高考化学总复习课后限时集训11 氮的循环.docx
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高考化学总复习课后限时集训11氮的循环
课后限时集训(十一) 氮的循环
(建议用时:
35分钟)
A级 基础达标
1.下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是( )
①氮气与氧气在放电条件下可直接生成NO2
②铵盐都不稳定,受热分解都生成氨气
③向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸,无明显变化
④实验室采用加热氯化铵固体,用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气
A.①③④ B.①③
C.①④D.①②③④
D [在放电条件下,氮气与氧气反应生成的是一氧化氮而不是二氧化氮,一氧化氮不稳定,易被氧气氧化生成二氧化氮,①错误;硝酸铵加强热时剧烈分解发生爆炸生成氮气、二氧化氮和水,②错误;向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸,酸性条件下,硝酸根离子具有强氧化性,能把亚铁离子氧化成铁离子,同时自身被还原成一氧化氮,③错误;氯化铵受热易分解,冷却时又生成氯化铵,所以得不到氨气,④错误。
]
2.下列说法不正确的是( )
A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3固体,铜粉仍不溶解
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性
C.铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
D.HNO3―→NO―→NO2,以上各步变化均能通过一步实验完成
A [稀硫酸中加入KNO3,就相当于有HNO3,就可以与Cu反应。
]
3.“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。
观察下列四个“封管试验”(夹持装置已略去),判断下列说法正确的是( )
A.加热时,a上部聚集了固体NH4Cl,说明NH4Cl的热稳定性比较好
B.加热时,发现b中I2变为紫色蒸气,在上部又聚集为紫黑色的固体
C.加热时,c中溶液红色变深,冷却后又变浅
D.水浴时,d内气体颜色变浅,e内气体颜色加深
B [A项,NH4Cl受热易分解,遇冷又生成NH4Cl;B项,I2易升华;C项,加热含NH3的酚酞溶液,NH3逸出,红色变浅;D项,NO2存在:
2NO2(红棕色)
N2O4(无色) ΔH<0,加热上述平衡左移,d内颜色加深。
]
4.氮及其化合物的变化关系如下图所示。
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.反应③中,NO2作氧化剂,H2O作还原剂
D.液氨可用作制冷剂,硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
C [氨经一系列反应得硝酸,A正确;雷电固氮是N2→NO→NO2→HNO3,B正确;在反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,NO2既作氧化剂又作还原剂,C错误;D正确。
]
5.硝酸铜是一种重要的工业产品,化学上有很多方法可以制取硝酸铜:
①将铜溶于硝酸中;
②先将铜与O2反应生成CuO,再溶于硝酸中;
③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂,不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。
下列认识或判断错误的是( )
A.方法③是最经济和环保的
B.方法①中,若从经济和环保的角度考虑,用稀硝酸比用浓硝酸好
C.方法②需要消耗能源,对环境不产生污染
D.方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂
A [方法①和③均有NO污染,不环保;方法②需消耗能源,但无污染,环保。
]
6.(2019·南通调研)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取氨气
B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙验证氨气具有还原性
D.用装置丁吸收尾气
C [A项,用装置甲制取氨气需要加热,错误。
B项,氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵,错误。
C项,氨气与氧化铜在加热条件下反应生成N2、水和铜,可以验证氨气具有还原性,正确。
D项,用装置丁吸收尾气容易引起倒吸,错误。
]
7.在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体d呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶,则a和b分别是( )
选项
a(干燥气体)
b(液体)
A
NO2
水
B
CO2
饱和NaHCO3溶液
C
Cl2
饱和NaCl溶液
D
NH3
1mol·L-1盐酸
D [NO2溶于水反应生成不溶于水的NO,不能充满烧瓶,A项错误;CO2在饱和NaHCO3溶液中、Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度均很小,不产生喷泉,B、C项错误;NH3易溶于酸中,D项正确。
]
8.(2019·邯郸大名一中月考)向50mL稀硫酸与稀硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,且每一段只对应一个反应。
下列说法正确的是( )
A.开始时产生的气体为H2
B.AB段发生的反应为置换反应
C.所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L-1
D.参加反应的铁粉的总质量m2=5.6g
D [向混合溶液中逐渐加入铁粉,铁首先和H+、NO
反应生成Fe3+和NO;当溶液中NO
完全被消耗之后,过量的铁能和Fe3+反应生成Fe2+;当Fe3+完全反应之后,过量的铁和稀硫酸反应生成FeSO4和H2。
由以上分析可知,开始生成的气体是NO,A错误;AB段的反应是铁和Fe3+的反应,不是置换反应,B错误;A点对应的气体是NO,物质的量是0.05mol,根据氮原子守恒可知,稀硝酸的物质的量浓度是
=1.0mol·L-1,C错误;生成氢气的体积是0.56L,物质的量为0.025mol,所以反应中共转移电子0.05mol×3+0.025mol×2=0.2mol,参加反应的铁最终在溶液中以Fe2+的形式存在,因此根据电子得失守恒可知,消耗铁的物质的量是0.1mol,质量是5.6g,D正确。
]
9.(2019·南宁模拟)某研究小组通过以下实验探究氨气的性质。
(1)如图1所示,A中气体入口通空气,分液漏斗内加浓氨水,圆底烧瓶内加NaOH固体,C内放置铂铑合金网,按A→B→C→D装置顺序制取干燥的氨气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有多个,如氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中OH-浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出,你认为还有____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②该实验证明氨气具有的性质是________。
图1
(2)如图2所示,将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来,将乙针筒内的物质压到甲针筒内,进行下列实验(气体在同温同压下测定)。
图2
甲针筒内有15mLCl2,乙针筒内有40mLNH3,发生反应3Cl2+2NH3===N2+6HCl。
甲针筒除活塞有移动、针筒内有白烟产生外,气体的颜色变化为________,最后针筒内剩余气体的体积约为________mL。
解析:
(1)①除了题述原因外,还有的原因是氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氢氧化钠吸水,也会促使氨气放出。
②氨的催化氧化实验证明氨具有还原性。
(2)根据所给的数据和化学方程式可判断,NH3过量,Cl2完全反应,所以甲针筒中气体颜色由黄绿色变为无色。
依据化学方程式可知,15mLCl2消耗10mLNH3,剩余30mLNH3未反应,产生5mLN2和30mLHCl,未反应的30mLNH3与生成的30mLHCl恰好完全反应生成NH4Cl(白烟),最后剩余气体为5mLN2。
答案:
(1)①氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氢氧化钠吸水,促使氨放出 ②还原性
(2)黄绿色变为无色 5
10.(2019·烟台模拟)某课题组同学查阅文献知,3(NH4)2SO4(s)
4NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O。
他们拟选择下列装置检验硫酸铵分解的产物(各装置中药品足量):
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是________。
(2)甲组同学设计方案:
C→G→B→D→E。
①能证明有水生成的实验现象是_________________________________;
B装置的作用是________________________________________________。
②实验中,观察到D装置产生白色沉淀。
实验完毕后,过滤D装置中混合物得白色沉淀。
欲验证白色沉淀是BaSO4还是BaSO3,请你设计简单的实验方案:
________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
③D装置中发生的反应与硝酸钡的量有关,若硝酸钡足量,则D中反应的离子方程式为______________________________________________________。
④该实验方案能证明硫酸铵的分解产物中有________________(填化学式)。
(3)乙组同学选择上述装置证明产物中是否有NH3。
①气体从左至右,装置的连接顺序为C→________→F。
②F装置的作用是____________________________________________。
解析:
硫酸铵分解的产物有NH3和SO2,NH3和SO2在水溶液中会发生反应。
检验NH3之前必须除去SO2,检验SO2之前必须除去NH3。
(1)仪器A为球形干燥管。
(2)①白色的无水硫酸铜遇水变为蓝色;浓硫酸只吸收NH3,不吸收SO2。
②亚硫酸钡能溶于盐酸,而硫酸钡不溶于盐酸,故取少量白色沉淀于洁净的试管中,向其中滴加足量盐酸,若白色沉淀溶解,则是BaSO3,否则是BaSO4。
③若硝酸钡过量,SO2完全转化成BaSO4沉淀,化学方程式为3Ba(NO3)2+3SO2+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4HNO3;若SO2过量,则硝酸钡完全反应,化学方程式为Ba(NO3)2+3SO2+2H2O===BaSO4↓+2NO+2H2SO4。
④G装置可检验H2O,D装置可检验SO2(同时生成NO),E装置可收集NO或NO和N2。
故该方案只能证明硫酸铵分解的产物中是否有H2O和SO2,不能证明是否有NH3和N2。
(3)选择A装置吸收SO2和H2O,用F装置来检验NH3,F中球形干燥管的作用是防倒吸。
答案:
(1)球形干燥管
(2)①G中白色粉末变蓝色 吸收氨气 ②取少量白色沉淀于洁净的试管中,向其中滴加足量盐酸,若白色沉淀溶解,则是BaSO3,否则是BaSO4 ③3Ba2++2NO
+3SO2+2H2O===3BaSO4↓+2NO+4H+
④H2O、SO2
(3)①A ②检验NH3
B级 能力提升
11.(2019·日照模拟)亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分,在漂白、电镀等方面应用广泛。
已知:
室温下,2NO+Na2O2===2NaNO2,以木炭、浓硝酸、Na2O2为主要原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。
(加热装置及部分夹持装置已略去)
A B C D
回答下列问题:
(1)A装置中反应的化学方程式为___________________________________。
(2)B装置的作用是________。
(3)充分反应后,C中生成的固体除NaNO2外,还可能生成________(填化学式),为避免杂质的生成,应在B、C之间加一个装置,该装置和所盛放试剂的名称分别是________。
(4)D装置用于尾气处理,写出D中反应的离子方程式:
_______________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析:
(1)A装置中浓硝酸与木炭发生反应,化学方程式为C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
(2)将A装置中产生的NO2通入水中,发生反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO,所以B装置的作用是将NO2转化为NO。
(3)B中出来的NO气体中可能会混有CO2、水蒸气,分别与Na2O2反应生成Na2CO3、NaOH,所以C中生成的固体除NaNO2外,还可能生成Na2CO3、NaOH;为避免杂质的生成,可以在B、C之间加一个干燥管(或U形管),所盛放的试剂应该为碱石灰,用于吸收混合气体中的CO2和水蒸气。
(4)D装置中盛放的是酸性KMnO4溶液,用于尾气处理,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得D装置中反应的离子方程式为5NO+3MnO
+4H+===5NO
+3Mn2++2H2O。
答案:
(1)C+4HNO3(浓)
CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)将NO2转化为NO
(3)Na2CO3、NaOH 干燥管、碱石灰
(4)5NO+3MnO
+4H+===5NO
+3Mn2++2H2O
12.(2019·郑州模拟)某学习小组用凯氏定氮法(Kjeldahlmethod)来测定农产品中氮的含量,测定过程如下:
Ⅰ.用热浓硫酸处理0.25g谷物样品,把有机氮转化为铵盐。
Ⅱ.用如图所示装置处理上述铵盐(夹持装置略去)。
1.H2O 2.玻璃管 3.足量浓NaOH溶液 4.铵盐样品 5.25.00mL0.10mol·L-1H2SO4溶液 6.冰水混合物
回答下列问题:
(1)实验前要检验B装置的气密性,具体操作为______________________
______________________________________________________________。
(2)盛放浓氢氧化钠溶液的仪器名称为__________;玻璃管2的作用是__________;圆底烧瓶中碎瓷片的作用是________________________________
___________________________________________________________________。
(3)将“谷物处理后所得的铵盐”加入三颈烧瓶中,打开玻璃塞、旋开K2,加入足量浓氢氧化钠溶液,关闭K2,打开K1,点燃酒精灯使水蒸气进入B装置。
①B装置中反应的离子方程式为___________________________________。
②C装置中冰水混合物的作用是___________________________________。
Ⅲ.滴定、计算氮的含量。
(4)取下锥形瓶,加入指示剂,用0.10mol·L-1的NaOH溶液滴定,重复滴定3次,平均消耗19.30mLNaOH溶液。
①该滴定的指示剂应选择________。
a.甲基橙 b.酚酞 c.石蕊
②该谷物样品中氮的百分含量为________(保留2位小数)。
解析:
(1)用微热法检验装置B的气密性,实验操作为:
关闭K1、K2,向锥形瓶中加水浸没导管口,微热三颈烧瓶,锥形瓶内的导管口产生气泡,撤离热源后,锥形瓶内的导管倒吸一段水柱,水柱不下降,说明气密性良好。
(2)盛放浓NaOH溶液的仪器为分液漏斗,玻璃管2与外界大气相通,起着平衡压强的作用,避免装置中压强过大;碎瓷片的作用是防止加热时溶液暴沸。
(3)①B装置中浓NaOH溶液与铵盐反应的离子方程式为NH
+OH-
NH3↑+H2O。
②C装置中硫酸的作用是吸收氨气,冰水混合物的作用是降低温度,使氨气被充分吸收。
(4)①锥形瓶中为硫酸和硫酸铵溶液,NaOH溶液滴定溶液中的硫酸,达到滴定终点时溶液呈酸性,因此选择甲基橙作指示剂。
②根据滴定原理,n(H2SO4)=
n(NaOH)=
×0.10mol·L-1×0.01930L=0.000965mol,则生成的n(NH3)=2[n(H2SO4)总-n(H2SO4)]=2×(0.10mol·L-1×0.02500L-0.000965mol)=0.00307mol,根据氮元素守恒,则该谷物样品中氮的百分含量为0.00307mol×14g·mol-1÷0.25g×100%≈17.19%。
答案:
(1)关闭K1、K2,向锥形瓶中加水浸没导管口,微热三颈烧瓶,锥形瓶内的导管口产生气泡,撤离热源后,锥形瓶内的导管倒吸一段水柱,水柱不下降,说明气密性良好(其他合理答案也可)
(2)分液漏斗 避免装置中压强过大 防止溶液暴沸
(3)①NH
+OH-
NH3↑+H2O ②降低温度,使氨气被充分吸收
(4)①a ②17.19%
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