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高中苏教版 (2019)第三单元 含氮化合物的合理使用同步测试题
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这是一份高中苏教版 (2019)第三单元 含氮化合物的合理使用同步测试题，共8页。
1.[2023山东济宁实验中学月考]对于铵盐的描述都正确的是( )
①都溶于水 ②都是白色晶体 ③都有刺激性气味 ④加热后都有NH3放出 ⑤与碱混合后加热都有NH3放出
A.全部B.①②④
C.①②⑤D.③④⑤
2.[2023山东济南期末]汽车尾气中的氮氧化合物(NOx)与大气中的NH3发生如下作用,形成一种雾霾。
NOxN2O5HNO3烟(一种雾霾)
有关该雾霾的叙述错误的是( )
A.该雾霾中含硝酸铵固体
B.反应②是非氧化还原反应
C.反应①是固氮反应
D.NH3可能来自过度施用氮肥
3.检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法是( )
A.将固体加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,看是否变蓝
B.加水溶解,用pH试纸测溶液的酸碱性
C.加水溶解,加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,看是否变蓝
D.加水溶解,加入浓NaOH溶液,加热,再滴入酚酞溶液
4.[2023湖南长沙宁乡一中月考]仅使用一种试剂(可以加热),就能将NH4Cl、NaCl、(NH4)2SO4、Na2SO4四种无色溶液区分开来的是( )
A.Ba(OH)2溶液B.AgNO3溶液
C.BaCl2溶液D.NaOH溶液
5.[2023江苏盐城响水清源中学月考]价类二维图是学习元素化合物的工具,a~g分别表示氮元素的不同价态所对应的物质,其关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.f属于强电解质
B.g受热分解一定能得到a
C.b常温下可转化为c从而实现氮的固定
D.可用湿润的红色石蕊试纸检验a
6.[2023福建福州高级中学期中]下图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。下列有关叙述不正确的是( )
A.CO转化为CO2所需氧元素来源于NO2
B.汽车尾气发生的都是氧化反应
C.Pt-Rh催化剂化学反应前后质量不变
D.使用该净化器可减少酸雨的发生
7.[2023湖南衡阳四中开学考试]小红在奶奶家看到一袋化肥,化肥标签上的部分文字说明如图,请根据所学知识,跟她一起思考并探究。
碳酸氢铵
化学式:NH4HCO3
净 重:50 kg
含氮量:≥16%
保 存:密封、防潮、阴暗处
施 用:避免雨天、高温天气
(1)从标签上看,该化肥具有的物理性质和化学性质分别是 (各写一条即可)。
(2)碳酸氢铵还具有哪些化学性质?
Ⅰ.探究碳酸氢铵溶液的酸碱性
取少量碳酸氢铵固体于试管中,加适量蒸馏水溶解,滴入 试液,振荡,观察到溶液变成红色,说明碳酸氢铵溶液显碱性。
Ⅱ.探究“N”的作用
图1
如图1,取少量碳酸氢铵固体于研钵中,加入少量熟石灰混合研磨,闻到 气味,说明碳酸氢铵可与碱反应。
Ⅲ.探究“”的作用
根据已学知识可知碳酸氢钠能与酸反应,那么碳酸氢铵是否也能与酸发生反应呢?
取少量碳酸氢铵固体于试管中,滴加稀盐酸,观察到固体逐渐减少,有气泡生成,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。请写出产生气泡的化学方程式:
。
Ⅳ.根据标签中“避免雨天、高温天气”,猜测碳酸氢铵不稳定,利用图2所示装置进行验证。
图2
取少量碳酸氢铵固体于试管中,用酒精灯加热一段时间,观察到:①A中试管内壁有水珠生成;②B中酚酞溶液变红色;③C中 。
小红认为根据现象①可以判断碳酸氢铵分解产生水,根据现象②可以判断碳酸氢铵分解产生氨气,根据现象③可以判断碳酸氢铵分解产生了二氧化碳。小红将她探究的过程分享给同学后,同学认为现象①并不能准确判定碳酸氢铵分解的产物中一定含有水,理由是
。
关键能力提升练
8.为了检验某固体物质中是否含有N,你认为下列试纸和试剂能用到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A.①②④B.①②③
C.②③D.①③⑤
9.大型影剧院容纳的人数众多,防火安全非常重要。用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火,其原因是( )
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量,降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A.①②B.②④C.③④D.①③10.[2023山西朔州怀仁一中期中]汽车尾气管中安装有尾气处理装置,以降低汽车使用过程中对环境的污染,其工作原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应中NO为还原剂,N2为还原产物
B.汽车尾气的主要污染成分为CO、NO和N2
C.催化转化总反应为2NO+O2+2CO2CO2+N2
D.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
11.[2023陕西西安期中]为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N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.X可以是空气,且需过量
B.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含N废水时,发生反应的离子方程式为N+NN2↑+2H2O
12.[2023福建莆田二十五中期中]工业或机动车尾气中的NOx会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)碱液吸收:NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气(含NO、NO2),获得副产品NaNO2。
①等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收,反应的离子方程式为 。
②若吸收时NO与NO2比例控制不当,则吸收液经浓缩结晶、过滤得到NaNO2晶体中最有可能混有的杂质是 (填化学式)。排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(2)还原法:尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如下:
①尿素[CO(NH2)2]中氮元素的化合价为 。
②写出“催化反应”过程中NH3还原NO2的化学方程式: 。
③若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程: 。
④“催化反应”过程中需控制温度在250~380 ℃之间。温度过高,NOx的去除率下降,其原因可能是温度过高催化剂的活性降低和 。
13.[2023江苏南通如皋月考]用如图所示装置测定氮肥[NH4HCO3中含(NH4)2CO3]中NH4HCO3的质量分数(不考虑铵盐溶液分解)。
(1)实验时,若需配制100 mL 5.0 ml∙L-1的NaOH溶液,则所需NaOH固体的质量是 。
(2)为提高实验的准确性,待充分反应后需继续向烧瓶中鼓入空气一段时间,其目的是 。
(3)取7.59 g样品与NaOH溶液混合,完全溶解后,加热充分反应,并使生成的氨气全部被稀硫酸吸收,测得稀硫酸增重1.7 g。
①样品中的物质的量为 ml。
②NH4HCO3的质量分数为 。
学科素养创新练
14.某城市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)PM2.5分散在空气中形成的分散系 (填“属于”或“不属于”)胶体。
(2)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表所示:
根据表中数据判断待测试样为 (填“酸”或“碱”)性,该试样中c(H+)= ml·L-1。
(3)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液在碱性条件下对烟气进行脱硫、脱硝,效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。
Cl+ NO+
Cl-+ N+
(4)为减少SO2的排放,常采取的措施有
①将煤转化为清洁气体燃料。写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式: 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (填字母)。
a.Ca(OH)2b.Na2CO3
c.CaCl2d.NaHSO3
(5)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,写出气缸中生成NO的化学方程式: 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,目前,在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学方程式为
。
第三单元 含氮化合物的合理使用
1.C 解析 ①铵盐都易溶于水,故正确;②铵盐都是白色晶体,故正确;③所有铵盐均为固体,不具有氨的刺激性气味,故错误;④大多数铵盐分解生成氨气,部分铵盐分解生成氮气或者其他含氮化合物,故错误;⑤铵盐中铵根离子能与碱反应,受热放出氨气,故正确。故选C。
2.C 解析 硝酸和氨气反应生成硝酸铵,故雾霾中含有硝酸铵固体,A正确;N2O5中氮元素为+5价,O为-2价,H2O中H为+1价,O为-2价,HNO3中H为+1价,N为+5价,O为-2价,各元素化合价未发生变化,是非氧化还原反应,B正确;固氮反应是将游离态的氮转化为化合态的氮,NOx中N已经是化合态,故反应①不是固氮反应,C错误;过度施用氮肥,其中铵态氮肥可分解生成氨气,D正确。
3.C 解析 检验固体铵盐时,要先加水溶解,再加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,看是否变蓝,若变蓝则产生NH3,从而推知白色固体为铵盐。
4.A 解析 四种无色溶液分别加入Ba(OH)2溶液并加热,只有刺激性气味气体产生的是NH4Cl溶液;无现象的是NaCl溶液;既有刺激性气味气体产生,又有白色沉淀产生的是(NH4)2SO4溶液,只有白色沉淀产生的是Na2SO4溶液,A正确。
5.D 解析 由图可知,a为-3价的氢化物,即NH3,b为N2,c为+2价的氧化物,即NO,d为+4价的氧化物,即NO2或N2O4,e为+5价的含氧酸,即HNO3,f为-3价的碱,即NH3·H2O,g为-3价的盐,即铵盐。f为NH3·H2O,属于弱电解质,A错误;铵盐受热分解不一定得到a,可能得到氮的氧化物,如硝酸铵在不同温度下的分解,B错误;b为N2,c为NO,b在放电条件下可转化为c从而实现氮的固定,C错误;a为NH3,可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,D正确。
6.B 解析 由图可知,CO转化为CO2所需氧元素来源于NO2,A正确;由图可知,氮的氧化物变为氮气,发生的是还原反应,B错误;催化剂只是参与反应,但是反应前后其质量是不变的,C正确;使用该净化器,反应产物中没有氮的氧化物,可以减少酸雨的发生,D正确。
7.答案 (1)易溶于水、高温易分解 (2)酚酞 刺激性 NH4HCO3+HClNH4Cl+H2O+CO2↑ 澄清石灰水变浑浊 碳酸氢铵易潮解,所取样品可能吸收了空气中的水分
解析 (1)碳酸氢铵属于铵盐,易溶于水、高温易分解。
(2)Ⅰ. 碱能使酚酞试液变红色,取少量碳酸氢铵固体于试管中,加适量蒸馏水溶解,滴入酚酞试液,振荡,观察到溶液变成红色,说明碳酸氢铵溶液显碱性。Ⅱ. 取少量碳酸氢铵固体于研钵中,加入少量熟石灰混合研磨,产生氨气,氨气具有刺激性气味,因此闻到刺激性气味,说明碳酸氢铵可与碱反应。Ⅲ. 取少量碳酸氢铵固体于试管中,滴加稀盐酸,二者反应生成氯化铵、二氧化碳和水,因此观察到固体逐渐减少,有气泡生成,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,产生气泡的化学方程式为NH4HCO3+HClNH4Cl+H2O+CO2↑。Ⅳ. 取少量碳酸氢铵固体于试管中,用酒精灯加热一段时间,碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水,氨气溶于水显碱性,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此可观察到:①A中试管内壁有水珠生成;②B中酚酞溶液变红色;③C中澄清石灰水变浑浊。由于碳酸氢铵易潮解,所取样品可能吸收了空气中的水分,所以现象①并不能准确判定碳酸氢铵分解的产物中一定含有水。
8.B 解析 固体加蒸馏水溶解,再加入NaOH溶液后,加热,若含有N,则发生N+OH-NH3↑+H2O,NH3能使湿润(用到蒸馏水)的红色石蕊试纸变蓝。故选B。
9.C
10.A 解析 NO与O2反应生成NO2,NO为还原剂;NO2和CO反应生成N2,N2为还原产物,A正确;汽车尾气的主要污染成分为CO、NO,N2不是污染物,B错误;根据图示,催化转化总反应为2NO+O2+4CO4CO2+N2,C错误;NO和O2可在常温下直接反应生成NO2,不需要催化剂,D错误。
11.A 解析 工业废气通入石灰乳,CO2、SO2和Ca(OH)2反应生成CaCO3、CaSO3,得到固体1为CaCO3、CaSO3和过量的Ca(OH)2,B正确;剩余气体1为N2、NO、CO,其中的NO与X、NaOH溶液反应生成NaNO2,则X为氧化剂,可以是空气,但空气不能过量,否则过量的O2会将NaNO2氧化为NaNO3,A错误;气体2主要是N2和CO,CO对环境有污染,故经过捕获剂得到无污染的气体即N2,则捕获剂所捕获的气体主要是CO,C正确;N和N反应生成无污染的气体为N2,D正确。
12.答案 (1)①NO+NO2+2OH-+H2O
②NaNO3 NO (2)①-3 ②8NH3+6NO27N2+12H2O ③SO2与O2、H2O反应生成H2SO4,生成的H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4 ④温度升高,NH3催化氧化生成NO
解析 (1)①由题意可知NO和NO2混合气体通入NaOH生成NaNO2,反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,离子方程式为NO+NO2+2OH-2N+H2O。②NO与NO2混合气体中NO过量时,混合气体与NaOH反应生成的盐只有NaNO2。同时,过量的NO由于不和NaOH反应,以尾气形式排放。当NO与NO2比例为1∶1时,与NaOH反应只生成NaNO2,无气体释放。混合气体中NO2过量时,除NO与NO2按1∶1与NaOH反应生成NaNO2外,剩余的NO2可被NaOH吸收生成NaNO2和NaNO3,无气体释放,故晶体中最可能的杂质为NaNO3,比例不当时可能释放NO。
(2)①CO(NH2)2中碳元素为+4价,氧元素为-2价,氢元素为+1价,设氮元素化合价为x,则4+(-2)+2x+1×4=0,解得x=-3。②依据题意可知反应物为NO2和NH3,产物为N2和H2O。③硫酸盐形成需要S,而题目中混合气体含有的是SO2,因此可以推测形成S的过程中存在将SO2氧化成SO3的过程。尿素水溶液热解和催化生成N2过程中均有H2O生成,可以将SO3转化成H2SO4,生成的H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4。④催化反应过程通入的气体含有NO2、O2、NH3、H2O、CO2(尿素水溶液热解产物),除发生NO2与NH3反应外,还可能发生NH3的催化氧化,其产物为NO和H2O。NO的生成可以使NOx的去除率下降。
13.答案 (1)20.0 g (2)将氨气全部赶出而使其被稀硫酸吸收 (3)①0.1 ②93.7%
解析 (1)m(NaOH)=5.0ml∙L-1×0.1L×40g∙ml-1=20.0g。
(2)由于装置中还有反应生成的氨气未全部排出,为提高实验的准确性,应将生成的氨气全部排出被稀硫酸吸收,因此待充分反应后需继续向烧瓶中鼓入空气一段时间,其目的是将氨气全部赶出而使其被稀硫酸吸收。
(3)①根据稀硫酸增重1.7g即增加的质量为氨气的质量,氨气物质的量为0.1ml,则样品中的物质的量为0.1ml。②设NH4HCO3物质的量为xml,(NH4)2CO3物质的量为yml,则有x+2y=0.1,79x+96y=7.59,解得y=0.005,x=0.09,故NH4HCO3的质量分数为×100%≈93.7%。
14.答案 (1)不属于 (2)酸 10-4 (3)3 4 4OH- 3
4 2H2O (4)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ②ab
(5)①N2+O22NO ②2CO+2NO2CO2+N2
解析 (1)PM2.5的直径不在1~100nm之间,所以分散在空气中形成的分散系不属于胶体。
(2)根据电荷守恒得c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(N)=2c(S)+c(N)+c(Cl-),将表中数据代入得c(H+)=10-4ml·L-1,所以待测试样显酸性。
(3)N元素化合价从+2价升高到+5价,失去3个电子,Cl元素化合价从+3价降低到-1价,得到4个电子,根据得失电子守恒可知反应的离子方程式为3Cl+4NO+4OH-3Cl-+4N+2H2O。
(4)①焦炭与水蒸气反应的化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。②二氧化硫是酸性氧化物,能够与碱反应:SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O;也能够与碳酸钠反应:SO2+Na2CO3Na2SO3+CO2,与氯化钙、亚硫酸氢钠均不反应,答案选ab。
(5)①气缸中生成NO的化学方程式为N2+O22NO。②CO和NO催化氧化生成氮气和二氧化碳,反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。
离子
K+
Na+
N
S
N
Cl-
浓度/(ml·L-1)
4×
10-6
6×
10-6
2×
10-5
4×
10-5
3×
10-5
2×
10-5
1.[2023山东济宁实验中学月考]对于铵盐的描述都正确的是( )
①都溶于水 ②都是白色晶体 ③都有刺激性气味 ④加热后都有NH3放出 ⑤与碱混合后加热都有NH3放出
A.全部B.①②④
C.①②⑤D.③④⑤
2.[2023山东济南期末]汽车尾气中的氮氧化合物(NOx)与大气中的NH3发生如下作用,形成一种雾霾。
NOxN2O5HNO3烟(一种雾霾)
有关该雾霾的叙述错误的是( )
A.该雾霾中含硝酸铵固体
B.反应②是非氧化还原反应
C.反应①是固氮反应
D.NH3可能来自过度施用氮肥
3.检验试管中盛有的少量白色固体是铵盐的方法是( )
A.将固体加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,看是否变蓝
B.加水溶解,用pH试纸测溶液的酸碱性
C.加水溶解,加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,看是否变蓝
D.加水溶解,加入浓NaOH溶液,加热,再滴入酚酞溶液
4.[2023湖南长沙宁乡一中月考]仅使用一种试剂(可以加热),就能将NH4Cl、NaCl、(NH4)2SO4、Na2SO4四种无色溶液区分开来的是( )
A.Ba(OH)2溶液B.AgNO3溶液
C.BaCl2溶液D.NaOH溶液
5.[2023江苏盐城响水清源中学月考]价类二维图是学习元素化合物的工具,a~g分别表示氮元素的不同价态所对应的物质,其关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.f属于强电解质
B.g受热分解一定能得到a
C.b常温下可转化为c从而实现氮的固定
D.可用湿润的红色石蕊试纸检验a
6.[2023福建福州高级中学期中]下图表示汽车尾气净化器处理汽车尾气的过程。下列有关叙述不正确的是( )
A.CO转化为CO2所需氧元素来源于NO2
B.汽车尾气发生的都是氧化反应
C.Pt-Rh催化剂化学反应前后质量不变
D.使用该净化器可减少酸雨的发生
7.[2023湖南衡阳四中开学考试]小红在奶奶家看到一袋化肥,化肥标签上的部分文字说明如图,请根据所学知识,跟她一起思考并探究。
碳酸氢铵
化学式:NH4HCO3
净 重:50 kg
含氮量:≥16%
保 存:密封、防潮、阴暗处
施 用:避免雨天、高温天气
(1)从标签上看,该化肥具有的物理性质和化学性质分别是 (各写一条即可)。
(2)碳酸氢铵还具有哪些化学性质?
Ⅰ.探究碳酸氢铵溶液的酸碱性
取少量碳酸氢铵固体于试管中,加适量蒸馏水溶解,滴入 试液,振荡,观察到溶液变成红色,说明碳酸氢铵溶液显碱性。
Ⅱ.探究“N”的作用
图1
如图1,取少量碳酸氢铵固体于研钵中,加入少量熟石灰混合研磨,闻到 气味,说明碳酸氢铵可与碱反应。
Ⅲ.探究“”的作用
根据已学知识可知碳酸氢钠能与酸反应,那么碳酸氢铵是否也能与酸发生反应呢?
取少量碳酸氢铵固体于试管中,滴加稀盐酸,观察到固体逐渐减少,有气泡生成,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。请写出产生气泡的化学方程式:
。
Ⅳ.根据标签中“避免雨天、高温天气”,猜测碳酸氢铵不稳定,利用图2所示装置进行验证。
图2
取少量碳酸氢铵固体于试管中,用酒精灯加热一段时间,观察到:①A中试管内壁有水珠生成;②B中酚酞溶液变红色;③C中 。
小红认为根据现象①可以判断碳酸氢铵分解产生水,根据现象②可以判断碳酸氢铵分解产生氨气,根据现象③可以判断碳酸氢铵分解产生了二氧化碳。小红将她探究的过程分享给同学后,同学认为现象①并不能准确判定碳酸氢铵分解的产物中一定含有水,理由是
。
关键能力提升练
8.为了检验某固体物质中是否含有N,你认为下列试纸和试剂能用到的是( )
①蒸馏水 ②NaOH溶液 ③红色石蕊试纸 ④蓝色石蕊试纸 ⑤稀硫酸
A.①②④B.①②③
C.②③D.①③⑤
9.大型影剧院容纳的人数众多,防火安全非常重要。用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火,其原因是( )
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量,降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A.①②B.②④C.③④D.①③10.[2023山西朔州怀仁一中期中]汽车尾气管中安装有尾气处理装置,以降低汽车使用过程中对环境的污染,其工作原理如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应中NO为还原剂,N2为还原产物
B.汽车尾气的主要污染成分为CO、NO和N2
C.催化转化总反应为2NO+O2+2CO2CO2+N2
D.NO和O2必须在催化剂表面才能反应
11.[2023陕西西安期中]为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N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.X可以是空气,且需过量
B.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含N废水时,发生反应的离子方程式为N+NN2↑+2H2O
12.[2023福建莆田二十五中期中]工业或机动车尾气中的NOx会造成环境问题,可用多种方法脱除。
(1)碱液吸收:NaOH溶液可吸收硝酸工业尾气(含NO、NO2),获得副产品NaNO2。
①等物质的量NO与NO2被NaOH溶液吸收,反应的离子方程式为 。
②若吸收时NO与NO2比例控制不当,则吸收液经浓缩结晶、过滤得到NaNO2晶体中最有可能混有的杂质是 (填化学式)。排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(2)还原法:尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如下:
①尿素[CO(NH2)2]中氮元素的化合价为 。
②写出“催化反应”过程中NH3还原NO2的化学方程式: 。
③若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程: 。
④“催化反应”过程中需控制温度在250~380 ℃之间。温度过高,NOx的去除率下降,其原因可能是温度过高催化剂的活性降低和 。
13.[2023江苏南通如皋月考]用如图所示装置测定氮肥[NH4HCO3中含(NH4)2CO3]中NH4HCO3的质量分数(不考虑铵盐溶液分解)。
(1)实验时,若需配制100 mL 5.0 ml∙L-1的NaOH溶液,则所需NaOH固体的质量是 。
(2)为提高实验的准确性,待充分反应后需继续向烧瓶中鼓入空气一段时间,其目的是 。
(3)取7.59 g样品与NaOH溶液混合,完全溶解后,加热充分反应,并使生成的氨气全部被稀硫酸吸收,测得稀硫酸增重1.7 g。
①样品中的物质的量为 ml。
②NH4HCO3的质量分数为 。
学科素养创新练
14.某城市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)PM2.5分散在空气中形成的分散系 (填“属于”或“不属于”)胶体。
(2)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表所示:
根据表中数据判断待测试样为 (填“酸”或“碱”)性,该试样中c(H+)= ml·L-1。
(3)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨,污染大气,采用NaClO2溶液在碱性条件下对烟气进行脱硫、脱硝,效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。
Cl+ NO+
Cl-+ N+
(4)为减少SO2的排放,常采取的措施有
①将煤转化为清洁气体燃料。写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式: 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (填字母)。
a.Ca(OH)2b.Na2CO3
c.CaCl2d.NaHSO3
(5)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,写出气缸中生成NO的化学方程式: 。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,目前,在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学方程式为
。
第三单元 含氮化合物的合理使用
1.C 解析 ①铵盐都易溶于水,故正确;②铵盐都是白色晶体,故正确;③所有铵盐均为固体,不具有氨的刺激性气味,故错误;④大多数铵盐分解生成氨气,部分铵盐分解生成氮气或者其他含氮化合物,故错误;⑤铵盐中铵根离子能与碱反应,受热放出氨气,故正确。故选C。
2.C 解析 硝酸和氨气反应生成硝酸铵,故雾霾中含有硝酸铵固体,A正确;N2O5中氮元素为+5价,O为-2价,H2O中H为+1价,O为-2价,HNO3中H为+1价,N为+5价,O为-2价,各元素化合价未发生变化,是非氧化还原反应,B正确;固氮反应是将游离态的氮转化为化合态的氮,NOx中N已经是化合态,故反应①不是固氮反应,C错误;过度施用氮肥,其中铵态氮肥可分解生成氨气,D正确。
3.C 解析 检验固体铵盐时,要先加水溶解,再加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验,看是否变蓝,若变蓝则产生NH3,从而推知白色固体为铵盐。
4.A 解析 四种无色溶液分别加入Ba(OH)2溶液并加热,只有刺激性气味气体产生的是NH4Cl溶液;无现象的是NaCl溶液;既有刺激性气味气体产生,又有白色沉淀产生的是(NH4)2SO4溶液,只有白色沉淀产生的是Na2SO4溶液,A正确。
5.D 解析 由图可知,a为-3价的氢化物,即NH3,b为N2,c为+2价的氧化物,即NO,d为+4价的氧化物,即NO2或N2O4,e为+5价的含氧酸,即HNO3,f为-3价的碱,即NH3·H2O,g为-3价的盐,即铵盐。f为NH3·H2O,属于弱电解质,A错误;铵盐受热分解不一定得到a,可能得到氮的氧化物,如硝酸铵在不同温度下的分解,B错误;b为N2,c为NO,b在放电条件下可转化为c从而实现氮的固定,C错误;a为NH3,可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,D正确。
6.B 解析 由图可知,CO转化为CO2所需氧元素来源于NO2,A正确;由图可知,氮的氧化物变为氮气,发生的是还原反应,B错误;催化剂只是参与反应,但是反应前后其质量是不变的,C正确;使用该净化器,反应产物中没有氮的氧化物,可以减少酸雨的发生,D正确。
7.答案 (1)易溶于水、高温易分解 (2)酚酞 刺激性 NH4HCO3+HClNH4Cl+H2O+CO2↑ 澄清石灰水变浑浊 碳酸氢铵易潮解,所取样品可能吸收了空气中的水分
解析 (1)碳酸氢铵属于铵盐,易溶于水、高温易分解。
(2)Ⅰ. 碱能使酚酞试液变红色,取少量碳酸氢铵固体于试管中,加适量蒸馏水溶解,滴入酚酞试液,振荡,观察到溶液变成红色,说明碳酸氢铵溶液显碱性。Ⅱ. 取少量碳酸氢铵固体于研钵中,加入少量熟石灰混合研磨,产生氨气,氨气具有刺激性气味,因此闻到刺激性气味,说明碳酸氢铵可与碱反应。Ⅲ. 取少量碳酸氢铵固体于试管中,滴加稀盐酸,二者反应生成氯化铵、二氧化碳和水,因此观察到固体逐渐减少,有气泡生成,将产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,产生气泡的化学方程式为NH4HCO3+HClNH4Cl+H2O+CO2↑。Ⅳ. 取少量碳酸氢铵固体于试管中,用酒精灯加热一段时间,碳酸氢铵受热分解生成氨气、二氧化碳和水,氨气溶于水显碱性,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此可观察到:①A中试管内壁有水珠生成;②B中酚酞溶液变红色;③C中澄清石灰水变浑浊。由于碳酸氢铵易潮解,所取样品可能吸收了空气中的水分,所以现象①并不能准确判定碳酸氢铵分解的产物中一定含有水。
8.B 解析 固体加蒸馏水溶解,再加入NaOH溶液后,加热,若含有N,则发生N+OH-NH3↑+H2O,NH3能使湿润(用到蒸馏水)的红色石蕊试纸变蓝。故选B。
9.C
10.A 解析 NO与O2反应生成NO2,NO为还原剂;NO2和CO反应生成N2,N2为还原产物,A正确;汽车尾气的主要污染成分为CO、NO,N2不是污染物,B错误;根据图示,催化转化总反应为2NO+O2+4CO4CO2+N2,C错误;NO和O2可在常温下直接反应生成NO2,不需要催化剂,D错误。
11.A 解析 工业废气通入石灰乳,CO2、SO2和Ca(OH)2反应生成CaCO3、CaSO3,得到固体1为CaCO3、CaSO3和过量的Ca(OH)2,B正确;剩余气体1为N2、NO、CO,其中的NO与X、NaOH溶液反应生成NaNO2,则X为氧化剂,可以是空气,但空气不能过量,否则过量的O2会将NaNO2氧化为NaNO3,A错误;气体2主要是N2和CO,CO对环境有污染,故经过捕获剂得到无污染的气体即N2,则捕获剂所捕获的气体主要是CO,C正确;N和N反应生成无污染的气体为N2,D正确。
12.答案 (1)①NO+NO2+2OH-+H2O
②NaNO3 NO (2)①-3 ②8NH3+6NO27N2+12H2O ③SO2与O2、H2O反应生成H2SO4,生成的H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4 ④温度升高,NH3催化氧化生成NO
解析 (1)①由题意可知NO和NO2混合气体通入NaOH生成NaNO2,反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,离子方程式为NO+NO2+2OH-2N+H2O。②NO与NO2混合气体中NO过量时,混合气体与NaOH反应生成的盐只有NaNO2。同时,过量的NO由于不和NaOH反应,以尾气形式排放。当NO与NO2比例为1∶1时,与NaOH反应只生成NaNO2,无气体释放。混合气体中NO2过量时,除NO与NO2按1∶1与NaOH反应生成NaNO2外,剩余的NO2可被NaOH吸收生成NaNO2和NaNO3,无气体释放,故晶体中最可能的杂质为NaNO3,比例不当时可能释放NO。
(2)①CO(NH2)2中碳元素为+4价,氧元素为-2价,氢元素为+1价,设氮元素化合价为x,则4+(-2)+2x+1×4=0,解得x=-3。②依据题意可知反应物为NO2和NH3,产物为N2和H2O。③硫酸盐形成需要S,而题目中混合气体含有的是SO2,因此可以推测形成S的过程中存在将SO2氧化成SO3的过程。尿素水溶液热解和催化生成N2过程中均有H2O生成,可以将SO3转化成H2SO4,生成的H2SO4与NH3反应生成(NH4)2SO4或NH4HSO4。④催化反应过程通入的气体含有NO2、O2、NH3、H2O、CO2(尿素水溶液热解产物),除发生NO2与NH3反应外,还可能发生NH3的催化氧化,其产物为NO和H2O。NO的生成可以使NOx的去除率下降。
13.答案 (1)20.0 g (2)将氨气全部赶出而使其被稀硫酸吸收 (3)①0.1 ②93.7%
解析 (1)m(NaOH)=5.0ml∙L-1×0.1L×40g∙ml-1=20.0g。
(2)由于装置中还有反应生成的氨气未全部排出,为提高实验的准确性,应将生成的氨气全部排出被稀硫酸吸收,因此待充分反应后需继续向烧瓶中鼓入空气一段时间,其目的是将氨气全部赶出而使其被稀硫酸吸收。
(3)①根据稀硫酸增重1.7g即增加的质量为氨气的质量,氨气物质的量为0.1ml,则样品中的物质的量为0.1ml。②设NH4HCO3物质的量为xml,(NH4)2CO3物质的量为yml,则有x+2y=0.1,79x+96y=7.59,解得y=0.005,x=0.09,故NH4HCO3的质量分数为×100%≈93.7%。
14.答案 (1)不属于 (2)酸 10-4 (3)3 4 4OH- 3
4 2H2O (4)①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ②ab
(5)①N2+O22NO ②2CO+2NO2CO2+N2
解析 (1)PM2.5的直径不在1~100nm之间,所以分散在空气中形成的分散系不属于胶体。
(2)根据电荷守恒得c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(N)=2c(S)+c(N)+c(Cl-),将表中数据代入得c(H+)=10-4ml·L-1,所以待测试样显酸性。
(3)N元素化合价从+2价升高到+5价,失去3个电子,Cl元素化合价从+3价降低到-1价,得到4个电子,根据得失电子守恒可知反应的离子方程式为3Cl+4NO+4OH-3Cl-+4N+2H2O。
(4)①焦炭与水蒸气反应的化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。②二氧化硫是酸性氧化物,能够与碱反应:SO2+Ca(OH)2CaSO3↓+H2O;也能够与碳酸钠反应:SO2+Na2CO3Na2SO3+CO2,与氯化钙、亚硫酸氢钠均不反应,答案选ab。
(5)①气缸中生成NO的化学方程式为N2+O22NO。②CO和NO催化氧化生成氮气和二氧化碳,反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2。
离子
K+
Na+
N
S
N
Cl-
浓度/(ml·L-1)
4×
10-6
6×
10-6
2×
10-5
4×
10-5
3×
10-5
2×
10-5
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