高考化学一轮总复习 专题十七 氮及其化合物模拟创新题.doc

氮及其化合物根据高考命题大数据软件分析，重点关注第1、3、5、7、12及创新导向题。模拟精选题1(2016东北师大附中质检)关于氮的变化关系图如下：则下列说法不正确的是()a路线是工业生产硝酸的主要途径b路线、是雷电固氮生成硝酸的主要途径c上述所有反应都是氧化还原反应d上述反应中只有属于氮的固定答案d2(2016安徽省“江淮十校”联考，13)下列关于置换反应axby(其中a、b为单质，x和y为化合物，反应条件已略去)的描述中，正确的是()a若x是氧化物，则y也一定是氧化物b若x为不含有金属元素的化合物，则b一定是一种非金属单质c若a为金属单质，则b一定为一种非金属单质d若x为含有金属元素的化合物，则y一定是一种含有金属元素的化合物答案b3(2016安徽淮南一模，4)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：3cucu(no3)24h2so4=4cuso42no4h2od由上述实验可得出结论：cu在常温下既可以和稀硝酸反应，也可以和稀硫酸反应解析a项，中发生3cu8hno3=3cu(no3)22no4h2o，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，错误；b项，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，而硝酸的氧化性强，错误；c项，实验发生反应的化学方程式为：3cucu(no3)24h2so4=4cuso42no4h2o，正确；d项，由上述实验可得出结论：cu在常温下可以和稀硝酸反应，错误。答案c4(2016吉林长春调研)m、n、x、y四种物质之间有如下转化关系(反应条件和其他产物已略去)。下列选项不符合的是()am：n2x：o2 bm：hno3x：fecm：sx：o2 dm：nox：o2解析如果m是no，x是氧气，则n是no2，但no2和氧气是不反应的，故选项d是不可能的，其余都是正确的，答案选d。答案d5(2016安徽安庆二模)研究发现，硝酸越稀，还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取适量的铁铝合金与足量很稀的硝酸充分反应，没有气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4 mol/l naoh溶液，所加naoh溶液的体积(ml)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列说法不正确的是()aoc段离子反应方程式：hoh=h2ob溶液中结合oh能力最强的离子是h，最弱的离子是al3c溶液中n(nh)0.012 mold欲测定f点沉淀的质量，实验步骤是：过滤、洗涤、干燥、称量解析因充分反应后没有气体放出，故还原产物为铵银离子；溶液中存在的阳离子为al3、fe3、h、nh，它们与naoh反应的先后顺序为h、fe3、al3、nh，al(oh)3能溶于过量的naoh溶液，根据de段消耗3 ml naoh，可以计算出n(nh)n(naoh)0.012 mol。答案选b。答案b6(2016河北廊坊期末)某同学仿照喷泉实验原理在实验室里做了一个“喷烟实验”。如图所示，在甲、乙两个烧瓶中分别装入x、y两种无色气体，胶头滴管中盛有含酚酞的naoh溶液，实验时将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶中，然后打开弹簧夹，便可看到甲烧瓶中的导管喷出白色的烟，同时甲烧瓶中的溶液颜色逐渐变浅最后褪为无色。则x、y分别为()anh3和hcl bhcl和nh3cso2和hcl dno和hcl解析要想产生“喷烟”现象，应具备两个条件：一是形成压强差，二是两种气体反应会生成白烟，排除c、d项。根据甲中溶液颜色发生的变化，结合题给条件“胶头滴管中盛有含酚酞的naoh溶液”可知，甲中气体显碱性，即x为nh3，故y为hcl，选a。答案a7(2015吉林五校联考，12)“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，观察下面四个“封管实验”(夹持装置未画出)，判断下列说法正确的是()a加热时，上部汇集了固体nh4cl，说明 nh4cl 的热稳定性比较好 b加热时，、溶液均变红，冷却后又都变为无色 c中，浸泡在热水中的容器内气体颜色变深，浸泡在冰水中的容器内气体颜色变浅 d四个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应 解析a项，上部汇集了固体nh4cl，是因为nh4cl加热分解产生的氨气和氯化氢气体在试管的上部遇冷又重新化合生成了nh4cl固体，nh4cl受热易分解，错误；b项，中为红色溶液，加热氨气逸出，溶液变无色，中二氧化硫能使品红溶液褪色，溶液为无色，加热时二氧化硫与品红化合生成的无色化合物分解，二氧化硫逸出，溶液又变红色，错误；c项，对于平衡体系2no2n2o4，温度升高，平衡向左移动，二氧化氮的浓度增大，颜色加深，温度降低，平衡向右移动，二氧化氮的浓度减小，颜色变浅，正确；d项，中nh4cl加热时的分解反应和氨气与氯化氢气体遇冷的化合反应是在不同条件下发生的，不是可逆反应，d错误。答案c8(2015郴州调研)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中h2so4和hno3的物质的量浓度分别是4 moll1和2 moll1，取10 ml此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为(设反应中hno3被还原成no)()a0.448 l b0.672 l c0.896 l d0.224 l解析金属和混酸反应通过离子方程式计算比较简便，3fe8h2no=3fe22no4h2o(铁过量，产物为fe2)，反应中fe和h过量，生成的no的量以no为准来计算，共得no 0.448 l，因为过量的铁还可以和溶液中过量的h反应产生h2，即有fe2h=fe2h2，生成的h2为0.224 l，气体体积共计0.672 l，应选b。答案b9(2015河北衡水中学调研)下列四组混合气体体积比为no2o221；noo221；nh3o221；no2noo2111，将分别盛满上述各种气体的容积相等的四支试管倒置于盛有水的水槽中，最后试管内液面由低到高顺序正确的是()a bc d解析涉及到反应：4no22h2oo2=4hno3，4no2h2o3o2=4hno3。设试管体积为v：余v o2；余v no；余v o2；余0。答案d10(2014江西五校联考，16)将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有no)。向反应后的溶液中加入 3 mol/l naoh溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g。下列叙述不正确的是()a当生成的沉淀量达到最大时，消耗naoh 溶液的体积v100 ml b当金属全部溶解时收集到 no气体的体积一定为2.24 lc参加反应的金属的总质量 3.6 gm9.6 g d当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是 0.4 mol 解析根据生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，即金属离子结合的氢氧根离子的物质的量为5.1 g/17 gmol0.3 mol，也等于反应中转移电子的物质的量。a项，沉淀中氢氧根离子的物质的量为0.3 mol，则至少需要氢氧化钠溶液的体积是100 ml，故当生成的沉淀量达到最大时，消耗naoh溶液的体积v100 ml，正确；b项，反应中转移电子的物质的量是0.3 mol，则no物质的量是0.1 mol，但未指明处于标准状况，所以气体的体积不一定是2.24 l，错误；c项，若金属全部是镁，则其质量为(0.3 mol/2)24 g/mol3.6 g，若金属全部是铜，则其质量为(0.3 mol/2)64 g/mol9.6 g，所以参加反应的金属的总质量 3.6 gm9.6 g，正确；d项，金属全部溶解时被还原的硝酸等于生成的no的物质的量0.1 mol，未被还原的硝酸即与氢氧化钠反应生成硝酸钠的物质的量是0.3 mol，所以共消耗硝酸0.4 mol，正确。答案b11(2016福建福州一中期中)hno2是一种弱酸，且不稳定，易分解生成no和no2；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把fe2氧化成fe3。agno2是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。试回答下列问题：(1)人体正常的血红蛋白含有fe2。若误食亚硝酸盐(如nano2)，则导致血红蛋白中的fe2转化为fe3而中毒，服用维生素c可解毒。下列叙述不正确的是_(填序号)。a亚硝酸盐被还原b维生素c是还原剂c维生素c将fe3还原为fe2d亚硝酸盐是还原剂(2)下列方法中，不能用来区分nano2和nacl的是_(填序号)。a测定这两种溶液的phb分别在两种溶液中滴加甲基橙c在酸性条件下加入ki淀粉溶液来区别d用agno3和hno3两种试剂来区别(3)某同学把新制的氯水加到nano2溶液中，观察到氯水褪色，同时生成nano3和hcl，请写出反应的离子方程式：_。(4)fe与过量稀硫酸反应可以制取feso4。若用反应所得的酸性溶液，将fe2转化为fe3，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是_(填序号)。acl2 bfe ch2o2 dhno3(5)若feso4和o2的化学计量数比为21，试配平下列方程式：feso4k2o2 k2feo4k2ok2so4o2(6)高铁酸钾(k2feo4)是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_。解析(1)服用维生素c可以解毒，说明在维生素c作用下fe3又转化为fe2，fe元素化合价降低，被氧化，则维生素具有还原性，而亚硝酸盐，会导致fe2转化为fe3，说明亚硝酸盐具有氧化性，在反应中为氧化剂，所以维生素c是还原剂，故选d。(2)a.亚硝酸钠是强碱弱酸盐其水溶液呈碱性，氯化钠是强酸强碱盐其水溶液呈中性，相同物质的量浓度的两种溶液的ph不同，所以可以用测定这两种溶液的ph值鉴别，故a不选；b.亚硝酸钠是强碱弱酸盐其水溶液呈碱性，氯化钠是强酸强碱盐其水溶液呈中性，甲基橙的变色范围是3.14.4，所以亚硝酸钠和氯化钠溶液加入甲基橙后溶液都呈黄色，反应现象相同，所以不能用甲基橙鉴别，故b选；c.在酸性条件下，亚硝酸钠和碘离子反应方程式为2no2i4h=2noi22h2o，淀粉遇碘变蓝色，氯离子和碘离子不反应，所以反应现象不同，所以可以用酸性条件下的ki淀粉试液来区别，故c不选；d.在hno3溶液中亚硝酸根离子不和银离子反应，氯离子和银离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀，反应现象不同，所以可以用agno3和hno3两种试剂来区别，故d不选；(3)某同学把新制的氯水加到nano2溶液中，观察到氯水褪色，同时生成nano3和hcl，反应的离子方程式为：nocl2h2o=no2h2cl；(4)由于cl2、hno3都能氧化亚铁离子，但能引入新的杂质，铁不能氧化亚铁离子，双氧水的还原产物是水，不引入杂质，所以正确是双氧水，故选c。(5)根据方程式可知，铁元素的化合价从2价升高到6价，失去4个电子；氧元素的化合价从1价升高到0价，失去1个电子，氧元素的化合价从1价降低到2价，得到1个电子，然后根据电子的得失守恒和质量守恒定律配平方程式；最小公倍数是8，所以硫酸亚铁前面配2，k2o2前面配6，再根据质量守恒配平其他物质，配平后的化学方程式为：2feso46k2o2=2k2feo42k2so42k2oo2；(6)高铁酸钾(k2feo4)中fe的化合价是6价，具有强氧化性，能杀菌消毒，其还原产物fe3水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中杂质，所以高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是净水、消毒。答案(1) d(2)b(3) nocl2h2o=no2h2cl(4)c(5)2feso46k2o2=2k2feo42k2so42k2oo2(6)净水、消毒12(2016桂林北海崇左调研，27)某研究性学习小组的同学为了探究no的性质、进行了如下实验。(1)甲同学设计了图甲装置进行实验，观察到集气瓶中收集到无色气体，由此确定铜和稀硝酸反应生成no气体。甲同学的推断_(填“正确”或“不正确”)，理由是_。(2)乙同学不同意甲同学的推断，他观察到图甲装置圆底烧瓶中的气体不是无色。为此乙同学设计了图乙装置进行实验，步骤为：在大试管中放入适量石灰石，加入过量稀硝酸；待石灰石反应完全，将铜丝浸入过量的稀硝酸中；一段时间后，观察到大试管中气体始终为无色，收集反应产生的气体；待集气瓶充满气体后从水槽中取出，敞口正放桌面，观察到瓶口气体颜色有变化，证明稀硝酸与铜反应生成no。步骤的作用是：_；步骤瓶口气体的颜色变化是_。(3)当过量的铜与稀硝酸完全反应后，再加入20%的稀硫酸，铜片上又有气泡产生，稀硫酸的作用是_(填正确选项的编号)，反应的离子方程式是_。a还原剂 b氧化剂c酸化 d提供热能(4)某些资料认为no不能与na2o2反应。丙同学提出质疑，他认为no易与o2发生反应，应该更容易被na2o2氧化。查阅资料：2nona2o2=2nano2；6nano23h2so4(稀)=3na2so42hno34no2h2o； 酸性条件下，no能被mno氧化生成no。丙同学在乙同学的实验基础上，用下图所示装置探究no与na2o2的反应。c装置中碱石灰的作用是_；f装置中反应的离子方程式为_。充分反应后，检验d装置中是否发生反应2nona2o2=2nano2的实验操作是_。解析(1)因为用的是排水法收集气体，no2能与水反应生成no：3no2h2o=2hno3no，无论生成的气体是no、no2或混合气体，最终得到的均为no。(2)caco3和稀hno3反应生成co2，排除空气，保持无氧环境。no遇空气生成红棕色的no2。(3)铜过量时，溶液中hno3完全反应，生成cu(no3)2，硫酸提供h，no继续氧化cu。(4)a中先生成co2，排空气，再插入铜丝生成no，b中水吸收可能存在的no2，碱石灰一是吸收水蒸气干燥no，二是吸收co2，防止进入d与过氧化钠反应生成o2，e中碱石灰防止f中的水或空气中的co2进入d，f是吸收no。由题给资料可知，若生成nano2在稀h2so4中生成无色气体no，no遇空气变红棕色。答案(1)不正确no2能与水反应生成no，无论铜与稀硝酸反应生成的是no还是no2，集气瓶中收集到的气体都是no(2)排净装置内的空气无色变成红棕色(3)c3cu2no8h=3cu22no4h2o(4)吸收co2和水蒸气5no3mno4h=5no3mn22h2o取d装置中产物少许于试管中，加入稀硫酸(或稀盐酸)，若产生无色气体，且遇到空气变红棕色，则2nona2o2=2nano2发生，若气体不变色，则该反应未发生13(2015潮州质检，19)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。.将pm2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其浓度如下表：离子knanhsonocl浓度/(moll1)310671062105310551052105根据表中数据判断该试样的ph_。.消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。(1) 方法一：工业上变“废”为宝，吸收工业尾气so2和no，可获得na2s2o4(连二亚硫酸钠)和nh4no3产品的流程图如下(ce为铈元素)：装置中的主要反应的离子方程式为_。装置中可以使ce4再生，若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液，当消耗1 mol甲烷时，理论上可再生_mol ce4。(2)方法二：nh3催化还原氮氧化物(scr)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：图2是不同催化剂mn和cr在不同温度下对应的脱氮率，由图综合考虑可知最佳的催化剂和相应的温度应为_(填序号)。amn，200 左右 bcr，450 左右cmn和cr混合，300 左右用fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，若c(no2)/c(no)11脱氮率最佳。已知每生成11.2 l n2(标况)反应放出的热量为q kj，此时对应的脱氮反应的热化学方程式为_。解析.根据电荷守恒：c(k) c(na) c(nh)c(h)c(no)c(cl)2c(so)，求得c(h)1104 moll1，ph4。.(1)装置i中发生的主要反应是naoh溶液与so2的反应，由图示可知生成物是hso(产物进入装置)，其反应为：so2oh=hso。甲烷燃料电池，总反应为ch42o2=co22h2o，转移电子数为8e，1 mol ch4 参加反应转移8 mol e，ce4的再生是指将ce3被氧化为ce4，故可以氧化再生 8 mol ce4。(2)mn在200 左右时催化效率最高，而cr在450 左右时催化效率最高，从节约能源角度应选择mn，200 左右。发生反应：no2(g)no(g)2nh3(g)=2n2(g)3h2o(l)，生成0.5 mol n2，放出q kj热量，所以热化学方程式为：no2(g)no(g)2nh3(g)=2n2(g)3h2o(l)h4q kjmol1。答案.4. (1) so2oh=hso8(2) ano2(g)no(g)2nh3(g)=2n2(g)3h2o(l)h4q kjmol114(2014贵州贵阳期末，7)某实验小组同学探究铜与硝酸的反应。(1)用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸，各取10 ml硝酸分别与铜片反应，实验记录如下：序号浓硝酸与水的体积比实验现象11反应速率快，溶液很快变成蓝色，铜丝表面有大量气泡冒出，气体呈红棕色13反应速率较快，溶液变成蓝色，铜丝表面有大量气泡冒出，气体无色15反应速率慢，微热后速率加快，溶液变成蓝色，铜丝表面有气泡冒出，气体无色铜与稀硝酸反应的离子方程式为_；若生成标准状况下0.56 l no气体，反应中被还原的hno3的质量为_g(小数点后保留两位有效数字)。依据上表，制备no气体最适宜的是实验，理由是_。(2)为防止有毒气体逸散造成空气污染，该小组同学改进实验装置，如右图所示(夹持仪器略去)。用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生no气体的性质，实验步骤如下：.安装好装置后，检查装置气密性。.打开旋塞c，从b管上端加入所选浓度的硝酸，至铜丝下沿(不接触铜丝)。.向上移动b管，使a管液面上升至与橡胶塞恰好接触，关闭旋塞c，反应开始。.当液面重新下降至与铜丝脱离接触时，反应停止。.打开旋塞c，移动b管，使a中迅速进入少量空气，关闭旋塞c，观察现象。步骤中检查装置气密性的操作是：关闭旋塞c，从b管上端加入水，若观察到_，说明装置的气密性良好。步骤操作的目的是_。为使a管内的no气体完全被溶液吸收，可进一步采取的操作是_，能确定no完全被溶液吸收的现象是_。解析(1)铜与稀硝酸反应的离子方程式为3cu8h2no=3cu22no4h2o；观察反应方程式知，被还原的hno3的物质的量n(hno3)n(no)0.56 l22.4 lmol10.025 mol，即m(被还原的hno3)0.025 mol63 gmol11.58 g。制备no气体最适宜的是实验，因为产物是no，反应速率较快且不用加热。(2)检查装置气密性的操作是：关闭旋塞c，从b管上端加入水，若观察到a、b间形成液面差，且保持不变，说明装置的气密性良好。no容易被空气中的氧气氧化，为了观察no的颜色必须排干净装置中的空气，即步骤操作的目的是赶走液面上方空气，防止no被空气中的o2氧化，以便观察生成气体的颜色。答案(1)3cu8h2no=3cu22no4h2o1.58产物是no，反应速率较快且不用加热(2)a、b间形成液面差，且保持不变赶走液面上方空气，防止no被空气中的o2氧化，以便观察生成气体的颜色重复步骤的操作(合理即可)再次重复操作后气体不再变为红棕色创新导向题考向一氮气、氮的氧化物及硝酸角度1氮的氧化物对环境的影响角度2硝酸与金属反应的计算1下列说法正确的是()aco、no、no2都是大气污染气体，在空气中都能稳定存在bno可用于某些疾病的治疗cno2通入feso4溶液中始终无明显现象d汽车尾气的主要污染成分包括no、co和n2答案b2将9 g铜和铁的混合物投入100 ml稀硝酸中，充分反应后得到标准状况下1.12 l no，剩余4.8 g金属；继续加入100 ml等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12 l no。若向反应后的溶液中加入kscn溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是()a原混合物中铜和铁各0.075 molb稀硝酸的物质的量浓度为0.5 moll1c第一次剩余4.8 g金属为铜和铁d再加入上述100 ml稀硝酸，又得到标准状况下1.12 l no解析本题以金属和稀硝酸的反应为背景，考查了守恒定律在计算题中的应用。第一次加稀硝酸时金属有剩余，溶解的4.2 g金属均被氧化为2价，溶解的金属的物质的量为30.075 mol，金属的摩尔质量为56 gmol1，是铁；第二次加稀硝酸后金属完全溶解，由题意可知fe2未被氧化，溶解的4.8 g金属也一定被氧化为2价，同理可知溶解的金属的摩尔质