高考化学推断题综合题专练氮及其化合物附答案解析.docx
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高考化学推断题综合题专练氮及其化合物附答案解析
高考化学推断题综合题专练∶氮及其化合物附答案解析
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.某同学在学习元素化合物知识的过程中,发现含有相同元素的物质间在一定条件下存在
转化规律,绘制出如下转化关系图,图中A、B、C、D是由短周期元素组成的物质。
请回答:
(1)若A为单质,其焰色反应为黄色,C为淡黄色固体。
则组成A的元素在周期表中的位置是__,C的电子式为__。
(2)若A为能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,C为红棕色气体。
①A→B反应的化学方程式是__。
过量的A的水溶液与AlCl3溶液反应离子方程式为__。
②A与C反应生成E和水,E是空气中含量最多的气体。
当生成19.6gE时,转移电子的物质的量为__mol。
(3)若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体,B→C反应的化学方程式是__,B与KMnO4溶液反应离子方程式为__。
【答案】第三周期第IA族
4NH3+5O2=4NO+6H2OAl3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+2.42SO2+O2
=2SO35SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
【解析】
【分析】
(1)若A为单质,其焰色反应为黄色,C为淡黄色固体,则A为Na,B为Na2O,C为Na2O2,D为NaOH;
(2)若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C是红棕色气体,则A为NH3,B为NO,C为NO2,D为HNO3;
(3)若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4,以此解答。
【详解】
(1)若A为单质,其焰色反应为黄色,C为淡黄色固体,则A为Na,B为Na2O,C为Na2O2,D为NaOH,A的元素在周期表中的位置是第三周期第IA族,Na2O2的电子式为:
;
(2)若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C是红棕色气体,则A为NH3,B为NO,C为NO2,D为HNO3;
①A→B反应的化学方程式是:
4NH3+5O2=4NO+6H2O;过量的NH3的水溶液与AlCl3溶液反应生成氢氧化铝,离子方程式为:
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
②A与C反应生成E和水,E是空气中含量最多的气体N2,化学方程式为:
8NH3+6NO2
=7N2+12H2O,19.6gN2的物质的量为
=0.7mol,则消耗NH3的物质的量为0.8mol,NH3中N的化合价从-3价上升到0价转移3个电子,共转移电子的物质的量为0.8mol
3=2.4mol;
(3)若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4,B→C反应的化学方程式是:
2SO2+O2
2SO3;SO2与KMnO4溶液反应生成硫酸,离子方程式为:
5SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+。
2.原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X、Y、Z、W,其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物;Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2离子化合物。
(1)写出Y2O2的电子式:
__,其中含有的化学键是__。
(2)将ZO2通入品红溶液再加热的现象是__。
(3)写出X的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与铜反应的化学方程式__。
(4)XH3、H2Z和HW三种化合物,其中一种与另外两种都能反应的是_(填化学式)。
(5)由X、W组成的化合物分子中,X、W原子的最外层均达到8电子稳定结构,该化合物遇水可生成一种具有漂白性的化合物,试写出反应的化学方程式__。
【答案】
离子键、共价键品红先褪色,加热后恢复红色3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2ONH3NCl3+3H2O=3HClO+NH3
【解析】
【分析】
原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2的离子化合物,Y为Na(因原子序数关系,Y不可能为H),其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物,可知X为N,Z为S,W为Cl,以此解答。
【详解】
由上述分析可知,X为N,Y为Na,Z为S,W为Cl,
(1)Na2O2为Na+与
组成的离子化合物,
中含有共价键,以此Na2O2的电子式为:
;所含化学键为:
离子键、共价键;
(2)SO2具有漂白性,能够漂白品红溶液,但其漂白过程具有可逆性,若加热漂白后的品红溶液,则溶液恢复至红色,故答案为:
品红先褪色,加热后恢复红色;
(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,其化学方程式为:
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
(4)NH3为碱性气体,H2S、HCl为酸性气体,NH3能够与H2S、HCl发生化学反应;
(5)N原子最外层电子数为5,Cl原子最外层电子数为7,由N、Cl组成的化合物分子中,N、Cl原子的最外层均达到8电子稳定结构,则该化合物为NCl3,其中N为-3价,Cl为+1价,NCl3与水反应生成一种具有漂白性的化合物,该化合物为HClO,其反应方程式为:
NCl3+3H2O=3HClO+NH3。
【点睛】
对于NCl3中元素化合价解释:
根据鲍林电负性标度,氮的电负性为3.04,氯的电负性为3.16,说明氯的电负性稍大于氮,根据一般性规则,电负性大的显负价,但根据实验证实NCl3的水解反应方程式应当如下:
第一步:
NCl3+H2O→NH3+HClO(未配平),由于HClO的强氧化性,再发生第二步反应:
NH3+HClO→N2+HCl+H2O(未配平),可见由理论推出的观点与实验事实是不相符的。
NCl3中元素化合价可根据以下原理解释:
氮和氯的电负性差值并不大,而氮原子的半径相对于氯原子来说要小得多,因此共用电子相对应当更偏向于氮,使得氮显-3价,氯显+1价。
3.非金属单质A经下图所示的过程可转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下是固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体:
①D的化学式:
_________;
②在工业生产中,B气体大量排放,被雨水吸收后形成____________污染环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色气体。
①C的化学式为:
_________;
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,该反应的化学方程式为:
___________,该反应___(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
【答案】H2SO4酸雨NO2Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O属于
【解析】
【分析】
根据框图,非金属单质A能发生连续氧化,含氧酸D为强酸,对应的是硫和氮等元素的转化。
(1)A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则A为S单质,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4;
(2)A在常温下为气体,C是红棕色的气体,则A应为N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3,根据氧化还原反应的特点判断,据此分析解答。
【详解】
(1)A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则A为S单质,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4。
①由以上分析可知D是硫酸,化学式为H2SO4,故答案为:
H2SO4;
②在工业生产中大量排放的SO2气体被雨水吸收后形成了酸雨而污染了环境,故答案为:
酸雨;
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体,则A应为N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3。
①由以上分析可知C为NO2,故答案为:
NO2;
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,反应的化学方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,该反应中Cu的化合价升高,N的化合价降低,属于氧化还原反应,故答案为:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;属于。
【点睛】
解答本题的关键是物质的颜色和框图中的“连续氧化”特征,也是解答本题的突破口。
本题的易错点为A的判断,要注意A属于非金属单质。
4.有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:
Na+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NO
、SO
、Cl-、SO32-、HCO
,取该溶液进行以下实验:
①取少量待测液,加入几滴石蕊试液,溶液呈红色。
②取少量待测液,浓缩后加入铜片和浓硫酸,加热,有无色气体产生,此无色气体遇空气变成红棕色。
③取少量待测液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生。
④取实验③中上层清液滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生,此沉淀不溶于稀硝酸。
⑤另取少量原溶液滴加NaOH溶液,有白色沉淀产生,当NaOH过量时,沉淀部分溶解。
(1)根据以上实验,溶液中肯定存在的离子是_________________;肯定不存在的离子是______________;尚不能确定的离子是_______________。
(2)写出②中有关反应的离子方程式:
________________________________________。
(3)写出⑤中沉淀溶解的离子方程式:
________________________________________。
(4)实验室检验Na+一般用焰色反应即可确定,此实验做之前要用______清洗铂丝。
【答案】Mg2+、Al3+、
、
Fe2+、Ba2+、SO32-、
Na+、Cl-3Cu+8H++2
===3Cu2++2NO↑+4H2OAl(OH)3+OH-===
+2H2O稀盐酸
【解析】
【分析】
无色溶液中,有色离子不能存在,氢氧化铝是两性氢氧化物,能溶于强碱中,白色且不溶于硝酸的白色沉淀是氯化银或硫酸钡,在酸性环境下,能和氢离子反应的离子不能共存,根据离子反应的现象以及离子共存的知识加以分析。
【详解】
因是无色溶液,Fe2+是浅绿色,所以不含Fe2+;
①由于滴加几滴石蕊试液,溶液呈红色,证明溶液显酸性,因此溶液中一定没有SO32-、HCO3-;②待测液浓缩后加入铜片和浓硫酸,加热,有无色气体产生,此无色气体遇空气变成红棕色,说明原溶液中一定含有NO3-;
③取少量待测液,加入BaCl2溶液,有白色沉淀产生,则原溶液中一定含有SO42-,故一定没有Ba2+;
④由于③的上层清液滴中加AgNO3溶液,有白色沉淀产生且不溶于稀硝酸,说明含有Cl-,但由于③中加入了BaCl2溶液,无法证明原溶液中是否存在Cl-;
⑤由于原溶液中加入NaOH溶液有白色沉淀产生,当NaOH过量时,沉淀部分溶解,则含有Al3+、Mg2+;
Na+在水溶液里无色,不会参与上述反应,所以无法判断原溶液中是否存在Na+;
(1)根据以上分析可知,溶液中一定存在的离子有Mg2+、Al3+、NO3-、SO42-;肯定不存在的离子是Fe2+、Ba2+、SO32-、HCO3-;尚不能确定的离子是Na+、Cl-;
答案为:
Mg2+、Al3+、NO3-、SO42-;Fe2+、Ba2+、SO32-、HCO3-;Na+、Cl-;
(2)②中原溶液加入铜片和浓硫酸并加热生成NO,离子方程式为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
答案为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。
(3)⑤中加NaOH溶液,生成的白色沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3,当NaOH过量时,部分溶解的是Al(OH)3,离子方程式为:
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
答案为:
Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(4)溶液里的钠离子是否存在一般用焰色反应来确定,钠离子的焰色反应为黄色,实验之前,为防止杂质的干扰,用稀盐酸先清洗铂丝;
答案为:
稀盐酸。
5.A、B、C、D、E各物质的关系如下图所示:
已知:
X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(1)无色液体A是_____,A与B反应的化学方程式是____________。
(2)由X转化为N2的化学方程式为______________。
(3)白色固体C的化学式为 _____。
由D转化为E的离子方程式为___。
【答案】浓氨水NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2OCa(OH)2CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
【解析】
【分析】
X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X为气体,则X为NH3,由C能与CO2生成白色沉淀D,CO2过量时又转化为无色溶液E,说明C可能是Ca(OH)2,D是CaCO3,E是Ca(HCO3)2。
常温下,产生氨气,以及根据X和C,推出A为氨水,B为生石灰,利用生石灰遇水放出热量,促使氨水分解,据此进行分析推断。
【详解】
(1)根据上述分析可知,A为氨水,氨水和氧化钙反应可以生成氨气,发生的反应是NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑;
(2)利用氨气的还原性,发生的反应方程式为:
2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O;
(3)根据上述分析可知,白色沉淀是Ca(OH)2,D转化成E的离子反应方程式为CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-;
【点睛】
本题的突破口是X,X为气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明是X是氨气,因为氨气是中学阶段,学过的唯一一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,然后根据常温下,制备氨气,利用反应物的状态,推测A为氨水,B为生石灰,进一步进行推测。
6.关键环节训练A、B、C、D四物质有如下转化关系(反应条件和部分产物已略去):
A
B
C
D。
回答下列问题:
(1)若A为气态氢化物和D能通过化合反应生成一种盐,则:
①简述检验A气体的方法________;
②写出D制备B的离子方程式_______;
③写出由A生成B的化学方程式_________;
④某同学用干燥的圆底烧瓶收集一瓶A气体,用滴入酚酞的水做喷泉实验,能观察到美丽的红色喷泉。
用方程式解释喷泉呈红色的原因____________;
(2)若A与B反应能生成一种淡黄色固体单质。
写出B→C的化学方程式__________;
(3)若A是金属单质,C是一种淡黄色固体。
写出C的电子式________说出C的一种用途_______。
(4)学法题:
结合A
B
C
D转化关系总结出连续氧化的物质有______(至少写出三组物质)。
【答案】用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则为氨气3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O4NH3+5O2
4NO+6H2ONH3+H2O⇌NH3∙H2O⇌NH4++OH-2SO2+O2
2SO3
做供氧化剂C
CO
CO2,S
SO2
SO3,N2
NO
NO2
【解析】
【分析】
(1)若A为气态氢化物且和D能通过化合反应生成一种盐,则A为NH3,B为NO,C为NO2,D为HNO3;
(2)若A与B反应能生成一种淡黄色固体单质,则A为H2S,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4;
(3)若A是金属单质,C是一种淡黄色固体,则A是Na,B是Na2O,C是Na2O2,D是NaOH;
据此分析解答。
【详解】
(1)①NH3与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O显碱性,可使红色石蕊试纸变蓝,所以,可用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,若试纸变蓝,则为氨气,故答案为:
用湿润的红色石蕊试纸检验,若试纸变蓝,则为氨气;
②稀硝酸和Cu反应可产生NO,离子方程式为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
③由A生成B的方程式为:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,故答案为:
4NH3+5O2
4NO+6H2O;
④喷泉呈红色是因为,氨气与水反应生成了一水合氨,一水合氨电离产生了OH-,方程式为:
NH3+H2O⇌NH3∙H2O⇌NH4++OH-,故答案为:
NH3+H2O⇌NH3∙H2O⇌NH4++OH-;
(2)B→C的化学方程式为:
2SO2+O2
2SO3,故答案为:
2SO2+O2
2SO3;
(3)Na2O2的电子式为:
,Na2O2可作供氧剂,故答案为:
;供氧剂;
(4)能连续被氧化的组合有很多,例如:
C
CO
CO2,S
SO2
SO3,N2
NO
NO2,故答案为:
C
CO
CO2,S
SO2
SO3,N2
NO
NO2。
7.为探究某无结晶水的正盐X(仅含有两种短周期元素)的组成和性质,设计并完成下列实验。
(气体体积已转化为标准状况下的体积)
已知:
B是空气的主要成分之一;C是一种强碱,且微溶于水,载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2,以净化空气;D遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(1)X的化学式为__________________。
(2)图中B的组成元素在元素周期表中的位置是______________。
(3)A的电子式为____________。
(4)X受热分解转变成A和B的化学反应方程式为____________。
【答案】LiN3第2周期VA族
3LiN3
Li3N+4N2↑
【解析】
【分析】
B是空气的主要成分之一,B为氮气或氧气;C是一种强碱,且微溶于水,C为LiOH,载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2,以净化空气,LiOH与反应生成Li2CO3;D遇湿润的红色石蕊试纸变蓝,D是NH3,确定B为氮气,NH3是2.24L合0.1mol,A中N为14g·mol-1×0.1mol=1.4g。
A为Li3N,3.5g中Li为3.5-1.4=2.1g,14.7gX中Li为2.1g,n(Li)=
=0.3mol,n(N)=
=0.9mol,n(Li):
n(N)=0.3:
0.9=1:
3,X的化学式为:
LiN3。
【详解】
(1)由分析可知:
X的化学式为LiN3。
故答案为:
LiN3;
(2)B为氮气,组成元素N在元素周期表中的位置是第2周期VA族。
故答案为:
第2周期VA族;
(3)A为Li3N,Li最外层只有1个电子,显+1价,N最外层5个电子,得三个电子,显-3价,电子式为
。
故答案为:
;
(4)由分析X的化学式为:
LiN3,X受热分解转变成Li3N和N2,由质量守恒:
化学反应方程式为3LiN3
Li3N+4N2↑。
故答案为:
3LiN3
Li3N+4N2↑。
8.下列框图涉及到的物质所含元素中,除一种元素外,其余均为1~18号元素。
已知:
A、F为无色气体单质,B为具有刺激性气味的气体,C为黑色氧化物,E为红色金属单质(部分反应的产物未列出)。
请回答下列问题:
(1)D的化学式为__;F的结构式为__。
(2)A与B生成D的反应在工业上是生产__的反应原理之一。
(3)E与G的稀溶液反应的离子方程式为__。
(4)B和C反应的化学方程式为__。
(5)J、K是同种金属的不同氯化物,K为白色沉淀。
写出SO2还原J生成K的离子方程式:
__。
【答案】NON≡N硝酸3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42−
【解析】
【分析】
E为红色金属单质,应为Cu,则C为CuO,B为具有刺激性气味的气体,应为NH3,可与CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu,生成的气体单质F为N2,可与氧气在放电条件下反应生成NO,则A为O2,D为NO,G为HNO3,H为Cu(NO3)2,I为Cu(OH)2,J为CuCl2,J、K是同种金属的不同氯化物,K为白色沉淀,则K应为CuCl,据此分析解答。
【详解】
(1)由以上分析可知D为NO,F为N2,结构式为N≡N;
(2)O2与NH3发生催化氧化生成NO和水,NO被氧化生成NO2,溶于水生成硝酸,因此O2与NH3发生催化氧化生成NO是工业生成硝酸的重要反应之一;
(3)G为HNO3,稀硝酸与铜反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(4)B为NH3,可与CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu,反应的方程式为3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O;
(5)SO2还原CuCl2生成CuCl的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42−。
9.非金属单质A经如图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题。
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体:
①D的化学式是________;
②在工业生产中,B气体的大量排放被雨水吸收后形成了________而污染了环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体:
①A、C的化学式分别是:
A________;C________。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,请写出该反应的化学方程式_______________________________________________。
该反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
【答案】H2SO4酸雨N2NO2Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O属于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)S被O2氧化生成SO2,SO2再被O2氧化生成SO3,SO3与水反应生成H2SO4;
(2)N2被O2氧化生成NO,NO再被O2氧化生成NO2,NO2与水反应生成HNO3
10.a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质,可发生如下转化:
其中:
a是单质;b是气体;c、d是氧化物;e是最高价氧化物对应的水化物。
(1)如果a是一种淡黄色粉末固体,试推断这五种物质(用化学式表示):
a______;b______;c______;d______;e______。
(2)如果a是一种常见气体,试推断这五种物质(用化学式表示):
a______;b______;c______;d______;e______。
【答案】SH2SSO2SO3H2SO4N2NH3NONO2HNO3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)如果a是一种淡黄色粉末固体,则a是硫,所以b是硫化氢,c是SO2,d是三氧化硫,e是硫酸,化学式分别为S、H2S、SO2、SO3、H2SO4。
(2)如果a是一种常见气体,则符合转化关系的是氮气,则b是氨气,C是NO,d是NO2,e是硝酸,化学式分别为N2、NH3、NO、NO2、HNO3。
11.如图中A~H均为中学化学中常见的物质,A、B、H为气体,反应①是重要的工业反应,它们之间有如下转化关系(反应中生成的水已略去)。
请回答以下问题:
(1)B是_____,D是_____,G是_____,H是_____(填化学式)。
(2)工业上常利用反应①制取漂白粉,该反应的化学方程式:
__________,漂白粉溶于水后,受空气中的CO2作用,即产生有漂白、杀菌作用的次氯酸,化学反应方程式为_________。
(3)A中元素的原子结构示意图为________。
(4)F在溶液中的电离方程式为_________。
(5)上述反应中属于氧化还原反应的是_______(填写序号)。
【答案】CO2CaCl2HClOO22Cl2+2Ca(OH)2===Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OCa(ClO)2+CO
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- 高考 化学 推断 综合 题专练氮 及其 化合物 答案 解析