程中氮元素由0价变为-3价,被还原。
B.工业合成氨的过程属于人工固氮。
C.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。
D.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C元素,所以碳、氢、氧三种元素都参加了氮循环。
2.(2016·湖北重点高中联考)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。
下列对该反应过程及生成物叙述正确的是( )
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为同分异构体
解析:
选A。
反应过程①+②得O2―→2O,③O+O2―→O3,NO2起催化剂作用,反应过程中NO2还作氧化剂,A项正确,B、C项错误;O3与O2的相对分子质量不相同,不是同分异构体,属同素异形体,D项错误。
题组二 氮的氧化物溶于水的简单计算
3.在一定条件下,将NO2和O2的混合气体12mL通入足量水中,充分反应后剩余2mL气体(同温同压下),则原混合气体中氧气的体积为( )
①1.2mL ②2.4mL ③3mL ④4mL
A.①② B.②③
C.③④D.①④
解析:
选D。
首先分析剩余的2mL气体有两种可能。
如果剩余2mLO2,则V(NO2)=
×(12-2)mL=8mL,则混
合气中的V(O2)=12mL-8mL=4mL。
若剩余的2mL气体是NO,则混合气中的V(O2)=(12mL-2mL×3)×
=1.2mL,D项正确。
4.如下图所示,将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内,充分反应后,试管内残留
体积的气体,该气体与空气接触后立即变为红棕色。
则
m与n的比值为( )
A.3∶2B.2∶3
C.8∶3D.3∶8
解析:
选C。
剩余气体与空气接触立即变为红棕色,说明剩余气体为NO,则可知
体积的NO气体与n体积的氧气恰好完全反应,由4NO+3O2+2H2O===4HNO3得
=
n,即m∶n=8∶3。
5、(教材改编)一个大试管的容积为27mL,收集满二氧化氮气体,把它倒扣在盛满水的水槽里同时通入氧气,一段时间后,量筒里剩余气体体积为2mL。
则通入的O2体积可能是________或________。
[解析] NO2、O2混合气体与水的反应的计算关系式符合下列化学方程式:
4NO2+O2+2H2O===4HNO3。
若剩余的2mL气体为O2,则参加上式反应的NO2和O2的总体积为27mL-2mL=25mL,则原混合气体中,NO2的体积为25mL×
=20mL,O2的体积为27mL-20mL=7mL。
若剩余的2mL气体为NO,该气体由NO2和O2共同反应后剩余了6mL的NO2再单独与水反应而得,则按4NO2+O2+2H2O===4HNO3反应的NO2和O2的总体积为27mL-6mL=21mL,则原混合气体中,O2的体积为21mL×
=4.2mL。
[答案] 7mL 4.2mL
题组三 硝酸的性质与计算
6.(2016·衡水高三调研)铁粉和铜粉的均匀混合物,平均分成四等份,分别加入同浓度的稀硝酸,充分反应,在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO):
编号
①
②
③
④
稀硝酸体积/mL
100
200
300
400
剩余金属/g
18.0
9.6
0
0
NO体积/mL
2240
4480
6720
V
下列计算结果错误的是( )
A.实验①中溶解了8.4gFe
B.原混合物总质量为105.6g
C.硝酸的浓度为4mol/L
D.实验④中V=6720
解析:
选D。
实验①②都有金属剩余,则溶液中金属离子为+2价,实验①中再加入100mL稀硝酸,参加反应的金属的质量为18.0g-9.6g=8.4g,生成NO的体积为4480mL-2240mL=2240mL,NO的物质的量为0.1mol,根据得失电子守恒可知,参加反应的金属的物质的量为
=0.15mol,参加反应的金属的平均摩尔质量为
=56g/mol,故该过程只有Fe参加反应,即实验①中8.4gFe参与反应,A正确;实验②中再加入100mL稀硝酸,参加反应的金属的质量为9.6g,生成NO的体积为6720mL-4480mL=2240mL,NO的物质的量为0.1mol,若该过程只有Cu参加反应,根据得失电子守恒,则Cu的质量为
×64g/mol=9.6g,等于参加反应金属的质量,故该过程只有Cu反应,且Cu恰好完全反应,故加入200mL稀硝酸时,Fe的存在形式是硝酸亚铁,在实验③的基础上再加入100mL稀硝酸,硝酸与溶液中的Fe2+反应生成NO。
原混合物总质量为[(18.0g-9.6g)×2+9.6g]×4===105.6g,B正确;实验①发生反应3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成NO的物质的量为0.1mol,根据方程式可知,参加反应的HNO3的物质的量为0.1mol×4=0.4mol,故HNO3的物质的量浓度为0.4mol/0.1L=4mol/L,C正确;实验③中再加入100mL稀硝酸,硝酸与溶液中Fe2+反应生成NO,则V>6720,D错误。
故答案选D。
7.(2016·哈尔滨高三模拟)在某100mL的混合液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.4mol/L、0.1mol/L,向该混合液中加入1.92g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(不考虑溶液体积变化)是( )
A.0.15mol/L B.0.225mol/L
C.0.30mol/LD.0.45mol/L
解析:
选B。
溶液中同时存在H+和NO
时就能够与Cu发生反应。
该溶液中H+实际为0.06mol,应该根据离子方程式进行计算,正确解答思路为
3Cu+ 8H++ 2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
3823
0.03mol0.06mol0.04molX
根据各物质量的关系可知,H+不足,应根据H+进行计算。
X=3×0.06mol÷8=0.0225mol,
因此,铜离子浓度为
=0.225mol/L。
题组四 硝酸的强氧化性实验探究
8.(2016·长沙雅礼中学模拟)某化学兴趣小组设计了如下实验装置,欲探究铜和浓硝酸的反应是否有NO产生,题中所涉及气体体积均为标准状况下的数据,且忽略反应中溶液体积的变化。
试回答下列问题:
(1)C装置中将铜粉分散在石棉绒中的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
B装置的作用为_____________________________________________________。
(2)在铜和浓硝酸反应前,挤压打气球鼓入空气,经A、B、C反应后,进入D中的气体主要是__________(填化学式),通入该气体的目的是__________________________________________________;进行此步操作时应关闭_____________,打开______________。
(填“k1”“k2”或“k3”)
(3)关闭k1、k2,打开k3,由分液漏斗向装有一定量铜片的D中滴加14mol·L-1浓硝酸10.00mL。
待Cu和浓硝酸反应结束后,再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满。
你认为这样操作的目的是________________________________________________________________________。
(4)若E中发生倒吸,可采取的应急操作是__________________________________________________。
解析:
(2)气球中的空气成分主要是氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等,通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳,通过浓硫酸除去水蒸气,C装置用于除掉空气中的氧气,所以进入D装置的气体主要是氮气;通入氮气的目的是把试管中的空气排尽,避免生成的一氧化氮气体被氧气氧化为二氧化氮,无法验证铜和浓硝酸反应产物中有一氧化氮气体生成;依据气体流向,关闭k3,打开k1、k2,让氮气把试管中的空气赶尽。
(3)关闭k1、k2,打开k3,由分液漏斗向D中滴加浓硝酸,Cu和浓硝酸反应结束后,通过分液漏斗向D中加入CCl4至满,因为氮气和氮氧化物不溶于四氯化碳,可把氮气和生成的气体全部排入E装置。
(4)若E中发生倒吸,可以调节F中量气管的液面高度改变压强,向下调节量气管(注意不能使其中的水溢出),使E中的压强减小,防止液体发生倒吸,或直接关闭k3,不让液体进入D装置。
答案:
(1)增大铜与空气的接触面积,有利于除去空气中的氧气 既能干燥气体,防止加热时仪器炸裂,同时直立于水面的玻璃管平衡内外气压,能显示实验过程中是否存在堵塞,防止发生危险
(2)N2 赶尽装置中的空气(氧气),防止可能生成的NO与O2反应而影响实验结论 k3 k1、k2
(3)将反应产生的气体全部赶出,使其与E中水完全反应
(4)及时关闭k3(或将F中的量气管向下移动,但不能让其中的水溢出)
9.某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。
实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。
由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:
浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知:
氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是________________________________________________________________________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后________________________________________________________________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)装置②的作用是________________________________________________________________________,
发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。
甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。
同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。
这些方案中可行的是________(选填序号字母)。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
解析:
本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。
(1)先根据装置特点和实验目的来分析各装置中应盛放何种物质;装置④中盛放浓HNO3以验证浓HNO3将NO氧化成NO2,NO2由装置⑥(NaOH溶液)来吸收;装置③应盛放稀硝酸以验证稀HNO3不能氧化NO,NO不能被NaOH溶液吸收,所以由装置⑤来收集,装置②中应盛放水,以使NO2变为NO。
(2)由于装置中的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,之后要将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内,以防止反应产生的NO气体逸出。
(5)NO被氧化后生成红棕色的NO2,所以可从气体是否变为红棕色来证明浓、稀HNO3是否氧化了NO。
(6)方法一:
将溶解的NO2赶走(方案a、c)再观察颜色是否变化;方法二:
配制一饱和Cu(NO3)2溶液与该溶液比较颜色;方法三:
在饱和的纯Cu(NO3)2溶液中通入NO2气体(方案d)观察颜色是否变化;方法四:
稀释该溶液(方案b),但该法使Cu(NO3)2稀释的同时也与NO2反应,所以不可行。
答案:
(1)3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2+H2O===2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方的气体仍为无色,装置④中液面上方的气体由无色变为红棕色
(6)acd
10、(2016·三门峡高三模拟)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·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60mL B.45mL
C.30mLD.15mL
[解析] 由题意可知:
HNO3
HNO3,则Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等,即n(Cu)=2n(O2)=2×
=0.15mol。
根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:
n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3mol,则V(NaOH)=
=0.06L=60mL。
[答案] A
11、“19.2g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,这些气体与一定量O2(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。
”请问需要标准状况的O2多少升?
答案:
根据电子转移关系,铜失去的电子最终被氧气所得,则有关系式2Cu~O2,O2的体积为19.2g÷64g/mol÷2×22.4L/mol=3.36L。
题组五 氨和铵盐的性质
12.(2016·盐城中学开学考试)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。
下列说法正确的是( )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.图中所涉及的盐类物质均可发生水解反应
D.NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应
解析:
选D。
NaHCO3不是化肥,A错误;Na2CO3热稳定性很好,受热时不分解,B错误;图中所涉及的盐类物质中NaCl不发生水解反应,C错误;NH3具有还原性,NO2具有氧化性,二者在一定条件下可以发生氧化还原反应,D正确。
13.(2016·沈阳高三模拟)如下图,利用培养皿探究氨气的性质。
实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。
下表中对实验现象所做的解释正确的是( )
选项
实验现象
解释
A
浓盐酸附近产生白烟
NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B
浓硫酸附近无明显现象
NH3与浓硫酸不发生反应
C
氯化物溶液变浑浊
该溶液一定是AlCl3溶液
D
干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝
NH3是一种可溶性碱
解析:
选A。
NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体;NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等;
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 及其 重要 化合物 组训 答案