新教材適用2023-2024學(xué)年高中化學(xué)專(zhuān)題7氮與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展第2單元重要的含氮化工原料課后習(xí)題蘇教版必修第二冊(cè)

第二單元重要的含氮化工原料基礎(chǔ)鞏固1.下列關(guān)于氨的敘述錯(cuò)誤的是()。A.氨易液化,因此可用來(lái)作制冷劑B.氨極易溶于水,因此用水吸收氨氣時(shí)要防止倒吸C.氨極易溶于水,因此氨水比較穩(wěn)定(不容易分解)D.氨溶解于水中所得溶液顯弱堿性,可使酚酞溶液變紅答案:C解析:氨氣極易溶于水,但氨水中的NH3·H2O不穩(wěn)定,容易分解放出氨氣,C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列操作不能用于檢驗(yàn)NH3的是()。A.氣體能使?jié)駶?rùn)的酚酞試紙變紅B.氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)C.氣體與濃硫酸反應(yīng)生成銨鹽D.氣體與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生白煙答案:C解析:A、B選項(xiàng)所敘述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能證明被檢驗(yàn)的是堿性氣體,即氨氣。NH3與揮發(fā)性酸所產(chǎn)生的氣體接觸時(shí),能生成相應(yīng)的銨鹽,產(chǎn)生白煙,如與HCl、HNO3、HBr等氣體接觸都產(chǎn)生白煙。3.(雙選)如圖所示裝置中,干燥燒瓶中盛有某種氣體,燒杯和滴管內(nèi)盛放某種溶液。擠壓膠頭滴管,下列與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符的是()。A.Cl2(飽和食鹽水)無(wú)色噴泉B.NH3(H2O,含石蕊試液)藍(lán)色噴泉C.HCl(H2O,含石蕊試液)紅色噴泉D.SO2(NaOH溶液)紅色噴泉答案:AD解析:Cl2在飽和食鹽水中的溶解度較小,不能形成噴泉,A項(xiàng)與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符;NH3、HCl極易溶于水,能形成噴泉;SO2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)也會(huì)使燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小,形成無(wú)色噴泉。4.下列關(guān)于氨水的敘述正確的是()。A.氨水顯堿性,是因?yàn)榘彼且环N強(qiáng)堿B.氨水和液氨成分相同C.氨水中物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3(除水外)D.1mol·L-1的氨水指在1L溶液中含NH3、NH3·H2O、NH4+答案:D解析:溶于水的氨氣大部分與水反應(yīng)生成NH3·H2O,所以除水外,物質(zhì)的量濃度最大的粒子是NH3·H2O;NH3·H2O是一種弱堿,在水中發(fā)生部分電離使溶液呈堿性;氨水中共含有六種微粒,分別是H2O、NH3、NH3·H2O、NH4+、OH-和少量的H+,是一種混合物5.下列現(xiàn)象或反應(yīng)中,HNO3既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性的是()。A.使紫色石蕊試液變紅B.與銅反應(yīng)C.與Na2CO3溶液反應(yīng)D.與C單質(zhì)混合共熱時(shí)生成CO2和NO2答案:B解析:A項(xiàng)中HNO3只表現(xiàn)出酸性;B項(xiàng)中HNO3與銅反應(yīng)生成NOx氣體和Cu(NO3)2,HNO3既表現(xiàn)出酸性又表現(xiàn)出氧化性;C項(xiàng)中HNO3與Na2CO3反應(yīng)時(shí)生成CO2氣體和NaNO3,HNO3只表現(xiàn)出酸性;D項(xiàng)中HNO3只表現(xiàn)出氧化性。6.將相同質(zhì)量的銅分別與過(guò)量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng),下列敘述正確的是()。A.反應(yīng)速率:兩者相同B.消耗HNO3的物質(zhì)的量:前者大,后者小C.反應(yīng)生成氣體的顏色:前者淺,后者深D.反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù):前者多,后者少答案:B解析:HNO3濃度越大,反應(yīng)速率越大。Cu與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,等質(zhì)量的Cu分別與濃硝酸、稀硝酸完全反應(yīng)時(shí),耗酸量前者大,還原產(chǎn)物前者NO2為紅棕色氣體,后者NO為無(wú)色氣體,而氧化產(chǎn)物都為Cu(NO3)2,反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等。7.將1.92g銅粉投入一定量濃硝酸中,隨著銅粉的溶解,反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺,當(dāng)銅粉完全溶解后共收集到由NO2和NO組成的混合氣體1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定),則混合氣體中NO的體積為()。A.112mL B.1008mLC.224mL D.448mL答案:A解析:標(biāo)準(zhǔn)狀況下,混合氣體的總物質(zhì)的量為1.12L22.4L·mol-1=0.05mol,1.92g銅粉的物質(zhì)的量為0.03mol。設(shè)NO的物質(zhì)的量為n1mol,則NO2的物質(zhì)的量為(0.05-n1)mol,根據(jù)得失電子守恒得3n1+(0.05-n1)×1=0.03×2,解得n1=0.005,V(NO)=0.005mol×8.硝酸銨是一種常用的化肥,其工業(yè)生產(chǎn)流程如下,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)寫(xiě)出反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

(2)吸收塔C中通入空氣的目的是;C、D兩個(gè)反應(yīng)容器中發(fā)生的反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)的是(填反應(yīng)容器代號(hào))。

(3)濃硝酸一般保存在棕色試劑瓶里,并放置在陰涼處,用化學(xué)方程式解釋原因:

。

(4)金屬銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為

。

(5)工業(yè)上為了儲(chǔ)運(yùn)濃硝酸,最好選擇作為罐體材料。

A.銅 B.鉑C.鋁 D.鎂(6)為了避免尾氣中的氮氧化物污染環(huán)境,工業(yè)上常用Na2CO3吸收尾氣,發(fā)生的反應(yīng)為NO+NO2+Na2CO32NaNO2+CO2,2NO2+Na2CO3NaNO2+NaNO3+CO2;將標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8L僅含NO和NO2混合氣體的尾氣通入Na2CO3溶液中,尾氣被完全吸收,則消耗的Na2CO3的物質(zhì)的量為mol。

答案:(1)4NH3+5O24NO+6H2O(2)將一氧化氮氧化成二氧化氮C(3)4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O(4)3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2(5)C(6)1解析:由NH4NO3的工業(yè)生產(chǎn)流程可知,N2與H2在鐵砂網(wǎng)的作用下反應(yīng)產(chǎn)生NH3,NH3在Pt-Rh合金作用下加熱被空氣中的O2氧化為NO和水,NO在吸收塔中與O2反應(yīng)產(chǎn)生NO2,NO2被水吸收得到HNO3和NO。HNO3與NH3作用生成NH4NO3。(1)反應(yīng)容器B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。(2)在吸收塔C中通入空氣的目的是將NO氧化成NO2;在C中發(fā)生反應(yīng):2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO。在D中發(fā)生反應(yīng):HNO3+NH3NH4NO3。前兩個(gè)反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),第三個(gè)反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。所以發(fā)生氧化還原反應(yīng)的容器為C。(3)濃硝酸不穩(wěn)定,光照容易分解,溫度越高越容易分解,為防止?jié)庀跛岬姆纸?常把濃硝酸保存在棕色試劑瓶中,放在冷暗處。分解的化學(xué)方程式為4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。(4)硝酸有強(qiáng)氧化性,不僅能把活潑的金屬氧化,還能把不活潑的金屬如Cu氧化。金屬Cu與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O(5)硝酸具有強(qiáng)氧化性,能氧化除金、鉑以外的大多數(shù)金屬,常溫下,鐵、鋁在濃硝酸中鈍化而不能進(jìn)一步被氧化,由于鉑是貴重金屬,所以工業(yè)上為了儲(chǔ)運(yùn)濃硝酸最好選擇鋁作為罐體材料。(6)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,44.8LNO和NO2混合氣體的物質(zhì)的量為44.8L22.4L·mol-1=2mol,由N原子守恒可知,NaNO2和NaNO3的物質(zhì)的量之和為2mol,由Na原子守恒可知,消耗Na9.噴泉是一種常見(jiàn)的現(xiàn)象,其產(chǎn)生的原因是存在壓強(qiáng)差。(1)在圖Ⅱ的錐形瓶中,分別加入足量的下列物質(zhì)后,能產(chǎn)生噴泉的是。

A.Cu與稀鹽酸B.NaHCO3與NaOH溶液C.CaCO3與稀硫酸D.NH4HCO3與稀鹽酸(2)比較圖Ⅰ和圖Ⅱ兩套裝置,從產(chǎn)生噴泉的原理來(lái)分析,圖Ⅰ是(填“增大”或“減小”,下同)上部燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng);圖Ⅱ是下部錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)。城市中常見(jiàn)的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述(填“圖Ⅰ”或“圖Ⅱ”)裝置中的原理相似。

(3)某同學(xué)積極思考噴泉實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用,設(shè)計(jì)了如圖Ⅲ所示的裝置。①如果關(guān)閉止水夾c,打開(kāi)止水夾a、b,再擠壓膠頭滴管。則可能出現(xiàn)的現(xiàn)象為

。

②在①操作的基礎(chǔ)上,打開(kāi)止水夾c,產(chǎn)生的現(xiàn)象是

。

答案:(1)D(2)減小增大圖Ⅱ(3)①盛有NH3的集氣瓶中產(chǎn)生大量的白煙②兩燒瓶中同時(shí)產(chǎn)生噴泉解析:(1)分析四個(gè)選項(xiàng),只有D項(xiàng)能產(chǎn)生大量的氣體,使錐形瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)明顯增大,將液體壓入燒瓶而產(chǎn)生噴泉。(2)對(duì)形成噴泉的可能原因進(jìn)行歸納和總結(jié),圖Ⅰ是因?yàn)闊績(jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)突然減小而產(chǎn)生壓強(qiáng)差,形成噴泉。圖Ⅱ則是因?yàn)橄虏垮F形瓶?jī)?nèi)的氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生壓強(qiáng)差,形成噴泉?，F(xiàn)實(shí)生活中的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與圖Ⅱ原理相似。(3)圖Ⅲ裝置中如果關(guān)閉止水夾c,打開(kāi)止水夾a、b,再擠壓膠頭滴管,氨氣溶解,右側(cè)燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小,左側(cè)燒瓶?jī)?nèi)的HCl進(jìn)入右側(cè)燒瓶,發(fā)生反應(yīng)NH3+HClNH4Cl,在燒瓶中產(chǎn)生大量的白煙,左右兩個(gè)燒瓶壓強(qiáng)急劇減小,此時(shí)打開(kāi)止水夾c,則兩個(gè)燒瓶中同時(shí)產(chǎn)生噴泉。能力提升1.同溫同壓下,兩個(gè)等體積的干燥圓底燒瓶中分別充滿①NH3、②NO2,進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),經(jīng)充分反應(yīng)后,燒瓶?jī)?nèi)溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為()。A.①>② B.①<②C.①=② D.不能確定答案:C解析:設(shè)燒瓶容積為aL,并假設(shè)氣體都處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下。①中物質(zhì)的量濃度為aL22.4L·mol②中發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O2HNO3+NO,所得溶液中n(HNO3)=a22.4×23mol,V則②中物質(zhì)的量濃度為a22.4×2323amol·L-1=2.已知某溶液中存在較多的H+、SO42-、NO3-,A.Al3+、CH3COO-、Cl- B.Na+、NH4+、C.Mg2+、Cl-、Fe2+ D.Mg2+、Cu2+、Br-答案:B解析:有H+、NO3-,相當(dāng)于有了HNO3,溶液具有強(qiáng)氧化性,能氧化Fe2+、Br-等離子,所以C、D不正確。A中CH3COO-不能與H+大量共存,所以選擇3.工業(yè)上常利用反應(yīng)3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl檢查氯氣管道是否漏氣。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()。A.若管道漏氣,遇氨就會(huì)產(chǎn)生白煙B.該反應(yīng)利用了Cl2的氧化性C.該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)D.生成1molN2有6mol電子轉(zhuǎn)移答案:C解析:若管道漏氣,遇氨就會(huì)產(chǎn)生白煙,A項(xiàng)正確;由于氯氣中氯元素的化合價(jià)降低,所以氯氣是氧化劑,B項(xiàng)正確;通過(guò)分析反應(yīng)前后的化合價(jià)變化,可知該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;氮元素的化合價(jià)由-3價(jià)升高到0價(jià),所以生成1molN2,有6mol電子轉(zhuǎn)移,D項(xiàng)正確。4.下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述中,不正確的是()。A.將銅片投入稀硝酸中,產(chǎn)生大量紅棕色的氣體B.將鐵片投入冷的稀硝酸中,鐵片溶解C.充滿NO2的試管倒立在水槽中,試管內(nèi)氣體的顏色變淺D.打開(kāi)濃硝酸瓶蓋,有大量白霧生成答案:A解析:A項(xiàng),Cu與稀硝酸反應(yīng)生成的NO是無(wú)色氣體;B項(xiàng),Fe在稀硝酸中能溶解;C項(xiàng),NO2與H2O反應(yīng)生成NO,顏色變淺;D項(xiàng),濃硝酸具有揮發(fā)性,與空氣中的水蒸氣結(jié)合產(chǎn)生白霧。5.向一由Fe、Cu組成的混合粉末中加入一定量的稀硝酸,充分反應(yīng)后剩余金屬m1g,再向其中加入一定量的稀硫酸,充分振蕩后余下金屬m2g。則m1和m2之間的關(guān)系是()。A.m1一定大于m2 B.m1可能等于m2C.m1可能小于m2 D.m1一定等于m2答案:A解析:鐵和銅都與硝酸反應(yīng)生成硝酸鹽,充分反應(yīng)后剩余金屬的質(zhì)量為m1g,剩余金屬中一定含Cu,可能還含F(xiàn)e;再加入硫酸,提供了氫離子,在酸性條件下,硝酸鹽中的硝酸根具有強(qiáng)氧化性,能夠繼續(xù)與剩余金屬反應(yīng),所以m1>m2。6.某校課外活動(dòng)小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體主要是NO而設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關(guān)閉狀態(tài)),F是一半空的注射器。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)設(shè)計(jì)裝置A的目的是

。

(2)在完成(1)中的“操作”后,將裝置B中銅絲插入稀硝酸并微熱之,觀察到裝置B中的現(xiàn)象是;B中反應(yīng)的離子方程式為。

(3)裝置E和F的作用是;為實(shí)現(xiàn)此作用,其操作方法是。

(4)裝置D的作用是吸收多余的氮氧化物,兼有的功能。

(5)將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L。①NO的體積為L(zhǎng),NO2的體積為L(zhǎng)。

②參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量是。

③待產(chǎn)生的氣體全部釋放后,向溶液中加入VmLamol·L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化成沉淀,則原硝酸的濃度為mol·L-1。

答案:(1)產(chǎn)生CO2,趕走裝置中的空氣,防止因NO與O2反應(yīng)生成NO2而產(chǎn)生干擾(2)銅絲表面產(chǎn)生氣泡,稀硝酸液面上方仍為無(wú)色,溶液變藍(lán)3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2(3)驗(yàn)證NO的生成將注射器中的空氣推入E中,若氣體變?yōu)榧t棕色則說(shuō)明生成了NO(4)防止倒吸(5)①5.85.4②1.52mol③aV解析:(5)①n(Cu)=32.64g64g·mol-1=0.51mol,設(shè)混合氣體中根據(jù)氣體的總體積為11.2L,有:x+y=0.5mol;根據(jù)得失電子守恒有:3x+y=0.51mol×2,該式中,左邊為N得電子數(shù),右邊為Cu失電子數(shù),得失電子數(shù)相等。(重要的隱含條件!)解方程組得:x=0.26mol,y=0.24mol。則V(