高一化学化学氮及其化合物的专项培优练习题(及答案
一、选择题
1.硝酸钾是一种无氯氮钾复合肥,宜在种植水果、蔬菜、花卉时使用。关于KNO3的说法中,不正确的是()
A.从其阳离子看,属于钾盐B.从其阴离子看,属于硝酸盐
C.它属于纯净物中的无机化合物D.因为含有氧元素,故它属于氧化物
【答案】D
【详解】
A.硝酸钾含有的阳离子为钾离子,则硝酸钾属于钾盐,故A正确;
B.硝酸钾含有的阴离子为硝酸根离子,则硝酸钾属于硝酸盐,故B正确;
C.硝酸钾是由三种元素组成的盐,是纯净的无机化合物,故C正确;
D.氧化物是由两种元素组成,并且一种元素为氧元素的纯净物,硝酸钾是由三种元素组成的盐,不属于氧化物,故D错误;
故选D。
2.有一充有10mL NO和NO2混合气体的试管,倒置于盛有水的水槽中,充分反应后,仍有6mL无色气体,则原混合气体中NO和NO2体积比为( )
A.1∶4B.2∶3C.1∶3D.4∶1
【答案】B
【详解】
设NO的体积为amL,则NO2的体积为(10-a)mL,倒置于盛有水的水槽中,发生3NO2+
H2O=2HNO3+NO,根据反应方程式,生成NO的体积为10a
3
-
mL,充分反应后,6mL气体
为NO,因此有a+10a
3
-
=6,解得a=4,NO和NO2的体积比为4mL:(10-4)mL=4:
6=2:3,答案选B。
3.某些离子的检验及结论一定正确的是()
A.加入氢氧化钠溶液并加热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,一定有NH4+ B.加入稀盐酸产生无色无味气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,则一定有CO32-
C.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加入盐酸沉淀不消失,一定有SO42-
D.某溶液加入稀盐酸酸化的AgNO3产生白色沉淀,则原溶液中一定含有Cl-
【答案】A
【详解】
A. 加入氢氧化钠溶液并加热,产生气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则说明该气体为氨气,推出原溶液中一定有NH4+,A项正确;
B. 原溶液中若含HCO3-,加入稀盐酸后也会产生无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,故原溶液中不一定有CO32-,B项错误;
C. 产生不溶于盐酸的白色沉淀也可能是AgCl,则原溶液中不一定有SO42-,C项错误;
D. 加入盐酸酸化的AgNO3溶液时,则引入了Cl-,故不能证明是原溶液中是否含有Cl-,D 项错误;
答案选A。
4.取三张蓝色石蕊试纸放在玻璃棒上,然后按顺序分别滴加65%的浓HNO3、98.3%的浓H2SO4和新制氯水,三张试纸最后的颜色为
A.红、红、红B.白、黑、白
C.红、黑、红D.红、黑、白
【答案】B
【详解】
硝酸具有强氧化性,将试纸中的有色物质氧化成无色,最后试纸呈现白色;浓硫酸具有脱水性,试纸和其中的有色物质都是有机物,浓硫酸夺取其中的H、O,只剩下黑色的碳,最后试纸呈黑色;新制氯水具有漂白性,将试纸漂白,最后试纸呈白色;即三张试纸最后呈现的颜色依次为白、黑、白;
答案选B。
5.下列叙述与氮的固定无关的是
A.工业合成氨
B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物
C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物
D.电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收【答案】B
【分析】
氮的固定是指将空气中游离态的氮转化为含氮化合物的过程。
【详解】
A.工业合成氨属于氮的固定,属于人工固氮,故A不选;
B.工业上将氨转化为硝酸和其他含氮化合物,属于含氮化合物之间的相互转化,与固氮无关,故选B;
C.豆科植物的根瘤菌把空气中的氮气转化为含氮化合物,属于微生物固氮,故C不选;D.电闪雷鸣的雨天,空气中的氮气会与氧气发生反应生成一氧化氮,属于自然固氮,故D 不选。
答案选B。
6.如图所示,集气瓶内充满某混合气体,将集气瓶置于光亮处,然后挤压胶头滴管使胶头滴管内的水进入集气瓶,发现烧杯中的水会倒吸进入集气瓶,则集气瓶内的混合气体可能是()
CO ①、2O 3NH ②、2O 2NO ③、2O 2N ④、2H
A .①②
B .②④
C .③④
D .②③
【答案】D 【详解】
①一氧化碳与氧气在点燃条件下反应,在光照条件下不反应,且一氧化碳不溶于水,氧
气难溶于水,压强几乎不变化,烧杯中的水不会进入,故①不符合题意;
②氨气和氧气在光照条件下不反应,但氨气易溶于水,将滴管内的水挤入集气瓶后,集气
瓶内压强减小,烧杯中的水进入集气瓶,故②符合题意;
③二氧化氮和氧气与水反应生成硝酸,将滴管内的水挤入集气瓶后,集气瓶内压强减小,
烧杯中的水进入集气瓶,故③符合题意;
④氮气与氢气在催化剂、加热条件下反应,在光照条件下不反应,且氮气与氢气都难溶于
水,压强不变化,烧杯中的水不会进入,故④不符合题意; 答案选D 。
7.下列对NO 、NO 2的描述,不正确的是( ) A .NO 2是红棕色气体,易溶于水,不是酸性氧化物 B .NO 可以用排水法收集,但不能由N 2和O 2直接化合而得到
C .NO 、NO 2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物
D .NO 、NO 2都有毒,且NO 是汽车尾气的有害成分之一 【答案】B 【详解】
A. NO 2是红棕色气体,易溶于水,与水发生反应:3NO 2+ H 2O == 2HNO 3+ NO ,由于反应前后元素的化合价发生了变化,因此NO 2不是酸性氧化物,A 正确;
B. NO 难溶于水,可以用排水法收集,但由于N 2性质稳定,室温下不容易反应,但在放电时可由N 2和O 2直接化合而得到,B 错误;
C .NO 与氧气发生反应会产生NO 2;NO 2溶于水反应产生硝酸和NO ,因此二者在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物,C 正确;
D. NO 、NO 2都有毒,且在汽车发动时,在电火花作用下N 2和O 2化合产生NO ,NO 是汽车尾气的有害成分之一,D 正确; 故选B 。
8.无色的混合气体甲,可能含NO 、CO 2、NO 2、N 2中的几种,将一定量的甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )
A.NO2、N2B.NO、CO2
C.NO2、CO2D.NO、CO2、N2
【答案】B
【详解】
二氧化氮是红棕色的气体,所以无色混合气体甲中一定不存在二氧化氮;二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,通过足量的过氧化钠后气体显红棕色,说明有NO、CO2,排水法收集气体,广口瓶被上升的水注满,说明没有N2,所以甲气体的组成为:NO、CO2,故答案为B。
【点睛】
考查常见气体的检验和性质,把握常见气体的化学性质及气体的溶解性是解题的关键,二氧化氮是红棕色的气体,浓硫酸可以和氨气反应,二氧化碳可以和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,氮气不溶于水,将一定量的甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,说明无氮气。
9.下列关于氨水的叙述正确的是
A.氨水显碱性,是因为氨水是一种弱碱
B.氨水和液氨成分相同
C.氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(除水外)
D.氨水中共有五种粒子
【答案】C
【详解】
A.氨水显碱,但氨水是混合物,所以一水合氨是弱碱,选项A错误;
B.氨水是混合物和液氨是纯净物,所以两者成分不相同,选项B错误;
C.氨水中有氨分子、水分子和一水合氨分子,除水外物质的量浓度最大的粒子是
NH3?H2O,选项C正确;
D.氨水有中性分子:氨分子、水分子和一水合氨分子和离子有铵根离子、氢离子和氢氧根离子,共六种粒子,选项D错误;
答案选C。
10.关于氮肥的说法正确的是()
A.硫铵与石灰混用肥效增强
B.所有铵态氮肥中,氮元素化合价都是 3 价
C.使用碳铵应深施盖土
D.尿素属于氨态氮肥
【答案】C
【详解】
A. 将硫酸铵与碱性物质熟石灰混合施用时会放出氨气而降低肥效,故A错误;
B.铵态氮肥中,氮元素化合价在铵根离子中是 3 价,如果含有硝酸根离子是+5价,如硝酸铵,故B错误;
C. 碳酸氢铵受热容易分解,易溶于水,使用碳铵应深施盖土,避免肥效损失,故C正确;
D. 尿素属于有机氮肥,不属于铵态氮肥,故D错误。
故选C。
11.许多装有化学物质的瓶子上贴有危险警告标志,下面是一些危险警告标志,其中标志贴错的是( )
选项A B C D
物质浓硝酸汽油纯碱氯酸钾
危险警
告标志
【答案】C
【详解】
A.浓硝酸有腐蚀性,是腐蚀品,故A正确;
B.汽油易燃烧,是易燃液体,故B正确;
C.纯碱属于盐,可用于食品加工,不是剧毒品,故C错误;
D.氯酸钾有强氧化性,易爆炸,是爆炸品,故D正确;
答案选C。
12.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用如图表示,下列关于海洋氮循环的说法中,正确的是()
A.海洋中不存在游离态的氮
B.②中的含氮物质转化属于氮的固定
C .④中的含氮物质转化属于氮的还原
D .向海洋中排放含NO 3-的废水不会影响NH 4+的含量 【答案】B 【详解】
A.根据图像,海水中存在氮气,A 错误;
B. ②中氮气转化为+
4NH 含氮化合物,属于氮的固定,B 正确;
C. ④中+
4NH 转化为-2NO 或2N O ,化合价升高,属于氮的氧化反应,C 错误; D.根据图像,-3NO 能转化为-2NO ,-2NO 转为氮气,氮气转化为+
4NH ,故向海水中排放
-3NO 会造成+4NH 浓度增大,D 错误;
故答案选B 。
13.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
a(干燥气体) b(液体)
A . 2NO 水
B . 2SO
4mol/LNaHSO 3溶液 C . Cl 2
饱和NaCl 水溶液 D .
3NH
1mol/L 盐酸
A .A
B .B
C .C
D .D
【答案】D
【详解】
A.二氧化氮与水反应生成硝酸和NO,所以不能充满烧瓶,故A不选;
B.二氧化硫和亚硫酸氢钠不反应,而且在亚硫酸氢钠中的溶解度极小,所以不能呈喷泉状喷出,故B不选;
C.氯气不溶于饱和食盐水,不能形成压强差,不能形成喷泉,故C不选;
D.氨气既能与盐酸反应生成氯化铵,又极易溶于水,导致烧瓶内的压强迅速减小,且反应后无气体剩余,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出且最终几乎充满烧瓶,故D选;
答案选D。
14.下列说法正确的是( )
A.某盐溶液与NaOH溶液共热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,说明原溶液中存在+
NH
4
B.某溶液中加入硝酸银溶液时,产生白色沉淀,说明原溶液中含有Cl-
C.用铂丝蘸取某溶液在酒精灯上灼烧时,火焰呈黄色,说明原溶液中一定含有NaCl
SO
D.某溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀,说明原溶液中有2-
4
【答案】A
【详解】
A.产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,说明产生碱性气体氨气,则原溶液中存在铵根,故A正确;
B.白色沉淀也可能为硫酸银,所以原溶液中不一定含有氯离子,故B错误;
C.火焰呈黄色说明含有钠元素,但不一定是NaCl,也可能是NaOH、NaBr等,故C错误;
D.白色沉淀也可能是氯化银、碳酸钡,所以原溶液中不一定有硫酸根,故D错误;
综上所述答案为A。
15.在一定条件下,将 6 体积的 NO2(不考虑 NO2转化为 N2O4)和一定体积的 NO 置于试管中,并将试管倒置于盛有水的水槽中,待试管内液面不变后再通入 4.5 体积的 O2 充分反应后,剩余 1.5 体积气体,则原 NO 体积可能为( )
①3 体积②4 体积③5 体积④5.5 体积⑤2 体积
A.①③B.①⑤C.④ 或⑤D.② 或③
【答案】C
【分析】
根据4NO2+O2+2H2O═4HNO3、4NO+3O2+2H2O═4HNO3,剩余1.5体积气体,可能为NO,也可能为氧气,以此来计算。
【详解】
23
2
2=4HNO 4NO +O +2H O 416 1.5
则一定体积的NO 和3体积的氧气发生4NO+3O 2+2H 2O ═4HNO 3,①若剩余气体为NO ,则由反应可知,消耗NO 为4体积,则原NO 的体积为1.5+4=5.5体积;
②若剩余气体为氧气,则4NO+3O 2+2H 2O ═4HNO 3中反应的氧气为1.5体积,则原NO 的体积为
1.54
3
=2体积,故选C 。
16.下列说法中正确的是( )
A .某溶液加入AgNO 3溶液产生了白色沉淀,证明该溶液中一定含有Cl —
B .某溶液加入BaCl 2溶液产生白色沉淀,再加入稀HNO 3,沉淀不消失,证明原溶液中一定存在SO 42—
C .某化合物在焰色反应实验中出现黄色的火焰,则该化合物一定是钠盐
D .某溶液与NaOH 溶液共热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,说明原溶液中存在NH 4+ 【答案】D 【详解】
A 选项,某溶液加入AgNO 3溶液产生了白色沉淀,该溶液中可能含有Cl -、CO 32-、SO 42-等,故A 错误;
B 选项,某溶液加入BaCl 2溶液产生白色沉淀,再加入稀HNO 3,沉淀不消失,该溶液中可能含Ag +、SO 32-、SiO 32-、SO 42-等;故B 错误;
C 选项,某化合物在焰色反应实验中出现黄色的火焰,则该化合物一定含钠元素,但不能说一定是钠盐,故C 错误;
D 选项,某溶液与NaOH 溶液共热,产生使湿润红色石蕊试纸变蓝气体,能使湿润的蓝色石蕊试纸变蓝的气体在高中化学里只有氨气,所以说明原溶液中存在NH 4+,故D 正确; 综上所述,答案为D 。
17.随着我国汽车年销量的大幅增加,环境受到了很大的污染。汽车尾气处理装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是( )
A .NO 和O 2必须在催化剂表面才能反应
B .总反应中NO 为氧化剂,N 2为氧化产物
C .汽车尾气的主要污染成分包括CO 、NO 和N 2
D .图中反应的总化学方程式为2222NO+O +4CO
4CO +N 催化剂
【答案】D 【详解】
A .NO 与O 2在常温下就可以发生反应,A 项错误;
B .反应中NO 、O 2均为氧化剂,CO 为还原剂,N 2为还原产物,B 项错误;
C .N 2不是污染成分,C 项错误;
D .由图看出图中反应的总化学方程式为2222NO+O +4CO 4CO +N 催化剂
,D 正确;
故选D 。
18.下列有关浓硫酸的说法正确的是
A .若大量浓硫酸洒在皮肤上应立即用纱布拭去,再用大量水冲洗
B .稀释时要将水沿器壁慢慢倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
C .欲除去NH 3中的H 2O ,可让混合气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶
D .浓硫酸不分解、不挥发,所以能敞口放置在空气中质量不会发生变化 【答案】A 【详解】
A .浓硫酸具有强腐蚀性,溶于水放出大量的热,当不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用布拭去,再用大量水冲洗后涂上稀碳酸氢钠溶液,故A 正确;
B .稀释浓硫酸时,要将浓硫酸沿器壁慢慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使热量散发出去,故B 错误;
C .浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体,但氨气能与酸反应,不能用浓硫酸除去氨气中的水蒸气,故C 错误;
D .浓硫酸不分解、不挥发,但浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中的水蒸气,敞口放置在空气中,浓硫酸质量会增加,故D 错误; 故选A 。
19.向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是
A.A B.B C.C D.D 【答案】B
【详解】
A.白色沉淀可能为AgCl、BaSO3、BaCO3等,不能说明原溶液中有SO2-
4,检验SO2-
4
,应先
加盐酸无现象,后加氯化钡生成白色沉淀,故A错误;
B.白色沉淀为AgCl,不溶于硝酸,则沉淀不溶解,说明原溶液中有Cl?,故B正确;C.观察K元素的焰色反应,需要透过蓝色的钴玻璃观察,则由现象可知,原溶液中有
Na+,不能确定是否有K+,故C错误;
D.若含+
4
NH,滴加稀的NaOH溶液,且没有加热,不能生成氨气,则实验操作不合理,不能检验铵根离子,故D错误;
答案选B。
20.实验室用右图装置干燥、收集某气体R,则R可能是
A.SO2B.NH3
C.HCl D.Cl2
【答案】B
【详解】
A.二氧化硫能和碱石灰反应,不能用碱石灰干燥,故A错误;
B.氨气为碱性气体,不能和碱石灰反应,能用碱石灰干燥,氨气的密度小于空气,可用向下排空气法收集,故B正确;
C.氯化氢能和碱石灰反应,不能用碱石灰干燥,故C错误;
D.氯气能和碱石灰反应,不能用碱石灰干燥,故D错误;
故选B。
21.同温、同压下,在3支体积相同的试管中分别充有体积比为1:1的两种气体组成的混合气体,它们是:①NO、NO2;②NO2、O2;③NH3、N2。现将3支试管均倒置于水槽中,充分反应后,试管中剩余气体的体积大小关系正确的是( )
A.①>②>③B.①>③>②C.②>③>①D.③=①>②
【答案】B
【详解】
假设气体体积为0.5V和0.5V,则:
①NO、NO2中,发生3NO2+H2O=2HNO3+NO,0.5VNO2的反应生成0.5V
3
的NO,NO与水不
反应,则剩余气体体积为0.5V+0.5V
3
;
②NO2、O2中,发生4NO2+O2+2H2O=4HNO3,0.5VNO2的反应消耗0.125V的氧气,则剩余
气体体积为0.375V;
③NH3、N2中氨气易溶于水,而氮气不溶于水,则剩余气体体积为0.5V;
综上所述,剩余气体体积由大到小的顺序为①>③>②,答案为B。
22.下列是对某溶液进行离子检测的方法和结论,其中正确的是( )
A.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液
-
B.加入足量的 BaCl2溶液,产生白色溶液,则溶液中一定含有大量的 SO2
4
C.加入 NaOH 溶液后加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中一定含有大量
+
的 NH
4
D.先加入适量的盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有大量的 Cl-
【答案】C
【详解】
A.焰色反应,火焰呈黄色,可知一定含钠元素,则可能为NaOH溶液或钠盐溶液,A错误;
B.向某溶液中滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,该白色沉淀可能是氯化银,再滴加稀盐酸,沉淀也不溶解,则原溶液可能含有Ag+,B错误;
C.加入NaOH溶液后加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体是NH3,说明则
+,C正确;
溶液中一定含有大量的NH
4
D.加入稀盐酸酸化,引入Cl-,干扰其检验,应加硝酸酸化,D错误;
答案选C。
【点睛】
把握离子的检验方法、试剂及现象与结论为解答的关键,注意检验应排除干扰离子。本题的易错点为A,焰色反应是元素的性质,因此火焰呈黄色,只能说明该溶液一定含有钠元素。
23.下列关于实验事故或药品的处理方法中,正确的是( )
A.少量浓硫酸沾在皮肤上,立即用大量氢氧化钠溶液冲洗
B.浓硝酸见光受热易分解,应用带磨口玻璃塞的棕色细口瓶保存
C.不慎洒出的酒精在桌上着火时,应立即用大量水扑灭
D.金属钠着火时,可立即用沾水的毛巾覆盖
【答案】B
【详解】
A.浓硫酸溅到手上,应用干抹布擦去,冲洗后涂上碳酸氢钠溶液,不能用氢氧化钠溶液中和,因为氢氧化钠溶液也有很强的腐蚀性,故A错误;
B.浓硝酸见光受热易分解,应用带磨口玻璃塞的棕色细口瓶保存,故B正确;
C.少量酒精洒在桌上并燃烧起来,应该立即用湿抹布扑盖,由于酒精密度小于水,则不能
够用大量水扑灭,故C 错误;
D .钠着火生成过氧化钠,与二氧化碳、水都反应,则不能用二氧化碳、水灭火,加入沙土可掩盖钠,隔绝空气,可起到灭火的作用,故D 错误; 故选B 。
24.关于某溶液所含离子检验的方法和结论正确的是( )
A .加入2BaCl 溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸沉淀不溶解,则原溶液一定有2-
4SO B .加入3AgNO 溶液有白色沉淀生成,加稀盐酸沉淀不消失,则原溶液一定有-Cl C .加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则原溶液中可能有2-3CO 或-
3HCO D .加入NaOH 溶液并加热,产生使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体,则原溶液中一定含
+4NH
【答案】C 【详解】
A .加入2BaCl 溶液,有白色沉淀生成,再加稀盐酸沉淀不溶解,该沉淀可能是氯化银或硫酸钡,则原溶液可能有2-
4SO 或Ag +,故A 错误;
B .加入3AgNO 溶液有白色沉淀生成,加稀盐酸沉淀不消失,加入的盐酸中含有-Cl ,会导致生成氯化银白色沉淀,则不能确定原溶液一定有-Cl ,故B 错误;
C .加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体可能是二氧化碳或二氧化硫,则原溶液中可能有2-3CO 、-3HCO 、2-3SO 或-
3HSO ,故C 正确;
D .氨气是碱性气体,能使湿润的红色的石蕊试纸变蓝,而与湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体;加入NaOH 溶液并加热,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则原溶液中一定含+
4NH ,故D 错误; 答案选C 。
25.将NH 4HCO 3在试管中加热,使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠的干燥管、足量浓硫酸的洗气瓶,最后得到的气体是( ) A .NH 3 B .O 2
C .H 2O
D .CO 2
【答案】B 【分析】
NH 4HCO 3受热分解生成NH 3、H 2O 、CO 2, 【详解】
NH 4HCO 3受热分解生成NH 3、H 2O 、CO 2,通过过氧化钠,H 2O 、CO 2转化成O 2,再通过足量浓硫酸,NH 3被吸收,只剩下O 2,B 正确; 答案选B 。 【点睛】
浓硫酸除了能吸收水蒸气,还能吸收碱性气体。
二、非选择题
26.硝酸是氧化性酸,其本质是NO 3-
有氧化性,某课外实验小组进行了下列有关NO 3-
氧化性的探究(实验均在通风橱中完成)。
实验装置
编号
溶液X
实验现象
实验Ⅰ 6mol·L -1稀硝酸
电流计指针向右偏转,铜片表面产生无色气体,在液面上方变为红棕色。
实验Ⅱ
15mol·L -1浓硝酸
电流计指针先向右偏转,很快又偏向左
边,铝片和铜片表面产生红棕色气体,溶液变为绿色。
⑴写出铜与稀硝酸反应的离子方程式_____。
⑵实验Ⅰ中,铝片作_____(填“正”或“负”)极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是_____。
⑶实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是______。
查阅资料:活泼金属与1mol·L -1稀硝酸反应有H 2和NH 4+生成,NH 4+
生成的原理是产生H 2的过程中NO 3-
被还原。
⑷用如图装置进行实验Ⅲ:溶液X 为1mol·
L -1稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏转。反应后的溶液中含NH 4+
。生成NH 4+
的电极发生的反应是_____(填“氧化反应”或“还原反应”)。
⑸进一步探究碱性条件下NO 3-
的氧化性,进行实验Ⅳ(如图):
①观察到A 中有NH 3生成,B 中无明显现象。A 、B 产生不同现象的原因是_____。 ②A 中生成NH 3的离子方程式是______。
⑹将铝粉加入到NaNO 3溶液中无明显现象,结合实验Ⅲ和Ⅳ说明理由______。 【答案】3Cu +23NO -
+8H += 3Cu 2++2NO ↑ +4H 2O 负 2NO +O 2 = 2NO 2 开始时右边为正极,左边为负极,后来Al 在浓硝酸中发生钝化,因此Al 为正极,铜为负极,因此电流
表指针向左边偏转 还原反应 铝与NaOH 溶液反应产生氢气的过程中可将3NO -
还原为NH 3,而镁不与NaOH 溶液反应 8Al + 5OH - +2H 2O + 33NO -= 3NH 3↑+82AlO -
铝在中性的硝酸钠溶液中没有氢气生成,3NO -
不能被还原,因此无明显现象 【分析】
硝酸是氧化性酸,其本质是3NO -
有氧化性,稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO 和水,因此实验Ⅰ左边为正极,右边为负极,Al 与浓硝酸发生钝化,因此实验Ⅱ中铜为负极,Al 为正极,根据资料1 mol ?L ?1稀硝酸反应,化合价降低到-3价变为4NH +
,通过对比实验分析得到Al 在NaOH 溶液、NaNO 3溶液反应主要是Al 与NaOH 溶液反应生成氢气,在生成H 2的过程中3NO -
被还原,最终变为氨气,镁不与NaOH 溶液反应。 【详解】
⑴铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,其离子方程式3Cu +23NO -
+8H += 3Cu 2++2NO ↑ +4H 2O ;故答案为:3Cu +23NO -
+8H += 3Cu 2++2NO ↑ +4H 2O 。
⑵实验Ⅰ中,铜片表面产生无色气体,液面上方变为红棕色,说明硝酸根得到电子,铜为正极,铝片作负极。液面上方产生红棕色气体是一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,其化学方程式是2NO +O 2 = 2NO 2;故答案为:负;2NO +O 2 = 2NO 2。
⑶实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是开始时右边为正极,左边为负极,后来Al 在浓硝酸中发生钝化,因此Al 为正极,铜为负极,因此电流表指针向左边偏转;故答案为:开始时右边为正极,左边为负极,后来Al 在浓硝酸中发生钝化,因此Al 为正极,铜为负极,因此电流表指针向左边偏转。
⑷用如图装置进行实验Ⅲ:溶液X 为1 mol ?L ?1稀硝酸溶液,观察到电流计指针向右偏转,反应后的溶液中含NH 4+;3NO -化合价降低得到电子生成4NH +,因此生成4NH +
的电极发生的反应是还原反应;故答案为:还原反应。
⑸①观察到A 中有NH 3生成,B 中无明显现象。根据资料4NH +
生成的原理是产生H 2的过程中3NO -被还原,铝与NaOH 溶液反应产生氢气的过程中可将3NO -
还原为NH 3,而镁不与NaOH 溶液反应;故答案为:铝与NaOH 溶液反应产生氢气的过程中可将3NO -
还原为NH 3,而镁不与NaOH 溶液反应。
②A 中生成NH 3的离子方程式是8Al +5OH -+2H 2O + 33NO -= 3NH 3↑+82AlO -
;故答案为:8Al + 5OH - +2H 2O + 33NO -
= 3NH 3↑+82AlO -
。
⑹将铝粉加入到NaNO 3溶液中无明显现象,结合实验Ⅲ和Ⅳ说明铝在中性的硝酸钠溶液中没有氢气生成,3NO -
不能被还原,因此无明显现象;故答案为:铝在中性的硝酸钠溶液中没有氢气生成,3NO -不能被还原,因此无明显现象。 【点睛】
化学实验是常考题型,探究型实验是考试终点,也是难点,主要考查学生动手实验操作、再实验过程中生成的新的现象、得到新的结论怎么分析及解释新的现象。
27.实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O,试回答:
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)] 时,请用下图所列仪器设计一个简单的实验方案。
(2)①请写出用下图装置制备氨气的化学反应方程式___________________。
②仪器连接的顺序为(用字母编号表示,仪器可重复使用) ______________________,(d)中浓硫酸的作用是___________,实验完毕时观察到(a)中的现象是______________________。
③列出计算Cu的相对原子质量的表达式:______________________。
(2)有同学认为NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知Cu2O是红色粉末,在酸性溶液中,Cu+能自身发生氧化还原反应生成Cu2+和Cu。
①若CuO未完全分解,则所测定的Cu的相对原子质量会______________(偏大或偏小)。
②请设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O________________。
(3)在解决了问题(2)后,又有同学提出:Cu2O与CuO的热稳定性哪个更强?于是他们进行了如下实验:取0.98 g Cu(OH)2固体,加热到80℃~100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末B。如下图所示:
据此可推得A为__________,且AB段发生的反应为_________________,
由此得到的热稳定性的结论是____________________。
【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2 +2NH3↑+ 2H2O bcacd 吸收未反应的氨气;防止空气
中水分进入固体由黑色转变为红色
()
()
2
18m CuO
m H O
-16 偏大取少量样品于试管中,加
入稀H2SO4,充分振荡,若溶液变成蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之,则没有Cu2O
CuO 4CuO2Cu2O+O2↑ CuO热稳定性不如Cu2O
【分析】
(1)①NH4Cl与Ca(OH)2混合加热,发生复分解反应产生NH3,据此书写方程式;
②根据题给要求要测量氧化铜和水的质量,考虑到氨气可以和浓硫酸反应,但是不和碱石灰反应,所以应该用碱石灰来吸收NH3中的水蒸气,而用浓硫酸来吸收氨气,同时要注意防止空气中的水对实验的干扰,根据CuO及反应产生的Cu的颜色变化分析实验现象;
③根据水和氧化铜的质量结合化学方程式2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O进行计算,即可求出铜的相对原子质量;
(2)①根据(1)中③计算的结果,分析实验误差;
②根据Cu2O与酸混合发生歧化反应分析判断;
(3)先计算0.98 g Cu(OH)2固体的物质的量,利用Cu元素守恒,结合80℃~100℃时,得到黑色固体粉末的质量确定物质成分,再根据B的质量,利用元素守恒确定其成分,从而可判断比较物质稳定性的强弱。
【详解】
(1)①在实验室中用NH4Cl与Ca(OH)2混合加热制取氨气,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2 +2NH3↑+ 2H2O;
②根据题给要求来测量氧化铜和水的质量,考虑到氨气可以和浓硫酸反应,但不和碱石灰反应,所以应该用碱石灰来吸收水,用浓硫酸来吸收氨气,由于在制取氨气的过程中会产生水,所以应该先对b装置反应产生的氨气进行干燥,即选择c装置,然后进行实验,最后为了防止氨气污染空气,所以要用浓硫酸来处理尾气,即正确的操作顺序为:
b→c→a→c→d;d中浓硫酸的作用是吸收产生的多余NH3,同时防止空气中H2O进入(c)中影响结果;实验完毕时观察到(a)中的现象是固体粉末由黑色变为红色;
③设铜的相对原子质量为x,2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O,根据方程式中物质转化关系可知:CuO与H2O的质量比为[3×(x+16)]:54,则m(CuO)产生H2O质量为m(H2O),可得比例
式:
()
()()
2
3x1654
m CuO m H O
+
=,解得x=
()
()
2
18m CuO
m H O
-16;
(2)①如果氧化铜没有完全被还原为Cu单质,则会m(H2O)偏小,最终导致结算结果偏大;
②Cu2O是红色粉末,在酸性溶液中,Cu+能自身发生氧化还原反应生成Cu2+和Cu,所以检验该红色物质中是否含有Cu2O,方法是:取少量样品于试管中,加入稀H2SO4,充分振荡,若溶液变成蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之,则没有Cu2O;
(3)0.98 g Cu(OH)2固体的物质的量n[Cu(OH)2]=m0.98g
M98g/mol
==0.01 mol,根据Cu元素守
恒,可知其中0.01 mol Cu(OH)2固体中含有Cu物质的量是0.01 mol,Cu的质量为
m(Cu)=0.01 mol×64 g/mol=0.64 g,则固体A中含有O的质量为m(O)=0.80 g-0.64 g=0.16 g,
n(O)
m0.16g
M16g/mol
===0.01 mol,n(Cu):n(O)=1:1,所以A化学式为CuO;继续加热到
1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末B,固体质量变为0.72 g,其中O原子的质量
m (O)=0.72 g-0.64 g=0.08 g ,n (O)m 0.08g M 16g /mol
=
==0.005 mol ,n (Cu):n (O)=0.01 mol :0.005 mol=2:1,则B 化学式为Cu 2O ,因此AB 段发生的反应为:4CuO 2Cu 2O+O 2↑,CuO
加热至1000℃以上分解变为Cu 2O ,说明物质的稳定性:CuO <Cu 2O 。
【点睛】
本题考查了元素相对原子质量的测定实验及物质成分的判断,注意把握反应原理和实验过程以及实验装置是解题的关键,侧重考查学生对基础知识的应用能力和实验探究能力及分析、判断能力。
28.高氯酸铵(44NH ClO )是复合火箭推进剂的重要成分。通过如图所示的装置及实验步骤可以测定某高氯酸铵样品的纯度。 步骤1:检查装置气密性。
步骤2:准确称取样品0.2500g 于蒸馏烧瓶中,加入约150mL 水溶解。
步骤3:准确量取1
2440.00mL 0.1000mol L H SO -?溶液于锥形瓶中。
步骤4:经仪器A 向蒸馏瓶中加入1
20mL 3mol L NaOH -?溶液。 步骤5:加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约100mL 溶液。
步骤6:用新煮沸过的水冲洗冷凝装置2~3次,洗涤液并入锥形瓶中。
步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用-1
0.2000mol L NaOH 标准溶液滴定至终点,消耗NaOH 标准溶液30.00mL 。 步骤8:将实验步骤1~7重复2次。
(1)仪器A 的名称是______________。
(2)计算样品中高氯酸铵的质量分数_________(写出计算过程,已知杂质不参与反应)。
【答案】分液漏斗 13
n(NaOH)0.2000mol L 30.0010L 0.006mol --=???=
由关系式“242 NaOH H SO ~”可知, 过量的24H SO 的物质的量为:()241
n H SO =0.006mol=0.003mol 2
? 与3NH 反应的24H SO 的物质的量为:
()1324n H SO 0.1000 mol L 40.0010L 0.003 mol 0.001mol ???-﹣=-=
由关系式“3242 NH H SO ~”可知,
()3n NH 20.001mol 0.002 mol ==? ()()443n NH ClO n NH 0.002 mol ==
()144m NH ClO 0.002 mol 117.5g mol 0.235g ??-==
则样品中44NH ClO 的质量分数为:44ωNH ClO 0.235g 0.2500g 10()0%94%==÷? 【详解】
(1)如图所示,仪器A 为分液漏斗;
(2)13
n(NaOH)0.2000mol L 30.0010L 0.006mol --=???=
由关系式“242 NaOH H SO ~”可知, 过量的24H SO 的物质的量为:()241
n H SO =0.006mol=0.003mol 2
? 与3NH 反应的24H SO 的物质的量为:
()1324n H SO 0.1000 mol L 40.0010L 0.003 mol 0.001mol ???-﹣=-=
由关系式“3242 NH H SO ~”可知,
()3n NH 20.001mol 0.002 mol ==?
()()443n NH ClO n NH 0.002 mol ==
()144m NH ClO 0.002 mol 117.5g mol 0.235g ??-==
则样品中44NH ClO 的质量分数为:44ωNH ClO 0.235g 0.2500g 10()0%94%==÷?
29.如图为某学习兴趣小组对Cu 与稀硝酸反应的改进实验装置图:
(1)按如图组装好仪器,检查气密性后,装药品,实验时,先关闭a ,打开b ,将装置B 下移,使之与稀硝酸接触产生气体,当______(填实验现象),立刻将之上提,并关闭b ,这样操作的目的为______。
(2)将铜丝下移,使之与稀硝酸接触,A 中现象是______,稍后将铜丝上拉,使之与稀硝酸分离;打开a ,挤压E ,使少量空气进入A 中,A 中现象是______。
(3)打开b ,交替挤压E 和F ,至装置内氮氧化物气体被氢氧化钠溶液充分吸收,写出NO 2气体与氢氧化钠溶液充分反应的离子方程式:______。
【答案】C 处产生白色沉淀时 排出装置A 内的空气,防止对生成NO 的实验影响 溶液由无色变成蓝色且有无色气泡冒出 气体变红棕色 2NO 2+2OH -=NO 3-+NO 2-+H 2O
【分析】
(1)铜与稀硝酸反应生成一氧化氮气体能与空气中的氧气反应生成二氧化氮,反应前需赶尽装置A中的空气;
(2)铜与稀硝酸反应生成无色一氧化氮气体,并生成蓝色硝酸铜溶液,一氧化氮气体能与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮;
(3)NO2气体与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水。
【详解】
(1)铜与稀硝酸反应生成一氧化氮气体,一氧化氮气体能与空气中的氧气反应生成二氧化氮,因此反应前需赶尽装置A中的空气,防止干扰试验,用二氧化碳排尽空气,所以C处产生白色沉淀时,说明装置A内空气已经排尽;
(2)铜与稀硝酸反应生成无色一氧化氮气体,并生成蓝色硝酸铜溶液,所以A中的现象为溶液由无色变为蓝色且有无色气泡冒出,打开a,挤压E,使少量空气进入A中,A中的一氧化氮会与氧气反应生成红棕色气体,所以A中气体变红棕色;
(3)NO2气体与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,方程式为:
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,离子方程式:2NO2+2OH-=NO3-+NO2-+H2O。
30.某同学利用下列实验装置图探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验(假设药品足量),请回答下列问题:
(1)实验室用金属铜和稀硝酸制取NO气体的离子方程式为_______________________。
(2)实验开始时,该同学进行了如下的操作步骤,正确的顺序是__________(填选项序号)
①打开活塞与止水夹
②U形管右侧酸液与铜丝分离后,打开活塞
③检查气密性,组装好其它部分仪器
④从长颈漏斗往U形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平
⑤关闭活塞与止水夹
(3)第(2)题中操作④的目的是________________________________________。
(4)上述实验过程中长颈漏斗所起的作用是______________________________。
(5)能证明稀硝酸与铜反应还原产物是NO气体的实验现象是_____________(填选项字母)。原因是____________________________(用化学方程式表示)。
A.U形管右侧中收集到无色气体
B.U形管右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色
C.U形管中溶液颜色变成蓝色
【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O ③①④⑤②将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出 B 2NO+O2=2NO2
【分析】
(1)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水;
(2)该实验为探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体,所以连接装置后先进行检查气密性,原理是利用活塞与止水夹构成封闭体系,根据装置内外的压强差形成水柱或气泡判断,然后进行反应,实验要验证铜与稀硝酸反应的还原产物是NO而不是NO2,生成的气体不能与空气接触,应先打开活塞再从右侧加稀硝酸,排尽装置内的空气,据此分析操作步骤;
(3)装置中残留空气,反应产物一氧化氮易与空气中的氧气反应,需用反应产生的气体赶走装置中的空气;
(4)长颈漏斗球形部分空间较大,能起缓冲作用,接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出;
(5)NO是无色气体,NO遇空气中氧气生成NO2气体,NO2是红棕色的气体,稀硝酸与Cu反应生成NO气体,右侧压强增大,右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色,说明还原产物是NO。
【详解】
(1)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,反应离子方程式为3Cu+8H++2NO3-
=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)该实验为探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮气体,所以连接装置后先进行检查气密性(③),然后打开活塞与止水夹(①),从长颈漏斗往U形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平(④),铜和稀硝酸反应,将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰,关闭活塞与止水夹(⑤),U形管右侧酸液与铜丝分离后,打开活塞(②),反应结束,所以操作步骤为:③①④⑤②;
(3)装置中残留空气,反应产物一氧化氮易与空气中的氧气反应,操作④从长颈漏斗往U 形管中注入稀硝酸至与橡皮塞下端齐平,铜和稀硝酸反应生成一氧化氮,将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2对气体产物的观察产生干扰;
(4)该实验铜和稀硝酸反应,生成的NO是无色难溶于水的气体,装置内压强增大,用长颈漏斗能接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出,
故答案为:接收被气体压出U形管的液体,防止稀硝酸溢出;
(5)NO是无色难溶于水的气体,若稀硝酸与Cu反应生成NO气体,右侧压强增大,右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气,NO遇空气中氧气反应2NO+O2=2NO2,生成红棕色的NO2气体,所以U形管右侧产生的无色气体进入圆底烧瓶后接触空气变为红棕色,能证明稀硝酸与铜反应还原产物是NO,
故答案为:B;2NO+O2=2NO2。