2022版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時分層提升練課時分層提升練13 氮及其重要化合物

氮及其重要化合物一、選擇題1.(2019·威海模擬)氮元素在海洋中的循環(huán)是整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機(jī)氮的循環(huán)過程可如圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是()A.海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化B.海洋中的氮循環(huán)中屬于固氮作用的是③C.海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與D.向海洋排放含N的廢水會影響海洋中N的含量【解析】選D。海洋中的氮循環(huán)起始于N2→N,即起始于氮的還原,A錯誤;海洋中的氮循環(huán)中屬于固氮作用的是②,B錯誤;反硝化作用中氮元素化合價降低,被還原,反硝化作用是指將硝酸鹽還原為氮?dú)獾倪^程,不一定有O2參與,C錯誤;轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中若硝酸根離子增多,反硝化作用增強(qiáng),向海洋排放含N的廢水會影響海洋中N的含量,D正確。2.(2019·松江模擬)某同學(xué)探究氨和銨鹽的性質(zhì),下列對相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象描述正確的是 ()A.室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,比較氨水和NaOH堿性強(qiáng)弱B.將氨水緩慢滴入AlCl3溶液中,研究Al(OH)3的酸性C.將蘸有濃氨水和濃硫酸的玻璃棒相互靠近,觀察到白煙D.加熱除去NH4Cl中的少量NaHCO3【解析】選A。氨水的主要成分NH3·H2O是弱電解質(zhì),氫氧化鈉是強(qiáng)電解質(zhì),前者部分電離,后者完全電離,故通過室溫下測定等濃度氨水和NaOH溶液的pH,可比較氨水和NaOH堿性強(qiáng)弱,A正確;由于NH3·H2O是弱堿,Al(OH)3不能溶于氨水中,故無法驗(yàn)證Al(OH)3的酸性,B錯誤;濃硫酸無揮發(fā)性,無法觀察到白煙,C錯誤;NH4Cl受熱也會分解,故不可采用加熱法除雜,D錯誤。3.(2019·成都模擬)碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如圖所示),下列有關(guān)說法不正確的是 ()A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇B.在Z導(dǎo)管出來的氣體中有二氧化碳C.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇D.在Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn)【解析】選A。X是CO2和SO2的混合氣體,Y是NO2氣體。在BaCl2溶液中,NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO。HNO3將SO2氧化成H2SO4,進(jìn)而與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4沉淀。溶液呈酸性;CO2和NO兩種氣體從Z導(dǎo)管逸出,NO遇氧氣生成紅棕色的NO2。4.(2019·煙臺模擬)已知HNO2在低溫下較穩(wěn)定,酸性比醋酸略強(qiáng),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范圍>7<7產(chǎn)物NNO、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N+ClO-N+Cl-B.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(lán)色【解析】選B。由表中數(shù)據(jù)知,堿性條件下,HNO2可被氧化為N,而ClO-有強(qiáng)氧化性,A正確;HNO2的酸性比碳酸強(qiáng)但比硫酸弱,故CO2不能與亞硝酸鹽作用而硫酸能,B錯、C正確;酸性條件下,NaNO2有氧化性,而I-具有強(qiáng)還原性,N能將I-氧化成I2,D正確。二、非選擇題5.(2019·海南高考)干燥的二氧化碳和氨氣反應(yīng)可生成氨基甲酸銨固體,化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH<0在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制備氨基甲酸銨的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,回答下列問題:(1)裝置1用來制備二氧化碳?xì)怏w:將塊狀石灰石放置在試管中的帶孔塑料板上,漏斗中所加試劑為__________________;

裝置2中所加試劑為____________。

(2)裝置4中試劑為固體NH4Cl和Ca(OH)2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________;試管口不能向上傾斜的原因是______________________。裝置3中試劑為KOH,其作用為__________________________________________________。

(3)反應(yīng)時三頸瓶需用冷水浴冷卻,其目的是

__________________________。

【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室用石灰石與鹽酸反應(yīng)制取CO2,裝置2中盛放濃硫酸的目的是干燥CO2。(2)實(shí)驗(yàn)室用銨鹽與堿反應(yīng)制取NH3,該反應(yīng)同時有水生成,所以試管口應(yīng)向下傾斜,防止水倒流使試管炸裂。NH3顯堿性,故用堿性物質(zhì)干燥NH3。(3)生成氨基甲酸銨固體反應(yīng)的ΔH<0,反應(yīng)放熱,故降溫有利于生成氨基甲酸銨。答案:(1)鹽酸濃硫酸(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O防止試管口部有水凝結(jié)流回試管底部,導(dǎo)致試管炸裂干燥NH3(3)反應(yīng)放熱,降低溫度,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行6.氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。(1)①氮?dú)庥糜诠I(yè)合成氨,寫出氮?dú)獾碾娮邮?

_______________________;

②NH3的穩(wěn)定性比PH3________(填寫“強(qiáng)”或“弱”)。

(2)如圖所示,向培養(yǎng)皿中央的NaOH固體上滴幾滴濃氨水,迅速用一表面皿扣在上面,觀察現(xiàn)象。①濃鹽酸液滴附近會出現(xiàn)白煙,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

②濃硫酸液滴上方?jīng)]有明顯現(xiàn)象,一段時間后濃硫酸的液滴中有白色固體,該固體可能是________(寫化學(xué)式,一種即可)。

③FeSO4液滴中先出現(xiàn)灰綠色沉淀,過一段時間后變成紅褐色,發(fā)生的反應(yīng)包括Fe2++2NH3·H2OFe(OH)2↓+2N和________________________。

(3)空氣吹脫法是目前消除NH3對水體污染的重要方法。在一定條件下,向水體中加入適量NaOH可使NH3的脫除率增大,用平衡移動原理解釋其原因:

__________________________________________。

(4)在微生物作用下,蛋白質(zhì)在水中分解產(chǎn)生的氨氣能夠被氧氣氧化生成亞硝酸(HNO2),反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________,若反應(yīng)中有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,生成亞硝酸的質(zhì)量為________g(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位有效數(shù)字)。

【解析】(1)①氮?dú)怆娮邮街写嬖谌I;②根據(jù)非金屬性的判斷依據(jù)“非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定”,很容易判斷出NH3的穩(wěn)定性強(qiáng)于PH3。(2)①根據(jù)現(xiàn)象寫方程式;②氨氣溶于濃硫酸,能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4;③根據(jù)現(xiàn)象寫方程式,氫氧化亞鐵被氧氣氧化為氫氧化鐵:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(3)氨氣在水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,加入NaOH后OH-濃度增大,平衡逆向移動,故有利于氨氣的逸出。(4)由方程式可看出,每當(dāng)生成1molHNO2,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol,當(dāng)有0.3mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時,生成亞硝酸0.05mol,即2.35g。答案:(1)②強(qiáng)(2)①NH3+HClNH4Cl②NH4HSO4或[(NH4)2SO4]③4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)氨氣在水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,加入NaOH后OH-濃度增大平衡逆向移動,故有利于氨氣的脫除(4)2NH3+3O22HNO2+2H2O2.35一、選擇題1.關(guān)于氮的變化關(guān)系圖如下:則下列說法不正確的是 ()A.路線①②③是工業(yè)生產(chǎn)硝酸的主要途徑B.路線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷電固氮生成硝酸的主要途徑C.上述所有反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)D.氮?dú)庠谧懔康难鯕庵型ㄟ^一步反應(yīng)可生成NO2【解析】選D。氮?dú)夂脱鯕庠诜烹姉l件下反應(yīng)生成NO,NO與O2轉(zhuǎn)化為NO2,即氮?dú)馀c氧氣不能一步轉(zhuǎn)化為NO2。2.(2019·萊蕪模擬)已知化學(xué)反應(yīng):①2NO+2CON2+2CO2,②NO2+SO2NO+SO3。下列說法正確的是 ()A.反應(yīng)①可用于汽車尾氣處理,NO是還原劑,CO2是氧化產(chǎn)物B.反應(yīng)②是非氧化還原反應(yīng),反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變C.反應(yīng)②中,NO2的氧化性比SO2的氧化性強(qiáng)D.利用上述兩反應(yīng)處理尾氣,能達(dá)到保護(hù)環(huán)境要求【解析】選C。反應(yīng)①中氮元素的化合價由+2價降為0,被還原NO作氧化劑,A錯誤;反應(yīng)②中,氮、硫元素的化合價均發(fā)生了變化,為氧化還原反應(yīng),B錯誤;反應(yīng)②中的產(chǎn)物NO、SO3均是污染物,D錯誤。3.(2019·湘潭模擬)NH3是一種重要的化工原料,可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列有關(guān)表述正確的是 ()A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NO2與水反應(yīng)時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶1C.NH3和NO2在一定條件下可發(fā)生氧化還原反應(yīng)D.利用上述關(guān)系制取NaHCO3的操作為:向飽和NaCl溶液中依次通入過量的CO2、NH3,然后過濾得到NaHCO3【解析】選C。NaHCO3不是化肥,A項(xiàng)錯誤;氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,B項(xiàng)錯誤;制NaHCO3時是向飽和NaCl溶液中依次通入NH3和CO2,D項(xiàng)錯誤。4.(2019·南寧模擬)銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸,若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mLNO2氣體和336mLN2O4氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),在反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量為 ()A.9.02gB.8.51gC.8.26gD.7.04g【解析】選B。n(NO2)=0.2mol,n(N2O4)=0.015mol,由HNO3轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2、N2O4過程中得電子數(shù)為n=0.2mol+0.015mol×2=0.23mol。由得失電子守恒知:2n(Cu)+2n(Mg)=0.23mol,那么Cu2+和Mg2+所結(jié)合的OH-的物質(zhì)的量為0.23mol,因此沉淀的質(zhì)量為m=4.6g+0.23mol×17g·mol-1=8.51g。【加固訓(xùn)練】將Mg、Cu組成的mg混合物投入適量稀硝酸中恰好完全反應(yīng),固體完全溶解時收集到的還原產(chǎn)物NO氣體為0.896L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),向反應(yīng)后的溶液中加入2mol·L-1NaOH溶液60mL時金屬離子恰好沉淀完全,則形成沉淀質(zhì)量為()A.(m+2.28)g B.(m+2.04)gC.(m+3.32)g D.(m+4.34)g【解析】選B。利用守恒法解答當(dāng)金屬離子恰好沉淀時,m(沉淀)=m(金屬)+m(OH-),守恒的巧妙之處在于,n(OH-)=n(金屬失電子)=n(NO得到的電子)=3×=0.12mol,m(沉淀)=m(金屬)+m(OH-)=mg+0.12×17g=(m+2.04)g,B正確。二、非選擇題5.亞硝酸鈉(NaNO2)是重要的防腐劑。實(shí)驗(yàn)室以木炭、濃硝酸、水和銅為原料制取的一氧化氮與過氧化鈉反應(yīng)制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示(部分夾持裝置略)。已知:室溫下,①2NO+Na2O22NaNO2;②3NaNO2+3HCl3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;③酸性條件下,NO或N都能與Mn反應(yīng)生成N和Mn2+。完成下列填空:(1)寫出濃硝酸與木炭反應(yīng)的化學(xué)方程式

_____________________________。

(2)B中觀察到的主要現(xiàn)象是有無色氣體產(chǎn)生和______________,D裝置的作用是__

_______________________________________________________________。

(3)檢驗(yàn)C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉的方法是

_____________________________。

(4)經(jīng)檢驗(yàn)C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉,為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物應(yīng)在B、C裝置間增加裝置,則該裝置中盛放的藥品名稱是________。

(5)將1.56g過氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉,理論上至少需要木炭________g。

【解析】(1)裝置A中,濃硝酸和木炭在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化氮、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O。(2)裝置B中發(fā)生的反應(yīng)是A裝置生成的二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮:3NO2+H2O2HNO3+NO,硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水,所以反應(yīng)現(xiàn)象為溶液變藍(lán),銅片溶解;NO在裝置C中與Na2O2反應(yīng)制備NaNO2,最后通過酸性高錳酸鉀溶液除去剩余的一氧化氮,防止污染空氣。(3)將生成物置于試管中,加入稀鹽酸,若產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色,則C中產(chǎn)物有亞硝酸鈉。(4)生成碳酸鈉是由于二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生反應(yīng),生成氫氧化鈉是由于水蒸氣和過氧化鈉發(fā)生反應(yīng),所以要避免生成碳酸鈉和氫氧化鈉,應(yīng)除去二氧化碳和水蒸氣,因此可在B、C裝置間增加盛有堿石灰的裝置。(5)1.56g過氧化鈉的物質(zhì)的量是=0.02mol,則根據(jù)2NO+Na2O22NaNO2可知需要NO0.04mol。濃硝酸轉(zhuǎn)化為NO,得到3個電子,因此生成0.04molNO需要得到0.12mol電子,碳在反應(yīng)中失去4個電子,所以需要碳的物質(zhì)的量是0.12mol×=0.03mol,其質(zhì)量是0.03mol×12g·mol-1=0.36g。答案:(1)C+4HNO3(濃)CO2↑+4NO2↑+2H2O(2)銅片逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{(lán)色吸收未反應(yīng)的NO(3)取樣,加入稀鹽酸,產(chǎn)生無色氣體,遇到空氣變?yōu)榧t棕色(4)堿石灰(5)0.366.(2019·北京海淀區(qū)模擬)某校課外活動小組為了探究銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的是NO氣體,設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(已知NO、NO2能與NaOH溶液反應(yīng)):(1)設(shè)計裝置A的目的是______________,為達(dá)