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2016届高考化学复习氮及其化合物专题导练(带答案)

编辑:sx_liujy

2015-12-31

氮是一种化学元素,它的化学符号是N,它的原子序数是7,以下是2016届高考化学复习氮及其化合物专题导练,请练习。

一、选择题

1.烧瓶中放入铜片和稀硝酸,用酒精灯加热来制取较纯净的一氧化氮,反应开始后发现烧瓶中充满红棕色气体,这时的操作应是(  )

A.立即接收集容器,用向上排空气法收集

B.待烧瓶中红棕色气体消失后,用向上排空气法收集

C.待烧瓶中红棕色气体消失后,用排水法收集

D.立即用排水法收集

解析在制取NO过程中,常常会混有NO2气体,要得到纯净的NO,需除去混有的NO2气体。直接用向上排空气法收集,不能得到纯净的NO气体,A项错误;NO中的NO2是由NO和装置内的空气发生反应得到的,由于NO2溶于水且与水反应生成NO和硝酸,故可以立即用排水法收集得到纯净的NO,B、C项错误,D项正确。

答案D

2.汽车排放的尾气中含有NO2,NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染。反应过程为①2NO2―→2NO+2O;②2NO+O2―→2NO2;③O+O2―→O3。下列对该反应过程及产物叙述正确的是(  )。

A.NO2起催化剂作用

B.NO起催化剂作用

C.NO2只起氧化剂作用

D.O3与O2互为同分异构体

解析 反应过程①+②得O2―→2O,③O+O2―→O3,NO2起催化剂作用,反应过程中NO2既作氧化剂又作还原剂,A项正确,B、C项错误;O3与O2的相对分子质量不相同,不互为同分异构体,互为同素异形体,D项错误。

答案 A

3.铵盐是一类重要的氮的化合物,设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(  )。

A.1 mol NH含有的电子数为11NA

B.NH中N元素的化合价为-3,在氧化还原反应中常作氧化剂

C.0.1 L 3 mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子数等于0.6NA

D.硫酸铵中既含有离子键,又含有共价键,而氯化铵中只含有离子键

解析 1个NH中含有10个电子,A错;NH中N元素的化合价为-3价,化合价最低在氧化还原反应中常作还原剂;B错误;0.1 L 3 mol·L-1的NH4NO3溶液中的氮原子数为0.6 NA;C正确;铵根离子中,氮与氢原子之间为共价键,D错。

答案 C

4.有a、b、c、d、e五种气体,现进行下列实验:

(1)a和b混合 气体变红棕色 (2)c和d混合 产生白烟 (3)c和e分别通入少量溴水中 溴水都变成无色透明的液体 (4)b和e分别通入氢硫酸中 都产生淡黄色浑浊 则a、b、c、d、e依次可能是(  )

A.O2、NO、HCl、NH3、CO2

B.O2、NO、NH3、HCl、SO3

C.NO、O2、NH3、HCl、SO2

D.HCl、CO2、NH3、H2S、CH4

解析由a和b混合,气体变成红棕色,可知a和b分别为NO和O2中的一种;b通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,则b为氧气,a为NO;c和d混合产生白烟,则c和d分别为NH3和HCl中的一种;c通入少量溴水中溴水变成无色透明的液体,则c为NH3,d为HCl;e通入少量溴水中,溴水变成无色透明的液体,e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊,则e可能为SO2。

答案C

5.已知HNO2在低温下较稳定,酸性比醋酸略强,既有氧化性又有还原性,其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。

pH范围 >7 <7 产物 NO NO、N2O、N2中的一种 下列有关说法错误的是(  )。

A.碱性条件下,NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NO+ClO-===NO+Cl-

B.向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2

C.向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2

D.向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸,溶液变蓝色

解析 由表中数据知,碱性条件下,HNO2可被氧化为NO,而ClO-有强氧化性,A对;HNO2的酸性比碳酸强但比硫酸弱,故CO2不能与亚硝酸盐作用而硫酸能,B错、C对;酸性条件下,NaNO2有氧化性,而I-具有强还原性,NO能将I-氧化成I2,D对。

答案 B

6.如图所示,向一定量的铁粉中加入一定体积12 mol·L-1的硝酸并加热,待反应结束时,下列微粒在体系中一定大量存在的是(  )。

①NO ②Fe3+ ③H+ ④NO

⑤NO2

A.①     B.①⑤

C.②④⑤ D.①②③⑤

解析 Fe与浓HNO3反应时,开始生成的还原产物是NO2,并且若铁少量时,还原产物只有NO2;当铁过量时,氧化产物是Fe2+,当HNO3过量时,氧化产物是Fe3+。因产物有硝酸盐,故溶液中一定还有NO。

答案 B

.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是(  )

A.60 mL   B.45 mL

C.30 mL   D.15 mL

解析由题意可知:HNO3,由此分析可得:Cu失去的电子数与O2得到的电子数相等,即n(Cu)=2n(O2)=2×=0.15 mol。根据质量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反应可得关系式:n(NaOH)=2n[Cu(NO3)2]=2n(Cu)=0.3 mol,则V(NaOH)==0.06 L=60 mL。

答案A

二、非选择题

.X、Y、Z、W均为气体单质,A、B、C均为无色气体化合物,D、E均为白色固体,F在通常情况下为无色无味的液体,它们有如下的转化关系:

请回答下列问题:

(1)Y分子的电子式为________,F中的化学键类型为________。

(2)C的化学式为________。

(3)B在F中的反应可以表示为__________________________________________________。

(4)写出反应①的化学方程式:__________________________________________________

__________________________________________________。

解析:F为无色无味液体,应是H2O。根据反应①并结合题给信息,可以推断其为NH4Cl和Ca(OH)2的反应;根据反应②并结合框图转化关系,可以推出其为NH3和O2的反应。由此可以推出:X为O2,Y为N2,Z为H2,W为Cl2,A为NO,B为NH3,C为HCl,D为NH4Cl,E为Ca(OH)2。

答案:(1)  极性共价键 (2)HCl

(3)NH3+H2O??NH3·H2O??NH+OH-

(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

.硝酸是极其重要的化工原料,工业上将产生的NO2在密闭容器中用水多次反复循环吸收制备硝酸。

(1)工业上用水吸收NO2生产HNO3,生成的气体经多次氧化、吸收的循环操作充分转化为硝酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程式:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)为了证明NO也可以与氧气和水共同反应生成HNO3,某学生设计了如图所示装置(有关夹持装置已略去)。

①检查装置气密性良好后,为观察到NO气体生成,打开K1,关闭K2,应从U形管的长管口注入稀硝酸至______后,迅速关闭K1,观察到U形管内的现象是_____________________________________________________________________。

②装置Ⅲ中发生反应的化学方程式为____________________________________。

③蘸NaOH溶液的棉花团的作用是______________________________________。

④打开K2,至装置Ⅱ中长玻璃管中的气体呈无色后,打开K3,反应一段时间后,长玻璃管中并未充满液体。设计简单方法检验长玻璃管中的气体是否含NO__________________________________________________________________。

解析解答本题要注意以下两点:(1)根据实验目的和所放置的试剂确定各装置的作用。

(2)三个开关K1、K2、K3的开与关都对实验起着重要作用。

答案(1)4NO2+O2+2H2O===4HNO3(或分成两个方程式写)

(2)①U形管右侧胶塞下沿 U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生无色气体,溶液逐渐变蓝(至少答三点)

②2H2O22H2O+O2↑

③吸收氮的氧化物防止污染环境

④再打开K3,若观察到长玻璃管中气体迅速变为红棕色,则证明余气含NO,若无颜色变化,则证明不含NO(其他合理答案也可)

10.某同学设计如图所示装置用粗铁粒与某浓度稀硝酸反应制取NO气体。

(1)当打开开关a,关闭开关b时,A中干燥管中观察到的实验现象是________________,烧杯B中盛的是________溶液。当________时关闭开关a,打开开关b,此时C中用排水法收集NO气体。当C中收集满气体后,关闭开关b,装置A中观察到的现象是______________________________________________________________。

(2)将a mol Fe与含b mol HNO3的稀溶液充分反应后,若硝酸的还原产物只有NO。试讨论分析烧杯A中最终溶液中的主要阳离子组成及其物质的量,将结果填入下表未完成的空格中。

取值范围 最终溶液中的主要阳离子及其物质的量 < = a mol Fe3+ 大于小于 = a mol Fe2+ > 解析 (1)A装置利用启普发生器原理,Fe与稀硝酸反应生成无色的NO气体,当遇干燥管中的O2时,则转变成红棕色的NO2气体,NO2用碱液吸收。当气体再变成无色时,说明装置中的O2已完全反应,则可用排水法收集NO。当关闭b时,A装置中继续产生NO,则会将干燥管中的HNO3压入烧杯内,从而与Fe脱离,反应停止。(2)铁与HNO3反应,可能生成Fe2+,也可能生成Fe3+,或二者的混合物。当铁过量时,反应化学方程式为3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O;当HNO3过量时,反应化学方程式为Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O。=时,刚好生成a mol Fe3+,HNO3没有剩余;<时,则HNO3过量,仍为a mol Fe3+,根据化学反应方程式,不难得出剩余的HNO3为(b-4a)mol。当=时,刚好生成a mol Fe2+,HNO3没有剩余。当>时,铁过量,以HNO3计算,b mol HNO3生成Fe2+为 mol。当<<时,可以分段计算,即先按反应化学方程式Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O中HNO3完全反应来计算,然后过量的铁按Fe+2Fe3+===3Fe2+计算即可。

答案 (1)气体由无色逐渐变成红棕色 NaOH 气体又变无色 烧杯中液面上升,干燥管中液面下降,固体与溶液脱离

(2)

取值范围 最终溶液中的主要阳离子及其物质的量 < a mol Fe3+,(b-4a)mol H+ = a mol Fe3+ 大于小于 mol Fe3+,mol Fe2+ = a mol Fe2+ > mol Fe2+ 11.某化学活动小组想通过如图所示装置(夹持装置已略去)进行实验,探究Na2O2与NO反应的产物。

实验前,他们查阅有关资料得到如下信息:

①2NaNO32NaNO2+O2↑;

②NaNO2为白色粉末状固体,既有氧化性又有还原性;

③NaNO2溶液显弱碱性(原因:强碱弱酸盐的水解)。

实验开始时,先在A装置中加入适量的碳酸钙和足量稀硝酸,待不再有气体产生时,将铜丝插入稀硝酸中。

请回答下列问题:

(1)A装置中放入碳酸钙的目的是______________________________________________________________。

(2)装置B、C中的试剂分别是:B________、C________,E的作用是______________________________________________________________。

(3)如何检验反应中是否有氧气生成?_______________________________________________________________

_______________________________________________________________

______________________________________________________________。

(4)假如Na2O2已反应完全,为确定D中固体产物的成分,甲同学将固体溶于水后,经测定发现溶液显强碱性,再向溶液中加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去。由此现象推断固体产物中可能含有的物质是________(填化学式)。

(5)乙同学取适量固体于试管中密闭加热,发现白色固体部分变为淡黄色。此现象说明固体中还可能含有的成分是________(填化学式)。根据以上推测,请写出Na2O2与NO反应的化学方程式________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

解析 本题探究NO与过氧化钠的反应,实验设计必须考虑如下因素:①产生NO时,要除尽装置中的空气;②装置必须干燥,防止水与过氧化钠反应;③排尽装置中的二氧化碳,防止二氧化碳与过氧化钠反应;④采取措施,防止空气进入装置。新信息挖掘:反应①暗示如果产物中有硝酸钠,受热会产生氧气;信息②暗示若D中固体呈黄色,一定有硝酸钠、亚硝酸钠以外的物质生成;亚硝酸钠具有还原性,加入强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液,会发生反应,高锰酸钾溶液由红色变成无色。信息③暗示亚硝酸钠溶液呈弱碱性,若产物溶于水呈强碱性,说明有强碱生成。若显中性,说明没有亚硝酸钠生成。由以上分析,若Na2O2已反应完全,D中固体产物溶于水,溶液显强碱性说明含有Na2O,向溶液中加入酸性MnO4溶液,紫色褪去,说明存在还原性物质,即可能有NaNO2,D中白色固体产物密闭加热部分变为淡黄色,说明其中还有NaNO3,2NaNO32NaNO2+O2↑、生成的O2再次把Na2O氧化为Na2O2而显淡黄色,由此可知Na2O2与NO反应的产物有NaNO3、NaNO2和Na2O,其反应的化学方程式为:2Na2O2+2NO===NaNO3+NaNO2+Na2O

答案 (1)使碳酸钙与稀硝酸反应生成CO2,排除装置中的空气

(2)NaOH溶液 浓硫酸 防止空气中的CO2、水蒸气进入装置D中,干扰产物的判断 (3)将带火星的木条放在E装置的气体出口处,观察木条是否复燃,若复燃,则说明有氧气生成;若不复燃,说明无氧气产生

(4)Na2O、NaNO2

(5)NaNO3 2Na2O2+2NO===NaNO3+NaNO2+Na2O

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