2024版新教材高考化学复习特训卷课练11氮及其化合物
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练
1.下列关于氮及其化合物的说法,不正确的是( )
A.在日光照射下,二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧
B.氨水可作化肥,氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素
C.硝酸不稳定,在常温下见光或受热会发生分解
D.亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀
2.[2023·广东揭阳一模]下列实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作
现象
结论
A
试管中盛有硝酸铜溶液,底部有少量铜,向其中加入稀硫酸
铜粉逐渐溶解
铜可与稀硫酸反应
B
将浓硫酸滴到蔗糖表面
固体变黑膨胀,有刺激性气味气体产生
浓硫酸有脱水性和强氧化性
C
铝箔插入稀硝酸中
无明显现象
铝箔被钝化
D
向溶液X中滴加NaOH稀溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
溶液X
中不含
NH
3.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下图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是( )
A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循环属于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D.向海洋排放含NO的废水,会影响海洋中NH的含量
4.一定温度下,探究铜与稀HNO3反应过程如下:
下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中生成无色气体的离子方程式是3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O
B.步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快的原因是NO2溶于水,使c(HNO3)增大
C.由实验可知,NO2对该反应具有催化作用
D.当活塞不再移动时,再抽入空气,铜可以继续溶解
练
5.[2022·北京卷,12]某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。
已知:2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0
下列说法不正确的是( )
A.温度升高时不利于NO2吸附
B.多孔材料“固定”N2O4,促进2NO2⇌N2O4平衡正向移动
C.转化为HNO3的反应是2N2O4+O2+2H2O===4HNO3
D.每获得0.4 mol HNO3时,转移电子的数目为6.02×1022
6.[2022·江苏卷,8]氮及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是( )
A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3
B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl
C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3
D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”
7.[2022·北京卷,10]利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象不能证明a中产物生成的是( )
a中反应
b中检测试剂及现象
A
浓HNO3分解生成NO2
淀粉KI溶液变蓝
B
Cu与浓H2SO4生成SO2
品红溶液褪色
C
浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3
酚酞溶液变红
D
CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯
溴水褪色
练
8.[2023·河北张家口阶段测试(三)]下列关于氮及其化合物的说法中错误的是( )
A.谚语“雷雨发庄稼”蕴含着氮气在放电条件下能够转化为氮肥
B.将气态NH3转化为性质较为稳定的尿素[CO(NH2)2]属于氮的固定
C.机动车排放出的大量尾气可能会引起光化学烟雾
D.NO2能够与烧碱反应生成盐和水,但NO2不属于酸性氧化物
9.[2023·青岛模拟]三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,其催化剂表面物质转化的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.在转化过程中,氮元素均被还原
B.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C.还原过程中生成0.1 mol N2,转移电子数为2 mol
D.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化
10.[2023·江西九江调研]关于下列实验现象的说法不正确的是( )
实验1
A.氨气是无色有刺激性气味的气体,密度比空气小
B.实验1,由喷泉现象可知氨气极易溶于水且溶解速率快
C.实验1,烧瓶溶液中的含氮微粒有NH3、NH3·H2O和NH
D.实验2,加热过程中温度和c(NH3·H2O)对NH3·H2O电离平衡移动方向的影响一致
11.[2023·邯郸模拟]资料显示:一定条件下NH3能还原CuO。为了证明资料的真实性,利用下列装置(含药品)进行实验,其中错误的是( )
12.[2023·沈阳模拟]表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂,可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是( )
选项
气体
a
b
c
A
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
B
SO2
70%的
浓硫酸
Na2SO3
固体
98%的
浓硫酸
C
NO
稀硝酸
铜屑
H2O
D
NO2
浓硝酸
铜屑
NaOH溶液
一、选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.[2023·山东青岛期中]结合氮及其化合物“价—类”二维图及氧化还原反应的基本规律,下列分析或预测正确的是( )
A.N2O3、NO2、N2O5均能与水反应生成酸,三者均为酸性氧化物
B.HNO3、HNO2、NaNO3、NH3的水溶液均可以导电,四者均属于电解质
C.联氨(N2H4)可能被亚硝酸(HNO2)氧化生成氢叠氮酸(HN3)
D.硝酸具有较强的氧化性,可用稀硝酸溶解Au、Ag、Cu
2.[2023·山东济宁期中]含氮化合物在水体中过多蓄积会导致水体富营养化,需将其从水体中除去,该过程称为脱氮。常用的脱氮方法有吹脱法和折点氯化法。吹脱法:调节水体pH至8左右,然后持续向水中吹入大量空气。折点氯化法:调节水体pH至6左右,向水中加入适量NaClO。
下列分析不正确的是( )
A.含氨和铵盐的水体中存在平衡:NH+OH-⇌NH3·H2O⇌NH3+H2O
B.吹脱法的原理是通过鼓气降低NH3浓度,从而降低水中NH3·H2O与NH的含量
C.折点氯化法除NH的原理为:
2NH+3ClO-===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+
D.吹脱法无法对含NO的水体脱氮,但折点氯化法可以对含NO的水体脱氮
3.[2023·珠海模拟]某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀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①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,说明HNO3被Cu还原为NO2
B.实验③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的强
C.实验③发生反应的化学方程式为
3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4===
4CuSO4+2NO↑+4H2O
D.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以和稀硝酸反应,又可以和稀硫酸反应
4.[2023·湖南益阳调研]下列有关实验装置的说法中正确的是( )
A.图甲装置可制取干燥纯净的NH3
B.图乙装置可测得Cu与浓硝酸反应产生气体的体积
C.图丙装置可以完成“喷泉”实验
D.图丁装置配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
5.部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.a可经催化氧化生成b
B.b为红棕色,可转化为c
C.密闭体系中,c存在2NO2⇌N2O4
D.d的溶液与Cu反应可生成b或c
6.在100 mL 稀HNO3和稀H2SO4组成的混合溶液中,两种酸的物质的量浓度之和为0.4 mol ·L-1。向该溶液中加入足量的铜粉后加热,充分反应后,所得溶液中Cu2+的物质的量浓度最大值为(反应前后溶液体积变化忽略不计)( )
A.0.15 mol ·L-1 B.0.24 mol ·L-1
C.0.30 mol ·L-1 D.0.36 mol ·L-1
7.将充有40 mL NO2和NO混合气体的试管倒置于盛水的水槽中,充分反应后试管中剩下20 mL气体,则原混合气体中NO2和NO的体积比为( )
A.2∶1 B.1∶3
C.3∶1 D.1∶1
8.1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( )
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600 mL
9.
碳和浓硫酸共热产生的气体X和铜与稀硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图所示装置),下列有关说法错误的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4
B.洗气瓶中产生的沉淀是BaSO3
C.在Z导管口可能有红棕色的气体出现
D.在Z导管口出现的气体中含有CO2
10.合成氨及其衍生工业是化工生产的重要部分,请结合图示判断下列说法正确的是( )
A.合成氨采用400~500 ℃是为了提高原料转化率和反应速率
B.湿润的淀粉KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气
C.生成固体1的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl
D.1 L气体1、2的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,混合气中二者的体积比为2∶1
二、非选择题:本题共3小题。
11.N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物,含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。
(1)N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物,用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸收,主要反应为NO+NO2+2OH-===2NO+H2O 2NO2+2OH-===NO+NO+H2O
①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有 (填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②吸收后的溶液经浓缩、结晶、过滤,得到NaNO2晶体,该晶体中的主要杂质是 (填化学式);吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是 (填化学式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同,NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO,其离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO转化率越高。其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12.氮元素形成的化合物种类十分丰富。请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题:
(1)下列有关NH3的说法中,不正确的是 (双选,填字母)。
A.工业合成NH3需要在高温高压催化剂下进行
B.NH3可用来生产碳铵和尿素等化肥
C.NH3可用浓硫酸或无水氯化钙干燥
D.NH3受热易分解,须置于冷暗处保存
(2)NH3易溶于水,标准状况下,用充满NH3的烧瓶做喷泉实验,水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为 mol ·L-1。
(3)氨气燃烧的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)HNO3是一种重要的化工原料,工厂生产出的浓硝酸可用铝槽车或铁槽车来运输。在常温下能使铝、铁钝化,说明浓硝酸具有很强的 性。
(5)“吸收塔” 尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出,为消除它们对环境的破坏作用,通常用以下两种方法处理:
①纯碱溶液吸收法。纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3+2NO2===NaNO3+ +CO2(请填写完成化学方程式)。
②氨转化法。已知7 mol 氨恰好能将含NO和NO2共6 mol 的混合气体完全转化为N2,则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为 ,若用通式NOx表示氮氧化物,则每摩尔氨可将 mol 的NOx转化为N2。
13.某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。
探究Ⅰ:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)A装置中制取NH3的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)甲、乙分别是 (填字母)。
a.浓硫酸、碱石灰
b.碱石灰、碱石灰
c.碱石灰、无水氯化钙
d.五氧化二磷、五氧化二磷
(3)若NO2能够被NH3还原,预期C装置中能观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
探究 Ⅱ:探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。
(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。
(6)G装置中浓硫酸有三种作用:混合NO2、O2气体;干燥NO2、O2;________________________________________________________________________。
(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为 mol ·L-1(保留两位有效数字)。
课练11 氮及其化合物
狂刷小题 夯基础
[练基础]
1.D 在日光照射下,二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧,臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用,生成一种有毒的烟雾,叫作光化学烟雾,据此可知,A正确;氮肥是指以氮(N)为主要成分,施于土壤可提供植物氮素营养的肥料,氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥(尿素),B正确;硝酸不稳定,在常温下见光或受热会发生分解:4HNO34NO2↑+2H2O+O2↑,C正确;亚硝酸钠与硝酸银溶液反应:NaNO2+AgNO3===AgNO2↓+NaNO3,生成淡黄色的AgNO2,AgNO2可以与稀硝酸反应,D错误。
2.B 加入稀硫酸后发生反应:3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,铜粉逐渐溶解,并非铜与稀硫酸发生反应,A错误。浓硫酸滴到蔗糖表面,使蔗糖脱水、碳化,表现为固体变黑,体现浓硫酸的脱水性;反应放出热量,生成的碳与浓硫酸发生反应生成CO2、SO2气体,即有刺激性气味气体产生,体现浓硫酸的强氧化性,B正确。铝箔插入稀硝酸中,发生反应生成无色气体NO,NO遇空气中O2变为红棕色的NO2气体,C错误。溶液X中滴加NaOH稀溶液,且未加热,即使生成NH3·H2O也不会有氨气逸出,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,不能判断溶液X中是否含有NH,D错误。
3.D 海洋中的氮循环起始于N2―→NH,即起始于氮的还原,A项错误;海洋中的氮循环属于固氮作用的是②,B项错误;反硝化作用中N元素化合价降低,被还原,而O2是常见的氧化剂,不需要有O2参与,C项错误;根据转化关系图可知,若向海洋排放含NO的废水,会使NO增多,反硝化作用增强,海洋中N2增多,从而影响海洋中NH的含量,D项正确。
4.B A项,过程Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,正确;B项,步骤Ⅲ中硝酸的浓度没有Ⅰ中大,因为部分硝酸转化成了一氧化氮,因此反应速率比Ⅰ快的原因不可能是c(HNO3)增大,错误;C项,由实验可知,步骤Ⅲ反应速率比Ⅰ快,说明NO2对该反应具有催化作用,正确;D项,当活塞不再移动时,再抽入空气,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,能够与铜继续反应,正确。
[练高考]
5.D 2NO2(g)⇌N2O4(g)为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,不利于NO2吸附,A项正确;N2O4被“固定”后,N2O4的浓度减小,2NO2(g)⇌N2O4(g)平衡向正反应方向移动,B项正确;被“固定”后的N2O4与O2、H2O反应生成硝酸,C项正确;2NO2→N2O4无电子转移,N2O4→HNO3失e-,则每制备0.4 mol硝酸,转移电子数为0.4×6.02×1023=2.408×1023,D项错误。
6.A A项,自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮的化合物,不一定转化为NH3,错误;B项,侯氏制碱法第一步发生反应CO2+NH3+H2O+NaCl===NH4Cl+NaHCO3↓,正确;C项,工业制硝酸发生反应4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO,正确;D项,N2、NH3、铵盐、硝酸盐等含N物质通过不同途径的相互转化形成了自然界的“氮循环”,正确。
7.A 浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成遇淀粉溶液变蓝色的碘,A项符合题意;铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,B项不符合题意;浓NaOH溶液与NH4Cl溶液共热反应生成的NH3能使酚酞溶液变红,C项不符合题意;2溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,丙烯可与溴水发生加成反应使其褪色,D项不符合题意。
[练模拟]
8.B “雷雨发庄稼”是指空气中氮气和氧气在雷电作用下可生成NO,NO与氧气反应生成NO2,NO2溶于雨水形成硝酸,硝酸与土壤中的矿物质反应生成硝酸盐,可作为氮肥,A正确;将游离态的氮转变为氮的化合物叫作氮的固定,用NH3和CO2合成尿素[CO(NH2)2]的反应是氮的化合物之间的转化,不属于氮的固定,B错误;机动车排放出的大量尾气中含有氮氧化物和不完全燃烧的烃类化合物,在光的作用下可能会引起光化学烟雾,C正确;NO2能够与烧碱发生氧化还原反应,生成两种盐和水,不属于酸性氧化物,D正确。
9.D 根据图示可知,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2的过程中,N元素化合价升高被氧化,故A错误;根据图示可知,BaO为催化剂,NOx与BaO、O2转化成Ba(NO3)2时,BaO参与储存N元素,故B错误;还原过程中生成0.1 mol N2,转移电子的物质的量为0.1 mol×(5-0)×2=1 mol,故C错误;整个过程中,CO、CxHy、NOx转化成CO2、H2O、N2,说明三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、CxHy、NOx三种成分的净化,故D正确。
10.D 氨气是无色有刺激性气味的气体,氨气密度比空气小,故不选A;由于氨气极易溶于水,一体积水可以溶解700体积氨气,且溶解速率快,可以形成较大的压强差,所以可以做喷泉实验,故不选B;烧瓶溶液中存在平衡NH3+H2O⇌NH3·H2O⇌NH+OH-,因此含氮微粒有NH3、NH3·H2O和NH,故不选C;因为NH3·H2O不稳定受热易分解,加热过程中会有NH3·H2O分解,c(NH3·H2O)减小使电离平衡逆向移动;弱电解质的电离是吸热过程,升高温度促进电离平衡正向移动。由题中信息可知,加热后溶液的红色变浅,说明温度和c(NH3·H2O)对NH3·H2O的电离平衡的影响是不一致的,故选D。
11.A 氯化铵分解生成氨和氯化氢,在试管口附近氨和氯化氢相遇又生成了白色固体氯化铵,故不能用于制备氨,选项A错误;可以在硬质玻璃管中进行氨还原氧化铜的反应,选项B正确;碱石灰可以干燥氨,选项C正确;氨极易溶于稀硫酸,该装置吸收尾气中的氨可以防止倒吸,选项D正确。
12.B 因NH3的密度比空气的小,不能用图示装置收集,收集方法不合理,故A错误;Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2,SO2中混有的H2O用98%的浓H2SO4除去,收集装置合理,故B正确;NO与空气中的氧气反应,则不能用图示装置收集NO,应利用排水法收集,故C错误;NO2被NaOH溶液吸收,收集不到NO2,故D错误。
综合测评 提能力
1.C 酸性氧化物是指能与碱反应生成对应的盐和水的氧化物,NO2与碱反应不能生成对应的盐,不属于酸性氧化物,故A错误;NH3与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O在水溶液中发生电离,使溶液导电,NH3自身不能发生电离,属于非电解质,故B错误;联氨(N2H4)中N的化合价为-2价,氢叠氮酸(HN3)中N的化合价为 -价,联氨转化为氢叠酸时N元素化合价升高,亚硝酸(HNO2)中N的化合价为+3价,可降低,因此联氨(N2H4)可能被亚硝酸(HNO2)氧化生成氢叠氮酸(HN3),故C正确;稀硝酸与Au不反应,故D错误。
2.D NH3溶于水后部分与水反应生成NH3·H2O,NH3·H2O部分电离产生NH、OH-,两个过程均为可逆过程,A正确;吹脱法调节水体pH至8,此时c(OH-)增大,促使NH+OH-⇌NH3·H2O⇌NH3+H2O平衡正向移动,鼓入空气后吹出NH3,B正确;NaClO具有强氧化性,可将NH氧化为N2除去,自身被还原为Cl-,即NH+ClO-―→N2↑+Cl-,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒确定离子方程式为2NH+3ClO-===N2↑+3Cl-+3H2O+2H+,C正确;NaClO具有强氧化性,可将NO氧化为NO,N元素不能脱离水体,无法脱氮,D错误。
3.C 稀硝酸被Cu还原为NO,故A错误;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,稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱,故B错误;实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4===4CuSO4+2NO↑+4H2O,故C正确;由上述实验可得出结论:Cu在常温下可以和稀硝酸反应,故D错误。
4.C 浓氨水滴到NaOH固体上可产生NH3,由于NH3的密度小于空气,不能采用向上排空气法收集NH3,A错误;铜与浓硝酸反应生成NO2气体,NO2与水反应生成HNO3和NO,不能用排水法测定生成NO2的体积,B错误;NH3极易溶于水,挤压胶头滴管中的水,NH3溶于水,导致烧瓶内气体压强小于外界大气压,烧杯中的水进入烧瓶中,形成喷泉,C正确;配制一定物质的量浓度的NaCl溶液时,NaCl要在烧杯中溶解,再转移到容量瓶中,D错误。
5.B 根据图,a为NH3,b为NO,NH3可经催化氧化生成NO,A说法正确;b为NO,为无色气体,与氧气反应可转化为c,即NO2,B说法错误;+4价的含氮氧化物有NO2、N2O4,密闭体系中,c存在2NO2⇌N2O4,C说法正确;d为硝酸,Cu与稀硝酸溶液反应生成NO,与浓硝酸反应生成NO2,D说法正确。
6.B 反应的离子方程式为3Cu+2NO+8H+===3Cu2++2NO↑+4H2O,铜足量,由上述反应方程式可知,NO和H+的物质的量之比为1∶4时,反应生成的铜离子物质的量最大,设HNO3、H2SO4各为x mol 、y mol,则n(NO)∶n(H+)=x∶(x+2y)=1∶4,x+y=0.4 mol·L-1×0.1 L,解得x=0.016 mol 、y=0.024 mol,由方程式可知,生成铜离子的物质的量为0.016 mol×=0.024 mol,故铜离子的最大浓度为=0.24 mol·L-1。
7.C
3NO2+H2O===2HNO3+NO ΔV
3 1 2
30 mL 20 mL
V(NO)=40 mL-30 mL=10 mL, V(NO2)∶V(NO)=30 mL∶10 mL=3∶1。
8.D A项,反应后向溶液中加入NaOH,生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀,固体质量增加的是OH-的质量,且有n(OH-)=n(e-),设合金中镁、铜的物质的量分别为x、y,则有,解得x=0.01,y=0.02;B项,该硝酸的物质的量浓度c===14 mol/L;C项,NO2和N2O4都来自硝酸,设混合气体中有NO2x mol,据电子守恒得x+(0.05-x)×2=0.06,x=0.04,NO2的体积分数为80%;D项,得到2.54 g沉淀时溶液中的溶质只有NaNO3,根据氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NaOH)+n(NO2)+2n(N2O4)=50 mL×14 mol/L=0.7 mol,n(NaOH)+0.04+2(0.05-0.04)=0.7,所以n(NaOH)=0.64 mol,所以V(NaOH)=640 mL。
9.B NO和洗气瓶中O2反应生成的NO2溶于水生成HNO3,HNO3将H2SO3氧化成H2SO4,因此有BaSO4生成,A正确、B错误;若O2不足,NO有剩余,则Z导管口可能出现红棕色气体,C正确;CO2未参与反应,D正确。
10.C 由图可知:气体1为NO,气体2为NO2,NO2与水反应生成硝酸,固体1为NaHCO3,NaHCO3受热分解生成固体2为Na2CO3;1 L NO、NO2的混合气体与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质,反应方程式为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,NO、NO2的体积比等于化学计量数之比,为1∶1。
11.答案:(1)2NH3+2O2N2O+3H2O
(2)①BC ②NaNO3 NO
(3)①3HClO+2NO+H2O===3Cl-+2NO+5H+ ②溶液pH越小,溶液中HClO的浓度越大,氧化NO的能力越强
解析:(1)NH3与O2在加热和催化剂作用下发生氧化还原反应生成N2O,根据得失电子守恒和原子守恒可知反应有水生成,配平化学方程式为2NH3+2O2N2O+3H2O。(2)①加快通入尾气的速率,不能提高尾气中NO和NO2的去除率,不选A;采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气液充分接触,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选B;定期补充适量的NaOH溶液可增大反应物浓度,能提高尾气中NO和NO2的去除率,选C;②由吸收反应:NO+NO2+2OH-===2NO+H2O,2NO2+2OH-===NO+NO+H2O可知,反应后得到NaNO2和NaNO3混合溶液,经浓缩、结晶、过滤得到NaNO2和NaNO3晶体,因此得到的NaNO2晶体混有NaNO3;由吸收反应可知,若NO和NO2的物质的量之比大于1∶1,NO不能被完全吸收,因此,吸收后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO。(3)①在酸性的NaClO溶液中,次氯酸根离子和氢离子结合生成HClO,HClO和NO发生氧化还原反应生成NO和Cl-,根据得失电子守恒及电荷守恒、原子守恒,配平离子方程式为2NO+3HClO+H2O===2NO+3Cl-+5H+;②在相同条件下,氧化剂的浓度越大,氧化能力越强,在酸性NaClO溶液中,溶液pH越小,溶液中HClO浓度越大,氧化NO的能力越强。
12.答案:(1)CD (2)(或0.045)
(3)4NH3+3O22N2+6H2O
(4)氧化 (5)①NaNO2 ②1∶3
解析:(1)A项,工业合成NH3的反应条件是高温、高压、催化剂,正确;B项,NH3可与碳酸等反应生成碳铵等,也可以与二氧化碳反应生成尿素,正确;C项,NH3可与硫酸或氯化钙发生化合反应,不正确;D项,NH3不易分解,不正确。C、D符合题意。(2)水充满整个烧瓶后所形成溶液的物质的量浓度为 mol·L-1≈0.045 mol·L-1。(3)氨气燃烧的化学方程式为4NH3+3O22N2+6H2O。(4)在常温下浓硝酸能使铝、铁钝化,说明其具有很强的氧化性。(5)①纯碱溶液与NO2的反应原理为Na2CO3+2NO2===NaNO3+NaNO2+CO2。根据质量守恒定律可知,除NaNO3和CO2外,另一种产物为NaNO2。②7 mol 氨失去21 mol 电子,根据题意和电子守恒可得n(NO)+n(NO2)=6 mol,2n(NO)+4n(NO2)=21 mol,解得n(NO)=1.5 mol,n(NO2)=4.5 mol,则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1∶3,若用通式NOx表示氮氧化物,反应过程中NOx分子得到2xe-,则每摩尔氨可将 mol 的NOx转化为N2。
13.答案:(1)CaO+NH3·H2O===NH3↑+Ca(OH)2
(2)c (3)混合气体颜色变浅
(4)缺少尾气吸收装置
(5)(进气管短,出气管长)
(6)观察气泡的生成速率,控制混合气体的比例
(7)0.036
解析:(1)将浓氨水滴入生石灰中,发生反应:CaO+NH3·H2O===NH3↑+Ca(OH)2,放出氨气。(2)干燥氨只能用碱石灰,干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。(3)如果能反应,消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。(4)由于NH3、NO2均能污染空气,所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。(5)O2、NO2密度比空气大,故应进气管短,出气管长。(6)观察气泡的速率控制混合气体的比例。(7)烧瓶中充满溶液,反应4NO2+O2+2H2O===4HNO3恰好发生,HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比4∶1)总物质的量的,溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积,设烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V,则溶液浓度为=× mol·L-1,即c(HNO3)≈0.036 mol·L-1。
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