5.2 氮及其化合物 检测题
一、单选题
1.由下列实验及现象能推出相应结论的是( )
选项 实验 现象 结论
A 某FeCO3试样用稀硝酸溶解,然后加入KSCN溶液 溶液变红色 试样中含有Fe3+
B NH3和Cl2分别通入溶有SO2的BaCl2溶液 均有白色沉淀 沉淀均为BaSO3
C 试管中某试样加入氢氧化钠溶液 试管口湿润的红色石蕊试纸不变蓝 原试样中不含NH
D 在实验室中将浓硝酸久置 变黄色 硝酸不稳定
A.A B.B C.C D.D
2.下列物质的转化能通过一步反应实现的是( )
A.Al→Al(OH)3 B.Fe→FeCl2 C.N2→NO2 D.S→SO3
3.氮气化学性质稳定的原因是( )
A.氮的非金属性弱
B.氮气的熔沸点低
C.氮气难溶于水
D.氮分子中原子间共价键不易断裂
4.下列实验现象和对应解释(或结论)都正确的是( )
现象 解释(或结论)
A 浓硝酸在光照下颜色变黄 浓硝酸不稳定
B 浓硫酸能使小木条变黑 浓硫酸具有吸水性
C 向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成 该溶液中含有SO
D Cl2和SO2均可使含有酚酞的NaOH溶液褪色 Cl2和SO2均具有漂白性
A.A B.B C.C D.D
5.下列说法中正确的是( )
A.不锈钢属于化合物
B.浓硫酸可以用铁罐运输,是因为铁不与浓硫酸反应
C. 能使氯水褪色,是因为 具有漂白性
D.浓硝酸用棕色瓶盛装,是因为硝酸见光易分解
6.亚硝酸钠(有毒性,市场上很易与食盐混淆)是一种常见的工业用盐,广泛用于物质合成、金属表面处理等,其物理性质与NaCl极为相似.相关转化关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.NaNO2在水中的溶解性大于NH4NO2
B.NaNO2与N2H4反应中,NaNO2是氧化剂
C.可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别NaCl与NaNO2
D.NaN3分解,每产生1molN2转移6mol e-
7.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入少量氧气后,可以观察到试管内水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的气体是( )
A.可能是N2与NO2的混合气体 B.只能是O2与NO2的混合气体
C.可能是NO与NO2的混合气体 D.只能是NO2一种气体
8.下列关于离子或物质的鉴别,判断正确的是( )
A.向某溶液中滴加溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸后沉淀不溶解,可确定有存在
B.向某溶液中滴加溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解,可确定有
C.向某溶液中滴加稀盐酸,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊,可确定有存在
D.向某溶液中滴加溶液,没有产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,仍可能含
9.氮气及其重要化合物的转化关系如如图,则下列说法正确的是( )
A.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是工业生产硝酸的主要途径
B.反应①②③均需要使用催化剂
C.路线Ⅲ的另一种反应物为水时,每1mol反应,转移电子数目为NA
D.已知某条件下 ,该条件下每合成1molNH3放出的热量为46.2kJ
10.化学与人类生产、生活密切相关,下列有关说法错误的是( )
A.利用铝热反应焊接铁轨
B.“光化学烟雾”的形成与氮氧化合物有关
C.用活性炭为糖浆脱色和用SO2漂白纸浆的原理相同
D.用烧碱处理含高浓度NH4+的废水并回收利用氨
11.下列关于硝酸的叙述正确的是( )
A.NO2溶于水生成硝酸,所以NO2是酸性氧化物
B.硝酸可与活泼金属反应生成盐和氢气
C.常温下铁与浓硝酸反应,产生大量的红棕色气体
D.硝酸与铜的反应既表现出氧化性又表现出酸性
12.下列有关非金属化合物的性质说法正确的是( )
A.向CaCl2溶液中通入少量的CO2生成CaCO3沉淀
B.NO2通入水中能得到一种无色气体,该气体遇空气变为红棕色
C.将分别蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,有白烟产生
D.将等物质的量的SO2和Cl2通入水中,溶液的漂白性增强
13.为检验一种氮肥的成分,某学习小组同学进行了以下实验:①加热氮肥样品生成气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,另一种无色无味气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是( )
A.NH4HCO3 B.NH4Cl C.(NH4)2CO3 D.NH4NO3
14.在通风橱中进行下列实验:
下列说法中错误的是:( )
A.Ⅰ种气体有无色变红棕色的化学方程式为:2NO+O2=2NO2
B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应
C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化
15.下列物质之间的转化,不能由化合反应一步完成的是
A. B. C. D.
16.某地酸雨的形成示意图如下。下列说法不正确的是( )
A.SO2是空气质量报告的指标之一
B.图中涉及的NO、NO2都属于电解质
C.在过程②中参与反应的O2是氧化剂
D.将刚收集的酸雨放置后pH会降低
17.下列是对某溶液进行离子检测的方法和结论,其中正确的是( )
A.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液
B.加入足量的CaCl2溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有大量的CO
C.加入NaOH溶液后加热产生有刺激性气味的气体,则溶液中一定含有大量的NH
D.先加入适量的盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有大量的Cl-
18.将0.1mol Cu与40mL 10mol/LHNO3充分反应,测得反应后的溶液里含有a molH+由此可知()
A.生成的气体一定是NO2,在标准状况下的体积4.48L
B.生成的气体一定是NO,在标准状况下的体积约1.49L
C.被还原的硝酸的物质的量为(0.2-a)mol
D.反应后的溶液里含有0.2molNO3-
19.下列对于硝酸的认识,不正确的是( )
A.浓硝酸在见光或受热时会发生分解
B.久置的浓硝酸会变为稀硝酸
C.金属与硝酸反应不产生氢气
D.稀硝酸与铁反应而浓硝酸不与铁反应
20.在100mL某混合溶液中,c(HNO3)=0.4mol/L,c(H2SO4)=0.1mol/L,向其中加入 1.92g铜粉,微热,充分反应后溶液中c(Cu2+)为( )
A.0.15mol/L B.0.3mol/L C.0.225mol/L D.无法计算
二、综合题
21.研究氮及其化合物的性质,可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关系图如下。
回答下列问题:
(1)在催化剂和加热的条件下,物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应,化学方程式是 。
(2)在加热条件下,物质C的浓溶液与碳单质反应,写出反应的化学方程式: 。
(3)实验室中,检验溶液中含有NH4+的操作方法是 。
(4)物质B为红棕色气体,写出该物质与水反应的离子方程式: ,当反应消耗3.36L(标准状况)物质B时,转移电子的物质的量为 mol。
(5)写出一种人工固氮的化学反应原理 。
(6)Cu与一定浓度的硝酸溶液反应生成NO时的离子反应方程式为 。
22.如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系。请回答下列问题:
(1)写出 N2 的一种用途: 。
(2)B 物质的电子式为: 。
(3)HNO3与图中的物质 C 常用于检验 Cl-的存在,则 C 的化学式为 。
(4)实验室制取物质 B 的化学方程式为 。
(5)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为 。
(6)如图装置可用于探究氯气与氨气的反应。实验时先通过三颈瓶瓶口 1 通入氨气,然后关闭
b 活塞,再通过瓶口 2 通入氯气。
①实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体,发生反应的化学方程式为 ,请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子
② 实验完毕后,观察到三颈瓶内还有黄绿色气体, 简述如何处理才能不污染环境 。
(7)将 3.2g 铜与 60.0mL 一定浓度的硝酸发生反应,铜完全溶解,产生 NO2 和 NO
混合气体的体积为 8.96L(标况)。待产生的气体全部释放后,向溶液加入 100mL 2.0mol/L 的
NaOH 溶液,恰好使溶液中的 Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L。
23.合成是重要的研究课题。一种合成的流程如下。
相关数据如下:
物质 熔点/ 沸点/ 与反应温度/ 分解温度/
649 1090 :
(1)固氮:
①固氮反应的化学方程式是 。
②固氮的适宜温度范围是 。
a.b.c.
③检测固氮作用:向固氮后的产物中加水, (填操作和现象),说明能起到固氮作用。
(2)转氨:选用试剂完成转化。
Ⅰ.选用进行转化。发现从体系中分离出较困难。
Ⅱ.选用气体进行转化。发现能产生,且产物能直接循环利用。但的收率较低,原因是 。
Ⅲ.选用固体进行转化。合成氨的过程如下:
①合成氨的总反应方程式是 。
②经实验研究,证实了中的氮元素在“转氨”过程中能转变为氨。
实验:将 (填化学式)两种物质混合,充分反应。
检测结果:经探测仪器检测,所得氨气中存在。
③测量的转化率:取固体、的混合物[],混匀,充分反应。用的滴定生成的,至滴定终点时消耗。的转化率为 。(摩尔质量为、摩尔质量为)
④相比于和,选用进行转化,的收率高,原子利用率高。
24.无论是在环境保护领域还是在工农业生产领域,氮及其化合物一直是我国科研重点。回答下列问题:
(1)下列过程属于氮的固定过程的是____(填选项字母)。
A.工业合成氨
B.工业利用氨气合成硝酸
C.雷雨天中氮气与氧气生成氮氧化合物
D.通过碱性试剂将气态的氮氧化合物转化为固态含氮化合物
(2)消除汽车尾气中的氮氧化合物的原理之一为。一定温度下,向体积为5L的刚性密闭容器中充入0.5molNO和0.5molCO,发生上述反应,测得部分气体的物质的量随时间变化关系如图所示:
①其中B表示 (填“”或“”)物质的量的变化曲线。
②该温度下,反应开始至5min时该反应的平均反应速率 。
③3min时,反应 (填“达到”或“未达到”)化学平衡,6min时,正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
④下列情况能说明该反应达到平衡状态的是 (填选项字母)。
A.化学反应速率
B.CO与的物质的量之和不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化
D.容器内混合气体密度不再发生变化
(3)实验室用NaOH溶液对氮氧化合物进行尾气吸收,例如NaOH溶液可将转化为和。该吸收过程中发生反应的离子方程式为 。
(4)某固体氧化物为电解质的新型燃料电池是以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂构成,其原理示意图如图所示。
该电池的正极为 (填“电极甲”或“电极乙”,下同);电池工作时,向 移动。
25.SO2、CO、NO、NO2及其他氮氧化物都是污染大气的有害气体,对其进行回收利用是节能减排的重要课题。
(1)上述四种气体中直接排入空气时会引起酸雨的有 (填化学式)。
(2)回收大气污染物SO2的方法如下:
方法一:在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态H2O。已知:
CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(1) △H=-295.9kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297.2kJ·mol-1
则CH4的燃烧热的热化学方程式为: 。
方法二:在恒容密闭容器中,用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图1所示),该过程中部分物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示:
①由分析可知X为 (填化学式)。
②0~t1时间段的温度为 。
方法三:利用反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。
③一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶1置于恒温恒容的密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。
a.混合气体的密度保持不变
b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO
e.容器内的混合气体平均相对分子质量保持不变
④已知该反应的平衡常数为,向某恒温恒容密闭容器中通入NO2、SO2、SO3、NO各1mol,此时v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在发动机的高温下,空气中的N2和CO2可能发生:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)。现向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2来模拟此过程,其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。
①图中A点v正 v逆(填“>”“<”或“=”)。
②第10min时,外界改变的条件可能是 (填字母)。
A.加催化剂
B.增大C的物质的量
C.减小CO2的物质的量
D.升温
E.降温
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.HNO3会将Fe2+氧化为Fe3+,则该实验现象不能说明试样中含有Fe3+,A不符合题意;
B.SO2和Cl2在溶液中发生氧化还原反应生成H2SO4,则将Cl2通入溶有SO2的BaCl2溶液产生的是BaSO4沉淀,B不符合题意;
C.试管中某试样加入氢氧化钠溶液,试管口湿润的红色石蕊试纸不变蓝,可能是因为没有加热,没有NH3从溶液中逸出,不能说明原试样中不含,C不符合题意;
D.HNO3不稳定,久置会分解产生NO2,NO2溶解在浓硝酸中使硝酸呈黄色,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.硝酸具有强氧化性,会将Fe2+氧化成Fe3+;
B.氯气和二氧化硫反应生成硫酸,得到的沉淀为硫酸钡;
C.检验铵根离子时,加入NaOH后应加热。
2.【答案】B
【解析】【解答】A. Al→Al3+→Al(OH)3或Al→ →Al(OH)3,故不能通过一步反应实现Al→Al(OH)3,故不选A;
B. Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,故能通过一步反应实现,故选B;
C. N2→NO→NO2,故不能通过一步反应实现N2→NO2,故不选C;
D. S→SO2→SO3,故不能通过一步反应实现S→SO3,故不选D;
故答案为:B。
【分析】根据题意,一步反应实现即原物质只发生一个反应即可转化为目标物质,根据物质的性质及变化规律,分析变化能否只通过一个反应而实现即可.
A. Al无法通过化学反应一步生成Al(OH)3 ,可以先与酸反应生成铝盐或者与强碱反应生成偏铝酸盐,再直接转化成Al(OH)3;
B.铁与盐酸反应生成氯化亚铁;
C.N2+O22NO、2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO,根据方程式知由氮气不能通过一步反应转化为二氧化氮;
D.S→SO3的转化,硫先与氧气反应生成二氧化硫,二氧化硫再与氧气反应生成三氧化硫,硫不能直接反应生成三氧化硫,
3.【答案】D
【解析】【解答】A.氮的原子半径小,最外层电子数多,非金属性强,不符合题意;
B.氮气虽然熔沸点低,但与化学稳定性无关,不符合题意;
C.氮气难溶于水,与化学稳定性无关,不符合题意;
D.氮分子中原子间共价键不易断裂,化学性质稳定,符合题意。
故答案为:D。
【分析】氮气分子中存在氮氮三键,共价键稳定决定了化学性质的稳定。
4.【答案】A
【解析】【解答】A.浓硝酸不稳定,见光分解生成二氧化氮,二氧化氮溶于浓硝酸颜色变黄,故A符合题意;
B.由于浓硫酸具有脱水性,所以浓硫酸能使小木条变黑,故B不符合题意;
C.硝酸能把SO氧化为SO,向某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则溶液中可能含有SO或SO,还可能是原溶液中含有Ag+离子,故C不符合题意;
D.Cl2没有漂白性,SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,体现SO2是酸性氧化物的性质,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B、浓硫酸具有脱水性;
C、硝酸能把SO氧化为SO,可能含有SO;
D、Cl2没有漂白性。
5.【答案】D
【解析】【解答】A.化合物是由二种或二种以上不同元素所组成的纯净物,不锈钢是混合物,A不符合题意;
B.常温下铁遇浓硫酸会发生钝化,在铁的表面形成致密的氧化膜,不是不反应,B不符合题意;
C.二氧化硫使氯水褪色是因为二氧化硫有还原性和氯气和水反应生成盐酸和硫酸,C不符合题意;
D.硝酸见光易分解,保存时应该用棕色试剂瓶,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.不锈钢是混合物;
B.常温下铁在浓硫酸中钝化;
C.二氧化硫具有还原性,与氯气发生氧化还原反应;
D.浓硝酸不稳定。
6.【答案】D
【解析】【解答】解:A.NaNO2在氯化铵溶液中能生成NH4NO2,说明NaNO2在水中的溶解性大于NH4NO2,故A正确;
B.NaNO2与N2H4反应生成NaN3,NaNO2是中氮的化合价由+3价降低为﹣ ,是氧化剂,故B正确;
C.NaNO2具有氧化性,在酸性条件下氧化碘化钾,得到单质碘,单质碘遇淀粉溶液变蓝,NaCl无氧化性,在酸性条件下不能氧化碘化钾,所以可用淀粉碘化钾试纸和食醋鉴别NaCl与NaNO2,故C正确;
D.NaN3中氮的化合价为﹣ ,生成1个N2转移 个电子,则每产生1 mol N2转移 mole﹣,故D错误;
故选D.
【分析】A.NaNO2在氯化铵溶液中能生成NH4NO2,说明NaNO2在水中的溶解性大于NH4NO2;
B.根据氧化剂是化合价升高的反应物;
C.根据信息可知:NaNO2具有氧化性,在酸性条件下氧化碘化钾,得到单质碘,单质碘遇淀粉溶液变蓝,而NaCl无氧化性;
D.根据NaN3中氮的化合价为﹣ ,生成1个 N2转移 个电子.
7.【答案】C
【解析】【解答】A、N2和水不反应且不溶于水,试管内不能完全被水充满,故不选A;
B、若试管中只有NO2,其与水反应生成不溶于水的NO,向试管内鼓入氧气后可发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3,试管内也能完全被水充满,故原气体中不一定有氧气,不选B;
C、若试管中充满的是NO与NO2的混和气体,当向试管内鼓入氧气后,可在溶液中发生反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,试管内能完全被水充满,故C符合题意,选C;
D、若原来试管中盛装的气体是NO与NO2的混合气体或O2与NO2的混合气体,或只有NO2气体,向试管内鼓入氧气都能完全被水充满,故原气体不一定只有NO2,不选D。
【分析】有试管中最终充满水可知气体没有剩余,则不能含有氮气;红棕色气体一定含有二氧化氮;气体中含有NO、氧气也会有相同的现象,据此解答即可。
8.【答案】D
【解析】【解答】A.溶液中有银离子,滴加氯化钡溶液,生成白色沉淀可能是氯化银,也可能为硫酸钡,无法确定是否存在硫酸根,A错误;
B.向某溶液中滴加溶液,生成白色沉淀可能为硫酸银或者氯化银,不一定为氯离子,B错误;
C.溶液中可能含有碳酸氢根离子、亚硫酸根离子、亚硫酸氢根离子等都可以产生使澄清石灰水变浑浊的气体,C错误;
D.由于操作中没有加热,故即使没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,仍可能含铵根,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.正确检验硫酸根方法为:先加入盐酸酸化,再加入氯化钡溶液;
B.正确检验氯离子方法为:先加入硝酸酸化,再加入硝酸银溶液;
C. 生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 的气体可能为二氧化硫或者二氧化碳,不一定为碳酸根;
D.检验铵根方法为:加入浓氢氧化钠溶液,加热。若产生时湿润红色石蕊试纸变蓝气体,即可以确定含有铵根。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.工业上生成硝酸的第一步反应为氨的催化氧化,原料是NH3而不是N2,A不符合题意;
B.反应①②均需要使用催化剂,但反应③只需提供O2,在常温下就可转化,B不符合题意;
C.路线Ⅲ的另一种反应物为水时,发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,则每1mol反应,转移电子数目为NA,C不符合题意;
D.反应 表明,2NH3——92.4kJ,则该条件下每合成1molNH3放出的热量为46.2kJ,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.工业上利用氨的催化氧化法生产硝酸;
B.反应③在常温下就可转化,不需要使用催化剂;
C.依据化学方程式中化合价变化分析;
D.反应热与计量系数成比例。
10.【答案】C
【解析】【解答】A. 铝和氧化铁反应放出大量的热,生成的铁水可用于焊接铁轨,故A不符合题意;
B. “光化学烟雾”的形成与氮氧化合物有关,故B不符合题意;
C. 活性炭脱色是利用其吸附性,二氧化硫漂白是利用二氧化硫与有色物质结合生成无色的物质,两者原理不同,故C符合题意;
D.可用烧碱处理含高浓度 的废水并回收利用氨,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.铝热主要就是利用铝的还原性将铁的氧化物中的铁还原
B.光化学污染主要是和臭氧有关,而臭氧的分解与氮氧化合物有关
C.活性炭的吸附性是物质性质,而二氧化硫的漂白性是化学性质
D. 与碱反应生成一水合氨,加热生成氨气
11.【答案】D
【解析】【解答】A.NO2和硝酸中氮元素的化合价不相等,NO2不是酸性氧化物,A不符合题意;
B.硝酸与金属反应时,主要是+5价的氮得电子,一般不产生氢气,B不符合题意;
C.常温下,铁遇浓硝酸发生钝化现象,阻止了铁和浓硝酸的进一步反应,不会产生红棕色气体,C不符合题意;
D.浓硝酸与铜的反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应过程中体现了硝酸的酸性和强氧化性,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.酸性氧化物,是指能与碱反应生成盐和水的氧化物;
B.硝酸具有氧化性,能活泼金属反应生成氮氧化物;
C.常温下,浓硝酸能使铁钝化;
D.根据发生反应的化学方程式分析;
12.【答案】B
【解析】【解答】A.因为碳酸的酸性比盐酸弱,所以向CaCl2溶液中通入少量的CO2不能发生反应,没有CaCO3沉淀生成,A不符合题意;
B.NO2通入水中,发生下列反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,生成的无色气体NO,遇空气变为红棕色的NO2,B符合题意;
C.浓硫酸是不挥发性酸,不能挥发出硫酸蒸汽,将分别蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒相互靠近,没有反应发生,没有白烟产生,C不符合题意;
D.将等物质的量的SO2和Cl2通入水中,发生反应:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,所得溶液没有漂白性,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据弱酸不能制强酸分析;
B.依据二氧化氮和一氧化氮的性质分析;
C.浓硫酸是不挥发性酸;
D.依据反应后产物的性质判断。
13.【答案】A
【解析】【解答】气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明该气体是氨气,即该氮肥中含有 ;另一种气体能使澄清石灰水变浑浊,说明该气体是CO2;说明该氮肥中含有 或 ,取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量氯化钡溶液,没有明显变化,说明该氮肥中没有 ,因此该氮肥应该是碳酸氢铵, A符合题意。
故答案为:A。
【分析】依据实验现象判断物质化学式。
14.【答案】C
【解析】【解答】A.I是铁与稀硝酸反应生成无色气体NO,NO被空气中的氧气氧化生成红棕色的NO2气体,故A不符合题意;
B.II的现象是因为铁发生了钝化,Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,故B不符合题意;
C.实验II反应停止是因为发生了钝化,不能用来比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱,物质氧化性强弱只能通过比较物质得电子能力大小来分析,故C符合题意;
D.III中Fe、Cu都能与硝酸反应,二者接触,符合原电池构成条件,要想验证铁是否为负极,发生氧化反应,可以连接电流计,故D不符合题意。
【分析】铁单质遇到浓硝酸会出现钝化现象,钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理,使表面变为不活泼态即钝态的过程,是使金属表面转化为不易被氧化的状态,而延缓金属的腐蚀速度的方法。另外,一种活性金属或合金,其中化学活性大大降低,而成为贵金属状态的现象,也叫钝化,所以无法通过Ⅰ、Ⅱ中现象来比较稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱。
15.【答案】B
【解析】【解答】A.硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,可以由化合反应一步完成,A不符合题意;
B.氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮,不可以由化合反应一步完成,B符合题意;
C.氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,可以由化合反应一步完成,C不符合题意;
D.铁和氯气反应生成氯化铁,可以由化合反应一步完成,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】依据元素化合物的性质,B项中氮气和氧气在放电条件下生成一氧化氮。
16.【答案】B
【解析】【解答】A.空气质量报告的指标包括:二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物等,故A不符合题意;
B.NO、NO2都属于非电解质,故B符合题意;
C.在过程②中SO2被O2氧化为SO3,SO3与水反应转化为硫酸,参与反应的O2是氧化剂,故C不符合题意;
D.将刚收集的酸雨中有亚硫酸,放置后亚硫酸会被氧化成强酸硫酸,pH会降低,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】解答该题首先要理清楚硫酸型酸雨和硝酸型酸雨形成过程以及发生的化学反应,同时弄清楚电解质与非电解质的分类区别
17.【答案】C
【解析】【解答】A.焰色反应后所得火焰呈黄色,说明溶液中一定含有Na+,但无法确定溶液是盐溶液还是碱溶液,A不符合题意;
B.与CaCl2溶液反应生成的沉淀可能为CaCO3、CaSO4或AgCl,则溶液中可能含有CO32-、SO42-、Ag+,B不符合题意;
C.与NaOH反应生成的刺激性气味气体为NH3,则溶液中一定含有NH4+,C符合题意;
D.检验溶液中是否含有Cl-时,应先用稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,不能用盐酸酸化,防止引入Cl-,造成干扰,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.根据焰色反应分析;
B.与CaCl2溶液反应生成的沉淀可能为CaCO3、CaSO4或AgCl;
C.结合NH4+的检验分析;
D.结合Cl-的检验分析;
18.【答案】C
【解析】【解答】10mol/LHNO3为浓硝酸,随着反应进行硝酸由浓变稀,所以生成的气体为二氧化氮和一氧化氮的混合物。设二氧化氮和一氧化氮气体物质的量分别为xmol、ymol。由得失电子相等得x+3y=0.2,被还原硝酸物质的量即为二氧化氮气体和一氧化氮气体物质的量总和,x+y=0.2-a,解得x=(0.2-1.5a)、y=0.5a,A、B不符合题意。
由题意知硝酸过量,反应后溶液中溶质是硝酸铜和硝酸,由电荷守恒得:2n(Cu2+)+n(H+)=n(NO3-),n(NO3-)=(0.2+a)mol,D不符合题意;所以被还原的硝酸物质的量为0.4mol-(0.2+a)mol=(0.2-a)mol,C符合题意;
【分析】综合分析,随着硝酸物质的量浓度减小,产物由NO2,变为NO;HNO3中无论剩余的NO3-还是生成NO、NO2,总的N原子守恒;
19.【答案】D
【解析】【解答】解:A.浓硝酸不稳定,在见光或受热时分解生成二氧化氮、氧气和水,反应方程式为4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑,故A正确;
B.浓硝酸易挥发,久置的浓硝酸挥发出硝酸分子会变为稀硝酸,故B正确;
C.硝酸具有强氧化性,能被金属还原生成氮的化合物,没有H2生成,故C正确;
D.常温下,浓硝酸和Fe、Al发生氧化还原反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,该现象为钝化现象,所以浓硝酸与铁发生了反应,故D错误;
故选D.
【分析】A.浓硝酸不稳定,在见光或受热时分解生成二氧化氮、氧气和水;
B.浓硝酸具有易挥发性;
C.硝酸具有强氧化性,能被金属还原生成氮的化合物;
D.常温下,浓硝酸和Fe、Al发生钝化现象;
20.【答案】B
【解析】【解答】硝酸与Cu反应的离子方程式是:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,n(H+)=0.1L×0.4mol/L+0.2L×2×0.1mol/L=0.08mol;n(NO3-)=0.1L×0.4mol/L=0.04mol;n(Cu)=1.92g÷64g/mol=0.03mol,由于在反应方程式中n(Cu): n(H+):n(NO3-)=3:8:2,所以硝酸根过量足量,氢离子和铜恰好反应,所以n(Cu2+)=0.03mol,c(Cu2+) = n÷V=0.03mol ÷0.1L=0.3 mol/L。
故答案为:B。
【分析】解决本题时先书写出离子方程式,再根据以少定多的原则找出反应中离子是否过量。
21.【答案】(1)
(2)
(3)取少量试液于试管中,加入氢氧化钠溶液,稍微加热,有湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,证明溶液中含有
(4);
(5)
(6)3Cu+8H++2NO3-=Cu2++4H20+2NO
【解析】【解答】 (1) 在催化剂和加热的条件下,物质A生成NO,是氨气的催化氧化生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为: ;故答案为: ;
(2) 在加热条件下,物质C为硝酸,硝酸的浓溶液与碳单质反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,反应的化学方程式为: ;故答案为: ;
(3) 实验室中,检验溶液中含有 的操作方法是:取少量试液于试管中,加入氢氧化钠溶液,稍微加热,有湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,证明溶液中含有 ;
故答案为:取少量试液于试管中,加入氢氧化钠溶液,稍微加热,有湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,证明溶液中含有 ;
(4) 物质B为红棕色气体为 ,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,反应的离子方程式为: ,反应中氮元素化合价 价变化为 价和 价,3mol二氧化氮反应电子转移总数2mol,当反应消耗3.36L(标准状况)物质B时,物质的量 ,转移电子的物质的量为 ;故答案为: ; ;
(5) 人工固氮常用的是合成氨: ,故答案为: ;
(6)Cu与稀硝酸反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3-=Cu2++4H20+2NO ,故答案为:3Cu+8H++2NO3-=Cu2++4H20+2NO 。
【分析】 (1) 在催化剂和加热的条件下,物质A生成NO,是氨气的催化氧化生成一氧化氮和水;
(2) 在加热条件下,物质C为硝酸,硝酸的浓溶液与碳单质反应生成二氧化碳、二氧化氮和水;
(3) 铵根离子结合氢氧根离子受热条件下反应生成氨气,遇到湿润的红色石蕊试纸变蓝;
(4) 物质B为红棕色气体为 ,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,结合元素化合价变化计算电子转移总数;
(5)合成氨是人工固氮最常用的方法;
(6)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、水和一氧化氮。据此回答。
22.【答案】(1)作保护气或作制冷剂或用于合成氨等(合理即可)
(2)
(3)AgNO3
(4)2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
(5)C + 4HNO3(浓) CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O
(6)8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl;取少量固体于试管中,加入NaOH溶液,微热,产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测,如果试纸变蓝,则证明该固体中含有NH4+;将活塞b打开,Cl2即可被烧杯中的NaOH溶液吸收
(7)10
【解析】【解答】(1) N2 性质稳定,可作保护气;液氮温度低,可作制冷剂;N2 还可用于合成氨,等等。
答案为:作保护气或作制冷剂或用于合成氨等(合理即可);
(2) B 为NH3,为共价化合物,电子式为: 。
答案为: ;
(3) 检验 Cl- 常用HNO3酸化的AgNO3 溶液,所以C 的化学式为AgNO3。
答案为:AgNO3;
(4) 实验室常用NH4Cl和碱石灰共热制取 NH3,化学方程式为:2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O。
答案为:2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O;
(5) 浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为:C + 4HNO3(浓) CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O。
答案为:C + 4HNO3(浓) CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O;
(6) ① 在三颈瓶内,氯气将氨气氧化成氮气,还原产物HCl与NH3 反应生成NH4Cl固体,所以发生反应的化学方程式为:8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl;NH4Cl中NH4+ 的检验方法为:取少量固体于试管中,加入NaOH溶液,微热,产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测,如果试纸变蓝,则证明该固体中含有NH4+。
答案为:8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl;取少量固体与试管中,加入NaOH溶液,微热,产生的气体在试管口用湿润的红色石蕊试纸检测,如果试纸变蓝,则证明该固体中含有NH4+;
② 三颈瓶内黄绿色气体为Cl2,Cl2能和碱反应,故可用碱溶液(如NaOH溶液)吸收,可将活塞b打开,Cl2即可被烧杯中的NaOH溶液吸收。
答案为:将活塞b打开,Cl2即可被烧杯中的NaOH溶液吸收;
(7) 根据分析可知,原硝酸溶液中的HNO3 的物质的量等于反应后溶液中的NO3- (未被还原的HNO3)和还原产物NO2 和 NO的物质的量总和(被还原的HNO3)。一、反应后溶液中的的NO3- :向反应后溶液加入NaOH 溶液恰好使溶液中的 Cu2+ 全部转化成沉淀后,溶液的溶质为NaNO3,则有:n(NO3-)=n(Na+)=100×10-3L×2.0mol/L=0.2mol;二、被还原的HNO3:还原产物为NO2 和 NO,所以,被还原的HNO3的物质的量为: ;则原硝酸溶液的浓度为: 。
答案为:10。
【分析】(1)~(5)由图可判断,气态氢化物B为NH3,+2价氧化物为NO,C为硝酸盐。可在此基础上结合氮的单质及其化合物的结构和性质解(1)~(5)小题;
(6)氯气有强氧化性,能将氨气氧化,还原产物HCl与NH3 反应生成NH4Cl固体;检验该固体中的阳离子即为检验NH4Cl中的NH4+;
②三颈瓶内黄绿色气体为Cl2,Cl2能和碱反应,故可用碱溶液吸收;
(7)原硝酸溶液中的HNO3的物质的量等于未被还原的HNO3和被还原的HNO3的物质的量总和。未被还原的HNO3的物质的量等于反应后溶液中的NO3-的物质的量;根据N元素守恒,被还原的HNO3的物质的量等于还原产物NO2和 NO的物质的量总和。利用题给数据分别计算即可求得原硝酸溶液的浓度。
23.【答案】(1)3Mg+N2=Mg3N2;b;加热,若没有白色沉淀和气泡产生
(2)氨气与氯化氢反应生成氯化铵;Mg3N2+6NH4Cl=3MgCl2+8NH3;Mg315N2和NH4Cl;
【解析】【解答】(1)①固氮是将游离态氮转化为化合态的氮。根据上述流程可知,其中的固氮反应为镁与氮气的反应,化学方程式为3Mg+N2=Mg3N2。
②镁在熔融状态下反应,而镁的熔点为649,而二氮化三镁大于800时发生分解,故固氮的适宜温度范围是,
故答案为:b。
③镁能与沸水反应生氢氧化镁和氢气,故固氮后的产物中加水,加热,若没有白色沉淀和气泡产生,说明能起到固氮作用。
(2)选用气体进行转化。发现能产生,且产物能直接循环利用。但的收率较低,原因是氨气能与氯化氢反应生成氯化铵。
①根据图示可知,氮化镁和氯化铵反应生成氨气和氯化镁,故合成氨的总反应方程式是Mg3N2+6NH4Cl=3MgCl2+8NH3。
②为证实中的氮元素在“转氨”过程中能转变为氨,可以将Mg315N2和NH4Cl两种物质混合,充分反应,若经探测仪器检测,所得氨气中存在则可证实。
③硫酸与氨气以1:2反应生成硫酸铵,用的滴定生成的,至滴定终点时消耗,则生成NH3的物质的量为(2cv×10-3)mol,根据反应Mg3N2+6NH4Cl=3MgCl2+8NH3可知,反应Mg3N2物质的量为、NH4Cl物质的量为mol;固体、的混合物[],设反应前Mg3N2物质的量为x、NH4Cl物质的量为6xmol,则100x+53.5×6x=m,则x=mol,的转化率为。
【分析】(1) ① 镁和氮气反应生成氮化镁;
② 根据表格数据,可知应该使镁熔化,且不能高于800℃;
③ 镁能与沸水反应生氢氧化镁和氢气;
(2) ① 箭头起点为反应物,箭头终点为生成物;
② 要注意氮化镁中氮原子的质量数为15;
③ 转化率=变化量/起始量。
24.【答案】(1)A;C
(2);;未达到;=;C
(3)
(4)电极乙;电极甲
【解析】【解答】(1)氮的固定过程是将氮气转化为化合物,所以应选工业合成氨和雷雨天中氮气与氧气生成氮氧化合物,另外两个选项不涉及氮气的转化,故答案为:AC;
(2)①其中A表示和的物质的量的变化曲线,由反应方程式可知,反应的和时,生成的B,则B表示的物质的量的变化曲线,故答案为:;②该温度下反应的平均反应速率,故答案为:;③由图可知,时,气体物质的量还在变化,反应未达到化学平衡,时,反应达到化学平衡,正反应速率等于逆反应速率,故答案为:未达到; = ;④A.该反应中与化学计量数之比为2∶1,时反应设有达到平衡,A不正确;B.由C元素守恒可知,反应过程中与的物质的量之和保持不变,不能说明是否达到平衡状态,B不正确;C.容器内气体压强不再发生变化能说明该反应已达到平衡状态,C正确;D.混合气体密度始终不变,不能说明是否达到平衡状态,D不正确;故答案为:C;
(3)溶液将转化为和的离子方程式为,故答案为:;
(4)电极乙是氧气得到电子变成,为电池的正极;电池工作时,阴离子向电极负极移动,即电极甲,故答案为:电极乙;电极甲。
【分析】(1)氮的固定即将氮气转化为化合物的过程;
(2) ① 结合化学计量数之比等于物质的变化物质的量之比判断;
② 化学反应速率为浓度变化量和时间的比值;
③ 反应未达到平衡,此时正反应速率大于逆反应速率;反应达到平衡时,正反应速率大于逆反应速率;
④ 化学平衡判断:1、同种物质正逆反应速率相等,2、不同物质速率满足:同侧异,异侧同,成比例,3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变,4、左右两边化学计量数不相等,总物质的量、总压强(恒容)、总体积(恒压)不变,5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算,6、体系温度、颜色不变;
(3)二氧化氮和氢氧根反应生成硝酸根、亚硝酸根和水;
(4)燃料电池中,燃料一端为负极,氧气一端为正极;阴离子移向负极。
25.【答案】(1)SO2、NO、NO2
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1;H2S;300℃;bd;>
(3)>;AD
【解析】【解答】(1)SO2和水反应生成亚硫酸,NO和氧气反应生成NO2,NO2和水反应生成硝酸和NO,直接排入空气时会引起酸雨的有SO2、NO、NO2。
(2)方法一:甲烷燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量,
①CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l) ΔH=-295.9kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297.2kJ·mol-1
根据盖斯定律①+②×2得CH4燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-295.9kJ·mol-1-297.2kJ·mol-1×2=-890.3kJ·mol-1;
方法二:①氢气与二氧化硫反应生成X,X能把SO2还原为S,可知X为H2S。
②0~t1时间段H2S增多,可知发生第一步反应,所以温度为300℃。
方法三:③a.依据质量守恒定律,气体总质量不变,容器体积不变,所以密度为恒量,混合气体的密度保持不变,反应不一定平衡,故不选a;|
b.反应达到平衡状态,各物质浓度保持不变,SO2的物质的量保持不变,反应一定达到平衡状态,
故答案为:b;
c.根据质量守恒,容器内混合气体原子总数是恒量,容器内混合气体原子总数不变,反应不一定平衡,故不选c;
d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO,可知正逆反应速率相等,反应一定平衡,
故答案为:d;
e.反应前后气体分子数不变,平均相对分子质量是恒量,容器内的混合气体平均相对分子质量保持不变,反应不一定平衡,故不选e;
故答案为:bd。
④已知该反应的平衡常数为,向某恒温恒容密闭容器中通入NO2、SO2、SO3、NO各1mol,浓度熵Q==1v(逆)。
(3)①氮气为反应物,一氧化氮为生成物,图中A点之后NO的物质的量继续增大,说明此时反应正向进行,没有达到平衡状态,则v(正)>v(逆)。
②第10min时改变条件,NO的物质的量增大,生成速率增大,氮气物质的量减小,反应速率增大,说明改变的条件是增大了反应速率,反应正向进行,
A.加催化剂可以加快化学反应速率,A正确;
B.C为固体,增大C的物质的量,化学反应速率不变,B不正确;
C.减小CO2的物质的量,反应逆向进行,化学反应速率减小,C不正确;
D.升高温度可加快化学反应速率,D正确;
E.降低温度,化学反应速率减小,E不正确;
故答案为:AD。
【分析】(1)二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要来源;
(2)盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减;
① 氢气具有还原性,二氧化硫可以被氢气还原,化合价降低形成硫;
② 0~t1时间段H2S增多,温度为300℃;
③ 化学平衡判断:1、同种物质正逆反应速率相等,2、不同物质速率满足:同侧异,异侧同,成比例,3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变,4、左右两边化学计量数不相等,总物质的量、总压强(恒容)、总体积(恒压)不变,5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算,6、体系温度、颜色不变;
④ 结合Qc和K的关系判断,QcK,则平衡朝逆向移动;
(3) ① A点还没有达到平衡,平衡朝正向移动,正反应速率大于逆反应速率;
② 取向没有断点,可能是改变浓度或者加入催化剂。