专题7第二单元重要的含氮化工原料同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.利用由Fe和Cu组成的合金进行分组实验(气体体积均折算为标准状况下,计算时忽略溶液体积的变化):
①取mg合金加入200mL稀硫酸(足量)中,得到2.24L气体a;
②另取mg合金滴加2.4mol L-1稀硝酸至无气体生成,共收集到6.72L无色气体b,将全部气体b与一定量O2分多次通入蒸馏水中,气体无剩余。
下列说法正确的是
A.m=18.4 B.实验①反应后的溶液中,c(Fe2+)=1.0mol L-1
C.实验②中,气体b消耗O2的体积为2.52L D.实验②中,稀硝酸的体积至少为500mL
2.在指定条件下,下列选项所示的物质间转化能实现的是
A. B.稀硝酸
C. D.
3.短周期主族元素A、B、C、D,原子序数依次增大。A、C的原子序数的差为8,A、B、C三种元素原子的最外层电子数之和为15,B原子最外层电子数等于A原子最外层电子数的一半。下列叙述正确的是
A.原子半径: B.常温B单质下不与浓硫酸反应
C.A、C的氢化物稳定性,A更稳定 D.元素D在周期表中位于第三周期第ⅥA族
4.下列离子方程式书写不正确的是
A.稀溶液中通入过量:
B.氯化铵溶液中加入氢氧化钠溶液加热:
C.和浓盐酸制取:(浓)
D.铜粉加入稀硝酸溶液中:
5.某同学进行有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示:
下列说法正确的是
A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2
B.NO2能和NaOH反应,因此是酸性氧化物
C.由上述实验得出结论:常温下,Cu既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
D.③中反应的化学方程式:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4=4CuSO4+2NO↑+4H2O
6.下列试剂的保存错误的是
A.金属钠保存在煤油中 B.氢氧化钠溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
C.新制氯水用无色的广口瓶保存 D.硝酸保存在棕色细口瓶中
7.向溶液中滴加稀盐酸,观察到的现象是
A.溶液由浅绿色变为黄色
B.先生成白色沉淀,后变成灰绿色,最后变成红褐色
C.溶液中产生红褐色沉淀
D.溶液的浅绿色加深
8.完成下列实验所用仪器或操作合理的是
A B C D
存放浓硝酸 排空气法收集气体 向容量瓶中转移溶液 稀释浓硫酸
A.A B.B C.C D.D
9.下列离子方程式书写正确的是
A.稀硝酸与过量的铁屑反应:
B.和氢氧化钠溶液反应:
C.和水反应:
D.向溶液中通入气体:
10.明代《徐光启手迹》记载了制备王水的方法,其主要流程如图所示(水蒸气等部分产物已省略),下列说法中正确的是
A.X不能使酸性溶液褪色 B.操作1的名称为蒸馏
C.流程中涉及的均为非氧化还原反应 D.步骤ⅱ能在铁容器中进行
11.实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质,能达到实验目的的是
A.用装置甲制取氨气 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性 D.用装置丁吸收尾气
12.氮及其化合物“价-类”二维图如图。下列说法正确的是
A.a氧化为b是工业制硝酸的重要反应
B.自然界中可实现b到c的转化
C.b与过量反应可直接生成d
D.可用NaOH溶液吸收尾气中的c防止空气污染
13.用以下三种途径制取相同质量的硝酸铜,下列叙述不正确的是
①铜与浓硝酸反应 ②铜与稀硝酸反应 ③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应
A.对环境造成的危害:③最小
B.所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③
C.三种途径所消耗的铜的质量相同
D.铜与浓硝酸反应速率最快,故制取硝酸铜的最佳方案是①
14.铜与一定量浓硝酸恰好完全反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,将这些气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,消耗NaOH溶液的体积是
A.60 mL B.45 mL C.30 mL D.15 mL
15.如图所示,下列气体a和液体b的组合中不可以进行喷泉实验的是
A.氯化氢、水 B.氨气、硫酸铜溶液
C.二氧化碳、氢氧化钠溶液 D.一氧化氮、氢氧化钠溶液
二、填空题
16.向盛有水的烧杯中加入固体,得到溶液①,再向溶液①中通入气体,得到溶液②。
(1)用文字描述溶液②的组成,并在图中标示出来_________。
(2)你认为可以通过哪些实验研究溶液②的性质?请标注在上图中______。
(3)向溶液②中加入固体,发现溶液呈黄色,请分析溶液呈黄色的可能原因________。
17.工业上硝酸的制备和自然界中硝酸的生成既有相同的地方,又有区别。线路①②③是工业生产硝酸的主要途径,线路I、II、III是雷电固氮过程中硝酸的产生途径。
(1)写出各变化的化学方程式,如果属于氧化还原反应,指出其中的氧化剂和还原剂____、____、____、____、____。
(2)硝酸生产过程中排放出来的一氧化氮是大气污染物之一。目前有一种治理方法,是在400℃左右且有催化剂存在的条件下,用氨把一氧化氮还原成可直接排入大气的无色无毒气体。请写出有关反应的化学方程式____。
三、元素或物质推断题
18.如下图所示,图中每一方框表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体。请填写下列空白:
(1)物质X可以是___________,C是___________,F是___________,G是___________。
(2)反应①的化学方程式是___________。反应②的化学方程式是___________。
19.A、B、C是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如图1所示(部分反应条件及产物略去)。
(1)若A是一种黄色单质固体,则B→C的化学方程式为___________。
(2)若C是红棕色气体,A可能是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。如图2所示是实验室制取A气体的装置,请结合所学知识,回答下列问题:
①收集A的方法是___________,验证A是否已经收集满的方法是___________(任写一种)。
②写出实验室制取A的化学方程式___________。
③若有5.35g氯化铵参加反应,则产生的A气体在标准状况下的体积为___________L。
④试写出C与水反应的化学方程式___________,反应可得到酸X。如图3所示,足量X的浓溶液与Cu反应,写出烧瓶中发生反应的离子方程式___________。实验完毕后,试管中收集到的气体的主要成分为___________(写化学式)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.D
【分析】实验①发生的反应为,得到,说明;实验②发生的反应为、,共得到0.3molNO,由铁反应生成的NO为0.1mol,因此由铜反应生成的NO为0.2mol,。
【详解】A.,,则,A项错误;
B.实验①反应后的溶液中,,B项错误;
C.实验②中得到0.3molNO,将NO与足量氧气通入水中,气体无剩余,发生反应:,需要0.225mol氧气,即5.04L,C项错误;
D.结合分析可知:实验②中因反应消耗的,,因此稀硝酸的体积至少为500mL,D项正确;
答案选D。
2.C
【详解】A.NO和水不反应,故不选A;
B.稀硝酸和铜反应生成NO气体,故不选B;
C.NO和CO在催化剂作用下生成N2、CO2,选C;
D.臭氧具有强氧化性,NO2和O3反应不可能生成N2,故不选D;
选C。
3.C
【分析】短周期主族元素A、B、C、D原子序数依次增大,B原子最外层电子数等于A原子最外层电子数的一半,则A原子最外层电子数为偶数,A、C的原子序数的差为8,则A、C为同主族元素,A、B、C三种元素原子的最外层电子数之和为15,令B原子最外层电子数为x,则x+2x+2x=15,解得x=3,故A、C的最外层电子数为6,A为O元素,C为S元素,B的原子序数大于氧元素,最外层电子数为3,故B为Al元素,D的原子序数最大,故D为Cl元素。
【详解】A.同周期自左而右原子半径减小,电子层越多原子半径越大,故原子半径Al>S>Cl>O,即B>C>D>A,A错误;
B.常温下铝在浓硝酸中钝化,发生了化学反应生成了铝的氧化物,B错误;
C.元素的非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性:O>S,则O的氢化物更稳定,C正确;
D.氯元素原子序数是17,在周期表中位于第三周期第VIIA族,D错误;
故选C。
4.C
【详解】A.稀溶液中通入过量生成碳酸氢钠:,A正确;
B.氯化铵溶液中加入氢氧化钠溶液加热生成氨气和水:,B正确;
C.盐酸为强酸,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水:,C错误;
D.铜粉加入稀硝酸溶液中生成硝酸铜和一氧化氮和水:,D正确;
故选C。
5.D
【详解】A.稀硝酸与铜反应生成一氧化氮和硝酸铜,稀硝酸被还原为一氧化氮,故A错误;
B.NO2与NaOH反应生成NaNO3、NaNO2和H2O,但生成的盐是两种,且发生元素化合价的变化,所以NO2不是酸性氧化物,故B错误;
C.实验①-③中,由于在滴加稀硫酸前,溶液中含有硝酸根离子,滴加稀硫酸后,使得硝酸根的氧化性增强,从而将剩余的铜氧化,因此只能说明稀硝酸能与铜反应。而在实验2中,最开始在铜片中滴加稀硫酸时,试管中没有明显的反应现象,说明铜不会与稀硫酸反应,故C错误;
D.在实验③中,滴加稀硫酸后增强了硝酸根的氧化性,从而将剩余的铜氧化,因此反应的化学方程式为:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4=4CuSO4+2NO↑+4H2O,故D正确;
故选D。
6.C
【详解】A.金属钠在空气中易被氧化,需隔绝空气,钠与煤油不反应且密度比煤油大,通常保存在煤油中,A正确;
B.氢氧化钠溶液能与二氧化硅反应,生成的硅酸钠能将瓶塞与瓶口黏合,所以盛放氢氧化钠溶液试剂瓶不能用磨口玻璃塞,B正确;
C.新制氯水中的次氯酸见光易分解,所以应盛放在棕色的细口瓶保存,C错误;
D.硝酸见光易分解,所以硝酸应保存在棕色细口瓶中,D正确;
故选C。
7.A
【详解】A.NO(H+)具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,溶液颜色由浅绿色变为黄色,故A符合题意;
B.硝酸亚铁与稀盐酸反应得到Fe3+和NO,没有沉淀产生,故B不符合题意;
C.根据B选项分析,没有沉淀产生,故C不符合题意;
D.根据A选项分析,浅绿色变为黄色,故D不符合题意;
答案为A。
8.C
【详解】A.浓硝酸能腐蚀橡胶,因此盛放浓硝酸用玻璃塞,不应用橡胶塞,故A错误;
B.NO能与氧气反应生成NO2,因此收集NO气体,常用排水法收集,故B错误;
C.向容量瓶中转移溶液,需要用玻璃棒引流,且玻璃棒下端在刻度线下方,故C正确;
D.因硫酸的密度大于水,且硫酸溶于水放热,因此为了防止受热不均,导致液体飞溅,应将浓硫酸沿烧杯内壁倒入水中,且边加边搅拌,故D错误;
答案为C。
9.D
【详解】A.稀硝酸与过量的铁屑反应生成亚铁离子,应为:,故A错误;
B.离子方程式元素不守恒,应为:,故B错误;
C.过氧化钠为氧化物,书写离子方程式时,不可拆开,应为:,故C错误;
D.碳酸钠与二氧化碳和水可以反应生成碳酸氢钠,故D正确;
故选D。
10.B
【详解】A.由题意,Fe元素化合价升高,故部分硫元素化合价降低,X的化学式应为SO2,SO2具有还原性能使酸性溶液褪色,故A错误;
B.操作1后得到硝酸,该过程中制取硝酸是利用了硝酸易挥发的性质,则操作1的名称为蒸馏,故B正确;
C.步骤i中煅烧绿矾生成SO2过程中,S、Fe的化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C错误;
D.王水是浓硝酸和浓盐酸按体积比=1:3的混合物,会腐蚀铁容器,步骤ⅱ不能在铁容器中进行,故D错误;
故选B。
11.C
【详解】A.与反应生成,不加热的情况下难以分解,无生成,故无法制备氨气,A项错误;
B.与浓反应,不能用浓干燥,B项错误;
C.与反应生成和,黑色的转化为红色的,N元素的化合价升高,说明具有还原性,C项正确;
D.苯的密度比水的密度小,在上层,直接通入下层的水中,会发生倒吸,D项错误;
答案选C。
12.B
【分析】由图可知,a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2,据此分析解题。
【详解】A.a为N的氢化物,为NH3,b为N2,工业制备硝酸需要将NH3氧化为NO,故A错误;
B.b为N2,c为NO,雷电天气时可发生,故B正确;
C.N2与反应生成NO,NO再与生成NO2,N2与不能直接生成NO2,故C错误;
D.NO不与NaOH溶液反应,故D错误;
故答案选B。
13.D
【分析】①铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮,;
②铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮,;
③铜与氧气反应生成氧化铜,氧化铜再与稀硝酸反应,反应为、;
【详解】A.由分析可知,③不生成污染性气体,对环境污染最小,故A正确;
B.由分析可知,生成等量的硝酸铜,所消耗的HNO3的物质的量:①>②>③,故B正确;
C.根据铜元素守恒可知,三种途径所消耗的铜的质量相同,故C正确;
D.铜与浓硝酸反应生成污染性气体,且氮元素利用率低;方案③不生成污染性气体且氮元素利用率高,故制取硝酸铜的最佳方案是③,故D错误;
故选D。
14.C
【详解】NO2、N2O4、NO混合气体与0.84 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,说明整个过程中被还原的HNO3反应前后没有变化,即Cu失去的电子都被O2得到了,根据得失电子守恒建立关系式:n(Cu)×2=n(O2)×4,解得n(Cu)=0.037 5 mol×2=0.075 mol,根据Cu2+~2OH-得NaOH为0.075 mol×2=0.15 mol,则NaOH溶液的体积V==0.03 L=30 mL;
答案选C。
15.D
【详解】A.氯化氢易溶于水,挤压胶头滴管,烧瓶内可以形成压强差,可以进行喷泉实验,A不选;
B.氨气易溶于水,挤压胶头滴管,氨气、硫酸铜溶液可以形成压强差,可以进行喷泉实验,B不选;
C.挤压胶头滴管,二氧化碳与NaOH溶液反应,使瓶内压强减小,外压大于内压,形成喷泉,C不选;
D.一氧化氮、氢氧化钠溶液不反应,一氧化氮也不溶于水,不可以形成压强差,不能进行喷泉实验,D选;
故选D。
16.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)溶液②为和两种溶质组成的混合物,由于硝酸钾与氯化氢是强电解质,在水溶液中完全电离,则溶液②中存在的主要离子有:K+、、H+、Cl-,表示为。
(2)溶液②中存在Cl-、H+、K+,证明溶液②中存在Cl-,可以用稀硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明溶液②中有Cl-;滴入紫色石蕊试液,若溶液变红,说明溶液②中有H+;证明存在K+,可利用焰色反应,透过蓝色钻玻璃观察火焰的焰色,若呈紫色,说明溶液②中存在K+;故答案为:。
(3)溶液中含有和H+,具有强氧化性,能氧化Fe2+为Fe3+,溶液呈黄色,反应的离子方程式为。
17.(1) N2+3H22NH3,N2作氧化剂,H2作还原剂 4NH3+5O24NO+6H2O,O2作氧化剂,NH3作还原剂 N2+O22NO,O2作氧化剂,N2作还原剂 2NO+O2=2NO2,O2作氧化剂,NO作还原剂 3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2作氧化剂及还原剂
(2)4NH3+6NO5N2+6H2O
【分析】N2与H2在高温、高压催化剂条件下合成NH3,NH3与O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生NO、H2O;N2与O2在电火花作用下也能够反应产生NO;NO在常温下被O2氧化产生NO2,NO2与H2O反应产生HNO3、NO。
【详解】(1)N2与H2在高温、高压催化剂条件下合成NH3,该反应的化学方程式为:N2+3H22NH3,在该反应中有元素化合价的变化,反应属于氧化还原反应,其中N2作氧化剂,H2作还原剂;
NH3与O2在催化剂存在条件下发生氧化反应产生NO、H2O,反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O,该反应是氧化还原反应,其中NH3作还原剂,O2作氧化剂;
N2与O2在放电时反应产生NO,反应方程式为:N2+O22NO,该反应属于氧化还原反应,其中O2作氧化剂,N2作还原剂;
NO与O2迅速反应产生NO2,反应方程式为:2NO+O2=2NO2,该反应属于氧化还原反应,其中O2作氧化剂,NO作还原剂;
NO2与H2O反应产生HNO3、NO,反应方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,该反应属于氧化还原反应,其中只有N元素的化合价发生变化,因此NO2既作氧化剂又作还原剂;
(2)NH3、NO在400℃条件下反应产生N2、H2O,反应方程式为:4NH3+6NO5N2+6H2O。
18.(1) (NH4)2CO3或NH4HCO3 NH3 NO2 HNO3
(2) 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 4NH3+5O24NO+6H2O
【分析】从图中可知,X既能与HCl反应,也能与NaOH反应,且受热分解产物含有A、C无色气体,与HCl反应生成的气体A可能是CO2等弱酸对应的氧化物,与NaOH反应生成的气体C推断是NH3,则推断X是弱酸的铵盐,可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3。
【详解】(1)据分析,物质X可以是(NH4)2CO3或NH4HCO3,则C是NH3,B是H2O,A是CO2,CO2与Na2O2反应生成O2,NH3与O2反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2与H2O反应生成NO和HNO3,故C是NH3;F是NO2;G是HNO3。
(2)据分析,A是CO2,反应①是CO2与Na2O2反应,化学方程式是:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;反应②是NH3与O2反应,化学方程式是:4NH3+5O24NO+6H2O。
19. 向下排空气法 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处,若试纸变蓝,则证明氨气已收集满或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口处,若产生大量白烟,则证明氨气已满 Ca(OH)2+ 2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑+2H2O 2.24 3NO2 + H2O= 2HNO3 + NO Cu+4H++2 =Cu2++2NO2↑+2H2O NO
【详解】(1) 若A是一种黄色单质固体,则A是S单质,B是二氧化硫,C是三氧化硫,则B→C的化学方程式为,故答案为:;
(2)①若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则A应该是氨气,C是红棕色气体,应为NO2,A为氨气,极易溶于水,密度比空气小,可用向下排空气法收集,检验氨气是否收集满,可将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处,若试纸变蓝,则证明氨气已收集满,也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口处,若产生大量白烟,则证明氨气已满,故答案为:向下排空气法;将湿润的红色石蕊试纸置于试管口处,若试纸变蓝,则证明氨气已收集满或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口处,若产生大量白烟,则证明氨气已满;
②实验室用氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应准备氨气,反应的方程式为:Ca(OH)2+ 2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑+2H2O,故答案为:Ca(OH)2+ 2NH4ClCaCl2 + 2NH3↑+2H2O;
③若有5.35g氯化铵参加反应,n (NH4Cl) =,由化学方程式的计量系数可知,产生的A气体即氨气的物质的量和氯化铵物质的量相等也为0.1mol,在标准状况下的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,故答案为:2.24;
④C为NO2,与水反应生产硝酸和NO,反应的方程式为3NO2 + H2O= 2HNO3 + NO,HNO3是强电解质,具有强氧化性,浓硝酸与铜反应的离子方程式为Cu+4H++2 =Cu2++2NO2↑+2H2O,实验完毕后,试管中收集到的气体的主要成分为NO,故答案为3NO2 + H2O= 2HNO3 + NO;Cu+4H++2 =Cu2++2NO2↑+2H2O;NO。
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