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2019-2020年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)練測 第四章 第四講 氮及其化合物 一、選擇題 1．燒瓶中放入銅片和稀硝酸，用酒精燈加熱來制取較純凈的一氧化氮，反應(yīng)開始后發(fā)現(xiàn)燒瓶中充滿紅棕色氣體，這時的操作應(yīng)是(　　) A．立即接收集容器，用向上排空氣法收集 B．待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用向上排空氣法收集 C．待燒瓶中紅棕色氣體消失后，用排水法收集 D．立即用排水法收集 解析 在制取NO過程中，常常會混有NO2氣體，要得到純凈的NO，需除去混有的NO2氣體。直接用向上排空氣法收集，不能得到純凈的NO氣體，A項錯誤；NO中的NO2是由NO和裝置內(nèi)的空氣發(fā)生反應(yīng)得到的，由于NO2溶于水且與水反應(yīng)生成NO和硝酸，故可以立即用排水法收集得到純凈的NO，B、C項錯誤，D項正確。 答案 D 2．汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2發(fā)生一系列光化學(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng)，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染。反應(yīng)過程為①2NO2―→2NO＋2O；②2NO＋O2―→2NO2；③O＋O2―→O3。下列對該反應(yīng)過程及產(chǎn)物敘述正確的是 (　　)。 A．NO2起催化劑作用 B．NO起催化劑作用 C．NO2只起氧化劑作用 D．O3與O2互為同分異構(gòu)體 解析　反應(yīng)過程①＋②得O2―→2O，③O＋O2―→O3，NO2起催化劑作用，反應(yīng)過程中NO2既作氧化劑又作還原劑，A項正確，B、C項錯誤；O3與O2的相對分子質(zhì)量不相同，不互為同分異構(gòu)體，互為同素異形體，D項錯誤。 答案　A 3．銨鹽是一類重要的氮的化合物，設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是 (　　)。 A．1 mol NH含有的電子數(shù)為11NA B．NH中N元素的化合價為－3，在氧化還原反應(yīng)中常作氧化劑 C．0.1 L 3 molL－1的NH4NO3溶液中氮原子數(shù)等于0.6NA D．硫酸銨中既含有離子鍵，又含有共價鍵，而氯化銨中只含有離子鍵 解析　1個NH中含有10個電子，A錯；NH中N元素的化合價為－3價，化合價最低在氧化還原反應(yīng)中常作還原劑；B錯誤；0.1 L 3 molL－1的NH4NO3溶液中的氮原子數(shù)為0.6 NA；C正確；銨根離子中，氮與氫原子之間為共價鍵，D錯。 答案　C 4．有a、b、c、d、e五種氣體，現(xiàn)進(jìn)行下列實驗： (1)a和b混合 氣體變紅棕色 (2)c和d混合 產(chǎn)生白煙 (3)c和e分別通入少量溴水中 溴水都變成無色透明的液體 (4)b和e分別通入氫硫酸中 都產(chǎn)生淡黃色渾濁 A．O2、NO、HCl、NH3、CO2 B．O2、NO、NH3、HCl、SO3 C．NO、O2、NH3、HCl、SO2 D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4 解析 由a和b混合，氣體變成紅棕色，可知a和b分別為NO和O2中的一種；b通入氫硫酸中產(chǎn)生淡黃色渾濁，則b為氧氣，a為NO；c和d混合產(chǎn)生白煙，則c和d分別為NH3和HCl中的一種；c通入少量溴水中溴水變成無色透明的液體，則c為NH3，d為HCl；e通入少量溴水中，溴水變成無色透明的液體，e通入氫硫酸中產(chǎn)生淡黃色渾濁，則e可能為SO2。 答案 C 5．已知HNO2在低溫下較穩(wěn)定，酸性比醋酸略強(qiáng)，既有氧化性又有還原性，其氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物與溶液pH的關(guān)系如下表。 pH范圍 ＞7 ＜7 產(chǎn)物 NO NO、N2O、N2中的一種 下列有關(guān)說法錯誤的是 (　　)。 A．堿性條件下，NaNO2與NaClO反應(yīng)的離子方程式為NO＋ClO－===NO＋Cl－ B．向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2 C．向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2 D．向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氫碘酸，溶液變藍(lán)色 解析　由表中數(shù)據(jù)知，堿性條件下，HNO2可被氧化為NO，而ClO－有強(qiáng)氧化性，A對；HNO2的酸性比碳酸強(qiáng)但比硫酸弱，故CO2不能與亞硝酸鹽作用而硫酸能，B錯、C對；酸性條件下，NaNO2有氧化性，而I－具有強(qiáng)還原性，NO能將I－氧化成I2，D對。 答案　B 6.如圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 molL－1的硝酸并加熱，待反應(yīng)結(jié)束時，下列微粒在體系中一定大量存在的是 (　　)。 ①NO?、贔e3＋?、跦＋　④NO ⑤NO2 A．①　　　　　 B．①⑤ C．②④⑤ D．①②③⑤ 解析　Fe與濃HNO3反應(yīng)時，開始生成的還原產(chǎn)物是NO2，并且若鐵少量時，還原產(chǎn)物只有NO2；當(dāng)鐵過量時，氧化產(chǎn)物是Fe2＋，當(dāng)HNO3過量時，氧化產(chǎn)物是Fe3＋。因產(chǎn)物有硝酸鹽，故溶液中一定還有NO。 答案　B 7．足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng)，得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2＋恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是(　　) A．60 mL　　 B．45 mL C．30 mL　　 D．15 mL 解析 由題意可知：HNO3，由此分析可得：Cu失去的電子數(shù)與O2得到的電子數(shù)相等，即n(Cu)＝2n(O2)＝2＝0.15 mol。根據(jù)質(zhì)量守恒及NaOH和Cu(NO3)2的反應(yīng)可得關(guān)系式：n(NaOH)＝2n[Cu(NO3)2]＝2n(Cu)＝0.3 mol，則V(NaOH)＝＝0.06 L＝60 mL。 答案 A 二、非選擇題 8．X、Y、Z、W均為氣體單質(zhì)，A、B、C均為無色氣體化合物，D、E均為白色固體，F(xiàn)在通常情況下為無色無味的液體，它們有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系： 請回答下列問題： (1)Y分子的電子式為________，F(xiàn)中的化學(xué)鍵類型為________。 (2)C的化學(xué)式為________。 (3)B在F中的反應(yīng)可以表示為 __________________________________________________。 (4)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式： __________________________________________________ __________________________________________________。 解析：F為無色無味液體，應(yīng)是H2O。根據(jù)反應(yīng)①并結(jié)合題給信息，可以推斷其為NH4Cl和Ca(OH)2的反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)②并結(jié)合框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以推出其為NH3和O2的反應(yīng)。由此可以推出：X為O2，Y為N2，Z為H2，W為Cl2，A為NO，B為NH3，C為HCl，D為NH4Cl，E為Ca(OH)2。 答案：(1) 　極性共價鍵　(2)HCl (3)NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－ (4)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 9．硝酸是極其重要的化工原料，工業(yè)上將產(chǎn)生的NO2在密閉容器中用水多次反復(fù)循環(huán)吸收制備硝酸。 (1)工業(yè)上用水吸收NO2生產(chǎn)HNO3，生成的氣體經(jīng)多次氧化、吸收的循環(huán)操作充分轉(zhuǎn)化為硝酸(假定上述過程無其他損失)。試寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式： _______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (2)為了證明NO也可以與氧氣和水共同反應(yīng)生成HNO3，某學(xué)生設(shè)計了如圖所示裝置(有關(guān)夾持裝置已略去)。 ①檢查裝置氣密性良好后，為觀察到NO氣體生成，打開K1，關(guān)閉K2，應(yīng)從U形管的長管口注入稀硝酸至______后，迅速關(guān)閉K1，觀察到U形管內(nèi)的現(xiàn)象是 _____________________________________________________________________。 ②裝置Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。 ③蘸NaOH溶液的棉花團(tuán)的作用是______________________________________。 ④打開K2，至裝置Ⅱ中長玻璃管中的氣體呈無色后，打開K3，反應(yīng)一段時間后，長玻璃管中并未充滿液體。設(shè)計簡單方法檢驗長玻璃管中的氣體是否含 NO__________________________________________________________________。 解析 解答本題要注意以下兩點：(1)根據(jù)實驗?zāi)康暮退胖玫脑噭┐_定各裝置的作用。 (2)三個開關(guān)K1、K2、K3的開與關(guān)都對實驗起著重要作用。 答案 (1)4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3(或分成兩個方程式寫) (2)①U形管右側(cè)膠塞下沿　U形管左端液面高于右端，銅絲慢慢溶解，產(chǎn)生無色氣體，溶液逐漸變藍(lán)(至少答三點) ②2H2O22H2O＋O2↑ ③吸收氮的氧化物防止污染環(huán)境 ④再打開K3，若觀察到長玻璃管中氣體迅速變?yōu)榧t棕色，則證明余氣含NO，若無顏色變化，則證明不含NO(其他合理答案也可) 10．某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置用粗鐵粒與某濃度稀硝酸反應(yīng)制取NO氣體。 (1)當(dāng)打開開關(guān)a，關(guān)閉開關(guān)b時，A中干燥管中觀察到的實驗現(xiàn)象是________________，燒杯B中盛的是________溶液。當(dāng)________時關(guān)閉開關(guān)a，打開開關(guān)b，此時C中用排水法收集NO氣體。當(dāng)C中收集滿氣體后，關(guān)閉開關(guān)b，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________。 (2)將a mol Fe與含b mol HNO3的稀溶液充分反應(yīng)后，若硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。試討論分析燒杯A中最終溶液中的主要陽離子組成及其物質(zhì)的量，將結(jié)果填入下表未完成的空格中。 取值范圍 最終溶液中的主要陽離子及其物質(zhì)的量 ＜ ＝ a mol Fe3＋ 大于小于 ＝ a mol Fe2＋ ＞ 解析　(1)A裝置利用啟普發(fā)生器原理，F(xiàn)e與稀硝酸反應(yīng)生成無色的NO氣體，當(dāng)遇干燥管中的O2時，則轉(zhuǎn)變成紅棕色的NO2氣體，NO2用堿液吸收。當(dāng)氣體再變成無色時，說明裝置中的O2已完全反應(yīng)，則可用排水法收集NO。當(dāng)關(guān)閉b時，A裝置中繼續(xù)產(chǎn)生NO，則會將干燥管中的HNO3壓入燒杯內(nèi)，從而與Fe脫離，反應(yīng)停止。(2)鐵與HNO3反應(yīng)，可能生成Fe2＋，也可能生成Fe3＋，或二者的混合物。當(dāng)鐵過量時，反應(yīng)化學(xué)方程式為3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O；當(dāng)HNO3過量時，反應(yīng)化學(xué)方程式為Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。＝時，剛好生成a mol Fe3＋，HNO3沒有剩余；＜時，則HNO3過量，仍為a mol Fe3＋，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式，不難得出剩余的HNO3為(b－4a)mol。當(dāng)＝時，剛好生成a mol Fe2＋，HNO3沒有剩余。當(dāng)＞時，鐵過量，以HNO3計算，b mol HNO3生成Fe2＋為 mol。當(dāng)＜＜時，可以分段計算，即先按反應(yīng)化學(xué)方程式Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O中HNO3完全反應(yīng)來計算，然后過量的鐵按Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋計算即可。 答案　(1)氣體由無色逐漸變成紅棕色　NaOH　氣體又變無色　燒杯中液面上升，干燥管中液面下降，固體與溶液脫離 (2) 取值范圍 最終溶液中的主要陽離子及其物質(zhì)的量 ＜ a mol Fe3＋，(b－4a)mol H＋ ＝ a mol Fe3＋ 大于小于 mol Fe3＋，mol Fe2＋ ＝ a mol Fe2＋ ＞ mol Fe2＋ 11.某化學(xué)活動小組想通過如圖所示裝置(夾持裝置已略去)進(jìn)行實驗，探究Na2O2與NO反應(yīng)的產(chǎn)物。 實驗前，他們查閱有關(guān)資料得到如下信息： ①2NaNO32NaNO2＋O2↑； ②NaNO2為白色粉末狀固體，既有氧化性又有還原性； ③NaNO2溶液顯弱堿性(原因：強(qiáng)堿弱酸鹽的水解)。 實驗開始時，先在A裝置中加入適量的碳酸鈣和足量稀硝酸，待不再有氣體產(chǎn)生時，將銅絲插入稀硝酸中。 請回答下列問題： (1)A裝置中放入碳酸鈣的目的是______________________________________________________________。 (2)裝置B、C中的試劑分別是：B________、C________，E的作用是______________________________________________________________。 (3)如何檢驗反應(yīng)中是否有氧氣生成？_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (4)假如Na2O2已反應(yīng)完全，為確定D中固體產(chǎn)物的成分，甲同學(xué)將固體溶于水后，經(jīng)測定發(fā)現(xiàn)溶液顯強(qiáng)堿性，再向溶液中加入酸性高錳酸鉀溶液，紫色褪去。由此現(xiàn)象推斷固體產(chǎn)物中可能含有的物質(zhì)是________(填化學(xué)式)。 (5)乙同學(xué)取適量固體于試管中密閉加熱，發(fā)現(xiàn)白色固體部分變?yōu)榈S色。此現(xiàn)象說明固體中還可能含有的成分是________(填化學(xué)式)。根據(jù)以上推測，請寫出Na2O2與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析　本題探究NO與過氧化鈉的反應(yīng)，實驗設(shè)計必須考慮如下因素：①產(chǎn)生NO時，要除盡裝置中的空氣；②裝置必須干燥，防止水與過氧化鈉反應(yīng)；③排盡裝置中的二氧化碳，防止二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)；④采取措施，防止空氣進(jìn)入裝置。新信息挖掘：反應(yīng)①暗示如果產(chǎn)物中有硝酸鈉，受熱會產(chǎn)生氧氣；信息②暗示若D中固體呈黃色，一定有硝酸鈉、亞硝酸鈉以外的物質(zhì)生成；亞硝酸鈉具有還原性，加入強(qiáng)氧化劑如酸性高錳酸鉀溶液，會發(fā)生反應(yīng)，高錳酸鉀溶液由紅色變成無色。信息③暗示亞硝酸鈉溶液呈弱堿性，若產(chǎn)物溶于水呈強(qiáng)堿性，說明有強(qiáng)堿生成。若顯中性，說明沒有亞硝酸鈉生成。由以上分析，若Na2O2已反應(yīng)完全，D中固體產(chǎn)物溶于水，溶液顯強(qiáng)堿性說明含有Na2O，向溶液中加入酸性MnO4溶液，紫色褪去，說明存在還原性物質(zhì)，即可能有NaNO2，D中白色固體產(chǎn)物密閉加熱部分變?yōu)榈S色，說明其中還有NaNO3,2NaNO32NaNO2＋O2↑、生成的O2再次把Na2O氧化為Na2O2而顯淡黃色，由此可知Na2O2與NO反應(yīng)的產(chǎn)物有NaNO3、NaNO2和Na2O，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2＋2NO===NaNO3＋NaNO2＋Na2O 答案　(1)使碳酸鈣與稀硝酸反應(yīng)生成CO2，排除裝置中的空氣 (2)NaOH溶液　濃硫酸　防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入裝置D中，干擾產(chǎn)物的判斷　(3)將帶火星的木條放在E裝置的氣體出口處，觀察木條是否復(fù)燃，若復(fù)燃，則說明有氧氣生成；若不復(fù)燃，說明無氧氣產(chǎn)生 (4)Na2O、NaNO2 (5)NaNO3　2Na2O2＋2NO===NaNO3＋NaNO2＋Na2O