内容正文:
第五章化工生产中的重要非金属元素
第二节氮及其化合物
一、氮气与氮的固定
1.关于氮气的性质的说法中,错误的是
A.氮在自然界中主要以氮分子的形式存在,部分氮以化合物形式存在
B.通常条件下,氮气性质很稳定 C.氮气与氧气反应生成二氧化氮
D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
2.下列关于氮的固定的说法不正确的是
A.氮的固定是将N2转化成含氮化合物
B.雷雨天闪电时N2和O2反应生成NO,属于自然固氮
C. 人工固氮的主要途径是工业制硝酸 D.豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨
3.下列说法中正确的是
A. N2性质非常稳定,粮库利用N2保存粮食
B. 自然固氮、人工固氮都是将N2转化为氮的化合物
C. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
D. 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
4. 氮循环是地球生态系统中的重要循环之一,下列有关说法正确的是
A.氮气可以用于冶炼金属镁时的保护气
B.氮气化学性质不如磷活泼,故氮元素非金属性弱于磷
C.过程②发生的反应有、
D.过程③和④均有1molNO3-生成或消耗时,则转移电子数之比为8︰5
二、一氧化氮和二氧化氮
1. 有关工业制硝酸的下列说法不正确的是
A.工业制硝酸过程中的物质转化:
B. 工业制硝酸时氨催化氧化时的反应为:4NH3+5O24NO+6H2O
C.为了提高转化率,用水吸收氮化化物是要补充空气,主要反应为:2NO+O2=2NO2
D.工业制硝酸尾气处理中涉及的反应有:
2. 工业制硝酸的尾气吸收反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O,下列有关工业制硝酸的相关说法不正确的是
A. N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O
B.为了减少尾气中NOx的含量,采用采用气、液逆流的方式吸收尾气并补充一定量的氧气
C.尾气经碱液处理后没有氮氧化物放出,则原尾气中n(NO2):n(NO)>1:1
D.生产中常采用酸性NaClO溶液吸收NO,反应为2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+
3. 含氮元素的部分物质间相互转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.反应①②均属于氮的固定 B.反应③④证明NO、NO2是酸性氧化物
C. NH3、NO2溶于水后,水溶液能导电,所以它们是电解质
D.工业上常用N2通过反应②④制备HNO3
4. 如图是氮元素常见物质的“价—类”二维图。下列说法不正确的是
A.E有NO2和N2O4,2NO2≒N2O4是氧化还原反应
B.汽车尾气催化转化器D转化为C,发生的主要反应:
C.在一定条件中E与A反应生成C的反应为:6NO2+8NH3=7N2+12H2O
D.检验A与F生成的正盐I中阳离子的方法:向样品中加强碱,产生的气体可使湿润的红色石蕊试纸变红
三、氨和铵盐
1. 实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中不正确的是
A.是氨气发生装置
B.是氨气发生装置
C.是氨气吸收装置
D.是氨气收集、检验装置
2. 在25℃、101kPa下,NH3溶于水的喷泉实验装置如图所示(烧瓶内充满NH3)。已知25℃、101kPa气体摩尔体积约为24.5L/mol,下列说法错误的是
A.实验所用烧瓶需事先干燥
B.挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到蓝色喷泉
C.当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为mol/L
D.水不能充满整个烧瓶
3. 下列关于物质检验的说法错误的是
A.向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则原溶液中一定含有NH4+
B.向某溶液中滴加HNO3溶液,无明显现象,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含有Cl-
C.用铂丝蘸取某溶液并在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,则原溶液中一定含有K+
D.向某溶液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,再滴加稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定含有SO42-
4. 关于NH3说法不正确的是
A.NH3遇到浓硝酸产生白雾 B.利用NH4HCO3和CaO加热分解可制得NH3
C.NH3可用湿润的红色石蕊试纸检验 D.NH3中氮为-3,NH3有还原性
5. 碳酸铵[(NH4)2CO3]广泛应用于医药、橡胶、发酵等工业领域。同学们按如图所示实验探究碳酸铵的性质。下列说法正确的是
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
A.实验Ⅰ中可观察到紫色石蕊溶液变红,说明NH3溶于水显酸性
B.实验Ⅱ中可观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.实验Ⅲ中可观察到生成白色沉淀,溶液中阳离子主要是Ca2+
D.可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵
6. 只用一种试剂,将NH4Cl、(NH4)2CO3、Na2SO4三种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液 C.BaCl2溶液 D.Ba(OH)2溶液
7. 下列离子方程式书写正确的是( )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制取氨:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
四、硝酸
1.下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是
A.打开浓硝酸的试剂瓶,瓶口有白雾——挥发性
B.用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性
C.稀硝酸使紫色石蕊试液变红——酸性
D.稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性
1. 下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论正确的是
①
②
③
A.由①中的红棕色气体,推断硝酸能与玻璃反应
B.由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为氧化产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
2. 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。
下列说法不正确的是
A.①锥形瓶内气体呈红棕色,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
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. ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,反应可能是放热反应
C.③红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O=2HNO3+NO
D.④说明长颈漏斗的作用是平衡压强、储存溶液、防止气体外逸
3.Cu片不溶于a溶液,但通入或加入b物后,铜片仍不能溶解的是
选项
A.
B.
C.
D.
a
NaNO3
稀硫酸
H2O
NH4Cl
b
稀H2SO4
Fe2O3
通入NO2
Na2SO4
4. 足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些气体与2.24LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是
A.60mL B.100mL C.150mL D.75mL
5. 查资料知:一般情况下,不同浓度的硝酸与金属反应,硝酸的浓度越小,还原产物中低价态的成分所占比例越多。下图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物(NH4+、N2、N2O、NO、NO2)及含量,下列说法错误的是
A.a、b曲线代表的还原产物分别为NH4+和NO2
B.25.00mL12.68mol/L浓硝酸与足量的铁粉完全反应,生成NO和NO2 的物质的量之比为1∶1
C.56g铁粉与足量1.54mol/L稀硝酸完全反应,此反应过程中表现酸性的HNO3的总质量大于189g
D.P点时,生成NO与物质a转移电子的物质的量之比为3∶8
五、酸雨及防治
1. 下列有关说法中正确的是
A.空气中二氧化硫的主要来源是化石燃料和某些含硫矿物在燃烧或冶炼时生成的
B.空气中氮氧化物主要来源是机动车发动机中,氮气和氧气反应产生的
C.酸雨的pH小于5.6是因为二氧化硫和氮氧化物及其它们的生成溶于雨水导致的
D.对酸雨进行收集,利用化学方法使雨水变成成正常的水资源
2. 汽车尾气中主要含有CO2、CO、NO等物质,在汽车尾气的排气管上安装“催化转化器”,可以实现尾气净化。下列说法正确的是
A.尾气净化反应中,CO为氧化剂 B.尾气净化反应中,N2为还原产物
C.CO和NO为酸性氧化物 D.氮氧化物形成酸雨时没有发生氧化还原反应
3.下列关于氮氧化物的形成、吸收的说法正确的是
A.汽车尾气中的含氮氧化物,主要来源于汽油的不完全燃烧
B.用石灰乳吸收NO和NO2,加快气体流速可提高氮氧化物的吸收率
C.收集NO2气体时采用排水法,可提高NO2气体的纯度
D.用CO(NH2)2可将NO2转化为N2,是利用了CO(NH2)2的还原性
4. 硫酸雾(含SO42-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下。下列说法错误的是
A.第III阶段中有氢氧键的断裂和硫氧键的生成
B.NO2在反应中起催化作用
C.雾霾微颗粒中既含有硫酸盐,也含有亚硝酸盐
D.SO32-转化为HSO4-的方程式为:SO32-+2NO2+H2O=NO2-+HNO2+HSO4-
六、氮及其化合物综合练习
1. 下列关于氨及其化合物的说法正确的是()
A. 排放到空气中的NO2过多会导致酸雨 B.N2的质量约占空气总质量的
C.NO可以在空气中稳定存在 D. 浓HNO3可用作实验室制氢气
2. 某气体制备装置示意图如图,调整连接。该装置不适合于
A.稀硫酸与Zn粒反应制H2 B.浓盐酸与MnO2反应制Cl2
C.稀盐酸与CaCO3反应制CO2 D.浓氨水与生石灰反应制NH3
3. 下列实验操作能达到实验目的的是
A.用①检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫 B.用②制取并收集氨
C.用③验证酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3 D.用④验证NH3的氧化性
4. 能用如图装置(烧杯和滴管内均为足量的NaOH溶液),不能进行喷泉实验的气体是
A.NH3 B.SO2 C.N2 D. 2
5. 下图是自然界中的氮循环过程,下列有关叙述错误的是
A.反应①、②及工业合成氨均属于氮的固定
B.反应③的反应方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3
C.反应④中,生成1molNO3-,至少需要提供4molO2
D.过程中参与循环的元素有氮元素,还有氢和氧元素
6. 人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组利用图1装置制备氨并探究相关性质。
(1)装置A中,盛有浓氨水的仪器名称为________,烧瓶内药品可选用________________。装置B的作用是________。
(2)连接好装置并检验装置的气密性后,装入药品,然后应先________(填“a”或“b”)。
a.打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水 b.加热装置C
(3)实验中观察到C中CuO粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体,则该反应相关化学方程式为_________________________ _________________,该反应证明氨具有___ _ ___性;氨跟氧气的反应也体现了这一性质,反应的化学方程式为________________________________________。
(4)该实验缺少尾气吸收装置,图2中能用来吸收尾气的装置是____ ____(填装置序号)。
(5)实验室还可用图3所示装置制备氨,反应的化学方程式为:
________________________________;
(6)用圆底烧瓶收集干燥的氨,用图4装置进行喷泉实验,挤压胶头滴管时,可以得到红色喷泉,原因是____________________________________________(用方程式表示)。
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第五章化工生产中的重要非金属元素
第二节氮及其化合物
一、氮气与氮的固定
1.关于氮气的性质的说法中,错误的是
A.氮在自然界中主要以氮分子的形式存在,部分氮以化合物形式存在
B.通常条件下,氮气性质很稳定
C.氮气与氧气反应生成二氧化氮
D.大气、陆地和水体中的氮元素在不停地进行着氮的循环
【答案】C
【详解】A.氮在自然界中主要以氮分子的形式存在于空气中,部分氮以化合物形式存在于动植物体内的蛋白质中,还有部分氮元素存在于土壤、海洋里的硝酸盐和铵盐中,A正确;
B.通常条件下,氮气分子结构稳定,不易发生化学反应,性质很不活泼,B正确;
C.氮气不能在氧气中燃烧生成一氧化氮;它需要高温或放电条件(如闪电)才能与氧气反应生成一氧化氮,不能生成NO2,C错误;
D.大气、陆地和水体中的氮元素通过固氮、氨化、硝化等过程进行循环,D正确;
故选C。
2.下列关于氮的固定的说法不正确的是
A.氮的固定是将N2转化成含氮化合物
B.雷雨天闪电时N2和O2反应生成NO,属于自然固氮
C. 人工固氮的主要途径是工业制硝酸
D.豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨
【答案】C
【详解】A.氮的固定指将游离态氮气(N2)转化为含氮化合物的过程(如合成氨),故A正确;
B.雷雨天闪电时N2和O2反应生成NO,属于自然固氮,故B正确;
C.人工固氮的主要途径是工业上合成氨,故C错误;
D.豆科植物的根瘤菌将氮气转化成氨,故D正确;
故答案选C。
3.下列说法中正确的是
A. N2性质非常稳定,粮库利用N2保存粮食
B. 自然固氮、人工固氮都是将N2转化为氮的化合物
C. 多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
D. 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
【答案】D
【详解】
A.粮库利用N2保存粮食是利用N2性质非常稳定,A正确
B.氮的固定指将游离态氮气(N2)转化为含氮化合物的过程(如合成氨),故B正确;
C.氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,C正确
D.氮的固定是指将游离态的氮元素转化为化合态,且植物可吸收土壤中的铵根离子或硝酸根离子作为肥料,不能直接吸收空气中的氮氧化物,D错误
4. 氮循环是地球生态系统中的重要循环之一,下列有关说法正确的是
A.氮气可以用于冶炼金属镁时的保护气
B.氮气化学性质不如磷活泼,故氮元素非金属性弱于磷
C.过程②发生的反应有、
D.过程③和④均有1molNO3-生成或消耗时,则转移电子数之比为8︰5
【答案】D
【分析】由图可知,过程①为大气中的氮气发生还原生成氨气和铵根离子;过程②为大气中的氮气发生氧化生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮;过程③为硝化细菌作用下氨气发生氧化反应生成硝酸根离子;过程④为反硝化细菌作用下硝酸根离子发生还原反应生成氮气。
【详解】A.镁的还原性强,在氮气中燃烧生成氮化镁,所以氮气不能作为冶炼金属镁时的保护气,A错误;
B.氮气化学性质稳定(因N≡N键能大),但氮元素的非金属性强于磷(二者处于同一主族,氮原子半径更小,得电子能力更强,如HNO3酸性强于H3PO4),故B错误;
C.由分析可知,过程②为大气中的氮气发生氧化生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的化学方程式为:、2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,C错误;
D.由分析可知,过程③为硝化细菌作用下氨气发生氧化反应生成硝酸根离子,生成1 mol硝酸根离子时,转移电子的物质的量为8 mol;过程④为反硝化细菌作用下硝酸根离子发生还原反应生成氮气,反应消耗1 mol硝酸根离子时,转移电子的物质的量为5 mol,则转移电子数之比为8:5,D正确;
故选D。
二、一氧化氮和二氧化氮
1. 有关工业制硝酸的下列说法不正确的是
A.工业制硝酸过程中的物质转化:
B. 工业制硝酸时氨催化氧化时的反应为:4NH3+5O24NO+6H2O
C.为了提高转化率,用水吸收氮化化物是要补充空气,主要反应为:2NO+O2=2NO2
D.工业制硝酸尾气处理中涉及的反应有:
【答案】A
【解析】A.王业制硝酸,是利NH3氧化生成NO,但NO无法与水发生化学反应,NO氧化为NO2,NO2被水吸收生成硝酸,A错误;
B.工业制硝酸时氨催化氧化时的反应为:4NH3+5O24NO+6H2O,B正确;
C.为了提高转化率,用水吸收氮化化物是要补充空气,主要反应为:2NO+O2=2NO2,C正确;
D. NO与NO2在碱性环境中发生归中反应,生成NO2-,题给方程式符合反应原理和守恒原则,D正确。故选B。
2. 工业制硝酸的尾气吸收反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O,下列有关工业制硝酸的相关说法不正确的是
A. N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O
B.为了减少尾气中NOx的含量,采用采用气、液逆流的方式吸收尾气并补充一定量的氧气
C.尾气经碱液处理后没有氮氧化物放出,则原尾气中n(NO2):n(NO)>1:1
D.生产中常采用酸性NaClO溶液吸收NO,反应为2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+
【答案】D
【解析】A.NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为:2NH3+2O2N2O+3H2O,A正确;
B. 为了减少尾气中NOx的含量,采用采用气、液逆流的方式吸收尾气并补充一定量的氧气,B正确;
C.由吸收反应:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知,若NO和NO2的物质的量之比大于1:1,NO不能被吸收,因此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO2,C正确。
D. 生产中常采用酸性NaClO溶液吸收NO,反应为2NO+5ClO-+H2O=2NO3-+3Cl-+2HClO,所以D错误。
3. 含氮元素的部分物质间相互转化关系如图所示。下列说法正确的是
A.反应①②均属于氮的固定
B.反应③④证明NO、NO2是酸性氧化物
C. NH3、NO2溶于水后,水溶液能导电,所以它们是电解质
D.工业上常用N2通过反应②④制备HNO3
【答案】A
【分析】N2与H2在高温高压、催化剂存在条件下反应产生NH3,N2与O2在放电时反应产生NO,NH3与O2在催化剂存在条件下加热反应产生NO,NO与O2反应产生NO2,NO2与H2O反应产生HNO3、NO,NO与O2、H2O反应产生HNO3。
【详解】A.氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程,反应①是N2→NH3;反应②是N2→NO,都是N元素的单质转化为氮元素的化合物,因此这两个反应都符合氮的固定,A正确;
B. 酸性氧化物需与碱反应生成盐和水且反应过程中元素的化合价不变,NO不能与碱反应生成盐,NO2与碱反应但化合物发生了变化,NO、NO2不能通过非氧化还原反应生成HNO3,故NO、NO2不是酸性氧化物,B错误;
C.通入NH3的水溶液能够导电是因为NH3与H2O反应生成NH3·H2O,NH3·H2O电离出自由移动的离子,而NH3自身不能电离,故NH3属于非电解质,NO2的水溶液能导电是因为与水反应生成HNO3,并不是NO2本身的电离,所以C错误;
D.工业制HNO3的流程为N2→NH3→NO→NO2→HNO3,而并不是直接通过N2→NO和NO→HNO3,D错误;
故合理选项是A。
4. 如图是氮元素常见物质的“价—类”二维图。下列说法不正确的是
A.E有NO2和N2O4,2NO2≒N2O4是氧化还原反应
B.汽车尾气催化转化器D转化为C,发生的主要反应:
C.在一定条件中E与A反应生成C的反应为:6NO2+8NH3=7N2+12H2O
D.检验A与F生成的正盐I中阳离子的方法:向样品中加强碱,产生的气体可使湿润的红色石蕊试纸变红
【答案】A
【详解】A.2NO2≒N2O4,没有化合物变化, A错误;
B.汽车尾气催化转化器主要将污染气体NO、CO转化为无污染的气体,故该反应方程式为,C正确;
C.在一定条件中E与A反应生成C的反应为:6NO2+8NH3=7N2+12H2O,C正确;
D.I是正盐,阳离子为NH4+,检验时加强碱产生NH3,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D正确;
故选A。
三、氨和铵盐
1. 实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中不正确的是
A.是氨气发生装置
B.是氨气发生装置
C.是氨气吸收装置
D.是氨气收集、检验装置
【答案】B
【解析】A.将浓氨水滴到生石灰固体上时,生石灰与水反应放热会导致NH3逸出,此为氨气的发生装置,故A正确;
B.NH4Cl固体受热分解生成的NH3和HCl在试管口遇冷会重新化合生成NH4Cl,故B错误;
C.NH3极易溶于水,为防止倒吸,倒置的漏斗口刚接触水面即可,不能浸于水中,故C正确;
D.收集NH3时,为防止NH3与空气形成对流使收集的NH3不纯,通常在导管口放置棉花团,故D正确;答案选B。
2. 在25℃、101kPa下,NH3溶于水的喷泉实验装置如图所示(烧瓶内充满NH3)。已知25℃、101kPa气体摩尔体积约为24.5L/mol,下列说法错误的是
A.实验所用烧瓶需事先干燥
B.挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到蓝色喷泉
C.当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为mol/L
D.水不能充满整个烧瓶
【答案】B
【详解】A.氨气极易溶于水,故实验所用烧瓶需事先干燥,A正确;
B.氨气水溶液显碱性,故挤压胶头滴管,打开弹簧夹,会在烧瓶中观察到红色喷泉,B错误;
C.假设烧瓶体积为VL,当烧瓶内充满溶液时,所得氨水的物质的量浓度约为mol/L=mol/L,C正确;
D.收集氨气常用排空气法,空气排不干净,因此水不能充满整个烧瓶,D正确;
故选B。
3. 下列关于物质检验的说法错误的是
A.向某溶液中加入浓NaOH溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则原溶液中一定含有NH4+
B.向某溶液中滴加HNO3溶液,无明显现象,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含有Cl-
C.用铂丝蘸取某溶液并在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰,则原溶液中一定含有K+
D.向某溶液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,再滴加稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定含有SO42-
【答案】D
【详解】A.NH4+与浓NaOH溶液加热反应生成NH3,使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A正确;
B.向某溶液中滴加HNO3溶液,无明显现象,说明不存在CO32-等干扰离子,再加AgNO3生成白色沉淀,此为检验Cl-的规范操作,B正确;
C.蓝色钴玻璃滤去钠元素的黄光,紫色火焰为K+的特征现象,C正确;
D.向某溶液中滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀,再滴加稀盐酸,沉淀不溶解,生成的白色沉淀可能为AgCl沉淀,则原溶液中不一定含有SO42-,D错误;
故选D。
4. 关于NH3说法不正确的是
A.NH3遇到浓硝酸产生白雾 B.利用NH4HCO3和CaO加热分解可制得NH3
C.NH3可用湿润的红色石蕊试纸检验 D.NH3中氮为-3,NH3有还原性
【答案】A
【详解】A.氨气(NH3)与HNO3反应生成硝酸铵固体,产生白烟(固体颗粒),而非白雾(液体小滴),描述不准确,A错误;
B.利用NH4HCO3和CaO加热分解可制得NH3,B正确;
C.氨气为碱性气体,会使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故可用湿润的红色石蕊试纸检验,C正确;
D.NH3中氮为-3,NH3有还原性,D正确;
故答案选A。
5. 碳酸铵[(NH4)2CO3]广泛应用于医药、橡胶、发酵等工业领域。同学们按如图所示实验探究碳酸铵的性质。下列说法正确的是
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
A.实验Ⅰ中可观察到紫色石蕊溶液变红,说明NH3溶于水显酸性
B.实验Ⅱ中可观察到湿润的红色石蕊试纸变蓝
C.实验Ⅲ中可观察到生成白色沉淀,溶液中阳离子主要是Ca2+
D.可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵
【答案】B
【详解】A.实验Ⅰ中碳酸铵和稀硫酸反应生成硫酸铵、二氧化碳和水,二氧化碳的水溶液显酸性,可观察到紫色石蕊溶液变红,并不是产生氨气,A错误;
B.实验Ⅱ中碳酸铵和氢氧化钠溶液加热反应生成氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B正确;
C.实验Ⅲ中碳酸铵和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化铵,可观察到生成白色沉淀,溶液中主要是NH4+和过量的Ca2+,C错误;
D.碳酸铵、氯化铵都能和氢氧化钠溶液加热反应产生氨气,不可以用实验Ⅱ的原理鉴别碳酸铵和氯化铵,D错误;
故答案选B。
6. 只用一种试剂,将NH4Cl、(NH4)2CO3、Na2SO4三种物质的溶液区分开,这种试剂是
A.NaOH溶液 B.AgNO3溶液 C.BaCl2溶液 D.Ba(OH)2溶液
【答案】D
【详解】A.氢氧化钠溶液能与碳酸铵溶液以及氯化铵溶液反应产生有刺激气味的气体,现象相同,无法区分,氢氧化钠溶液与硫酸钠溶液混合无明显现象,故A不符合;
B.硝酸银溶液与这三种溶液混合均会产生白色沉淀,现象相同,无法区分,故B不符合;
C.氯化钡溶液能与碳酸铵溶液及硫酸钠溶液产生白色沉淀,现象相同,无法区分,氯化钡溶液与氯化铵溶液混合无明显现象,故C不符合;
D.氢氧化钡溶液与氯化铵混合产生有刺激性气味的气体,与碳酸铵溶液混合能产生白色沉淀和有刺激性气味的气体,与硫酸钠混合能产生白色沉淀,现象各不相同,可以区分,故D符合;
7. 下列离子方程式书写正确的是( )
A.实验室用氯化铵和熟石灰制取氨:NH+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH浓溶液与NH4Cl溶液混合加热:NH+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+===NH+H2O
D.氨水中加入氯化铁溶液:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
答案:C
解析:
A.NH4Cl和Ca(OH)2固体加热制取氨,不是在溶液中进行的反应,不属于离子反应,A不正确;B.NaOH浓溶液和NH4Cl溶液混合加热放出NH3,不能写成NH3·H2O,B不正确;
C.氨水与酸或盐反应,实质是NH3·H2O电离出的OH-参与反应,NH3·H2O为弱碱应写成分子形式,C正确;
D.Fe 3++3NH3·H2O= Fe(OH)3↓+3NH4+,D不正确。
四、硝酸
1.下列事实与硝酸性质的对应关系错误的是
A.打开浓硝酸的试剂瓶,瓶口有白雾——挥发性
B.用棕色试剂瓶保存浓硝酸——不稳定性
C.稀硝酸使紫色石蕊试液变红——酸性
D.稀硝酸使黑色氧化铜固体溶解——强氧化性
【答案】D
【详解】A.浓硝酸具有挥发性,所以打开浓硝酸的试剂瓶,瓶口有白雾,故A正确;
B.浓硝酸具有不稳定性,见光分解,应保存在棕色瓶中,故B正确;
C.稀硝酸具有酸性使紫色石蕊试液变红,故C正确;
D.硝酸具有酸性,能够与黑色氧化铜反应,生成硝酸铜和水,不属于氧化还原反应,与氧化性无关,故D错误;
故答案: D。
1. 下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论正确的是
①
②
③
A.由①中的红棕色气体,推断硝酸能与玻璃反应
B.由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应
C.由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为氧化产物
D.③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】B
【分析】浓硝酸不稳定,易分解为二氧化氮、水和氧气。
【详解】A.玻璃不与硝酸反应,①中的红棕色气体是NO2,是硝酸的分解,故A不正确;
B.浓硝酸受热易分解,②中的红棕色气体可能是硝酸分解产生,不能说明木炭与浓硝酸发生了反应,故B正确;
C.硝酸中N元素化合价为+5价,生成二氧化氮中N元素化合价为+4价,化合价降低,所以生成的红棕色气体为还原产物,故C不正确;
D.③的气体产物中检测出CO2,CO2可能是C和氧气反应生成的产物,故D错误;
选B。
2. 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。
下列说法不正确的是
A.①锥形瓶内气体呈红棕色,表明铜和稀HNO3反应生成了NO2
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. ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,反应可能是放热反应
C.③红棕色逐渐变浅的主要原因是3NO2+H2O=2HNO3+NO
D.④说明长颈漏斗的作用是平衡压强、储存溶液、防止气体外逸
【答案】A
【详解】A. 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,故A项说法错误;
B. ②铜丝表面气泡释放速度逐渐加快,反应可能是放热反应,B正确;
C.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,故C项说法正确;
D.④说明长颈漏斗的作用是平衡压强、储存溶液、防止气体外逸,故D项说法正确;
答案选A。
3.Cu片不溶于a溶液,但通入或加入b物后,铜片仍不能溶解的是
选项
A.
B.
C.
D.
a
NaNO3
稀硫酸
H2O
NH4Cl
b
稀H2SO4
Fe2O3
通入NO2
Na2SO4
【答案】D
【详解】
A.3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,A正确;
B.Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+,B正确;
C.NO2与水反应生成HNO3,铜片溶解,C正确;
D.没有反应发生,D符合题意。
4. 足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO 的混合气体,这些气体与2.24LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入4mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是
A.60mL B.100mL C.150mL D.75mL
【答案】B
【解析】从题叙述可以看出,铜还原硝酸得到的气体,恰好又与2.24 L O2完全反应,所以可以使用电子得失守恒先求n(Cu),即n(Cu)×2=n(O2)×4,得n(Cu)=2n(O2)=2×,所以这些铜对应的铜离子恰好沉淀所需n(NaOH)应为0.4 mol,所需V(NaOH)应为100 mL,故选B。
5. 查资料知:一般情况下,不同浓度的硝酸与金属反应,硝酸的浓度越小,还原产物中低价态的成分所占比例越多。下图表示铁与不同浓度硝酸反应时的主要还原产物(NH4+、N2、N2O、NO、NO2)及含量,下列说法错误的是
A.a、b曲线代表的还原产物分别为NH4+和NO2
B.25.00mL12.68mol/L浓硝酸与足量的铁粉完全反应,生成NO和NO2 的物质的量之比为1∶1
C.56g铁粉与足量1.54mol/L稀硝酸完全反应,此反应过程中表现酸性的HNO3的总质量大于189g
D.P点时,生成NO与物质a转移电子的物质的量之比为3∶8
【答案】B
【详解】A.硝酸的浓度越小,还原产物中低价态的成分所占比例越多,由图可知,a、b曲线代表的还原产物分别为NH4+和NO2,故A正确;
B.25.00mL12.68mol•L-1浓硝酸与足量的铁粉完全反应,随着反应进行硝酸浓度越来越小,生成的产物及物质的量分数也发生变化,生成NO和NO2的物质的量不一定相等,故B错误;
C.56g铁的物质的量为1mol,与足量1.54mol•L-1稀硝酸完全反应生成Fe(NO3)3,体现酸性的硝酸为3mol,质量为189g,但是反应中还生成了硝酸铵,所以此反应过程中表现酸性的HNO3的总质量大于189g,故C正确;
D.P点时,生成NO与NH4+物质的量相同,,,转移电子数为3∶8,故D正确;
故选:B。
五、酸雨及防治
1. 下列有关说法中正确的是
A.空气中二氧化硫的主要来源是化石燃料和某些含硫矿物在燃烧或冶炼时生成的
B.空气中氮氧化物主要来源是机动车发动机中,氮气和氧气反应产生的
C.酸雨的pH小于5.6是因为二氧化硫和氮氧化物及其它们的生成溶于雨水导致的
D.对酸雨进行收集,利用化学方法使雨水变成成正常的水资源
【答案】D
【解析】
雨水无法全部收集,所以D错误。
2. 汽车尾气中主要含有CO2、CO、NO等物质,在汽车尾气的排气管上安装“催化转化器”,可以实现尾气净化。下列说法正确的是
A.尾气净化反应中,CO为氧化剂 B.尾气净化反应中,N2为还原产物
C.CO和NO为酸性氧化物 D.氮氧化物形成酸雨时没有发生氧化还原反应
【答案】B
【分析】汽车尾气中主要含有CO2、CO、NO等物质,“催化转化器”可以实现尾气净化,说明CO与NO反应生成的是N2和CO2,由此可写出有关化学方程式:。
【详解】A.CO转化为二氧化碳过程中,碳元素化合价升高,CO作还原剂,A错误;
B.N2是氮元素化合价降低过程中得到的,NO为氧化剂,N2为还原产物,B正确;
C.CO、NO与碱均不反应,都不属于酸性氧化物,C错误;
D.氮氧化物可形成硝酸型酸雨,该过程涉及反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,属于氧化还原反应,D错误;
故选B。
3.下列关于氮氧化物的形成、吸收的说法正确的是
A.汽车尾气中的含氮氧化物,主要来源于汽油的不完全燃烧
B.用石灰乳吸收NO和NO2,加快气体流速可提高氮氧化物的吸收率
C.收集NO2气体时采用排水法,可提高NO2气体的纯度
D.用CO(NH2)2可将NO2转化为N2,是利用了CO(NH2)2的还原性
【答案】D
【解析】A.烃类物质仅含C和H元素,不含N元素,汽车尾气中含氮氧化物,主要来源于空气中的氮气和氧气在气缸中高温条件下化合生成,A错误;B.增加气体流速后,可能会导致石灰乳吸收不充分,不能有效提高氮氧化物的吸收率,B错误;C.NO2和水可发生反应转化为硝酸和NO,不能采用排水法收集NO2,C错误;D.NO2转化为N2,N元素化合价降低,所以CO(NH2)2是还原剂,体现其还原性,D正确;故选D。
4. 硫酸雾(含SO42-、HSO4-)气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下。下列说法错误的是
A.第III阶段中有氢氧键的断裂和硫氧键的生成
B.NO2在反应中起催化作用
C.雾霾微颗粒中既含有硫酸盐,也含有亚硝酸盐
D.SO32-转化为HSO4-的方程式为:SO32-+2NO2+H2O=NO2-+HNO2+HSO4-
【答案】B
【解析】A项,如图所示,第三阶段由中间体形成了HSO4-和HNO2,涉及氢氧键的断裂和硫氧键的生成,正确;B项,图中NO2最终转化为HNO2,氮元素化合价由+4变为+3,化合价降低,NO2为该反应的氧化剂,错误;C项,反应中产生了HSO4-和NO2-,故雾霾微颗粒中含有硫酸盐和亚硝酸盐,正确;D项,如图所示,SO32-转化为HSO4-的过程,发生的反应方程式为SO32-+2NO2+H2O=NO2-+HNO2+HSO4-,正确。
六、氮及其化合物综合练习
1. 下列关于氨及其化合物的说法正确的是()
A. 排放到空气中的NO2过多会导致酸雨
B.N2的质量约占空气总质量的
C.NO可以在空气中稳定存在
D. 浓HNO3可用作实验室制氢气
【答案】A
【详解】
A. 排放到空气中的NO2过多会导致酸雨,A正确;
B.N2的质量约占空气总质量的7/10,B错误
C.NO可以在空气中生成NO2,C错误;
D. 浓HNO3有强氧化性,不能制氢气,D错误。
2. 某气体制备装置示意图如图,调整连接。该装置不适合于
A.稀硫酸与Zn粒反应制H2
B.浓盐酸与MnO2反应制Cl2
C.稀盐酸与CaCO3反应制CO2
D.浓氨水与生石灰反应制NH3
【答案】B
【分析】根据装置图可知:该装置适用于固体与液体或液体与液体在常温下反应制取气体,制取的气体的密度比空气大或者小,但与空气的密度不要接近,用排空气的方法进行收集,据此分析解答。
【详解】A.稀硫酸与Zn粒在常温下发生反应产生ZnSO4、H2,但由于制取的H2密度比空气小,应该使用向下排空气的方法收集,A符合题意;
B.浓盐酸与MnO2混合加热,发生氧化还原反应反应制Cl2,该装置不能加热,不能用于制取Cl2,B不符合题意;
C.稀盐酸与CaCO3在常温下发生复分解反应制CO2,由于CO2的密度比空气大,可以使用向上排空气的方法进行收集,C符合题意;
D.浓氨水可以与生石灰反应制NH3,但由于NH3密度比空气小,应该使用向下排空气的方法收集,D符合题意;
故合理选项是B。
3. 下列实验操作能达到实验目的的是
A.用①检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫 B.用②制取并收集氨
C.用③验证酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3 D.用④验证NH3的氧化性
【答案】A
【详解】A.浓硫酸和铜生成漂白性的二氧化硫,实验中品红溶液褪色,说明产生二氧化硫,A正确;
B.氨气会和氯化钙反应,不能使用无水氯化钙干燥氨气,B错误;
C.挥发的硝酸与硅酸钠反应,不能比较碳酸、硅酸的酸性强弱,C错误;
D.NH3与氯气反应体现的是还原性,D错误;
故选A。
4. 能用如图装置(烧杯和滴管内均为足量的NaOH溶液),不能进行喷泉实验的气体是
A.NH3 B.SO2 C.N2 D. 2
【答案】C
【分析】要利用该装置进行喷泉实验,所选气体必须易溶于NaOH溶液或易与NaOH溶液反应。
【详解】A.NH3极易溶于水,在NaOH水溶液中也能溶解,可以产生喷泉,A正确;
B.SO2极易溶于水,能与NaOH水溶液反应,可以产生喷泉,B正确;
C.N2难溶于水,不与NaOH水溶液反应,不能产生喷泉,C错误;
D.NO2能溶于水,能与NaOH溶液反应,可以产生喷泉,D正确;
故选C。
5. 下图是自然界中的氮循环过程,下列有关叙述错误的是
A.反应①、②及工业合成氨均属于氮的固定
B.反应③的反应方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3
C.反应④中,生成1molNO3-,至少需要提供4molO2
D.过程中参与循环的元素有氮元素,还有氢和氧元素
【答案】C
【详解】A.氮的固定是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程,反应①、②及工业合成氨都是游离态氮元素转化为化合态氮元素的过程,均属于氮的固定,故A正确;
B.由图可知,反应③为一氧化氮与氧气和水反应生成硝酸,反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3,故B正确;
C.由图可知,反应④为在硝化细菌作用下氨气与氧气反应生成硝酸根离子的反应,由得失电子数目守恒可知,生成1mol硝酸根离子需要提供氧气的物质的量为1mol×2=2mol,故C错误;
D.由图可知,自然界中的氮循环过程中参与循环的元素有氮元素,还有氢和氧元素,故D正确;
故选C。
6. 人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组利用图1装置制备氨并探究相关性质。
(1)装置A中,盛有浓氨水的仪器名称为________,烧瓶内药品可选用________________。装置B的作用是________。
(2)连接好装置并检验装置的气密性后,装入药品,然后应先________(填“a”或“b”)。
a.打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水 b.加热装置C
(3)实验中观察到C中CuO粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体,则该反应相关化学方程式为_________________________ _________________,该反应证明氨具有___ _ ___性;氨跟氧气的反应也体现了这一性质,反应的化学方程式为________________________________________。
(4)该实验缺少尾气吸收装置,图2中能用来吸收尾气的装置是____ ____(填装置序号)。
(5)实验室还可用图3所示装置制备氨,反应的化学方程式为:
________________________________;
(6)用圆底烧瓶收集干燥的氨,用图4装置进行喷泉实验,挤压胶头滴管时,可以得到红色喷泉,原因是____________________________________________(用方程式表示)。
答案:(1)分液漏斗 碱石灰或生石灰(合理即可) 干燥氨气
(2)a
(3)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O 还原 4NH3+5O24NO+6H2O
(4)Ⅱ、Ⅲ
(5)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(6)NH3+H2O≒NH3·H2O≒NH+OH-
【详解】
(1)装置A中,盛有浓氨水的仪器名称为分液漏斗,烧瓶内药品可选用碱石灰、生石灰、氢氧化钠溶液等。装置B的作用是干燥氨气。
(2)连接好装置并检验装置的气密性后,装入药品,然后应先a(填“a”或“b”)。
a.打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水 b.加热装置C
(3)实验中观察到C中CuO粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体,则该反应相关化学方程式为)3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O,该反应证明氨具有还原性;氨跟氧气的反应也体现了这一性质,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
(4)该实验缺少尾气吸收装置,图2中能用来吸收尾气的装置是II或III(填装置序号)。
(5)实验室还可用图3所示装置制备氨,反应的化学方程式为:
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(6)用圆底烧瓶收集干燥的氨,用图4装置进行喷泉实验,挤压胶头滴管时,可以得到红色喷泉,原因是NH3+H2O≒NH3·H2O≒NH+OH-(用方程式表示)。
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