（四川專用）2014屆高考化學總復習 第4章 第4講《氮及其化合物》解析訓練

第四講氮及其化合物一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意)1(2013·綿陽一檢)下列有關硝酸化學性質(zhì)的敘述中，正確的是 ()。A濃、稀硝酸都能使藍色石蕊試紙最終變?yōu)榧t色B硝酸能與Na2CO3反應，但不生成CO2C硝酸可與Na2S反應制得H2S氣體D濃硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黃色解析硝酸是一種具有強氧化性的強酸，并且濃度越大，氧化性越強。濃硝酸可使藍色石蕊試紙先變紅后褪色，故選項A錯；硝酸是一種氧化性酸，可氧化許多還原性物質(zhì)，因此硝酸與Na2S反應不能生成H2S，與Na2CO3反應能生成CO2，所以選項B、C錯；選項D正確。答案D2汽車排放的尾氣中含有NO2，NO2是城市大氣污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2發(fā)生一系列光化學煙霧的循環(huán)反應，從而不斷產(chǎn)生O3，加重空氣污染。反應過程為2NO22NO2O；2NOO22NO2；OO2O3。下列對該反應過程及產(chǎn)物敘述正確的是 ()。ANO2起催化劑作用BNO起催化劑作用CNO2只起氧化劑作用DO3與O2互為同分異構體解析反應過程得O22O，OO2O3，NO2起催化劑作用，反應過程中NO2既作氧化劑又作還原劑，A項正確，B、C項錯誤；O3與O2的相對分子質(zhì)量不相同，不互為同分異構體，互為同素異形體，D項錯誤。答案A3(高考變式題)銨鹽是一類重要的氮的化合物，設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是 ()。A1 mol NH含有的電子數(shù)為11NABNH中N元素的化合價為3，在氧化還原反應中常作氧化劑C0.1 L 3 mol·L1的NH4NO3溶液中氮原子數(shù)等于0.6NAD硫酸銨中既含有離子鍵，又含有共價鍵，而氯化銨中只含有離子鍵解析1個NH中含有10個電子，A錯；NH中N元素的化合價為3價，化合價最低在氧化還原反應中常作還原劑；B錯誤；0.1 L 3 mol·L1的NH4NO3溶液中的氮原子數(shù)為0.6 NA；C正確；銨根離子中，氮與氫原子之間為共價鍵，D錯。答案C4(2013·東北師大附中摸底)把3體積NO2氣體依次通過飽和NaHCO3溶液；濃硫酸；Na2O2后(假設每一步的反應都是充分的)，再用排水法收集殘留氣體，則收集到的氣體是 ()。A1體積NO B1體積NO2和體積O2C.體積O2 D.體積NO解析3體積的NO2通過飽和NaHCO3溶液，發(fā)生的反應有3NO22NaHCO3=2NaNO3H2ONO2CO2，剩余氣體通過濃硫酸后除去H2O，通過Na2O2時發(fā)生反應2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，此時剩余氣體為1體積O2和1體積NO，排水法收集氣體時發(fā)生反應4NO3O22H2O=4HNO3，顯然O2過量，剩余體積O2。答案C5(高考變式題)已知HNO2在低溫下較穩(wěn)定，酸性比醋酸略強，既有氧化性又有還原性，其氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物與溶液pH的關系如下表。pH范圍77產(chǎn)物NONO、N2O、N2中的一種下列有關說法錯誤的是 ()。A堿性條件下，NaNO2與NaClO反應的離子方程式為NOClO=NOClB向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2C向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2D向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氫碘酸，溶液變藍色解析由表中數(shù)據(jù)知，堿性條件下，HNO2可被氧化為NO，而ClO有強氧化性，A對；HNO2的酸性比碳酸強但比硫酸弱，故CO2不能與亞硝酸鹽作用而硫酸能，B錯、C對；酸性條件下，NaNO2有氧化性，而I具有強還原性，NO能將I氧化成I2，D對。答案B6.如圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 mol·L1的硝酸并加熱，待反應結束時，下列微粒在體系中一定大量存在的是 ()。NOFe3HNONO2ABC D解析Fe與濃HNO3反應時，開始生成的還原產(chǎn)物是NO2，并且若鐵少量時，還原產(chǎn)物只有NO2；當鐵過量時，氧化產(chǎn)物是Fe2，當HNO3過量時，氧化產(chǎn)物是Fe3。因產(chǎn)物有硝酸鹽，故溶液中一定還有NO。答案B7(2013·眉山統(tǒng)考)一定體積0.01 mol·L1的稀硝酸恰好能氧化一定質(zhì)量的鐵、鋁混合物，已知兩種金屬均被氧化為最高價態(tài)，還原產(chǎn)物只有NO。若用0.01 mol·L NaOH溶液溶解相同質(zhì)量的該混合物，當反應完全時所需氫氧化鈉溶液的體積是稀硝酸的，則樣品中鐵、鋁的物質(zhì)的量之比為 ()。A23 B13 C14 D53解析設樣品中鐵和鋁的物質(zhì)的量分別為x和y，根據(jù)Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O、Al4HNO3(稀)=Al(NO3)3NO2H2O，反應中消耗HNO3的物質(zhì)的量為4x4y；而2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2中消耗NaOH的物質(zhì)的量為y，即，解得xy14。答案C二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(14分)(2013·珠海模擬)甲、乙、丙均為中學化學常見的氣體單質(zhì)，A、B、C為常見的化合物，已知：A和B都極易溶于水，用兩根玻璃棒分別蘸取A和B的濃溶液后，相互靠近會看到白煙。各物質(zhì)之間存在如圖所示的轉化關系CC溶液請回答下列問題：(1)C溶液顯_性(填“酸”、“堿”或“中”)，理由是_(用離子方程式表示)。(2)乙和甲反應生成A的化學方程式為_。C和氫氧化鈉溶液生成A的離子方程式為_。(3)丙氣體通入1 L氫氧化鈉溶液中恰好完全反應，此時電子轉移為2 mol，則氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為_。(4)常溫下，向含白色沉淀M的濁液中加入氯化鈉固體，M的溶解度將_(填“增大”、“減小”或“不變”)，Ksp(M)將_(填“增大”、“減小”或“不變”)。答案(1)酸NHH2ONH3·H2OH(2)N23H22NH3NHOHNH3H2O(3)4 mol·L1(4)減小不變9(14分)工業(yè)上可用銅屑和濃硝酸為原料制取硝酸銅。在實際生產(chǎn)中，先把銅屑在空氣中灼燒，再跟用等體積水稀釋的濃硝酸反應來制取硝酸銅。請回答下列問題：(1)不宜于用銅屑直接與硝酸反應來制取硝酸銅的原因是_。(2)濃硝酸用等體積水稀釋的目的是_。(3)要得到硝酸銅晶體，應選用_。(4)反應中硝酸表現(xiàn)出_性。解析(1)銅與硝酸直接反應會有氮的氧化物生成，既產(chǎn)生污染，又降低硝酸的利用率；銅屑在空氣中灼燒生成CuO，CuO與HNO3反應沒有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率。(2)濃硝酸易揮發(fā)、不穩(wěn)定，對設備腐蝕嚴重，稀硝酸揮發(fā)性小，且稀硝酸和氧化銅反應同樣生成硝酸銅。(3)由于得到的是硝酸銅溶液，因此要得到晶體需濃縮結晶。(4)硝酸與氧化銅發(fā)生反應生成了硝酸銅和水，沒有化合價變化，因此體現(xiàn)了硝酸的酸性。答案(1)銅與硝酸直接反應會有氮的氧化物生成，既產(chǎn)生污染，又降低硝酸的利用率；銅屑在空氣中灼燒生成CuO，CuO與HNO3反應沒有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率(2)濃硝酸易揮發(fā)、不穩(wěn)定，對設備腐蝕嚴重(3)結晶法(或重結晶法)(4)酸10(15分)(2013·雅安四校聯(lián)考)某同學設計如圖所示裝置用粗鐵粒與某濃度稀硝酸反應制取NO氣體。(1)當打開開關a，關閉開關b時，A中干燥管中觀察到的實驗現(xiàn)象是_，燒杯B中盛的是_溶液。當_時關閉開關a，打開開關b，此時C中用排水法收集NO氣體。當C中收集滿氣體后，關閉開關b，裝置A中觀察到的現(xiàn)象是_。(2)將a mol Fe與含b mol HNO3的稀溶液充分反應后，若硝酸的還原產(chǎn)物只有NO。試討論分析燒杯A中最終溶液中的主要陽離子組成及其物質(zhì)的量，將結果填入下表未完成的空格中。取值范圍最終溶液中的主要陽離子及其物質(zhì)的量a mol Fe3大于小于a mol Fe2解析(1)A裝置利用啟普發(fā)生器原理，F(xiàn)e與稀硝酸反應生成無色的NO氣體，當遇干燥管中的O2時，則轉變成紅棕色的NO2氣體，NO2用堿液吸收。當氣體再變成無色時，說明裝置中的O2已完全反應，則可用排水法收集NO。當關閉b時，A裝置中繼續(xù)產(chǎn)生NO，則會將干燥管中的HNO3壓入燒杯內(nèi)，從而與Fe脫離，反應停止。(2)鐵與HNO3反應，可能生成Fe2，也可能生成Fe3，或二者的混合物。當鐵過量時，反應化學方程式為3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O；當HNO3過量時，反應化學方程式為Fe4HNO=Fe3NO2H2O。時，剛好生成a mol Fe3，HNO3沒有剩余；時，則HNO3過量，仍為a mol Fe3，根據(jù)化學反應方程式，不難得出剩余的HNO3為(b4a)mol。當時，剛好生成a mol Fe2，HNO3沒有剩余。當時，鐵過量，以HNO3計算，b mol HNO3生成Fe2為 mol。當時，可以分段計算，即先按反應化學方程式Fe4HNO=Fe3NO2H2O中HNO3完全反應來計算，然后過量的鐵按Fe2Fe3=3Fe2計算即可。答案(1)氣體由無色逐漸變成紅棕色NaOH氣體又變無色燒杯中液面上升，干燥管中液面下降，固體與溶液脫離(2)取值范圍最終溶液中的主要陽離子及其物質(zhì)的量a mol Fe3，(b4a)mol Ha mol Fe3大于小于mol Fe3，mol Fe2a mol Fe2 mol Fe211.(15分)某化學活動小組想通過如圖所示裝置(夾持裝置已略去)進行實驗，探究Na2O2與NO反應的產(chǎn)物。實驗前，他們查閱有關資料得到如下信息：2NaNO32NaNO2O2；NaNO2為白色粉末狀固體，既有氧化性又有還原性；NaNO2溶液顯弱堿性(原因：強堿弱酸鹽的水解)。實驗開始時，先在A裝置中加入適量的碳酸鈣和足量稀硝酸，待不再有氣體產(chǎn)生時，將銅絲插入稀硝酸中。請回答下列問題：(1)A裝置中放入碳酸鈣的目的是_。(2)裝置B、C中的試劑分別是：B_、C_，E的作用是_。(3)如何檢驗反應中是否有氧氣生成？_。(4)假如Na2O2已反應完全，為確定D中固體產(chǎn)物的成分，甲同學將固體溶于水后，經(jīng)測定發(fā)現(xiàn)溶液顯強堿性，再向溶液中加入酸性高錳酸鉀溶液，紫色褪去。由此現(xiàn)象推斷固體產(chǎn)物中可能含有的物質(zhì)是_(填化學式)。(5)乙同學取適量固體于試管中密閉加熱，發(fā)現(xiàn)白色固體部分變?yōu)榈S色。此現(xiàn)象說明固體中還可能含有的成分是_(填化學式)。根據(jù)以上推測，請寫出Na2O2與NO反應的化學方程式_。解析本題探究NO與過氧化鈉的反應，實驗設計必須考慮如下因素：產(chǎn)生NO時，要除盡裝置中的空氣；裝置必須干燥，防止水與過氧化鈉反應；排盡裝置中的二氧化碳，防止二氧化碳與過氧化鈉反應；采取措施，防止空氣進入裝置。新信息挖掘：反應暗示如果產(chǎn)物中有硝酸鈉，受熱會產(chǎn)生氧氣；信息暗示若D中固體呈黃色，一定有硝酸鈉、亞硝酸鈉以外的物質(zhì)生成；亞硝酸鈉具有還原性，加入強氧化劑如酸性高錳酸鉀溶液，會發(fā)生反應，高錳酸鉀溶液由紅色變成無色。信息暗示亞硝酸鈉溶液呈弱堿性，若產(chǎn)物溶于水呈強堿性，說明有強堿生成。若顯中性，說明沒有亞硝酸鈉生成。由以上分析，若Na2O2已反應完全，D中固體產(chǎn)物溶于水，溶液顯強堿性說明含有Na2O，向溶液中加入酸性MnO4溶液，紫色褪去，說明存在還原性物質(zhì)，即可能有NaNO2，D中白色固體產(chǎn)物密閉加熱部分變?yōu)榈S色，說明其中還有NaNO3,2NaNO32NaNO2O2、生成的O2再次把Na2O氧化為Na2O2而顯淡黃色，由此可知Na2O2與NO反應的產(chǎn)物有NaNO3、NaNO2和Na2O，其反應的化學方程式為：2Na2O22NO=NaNO3NaNO2Na2O答案(1)使碳酸鈣與稀硝酸反應生成CO2，排除裝置中的空氣(2)NaOH溶液濃硫酸防止空氣中的CO2、水蒸氣進入裝置D中，干擾產(chǎn)物的判斷(3)將帶火星的木條放在E裝置的氣體出口處，觀察木條是否復燃，若復燃，則說明有氧氣生成；若不復燃，說明無氧氣產(chǎn)生(4)Na2O、NaNO2(5)NaNO32Na2O22NO=NaNO3NaNO2Na2O