2019-2020年高考化學一輪復習 第四章 第四講 氮及其化合物.doc

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2019-2020年高考化學一輪復習 第四章 第四講 氮及其化合物 一、選擇題 1．燒瓶中放入銅片和稀硝酸，用酒精燈加熱來制取較純凈的一氧化氮，反應開始后發(fā)現(xiàn)燒瓶中充滿紅棕色氣體，這時的操作應是(　　) A．立即接收集容器，用向上排空氣法收集 B．待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用向上排空氣法收集 C．待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用排水法收集 D．立即用排水法收集 解析 在制取NO過程中，常常會混有NO2氣體，要得到純凈的NO，需除去混有的NO2氣體。直接用向上排空氣法收集，不能得到純凈的NO氣體，A項錯誤；NO中的NO2是由NO和裝置內的空氣發(fā)生反應得到的，由于NO2溶于水且與水反應生成NO和硝酸，故可以立即用排水法收集得到純凈的NO，B、C項錯誤，D項正確。 答案 D 2．汽車排放的尾氣中含有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)生一系列光化學煙霧的循環(huán)反應，從而不斷產生O3，加重空氣污染。反應過程為①2NO2―→2NO＋2O；②2NO＋O2―→2NO2；③O＋O2―→O3。下列對該反應過程及產物敘述正確的是 (　　)。 A．NO2起催化劑作用 B．NO起催化劑作用 C．NO2只起氧化劑作用 D．O3與O2互為同分異構體 解析　反應過程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化劑作用，反應過程中NO2既作氧化劑又作還原劑，A項正確，B、C項錯誤；O3與O2的相對分子質量不相同，不互為同分異構體，互為同素異形體，D項錯誤。 答案　A 3．銨鹽是一類重要的氮的化合物，設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是 (　　)。 A．1 mol NH含有的電子數(shù)為11NA B．NH中N元素的化合價為－3，在氧化還原反應中常作氧化劑 C．0.1 L 3 molL－1的NH4NO3溶液中氮原子數(shù)等于0.6NA D．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中常作還原劑；B錯誤；0.1 L 3 molL－1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　C 4．有a、b、c、d、e五種氣體，現(xiàn)進行下列實驗： (1)a和b混合 氣體變紅棕色 (2)c和d混合 產生白煙 (3)c和e分別通入少量溴水中 溴水都變成無色透明的液體 (4)b和e分別通入氫硫酸中 都產生淡黃色渾濁 則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，氣體變成紅棕色，可知a和b分別為NO和O2中的一種；b通入氫硫酸中產生淡黃色渾濁，則b為氧氣，a為NO；c和d混合產生白煙，則c和d分別為NH3和HCl中的一種；c通入少量溴水中溴水變成無色透明的液體，則c為NH3，d為HCl；e通入少量溴水中，溴水變成無色透明的液體，e通入氫硫酸中產生淡黃色渾濁，則e可能為SO2。 答案 C 5．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，其氧化產物、還原產物與溶液pH的關系如下表。 pH范圍 ＞7 ＜7 產物 NO NO、N2O、N2中的一種 下列有關說法錯誤的是 (　　)。 A．堿性條件下，NaNO2與NaClO反應的離子方程式為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　B 6.如圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 molL－1的硝酸并加熱，待反應結束時，下列微粒在體系中一定大量存在的是 (　　)。 ①NO　②Fe3＋?、跦＋　④NO ⑤NO2 A．①　　　　　 B．①⑤ C．②④⑤ D．①②③⑤ 解析　Fe與濃HNO3反應時，開始生成的還原產物是NO2，并且若鐵少量時，還原產物只有NO2；當鐵過量時，氧化產物是Fe2＋，當HNO3過量時，氧化產物是Fe3＋。因產物有硝酸鹽，故溶液中一定還有NO。 答案　B 7．足量銅與一定量濃硝酸反應，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標準狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是(　　) A．60 mL　　 B．45 mL C．30 mL　　 D．15 mL 解析 由題意可知：HNO3，由此分析可得：Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等，即n(Cu)＝2n(O2)＝2＝0.15 mol。根據(jù)質量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應可得關系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，則V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。 答案 A 二、非選擇題 8．X、Y、Z、W均為氣體單質，A、B、C均為無色氣體化合物，D、E均為白色固體，F(xiàn)在通常情況下為無色無味的液體，它們有如下的轉化關系： 請回答下列問題： (1)Y分子的電子式為________，F(xiàn)中的化學鍵類型為________。 (2)C的化學式為________。 (3)B在F中的反應可以表示為 __________________________________________________。 (4)寫出反應①的化學方程式： __________________________________________________ __________________________________________________。 解析：F為無色無味液體，應是H2O。根據(jù)反應①并結合題給信息，可以推斷其為NH4Cl和Ca(OH)2的反應；根據(jù)反應②并結合框圖轉化關系，可以推出其為NH3和O2的反應。由此可以推出：X為O2，Y為N2，Z為H2，W為Cl2，A為NO，B為NH3，C為HCl，D為NH4Cl，E為Ca(OH)2。 答案：(1) 　極性共價鍵　(2)HCl (3)NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－ (4)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 9．硝酸是極其重要的化工原料，工業(yè)上將產生的NO2在密閉容器中用水多次反復循環(huán)吸收制備硝酸。 (1)工業(yè)上用水吸收NO2生產HNO3，生成的氣體經多次氧化、吸收的循環(huán)操作充分轉化為硝酸(假定上述過程無其他損失)。試寫出上述反應的化學方程式： _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)為了證明NO也可以與氧氣和水共同反應生成HNO3，某學生設計了如圖所示裝置(有關夾持裝置已略去)。 ①檢查裝置氣密性良好后，為觀察到NO氣體生成，打開K1，關閉K2，應從U形管的長管口注入稀硝酸至______后，迅速關閉K1，觀察到U形管內的現(xiàn)象是 _____________________________________________________________________。 ②裝置Ⅲ中發(fā)生反應的化學方程式為____________________________________。 ③蘸NaOH溶液的棉花團的作用是______________________________________。 ④打開K2，至裝置Ⅱ中長玻璃管中的氣體呈無色后，打開K3，反應一段時間后，長玻璃管中并未充滿液體。設計簡單方法檢驗長玻璃管中的氣體是否含 NO__________________________________________________________________。 解析 解答本題要注意以下兩點：(1)根據(jù)實驗目的和所放置的試劑確定各裝置的作用。 (2)三個開關K1、K2、K3的開與關都對實驗起著重要作用。 答案 (1)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(或分成兩個方程式寫) (2)①U形管右側膠塞下沿　U形管左端液面高于右端，銅絲慢慢溶解，產生無色氣體，溶液逐漸變藍(至少答三點) ②2H2O22H2O＋O2↑ ③吸收氮的氧化物防止污染環(huán)境 ④再打開K3，若觀察到長玻璃管中氣體迅速變?yōu)榧t棕色，則證明余氣含NO，若無顏色變化，則證明不含NO(其他合理答案也可) 10．某同學設計如圖所示裝置用粗鐵粒與某濃度稀硝酸反應制取NO氣體。 (1)當打開開關a，關閉開關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________時關閉開關a，打開開關b，此時C中用排水法收集NO氣體。當C中收集滿氣體后，關閉開關b，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________。 (2)將a mol Fe與含b mol HNO3的稀溶液充分反應后，若硝酸的還原產物只有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的量，將結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與稀硝酸反應生成無色的NO氣體，當遇干燥管中的O2時，則轉變成紅棕色的NO2氣體，NO2用堿液吸收。當氣體再變成無色時，說明裝置中的O2已完全反應，則可用排水法收集NO。當關閉b時，A裝置中繼續(xù)產生NO，則會將干燥管中的HNO3壓入燒杯內，從而與Fe脫離，反應停止。(2)鐵與HNO3反應，可能生成Fe2＋，也可能生成Fe3＋，或二者的混合物。當鐵過量時，反應化學方程式為3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O；當HNO3過量時，反應化學方程式為Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。＝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)化學反應方程式，不難得出剩余的HNO3為(b－4a)mol。當＝時，剛好生成a mol Fe2＋，HNO3沒有剩余。當＞時，鐵過量，以HNO3計算，b mol HNO3生成Fe2＋為 mol。當＜＜時，可以分段計算，即先按反應化學方程式Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O中HNO3完全反應來計算，然后過量的鐵按Fe＋2Fe3＋===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.某化學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反應的產物。 實驗前，他們查閱有關資料得到如下信息： ①2NaNO32NaNO2＋O2↑； ②NaNO2為白色粉末狀固體，既有氧化性又有還原性； ③NaNO2溶液顯弱堿性(原因：強堿弱酸鹽的水解)。 實驗開始時，先在A裝置中加入適量的碳酸鈣和足量稀硝酸，待不再有氣體產生時，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)如何檢驗反應中是否有氧氣生成？_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (4)假如Na2O2已反應完全，為確定D中固體產物的成分，甲同學將固體溶于水后，經測定發(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)象推斷固體產物中可能含有的物質是________(填化學式)。 (5)乙同學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________(填化學式)。根據(jù)以上推測，請寫出Na2O2與NO反應的化學方程式________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析　本題探究NO與過氧化鈉的反應，實驗設計必須考慮如下因素：①產生NO時，要除盡裝置中的空氣；②裝置必須干燥，防止水與過氧化鈉反應；③排盡裝置中的二氧化碳，防止二氧化碳與過氧化鈉反應；④采取措施，防止空氣進入裝置。新信息挖掘：反應①暗示如果產物中有硝酸鈉，受熱會產生氧氣；信息②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，高錳酸鉀溶液由紅色變成無色。信息③暗示亞硝酸鈉溶液呈弱堿性，若產物溶于水呈強堿性，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已反應完全，D中固體產物溶于水，溶液顯強堿性說明含有Na2O，向溶液中加入酸性MnO4溶液，紫色褪去，說明存在還原性物質，即可能有NaNO2，D中白色固體產物密閉加熱部分變?yōu)榈S色，說明其中還有NaNO3,2NaNO32NaNO2＋O2↑、生成的O2再次把Na2O氧化為Na2O2而顯淡黃色，由此可知Na2O2與NO反應的產物有NaNO3、NaNO2和Na2O，其反應的化學方程式為：2Na2O2＋2NO===NaNO3＋NaNO2＋Na2O 答案　(1)使碳酸鈣與稀硝酸反應生成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，觀察木條是否復燃，若復燃，則說明有氧氣生成；若不復燃，說明無氧氣產生 (4)Na2O、NaNO2 (5)NaNO3　2Na2O2＋2NO===NaNO3＋NaNO2＋Na2O