1、专题十八 氮及其化合物 高考化学(新课标专用)考点一 氮的单质、氮的氧化物和硝酸 自主命题省(区、市)卷题组 1.(2017北京理综,12,6分)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()五年高考 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答案D 本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。疑难突破 中红热木炭并未与浓HNO3直接接触,只有HNO3挥发后,与木
2、炭接触才能发生反应。2.(2015北京理综,8,6分)下列关于自然界中氮循环(如图)的说法不正确的是()A.氮元素均被氧化B.工业合成氨属于人工固氮C.含氮无机物和含氮有机物可相互转化D.碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环答案A A项,人工固氮时,N2+3H2 2NH3,氮元素被还原;B项,把游离态的氮元素转化为含氮化合物的过程是氮的固定,工业合成氨属于人工固氮;C项,硝酸盐可转化为蛋白质,动植物遗体可转化为氨或铵盐,则含氮有机物和含氮无机物可相互转化;D项,在自然界氮循环过程中,碳、氢、氧三种元素也参与了循环。3.(2015北京理综,12,6分)在通风橱中进行下列实验:下列说法不正确的是()A
3、.中气体由无色变红棕色的化学方程式:2NO+O2 2NO2B.中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比、中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D.针对中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否被氧化步骤 现象Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡答案C A项,Fe与稀HNO3反应生成NO,无色的NO易被空气中的O2氧化为红棕色的NO2,化学方程式为2NO+O2 2NO2;B项,中现象说明Fe遇到浓HNO3易发生钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应;C项,浓HNO3
4、的氧化性强于稀HNO3;D项,Fe、Cu、浓HNO3可构成原电池,连接电流计可以判断Fe是否被氧化。评析 具有氧化性的物质浓度越大,其氧化性越强。4.(2014山东理综,9,5分)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.FeO B.Fe2O3 C.FeSO4 D.Fe3O4答案A Fe2O3与HNO3反应不产生NO,B项错误。A项,n(NO)=;C项,n(NO)=;D项,n(NO)=,m(FeO)=m(FeSO4)=m(Fe3O4),故A项符合题意。(FeO)72 g/mol 3m4(FeSO)152 g/mol 3m34(Fe O)232 g/mol 3m5.(20
5、17北京理综,27,12分)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。(1)SCR(选择性催化还原)工作原理:尿素CO(NH2)2水溶液热分解为NH3和CO2,该反应的化学方程式:。反应器中NH3还原NO2的化学方程式:。当燃油中含硫量较高时,尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4,使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成:。尿素溶液浓度影响NO2的转化,测定溶液中尿素(M=60 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,将所含氮完全转化为NH3,所得NH3用过量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V
6、2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,则尿素溶液中溶质的质量分数是 。(2)NSR(NOx储存还原)工作原理:NOx的储存和还原在不同时段交替进行,如图a所示。图a图b通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是 。用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是。还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下,15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15
7、NNO。将该反应的化学方程式补充完整:答案(1)CO(NH2)2+H2O CO2+2NH38NH3+6NO2 7N2+12H2O2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4(2)BaO81415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O1 1223(2)100cVc Va解析 本题考查化学方程式的书写、有关物质的量浓度的计算等,侧重考查学生对图像的分析处理能力。(1)n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)=2c1V110-3 mol-c2V210-3molnCO(NH2)2=n(NH3)=molmCO(NH2)2=nCO(NH2)260 gmol-1 =mol60 g
8、mol-1 =(6c1V1-3c2V2)10-2 g则a g尿素溶液中尿素的质量分数为:100%=。(2)观察图a可知BaO起到了储存NOx的作用。观察图b可知,当Ba(NO3)2用H2还原时,氮元素开始时转化为NH3,由得失电子守恒可得消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比为81。分析可知,反应物15NO、NH3与产物15NNO的化学计量数应是一样的,然后结合得失电子守恒及原子守恒可得反应的化学方程式。1231122(2 Vc)102cV31122(2c Vc)102V21122(6c V3)10gc Vga11223(2c Vc V)100a审题方法(2)解答时要注意两点:一是15NN
9、O中的氮元素一半来自15NO,一半来自NH3,因此15NO、NH3的化学计量数相等;二是反应是在有氧条件下发生的,提示我们氧气参加了反应。6.(2013广东理综,32,15分)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80(1)电解精炼银时,阴极反应式为 ;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为。(2)固体混合物B的组成为 ;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。(3)完成煅烧过程中一个反应的化
10、学方程式:CuO+Al2O3 CuAlO2+。(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。答案(1)Ag+e-Ag 2NO+O2 2NO2(2)Al(OH)3和CuO Al(OH)3+OH-Al+2H2O或Al(OH)3+OH-Al(OH)4-(3)4CuO+2Al2O3 4CuAlO2+O2(4)50 25(5)蒸发浓缩、冷却结晶2O解析(1)在电解精炼银时,粗银作阳极,纯银作阴极,电解液用AgNO3
11、溶液,阴极反应式为Ag+e-Ag。(2)根据固体B煅烧后得到的产物中有Al和Cu两种元素,结合Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度,可推出固体B的主要成分是Al(OH)3和CuO。在制备Al(OH)3的过程中必须控制NaOH的量,一旦过量则会发生反应Al(OH)3+OH-Al+2H2O。(3)此反应为氧化还原反应,反应后元素Cu的化合价降低到+1价,所以生成物中还应有O2,O元素的化合价升高,根据氧化还原反应得失电子守恒配平。(4)根据原子守恒可知,银铜合金中的铜的物质的量为=50 mol,所以生成的CuAlO2也是50 mol。CuAlO2中的Cu和Al的物质的量之比为11,则需要A
12、l2(SO4)3溶液的体积为V=25 L。2O15 000 g63.5%63.5 g molnc1150mol21.0mol L7.(2014江苏单科,8,2分)下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是()C组 教师专用题组 答案B B项中O2与HNO3不能发生反应。8.(2013大纲全国,28,15分)制备氮化镁的装置示意图如下:回答下列问题:(1)检查装置气密性的方法是,a的名称是 ,b的名称是 。(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式 。(3)C的作用是 ,D的作用是,是否可以把C与D的位置对调并说明理由 。(4)写出E中发生反应的化学
13、方程式 。(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象。答案(15分)(1)微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好(2分)分液漏斗 圆底烧瓶(每空1分,共2分)(2)(NH4)2SO4+2NaNO2 2N2+Na2SO4+4H2O(2分)(3)除去氧气(及氮氧化物)除去水蒸气 不能,对调后无法除去水蒸气(每空1分,共3分)(4)N2+3Mg Mg3N2(2分)(5)取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃
14、去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁(4分)解析(1)检查装置气密性时要先形成一个密闭体系再进行操作。(2)(NH4)2SO4与NaNO2反应产生N2应属于氧化还原反应中的归中反应,据此不难写出该反应的化学方程式。(3)反应体系中有空气和制备N2过程中产生的一些氮氧化物,用FeSO4饱和溶液的目的是除去这些物质,以免与Mg发生反应;水蒸气会影响N2与Mg的反应,故D的作用是除去水蒸气。(5)由于Mg3N2和水反应:Mg3N2+6H2O 3Mg(OH)2+2NH3,可根据是否有NH3和Mg(OH)2沉淀生成判断是否有Mg3N2。利用Mg与盐酸反应产生氢气来检验Mg的
15、存在。考点二 氨及铵盐 A组 统一命题课标卷题组 1.(2017课标,26,15分)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH3+H3BO3 NH3H3BO3;NH3H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。回答下列问题:(1)a的作用是 。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是 。f的名称是 。(3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸汽充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是 ;打开k2放掉水。重复操作23次。(4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H
16、3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。d中保留少量水的目的是 。e中主要反应的离子方程式为 ,e采用中空双层玻璃瓶的作用是 。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL-1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为%,样品的纯度%。答案(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸 直形冷凝管(3)c中温度下降,管路中形成负压(4)液封,防止氨气逸出N+OH-NH3+H2O 保温使氨完全蒸出(5)4H1.4cVm7.5cVm解析 本题考查常见实验仪器的名称及作用
17、、定量计算等。(1)若b中气压过大,则a导管中液面上升,使b中气压减小,避免出现安全事故。(5)处理后,样品中的氮元素全部转入NH3H3BO3中。NH3H3BO3 HCl1 mol 1 moln(NH3H3BO3)c molL-1V10-3 L由原子守恒可得,样品中氮的质量分数为:100%=%。若氮元素全部来自于甘氨酸,利用N原子守恒可得,n(C2H5NO2)=cV10-3 mol,则样品纯度为:100%=%。311014 lgcVmolg mom1.4cVm311075 lgc Vmolg mom7.5cVm易混易错 e中的反应虽然没有直接加热,但是通入的水蒸气温度较高,也能生成NH3,(4
18、)的离子方程式中生成物易错写为NH3H2O。2.(2016课标,26,14分)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题:(1)联氨分子的电子式为 ,其中氮的化合价为 。(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为。(3)2O2(g)+N2(g)N2O4(l)H1N2(g)+2H2(g)N2H4(l)H2O2(g)+2H2(g)2H2O(g)H32N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H4=-1 048.9 kJmol-1上述反应热效应之间的关系式为H4=,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 。(4
19、)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知:N2H4+H+N2 的K=8.7107;KW=1.010-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。(5)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论5H上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是。答案(14分)(1)H:H-2(2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O(3)2H3-2H2-H1 反应放热量大、产生大量气体(4)8.710-7 N2H6
20、(HSO4)2(5)固体逐渐变黑,并有气泡产生 1 N2H4的用量少,不产生其他杂质(产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)HNHN解析(1)联氨的结构式为,故其电子式为H:H;N2H4中H为+1价,故N为-2价。(2)NaClO具有强氧化性,可将NH3氧化为N2H4,本身被还原为NaCl,据此可写出反应的化学方程式。(3)根据盖斯定律,由2(-)-可得,故H4=2H3-2H2-H1。(4)NH3在水中的电离方程式为NH3+H2O N+OH-,则N2H4在水中的第一步电离方程式为N2H4+H2O N2+OH-,该步电离的平衡常数K1=,又知N2H4+H+N2,K=8.7107,则
21、K1=KKW=8.71071.010-14=8.710-7。(5)联氨与AgBr反应时,AgBr可将N2H4氧化为N2,自身被还原为Ag,反应的化学方程式为4AgBr+N2H4 N2+4Ag+4HBr,因此可观察到固体逐渐变黑,并有气泡产生。因N2H4处理水中溶解氧时也发生氧化还原反应,化学方程式为N2H4+O2 N2+2H2O,则n(O2)=n(N2H4),又M(O2)=M(N2H4)=32 gmol-1,所以m(O2)=m(N2H4)=1 kg。NH NH4H5H2524(N H)(OH)(N H)ccc5H2524(N H)(N H)(H)ccc2524W(N H)(OH)(N H)cc
22、cK拓展延伸 从NH3分子中去掉一个H原子即得到NH2,N2H4是两个NH2相连得到的物质,具有类似NH3的性质,且在水溶液中可发生两步电离,为二元弱碱,同时N2H4也具有还原性,可被某些氧化剂氧化。解题关键 1.模仿NH3+H2O N+OH-写出N2H4在水中的第一步电离方程式:N2H4+H2O N2+OH-。2.N2H4作还原剂,氧化产物为N2。4H5H3.(2016浙江理综,13,6分)为落实“五水共治”,某工厂拟综合处理含N 废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:下列说法不正确的是()A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、C
23、aSO3B.X可以是空气,且需过量C.捕获剂所捕获的气体主要是COD.处理含N 废水时,发生反应的离子方程式为:N+N N2+2H2O4H4H4H2OB组 自主命题省(区、市)卷题组 答案BSO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3,故固体1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2,A项正确;X可以是空气,但不能过量,若空气过量,通过NaOH溶液后得不到NaNO2溶液,而是得到NaNO3溶液,B项不正确;N2无污染,CO无法被NaOH溶液吸收,捕获剂主要捕获CO,C项正确;N 与N 在溶液中发生氧化还原反应生成N2和H2O,D项正确。4H2O评析 本题难度中等,主要考查学
24、生分析问题的能力。4.(2015山东理综,32,12分)工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3,工艺流程如下:已知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有 (填化学式)。(2)中和液进行蒸发操作时,应控制水的蒸发量,避免浓度过大,目的是 。蒸发产生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物质,不能直接排放,将其冷凝后用于流程中的 (填操作名称)最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是 。母液需回收利用,下列处理方法合理的是 。a.转入中和液 b.转入结晶操作c.转入转化液 d.转入
25、结晶操作(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21,则生产1.38吨NaNO2时,Na2CO3的理论用量为 吨(假定Na2CO3恰好完全反应)。答案(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出 溶碱(3)将NaNO2转化为NaNO3 c、d(4)1.59解析(1)由题中信息可知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2,当NO2过量时,还发生反应:Na2CO3+2NO2 NaNO3+NaNO2+CO2,故中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外,还有NaNO3。(2)中和液进行蒸发操作是为了分离出溶质NaNO2,由(1)中分析可知,中和液中还含有少量Na2CO3
26、和NaNO3,若水的蒸发量过大,NaNO3也会结晶析出,从而造成产品不纯。蒸发产生的蒸汽中含有少量的NaNO2,冷凝后用于流程中的“溶碱”操作中最为合理,既可以减少H2O的加入量,又可以减少有毒物质NaNO2的排放。(3)母液中主要含有NaNO3,若回收利用,显然转入转化液或转入结晶操作最为合理,若转入中和液或转入结晶操作,都会造成NaNO2产品不纯。(4)n(NaNO2)=2.00104 mol,则n(NaNO3)=n(NaNO2)=1.00104 mol,由Na原子守恒可知,n(Na2CO3)=n(NaNO2)+n(NaNO3)=1.50104 mol,所以m(Na2CO3)=1.5010
27、4 mol106 gmol-1=1.59106 g=1.59 t。611.38 1069 g molg12125.(2015四川理综,9,13分)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。【查阅资料】(NH4)2SO4在260 和400 时分解产物不同。【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.500 0 mol/L盐酸70.00 mL)。通入N2排尽空气后,于260 加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示剂,用
28、0.200 0 mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无S。(1)仪器X的名称是 。(2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母编号)。a.盛装0.200 0 mol/L NaOH溶液b.用0.200 0 mol/L NaOH溶液润洗24O c.读数、记录d.查漏、清洗e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是 mol。实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400 加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间
29、的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有S,无S。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。(4)检验装置D内溶液中有S,无S 的实验操作和现象是。(5)装置B内溶液吸收的气体是 。(6)(NH4)2SO4在400 分解的化学方程式是 。23O 24O 23O 24O 答案(1)圆底烧瓶(2)dbaec(3)0.03(4)取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体(5)NH3或氨气(6)3(NH4)2SO4 4NH3+N2+3SO2+6H2O解析(2)滴定前一般操作顺序为先检查滴定管是否漏水,并清洗所用滴定管
30、,然后应用所装的溶液润洗,再装入标准溶液,排尽滴定管尖嘴气泡并调整管中液面处于0刻度或0刻度以下,最后记录滴定管液面刻度,所以正确顺序为dbaec。(3)装置B吸收的气体是(NH4)2SO4在260 条件下分解的产物NH3,B中反应为NH3+HCl NH4Cl,所以气体NH3的物质的量=0.500 0 mol/L70.0010-3L-0.200 0 mol/L25.0010-3L=0.03 mol。(4)BaSO4不溶于盐酸、BaSO3能溶于盐酸,所以检验装置D内溶液中含有S,无S,应选择BaCl2溶液和稀盐酸。(5)在400 时(NH4)2SO4分解生成SO2、NH3等产物,装置B内溶液吸收
31、的气体应为NH3。(6)由题中信息及原子守恒、得失电子守恒可得化学方程式:3(NH4)2SO4 4NH3+3SO2+N2+6H2O。23O 24O C组 教师专用题组 6.(2016江苏单科,3,2分)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆B.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料答案D A项,SO2具有漂白性,可用于漂白纸浆;B项,NH4HCO3中含有N元素,可用作氮肥;C项,Fe2(SO4)3溶于水后形成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,可用作净水剂。审题方法 审题时抓住
32、“物质的性质与用途具有对应关系”逐项进行分析,不难得出答案。评析 本题以生活常识为基础对学生的科学素养进行考查,难度不大。7.(2013广东理综,10,4分)下列叙述和均正确并且有因果关系的是()选项叙述叙述ANH4Cl为强酸弱碱盐用加热法除去NaCl中的NH4ClBFe3+具有氧化性用KSCN溶液可以鉴别Fe3+C溶解度:CaCO3Ca(HCO3)2溶解度:Na2CO3NaHCO3,C项错误;SiO2+4HF SiF4+2H2O,氢氟酸通常保存在塑料瓶中,D项符合题意。评析 该题考查元素及其化合物知识的综合应用,难度较大。熟练掌握元素及其化合物知识,理清各知识点之间的联系是解题的关键。A组
33、20152017年高考模拟基础题组 时间:15分钟 分值:35分 选择题(每小题5分,共35分)三年模拟 1.(2017辽宁沈阳东北育才学校五模,9)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()答案C 长颈漏斗下端应插到液面以下,形成液封,故A错误;NO易与O2反应,NO不能用排空气法收集,故B错误;分离固体和液体用过滤的方法,故C正确;蒸发溶液用蒸发皿,坩埚用于加热灼烧固体,故D错误。2.(2017甘肃天水、兰州一模,11)已知A、B、C、D为短周期元素组成的四种物质,它们有如下转化关系,且D为强电解质(其他相关物质省略)。A B C D下列说法错误的是()A.若A为
34、非金属单质,则D一定为硝酸或硫酸B.若A为金属单质,则组成A的元素一定位于第三周期第A族C.不论A为单质还是化合物,D都有可能是同一种物质,该物质的浓溶液在常温下能使铁和铝发生钝化D.若A是共价化合物,A的水溶液一定显碱性答案D H2S SO2 SO3 H2SO4,H2S的水溶液显酸性,D不正确。3.(2016辽宁鞍山一中月考,15)化学反应中,有时存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的特殊情况,下列反应中属于这种情况的是()过量的锌与18 mol/L硫酸反应 过量的氢气与少量的氮气在催化剂存在下充分反应 过量的MnO2 与浓盐酸反应 过量铜与浓硫酸反应 过量稀硝酸与铁反应 过量的水
35、与一定量的氯气反应 常温下,过量的浓硫酸与铝反应A.B.C.D.答案A 过量的锌与18 mol/L硫酸反应,首先生成二氧化硫,浓硫酸变成稀硫酸后生成氢气,故不符合题意;合成氨反应是可逆反应,故符合题意;二氧化锰只与浓盐酸反应,与稀盐酸不反应,故符合题意;铜与稀硫酸不反应,故符合题意;过量的稀硝酸可以完全溶解铁,故不符合题意;水与氯气的反应是可逆反应,故符合题意;常温下,铝遇浓硫酸发生钝化,故符合题意,答案为A。4.(2016黑龙江实验中学期中,15)NO2、NH3和O2组成的混合气体,在一定条件下恰好完全反应,生成N2和H2O,则原混合气体中NO2、NH3和O2的体积比可能是(不考虑NO2与N
36、2O4之间的转化)()A.241 B.212 C.111 D.143答案A 依据得失电子守恒知,NO2和O2得到的电子总数等于NH3失去的电子数,则4n(NO2)+4n(O2)=3n(NH3),代入选项可得A项正确。5.(2016陕西镇安中学月考,14)足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.344 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,若向所得硝酸铜溶液中加入6 molL-1 NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()A.60 mL B.40 mL C.30 mL D.15 mL答案B 整体
37、分析,Cu失去的电子数等于O2得到的电子数,则n(Cu)=2n(O2)=0.12 mol;n(OH-)=2n(Cu2+)=2n(Cu)=0.24 mol,消耗NaOH溶液的体积为40 mL,B正确。6.(2015辽宁沈阳二中月考,3)下列实验不能达到预期目的的是()A.利用装置检查气密性,打开分液漏斗活塞,液体顺利流下B.利用装置制取NH3C.利用装置进行铜与浓硝酸反应的实验D.利用装置收集NH3答案A A项,装置有橡胶管连接,打开分液漏斗活塞,液体顺利流下,不能说明气密性良好,故A错误;B项,利用装置加热固体碱与铵盐制取NH3,故B正确;C项,由图可知,可上下移动的铜丝能控制反应的发生与停止
38、,碱液能进行尾气处理,则利用装置可进行铜与浓硝酸反应的实验,故C正确;D项,氨气的密度比空气的小,碱石灰干燥氨气,中间集气瓶是向下排空气法收集氨气,装置中倒扣的漏斗能防止倒吸,则利用装置可收集NH3,故D正确。评析 本题考查实验方案的评价,涉及物质的制备、气体的收集、尾气的处理等知识,注重对实验的关键操作步骤及实验安全的考查,题目难度不大。7.(2015甘肃河西三校一联,4)下列有关物质性质的描述和该性质的应用均正确的是()A.氨气具有氧化性,用浓氨水检验氯气管道是否泄漏B.氢氟酸具有强酸性,用氢氟酸蚀刻玻璃C.二氧化硫具有还原性,用二氧化硫水溶液吸收溴蒸气D.铜的金属活动性比铝弱,可用铜罐代
39、替铝罐贮运浓硝酸答案C用浓氨水检验氯气管道是否泄漏的原理是8NH3+3Cl2 6NH4Cl+N2,体现了NH3的还原性,A项不正确;HF是弱酸,B项不正确;SO2+Br2+2H2O 2HBr+H2SO4,SO2作还原剂,C项正确;Al在常温下遇浓硝酸会钝化,Cu与浓硝酸常温下会迅速反应,D项不正确。B组 20152017年高考模拟综合题组 时间:20分钟 分值:40分 一、选择题(每小题5分,共25分)1.(2017陕西一模,7)化学可以造福人类。下列说法不正确的是()A.“地沟油”可以回收利用,变废为宝,制生物柴油B.亚硝酸钠是一种常见的食品添加剂,可以随便使用C.三聚氰胺是工业合成树脂的原
40、料,它是一种有机物D.利用CO2制造全降解塑料代替聚氯乙烯塑料,可缓解白色污染答案B“地沟油”制生物柴油,可以变废为宝,实现回收利用,A项正确;亚硝酸钠摄入过多会使人中毒,不可以随便使用,B项错误;三聚氰胺为有机物,可以作合成树脂的原料,C项正确;利用CO2制造全降解塑料代替聚氯乙烯塑料,可以缓解白色污染,D项正确。知识拓展 三聚氰胺分子式为C3H6N6,属于有机物,别名密胺、蛋白精、三聚氰酰胺,对身体有害,不可用于食品加工或用作食品添加物。2.(2017吉林普通中学二调,16)Cu2S与一定浓度的HNO3反应,生成Cu(NO3)2、CuSO4、NO2、NO和H2O。当NO2和NO的物质的量之
41、比为11时,实际参加反应的Cu2S和HNO3的物质的量之比为()A.15 B.17 C.19 D.29答案B 若NO2为1 mol,NO为1 mol,则反应中转移电子4 mol。1 mol Cu2S被氧化成Cu(NO3)2、CuSO4时失去10 mol电子,由得失电子守恒可知参加反应的Cu2S为 mol。根据硫原子守恒可知,CuSO4的物质的量为 mol;根据铜原子守恒知,Cu(NO3)2的物质的量为(mol2)-mol=mol。根据氮原子守恒知,参加反应的HNO3为 mol2+1 mol+1 mol=2.8 mol,则参加反应的Cu2S与HNO3的物质的量之比为0.42.8=17,B正确。2
42、52525252525解题关键 原子守恒、得失电子守恒的应用。思路分析n(Cu2S)=n(CuSO4)(硫原子守恒);2n(Cu2S)=nCu(NO3)2+n(CuSO4)(铜原子守恒);n(HNO3)=n(NO2)+n(NO)+2nCu(NO3)2(氮原子守恒)。3.(2016陕西西安中学四检,22)为检验某溶液中是否含有S、N、Cl-、Fe3+等四种离子,某同学进行了下图所示的实验操作,已知检验过程中产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是()A.原溶液中一定含有S B.原溶液中一定含有N C.原溶液中一定含有Cl-D.原溶液中一定含有Fe3+24O 4H24O 4H
43、答案B 向溶液中加入Ba(NO3)2和盐酸的混合物,引入了Ba2+、H+、Cl-、N,若原溶液中有S,会被氧化生成S,从而产生BaSO4白色沉淀,A不正确;引入的Cl-会与Ag+反应生成AgCl白色沉淀,C不正确;若原溶液中有Fe2+,会被氧化生成Fe3+,加入KSCN溶液时也可得到红色溶液,D不正确。3O23O 24O 解题关键 酸性条件下N 有强氧化性。知识拓展 实验过程中加试剂会引入离子,分析问题时一定要注意引入的离子是否会对原溶液中离子的检验产生干扰!3O4.(2016黑龙江双鸭山一中月考,15)某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL,其中H2SO4的浓度为2 molL-1,HNO3的浓度为
44、1 molL-1,现向其中加入0.96 g 铜粉,充分反应后(假设只生成NO气体),最多可收集到标准状况下的气体的体积为()A.224 mL B.168 mL C.112 mL D.448 mL答案An(N)=1 molL-10.02 L=0.02 mol,n(H+)=2 molL-120.02 L+1 molL-10.02 L=0.10 mol,n(Cu)=0.015 mol,发生反应:3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O,分析可知Cu不足,故n(NO)=0.01 mol,标准状况下V(NO)=0.01 mol22.4 Lmol-1=0.224 L=224 mL。3O10.96 g
45、64 g mol3O拓展延伸 若过量铜粉与稀硝酸反应,充分反应后铜粉会剩余,向溶液中再加入稀硫酸,铜粉会继续溶解。因为充分反应后的溶液中有Cu(NO3)2,再加入稀硫酸引入了H+,N 在H+作用下会与铜粉继续反应。3O5.(2016甘肃河西五市一联,22)1.76克铜镁合金完全溶解于50 mL、密度为1.40 g/cm3、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2气体1 792 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入适量的1.0 mol/L NaOH溶液,恰使溶液中的金属离子全部沉淀。下列说法不正确的是()A.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/LB.加入NaOH溶液的体积是50
46、mLC.浓硝酸在与合金反应过程中表现酸性和氧化性,且起氧化性的HNO3的物质的量为0.08 molD.得到的金属氢氧化物的沉淀为3.12 g答案Bc=mol/L=14.0 mol/L,A正确;当溶液中金属离子全部沉淀时溶液中溶质只有NaNO3,其中N 的物质的量为5010-3 L14.0 mol/L-mol=0.62 mol(氮原子守恒),n(NaOH)=n(Na+)=n(N)=0.62 mol,加入NaOH溶液的体积为620 mL,B不正确;由氮原子守恒可知,起氧化性的HNO3为0.08 mol,C正确;生成0.08 mol NO2,说明反应共转移0.08 mol电子,形成Cu(OH)2、M
47、g(OH)2沉淀需0.08 mol OH-,n(沉淀)=m(合金)+m(OH-)=1.76 g+0.08 mol17 g/mol=3.12 g,D正确。1 000M1 000 1.40 63%633O31 792 1022.43O解题关键 得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒的应用。温馨提示金属失去的电子数=金属阳离子带的正电荷数=金属阳离子形成氢氧化物沉淀结合的OH-数。6.(2016辽宁沈阳二中期中,24)(15分)研究化肥的合成、废水的处理等有现实的重要意义。(1)工业生产中,以NH3为原料制硝酸,写出工业生产硝酸最后一步的化学方程式:。(2)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生
48、产流程相同:已知:CO+H2O(g)CO2+H2;按工业有关规定,利用原料所制得的原料气H2和CO2的物质的量之比,若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高。现有甲、乙、丙三家工厂生产原料如下:甲厂以焦炭和水为原料;乙厂以天然气和水为原料;丙厂以石脑油(主要成分为C5H12)和水为原料。请根据上述信息判断甲、乙、丙三个工厂哪个工厂对原料的利用率最高:(填“甲”“乙”或“丙”)。二、非选择题(共15分)(3)将工厂废气中产生的SO2通过下列流程,可以转化为有应用价值的硫酸钙等。写出反应的化学方程式:。生产中,向反应的溶液中加入强还原性的对
49、苯二酚等物质,目的是 。检验经过反应得到的铵态氮肥中S 所用试剂是 。24O(4)为减少环境污染,工业上也常用Na2CO3溶液吸收制取HNO3产生的尾气中的NO2,生成NaNO3、NaNO2和一种气体,写出反应的化学方程式:。答案(1)3NO2+H2O 2HNO3+NO(2)丙(3)2CaCO3+O2+2SO2 2CaSO4+2CO2防止(NH4)2 SO3H2O被氧化盐酸和氯化钡溶液(4)2NO2+Na2CO3 NaNO3+NaNO2+CO2解析(1)工业制硝酸流程:NH3 NO NO2 HNO3。(2)由原子守恒可知,合成CO(NH2)2时n(NH3)n(CO2)=21,3H2+N2 2N
50、H3,将NH3换算成H2的物质的量之后,H2和CO2的物质的量之比为31。甲厂:C+H2O(g)CO+H2,CO+H2O(g)CO2+H2,制得的原料气n(H2)n(CO2)=21;乙厂:CH4+H2O(g)CO+3H2,CO+H2O(g)CO2+H2,制得的原料气n(H2)n(CO2)=41;丙厂:C5H12+5H2O(g)5CO+11H2,CO+H2O(g)CO2+H2,制得的原料气n(H2)n(CO2)=165;丙厂最接近31,对原料的利用率最高。(3)(NH4)2SO3H2O可将NO2废气还原成无毒无害的N2,故反应中需防止(NH4)2SO3H2O被氧化。经过反应得到的铵态氮肥中会含有
51、S,故先加稀盐酸排除其干扰,再加BaCl2溶液检验S。23O 24O 拓展延伸 NO2可被NaOH溶液吸收:2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O;NO2与NO按物质的量之比11混合后也可被NaOH溶液吸收:NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O;NO不能被NaOH溶液直接吸收。C组 20152017年高考模拟创新题组(2017陕西一模,28)HNO2是一种比醋酸酸性稍强的弱酸,极不稳定,只能存在于很稀的冷溶液中。试回答下列问题:(1)N原子的电子式为 ,HNO2中氮元素的化合价为 。(2)写出HNO2的电离方程式:。(3)酸性工业废水中的N 可用尿素()除去,尿素与N
52、在酸性条件下反应生成两种无毒气体。写出该反应的离子方程式:。(4)碱性工业废水中的N 可通过电解将其转化为N2除去,N2在 (填“阳极”或“阴极”)生成,其电极反应式为 。(5)若工业废水中N 的浓度约为1.010-4 molL-1,取工业废水5 mL于试管中,滴加2滴(1滴为0.05 mL)0.1 molL-1的硝酸银溶液,能否看到沉淀?(填“能”或“不能”)。假设溶液体积不2O2O2O2O变,试通过计算说明:。已知Ksp(AgNO2)=210-8答案(1)+3(2)HNO2 H+N(3)2H+CO(NH2)2+2N CO2+2N2+3H2O(4)阴极 2N+6e-+4H2O N2+8OH-
53、(5)能 混合后c(Ag+)=2.010-3molL-1,则c(Ag+)c(N)=2.010-31.010-4=2.010-7210-8,所以能生成沉淀N2O2O2O10.05 mL2 0.1mol L5 mL 2O解析(1)N原子的电子式为,根据化合物中各元素的正、负化合价的代数和为0可知,HNO2中N为+3价。(2)HNO2为弱酸,电离方程式为HNO2 H+N。(3)根据题意知,N 和尿素在酸性条件下反应生成N2、CO2和H2O,离子方程式为2H+CO(NH2)2+2N CO2+2N2+3H2O。(4)电解碱性工业废水,废水中的N 转化为N2,发生还原反应:2N+6e-+4H2O N2+8OH-,故N2在阴极生成。N2O2O2O2O2O温馨提示 第(5)问,“假设溶液体积不变”意味着滴入2滴AgNO3溶液后,N 浓度不变,只计算5 mL溶液中c(Ag+)即可。2O