高考化学一轮复习 第3章 自然界中的元素 跟踪检测（十二）氮的循环 鲁科版.doc

跟踪检测（十二） 氮的循环1绿色化学实验是指化学实验要符合绿色化学思想，如减少污染，防止浪费等。下列符合绿色化学实验的是()a用铜与浓硫酸反应制取cuso4，并用少量品红溶液吸收尾气b将co还原fe2o3后的尾气直接排入空气中c用ccl4进行萃取操作练习时，将溴水改成碘水d将zn和稀硫酸制h2后的废液倒入水槽后，再清洗玻璃仪器解析：选c品红溶液可以用来检验so2气体，但不能用来吸收尾气，a错误；co还原fe2o3后的尾气中含有少量co气体，直接排放到空气中会造成污染，b错误；溴易挥发，而碘不易挥发，c正确；锌与稀硫酸制氢气后的废液倒入水槽会污染环境，d错误。2.某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液(保持湿润)，挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如右图)。过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现上述变化的是()纸蝴蝶上的喷洒液石蕊酚酞酚酞石蕊小烧杯中的溶液浓硝酸浓氨水naoh溶液浓硫酸abc d解析：选a浓硝酸易挥发，酸性气体hno3遇石蕊变红；浓氨水易挥发，碱性气体nh3遇酚酞变红。3(2018松江模拟)某同学探究氨和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是()a室温下测定等浓度氨水和naoh溶液的ph，比较氨水和naoh碱性强弱b将氨水缓慢滴入alcl3溶液中，研究al(oh)3的两性c将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟d加热除去nh4cl中的少量nahco3解析：选a氨水的主要成分nh3h2o是弱电解质，氢氧化钠是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等浓度氨水和naoh溶液的ph，可比较氨水和naoh碱性强弱，a正确。由于nh3h2o是弱碱，al(oh)3不能溶于氨水中，故无法验证al(oh)3的酸性，b错误。浓硫酸无挥发性，无法观察到白烟，c错误。nh4cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，d错误。4某实验过程如图所示：则图的试管中的现象是()a无明显现象，因稀h2so4不与铜反应b铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色c铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体d铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色解析：选d生成的cu(no3)2在h2so4的酸性条件下相当于又有了hno3，铜片会继续溶解生成no。5在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体d呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是()选项a(干燥气体)b(液体)ano水bco2饱和nahco3溶液ccl2饱和nacl溶液dnh31 moll1盐酸解析：选d一氧化氮和水不反应，所以不能形成喷泉，a错误；co2与饱和nahco3溶液不反应，不能形成喷泉，b错误；cl2不溶于饱和nacl溶液，也不与其反应，锥形瓶与烧瓶内压强相等，不能形成喷泉，c错误；nh3与盐酸能发生反应，生成物为nh4cl固体，气体被吸收进入溶液中，烧瓶内压强减小为零，同外界大气压产生压强差，所以形成喷泉，并充满烧瓶，d正确。6(2018宣城第一次调研)化学与生产、生活密切联系。下列说法正确的是()a食品包装中使用生石灰或硅胶可吸收水分使食品保持干燥b将化工厂排放废气的烟囱加高可减少烟尘对环境的污染c将家用84消毒液与洁厕灵混合使用可提高去污效果d向海水中加明矾可使海水淡化解析：选a生石灰或硅胶是常见的干燥剂，可吸收水分使食品保持干燥，a正确；烟囱加高，依然还是排放污染物，对环境照样造成污染，b错误；84消毒液的主要成分是naclo，洁厕灵的主要成分是盐酸，混合使用会生成cl2污染空气，去污效果减弱，c错误；向海水中加明矾可以除去海水中的悬浮物，不能使海水淡化，d错误。7(2018湘潭模拟)nh3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是()anh4cl和nahco3都是常用的化肥bno2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为11cnh3和no2在一定条件下可发生氧化还原反应d利用上述关系制取nahco3的操作为向饱和nacl溶液中依次通入过量的co2、nh3，然后过滤得到nahco3解析：选cnahco3不是化肥，a项错误；氧化剂与还原剂的物质的量之比为12，b项错误；制nahco3时是向饱和nacl溶液中依次通入nh3和co2，d项错误。8废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量naclo使nh完全转化为n2，该反应可表示为2nh3clo=n23cl2h3h2o。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：nhclc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解析：选d反应中n元素由3价升高为0价，nh为还原剂，cl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：nhcl，a、b两项正确；c项，n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，正确；d项，由反应的离子方程式可知经此法处理过的废水呈酸性，不能直接排放，错误。9.(2018山师附中模拟)用图中装置进行实验，一段时间后，现象与预测不一致的是()选项中物质中物质实验预测a浓氨水 酚酞溶液 中溶液变为红色b浓硝酸淀粉ki溶液中溶液变为蓝色c浓盐酸浓氨水大烧杯中有白烟d饱和亚硫酸溶液稀溴水中无明显变化解析：选da项，浓氨水具有挥发性，挥发出的nh3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，能使溴水退色，错误。102016年10月，“长征二号”火箭成功将“神舟十一号”载人飞船送入太空，实现了我国宇航员中期在轨驻留。火箭使用的液体推进剂是偏二甲肼(ch3)2nnh2和n2o4，发生化学反应：c2h8n2(l)2n2o4(l)=2co2(g)3n2(g)4h2o(g)h0。关于该反应的说法不正确的是()an2o4作氧化剂bc2h8n2中有两种元素被氧化c消耗1 mol c2h8n2时，生成201.6 l气体d消耗等量燃料时，生成液态水比生成气态水放出的热量多解析：选ca项，反应中n2o4中的n元素化合价降低，是氧化剂，正确；b项，c2h8n2中c、n两种元素的化合价都升高，所以这两种元素均被氧化，正确；c项，生成气体所处的温度、压强未知，无法计算体积，错误；d项，由于液态水的能量低于气态水，所以生成液态水时放出热量更多，正确。11(2018邯郸大名一中月考)向50 ml稀h2so4与稀hno3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示，且每一段只对应一个反应。下列说法正确的是()a开始时产生的气体为h2bab段发生的反应为置换反应c所用混合溶液中c(hno3)0.5 moll1d参加反应的铁粉的总质量m25.6 g解析：选d向混合溶液中逐渐加入铁粉，铁首先和稀硝酸反应生成fe(no3)3和no；当溶液中硝酸完全被消耗之后，过量的铁能和fe3反应生成fe2；当fe3完全反应之后，过量的铁和稀硫酸反应生成feso4和h2。由以上分析可知，开始生成的气体是no，a错误；ab段的反应是铁和fe3的反应，不是置换反应，b错误；a点对应的气体是no，物质的量是0.05 mol，根据氮原子守恒可知，稀硝酸的物质的量浓度是1.0 moll1，c错误；生成氢气的体积是0.56 l，物质的量为0.025 mol，所以反应中共转移电子0.05 mol30.025 mol20.2 mol，参加反应的铁最终在溶液中以fe2的形式存在，因此根据电子得失守恒可知，消耗铁的物质的量是0.1 mol，质量是5.6 g，d正确。12羟胺(nh2oh，不稳定、极易溶于水的白色固体)在有机合成中用作还原剂。回答下列问题：(1)羟胺分子的电子式为_，其中氮的化合价为_。(2)以pd/c为催化剂，用h2还原硝酸制备羟胺，反应的化学方程式为_。(3)羟胺为一元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。羟胺溶于水的电离方程式为_，电离常数kb的值为_(已知：nh2ohhnh3oh的平衡常数k6.6105；kw1.01014)。羟胺与硫酸形成的正盐的化学式为_。(4)羟胺是一种强还原剂。向装有少量agbr的试管中加入羟胺溶液，观察到的现象是_。羟胺作还原剂的优点是_。(5)羟胺可以把碱性废水中剧毒的na3aso3转化为na3aso4，理论上1 mol羟胺可除去废水中溶解的1 mol na3aso3，该反应的还原产物为_。在有机合成中，羟胺与丁二酮(oo)反应制备检验镍离子的丁二酮肟(honnoh)，反应的化学方程式为_。解析：(1)从结构上看，羟胺是由氨分子()中的一个氢原子(h)被羟基()代替形成的，故羟胺分子的电子式为。羟胺分子中，h的化合价是1价，o的化合价是2价，根据化合物中正、负化合价代数和为0可以求出n的化合价是1价。(2)hno3被还原为nh2oh，n的化合价由5价降低到1价，即1 mol hno3得到6 mol e，还原剂是h2，1 mol h2失去2 mol e，由得失电子守恒知，1 mol hno3氧化3 mol h2，可得反应的化学方程式为hno33h2nh2oh2h2o。(3)由“nh3h2onhoh”类比，写出一元弱碱羟胺的电离方程式：nh2ohh2onh3ohoh(实质是羟胺分子中含有孤电子对的氮原子结合水电离出的h生成nh3oh)，kbkkw6.61051.010146.6109。nh3oh是一价阳离子，与硫酸形成的正盐同na2so4类似，就是把na换成nh3oh，即为(nh3oh)2so4。(4)nh2oh中1价的n失电子被氧化为n2(有气泡产生)，agbr中的ag得电子被还原为ag(固体逐渐变黑)。在反应中，羟胺被氧化生成n2和h2o，故被称为绿色还原剂，其优点是不产生其他杂质。(5)1 mol na3aso3被氧化为na3aso4失去2 mol e(as的化合价由3价升高到5价)，1 mol羟胺中的n原子得到2 mol e，n的化合价由1价降低到3价，还原产物为nh3。观察反应物丁二酮()和生成物丁二酮肟()的结构简式可发现，丁二酮中羰基上的氧原子被noh代替，即2个羰基中的氧原子结合2个羟胺分子中的4个氢原子生成水：答案：(1) 1(2)hno33h2nh2oh2h2o(3)nh2ohh2onh3ohoh66109(nh3oh)2so4(4)固体逐渐变黑，并有气泡产生不产生其他杂质(或不会对反应体系引起二次污染)(5)nh32nh2oh2h2o13大气污染物主要成分是so2、no2、cxhy及可吸入颗粒等，主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气。(1)上述成分中能形成酸雨的是_(填化学式)。(2)煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为co、co2和h2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。已知：co2(g)3h2(g)=ch3oh(g)h2o(g)h158.7 kjmol1co2(g)h2(g)=co(g)h2o(g)h241.0 kjmol1co与h2生成ch3oh气体反应的热化学方程式是_。(3)空气质子交换法治理so2，其原理是将含有so2的烟气与o2通过电化学反应制得硫酸，负极的电极反应式是_。(4)湿法吸收工业尾气中的no2，常选用纯碱溶液，将no2转化为两种氮元素的常见含氧酸盐。反应的离子方程式是_。(5)用高能电子束激活烟气(主要成分是so2、no2、h2o等)，会产生o3等强氧化性微粒。烟气经下列过程可获得化肥。该化肥中含有的离子是_(填离子符号)。解析：(1)so2和氮氧化物是形成酸雨的主要气体。(2)把已知的热化学方程式分别编号为、，根据盖斯定律由得：co(g)2h2(g)=ch3oh(g)h99.7 kjmol1。(3)空气质子交换法治理so2，电解质溶液为酸性溶液，其原理是将含有so2的烟气与o2通过电化学反应制得硫酸，负极的电极反应式是so22h2o2e=so4h。(4)用na2co3溶液吸收工业尾气中的no2，将no2转化为两种氮元素的常见含氧酸盐，结合原子守恒和电子守恒分析，可知反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，反应的离子方程式为co2no2=nonoco2。(5)so2能够被臭氧氧化为so3，so3与水反应生成硫酸，no2与h2o反应生成硝酸，nh3与酸反应生成铵盐，因此该化肥中含有的离子是nh、so、no。答案：(1)so2、no2(2)co(g)2h2(g)=ch3oh(g)h99.7 kjmol1(3)so22h2o2e=so4h(4)co2no2=nonoco2(5)nh、so、no14磷化氢(ph3)是一种剧毒气体，是最常用的高效熏蒸杀虫剂，也是一种电子工业原料。(1)在密闭粮仓放置的磷化铝(alp)片剂，遇水蒸气放出ph3气体，该反应的化学方程式为_。(2)利用反应ph33hgcl2=p(hgcl)33hcl，可准确测定微量的ph3。hgcl2溶液几乎不导电，说明hgcl2属于_(填“共价”或“离子”)化合物。通过测定溶液_变化，可测定一定体积空气中ph3的浓度。(3)ph3的一种工业制法涉及的物质转化关系如图所示：亚磷酸属于_元酸。当反应生成的n(nah2po2)n(na2hpo3)31时，参加反应的n(p4)n(naoh)_。(4)一种用于处理ph3废气的吸收剂成分为次氯酸钙80%、锯木屑(疏松剂)15%、活性炭2.5%、滑石粉(防结块)2.5%。次氯酸钙将ph3氧化为h3po4的化学方程式为_。空气中的水蒸气可加快ph3的氧化过程，其原因可能是_。(5)从(4)中的吸收残留物中回收磷酸氢钙(cahpo4)的方法如下：试剂x为_(填化学式)。已知25 时，h3po4的ka17.5103、ka26.3108、ka34.41013。加入y时，应控制悬浊液ph_7(填“”“”或“”)，通过计算说明理由：_。解析：(1)磷化铝(alp)遇水蒸气放出ph3气体，结合原子守恒推知还生成al(oh)3，化学方程式为alp3h2o=al(oh)3ph3。(2)hgcl2溶液几乎不导电，说明溶液中离子浓度较小，hgcl2难发生电离，故hgcl2为共价化合物。ph3与hgcl2反应生成p(hgcl)3和hcl，溶液的导电性和酸性均增强，故可通过测定溶液电导率或ph的变化测定一定体积空气中ph3的浓度。(3)亚磷酸钠的化学式为na2hpo3，据此推测亚磷酸(h3po3)属于二元弱酸。反应中黄磷(p4)与naoh溶液发生“歧化反应”生成nah2po2、na2hpo3和ph3，其中ph3是还原产物，nah2po2和na2hpo3是氧化产物，若产物中n(nah2po2)n(na2hpo3)31，设n(na2hpo3)a mol，则有n(nah2po2)3a mol，反应中得电子的物质的量为3a mol3a mol6a mol；据得失电子守恒可知，反应中生成ph3的物质的量为2a mol；据p、na元素守恒可知，n(p4)1.5a mol、n(naoh)5a mol，故参加反应的n(p4)n(naoh)1.5a mol5a mol310。(4)次氯酸钙将ph3氧化为h3po4，而本身被还原为cacl2，化学方程式为2ca(clo)2ph3=h3po42cacl2。ca(clo)2属于强碱弱酸盐，与水蒸气接触后水解生成hclo，而hclo的氧化能力强于ca(clo)2，故空气中的水蒸气可加快ph3的氧化过程。(5)磷酸氢钙(cahpo4)加水溶解后，加入试剂x调节ph，过滤得到ca3(po4)2沉淀，显然该过程为中和hpo电离产生的h，为防止引入新杂质，试剂x应选择cao或ca(oh)2。加入试剂y搅拌后生成cahpo4，hpo在水溶液中发生电离(hpopoh)和水解(hpoh2oh2pooh)，则hpo的电离常数ka(hpo)4.41013，hpo的水解常数kh(hpo)1.59107，显然kh(hpo)ka(hpo)，说明hpo的水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性，故应控制悬浊液ph大于7。答案：(1)alp3h2o=al(oh)3ph3(2)共价电导率(或ph)(3)二310(4)2ca(clo)2ph3=h3po42cacl2次氯酸钙与水蒸气接触，水解得到氧化能力更强的hclo(5)ca(oh)2(或cao)ka(hpo)4.41013；kh(hpo)ka(hpo)，hpo的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性15(2018