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    高考化学一轮复习课时作业第4章第5讲 氮及其重要化合物(含解析)

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    这是一份高考化学一轮复习课时作业第4章第5讲 氮及其重要化合物(含解析),共8页。

    训练(二十一) 氮及其重要化合物

    1(2021·山西太原调研)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系判断下列说法中不正确的是(  )

    AXN2O5

    B可用排空气法收集NO气体

    C工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸

    D从原理上看NH3可与NO2反应实现NH3N2的转化

    B [NO遇空气中的氧气被氧化为NO2不可用排空气法收集NO气体B错误。]

    2(2020·北京师大附中检测)下图是喷泉实验装置图下列说法正确的是(  )

    A烧瓶中的溶液呈红色则原气体一定是SO2

    B形成喷泉的原因是烧瓶内压强大于外界大气压

    C烧瓶中的溶液呈蓝色则原气体可能是氨气

    D若将石蕊溶液改成氢氧化钠溶液COCO2均能形成喷泉

    C [烧瓶中溶液呈红色 说明气体为酸性气体可能是HClA项错误;形成喷泉的原因是气体溶于水或与水反应导致烧瓶内气体压强小于外界大气压B项错误;烧瓶中的溶液呈蓝色说明溶液呈碱性则原气体可能是氨气C项正确;CO不溶于NaOH溶液也不发生反应不能形成喷泉D项错误。]

    3(2020·山东临沂模拟)下列制取NH3、验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理不能达到实验目的的是(  )

    D [浓氨水滴到碱石灰中放出大量的热促使NH3·H2O分解放出NH3A项正确;NH3N元素显-3可被CuO氧化生成N2CuO被还原为Cu而由黑色变为红色B项正确;NH3的密度小于空气的密度,可采用向下排空气法收集NH3C项正确;导管末端插入水中NH3易溶于水易引起倒吸不能起到防止倒吸的作用D项错误。]

    4(2021·重庆第一中学检测)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

    D [试管中发生反应:4NO2O22H2O===4HNO3根据NO2HNO3c(HNO3)消耗的NO2的体积等于试管中溶液的体积,即ΔV(NO2)V(溶液)c(HNO3)故试管内溶液的pH始终不变A项错误;根据3NO2H2O===2HNO3NO当试管中气体不是红棕色时不能说明NO2全部转化为HNO3B项错误;NO2与稀盐酸不反应 C项错误;NO2NaOH溶液能够发生反应:2NO22NaOH===NaNO2NaNO3H2O水槽内的水改为稀NaOH溶液有利于吸收NO2, D项正确。]

    5(2021·山东青岛检测)为了探究浓硝酸的性质进行以下五组实验均观察到红棕色气体。下列分析错误的是(  )

    A将带火星的木条靠近的试管口木条复燃说明NO2能支持燃烧

    B中的铁片钝化红棕色气体由浓硝酸分解产生中溶液变为绿色

    C①④⑤实验对比中的红棕色气体可能是由挥发的浓硝酸受热分解产生的

    D五支试管中的红棕色气体均为还原产物

    B [灼热的玻璃棒插入浓硝酸中HNO3分解生成NO2O2H2O带火星的木条靠近的试管口木条复燃说明NO2O2均能支持燃烧A项正确;灼热的铁片在浓硝酸中发生反应且生成红棕色的NO2不能钝化B项错误;浓硝酸具有强挥发性挥发出的HNO3(g)受灼热木炭作用发生分解生成红棕色NO2C项正确;红棕色气体均为NO2都是HNO3被还原生成均为还原产物D项正确。]

    6(2021·山东日照模拟)室温下某兴趣小组用下图所示装置在通风橱中进行如下实验:

    实验

    现象

    试管中开始无明显现象逐渐有微小气泡生成越来越剧烈液面上方出现浅红棕色气体溶液呈蓝色

    试管中剧烈反应迅速生成大量红棕色气体溶液呈绿色;之后向绿色溶液中持续通入N2溶液变为蓝色

    下列说法不正确的是(  )

    A试管中红棕色气体为NO2由硝酸还原生成

    B等质量的Cu完全溶解时试管中消耗的HNO3

    CCu换成Fe之后重复实验依然是试管中反应更剧烈

    D试管中反应后溶液颜色与试管I中的不同是由于溶有NO2

    C [Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2NO2H2O则试管中红棕色气体为NO2A项正确;等质量的Cu分别与稀硝酸、浓硝酸完全反应时消耗HNO3的物质的量之比为23试管中消耗的HNO3B项正确;常温下Fe在浓硝酸中发生钝化试管I中反应更剧烈C项错误;试管中反应生成NO2绿色溶液持续通入N2将溶于溶液中的NO2排出溶液变为蓝色D项正确。]

    7(2021·辽宁丹东检测)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FeSO4NO[Fe(NO)]SO4(棕色)该反应可用于检验NO。下列说法中不正确的是(  )

    A装置FI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NOCu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

    D [装置F盛有水用于吸收挥发出的HNO3;装置I中盛有FeSO4溶液用于检验NOA项正确。装置H中红色粉末变黑色Cu生成了CuONOCu发生了反应B项正确。实验结束时为防止倒吸要先熄灭酒精灯待冷却后关闭分液漏斗的活塞C项正确。由于FeSO4NO的反应是可逆反应NO不能被装置IFeSO4溶液完全吸收NO与水不反应故装置J收集的气体中一定含有NOD项错误。]

    8(2021·北京大兴区检测)某学习小组为研究铜与浓、稀HNO3反应的差异设计了如图所示的实验装置。

    下列说法不正确的是(  )

    A反应开始前通入过量的CO2气体目的是排除装置内的空气

    BA中的离子方程式为:Cu2NO4H===Cu22NO22H2O

    CB0.03 mol铜粉被氧化时B中产生的NO气体大于0.02 mol

    DC装置中装入一定量的水进行尾气处理

    D [研究铜与浓、稀HNO3反应的差异先利用二氧化碳将装置中的空气排出防止Cu与稀硝酸反应生成的NO被氧化滴加浓硝酸时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮B中发生3NO2H2O===2HNO3NO3Cu8HNO3()===3Cu(NO3)22NO4H2OC中收集到NO气体最后尾气处理。反应开始前通入过量的CO2气体目的是排除装置内的空气A项正确;A中铜与浓硝酸反应的离子方程式为Cu2NO4H===Cu22NO22H2OB项正确;B中发生3NO2H2O===2HNO3NO3Cu8HNO3()===3Cu(NO3)22NO4H2O因此当B0.03 mol铜粉被氧化时B中产生的NO气体大于0.02 molC项正确;NO不溶于水C装置中装入一定量的水不能进行尾气处理D项错误。]

    9(2021·安徽滁州检测)Cu与浓硝酸反应生成氮的氧化物这些氧化物恰好溶解在NaOH溶液中得到NaNO3NaNO2的混合溶液反应过程及有关数据如图所示。

    下列有关判断正确的是(  )

    A若铜片为51.2 g则生成0.2 mol NaNO3

    B常温下Cu遇浓硝酸发生钝化不可能发生上述反应

    C标准状况下收集的氮氧化物为20.16 L

    D反应过程中生成的Cu(NO3)2既是氧化产物又是还原产物

    A [分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化CuCu2HNO3NaNO251.2 g Cu的物质的量为0.8 mol共失去电子0.8 mol×21.6 mol由得失电子守恒可知HNO3NaNO2得到1.6 mol电子故产物中NaNO2的物质的量为0.8 molNa原子守恒可得另一种产物NaNO3的物质的量为0.2 molA项正确;常温下Cu能与浓硝酸反应B项错误;部分NO2会转化为N2O4NO2N2O4在标准状况下都不是气体C项错误;反应过程中生成的Cu(NO3)2是氧化产物不是还原产物D项错误。]

    10(2021·黑龙江大庆检测)Zn硝酸反应时,硝酸溶液的浓度不同,产物也不同。与不同浓度硝酸反应时,反应的Zn与被还原硝酸的物质的量关系如图。还原产物为NH4NO3的曲线是(  )

    A [生成1 mol NH4NO3HNO3得到8 mol电子据得失电子守恒可知反应要消耗4 mol Zn必然生成4 mol Zn(NO3)2故生成NH4NO3消耗Zn和被还原的HNO3的物质的量之比为4 mol1 mol41]

    11(2019·江苏卷节选)N2ONONO2等氮氧化物是空气污染物含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。

    (1)NONO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收主要反应为:

    NONO22OH===2NOH2O

    2NO22OH===NONOH2O

    下列措施能提高尾气中NONO2去除率的有________(填字母)

    A加快通入尾气的速率

    B采用气、液逆流的方式吸收尾气

    C吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液

    吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2晶体该晶体中的主要杂质是________(填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是________(填化学式)

    (2)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。

    在酸性NaClO溶液中HClO氧化NO生成ClNO其离子方程式为________________________________________________________________________

    NaClO溶液的初始pH越小NO转化率越高。其原因是________________________________________________________________________

    解析 (1)根据化学平衡的影响因素为提高尾气中NONO2的去除率采用气、液逆流的方式吸收尾气可保证尾气更充分地吸收吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液可提高尾气的转化率。

    由尾气吸收的主要反应NONO22OH===2NOH2O2NO22OH===NONOH2O可知吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2,该晶体中含有的杂质为NaNO3NO不溶于水也不与水反应吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO

    (2)根据题目信息在酸性NaClO溶液中HClO氧化NO生成ClNO利用电子守恒法可配平反应的离子方程式:3HClO2NOH2O===3Cl2NO5H

    在酸性条件下ClO转化成HClO溶液的pH越小生成的HClO浓度越大HClO的氧化性越强NO转化率越高。

    答案 (1)BC NaNO3 NO

    (2)3HClO2NOH2O===3Cl2NO5H

    溶液pH越小溶液中HClO的浓度越大氧化NO的能力越强

    12(2021·云南昆明调研)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:

    .验证NH3能还原CuO

    (1)试剂X________________

    (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_______________________________

    .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:Cu2OH2SO4()===CuCuSO4H2O

    [实验探究]

    实验操作

    实验现象

    实验结论

    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

    (5)证明红色固体为______(填名称下同)

    若溶液

    变蓝

    (6)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

     

    (7)经计算红色固体的成分及其物质的量为__________________________________________________

    解析 (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则为碱石灰。

    (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gfhabdec

    (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CuONH3反应生成了CuCu2OD中白色固体变为蓝色能证明CuONH3反应生成了H2O

    (5)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。

    (6)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

    (7)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Cu2OCu2O的物质的量可根据发生反应的化学方程式列式进行计算:

    Cu2O2H===Cu2CuH2O 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 (1)碱石灰 (2)fhabdec

    (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

    (4)A中黑色粉末变为红色D中白色固体变为蓝色

    (5)铜 (6)氧化亚铜 铜 (7)铜和氧化亚铜各0.05 mol

     

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