2020届一轮复习人教版氮及其化合物作业(2)

2020届一轮复习人教版氮及其化合物作业(2)

氮及其化合物 ‎1．在下列反应中，硝酸既表现氧化性又表现酸性的是(　　)‎ A．FeO和HNO3‎ B．Al(OH)3与HNO3‎ C．H2S和HNO3‎ 解析：A　[硝酸既表现出酸性又表现出氧化性的典型特征是既有硝酸盐的生成又有氮元素的较低价化合物的生成。对照四个选项，A符合题意；B只起酸的作用；C只起氧化剂的作用；D只作为反应物。]‎ ‎2．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解。再加入下列固体粉末：①FeCl2；②Fe2O3；③Zn；④KNO3，铜粉可溶解的是(　　)‎ A．①②　　　　　　　　　　 B．②④‎ C．②③ D．①④‎ 解析：B　[①因铜不如铁活泼，则铜不能与FeCl2反应，①错误；②因Fe2O3能与稀硫酸反应：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，Fe2(SO4)3能与铜粉反应：Fe2(SO4)3＋Cu===2FeSO4＋CuSO4，铜粉溶解，②正确；③Zn、Cu、H2SO4形成原电池，加快了反应，但发生的化学反应为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，Zn溶解，③错误；④根据铜与稀硝酸反应，由该反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，Cu遇到H＋、NO能发生氧化还原反应，④正确。]‎ ‎3．‎38.4 g铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到气体‎22.4 L(标准状况)，反应消耗的硝酸可能是(　　)‎ A．1.0 mol B．1.6 mol C．2.2 mol D．2.4 mol 解析：C　[由关系式Cu＋2HNO3(酸)～Cu(NO3)2，HNO3(氧化剂)～NO2(或NO)，可知反应消耗的HNO3的物质的量为×2＋＝1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。]‎ ‎4．Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物，这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3和NaNO2的混合溶液，反应过程及有关数据如下图所示：‎ 下列有关判断正确的是(　　)‎ A．若铜片为‎51.2 g，则生成0.2 mol NaNO3‎ B．常温下，Cu遇浓硝酸发生钝化，不可能发生上述反应 C．标准状况下收集的氮氧化物为‎20.16 L D．反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物，也是还原产物 解析：A　[分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化，即Cu→Cu2＋，HNO3→NaNO2,‎51.2 g Cu为0.8 mol，共失电子0.8 mol×2＝1.6 mol，由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得1.6 mol电子，故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol，由Na原子守恒可知另一种产物NaNO3为0.2 mol，A正确；常温下，Cu能与浓硝酸反应，B错误；部分NO2会转化为N2O4，而N2O4在标准状况下不是气体，C错误；反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物，D错误。]‎ ‎5．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL，平均分成两等份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解‎19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气 体)。 向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果错误的是(　　)‎ A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气 B．原混合酸中NO物质的量为0.4 mol C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4‎ D．取20 mL原混合酸加水稀释至‎1 L后溶液的pH＝1‎ 解析：D　[向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解‎19.2 g，消耗0.3 mol铜，据得失电子守恒计算可得生成0.2 mol NO；向另一份中逐渐加入铁粉，铁粉先跟氧化性强的硝酸反应生成NO，由图可知该反应消耗铁的物质的量是0.2 mol，根据得失电子守恒，生成的NO也是0.2 mol，此时硝酸根离子已经反应完，据氮原子守恒可知原HNO3的物质的量为0.4 mol，B项正确；AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气，OA 段产生NO，A项正确；第二份溶液中最终溶质为FeSO4，C项正确；OA段和BC段共消耗H＋ 1.0 mol，则原溶液中H＋为2.0 mol，取20 mL原混合酸加水稀释至‎1 L后溶液中c(H＋)＝0.2 mol/L，即pH＝0.7，D项错误。]‎ ‎6．某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。‎ ‎(1)碳与浓硝酸反应的化学方程式为__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 甲同学的实验应该在　________　中进行，才符合化学实验安全性的要求。‎ ‎(2)乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得，所以他认为甲同学观点是错误的，他的理由是4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O，所以他认为应该检验　________　(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“‎0 ℃‎时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。‎ ‎(3)为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是(填写数字序号)　________　。‎ ‎①将木炭与浓硝酸一同放在装置中加热　②先加热木炭，再将木炭投入冷浓硝酸　③先加热木炭，再加入冷浓硝酸　④先加热浓硝酸，然后将木炭投入其中 ‎(4)请用平衡移动原理解释B装置的作用　________________________　(结合方程式与文字表述)。‎ ‎(5)C装置中出现的现象是　________　，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO形式存在，写出生成该离子的离子方程式　________　。‎ 解析：(1)因为此实验会生成有毒气体NO2，且不在密闭体系中进行，所以应在通风橱中进行；(2)抓住信息“证明碳与浓硝酸反应”由C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O可知只要检验CO2即可；(3)首先对浓硝酸加热看浓硝酸是否分解产生NO2，然后加入木炭，进行对比实验；(5)C中NO是由NO2与O2反应生成的，配平即可。‎ 答案：(1)C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O　通风橱 ‎(2)CO2‎ ‎(3)④‎ ‎(4)常温下存在平衡体系：2NO2N2O4，降低温度N2O4液化，平衡右移，可除去混合气体中的NO2‎ ‎(5)C中溶液变浑浊(或产生白色沉淀)　4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O ‎7．NaNO2在漂白、电镀和金属处理等方面有重要应用。‎ ‎(1)将等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中便可制得NaNO2，写出离子方程式：____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在酸性条件下，当NaNO2与KI按物质的量1∶1恰好完全反应，且I－被氧化为I2时，产物中含氮的物质为　________　(填化学式)。‎ ‎(3)亚硝酸(HNO2)是与醋酸酸性相当的弱酸，很不稳定，通常在室温下立即分解。要得到稳定的HNO2溶液可以往冷冻的浓NaNO2溶液中加入或通入某种物质，下列物质不适合使用的是　________　(填字母)。‎ a．稀硫酸 b．二氧化碳 c．二氧化硫 d．磷酸 ‎(4)工业废水中的NO可用铝粉除去。已知此反应体系中包含Al、NaAlO2、NaNO2、NaOH、NH3、H2O六种物质，将此反应中氧化剂和还原剂的化学式及其配平后的系数分别填入下列空格中：　________　＋　________　，上述反应后废水的pH将　________　(填“上升”、“下降”或“不变”)。若改用电解法将废水中的NO转化为N2除去，N2将在　________　(填电极名称)生成。‎ ‎(5)若工业废水中的NO的浓度约为1.0×10－4 mol·L－1，取工业废水5 mL于试管中，滴加2滴0.1 mol·L－1的硝酸银溶液，能否看到沉淀？　________　(计算说明)。[已知1 mL溶液以20滴计；Ksp(AgNO2)＝2×10－8]‎ 解析：(1)根据信息：等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中便可制得NaNO2，即NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O。‎ ‎(2)碘离子被氧化为碘单质时，所有的碘元素化合价升高了2价，消耗碘离子2 mol，亚硝酸钠中氮元素化合价是＋3价，2 mol的亚硝酸钠得到2 ‎ mol电子时，则需氮元素的化合价降为＋2价，所以产物中含氮的物质为NO。‎ ‎(3)浓NaNO2溶液中通入二氧化碳，会发生反应生成碳酸钠，在酸性条件下会发生化学反应；如果通入二氧化硫，会被亚硝酸氧化为硫酸，即二氧化硫具有还原性，亚硝酸具有氧化性。‎ ‎(4)亚硝酸钠具有氧化性，金属铝具有还原性，碱性条件下，二者发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和一水合氨，反应方程式为2Al＋NaNO2＋NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋NH3·H2O；该反应中氢氧根离子参加反应，导致溶液中氢氧根离子浓度减小，则溶液的pH减小：用电解法将废水中NO转换为N2除去，根据电解池的阴极上发生得电子的还原反应，所以N2将在阴极产生。‎ 答案：(1)NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O ‎(2)NO　(3)bc　(4)NaNO2　2Al　下降　阴极 ‎(5)2滴溶液所含有的Ag＋：n(Ag＋)＝×10－‎3 L×0.1 mol·L－1＝1.0×10－5 mol，则c(NO)·c(Ag＋)＝1.0×10－4 mol·L－1× mol·L－1＝2.0×10－7>Ksp(AgNO2)＝2×10－8，则说明能看到有沉淀生成 ‎8．硝酸是极其重要的化工原料，工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸：‎ ‎(1)工业上用水吸收NO2生产HNO3，生成的气体经多次氧化、用水吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式：___________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3，某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)：‎ ‎①检查装置气密性良好后，为观察到NO气体生成，打开K1，关闭K2，应从U形管的长管口注入稀硝酸至　________　后，迅速关闭K1，观察到U形管内的现象是____________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为___________________________________。‎ ‎③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是_____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)NO2经多次氧化、用水吸收的循环操作，充分转化为硝酸的化学方程式为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。(2)根据实验目的和所放置的试剂可以推断，装置Ⅰ的作用是制备NO，装置Ⅲ的作用是制备O2，装置Ⅱ的作用是证明NO也可以与氧气和水共同作用生成HNO3。①注入稀硝酸应至U形管右侧胶塞下沿，迅速关闭K1后，U形管左端液面高于右端，铜丝慢慢溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝。②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是吸收氮的氧化物，防止污染环境。‎ 答案：(1)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎(2)①U形管右侧胶塞下沿　U形管左端液面高于右端，铜丝慢慢溶解，产生无色气体，溶液逐渐变蓝(至少答三点)‎ ‎②2H2O22H2O＋O2↑‎ ‎③吸收氮的氧化物，防止污染环境 ‎9．党的十九大报告中非常关注大气治理，氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一。工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物，假设不含N2O4)，常见处理方法如下：‎ ‎(1)可用氨催化吸收法处理NOx，反应原理：‎ ‎4xNH3＋6NOx(2x＋3)N2＋6xH2O 某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如图。‎ ‎①装置A中发生反应的化学方程式为______________________________________。‎ ‎②装置D中碱石灰的作用是___________________________________________。‎ ‎(2)用Na2CO3溶液吸收法处理NOx。已知：NO不能与Na2CO3溶液反应。‎ NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2　(Ⅰ)‎ ‎2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2　(Ⅱ)‎ ‎①当NOx被Na2CO3溶液完全吸收时，x的值不可能是　________　(填序号)。‎ A．1.9 B．1.7‎ C．1.5 D．1.3‎ ‎②用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx，每产生‎22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时，吸收液质量就增加‎44 g，则NOx中的x值为　________　。‎ 解析：(1)①氯化铵与硝石灰反应生成氯化钙、氨气和水，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。②装置D中碱石灰的作用是为了除去气体中含有的水蒸气。‎ ‎(2)①NO不能被单独吸收，NO和NO2混合气体被Na2CO3溶液完全吸收的条件是满足n(NO2)∶n(NO)≥1，当n(NO2)∶n(NO)＝1时x的值最小，x最小值为1＋0.5＝1.5，因为混有NO，所以x的最大值<2，x的取值范围为1.5≤x<2。‎ ‎②设由NO2与纯碱反应产生的CO2为a mol，由NO和NO2与纯碱反应产生的CO2为b ‎ mol，‎ ‎2NO2＋Na2CO3===NaNO2＋NaNO3＋CO2　Δm＝‎‎48 g ‎　　　　　　 　　　　　　　 　a　　‎‎48 a NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2　Δm＝‎‎32 g ‎ 　　　　　　　　　　　　　　　b　　　32b a mol＋b mol＝，‎48 g·mol－1×a mol＋‎32 g·mol－1×b mol＝‎44 g，解得a＝0.75、b＝0.25，n(NO2)＝0.75 mol×2＋0.25 mol＝1.75 mol，n(NO)＝0.25 mol，x＝＝＝1.875。‎ 答案：(1)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O　②除去气体中含有的水蒸气　(2)①D　②(或1.875)‎ ‎10．开发清洁能源、践行低碳生活等措施对构建生态文明社会具有重要的意义。‎ ‎(1)通过氮氧化物传感器可监测空气中氮氧化物的含量，其工作原理如图所示，‎ 则NiO电极的电极反应式为_______________________________________________________。‎ ‎(2)用氨气可除去硝酸工业烟气中的氮氧化物，该流程中发生的主要反应有：‎ ‎4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 627.2 kJ·mol－1　①‎ ‎6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)‎ ΔH＝－1 807.0 kJ·mol－1　②‎ ‎6NO2(g)＋8NH3(g)7N2(g)＋12H2O(g)　ΔH＝－2 659.9 kJ·mol－1　③‎ 反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)的ΔH＝　________　kJ·mol－1。‎ ‎(3)甲醇(CH3OH)是一种新型燃料，CO2与H2在一定条件下反应可生成甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。改变温度时，该反应中的所有物质都为气态，起始温度、体积相同(T‎1 ℃‎、‎2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表：‎ 反应时间 CO2/mol H2/mol CH3OH/mol H2O/mol 反应Ⅰ恒温恒容 ‎0 min ‎2‎ ‎6‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎10 min ‎4.5‎ ‎20 min ‎1‎ ‎30 min ‎1‎ 反应Ⅱ绝热恒容 ‎0 min ‎0‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎2‎ ‎①达到平衡时，反应Ⅰ、Ⅱ对比：平衡常数K(Ⅰ)　________　K(Ⅱ)(填“>”“<”或“＝”下同)；平衡时CH3OH的浓度c(Ⅰ)　________　c(Ⅱ)。‎ ‎②对反应Ⅰ，前10 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝　________　，在其他条件不变下，若30 min时只改变温度为T‎2 ℃‎，再次平衡时H2的物质的量为3.2 mol，则T1　________　T2(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎③若30 min时只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡　________　移动(填“正向”“逆向”或“不”)。‎ 解析：本题考查化学反应原理知识，意在考查考生运用所学知识分析解决社会热点问题的能力。‎ ‎(1)NiO电极放出NO2，NO被氧化，因为固体电解质中O2－可发生迁移，故电极反应为NO－2e－＋O2－===NO2。(2)①、②两个反应与目标反应相关，用反应①减去反应②即得目标反应，该反应的ΔH＝－1 627.2 kJ·mol－1－(－1 807.0 kJ·mol－1)＝＋179.8 kJ·mol－1。(3)①反应Ⅰ恒温恒容，从正向反应建立平衡；反应Ⅱ绝热恒容，从逆向反应建立平衡。该反应的正反应是放热反应，故逆反应是吸热反应，反应Ⅱ中体系温度降低，相对于反应Ⅰ平衡正向移动，故反应Ⅱ的平衡常数大，平衡时CH3OH的浓度大。②反应Ⅰ前10 min内，v(H2)＝‎ ＝0.075 mol·L－1·min－1，v(CH3OH)＝v(H2)＝0.025 mol·L－1·min－1。20 min和30 min时CH3OH的物质的量都是1 mol，说明反应达到了平衡，此时n(H2)＝3 mol。只改变温度为T‎2 ℃‎，再次平衡时H2的物质的量为3.2 mol，说明平衡逆向移动，温度升高，故T1

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