(四川專用)2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第4章 第4講《氮及其化合物》解析訓(xùn)練

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1、第四講氮及其化合物一、選擇題(本題共7個小題,每題6分,共42分,每個小題只有一個選項符合題意)1(2013綿陽一檢)下列有關(guān)硝酸化學(xué)性質(zhì)的敘述中,正確的是 ()。A濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色B硝酸能與Na2CO3反應(yīng),但不生成CO2C硝酸可與Na2S反應(yīng)制得H2S氣體D濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色解析硝酸是一種具有強氧化性的強酸,并且濃度越大,氧化性越強。濃硝酸可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色,故選項A錯;硝酸是一種氧化性酸,可氧化許多還原性物質(zhì),因此硝酸與Na2S反應(yīng)不能生成H2S,與Na2CO3反應(yīng)能生成CO2,所以選項B、C錯;選項D正確。答案D2汽車排放的尾

2、氣中含有NO2,NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下,NO2發(fā)生一系列光化學(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng),從而不斷產(chǎn)生O3,加重空氣污染。反應(yīng)過程為2NO22NO2O;2NOO22NO2;OO2O3。下列對該反應(yīng)過程及產(chǎn)物敘述正確的是 ()。ANO2起催化劑作用BNO起催化劑作用CNO2只起氧化劑作用DO3與O2互為同分異構(gòu)體解析反應(yīng)過程得O22O,OO2O3,NO2起催化劑作用,反應(yīng)過程中NO2既作氧化劑又作還原劑,A項正確,B、C項錯誤;O3與O2的相對分子質(zhì)量不相同,不互為同分異構(gòu)體,互為同素異形體,D項錯誤。答案A3(高考變式題)銨鹽是一類重要的氮的化合物,設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值

3、,下列敘述正確的是 ()。A1 mol NH含有的電子數(shù)為11NABNH中N元素的化合價為3,在氧化還原反應(yīng)中常作氧化劑C0.1 L 3 molL1的NH4NO3溶液中氮原子數(shù)等于0.6NAD硫酸銨中既含有離子鍵,又含有共價鍵,而氯化銨中只含有離子鍵解析1個NH中含有10個電子,A錯;NH中N元素的化合價為3價,化合價最低在氧化還原反應(yīng)中常作還原劑;B錯誤;0.1 L 3 molL1的NH4NO3溶液中的氮原子數(shù)為0.6 NA;C正確;銨根離子中,氮與氫原子之間為共價鍵,D錯。答案C4(2013東北師大附中摸底)把3體積NO2氣體依次通過飽和NaHCO3溶液;濃硫酸;Na2O2后(假設(shè)每一步的

4、反應(yīng)都是充分的),再用排水法收集殘留氣體,則收集到的氣體是 ()。A1體積NO B1體積NO2和體積O2C.體積O2 D.體積NO解析3體積的NO2通過飽和NaHCO3溶液,發(fā)生的反應(yīng)有3NO22NaHCO3=2NaNO3H2ONO2CO2,剩余氣體通過濃硫酸后除去H2O,通過Na2O2時發(fā)生反應(yīng)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,此時剩余氣體為1體積O2和1體積NO,排水法收集氣體時發(fā)生反應(yīng)4NO3O22H2O=4HNO3,顯然O2過量,剩余體積O2。答案C5(高考變式題)已知HNO2在低溫下較穩(wěn)定,酸性比醋酸略強,既有氧化性又有還原性,其氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物與溶液pH的關(guān)系如下表。pH

5、范圍77產(chǎn)物NONO、N2O、N2中的一種下列有關(guān)說法錯誤的是 ()。A堿性條件下,NaNO2與NaClO反應(yīng)的離子方程式為NOClO=NOClB向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2C向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2D向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氫碘酸,溶液變藍色解析由表中數(shù)據(jù)知,堿性條件下,HNO2可被氧化為NO,而ClO有強氧化性,A對;HNO2的酸性比碳酸強但比硫酸弱,故CO2不能與亞硝酸鹽作用而硫酸能,B錯、C對;酸性條件下,NaNO2有氧化性,而I具有強還原性,NO能將I氧化成I2,D對。答案B6.如圖所示,向一定量的鐵粉中加入一定體積12 molL1

6、的硝酸并加熱,待反應(yīng)結(jié)束時,下列微粒在體系中一定大量存在的是 ()。NOFe3HNONO2ABC D解析Fe與濃HNO3反應(yīng)時,開始生成的還原產(chǎn)物是NO2,并且若鐵少量時,還原產(chǎn)物只有NO2;當(dāng)鐵過量時,氧化產(chǎn)物是Fe2,當(dāng)HNO3過量時,氧化產(chǎn)物是Fe3。因產(chǎn)物有硝酸鹽,故溶液中一定還有NO。答案B7(2013眉山統(tǒng)考)一定體積0.01 molL1的稀硝酸恰好能氧化一定質(zhì)量的鐵、鋁混合物,已知兩種金屬均被氧化為最高價態(tài),還原產(chǎn)物只有NO。若用0.01 molL NaOH溶液溶解相同質(zhì)量的該混合物,當(dāng)反應(yīng)完全時所需氫氧化鈉溶液的體積是稀硝酸的,則樣品中鐵、鋁的物質(zhì)的量之比為 ()。A23 B1

7、3 C14 D53解析設(shè)樣品中鐵和鋁的物質(zhì)的量分別為x和y,根據(jù)Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O、Al4HNO3(稀)=Al(NO3)3NO2H2O,反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為4x4y;而2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2中消耗NaOH的物質(zhì)的量為y,即,解得xy14。答案C二、非選擇題(本題共4個小題,共58分)8(14分)(2013珠海模擬)甲、乙、丙均為中學(xué)化學(xué)常見的氣體單質(zhì),A、B、C為常見的化合物,已知:A和B都極易溶于水,用兩根玻璃棒分別蘸取A和B的濃溶液后,相互靠近會看到白煙。各物質(zhì)之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系CC溶液請回答下列問題:(1)C

8、溶液顯_性(填“酸”、“堿”或“中”),理由是_(用離子方程式表示)。(2)乙和甲反應(yīng)生成A的化學(xué)方程式為_。C和氫氧化鈉溶液生成A的離子方程式為_。(3)丙氣體通入1 L氫氧化鈉溶液中恰好完全反應(yīng),此時電子轉(zhuǎn)移為2 mol,則氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為_。(4)常溫下,向含白色沉淀M的濁液中加入氯化鈉固體,M的溶解度將_(填“增大”、“減小”或“不變”),Ksp(M)將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。答案(1)酸NHH2ONH3H2OH(2)N23H22NH3NHOHNH3H2O(3)4 molL1(4)減小不變9(14分)工業(yè)上可用銅屑和濃硝酸為原料制取硝酸銅。在實際生產(chǎn)中,先把銅

9、屑在空氣中灼燒,再跟用等體積水稀釋的濃硝酸反應(yīng)來制取硝酸銅。請回答下列問題:(1)不宜于用銅屑直接與硝酸反應(yīng)來制取硝酸銅的原因是_。(2)濃硝酸用等體積水稀釋的目的是_。(3)要得到硝酸銅晶體,應(yīng)選用_。(4)反應(yīng)中硝酸表現(xiàn)出_性。解析(1)銅與硝酸直接反應(yīng)會有氮的氧化物生成,既產(chǎn)生污染,又降低硝酸的利用率;銅屑在空氣中灼燒生成CuO,CuO與HNO3反應(yīng)沒有氮的氧化物生成,既避免了污染,又提高了硝酸的利用率。(2)濃硝酸易揮發(fā)、不穩(wěn)定,對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,稀硝酸揮發(fā)性小,且稀硝酸和氧化銅反應(yīng)同樣生成硝酸銅。(3)由于得到的是硝酸銅溶液,因此要得到晶體需濃縮結(jié)晶。(4)硝酸與氧化銅發(fā)生反應(yīng)生成了硝

10、酸銅和水,沒有化合價變化,因此體現(xiàn)了硝酸的酸性。答案(1)銅與硝酸直接反應(yīng)會有氮的氧化物生成,既產(chǎn)生污染,又降低硝酸的利用率;銅屑在空氣中灼燒生成CuO,CuO與HNO3反應(yīng)沒有氮的氧化物生成,既避免了污染,又提高了硝酸的利用率(2)濃硝酸易揮發(fā)、不穩(wěn)定,對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重(3)結(jié)晶法(或重結(jié)晶法)(4)酸10(15分)(2013雅安四校聯(lián)考)某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置用粗鐵粒與某濃度稀硝酸反應(yīng)制取NO氣體。(1)當(dāng)打開開關(guān)a,關(guān)閉開關(guān)b時,A中干燥管中觀察到的實驗現(xiàn)象是_,燒杯B中盛的是_溶液。當(dāng)_時關(guān)閉開關(guān)a,打開開關(guān)b,此時C中用排水法收集NO氣體。當(dāng)C中收集滿氣體后,關(guān)閉開關(guān)b,裝置A中觀察到

11、的現(xiàn)象是_。(2)將a mol Fe與含b mol HNO3的稀溶液充分反應(yīng)后,若硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。試討論分析燒杯A中最終溶液中的主要陽離子組成及其物質(zhì)的量,將結(jié)果填入下表未完成的空格中。取值范圍最終溶液中的主要陽離子及其物質(zhì)的量a mol Fe3大于小于a mol Fe2解析(1)A裝置利用啟普發(fā)生器原理,F(xiàn)e與稀硝酸反應(yīng)生成無色的NO氣體,當(dāng)遇干燥管中的O2時,則轉(zhuǎn)變成紅棕色的NO2氣體,NO2用堿液吸收。當(dāng)氣體再變成無色時,說明裝置中的O2已完全反應(yīng),則可用排水法收集NO。當(dāng)關(guān)閉b時,A裝置中繼續(xù)產(chǎn)生NO,則會將干燥管中的HNO3壓入燒杯內(nèi),從而與Fe脫離,反應(yīng)停止。(2)鐵與HN

12、O3反應(yīng),可能生成Fe2,也可能生成Fe3,或二者的混合物。當(dāng)鐵過量時,反應(yīng)化學(xué)方程式為3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O;當(dāng)HNO3過量時,反應(yīng)化學(xué)方程式為Fe4HNO=Fe3NO2H2O。時,剛好生成a mol Fe3,HNO3沒有剩余;時,則HNO3過量,仍為a mol Fe3,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式,不難得出剩余的HNO3為(b4a)mol。當(dāng)時,剛好生成a mol Fe2,HNO3沒有剩余。當(dāng)時,鐵過量,以HNO3計算,b mol HNO3生成Fe2為 mol。當(dāng)時,可以分段計算,即先按反應(yīng)化學(xué)方程式Fe4HNO=Fe3NO2H2O中HNO3完全反應(yīng)來計算,然后過量的鐵按Fe2Fe

13、3=3Fe2計算即可。答案(1)氣體由無色逐漸變成紅棕色NaOH氣體又變無色燒杯中液面上升,干燥管中液面下降,固體與溶液脫離(2)取值范圍最終溶液中的主要陽離子及其物質(zhì)的量a mol Fe3,(b4a)mol Ha mol Fe3大于小于mol Fe3,mol Fe2a mol Fe2 mol Fe211.(15分)某化學(xué)活動小組想通過如圖所示裝置(夾持裝置已略去)進行實驗,探究Na2O2與NO反應(yīng)的產(chǎn)物。實驗前,他們查閱有關(guān)資料得到如下信息:2NaNO32NaNO2O2;NaNO2為白色粉末狀固體,既有氧化性又有還原性;NaNO2溶液顯弱堿性(原因:強堿弱酸鹽的水解)。實驗開始時,先在A裝置

14、中加入適量的碳酸鈣和足量稀硝酸,待不再有氣體產(chǎn)生時,將銅絲插入稀硝酸中。請回答下列問題:(1)A裝置中放入碳酸鈣的目的是_。(2)裝置B、C中的試劑分別是:B_、C_,E的作用是_。(3)如何檢驗反應(yīng)中是否有氧氣生成?_。(4)假如Na2O2已反應(yīng)完全,為確定D中固體產(chǎn)物的成分,甲同學(xué)將固體溶于水后,經(jīng)測定發(fā)現(xiàn)溶液顯強堿性,再向溶液中加入酸性高錳酸鉀溶液,紫色褪去。由此現(xiàn)象推斷固體產(chǎn)物中可能含有的物質(zhì)是_(填化學(xué)式)。(5)乙同學(xué)取適量固體于試管中密閉加熱,發(fā)現(xiàn)白色固體部分變?yōu)榈S色。此現(xiàn)象說明固體中還可能含有的成分是_(填化學(xué)式)。根據(jù)以上推測,請寫出Na2O2與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析

15、本題探究NO與過氧化鈉的反應(yīng),實驗設(shè)計必須考慮如下因素:產(chǎn)生NO時,要除盡裝置中的空氣;裝置必須干燥,防止水與過氧化鈉反應(yīng);排盡裝置中的二氧化碳,防止二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng);采取措施,防止空氣進入裝置。新信息挖掘:反應(yīng)暗示如果產(chǎn)物中有硝酸鈉,受熱會產(chǎn)生氧氣;信息暗示若D中固體呈黃色,一定有硝酸鈉、亞硝酸鈉以外的物質(zhì)生成;亞硝酸鈉具有還原性,加入強氧化劑如酸性高錳酸鉀溶液,會發(fā)生反應(yīng),高錳酸鉀溶液由紅色變成無色。信息暗示亞硝酸鈉溶液呈弱堿性,若產(chǎn)物溶于水呈強堿性,說明有強堿生成。若顯中性,說明沒有亞硝酸鈉生成。由以上分析,若Na2O2已反應(yīng)完全,D中固體產(chǎn)物溶于水,溶液顯強堿性說明含有Na2O,

16、向溶液中加入酸性MnO4溶液,紫色褪去,說明存在還原性物質(zhì),即可能有NaNO2,D中白色固體產(chǎn)物密閉加熱部分變?yōu)榈S色,說明其中還有NaNO3,2NaNO32NaNO2O2、生成的O2再次把Na2O氧化為Na2O2而顯淡黃色,由此可知Na2O2與NO反應(yīng)的產(chǎn)物有NaNO3、NaNO2和Na2O,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Na2O22NO=NaNO3NaNO2Na2O答案(1)使碳酸鈣與稀硝酸反應(yīng)生成CO2,排除裝置中的空氣(2)NaOH溶液濃硫酸防止空氣中的CO2、水蒸氣進入裝置D中,干擾產(chǎn)物的判斷(3)將帶火星的木條放在E裝置的氣體出口處,觀察木條是否復(fù)燃,若復(fù)燃,則說明有氧氣生成;若不復(fù)燃,說明無氧氣產(chǎn)生(4)Na2O、NaNO2(5)NaNO32Na2O22NO=NaNO3NaNO2Na2O

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