专题7氮与社会可持续发展 单元综合评价 【新教材】2020-2021学年苏教版(2019)高一化学必修第二册(含答案)

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名称 专题7氮与社会可持续发展 单元综合评价 【新教材】2020-2021学年苏教版(2019)高一化学必修第二册(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2021-06-25 21:50:03

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专题7综合评价
满分:100分  时间:60分钟
一、选择题(每小题3分,共54分,每小题有一个或两个选项符合题意)
1.下列氮的循环过程中,氮元素由游离态转化为化合态的是(  )
A.铵盐在硝化细菌的作用下转化为硝酸盐
B.雷雨天气会有氮的氧化物生成
C.硝酸盐在某些细菌的作用下分解
D.农作物枝叶燃烧产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋
2.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过程可用如图表示,下列关于海洋氮循环的说法中,正确的是(  )
A.海洋中不存在游离态的氮
B.②中的含氮物质转化属于氮的固定
C.④中的含氮物质转化属于氮的还原
D.向海洋中排放含NO的废水不会影响NH的含量
3.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确是(  )
A.工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B.CO、SO2、NO、NO2都是对大气产生污染的气体,它们在空气中都能稳定存在
C.光化学烟雾的形成主要与NOx、SO2和碳氢化合物有关
D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2,从而使雨水的pH=5.6形成酸雨
4.在一大试管中装入10 mL NO倒立于水槽中,然后向其中缓慢通入6 mL O2(气体体积均在相同条件下测定),下面有关实验最终状态的描述,正确的是(  )
A.试管内气体呈红棕色
B.试管内气体呈无色,是1 mL NO
C.试管内气体呈无色,是2 mL O2
D.试管内液面上升
5.如图所示,当向试管内通入21 mL O2时,最后试管中的液面仍在原来的位置,则原试管中NO体积为(  )
A.6 mL B.12 mL
C.16 mL D.18 mL
6.氮及其化合物的变化关系如下所示。
则下列说法不正确的是( )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
7.以下关于铜跟浓硝酸、稀硝酸反应的说法中错误的是(  )
A.1 mol浓硝酸被还原转移2 mol电子
B.铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C.铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D.生成等量的硝酸铜,消耗浓硝酸的量多
8.如图所示是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是(  )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
9.氨是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是(  )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可以与Ca(OH)2发生反应
10.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是(  )
A.实验①中试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2
B.实验③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
C.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以与稀硝酸反应,也可以与稀硫酸反应
D.实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4===4CuSO4+2NO↑+4H2O
11.如下图,利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是(  )
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液
D 干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱
12.实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸的原理,用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应制备HNO3,反应装置如图,下列说法不正确的是(  )
A.反应温度如果过高,制得HNO3可能会呈现黄色
B.反应方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
C.可从实验室中选无色透明洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸
D.曲颈甑是一种特殊的蒸馏烧瓶,它兼有冷凝作用
13.实验小组同学探究NH3与Cl2的反应,装置如图所示。常温常压下,将氨气收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K,按图连接好装置;将氨气压入反应管,充分反应后打开K。下列说法错误的是(  )
A.反应开始后,保鲜袋逐渐被吸入反应管
B.反应过程中,反应管中产生白烟
C.打开K后,水会倒吸入反应管
D.上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏
14.有一倒置于水槽且装满水的容器,向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2,充分反应后,若容器中仍充满溶液,则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是(  )
A.1?1?2 B.4?3?2
C.4?16?13 D.4?3?4
15.实验室用铂丝按如图进行氨的催化氧化实验,下列说法正确的是(  )
A.通入空气的目的是让氨挥发出来,从而使氧气和氨充分混合
B.瓶口出现少量红棕色气体,说明氨催化氧化的产物是NO2
C.瓶内有白烟出现是由于生成了白色晶体NH4NO3
D.铂丝保持红热说明该反应的ΔH>0
16.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
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C.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
D.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
17.Fe与稀HNO3反应时,若两者消耗物质的量之比为4?10,且生成 Fe(NO3)2,则反应中生成的还原产物可能是(  )
A.N2 B.N2O
C.NO D.NH4NO3
18.将一定质量的Mg、Zn组成的混合物投入适量稀硝酸中,恰好完全反应并收集到标准状况下0.672 L NO气体,则反应过程中未被还原的硝酸的物质的量为 (  )
A.0.06 mol B.0.09 mol
C.0.12 mol D.0.18 mol
二、非选择题(本题包括5小题,共46分)
19.(7分)为研究硝酸的性质,某同学设计并完成如下实验:室温下,将铁片分别置于适量的稀HNO3和浓HNO3中(如图所示)。
(1)气球的作用是 。
(2)A中溶液最终变为浅绿色,发生反应的离子方程式是 。
(3)B中无明显变化,该同学进一步探究如下:假设①常温下铁与浓硝酸不反应。
② 。
进行实验:将B中的铁片取出并洗净后,放入CuSO4溶液中,无明显变化,则说明假设① (填“成立”或“不成立”)。
20.(7分)某同学利用下图所示的装置进行实验(实验条件下气体摩尔体积为Vm),实验开始前各活塞均关闭(两烧瓶容积相同)。
(1)同温同压下,两个烧瓶内HCl与NH3分子数目之比为16?15,烧瓶Ⅱ中喷泉的颜色是 。实验结束后烧瓶Ⅰ中c(Cl-)= mol·L-1。
(2)欲使Ⅰ、Ⅱ两烧瓶内同时产生喷泉的操作是 。
(3)实验表明,若只是关闭b、打开a、c,则易在烧瓶Ⅰ中观察到白烟,这表明气体分子扩散速率随着气体相对分子质量的增大而 (填“增大”或“减小”)。
21.(10分)依据图中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:
(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 。
A.浓硫酸    B.碱石灰    C.NaOH固体
(3)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步:
①NH3→NO的化学方程式为 。
②NO→NO2反应的实验现象是 。
③NO2+H2O→HNO3中氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(4)图中,实验室只用一种物质将NO直接转化为硝酸且绿色环保,则该物质的化学式为 。
(5)若要将NH3→N2,从原理上看,下列试剂可行的是 。
A.O2 B.Na
C.NH4Cl D.NO2
22.(14分)如图中A~J分别代表相关反应中的一种物质,已知A分解得到等物质的量的B、C、D,已知B、D为常温下的气态化合物,C为常温下的液态化合物,F为黑色固体单质,I为红棕色气体。图中有部分生成物未标出。请填写以下空白:
(1)A的化学式为 ,C的电子式为 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
D+G→H: ;
F+J→B+C+I: 。
(3)2 mol Na2O2与足量C反应转移电子的物质的量为 mol。
(4)Mg条在B中燃烧的反应类型为 。
(5)容积为10 mL的试管中充满I和G的混合气体,倒立于盛水的水槽中,水全部充满试管,则原混合气体中I与G的体积之
比为 。
23.(8分)将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生标准状况下的一氧化氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题:
(1)产生一氧化氮的体积为 L(标准状况下)。
(2)待反应结束后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的氢氧化钠溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸的浓度
为 mol·L-1(不必化简)。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠,至少需要氧气 mol。
专题7综合评价
满分:100分  时间:60分钟
一、选择题(每小题3分,共54分,每小题有一个或两个选项符合题意)
1.下列氮的循环过程中,氮元素由游离态转化为化合态的是( B )
A.铵盐在硝化细菌的作用下转化为硝酸盐
B.雷雨天气会有氮的氧化物生成
C.硝酸盐在某些细菌的作用下分解
D.农作物枝叶燃烧产生的氮氧化物通过大气进入陆地和海洋
解析:雷雨天气中有N2+O22NO,氮元素由游离态转化为化合态,故选B。
2.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过程可用如图表示,下列关于海洋氮循环的说法中,正确的是( B )
A.海洋中不存在游离态的氮
B.②中的含氮物质转化属于氮的固定
C.④中的含氮物质转化属于氮的还原
D.向海洋中排放含NO的废水不会影响NH的含量
解析:根据题图,海水中存在氮气,A项错误; ②中氮气转化为NH含氮化合物,属于氮的固定,B项正确; ④中NH转化为NO或N2O,化合价升高,属于氮的氧化反应,C项错误;根据题图,NO能转化为NO,NO转化为氮气,氮气转化为NH,故向海水中排放NO会造成NH浓度增大,D项错误。
3.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法正确是( A )
A.工业上利用合成氨实现人工固氮涉及氧化还原反应
B.CO、SO2、NO、NO2都是对大气产生污染的气体,它们在空气中都能稳定存在
C.光化学烟雾的形成主要与NOx、SO2和碳氢化合物有关
D.大量燃烧化石燃料排放的废气中含CO2、SO2,从而使雨水的pH=5.6形成酸雨
解析:在N2与H2合成NH3的过程中,元素的化合价都发生了变化,因此该反应属于氧化还原反应,A项正确;CO、SO2、NO、NO2都是对大气产生污染的气体,其中CO、SO2、NO2在空气中能稳定存在,而NO会与O2反应产生NO2气体,因此NO不能稳定存在,B项错误;光化学烟雾的形成主要与NOx和碳氢化合物有关,与SO2无关,C项错误;pH<5.6的雨水被称为酸雨,大量燃烧化石燃料排放的废气中含有的SO2会使雨水的pH<5.6,形成酸雨,而与CO2无关,D项错误。
4.在一大试管中装入10 mL NO倒立于水槽中,然后向其中缓慢通入6 mL O2(气体体积均在相同条件下测定),下面有关实验最终状态的描述,正确的是( D )
A.试管内气体呈红棕色
B.试管内气体呈无色,是1 mL NO
C.试管内气体呈无色,是2 mL O2
D.试管内液面上升
解析:根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3,可知,V(NO)?V(O2)>4?3时,NO有剩余。由题意,V(NO)?V(O2)=5?3可知,NO剩余2 mL,则试管内液面上升,故选D。
5.如图所示,当向试管内通入21 mL O2时,最后试管中的液面仍在原来的位置,则原试管中NO体积为( B )
A.6 mL B.12 mL
C.16 mL D.18 mL
解析:据题意可推知反应后试管内气体为O2,且其体积与原NO体积相同。因发生反应4NO+3O2+2H2O===4HNO3,设原试管中NO为x mL,则反应后试管中剩余O2也有x mL,根据反应方程式有4?3=x?(21-x),解得x=12,故选B。
6.氮及其化合物的变化关系如下所示。
则下列说法不正确的是( D )
A.路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B.路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C.上述所有反应都是氧化还原反应
D.氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
解析:氮气和氧气在放电条件下反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,氮气与氧气不能一步转化为NO2,D错误。
7.以下关于铜跟浓硝酸、稀硝酸反应的说法中错误的是( A )
A.1 mol浓硝酸被还原转移2 mol电子
B.铜与浓硝酸反应比与稀硝酸反应剧烈
C.铜与浓、稀硝酸反应都不需要加热
D.生成等量的硝酸铜,消耗浓硝酸的量多
解析:1 mol浓HNO3被还原生成1 mol NO2,转移1 mol电子,A项错误;浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,Cu与浓HNO3反应比与稀HNO3反应剧烈,B项正确;Cu与浓、稀HNO3反应都不需要加热,C项正确;浓硝酸的还原产物是NO2,稀硝酸的还原产物是NO,根据得失电子守恒可判断生成等量的Cu(NO3)2,消耗浓HNO3的量多,D项正确。
8.如图所示是NH3的两个性质实验,下列有关说法中正确的是( C )
A.两个实验均表现了NH3易溶于水
B.两个实验均表现了NH3易挥发
C.两个实验均表现了NH3是碱性气体
D.两个实验均表现了NH3是还原性气体
解析:实验一是氨的喷泉实验,证明氨极易溶于水,形成一水合氨弱碱溶液,滴加酚酞溶液变红色,证明氨是碱性气体。实验二中浓氨水挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成氯化铵固体小颗粒,证明浓氨水易挥发,氨遇到氯化氢发生反应生成氯化铵,证明氨是碱性气体,故选C。
9.氨是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是( C )
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥
B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解
C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应
D.图中所涉及的盐类物质均可以与Ca(OH)2发生反应
解析:NH4Cl是常用的化肥,而NaHCO3是小苏打,不用作化肥,A项错误;Na2CO3受热不易分解,B项错误;图中涉及的盐类NaCl与Ca(OH)2不反应,D项错误;NH3能和NO2发生氧化还原反应生成N2和H2O,化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O,C项正确。
10.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( D )
A.实验①中试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2
B.实验③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
C.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以与稀硝酸反应,也可以与稀硫酸反应
D.实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4===4CuSO4+2NO↑+4H2O
解析:①中发生3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应产生的NO气体在试管口被空气中的O2氧化生成红棕色的NO2,A项错误;③中加稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应,但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性作用,可继续与Cu反应,B项错误;由上述实验可得出结论:Cu在常温下可以和稀硝酸反应,在溶液中存在NO的条件下,滴入稀硫酸才可以发生反应,不能证明稀硫酸能与Cu反应,C项错误;实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4===4CuSO4+2NO↑+4H2O,D项正确。
11.如下图,利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是( A )
选项 实验现象 解释
A 浓盐酸附近产生白烟 NH3与浓盐酸反应产生了NH4Cl固体
B 浓硫酸附近无明显现象 NH3与浓硫酸不发生反应
C 氯化物溶液变浑浊 该溶液一定是AlCl3溶液
D 干燥红色石蕊试纸不变色,湿润红色石蕊试纸变蓝 NH3是一种可溶性碱
解析:NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等;NH3溶于水生成NH3·H2O,NH3·H2O属于碱,NH3不属于碱,故选A。
12.实验室常利用难挥发性酸制备易挥发性酸的原理,用浓硫酸与硝石(NaNO3)反应制备HNO3,反应装置如图,下列说法不正确的是( C )
A.反应温度如果过高,制得HNO3可能会呈现黄色
B.反应方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑
C.可从实验室中选无色透明洁净的试剂瓶盛装制得的硝酸
D.曲颈甑是一种特殊的蒸馏烧瓶,它兼有冷凝作用
解析:硝酸在温度过高时能分解生成二氧化氮和水,方程式为4HNO3===4NO2↑+O2↑+2H2O,NO2溶于硝酸呈黄色,A项正确;该反应利用高沸点的浓硫酸制取低沸点的硝酸,反应方程式为NaNO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑,B项正确;浓硝酸见光易分解,应用棕色细口玻璃瓶盛装浓硝酸,C项错误;曲颈甑长颈部分起空气冷凝作用,D项正确。
13.实验小组同学探究NH3与Cl2的反应,装置如图所示。常温常压下,将氨气收集在薄膜保鲜袋(无弹性)中,氯气收集在反应管中,关闭K,按图连接好装置;将氨气压入反应管,充分反应后打开K。下列说法错误的是( C )
A.反应开始后,保鲜袋逐渐被吸入反应管
B.反应过程中,反应管中产生白烟
C.打开K后,水会倒吸入反应管
D.上述反应原理可用于检验输送氯气的管道是否泄漏
解析:NH3与Cl2混合后,发生反应:8NH3+3Cl2===6NH4Cl+N2,40 mL NH3与15 mL Cl2刚好完全反应,此时气体由55 mL变为5 mL,反应管内气体的压强减小,必然导致薄膜保鲜袋进入反应管,最终使反应管内气体的压强等于大气压强,A项正确;反应过程中,反应管中生成NH4Cl固体,悬浮于气体中,从而产生白烟,B项正确;打开K后,因反应管内气体的压强等于大气压强,所以水不会倒吸入反应管,C项错误;利用上述反应原理,可将蘸有浓氨水的玻璃棒靠近输送氯气管道中怀疑漏气的部位,从而根据有无白烟产生,判断管道是否泄漏,D项正确,故选C。
14.有一倒置于水槽且装满水的容器,向其中依次通入一定体积的NO2、NO和O2,充分反应后,若容器中仍充满溶液,则通入的NO2、NO和O2的体积比可能是( C )
A.1?1?2 B.4?3?2
C.4?16?13 D.4?3?4
解析:反应后容器中仍充满溶液,说明没有气体剩余,根据反应:4NO2+O2+2H2O===4HNO3、4NO+3O2+2H2O===4HNO3进行判断。若NO2为1体积,NO为1体积,则消耗体积O2,故NO2、NO和O2的体积比为1?1?1,A项不符合题意;若NO2为4体积,NO为3体积,则消耗体积O2,B项不符合题意;同理可得出C项符合题意,D项不符合题意。
15.实验室用铂丝按如图进行氨的催化氧化实验,下列说法正确的是( AC )
A.通入空气的目的是让氨挥发出来,从而使氧气和氨充分混合
B.瓶口出现少量红棕色气体,说明氨催化氧化的产物是NO2
C.瓶内有白烟出现是由于生成了白色晶体NH4NO3
D.铂丝保持红热说明该反应的ΔH>0
解析:通入空气的目的是让氨挥发出来,从而使氧气和氨充分混合,A项正确;瓶口出现少量红棕色气体,是氨气催化氧化变为NO,NO与氧气反应生成NO2,B项错误; 瓶内有白烟出现,NO和氧气反应NO2,NO2和水反应生成硝酸,硝酸和氨气反应生成白色晶体NH4NO3,C项正确;铂丝保持红热说明该反应是放热反应,因此ΔH<0,D项错误,故选AC。
16.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( D )


① ② ③
A.由①中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体
B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸产生了反应
C.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
D.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
解析:①中浓HNO3受热分解,发生反应4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O,产生的气体为混合气体,故选项A正确;由①可知,浓硝酸受热分解可生成红棕色气体NO2,所以“产生红棕色气体”不能说明②中木炭能与浓硝酸发生反应,故选项B正确;根据①和②,浓硝酸反应产生红棕色NO2时需要加热,所以浓硝酸具有挥发性才可与上方红热木炭接触,同时,N元素化合价降低,所以生成的NO2为还原产物,故选项C正确;红热的木炭可与空气中的O2反应生成CO2,故选项D错误。
17.Fe与稀HNO3反应时,若两者消耗物质的量之比为4?10,且生成 Fe(NO3)2,则反应中生成的还原产物可能是( BD )
A.N2 B.N2O
C.NO D.NH4NO3
解析:硝酸与金属反应时硝酸部分被还原,假设Fe有4 mol,则未被还原的硝酸为8 mol,因此被还原的硝酸有2 mol,4 mol Fe在反应中失去8 mol电子,所以2 mol硝酸得8 mol电子,这其中可以是2 mol硝酸均得电子,也可以是1 mol硝酸得电子,1 mol硝酸不得电子,因此硝酸的还原产物可能为N2O,也可能是NH4NO3,故选BD。
18.将一定质量的Mg、Zn组成的混合物投入适量稀硝酸中,恰好完全反应并收集到标准状况下0.672 L NO气体,则反应过程中未被还原的硝酸的物质的量为 ( B )
A.0.06 mol B.0.09 mol
C.0.12 mol D.0.18 mol
解析:标况下0.672 L NO气体的物质的量为=0.03 mol,即被还原的硝酸的物质的量为0.03 mol;根据电子守恒及Mg、Zn均为+2价金属求得,Mg、Zn总共0.045 mol,则未被还原的HNO3为0.09 mol,B项正确。
二、非选择题(本题包括5小题,共46分)
19.(7分)为研究硝酸的性质,某同学设计并完成如下实验:室温下,将铁片分别置于适量的稀HNO3和浓HNO3中(如图所示)。
(1)气球的作用是收集产生的气体,防止污染空气。
(2)A中溶液最终变为浅绿色,发生反应的离子方程式是3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O。
(3)B中无明显变化,该同学进一步探究如下:假设①常温下铁与浓硝酸不反应。
②浓硝酸将铁片表面氧化形成致密的氧化膜,阻止反应进一步进行。
进行实验:将B中的铁片取出并洗净后,放入CuSO4溶液中,无明显变化,则说明假设①不成立(填“成立”或“不成立”)。
解析:(1)Fe与浓HNO3和稀HNO3反应分别生成NO2和NO,氮的氧化物属于有毒气体,会污染空气,要尾气处理,所以用气球收集气体,目的是防止污染空气。(2)A中溶液最终变成浅绿色,则稀HNO3与Fe反应最终生成浅绿色的Fe(NO3)2、NO和H2O,其反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O。(3)B中无明显变化,因为Fe在常温下遇到浓HNO3会钝化;将B中的铁片取出并洗净后,放入CuSO4溶液中,不反应,说明Fe的表面生成了氧化膜,因此证明了浓HNO3将铁片表面氧化形成致密的氧化膜,则假设①不成立。
20.(7分)某同学利用下图所示的装置进行实验(实验条件下气体摩尔体积为Vm),实验开始前各活塞均关闭(两烧瓶容积相同)。
(1)同温同压下,两个烧瓶内HCl与NH3分子数目之比为16?15,烧瓶Ⅱ中喷泉的颜色是蓝色。实验结束后烧瓶Ⅰ中c(Cl-)=mol·L-1。
(2)欲使Ⅰ、Ⅱ两烧瓶内同时产生喷泉的操作是打开a、c,关闭b,挤压胶头滴管,使水进入烧瓶Ⅱ,片刻后打开b。
(3)实验表明,若只是关闭b、打开a、c,则易在烧瓶Ⅰ中观察到白烟,这表明气体分子扩散速率随着气体相对分子质量的增大而减小(填“增大”或“减小”)。
解析:(1)HCl和NH3都极易溶于水,形成喷泉后,溶液的体积为原HCl、NH3的体积,由图中数据可知,相同条件下两个烧瓶内HCl与NH3体积之比为0.8V?0.75V=16?15,同温同压下,气体分子数之比等于气体体积之比,则气体分子数之比也是16?15;氨气溶于水形成氨水,溶液显碱性,而石蕊试液遇碱显蓝色;实验中溶解的气体体积与形成溶液的体积是相等的,故有n(HCl)= mol,c(Cl-)== mol/L;(3)由“在烧瓶Ⅰ中观察到白烟”知,氨气扩散速率快,氨气进入烧瓶Ⅰ中并与HCl反应生成NH4Cl而形成白烟,表明气体分子扩散速率随着气体相对分子质量的增大而减小。
21.(10分)依据图中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:
(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2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)下列试剂不能用于干燥NH3的是A。
A.浓硫酸    B.碱石灰    C.NaOH固体
(3)工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸分为三步:
①NH3→NO的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
②NO→NO2反应的实验现象是无色气体变红棕色。
③NO2+H2O→HNO3中氧化剂与还原剂物质的量之比为1?2。
(4)图中,实验室只用一种物质将NO直接转化为硝酸且绿色环保,则该物质的化学式为H2O2。
(5)若要将NH3→N2,从原理上看,下列试剂可行的是AD。
A.O2 B.Na
C.NH4Cl D.NO2
解析:(1)NH4Cl与Ca(OH)2混合加热,发生复分解反应,反应产生CaCl2、NH3和H2O,反应方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;(2)氨气是一种碱性气体,能与酸发生反应,而不能与碱反应,因此不能使用浓硫酸干燥,可以使用碱石灰、NaOH固体干燥,选A;(3)①NH3与O2在催化剂存在条件下加热,发生反应产生NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O;②NO在室温下很容易与O2反应产生NO2,NO是无色气体,NO2是红棕色气体,反应的实验现象是看到气体由无色变为红棕色;③NO2被水吸收得到HNO3,反应方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO,在该反应中,NO2既作氧化剂,又作还原剂,氧化剂与还原剂物质的量之比为1?2;(4)图中实验室只用一种物质将NO直接转化为硝酸且绿色环保,则该物质的化学式为H2O2;(5)若要将NH3→N2,由于N元素的化合价由-3价变为0价,氨气被氧化,则加入的物质应该有强的氧化性。O2可以将NH3氧化为N2,A项正确;金属Na具有强的还原性,不能氧化NH3,B项错误;NH4Cl中N元素化合价也是-3价,不能与氨气反应产生氮气,C项错误;NO2中N元素化合价是+4价,能与氨气反应产生氮气,D项正确。
22.(14分)如图中A~J分别代表相关反应中的一种物质,已知A分解得到等物质的量的B、C、D,已知B、D为常温下的气态化合物,C为常温下的液态化合物,F为黑色固体单质,I为红棕色气体。图中有部分生成物未标出。请填写以下空白:
(1)A的化学式为NH4HCO3,C的电子式为H??H。
(2)写出下列反应的化学方程式:
D+G→H:4NH3+5O24NO+6H2O;
F+J→B+C+I:C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(3)2 mol Na2O2与足量C反应转移电子的物质的量为2 mol。
(4)Mg条在B中燃烧的反应类型为置换反应。
(5)容积为10 mL的试管中充满I和G的混合气体,倒立于盛水的水槽中,水全部充满试管,则原混合气体中I与G的体积之比为4?1。
解析:A受热能分解,分解得到等物质的量的B、C、D,且A与碱反应生成D,B、D为常温下的气态化合物,C为常温下的液态化合物,C能和Na2O2反应,则C为H2O,镁条能在B中燃烧,则B为CO2,H2O和Na2O2反应生成NaOH和O2,D能在催化剂条件下与G反应生成H,则D是NH3,G是O2,H是NO,I是NO2,J是HNO3,镁和二氧化碳反应生成MgO和C,C和浓硝酸反应生成CO2、NO2和H2O,则E是MgO,F是C, A为NH4HCO3。(1)A为NH4HCO3,C为水,电子式为H??H;(2)D为NH3,G是O2,H是NO,则D+G→H的反应为4NH3+5O24NO+6H2O;F是C,J是HNO3,则F+J→B+C+I的反应为C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O;(3)C为H2O,Na2O2与足量水反应的方程式为2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,一半氧由-1价升高为0价,一半氧由-1价降低为-2价,2 mol Na2O2与足量H2O反应转移电子的物质的量为2 mol;(4)由2Mg+CO22MgO+C知,该反应类型是置换反应;(5)容积为10 mL的试管中充满NO2和O2的混合气体,倒立于盛水的水槽中,水全部充满试管,则发生的反应为4NO2+2H2O+O2===4HNO3,根据反应方程式可知原混合气体中NO2与O2体积比为4?1。
23.(8分)将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生标准状况下的一氧化氮和二氧化氮混合气体共11.2 L。请回答下列问题:
(1)产生一氧化氮的体积为5.824 L(标准状况下)。
(2)待反应结束后,向溶液中加入V mL a mol·L-1的氢氧化钠溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸的浓度为 mol·L-1(不必化简)。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠,至少需要氧气0.255 mol。
解析:(1)32.64 g Cu为0.51 mol,标准状况下11.2 L NO与NO2混合气是0.5 mol。该过程发生两个反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。设生成的NO和NO2的物质的量分别为x、y,则x+y=0.5 mol,1.5x+0.5y=0.51 mol,解得x=0.26 mol,y=0.24 mol,故标准状况下V(NO)=0.26 mol×22.4 L·mol-1=5.824 L。(2)在反应过程中,HNO3一部分表现酸性,另一部分表现氧化性。反应后溶液中的n(HNO3)=n(NaOH),表现氧化性的n(HNO3)=n(NO)+n(NO2),故原硝酸中HNO3的物质的量n(HNO3)=n(NaOH)+n(NO)+n(NO2)=(aV×10-3+0.5) mol,则c(HNO3)= mol·L-1。(3)通入氧气的目的是将0.26 mol NO和0.24 mol NO2全部转化为HNO3。根据得失电子守恒:4n(O2)=3n(NO)+n(NO2)=3×0.26 mol+0.24 mol=1.02 mol,则n(O2)=0.255 mol。