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2020-2021学年化学新教材苏教版第二册专题评价 专题7 氮与社会可持续发展 WORD版含解析.doc

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1、温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题素养评价(二)(专题7)(90分钟100分)一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)1.(双选)光化学烟雾通常呈现淡蓝色,其主要成分及简单形成机理如图所示。下列说法错误的是()A.光化学烟雾有强还原性B.氮氧化物还可引发酸雨等污染问题C.光化学烟雾成分中含有有机物和无机物D.光化学烟雾呈现淡蓝色是因为含有NO2【解析】选A、D。光化学烟雾中的臭氧、NO2、过氧乙酰硝酸酯都有强氧化性,A错误;氮氧化物还可引发酸雨等污染问题,B正确;光化学烟雾成分中含有有机物

2、和无机物,C正确;NO2是红棕色气体,光化学烟雾呈现淡蓝色是由于光的折射和反射,D错误。2.下列关于氮及其化合物的叙述错误的是()A.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入Cu(NO3)2固体,铜粉仍不溶解B.自然界中,氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C.为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂,常用氮气作保护气D.电闪雷鸣的雨天,N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收【解析】选A。A项3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O,错误。【加固训练】下列有关氮及其化合物的说法错误的是()A.黑火药是我国古代四大发明之一,配方为“一硫二硝三木炭”,其中的硝是指硝酸钾B.NH4Cl与Ca(OH

3、)2混合加热可生成NH3C.NH3易溶于水,可用作制冷剂D.用烧碱处理含高浓度N的废水并回收利用氨【解析】选C。黑火药是我国古代四大发明之一,配方为“一硫二硝三木炭”,其中的硝是指硝酸钾,A正确;实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2混合共热制NH3,B正确;液氨汽化时吸收大量热,所以氨可用作制冷剂,C错误;烧碱可与铵根离子反应产生氨气,D正确。3.SCR法(选择性催化还原技术)是一种以NH3作为还原剂,将烟气中NOx,分解成无害的N2和H2O的干法脱硝技术,反应原理为6NO+4NH35N2+6H2O;6NO2+8NH37N2+12H2O;NO+NO2+2NH32N2+3H2O。下列说法正确的是

4、()A.NO2为酸性氧化物B.NO、NO2为大气污染气体,在大气中可稳定存在C.反应中每生成22.4 L N2,转移电子数1.5NA D.HNO3NONO2,以上各步变化均能通过一步完成【解析】选D。NO2不是酸性氧化物,A错误;NO不能在空气中稳定存在,B错误;每生成标准状况22.4 L N2,转移电子数3NA,C错误;HNO3NONO2,均能通过一步完成,D正确。【加固训练】某工业废气所含氮氧化物(NOx)的氮氧质量比约为74,该NOx可表示为()A.N2OB.NOC.N2O3D.NO2【解析】选A。=,故NOx可表示为N2O。4.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是(

5、)A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【解析】选D。加热条件下,浓硝酸分解生成NO2和O2,则产生的气体一定是混合气体,A正确;在加热条件下,浓硝酸可分解生成NO2,不一定是浓硝酸与木炭反应生成,B正确;硝酸中N元素化合价为+5价,生成的二氧化氮中N元素化合价为+4价,化合价降低,则生成的红棕色气体为还原产物,C正确;木炭加热至红热,可与空气中氧气反应生成二氧化碳,不一定是与浓硝酸发生了反应,D错误。5.(2020浙江

6、1月选考)下列能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体是()A.NH3B.O2C.HClD.CO 【解析】选C。能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体是酸性气体,符合题意的是氯化氢气体,氨气为碱性气体,氧气、一氧化碳为中性气体,C正确。6.下列装置应用于实验室制NO并回收硝酸铜的实验,能达到实验目的的是()A.用装置甲制取NOB.用装置乙收集NOC.用装置丙分离炭粉和硝酸铜溶液D.用装置丁蒸干硝酸铜溶液制Cu(NO3)23H2O【解析】选C。装置甲中,长颈漏斗的下端没有插入液面以下,A错误;NO极易与空气中的O2反应,故不能用排空气法收集,B错误;炭粉难溶于水,故可以用过滤的方法分离炭粉和硝酸铜溶液,C正确

7、;蒸发溶液用蒸发皿,且蒸干硝酸铜溶液得不到硝酸铜晶体,D错误。7.科学家预测,氨有望取代氢能,成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是()A.液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3+5O24NO+6H2OB.液氨具有腐蚀性和毒性,在使用过程中要防止液氨泄漏C.氨气比空气轻,标准状况下密度为0.771 gL-1D.氨气与氢气相比,优点在于氨气不容易发生爆炸,使用时更安全【解析】选A。生成的NO是空气污染物,应该在一定条件下生成N2,A错误。8.下列过程不属于氮的固定的是()A.雷雨天有NO生成B.工业上用氢气与氮气合成氨C.植物的根从土壤中吸收铵根离子和硝酸盐D.豆科植物的根瘤菌把空气中的

8、氮气转化为硝酸盐【解析】选C。氮的固定就是将游离态的氮转化为氮的化合物的过程。植物的根从土壤中吸收N和硝酸盐与氮的固定无关。9.(双选)科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检测出化学式为N4H4(SO4)2的物质,该物质的晶体中含有S和N4两种离子,当N4遇到碱性溶液时,会生成N4分子。下列说法正确的是 ()A.14N、N4与N2互为同位素B.N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2N4+2SC.N4H4(SO4)2不能与草木灰化肥混合施用D.N4H4(SO4)2中只含共价键,不含离子键【解析】选B、C。同种元素的不同原子之间互为同位素,N4与N2为单质,A错误;N4H4(S

9、O4)2晶体中含有S和N4两种离子,N4H4(SO4)2为离子化合物,电离方程式为N4H4(SO4)2N4+2S,B正确;草木灰的主要成分为K2CO3,显碱性,当N4遇到碱性溶液时,会生成N4,故不能混合施用,C正确;N4H4(SO4)2中含有离子键,D错误。10.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。下列有关说法正确的是()A.实验中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2B.实验中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强C.实验发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO+4H2O

10、D.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以与稀硝酸反应,也可以与稀硫酸反应【解析】选C。中发生3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,生成硝酸铜溶液为蓝色,试管口NO被氧化生成红棕色的二氧化氮,但硝酸被还原生成NO,A错误;中加稀硫酸,Cu与稀硫酸不反应,但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性,继续与Cu反应,且硝酸的氧化性强,B错误;实验发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO+4H2O,C正确;由上述实验无法得出结论:Cu在常温下和稀硫酸反应,D错误。11.(2020天津等级考)检验下列物质所选用的试剂正确的是()待检验物质所

11、用试剂A海水中的碘元素淀粉溶液BSO2气体澄清石灰水C溶液中的Cu2+氨水D溶液中的NNaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸【解析】选C。海水中碘元素以I-形式存在,应先加入氧化剂将其氧化为I2后,再加入淀粉溶液检验,A项错误;SO2、CO2都能使澄清石灰水变浑浊,检验SO2不能用澄清石灰水,B项错误;向含有Cu2+的溶液中加入氨水,先产生蓝色沉淀,后沉淀溶解,溶液变为深蓝色,可用氨水检验溶液中的Cu2+,C项正确;检验溶液中的N,加入NaOH溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,D项错误。12.现用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理。下列说法正确的是()A.制取氨气

12、时烧瓶中的固体常用CaO或CaCl2B.喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,肯定是因为装置的气密性不好C.关闭a,将单孔塞(插有吸入水的胶头滴管)塞紧颈口c,打开b,完成喷泉实验,电脑绘制三颈烧瓶内压强变化曲线如图2,则E点时喷泉最剧烈D.工业上,若出现液氨泄漏,喷稀盐酸比喷水处理效果好【解析】选D。CaCl2与水不反应,对氨气的逸出没有作用,A错误;喷泉实验结束后,发现水未充满三颈烧瓶,可能是因为装置的气密性不好,也可能是因为氨气中混有空气,B错误;三颈烧瓶内气体与外界大气压压强之差越大,其反应速率越快,C点的压强最小,大气压不变;所以大气压和C点压强差最大,C点喷泉最剧烈,C错误;盐酸显

13、酸性,氨水溶液显碱性,因此氨气在酸性溶液中的吸收效率高于在水中的吸收效率,D正确。【加固训练】下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.用鼓气装置从装置的a处不断鼓入空气并打开止水夹D.向装置的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开止水夹【解析】选B。H2难溶于NaOH溶液,不能形成较大的压强差,不能引发喷泉现象。13.(双选)某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO,实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前,向装置中

14、通入一段时间的N2,排尽装置内的空气。已知:在溶液中FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色),该反应可用于检验NO。下列说法中不正确的是()A.装置F、I中的试剂依次为硫酸亚铁溶液、水B.若观察到装置H中红色粉末变黑色,则NO与Cu发生了反应C.实验结束后,先熄灭酒精灯,再关闭分液漏斗的活塞D.装置J收集的气体中一定不含NO【解析】选A、D。装置F、I依次是水、FeSO4溶液,A错误;FeSO4+NOFe(NO)SO4为可逆反应,NO没有完全反应,排水法收集的气体中有NO,D错误。14.(2020济南高一检测)将8.4 g Fe投入浓硝酸中,产生红棕色气体A,把所得溶液减压蒸干,得到30 g

15、 Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的混合物,将该固体隔绝空气在高温下加热,得到红棕色的Fe2O3和气体B,A、B气体混合通入足量水中得到硝酸和NO,在标准状况下生成NO气体的体积为()A.1 120 mLB.2 240 mLC.3 360 mLD.4 480 mL【解析】选C。Fe与浓硝酸反应生成Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的混合物,Fe和硝酸完全反应;Fe(NO3)2和Fe(NO3)3的混合物隔绝空气高温加热得到红棕色的Fe2O3和气体B;A、B气体混合通入足量水中得到HNO3和NO;经过上述一系列过程,Fe全部氧化为Fe2O3,Fe元素的化合价由0价升至+3价,浓HNO3中部分N原

16、子被还原成NO,N元素的化合价由+5价降为+2价,根据得失电子守恒,3n(Fe)=3n(NO),n(NO)=n(Fe)=0.15 mol,标准状况下NO的体积为0.15 mol22.4 Lmol-1=3.36 L=3 360 mL。【加固训练】将11.2 g的Mg-Cu混合物完全溶解于足量的硝酸中,收集反应产生的气体X(假定产生的气体全部逸出)。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,产生21.4 g沉淀。根据题意推断气体X的成分可能是()A.0.3 mol NO2和0.3 mol NOB.0.2 mol NO2和0.1 mol N2O4C.0.6 mol NOD.0.1 mol NO、0.2

17、mol NO2和0.05 mol N2O4【解析】选D。向Mg-Cu混合物与足量的硝酸反应所得溶液中加入足量的NaOH溶液,产生21.4 g沉淀为氢氧化镁、氢氧化铜,所以沉淀中氢氧根的质量为21.4 g-11.2 g=10.2 g,物质的量为=0.6 mol,根据电子守恒可知反应过程中共转移0.6 mol e-,分析各项确定D符合。15.如图所示,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y。若挤压胶头滴管,使液体Y滴入瓶中,振荡,过一会儿可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是()A.X是NH3,Y是水B.X是SO2,Y是NaOH浓溶液C.X是CO2,Y是稀硫酸D.X是HCl,Y是NaNO3稀溶液【

18、解析】选C。NH3、氯化氢都是极易溶于水的气体,二氧化硫是酸性气体,能够与NaOH溶液反应,造成锥形瓶内气体压强的急剧减小,气球a在大气压的作用下变大。CO2在水中的溶解性较小,在硫酸溶液中就更小,所以不会使气球a鼓起。16.等质量的下列物质与足量稀硝酸反应,放出NO物质的量最多的是()A.FeOB.Fe2O3C.FeSO4D.Fe3O4【解析】选A。FeO、FeSO4及Fe3O4(可写成Fe2O3FeO)与稀硝酸反应时均为铁元素被氧化,且氧化产物均为Fe3+,还原产物均为NO。等质量的还原剂与稀硝酸反应时转移电子的物质的量越多,放出NO的物质的量越多,由FeO、FeSO4及Fe3O4的化学式

19、及铁元素的化合价可看出等质量的三种物质参与反应时,FeO转移电子的物质的量最多。Fe2O3与稀硝酸反应时无NO气体放出。二、非选择题(本题包括5小题,共52分)17.(8分)雾霾天气严重影响人们的生活质量,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物有多种方法。(1)NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示:由图1可知NH3催化还原氮氧化物中的氧化剂为。用Fe作催化剂时,在氨气足量的情况下,不同对应的脱氮率如图2所示,脱氮效果最佳的=。(2)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(N

20、O2)2,其部分工艺流程如下:上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是(填化学式)。生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式为。【解析】(1)由图1知氮氧化物中的氮元素价态降低,故NO、NO2是氧化剂。由图2知,当=11时,脱氮效果最佳。(2)采用逆流吸收能使尾气中的NO、NO2被充分吸收;石灰乳吸收NO、NO2后,剩余的滤渣的主要成分是Ca(OH)2。在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解。答案:(1)NO、NO211(2)使尾气中的NO、NO2被充分吸收C

21、a(OH)23N+2H+N+2NO+H2O18.(10分)如图是氮元素的各种价态与物质类别的对应关系:根据上述图示,完成下列问题:(1)根据A对应的化合价和物质类别,A的摩尔质量是,从氮元素的化合价能否发生变化的角度判断,图中既有氧化性又有还原性的化合物有(写出化学式)。(2)量变引起质变,浓、稀硝酸的性质既相似又有差别,若要除去铁制品表面的铜镀层应使用,理由是。(3)催化转化装置是汽车尾气(含有CO和NOx等多种有害气体)无害化处理的主要方法,原理是CO与NOx反应生成两种无毒气体,则该反应的化学方程式为。(4)合成法制硝酸是以NH3为原料,经催化氧化后再用水吸收来实现的,若开始时投入17吨

22、NH3,最后生产出的硝酸为42吨,则硝酸的产率是。【解析】(1)根据A对应氧化物为N2O5,A的摩尔质量是108 gmol-1,图中既有氧化性又有还原性的化合物有NO、NO2、N2O3、HNO2、NaNO2。(2)要除去铁制品表面的铜镀层应使用浓硝酸,理由是常温下,浓硝酸与Cu反应,遇铁钝化。(3)CO和NOx反应的化学方程式为2xCO+2NOxN2+2xCO2。(4)根据氮元素守恒得:NH3HNO31763若开始时投入17吨NH3,理论生成硝酸应为63吨,最后生产出的硝酸为42吨,则硝酸的产率是100%66.7%。答案:(1)108 gmol-1NO、NO2、N2O3、HNO2、NaNO2(

23、2)浓硝酸常温下,浓硝酸与Cu反应,遇铁钝化(3)2xCO+2NOxN2+2xCO2(4)66.7%19.(10分)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)氨气的制备氨气的发生装置可以选择题图中的,反应的化学方程式为。欲收集一瓶干燥的氨气,选择题图中的装置,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。

24、操作步骤实验现象解释原因打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中Y管中反应的化学方程式为将注射器活塞拉回原处并固定,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【解析】(1)若选择A装置制取氨气,则反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O;如果选择B装置制取氨气,则反应的化学方程式为NH3H2ONH3+H2O。欲收集一瓶干燥的氨气,选用碱石灰作干燥剂,干燥管的进出口方向为粗进细出,因此先接d后接c;其次要收集氨气,由于氨气的密度小于空气,要从短管进气,因此先接f再接e;最后要进行尾气处理,由于氨气极易溶于水,因此可以选择水吸收尾气,还

25、要注意防倒吸,所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”,结合实验条件可知反应为8NH3+6NO27N2+12H2O,NO2为红棕色气体,发生反应后变成无色气体,因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子数减少,Y管中的压强小于外压,因此产生倒吸现象。答案:(1)A2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+CaCl2+2H2O(或BNH3H2ONH3+H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH3+6NO27N2+12H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压20.(10分)将32.64 g铜与140 mL一定浓度

26、的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答:(1)NO的体积为L,NO2的体积为L。(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入V mL a molL-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为molL-1。【解析】(1)Cu与HNO3反应过程中,Cu作还原剂失去电子数等于HNO3作氧化剂得到的电子数,即得失电子守恒,有n(Cu)2=n(NO)3+n(NO2)1,即2=3+,得V(NO)=5.824 L,V(NO2)=5.376 L。(2)硝酸与Cu反应中,硝酸显酸性和氧化性,其中显氧化性的硝酸全部转化为NO、NO2

27、,显酸性的硝酸和过量的硝酸全部与加入V mL a molL-1的NaOH完全反应,当溶液中的Cu2+全部转化为沉淀时,所得溶液为NaNO3溶液,则整个过程中起酸作用的硝酸为n(HNO3)作酸用=n(NaOH)=V10-3 La molL-1=aV10-3 mol,根据N原子守恒,作氧化剂的硝酸与生成的气体的物质的量相等,则有n(HNO3)被还原=n(气体)=0.5 mol。n(HNO3)总=n(HNO3)作酸用+n(HNO3)被还原=aV10-3 mol+0.5 mol,c(HNO3)= molL-1。答案:(1)5.8245.376(2)21.(14分)某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得

28、到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图所示。甲、乙两同学分别按如图所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品:浓氨水、30% H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。(1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为。装置E有多种作用,下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中,不正确的是(填字母)。a.使氨气和氧气充分混合b.控制通入氨气和氧气的体积比c.平衡装置内的压强d.锥形瓶内液体是饱和食盐水(2)甲同学先点燃酒精灯,再打开K1、K2、K3、K4,反应一段时间后,成功模拟了反应过程,并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后,H中的溶液变成蓝色,则其中铜片所参与反应

29、的离子方程式为,若制得的氨气仅按的顺序完全转化为硝酸,欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略溶液的体积变化),理论上所需氨气在标准状况下的体积为L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。(3)乙同学为模拟过程的反应,在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作,使G处圆底烧瓶中产生大量白烟,你认为这项操作是(填字母)。a.关闭K3并熄灭酒精灯b.关闭K4并熄灭酒精灯c.关闭K3、K4并熄灭酒精灯(4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷,你认为该设计缺陷是。【解析】(1)由题给条件和实验装置图知,装置A是制备氧气的装置发生的反应为2H2O22H2O+O

30、2,装置B是制备氨气的装置,装置E可以使氨气和氧气充分混合,观察装置E中气泡的速度可以控制通入氨气和氧气的体积比,装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水,所以锥形瓶中液体不能用饱和食盐水。(2)铜与稀硫酸不反应,溶液呈蓝色,说明铜与硝酸发生了反应:3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O。n(H2SO4)=0.15 L1 molL-1=0.15 mol,n(H+)=0.15 mol2=0.3 mol,n(S)=0.15 mol,根据上述反应和题目要求,可知3S3Cu2+2HNO3,需要0.1 mol HNO3,根据NH3NONO2HNO3,可知需要NH3的物质的量为0.1 mol,在标准状况下的体积为2.24 L。(3)过程的反应是NH3与HNO3的反应,则应停止供O2,关闭K3,熄灭酒精灯,使氨气进入G发生反应。(4)整套装置没有尾气处理装置。答案:(1)2H2O22H2O+O2d(2)3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O2.24(3)a(4)缺少尾气处理装置关闭Word文档返回原板块

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