非金属氮及其化合物 突破训练（二）.doc

非金属碳、硅及其化合物 突破训练（二）‎ ‎1．下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是(　　)‎ A．氮元素均被氧化 B．工业合成氨属于人工固氮 C．含氮无机物和含氮有机物可相互转化 D．碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环 解析：选A　在雷电作用下N2与O2反应生成NO，氮元素被氧化，工业合成氨属于人工固氮，合成氨过程中氮元素被还原，A项错误，B项正确；由题图可看出含氮无机物和含氮有机物可相互转化，C项正确；合成蛋白质的过程中就有碳、氢、氧元素的参与，D项正确。‎ ‎2．NO因污染空气而“臭名昭著”，而奇妙的作用也使其成为“明星分子”。如可用于制HNO3、肥料、炸药、促进血管扩张、促进免疫功能、增强记忆等。下列各组物质中，不能生成NO的是(　　)‎ A．Cu＋HNO3(稀)　　　　　 B．N2＋O2‎ C．NH4Cl＋Ca(OH)2 D．NO2＋H2O 解析：选C　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，能生成NO；N2＋O22NO，能生成NO；2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaCl2，不能生成NO；3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，能生成NO。‎ ‎3.在一定条件下，将NO2和O2的混合气体12 mL通入足量水中，充分反应后剩余2 mL气体(同温同压下)，则原混合气体中氧气的体积为(　　)‎ ‎①1.2 mL　②2.4 mL　③3 mL　④4 mL A．①② B．②③‎ C．③④ D．①④‎ 解析：选D　4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3‎ 若剩余的气体是O2，则V(NO2)＝×(12－2)mL＝8 mL，V(O2)＝12 mL－8 mL＝4 mL。‎ 若剩余的气体是NO(2 mL)⇒6 mL NO2。‎ 则V(O2)＝×(12－6)mL＝1.2 mL。‎ ‎4．下列说法错误的是(　　)‎ A．检验溶液中是否含有NH的实验操作是取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体 B．加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物，并将产生的气体通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色 C．施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用的原因是K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 D．因NH4HCO3受热易分解，所以可用作氮肥 解析：选D　NH与NaOH溶液共热生成氨气，氨气是碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，A正确；NH4Cl与Ca(OH)2混合加热生成氨气，氨气是碱性气体，通入酚酞溶液中，酚酞溶液变成红色，B正确；K2CO3溶于水显碱性，与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效，C正确；NH4HCO3中含有氮元素，可用作氮肥，D错误。‎ ‎5．如下图，利用培养皿探究氨气的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(　　)‎ 选项 实验现象 解释 A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体 B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应 C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥红色石蕊试纸不变色，湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱 解析：选A　B项，NH3与浓硫酸反应；C项，AlCl3、MgCl2等氯化物溶液均可与NH3反应使溶液变浑浊；D项，NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，氨水呈碱性，NH3·H2O是碱，NH3不属于碱。‎ ‎6.下列叙述不正确的是 (　　)‎ A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水 B.NO和NH3均可用排空气法收集 C.盛液溴的瓶内加少量水可防止液溴的挥发 D.NH3遇到挥发性强酸就能冒白烟 ‎[解析] 做喷泉实验时,由于氨气极易溶于水,使得烧瓶内的压强迅速降低,在外界大气压的作用下,烧杯内的水被压到烧瓶内,形成喷泉,故A正确;NO与氧气反应生成二氧化氮,故不能用排空气法收集,故B错误;利用水封可以避免液溴挥发,故C正确。‎ ‎7. 下列离子方程式表达正确的是 (　　)‎ A.鸡蛋壳浸泡在盐酸中产生气泡:C+2H+CO2↑+H2O B.四氧化三铁固体溶解在稀硝酸中:Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O C.将氨气通入硫酸溶液中:NH3+H+N D.向碳酸氢铵溶液中加入足量的NaOH溶液:N+OH-NH3·H2O ‎[解析] 鸡蛋壳中含有CaCO3,鸡蛋壳浸泡在盐酸中产生气泡的离子反应方程式为CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O,A项错误;Fe3O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Fe3O4+N+28H+9Fe3++NO↑+14H2O,B项错误;氨气通入硫酸溶液中发生反应NH3+H+N,C项正确;向碳酸氢铵溶液中加入足量NaOH溶液,发生离子反应N+HC+2OH-NH3·H2O+C+H2O,D项错误。‎ ‎8.下列说法不正确的是 (　　)‎ A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2 固体,铜粉仍不溶解 B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性 C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O D.HNO3NONO2,以上各步变化均能通过一步反应完成 图K18-1‎ ‎[解析] A项中加入Cu(NO3)2固体后,Cu和H+、N发生反应:3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O,该项不正确。‎ ‎9.为验证铜与稀硝酸反应的还原产物是NO而不是NO2,设计了如图K18-1的装置,以下叙述错误的是 (　　)‎ A.应先打开活塞再从右侧加稀硝酸 B.左侧稀硝酸须注满 C.关闭活塞后铜丝会全部溶解 D.反应停止后打开活塞气体变成红棕色 ‎[解析] U形管中有空气,能氧化NO从而干扰实验,因此应先打开活塞再从右侧加稀硝酸,排尽装置内的空气,A项正确;左侧Cu与稀硝酸反应生成NO,为防止NO与氧气反应生成NO2气体,左侧须注满稀硝酸,B项正确;稀硝酸与Cu反应生成NO气体,NO不溶于水,导致左侧压强增大,Cu与稀硝酸分离,Cu不能完全反应,C项错误;反应停止后打开活塞,分液漏斗中NO与空气接触,生成红棕色NO2气体,D项正确。‎ ‎10.亚硝酸钠是一种防腐剂和增色剂,但在食品中过量使用会对人体产生危害,其在酸性条件下会产生NO和NO2。下列有关说法错误的是 (　　)‎ A.NaNO2既具有氧化性又具有还原性 B.食用“醋溜豆芽”可能会减少亚硝酸钠对人体的危害 C.NaNO2和胃酸作用的离子方程式为2N+2H+NO↑+NO2↑+H2O D.1 mol NaNO2在酸性条件下完全反应生成NO和NO2,转移电子的物质的量为1 mol ‎[解析] NaNO3中N元素的化合价为+3价,既能升高又能降低,则NaNO2既具有氧化性又具有还原性,A项正确;食用“醋溜豆芽”可减少亚硝酸盐的含量,可能会减少亚硝酸钠对人体的危害,B项正确;酸性条件下,亚硝酸钠会产生一氧化氮和二氧化氮,所以亚硝酸钠和胃酸作用的离子方程式为2N+2H+NO↑+NO2↑+H2O,C项正确;D项,1 mol NaNO2在酸性条件下完全反应生成NO和NO2,转移电子的物质的量为1 mol××(4-3)=0.5 mol,D项错误。‎ ‎11.下列由相关实验现象所推出的结论正确的是 (　　)‎ A.NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解,说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气 B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有S C.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应 D.NH3遇到浓盐酸产生白烟,说明二者发生反应生成白色固体 ‎[解析] 不能用加热NH4Cl固体的方法制氨气,因为NH3和HCl会在试管里重新化合成NH4Cl,而NH4HCO3受热分解得到氨气的同时混有CO2气体,A项错误;H+、N能将S氧化成S,B项实验不能说明原溶液中一定含有S,也可能有S,错误;铁与稀HNO3反应产生NO,而不是H2,Fe与稀HNO3的反应不是置换反应,C项错误;只有D项正确。‎ ‎12．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如下图所示)。下列说法正确的是(　　)‎ A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解 C．图中所涉及的盐类物质均可发生水解反应 D．NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应 解析：NaHCO3不是常用的化肥，A错误；Na2CO3热稳定性好，受热时不分解，B错误；图中所涉及的盐类物质中NaCl不发生水解反应，C错误；NH3有还原性，NO2有氧化性，二者在一定条件下可以发生氧化还原反应，D正确。‎ ‎13．下列说法不正确的是(　　)‎ A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解 B．某气体能使湿润的红色石蕊试红变蓝，该气体的水溶液一定显碱性 C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O D．HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实现 解析：A选项中加入Cu(NO3)2后，Cu和H＋、NO发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，该项不正确。使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为NH3，NH3溶于水后使溶液显碱性，B正确；Cu与稀硝酸反应时，还原产物为NO，NO可与O2反应生成NO2，C、D项正确。‎ ‎14．下列离子方程式正确的是(　　)‎ A．实验室用氯化铵和熟石灰制氨：‎ NH＋OH－NH3↑＋H2O B．NaOH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．氨水中通入少量CO2：‎ CO2＋NH3·H2O===NH＋HCO＋H2O 解析：A项不能写离子方程式，B项应生成NH3，D项应生成(NH4)2CO3。‎ ‎15．某化学学习小组采用下列装置，对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已知：4HNO3‎ 4NO2↑＋O2↑＋2H2O)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)检查装置气密性后，将燃烧匙中的木炭在酒精灯上加热至红热状态，立即伸入三颈瓶中，并塞紧瓶塞，滴加浓硝酸，可观察到三颈瓶中气体的颜色为________，产生该气体的化学反应方程式是________________________________________________________。‎ ‎(2)装置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，反应一段时间后可观察到C中出现白色沉淀，该白色沉淀为________________________________________________________________________‎ ‎(写化学式)。其中的Ba(OH)2溶液________(填“能”或“不能”)用Ca(OH)2溶液代替，理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)装置B的作用是____________________________________________。‎ ‎(4)装置D中收集到了无色气体，部分同学认为是NO，还有部分同学认为是O2。‎ ‎①下列对该气体的检验方法合适的是________(填字母)。‎ A．敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B．将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶内，观察试纸是否变红 C．将带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃 ‎②如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气，则氧气的来源是________________。‎ ‎(5)若将木炭改为铜片，再用等质量的铜片分别与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发现反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。针对此现象，同学们进行讨论，提出两种意见：①认为两溶液所显颜色不同是由Cu2＋浓度的差异引起的。‎ ‎②认为前者溶液呈绿色，是因为生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。‎ 你认为上述意见________(填“①”或“②”)合理。(注：若填①，下题中只答Ⅰ；若填②，下题中只答Ⅱ)‎ Ⅰ.如果你认为①合理，理由是_________________________________________。‎ Ⅱ.如果你认为②合理，请设计一个简单的实验进行验证 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)装置A中发生的是浓硝酸与木炭的反应，生成NO2、CO2、H2O，由于NO2为红棕色气体，故三颈瓶中的气体为红棕色。‎ ‎(2)将NO2、CO2通入Ba(OH)2溶液中分别生成Ba(NO3)2和BaCO3，由于Ba(OH)2溶液足量，故溶液为碱性环境，BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用Ca(OH)2溶液代替，因为Ca(OH)2微溶于水，溶液中Ca(OH)2含量太少，浓度太低，不足以完全吸收生成的酸性气体，导致溶液呈酸性，从而不能生成CaCO3沉淀。‎ ‎(3)装置B可以防止装置C中酸性气体因溶解速率太快而出现倒吸。‎ ‎(4)①NO与足量O2反应生成红棕色的NO2，A正确；NO和O2均不具有酸性，B错误；O2能使带火星的木条复燃，而NO不能，C正确。②装置A中除发生木炭与浓硝酸的反应外，还发生浓硝酸的分解反应。‎ ‎(5)因Cu的质量相等，且浓、稀HNO3均过量，Cu完全反应生成的Cu(NO3)2的浓度相等，溶液中的c(Cu2＋)是一样的，①不合理，②合理。既然②是由红棕色NO2溶于溶液中引起的，只要将NO2除去或者在Cu与稀HNO3反应后的反应器中通入NO2即可验证。‎ 答案：(1)红棕色 C＋4HNO3(浓)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O ‎(2)BaCO3　不能　Ca(OH)2溶液中Ca(OH)2浓度较低，NO2、CO2过量，最终溶液显酸性，不能形成CaCO3沉淀 ‎(3)防倒吸 ‎(4)①AC　②浓硝酸的分解 ‎(5)②　向显蓝色的Cu(NO3)2溶液中通入NO2(或其他合理答案)‎ ‎16．NO分子因污染空气而臭名昭著。近年来，发现少量NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、增强免疫及记忆的功能，因而成为生命科学的研究热点，NO亦被称为“明星分子”。‎ ‎(1)NO来源于________。‎ A．汽车、飞机尾气 B．工业制硝酸尾气 C．电闪雷鸣 ‎(2)写出实验室制取NO的化学方程式：______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)工业上可采用碱液吸收和氨还原处理含NOx尾气，其中用碱液吸收的化学方程式为NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O,2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O。根据上述原理，下列气体中被过量NaOH溶液吸收后有气体剩余的是________。‎ A．1 mol O2和4 mol NO2　 B．1 mol NO和4 mol NO2‎ C．1 mol O2和7 mol NO D．4 mol NO和4 mol NO2‎ 解析：(1)现代城市空气污染物之一NO主要来源于汽车尾气，A正确；工业制硝酸，尾气中含有NO，B正确；电闪雷鸣的条件下，氮气会和氧气化合为NO，C正确。‎ ‎(2)实验室用金属铜和稀硝酸之间的反应来制取NO，方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎(3)1 mol O2和4 mol NO2会恰好完全转化为硝酸，能被氢氧化钠吸收，A错误；根据反应：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO被吸收完毕，二氧化氮剩余，但是二氧化氮能直接被NaOH溶液吸收，B错误；1 mol O2和7 mol NO混合后反应生成二氧化氮，同时会有NO剩余，剩余的NO没法被NaOH完全吸收，C正确；4 mol NO和4 mol NO2的体积比是1∶1，根据反应NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O知道，能被完全吸收，D错误。‎ 答案：(1)ABC ‎(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O ‎(3)C ‎17．氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而氮的化合物用途广泛。‎ ‎(1)下面是利用氮气的一种途径：‎ ‎①步骤Ⅰ中主要利用液氮与液态空气中其他成分的____(填性质)不同而进行分离。‎ ‎②最新研究发现在碱性溶液中通过电解反应2N2＋6H2O4NH3＋3O2可实现氮的固定，阴极的电极反应式为_____________________________________________________。‎ ‎(2)氨气可以用于侯氏制碱法，其流程如图所示：‎ ‎①循环Ⅰ、Ⅱ中循环利用的物质X是________(填化学式，下同)，Y是________。‎ ‎②向沉淀池中通入气体时，需要先通入NH3，再通入CO2，其原因是______________。‎ 解析：(1)①液氮与液态空气中其他成分的沸点不同，沸点低的先挥发。②阴极上N2得到电子，N元素化合价降低，发生还原反应，阳极区OH－‎ 失去电子，发生氧化反应，所以阴极的电极反应式为N2＋6e－＋6H2O===2NH3＋6OH－。‎ ‎(2)①碳酸氢钠煅烧生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以X是二氧化碳；过滤除去析出的碳酸氢钠，滤液是碳酸氢钠的饱和溶液，其中含有NaCl、NH4Cl、NH4HCO3，其中NaCl可循环使用，所以Y是NaCl。②氨气在水中的溶解度较大，氨水显碱性，可增大CO2的溶解度，所以需要先通入NH3，再通入CO2。‎ 答案：(1)①沸点　②N2＋6e－＋6H2O===2NH3＋6OH－‎ ‎(2)①CO2　NaCl　②先通入溶解度较大的NH3，使溶液呈碱性，可增大CO2的溶解度 ‎18．当硝酸与金属或非金属反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原的产物也不同。请回答下列问题：‎ ‎(1)金属Zn与某浓度的硝酸反应时无气体产生，那么硝酸的还原产物为__________(填化学式)。‎ ‎(2)某混酸由200 mL 3 mol·L－1的稀硝酸和200 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸均匀混合而成(忽略溶液的体积变化)。将其分成两等份，分别与铜和铁反应，还原产物只有NO，则最多能溶解________mol Cu和________ g Fe。‎ ‎(3)200 mL 16 mol·L－1的浓硝酸与3.2 g Cu反应，反应过程中还原产物只有NO2，则反应结束后，产生气体的体积为____________________(标准状况下)，溶液中c(H＋)∶c(NO)＝________∶________(忽略HNO3的挥发)。‎ ‎(4)用试管将(3)反应产生的NO2收集满并倒立在足量的水中，待试管中液面不再上升时，试管中剩余气体的体积约为原气体体积的__________。试管中的液体的物质的量浓度为__________(假设试管中的液体不对外扩散，此反应条件下1 mol气体的体积为25.0 L)。如果NO2中混有N2O4气体，试管中的液体的物质的量浓度将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ 解析：(1)硝酸被还原，N元素化合价降低，若无气体产生，则还原产物为NH4NO3(或NH)。‎ ‎(2)设最多溶解x mol Cu，一份溶液中n(NO)＝0.3 mol，‎ n(H＋)＝0.8 mol，‎ 据3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ‎ 3 8 2‎ ‎ x 0.8 0.3‎ 可知x＝0.3(NO过量)‎ 因在反应中Fe和Cu的化合价变化均为2价，则最多溶解Fe的物质的量也是0.3 mol，质量为56 g·mol－1×0.3 mol＝16.8 g。‎ ‎(3)据电子守恒V(NO2)＝×2×22.4 L/mol＝2.24 L。‎ 根据方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，可知：‎ c(H＋)∶c(NO)＝n(H＋)∶n(NO)‎ ‎＝(3.2－0.2)∶(3.2－0.1)‎ ‎＝30∶31。‎ ‎(4)根据方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知试管中剩余气体的体积约为原气体体积的。设试管的体积为1 L，则试管中溶液(HNO3)的物质的量浓度根据c＝可得c＝＝0.04 mol·L－1。‎ 若NO2中混有N2O4，则根据3N2O4＋2H2O===4HNO3＋2NO可知所得溶液的体积减小，HNO3的物质的量增加，则HNO3的物质的量浓度将增大。‎ 答案：(1)NH4NO3(或NH)‎ ‎(2)0.3　16.8‎ ‎(3)2.24 L　30　31‎ ‎(4)1/3　0.04 mol·L－1　增大