高考化学总复习 第四节 氮及其化合物（含解析） 新人教版

【高考总复习】2013高考化学专题复习：第四节氮及其化合物（人教版）1．(2012年皖南八校三模)科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是(　　)A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2OB．液氨具有腐蚀性和毒性，在使用过程中要防止液氨泄漏C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76g·L－1D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全解析：氨成为绿色能源，不能生成有毒的NO，应为N2，所以A错。答案：A2．研究表明：一氧化氮吸入治疗法可快速改善SARS重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接抑制作用。下列对一氧化氮的叙述正确的是(　　)A．一氧化氮是一种红棕色的气体B．一氧化氮的摩尔质量为30C．常温常压下，一氧化氮能与空气中的氧气直接化合D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：A项，一氧化氮是无色的气体；B项，NO的摩尔质量为30g/mol；D项，NO不溶于水。答案：C3．下列反应中，浓硝酸既表现氧化性，又表现出酸性的是(　　)①浓硝酸中滴入石蕊试液并微热　②氧化亚铁与浓硝酸反应　③氢氧化铝与浓硝酸反应　④碳与浓硝酸A．①②B．③④C．①④D．②③解析：①中的现象是先变红后褪色，因为浓HNO3有很强的氧化性，把指示剂漂白的缘故，③只体现了酸性，④只体现了氧化性。答案：A4．如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(　　)-8-\n选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应生成了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干燥的红色石蕊试纸不变色，湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱解析：挥发出的HCl与NH3反应生成NH4Cl固体，产生白烟，A项正确。NH3与浓H2SO4反应，但因浓H2SO4难挥发故无明显现象，B项错。AlCl3、MgCl2、FeCl3等溶液中通入NH3都变浑浊，C项错。干燥的红色石蕊试纸不变色，而湿润的红色石蕊试纸变蓝，可说明NH3溶于水生成的NH3·H2O为碱，但不能说NH3是碱，D项错。答案：A5．能正确表示下列反应的离子方程式的是(　　)A．向Fe(NO3)2稀溶液中加入盐酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．铜片与浓HNO3：Cu＋NO＋4H＋===Cu2＋＋NO↑＋2H2OC．氯化铵浓溶液跟浓NaOH溶液混合后加热：NH＋OH－NH3·H2OD．碳酸氢铵溶液与足量的NaOH溶液混合后加热：NH＋OH－NH3↑＋H2O解析：B项电荷不守恒，且应生成NO2，正确的离子方程式应为Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O；C项加热时NH3·H2O分解为NH3，正确的离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O；D项HCO也与OH－反应，正确的离子方程式为HCO＋NH＋2OH－CO＋2H2O＋NH3↑。答案：A6．下图是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(　　)-8-\n解析：A选项因为NH4Cl△,HCl↑＋NH3↑，产生的NH3和HCl在试管口又化合NH3＋HCl===NH4Cl，根本得不到NH3；B选项CaO遇水反应CaO＋H2O===Ca(OH)2放出大量的热，降低NH3的溶解度，同时增大了溶液中OH－的浓度，使得平衡NH＋OH－NH3·H2ONH3＋H2O正向移动，NH3逸出；C选项试剂选用正确，装置也正确；D选项加热降低氨的溶解度，使氨气逸出。答案：A7．无色混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体依次经过下图实验的处理，结果得到酸性溶液且最终无剩余气体。则甲气体的组成为(　　)A．NH3、NO2、N2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO、CO2、N2D．NO、CO2、N2解析：无色气体、无NO2，能与浓H2SO4作用有NH3，通过Na2O2变为红棕色，说明有NO，且产生了O2，有CO2，最后无气体剩余，无N2。答案：B8．(2012年安徽师大附中质量监测)硝酸铜是制备Cu－Zn－Al系催化剂的重要原料，制取硝酸铜现有三种设计方案可供选用：①Cu与稀硝酸反应制取：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O②Cu与浓硝酸反应制取：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O③通氧气于铜屑与稀硝酸的体系中制取：2Cu＋4HNO3＋O2===2Cu(NO3)2＋2H2O下列说法正确的是(　　)A．制取相同量的硝酸铜需硝酸的量③最多B．制取相同量的硝酸铜①产生的有毒气体比②多-8-\nC．三种方案中硝酸的利用率③>①>②D．三种方案的反应都可以在铁制容器中进行解析：消耗HNO3的是②>①>③，所以A错误，C正确。答案：C9．2010年中国汽车销量增长幅度很大，同时也带来了空气污染。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N2C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应D．催化转化总反应为2NO＋O2＋4CO催化剂,4CO2＋N2解析：反应NO、O2均为氧化剂，NO与O2不必在催化剂表面才反应。答案：D10．在100mL混合酸中，HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别为0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加1.92g铜粉，加热，待充分反应后，所得溶液中的Cu2＋的物质的量浓度是(　　)A．0.15mol/LB．0.225mol/LC．0.35mol/LD．0.45mol/L解析：依题意，n(Cu)＝1.92g/64g·mol－1＝0.03mol，n(NO)＝0.1L×0.4mol·L－1＝0.04mol，n(H＋)＝0.1L×0.4mol·L－1＋0.1L×0.1mol·L－1×2＝0.06mol，由反应3Cu　＋　8H＋　＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3　　　　8　　　　20.03mol　0.06mol　0.04mol所以Cu和NO过量，H＋不足，以H＋计算，生成n(Cu2＋)＝0.0225mol，故c(Cu2＋)＝0.225mol/L。答案：B11．下图中的所有物质均由短周期元素组成。其中甲、乙、丙、丁为单质，常温下甲、乙为无色气体、丁为黄绿色气体。丙是常见金属，广泛用于航天、航空工业。工业上从海水中提取G后再通过电解G制取丙，同时得到副产物丁。A、E的分子中均含10个电子，A是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，E常温下是无色无味的液体。框图中各物质转化所涉及的条件均已省略。回答下列问题：-8-\n(1)反应①～⑤中属于氧化还原反应的是________(填序号)。(2)画出丙的原子结构示意图________，写出A的电子式________，写出A、B的等电子体(原子数和电子数均相等的粒子)________、________(用化学式表示)。(3)按要求写出下列化学方程式或离子方程式：___________________________________________________；②过量的A与丁反应的化学方程式_______________________________________________________。解析：常见气体单质：H2、N2、O2、Cl2、丁为黄绿色气体，为Cl2。A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A为NH3所以甲为H2，乙为N2则B为HCl，C为NH4Cl，能和N2反应的常见金属为Mg，丙为Mg，D为Mg3N2，F为Mg(OH)2，G为MgCl2。答案：(1)①⑤(2)(3)①NH＋H2ONH3·H2O＋H＋②8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N212．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________________________________________________________________________。-8-\n(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：装置①为Cu和浓HNO3反应制取NO2的发生装置，因要检验浓、稀HNO3的氧化性强弱，依题中信息知⑥是用碱液(NaOH)吸收NO2，则④为浓HNO3，⑤中用排水法收集的气体一定为NO，则③中为稀HNO3，②中为H2O，发生了反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，又因NO极易被空气中的O2氧化而生成红棕色的NO2，因此整个装置中不能有空气，通一段时间CO2，排出装置内空气。第(6)问中，a加热，则溶解气体会逸出从而检验乙同学说法，b项加水稀释，生成水合铜离子，无论何种情况稀释后均为蓝色，无法判断；c项中通入N2，起到搅拌作用使溶解气体逸出，可用于检验；d项，向蓝色的饱和Cu(NO3)2溶液中通入NO2，若变色则可证明乙同学的说法。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中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色　(6)acd13．(2012年江苏卷)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工艺流程如下：-8-\n(1)一定条件下，NO与NO2存在下列反应：NO(g)＋NO2(g)N2O3(g)，其平衡常数表达式为K＝________。(2)上述工艺中采用气－液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋)，其目的是______________________；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是________(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，则会导致______________；若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，则会导致________。(4)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为______________________________________。解析：在此工艺中，气体从塔底进入，石灰乳从塔顶喷淋，使气液充分接触，NO、NO2可被充分吸收。石灰乳反应后过滤有Ca(OH)2析出，由于NO(g)与NO2(g)按物质的量之比为1∶1反应，当＞1∶1时，NO过量，尾气中NO含量升高，当＜1∶1时，NO2过量，与Ca(OH)2反应生成Ca(NO3)2，则产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高。由信息可知Ca(NO2)2在酸性环境有NO生成，另一种产物必为NO，故离子方程式为3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O。答案：(1)(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收　Ca(OH)2(3)排放气体中NO含量升高　产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高(4)3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O14．在50mLamol·L－1的硝酸溶液中，加入6.4gCu，全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO2和NO，将反应后溶液用蒸馏水稀释至100mL时测得c(NO)＝3mol·L－1。(1)求稀释后的溶液pH＝________。(2)若a＝9，则生成的气体中NO2的物质的量为______mol。(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O若将上述的NO2和NO的混合气体通入1mol·L－1的NaOH溶液恰好被吸收，NaOH溶液的体积为________mL。解析：(1)HNO3―→根据溶液中的电荷守恒：c(H＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)c(Cu2＋)＝＝1mol·L－1，-8-\nc(NO)＝3mol·L－1，故c(H＋)＝1mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝0。(2)设生成气体中NO2的物质的量为x，NO的物质的量为y，根据氧化还原反应中转移电子数相等得出x＋3y＝0.1mol×2解得：x＝0.125mol，y＝0.025mol。(3)由方程式知1molN对应1molNaOHn(N)＝0.125mol＋0.025mol＝0.15mol。故V(NaOH)＝＝0.15L。答案：(1)0　(2)0.125　(3)150-8-