非金属氮及其化合物 突破训练（四）.doc

非金属碳、硅及其化合物 突破训练（四）‎ ‎1.某学生用滤纸折成一只纸蝴蝶并在纸蝴蝶上喷洒某种试剂，挂在铁架台上。另取一只盛有某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如图)。过一会儿，发现白色纸蝴蝶上的喷洒液转变为红色，喷洒在纸蝴蝶上的试剂与小烧杯中的溶液是(　　)‎ ‎ ‎ 选项 A B C D 纸蝴蝶上 的喷洒液 石蕊 酚酞 酚酞 石蕊 小烧杯中 的溶液 浓氨水 浓氨水 氢氧化钠 溶液 浓硫酸 解析：选B　从白色的蝴蝶变成红色可推断滤纸上喷洒的物质不是石蕊，而是酚酞溶液；浓氨水有挥发性，挥发出的氨气遇到试剂中的水形成氨水，氨水呈碱性，无色的酚酞溶液遇碱性溶液变红色，氢氧化钠溶液没有挥发性，不能使蝴蝶变红。‎ ‎2．在通风橱中进行下列实验：‎ 步骤 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，迅速停止 Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡 下列说法不正确的是(　　)‎ A．Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式：‎ ‎2NO＋O2===2NO2‎ 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．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3‎ D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化 解析：选C　A．铁放入稀HNO3中发生反应Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色；B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应；C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3；D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化，若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。‎ ‎3.如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为(　　)‎ A．3∶2 B．2∶3‎ C．8∶3 D．3∶8‎ 解析：选C　该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式“合并”为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应。‎ ‎4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎4　　　3‎ 　　 n ‎4∶＝3∶n，解得m∶n＝8∶3。‎ ‎4．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2‎ B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强 D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应 解析：选B　Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，稀硝酸被还原为NO，NO遇空气中的O2生成NO2，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有NO，滴加稀硫酸后，Cu、NO、H＋继续反应生成NO，B正确；③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H＋，与NO形成HNO3，HNO3继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。‎ ‎5．为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3‎ B．X可以是空气，且需过量 C．捕获剂所捕获的气体主要是CO D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O 解析：选B　工业废气中的CO2、SO2与石灰乳反应生成难溶的CaCO3和CaSO3，石灰乳微溶于水，A项正确；气体1中含有NO、CO和N2‎ ‎，若用过量空气，则NO被全部氧化为NO2，NO2与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2，与流程图中NaNO2不符，故通入的空气不能过量，NO2与NO气体按照1∶1混合与NaOH完全反应生成NaNO2，B项错误；气体2中含有N2和CO，N2无毒，故捕获剂捕获的气体主要为CO，C项正确；NaNO2具有氧化性，NH具有还原性，二者发生氧化还原反应生成无污染的N2，D项正确。‎ ‎6．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O B．液氨可以作为溶剂使用，而氢的沸点极低，不易液化 C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76 g·L－1‎ D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全 解析：选A　该反应中有污染性气体NO产生，故不符合清洁能源的要求，A错误；液氨易挥发属于极性分子，可作为溶剂使用，而氢的沸点极低(－250 ℃)，不易液化，B正确；氨气在标准状况下的密度ρ标＝＝≈0.76 g·L－1，氨气比空气轻，C正确；氨气与氢气相比，可在纯氧中燃烧，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全，D正确。‎ ‎7．称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1 792 mL(标准状况)，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为(　　)‎ A．1∶1 B．1∶2‎ C．1.87∶1 D．3.65∶1‎ 解析：选C　若NaOH完全与NH反应，则生成NH3 0.1 mol，其在标准状况下的体积为2 240 mL，题给条件是生成NH3 1 792 mL，可知0.1 mol NaOH不足，故NaOH先与NH4HSO4反应完全，再与(NH4)2SO4反应，因共生成NH3 0.08 mol，故与H＋反应的NaOH为0.02 mol，则可知道NH4HSO4为0.02 mol，则(NH4)2SO4的质量为7.24 g－115 g·mol－1×0.02 mol＝4.94 g，物质的量为4.94 g÷132 g ‎·mol－1＝0.037 4 mol。两者物质的量之比为1.87∶1。‎ ‎8.如图所示，将相同条件下的m体积NO和n体积O2同时通入倒立于水槽中且盛满水的试管内，充分反应后，试管内残留体积的气体，该气体与空气接触后立即变为红棕色。则m与n的比值为(　　)‎ A．3∶2 B．2∶3‎ C．8∶3 D．3∶8‎ 解析：选C　该过程中涉及的反应有2NO＋O2===2NO2、3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，可将两个方程式“合并”为4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。剩余气体与空气接触立即变为红棕色，说明剩余气体为NO。则可知体积的NO气体与n体积的O2恰好完全反应。‎ ‎4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3‎ ‎4　　　3‎ 　　 n ‎4∶＝3∶n，解得m∶n＝8∶3。‎ ‎9．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2‎ B．③中反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强 D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应 解析：选B　Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，稀硝酸被还原为NO，NO遇空气中的O2生成NO2，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有NO，滴加稀硫酸后，Cu、NO、H＋继续反应生成NO，B正确；③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H＋，与NO形成HNO3，HNO3继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。‎ ‎10．为落实“五水共治”，某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3‎ B．X可以是空气，且需过量 C．捕获剂所捕获的气体主要是CO D．处理含NH废水时，发生反应的离子方程式为NH＋NO===N2↑＋2H2O 解析：选B　工业废气中的CO2、SO2与石灰乳反应生成难溶的CaCO3和CaSO3，石灰乳微溶于水，A项正确；气体1中含有NO、CO和N2，若用过量空气，则NO被全部氧化为NO2，NO2与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2，与流程图中NaNO2不符，故通入的空气不能过量，NO2与NO气体按照1∶1混合与NaOH完全反应生成NaNO2，B项错误；气体2中含有N2和CO，N2无毒，故捕获剂捕获的气体主要为CO，C项正确；NaNO2具有氧化性，NH具有还原性，二者发生氧化还原反应生成无污染的N2，D项正确。‎ ‎11．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O B．液氨可以作为溶剂使用，而氢的沸点极低，不易液化 C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76 g·L－1‎ D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全 解析：选A　该反应中有污染性气体NO产生，故不符合清洁能源的要求，A错误；液氨易挥发属于极性分子，可作为溶剂使用，而氢的沸点极低(－250 ℃)，不易液化，B正确；氨气在标准状况下的密度ρ标＝＝≈0.76 g·L－1，氨气比空气轻，C正确；氨气与氢气相比，可在纯氧中燃烧，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全，D正确。‎ ‎12．称取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反应，生成NH3 1 792 mL(标准状况)，则(NH4)2SO4和NH4HSO4的物质的量比为(　　)‎ A．1∶1 B．1∶2‎ C．1.87∶1 D．3.65∶1‎ 解析：选C　若NaOH完全与NH反应，则生成NH3 0.1 mol，其在标准状况下的体积为2 240 mL，题给条件是生成NH3 1 792 mL，可知0.1 mol NaOH不足，故NaOH先与NH4HSO4反应完全，再与(NH4)2SO4反应，因共生成NH3 0.08 mol，故与H＋反应的NaOH为0.02 mol，则可知道NH4HSO4为0.02 mol，则(NH4)2SO4的质量为7.24 g－115 g·mol－1×0.02 mol＝4.94 g，物质的量为4.94 g÷132 g·mol－1＝0.037 4 mol。两者物质的量之比为1.87∶1。‎ ‎13.如图，试管中充满NO2，现向其中缓慢通入O2，用水吸收NO2(假设每次通入的O2能完全反应)。下列说法正确的是(　　)‎ A．当试管内溶液的pH不再变化时，说明NO2全部转化为HNO3(假设试管内的溶质不向水槽中扩散)‎ B．当试管内气体不是红棕色时，说明NO2全部转化为HNO3‎ C．水槽内的水改为稀盐酸，有利于吸收NO2‎ D．水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2‎ 解析：选D　试管中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，根据NO2→HNO3，‎ c(HNO3)＝，消耗的NO2的体积等于试管中溶液的体积，即ΔV(NO2)＝V(溶液)，则c(HNO3)＝，故试管内溶液的pH始终不变，故A错误；根据3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，当试管中气体不是红棕色时，不能说明NO2全部转化为HNO3，故B错误；NO2与稀盐酸不反应，故C错误；NO2与NaOH溶液能够发生反应：2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2，故D正确。‎ ‎14．某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。‎ 已知：在溶液中，FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法不正确的是(　　)‎ A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液 B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应 C．实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞 D．装置J收集的气体中一定不含NO 解析：选D　稀硝酸与铜反应生成NO，能够被O2氧化，因此实验前需要通入N2，排除装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的NO中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，在探究干燥的NO在加热时与铜的反应，未反应的NO可以利用FeSO4溶液检验。根据上述分析，装置F、I中的试剂依次为水、FeSO4溶液，A正确；若观察到装置H中红色粉末变黑色，说明NO与Cu发生了反应，B正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，停止通入NO，C正确；由于FeSO4＋NO[Fe(NO)]SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D错误。‎ ‎15‎ ‎．实验室制取氨气、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是(　　)‎ A．用装置甲制取氨气 B．用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出 C．装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜 D．可以用装置丁吸收氨气，进行尾气处理 解析：选B　氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，二者在试管口遇冷又重新化合生成氯化铵，不能用装置甲制取氨气，A错误；氨气密度小于空气，可以用向下排空气法收集，即用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出，B正确；装置丙中黑色固体变成红色时还原产物不一定为铜，因为氧化亚铜也是红色的，C错误；氨气极易溶于水，不能用装置丁直接吸收，应防倒吸，D错误。‎ ‎16．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中重要试剂，可由NO与Cl2在常温常压(或稍低温度)下合成，其熔点－64.5 ℃，沸点－5.5 ℃，遇水易水解。实验室模拟制备装置如图所示(部分夹持装置省略)，D中三颈烧瓶置于－10 ℃冰盐水中。‎ 经查阅资料：NO与NaOH溶液不反应，但NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。‎ ‎(1)仪器甲的名称是________。‎ ‎(2)图示装置中恒压漏斗与分液漏斗相比，其优点为______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验开始时，先打开K1、K2，关闭K3，打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸，至C中红棕色完全消失后，关闭K1、K2‎ ‎，此时装置C的作用为________。滴入适量浓盐酸，点燃酒精灯，当________(填装置字母)中充满黄绿色气体时，打开K1、K3，制备NOCl。‎ ‎(4)装置乙中装有无水CaCl2，其作用为______________；丙为尾气处理装置，则最佳选择为________。‎ 解析：(1)由图可知，仪器甲的名称是蒸馏烧瓶。(2)图示装置中的恒压分液漏斗，可以平衡分液漏斗内外压强，便于液体顺利流下。(3)关闭K1、K2，A中依然产生NO气体，故此时C可以作为安全瓶，储存A中产生的NO气体，滴入适量浓盐酸，点燃酒精灯，当D中充满黄绿色气体时，打开K1、K3，制备NOCl。(4)亚硝酰氯(NOCl)遇水发生水解反应，装置乙中无水氯化钙可以吸收水蒸气，防止水蒸气进入D中使NOCl水解，丙为尾气处理装置，尾气主要为NO、Cl2和NOCl、NO2，故在尾气吸收时可以选用NaOH溶液，同时为了防止NOCl和NO2挥发逸出，可以在上方加一个浸有NaOH溶液的棉花团，①中碱石灰固体不能吸收NOCl和NO气体，③中不能避免挥发出来的气体污染空气，则最佳选择为②。‎ 答案：(1)蒸馏烧瓶 ‎(2)平衡压强，便于液体顺利流下 ‎(3)储存A中产生的NO　D ‎(4)防止水蒸气进入D，使NOCl水解　②‎ ‎17.如图是中学化学中常见物质间的反应转化关系图,其中部分产物已略去。常温下,G为固体单质,B、I为液体,其余都为气体。A为化合物,I的浓溶液与G在加热条件下生成F、B和C。H可用作工业上冶炼金属的还原剂。请按要求填空:‎ 图K18-3‎ ‎(1)写出下列物质的化学式:A　　　　,B　　　　,C　　　　。 ‎ ‎(2)写出下列化学方程式 F+BI:　 ; ‎ A+ED:　 。 ‎ ‎(3)写出G和I的浓溶液反应的化学方程式:　　　　　　　　　。 ‎ ‎【答案】.(1)NH3　H2O　CO2‎ ‎(2)3NO2+H2O2HNO3+NO ‎4NH3+5O24NO+6H2O ‎(3)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O ‎[解析] 液体B能被电解说明B是H2O,则E是H2或O2,又根据气体A与E反应条件为催化剂、加热,反应产物D又和E反应生成F,可确定E是O2,A是NH3,则D是NO,F是NO2,F与B(H2O)反应生成的I是HNO3。固体单质G与I的浓溶液(HNO3)在加热条件下反应生成F(NO2)、B(H2O)和C,C为一种气体,猜测G可能是碳,则C是CO2;CO2与碳高温下反应生成H(CO),G(C)与E(O2)反应也可生成H(CO),而CO可用作还原剂,在工业上可冶炼铁,进而可确定G是碳。‎ ‎18.用如图K18-4所示装置制备、收集二氧化氮气体,并探究其性质。‎ 图K18-4‎ ‎(1)装置A中的分液漏斗中盛装的液体是　 , 烧瓶中预先加入的是铜屑,铁的价格比铜的价格低,此处用铜不用铁的原因是 　。 ‎ ‎(2)干燥管B、D中盛装的干燥剂可以是　　　　　　　　　　　　　　(选填“浓硫酸”“无水氯化钙”“五氧化二磷”或“碱石灰”),干燥管D中干燥剂的作用是　 　。 ‎ ‎(3)装置E的作用是吸收尾气,吸收过程中发生反应的化学方程式如下,请将其补充完整。‎ ‎　NaOH+　NO2　　　　+　NaNO2+　H2O ‎ ‎(4)若用上述装置收集到了NO气体,采用的收集装置是　　　　(选填“F”或“G”)。 ‎ ‎【答案】(1)浓硝酸　常温下,Fe在浓硝酸中发生钝化,阻止反应进一步发生 ‎(2)无水氯化钙或五氧化二磷　防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中 ‎(3)2　2　NaNO3　1　1‎ ‎(4)G ‎[解析] (2)二氧化氮是酸性气体,不能用碱性干燥剂;干燥管B、D中只能盛装固体干燥剂,所以不能选浓硫酸,只能选无水氯化钙或五氧化二磷。E装置中的水蒸气可进入集气瓶C中,所以使用干燥管D的目的是防止E装置中的水蒸气进入集气瓶C中。(4)一氧化氮无色难溶于水,且密度与空气接近,与氧气反应,所以用排水法收集NO,选择装置G。‎ ‎19.氨与硝酸都是氮的重要化合物,在工农业生产中有广泛应用。实验室设计了如图K18-5所示的实验装置,进行“氨的催化氧化”等实验。‎ 图K18-5‎ 完成下列填空:‎ ‎(1)A处是一种气体发生装置,A中所用试剂只能从下列物质中选取:‎ ‎①硝酸铵　②碳酸铵　③碳酸氢铵　④氯化铵　⑤熟石灰　⑥氢氧化钠 若A中制取气体时只用了一种试剂,该试剂可以是　　　(选填上述编号),此时A处的装置应为图K18-6中的　　　(选填下列字母)。 ‎ 图K18-6‎ 至此,完成了对图K18-5中装置的补充。试从安全、环保等角度对该装置再提出修改建议:　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在图K18-5中,若A、B处试剂足量,则装置E中可以观察到的实验现象:  　。 ‎ ‎(3)某工厂生产硝酸的流程简要表示如下:‎ 图K18-7‎ ‎ a中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)工业上通常用质量分数为0.150的Na2CO3水溶液(密度1.16 g·mL-1)作为NOx吸收剂,它的物质的量浓度为　　　　mol·L-1(保留2位小数)。实验室配制250 mL该溶液,必须使用的玻璃仪器有玻璃棒、　　　　　　　　。 ‎ ‎【答案】(1)②或③　d　在装置C与D之间增加一个防倒吸装置;在E后增加一个尾气吸收装置 ‎(2)铜片逐渐减少直至溶解,溶液变成蓝色,生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色 ‎(3)2NO+O22NO2‎ ‎(4)1.64　250 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管 ‎[解析] (1)进入C装置的气体应是NH3和O2,若A中制取气体时只用一种试剂,应选用(NH4)2CO3或NH4HCO3,因为它们分解均产生CO2、NH3和H2O,其中CO2、H2O与Na2O2反应生成O2。为防止D中溶液进入C中,应在C与D之间增加一个防倒吸装置;因为在E装置内会产生氮的氧化物气体,所以在E后应增加一个尾气吸收装置。(2)因为NH3和O2反应生成NO,NO被O2氧化生成NO2,NO2溶于水生成HNO3,Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,所以其现象为铜片逐渐减少直至溶解,溶液变成蓝色,生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色。(4)c=≈1.64 mol·L-1;配制该溶液还应选用的玻璃仪器有250 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管。‎