2019年高考化学一轮复习 3.2 氮的循环随堂演练（含解析）鲁科版.doc

2019年高考化学一轮复习 3.2 氮的循环随堂演练（含解析）鲁科版一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个正确答案)1.氨气溶于水得到氨水,氯气溶于水得到氯水,下列关于新制的氨水、氯水的描述正确的是()A.“两水”都是混合物,溶液中含有的粒子种类、数目相同B.“两水”都有刺激性气味,都能漂白有机色素C.“两水”中都存在可逆反应的化学平衡和弱电解质的电离平衡D.“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理而变质解析:新制氯水中存在的微粒有:Cl2、H2O、HClO、Cl-、ClO-、H+和OH-,新制氨水中存在的微粒有:NH3、H2O、NH3H2O、N、H+和OH-,A错;氨水无漂白性,B错;氯水变质是因为HClO见光分解,氨水变质是由于氨气的挥发,D错。答案:C2.下列关于固氮的说法不正确的是()A.豆科植物根部的根瘤菌把氮气转变为硝酸盐等含氮的化合物B.闪电时,空气中的O2和N2化合成NOC.固氮就是将空气中的氮元素氧化转变成氮的化合物D.工业上用N2和H2合成NH3解析:氮的固定指游离态的氮气转化为化合态的氮,若转变成氨气,氮元素被还原,若转变成氮氧化物或硝酸,则氮元素被氧化,C项错误。答案:C3.下列实验过程中,始终无明显现象的是()A.NO2通入FeSO4溶液中B.CO2通入CaCl2溶液中C.NH3通入AlCl3溶液中D.SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中答案:B4.(xx上海静安)将NO2通入足量的以下物质的饱和溶液中,肯定不产生气体的是() A.NaHCO3B.KHSO3C.NaOHD.FeCl2解析:NO2通入NaHCO3溶液中,首先与水反应生成NO和HNO3,HNO3与NaHCO3反应又生成CO2气体;NO2通入KHSO3溶液中,可认为首先与水反应生成NO和HNO3,HNO3与KHSO3又发生氧化还原反应生成NO和K2SO4;将NO2通入足量NaOH溶液中发生反应2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,没有气体生成;NO2通入FeCl2溶液中,可认为首先与水反应生成NO和HNO3,HNO3与FeCl2又发生氧化还原反应生成NO和FeCl3。答案:C5.某无色混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,向剩余气体中通入空气,很快变为红棕色。下列对于原混合气体成分的判断中正确的是()A.肯定有SO2、O2和NOB.肯定没有Cl2、O2和NO2C.可能有Cl2和O2D.肯定只有NO解析:该混合气体为无色气体,故一定不含Cl2和NO2,混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,故一定含有SO2;剩余气体中通入空气,很快变为红棕色,所以还含NO,则一定不含O2。答案:B6.下列叙述不正确的是()A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水B.NH3遇到挥发性强酸就冒白烟C.盛液溴的瓶内加少量水可防止液溴的挥发D.NO和NH3均可用排空气法收集答案:D7.室温时,两个容积相同的烧瓶中分别盛有M和N两种气体(同温同压),取下弹簧夹A,使两烧瓶内的气体接触(如图),容器内的压强由大到小的顺序是()编号气体MH2SH2NH3NO气体NSO2Cl2HClO2A.B.C.D.解析:假设每个烧瓶常温常压时,所盛气体物质的量为n mol,中发生反应:2H2S+SO23S+2H2O,还剩余n mol气体;中不发生反应,气体物质的量不变;中发生反应:NH3+HClNH4Cl,不剩余气体;中发生反应:2NO+O22NO2,还剩余n mol气体。答案:B8.某校兴趣小组同学设计了两种实验方案测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数:方案:铜铝混合物测定生成气体的体积方案:铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B.溶液A和B均可以选用稀硝酸C.若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小D.实验室中方案更便于实施解析:因铝既能与酸反应,又能与碱反应,而铜不能与碱、非氧化性酸反应,所以A和B是盐酸或氢氧化钠溶液时,都只与铝反应,故A项正确;又因测固体质量比测气体体积容易进行,故D正确;若A和B都是稀硝酸时,铜、铝均可参加反应,中没有固体剩余,无法实施,故B错;若B是浓硝酸时,铝发生钝化,导致剩余固体质量增加,故测得铜的质量分数偏小。答案:B9.无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种。将100 mL气体甲经过下图实验处理,结果得到酸性溶液,而且几乎无气体剩余,则气体甲的组成可能为()A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2解析:因为为无色混合气体,则没有NO2,从反应流程看,部分气体被浓硫酸吸收,说明存在NH3,通过足量的Na2O2后,气体显红棕色,说明生成了NO2,则原来气体中存在NO以及CO2,最后气体被水吸收后几乎无气体剩余,则原气体中没有N2,NO和生成的氧气完全被水吸收生成HNO3,故B项符合题意。答案:B10.(xx甘肃河西五市联考)将51.2 g Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8 mol,这些气体恰好能被500 mL 2 molL-1NaOH溶液完全吸收,发生的反应为:2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O;NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O。则生成的盐溶液中NaNO2的物质的量为()A.0.4 molB.0.6 molC.0.8 molD.0.2 mol解析:反应中Cu-2e-Cu2+,NNO、NO2、N2O4N+N,从电子守恒可知,铜失去的电子数与N变成N过程中得到的电子数相等,N+2e-+2H+N+H2O,故生成NaNO2的物质的量与铜的物质的量相等:=0.8 mol,C项正确。答案:C二、非选择题(本题包括4个小题,共50分)11.(xx湖北黄冈一模)(11分)已知通常状况下甲、乙、丙、丁等为气体单质,A、B、C、D、E、F、G、H等为化合物,其中A、B、E、G均为气体,C为常见液体。反应、都是重要的化工反应,反应是重要的实验室制取气体的反应。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。请回答下列问题。(1)反应的化学方程式为。(2)B和E在一定条件下可发生反应,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应氧化产物与还原产物的物质的量之比为。(3)0.1 molL-1 A溶液和0.1 molL-1 B溶液等体积混合,溶液呈性,原因是(用离子方程式说明)。(4)请设计实验检验D晶体中的阳离子(简述实验操作、现象和结论):。(5)向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中,加入1 molL-1 A的溶液100 mL,恰好使混合物全部溶解,且放出336 mL标准状况下的气体,向所得溶液中加入KSCN溶液,溶液无红色出现;若取同质量的Fe、FeO、Fe3O4混合物,加入1 molL-1 H的溶液,也恰好使混合物全部溶解,且向所得溶液中加入KSCN溶液,溶液也无红色出现,则所加入的H溶液的体积是。解析:常见的气体单质有H2、N2、O2、Cl2,其中能够与另外三种单质都反应的气体是H2,故丁为H2;C是常见液体,则C是H2O,丙气体是O2;N2与H2反应生成NH3,Cl2与H2反应生成HCl,二者化合生成的D为NH4Cl。NH4Cl通过反应可制取的气体应为NH3:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O,B是NH3,则A是HCl。氨的催化氧化反应可制取硝酸:NH3NO(E)NO2(G)HNO3(H)+NO。(2)NH3和NO反应可消除NO对环境的污染,则二者生成N2和水:4NH3+6NO5N2+6H2O,故氧化产物与还原产物的物质的量之比为23。(3)0.1 molL-1 A溶液和0.1 molL-1 B溶液等体积混合所得溶液的溶质为NH4Cl,因N水解:N+H2ONH3H2O+H+,溶液呈酸性。(4)氯化铵中的阳离子是N,通过与浓NaOH溶液在加热条件下反应,检验生成气体为碱性气体即可。注意实验操作描述的准确性。(5)硝酸在反应中有两种作用:酸性和氧化性。从实验说明,溶液中铁只以FeCl2形式存在,根据元素守恒可知FeCl2的物质的量为:n(FeCl2)=(0.1 L1 molL-1)=0.05 mol,则生成Fe(NO3)2的硝酸,即起酸性作用的硝酸的物质的量是0.1 mol。反应中铁粉与HCl反应产生氢气:Fe+2H+Fe2+H2,与稀硝酸反应生成NO:3Fe+8H+2N3Fe2+2NO+4H2O,根据电子守恒可知,起氧化性的硝酸的物质的量与氢气之间存在如下关系:3H22HNO3,则起氧化性的硝酸物质的量为:=0.01 mol。消耗硝酸的总物质的量为:0.1 mol+0.01 mol=0.11 mol,硝酸的体积为:=0.11 L=110 mL。答案:(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O(2)23(3)酸性N+H2ONH3H2O+H+(4)取一支试管加入适量的D晶体,然后加入适量的浓NaOH溶液,加热,在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,则证明D晶体中含有N(5)110 mL12.(13分)某校学生实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,用下图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去,气密性已检验,F是用于鼓入空气的双连打气球)。实验操作及现象:操作现象.将B装置下移,使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体.当C处产生白色沉淀时,立刻将B装置上提.将A中铜丝放入稀硝酸中,给装置A微微加热装置A中产生无色气体,装置E中开始时出现浅红棕色气体.用F向E中鼓入空气烧瓶E内气体颜色逐渐加深.一段时间后C中白色沉淀溶解试回答下列问题。(1)操作中产生气体的化学式为;操作的目的是;D装置的作用是。(2)C中白色沉淀的化学式是,操作中当C产生白色沉淀时立刻将B上提的原因是。(3)操作中装置A产生无色气体的化学方程式是。(4)烧瓶E内气体颜色逐渐加深的原因是。(5)操作现象产生的原因是(用化学方程式说明)。解析:该实验的原理是,首先用碳酸钙与硝酸反应产生的CO2将装置中的空气排尽,以防止空气中的氧气对实验的干扰,然后铜与稀硝酸反应,产生气体,通过向E装置中通入空气,颜色变深,说明铜与稀硝酸反应产生的气体为NO,最后处理尾气。答案:(1)CO2用碳酸钙与稀硝酸反应产生的二氧化碳赶走装置内的空气平衡压强,吸收NO、NO2、CO2尾气,防止污染大气(2)CaCO3防止消耗硝酸过多影响铜与硝酸的反应(3)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(4)CO2密度比空气大,从长管进入E,并没有把E中空气赶尽,致使部分NO先与未赶尽的空气中的氧气反应生成少量红棕色NO2,当再从F鼓入空气时,E中有更多NO2生成,所以红棕色加深(5)3NO2+H2O2HNO3+NO(或4NO+3O2+2H2O4HNO3),CaCO3+2HNO3Ca(NO3)2+CO2+H2O13.(12分)某课外活动小组欲利用CuO与NH3反应,研究NH3的某种性质并测定其组成,设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题。(1)仪器a的名称为;仪器b中可选择的试剂为。(2)实验室中,利用装置A,还可制取的无色气体是(填字母)。A.Cl2B.O2C.CO2D.NO2(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,上述现象证明NH3具有性,写出相应的化学方程式:。(4)E装置中浓硫酸的作用是。(5)读取气体体积前,应对装置F进行的操作是。(6)实验完毕,若测得干燥管D增重m g,装置F测得气体的体积为n L(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为(用含m、n字母的代数式表示)。解析:(1)氧化钙或氢氧化钠或碱石灰溶解时都放出热量使氨水分解,所以b中可选择的试剂为氧化钙或氢氧化钠固体或碱石灰。(2)氯气和二氧化氮是有色气体,故排除A、D,该装置适用于固液混合不加热制取的气体,所以可以用来制取氧气和二氧化碳,故选B、C。(3)该反应中氧化铜被还原生成铜单质,所以氨气有还原性,氨气和氧化铜反应生成铜、水和氮气,反应的化学方程式为:3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2。(4)氨气不能完全反应,故可用浓硫酸吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D。(5)为准确读取气体体积,应保证氮气的气体压强与外界大气压相等,可通过慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平。(6)干燥管吸收的物质是H2O,收集的气体是N2,故n(H)=2n(H2O)=2 mol,n(N)=2n(N2)= mol,所以NH3分子中N(N)N(H)=n(N)n(H)=。答案:(1)分液漏斗氧化钙或氢氧化钠固体或碱石灰(2)BC(3)还原3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2(4)吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D,防止对实验产生干扰(5)慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平(6)14.(14分)某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。已知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O任务1:利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。(1)E装置中制取NO2反应的离子方程式是。(2)若能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是。(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:NH3还原性较弱,不能将NO2还原;在此条件下,该反应的化学反应速率极慢;。(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是。任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。(5)实验前,该小组同学提出三种假设。假设1:二者不反应:假设2:NO2能被Na2O2氧化;假设3:。(6)为了验证假设2该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如右图所示),重新组装,进行实验。装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)。当实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成,推测B装置中反应的化学方程式为。解析:任务1:根据NO2和NH3中氮元素的化合价,推测二者可发生归中反应生成N2,故预期现象应为气体在装置C中颜色变浅。而对于没有达到预期的实验现象,则可从反应能否发生、是否为可逆反应,且反应物转化率是否太低以及反应速率等方面考虑。此外,凡涉及有毒气体的实验均需要对尾气进行处理。任务2:分析NO2和Na2O2中各元素的化合价,氮元素和氧元素的化合价均既可升高又可降低,故NO2可能被Na2O2氧化,也可能被Na2O2还原。在基于NO2可能被Na2O2氧化的假设上设计实验予以验证,需要解决的问题是NO2要干燥,反应产物的验证以及尾气的吸收或处理,根据氧化还原反应的规律可知反应产物应为NaNO3。答案:(1)Cu+4H+2NCu2+2NO2+2H2O(2)C装置中混合气体颜色变浅(其他合理答案酌情给分)(3)在此条件下,NO2的转化率极低(其他合理答案酌情给分)(4)缺少尾气吸收装置(5)NO2能被Na2O2还原(其他合理答案酌情给分)(6)EDBDF或EDBF2NO2+Na2O22NaNO3