专题7氮与社会可持续发展综合练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列颜色变化与氧化还原反应无关的是
A.将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,溶液红色褪去
B.将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,溶液先变红后褪色
C.久置的氯水,颜色逐渐变浅
D.久置的浓硝酸显黄色,通入空气后颜色变浅
2.部分含氮及氯物质的价类二维图如下,下列推断不合理的是
A.a和c可在一定条件下反应生成b
B.工业上通过a→b→d→e来制备
C.浓的a′溶液和浓的c′溶液反应可以得到b′
D.a和b′可在一定条件下反应生成b
3.要鉴别NH4Cl、Na2SO4和(NH4)2SO4三种溶液,可加入下列试剂的
A.NaOH溶液 B.Ba(NO3)2溶液 C.Ba(OH)2溶液 D.AgNO3溶液
4.与NO在焦炭表面发生反应的机理简化如下(化学键和部分微粒未标出):
下列有关说法不正确的是
A.CO2为直线形分子
B.N2O为催化剂
C.N2的结构式为:
D.参与反应的微粒有部分化学键未发生断裂
5.利用图中有关实验装置进行相关实验,不能达到实验目的的是
A.用图甲所示装置检验金属钠与水反应的热效应
B.用图乙所示装置制取并收集干燥纯净的NH3
C.用图丙所示装置制取漂白粉
D.用图丁所示装置检验氨气的水溶性
6.下列离子能够大量共存的有
A.强酸性溶液中:
B.强碱性溶液中:
C.强酸性溶液中:
D.透明溶液中:
7.某试液中只可能含有下列中的若干种离子,离子浓度均为0.1mol/L。某同学进行了如下实验:
下列说法正确的是
A.无法确定原试液中是否含有
B.滤液X中大量存在的阳离子有和
C.原溶液中存在的离子为
D.无法确定沉淀C的成分
8.下列关于电子式的描述正确的是
A.CO2的电子式:
B.N2的电子式:
C.Na2O2的电子式:
D.用电子式表示HCl的形成过程:
9.1.92g铜投入一定量浓HNO3中,铜完全溶解,生成气体颜色越来越浅,共收集到672mL气体(标准情况)。将盛有此气体的容器倒扣在水中,通入标准情况下一定体积的O2,恰好使气体完全溶于水中,则通入O2的体积为
A.672mL B.224mL C.448mL D.336mL
10.下列表示正确的是
A.次氯酸的结构式:H—Cl—O B.CO2的电子式:
C.硫原子结构示意图: D.NH3的结构式为:
11.如图装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,然后打开止水夹。下列与实验事实不相符的是
A.Cl2(饱和食盐水)无色喷泉 B.NH3(H2O含石蕊)蓝色喷泉
C.HCl(H2O含石蕊)红色喷泉 D.SO2(NaOH溶液)无色喷泉
12.类推思想在化学学习与研究中经常被采用,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论中正确的是:
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,故CO2也能使酸性KMnO4溶液褪色
B.盐酸与镁反应生成氢气,故硝酸与镁反应也生成氢气
C.铁与Cl2反应生成FeCl3 ,故铁与I2反应生成FeI3
D.常温下浓硫酸能使铁和铝钝化,故常温下浓硝酸也能使铁和铝钝化
13.施用氮肥能促进农作物生长,有效提高农产品中蛋白质的含量,下列说法不正确的是
A.尿素CO(NH2)2是一种氮肥
B.铵态氮肥不能与草木灰混合使用
C.铵态氮肥中氮元素只有一种化合价
D.存放碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处
14.下列有关化学用语正确的是
A.乙烯的结构简式:CH2CH2
B.甲烷的电子式:
C.乙炔的空间填充模型:
D.苯的分子式:
15.最新的病毒学研究证实,一氧化氮对 SARS病毒有直接控制作用,下列关于一氧化氮的叙述正确的是
A.一氧化氮是一种红棕色气体
B.常温常压下,一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合
C.一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到
D.一氧化氮易溶于水,不能用排水法收集
二、实验题
16.归纳与演绎是重要的科学方法,也是常用的化学学习方法,请用该方法解决下列问题。
(1)我们已经学过实验室制取、、三种气体的反应原理与收集方法。请你归纳出选择实验室制取气体反应的发生装置主要考虑的因素:_______(填序号)。
①反应物的状态 ②生成气体的溶解性 ③反应条件 ④原料为纯净物 ⑤气体的密度
(2)探究课上,小明同学为了探究氨气的某些性质,做了如图实验(从左向右依次是他所做实验及现象)。
通过实验,小明同学可得出氨气的三点性质,分别是
①_______;
②_______;
③_______。
(3)在获得氨气的主要性质后,小明决定自己来制取氨气,他先查阅了有关资料,知道可通过多种反应得到他准备分别用以下两种化学反应来制备氨气,请结合所学知识帮助他完成氨气的实验制备方案。
①
②
若选择反应①作为实验室制取的反应原理,需要用图中装置的_______作为发生装置,若用D装置来收集氨气,气体由_______端进入。若选择反应②作为实验室制取的反应原理,需要用图中装置的_______作为发生装置。
17.某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮,用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去,装置气密性良好,F是用于鼓入空气的双连打气球)。
实验操作及现象:
实验操作 现象
I.将B装置下移,使碳酸钙与稀硝酸接触 产生气体
II.当C装置中产生白色沉淀时,立刻将B装置上提
III.将A装置中铜丝放入稀硝酸中,给A装置微微加热 A装置中产生无色气体,E装置中开始时出现浅红棕色气体
IV.用F装置向E装置中鼓入空气 E装置中气体颜色逐渐加深
V.一段时间后 C装置中白色沉淀溶解
试回答下列问题:
(1)操作I中产生气体的化学式为_______。操作I的目的是_______。D装置的作用是_______。
(2)C装置中白色沉淀的化学式是_______。操作II中当C装置中产生白色沉淀时立刻将B装置上提的原因是_______。
(3)操作III中A装置中产生无色气体的化学方程式是_______。
(4)E装置内气体颜色逐渐加深的原因是_______。
(5)操作V现象产生的原因是(用两个化学方程式说明)_______,_______。
三、原理综合题
18.“绿水青山就是金山银山”。近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
(1)硫酸工业排出的尾气(主要含SO2)有多种处理方式。
①写出用过量氨水吸收尾气的离子方程式:___________________。
②尾气也可用软锰矿浆(MnO2)吸收,写出如图所示“反应1”的化学方程式:___________________。
(2)治理汽车尾气中NO和CO的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转化装置,使NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质。写出该反应的化学方程式:___________________。
(3)某工厂拟综合处理含NH废水和工业废气(主要含N2、Cl2、NO),设计了如下流程:
①“反应1”用于吸收Cl2,“反应1”的化学方程式为___________________。
② “反应2”的离子方程式为___________________。
四、元素或物质推断题
19.下图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。
(1)请写出氮原子的结构示意图:___________。
(2)下列说法中错误的是___________(填字母)。
A.图中①和②的转化过程属于氦的固定
B.③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化
C.发生⑤转化的过程中,氮元素被氧化
D.⑥是在反硝化细菌作用下的反硝化过程,该过程无助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响
(3)氮循环过程中发生的反应之一可表示为NH+ 2O2NO+2H+ +H2O,该反应中每生成1mol NO转移的电子数目是___________ 、还原剂是___________、在标准状况下消耗的氧气体积为 ___________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.A
【详解】A.将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中,二者反应产生Na2SO3和H2O,使溶液中NaOH浓度降低,溶液碱性减弱,因此溶液红色褪去,与氧化还原反应无关,A正确;
B.将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中,Cl2与H2O反应产生HCl、HClO,酸使紫色石蕊溶液变红色,由于溶液中含有HClO,该物质具有强氧化性,会将红色物质氧化变为无色,因此后来看到溶液的红色又褪色,与氧化还原反应有关,B不符合题意;
C.Cl2溶于水,反应产生HCl、HClO,该反应是可逆反应,反应产生的HClO不稳定,受热分解产生HCl、O2,导致氯气与水反应的可逆反应正向移动,最终完全转化为稀盐酸,故久置的氯水,颜色逐渐变浅,与氧化还原反应有关,C不符合题意;
D.浓硝酸不稳定,光照分解产生的NO2溶解在硝酸中,使硝酸溶液显黄色。当向其中通入空气后会发生反应:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,c(NO2)减小,因此溶液变浅,溶液颜色变化与氧化还原反应有关,D不符合题意;
故合理选项是A。
2.B
【分析】部分含N及Cl物质的分类与相应化合价关系图可得a为NH3,b为N2,c为NO,d为NO2,e为HNO3或硝酸盐,a'为HCl,b'为Cl2,c'为HClO或次氯酸盐,d'为HClO3或氯酸盐,e'为HClO4或高氯酸盐,据此分析。
【详解】A.和NO可在一定条件下可以发生归中反应生成,A正确;
B.工业上通过,,,即来制备,B错误;
C.可通过反应得到氯气,C正确;
D.氨气中的氮-3价,有还原性,氯气有氧化性,两者可在一定条件下反应生成,D正确;
故选B。
3.C
【详解】A.溶液与NH4Cl、(NH4)2SO4反应,都生成氨气,现象相同,不能区分,A错误;
B.溶液与Na2SO4、(NH4)2SO4反应,都生成白色沉淀,现象相同,不能区分,B错误;
C.溶液与NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4反应,产生的现象分别为气体、沉淀、气体和沉淀,所以能够区分,C正确;
D.溶液与NH4Cl、Na2SO4、(NH4)2SO4反应,都产生白色沉淀,现象相同,不能区分,D错误;
故选C。
4.B
【详解】A.二氧化碳分子中C原子价层电子对个数是2,C原子采用sp杂化,根据价层电子对互斥理论知二氧化碳为直线形分子,故A正确;
B.由图可知,该反应的总反应为,N2O为中间产物,故B错误;
C.N2形成三个共价键,结构式为N≡N,故C正确;
D.由图可知反应过程中,C=O键没有断裂,故D正确;
故选:B。
5.B
【详解】A.钠与水反应产生热量导致大试管中温度升高压强增大使U型管中液柱左端下降,A项正确;
B.NH3为碱性气体可以选择碱石灰干燥,但氨气密度比空气小应该采用向下排空,B项错误;
C.漂白粉为CaCl2和Ca(ClO)2,选用浓度大的石灰乳制备,C项正确;
D.氨气溶于水后圆底烧瓶中气压降低气球膨胀,D项正确;
故选B。
6.D
【详解】A. 强酸性溶液中的 和反应生成, 不能大量共存, A不满足题意;
B. 强碱性溶液中的 和反应生成和,碳酸根离子再和反应生成沉淀, 不能大量共存,不满足题意;
C. 强酸性溶液中: 之间发生氧化还原反应,不能大量共存, C不满足题意;
D. 之间不反应, 能形成透明溶液, 能大量共存, D满足题意;
故选D。
7.C
【分析】由试液中加入过量稀硫酸无明显现象可知,试液中一定不含有碳酸根离子和偏铝酸根离子,再加入过量硝酸钡溶液有气体生成说明试液中含有亚铁离子,生成硫酸钡沉淀A无法确定试液中是否含有硫酸根离子;向滤液X中加入过量氢氧化钠溶液有气体生成说明试液中含有铵根离子,生成氢氧化铁沉淀B说明滤液X中含有铵根离子、铁离子和钡离子;由滤液中通入少量二氧化碳产生沉淀C说明溶液中钡离子与二氧化碳和氢氧根反应生成碳酸钡沉淀,不能确定溶液中是否含有偏铝酸根离子,则试液中一定含有亚铁离子、铵根离子,一定不含有碳酸根离子和偏铝酸根离子,由离子浓度均为0.1mol/L,结合电荷守恒可知,试液中一定含有硫酸根离子和氯离子,一定不含有铝离子、钾离子,沉淀C为碳酸钡沉淀,所以试液中一定含有亚铁离子、铵根离子、硫酸根离子和氯离子,一定不含有碳酸根离子、偏铝酸根离子、铝离子和钾离子。
【详解】A.由分析可知,试液中一定含有氯离子,故A错误;
B.由分析可知,滤液X中含有铁离子,不含有亚铁离子,故B错误;
C.由分析可知,试液中一定含有亚铁离子、铵根离子、硫酸根离子和氯离子,故C正确;
D.由分析可知,沉淀C为碳酸钡沉淀,故D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.CO2是由分子构成的化合物,在CO2分子内,C原子与2个O原子形成4个共价键,使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构,其电子式为,A错误;
B.N2分子内2个N原子通过三个共价键结合,使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构,其电子式:,B错误;
C.Na2O2是离子化合物,Na+与通过离子键结合,在中2个O原子通过共价键结合,故Na2O2的电子式为:,C错误;
D.H原子和Cl原子通过1对共用电子对结合,使分子中H原子达到最外层2个电子稳定结构,使Cl原子达到最外层8个电子的稳定结构,用电子式表示HCl的形成过程:,D正确;
故合理选项是D。
9.D
【详解】1.92g铜的物质的量为=0.03mol,与硝酸反应后全部转化为Cu2+,硝酸得到这些电子后被还原为氮氧化物,之后氮氧化物又与氧气、水反应生成HNO3,分析整个过程可知,失电子的物质为Cu,得电子的物质为O2,根据得失电子守恒可知氧气的物质的量为=0.015mol,标况下体积为0.015mol×22.4L/mol=0.336L=336mL;
故答案为D。
10.D
【详解】A.次氯酸的结构式为:H—O—Cl,故A错误;
B.二氧化碳属于共价化合物,碳氧原子间形成双键,各原子最外层满足8电子稳定结构,其电子式为:,故B错误;
C.核电荷数小于核外电子数,表示阴离子,硫离子的结构示意图为,故C错误;
D.NH3属于共价化合物,结构式为: ,D正确;
故答案为D。
11.A
【详解】A.因NaCl溶液抑制Cl2的溶解,则挤压胶管的胶头,气压变化不明显,则不会形成喷泉,故A错误;
B.因氨气极易溶于水,则挤压胶管的胶头,使烧瓶中的气压减小,且小于外界大气压,则形成喷泉,又因氨水溶液显碱性,石蕊遇碱变蓝,故形成蓝色喷泉,故B正确;
C.氯气与水反应生成酸,石蕊遇酸变红,可形成红色喷泉,故C正确;
D.因SO2与NaOH溶液反应生成生成盐和水,溶液为无色,则挤压胶管的胶头,使烧瓶中的气压减小,且小于外界大气压,则形成无色喷泉,故D正确;
故选:A。
12.D
【详解】A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色,是因为其具有还原性,二氧化碳没有还原性,不能与KMnO4反应,故A错误;
B.硝酸具有强氧化性,与活泼金属反应得不到氢气,故B错误;
C.氯气的氧化性强于Fe3+,所以铁与氯气反应可生成FeCl3,而I2的氧化性弱于Fe3+,所以铁与I2反应生成的是FeI2,故C错误;
D.浓硫酸与浓硝酸都具有强氧化性,室温下,都能使铁和铝发生钝化,故D正确;
答案选D。
13.C
【详解】A.尿素CO(NH2)2、碳酸氢铵都是常见的氮肥,故A正确;
B.铵态氮肥不能与草木灰混合使用,两者发生双水解,故B正确;
C.铵态氮肥中氮元素不止一种化合价,比如NH4NO3,氮有两种化合价,故C错误;
D.存放碳酸氢铵时,应密封并置于阴凉通风处,防止碳酸氢铵分解,故D正确。
综上所述,答案为C。
14.B
【详解】A.乙烯的结构简式是CH2=CH2,碳碳双键不能省略,A错误;
B.碳原子和四个氢原子通过共用电子对形成甲烷分子,则甲烷的电子式,故B正确;
C.是乙炔的球棍模型,而不是空间填充模型,故C错误;
D.苯的分子式C6H6,故D错误。
答案选B。
15.C
【详解】A.一氧化氮是一种无色的气体,故A错误;
B.常温常压下,一氧化氮能与空气中的氧气直接化合生成二氧化氮,故B错误;
C.在放电条件下,氮气和氧气直接化合得到一氧化氮,故C正确;
D.一氧化氮微溶于水,能用排水法收集一氧化氮,故D错误;
答案选C。
16.(1)①③
(2) 相同条件下,氨气的密度比空气小 氨气极易溶于水 氨气能跟水发生化学反应,反应后的溶液显碱性
(3) A e B或C
【解析】(1)
实验室制取气体反应的发生装置的选择主要考虑反应物的状态是固体还是液体以及反应条件,如加热等;
(2)
根据实验可知,气体是由上到下充满试管的,充满氨气的试管能形成喷泉且形成的溶液使酚酞显红色,从而得出氨气的三点性质:相同条件下,氨气的密度比空气小、氨气极易溶于水、氨气能跟水发生化学反应,反应后的溶液显碱性;
(3)
反应①需要用固固加热型发生装置,则选取A作为发生装置;氨气的密度比空气小,则用D装置收集时,气体由e端进入;若选择反应②作为实验室制取的反应原理,则应选择固液不加热型发生装置,即B或C。
17.(1) CO2 用碳酸钙与稀硝酸反应产生的CO2气体将装置中的空气排尽 平衡压强,吸收NO、NO2、CO2等尾气,防止污染空气
(2) CaCO3 防止碳酸钙消耗硝酸过多,从而影响铜与稀硝酸的反应
(3)
(4)CO2比空气重,从长管进入E,并没有把E中的空气排尽,致使部分NO先与未排尽的空气生成少量红棕色气体NO2,当再从F鼓入空气时,E中有更多的NO2生成,所以气体颜色逐渐加深。
(5) (或),
【分析】该实验的原理是首先用碳酸钙与稀硝酸反应产生的CO2将装置中的空气排尽,以防止空气中的氧气对实验造成干扰,然后铜与稀硝酸反应产生气体,通过向E装置中通入空气,气体颜色变深,说明铜与稀硝酸反应产生的气体为NO,最后处理尾气。
【详解】(1)操作I是用碳酸钙与稀硝酸反应产生的CO2气体将装置中的空气排尽,以防止空气中的氧气对实验的干扰。D装置的作用是平衡压强,吸收NO、NO2、CO2等尾气,防止污染空气。
(2)C装置中出现白色沉淀说明E中的空气排尽了,生成的沉淀为CaCO3,当C装置中产生白色沉淀时立刻将B装置上提是防止碳酸钙消耗硝酸过多,从而影响铜与稀硝酸的反应。
(3)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO无色气体和水,反应的化学方程式是。
(4)CO2比空气重,从长管进入E,并没有把E中的空气排尽,致使部分NO先与未排尽的空气生成少量红棕色气体NO2,当再从F鼓入空气时,E中有更多的NO2生成,所以气体颜色逐渐加深。
(5)C中白色沉淀溶解是因为NO2与水反应生成硝酸,发生反应(或),硝酸能溶解碳酸钙沉淀,发生反应。
18. SO2+2NH3·H2O=2NH+SO+H2O SO2+MnO2=MnSO4 2CO+2NO2CO2+N2 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O NH+ NO=N2↑+2H2O
【详解】(1)①硫酸工业尾气中的SO2用过量的氨水吸收反应生成亚硫酸铵,化学方程式为:SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3+H2O,(NH4)2SO3为可溶性强电解质,书写离子方程式时拆成离子形式,故反应的离子方程式为:SO2+2NH3·H2O=2NH4++SO32-+H2O。②由图示可得,用软锰矿浆(MnO2)吸收SO2生成MnSO4,化学方程式为:SO2+MnO2=MnSO4。
(2)NO和CO在催化剂作用下转化为无毒物质,则发生氧化还原反应生成CO2和N2,故化学方程式为:2CO+2NO2CO2+N2。
(3)①由流程结合已知,“反应1”用石灰乳吸收Cl2,故化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。②“反应2”为NH4+和NaNO2溶液反应生成无污染气体,根据氧化还原反应原理,NH4+和NO2-发生氧化还原反应生成N2,根据原子守恒还会生成H2O,该反应离子方程式为:NH4++NO2-=N2↑+2H2O。
19.(1)
(2)D
(3) 8NA NH 44.8L
【分析】由图可知,大气中的氮气发生还原反应①生成氨气和铵根离子、发生氧化反应②生成亚硝酸根离子和硝酸根离子,反应③为动植物蛋白转化为氨气和铵根离子,反应④为亚硝酸根离子和硝酸根离子转化为动植物蛋白,反应⑤为氨气和铵根离子发生氧化反应转化为亚硝酸根离子和硝酸根离子,亚硝酸根离子和硝酸根离子发生还原反应⑥转化为氮气。
【详解】(1)氮原子的核电荷数为7,核外有2个电子层,最外层电子数为5,原子的结构示意图为,故答案为:;
(2)A.由分析可知,①和②的转化过程都是游离态的氮元素转化为化合态氮元素的过程,属于氦的固定,故正确;
B.由分析可知,反应③为动植物蛋白转化为氨气和铵根离子,反应④为亚硝酸根离子和硝酸根离子转化为动植物蛋白,则③和④的转化说明含氮有机物和含氮无机物可以相互转化,故正确;
C.由分析可知,反应⑤为氨气和铵根离子发生氧化反应转化为亚硝酸根离子和硝酸根离子,反应中氮元素被氧化,故正确;
D.由分析可知,亚硝酸根离子和硝酸根离子发生还原反应⑥转化为氮气,该过程有助于弥补人工固氮对氮循环造成的影响,故错误;
(3)由方程式可知,反应中氮元素的化合价升高被氧化,铵根离子是反应的还原剂,硝酸根离子是氧化产物,反应生成1mol硝酸根离子,转移电子转移的数目为1mol×8×NAmol—1=8NA,氧元素的化合价降低被还原,氧气是反应的氧化剂,由得失电子数目守恒可知,标准状况下消耗的氧气体积为1mol××22.4L/mol=44.8L,故答案为:8NA;NH;44.8L。
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