内容正文:
金版教程 高考总复习首选用卷 化学(不定项)
第6讲 氮及其化合物
考点1 氮气及氮的氧化物
1.下列说法正确的是( )
A.NO2溶于水生成HNO3,所以NO2是HNO3的酸酐
B.雷雨天气可以产生硝酸,会给人类带来危害
C.氮元素是活泼的非金属元素,所以氮气也很活泼
D.工业上利用分离液态空气的方法制取氮气
答案 D
2.(2023·重庆市万州二中高三二模)汽车尾气中的氮氧化合物(NOx)与大气中的NH3发生如下作用,形成一种雾霾。
NOxN2O5HNO3一种雾霾
有关该雾霾的叙述错误的是( )
A.该雾霾中含硝酸铵固体
B.反应②是非氧化还原反应
C.NH3是形成该雾霾的催化剂
D.NH3可能来自过度施用氮肥
答案 C
解析 硝酸与氨气反应生成硝酸铵固体,氨气是反应物,C错误。
3.(2021·河北高考)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大,但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注,下列说法正确的是( )
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体,是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料,实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
答案 D
解析 SO2是无色有刺激性气味的气体,A错误;汽车尾气的主要大气污染物为NOx和CO等,B错误;氮的固定指的是将大气中游离态的氮转化为氮的化合物,C错误。
4.(2022·湖南高考)科学家发现某些生物酶体系可以促进H+和e-的转移(如a、b和c),能将海洋中的NO转化为N2进入大气层,反应过程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中NO发生氧化反应
B.a和b中转移的e-数目相等
C.过程Ⅱ中参与反应的n(NO)∶n(NH)=1∶4
D.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为NO+NH===N2↑+2H2O
答案 D
解析
过程Ⅰ发生的是还原反应,A错误,由分析知,a、b中转移电子数目不相等,B错误;过程Ⅱ中参加反应的n(NO)与n(NH)之比为1∶1,C错误。
考点2 氨及铵盐
5.下列关于氨气的说法不正确的是( )
A.①中可挤压胶头滴管引发喷泉实验
B.NH3易液化、易溶于水均与氢键的形成有关
C.②中有白烟产生,生成的NH4Cl属于共价化合物
D.①烧瓶中溶液红色不变时,NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-达平衡
答案 C
6.(2023·广东卷)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是( )
A.图1:喷泉实验 B.图2:干燥NH3
C.图3:收集NH3 D.图4:制备NH3
答案 B
解析 P2O5为酸性氧化物,NH3为碱性气体,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,B不能达到预期目的。
7.有一种盐X和NaOH反应,产生有刺激性气味的气体Y,Y经过一系列氧化之后,再溶于水可得到一种酸Z,Y与Z反应又可以生成X,X为( )
A.NH4NO3 B.NH4Cl
C.(NH4)2SO4 D.(NH4)2CO3
答案 A
解析 NH4NO3与NaOH反应生成NH3(气体Y),NH3被氧化生成NO,NO被氧化生成NO2,NO2与水反应得到HNO3(酸Z),HNO3与NH3反应生成NH4NO3。
考点3 硝酸
8.(2023·江苏卷)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.实验室探究稀硝酸与铜反应的气态产物:HNO3(稀)NONO2
B.工业制硝酸过程中的物质转化:N2NOHNO3
C.汽车尾气催化转化器中发生的主要反应:2NO+2CON2+2CO2
D.实验室制备少量NH3的原理:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
答案 B
9.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是还原产物
答案 A
解析 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的物质的量为0.8 mol,共失去电子0.8 mol×2=1.6 mol,由得失电子守恒可知HNO3→NaNO2得到1.6 mol 电子,故产物中NaNO2的物质的量为0.8 mol,由Na原子守恒可得另一种产物NaNO3的物质的量为0.2 mol,A正确;常温下,Cu能与浓硝酸反应,B错误;NO2、N2O4在标准状况下都不是气体,C错误;Cu(NO3)2是氧化产物,D错误。
10.如图表示铁与不同浓度硝酸反应时,硝酸还原产物分布与硝酸浓度的关系,下列说法不正确的是( )
A.一般来说,硝酸的浓度越大,其还原产物中高价态的成分越多
B.常温时,相同规格的铜片和铁片分别投入相同浓度的浓硝酸中,铜片的反应更剧烈
C.少量铁粉与足量的浓度为12.2 mol·L-1硝酸反应时,反应的化学方程式为4Fe+18HNO3===4Fe(NO3)3+3NO↑+3NO2↑+9H2O
D.用一定量的铁粉与足量的9.75 mol·L-1 HNO3溶液反应得到2.24 L气体(折算为标准状况),则参加反应的硝酸的物质的量为0.200 mol
答案 D
解析 当硝酸浓度为9.75 mol·L-1时还原产物是NO、NO2、N2O,用一定量的铁粉与足量的9.75 mol·L-1 HNO3溶液反应得到2.24 L气体,部分硝酸被还原、部分硝酸生成硝酸铁,若还原产物全是NO,参加反应的硝酸为0.4 mol;若还原产物全是NO2,参加反应的硝酸为0.2 mol;若还原产物全是N2O,参加反应的硝酸为1 mol;所以参加反应的硝酸的物质的量大于0.200 mol,故D错误。
11.(2023·广东梅州高三二模)氮元素所形成物质的价—类二维图如图所示,下列说法正确的是( )
A.可用湿润的蓝色石蕊试纸检验a
B.通过雷电作用将b转化为c,可实现氮的固定
C.d转化为e必须加入氧化剂
D.g中的氮原子均采用sp3杂化
答案 B
解析 由题图知a~g分别为氨气、氮气、一氧化氮、二氧化氮或四氧化二氮、硝酸、一水合氨、硝酸铵,检验氨气应该用湿润的红色石蕊试纸,A错误;二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,不需要加入氧化剂,C错误;硝酸铵中的硝酸根离子中氮原子采用sp2杂化,D错误。
12.(2023·重庆卷)下列实验装置或操作能够达到实验目的的是( )
答案 B
13.(2023·黑龙江哈尔滨第三中学高三二模)利用雾霾中的污染物NO、SO2获得产品NH4NO3的流程如图,下列方程式错误的是( )
A.“吸收池1”中反应的离子方程式:SO2+OH-===HSO
B.“吸收池2”中生成等物质的量HNO2和HNO3的离子方程式:2NO+4Ce4++3H2O===HNO2+NO+4Ce3++5H+
C.“电解池”中阴极的电极反应式:2HSO+4e-+4H+===S2O+3H2O
D.“氧化池”中反应的离子方程式:2NH3+O2+2NO===2NH+2NO
答案 D
解析 “氧化池”中反应的离子方程式:2NH3+O2+2HNO2===2NH+2NO,D错误。
14.(2023·广西柳州市高三三模)氮氧化物是大气主要污染物之一,其中基于NO的烟气脱硝技术成为研究热点。查文献资料可知,NO除易被氧化成NO2外,也可被还原为N2。在碱性条件下NO遇还原性较强的物质形成不稳定的NO-并转化为相对稳定的N2O。下面是对NO在不同条件下被氧化或被还原进行的实验探究:
(1)实验室为获取NO进行实验,使用铜与________作为反应物,用装置________制备气体(填序号),为了不影响探究结果,反应前对连接好并装好药品的装置进行的具体操作是_______
_____________________________________。
(2)若要使装置②的分液漏斗中的液体顺利流下,不改动装置,对分液漏斗的具体操作是____________________________________。
(3)在保证实验安全环保的条件下,将NO通入内壁附着绿色NiO的试管中(如装置④,其他装置已省略)。小火加热,绿色固体逐渐变为黑色(Ni2O3固体呈黑色),此现象可说明NO转化为________。
(4)将盛有NO气体的试管倒置于盛有饱和Na2SO3碱性水溶液的大烧杯中(如装置⑤)。在试管口不脱离液面的情况下,轻轻不断摇动试管,此操作的主要目的是____________________________,实验中NO被Na2SO3碱性溶液快速吸收并还原为N2O,发生反应的离子方程式为______________________________________,此反应可应用于处理含NO和SO2的工业废气,从实际效果看,Na2SO3强碱性溶液吸收含有SO2的NO比只含NO的效果更佳,主要原因是__________________________________________________。
答案 (1)稀硝酸 ③ 通入N2,以排除装置内的O2(或防止NO被氧化)
(2)先打开(或取下)分液漏斗顶部玻璃塞,再打开活塞
(3)N2
(4)使NO气体与溶液充分接触 2NO+SO+2OH-===N2O+SO+H2O SO2被碱液吸收并转化为SO,增大c(SO),从而促进NO吸收
*本组内选择题有1个或2个选项符合题意。
15.一种新型的合成氨的方法如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应①中N2发生了氧化反应
B.反应①和②均属于“氮的固定”
C.反应③为4LiOH4Li+2H2O+O2↑
D.三步循环的总结果为N2+3H2===2NH3
答案 C
解析 反应①中N2得电子,发生还原反应,A错误;氮的固定是将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程,反应①是氮的固定,反应②不是,B错误;该合成氨反应中没有氢气参与,氢元素来源于水,且伴有氧气生成,三步循环的总结果为2N2+6H2O===4NH3+3O2,D错误。
16.利用某分子筛作催化剂,NH3可脱除废气中的NO和NO2,生成两种无毒物质,其反应历程如图所示,下列说法正确的是( )
A.过程①~④均为氧化还原反应
B.上述历程的总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O
C.NH中含有的四个N—H完全相同
D.过程④中,生成11.2 L N2时转移电子1.5 mol
答案 BC
解析 分析反应历程图中反应物与生成物的变化过程可知,过程①、②是非氧化还原反应,过程③、④是氧化还原反应,A错误;未指明11.2 L N2所处状况,不能确定转移电子的物质的量,D错误。
17.肼(N2H4)可用作火箭燃料,也是一种应用广泛的化工原料。实验室用次氯酸钠溶液与氨反应制备肼:2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,则下列叙述错误的是( )
A.肼分子中包含极性共价键和非极性共价键
B.NH3、NaClO和N2H4的水溶液均呈碱性
C.实验室制得16 g N2H4,参加反应的NaClO得到2NA个电子
D.用肼处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀,利用了它的氧化性
答案 CD
18.某小组探究NH3的催化氧化,实验装置如图。③中气体颜色无明显变化,④中收集到红棕色气体,一段时间后,④中产生白烟。下列分析正确的是( )
A.②中NH4Cl能用NH4NO3替代
B.③、④中现象说明③中的反应是4NH3+5O24NO+6H2O
C.④中白烟的主要成分是NH4Cl
D.反应结束后若⑤中溶液变蓝则溶液中只含有Cu(NO3)2
答案 B
19.用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金)、Ag和Cu。
已知:①浓硝酸不能单独将Au溶解。
②HAuCl4===H++AuCl。
(1)酸溶后经________操作,将混合物分离。
(2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量的Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:______________________________________。
(3)HNO3NaCl与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整:
Au+____NaCl+____HNO3===HAuCl4+________+________+____NaNO3
②关于溶金的下列说法正确的是________。
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
(4)若用Zn粉将溶液中的1 mol HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是________mol。
(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
试剂1是________,试剂2是________。
答案 (1)过滤
(2)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(3)①4 5 NO↑ 2H2O 4 ②AC
(4)2 (5)NaCl溶液 盐酸
解析 (3)②溶金过程中硝酸作氧化剂,用到了HNO3的氧化性,故A正确;王水中浓盐酸提供了氯离子,利于生成四氯合金离子,故B错误;HNO3NaCl与王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金原理相同,则用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解,故C正确。
20.用石灰乳吸收硝酸工业的尾气(含NO、NO2)可获得Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:
下列说法不正确的是( )
A.用石灰乳比用澄清石灰水吸收效果更好
B.采用气、液逆流接触有利于尾气中NO、NO2的充分吸收
C.吸收时主要反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-===2NO+H2O
D.若尾气中n(NO2)∶n(NO)<1∶1,吸收后排放的气体中NO含量升高
答案 C
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