内容正文:
阶段重点练(二)
[对应知能达标训练P19]
题组一 氮及其化合物的性质与用途
1.(2025·陕西渭南段考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.NH4HCO3受热易分解——可用作氮肥
B.N2分子中存在N≡N键,化学性质稳定——可用作保护气
C.NH3极易溶于水——液氨可用作制冷剂
D.钢的含碳量少,具有良好的延展性——常温下可用钢瓶贮存和运输浓硝酸
解析 碳酸氢铵含有氮元素,所以可用作氮肥,与其受热分解的性质无关,A错误;氨气易液化,液氨汽化吸收大量的热,具有制冷作用,与其易溶于水的性质无关,C错误;浓硝酸和铁常温下发生钝化反应,阻碍了反应进行,故常温下可用钢瓶贮存和运输浓硝酸,D错误;故选B。
答案 B
2.(2025·天津静海段考)下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( )
①氮气与足量的氧气在放电条件下可直接生成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氨的催化氧化生成NO2,是工业制硝酸的基础
⑤NH3易液化,液氨常用作制冷剂
A.①②③④ B.①③⑤
C.①④⑤ D.①③④
解析 ①N2与足量O2在放电条件下直接生成NO,不会生成NO2,错误;②铵盐都不稳定,受热都会分解,但分解不一定生成氨气,如5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O,错误;③酸性条件下NO将Fe2+氧化成Fe3+,NO被还原为NO,则溶液颜色由浅绿色变成黄色,在试管口可观察到红棕色气体,错误;④氨的催化氧化生成NO,错误;⑤正确;故选A。
答案 A
题组二 氮及其化合物的性质与转化
3.(2024·江苏丹阳高一期中)给装有下列少量固体物质的试管加热,试管底部的物质能完全消失的是( )
A.氯化钠 B.碳酸氢钠
C.氯化铵 D.氯化铵与氢氧化钙
解析 氯化钠受热不分解,有固体残余,A错误;碳酸氢钠受热分解有碳酸钠固体残余,B错误;氯化铵与氢氧化钙受热反应有氯化钙固体残余,D错误。
答案 C
4.(2024·江苏淮安高一段考)在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能一步实现的是( )
A.N2(g)NO2(g)
B.NO(g)HNO3(aq)
C.Cu(s)NO2(g)
D.S(g)SO3(g)
解析 氮气与氧气在放电条件下反应生成NO,NO再和氧气反应生成NO2,转化不能一步实现,A错误;NO和水不反应,不能一步转化为硝酸,B错误;硫与氧气点燃条件下反应生成SO2,SO2和氧气反应生成SO3,转化不能一步实现,D错误。
答案 C
5.(2024·江苏扬州高一段考)NH3易液化,可由Ca(OH)2与NH4Cl制得。制得的NH3能与CaCl2结合生成CaCl2·8NH3,加热条件下NH3能将CuO转化为Cu。工业上常用浓氨水检验输送氯气的管道是否泄露,Cl2能将NH3氧化为N2,同时产生NH4Cl。下列说法错误的是( )
A.实验室可用如图所示的装置制取少量NH3
B.制取的氨气不能用无水CaCl2进行干燥
C.NH3将CuO转化为Cu时体现了NH3的还原性
D.用氨水检验氯气泄露时发生的反应为8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2
解析 NH4Cl受热分解生成NH3、HCl,在试管口以遇冷化合为NH4Cl,所以不能用NH4Cl分解制NH3,氨气能与氯化钙反应,不能用无水氯化钙干燥氨气,故选A。
答案 A
6.(2024·湖南卷)某学生按图示方法进行实验,观察到以下实验现象:
①铜丝表面缓慢放出气泡,锥形瓶内气体呈红棕色;
②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,气体颜色逐渐变深;
③一段时间后气体颜色逐渐变浅,至几乎无色;
④锥形瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升,最终铜丝与液面脱离接触,反应停止。
下列说法正确的是( )
A.开始阶段铜丝表面气泡释放速度缓慢,原因是铜丝在稀HNO3中表面钝化
B.锥形瓶内出现了红棕色气体,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
C.红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O===2HNO3+NO
D.铜丝与液面脱离接触,反应停止,原因是硝酸消耗完全
解析 金属铜与稀硝酸不会产生钝化,开始反应速率较慢,可能的原因是铜表面有氧化铜,A错误;由于装置内有空气,铜和稀HNO3反应生成的NO迅速被氧气氧化为红棕色的NO2,产生的NO2浓度逐渐增加,气体颜色逐渐变深,B错误;装置内氧气逐渐被消耗,生成的NO2量逐渐达到最大值,同时装置内的NO2能与溶液中的H2O反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,气体颜色变浅,C正确;由于该装置为密闭体系,生成的NO无法排出,逐渐将锥形瓶内液体压入长颈漏斗,铜丝与液面脱离接触,反应停止,D错误。
答案 C
7.(2025·四川巴中期中)“价—类”二维图是学习元素及其化合物的重要工具,下图是氮及其主要化合物的“价—类”二维图。回答下列问题:
(1)氮元素在元素周期表中的位置是________,物质a的电子式为________。
(2)反应①~⑤中不属于氧化还原反应的是________。
(3)工业上以氨气为原料制备硝酸的第一步反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)工业生产中,盛放大量f的浓溶液可选择________(填字母)作为罐体材料。
A.铂 B.铜
C.铝 D.镁
(5)为避免硝酸生产尾气中的氮氧化物污染环境,可采用催化还原氮氧化物(SCR)技术处理尾气,其反应原理如图所示。当c与d的物质的量之比为1∶1 时,与足量的a在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为________________________________________ ________________________________。
(6)工业上常用NaOH溶液处理尾气中的NO、NO2,已知吸收过程中发生的反应有:
2NaOH+NO+NO2===2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2===NaNO3+NaNO2+H2O。
若一定体积的NOx被250 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8 g,则x的值为________。
解析 a物质为-3价的氢化物则为NH3,b物质为单质,则为N2,c物质为+2价氧化物则为NO,d、e物质为+4价、+5价氧化物,则为NO2、N2O5,f为+5价含氧酸,则为HNO3,g为-3价的盐为NH,h为+5价的盐则为NO。
(6)一定体积的NOx被250 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,n(NaOH)=0.250 L×2 mol·L-1=0.5 mol,溶液质量增加19.8 g NOx的质量,M==(14+16x)g·mol-1,x=1.6。
答案 (1)第二周期第ⅤA族 (2)⑤
(3)4NH3+5O24NO+6H2O (4)C
(5)2NH3+NO+NO22N2+3H2O
(6)1.6
题组三 氮及其化合物的性质与计算
8.(2024·四川自贡高一段考)将盛有1.2 mol NO和NO2混合气体的试管倒立于盛满水的水槽中,再通入0.6 mol O2,充分反应后,整个试管充满水。则原混合气体中NO与NO2体积比为( )
A.1∶2 B.1∶1
C.3∶7 D.无法确定
解析 设1.2 mol NO和NO2的混合气体中有a mol NO和(1.2-a) mol NO2,根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3和4NO2+O2+2H2O===4HNO3可得:+=0.6,解得a=0.6 mol,则原混合气体中NO与NO2体积比为1∶1,故选B。
答案 B
9.(2025·山东枣庄段考)硝酸工业尾气中的NO、NO2进入大气后会破坏臭氧层。可用氢氧化钠溶液对含氮氧化物的废气进行处理,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O。将一定量NO和NO2的混合气体通入300 mL 5 mol·L-1NaOH溶液中,恰好被完全吸收,则下列有关判断正确的是( )
A.原混合气体中NO与NO2的体积之比可能为3∶2
B.原混合气体中NO在标准状况下的体积可能为16 L
C.所得溶液中溶质一定有2种
D.所得溶液中NaNO3和NaNO2的物质的量之比可能为2∶1
解析 由反应可知当NO的物质的量小于NO2时,即:V(NO)∶V(NO2)≤1时气体才能被完全吸收,则NO与NO2的体积之比不可能为3∶2,A错误;若只发生NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O反应,据二者反应的关系:NO2~2NaOH,n(NaOH)=0.3×5=1.5 mol,n(NO2)=0.75 mol,V(NO2)=22.4×0.75=16.8 L,结合反应可知NO的物质的量小于NO2时,气体即可被完全吸收,因此NO的体积≤16.8 L即可满足题意,B正确;不确定NO、NO2的量,可能发生NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O两个反应,所以溶液中溶质可能只有NaNO2也可能是NaNO3和NaNO2的混合物,C错误;若只发生NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O反应,则溶质只有NaNO2,又因在反应2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O中NaNO3和NaNO2按照1∶1生成,则两个反应发生时NaNO3和NaNO2的物质的量之比一定小于1,不可能为2∶1,D错误。
答案 B
10.在100 mL NaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4固体混合物,加热充分反应。如图表示加入的混合物的质量和产生的气体的体积(标准状况)的关系,则NaOH溶液的物质的量浓度为( )
A.2 mol·L-1 B.1 mol·L-1
C.5 mol·L-1 D.0.5 mol·L-1
解析 向NaOH溶液中加入两种铵盐,反应的离子方程式为NH+OH-NH3↑+H2O,当生成V(NH3)=11.2 L(标准状况),即n(NH3)=0.5 mol 时,溶液中OH-全部反应,则n(OH-)=n(NaOH)=0.5 mol,c(NaOH)==5 mol·L-1。
答案 C
题组四 氮及其化合物的性质与实验
11.(2025·四川资阳段考)化学实验是化学科学赖以形成和发展的基础。图中实验装置正确且能达到实验目的的是( )
A.制取并收集少量氨气
B.生成红棕色气体,证明红热木炭与浓硝酸发生反应
C.模拟侯氏制碱法获得NaHCO3
D.蔗糖变黑“长大”,证明浓硫酸有脱水性和强氧化性
解析 收集氨气时,试管口不能用橡胶塞堵住,A错误;浓硝酸受热易分解,浓硝酸中加入红热木炭,可能是硝酸分解生成的红棕色气体,B错误;氨气溶于水易倒吸,通入氨气的导气管不能伸到液面以下,C错误;蔗糖变黑是浓硫酸使蔗糖脱水炭化,“长大”是因为浓硫酸具有强氧化性,炭被浓硫酸氧化为CO2,D正确。
答案 D
12.(2024·山东聊城高一段考)在通风橱中进行下列实验:
现象
Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色
Fe表面产生少量红棕色气泡后,很快停止
下列说法错误的是( )
A.对比Ⅰ、Ⅱ中的现象,说明稀硝酸的氧化性强于浓硝酸
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.过量的铁与稀硝酸反应生成二价铁盐
D.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O2===2NO2
解析 常温下Fe遇浓硝酸发生钝化,由Ⅰ、Ⅱ中的现象,不能说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3,A错误;常温下Fe遇浓硝酸发生钝化,则Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,B正确;过量的铁与稀硝酸反应生成二价铁盐,C正确;Fe与稀硝酸反应生成NO,NO与氧气反应生成NO2,则Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为2NO+O2===2NO2,D正确。
答案 A
13.(2025·内蒙古赤峰段考)利用下图所示的装置(a、b、c活塞均关闭),既可以验证NH3和HCl的相关性质,又可以形成漂亮的喷泉现象。下列说法正确的是( )
A.向烧杯中滴入几滴紫色石蕊溶液,打开a、b活塞,再挤压胶头滴管,Ⅱ中产生红色喷泉
B.打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,烧瓶Ⅰ中导管口处会产生白烟
C.该装置无法让Ⅰ、Ⅱ中同时产生喷泉
D.在实验室中,可用氯化钠和浓硫酸制备氯化氢,用氯化铵和熟石灰制备氨气
解析 NH3溶于水后使溶液显碱性,石蕊遇到碱性溶液显蓝色,Ⅱ中产生蓝色喷泉,A错误;挤压胶头滴管烧瓶Ⅱ中的氨气溶于水,使烧瓶Ⅱ中的气压减小,烧瓶Ⅰ中的氯化氢气体就会逸散到烧瓶Ⅱ中,与氨气反应产生白烟,B错误;该装置可以让Ⅰ、Ⅱ中同时产生喷泉即产生双喷泉现象,其操作方法是先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,打开b活塞,C错误;在实验室中,利用HCl沸点低而H2SO4沸点高的特点,可用氯化钠和浓硫酸制备氯化氢,用氯化铵和熟石灰制备氨气,D正确。
答案 D
14.(2025·四川成都段考)某些物质的转化关系(部分反应物和生成物未列出)如图所示。已知B为常见液体,气体D为4个原子构成的10电子分子,H为中性肥料(分子式为CH4N2O),X为无色气体单质。
(1)A的化学式为________。
(2)D可用于检验工业上输送氯气的管道是否泄漏,若氯气有泄漏,则反应时的现象为________,产生该现象的生成物的电子式为________。
(3)写出F和B生成G的离子方程式:______________________________________,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(4)现有F、X的混合气体12 mL,通入足量水中,充分反应后剩余气体2 mL(同温同压下),则原混合气体中F的体积可能是________。
(5)写出实验室中由如图装置A制取上述流程中D物质的化学方程式:
________________________________________________________________________。
欲用上述方法制取并收集一瓶干燥的D物质,从图中选择合适的装置,其连接顺序为________(按气流方向,用小写字母表示,如x→y→z);下列装置可用于作为氨气的尾气处理装置的是________(填字母)。
解析 H为中性肥料(分子式为CH4N2O),则H为尿素;气体D为4个原子构成的10电子分子,且可用于合成尿素,D为氨气,C为CO2;A受热分解可生成氨气和CO2和常见的液体B,则B为水,A为碳酸氢铵(或碳酸铵);氨气与氧气反应生成E为NO,NO与氧气反应生成F为NO2,NO2和B反应生成G为硝酸和NO。
(3)二氧化氮和水反应离子方程式为3NO2+H2O===2H++2NO+NO;该反应中生成硝酸的NO2作还原剂,生成NO的NO2作氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2;
(4)根据有关的反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3、3NO2+H2O===2HNO3+NO,设原混合气体中O2的体积为V(O2),剩余气体可能是O2,也可能是NO。
①若剩余O2,则V剩=V(O2)-[12 mL-V(O2)]=2 mL,解得V(O2)=4 mL,则NO2体积为8 mL。
②若剩余NO,则V剩=[12 mL-V(O2)-4V(O2)]=2 mL,解得V(O2)=1.2 mL,则NO2体积为10.8 mL。
(5)实验室中利用装置A制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O,制取的氨气中含有水蒸气,可以用碱石灰除去水蒸气,然后用排空法收集氨气,最后进行尾气处理,欲用上述方法制取并收集一瓶干燥的氨气,从图中选择合适的装置,其连接顺序为a→d→c→f→e→i;氨气易溶于水,故尾气处理时需要防止倒吸,A、B、E无防止倒吸作用,C、D可以防止倒吸,故选CD。
答案 (1)NH4HCO3[或(NH4)2CO3]
(2)出现大量白烟
(3)3NO2+H2O===2H++2NO+NO 1∶2
(4)8 mL或10.8 mL
(5)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O a→d→c→f→e→i CD
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