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专题四 氮及其化合物1下列物质转化中，两种物质之间一步反应能实现的是A SiO2粗硅SiCl4高纯硅B NH3NONO2硝酸C 海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgD Fe3O4Fe2 (SO4)3溶液FeSO4溶液FeSO47H2O【答案】B2下列实验操作、现象和结论都正确的是选项操作现象结论A向亚硫酸钠粉末中滴加盐酸产生刺激性气体氯的非金属性比硫强B将过量的乳酸CH3CH(OH)COOH加入含少量NaOH的酚酞溶液中溶液变红色乳酸含有羧基C向含淀粉的KI溶液中滴加氯化铁溶液溶液变蓝色氧化性:Fe3+I2D向硝酸钡溶液中通入SO2产生白色沉淀白色沉淀是BaSO3【答案】C【解析】盐酸不是氯的最高价氧化物对应的水化物，只能证明盐酸比亚硫酸强，不能证明氯的非金属性比硫强，A错误；将过量的乳酸CH3CH(OH)COOH加入含少量NaOH的酚酞溶液中，现象应该是溶液由红色变无色，B错误；向含淀粉的KI溶液中滴加氯化铁溶液，溶液变蓝色，说明有I2生成，说明氧化性:Fe3+I2，C正确；向硝酸钡溶液中通入SO2，硝酸钡与SO2反应生成了硫酸钡，D错误。3向100 mL 0.1 molL-1硫酸铝铵NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入0.1molL-1Ba(OH)2溶液。随着Ba(OH)2溶液体积V的变化，沉淀总物质的量n的变化如图所示。则下列说法中正确的是A a点对应的沉淀只有BaSO4B b点发生反应的离子方程式是：Al3+2SO42-+2Ba2+3OH-=Al(OH)3+2BaSO4C c点溶液呈碱性D c点加入Ba(OH)2溶液的体积为200 mL【答案】C质量继续增加，但增加幅度较前一过程小；当SO42-完全沉淀时，共需加入0.02molBa（OH）2，加入0.04molOH-，Al3+反应掉0.03molOH-，生成Al（OH）30.01mol，剩余0.01molOH-恰好与NH4+完全反应，此时溶液中NH4+完全反应，此时溶液为氨水溶液，沉淀达最大为BaSO4和Al（OH）3；继续滴加Ba（OH）2，Al（OH）3溶解，发生反应Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，由方程式可知要使0.01molAl（OH）3完全溶解，需再加入0.005molBa（OH）2，此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液。由分析可知，从开始到a点，发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4，Al3+3OH-=Al（OH）3，a点对应的沉淀为BaSO4和Al（OH）3，A错误；由分析可知，b点发生反应为SO42-+Ba2+=BaSO4，NH4+OH-=NH3H2O，B错误；由分析可知，c点溶液为氨水与偏铝酸钡溶液，所以溶液呈碱性，C正确；由分析可知，c点加入Ba（OH）2的物质的量为0.005mol+0.02mol=0.025mol，所以需要氢氧化钡溶液的体积为0.025mol0.1mol/L=0.25L=250mL，D错误。4若图表示向含Mg2、Al3、NH4的盐溶液中滴加NaOH溶液时，沉淀的量与NaOH的体积的关系图。下列各表述与示意图一致的是A 图三种离子的物质的量之比为:n(Mg2):n(Al3):n(NH4)2:3:2B 图中使用的NaOH的浓度为2mol/LC 图中物质A反应生成物质C，H0D 图中曲线表示某反应过程的能量变化。 若使用催化剂，B点会降低【答案】D5用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是A 用图2所示装置制取少量氨气B 用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HClC 选择合适的试剂，用图4所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2D 用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体【答案】B【解析】收集氨气不能用橡皮塞塞住试管口，否则会导致压强过大而导致实验事故，可以在试管口塞一团棉花，图示装置不合理，A错误；除去氯化氢可以用饱和食盐水，洗气时应该“长进短出”，图1所示装置合理，B正确；NO易与空气中的氧气反应生成NO2，不能用排空气法收集，C错误；纯碱为粉末状固体，易溶于水，不能使反应随时停止，应选碳酸钙与盐酸反应制取少量二氧化碳，D错误。6下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀，随后变为红褐色溶液变红，随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体，随后变为红棕色【答案】C7下列指定反应的离子方程式正确的是A 氯气与水反应：Cl2+H2OH+Cl-+HClOB 电解饱和CuCl2溶液：Cu2+2Cl-+2H2OCu(OH)2+H2+Cl2C 氢氧化钡溶液中加入硫酸铵：Ba2+OH-+NH4+SO42-=BaSO4+NH3H2OD 碳酸氢钙溶液中加入足量石灰水：Ca2+2HCO3-+2OH-=CaCO3+2H2O+CO32-【答案】A【解析】Cl2与水反应生成HCl和HClO，反应的离子方程式为Cl2+H2OH+Cl-+HClO，A正确；根据放电顺序，电解CuCl2溶液，阳极Cl-失电子被氧化成Cl2，阴极Cu2+得电子被还原成Cu，电解饱和CuCl2溶液的离子方程式为Cu2+2Cl-Cu+Cl2，B错误； Ba（OH）2与（NH4）2SO4反应的化学方程式为Ba（OH）2+（NH4）2SO4=BaSO4+2NH3H2O，离子方程式为Ba2+2OH-+2NH4+SO42-=BaSO4+2NH3H2O，C错误；碳酸氢钙与足量石灰水反应的化学方程式为Ca（HCO3）2+Ca（OH）2=2CaCO3+2H2O，离子方程式为Ca2+HCO3-+OH-=CaCO3+H2O，D错误。8下列实验操作、实验现象以及所得出的结论均正确的是选项实验操作实验现象结论A向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生该溶液中可能含有SO42-B向NH3H2O溶液中滴加少量AgNO3溶液无明显现象NH3H2O和AgNO3不反应C将木炭和浓硫酸共热生成的气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊该气体只含CO2D向1mL.2mol/LNaOH溶液中先滴加2滴0.1mol/LMgCl2溶液，再滴加2滴0.1mol/LFeCl3溶液先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀KspFe(OH)3KspMg(OH)2【答案】A9下列实验操作和现象对应所得到的结论错误的是选项实验操作和现象结论A常温下，测定同浓度NaA和NaB溶液的pH：NaA小于NaB相同条件下，在水中HA电离程度大于HB B常温下，用pH试纸测得：0.1molL1 NaHSO3溶液的pH约为5HSO3的电离能力大于水解能力C将硫的酒精溶液滴入一定量的热水中得淡蓝色透明液体，用激光笔照射，有光亮的通路淡蓝色液体属于胶体D向X溶液中滴入浓NaOH溶液，加热，将湿润的蓝色石蕊试纸置于试管口，无明显现象X溶液中无NH4+【答案】D10臭氧是常见的强氧化剂,广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多，其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示，下列有关说法不正确的是()A 高压放电法,反应的原理为3O22O3B 高压放电出来的空气中，除含臭氧外还含有氮的氧化物C 电解纯水时，电极b周围发生的电极反应有6OH-6e-=O3+3H2O和4OH-4e-=O2+2H2OD 电解水时，H+由电极a经聚合电解质薄膜流向电极b【答案】D【解析】由高压放电法原理图可知，氧气在放电的条件下生成臭氧，高压放电法反应的原理为：3O22O3，A正确；空气中含有氮气与氧气，在高压放电条件下可以反应生成NO等，B正确；由电解纯水法原理图可知，b电极发生氧化反应，生成氧气、臭氧，同时有氢离子生成，电极b周围发生的电极反应有：3H2O-6e-=O3+6H+或6OH-6e-=O3+3H2O；2H2O-4e-=O2+4H+或4OH-4e-=O2+2H2O，C正确；a电极生成氢气，H+在a电极放电，H+由电极b经聚合固体电解质膜流向电极a，故D错误。11下列实验操作正确且能达到相应目的的是选项实验目的实验操作A称取2.0gNaOH固体先在托盘上各放1张滤纸，然后在右盘上添加2g砝码，左盘上添加NaOH固体B配制稀硫酸先将浓硫酸加入烧杯，后倒入蒸馏水C验证铁的吸氧腐蚀将铁钉放入试管中，用盐酸浸没D检验溶液中是否有NH4+取少量试液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体【答案】D12根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是选项实验操作现象结论A向BaSO4固体中加入浓Na2CO3溶液，充分揽拌后，取沉淀(洗净)放入盐酸中有气泡产生说明Ksp(BaCO3)Br2I2DSO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀得到的沉淀只有BaSO4【答案】D【解析】加入的硝酸能把SO32-、HSO3-氧化为SO42-，再加入BaCl2都能生成白色沉淀BaSO4，所以溶液含有SO42-、SO32-、HSO3-中的一种或几种，但是若溶液中含有Ag+，也能与BaCl2反应生成白色沉淀，A不正确；加入的硫酸与NO3-构成硝酸，能氧化Fe2+，而NO3-被还原为NO，NO遇空气生成红棕色的NO2，故硝酸分解生成NO2的结论是不正确；含有NaBr的棉球显橙色，说明Cl2的氧化性强于Br2，因溴易挥发，与Cl2一起与含有KI淀粉的棉球作用而呈蓝色，无法确定是哪种物质把I-氧化为I2，故结论不正确；SO3溶于水生成硫酸，电离出的H+与NO3-构成的硝酸把SO2氧化为SO42-，所以白色沉淀只有BaSO4，故D的结论是正确的。17下列实验能达到相应目的的是（ ）选项ABCD实验过程实验目的将乙二醇转化为乙二酸比较氯化铁和二氧化锰对H2O2分解反应的催化效果证明稀硝酸与铜反应时表现出氧化性用SO2与Ba(NO3)2反应获得BaSO3沉淀【答案】C18氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案(已知：AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3)。（方案1）取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图C装置中球形干燥管的作用是_。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查气密性，再加入实验药品，接下来的实验操作是_，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_。(3)由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_。（方案2）用下图装置测定m g样品中AlN的纯度(部分夹持装置已略去)。(4)为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是_。ACCl4 BH2O CNH4Cl溶液 D苯（方案3）按以下步骤测定样品中AlN的纯度：(5)步骤生成沉淀的离子方程式为_。【答案】 防倒吸 关闭K1，打开K2 把装置中残留的氨气全部赶入C装置中被吸收 C装置出口处连接一个干燥装置 AD CO2AlO2H2O=HCOAl(OH)3气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管；（4）依据氨气极易溶于水的性质分析，为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是；ACCl4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳溶液的方法测定氨气体积，A正确；B氨气极易溶于水，不能排水法测定，B错误；C氨气极易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法测定气体体积，C错误；D氨气不溶于苯，可以利用排苯溶液，测定氨气的体积，D正确；（5）步骤生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成，反应的离子方程式为：CO2AlO2H2O=HCOAl(OH)3。192017年采用中国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化项目投产成功。某地用煤制乙醇的过程表示如下。（1）Cu(NO3)2是制备“催化剂X”的重要试剂。气体A是_。实验室中用Cu(NO3)2固体配制溶液，常加入少量稀HNO3。运用化学平衡原理简述HNO3的作用: _。NaClO溶液吸收气体A的离子方程式是_。（2）过程a包括以下3个主要反应:I.CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g) H1II.CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g) H2III.CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g) H3相同时间内，测得CH3COOCH3转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性(如乙醇的选择性= )如下图所示。已知:H10。随温度降低，反应I化学平衡常数的变化趋势是_。下列说法不合理的是_。A温度可影响反应的选择性B225235，反应I处于平衡状态C增大H2的浓度，可以提高CH3COOCH3的转化率为防止“反应III”发生，反应温度应控制的范围是_。在185，上述反应中CH3COOCH3起始物质的量为5mol，生成乙醇的物质的量是_。【答案】 NO Cu2+2H2OCu(OH)2+2H+，加入硝酸，使c(H+)增大，平衡逆向移动，从而抑制Cu(NO3)2的水解 2OH-+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O 增大 B 205 0.2molH10，平衡常数K=c(C2H5OH)c(CH3OH)/c(CH3COOCH3)c2(H2)，随着温度的降低，平衡右移，生成物浓度增大，反应物浓度减小，反应I化学平衡常数增大； 根据图像2可知，不同温度下，发生反应的不同，因此温度可影响反应的选择性，A正确；225235，乙酸乙酯的选择性逐渐降低，说明反应仍在进行，反应II仍在进行，反应I就不能处于平衡状态，B错误；根据反应CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)和CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g)可知，增大H2的浓度，平衡右移，CH3COOCH3的转化率均增大，C正确；当反应温度控制在205时，乙醇和乙酸乙酯的选择性之和为100%.没有反应III发生，温度大于205时，乙醇和乙酸乙酯的选择性之和小于100%，反应III已经发生；所以为防止反应III发生，反应温度应控制205范围内；根据图像1可知，在185，CH3COOCH3的转化率为20%，CH3COOCH3起始物质的量为5mol，所以参加反应的CH3COOCH3的量为20%5=1mol，生成的乙醇要有一部分进行反应II，所以根据图像2可知，在185，乙醇的选择性为20%，所以上述反应中最终生成乙醇的物质的量是120%=0.2mol。20化学探究小组设计实验探究某种氮的化合物的制备及性质。【探究一】下图A为某气体制备装置，图中未画出。据此回答：（1）只用一种试剂制备A中某气体，选取的试剂是_。a.NH4HCO3 b.NH4Cl c.Ca(OH)2 d.NH4NO3装置A所用的主要玻璃仪器是_(填仪器名称)。（2）从装置A进入装置B的物质在B中被充分吸收，写出B中发生反应的化学方程式_(写出一个即可)。【探究二】为探究上述装置中产生的气体性质，该化学探究小组又组装了如下装置，其中C处硬质试管中装有红色粉末铜粉。用酒精灯加热C处硬质试管一段时间后，再通入上述实验产生的气体，过一会撤去C处酒精灯。据此回答:（3）若实验过程中发现F处铜片逐渐溶解。则:D中观察到的现象是_。C中发生反应的化学方程式为_。F处铜片逐渐溶解的原因是_。该装置的不足之处是_。（4）若实验过程中F处铜片没有任何变化，D中无任何现象发生，只观察到C中粉末在红色和黑色间交替变化。则C中发生反应的化学方程式为_。【答案】 a 试管、酒精灯 2Na2O2+2H2O=4NaOH + O2或2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 D中出现红棕色气体 4NH3+5O24NO+6H2O 从E中出来的气体中含有二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，铜与硝酸反应而逐渐溶解 没有尾气吸收装置 4NH3+3O22N2+6H2O（或2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O）氧化成红棕色的NO2，所以D中会出现红棕色气体；在C中铜的催化作用下，氨气和氧气发生反应生成NO，化学方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；从E中出来的气体中含有二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，F中铜与硝酸反应而逐渐溶解；二氧化氮与水反应生成硝酸和NO，NO有毒，不能直接排放到空气中，需要进行尾气处理，而该装置的设计中没有尾气吸收装置。（4）若实验过程中F处铜片没有任何变化，D中无任何现象发生，只观察到C中粉末在红色和黑色间交替变化，则C中氨气与氧气在铜催化作用下（或氨气与CuO）发生氧化还原反应，没有生成NO，产物应为氮气等，故反应的方程式为：4NH3+3O22N2+6H2O（或2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O）。21据报道，磷酸二氢钾（KH2PO4）大晶体已应用于我国研制的巨型激光器“神光二号”中。利用氟磷灰石（化学式为Ca5P3FO12)制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示（部分流程步骤已省略）：已知萃取的主要反应原理：KCl+H3PO4KH2PO4+HCl；其中，反应产生的HCl易溶于有机萃取剂。请回答下列问题：（1）流程中将氟磷灰石粉碎的目的是_。（2）不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽的主要原因是_（用化学方程式表示）。（3）副产品N的化学式是_；在得到KH2PO4晶体的一系列操作，其主要包括_、过滤、洗涤、干燥等。（4）若用1000kg质量分数为50.4%的氟磷灰石（化学式为Ca5P3FO12)来制取磷酸二氢钾晶体，其产率为80%，则理论上可生产KH2PO4的质量为_kg。 （5）电解法制备KH2PO4的装置如图所示该电解装置中，a 区属于_区（填“阳极”或“阴极”），阴极区的电极反应式是_。（6）工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500生成白磷，同时逸出SiF4和CO,该反应的化学方程式为_。【答案】 增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积,加快化学反应速率 4HF+SiO2SiF4+2H2O NH4Cl 蒸发浓缩、冷却结晶 326.4 kg 阴极 2H2eH2 4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4+30CO(2)根据流程图，反应中生成了氢氟酸，氢氟酸能够与二氧化硅反应，因此不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽；(3)根据上述分析，副产品N的化学式为NH4Cl；在得到KH2PO4晶体的一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等；(4)1000kg质量分数为50.4%的氟磷灰石(化学式为Ca5P3FO12)中含有Ca5P3FO12的质量为504kg，根据P元素守恒，理论上可生产KH2PO4的质量为504kg80%=326.4 kg；(5)根据图示，应该在a区生成KH2PO4，则钾离子由b区移向a区，则a 区属于阴极区；阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2eH2；(6)用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500生成白磷，同时逸出SiF4和CO，反应的化学方程式为4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C20CaSiO3+3P4+SiF4+30CO。
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