内容正文:
假期作业2 氮及其化合物
氮
及
其
化
合
物
单质N2
物理性质及用途→
化学性质→
O2
→NO
Mg
→Mg3N2
H2
→NH3
氮的
氧化物
NO、NO2 的物理性质→
化学性质:NO
O2
H2O
NO2→
氮的
氢化物
分子结构与物理性质→
化学
性质
→
H2O
→
NH3H2O,
NH3H2O是一元弱碱
H+
→NH+4(铵盐)
不稳定,
受热易分解
→
与碱反应
产生氨气
→
O2、Cl2、CuO
→被氧化
硝酸
H+
→具有酸的通性
强氧化性
→
金属
→
浓 HNO3 →NO2,
稀 HNO3 →NO
还原性物质
→
将S2-、SO2-3 、I-、
Br-、Fe2+ 等氧化
非金属单质
→氧化成最高价含氧酸
不稳定
→受热或见光易分解
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◆[知识点1] 氮的氧化物
1.下列气体可用如图所示方法收集的是
( )
A.NH3 B.NO2
C.SO2 D.NO
2.工业制 HNO3 的过程中排放的 NO2 和
NO常用 NaOH 溶液吸收,反应的化学
方程 式 为 NO + NO2 +2NaOH
2NaNO2 + H2O、2NO2 +2NaOH
NaNO2 + NaNO3 + H2O,NO 不 能 被
NaOH 溶液吸收.若同温同压下 NO2 与
NO的体积之比如下,其中不能被 NaOH
溶液完全吸收的是 ( )
A.1∶1 B.1∶3
C.2∶1 D.3∶1
◆[知识点2] 硝酸
3.已知某溶液中存在较多的 H+ 、NO-3 、
SO2-4 ,则该溶液中还可能大量存在的离
子组是 ( )
A.Al3+ 、CO2-3 、Cl-
B.Na+ 、NH+4 、Cl-
C.Mg2+ 、Ba2+ 、Br-
D.Mg2+ 、Cl- 、Fe2+
4.某化学兴趣小组设计了如图所示的浓硝
酸与铜反应的微型实验.下列说法中错
误的是 ( )
A.挤压塑料瓶使浓硝酸进入干燥管就可
引发反应
B.将装置口向上竖起就可停止反应
C.蘸 碱 液 的 棉 花 可 起 到 吸 收 NO2 的
作用
D.该装置适用于木炭与浓硫酸的反应
实验
5.将19.5g锌粉与一定量的浓硝酸反应,
当锌粉完全反应时收集到 NO、NO2 混合
气体共11.2L(标准状况下),则消耗的
硝酸的物质的量是 ( )
A.1.0mol B.1.1mol
C.1.4mol D.1.6mol
4
◆[知识点3] 氮的转化
6.下列有关氮元素的单质及其化合物的说
法错误的是 ( )
①氮气与氧气在放电的条件下可直接生
成 NO2 ②铵盐都不稳定,受热分解都
生成氨气③向 Fe(NO3)2 溶液中滴加稀
盐酸无明显的变化 ④实验室加热氯化
铵固体,用碱石灰除去氯化氢的方法制
备氨气
A.①③④ B.①③
C.①④ D.①②③④
7.(备选双选)结合氮及其化合物“价G类”二
维图及氧化还原反应的基本规律,下列
分析或预测正确的是 ( )
A.N2O3、N2O5 均能与水反应生成酸,两
者均为酸性氧化物
B.HNO3、HNO2、NaNO3、NH3 的水溶
液均可以导电,四者均属于电解质
C.将等体积的 NO2 和 N2 的混合气体置
于试管倒立于水槽中,充分反应后,剩
余气体的体积约为原气体总体积2/3
D.硝酸具有较强的氧化性,可用稀硝酸
溶解 Au、Ag、Cu
◆[知识点4] 氨气的性质
8.A、B、C、D四种物质中,A、B、C均含有同
一种元索,它们之间具有如图转化关系.
下列有关物质的推断错误的是 ( )
A
D
→B
D
→C
A.若 A为 Na2CO3,则D可能是 HCl
B.若 A为 NH3H2O,则D可能是SO2
C.若 A为Fe,则D可能是Cl2
D.若 A为 NH3,则D可能是 O2
9.下图是用点滴板探究氨气的性质.实验
时向 NaOH 固体上滴几滴浓氨水后,立
即用培养皿罩住整个点滴板.下列对实
验现象的解释正确的是 ( )
选项 实验现象 解释
A
红色石 蕊 试
纸变蓝
NH3 极易溶于水
B
浓硫酸 附 近
无白烟
NH3 与浓硫酸不发
生反应
C
氯化铝 溶 液
变浑浊
NH3 与AlCl3 溶液反
应:Al3++3OH-
Al(OH)3↓
D
浓盐酸 附 近
有白烟
NH3 与 挥 发 出 的
HCl反 应:NH3 +
HClNH4Cl
◆[知识点5] 氨气的制备
10.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气
的化学性质,其中能达到实验目的的是
( )
A.用装置甲制取氨气
B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性
D.用装置丁吸收尾气
11.为了有效实现NO和NO2 的相互转化,设
计如下实验:按图组装好实验装置,并检查
装置气密性,实验前用排水法收集半瓶
NO气体.
5
(1)打开止水夹,推动针筒活塞,使氧气
进入烧瓶.关上止水夹,首先观察到烧
瓶中的现象是
,
产生此现象的化学方程式为
.
(2)轻轻摇动烧瓶,观察到烧瓶中的现象
为 ; .
产生此现象的化学方程式为
.
12.氮元素形成的化合物种类十分丰富.
请根据以下工业制硝酸的原理示意图
回答下列问题:
H2 氨合成塔→
↓
N2
NH3
→ 氧化炉
↓
空气
NO
→ 吸收塔
↓
空气、水
HNO3→
(1)与氮氧化物有关的全球或区域性大
气环境问题有 (填字母序号).
a.酸雨 b.沙尘暴
c.光化学烟雾 d.白色污染
(2)NH3 是重要的含氮化合物,写出氨
合成塔中发生反应的化学方程式
;氧化炉中所发生反应
的化学方程式为 .
(3)将过量的铜置入一定量的浓硝酸
中,微热,充分反应后,放出两种气体,
写出生成 NO 的反应化学方程式
;若生成 NO、NO2 的体积比
为1∶4,则分别生成 NO、NO2 的 两 个
反应中 消 耗 硝 酸 的 物 质 的 量 之 比 是
.
13.下图甲、乙、丙均为验证铜和浓硝酸反
应的装置:
(1)甲、乙、丙三个装置中发生反应的化
学方程式是
.
(2)和甲装置相比,乙装置的优点是①
,② .
(3)为了进一步验证 NO2 和水的反应,
某学生设计了丙装置.实验时先关闭
活塞 ,再打开活塞 ,
才能使 NO2 气体充满②试管;当气体充
满②试管后,将铜丝提起与溶液脱离.
欲使烧杯中的水进入②试管,应该
.
雷雨“发”庄稼
把空气中的氮气转化为可被植物吸收
的氮的化合物的过程,称为氮的固定.自
然界中氮的固定通常有两种:一种是闪电
时空气 中 的 氮 气 和 氧 气 化 合 生 成 一 氧 化
氮,一氧化氮进一步与氧气化合生成二氧
化氮,二氧化氮被水吸收变成硝酸,在下雨
时降落到地面.另一种固氮的方式是利用
植物的根瘤菌,根瘤菌是一种细菌,能使豆
科植物的根部形成根瘤,在自然条件下,它
能把空气中的氮气转化为含氮的化合物,
供植物利用.“种豆子不上肥,连种几年地
更肥”就是讲的这个道理.
6
参 考 答 案
[第一部分] 假期作业1
1.C [硫黄是淡黄色固体,过氧化钠是淡黄色粉末,氧化
亚铁是黑色固体,三氯化铁固体为橙红色固体,与其他
三种物 质 的 颜 色 不 相 似 也 不 接 近 的 是 氧 化 亚 铁,故
选 C.]
2.C [尽管潮湿的 Cl2 和SO2 都具有漂白作用,但 Cl2 具
有强的氧化性,而 SO2 具有还原性,若两者等物质的量
混合遇 H2O 后,将 发 生 如 下 反 应:Cl2 +SO2 +2H2O
H2SO4+2HCl.会完全丧失漂白作用,通入品红溶
液不会褪色.而生成的 H2SO4 和 BaCl2 反应生成不溶
于水和酸的白色沉淀BaSO4.]
3.C [CO2 气 体 中 含 有 少 量 SO2,欲 得 到 干 燥 纯 净 的
CO2,先将气体通入到饱和碳酸氢钠溶液中除掉SO2,再
用浓硫酸除掉水蒸气,故 C符合题意]
4.D [A.亚硫酸钠能溶于水,用有孔的塑料板没有起作
用,A 错误;B.二氧化硫能被碱石灰吸收,B错误;C.二
氧化硫的密度比空气大,应长管进入,C错误;D.二氧化
硫能和氢氧化钠反应而吸收,D正确.]
5.C [A.SO2 能 使 酸 性 KMnO4 溶 液 褪 色,是 因 为 酸 性
KMnO4 具有强氧化性,KMnO4 与 SO2 发生氧化还原反
应,SO2 的化合价升高,体现 SO2 的还原性,A 错误;B.
HCl酸性强于亚硫酸,将 SO2 通入 BaCl2 溶液中,两者
不反应,B错误;C.二者混用,氯离子和次氯酸根离子发
生归中反应生成有毒的氯气,C 正确;D.能使湿润的淀
粉碘化钾试纸变蓝的气体具有氧化性,如氧气、臭氧、氯
气等,D错误.]
6.C [铝片与浓硫酸无明显变化,是铝与 浓 硫 酸 发 生 钝
化,而不是不反应,故 A 错误;胆矾晶体表面有“白斑”,
是硫酸的吸水性,而不是脱水性,故 B错误;浓硫酸具有
吸水性,导致溶液中溶剂的量减小,有晶体析出,故 C正
确;pH 试纸先变红,后变黑,说明浓硫酸具有酸性和脱
水性,故 D错误.]
7.AD [A.抽拉铜丝离开液面,反应物不接触反应终止,A
正确;B.a处变红其原因是SO2 溶于水生成了酸,不能使
紫色石蕊试液褪色,B错误;C.b处品红溶液褪色,其原
因是 SO2 具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,
其原因是SO2 和酸性 KMnO4 溶液发生氧化还原反应,
SO2 体现出还原性,C 错误;D.实验过程中试管底部出
现白色固体,其成分为无水 CuSO4,而非蓝色的 CuSO4
5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的
H2O吸收,D正确.]
8.BD [浓硫酸可以和铜发生氧化还原反应,而稀硫酸与
铜不能发 生 反 应.当 浓 硫 酸 变 为 稀 硫 酸 时 反 应 停 止.
反应过程中浓硫酸逐渐变稀,因此反应结束后铜和稀硫
酸均有剩余,则参加反应的n(Cu)<0.1L×18mol
L-1×12=0.9mol
;被还原的硫酸应依据生成的SO2 来
算,可得被还原的硫酸的物质的量n(H2SO4)=n(SO2)
= V L
22.4molL-1
= V22.4mol
.]
9.B [A.过程①中 CuCl2 和 H2S反应生成 CuS和 HCl,
属于复分解反应,故 A 正确;B.据图可知过程②中 CuS
被Fe3+ 氧化得到 S单质,CuS为沉淀不能拆,离子方程
式为 CuS+2Fe3+ S+2Fe2+ +Cu2+ ,故 B错误;C.由
图可知,该过程 O2 中O元素化合价由0价降低到-2价,
标准状况下11.2LO2 的物质的量为0.5mol,0.5molO2
参加反应,转移0.5mol×4=2mol电子,故 C正确;D.
由①H2S+Cu2+ CuS↓+2H+ 、②CuS+2Fe3+ S
+2Fe2+ +Cu2+ 、③4Fe2+ + O2 +4H+ 4Fe3+ +
2H2O,相 加 可 得 回 收 S 的 总 反 应 为 2H2S+O2
2H2O+2S,故 D正确.]
10.BC [A中 CaO 与水反应生成 Ca(OH)2,CaCO3 不溶
于水;D 中 CO 与 O2 反 应 生 成 CO2.故 只 有 B、C
正确.]
11.解析:(2)“显红 色 的 酚 酞 溶 液”说 明 溶 液 中 有 碱 性 物
质,SO2 使显红色的酚酞溶液褪色的原因是 SO2 与碱
性物质发生了反应,此时利用的是SO2 水溶液呈酸性.
(3)SO2 使酸性KMnO4 溶液褪色是由于SO2 与KMnO4 发
生了氧化还原反应,利用的是其还原性,而不是漂白性.
答案:(1)e (2)b (3)d (4)c (5)a (6)b
12.解析:根据SO2 的化学性质及实验室制备 SO2 的反应
原理回答问题.
答案:(1)Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+
H2O (2)石蕊溶液变红 酸性 (3)褪色 漂白
(4)出现黄色浑浊 氧化 (5)褪色 还原 (6)吸收
多余 的 SO2,防 止 污 染 空 气 SO2 +2NaOH
Na2SO3+H2O
13.解析:(1)SO2 具有漂白性,能使品红溶液褪色,故能说
明SO2 存在的实验现象是试剂瓶中的品红溶液褪色.
(2)混合气体通过b装置,b装置的作用有三个:干燥气
体、使 气 体 均 匀 混 合、控 制 气 流 速 度,调 整 气 流 比 例.
(3)加热下,Cu能与浓硫酸反应,化学方程式为:Cu+
2H2SO4(浓)
△
CuSO4+SO2↑+2H2O;体现了浓硫
酸的强氧化性和酸性.(4)浓硫酸中水的含量很少,生
成的硫酸铜未溶解,以固体形式存在,故只看到白色固
体,要检验白色固体的成分,可以取少量白色固体溶于
水,观察到溶液呈蓝色,证明有 Cu2+ ;再滴加盐酸酸化,
然后加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,证明有 SO2-4 .
综上说明该白色固体为 CuSO4.
答案:(1)品红溶液褪色
(2)干燥气体;使气体均匀混合;控制气流速度,调整气
流比例
(3)Cu+2H2SO4(浓)
△
CuSO4+SO2↑+2H2O 酸
性和强氧化性
(4)取少量白色固体溶于水,观察到溶液呈蓝色,证明
有Cu2+ ;再滴加盐酸酸化,然后加入氯化钡溶液,有白
色沉 淀 生 成,证 明 有 SO2-4 .综 上 说 明 该 白 色 固 体
为CuSO4
假期作业2
1.D [NH3、SO2 均易溶于水,且能与水反应,NO2 能与水
反应,故均不能用排水法收集,而 NO 难溶于水,且易与
O2 反应,只能用排水法收集,故答案为 D.]
2.B [A.根据 NO+NO2+2NaOH 2NaNO2+H2O
可知,当 NO2 与 NO的体积之比为1∶1时,恰好被完全
吸收,故 A不符合题意;B.当 NO2 与 NO 的体积之比为
1∶3时,一氧化氮过量,多余的一氧化氮不能被氢氧化
钠溶液吸收,故 B符合题意;CD.当 NO2 与 NO 的体积
之比为2∶1 或3∶1时,发 生 反 应 NO+NO2 +NaOH
2NaNO2 + H2O 后 二 氧 化 氮 有 剩 余,由 2NO2 +
2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O 可知,多余的二氧
化氮可以直接被氢氧化钠溶液完全吸收,故 C、D不符合
题意.]
35
3.B [A.铝离子可以和碳酸根离子反应,不能共存,A 错
误;B.Na+ 、NH+4 、Cl- 相互之间不反应,且与 H+ 、NO-3 、
SO2-4 也不反应,B正确;C.钡离子和硫酸根离子反应生
成沉淀,不能共存,C错误;D.在酸性条件下二价铁可以
被硝酸根离子氧化为三价铁,不能共存,D错误.]
4.D [A.挤压塑料瓶能使浓硝酸进入干燥管与铜接触,引
发反应,故 A正确;B.只需将装置口向上竖起,浓硝酸回
流到锥形瓶,而铜片不能进入锥形瓶,可以停止反应,故
B正确;C.二氧化氮与碱反应生成亚硝酸盐和硝酸盐,
所以蘸碱液的棉花可起到吸收 NO2 的作用,故 C正确;
D.该装置适用于块状固体和液体反应,且不需要加热的
气体的制备,而 木 炭 与 浓 硫 酸 和 浓 硝 酸 都 要 加 热 才 反
应,故 D错误.]
5.B [锌和浓硝酸反应生成 NO2,而与稀硝酸反应时则生
成 NO,n(NO2)+n(NO)=11.2L÷224L/mol=
05mol,即被还原的硝酸的物质的量为05mol,n(Zn)=
195g÷65g/mol=03mol,则 生 成 的n[Zn(NO3)2]=
0.3mol,可知表现酸性的硝酸的物质的量为03mol×2
=06mol,则参加反应的硝酸的物质的量为0.5mol+
0.6mol=1.1mol.]
6.D [①放电条件下,氮气和氧气反应生成一氧化氮,不
能生成二氧化氮,故错误;②有的铵盐受热产生 NH3(如
NH4Cl),有的铵盐受热不产生氨气(如 NH4NO3),故错
误;③酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性,向硝酸亚
铁溶液中加入稀盐酸,硝酸根离子与 Fe2+ 发生氧化还原
反应生成 Fe3+ 和一氧化氮,故错误;④氯化铵受热易分
解生成氨气和氯化氢,冷却时氨气与氯化氢又发生化合
反应生成氯化铵,得不到氨气,故错误;①②③④错误.]
7.AC [酸性氧化物是指能与碱反应生成对应的盐和水的
氧化物,N2O3、N2O5 均能与水反应生成酸,故两者均为酸性
氧化物,故A正确;NH3 与水反应生成NH3H2O,NH3
H2O在水溶液中发生电离可以导电,NH3 自身不能发生电
离而导电,是非电解质,故 B错误;假设 NO2 和 N2 的体
积均为1L,发生反应3NO2+H2O2HNO3+NO,
剩余1/3LNO和1LN2,则剩余气体的体积为1/3L+
1L=4/3L,剩余气体的体积约为原气体总体积的(4/3
L)/2L=2/3,故 C 正 确;稀 硝 酸 不 能 溶 解 Au,故 D
错误.]
8.C [A.若 A为 Na2CO3,D为 HCl,则 B为 NaHCO3,C
为 NaCl,A正确;B.A为 NH3H2O,则 D可能是SO2,
A→B的反应为 SO2+2NH3H2O(NH4)2SO3+
H2O,B→C 的 反 应:(NH4)2SO3 +SO2 + H2O
2NH4HSO3,B 正 确;C.若 A 为 Fe,D 为 Cl2 时 B 为
FeCl3,FeCl3 与 Cl2 不反应,C错误;D.若 A 为 NH3,则
D可能是 O2,A→B的反应为4NH3+5O2
催化剂
△
4NO
+6H2O,B→C的反应:2NO+O2 2NO2,D正确.]
9.D [A.氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因是与水
反应生成 NH3H2O,电离生成 OH- 离 子,溶 液 呈 碱
性,NH3H2O 是一种可溶性碱,故 A 错误;B.氨气为
碱性气体,与浓硫酸发生中和反应生成硫酸铵,故 B错
误;C.氨水与 氯 化 铝 溶 液 发 生 复 分 解 反 应 生 成 氢 氧 化
铝,但一 水 合 氨 是 弱 电 解 质,不 可 拆 分,故 C 错 误;D.
NaOH 固体溶于水放热,氨水易挥发,实验时向 NaOH
固体上滴几滴浓氨水,会产生氨气,与浓盐酸反应生成
氯化铵,反应现象是有白烟生成,故 D正确.]
10.C [实验室采用装置甲制取氨气时,分液漏斗中盛装
浓氨水,圆底烧瓶中盛放氢氧化钠固体或生石灰,图示
药品使用不正确,不能用来制取氨气,A 错误;氨气与
浓硫酸 反 应 生 成 硫 酸 铵,不 能 用 浓 硫 酸 干 燥 氨 气,
B错误;丙装置中发生反应2NH3+3CuO
△
N2+3Cu
+3H2O,可以验证氨气具有还原性,C正确;氨气与水
直接接触,不能起防倒吸的作用,D错误.]
11.解析:(1)无色的 NO能与 O2 反应产生红棕色的 NO2,
故答案为:烧 瓶 中 气 体 由 无 色 变 为 红 棕 色;2NO+O2
2NO2;
(2)轻轻摇动平底烧瓶,使得 NO2 与水发生反应3NO2
+H2O2HNO3+NO,所以烧杯中红棕色气体又变
为无色,烧瓶中液面上升,故答案为:烧杯中红棕色气
体又变为无色;烧杯中水倒吸到烧瓶中(或烧瓶中液面
上升),此 现 象 的 方 程 式 为:3NO2 +H2O 2HNO3
+NO.
答案:(1)气 体 由 无 色 变 为 红 棕 色 2NO + O2
2NO2
(2)烧瓶中红棕色气体又变为无色 烧瓶中液面上升
3NO2+H2O2HNO3+NO
12.解析:(1)氮氧化物在紫外线的照射下,会与大气中的
碳氢化物作用生成臭氧和形成光化学烟雾,同时氮氧
化物经过 一 系 列 反 应 形 成 硝 酸 酸 雨,所 以“光 化 学 烟
雾”、“硝酸酸雨”的形成都与氮氧化合物有关,所以答
案选ac.
(2)氨合成塔中,氮气和氢气在高温、高压、催化剂条件
下反 应 生 成 氨,反 应 的 化 学 方 程 式 为:N2 +3H2
高温、高压
催化剂
2NH3;氧化炉中,在催化剂加热条件下,氨
气被氧气催化氧化为一氧化氮和水,所发生反应的化
学方程式为:4NH3+5O2
催化剂
△
4NO+6H2O.
(3)将 过 量 的 铜 置 入 一 定 量 的 浓 硝 酸 中,微 热,生 成
NO2 的 反 应 为:Cu+4HNO3 (浓)Cu(NO3)2 +
2NO2↑+2H2O,生成 NO的反应化学方程式为:3Cu+
8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;由化学
方 程 式 知,生 成1molNO 消 耗 硝 酸 4 mol、生 成
1molNO2消耗硝酸2mol,若生成 NO、NO2 的体积比为
1∶4,则分别生成 NO、NO2 的两个反应中消耗硝酸的物质
的量之比是4∶(2×4)=1∶2.
答案:(1)ac
(2)N2+3H2
高温高压
催化剂
2NH3
4NH3+5O2
催化剂
△
4NO+6H2O
(3)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
1∶2
13.解析:铜和浓硝酸反应的化学方程式是Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O.乙装置的优点是有尾气
处理装置,同时可以通过移动铜丝来控制反应的发生与停
止.实验丙中,实验时先关闭活塞c,再打开活塞a、b,才能
使NO2 气体充满②试管;当气体充满②试管后,将铜丝提起
与溶液脱离停止反应.欲使烧杯中的水进入②试管应该先
关闭b,再关闭a,然后打开c,用手捂住试管②.
答案:(1)Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2 +2NO2 ↑
+2H2O
(2)①可以控制反应的发生与停止
②可吸收 NO2 气体,防止污染环境
(3)c a、b 先关闭b,再关闭a,然后打开c,用手捂住
试管②
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