2020届一轮复习人教版氮及其化合物作业(3)

2020届一轮复习人教版氮及其化合物作业(3)

氮及其化合物 ‎1．我国清代《本草纲目拾遗》中记叙无机药物335种，其中“强水”条目下写道：“性最烈，能蚀五金……其水甚强，五金八石皆能穿滴，惟玻璃可盛。”这里的“强水”是指(　　)‎ A．氨水 B．硝酸 C．醋 D．卤水 ‎[解析]　根据题意，“强水”能溶解大多数金属和矿物，所以为硝酸。‎ ‎[答案]　B ‎2．随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物 B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2‎ C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应 D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2‎ ‎[解析]　反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋O2===2NO2,2NO2＋4CO===N2＋4CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2。‎ ‎[答案]　D ‎3．下列说法不正确的是(　　)‎ A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解 B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性 C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O D．HNO3―→NO―→NO2，以上各步变化均能通过一步实验完成 ‎[解析]　 A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。‎ ‎[答案]　A ‎4．已知常温常压下在‎1 L水中可溶解‎40 L NO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH＋2NO2===NaNO3＋NaNO2＋H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是(　　)‎ ‎[解析]　由于常温常压下在‎1 L水中可溶解‎40 L NO2，即易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B项不能防止倒吸。‎ ‎[答案]　B ‎5．用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心地吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图所示)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：①滴管内产生红棕色气体，液面下降；②滴管内液面上升，气体变成无色；③滴管内液面再次下降。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．现象①中产生的红棕色气体为NO2‎ B．产生现象②的原因是NO2与水反应 C．产生现象③的原因是铜与稀硝酸反应 D．最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2‎ ‎[解析]　铜丝与浓硝酸反应产生红棕色气体NO2，A项正确；由于NO2与水反应生成无色气体NO，气体的物质的量减少，液面上升，B项正确；随着反应进行，硝酸变稀，铜与稀硝酸反应生成不溶于水的NO，胶头滴管内液面再次下降，C项正确；最终瓶内溶质除了Cu(NO3)2外，还可能有剩余的HNO3，D项错误。‎ ‎[答案]　D ‎6．如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．两个实验均表现了NH3易溶于水 B．两个实验均表现了NH3易挥发 C．两个实验均表现了NH3是碱性气体 D．两个实验均表现了NH3是还原性气体 ‎[解析]　实验一是氨气的喷泉实验，喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞的溶液变红色，证明氨气是碱性气体。实验二中浓氨水挥发出的氨气分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成白色烟氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水易挥发，氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨气是碱性气体。‎ ‎[答案]　C ‎7．木炭屑与浓HNO3共热，产生的气体X等分为①和②两份，将两份气体分别按下图实验：‎ 则石灰水的变化可能是(　　)‎ A．①不变浑浊②变乳白色 B．①变为乳白色浑浊②不变浑浊 C．①、②均变为乳白色浑浊 D．①、②都不变浑浊 ‎[解析]‎ ‎　木炭与浓硝酸共热可以得到二氧化碳和二氧化氮两种气体，气体先导入适量蒸馏水中，二氧化氮溶于水，得到硝酸和一氧化氮，二氧化碳几乎不溶于水，再导入澄清石灰水中，二氧化碳可以使石灰水变浑浊，即①变浑浊；气体直接导入澄清石灰水中，二氧化氮将氢氧化钙转化为硝酸钙，二氧化碳不与硝酸钙溶液反应，即②不变浑浊。‎ ‎[答案]　B ‎8．下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，能达到实验目的的是(　　)‎ A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中少量水蒸气 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 ‎[解析]　用氯化铵和氢氧化钙固体共热制氨气，试管口应略向下倾斜，A项错误；氨气和浓硫酸反应生成硫酸铵；不能用浓硫酸干燥氨气，B项错误；收集氨气的烧瓶不应密闭，C项错误；氨气极易溶于水，用水吸收氨气时要注意防倒吸，可用丁装置，D项正确。‎ ‎[答案]　D ‎9．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解‎9.6 g。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图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是(　　)‎ A．原混合酸中NO物质的量为0.1 mol B．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段产生氢气 C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4‎ D．H2SO4浓度为2.5 mol·L－1‎ ‎[解析]　根据图像可知，由于铁过量，OA段发生反应为Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，所以每份混合酸中n(NO)＝n(Fe)＝0.1 mol，所以原混合酸中NO物质的量为0.1 mol×2＝0.2 mol，A不正确；由图像可知，由于铁过量，OA段发生反应为Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段发生反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，BC段发生反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，B正确；硝酸全部被还原，没有显酸性的硝酸，因为溶液中有SO，并且Fe全部转化为Fe2＋，所以溶液中最终溶质为FeSO4，C正确；反应最终消耗‎14.0 g Fe，物质的量为‎14.0 g÷‎56 g·mol－1＝0.25 mol，所有的铁都在硫酸亚铁中，根据SO守恒可知，每份含硫酸0.25 mol，所以硫酸的浓度是0.25 mol÷‎0.1 L＝2.5 mol·L－1，D正确。‎ ‎[答案]　A ‎10.足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体‎2.24 L(标准状况)，这些气体与一定体积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。若向所得硝酸铜溶液中加入4 mol·L－1 NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是50 mL，下列说法正确的是(　　)‎ A．参加反应的硝酸是0.2 mol B．消耗氧气的体积为‎1.68 L C．铜和硝酸反应过程中转移的电子为0.3 mol D．混合气体中含NO‎21.12 L ‎[解析]　沉淀达到最大，溶液中溶质为NaNO3，根据N元素守恒，参加反应硝酸的物质的量为n(NaNO3)＋n(NO＋NO2)＝(50×10－3×4＋2.24/22.4)mol＝0.3 mol，A项错误；Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓，根据离子反应方程式求出参加n(Cu)＝50×10－3×4/2 mol＝0.1mol，根据分析，铜失去得电子最终给了氧气，根据得失电子数目守恒，即n(Cu)×2＝n(O2)×4，即n(O2)＝0.2/4 mol＝0.05 mol，即氧气的体积为0.05×‎22.4 L＝‎1.12 L，B项错误；铜和硝酸反应失去的电子物质的量为0.1×2 mol＝0.2 mol，C项错误；设NO的物质的量为x mol，则NO2的物质的量为(2.24/22.4－x)mol，根据得失电子数目守恒，即3x＋(2.24/22.4－x)＝0.2，解得x＝0.05 mol，因此NO2体积为0.05×‎22.4 L＝‎1.12 L，D项正确。‎ ‎[答案]　D ‎11．氨气在工农业生产中有重要应用。‎ ‎(1)①氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式：__________；‎ ‎②NH3的稳定性比PH3________(填写“强”或“弱”)。‎ ‎(2)如下图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。‎ ‎①浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为________。‎ ‎②浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是________(写化学式，一种即可)。‎ ‎③FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe2＋＋2NH3·H2O===Fe(OH)2↓＋2NH和_____________。‎ ‎(3)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因：‎ ‎____________________________________________________。‎ ‎(4)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为________________________，若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为_____ g(小数点后保留两位有效数字)。‎ ‎[解析]　(1)①氮气电子式中存在三键；②根据非金属性的判断依据“非金属性越强，气态氢化物越稳定”，很容易判断出NH3的稳定性强于PH3。(2)①根据现象写方程式；②氨气溶于浓硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；③根据现象写方程式，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子数为6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即‎2.35 g。‎ ‎[答案]　(1)①：N⋮⋮N：　②强 ‎(2)①NH3＋HCl===NH4Cl ‎②NH4HSO4或[(NH4)2SO4]‎ ‎③4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎(3)氨在水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，加入NaOH后OH－浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除 ‎(4)2NH3＋3O22HNO2＋2H2O　2.35‎ ‎12．用下列装置制备、收集二氧化氮气体，并探究其性质。‎ ‎(1)装置A中的分液漏斗中盛装的液体是________，烧瓶中预先加入的是铜屑，铁的价格比铜的价格低，此处用铜不用铁的原因是______________。‎ ‎(2)干燥管B、D中盛装的干燥剂可以是________(选填“浓硫酸”“无水氯化钙”“五氧化二磷”或“碱石灰”)，干燥管D中干燥剂的作用是________。‎ ‎(3)装置E的作用是吸收尾气，吸收过程中发生反应的化学方程式如下，请将其补充完整。‎ ‎　NaOH＋　NO2===______＋　NaNO2＋　H2O ‎(4)用上述装置收集到了NO气体，采用的收集装置是________(选填“F”或“G”)。‎ ‎[解析]　(1)根据制取NO2的反应原理：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可知，是固体和液体在常温下的反应，所以装置A中的分液漏斗中盛装的液体是浓硝酸；此处用铜屑不用铁屑的原因是：常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化，阻止反应进一步发生，无法制取NO2；(2)二氧化氮是酸性气体，不能用碱性干燥剂；干燥管B、D中只能盛装固体干燥剂，所以不能选浓硫酸，只能选无水氯化钙或五氧化二磷。E装置中的水蒸气可进入集气瓶C中，所以使用装置干燥管D，防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中；(3)根据氧化还原反应的原理知：反应物NO2中氮元素的化合价是＋4价，产物NaNO2中氮元素的化合价是＋3价，N元素化合价最高的含氮化合物是NaNO3，结合同一化学反应方程式中各元素的原子守恒可知，该反应的方程式为2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O；(4)一氧化氮为无色难溶于水密度与空气接近的气体，所以用排水法收集NO，选择装置G。‎ ‎[答案]　(1)浓硝酸　常温下，Fe在浓硝酸中发生钝化，阻止反应进一步发生 ‎(2)无水氯化钙或五氧化二磷　防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中 ‎(3)2　2　NaNO3　1　1‎ ‎(4)G ‎13.亚硝酸钠常用作食品防腐剂。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品。探究亚硝酸钠与硫酸的反应及生成气体产物的成分。已知气体液化的温度：NO2：‎21℃‎；NO：－‎‎152℃‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(按从左到右连接): A→C→________→________→________。 ‎ ‎(2)组装好仪器后，接下来进行的操作是______________；实验开始时通入N2的作用是________________．‎ ‎(3)关闭弹簧夹K1，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。确认A中产生的气体中含有NO，依据的现象是________；装置E的作用是________。‎ ‎(4)根据上述实验，写出该反应的化学方程式：________。‎ 如果没有装置C，对验证结论造成的影响是________。‎ ‎(5)实验结束后还需通入N2的作用是________；如果向D中通入过量O2，则装置B中发生反应的离子方程式为________。‎ ‎[解析]　(1)此实验的目的探究亚硝酸钠和硫酸反应以及生成气体的产物，A装置是发生装置，B装置是尾气处理装置，C装置是干燥气体，D装置为验证NO气体，E装置冷却NO2，因此连接顺序是A→C→E→D→B；(2)因为此实验有气体参加，因此实验前，需要检验装置的气密性；装置含有空气，空气中的氧气能氧化NO为NO2，所以实验开始时通入N2的作用是赶走装置的氧气，防止对NO的观察造成影响；(3)NO为无色气体，与氧气生成红棕色气体NO2，因此D装置通入氧气后无色变为红棕色，说明NO的存在；氮的氧化物对环境都是有污染的，必须尾气处理，因此B装置的作用为尾气处理，防止污染空气；NO2的液化温度是‎21℃‎，因此E装置的作用：冷凝使NO2‎ 完全液化；(4)根据上述实验，该反应的化学方程式为 2NaNO2＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O。通入过量O2，NO全部转化成NO2，因此有4NO2＋O2＋4NaOH===4NaNO3＋2H2O，如果没有装置C，水会与NO2反应生成NO，影响后面NO的检验。(5)装置有残留的氮氧化合物，因此实验结束后还需通入N2的作用是把装置中的气体全部赶入到B中被吸收，以防止环境污染；如果向D中通入过量O2，则装置B中发生反应的离子方程式为4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O。‎ ‎[答案]　(1) E、D、B ‎(2)检查装置的气密性　赶走装置的氧气，防止对NO的观察造成影响 ‎(3)D中通氧气后，出现红棕色气体　冷凝使NO2完全液化 ‎(4)2NaNO2＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋NO2↑＋NO↑＋H2O　水会与NO2反应生成NO，影响后面NO的检验 ‎(5)把装置中的气体全部赶入到B中被吸收，以防止环境污染　4NO2＋O2＋4OH－===4NO＋2H2O