1、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
2、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)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
3、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()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
4、.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()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
5、，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
6、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；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
7、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。
8、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(SO4)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
9、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+4H2OD.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)3C
10、u(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
11、】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
12、(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
13、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
14、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 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
15、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.
16、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 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，
17、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【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，
18、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、
19、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(NO2)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
20、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Ca(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
21、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-
22、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(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
23、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。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
24、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
25、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
26、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，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
27、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
28、：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
29、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+O2，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
30、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
