5.2氮及其化合物同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册

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名称 5.2氮及其化合物同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
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文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-10-13 20:46:01

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5.2氮及其化合物
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.常温下,某溶液中存在,下列离子能在该溶液中大量共存的是
A.Fe2+ B. C.S2- D.Ba2+
2.如图所示,夹子开始处于关闭状态,将液体A滴入试管②与气体B充分反应,打开夹子,可发现试管①内的水立刻沸腾了。则下列液体A和气体B的组合不可能的是
A.NaOH溶液、 B.稀硫酸、
C.、 D.NaOH溶液、NO
3.下列物质检验方法正确的是
A.若某溶液做焰色试验时的焰色为黄色,则该溶液为钠盐溶液
B.若向某溶液中加入溶液,产生白色沉淀,则该溶液中可能含有
C.若向某溶液中加入NaOH溶液后,未产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则该溶液中一定不含有
D.若向某酸性溶液中加入溶液,产生白色沉淀,则原溶液中一定含有
4.为探究的性质,实验小组同学进行了如下实验:
下列说法一定正确的是
A.③和④中产生的气体成分完全相同
B.②和⑥中沉淀的主要成分不同
C.①→②和④→⑥均只发生了复分解反应
D.①→④发生的反应是
5.如图所示,将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来,将乙针筒内的物质压到甲针筒内,进行下表所列的不同实验(气体在同温同压下测定)。下列关于甲针筒中的现象描述错误的是
选项 甲针筒内物质 乙针筒内物质 甲针筒的现象
A 10mL FeSO4溶液 10mL NH3 生成白色沉淀,后变色
B 20mL H2S 10mL SO2 有黄色固体生成
C 30mL NO2(主要) 10mL H2O(l) 活塞自动向内压缩至容积约为20mL
D 10mL Cl2 10mL H2 针筒内出现苍白色火焰
A.A B.B C.C D.D
6.。下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是
选项 实验 现象 结论
A 将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加溶液 有气体产生,溶液呈红色 稀硝酸将氧化为
B 将一块用砂纸打磨过的铝条放入试管,再加入浓硫酸 铝条表面无明显现象 铝与浓硫酸常温下不反应
C 向少许待测液中滴加稀盐酸 有刺激性气味气体放出 待测液中一定含有
D 加热盛有固体的试管 试管底部固体消失,试管口有固体产生 固体受热分解,产生氨气和氯化氢气体;常温下重新结合成
A.A B.B C.C D.D
7.下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.铁锅生锈 B.小苏打用作食品膨松剂
C.含氯消毒剂用于环境消毒 D.大气中参与酸雨形成
8.如图表示铁与不同浓度硝酸反应时,各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系,下列说法错误的是
A.,NO,,都既有氧化性又有还原性
B.铁在浓硝酸中的钝化不属于氧化还原反应
C.硝酸的浓度越小,其还原产物氮的价态越低的成分越多
D.当硝酸浓度为12.2 mol L时,还原产物NO和物质的量之比为1∶1
9.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.50 mL、18.4 mol/L浓硫酸与足量铜加热反应,生成SO2分子的数目为0.46NA
B.12.8 g Cu和0.2 mol S充分反应转移电子数为0.2NA
C.常温下,将2.7 g铝片投入足量的浓硝酸中,铝失去的电子数为0.3NA
D.标准状况下,22.4 LSO2与足量O2的反应,生成的SO3分子数为NA
10.下列关于和的说法正确的是
A.在一定条件下可相互转化 B.常温下都是无色气体
C.均可用排空气法收集 D.均可由和反应直接制备
11.下列各组离子在溶液中能大量共存的是
A.H+、、、Fe2+ B.Mg2+、Cl-、、OH-
C.Ba2+、Na+、、 D.Na+、Al3+、Cl-、
12.下列物质性质与用途对应关系正确的是
A.溶液呈酸性,可用于腐蚀电路板上的
B.化学性质不活泼,可用作金属冶炼的保护气
C.浓硫酸具有脱水性,可用于实验室干燥
D.具有漂白性,可用于葡萄酒酿造工艺
13.用图示装置和对应试剂能够制取、收集相应气体的是(夹持仪器已省略)
选项 A B C D
X中试剂 浓氨水 浓硝酸 稀硝酸 浓盐酸
Y中试剂 CaO FeS Cu KMnO4
气体 NH3 H2S NO Cl2
A.A B.B C.C D.D
14.氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环起始于氮的固定,过程可用下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是
A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循环属于固氮作用的是②③④
C.高温时与过量的氧气反应可直接生成
D.向海洋排放含的废水会影响海洋中的含量
15.水体中部分含氮物质的循环过程如图所示。其中属于氮的固定的是
A.① B.② C.③ D.④
二、填空题
16.Ⅰ.CO2、碳酸盐、有机物等均是自然界碳循环中的重要物质。回答下列问题:
(1)下列物质属于化合物但不属于电解质的是 (填标号)。
A.石墨 B.CO2 C.NH3·H2O D.CaCO3
(2)工业上制取金刚砂的反应为SiO2+3CSiC+2CO↑,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)含KCN的废水可用氯氧化法处理,反应原理为KCN+2KOH+Cl2=KOCN+2KCl+H2O。该反应中被氧化的元素是 (填元素符号)。
Ⅱ.N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(4)N2O是氨催化氧化的副产物,写出NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式 。
(5)N2O的处理:用特殊催化剂使其分解为对大气友好的气体,则N2O分解的化学方程式为 。
(6)NO和NO2的处理:已除去N2O的氮氧化物可用NaOH溶液吸收,主要反应为:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。若V(NO)∶V(NO2)=5∶2的混合气体,通过足量NaOH溶液后,溶液中含有N元素的溶质为 。
(7)NO的处理:NO能将酸性的NaClO溶液的还原为Cl-,实验测得100mL1.2mol·L-1的NaClO溶液可以吸收标准状况下1.792LNO气体,则反应的离子方程式为 。
17.请完成下列问题:
(1)画出氯原子结构示意图 。微粒中的质子数是 ,中子数是 。
(2)49g 硫酸的物质的量为 mol,其完全电离产生 H+的个数为 。组成硫酸的各原子中, 原子半径最大的是 。
(3)写出实验室制氨气的化学方程式:
18.盐酸、硫酸和硝酸都是重要的化工原料,也是化学实验室必备的重要试剂
(1)常温下,可用铁、铝制的容器盛放浓硫酸,说明浓硫酸具有 性;硝酸应保存在棕色瓶中,这是因为硝酸具有 性。
(2)如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容,该硫酸的浓度是 ;实验人员操作时不必需穿戴的安全用具是 。
化学纯(CP)(500mL) 品名:硫酸 化学式:H2SO4 相对分子质量:98 密度:1.84g/cm3 质量分数: 98.9%
A.防护手套 B.实验服 C.防毒面具 D.护目镜
(3)在稀硝酸溶液中加入铜片使之充分反应,写出反应的离子方程式 。
(4)实验室中向烧杯内加入约20g蔗糖,向其中插入玻璃棒,滴加几滴蒸馏水,再加入适量浓硫酸。白色的蔗糖变为疏松多孔的黑色物质,放出大量的热使烧杯壁发烫。验证产生的气体有SO2的方法是 ,验证该气体中还含有CO2的方法是 。
19.回答下列问题。
Ⅰ.氮在自然界中的转化是一个复杂的过程,如图所示的氮循环是生态系统物质循环的重要组成部分。
(1)循环图中能够说明含氮有机物可以转化为无机物的是 (填转化序号)。
(2)循环图中转化④的反应之一可表示为,其中X为 。
Ⅱ.和是重要的工业产品,下图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程。
(3)工业上,常用和制备,在实验室以下图装置作发生装置制备氨气,写出对应的化学方程式 。
(4)氧化炉中发生反应的化学方程式是 。
(5)尾气中的少量NO、可以用来处理,在催化剂作用下生成无污染的气体。现有和NO混合的气体(体积比为1∶1),处理3mol混合气体需要的为 mol。
(6)某化学兴趣小组为测定空气中含量,用如图所示装置进行定量分析:若实验中气体流速为a L/min,酸性溶液的体积为b L,其浓度为c mol/L。从气体通入到紫色恰好褪去,用时5min。此过程的离子方程式为 ,此次取样的空气中含量为 。
20.I.元素的“价—类”二维图体现了化学变化之美。部分含硫、氮物质的类别与硫元素和氮元素化合价的对应关系如下图所示。
回答下列问题:
(1)写出实验室利用两种固体物质加热制备物质R的化学方程式 。
(2)物质R→Y是工业制硝酸的重要反应,其化学方程式是 。
(3)写出物质E的浓溶液与碳单质反应的化学方程式: 。
(4)写出物质Z与水反应的离子方程式: ,当反应消耗0.3mol物质Z时,转移电子数为 。
(5)下列有关图中所示含N、S物质的叙述,正确的是___________(填标号)。
A.在催化剂的作用下,R可将Y、Z还原为X
B.图中所示的物质中,只有W、D、E属于电解质
C.用玻璃棒分别蘸取浓的R溶液和浓的W溶液,玻璃棒靠近时有白烟产生
D.Z、C、F均能与NaOH溶液反应,都是酸性氧化物
II.粗盐中含有泥沙及、、等杂质,其提纯过程一般经过以下流程:
某兴趣小组按上述方案进行粗盐提纯实验,实验室提供了粗盐样品、稀盐酸、NaOH溶液、溶液、溶液等药品以及必备的实验仪器若干。请回答下列问题:
(6)操作③按a、b、c顺序依次加入过量的试剂。若a为NaOH溶液,则c为 。
(7)加盐酸调溶液pH的目的是 。
21.自然界中的氮循环部分过程如图所示,回答下列问题:
(1)①自然界中实现路径Ⅰ的固氮方式可能是 (任写一种)。
②在哈伯等科学家的努力下,路径Ⅱ已实现工业大规模合成氨,反应方程式为 。
(2)①实验室制的化学方程式为 ;
②干燥氨气不可以选用的试剂是 (填字母)。
a.浓硫酸 b.碱石灰 c.NaOH固体
(3)除反硝化作用外,铵态氮()与亚硝态氮()也可以在细菌的作用下转化为氮气。请写出所涉及的离子反应方程式 。该反应中,当产生0.02mol氮气时,转移电子的物质的量为 。
(4)工业制硝酸时尾气中含有NO、,可用以两种下方法吸收:
①水吸收法。请用化学方程式说明用水吸收的缺陷 。
②NaOH溶液吸收法。发生的反应有:、。用不同浓度NaOH溶液吸收含量不同的尾气,氮氧化物吸收率与NaOH浓度间的关系如图所示(α表示尾气里的含量):
ⅰ.根据图中得知 (填字母)。
a.NaOH溶液浓度越大,氮氧化物的吸收率越大
b.含量越大,氮氧化物的吸收率越大
ⅱ.当α小于50%时,加入能提升氮氧化物的吸收率,原因是
22.氮、硫的氧化物都会引起环境问题,越来越引起人们的重视。如图是氮、硫元素的各种价态与物质类别的对应关系:
(1)根据A对应的化合价和物质类别,A为 (写分子式),从氮元素的化合价能否发生变化的角度判断,图中既有氧化性又有还原性的含氮化合物有 。
(2)浓、稀硝酸的性质既相似又有差别,若要除去铁制品表面的铜镀层应选择 。
(3)工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO2的混合气体,使其转化为化工产品NaNO2,试写出其化学方程式: 。
(4)工业上把海水先进行氧化,再吸收溴,达到富集溴的目的。常用的方法是先用热空气吹出Br2,再用SO2水溶液吸收Br2.取吸收后的溶液,向其中加入氯化钡溶液有白色沉淀析出。写出SO2水溶液吸收Br2反应的化学方程式: 。
23.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题,这也充分说明了含氮化合物对人类生存的巨大意义。回答下列问题
(1)工业上用氢气和氮气直接合成氨,写出反应的化学方程式 。氨气极易溶于水,水溶液显 性,能使酚酞溶液变 色,使湿润的红色石蕊试纸变 色。
(2)氮的氧化物有多种,一氧化氮和二氧化氮都是大气污染物。氨气在催化剂作用下可被氧化生成一氧化氮,一氧化氮气体与空气变 色,原因是 (用化学方程式表示);二氧化氮易溶于水并与水反应,此反应的氧化剂是 ,还原剂是 ,氧化剂和还原剂的质量之比为
24.两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸的玻璃棒,靠近时,产生 ,反应方程式为 。
25.(1)①写出氮气的结构式 ;
②写出医疗用内服药剂“钡餐”主要成分的化学式 ;
(2)写出醋酸与少量碳酸钠溶液反应的离子方程式 。
参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D B B D D B B B A
题号 11 12 13 14 15
答案 D B C D C
1.B
【分析】若选项离子与题干已知离子之间不能发生任何反应,就可以大量共存,据此分析解答。
【详解】A.Fe2+与H+、会发生氧化还原反应,不能大量共存,A不符合题意;
B. 与题干离子之间不能发生任何反应,可以大量共存,B符合题意;
C.S2-与H+、会发生氧化还原反应,不能大量共存,C不符合题意;
D.Ba2+与会反应产生BaSO4沉淀,不能大量共存,D不符合题意;
故合理选项是B。
2.D
【分析】水的沸点与压强有关,压强越小,则水的沸点越低。将液体A滴入试管②,若气体B溶解或能与之发生反应,充分接触后导致②中的压强减小,打开夹子,①中的气体进入②中,导致试管①内压强减小,水的沸点降低,则水沸腾。
【详解】A.NaOH溶液可以与气体反应,导致压强减小,故水沸腾,A不符合题意;
B.稀硫酸与可以反应,导致压强减小,故水沸腾,B不符合题意;
C.易溶于水,与水反应生成硝酸和一氧化氮,导致压强减小,故水沸腾,C不符合题意;
D.NO不溶于水,且不与NaOH溶液反应,则试管内压强不变,水不沸腾,D符合题意;
答案选D。
3.B
【详解】A.钠元素的焰色为黄色,由实验可知该溶液中含有钠元素,但不一定是钠盐,也可能是NaOH,故A错误;
B.若向某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,该白色沉淀可能是AgCl,则该溶液可能含有Cl-,故B正确;
C.加入NaOH溶液,可能生成一水合氨,NH3没有释放,原溶液中可能含有,故C错误;
D.酸性溶液中加入溶液,硝酸根在酸性溶液中有强氧化性,若原溶液是亚硫酸根,也会生成硫酸钡沉淀,故D错误;
答案选B。
4.B
【分析】由题干实验信息可知,①→②→③过程中先发生反应:Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl,然后发生Na2SO3与HNO3反应生成SO2和氮氧化物等刺激性气味的气体,BaSO3与HNO3反应生成BaSO4,同时产生氮氧化物刺激性气味的气体;根据④→⑤无明显变化,①→④→⑤→⑥过程中先发生Na2SO3与HNO3反应生成SO2,然后溶于水中的SO2继续被过量的硝酸根氧化为硫酸根,然后与Ba2+结合生成BaSO4沉淀,同时生成氮氧化物等刺激性气味的气体,据此分析解题。
【详解】A.由题干实验信息可知,①→③依次发生反应方程式为:Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl、BaSO3与HNO3反应,已经过量的Na2SO3与HNO3反应,生成SO2和氮氧化物等刺激性气味的气体,而①→④则是Na2SO3与HNO3反应生成SO2,可知③和④中产生的气体成分不完全相同,A错误;
B.由题干实验信息可知,①→②发生的反应为:Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl,故沉淀②的主要成分是BaSO3,而⑥中沉淀是BaSO4沉淀,故二者的主要成分不同,B正确;
C.由分析可知,①→②发生的反应为:Na2SO3+BaCl2=BaSO3↓+2NaCl属于分解反应,而④→⑥既发生了复分解反应又发生氧化还原反应,C错误;
D.根据分析,①→④发生的反应是,D错误;
故选B。
5.D
【详解】A.将10mL NH3推入10mL FeSO4溶液中,发生的反应为:FeSO4+2NH3+2H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4,若溶液中含有溶解氧,则发生4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故可观察到生成白色沉淀,后变色,A正确;
B.已知2H2S+SO2=3S+2H2O,则将20mLH2S和10mLSO2混合,可观察到有黄色固体生成,B正确;
C.已知3NO2+H2O=2HNO3+NO,则将10mLH2O推入30mLNO2中,推入瞬间甲针筒的体积变为40mL,随着反应进行变为10mL溶液和10mLNO,即可观察到活塞自动向内压缩至容积约为20mL,C正确;
D.已知常温常压下,H2与Cl2不反应,故观察不到针筒内出现苍白色火焰,D错误;
故答案为:D。
6.D
【详解】A.稀硝酸加入过量铁粉,反应生成亚铁离子,加入KSCN溶液,溶液不会变红色,A错误;
B.常温下,铝遇到浓硫酸发生钝化,表面的铝被浓硫酸氧化为氧化铝,铝与浓硫酸发生了反应,B错误;
C.向少许待测液中加入稀盐酸,有刺激性气味气体放出,该气体为SO2,待测液中不一定含有亚硫酸根离子,也可能含有亚硫酸氢根离子,C错误;
D.加热盛有氯化铵固体的试管,试管底部固体消失,氯化铵受热分解生成NH3和HCl,NH3和HCl在试管口遇冷重新化合生成氯化铵,因此试管口有固体产生,D正确;
故答案选D。
7.B
【详解】A.铁锅生锈,铁元素化合价升高,发生氧化还原反应,故A不符合题意;
B.小苏打用作食品膨松剂,是碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体,不是氧化还原反应,故B符合题意;
C.含氯消毒剂用于环境消毒,是利用其强氧化性,涉及氧化还原反应,故C不符合题意;
D.大气中NO2参与酸雨形成,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,涉及氧化还原反应,故D不符合题意;
故选B。
8.B
【详解】A.氮元素的最低化合价为-3价,最高化合价为+5价,因、NO、、中氮元素化合价均处于两者之间,所以既有氧化性又有还原性,A正确;
B.浓硝酸可使铁发生钝化,在其表面生成一层致密的氧化物薄膜,属于氧化还原反应,B错误;
C.由图可知,硝酸的浓度越小,铵根含量越高,说明其还原产物氮的价态越低的成分越多,C正确;
D.由图可知,当硝酸浓度为12.2 mol·L 1时,NO和NO2相对含量相等,所以两者物质的量之比为1∶1,D正确;
故选B。
9.B
【详解】A.50 mL、18.4 mol/L浓硫酸中含有溶质的物质的量是n(H2SO4)=18.4 mol/L×0.05 L=0.92 mol,若其完全与Cu发生反应:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,理论上生成SO2气体0.46 mol,但随着反应的进行,硫酸浓度变稀,反应就不再发生,因此反应产生的SO2气体物质的量小于0.46 mol,故生成SO2分子的数目少于0.46NA,A错误;
B.12.8 g Cu的物质的量是0.2 mol,根据反应方程式:2Cu+SCu2S中物质反应转化关系可知:S过量,Cu完全反应,0.2 mol Cu发生反应,转移0.2 mol电子,则充分反应转移电子数为0.2NA,B正确;
C.浓硝酸具有强氧化性,在常温下Al遇浓硝酸,会被氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止反应的进一步发生,即发生钝化,因此不能计算反应过程中转移的电子数目,C错误;
D.标准状况下,22.4 LSO2的物质的量是1 mol,其与O2在一定条件下发生反应:2SO2+O22SO3,但该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,故1 mol SO2与足量O2的反应,生成的SO3的物质的量小于1 mol,因此反应生成的SO3分子数小于NA,D错误;
故选B。
10.A
【详解】A.一定条件下可以相互转化,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成一氧化氮,A正确;
B.二氧化氮是红棕色气体,一氧化氮是无色气体,B错误;
C.NO在室温下能够与O2发生反应,因此不能用排空气方法收集,C错误;
D.N2和O2直接化合得到NO,NO与O2反应产生NO2,因此NO2不可由N2和O2直接化合得到,D错误;
故选A。
11.D
【详解】A.在H+存在的条件下,会将Fe2+氧化为Fe3+,不能大量共存,故A错误;
B.在OH-存在的条件下,Mg2+会与OH-反应产生Mg(OH)2沉淀,不能大量共存,故B错误;
C.会与Ba2+反应产生BaCO3沉淀,不能大量共存,故C错误;
D.该组离子不发生反应,可以大量共存,故D正确;
故答案选D。
12.B
【详解】A.溶液具有氧化性,可用于腐蚀电路板上的,A项错误;
B.化学性质不活泼,可用作金属冶炼的保护气,B项正确;
C.浓硫酸具有吸水性,可用于实验室干燥,C项错误;
D.具有还原性和杀菌作用,还能控制发酵程度,稳定葡萄酒的色泽,可用于葡萄酒酿造工艺,D项错误;
故答案选B。
13.C
【详解】A.氨气极易溶于水,不能排水法收集,A错误;
B.由于稀硝酸具有强氧化性,与FeS发生氧化还原反应生成SO2、NO等混合气体,得不到H2S,B错误;
C.Cu与稀硝酸反应生成NO,且NO不溶于水,图中装置可制备并收集NO,C正确;
D.常温下,高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气,但氯气能溶于水,不能用排水法收集,采用向上排空气法收集,D错误;
故答案为:C。
14.D
【详解】A.由转化关系图可知,海洋中的氮循环起始于氮的还原,大气氮生成铵根离子,故A错误;
B.氮的固定是氮元素由游离态变为化合态,海洋中的氮循环属于固氮作用的是②,故B错误
C.与过量的氧气反应生成NO,故C错误;
D.转化关系图中,硝酸根离子增多,反硝化作用增强,向海洋排放含NO3-的废水会影响海洋中NH4+的含量,故D正确;
选D。
15.C
【详解】氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮,根据反应过程,①②④均为化合物转化为其他物质,只有③为氮气转化为,属于氮的固定,C项符合题意。
答案选C。
16.(1)B
(2)1:2
(3)C
(4)
(5)
(6)NaNO2
(7)2NO+3 ClO-+ H2O =2+3Cl-+2 H+
【详解】(1)电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;石墨为单质;二氧化碳为化合物中的非电解质;NH3·H2O水溶液能导电为电解质;CaCO3属于盐为电解质;
故属于化合物但不属于电解质的是二氧化碳,选B;
(2)反应中1个C得到电子发生还原反应生成SiC,2个C失去电子发生氧化反应生成CO,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2;
(3)KCN+2KOH+Cl2=KOCN+2KCl+H2O。该反应中碳元素化合价由+2变为+4,失去电子反应氧化反应,故被氧化的元素是C;
(4)H3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O和水,;
(5)N2O用特殊催化剂使其分解为对大气友好的气体,则生成氮气和氧气,;
(6)由反应可知,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O;V(NO)∶V(NO2)=5∶2的混合气体,通过足量NaOH溶液后,NO过量且不和氢氧化钠反应,则反应生成溶液中含有N元素的溶质为NaNO2;
(7)100mL1.2mol·L-1的NaClO溶液可以吸收标准状况下1.792LNO气体,NaClO、NO的物质的量分别为0.12mol、0.08mol,NO能将酸性的NaClO溶液的还原为Cl-,则Cl转移的电子的物质的量为0.12×2=0.24mol,根据电子守恒则氮元素的化合价变化为0.24÷0.08=3,反应后氮元素化合价为+5,生成硝酸根离子,故反应为2NO+3 ClO-+ H2O =2+3Cl-+2 H+。
17. 16 18 0.5 NA(6.02×10-23) 硫(或 S) 2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+ 2H2O
【详解】(1) 氯原子原子序数为17号,氯原子的核内有17个质子,核外有17个电子,故原子结构示意图为 。标示在左下方的是质子数,标示在左上方的是质量数,故中的质子数为16, 34为质量数,故中子数为34- 16= 18,故答案为: ;16;18;
(2) 49g 硫酸的物质的量为=0.5mol,而硫酸是二元强酸,能完全电离,故0.5mol硫酸完全电离出的氢离子个数为NA(6.02×10-23)个。硫酸由H、S、O三种原子组成,电子层分别有一层、三层、两层,故硫酸中各原子中原子半径最大的是硫(或 S),故答案为:0.5; NA(6.02×10-23);硫(或 S);
(3)实验室制氨气常用氯化铵固体与氢氧化钙固体加热制备,化学方程式为:2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+ 2H2O, 故答案为:2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+ 2H2O。
18.(1) 强氧化 不稳定
(2) 18.56mol/L C
(3)3Cu+8H++2 =3Cu2++2NO↑+4H2O
(4) 将产生的气体通入品红溶液,红色褪去 将产生气体先通过足量酸性高锰酸钾溶液,再通过澄清石灰水,石灰水变浑浊
【详解】(1)由于浓硫酸具有强氧化性,能使Fe、Al表面形成一层致密的氧化物保护膜,使Fe、Al发生钝化,则常温下,可用铁、铝制的容器盛放浓硫酸,说明浓硫酸具有强氧化性;浓硝酸见光易分解,方程式为:4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,即硝酸应保存在棕色瓶中,这是因为硝酸具有不稳定性。
(2)如图是硫酸试剂瓶标签上的部分内容,该硫酸的浓度是=18.56mol/L,由于浓硫酸具有强腐蚀性,实验人员操作时必须佩戴防护手套、实验服和护目镜,其没有剧毒,故不必需穿戴的安全用具是防毒面具,故答案选C。
(3)在稀硝酸溶液中加入铜片使之充分反应,反应方程式为:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,故该反应的离子方程式为:3Cu+8H++2 =3Cu2++2NO↑+4H2O。
(4)已知SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,故将产生的气体通入品红溶液,红色褪去,判断该气体中含有SO2,将产生气体先通过足量酸性高锰酸钾溶液,除去了SO2,再通过澄清石灰水,石灰水变浑浊,判断该气体中还含有CO2。
19.(1)⑥
(2)
(3)
(4)
(5)3
(6)
【详解】(1)循环图中动植物蛋白质属于有机物,能够说明含氮有机物可以转化为无机物的是⑥;
(2)根据原子守恒和电荷守恒,可知X为;
(3)实验室制氨气一般用固体氢氧化钙和氯化铵加热制备氨气,化学方程式为;
(4)氧化炉中氨气催化氧化的化学方程式是;
(5)NO、NO2可以用NH3来处理,在催化剂作用下生成无污染的气体,产物为氮气和水,NO2和NO混合的气体(体积比为1∶1)与氨气反应的化学方程式为,可知处理3 mol 混合气体需要的NH3为3mol;
(6)SO2与酸性溶液反应的离子方程式为;消耗高锰酸钾物质的量为bcmol,根据化学方程式,混合气体中SO2物质的量为,质量为160bcg,通入的气体总体积为5aL,此次取样的空气中含量为
20.(1)
(2)
(3)
(4) 0.2()
(5)AC
(6)溶液
(7)除去过量的和
【分析】结合N、S的价态及物质类型可知,A为H2S、B为S、C为SO2、D为H2SO3、E为H2SO4、F为SO3、R为NH3、X为N2、Y为NO、Z为NO2或N2O4、W为HNO3,据此解答。
【详解】(1)实验室利用氢氧化钙和氯化铵混合固体加热制取氨气,反应化学方程式为:;
(2)氨气经催化氧化生成NO和水,反应方程式为:;
(3)浓硫酸与C单质在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应方程式为:;
(4)与水反应生成硝酸和NO,反应的离子方程式为:,由反应可知消耗3mol二氧化氮转移2mol电子,则消耗0.3mol二氧化氮转移0.2NA电子;
(5)A.在催化剂的作用下,可与NO和NO2发生氧化还原反应,将两者还原为N2,故A正确;
B.A为H2S、W为HNO3、D为H2SO3、E为H2SO4都属于电解质,故B错误;
C.用玻璃棒分别蘸取浓的溶液和浓的HNO3溶液,挥发出的氨气和硝酸反应生成硝酸铵,产生白烟现象,故C正确;
D.Z为NO2或N2O4,不属于酸性氧化物,故D错误;
故选AC。
(6)操作③按a、b、c顺序依次加入过量的试剂,选用NaOH溶液除去镁离子,碳酸钠溶液除去钙离子,氯化钡溶液除去硫酸根离子,为确保除杂充分,所用试剂均过量,且过量除杂试剂要除去,若a为NaOH溶液,用于除去镁离子,则b应为氯化钡溶液用于除去硫酸根离子,c为碳酸钠溶液用于除去钙离子及过量的氯化钡,过量的、OH-用盐酸除去即可;
(7)因所加试剂均过量,则加盐酸调溶液pH目的是除去过量的和。
21.(1) 生物固氮 2N2+3H22NH3
(2) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O a
(3) +=N2+2H2O 0.06mol
(4) 3+H2O=NO+2HNO3 b 当混合气体中 NO2含量小于 50% 时,具有氧化性的 H2O2的存在,会使 NO 氧化成 NO2,NO2的含量增大,从而使氮氧化物的吸收率增大
【详解】(1)①路径Ⅰ中N2转化为NO和NO,自然界中实现该过程的固氮方式可能是:生物固氮;
②路径Ⅱ中N2转化为NH3,在哈伯等科学家的努力下,路径Ⅱ已实现工业大规模合成氨,反应方程式为2N2+3H22NH3。
(2)①实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气,该反应是复分解反应,反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②氨气是碱性气体,不能用浓硫酸干燥,故选a。
(3)铵态氮()与亚硝态氮()也可以在细菌的作用下转化为氮气,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:+=N2+2H2O,该反应中,中N元素由-3价上升到0价,当产生0.02mol氮气时,转移电子的物质的量为0.06mol。
(4)①和H2O反应的化学方程式为:3+H2O=NO+2HNO3,该过程中生成有毒气体NO;
②ⅰ.根据图中得知NaOH溶液浓度越大,氮氧化物的吸收率先增大后减小,含量越大,氮氧化物的吸收率越大,故选b;
ⅱ.当混合气体中 NO2含量小于 50% 时,具有氧化性的 H2O2的存在,会使 NO 氧化成 NO2,NO2的含量增大,从而使氮氧化物的吸收率增大。
22.(1) N2O5 NO、NO2
(2)浓硝酸
(3)NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
(4)SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr
【解析】(1)
A为+5价氮元素的氧化物,因此A的化学式为N2O5;图中既有氧化性又有还原性的含氮化合物,氮元素的化合价应在-3和+5价之间,因此应该为NO、NO2。
(2)
除去铁制品表面的铜镀层,应该选用只与铜反应,不与铁反应的物质。浓硝酸在常温下可以与铁反应生成致密的氧化物薄膜,阻碍反应的进一步进行,但却可以与铜反应,因此选用浓硝酸。
(3)
NaOH溶液吸收NO、NO2的混合气体后生成NaNO2,H与多余的O生成水,配平可得化学方程式:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。
(4)
SO2与卤素单质反应的方程式为:SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX,因此SO2水溶液吸收Br2反应的化学方程式:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr。
23. N2+3H22NH3 碱 红 蓝 红棕色 2NO+O2==2NO2 NO2 NO2 1:2
【详解】(1)工业上用氢气和氮气直接合成氨,反应的化学方程式为N2+3H22NH3;氨气极易溶于水,水溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,使湿润的红色石蕊试纸变蓝色;
(2)氮的氧化物有多种,一氧化氮和二氧化氮都是大气污染物。氨气在催化剂作用下可被氧化生成一氧化氮,一氧化氮气体与遇空气变红棕色,原因是2NO+O2==2NO2;二氧化氮易溶于水并与水反应,此反应中氮元素由+4价变为+2价,故氧化剂是NO2,氮元素也从+4价变为+5价,故还原剂是NO2,氧化剂和还原剂的质量之比为1:2。
24. 白烟 NH3+HCl=NH4Cl
【详解】浓氨水和浓盐酸均具有较强的挥发性,挥发出的NH3和HCl反应生成NH4Cl固体小颗粒,形成白烟,故两根分别蘸取浓氨水和浓盐酸的玻璃棒,靠近时,产生白烟,反应方程式为NH3+HCl=NH4Cl,故答案为:白烟;NH3+HCl=NH4Cl。
25. N≡N BaSO4 2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O
【详解】(1)氮气分子中氮原子之间形成三键,结构式为:N≡N,故答案为:N≡N;
②BaSO4性质稳定,难溶于水和盐酸,且对人体无害,常用作医疗用内服药剂‘钡餐’,故答案为:BaSO4;
(2)醋酸为弱酸应写化学式,碳酸钠为可溶性盐,两者反应生成醋酸钠和二氧化碳,反应的离子方程式为:2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O,故答案为:2CH3COOH+=2CH3COO-+CO2↑+H2O;
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