非金属氮及其化合物 突破训练（六）.doc

非金属碳、硅及其化合物 突破训练（六）‎ ‎1．NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图所示)，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．NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D．图中所涉及的O2都要用纯氧 解析：选C　化肥主要是含农作物生长所需氮、磷、钾的一些物质，NaHCO3不是常用的化肥，A项不正确；Na2CO3受热不易分解，B项不正确；NH3和NO2在一定条件下可以发生氧化还原反应，如生成氮气，C项正确；氨的催化氧化用空气就可以，不一定要用纯氧，D项不正确。‎ ‎2．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是(　　)‎ A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水 B．将pH＝11的氨水稀释1 000倍，测得pH>8，说明NH3·H2O为弱碱 C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3受热不稳定 D．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量红棕色气体，说明氨气的氧化产物为NO2‎ 解析：选D　氨气极易溶于水生成氨水，所以将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，故A正确；常温下，pH＝11的氨水中c(OH－)＝10－3mol·L－1，稀释1 000倍，测得pH>8，c(OH－)>10－6mol·L－1，说明稀释时电离平衡正向移动，所以NH3·H2‎ O为弱碱，故B正确；碳酸氢铵加热分解为氨气、二氧化碳和水，故C正确；氨气的氧化产物为NO，NO在锥形瓶口与氧气反应生成NO2，所以瓶口出现少量红棕色气体，故D错误。‎ ‎3．在如图装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(　　)‎ 选项 a(干燥气体)‎ b(液体)‎ A NO2‎ 水 B CO2‎ 水 C Cl2‎ 饱和食盐水 D NH3‎ ‎1 mol·L－1盐酸 解析：选D　NO2与水反应，生成HNO3和NO，容器内气体减少，气压减小，形成喷泉，但由于NO不溶于水，所以不充满烧瓶，A错误；CO2在水中的溶解度很小，不能形成喷泉，B错误；Cl2不溶于饱和氯化钠溶液，也不与其反应，锥形瓶与烧瓶内压强相等，不能形成喷泉，C错误；NH3与盐酸能发生反应，生成物为氯化铵溶液，烧瓶内压强减小为零，同外界大气压产生压强差，所以形成喷泉，并充满烧瓶，D正确。‎ ‎4．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的是(　　)‎ A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性 B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性 C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性 D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性 解析：选D　向滴有酚酞的NaOH溶液中滴入硝酸，溶液红色褪去，利用的是硝酸的酸性。‎ ‎5．关于氮的变化关系如图：‎ 则下列说法不正确的是(　　)‎ A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径 B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径 C．上述所有反应都是氧化还原反应 D．上述反应中只有③属于氮的固定 解析：选D　工业上生产硝酸的流程是：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应4NH3＋5O24NO＋6H2O(路线①)，一氧化氮与氧气反应2NO＋O2===2NO2(路线②)，二氧化氮被水吸收3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(路线③)，即路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，A正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应N2＋O22NO(路线Ⅰ)；NO不稳定，易被氧气氧化为二氧化氮2NO＋O2===2NO2(路线Ⅱ)，二氧化氮溶于水生成硝酸3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(路线Ⅲ)，B正确；从氮的变化关系图可知：N的化合价分别为NH3(－3)价、N2(0价)、NO(＋2价)、NO2(＋4价)、HNO3(＋5价)，上述反应都是氧化还原反应，C正确；上述反应中，反应①和Ⅰ为空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，其他反应是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，D错误。‎ ‎6.下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是(　　)‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中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还原产物 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 解析：选D　①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2，硝酸中氮元素化合价降低，必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有O2生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由①可知，浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的“红棕色气体”不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B项正确；③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的NO2是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2，不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2，D项错误。‎ ‎7.将红热的木炭与浓硝酸共热产生的气体等分为两份,第①份先通过适量蒸馏水后,再通入少量澄清石灰水中;第②份直接通入少量澄清石灰水中。则石灰水的变化最可能为 (　　)‎ A.①不变浑浊,②变乳白色 B.①变乳白色,②不变浑浊 C.①变乳白色,②变乳白色 D.①不变浑浊,②不变浑浊 ‎[解析] 木炭与浓硝酸反应生成CO2和NO2的混合气体,而NO2可与水反应生成硝酸,故混合气体直接通入澄清石灰水,会产生Ca(NO3)2溶液,难以得到CaCO3沉淀;混合气体先通过水,NO2可与水反应生成硝酸和NO,则变为NO和CO2的混合气体,再通入澄清石灰水会产生CaCO3沉淀。‎ ‎8.中学实验中,通常利用如图K18-2所示的装置进行喷泉实验,来验证气体的“溶解性”,下列有关说法不正确的是 (　　)‎ 图K18-2‎ A.用滴管加入液体后,由于气体的“溶解”‎ ‎,使瓶内压强减小,导致瓶内压强小于外界压强,从而形成喷泉 B.选用合适的溶液,CO2也能用于做喷泉实验 C.HCl、NH3和SO2均能用该装置做喷泉实验 D.用NO2和N2O4的混合气体做喷泉实验,烧瓶中将充满稀硝酸 ‎[解析] 本题综合考查了喷泉实验的原理,即由于气体溶于水或某种溶液,导致烧瓶中的压强迅速减小,与外界产生足够的压强差,从而形成喷泉,A正确;CO2能与NaOH等强碱溶液反应,从而被吸收,也能与外界产生很大的压强差,故能形成喷泉,B正确;NH3和HCl属于极易溶于水的气体,SO2可以与NaOH溶液等反应,故均能形成喷泉,C正确;NO2和N2O4与水反应后有NO生成,故液体不能充满烧瓶,D错误。‎ ‎9.下列说法正确的是 (　　)‎ A.向装有Fe (NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸,在管口观察到红棕色气体,结论:HNO3分解成了NO2‎ B.实验室检验氨气的方法是将湿润的蓝色石蕊试纸靠近瓶口或管口,观察试纸是否呈红色 C.灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触,铂丝继续保持红热,说明氨的氧化反应是放热反应 D.浓硝酸有强氧化性,常温下能与Fe发生剧烈反应 ‎[解析] A项,HNO3与Fe2+反应生成NO,NO与空气接触生成NO2,错误;B项,应该用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,错误;D项,常温下Fe遇浓硝酸发生钝化,错误。‎ ‎10．NH3及其盐都是重要的化工原料。‎ ‎(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。‎ ‎(2)按下图装置进行NH3性质实验。‎ ‎①先打开旋塞1，B瓶中的现象是____________________，原因是___________________，稳定后，关闭旋塞1。‎ ‎②再打开旋塞2，B瓶中的现象是_______________________________________。‎ 解析：(1)制备氨气时，加热固体的试管口应略向下倾斜，所以制备装置应选取装置A；氨气的密度比空气的小，因此应用向下排空气法收集，所以收集装置应选取装置C；氨气极易溶于水，应防止发生倒吸，因此尾气处理装置应选取装置G。‎ ‎(2)A瓶的压强大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低，且B瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中，遇氯化氢溶液变红色。‎ 答案：(1)A、C、G　(2)①有白烟生成　A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟 ‎②液体进入B瓶中，溶液的颜色变红 ‎11.某校化学研究性学习小组设计实验验证NH3能还原CuO，并对还原产物进行探究。‎ 请回答下列问题：‎ Ⅰ.验证NH3能还原CuO ‎(1)试剂X为________________。‎ ‎(2)请将提供的装置按合理顺序连接：g→_________________________________。‎ ‎(3)装置B的作用是______________________________________________________。‎ ‎(4)证明NH3能还原CuO的实验现象是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.探究还原产物的成分 ‎[查阅资料]　Cu2O粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：‎ Cu2O＋H2SO4(稀)===Cu＋CuSO4＋H2O。‎ ‎[实验探究]‎ 实验操作 实验现象 实验结论 取10.4 g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸，充分搅拌，静置 若无现象 ‎①证明红色固体为_____________________‎ ‎_______________________________________‎ ‎(填名称，下同)‎ 若溶液 变蓝 ‎②证明红色固体肯定含有______________，可能含有________________________________‎ 取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重，得固体6.4 g ‎③经计算，红色固体的成分及其物质的量为 ‎________________________________________________________________________‎ 解析：Ⅰ.(1)氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，试剂X用于干燥氨气且不与氨气反应，所以为碱石灰。‎ ‎(2)装置C生成氨气后，首先经过E干燥，再通入A中反应，生成的气体通过D进行检测，最后用B装置吸收尾气。所以连接顺序为g→f→h→a→b→d→e→c。‎ ‎(3)氨气极易溶于水，吸收氨气时一定要考虑防止倒吸，B装置中，氨气通入后先与CCl4接触，并不溶于CCl4，会溶于上层的水，可以防止倒吸；B装置前连接D装置，其用于检验A装置中是否产生水，则不能让空气中的水蒸气进入D装置，所以B装置还可以隔绝空气，防止空气中的水蒸气进入D装置中。‎ ‎(4)A中黑色粉末变为红色能证明CuO与NH3反应生成了Cu或Cu2O，D中白色固体变为蓝色能证明CuO与NH3反应生成了H2O。‎ Ⅱ.①向红色固体中加入稀硫酸无现象，说明红色固体为Cu，其不与稀H2SO4反应。②有CuSO4生成，溶液变蓝，则红色固体中肯定含有Cu2O，不能确定是否含有Cu。③所得固体为Cu，物质的量为0.1 mol；由反应前红色固体质量为10.4 g，反应后得固体质量为6.4 g，可知红色固体中一定有Cu2O，Cu2O的物质的量可根据发生反应的化学方程式列式进行计算：‎ ‎　Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O　Δm ‎　1 mol　　　　　　　 1 mol　　 80 g ‎0．05 mol　　　　　　0.05 mol　　4 g 则原固体中还含有0.05 mol Cu。红色固体的成分及其物质的量：铜和氧化亚铜各0.05 mol。‎ 答案：Ⅰ.(1)碱石灰 ‎(2)f→h→a→b→d→e→c ‎(3)吸收尾气，防止倒吸，隔绝空气，防止空气中的水蒸气进入D中 ‎(4)A中黑色粉末变为红色，D中白色固体变为蓝色 Ⅱ.①铜　②氧化亚铜　铜　③铜和氧化亚铜各0.05 mol ‎12．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：‎ 已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。‎ ‎(1)从图中选择制取气体的合适装置：氮气____________、氢气____________。‎ ‎(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有________________、__________________。‎ ‎(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是_______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是________________________________________。‎ 锥形瓶中还可观察到的现象是___________________________________________。‎ ‎(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式： ___________________________________‎ ‎______________________。‎ ‎(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有的离子为H＋、OH－、________、________。‎ 答案：(1)a　b ‎(2)干燥气体　控制氢气和氮气的流速 ‎(3)不会　混合气体中含有大量难溶于水的氮气、氢气 ‎(4)氨的氧化反应是一个放热反应　有红棕色气体产生 ‎(5)4NH3＋5O24NO＋6H2O ‎(6)NH　NO ‎13．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)已知氮元素有许多化合价，其化合价有－3、0、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5。下表是硝酸与某种金属M在某些条件下反应所得还原产物的关系：‎ 硝酸 硝酸浓度大于 ‎10 mol·L－1‎ 硝酸浓度为 ‎6．6～10 mol·L－1、‎ 加热 硝酸浓度为 ‎6．6～10 mol·L－1‎ 还原 产物 NO2‎ NO2‎ NO、NO2‎ 硝酸 硝酸浓度为 ‎0．1～6.6 mol·L－1、‎ 加热 硝酸浓度为 ‎0．1～6.6 mol·L－1‎ 硝酸浓度小于 ‎0．1 mol·L－1‎ 还原 产物 NO NO、N2‎ NH4NO3‎ 金属锌与某浓度的硝酸反应时，无气体产生，则此化学反应中被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是________。‎ 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)＝(3.2 g/64 g·mol－1)×2×22.4 L·mol－1＝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)金属锌与某浓度的硝酸反应时，无气体产生，说明硝酸被还原产生了硝酸铵。反应的化学方程式为4Zn＋10HNO3(稀)===4Zn(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O此化学反应中有10个HNO3参加反应，其中被还原的HNO3是1个。所以被还原的硝酸与参加反应的硝酸物质的量之比是1∶10。‎ 答案：(1)NH4NO3(或NH)‎ ‎(2)0.3　16.8‎ ‎(3)2.24 L　30∶31‎ ‎(4)1∶10‎ ‎14．NOx、SO2是主要的大气污染物，能引发雾霾、光化学烟雾及酸雨。‎ ‎(1)NO2会产生硝酸型酸雨，硝酸型酸雨中主要溶质的化学式为________。‎ ‎(2)目前新出厂的汽车均加装尿素[CO(NH2)2]箱，尾气中NO、NO2及尿素以物质的量之比1∶1∶1加热催化生成无害气体的化学方程式为_____________________________。‎ ‎(3)氨化法同时脱硫脱硝的原理如下(已知NH4NO2在浓度较大时会分解)‎ ‎①“催化氧化”的目的是________________。‎ ‎②最终得到副产品的主要成分为________(填化学式)。‎ ‎③相同条件下用氨水作吸收剂，NOx的脱除率与pH及的关系如图所示。‎ pH及其他条件相同时，的比值越大，NOx的脱除率也越大，其主要原因是________________________。‎ 解析：(1)硝酸型酸雨中主要溶质的化学式为HNO3；(2)NO、NO2与CO(NH2)2反应生成无害气体，则C元素转换为CO2，N元素转化为N2，故方程式为NO＋NO2＋CO(NH2)22N2＋CO2＋2H2O；(3)①根据流程可知，催化氧化前，则催化氧化的目的为增大的比值。②副产品是由氨水吸收SO2与NOx后生成盐溶液结晶得到。氨水为碱性溶液，SO2为酸性气体，二者反应生成(NH4)2SO3，NO2溶于水生成HNO3具有强氧化性，HNO3能将(NH4)2SO3氧化为(NH4)2SO4；NO2与碱反应的方程式为2NO2＋2NH3·H2O===NH4NO2＋NH4NO3＋H2O；NO难溶于水，也不能直接与碱反应，当NO2过量时可发生反应NO2＋NO＋2NH3·H2O===2NH4NO2＋H2O。故氨水脱硝脱硫后主要生成三种盐：(NH4)2SO4、NH4NO3、NH4NO2。根据已知信息“NH4NO2在浓度较大时会分解”，故浓缩结晶最终得到的固体为(NH4)2SO4、NH4NO3。③NO2易溶于水，也容易和碱液发生反应，而NO难溶于水，在有NO ‎2参与时，能与碱反应，故的比值越大，NOx的脱除率也越大。‎ 答案：(1)HNO3　(2)NO＋NO2＋CO(NH2)22N2＋CO2＋2H2O　(3)①增大的比值 ‎②(NH4)2SO4、NH4NO3　③NO2的水溶性比NO大得多