2018高考化学总复习检测:氮及其重要化合物(附答案)

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2018高考化学总复习检测:氮及其重要化合物(附答案)

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源莲山 课
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课时跟踪检测十三 氮及其重要化合物
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.(2017届江西省赣中南五校重点中学联考)下列说法中不正确的是(  )
A.氨气极易溶于水,所以它是农业上常用的氮肥
B.工业上用H2和N2合成氨与自然界中放电时O2和N2反应都属于氮的固定
C.大型中央空调的制冷剂可用液氨
D.冷的浓硫酸和浓硝酸都可以用铝、铁的容器盛装
解析:农业上常用的氮肥有NH4HCO3、CO(NH2)2等,氨气易溶于水,但NH3•H2O易分解,故农业上常用的氮肥不是氨水,A项错误。
答案:A
2.下列说法中正确的是(  )
A.氮气化学性质不如磷活泼,故氮元素非金属性弱于磷
B.磷酸比硝酸稳定,所以磷元素的非金属性比氮元素强
C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有:N2→NO→NO2→HNO3→硝酸盐
D.NO与O2反应生成NO2属于氮的固定
解析:NN键能大,N2比磷稳定。氮原子半径小,得电子能力强,非金属性比磷强(这可以从NH3比PH3稳定、HNO3是强酸而H3PO4是中强酸来说明)。不能根据含氧酸的稳定性来比较酸性的强弱和元素的非金属性强弱,A、B项错误;氮的固定是将游离态的氮转化为化合态的氮的过程,D项错误。
答案:C
3.(2017届荆州一中月考)为了防止NO、NO2、N2O4对大气的污染,常用氢氧化钠溶液进行吸收处理,反应的化学方程式2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O。现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体,能被1.0 mol•L-1的氢氧化钠溶液完全吸收,则消耗氢氧化钠溶液的体积最小为(  )
A.(a+b+c)L    B.2 (a+b+c)L
C.(a+b+2c)L D.3(a+b+c)L
解析:根据方程式知,氮氧化物被NaOH吸收生成钠盐,无论生成硝酸钠还是亚硝酸钠,N、Na原子个数之比都是1∶1,根据N、Na原子关系式得V(NaOH)=a mol×1+b mol×1+c mol×21.0 mol/L=(a+b+2c)L,故选C。
答案:C
4.下列由相关实验现象所推出的结论正确的是(  )
A.NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解,说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气
B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO2-4
C.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D.NH3遇到浓盐酸产生白烟,说明二者发生反应生成白色固体
解析:不能用加热NH4Cl固体的方法制氨气,因为NH3和HCl会在试管里重新化合成NH4Cl,A项错误;H+、NO-3能将SO2-3氧化成SO2-4,B项实验不能说明原溶液中一定含有SO2-4,错误;铁与稀HNO3反应产生NO,而不是H2,Fe与稀HNO3的反应不是置换反应,C项错误;只有D项正确。
答案:D
5.(2017届安徽淮南模拟)3.2 g Cu与30 mL 3 mol•L-1HNO3溶液充分反应,还原产物有NO2和NO,若反应后溶液中H+为a mol,则此时溶液中所含NO-3为(  )
A.a2 mol B.2a mol
C.0.1a mol D.(a+0.1)mol
解析:溶液中某元素的原子个数守恒,溶液中电荷守恒(即溶液显电中性)。根据题意,HNO3有剩余,则Cu反应完全。可据电荷守恒:n(NO-3)=2n(Cu2+)+n(H+)=2×3.2 g64 g•mol-1+a mol=(0.1+a)mol。
答案:D
6.如图是课外活动小组的同学设计的4个喷泉实验方案。下列有关操作不可能引发喷泉现象的是(  )
 
A.挤压装置①的胶头滴管使CCl4全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
B.挤压装置②的胶头滴管使NaOH溶液全部进入烧瓶,片刻后打开止水夹
C.用鼓气装置从装置③的a处不断鼓入空气并打开止水夹
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹
解析:①中Cl2易溶于CCl4,③中的NH3易溶于水,可以使烧瓶中压强迅速下降,产生喷泉现象;④水槽中慢慢加入足量浓硫酸放出大量的热,使浓氨水受热放出氨气,氨气沿玻璃管进入烧瓶中与HCl反应,使烧瓶中压强迅速减小,形成喷泉;②中H2不溶于NaOH溶液,也不与NaOH反应,不能产生喷泉。
答案:B
7.(2017届山西阳泉十五中段考)下列离子方程式表达正确的是(  )
A.鸡蛋壳浸泡在盐酸中产生气泡:
CO2-3+2H+===CO2↑+H2O
B.四氧化三铁固体溶解在稀硝酸中:
Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O
C.将氨气通入硫酸溶液中:
NH3+H+===NH+4
D.向碳酸氢铵溶液中加入足量的NaOH溶液:
NH+4+OH-===NH3•H2O
解析:鸡蛋壳中含有CaCO3,鸡蛋壳浸泡在盐酸中产生气泡的离子反应方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,A项错误;Fe3O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Fe3O4+NO-3+28H+===9Fe3++NO↑+14H2O,B项错误;氨气通入硫酸溶液中发生反应NH3+H+===NH+4,C项正确;向碳酸氢铵溶液中加入足量NaOH溶液,发生离子反应NH+4+HCO-3+2OH-===NH3•H2O+CO2-3+H2O,D项错误。
答案:C
8.下列装置用于进行指定实验时,能达到实验目的的是(  )
 
A.用装置甲制备氨气
B.用装置乙除去氨气中少量水
C.用装置丙收集氨气
D.用装置丁吸收多余的氨气
解析:装置甲中试管口应稍向下倾斜,A错误;氨气能与浓硫酸反应,B错误;装置丙中只有气体的流入口,没有气体的流出口,C错误;氨气在水中的溶解度非常大,被水吸收时容易产生倒吸的现象,装置丁可以防止倒吸,D正确。
答案:D
9.(2016年浙江卷)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含NH+4废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:
  
下列说法不正确的是(  )
A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3
B.X可以是空气,且需过量
C.捕获剂所捕获的气体主要是CO
D.处理含NH+4废水时,发生反应的离子方程式为NH+4+NO-2===N2↑+2H2O
解析:CO2、SO2被过量石灰乳吸收生成CaCO3、CaSO3固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3,A项正确;由于NO不能与NaOH反应,所以X可以是空气,但不能过量,否则会生成NaNO3,无法与NH+4反应生成无污染的N2,B项错误;CO不能参与反应,所以捕获剂所捕获的气体主要是CO,C项正确;NH+4与NO-2发生氧化还原反应,氧化剂是NO-2,还原剂是NH+4,氧化产物和还原产物都是N2,由得失电子守恒知n(NH+4)=n(NO-2)根据电荷守恒及质量守恒配平得:NH+4+NO-2===N2↑+2H2O,D项正确。
答案:B
10.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解19.2 g(已知硝酸只被还原为NO气体)。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示。下列分析或结果错误的是(  )
 
A.原混合酸中NO-3物质的量浓度为2 mol/L
B.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+===3Fe2+,BC段产生氢气
C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4
D.H2SO4浓度为2.5 mol•L-1
解析:第一份中发生3Cu+8H++2NO-3===3Cu2++2NO↑+4H2O,由于铜溶解0.3 mol,故反应的NO-3为0.2 mol,原混合酸中NO-3的浓度为0.2×2 mol0.2 L=2 mol/L,故A项正确;B项由图可知OA为Fe+4H++NO-3===Fe3++NO↑+2H2O,AB为2Fe3++Fe===3Fe2+,BC段为Fe+2H+===H2↑+Fe2+,故B、C项正确;反应消耗22.4 g Fe,则n(Fe)=22.4 g56 g/mol=0.4 mol,则n(FeSO4)=0.4 mol,据原子守恒可知,每份溶液中含有0.4 mol H2SO4,原混合溶液中c(H2SO4)=0.4 mol×20.2 L=4 mol/L,故D项错误,符合题意。
答案:D
二、非选择题(共40分)
11.(10分)如图是中学化学中常见物质间的反应转化关系图,其中部分产物已略去。常温下,G为固体单质,B、I为液体,其余都为气体。A为化合物,I的浓溶液与G在加热条件下生成F、B和C。H可用作工业上冶炼金属的还原剂。请按要求填空
 
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B________,C________。
(2)写出F+B―→I的化学方程式______________________________________,A+E―→D的化学方程式__________________________________。
(3)写出G和I的浓溶液反应的化学方程式__________________________________。
解析:液体B能被电解说明B是H2O,则E是H2或O2,又根据气体A与E反应条件为催化剂加热,反应产物D又和E反应生成F,可确定E是O2,A是NH3,则D是NO,F是NO2,F与B(H2O)反应生成的I是HNO3。固体单质G与I的浓溶液(HNO3)在加热条件下反应生成F(NO2)、B(H2O)和C,C为一种气体,猜测G可能是碳则C是CO2;CO2与碳高温下反应生成H(CO),G(C)与E(O2)反应也可生成H(CO),而CO可用作还原剂,在工业上可冶炼铁,进而可确定G是碳。
答案:(1)NH3 H2O CO2
(2)3NO2+H2O===2HNO3+NO 4NH3+5O2=====催化剂△4NO+6H2O
(3)C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O
12.(14分)(2016年新课标卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
      
      
①氨气的发生装置可以选择上图中的________,反应的化学方程式为________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
 
操作步骤 实验现象 解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 ①Y管中________________________________________________________________________ ②反应的化学方程式________________________________________________________________________
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 Y管中有少量水珠 生成的气态水凝聚
打开K2 ③________________________________________________________________________ ④________________________________________________________________________
解析:(1)①实验室中NH3的制备:2NH4Cl+Ca(OH)2=====△CaCl2+2NH3↑+2H2O,故发生装置应选A。②欲收集干燥的氨气,应先通过C装置除去水蒸气,再用向下排空气法(D装置)收集NH3,最后通过F装置除尾气。(2)在催化剂作用下,NH3与NO2的反应为8NH3+6NO2=====催化剂7N2+12H2O,故开始时Y管中红棕色变浅,最后褪为无色。该反应是气体体积减小的反应,恢复室温后,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸。
答案:(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2=====△ CaCl2+2NH3↑+2H2O ② d→c→f→e→i
(2)①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3+6NO2=====催化剂7N2 +12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管内压强小于外压
13.(16分)(2017届天津河东区模拟)亚硝酸钠(NaNO2)是重要的防腐剂。实验室以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制取的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示(部分夹持装置略)。
 
已知:室温下,①2NO+Na2O2===2NaNO2;
②3NaNO2+3HCl===3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;
③酸性条件下,NO或NO-2都能与MnO-4反应生成NO-3和Mn2+。
完成下列填空
(1)写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式_________________________________。
(2)B中观察到的主要现象是有无色气体产生和______________,D装置的作用是________。
(3)检验C中产物有亚硝酸钠的方法是____________________。
(4)经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠,为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置,则该装置中盛放的药品名称是________。
(5)将1.56 g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭________g。
解析:(1)装置A中,浓硝酸和木炭在加热条件下反应生成二氧化氮和二氧化碳和水,反应的化学方程式为C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(2)装置B中发生的反应是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮:3NO2+H2O===2HNO3+NO,硝酸和铜反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,所以反应现象为溶液变蓝,铜片溶解;NO在装置C中与Na2O2反应制备NaNO2,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮,防止污染空气。
(3)将生成物置于试管中,加入稀盐酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则C中产物有亚硝酸钠。
(4)生成碳酸钠是由于二氧化碳和过氧化钠发生反应,生成氢氧化钠是由于水蒸气和过氧化钠发生反应,所以要避免生成碳酸钠和氢氧化钠,应除去二氧化碳和水蒸气,因此可在B、C装置间增加盛有碱石灰的装置。
(5)1.56 g过氧化钠的物质的量是1.56 g78 g•mol-1=0.02 mol,则根据2NO+Na2O2===2NaNO2可知需要NO 0.04 mol。浓硝酸转化为NO,得到3个电子,因此生成0.04 mol NO需要得到0.12 mol电子,碳在反应中失去4个电子,所以需要碳的物质的量是0.12 mol×14=0.03 mol,其质量是0.03 mol×12 g/mol=0.36 g。
答案:(1)C+4HNO3(浓)=====△CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色 吸收未反应的NO
(3)取样,加入稀盐酸,产生无色气体,遇到空气变为红棕色
(4)碱石灰
(5)0.36 文 章来
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