高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題4 常見非金屬及其化合物 4.4 生產(chǎn)生活中的含氮化合物（選考部分B版）蘇教版

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第4單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 (時間：45分鐘) [基礎(chǔ)過關(guān)題] 1．科學(xué)家預(yù)測，氨有望取代氫能，成為重要的新一代綠色能源。下列有關(guān)說法不正確的是 (　　) A．液氨作為清潔能源的反應(yīng)原理是4NH3＋5O24NO＋6H2O B．液氨具有腐蝕性和毒性，在使用過程中要防止液氨泄漏 C．氨氣比空氣密度小，標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度約為0.76 gL－1 D．氨氣與氫氣相比，優(yōu)點(diǎn)在于氨氣不容易發(fā)生爆炸，使用時更安全 解析　A項的反應(yīng)產(chǎn)物中NO為有毒氣體，會污染環(huán)境。 答案　A 2．Murad等三位教授最早提出NO分子在人體內(nèi)有獨(dú)特功能，近年來此領(lǐng)域研究有很大發(fā)展，因此這三位教授榮獲了諾貝爾醫(yī)學(xué)及生理學(xué)獎。下列關(guān)于NO的敘述，不正確的是 (　　) A．NO可以是某些含低價N物質(zhì)的氧化產(chǎn)物 B．NO不是亞硝酸(HNO2)的酸性氧化物 C．NO可以是某些含高價N物質(zhì)的還原產(chǎn)物 D．NO是紅棕色氣體 解析　本題貌似涉及較廣，實際不然，考查重點(diǎn)在于NO的有關(guān)性質(zhì)；根據(jù)NO中N元素化合價(＋2)處于氮元素的中間價態(tài)，應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的原理可知：NO既可能是低價含N物質(zhì)的氧化產(chǎn)物，也可能是高價含N物質(zhì)的還原產(chǎn)物；根據(jù)酸性氧化物的概念，亞硝酸的對應(yīng)酸性氧化物應(yīng)該是N2O3；NO是無色氣體，NO2是紅棕色氣體，故D項不正確。 答案　D 3．把少量的NO2氣體通入過量的小蘇打溶液中，再使逸出的氣體通過裝有過氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是 (　　) A．O2 B．NO2 C．NO2和O2 D．CO2和NO 解析　NO2氣體與水反應(yīng)生成HNO3和NO，HNO3與NaHCO3反應(yīng)生成NaNO3、H2O和CO2。因此，通入過量的小蘇打溶液得到的氣體是NO和CO2的混合氣體。此混合氣體中的CO2能與Na2O2反應(yīng)，生成Na2CO3和O2，而O2會氧化NO生成NO2。發(fā)生的反應(yīng)如下：6NO2＋2H2O===4HNO3＋2NO，4NaHCO3＋4HNO3===4NaNO3＋4H2O＋4CO2↑，4Na2O2＋4CO2===4Na2CO3＋2O2，2NO＋O2===2NO2。由于NO與O2物質(zhì)的量之比為1∶1，氧氣過量，故最后收集到的氣體是NO2和O2。 答案　C 4．(麗水月考)下列關(guān)于氨氣的說法中正確的是 (　　) A．氨氣可以用濃硫酸干燥 B．氨氣溶于水顯弱堿性，因此氨氣可使酚酞試液變藍(lán) C．氨氣本身沒有毒，故發(fā)生液氨大量泄漏時，人們也不必采取任 何防范措施 D．吸收NH3可用如圖所示的裝置防止倒吸 解析　氨氣屬于堿性氣體，不能用酸性干燥劑干燥；酚酞試液遇NH3會變紅；雖然氨氣并不能稱之為有毒氣體，但由于氨氣的溶解度極高，且極易揮發(fā)，所以常被吸附在皮膚黏膜和眼黏膜上，從而產(chǎn)生刺激和炎癥，故發(fā)生液氨大量泄漏時，人們必須采取一定的防范措施，例如根據(jù)氨氣的密度小的特征，可以向地勢高、逆風(fēng)的方向跑離事故區(qū)，故A、B、C三項都錯誤。四氯化碳是一種油狀液體，氨氣不溶解于其中，這樣就防止了倒吸，D項正確。 答案　D 5．如圖所示，相同條件下，兩個容積相同的試管分別裝滿NO2和NO氣體，分別倒置于水槽中，然后通過導(dǎo)管緩慢通入氧氣，邊通邊慢慢搖動試管，直到兩個試管內(nèi)充滿液體。假設(shè)試管內(nèi)的溶質(zhì)不向水槽中擴(kuò)散，則兩個試管內(nèi)溶液物質(zhì)的量濃度之比為 (　　) A．1∶1 B．5∶7 C．7∶5 D．4∶3 解析　根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式： 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 生成HNO3的物質(zhì)的量取決于NO2與NO的體積，由于NO2與NO體積相同，生成HNO3的物質(zhì)的量相等，即兩試管中HNO3的濃度相等。 答案　A 6．下列由相關(guān)實驗現(xiàn)象所推出的結(jié)論正確的是 (　　) A．NH4Cl和NH4HCO3受熱都能分解，說明可以用加熱NH4Cl或NH4HCO3 固體的方法制氨氣 B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定有 SO C．Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng) D．分別將充滿HCl、NH3的燒瓶倒置于水中，液面均迅速上升，說明二者均易溶于水 解析　A項，不能用加熱NH4Cl固體的方法制氨氣，因為NH3和HCl會在試管里重新化合成NH4Cl；B項，硝酸能將SO或HSO氧化成SO；C項，鐵和稀硝酸反應(yīng)生成的氣體是NO，不是置換反應(yīng)。 答案　D [應(yīng)試提升題] 7．下列說法不正確的是 (　　) A．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶 解 B．某氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，該氣體的水溶液一定顯堿性 C．銅與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式為Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋ 2H2O D．HNO3―→NO―→NO2，以上各步變化均能通過一步實現(xiàn) 解析　A項中加入Cu(NO3)2固體后，Cu和H＋、NO發(fā)生反應(yīng)：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，該項不正確。使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體為NH3，NH3溶于水后使溶液顯堿性，B正確；Cu與濃HNO3反應(yīng)生成NO2，C正確；Cu與稀硝酸反應(yīng)時，還原產(chǎn)物為NO，NO可與O2反應(yīng)生成NO2，D項正確。 答案　A 8．38.4 g銅與一定量的濃硝酸充分反應(yīng)后，銅全部溶解，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體22.4 L，若反應(yīng)后無HNO3剩余，則原溶液中HNO3的物質(zhì)的量為(　　) A．2.0 mol B．1.6 mol C．2.2 mol D．2.4 mol 解析　方法一：由題意知產(chǎn)生的氣體應(yīng)為NO2和NO的混合物，設(shè)其物質(zhì)的量分別為x和y，則 Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 1 4 2 2x x 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3 8 2 y 4y y 解得x＝0.9 mol　y＝0.1 mol 所以n(HNO3)＝2x＋4y＝1.8 mol＋0.4 mol＝2.2 mol。 方法二：n(Cu)＝＝0.6 mol n(NOx)＝＝1.0 mol 據(jù)Cu原子守恒：n(Cu)＝n[Cu(NO3)2]＝0.6 mol n(NO)＝0.6 mol2＝1.2 mol 據(jù)N原子守恒：n(HNO3)＝n(NO)＋n(NOx) ＝1.2 mol＋1.0 mol ＝2.2 mol 答案　C 9．“綠色化學(xué)”是指從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng)，盡可能減少對環(huán)境的負(fù)作用。下列化學(xué)反應(yīng)，不符合綠色化學(xué)概念的是 (　　) A．消除硫酸廠尾氣排放：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3 B．消除制硝酸工業(yè)尾氣的氮氧化物污染：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O C．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O D．制CuSO4：2Cu＋O2===2CuO　CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O 解析　本題主要考查對“綠色化學(xué)”的理解與判斷。SO2用氨水吸收后可以轉(zhuǎn)化為銨鹽，用作肥料；NO和NO2都是大氣污染物，利用NaOH吸收后可以轉(zhuǎn)化為對大氣無污染的NaNO2；Cu和濃硫酸雖然可以制得CuSO4，但同時生成的SO2卻是有毒氣體；故可以先將Cu氧化為CuO，再與硫酸作用得到CuSO4。綜合以上分析C項不符合綠色化學(xué)理念。 答案　C 10．如圖所示A、B、C、D、E五種含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖，其中A、B、C、D常溫下都是氣體，B為紅棕色，寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式和各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (1)各物質(zhì)的化學(xué)式為： A．________，B.________，C.________，D.________， E．__________。 (2)各步反應(yīng)的化學(xué)方程式為 A→C：_________________________________________________， D→C：__________________________________________________， B→E：___________________________________________________， E→C：___________________________________________________。 解析　解題的突破口是B為紅棕色氣體，則B為NO2，C與O2能生成B，故C為NO。E在常溫下不是氣體，故E為HNO3。由圖轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)一步分析可知：A為N2，D為NH3。 答案　(1)N2　NO2　NO　NH3　HNO3 (2)N2＋O22NO 4NH3＋5O24NO＋6H2O 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 11．實驗室制氨氣常用以下兩種方法：①用固體Ca(OH)2和NH4Cl晶體反應(yīng)制??；②用固體生石灰與濃氨水混合制取。請回答下列問題： (1)寫出方法①的化學(xué)方程式：___________________________________。 (2)方法②能制取氨氣的原理：____________________________________。 (3)檢驗氨氣是否收集滿的方法是___________________________________。 (4)通常用于證明NH3極易溶于水的實驗是___________________________； 氨水顯堿性的原因：_____ _________________________________________。 (5)裝置如下，方法①應(yīng)選用____________(填字母，下同)，方法②應(yīng)選用__________________。 解析　方法①是固體混合物加熱制NH3，故選裝置A。 方法②是固體與液體不需加熱的反應(yīng)，故選裝置B。產(chǎn)生NH3的原因是CaO與H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2，同時放出大量熱，使水的量減少、溶液溫度升高，放出NH3。 答案　(1)Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O (2)生石灰與水反應(yīng)使溶劑減少，同時反應(yīng)放出大量的熱使混合物溫度升高，利于氨氣逸出 (3)在試管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，看是否變藍(lán)(或在試管口用蘸有濃鹽酸的玻璃棒檢驗，看是否有白煙生成) (4)噴泉實驗　NH3H2ONH＋OH－ (5)A　B 12．[問題提出]在檢驗Cu與稀硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物時，傳統(tǒng)實驗，通常是直接在試管中進(jìn)行，由于試管中有空氣，開始往往看到的是紅棕色氣體，導(dǎo)致實驗現(xiàn)象與實驗原理無法吻合。某?；瘜W(xué)活動小組對這一實驗進(jìn)行了研究，并提出改進(jìn)措施。 [研究目的與要求] (1)克服傳統(tǒng)實驗的缺點(diǎn)，并能證明Cu與稀硝酸反應(yīng)生成的是NO，NO不溶于水，可以與O2反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色的NO2。 (2)改進(jìn)后的實驗必須達(dá)到的要求：節(jié)約藥品、操作簡便、現(xiàn)象明顯、減少污染。 [實驗過程] 實驗方案一： (1)按圖1所示安裝好儀器，檢查裝置氣密性的方法是__________________。 (2)根據(jù)你對裝置和研究目的的理解，請補(bǔ)充制取NO并驗證NO不溶于水的實驗操作：_____________________________________________________。 (3)驗證NO和O2生成NO2的實驗操作和現(xiàn)象是_____________________。 實驗方案二： (4)按圖2所示連接裝置，檢查氣密性后，在干燥管內(nèi)加入3.2 g銅片，在燒杯中加入適量經(jīng)過預(yù)熱的稀硝酸。 (5)打開止水夾，用注射器快速抽空干燥管內(nèi)的空氣，使稀硝酸充滿整個干燥管，然后關(guān)閉止水夾。觀察到的現(xiàn)象是_____________________________。 (6)反應(yīng)停止后，打開止水夾，用注射器將抽取的空氣慢慢推入干燥管內(nèi)，發(fā)現(xiàn)干燥管內(nèi)的氣體變成紅棕色，且液面緩緩上升，Cu和稀硝酸反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。不斷充入O2，直至加入的3.2 g Cu完全反應(yīng)，則共消耗的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________ L。 解析　題干已經(jīng)指出實驗的不足，并提出了改進(jìn)實驗方案的要求，要克服實驗的缺點(diǎn)，必須使反應(yīng)在無O2的環(huán)境中進(jìn)行。 實驗方案一： (1)根據(jù)實驗裝置圖1可以確定檢查裝置氣密性的方法是關(guān)閉活塞，從U形管的右端加水使兩邊產(chǎn)生液面差，靜置一會，觀察液面差是否縮小。 (2)連接好裝置，打開活塞，從U形管的右端快速注入稀硝酸，直到左端完全充滿液體，關(guān)閉活塞，會發(fā)現(xiàn)U形管中液面左降右升，這就證明了生成的NO不溶于水。 (3)打開分液漏斗的活塞，在壓力作用下，NO會進(jìn)入分液漏斗內(nèi)，與分液漏斗中的空氣反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2。 實驗方案二： (5)根據(jù)操作和裝置知反應(yīng)時銅片表面有氣泡產(chǎn)生，液面下降，溶液變藍(lán)等現(xiàn)象。 (6)根據(jù)電子守恒：2n(O2)＝n(Cu)＝3.264＝0.05(mol)，V(O2)＝0.56 L。 答案　(1)關(guān)閉分液漏斗的活塞，從U形管的右端加水，使兩邊產(chǎn)生液面差，靜置一會，若液面差不變，則裝置氣密性良好，若液面差減小，則裝置氣密性不好 (2)連接好裝置，打開活塞，從U形管的右端注入稀硝酸，直到左端完全充滿液體，然后關(guān)閉活塞，可觀察到有無色氣體生成，U形管中液面左降右升，則說明生成了NO，且NO不溶于水。 (3)將活塞慢慢打開，觀察到分液漏斗內(nèi)有紅棕色氣體生成 (5)干燥管內(nèi)銅片溶解，表面有氣泡產(chǎn)生，干燥管內(nèi)液面逐漸下降，溶液變成藍(lán)色，當(dāng)稀硝酸不與銅片接觸時，液面停止下降 (6)0.56