2027年高考化学一轮总复习 第22讲 氮及其化合物的相互转化 绿色化学与环境保护 专项练习（含解析）

这是一份2027年高考化学一轮总复习 第22讲 氮及其化合物的相互转化 绿色化学与环境保护 专项练习（含解析），共6页。试卷主要包含了4 g铜粉反应时,可以生成4，氮及其化合物的转化具有重要应用等内容，欢迎下载使用。
1.(2024·淮安高三联考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化不可以实现的是( )
A.NO(g)N2(g)
B.NH3(g)NO2(g)
C.N2(g)NO(g)
D.Cu(OH)2(s)[Cu(NH3)4]2+(aq)
2.大气中NO达到一定浓度时,会对人体造成伤害。NO在大气中的转化过程如图所示,下列说法正确的是( )
NONO2N2O5HNO3
A.O3在转化过程中表现出强氧化性,与O2互为同位素
B.NOx是大气污染物,在大气中有可能形成硝酸型酸雨或光化学烟雾
C.N2O5是一种酸性氧化物,酸性氧化物都可以和水反应生成相应的酸
D.H2O是一种直线形分子,电子式为H··O······H
3.(2024·盐城阶段测试)部分含氮物质的分类与相应化合价如图所示。下列推断不合理的是( )
A.液态a可用作制冷剂,g是农业上常用的化肥
B.b→a、b→c的转化都属于氮的固定
C.工业上由b出发制备e的路线:bacde
D.足量e的稀溶液与6.4 g铜粉反应时,可以生成4.48 L气体d
4.(2024·南京模拟)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.常温下可以用铁质容器来盛装浓硝酸
B.工业制硝酸过程中的物质转化:NH3NOHNO3
C.氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分
D.实验室用浓氨水、生石灰制备少量氨气:NH3·H2O+CaOCa(OH)2+NH3↑
5.氨氮废水是造成水体富营养化的原因之一,下图为处理氨氮废水的流程。
下列离子方程式书写错误的是( )
A.过程①:NH4++OH-NH3·H2O
B.过程②总反应:3Cl2+2NH3·H2O6Cl-+N2+2H2O+6H+
C.过程③:Cl2+SO32-+H2O2Cl-+SO42-+2H+
D.Cl2溶于水:Cl2+H2OCl-+ClO-+2H+
6.生活污水中的氮和磷主要以铵盐和磷酸盐形式存在,可用电解法从溶液中去除,电解装置如图1,除氮的原理如图2,除磷的原理是利用Fe2+将PO43-转化为Fe3(PO4)2沉淀。图3为某含Cl-污水在氮磷联合脱除过程中溶液pH变化。
图1 图2
图3
下列说法正确的是( )
A.电解法除氮中ClO-氧化NH3的离子方程式为6ClO-+2NH33Cl2+N2+6OH-
B.溶液pH越小,有效氯浓度越大,氮的去除率越高
C.图3中0~20 min脱除的元素是氮元素,此时石墨作阴极
D.图3中20~40 min脱除的元素是磷元素,此时阳极的电极反应式为Fe-2e-Fe2+
7.(2025·南京检测)水合肼又称水合联氨,广泛用作还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为NaClO+2NH3N2H4·H2O+NaCl。用如图装置制取水合肼的有关分析正确的是( )
A.装置的连接顺序是f→a→b→d→c→e
B.e所在装置的漏斗可以没入水面以下
C.f所在装置可以快速制备氨气
D.操作过程中要快速滴加NaClO溶液
8.(2024·盐城检测)低温等离子体(NTP)技术可有效脱除烟气中的NO,其原理是在高压放电条件下,O2产生自由基(O·),自由基将NO氧化为NO2,再用Na2CO3溶液吸收,实验装置如图所示。
下列说法错误的是( )
A.增大烟气流速不能提高NO脱除率
B.氮元素既有被氧化的过程又有被还原的过程
C.高压电源的功率越大,烟气中NO的脱除效果一定越好
D.单位时间内生成的自由基(O·)越多,越有利于NO的转化
9.(10分)含氮污水包括氨氮(NH3、NH4+)、亚硝酸盐氮(NO2-)和硝酸盐氮(NO3-)等,通常将其中含氮化合物转化为氮气或生物质而去除。一种将厌氧氨氧化与铁氨氧化、铁型反硝化耦合的新型脱氮过程如图所示。已知:铁氨氧化过程中,Fe3+转化为Fe2+;铁型反硝化过程中,Fe2+转化为Fe3+。
(1)过程(Ⅰ)的离子方程式为 ,反应不宜在碱性条件下进行的原因是 。
(2)厌氧氨氧化脱氮的机理:NH4+NO2-N2。新型脱氮过程相比厌氧氨氧化脱氮过程的优点有 。
(3)过量零价纳米铁粉也能实现过程(Ⅳ)的转化,写出相应的离子方程式: 。
参考答案
1.B 解析:NO具有氧化性,在高温、催化剂条件下可被还原为N2,如汽车尾气处理中NO与CO在催化剂作用下反应生成N2和CO2,A不符合题意;常温下,NH3与O2不反应,即NH3(g)NO2(g)不可以实现,B符合题意;Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),NH4+结合OH-促进上述溶解平衡正向移动,且Cu2+能与NH3形成[Cu(NH3)4]2+,故Cu(OH)2(s)[Cu(NH3)4]2+(aq)能够实现,D不符合题意。
2.B 解析:O3与O2是同种元素组成的不同单质,二者互为同素异形体,A错误;NOx是大气污染物,在大气中有可能形成硝酸型酸雨或光化学烟雾,B正确;N2O5是一种酸性氧化物,但不是所有酸性氧化物都可以和水反应生成相应的酸,如SiO2不和水反应,C错误;H2O是一种V形分子,D错误。
3.D 解析:根据氮元素的“价-类”二维图可知a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2,e为HNO3,f为NH3·H2O,g为铵盐,可以是NH4Cl。a为氨气,液态NH3可以用作制冷剂,g为铵盐,是农业上常用的铵态化肥,A正确;氮气→氨气、氮气→NO的转化均为游离态的氮元素转化为化合态的氮元素,都属于氮的固定,B正确;工业上由氮气制备硝酸:N2NH3NONO2HNO3,C正确;足量稀硝酸与铜反应生成NO,不能生成二氧化氮,且没有说明是否标准状况,不能确定气体体积,D错误。
4.B 解析:常温下浓硝酸可使铁钝化,故常温下可以用铁质容器来盛装浓硝酸,A正确;一氧化氮和水不反应,故NO不能转化为HNO3,B错误;氮气、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐之间的转化构成了自然界“氮循环”的一部分,C正确;生石灰溶于水得到氢氧化钙、同时大量放热促使一水合氨分解,则实验室用浓氨水、生石灰制备少量氨气的反应为NH3·H2O+CaOCa(OH)2+NH3↑,D正确。
5.D 解析:含NH4+废水与NaOH溶液反应生成NH3·H2O,其反应的离子方程式为NH4++OH-NH3·H2O,A不符合题意;过程②加入Cl2可将废水中的NH3·H2O转化为无毒气体N2,反应过程中氯元素化合价由0降低到-1,被还原,氮元素的化合价由-3升高到0,被氧化,反应的离子方程式为3Cl2+2NH3·H2O6Cl-+N2+2H2O+6H+,B不符合题意;过程③中Na2SO3溶液的作用是将余氯废水中的Cl2转化为氯离子,反应的离子方程式为Cl2+SO32-+H2O2Cl-+SO42-+2H+,C不符合题意;Cl2溶于水为可逆反应,生成的HClO为弱酸,不能拆开,反应的离子方程式为Cl2+H2OCl-+HClO+H+,D符合题意。
6.D 解析:根据题图1及图2,电解法除氮中,Cl-发生氧化反应生成的HClO、ClO-,将NH4+或NH3氧化为N2,HClO、ClO-被还原为Cl-,则反应的离子方程式为3ClO-+2NH33Cl-+N2+3H2O,A错误;随溶液pH降低,c(H+)增大,Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡逆向移动,溶液中c(HClO)减小,使氮的去除率下降,故氮的去除率随pH的降低而下降,B错误;根据题图3中0~20 min溶液pH的变化得出脱除的元素是氮元素,此时铁作阴极,C错误;除磷时,Fe作阳极失电子,阳极的电极反应为Fe-2e-Fe2+,石墨作阴极,阴极电极反应为2H++2e-H2,H+被消耗,溶液pH会增大,题图3中20~40 min溶液pH增大,故脱除的元素是磷元素,D正确。
7.C 解析:制备水合肼时需先制备氨气,并将其通入NaClO溶液中,氨气极易溶于水,在两装置中间需要连接安全瓶用于防倒吸,为有利于氨气与NaClO溶液反应,制备水合肼时氨气应从c口进入装置,最后用e所在装置进行尾气处理,则装置的连接顺序应是f→a→b→c→d→e(a、b顺序可互换),A错误;由题干信息可知,水合肼具有还原性,而NaClO具有强氧化性,若滴加NaClO溶液过快,过量的NaClO能氧化水合肼,降低产率,D错误。
8.C 解析:增大烟气流速,会导致反应不充分,不能提高NO脱除率,A正确;NO→NO2,氮元素被氧化,用Na2CO3溶液吸收NO2生成硝酸钠和亚硝酸钠,氮元素既被氧化又被还原,B正确;高压电源的功率大到一定程度时,氮气和氧气可能会生成NO,烟气中NO的脱除效果将减弱,C错误;自由基(O·)将NO氧化为NO2,单位时间内生成的自由基(O·)越多,越有利于NO的转化,D正确。
9.(1)6Fe3++2H2O+NH4+6Fe2++HNO2+7H+ 碱性条件下,Fe3+易生成Fe(OH)3沉淀,NH4+易转化为NH3逸出,影响脱氮效果
(2)新型脱氮过程能将氨氮与硝酸盐氮同时去除,Fe2+与Fe3+可循环使用
(3)5Fe+12H++2NO3-5Fe2++N2↑+6H2O
解析:(1)过程(Ⅰ)为铁氨氧化过程,Fe3+转化为Fe2+,铵根离子转化为亚硝酸根离子,离子方程式为6Fe3++2H2O+NH4+6Fe2++HNO2+7H+。反应不宜在碱性条件下进行的原因是碱性条件下,Fe3+易生成Fe(OH)3沉淀,NH4+易转化为NH3逸出,影响脱氮效果。(2)厌氧氨氧化脱氮中无法去除NO3-,而新型脱氮过程能将氨氮与硝酸盐氮同时去除,且Fe2+与Fe3+可循环使用。(3)过程(Ⅳ)的转化为硝酸根离子转化为氮气,由于零价纳米铁粉过量,故Fe转化为Fe2+,离子方程式为5Fe+12H++2NO3-5Fe2++N2↑+6H2O。