精品高考化学一轮演练：3.2氮的循环(含答案).pdf

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1、高考化学复习备考精品资料第 2 讲氮的循环(时间:45 分钟,满分:100 分)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

2、、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:C 2.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 NO C.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:C 3.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.NH

3、3通入 AlCl3溶液中D.SO2通入已酸化的Ba(NO3)2溶液中答案:B 4.(2013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.NaOH D.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,

4、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:C 5.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 NO B.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

5、通入空气,很快变为红棕色,所以还含NO,则一定不含O2。答案:B 6.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:D 7.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 M H2S H2NH3NO 气体 N SO2Cl2HCl O2A.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nmol,中 发 生 反应

6、: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:B 8.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

7、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:B 9.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

8、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:B 10.(2014 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+

9、2NaOH2NaNO2+H2O。则生成的盐溶液中 NaNO2的物质的量为()A.0.4 mol B.0.6 mol C.0.8 mol D.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.(2013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、

10、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

11、中,加入 1 mol L-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 mol L-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N

12、H4Cl。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 mol L-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

13、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 L 1 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

14、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)2 3(3)酸性N+H2ONH3 H2O+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 mL 12.(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

15、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

16、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

17、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+H2O 13.(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

18、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,

19、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)=2 n(H2O)=2 mol,n(N)=2 n(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

20、(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

21、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

22、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 EDBF 2NO2+Na2O22NaNO3