【高考复习】2020版高考化学复习课时规范练13生产生活中的含氮化合物苏教版(含答案)
课时规范练13 生产、生活中的含氮化合物
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2019浙江绍兴月考)氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可如图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是(
)
A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D.向海洋排放含N
的废水会影响海洋中N
的含量
2.中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中充分记载了古代化学研究成果。下列文献对KNO 3的叙述不合理的是( )
3.(2019湖北武汉华科附中周测)下列叙述不正确的是( ) A.NH 3的喷泉实验说明氨气极易溶于水 B.NH 3遇到挥发性强酸就能产生白烟 C.硝酸应放在棕色的细口瓶中保存 D.NO 和NH 3均可用排空气法收集
4.下列关于氮及其化合物的说法错误的是( ) A.所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气
B.浓硝酸不论与铜反应还是与碳反应,均体现其酸性和强氧化性
C.一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强,更容易造成人体缺氧
D.把带火星的木条伸入充满NO2和O2的混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中,木条复燃,说明NO2支持燃烧
5.(2019宁夏银川模拟)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使N完全转化为N2,该反应可表示为2N+3ClO-N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法中,不正确的是( )
A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原
B.还原性:N>Cl-
C.反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子
D.经此法处理过的废水可以直接排放
6.(2019河南平顶山质检)“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置未画出),判断下列说法正确的是( )
A.加热时,a上部聚集了固体NH4Cl,说明NH4Cl的热稳定性比较好
B.加热时,发现b中I2变为紫色蒸气,在上部又聚集为紫黑色的固体
C.加热时,c中溶液红色变深,冷却后又变浅
D.水浴时,d内气体颜色变浅,e内气体颜色加深
7.(2019湖北武汉外校周测)用图中装置进行实验,一段时间后,现象与预测不一致的是( )
8.(2019山东青岛模拟)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁物质的量(mol)之间的关系,其中正确的是( )
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
9.(12分)利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法
是。
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是。
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是。若要在该装置中产生双喷泉现象,其操作方法
是。
10.(12分)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:
(1)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)。
(2)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致。
(3)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。
11.(2019黑龙江哈尔滨模拟)(14分)近几年来关于氮污染的治理备受关注。
(1)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,能同时实现汽车尾气中的CO、C x H y、NO x三种成分的净化,该催化剂表面物质转化的关系如图1所示,化合物X可借助傅立叶红外光谱图(如图2所示)确定。
①在图示的转化中,被还原的元素是,X的化学式为。
②钡元素在周期表中的位置是。
(2)SCR技术可使NO x与NH3直接反应,实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为2∶1时,写出发生反应的化学方程式: 。
(3)利用ClO2氧化氮氧化物的反应过程如下:NO NO2N2。反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O NO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的离子方程式是。
(4)加入过量次氯酸钠可使废水中的N完全转化为N2,而本身被还原为NaCl。
①写出次氯酸钠的电子式。
②检验废水中是否存在N的方法是。
③若处理废水产生了0.448 L N2(标准状况),则需消耗浓度为2 mol·L-1的次氯酸钠溶液的体积为mL。
12.(2019陕西汉中质检)(14分)亚硝酸钠(化学式为NaNO2)是一种常用的防腐剂,回答下列问题:
(1)NaNO2中氮元素的化合价为。
(2)亚硝酸钠在320 ℃时能分解产生氧化钠固体、一氧化氮和一种常见的助燃性气体。该反应的化学方程式。
(3)我国规定火腿肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过150毫克,以此计算,200 g 15%的亚硝酸钠溶液至少可用于生产火腿肠千克。
(4)在酸性条件下,NaNO2与KI按物质的量之比1∶1恰好完全反应,且I-被氧化为I2时,产物中含氮的物质为(填化学式)。
(5)工业废水中的NaNO2可用铝粉除去,已知此体系中包含Al、NaAlO2、NaNO2、NaOH、NH3、H2O六种物质。该反应的化学方程式为。
(6)某同学设计实验对工业产品中NaNO2的含量进行测定,称取固体样品2 g,完全溶解配制成溶液100 mL,取出25 mL溶液用0.100 mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定(杂质不与KMnO4反应),实验所得数据如下表所示:
该样品中亚硝酸钠的质量分数为。(已知:5N+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H2O)
课时规范练13生产生活中的含氮化合物
1.D 海洋中的氮循环起始于N2→N,即起始于氮的还原,A错误;海洋中的氮循环中属于固氮作用的是②,B错误;反硝化作用中氮元素化合价降低,被还原,而O2是常见氧化剂,不需要有O2参与,C错误;转化关系图中若硝酸根离子增多,反硝化作用增强,向海洋排放含N的废水会影响海洋中N
的含量,D正确。
2.A KNO3具有强氧化性,是助燃剂,但不能自燃,A项错误;钾元素的焰色反应为紫色,而钠元素的焰色反应为黄色,B项正确;KNO3易溶于水,经溶解、蒸发、结晶后可提纯,C项正确;KNO3具有强氧化性,故可用在火药中,D项正确。
3.D NO的密度和空气接近,且NO和O2易反应生成NO2,所以NO应采用排水集气法收集,D项错误。
4.B 铵盐与烧碱共热发生反应:N+OH-NH3↑+H2O,生成氨气,A项正确;浓硝酸与碳共热发生反应:4HNO3(浓)+C CO2↑+4NO2↑+2H2O,浓硝酸只表现强氧化性,B项错误;一氧化氮结合血红蛋白的
能力比一氧化碳强,C项正确;带火星的木条在空气中不复燃,而伸入充满NO2和O2的混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中,木条复燃,说明NO2支持燃烧,D项正确。
5.D 反应中氮元素由-3价升高为0价,N为还原剂,氯元素由+1价降低为-1价,被还原生成Cl-
,Cl-为还原产物,还原性:N>Cl-,A、B两项正确;氮元素由-3价升高为0价,被氧化,所以反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子,C项正确;由反应的离子方程式可知经题中所给方法处理过的废水
呈酸性,不能直接排放,D项错误。
6.B A选项,NH4Cl受热分解生成的NH3、HCl,在上部又化合生成固体NH4Cl,A选项错误;B选项,I2
易升华,正确;C选项,氨气易挥发,加热时,氨水浓度减小,碱性减弱,溶液红色变浅,C选项错
误;2NO 2N2O4为放热反应,所以d内气体颜色变深,e内气体颜色变浅,D选项错误。
7.D A项,浓氨水具有挥发性,挥发出的NH3进入②中溶于水呈碱性,酚酞遇碱变红,正确;B项,浓硝酸具有挥发性,硝酸蒸气进入②中溶于水得稀硝酸溶液,具有强氧化性,与KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝,正确;C项,浓盐酸和浓氨水都具有挥发性,挥发出的HCl和NH3相遇生成氯化铵固体小颗粒,装置内有白烟,正确;D项,亚硫酸不稳定,分解产生SO2,SO2具有还原性,SO2进入②中能使溴水褪色,错误。
8.B 硝酸与铁反应时,随着铁的物质的量的增加,先后发生下列反
应:4HNO 3(稀)+Fe Fe(NO3)3+NO↑+2H2O[或
6HNO 3(浓)+Fe Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O],2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2,可见生成Fe(NO3)3消耗的Fe与Fe(NO3)3变为Fe(NO3)2消耗的Fe的物质的量之比为2∶1,故图像B正确。
9.答案 (1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,关闭a活塞,然后打开b活塞
先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,打开b活塞
解析 (1)打开a、b活塞,再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中,由于NH3极易溶于水,使烧瓶内气体压强迅速减小,烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中,形成喷泉。(2)先打开a、c活塞,再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中,烧瓶Ⅱ中的气压迅速减小,烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中,HCl与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。(3)在(2)基础上,若关闭a活塞,打开b活塞,烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中,形成喷泉;若打开b活塞,不关闭a活塞,烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中,形成双喷泉。10.答案 (1)使尾气中的NO、NO2被充分吸收Ca(OH)2
(2)排放气体中NO含量升高产品中Ca(NO3)2含量升高
(3)3N+2H+N+2NO↑+H 2O
解析 (1)工艺中采用气—液逆流接触吸收,其目的是增大NO、NO2气体与石灰乳的接触面积,增强吸收效果。硝酸工业的尾气用石灰乳吸收,吸收过滤后的滤渣可循环使用,则滤渣中主要含有未反应的Ca(OH)2。(2)控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1,与石灰乳发生反
应:Ca(OH)2+NO+NO2Ca(NO2)2+H2O。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,混合气体发生上述反应后,NO有剩余,且不能被石灰乳吸收,导致排放的气体中NO含量升高。若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,混合气体发生上述反应后,NO2有剩余,NO2可与Ca(OH)2发生反应生成Ca(NO3)2,导致产品中Ca(NO3)2含量升高。(3)酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,据得失电子守恒,可写出离子方程
式:3N+2H+N+2NO↑+H 2O。
11.答案 (1)①N、O Ba(NO 3)2②第六周期第ⅡA族(2)16NH3+12NO+6NO217N2+24H2O
+]-②取少量废水溶液置于试管中,向其中加入浓NaOH
(3)2NO
溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口。若试纸变蓝,则说明存在N③30
解析 (1)根据图1,最终化合价降低的元素是N和O,根据元素守恒,X中应含有钡元素,根据图2,X 中含有N,因此化合物X的化学式为Ba(NO3)2;②钡元素位于元素周期表第六周期ⅡA族;(2)NO与NH 3反应的化学方程式为6NO+4NH35N2+6H2O,NO2与NH3发生反应的化学方程式为
6NO 2+8NH37N2+12H2O,当NO与NO2的物质的量之比为2∶1时,总反应方程式
为:16NH 3+12NO+6NO217N2+24H2O;(3)根据反应Ⅱ转化关系:NO2→N2,N的化合价降低,NO2作氧化剂,S作还原剂,S被氧化成S,离子反应方程式为2NO
2+4S N2+4S;(4)①NaClO属于离子化合物,其电子式为Na+]-;②检验N的方法:取少量废水溶液置于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口,若试纸变蓝,则说明存在N;③根据得失电子数目守恒,设需要NaClO溶液的体积为V mL,V×10-3×2×2=,解得V=30。
12.答案 (1)+3价(2)4NaNO22Na2O+4NO↑+O2↑(3)200 (4)NO
(5)NaNO 2+2Al+NaOH+H2O2NaAlO2+NH3↑(6)69.0%
解析 (1)根据在化合物中正负化合价代数和为零,可设亚硝酸钠中氮元素的化合价为x,
则:(+1)+x+(-2)×2=0,解得x=+3,即氮元素化合价为+3价。(2)因为亚硝酸钠在320 ℃时能分解产生氧化钠固体、一氧化氮气体和一种常见的助燃性气体,故反应的化学方程式为
4NaNO22Na2O+4NO↑+O2↑。(3)因为我国规定火腿肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过150毫克,所以200 g、15%的亚硝酸钠溶液至少可用于生产火腿肠的质量为200 g×15%÷g·kg-1=200 kg。(4)碘离子被氧化为碘单质时,碘元素化合价升高了1价,亚硝酸钠中氮元素化合价是+3价,由于N和I-的物质的量之比为1∶1,根据得失电子守恒可得,产物中含氮的物质为NO。(5)亚硝酸钠具有氧化性,金属铝具有还原性,碱性条件下,二者发生氧化还原反应生成偏铝酸盐和氨气和水,反应的化学方程式为NaNO 2+2Al+NaOH+H2O2NaAlO2+NH3↑。(6)消耗高锰酸钾的物质的量是0.1 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,则根据方程式5N+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H 2O可知,亚硝酸钠的物质的量是0.002 mol×=0.005 mol,则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005 mol×=0.02 mol,其质量为0.02 mol×69 g·mol-1=1.38 g,所以样品中亚硝酸钠的质量分数为×100%=69.0%。