专题测评验收卷(七)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分,每小题只有1个选项符合题意)
1.(2024·湖北云学名校联盟高一联考)氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是 ( )
“雷雨发庄稼”和合成氨工业都属于氮的固定
侯氏制碱法的副产物可以作为氮肥
多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
二氧化硫、氮氧化物溶于雨水会形成酸雨,酸雨的pH约为5.6
2.下列说法正确的是 ( )
NO、NO2都是大气污染物,在空气中都能稳定存在
向AlCl3溶液中滴加过量氨水能看到的现象是先产生白色沉淀,后沉淀溶解
可用浓硫酸除去镀在铝表面的铜
在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉就会溶解
3.下列物质的性质与用途的对应关系正确的是 ( )
氯化铵易分解,可用来制取氨气
NH4HCO3易溶于水,可用作氮肥
氨气易液化,液氨可用作制冷剂
铁与浓硝酸不反应,可用铁槽车贮运浓硝酸
4.我国科研团队借助一种固体催化剂(LDH),在常温常压和可见光条件下合成了氨,其过程如图所示。下列说法中不正确的是 ( )
该过程实现了常温下氮的固定
该过程实现了化学能向太阳能的转化
该反应属于氧化还原反应
该反应的化学方程式为2N2+6H2O4NH3+3O2
5.用如图所示装置进行实验,一段时间后,实验现象与实验预测不一致的是 ( )
选项 ①中物质 ②中物质 实验预测
浓氨水 酚酞试液 ②中溶液变为红色
浓硝酸 淀粉- KI溶液 ②中溶液变为蓝色
浓盐酸 浓氨水 ③中有白烟产生
饱和亚 硫酸溶液 稀溴水 ②中溶液无明显变化
6.(2023·三明高一期末)下图是实验室常见气体的制取、收集和尾气吸收装置,用此装置和表中提供的物质可达到实验目的的是 ( )
选项 Ⅰ中的物质 Ⅱ中收集 的气体 Ⅲ中的物质
Cu和浓HNO3 NO 饱和食盐水
Na2SO3固体和浓H2SO4 SO2 NaOH溶液
Na2S固体和浓H2SO4 H2S 水
浓氨水和CaO NH3 稀H2SO4
7.(2023·广东卷)1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是 ( )
图1:喷泉实验 图2:干燥NH3
图3:收集NH3 图4:制备NH3
8.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是 ( )
① ② ③
由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
由③说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物
③的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
9.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,是大气的重要污染源之一。用Ca(ClO)2溶液对烟气[n(SO2)∶n(NO)=3∶2]同时脱硫脱硝(分别生成S),测得NO、SO2脱除率如图,下列说法不正确的是 ( )
SO2和NOx都会形成酸雨,NOx还会形成光化学烟雾
随着脱除反应的进行,吸收溶液的pH逐渐减小
SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO
依据图中信息,在80 min时,吸收液中n(N)∶n(Cl-)=2∶3
10.体积相同的15 mol·L-1 HNO3溶液、4 mol·L-1 HNO3溶液分别将两份等质量的铜片完全溶解,发生如下反应:
①4HNO3(浓)+CuCu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,所得溶液为绿色;
②8HNO3(稀)+3Cu3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,所得溶液为蓝色。
用注射器分别取①、②中的少量溶液,夹上弹簧夹,完成如下实验:
向外拉 动注射 器活塞 ①中液面上方呈红棕色
②中无明显变化
下列分析正确的是 ( )
①中产生NO2,②中产生NO,说明氧化性:稀HNO3>浓HNO3
溶解等物质的量的Cu,消耗浓硝酸中HNO3的物质的量大于稀硝酸中HNO3的物质的量
①中液面上方呈红棕色是因为发生反应2NO+O22NO2
向外拉动注射器活塞时,①中溶液颜色不会发生变化
11.在通风橱中进行下列实验:
操 作
现 象 Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色 Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止 Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡
下列说法不正确的是 ( )
Ⅰ中气体由无色变为红棕色的化学方程式为2NO+O22NO2
Ⅱ中现象说明Fe表面形成致密的氧化膜,阻止Fe与浓HNO3进一步反应
对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3
针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否持续被氧化
12.为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N的废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如图所示流程。下列说法不正确的是 ( )
固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
X可以是空气,且需过量
捕获剂所捕获的气体主要是CO
处理含N的废水时,发生反应的离子方程式为NN2↑+2H2O
13.以物质类别为横坐标,化合价为纵坐标可以绘制某一元素的价类图。氮元素的价类图如图所示,下列有关说法不正确的是 ( )
实验室用铜制取d,生成标准状况下5.6 L气体d时,消耗铜的质量为24 g
从a→d→c→e的转化过程中,必须向每个步骤中提供氧化剂
c、d同时通入NaOH溶液中仅生成f一种盐,反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-2N+H2O
a与c在一定条件下反应生成无污染的物质,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶4
14.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液100 mL,向其中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果不正确的是 ( )
OA段和BC段生成的气体分别是NO、H2
AB段发生的反应为Fe+2Fe3+3Fe2+
C点之后的溶液中溶质只有FeSO4
原混合溶液中H2SO4的浓度为1.5 mol·L-1
二、非选择题(本题包括3小题,共58分)
15.(16分)(2023·三明高一期末)化学在治理空气污染方面发挥着重要的作用。
Ⅰ.化石燃料的过度使用是导致酸雨的主要原因。研究表明,NOx、SO2形成酸雨时的转化关系如图所示:
(1)(2分)HNO3的电离方程式为
。
(2)(2分)SO2会被雨水吸收形成酸雨,这种酸雨在空气中久置酸性增强的原因是
(用化学方程式表示)。
Ⅱ.NOx、SO2等均为大气污染物,需处理后才能排放。
(3)(4分)用NaOH溶液可以吸收NOx,反应的化学方程式如下:
i.NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O
ii.2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O
①反应i中,每消耗0.3 mol NO2,转移电子数为 。
②反应ii中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(4)(4分)用氨水可以吸收SO2制取铵盐。
①实验室用NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的化学方程式为
。
②用足量氨水吸收SO2的化学方程式为
。
(5)(4分)利用NaClO吸收液可在脱除烟气中NOx的同时脱除SO2。研究发现在不同的初始pH条件下,吸收液对流动烟气的脱硫效率都接近100%,而对NO的脱除率如下图所示。
pH=2时,脱除SO2的离子方程式为
;
NO脱除率随反应时间的延长而逐渐降低的可能原因是
。
16.(21分)某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)(3分)A装置中制取NH3的化学方程式是
。
(2)(3分)甲、乙分别是 (填字母序号)。
a.浓硫酸、碱石灰 b.碱石灰、碱石灰
c.碱石灰、无水氯化钙 d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)(3分)若NO2能够被NH3还原,预期C装置中能观察到的现象是 。
(4)(3分)此实验装置存在一个明显的缺陷是
。
探究Ⅱ:探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(5)(3分)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。
(6)(3分)G装置中浓硫酸有三种作用:混合NO2、O2气体,干燥NO2、O2, 。
(7)(3分)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若标准状况下混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为 mol·L-1(保留两位有效数字)。
17.(21分)依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:
(1)(4分)图1中,X的化学式为 ,从化合价上看,X具有 性(填“氧化”或“还原”)。
(2)(8分)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 (填字母序号)。
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.NaOH固体
③若要收集一瓶氨气,请将收集装置补充完整,在图2虚框内画出连接图。
④氨气是重要的化工原料,可以合成多种物质,写出其催化氧化的化学方程式: 。
(3)(9分)回答下列关于NO、NO2的问题:
①汽车排气管上装有催化转化器,可减少尾气对环境的污染,汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体,写出相关反应的化学方程式:
。
②NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收,写出相关化学方程式:
。
③工业生产中利用氨水吸收SO2和NO2,原理如下图所示:
NO2被吸收的离子方程式是
。
专题测评验收卷(七)
1.D [“雷雨发庄稼”是雷电作用下氮气和氧气反应生成一氧化氮的过程,合成氨工业是氮气和氢气在高温高压催化剂作用下合成氨气的过程,都属于氮的固定,A正确;侯氏制碱法的副产物氯化铵可以作为氮肥,B正确;多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,C正确;酸雨水的pH小于5.6,D错误。]
2.D [NO不稳定,极易被空气中的氧气氧化生成NO2,A项错误;AlCl3与过量氨水反应可生成Al(OH)3沉淀,反应方程式为AlCl3+3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4Cl,Al(OH)3能溶于强碱但不溶于弱碱,氨水中的一水合氨是弱碱,所以Al(OH)3不溶于氨水,沉淀不会溶解,B项错误;铜和浓硫酸在加热条件下才能反应,加热条件下铝和浓硫酸也能反应,所以不能用浓硫酸除去镀在铝表面的铜,C项错误;Cu与稀硫酸不反应,加入Cu(NO3)2固体后,溶液中存在N、H+,则Cu与HNO3可发生反应,所以铜粉溶解,D项正确。]
3.C [NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,NH3和HCl遇冷又会重新化合成NH4Cl,不能用NH4Cl分解制取氨气,A项错误;NH4HCO3中含有氮元素,可用作氮肥,与NH4HCO3易溶于水无关,B项错误;氨气易液化,液氨汽化时会吸收大量的热,使周围的温度急剧下降,故液氨可用作制冷剂,C项正确;常温下Fe遇浓硝酸发生钝化,在表面生成一层致密的氧化物薄膜,对内部金属起保护作用,所以可用铁槽车贮运浓硝酸,D项错误。]
4.B [A.根据题意和图可知氮元素由游离态变为化合态,属于氮的固定,故A正确; B.该过程是在常温常压和可见光条件下合成了氨,过程中太阳能转化为化学能,故B错误;C.该过程中氮气变为氨气有化合价的变化,属于氧化还原反应,故C正确;D.由图可知,该反应的反应物为N2和H2O,生成物为O2和NH3,则方程式为:2N2+6H2O4NH3+3O2,故D正确。]
5.D [浓氨水具有挥发性,氨水显碱性,挥发出的氨气溶于酚酞试液中使酚酞试液变为红色,实验现象与实验预测一致,A项不符合题意;浓硝酸具有挥发性和强氧化性,能将I-氧化为I2,淀粉溶液遇I2变为蓝色,实验现象与实验预测一致,B项不符合题意;浓盐酸具有挥发性和酸性,能和从浓氨水中挥发出的氨气发生反应生成NH4Cl固体,③中有白烟产生,实验现象与实验预测一致,C项不符合题意;H2SO3不稳定,分解可产生SO2和H2O,SO2能和溴水发生氧化还原反应生成H2SO4和HBr,所以溴水的颜色会逐渐变浅或褪去,实验现象与实验预测不一致,D项符合题意。]
6.B [Cu和浓HNO3反应生成NO2,Ⅱ中收集的气体为NO2,且用NaOH溶液吸收,故A错误;Na2SO3固体和浓H2SO4反应生成SO2,其密度比空气大可用向上排空气法收集,用NaOH溶液吸收尾气,故B正确;Na2S固体和浓H2SO4发生氧化还原反应,不能生成H2S,故C错误;氨气密度比空气小,不能用向上排空气法收集,应用向下排空气法,故D错误。]
7.B [A.NH3极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期;B.P2O5为酸性氧化物,NH3具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,故B不可以达到预期;C.NH3的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期;D.CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备NH3,故D可以达到预期。]
8.D [①中灼热碎玻璃起加热作用,浓硝酸受热分解可生成红棕色NO2,硝酸中氮元素化合价降低,必有元素化合价升高,只能为氧元素,因此,还有O2生成,产生的气体为混合气体,A项正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体,所以②中产生的红棕色气体不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的,B项正确;③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触,产生的NO2是还原产物,C项正确;红热的木炭还可与空气中的O2反应生成CO2,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了CO2,D项错误。]
9.D [SO2和NOx分别可以形成硫酸型酸雨和硝酸型酸雨,光化学烟雾是氮的氧化物在太阳紫外线的照射下产生的一种二次污染物,A正确;脱除反应的化学原理分别为:2NO+3ClO-+H2O2H++2N+3Cl-,SO2+ClO-+H2O2H++S+Cl-,生成大量H+,使H+浓度增大,pH减小;所以吸收溶液的pH逐渐减小,B正确;根据SO2和NO气体在水中的溶解度:SO2大于NO,SO2比NO更易溶于水,更容易发生反应,则SO2脱除率高于NO的原因可能是SO2在水中的溶解度大于NO,C正确;根据已知,n(SO2)∶n(NO)=3∶2,假设SO2为3 mol,则NO为2 mol,依据图中信息及离子方程式中的比例关系,在80 min时,NO脱除率为40%,即反应的NO为:2 mol×40%=0.8 mol,0.8 mol NO生成0.8 mol N和1.2 mol Cl-,SO2脱除率100%,即3 mol SO2全部反应生成3 mol Cl-,所以Cl-共3 mol+1.2 mol=4.2 mol;吸收液中n(N)∶n(Cl-)=0.8∶4.2=4∶21,D错误。]
10.B [氧化性:稀HNO3<浓HNO3,与还原产物中N元素化合价的高低无必然关系,A项错误;由反应方程式可知,溶解1 mol Cu时消耗浓硝酸中HNO3的物质的量为4 mol,消耗稀硝酸中HNO3的物质的量为 mol,B项正确;①中溶液中溶有NO2,当向外拉动注射器活塞时压强减小,NO2从溶液中逸出,溶液变为蓝色,液面上方呈红棕色,而不是NO与O2反应的结果,C、D项错误。]
11.C [Ⅰ中Fe和稀HNO3反应可生成NO,NO遇空气中的O2生成NO2,化学方程式为2NO+O22NO2,A项正确;常温下,Fe遇浓硝酸发生钝化,表面形成致密的氧化膜,阻止Fe与浓HNO3进一步反应,B项正确;浓HNO3的氧化性强于稀HNO3,C项错误;Ⅲ中构成原电池,可以根据电流的方向判断正、负极,从而判断Fe是否持续被氧化,D项正确。]
12.B [工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收,生成CaCO3、CaSO3,因石灰乳过量,则固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3,A项正确;气体1是不能被过量石灰乳吸收的N2、NO、CO,向气体1中加入X,用NaOH溶液处理后得到NaNO2溶液,则X可为空气,但不能过量,否则发生反应NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O会产生NaNO3,B项错误;气体2中含有CO、N2,经捕获剂可分离N2和CO,所捕获的气体主要是CO,防止污染空气,C项正确;NaNO2溶液与含N的废水反应生成无污染气体N2,发生氧化还原反应,离子方程式为NN2↑+2H2O,D项正确。]
13.B [A.实验室用单质铜与稀硝酸反应制取d即NO:3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,由关系式
可知:生成标准状况下5.6 L气体d时,消耗铜的质量为24 g,A正确;B.由图知,c→e的转化过程中,不需要提供氧化剂,NO2本身既是氧化剂又是还原剂,B不正确;C.c、d分别为NO和NO2,同时通入NaOH溶液中发生氧化还原反应,仅生成f一种盐即亚硝酸钠,反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-2N+H2O,C正确;D.a与c分别为氨气和二氧化氮,在一定条件下发生氧化还原反应,生成无污染的物质即氮气和水:8NH3+6NO27N2+12H2O,该反应中氧化剂为二氧化氮、还原剂为氨气,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶4,D正确。]
14.D [开始时硝酸过量,OA段发生反应为:Fe+N+4H+Fe3++NO↑+2H2O,硝酸全部被消耗以后AB段发生反应为:Fe+2Fe3+3Fe2+,最后BC段发生反应为:Fe+2H+Fe2++H2↑,OA段和BC段生成的气体分别为NO、H2,故A、B正确;硝酸全部被还原,没有显酸性的硝酸,因为溶液中有硫酸根,并且铁单质全部转化为亚铁离子,所以溶液中最终溶质为FeSO4,故C正确;由图可知:反应消耗14 g铁,物质的量是14 g÷56 g·mol-1=0.25 mol,所有的铁都在硫酸亚铁中,根据硫酸根守恒,含硫酸0.25 mol,所以硫酸的浓度是0.25 mol÷0.1 L=2.5 mol·L-1,故D错误。]
15.Ⅰ.(1)HNO3H++N (2)2H2SO3+O22H2SO4
Ⅱ.(3)①0.3NA ②1∶1
(4)①2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑
②SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O
(5)ClO-+SO2+ H2OS+Cl-+2H+ 随着反应进行NaClO的浓度降低
解析 Ⅰ.(1)HNO3是强酸,完全电离生成氢离子和硝酸根离子,电离方程式为HNO3H++N;(2)SO2气体溶于水后生成H2SO3,H2SO3随雨水的下降,逐渐被空气中的氧气所氧化生成易电离的H2SO4,反应方程式为2H2SO3+O22H2SO4;Ⅱ.(3)①反应i中,氮元素发生归中反应,NO2转化为NaNO2,氮元素化合价从+4价降低至+3价,消耗1 mol NO2转移1 mol电子,则每消耗0.3 mol NO2,转移电子数为0.3NA;②反应ii中,N元素化合价由+4价分别变化为+5价、+3价,NO2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂和还原剂物质的量之比为1∶1;(4)①实验室用NH4Cl和Ca(OH)2加热制取NH3,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;②用足量氨水吸收SO2反应生成亚硫酸铵和水,反应的化学方程式为SO2+2NH3·H2O(NH4)2SO3+H2O;(5)pH=2时,NaClO脱除SO2反应生成硫酸钠和氯化钠,离子方程式为ClO-+SO2+ H2OS+Cl-+2H+;NO脱除率随反应时间的延长而逐渐降低的可能原因是随着反应进行NaClO的浓度降低。
16.(1)NH3·H2O+CaONH3↑+Ca(OH)2 (2)c
(3)C装置中混合气体颜色变浅 (4)缺少尾气吸收装置
(5)(进气管短,出气管长)
(6)观察气泡的速率,控制混合气体的比例 (7)0.036
解析 (1)将浓氨水滴入生石灰中,由于CaO+H2OCa(OH)2放热且消耗了水,故促使浓氨水放出氨气。(2)干燥氨只能用碱石灰,干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。(3)如果能反应,消耗NO2,装置中混合气体的颜色变浅。(4)由于NH3、NO2均能污染空气,所以与它们相关的实验应有尾气吸收装置。(5)O2、NO2的密度比空气大,故应进气管短,出气管长。(7)烧瓶中充满溶液,由反应4NO2+O2+2H2O4HNO3恰好发生,HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的,溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积,设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V,则溶液浓度为 mol·L-1,即c(HNO3)≈0.036 mol·L-1。
17.(1)N2O5 氧化
(2)①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
②A ③ ④4NH3+5O24NO+6H2O
(3)①2NO+2CON2+2CO2
②NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O
③2NO2+4S2
解析 (1)X中氮元素化合价是+5价,氧化物的化学式为N2O5,氮元素处于最高价态,因此X具有氧化性。(2)①实验室常用NH4Cl与Ca(OH)2制备氨气,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。②氨气为碱性气体,浓硫酸具有酸性,会与氨气发生反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,A符合题意;碱石灰可以干燥氨气,B不符合题意;NaOH固体可以干燥氨气,C不符合题意。③氨气极易溶于水,密度比空气小,可用向下排空气法收集,导气管应短进长出。④氨气催化氧化的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。(3)①汽车尾气中的有害气体CO和NO反应可转化为无害气体(N2、CO2),其化学方程式为2NO+2CON2+2CO2。②NO中N为+2价,NO2中N为+4价,归中反应只能都转化为+3价,故其化学方程式为NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O。③反应物是亚硫酸铵、二氧化氮,生成物是硫酸铵和氮气,则NO2被吸收的离子方程式是2NO2+4S2。
