新教材高中化学专题测评专题7氮与社会可持续发展

专题综合测评(二)氮与社会可持续发展(总分：100分时间：90分钟)一、单项选择题(本题共10小题，每题2分，共20分，每题只有一个选项符合题意。)1．如图表示酸雨的形成，关于酸雨下列说法正确的是()A．酸雨的pH为5.6B．酸雨的形成过程发生了氧化还原反应C．酸雨的主要成分为氮、硫元素的氧化物D．形成酸雨的主要原因是雷雨天气B[酸雨的pH小于5.6，A错误；酸雨的形成过程发生了氧化还原反应，B正确；酸雨的主要成分为氮、硫元素的含氧酸，C错误；形成酸雨的主要原因是氮、硫元素氧化物的排放，D错误。]2．氮气常用作白炽灯泡中钨丝的保护气，这是因为()A．氮气比空气轻B．氮气难溶于水C．氮气是无色无味的气体D．氮气很不活泼D[氮气的性质不活泼，一般条件下不和其他物质反应，因此可以用氮气作保护气。]3．常温下能在浓HNO3中溶解的金属是()A．Al B．AgC．Fe D．PtB[常温下，Al、Fe和浓硝酸发生钝化现象而阻止进一步被氧化，所以Fe、Al不能完全溶解；除了Al、Fe外，在金属活动性顺序表中Pt之前的金属都能和硝酸发生氧化还原反应，所以Ag能溶于浓硝酸，Pt不溶于浓硝酸。]4．下列除杂质的操作方法正确的是()A．NO中有少量的NO2：用水洗涤后再干燥B．食盐中有少量的NH4Cl：加过量的烧碱溶液后加热蒸干C．N2中有少量的CO：通过灼热的氧化铜D．NO2中有少量NH3：用水洗涤后干燥A[二氧化氮和水反应生成NO，可用于除杂，A正确；烧碱过量，引入新杂质，不符合除杂原则，B错误；CO和CuO反应生成Cu和CO2，引入新杂质，不符合除杂原则，C错误；二氧化氮也能和水反应，不能用水除杂，D错误。]5．下列关于氮肥的说法正确的是()A．尿素属于铵态氮肥B．植物吸收氮肥属于氮的固定C．使用碳铵应深施盖土D．硫铵与石灰混用肥效增强C[A.尿素分子中不存在铵根，是共价化合物，不是铵态氮肥，A错误；B.游离态的氮元素转化为化合态的过程是氮的固定，因此植物吸收氮肥不属于氮的固定，B错误；C.碳铵受热易分解，因此使用碳铵应深施盖土，C正确；D.硫铵与石灰混用会生成硫酸钙和一水合氨，肥效会降低，D错误。故答案选C。]6．下列说法不正确的是()A．液氨在工业上经常作制冷剂使用B．碳酸氢铵的俗名是碳铵C．工业硝酸常因溶有少量的Fe3＋而略显黄色D．NO2不但能形成酸雨，在日光照射下，还能使氧气经过复杂的反应生成O3C[液氨在汽化时吸收大量的热，工业上常用液氨作制冷剂，A正确；碳酸氢铵的化学式为NH4HCO3，俗称碳铵，B正确；工业硝酸的质量分数约为69%，常因溶有少量NO2而略显黄色，C错误；NO2不但能形成酸雨，在日光照射下，还能使氧气经过复杂的反应生成O3，D正确。]7．“封管实验”具有简易、方便、节约、绿色等优点，下列关于三个“封管实验”(夹持装置未画出)的说法正确的是()A．加热时，①中上部汇集了NH4Cl固体B．加热时，②中溶液变红，冷却后又都变为无色C．加热时，③中溶液红色褪去，冷却后溶液变红，体现了SO2的漂白性D．三个“封管实验”中所发生的化学反应都是可逆反应A[A项，加热时，①上部汇集了固体NH4Cl，是由于氯化铵不稳定，受热易分解，分解生成的氨气和HCl遇冷重新反应生成氯化铵，正确；B项，加热时氨气逸出，②中颜色为无色，冷却后氨气溶解，②中为红色，错误；C项，二氧化硫与有机色素化合生成无色物质而具有漂白性，受热又分解，恢复颜色，所以加热时③中溶液变红，冷却后又变为无色，错误；D项，可逆反应应在同一条件下进行，题中实验分别在加热条件下和冷却后进行，不是可逆反应，错误。故答案选A。]8．探究氨气及铵盐性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是()A．将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水B．将红热的Pt丝伸入如图所示的锥形瓶中，瓶口出现少量的红棕色气体，说明氨气催化氧化的产物中有NO2C．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定性D．充分反应后，锥形瓶内有NOeq\o\al(－,3)存在B[将集有氨气的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明氨气极易溶于水，使试管内的压强迅速减小，水充满试管，A正确；挥发的氨气在红热的铂丝作催化剂的条件下与氧气发生催化氧化反应生成的NO遇氧气又生成红棕色的二氧化氮，所以瓶口出现红棕色气体，B错误；加热碳酸氢铵，固体逐渐减少，有液滴产生，说明有水生成，所以可以说明碳酸氢铵受热不稳定，分解为氨气、二氧化碳、水，C正确；氨气在红热的铂丝作催化剂的条件下与氧气发生催化氧化反应生成的NO遇氧气又生成红棕色的二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮，所以锥形瓶内有NOeq\o\al(－,3)存在，D正确。]9．为检验一种氮肥的成分，某学习小组的同学进行了以下实验：①加热氮肥样品生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，另一种气体能使澄清石灰水变浑浊；②取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量BaCl2溶液，没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分是()A．NH4HCO3 B．NH4ClC．(NH4)2CO3 D．NH4NO3A[气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明该气体是氨气，即该氮肥中含有NHeq\o\al(＋,4)。另一种气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该气体是CO2。取少量该氮肥样品溶于水，并加入少量氯化钡溶液，没有明显变化，这说明该氮肥中没有SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)，因此该氮肥应该是碳酸氢铵。]10．某溶液中有NHeq\o\al(＋,4)、Mg2＋、Fe2＋、Ag＋四种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量存在的离子是()A．NHeq\o\al(＋,4) B．Mg2＋C．Fe2＋ D．Ag＋B[混合溶液中加入过量的NaOH溶液并加热时，反应生成的氨气逸出，并同时生成Mg(OH)2、Fe(OH)2、AgOH沉淀；Fe(OH)2沉淀在空气中不稳定，迅速氧化生成Fe(OH)3，再向混合物中加入过量盐酸，则Mg(OH)2、Fe(OH)3、AgOH与过量的盐酸作用分别生成MgCl2、FeCl3溶液和AgCl沉淀；则减少的离子为NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、Ag＋，溶液中大量存在的离子是Mg2＋。]二、选择题(本题共5小题，每题4分，共20分，每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。)11．根据图中氮元素及其化合物的转化关系，判断下列说法不正确的是()A．X是N2O5B．由NH3→N2，从原理上看，NH3可与NO2反应生成N2C．工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸D．可用NaOH溶液处理多余的NO气体D[根据图中氮元素及其化合物的转化关系可知，X为＋5价对应的氮的氧化物N2O5，A正确；NH3可与NO2反应生成氮气：8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up10(一定条件))7N2＋12H2O，B正确；氨气催化氧化生成一氧化氮和水，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮溶于水生成硝酸，工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸，C正确；NO不溶于水，也不与NaOH溶液反应，D错误。]12．已知氨气可与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用下图中的装置(省略夹持装置及加热装置)可以实现该反应。实验时C中粉末逐渐变为红色，D中出现无色液体。下列有关说法正确的是()A．试管A中加入的试剂为NH4Cl固体B．反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2C．装置B中加入的物质可以是碱石灰或无水氯化钙D．装置D中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝BD[实验室制取氨气应该用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法，而只加热氯化铵固体不能得到氨气，A错误；2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up10(△))3Cu＋N2＋3H2O为氧化还原反应，CuO为氧化剂，氨气为还原剂，则氧化剂和还原剂的物质的量之比为3∶2，B正确；装置B的作用为干燥氨气，加入的物质可以是碱石灰，不能用无水氯化钙的原因是其易与氨气结合生成络合物，C错误；D中冷却出现的液体为水和氨气的混合物，溶液显碱性，则D中液体可以使干燥的红色石蕊试纸变蓝，D正确。]13．为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某同学设计了一套装置(如图甲所示)，有关该实验叙述不正确的是()A．为保证实验效果，反应开始前，稀硝酸可加到与两侧胶塞相平的位置B．利用该装置可控制反应随时停止或继续反应C．生成的气体可利用图乙来收集D．长玻璃管的作用是防止稀硝酸溢出C[反应开始前，稀硝酸加到与两侧胶塞相平的位置，目的是排出U形管中的空气，防止O2干扰实验，A正确；关闭活塞a，反应产生的气体可使铜丝与稀硝酸不接触，反应停止，打开活塞a，稀硝酸与铜丝接触又发生反应，B正确；若用图乙收集NO，应将广口瓶中长导管换成短导管、短导管换成长导管，C错误；关闭活塞a，U形管内压强增大，稀硝酸被压入玻璃管，可防止稀硝酸溢出，D正确。]14．为落实“五水共治”，某工厂模拟综合处理含NHeq\o\al(＋,4)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、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．捕获剂所捕获的气体主要是N2D．处理含NHeq\o\al(＋,4)废水时，发生反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2OBC[工业废气中CO2、SO2可被石灰乳吸收，生成CaCO3、CaSO3，因氢氧化钙过量，则固体1主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3，A正确；由分析可知，气体1中不能被过量石灰乳吸收的气体为N2、NO、CO，将气体1通入气体X，用氢氧化钠溶液处理后得到NaNO2，X可为空气，但不能过量，否则得到硝酸钠，B错误；气体2含有CO、N2，经捕获剂得到N2和CO，所捕获的气体主要是CO，目的是防止污染空气，C错误；NaNO2与含有NHeq\o\al(＋,4)的溶液反应生成无污染气体，该气体为氮气，发生氧化还原反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O，D正确。]15．对于1LH2SO4和HNO3的混合溶液，若H2SO4和HNO3物质的量浓度存在如下关系：c(H2SO4)＋c(HNO3)＝1.2mol/L，则理论上最多能溶解铜的物质的量为()A．0.40mol B．0.45molC．0.72mol D．0.80molC[硝酸与铜反应，生成硝酸铜，硝酸根离子与硫酸提供的氢离子可以继续反应，离子方程式为3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，n(NOeq\o\al(－,3))∶n(H＋)＝1∶4时，二者恰好完全反应，溶解的铜最多。设硫酸的物质的量为xmol，硝酸的物质的量为ymol，则x＋y＝1.2，y∶(2x＋y)＝1∶4，解得x＝0.72mol，y＝0.48mol，故参加反应的铜的最大量n(Cu)＝n(NOeq\o\al(－,3))×eq\f(3,2)＝0.48mol×eq\f(3,2)＝0.72mol。]三、非选择题(本题共5小题，共60分。)16．(10分)某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的橡胶塞，加热c，其目的是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在d中加适量氢氧化钠溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是__________________________________________________________________________________。(3)制取硝酸铜有三种方案：甲方案：反应物为铜和浓硝酸乙方案：反应物为铜和稀硝酸丙方案：反应物为铜、氧气和稀硝酸其中能体现绿色化学理念的最佳方案是________，理由是_______________________________________________________________。[解析]铜与浓硝酸反应生成的二氧化氮为有毒气体，可溶于水中或碱液中，铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮也为有毒气体，不溶于水或碱液，但可与氧气反应生成二氧化氮。制取硝酸铜有关反应的化学方程式：甲方案：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；乙方案：3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；丙方案：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up10(△))2CuO，CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O。由上述化学方程式可知，生成相同质量的硝酸铜，则消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量(或物质的量)不相同，甲方案消耗硝酸最多，乙方案次之，丙方案消耗最少；即生产硝酸铜，丙方案效果最佳，既不造成污染，又能提高硝酸的利用率。[答案](1)检查装置气密性(2)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O反应变缓，气体颜色变淡(3)丙消耗硝酸最少，无污染17．(12分)如图的各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去)，其中常温下A、C、D为无色气体，C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(1)写出下列各物质的化学式。X________，F________，G________。(2)写出下列变化的反应方程式。A→D：________________________________________________________；G→E：_______________________________________________________。(3)实验室里，常用加热________的混合物的方法制取气体C，常采用________________法来收集。[解析]C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则C为氨气；氨气催化氧化生成NO，不同浓度的G可以与铜反应，则G为硝酸，F为NO2；B与NO2反应生成硝酸，则B为H2O；常温下A、C、D为无色气体，能与过氧化钠反应的气体只有CO2(A)，X受热分解生成CO2、H2O、NH3，故X为碳酸的铵盐，即X为NH4HCO3或(NH4)2CO3。[答案](1)NH4HCO3或(NH4)2CO3NO2HNO3(2)2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O23Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)铵盐和碱[或NH4Cl和Ca(OH)2]向下排空气18．(12分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是_______________________________________________________________。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后__________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)装置①中发生反应的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________。(4)装置②的作用是______________________________________________，发生反应的化学方程式是__________________________________________________________________________________________________________。(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)根据装置特点和实验目的知，装置⑤收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应盛放稀硝酸。(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内，防止反应产生的NO气体逸出。(3)Cu与浓硝酸反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O。(4)装置②中盛放蒸馏水，使NO2与H2O反应生成NO。(5)NO通过稀硝酸后，若无红棕色NO2产生，说明稀硝酸不能氧化NO，所以盛放稀硝酸装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置④中盛放的是浓硝酸，若浓硝酸能氧化NO，则装置④液面上方会产生红棕色气体。[答案](1)3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)将NO2转化为NO3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色19．(14分)研究氮及其化合物的性质，可以有效改善人类的生存环境。氮元素化合价—物质类别关系图如下。回答下列问题：(1)在催化剂存在和加热的条件下，物质A生成NO是工业制硝酸的重要反应，该反应的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________；(2)在加热条件下，物质C的浓溶液与碳单质反应，写出该反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________________；(3)实验室中，检验溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)的操作方法是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(4)物质B为红棕色气体，写出该物质与水反应的离子方程式_______________________________________________________________，当反应消耗3.36L(标准状况下)物质B时，转移电子的物质的量为________。(5)将32g铜与140mL一定浓度的C溶液反应，铜完全溶解产生的气体在标准状况下的体积为11.2L。①参加反应的C的物质的量为________；②待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原C溶液的浓度为________mol·L－1；③欲使铜与C反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要通入________molO2。[解析]氮元素化合价以物质类别关系分析，A为氨气，B为二氧化氮，C为硝酸。(1)在催化剂和加热的条件下，物质A生成NO，是氨气的催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化剂),\s\do8(△))4NO＋6H2O。(2)在加热条件下，物质C为硝酸，硝酸的浓溶液与碳单质反应生成二氧化碳、二氧化氮和水，反应的化学方程式为：C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(3)实验室中，检验溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)的操作方法：取少量试液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)。(4)物质B为红棕色气体NO2，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的离子方程式为3NO2＋H2O=2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋NO，反应中氮元素化合价＋4价变化为＋5价和＋2价，3mol二氧化氮参与反应的电子转移总数为2mol，当反应消耗3.36L(标准状况下)物质B时，B的物质的量为eq\f(3.36L,22.4L/mol)＝0.15mol，其转移电子的物质的量为eq\f(0.15mol×2,3)＝0.1mol。(5)①32g铜的物质的量为eq\f(32g,64g/mol)＝0.5mol，标准状况下的体积为11.2L的气体的物质的量为eq\f(11.2L,22.4L/mol)＝0.5mol，根据硝酸铜的化学式，起酸作用的硝酸的物质的量为2×0.5mol＝1mol，根据N原子守恒，作氧化剂的硝酸的物质的量为0.5mol，所以参加反应的硝酸的物质的量为1mol＋0.5mol＝1.5mol。②当钠离子完全转化为硝酸钠时，根据钠原子守恒n(NaOH)＝n(NaNO3)＝0.001aVmol，根据硝酸根离子守恒得，起酸作用的硝酸物质的量为0.001aVmol，根据N原子守恒，作氧化剂的硝酸的物质的量为0.5mol，所以硝酸的物质的量浓度＝eq\f(0.5mol＋0.001aVmol,0.14L)＝eq\f(0.5＋0.001aV,0.14)mol/L。③设混合气体中NO和NO2的物质的量分别为xmol、ymol，则x＋y＝0.5,3x＋y＝0.5×2，解得x＝0.25，y＝0.25。设需要O2的物质的量为zmol，根据电子得失守恒得0.25×3＋0.25×1＋0.5×2＝4z，解得z＝0.5。[答案](1)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up10(催化剂),\s\do8(△))4NO＋6H2O(2)C＋4HNO3(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O(3)取少量试液于试管中，加入氢氧化钠溶液，稍微加热，有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生，证明溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)(4)3NO2＋H2O=2H＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋NO0.1mol(5)①1.5mol②eq\f(0.5＋0.001aV,0.14)③0.520．(12分)已知氮元素及其化合物的转化关系如下图所示，回答下列问题。(1)①～④各步转化中，属于氮的固定的是________(填序号)。(2)实验室常用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气。①该反应的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________________。②干燥氨气不可选用的试剂是________(填字母)。a．浓硫酸b．碱石灰c．NaOH固体(3)工业上用氨气制备NO的化学方程式是_________________________________________________________________________________________。(4)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用以下方法吸收：①水吸收法。结合化学方程式说明用水吸收NO2的缺陷：_________________________