专题7 氮与社会可持续发展 复习
一、单选题
1.下列对实验过程的评价正确的是
A.向某溶液中加入稀盐酸产生气体,将气体通入品红溶液中,溶液褪色,该溶液中一定有
B.向某溶液中滴加溶液,生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液中一定有
C.验证烧碱溶液中是否含有,先加稀盐酸除去,再加硝酸银溶液,有白色沉淀出现,证明含有
D.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该溶液中一定有
2.用氨水检验氯气管道泄露的原理为8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,下列说法不正确的是
A.N元素位于周期表第2周期VA族 B.NH3的结构式为
C.NH4Cl是含共价键的离子化合物 D.中子数为20的氯原子表示为20Cl
3.有关下列物质的用途,叙述不正确的是
A.氨容易液化,常用作制冷剂
B.浓硫酸可作干燥剂,但不可干燥,因为浓硫酸具有强氧化性,具有还原性
C.硅胶可用于袋装食品或药品的干燥剂,也可用作催化剂的载体
D.均可用于自来水的杀菌、消毒剂,而明矾可作净水剂
4.下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是( )
气体(杂质) 方法
A () 通过酸性高锰酸钾溶液
B (HCl) 通过饱和的食盐水
C () 通过灼热的铜丝网
D CO() 通过氢氧化钠溶液
A.A B.B C.C D.D
5.部分含氮物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列说法不正确的是
A.b化学性质稳定,既没有氧化性,也没有还原性
B.a与f可以相互转化:af
C.c、d、e可以相互转化:cde
D.实验室可以用铜与e的浓溶液反应制取d
6.既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥的气体是
A.Cl2 B.CO2 C.NO D.NH3
7.下列气体可用向上排空气法收集的是
A.NO2 B.CH4 C.NO D.NH3
8.氨气是一种重要的化。工原料,可以制备一系列无机物质(如图)。下列说法正确的是
A.和都是常用的化肥 B.和受热时都易分解
C.具有还原性 D.上述转化关系中只有2个氧化还原反应
9.化学与生活、生产、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是
A.葡萄酒、果脯中加入适量以起到杀菌、抗氧化的作用
B.工业上制硝酸过程中,氨气的催化氧化属于氮的固定
C.燃煤中加入可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
D.常温下铝与浓硝酸不反应,可以用铝质容器储存浓硝酸
10.下列关于氮及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.NH3有还原性,可用于制硝酸 B.N2有氧化性,可用于保护粮食
C.NH4HCO3受热易分解,可用作化肥 D.HNO3易溶于水,可用于制硝酸铜
11.下列由实验现象所得结论错误的是
A.向NaHSO3溶液中滴加氢硫酸,产生淡黄色沉淀,证明HSO具有氧化性
B.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe(Ⅱ)
C.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红后褪色,证明NaClO溶液中存在HClO分子
D.向浓HNO3中插入红热的炭,产生红棕色气体,证明炭可与浓HNO3反应生成NO2
12.下列关于浓HNO3与浓H2SO4的叙述正确的是
A.都具有脱水性 B.在加热条件下都能与碳反应
C.露置于空气中都能形成白雾 D.在空气中长期露置,溶液质量均减轻
二、填空题
13.写出下列反应的化学方程式或离子方程式:
(1)氢氟酸刻蚀玻璃时发生反应的化学方程式_______。
(2)实验室用氯化铵和熟石灰制取氨气的化学方程式_______。
(3)氯气与KOH溶液反应的离子方程式_______。
(4)将铜片投入到FeCl3溶液中恰好完全反应的离子方程式_______。
14.氮元素是地球大气中含量最多的元素,请完成下列有关问题
(1)写出氮元素的原子结构示意图:_____________。
(2)将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。下列能实现固氮的是_______
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3
B.雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO
C.NH3经过催化氧化生成NO
D.NH3和HNO3反应生成NH4NO3
(3)写出实验室制取氨气的化学反应方程式_______________。
(4)如图是实验室制取氨气的装置,请指出图中错误之处:______________。
(5)用如图装置进行喷泉实验,挤压滴管的胶头时,现象_________。
(6)若实验室要收集一定量的氨气应用什么方法收集:____________。
(7)请写出氨气的催化氧化反应方程式:_______________。
15.在加热条件下发生某一化学反应,现对反应体系内的X、Y、Z、Q四种物质是行测定,测得如下数据:
物质 X Y Z Q
反应前质量/g 40.0 4.6 37.8 0.0
反应后质量/g 43.6 待测数据 12.6 3.2
请回答下列问题:
(1)上表中“待测数据”的数值是_______,此密闭容器中化学反应类型属于______反应(填基本反应类型)。
(2)若X是水,Y是氮的氧化物,且反应式的计量系数比n(X):n(Y):n(Z):n(Q)=2:4:4:1,写出化学反应的方程式:________________。
(3)反应结束后,若将反应体系内的Y物质取出,要标准状况下测得其体积小于8.96L,其原因是_____________________。
16.依据图中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:
(1)图1中,X的化学式为_____,从化合价上看,X具有______性(“氧化”、“还原”)。
(2)回答下列关于NH3的问题:
①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气,该反应的化学方程式为__________。
②下列试剂不能用于干燥NH3的是__________(填字母)。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.生石灰
③若要收集一瓶氨气,采用的方法是________________。
17.请按要求回答下列问题:
(1)氨气极易溶于水,其水溶液显___________(填“酸”、“碱”或“中”)性;
(2)加热时,浓硫酸可与碳发生反应:___________。在该反应中,浓H2SO4表现出___________(填“吸水”、“脱水”或“氧化”)性;
(3)写出NH4HCO3受热分解的化学方程式:___________;
(4)写出NH4Cl和Ca(OH)2反应的化学方程式:___________;
(5)写出Cu与浓HNO3反应的化学方程式___________。
18.物理性质
通常把铵根离子和酸根离子形成的_________化合物称为铵盐 ,它们多为_____色_____溶于水的晶体。
19.科研人员研究发现,雾霾的形成与氮及其化合物有关,其关系如下图:
回答下列问题:
(1)写出反应②的化学方程式:_______。
(2)氨除与硝酸反应外,还能发生许多反应。如硝酸工业生产中,在催化剂作用下氨能与氧气反应,其化学方程式是_______;氨水中含10个电子的分子有_______种。
(3)雾霾中含有硝酸铵(NH4NO3)。在加热条件下,向硝酸铵溶液中加入氢氧化钠溶液,反应的离子方程式为_______。
(4)硝酸还能与铜反应,写出铜与稀硝酸反应的离子方程式:_______;硝酸铜的浓、稀溶液都呈蓝色,而实验中铜与浓硝酸反应的溶液呈绿色,其原因是生成的NO2溶解在硝酸铜溶液中所致,同学们设计下列实验方案证明其原因,这些方案中可行的是_______(填字母)。
a.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
b.用冰块降温该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入空气,观察颜色变化
d.向硝酸铜溶液中通入NO2气体,观察颜色变化
20.某化学兴趣小组在课外活动中,对某溶液进行了多次检验,其中三
次检验结果如下表所示,请回答下列问题.
检验次数 溶液中检验出的物质
第一次 KCl、K2SO4、Na2CO3、NH4Cl
第二次 NH4Cl、BaCl2、Na2SO4、K2CO3
第三次 Na2SO4、NH4Cl、K2CO3、NaCl
(1)三次检验结果中第 次检验结果不正确.
(2)为了确定NH4+的存在,写出鉴定NH4+的实验方法和现象: .
参考答案:
1.D
【详解】A.向某溶液中加入稀盐酸产生气体,将气体通入品红溶液中,溶液褪色,该气体是SO2,该溶液中可能是或,A错误;
B.向某溶液中滴加溶液,生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,该沉淀可能是BaSO4或AgCl,该溶液中可能有或Ag+,B错误;
C.该操作加硝酸银溶液之前加了稀盐酸,有白色沉淀出现,该白色沉淀是AgCl,但不能证明是原溶液提供的Cl-,C错误;
D.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体是氨气,则说明该溶液中一定有,D正确;
故选D。
2.D
【详解】A.N的原子序数为7,位于元素周期表第2周期第VA族,A正确;
B.NH3为共价化合物,其结构式为,B正确;
C.NH4Cl由铵根离子和氯离子构成,属于离子化合物,而铵根离子中存在N-H共价键,C正确;
D.中子数为20的氯原子,质量数为20+17=37,可表示为37Cl,D错误;
答案选D。
3.B
【详解】A. 氨容易液化,液氨气化时吸收大量的热,故常用作制冷剂,A正确;
B. 浓硫酸与之间不发生氧化还原反应,故浓硫酸可干燥,B错误;
C. 硅胶具有吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等,可用于袋装食品或药品的干燥剂,也可用作催化剂的载体,C正确;
D. 均因强氧化性可用于自来水的杀菌、消毒剂,而明矾水解产生氢氧化铝胶体可去除水中固体悬浮物,故明矾可作净水剂,D正确;
答案选B。
4.C
【详解】A.硫化氢具有还原性,能被高锰酸钾氧化,二氧化碳与高锰酸钾不反应,故可以用高锰酸钾溶液除去二氧化碳中的硫化氢杂质,A项正确;
B.氯气不溶于饱和食盐水,氯化氢能溶于饱和食盐水,因此可以用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢杂质,B项正确;
C.氮气和氢气均不能与灼热的氧化铜反应,所无法除去氮气中的氢气杂质,C项错误;
D.二氧化氮能与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠和亚硝酸钠,一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应,可以用氢氧化钠溶液除去一氧化碳中的二氧化氮杂质,D项正确;
故选C。
5.A
【分析】由图中含氮物质与相应化合价关系可得,a为氨气,b为氮气,c为一氧化氮,d为二氧化氮,e为硝酸,f为铵盐,据此解题。
【详解】A.b为氮气,性质稳定,为0价,既有氧化性又有还原性,故A错误﹔
B.氨气加酸生成铵盐,铵盐加碱生成氨气,故a与f可以相互转化:af,故B正确;
C.由分析可知,c为NO,d为NO2,e为硝酸,2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故c、d、e之间存在转化关系:cde,故C正确﹔
D.实验室用e的浓溶液与反应制备d,发生的反应方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故D正确;
故选A。
6.C
【详解】A.Cl2能与碱石灰反应,不能用碱石灰干燥,A错误;
B.CO2能与碱石灰反应,不能用碱石灰干燥,B错误;
C.NO与碱石灰和浓硫酸均不反应,NO既能用浓硫酸又能用碱石灰干燥,C正确;
D.NH3能与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,D错误;
答案选C。
7.A
【详解】A.NO2的相对分子质量(46)比空气(29)大,且与空气的成分不反应,可用向上排空气法收集,A符合题意;
B.CH4的相对分子质量为16,比空气的平均相对分子质量29小,可用向下排空气法收集,B不符合题意;
C.NO能与空气中的氧气反应,所以不能用排空气法收集,C不符合题意;
D.NH3的相对分子质量为17,比空气的平均相对分子质量小,可用向下排空气法收集,D不符合题意;
故选A。
8.C
【详解】A. 是常用化肥,而为小苏打,不能用作化肥,可用于治疗胃酸过多,故A错误;
B. 受热不易分解,故B错误;
C. 中N的化合价为-3,能发生催化氧化反应,故具有还原性,故C正确;
D. 上述转化关系中有3个氧化还原反应:,故D错误;
故答案:C。
9.A
【详解】A.具有还原性,葡萄酒、果脯中加入适量以起到杀菌、抗氧化的作用,选项A正确;
B.氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮的过程,氨气的催化氧化过程,化合态的N变为另一种化合态,不属于氮的固定,选项B错误;
C.燃煤中含有S元素,燃烧是产生SO2,容易引起酸雨,加入CaO,发生CaO+SO2=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4,虽然产生的CO2,也能与CaO反应,生成CaCO3,CaCO3受热易分解成CaO和CO2,因此CaO不能减少CO2的排放,即不能减少温室气体的排放,选项C错误;
D.常温下浓硝酸和铝反应生成致密的氧化膜,覆盖在铝的表面对铝有保护作用,这一过程称为“钝化”,“钝化”属于化学反应,不是不反应,选项D错误;
答案选A。
10.A
【详解】A.NH3有还原性,能被氧气氧化为NO,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与氧气反应生成硝酸,或将NO、水和空气通入吸收塔中得到硝酸,可用于制硝酸,A正确;
B. 通常N2性质稳定,可用于保护粮食,B错误;
C. NH4HCO3是可溶性铵盐,是一种铵态氮肥,C错误;
D. HNO3能与铜发生氧化还原反应、使铜溶解,可用于制硝酸铜,D错误;
答案选A。
11.D
【详解】A.淡黄色沉淀是S,在反应过程中硫元素由NaHSO3中的+4价降低到0价,发生还原反应,HSO体现氧化性,故A正确;
B.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,与还原性的亚铁离子物质反应,紫色褪去,所以可以证明Fe3O4中有还原性物质,即Fe(Ⅱ),故B正确;
C.向NaClO溶液中滴加酚酞试剂,先变红说明溶液显碱性,后褪色,说明有漂白性的次氯酸存在,即证明NaClO溶液中存在HClO分子,故C正确;
D.向浓HNO3中插入红热的炭,在该反应中浓硝酸体现氧化性,N元素化合价降低,生成的产物可能是NO或者NO2,NO暴露于空气中也会迅速产生红棕色气体,无法证明反应产物,故D错误;
故选D。
12.B
【详解】A.浓硝酸没有脱水性,A错误;
B.二者均具有强氧化性,在加热条件下都能与碳反应,B正确;
C.浓硫酸难挥发,露置于空气中不会形成白雾,C错误;
D.浓硫酸具有吸水性,在空气中长期露置,溶液质量增加,浓硝酸易挥发,在空气中长期露置,溶液质量减小,D错误;
答案选B。
13.(1)4HF+SiO2 = SiF4+2H2O
(2)Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O
(3)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(4)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
【解析】(1)
氢氟酸刻蚀玻璃时发生的反应为氢氟酸与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,反应的化学方程式4HF+SiO2 = SiF4+2H2O。
(2)
实验室用氯化铵和熟石灰制取氨气的化学方程式Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(3)
氯气与KOH溶液反应生成氯化钾和次氯酸钾、水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(4)
铜与FeCl3溶液反应生成氯化亚铁、氯化铜,反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。
14. AB Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O 试管口应向下倾斜 产生蓝色的喷泉 向下排空气法 4NH3+5O24NO+6H2O
【分析】(1)氮原子的核外有7个电子,根据核外电子排布书写氮原子结构示意图;
(2)氮的固定是将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程,根据固氮原理回答;
(3)消石灰和氯化铵固体混合加热产生氨气、氯化钙和水,完成化学方程式;
(4)固体加热制气体时,试管口应略向下倾斜;
(5)利用氨气极易溶于水,形成压强差而形成喷泉,氨水呈碱性,使石蕊试液变为蓝色;
(6)氨气极易溶于水,只能用排空气法收集,再利用氨气的密度小于空气的密度选择合适的收集方法;
(7)氨气的催化氧化会生成一氧化氮和水,写出化学方程式;
【详解】(1)N原子核外有7个电子,核外电子排布是2、5,则N原子结构示意图为: ;
(2)将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。
A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3,氮元素的单质变为化合物,属于人工固氮,故A正确;
B.雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO,氮元素的单质变为化合物,属于氮的固定,是自然固氮,故B正确;
C.NH3经过催化氧化生成NO,是N元素的化合物的转化,不是氮的固定,故C错误;
D.NH3和HNO3反应生成NH4NO3,是N元素的化合物的转化,不是氮的固定,故D错误;
答案选AB。
(3)消石灰与氯化铵固体混合加热产生氨气、氯化钙和水,此反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;
(4)加热制气体时,试管口应略向下倾斜;防止产生的水流入试管底部,引起试管炸裂;
(5)利用氨气极易溶于水,形成压强差而形成喷泉,氨水呈碱性,使石蕊试液变为蓝色;
(6)氨气极易溶于水,只能用排空气法收集,再利用氨气的密度小于空气的密度,选择向下排空气法收集;
(7)氨气的催化氧化生成一氧化氮和水,化学方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O。
15. 23 分解 4HNO3==4NO2↑+O2↑+2H2O 因为2NO2N2O4,存在平衡,有部分NO2转化为N2O4,使NO2体积变小
【分析】考查质量守恒定律。根据物质变化量之比就等于化学反应计量数之比判断化学反应方程式的配平系数;根据平衡移动解答气体体积减小的原因;
【详解】(1)根据已知在加热条件下发生化学反应,且X、Y、Z、Q四种物质质量变化可知四种物质反应关系为:Z=X+Y+Q,属于分解反应,根据质量守恒定律,待测物质的质量为:37.8g-12.6g=(Y-4.6g)+3.2g+(43.6g-40g),,所以Y的质量为23g;答案:23;分解;
(2)根据上述分析,若X是水,Y是氮的氧化物,且反应式的计量系数比n(X):n(Y):n(Z):n(Q)=2:4:4:1,根据原子守恒可知该化学反应的方程式为:4HNO3=4NO2↑+O2↑+2H2O;所以正确答案为:4HNO3===4NO2↑+O2↑+2H2O。
(3)由4HNO3==4NO2↑+O2↑+2H2O,结合表中数据可知消耗25.2g的硝酸,理论上生成二氧化氮的物质的量为0.4mol。因为2NO2N2O4,有部分NO2转化为N2O4,使NO2混合气体体积变小,所以反应结束后,若将反应体系内的NO2物质取出,标准状况下测得其体积小于8.96L;所以正确答案为:因为2NO2N2O2,存在平衡,有部分NO2转化为N2O4,使NO2体积变小。
16. N2O5 氧化 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ AB 向下排空气法收集
【详解】(1)图中氮元素及其化合物的转化关系可知,X为+5价对应的氮的氧化物是N2O5,N2O5中氮元素+5价为氮元素的最高价,只具有氧化性,故答案为:N2O5;氧化;
(2)①铵盐和强碱加热生成氨气,实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制取氨气,生成氯化钙、氨气和水,反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑,故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;
②A.浓硫酸和氨气反应,不能干燥氨气,A错误;
B.碱石灰是氢氧化钠和氧化钙固体,可以干燥氨气,B正确;
C.生石灰主要成分是氧化钙,吸收水分不与氨气反应,可以干燥氨气,C正确;故答案为:AB;
③氨气极易溶于水,比空气轻,收集方法只能用向下排空气法收集,故答案为:向下排空气法收集。
17.(1)碱
(2) C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O 氧化
(3)NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(5)Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【解析】(1)
氨气极易溶于水,在水中生成弱碱一水合氨,其水溶液显碱性。
(2)
加热时,浓硫酸可与碳发生反应生成CO2、SO2、H2O,反应方程式为:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。反应中,H2SO4中S的化合价降低,表现氧化性。
(3)
NH4HCO3受热分解生成氨气、水、二氧化碳,化学方程式为NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O。
(4)
NH4Cl和Ca(OH)2反应生成氨气、水、氯化钙,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(5)
Cu与浓HNO3反应生成硝酸铜、水、二氧化氮,化学方程式为Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
18. 离子 白 易
【详解】铵根离子与酸根离子形成离子化合物,为铵盐,铵盐多为白色易溶于水的晶体。
19.(1)3NO2+ H2O=2HNO3 +NO
(2) 4NH3 +5O24NO+6H2O 2
(3)NH +OH-NH3↑+ H2O
(4) 3Cu+8H++ 2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O bcd
【解析】(1)
由图示可知,NO2和H2O反应生成HNO3和NO,化学方程式为3NO2+ H2O=2HNO3 +NO;
(2)
在催化剂作用下氨能与氧气反应生成NO和H2O,化学方程式是4NH3 +5O24NO+6H2O;氨水中有NH3、H2O、NH3H2O、OH-、H+、NH,其中含10个电子的分子有NH3、H2O,故为2种;
(3)
向硝酸铵溶液中加入氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、氨气和水,离子方程式为NH+OH-NH3↑+ H2O;
(4)
铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子方程式为3Cu+8H++ 2NO =3Cu2++2NO↑+4H2O;加水稀释绿色溶液,由于溶液浓度变小,溶液的颜色会变化,而且加水后气体的溶解量加大,溶液的颜色也会发生变化,故不能进行判断,用冰块降温该绿色溶液,气体的溶解量增大,或向该绿色溶液中通入空气,或向硝酸铜溶液中通入NO2气体,都能改变溶液中溶解气体的量,故bcd都正确。
20.(1)二 (3分)
(2)取原溶液少许,加入浓NaOH溶液;微热;产生的气体能使湿润石蕊的红色石蕊试纸变蓝 .(2分)
【详解】试题分析:(1)三次检验结果,第二次的结果有错误,因为氯化钡和硫酸钠和碳酸钾不能共存,故错误。(2)铵根离子的检验加入氢氧化钠溶液加热,产生氨气,故答案为取原溶液少许,加入浓NaOH溶液;微热;产生的气体能使湿润石蕊的红色石蕊试纸变蓝。
考点:离子检验