高考化学总复习对对练考点20　氧硫氮及其化合物

高考化学总复习对对练考点20　氧硫氮及其化合物

考点20　氧、硫、氮及其化合物 命题角度1氧、硫及其化合物答案P41　‎ 高考真题体验·对方向 ‎1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。‎ ‎(1)(2019全国Ⅲ·7C)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放(　　)‎ ‎(2)(2019江苏·7B)利用SSO3H2SO4实现物质间的转化(　　)‎ ‎(3)(2019全国Ⅲ·9A)配制稀硫酸时,先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水(　　)‎ ‎(4)(2019天津·5C)用如图装置除去SO2中的少量HCl(　　)‎ ‎(5)(2019江苏·3A)二氧化硫具有氧化性,所以可用于漂白纸浆(　　)‎ ‎(6)(2019海南·7A)将SO2通入溴水中证明SO2具有漂白性(　　)‎ ‎(7)(2019浙江·7C)Ba2+浓度较高时危害健康,但BaSO4可服入体内,作为造影剂用于X-射线检查肠胃道疾病(　　)‎ ‎(8)(2019江苏·9B)下述变化可以实现:FeS2SO2H2SO4(　　)‎ 答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√‎ ‎(8)×‎ 解析 (1)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成但不能减少温室气体的排放,错误;(2)S在O2中点燃生成SO2,不生成SO3,错误;(3)配制稀硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯内壁注入水中,并不断搅拌,错误;(4)NaHSO3吸收HCl,生成SO2,SO2与NaHSO3不反应,且SO2在NaHSO3溶液中的溶解度很小,正确;(5)SO2漂白纸浆不是因为其具有氧化性,错误;(6)SO2使溴水褪色是因为发生化学反应SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4,该反应说明SO2具有还原性,错误;(7)BaSO4难溶于强酸溶液,且不透过X-射线,正确;(8)SO2与H2O反应生成H2SO3,错误。‎ ‎2.[2019全国Ⅰ·28(1)]下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是(　　)‎ A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以 B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸 C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1‎ D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸 答案 D　‎ 解析 酸性强弱与酸的电离程度有关。A项利用强酸制弱酸反应原理,可知H2SO3的酸性强于H2CO3,而H2CO3的酸性强于H2S,A项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;由B项可知同浓度的H2SO3的电离程度大于H2S的,B项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;由C项可知同浓度的亚硫酸和氢硫酸中,前者的c(H+)大于后者的c(H+),C项可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱;而酸性强弱与酸的还原性无关,故D项不可以比较氢硫酸和亚硫酸的酸性强弱。‎ ‎3.(2019江苏·4)下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)‎ 答案 B　‎ 解析 A项,稀硫酸与Cu不反应,可用浓硫酸与Cu反应制SO2,错误;B项,SO2可以使品红褪色,可验证其具有漂白性,正确;C项,SO2的密度比空气大,收集时应长管进气短管出气,错误;D项,SO2与饱和NaHSO3溶液不反应,不能用饱和NaHSO3溶液吸收SO2,应用碱液吸收,错误。‎ ‎4.(2019北京·10)根据SO2通入不同溶液中的实验现象,所得结论不正确的是(　　)‎ 实验 现象 结论 A 含HCl、BaCl2的FeCl3溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性 B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4溶液 紫色溶液褪色 SO2有漂白性 D Na2SiO3溶液 产生胶状沉淀 酸性:H2SO3>H2SiO3‎ 答案 C　‎ 解析 A项,发生反应:2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++4H++S、S+Ba2+BaSO4↓,在第一步反应中二氧化硫被氧化为硫酸,体现了SO2的还原性,A项正确;B项,发生反应:SO2+2H2S3S↓+2H2O,其中SO2作氧化剂,体现氧化性,B项正确;C项,SO2通入酸性KMnO4溶液中,SO2被酸性高锰酸钾溶液氧化,体现了SO2的还原性而非漂白性,C项错误;D项,发生反应:SO2+H2O+Na2SiO3H2SiO3↓+Na2SO3,说明亚硫酸的酸性强于硅酸的酸性,D项正确。‎ ‎5.(2019全国Ⅰ·27)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题:‎ ‎(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:‎ ‎①pH=4.1时,Ⅰ中为　　　　溶液(写化学式)。 ‎ ‎②工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为　　　　　　　。电解后,　　　　　室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。 ‎ ‎(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,用0.010 00 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　,该样品中Na2S2O5的残留量为　　　g·L-1(以SO2计)。 ‎ 答案 (1)2NaHSO3Na2S2O5 +H2O ‎(2)①NaHSO3　②得到NaHSO3过饱和溶液 ‎(3)2H2O-4e-4H++O2↑　a ‎(4)S2+2I2+3H2O2S+4I-+6H+‎ ‎0.128‎ 解析 (1)NaHSO3和焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中硫元素的化合价均为+4价,则NaHSO3经结晶脱水生成焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的化学方程式为2NaHSO3Na2S2O5 +H2O。‎ ‎(2)①根据亚硫酸的酸性强于碳酸,则SO2通入Na2CO3溶液中可反应生成Na2SO3或NaHSO3,再结合溶液pH为4.1可知,溶液Ⅰ中的溶质为NaHSO3。②工艺中加入碳酸钠固体、并再次充入SO2,可生成更多的NaHSO3。‎ ‎(3)根据电解目的——得到更多的NaHSO3,因此阳极是水电离出的OH-放电,留下的氢离子通过阳离子交换膜进入a室,使a室中的NaHSO3浓度增大。‎ ‎(4)葡萄酒中的Na2S2O5被碘标准液中的I2氧化的离子方程式为S2+2I2+3H2O2S+4I-+6H+。根据离子方程式可计算:=0.128 g·L-1。‎ ‎6.(2019天津·10节选)H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。‎ H2S的除去 方法1:生物脱H2S的原理为 H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4‎ ‎4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O ‎(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为　　　　　　　　　　。若反应温度过高,反应速率下降,其原因是　　　　　　　　　　　　。 ‎ 图1‎ 图2‎ 方法2:在一定条件下,用H2O2氧化H2S ‎(3)随着参加反应的变化,氧化产物不同。当=4时,氧化产物的分子式为　　　　　。 ‎ 答案 (1)降低反应活化能(或作催化剂)‎ ‎(2)30 ℃、pH=2.0　蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)‎ ‎(3)H2SO4‎ 解析 (1)硫杆菌能加快反应速率,故是反应的催化剂。‎ ‎(2)图1显示30 ℃反应速率最大,图2显示pH=2.0时反应速率最大,最佳条件为30 ℃,pH=2.0。硫杆菌的主要成分属于蛋白质,温度过高,会失去生理活性。‎ ‎(3)当n(H2O2)=4 mol时,可得到8 mol e-,1 mol H2S应失去8 mol e-,故反应后硫元素的化合价变为+6价,氧化产物的分子式为H2SO4。‎ 新题演练提能·刷高分 ‎1.(2019北京顺义二模)下列三组实验进行一段时间后,溶液中均有白色沉淀生成,下列结论不正确的是(　　)‎ 实验①‎ 实验②‎ 实验③‎ A.实验①中生成的沉淀是BaCO3‎ B.实验①中有气体生成 C.实验②沉淀中可能含有BaSO4‎ D.实验③生成沉淀的离子方程式是Ba2++H2SO3BaSO3↓+2H+‎ 答案 D　‎ 解析 A项,碳酸氢钠溶液中存在碳酸氢根离子的电离过程,电离生成的碳酸根离子能够与钡离子反应生成碳酸钡沉淀,故A正确;B项,实验①中形成沉淀时促进碳酸氢根离子的电离,溶液的酸性逐渐增强,氢离子与碳酸氢根离子反应放出二氧化碳气体,故B正确;C项,实验②中亚硫酸钠与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀,亚硫酸钡被空气中的氧气氧化生成硫酸钡,故C正确;D项,实验③中,如果发生Ba2++H2SO3BaSO3↓+2H+,生成的亚硫酸钡能够被氢离子溶解,应该是亚硫酸被氧化生成了硫酸,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,故D错误。‎ ‎2.(2019四川成都第七中学高三下学期三诊)向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热,一段时间后,蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　)‎ A.Cu2+是H2O2分解反应的催化剂 B.H2O2只表现了氧化性 C.H2O2的电子式为H D.发生了反应Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O 答案 B　‎ 解析 A项,向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热,说明Cu2+是H2O2分解反应的催化剂,故A正确;B项,根据“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)”,说明铜离子被还原成+1价,H2O2表现了还原性;继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,说明发生了反应Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O,Cu2O中+1价Cu被氧化成+2价Cu2+,H2O2又表现了氧化性,故B错误、D正确;C项,H2O2属于共价化合物,电子式为H,故C正确;故选B。‎ ‎3.(2019湖南益阳高三4月调研)某化学课题小组将二氧化硫的制备与多个性质实验进行了一体化设计,实验装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液 B.实验时,湿润的pH试纸、鲜花、品红溶液、KMnO4溶液均褪色,Na2S溶液出现淡黄色沉淀 C.此设计可证明SO2水溶液的酸性,SO2的氧化性、还原性、漂白性 D.点燃酒精灯加热,可证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,使KMnO4溶液褪色不具有可逆性 答案 B　‎ 解析 A项,实验时,应将70%硫酸滴加到Na2SO3固体中,SO2是有毒气体,用NaOH溶液吸收尾气,则a、b、c中依次盛装70%硫酸、Na2SO3固体、NaOH溶液,故A正确;B项,湿润的pH试纸只变红色,不褪色,而鲜花、品红溶液、KMnO4溶液均褪色,Na2S溶液出现淡黄色沉淀硫,故B错误;C项,湿润的pH试纸变红,体现了二氧化硫水溶液的酸性,KMnO4溶液褪色,体现了二氧化硫的还原性,鲜花、品红溶液褪色,体现了二氧化硫的漂白性,Na2S溶液出现淡黄色沉淀,体现了二氧化硫的氧化性,故C正确;D项,点燃酒精灯加热,品红溶液很快恢复红色,证明SO2使品红溶液褪色具有可逆性,KMnO4溶液仍无色,说明KMnO4溶液褪色不具有可逆性,故D正确。‎ ‎4.(2019河北唐山五校高三4月联考A卷)如图是实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.关闭K1,打开K2,试剂X是酸性KMnO4或FeCl3溶液,均可证明SO2有还原性 B.关闭K2,打开K1,滴加硫酸,则装置B中每消耗1 mol Na2O2,转移电子数为NA C.为防止环境污染,装置C和E中的试剂均取用饱和的石灰水 D.实验过程中体现了硫酸的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性 答案 A　‎ 解析 由实验装置可知,装置A中制备二氧化硫,试剂X是酸性KMnO4或FeCl3溶液,均可证明SO2有还原性,C、E可用氢氧化钠溶液吸收剩余的二氧化硫,防止污染空气,B中SO2与Na2O2反应生成硫酸钠。A项,关闭K1,打开K2,酸性KMnO4或FeCl3溶液具有强氧化性,可与二氧化硫发生氧化还原反应,均可证明SO2有还原性,故A正确;B项,关闭K2,打开K1,滴加硫酸,则装置B中发生SO2+Na2O2Na2SO4,每消耗1 mol Na2O2,转移电子数为2NA,故B错误;C项,饱和石灰水浓度较低,不能用于尾气吸收,装置C和E中的试剂均可用NaOH溶液,故C错误;D项,实验过程中体现了硫酸的酸性、难挥发性,不能体现强氧化性以及吸水性,故D错误。‎ ‎5.[2019上海黄浦高三4月等级模拟考试(二模)]SO2催化氧化过程中,不符合工业生产实际的是(　　)‎ A.采用热交换器循环利用能量 B.压强控制为20~50 MPa C.反应温度控制在450 ℃左右 D.使用V2O5作催化剂 答案 B　‎ 解析 二氧化硫与氧气转化成三氧化硫,这个过程放热,在接触室安装热交换器目的是将放出的热量用来预热没反应的二氧化硫与氧气的混合气体,循环利用能量,A符合实际;SO2的催化氧化不采用高压,是因为压强对SO2转化率无影响,B不符合实际;在400~500 ℃下,正反应方向进行的程度比较大,而且催化剂的活性比较高,C符合实际;催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,D符合实际。‎ ‎6.(2019~2019上海奉贤高三第二学期教学质量检测)下列溶液中通入足量SO2,根据其实验现象,所得结论不正确的是(　　)‎ 溶液 现象 结论 A 含HCl、BaCl2和 FeCl3的溶液 产生白色沉淀 SO2有还原性 B H2S溶液 产生黄色沉淀 SO2有氧化性 C 酸性KMnO4‎ 溶液 紫红色溶 液褪色 SO2有漂白性 D 加有酚酞的 NaOH溶液 褪色 SO2是酸 性氧化物 答案 C　‎ 解析 A项中,FeCl3将SO2氧化成硫酸根离子,硫酸根离子与BaCl2反应生成硫酸钡沉淀,该反应中二氧化硫被氧化,表现了还原性,A正确;B项中,SO2与H2S溶液反应生成S单质,该反应中SO2中+4价S元素被还原生成0价的单质S,二氧化硫被还原,作氧化剂,B正确;C项中,酸性KMnO4溶液能够氧化SO2,导致溶液褪色,SO2表现了还原性,C错误;D项中,加有酚酞的NaOH溶液中通入二氧化硫生成亚硫酸钠,溶液碱性减弱,红色褪去,体现了SO2是酸性氧化物的性质,D正确。‎ ‎7.(2019四川遂宁高三理综三诊)某化学兴趣小组称取纯净的Na2SO3·7H2Oa 克,隔绝空气加强热至恒重,经过分析与计算,得到的固体质量与全部转化为亚硫酸钠固体的计算值一致,但固体在水中溶解后测得的pH比理论计算值(相同浓度Na2SO3溶液的pH)大很多。下列说法不正确的是(　　)‎ A.连续两次称量加强热前后固体的质量,如质量差小于0.1 g,即可判断固体已经恒重 B.产生上述矛盾的可能解释:4Na2SO33Na2SO4+Na2S C.固体产物中加入稀盐酸可能有淡黄色沉淀产生 D.加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,则能确定产物中有Na2SO4‎ 答案 D　‎ 解析 A项,连续两次称量加强热前后固体的质量,如质量差小于0.1 g,即可判断固体已经恒重,故A正确;B项,由于Na2SO3既具有氧化性又具有还原性,Na2SO3加热后发生了歧化反应,硫元素化合价从+4价变化为-2价和+6价,反应的化学方程式为4Na2SO3Na2S+3Na2SO4,故B正确;C项,固体中可能还有Na2SO3,Na2SO3与Na2S在酸性条件下可以发生归中反应生成硫单质,所以固体产物中加入稀盐酸可能有淡黄色沉淀产生,故C正确;D项,固体中可能还有Na2SO3,加入BaCl2溶液,出现白色沉淀,则不能确定产物中有Na2SO4,故D错误。‎ ‎8.(2019安徽皖南八校高三4月第三次联考)某学习小组对某葡萄酒中SO2的含量进行检测,按下图连接好仪器。回答下列问题:‎ Ⅰ.样品蒸馏 取20.00 mL样品和250 mL水置于仪器A中,仪器B是去掉塞子的碘量瓶,向其中装入25 mL乙酸铅溶液,然后向仪器A中加入10 mL盐酸,立即盖塞蒸馏;当碘量瓶中的液体约200 mL时,将插入碘量瓶液面下的导管向上提起并将导管置于液面上方1 cm处,再蒸馏2 min左右;最后用少量蒸馏水冲洗碘量瓶中的导管,并将冲洗液并入碘量瓶中。同时做空白实验(即不加样品情况下按同法操作,防止实验误差)。‎ 已知:SO2+H2O+Pb(CH3COO)2PbSO3↓+2CH3COOH。‎ ‎(1)仪器A的名称是　　　　　　。 ‎ ‎(2)实验中使用的碘量瓶最适宜的规格是　　　　(填标号)。 ‎ a.100 mL b.250 mL c.500 mL d.1 000 mL ‎(3)如果实验最后未用少量蒸馏水冲洗碘量瓶中的导管,会导致测定结果　　　　　(填“偏高”“偏低”或“不影响”)。 ‎ Ⅱ.滴定操作 向取下的碘量瓶中加入10 mL盐酸和1 mL淀粉溶液,摇匀后用0.01 mol·L-1的碘标准溶液滴定,记录消耗的碘标准溶液的体积为V(单位为mL)。‎ ‎(4)滴定终点的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,该滴定反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ Ⅲ.结果分析 ‎(5)甲组4次实验测得的V分别为 实验 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ V/ mL ‎9.98‎ ‎12.00‎ ‎10.02‎ ‎10.00‎ 据此可计算此葡萄酒中SO2的含量为　　　　　 mg·L-1。 ‎ 乙组认为甲组实验不严谨,可能会有误差,因为甲组未做　　　　　　　　　。 ‎ 答案 (1)蒸馏烧瓶　(2)c　(3)偏低 ‎(4)滴加最后一滴碘标准溶液后,溶液颜色变蓝,且30 s内不褪色　SO2+I2+2H2O4H++S+2I-‎ ‎(5)320　空白实验 解析 (1)仪器A的名称是蒸馏烧瓶。‎ ‎(2)由已知条件知选择500 mL碘量瓶合适。‎ ‎(3)如果实验最后未用少量蒸馏水冲洗碘量瓶中的导管,会有一小部分物质停留在导管中,导致测定结果偏低。‎ ‎(4)先向取下的碘量瓶中加入盐酸和淀粉溶液,发生反应PbSO3+2H+Pb2++SO2↑+H2O,滴定时开始发生反应SO2+I2+2H2O4H++S+2I-,当SO2反应完全后,再滴碘标准溶液,溶液就会变蓝色,所以达到滴定终点的现象是滴加最后一滴碘标准溶液后,溶液颜色变蓝,且30 s内不褪色,该滴定反应的离子方程式是SO2+I2+2H2O4H++S+2I-。‎ ‎(5)根据反应 SO2　+　I2+2H2O4H++S+2I-‎ ‎ 1 mol 1 mol ‎ n(SO2) ×0.01 mol n(SO2)=10-4 mol 此葡萄酒中SO2的含量==0.32 g·L-1=320 mg·L-1。‎ ‎9.(2019四川遂宁高三理综三诊)某学习小组利用下图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成。‎ ‎[实验步骤]‎ ‎(1)组装仪器:上述四个装置的正确连接顺序为　　　　　。 ‎ ‎(2)检査装置气密性:操作为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)加入药品,开始实验:应先　　　　　　　　　　　　　　　　,一段时间后再　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)停止反应:当硬质玻璃管中固体质量不再改变时,停止加热,继续通入一段时间的O2,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)测定S元素的质量:将B中所得溶液加水配制成250 mL溶液,取25.00 mL所配溶液,加入足量的双氧水,再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、干燥,称其质量为2.33 g。之前所取铁硫化物的质量为6 g,则FexSy的化学式为　　　　　　　　。 ‎ ‎[实验反思与再探究]‎ ‎(6)有同学认为步骤(5)可以设计为:取25.00 mL所配溶液,加入足量的BaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、干燥,称得BaSO3沉淀的质量。你认为此方案　　　　　(填“是”或“否”)合理,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(7)有同学为了继续探究反应后硬质玻璃管中固体的成分,将固体取出,完全溶于稀硫酸中,再向溶液中加入K3Fe(CN)6溶液,未观察到明显现象,则硬质玻璃管中所发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案 (1)ADCB ‎(2)(用带止水夹的胶管)封住B的出气口,从分液漏斗向烧瓶加水,若某时水不再流下,则装置的气密性良好 ‎(3)打开分液漏斗旋塞(或制氧气)　点燃酒精喷灯(或加热)‎ ‎(4)使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收 ‎(5)FeS2　(6)否　S(或Na2SO3、BaSO3)可能被氧化 ‎(7)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2‎ 解析 该实验的目的是测定某铁硫化物(FexSy)的组成。观察所给装置,A为产生氧气的装置,经D干燥后氧气进入C与铁硫化物反应生成二氧化硫,B的作用即为吸收二氧化硫,计算硫的质量,得出铁硫化物(FexSy)的组成。‎ ‎(1)由上述分析可知四个装置的正确连接顺序为ADCB。‎ ‎(2)检查装置的气密性则需要封住B的出气口,从分液漏斗向烧瓶加水,若某时水不再流下,则装置的气密性良好。‎ ‎(3)加入药品,开始实验时,应先打开分液漏斗的活塞,使氧气充满整个装置后再点燃酒精喷灯,开始反应。‎ ‎(4)因为本实验的关键是准确测得硫的质量,故停止反应:当硬质玻璃管中固体质量不再改变时,停止加热,继续通入一段时间的O2,其目的是使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收。‎ ‎(5)将B中所得溶液加水配制成250 mL溶液,取25.00 mL所配溶液(取十分之一溶液),加入足量的双氧水,将亚硫酸钠氧化成硫酸钠,再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液,所得沉淀为BaSO4,为2.33 g,0.01 mol。故250 mL溶液中n(S)=0.1 mol,6 g铁硫化物中S的质量为3.2 g,则Fe的质量为2.8 g,0.05 mol,故x∶y=1∶2,则FexSy的化学式为FeS2。‎ ‎(6)若取25.00 mL所配溶液,加入足量的BaCl2溶液,称BaSO3沉淀的质量,不合理,因为BaSO3在空气中会被氧化成BaSO4。‎ ‎(7)将固体完全溶于稀硫酸中,再向溶液中加入K3Fe(CN)6溶液,未观察到明显现象,则说明溶液中没有Fe2+,则铁元素应被氧化成+3价,为Fe2O3,故硬质玻璃管中所发生反应的化学方程式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2。‎ 命题角度2氮及其化合物答案P43　‎ 高考真题体验·对方向 ‎1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。‎ ‎(1)(2019全国Ⅱ·13C)加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若石蕊试纸变蓝,证明NH4HCO3显碱性(　　)‎ ‎(2)(2019江苏·3D)由于NH3易溶于水,因此可用作制冷剂(　　)‎ ‎(3)(2019江苏·7D)利用NH3NOHNO3完成物质间的转化(　　)‎ ‎(4)(2019北京·8D)氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀过程中气体被还原(　　)‎ ‎(5)(2019全国Ⅰ·10B)用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO(　　)‎ ‎(6)(2019江苏·9C)下述变化可以实现:N2NH3NH4Cl(aq)(　　)‎ ‎(7)(2019江苏·3B)NH4HCO3受热易分解,所以可用作氮肥(　　)‎ 答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×‎ 解析 (1)NH4HCO3受热分解产生氨气,氨气使红色石蕊试纸变蓝,不能证明NH4HCO3显碱性,错误;(2)NH3可作制冷剂是由于液氨易升华,升华时吸收大量的热,与其溶解性无关,错误;(3)NO与H2O不反应,不能生成HNO3,错误;(4)NH3使AlCl3溶液产生白色沉淀是由于发生了反应:AlCl3+3NH3+3H2OAl(OH)3↓+3NH4Cl,该反应为非氧化还原反应,错误;(5)NO能与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集NO气体,错误;(7)NH4HCO3作氮肥的原因是因为其含有N,不是因为它受热易分解,错误。‎ ‎2.(2019全国Ⅱ·8)研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氮有关(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　)‎ A.雾和霾的分散剂相同 B.雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵 C.NH3是形成无机颗粒物的催化剂 D.雾霾的形成与过度施用氮肥有关 答案 C　‎ 解析 雾和霾的分散剂均为空气,A项正确;根据题目信息,硝酸铵和硫酸铵均为无机颗粒物,是形成雾霾的因素之一,B项正确;氨气分别和硝酸、硫酸生成硝酸铵和硫酸铵,是形成无机颗粒物的反应物,C项错误;过度施用化肥会导致空气中氨气含量增加,促进了无机颗粒物中硝酸铵、硫酸铵含量的增加,D项正确。‎ ‎3.(2019北京·12)下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是(　　)‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体 B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应 C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物 D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 答案 D　‎ 解析 图①中产生的红棕色气体应为NO2和O2的混合气体,原因是灼热的碎玻璃促进了硝酸的分解,A项正确;图②中的气体可能是红热的木炭促进了硝酸分解生成的,也可能是木炭与浓硝酸反应生成的,B项正确;图③中,由于红热的木炭没有插入浓硝酸中,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体NO2为还原产物,C项正确;图③中气体产物中的二氧化碳也可能是硝酸分解产生的O2与红热的木炭反应生成的,D项错误。‎ ‎4.(2019北京·8)下列关于自然界中氮循环(如图)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、氧三种元素也参与了氮循环 答案 A　‎ 解析 A项,人工固氮过程中N2+3H22NH3中氮元素被还原,A错误;B项,游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定,工业合成氨是氮气与氢气转化为氨气,属于人工固氮,B正确;C项,利用铵盐合成尿素说明含氮的无机物和含氮的有机物之间可以相互转化,C正确;D项,由于动植物排泄物及遗体也参与在氮的循环中,因此C、H、O在不同阶段参与了氮的循环,D正确,答案选A。‎ ‎5.[2019全国Ⅱ·26(1)(2)(4)(5)]联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:‎ ‎(1)联氨分子的电子式为　　　　　　　　　,其中氮的化合价为　　　　。 ‎ ‎(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为 ‎ ‎(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为　　　　　　(已知:N2H4+H+N2的K=8.7×107;KW=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为　　　　　　　。 ‎ ‎(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2　　　　 kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是 ‎ 答案 (1)H　-2‎ ‎(2)2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O ‎(3)8.7×10-7　N2H6(HSO4)2‎ ‎(4)固体逐渐变黑,并有气泡产生　1　N2H4的用量少,不产生其他杂质(产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)‎ 解析 (1)根据联氨的分子式N2H4,可知其结构式为,其电子式为H,其中N为-2价。‎ ‎(2)由于NH3→N2H4,N的化合价由-3价升高到-2价,而NaClO→NaCl,Cl的化合价由+1价降低到-1价,则发生反应NaClO+NH3N2H4+NaCl+H2O,依据转移电子守恒配平得:NaClO+2NH3NaCl+N2H4+H2O。‎ ‎(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离与氨相似,则联氨在水中存在平衡:N2H4+H2ON2+OH-,其平衡常数Kb=,依据N2H4+H+N2的K==8.7×107及KW=1.0×10-14得联氨第一步电离反应的平衡常数Kb=K·KW=8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7。联氨第二步电离产生的阳离子为N2,则联氨与硫酸反应生成的酸式盐为N2H6(HSO4)2。‎ ‎(4)联氨作还原剂时本身被氧化生成N2,而AgBr被还原为金属Ag,故反应现象为:固体逐渐变黑,并有气泡产生。联氨用于除去高压锅炉水中的氧气时,发生反应N2H4+O2N2+2H2O,则n(N2H4)=n(O2),,求得m(O2)=1 kg。‎ 使用Na2SO3处理水中溶解的O2时,发生反应2Na2SO3+O22Na2SO4,处理相同物质的量的O2,所消耗的Na2SO3的物质的量和质量均比采用联氨消耗的多;同时采用Na2SO3生成的Na2SO4不容易除去,且用处不大,而联氨与氧气生成N2和H2O,无毒无污染且容易除去,不引入其他杂质。‎ ‎6.(2019北京·27)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。‎ ‎(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:‎ ‎①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②反应器中NH3还原NO2的化学方程式: ‎ ‎③当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:　。 ‎ ‎④尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 g·mol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是　　　　。 ‎ ‎(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:‎ NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。‎ 图a 图b ‎①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是　　　　　　。 ‎ ‎②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是　　　　　　。 ‎ ‎③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:‎ ‎　　 NNO+　H2O 答案 (1)①CO(NH2)2+H2OCO2↑+2NH3↑‎ ‎②8NH3+6NO27N2+12H2O ‎③2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4‎ ‎(2)①BaO　②8∶1‎ ‎③415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O 解析 (1)①根据题给的反应物和产物可得反应为 CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑。‎ ‎②反应器中NH3还原NO2的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O。‎ ‎③尾气中的SO2先与O2反应生成SO3,SO3再与NH3和水蒸气反应生成(NH4)2SO4,发生的总反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O2(NH4)2SO4。‎ ‎④根据氮元素守恒及硫酸与NH3的反应可得:‎ CO(NH2)2~2NH3~H2SO4‎ ‎1 mol 1 mol n[CO(NH2)2] (c1V1-c2V2)×10-3mol 则n[CO(NH2)2]=(c1V1-c2V2)×10-3mol 尿素溶液中溶质的质量分数为(c1V1-c2V2)×10-3 mol×60 g·mol-1÷a g×100%=。‎ ‎(2)①根据图示可知,BaO与NO2结合形成Ba(NO3)2,因此BaO为储存NOx的物质。‎ ‎②根据图b可知,第一步反应为氢气还原Ba(NO3)2生成NH3,根据氧化还原反应知识可知,每有1 mol Ba(NO3)2参加反应生成氨气转移16 mol电子,而1 mol H2参加反应转移2 mol电子,根据电子守恒可知,第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为8∶1。‎ ‎③根据题干中“在有氧条件下”可知反应中应有O2参与,则:15NO+NH3+O2NNO + H2O,根据得失电子守恒配平得:4 15NO+4NH3+3O24 15NNO+6H2O。‎ 有关氮及其化合物题目,解题的关键是建立思维导图,及时调用氧化还原、工业、环保等知识,利用守恒法解题,如金属与硝酸反应思维模型:‎ 新题演练提能·刷高分 ‎1.(2019河南濮阳高三第三次模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物光化学烟雾,其中某些反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛 B.生成O3的反应属于氧化还原反应 C.反应Ⅰ属于复分解反应 D.该过程中O2作催化剂 答案 A　‎ 解析 A项,丙烯转化成甲醛和乙醛,是丙烯中的双键发生断裂,此反应属于氧化反应,故A正确;B项,根据示意图,O2→O3,化合价没有发生变化,因此生成O3的反应不属于氧化还原反应,故B错误;C项,反应Ⅰ中NO转化成NO2,化合价升高,即反应Ⅰ为氧化还原反应,故C错误;D项,有O2参与反应,但后面没有O2的生成,因此O2不作催化剂,故D错误。‎ ‎2.[2019上海黄浦高三4月等级模拟考试(二模)]下列属于工业固氮的是(　　)‎ A.用N2和H2合成氨 B.闪电将空气中N2转化为NO C.用NH3和CO2合成尿素 D.固氮菌将氮气变成氨 答案 A　‎ 解析 A项,工业上通常用H2和N2在催化剂、高温、高压下合成氨,A正确;B项,闪电能使空气里的氮气转化为一氧化氮,称为天然固氮(又称高能固氮),B错误;C项,是氮的化合物之间的转换,不属于氮的固定,C错误;D项,固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程,称为生物固氮,D错误。‎ ‎3.(2019北京大兴一模)厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术,下列说法中不正确的是(　　)‎ Anammox反应模型 A.1 mol N所含的质子总数为10NA B.联氨(N2H4)中含有极性键和非极性键 C.过程Ⅱ属于氧化反应,过程Ⅳ属于还原反应 D.过程Ⅰ中,参与反应的N与NH2OH的物质的量之比为1∶1‎ 答案 A　‎ 解析 A项,质子数等于原子序数,1 mol N中含有质子总物质的量为11 mol,故A说法错误;B项,联氨(N2H4)的结构式为,含有极性键和非极性键,故B说法正确;C项,过程Ⅱ,N2H4-2H→N2H2,此反应是氧化反应,过程Ⅳ,N+4H→NH2OH,此反应是还原反应,故C说法正确;D项,N中N显-3价,NH2OH中N显-1价,N2H4中N显-2价,因此过程Ⅰ中N与NH2OH的物质的量之比为1∶1,故D说法正确。‎ ‎4.(2019安徽皖南八校高三4月第三次联考)在如图装置中,烧瓶中充满干燥气体a。将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出,最终几乎充满整个烧瓶。a和b可能是(　　)‎ a(干燥气体)‎ b(液体)‎ ‎①‎ NH3‎ 水 ‎②‎ CO2‎ 饱和NaOH溶液 ‎③‎ Cl2‎ 饱和食盐水 ‎④‎ NO2‎ 水 ‎⑤‎ HCl ‎0.1 mol·L-1 AgNO3溶液 A.①②③ B.①②⑤‎ C.②④⑤ D.①②④‎ 答案 B　‎ 解析 ①NH3极易溶于水,烧瓶内压强几乎减小为零,同外界大气压产生压强差,所以形成喷泉,并几乎充满整个烧瓶;②CO2与饱和NaOH溶液完全反应,压强几乎减小为零,同外界大气压产生压强差,能形成喷泉,最终几乎充满整个烧瓶;③氯气在饱和食盐水中的溶解度很小,烧杯与烧瓶内压强近乎相等,不能形成喷泉;④NO2与水反应,生成硝酸和NO,容器内气体减少,气压减小,形成喷泉,但因为NO不溶于水,所以不会充满烧瓶;⑤HCl极易溶于水并且与0.1 mol·L-1 AgNO3溶液反应,使烧瓶内压强几乎减小为零同外界大气压产生压强差,所以形成喷泉,最终几乎充满整个烧瓶;综上所述符合条件的为①②⑤。‎ ‎5.(2019百校联盟TOP20四月联考全国一卷)某研究性学习小组的同学通过查阅资料知,NO可与炽热的铜粉发生反应,他们设计如下装置(夹持装置略去)进行实验验证。‎ 已知:NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化生成N。‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)实验开始前,检查装置气密性的方法是关闭K1、K2,将导管末端置于盛水的水槽中,　　　　　　　　　,则表明装置气密性良好;装置A中发生反应的离子方程式为　 ‎ ‎(2)装置B的作用为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)装置A中反应开始前,需要先打开K1,向装置中通入一段时间的N2或CO2,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)实验过程中,装置D中铜粉变黑,装置E中溶液颜色变浅,则装置E中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。请设计一种简单的实验方案,证明该离子反应中的氧化产物为N　　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出主要的操作过程、现象、结论)。 ‎ ‎(5)从绿色化学角度考虑,实验结束后,拆卸装置前,还应进行的一项操作是　　　　　　　　　　。 ‎ 答案 (1)用酒精灯微热三颈烧瓶,水槽中有气泡产生,撤去酒精灯后导管中有一段倒吸的水柱　Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O ‎(2)将NO2转化为NO ‎(3)排除装置内的空气,防止NO及加热时Cu被空气中的氧气氧化 ‎(4)3Mn+5NO+4H+3Mn2++5N+2H2O　取适量E中溶液放入试管中,加入稀硫酸后再加入铜片,若试管口有红棕色气体生成,则说明有N生成,否则没有N生成 ‎(5)打开K1,向装置内通入一段时间的氮气 解析 (1)装置A制备NO2,发生反应的离子方程式为Cu+2N+4H+Cu2++2NO2↑+2H2O。(2)实验目的是用NO与Cu发生反应,即B装置发生的反应是3NO2+H2O2HNO3+NO,B装置的作用是将NO2转化成NO。(3)因为NO能与O2发生反应生成NO2,加热状态下Cu与O2生成CuO,因此反应开始前通入一段时间的N2或CO2,目的是排尽装置中的空气,防止O2‎ 与NO、Cu发生反应。(4)根据信息NO能与酸性高锰酸钾溶液发生反应,即装置E的目的是除去未反应的NO,即离子反应方程式为3Mn+5NO+4H+3Mn2++5N+2H2O;要证明N的存在,可依据N在酸性条件下具有强氧化性设计实验方案,方法是取适量E中溶液放入试管中,加入稀硫酸后再加入铜片,若试管口有红棕色气体生成,则说明有N生成,否则没有N生成。(5)反应停止后,装置中还有未反应的NO,NO有毒,必须除去,实验结束后,拆卸装置前,应打开K1,向装置内通入一段时间的氮气,让NO全部被酸性高锰酸钾溶液吸收。‎ ‎6.(2019湖南长沙雅礼中学、河南省实验中学高三联考)有资料显示过量的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为NH4Cl),某实验小组对该反应进行探究,并对岩脑砂进行元素测定。回答下列问题:‎ ‎(1)岩脑砂的制备 ‎①该实验中用浓盐酸与MnO2反应制取所需氯气,则装置F中的试剂是　　　　　　(填试剂名称)。 ‎ ‎②为了使氨气和氯气在D中充分混合,请确定上述装置的合理连接顺序:　　　　→ef←　　　　　(用小写字母和箭头表示,箭头方向与气流方向一致)。 ‎ ‎③装置D处有两个明显的不足之处,请指出　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④证明氨气和氯气反应有岩脑砂生成,需要的检验试剂中,除了蒸馏水、稀硝酸、NaOH溶液外,还需要　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)岩脑砂中元素的测定 准确称取a g岩脑砂,与足量的氧化铜混合加热(发生的反应为2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O),利用下列装置测定岩脑砂中氮元素和氯元素的质量之比。‎ ‎①设置装置H的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若装置I增重b g,利用装置K测得气体体积为V L(已知常温常压下气体摩尔体积为24.5 L·mol-1),则岩脑砂中m(N)∶m(Cl)=　　　　　(用含b、V的代数式表示,不必化简)。若测量体积时气体温度高于常温(其他操作均正确),则m(N)比正常值　　　　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 ‎ 答案 (1)①饱和食盐水　②a→dc　hg←ji←b(提示:氨气从e口进,氯气从f口进。氨气和氯气会形成逆向流动,更有利于二者充分混合,同时要注意确定连接顺序时,氯气气流是从右向左的)　③导管太细,生成的氯化铵固体会堵塞导管;无尾气处理装置　④AgNO3溶液、红色石蕊试纸(其他合理答案也可)‎ ‎(2)①吸收混合气体中的水蒸气,防止对测定氯化氢的质量产生影响　②　偏高 解析 (1)②制取氨气的气流顺序为adc,制取氯气的气流顺序为bijgh,考虑到氯气的密度比空气大,氨气的密度比空气小,所以氨气从e口进,氯气从f口进,氨气和氯气会形成逆向流动,更有利于二者充分混合,同时要注意确定连接顺序时,氯气气流是从右向左的。‎ ‎③装置D处会发生反应生成NH4Cl,NH4Cl为固体小颗粒,导管太细,生成的固体颗粒容易堵塞导管,因为Cl2有毒,需要有尾气处理装置。‎ ‎④检验固体氯化铵中的铵根离子需要NaOH溶液和红色石蕊试纸,检验Cl-需要蒸馏水,硝酸银溶液和稀硝酸。‎ ‎(2)①G处的反应为2NH4Cl+3CuO3Cu+N2↑+2HCl↑+3H2O,产生的气体通过浓硫酸可以吸收水蒸气,故设置装置H的目的是吸收混合气体中的水蒸气,防止对测定氯化氢的质量产生影响。‎ ‎②装置I增重的量为HCl的量,则m(Cl)=×35.5 g;装置K测得的是N2的体积,则m(N)=×28 g。所以m(N)∶m(Cl)=;因为气体测量时温度偏高,导致V增大,所以m(N)偏大。‎