内容正文:
假期作业8 氮的循环
1.氮的循环
2.氨与铵盐
3.硝酸
硝酸
强酸性↑
具有酸的通性
强氧化性
←
与还原
性化合
物反应 不稳定性↓
NO2
强氧化性
→
与金属
的反应
Cu
稀硝酸
浓硝酸
Fe、Al
→
室温
钝化与非金属
的反应
4.人类活动对氮循环和环境的影响
◆[知识点1] 氮的循环
1.将40mLNO2 和NO的混合气体倒立于水
槽且盛满水的试管中,充分反应后试管中剩
余20mL气体,则原混合气体中 NO2 与
NO的体积比为 ( )
A.2∶1 B.1∶3
C.3∶1 D.1∶1
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+2NaOHNaNO2+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.下列“类比”合理的是 ( )
A.Fe与CuSO4 溶液反应生成Cu,则Na与
CuSO4 溶液反应生成Cu
B.CO2 与 Ca(OH)2 溶 液 反 应 能 生 成
CaCO3,则SO2 与Ca(OH)2 溶液反应能
生成CaSO3
C.Al与Fe2O3 高温时反应生成Fe,则 Al
与 MgO高温时反应生成 Mg
D.常温时Cu能溶于足量浓硝酸,则常温时
Fe能溶于足量浓硝酸
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.(双 选)已 知 3Cu+8HNO3 (稀)
3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,则下列说法
不正确的是 ( )
A.Cu作还原剂,HNO3 作氧化剂
B.HNO3 在该反应中只有部分表现出了氧
化性
22
C.每生成22.4L(标准状况)NO有2mol
电子转移
D.如果有8molHNO3 被还原,则生成
了2molNO
◆[知识点3] 氮的转换
6.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.反应过程中NO2 与NH+4 之间的反应是氧
化还原反应
B.上述历程的总反应可表示为2NH3+NO
+NO2
催化剂
2N2+3H2O
C.X和Y分别为 HNO2 和N2 中的一种
D.[(NH4)(HNO2)]+ 是反应过程中的催
化剂
7.(备选双选)依据图中氮元素及其化合物的
转化关系,判断下列说法不正确的是( )
A.X是N2O4
B.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
C.可用排空气法收集NO气体
D.由NH3→N2,从原理上看,NH3 可与NO2
反应实现
◆[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
种元素,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
32
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.
(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.某学生积极思考产生喷泉的其
他方法,并设计了如图所示的
装置.
(1)在如图所示的锥形瓶中,分
别加入足量的下列物质,反应后可能产生
喷泉的是 (填字母).
A.Cu与稀盐酸
B.NaHCO3 与NaOH溶液
C.CaCO3 与稀硫酸
D.NH4HCO3 与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是
.
(2)在图示锥形瓶外放一水槽,瓶中加入酒
精,水槽中加入水后,再加入足量的下列物
质,结果也产生喷泉.水槽中加入的物质
可以是 (填字母).
A.浓硫酸 B.食盐
C.硝酸钾 D.硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是
.
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.
42
9.A [A.途径①中,硫元素化合价由0升高到+6,
硫作还原剂,则硝酸表现出强氧化性,但没有表现
出酸性,A 项错误;B.途径②的第二步反应是二氧
化硫与氧气在高温催化剂条件下反应生成三氧化
硫,该反应为可逆反应,B项正确;C.由途径①和②
分别制取1molH2SO4,硫元素化合价的变化相同,
故理论上各消耗1molS时,均转移6mol电子,C
项正确;D.途径①制取硫酸时会产生氮的氧化物,
污染空气,而途径②各步反应的原子利用率理论上
均能达到100%,故更能体现“绿色化学”的理念,D
项正确.]
10.CD [A.X 为浓硫酸,使蔗糖变黑体现了浓硫酸
的脱水性,A 项错误;B.常温下,铁遇浓硫酸会发
生钝 化,B 项 错 误;C.若 A 为 碳 单 质,则 C 为
CO2,CO2 通 入 足 量 澄 清 石 灰 水 中 一 定 有 沉 淀
CaCO3产 生,C 项 正 确;D.工 业 上,SO2 转 化 成
SO3 是400~500℃、常压、在催化剂作用下进行
的,D项正确.]
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8
1.C [设混合气体中 NO2 为xmL,根据3NO2+H2O
2HNO3+NO及题中数据可得
x
3+
(40-x)=20,
解得x=30,故原混合气体中NO2 与NO的体积比为3
∶1.]
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;C、D.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+2NaOH
NaNO2+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.]
3.B [A.Fe与 CuSO4 溶液反应生成 Cu,反应的化
学方程式为 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,Na的化
学性质太活泼,与盐溶液反应时先与水反应,再考
虑 NaOH 与盐的反应,故 Na与 CuSO4 溶液反应
的化 学 方 程 式 为 2Na+2H2O + CuSO4
Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4,不能生成 Cu,A 不
合题意;B.CO2 和SO2 均为酸性氧化物,故 CO2 与
Ca(OH)2 溶液反应能生成 CaCO3,反应的化学方
程式为 Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O,则
SO2 与Ca(OH)2 溶液反应能生成 CaSO3,反应的
化学 方 程 式 为 Ca(OH)2 +SO2 CaSO3 ↓ +
H2O,B符合题意;C.Al比Fe活泼,故Al与Fe2O3
48
高温时反应生成 Fe,反应的化学方程式为2Al+
Fe2O3
高温
2Fe+Al2O3
,但 Mg比 Al活泼,故 Al
与 MgO高温时不反应,C不合题意;D.常温时 Cu
能溶 于 足 量 浓 硝 酸,反 应 的 化 学 方 程 式 为 Cu+
4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,但
常温时Fe遇到浓硝酸将发生钝化,不能完全溶解,
D不合题意.]
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.CD [生成22.4LNO(标准状况)转移电子数为
3mol;由反应方程式知,8molHNO3 参加反应,生
成2molNO,则被还原的 HNO3 为2mol.]
6.B [A.反应过程中 NO2 和 NH+4 发生反应生成
[(NH4)2(NO2)]2+ ,元素化合价均没有变化,不是
氧化还原反应,A 错误;B.由反应历程图可知,氨
气、二氧化氮和一氧化氮是反应物,氮气与水是生
成物,所以总反应方程式可表示为2NH3+NO+
NO2
催化剂
2N2+3H2O,B 正确;C.生成 X 和 Y
的反应 为[(NH4)2(NO2)]2+ +NO [(NH4)
(HNO2)]+ +X+Y+H+ ,由原子守恒可推断出 X
和 Y 分 别 为 N2 和 H2O 中 的 一 种,C 错 误;D.
[(NH4)(HNO2)]+ 是反应的中间产物,不是反应
过程中的催化剂,D错误.]
7.AC [A.X 中氮元素为+5价,是氧化物,则化学
式是 N2O5,选项 A 错误;B.氨气催化氧化生成一
氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,
二氧化氮 溶 于 水 生 成 硝 酸,故 工 业 上 以 NH3、空
气、水为原料生产硝酸,选项B正确;C.NO 能与空
气中的氧气发生反应生成 NO2,不可用排空气法收
集 NO气体,选项 C错误;D.NH3 与 NO2 反应生
成氮气,发生氧化还原反应8NH3+6NO2 7N2
+12H2O,选项 D正确.]
8.C [A.若 A 为 Na2CO3,D为 HCl,则B为 NaHG
CO3,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+H2O2NH4HSO3,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- ,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+H2O2HNO3+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)Cu与稀盐酸不反应,NaHCO3 与 NaOH
溶液反应不产生气体,不能形成压强差,故不能形
成喷泉;CaCO3 与稀硫酸反应产生CO2,但生成的
CaSO4 微溶于水,覆盖在 CaCO3 的表面,会使反
58
应很快停止,不能形成较大的压强差,故不能形成
喷泉;NH4HCO3 与 稀 盐 酸 反 应 能 产 生 较 多 的
CO2 气体,从而使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压
强,从而形成喷泉.(2)浓硫酸、生石灰、烧碱溶于
水均能放出大量的热,使酒精大量挥发,形成较大
的压强差,从而形成喷泉;氯化钠、硝酸钾、硫酸铜
溶于水温度变化不大,不能使酒精大量挥发,不能
形成较大的压强差,不能形成喷泉.
答案:(1)D NH4HCO3 与稀盐酸反应,产生二氧
化碳气体,锥形瓶中气体压强增大,把液体压入烧
瓶,形成喷泉
(2)A 浓硫酸溶于水放出大量的热,使锥形瓶中
的酒精汽化,锥形瓶中气体压强增大,把酒精压入
烧瓶中形成喷泉
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
假期作业9
1.D [A.核电站的商运投产可减少火力发电,发电
使用煤等化石燃料,因此可减少温室气体 CO2 的
排放,A 正确;B.盐碱地中含较多 Na2CO3,通过使
用石膏或明矾,石膏能转化为碳酸钙、铝离子和碳
酸根双水解,均可一定程度降低 CO2-3 的浓度,从
而改良土壤,B正确;C.计算机芯片和太阳能电池
的主要成分均为晶体硅,C正确;D.玻璃属于传统
无机非金属材料,D错误.]
2.D [A.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠和二氧化
碳、水,所以 NaHCO3 可作为食品膨松剂,故 A 正
确;B.过氧化钠与水、二氧化碳反应都生成氧气,所
以 Na2O2 可作为供氧剂,故B正确;C.二氧化硫具
有还原性,常用作葡萄酒的抗氧化剂,故 C 正确;
D.氧化铁为红棕色固体,可作为红色涂料,四氧化
三铁为黑色固体,故 D错误.]
3.A [只含有一种元素的物质不一定是纯净物,如
氧气和臭氧的混合物,①错误;生石灰做干燥剂是
因为生石灰能与水发生化学反应,②正确;SiO2 是
酸性氧化物,但SiO2 不能与水反应生成硅酸,③错
误;碱性氧化物一定是金属氧化物,但金属氧化物
不一定是碱性氧化物,④正确;鸡蛋壳膜是半透膜,
离子和小分子可通过半透膜,故可用鸡蛋壳膜和蒸
馏水除去淀粉胶体中的食盐,此过程为渗析,是物理
变化,⑤正确;NaHSO4 和 NaHCO3 反应:NaHSO4
+NaHCO3 Na2SO4+CO2↑+H2O,⑥错误.]
4.B [石墨烯与金刚石都是由碳元素组成的不同单
质,互为同素异形体,故 A 正确;Na2O+2CO
Na2CO3+C(石墨烯),反应中氧化钠中钠元素与氧
元素 化 合 价 均 未 变 化,没 有 被 还 原,故 B 错 误;
Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯),反应中一
氧化碳中+2价碳元素升高为碳酸钠中+4价,所
以碳酸钠为氧化产物,故 C正确;元素的游离态即
单质,化合态即化合物,自然界中碳元素主要以化
合态存在,但也有游离态,比如金刚石,故 D正确.]
5.B [加热后试管内发生的化学方程式为:Cu+2H2SO4
(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O,该反应中 Cu被
浓硫酸氧化,同时生成了盐和水,则浓硫酸在该反
应中表现了酸性和氧化性,故 A 错误;SO2 对环境
有污染,能溶于碱性溶液,则含有碱液的棉花吸收
过量的SO2,防止环境污染,故B正确;试管甲中反
应完后浓硫酸可能过量,应将冷却后的溶液加入水
中,故 C 错误;加热题图甲的试管,随着反应的进
行,浓硫酸的浓度降低变稀,Cu与稀硫酸不反应,
则含004mol溶质的浓硫酸与足量的铜片反应,
不可能收集到 448mL 的 SO2(标 准 状 况),故 D
错误.]
6.C [根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,
可知 氧 化 性:HClO3 >HClO4,A 项 错 误.反 应
8HClO3 3O2 ↑ +2Cl2 ↑ +4HClO4 +2H2O
中,氯元素的化合价由+5升高为+7,由+5降低
为0;氧元素的化合价由-2升高为0,所以氧化产
物是 O2、HClO4,B项错误.混合气体为氧气和氯
气,二者物质的量之比为3∶2,所以平均相对分子
质 量 为 3×32+2×71
3+2 =476
,C 项 正 确. 由
2HClO3→Cl2 知,生成1molCl2,转移电子的物质
的量为2×(5-0)mol=10mol,D项错误.]
7.A [B项未配平(电荷不守恒),C项应生成 NH3,
D项 HCO-3 与 OH- 也会反应生成CO2-3 .]
68