高考化学知识点过关培优 易错 难题训练氮及其化合物及答案解析Word文档下载推荐.docx
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(1)将N2转化为含氮化合物的过程称为固氮
①人工固氮,将N2→NH3,N2发生_________反应
②自然界固氮,可将少量N2转化为Ca(NO3)2等氮肥,转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去):
N2→NO→NO2→HNO3
Ca(NO3)2。
写出NO→NO2→HNO3的化学方程式__________、__________。
将HNO3转化为Ca(NO3)2,列举三种不同类别的化合物M_______(写化学式)。
(2)科学合理地保存、施用氮肥
①NH4HCO3需阴凉处保存,原因是__________(写化学方程式)。
②铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用,以NH4Cl为例写出发生反应的离子方程式________。
(3)过渡施用氮肥将导致大气中NH3含量增高,加剧雾霾的形成。
(NH4)2SO4是雾霾的成分之一,其形成过程如下图所示(转化所需试剂及条件已略去):
①X可能是______、_______。
Y是___________。
②尿素CO(NH2)2是一种常用化肥,缓慢与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3则尿素中C元素化合价为__________。
【答案】还原2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NOCaO、Ca(OH)2、CaCO3NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2ONH4++OH-=NH3↑+H2OSO3H2SO3H2SO4+4
本题主要考察含N物质的化学性质,运用所学知识答题即可。
(1)①N2→NH3,N的化合价由0变为了-3,则N2作氧化剂,发生还原反应;
②NO→NO2的化学方程式为:
2NO+O2=2NO2;
NO2→HNO3的化学方程式为:
3NO2+H2O=2HNO3+NO;
HNO3
Ca(NO3)2,M可以是CaO、Ca(OH)2、CaCO3;
(2)①NH4HCO3需阴凉处保存,是因为该物质对热不稳定,受热易分解,相关的化学方程式为:
NH4HCO3
NH3↑+CO2↑+H2O;
②该离子方程式为:
NH4++OH-=NH3↑+H2O;
(3)①根据图可知,Y为H2SO4;
在自然环境中,SO2变为H2SO4的途径有两种:
、
,故X为SO3或H2SO3;
②尿素CO(NH2)2缓慢与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3,说明尿素中N呈-3价,由于O呈-2价,H呈+1价,故可算得C呈+4价。
3.已知19.2gCu与过量的200mL5mol/L稀硝酸充分反应,反应方程式如下:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(1)写出该反应的离子方程式:
________;
(2)标准状况下,产生NO气体的体积为:
转移电子的物质的量为______;
反应后NO3-的物质的量浓度为:
______。
(忽略反应前后溶液体积的变化)
【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O4.48L0.6mol4mol/L
(1)根据离子方程式的拆写原则,硝酸和硝酸铜拆为离子,结合电荷守恒书写;
(2)先计算19.2g铜的物质的量,再结合反应方程式确定需消耗硝酸的物质的量,由反应可知被还原的硝酸和生成的NO的物质的量,最后根据N元素守恒计算溶液中含有的NO3-的物质的量,根据c=
计算反应后NO3-的物质的量浓度。
(1)Cu与稀硝酸反应方程式为:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,在该反应中,硝酸和硝酸铜是易溶的强电解质,拆为离子,其余物质仍然用化学式表示,则该反应的离子方程式为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)19.2g铜的物质的量n(Cu)=19.2g÷
64g/mol=0.3mol,由反应可知,0.3molCu消耗0.8molHNO3,则根据元素化合价升降与电子转移关系可知被还原的硝酸和生成的NO均为0.2mol,则生成NO的体积V(NO)=0.2mol×
22.4L/mol=4.48L;
根据反应方程式可知3mol金属Cu反应转移电子的物质的量是6mol,则0.3mol金属铜参加反应转移电子的物质的量为0.6mol,在200mL5mol/L稀硝酸中含有NO3-的物质的量是n(NO3-)=5mol/L×
0.2L=1mol,反应中被还原的硝酸为0.2mol,被还原的硝酸变为NO气体,则溶液中剩余的NO3-的物质的量n(NO3-)=1mol-0.2mol=0.8mol,则其物质的量浓度是c=
=4mol/L。
本题考查氧化还原反应的知识,明确元素的化合价变化及原子守恒的方法来分析是解答本题的关键,注意反应中化学计量数与转移电子数目的关系解答,试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力。
4.如图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。
先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热,然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶,当三氧化二铬保持红热状态时,移去酒精灯。
根据题意回答问题:
(1)硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为______。
当三氧化二铬红热时,要移去酒精灯,原因是:
(2)圆底烧瓶里的实验现象是______,鼓入空气的作用是______。
(3)实验过程中,如果慢慢地鼓入空气,石蕊溶液的颜色______。
(4)实验结束后,在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体,写出生成该晶体的化学方程式:
(5)工业上要获得浓度较大的硝酸,往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸,然后______(填一种操作名称)。
(6)实验室里保存浓硝酸要用棕色瓶的原因是__________________(用化学方程式表示)。
【答案】4NH3+5O2
4NO+6H2O该反应是放热反应,温度太高可能使催化剂的活性降低有红棕色气体产生提供O2,且促进氨的挥发变红色NH3+HNO3=NH4NO3蒸馏4HNO3(浓)
4NO2↑+2H2O+O2↑
(1)氨气具有还原性,在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO;
根据反应反应放热,温度会影响催化剂的活性;
(2)根据NO2为红棕色气体;
鼓入空气有利于氨气的逸出,同时提供氧气;
(3)根据酸能使石蕊溶液变红;
(4)根据NO2与水反应生成硝酸,进而与氨气生成硝酸铵;
(5)根据硝酸和其他溶液是互溶的液体利用硝酸沸点低,容易挥发分析;
(6)根据硝酸不稳定,易分解。
(1)氨气具有还原性,在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO,反应为4NH3+5O2
4NO+6H2O,该反应是放热反应,温度太高可能使催化剂的活性降低;
(2)产生的NO能和O2反应生成红棕色的NO2,鼓入空气有利于氨气的逸出,同时提供氧气;
(3)NO2易与水反应生成硝酸,硝酸具有酸性,能使石蕊溶液变红色;
(4)NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3:
NH3+HNO3=NH4NO3;
(5)硝酸和硝酸镁溶液或硫酸是互溶,可以利用硝酸沸点低,容易挥发变为气体的性质,采取蒸馏的方法分离;
(6)硝酸不稳定,光照容易分解,故硝酸应盛于棕色瓶,密封放于阴暗处。
本题考查硝酸的制取、保存等知识,涉及氨气的制取、性质以及二氧化氮和硝酸铵等知识,注意把握元素化合物知识的理解和应用。
5.下列A~H八种物质存在如下图所示的转化关系(反应条件、部分产物未标出)。
已知A是正盐,B能使品红溶液褪色,G是红棕色气体。
试回答下列问题:
(1)写出下列各物质的化学式:
A________________;
B________________。
(2)按要求写出下列反应的有关方程式
E→F反应的化学方程式_____________________________________________________;
G→H反应的离子方程式_____________________________________________________。
(3)写出H的浓溶液与木炭反应的化学方程式_______________________________________。
(4)检验D中阴离子的方法是___________________________________________________。
【答案】
(NH4)2SO3SO24NH3+5O2
4NO+6H2O3NO2+H2O=2H++2NO3-+NOC+4HNO(浓)
4NO2↑+CO2↑+2H2O取少量该溶液于试管中,加足量稀盐酸酸化,未见沉淀生成.再加入少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则证明该溶液中含有SO42-
G是红棕色气体,则是NO2,F和氧气反应生成二氧化氮,所以F是NO;
A是正盐,和氢氧化钠反应生成E,E和氧气反应生成NO,则E是NH3,A是铵盐;
二氧化氮和某种物质反应后能生成NO和H,则是和水反应生成硝酸和NO,所以H是硝酸;
B能使品红溶液褪色,且B能和氧气反应生成C,所以B是SO2,C是SO3,A是正盐且是铵盐,反应后能生成二氧化硫,所以A是(NH4)2SO3,三氧化硫和水反应生成硫酸,则D是硫酸,据此分析解答。
(1)通过以上分析知,A是(NH4)2SO3;
B是SO2;
(2)高温、催化剂条件下,氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,反应方程式为:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,离子方程式为:
3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO;
(3)加热条件下,碳和浓硝酸反应生成二氧化氮、二氧化碳和水,反应方程式为:
C+4HNO3(浓)
4NO2↑+CO2↑+2H2O;
(4)D中含有硫酸根离子,硫酸根离子的检验方法是:
取少量该溶液于试管中,加足量稀盐酸酸化,未见沉淀生成,再加入少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则证明该溶液中含有SO42-。
6.A~H等8种物质存在如下转化关系(反应条件,部分产物为标出).已知:
A是酸式盐,B是能使品红溶液褪色的气体,G是红棕色气体。
按要求回答问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B________,写出B的一种危害__________。
(2)写出下列反应的化学方程式:
E→F____________;
红热的木炭与D的浓溶液反应的方程式:
____________;
铜与H的浓溶液反应的离子方程式:
_____________。
(3)检验某溶液中是否含A中阳离子的方法_____________。
【答案】NH4HSO3SO2酸雨4NH3+5O2
4NO+6H2OC+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2OCu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O取该溶液少许滴加NaOH溶液,加热,若生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明有NH4+
G是红棕色气体,则G是NO2;
F和O2反应生成NO2,所以F是NO;
NO2和水反应生成的H是HNO3;
A是酸式盐,和NaOH反应生成E,E和O2反应生成NO,则E是NH3;
B能使品红溶液褪色,且B能和O2反应生成C,所以B是SO2,C是SO3;
SO3和水反应生成的D为H2SO4;
A是酸式盐且是铵盐,所以A是NH4HSO3。
(1)通过以上分析知,A、B分别是NH4HSO3、SO2,SO2属于酸性氧化物,能和H2O反应生成H2SO3,H2SO3不稳定,易被空气氧化生成H2SO4,随雨水降落地面而形成酸雨,所以其一种危害是酸雨;
(2)氨气和氧气在高温高压催化剂条件下发生氧化还原反应生成NO和H2O,反应方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O,C和浓硫酸在加热条件下反应生成SO2、CO2和H2O,反应方程式为C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O,铜和稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO和H2O,离子方程式为3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++NO↑+2H2O;
(3)NH4+检验方法是取该溶液少许滴加NaOH溶液,加热,若生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝,则证明有NH4+,故答案为取该溶液少许滴加NaOH溶液,加热,若生成的气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝,则证明有NH4+。
7.A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如图所示(反应条件及其他物质已经略去):
(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,写出C的一种用途____;
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,D为强酸,则B为___,D的浓溶液能使胆矾晶体由蓝变白,体现了D的___性。
(3)若A是化合物,C是红棕色气体,则
①A的电子式为___,实验室制备A气体的化学方程式为___。
②实验室检验A气体的方法为___。
③C转化为D的过程中,氧化剂与还原剂的质量比为___。
④将盛满B气体的试管倒扣在水槽中,并通入一定量O2,最终气体全部被吸收,所得溶液充满整个试管。
若不考虑溶液扩散,计算所得溶液物质的量浓度为___mol·
L-1。
(标况下计算,保留两位有效数字)
【答案】供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等)SO2吸水
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生)1:
20.045
(1)C是淡黄色固体,为金属氧化物,则其为Na2O2,由此可确定它的用途;
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,则其为硫,由转化关系可确定其它物质及性质。
(3)C是红棕色气体,则C为NO2气体,由转化关系可确定其它物质及性质。
(1)由C是淡黄色固体,可确定其为Na2O2,其用途为供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等)。
供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等);
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,则其为硫(S),D为强酸(H2SO4),则B为SO2,C为SO3,D的浓溶液能使胆矾晶体由蓝变白,体现了浓硫酸的吸水性。
SO2;
吸水;
(3)若A是化合物,C是红棕色气体,则C为NO2。
①A氧化后,产物再氧化可生成NO2,则A为NH3,电子式为
,实验室制备氨气时,药品为NH4Cl和Ca(OH)2,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
;
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②实验室检验氨气时,采用的方法为用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生)。
用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生);
③C转化为D的过程中,发生反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO,从价态变化看,若3molNO2参加反应,有1molNO2中的N元素价态降低,有2molNO2中的N元素价态升高,则氧化剂与还原剂的质量比为1:
2。
1:
2;
④假设试管的体积为VL,则c=
=0.045mol·
0.045。
在平时的学习过程中,应注意区分浓硫酸的吸水性与脱水性,浓硫酸的吸水性是指气体的干燥、吸收结晶水合物中的结晶水,浓硫酸的脱水性是指将有机物分子中的氢、氧元素以水的组成形式脱去。
8.氧化物X、单质Y都能对大气造成污染。
已知X是红棕色气体,能与水反应;
Y是黄绿色气体,能使湿润的有色布条褪色。
请回答下列问题:
(1)X的化学式为_________;
(2)X与水反应生成NO和一种酸,该酸的名称为________;
(3)Y能使湿润的有色布条褪色,说明Y的水溶液具有____(填“漂白”或“酸”)性。
【答案】NO2硝酸漂白
氧化物X、单质Y都能对大气造成污染。
X为NO2,Y是黄绿色气体,能使湿润的有色布条褪色,Y为Cl2。
⑴X的化学式为NO2;
故答案为:
NO2。
⑵X与水反应生成NO和一种酸,3NO2+H2O=2HNO3+NO,该酸的名称为硝酸;
硝酸。
⑶Y能使湿润的有色布条褪色,Cl2+H2O=HCl+HClO,HClO具有漂白性,说明Y的水溶液具有漂白性;
漂白。
9.下图表示几种无机物之间的转化关系,其中A、B均为黑色粉末,B为非金属单质,C为无色无毒气体,D为金属单质,E是红棕色气体,G是具有漂白性的气体,H的水溶液呈蓝色。
(1)A的化学式是___,C的电子式是 __________ ,Y的名称是_____。
(2)反应①的化学方程式为 __________________________。
(3)实验室测定气体E的相对分子质量时,得到的实验值总是比理论值偏大,其原因是(用化学方程式表示) _________________。
(4)19.2g的D与足量的一定浓度X的溶液反应,将所得的气体与_______LO2(标准状况下)混合,恰好能被水完全吸收。
【答案】CuO
浓硫酸C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O2NO2⇌N2O43.36L
已知,A、B均为黑色粉末,B为非金属单质,C为无色无毒气体,D为金属单质,可推测A为CuO,B为C,C为二氧化碳,D为Cu;
E是红棕色气体为二氧化氮,G是具有漂白性的气体为二氧化硫,H的水溶液呈蓝色为硫酸铜。
(1)分析可知,A为氧化铜,化学式是CuO;
C为二氧化碳,电子式为:
Y为浓硫酸;
(2)反应①为碳与浓硝酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,方程式为:
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O;
(3)验室测定气体二氧化氮的相对分子质量时,存在可逆反应2NO2⇌N2O4得到的实验值总是比理论值偏大;
(4)19.2g的Cu即0.3mol,与足量的一定浓度的硝酸溶液反应,生成氮的氧化物,化合价降低与Cu升高的化合价总数相等,则消耗的氧气化合价降低的总数也相等,消耗0.15mol氧气即标况下的3.36L。
10.某混合物的水溶液中,只可能含有以下离子中的若干种:
K+、Mg2+、Fe2+、Al3+、NH4+、Cl-、CO32-和SO42-。
现每次取100.00mL进行实验:
(已知:
NH4++OH-
NH3↑+H2O)
①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生;
②第二份加入足量NaOH后加热,收集到气体0.896L(标准状况下)
③第三份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27g,沉淀经足量盐酸洗涤,干燥后剩余2.33g。
请回答:
(1)c(CO32-)=_________mol/L;
(2)K+是否存在?
__________;
若存在,浓度范围是__________(若不存在,则不必回答第2问);
(3)根据以上实验,不能判断______(填离子符号)是否存在。
若存在此离子,如何进行检验?
_____________________________________________________。
【答案】0.2存在c(K+)≥0.2mol/LCl-取少量原试液,加足量硝酸钡溶液过滤,取滤液加足量稀硝酸和硝酸银溶液,若有沉淀证明存在Cl-,否则无Cl-
先根据实验现象判断溶液中存在的离子,不存在的离子,可能存在的离子;
(1)先判断③中酸洗涤前后质量减少的量的成分,再根据减少的沉淀的量计算碳酸根离子的浓度;
(2)先确定实验③中酸洗后沉淀的成分,计算硫酸根离子的物质的量,根据氨气的体积计算铵根离子的物质的量,再根据溶液中阴阳离子所带电荷相等,判断钾离子是否存在;
若存在,根据阴阳离子的电荷相等,求出钾离子的物质的量,再根据物质的量浓度公式计算钾离子的物质的量浓度;
(3)根据实验现象判断;
根据氯离子的检验方法检验,但先判断硫酸根离子的干扰。
根据实验①现象判断:
该溶液中可能含有Cl-、CO32-、SO42-;
根据实验②现象判断,该溶液中含有NH4+;
根据实验③现象判断,该溶液中含有CO32-和SO42-离子,同时排除溶液中含有Mg2+、Fe2+、Al3+;
(1)根据实验③现象,酸洗涤沉淀前后,质量减少,减少的质量为碳酸钡的质量,则碳酸钡的物质的量为
=0.02mol,由原子守恒可知,碳酸根的物质的量浓度=
=
=0.2mol/L;
(2)根据实验③现象,酸洗涤沉淀后沉淀的质量为硫酸钡的质量,其物质的量为
=0.01mol;
由生成的NH3为0.896L,可知铵根离子的物质的量为
=0.04mol;
根据溶液中阴阳离子所带电荷相等得,钾离子存在;
一个硫酸根离子、一个碳酸根离子都各带两个单位的负电荷,一个铵根离子、一个钾离子各带一个单位的正电荷,设其物质的量为xmol,根据溶液中阴阳离子所带电荷相等列方程式,
0.02mol×
2+0.01mol×
2=0.04m0l×
1+xmol×
1,解得:
x=0.02,钾离子的物质的量浓度=
=0.2mol/L,因溶液中可能还含有Cl-,则实际c(K+
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