苏教版 (2019)必修 第二册专题7 氮与社会可持续发展本单元综合与测试优质课件ppt
展开一、氮及其氧化物重要性质及相关计算1.下列具有氮的固定作用的化学反应是 A.氮气与氢气在一定条件下反应生成氨气B.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮C.氨气经催化氧化生成一氧化氮D.由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵
解析 氮的固定指游离态的氮反应生成化合态的氮,即将氮气转化为含氮化合物的过程。一氧化氮转化为二氧化氮、氨气转化为一氧化氮、氨气转化为铵盐,都是含氮化合物间的转化,不是氮的固定。
2.(2020·张家界市高一上期末)下列关于氮及其化合物的说法正确的是 A.N2化学性质稳定,可用作保护气B.NO、NO2均为大气污染气体,在大气中可稳定存在C.NO、NO2均易溶于水D.NO、NO2均能与水发生反应
解析 氮气的化学性质稳定,因此可作为大多数物质的保护气,A项正确;一氧化氮会与氧气反应,因此不能在空气中稳定存在,B项错误;一氧化氮难溶于水,C项错误;一氧化氮不与水发生反应,D项错误。
3.(2020·抚顺市六校协作高一期末)反应3NO2+H2O===2HNO3+NO中,当有6 ml e-发生转移时,被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为 A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.3∶1
解析 NO2与水发生反应3NO2+H2O===2HNO3+NO,反应中只有氮元素的化合价发生变化,由+4价升高为+5价,由+4价降低为+2价,如图
所以NO2既是氧化剂也是还原剂,氧化剂被还原,还原剂被氧化,由产物中氮元素的化合价,可知作氧化剂与还原剂的NO2物质的量之比为1∶2,所以被氧化的NO2与被还原的NO2的物质的量之比为2∶1。故选C。
4.(2019·长春十一中高一期末)下列对于二氧化氮的说法正确的是 A.NO2能与水反应生成硝酸,故NO2为酸性氧化物B.除去N2中混有的NO2,可将混合气体通入水中,将NO2溶解C.NO2与溴蒸气的鉴别可用NaOH溶液,溶于NaOH溶液得无色溶液的是 NO2,得橙色溶液的为溴蒸气D.NO2是大气污染物之一
解析 NO2与H2O反应除生成HNO3外还生成NO,故NO2不是酸性氧化物,A项错误;除去N2中混有的NO2,若将混合气体通入水中,NO2溶解的同时又生成新的杂质NO,B项错误;NO2、溴蒸气分别与NaOH溶液作用均得无色溶液,所以用NaOH溶液无法将NO2与溴蒸气区分开,C项错误。
5.(2020·江西上饶市高一自招班期末)将a mL NO、b mL NO2和c mL O2混合于同一试管中,将试管倒置于水中,充分反应后,试管内气体全部消失,则a∶b∶c不可能是 A.1∶1∶1 B.2∶1∶1C.3∶7∶4 D.1∶5∶2
解析 根据发生的反应:4NO+3O2+2H2O===4HNO3,4NO2+O2+2H2O===4HNO3,若气体能完全溶于水,即NO、NO2、O2三种气体恰好完全反应,全部生成了硝酸,a ml NO,b ml NO2和c ml O2在反应中a ml NO失去3a ml电子,b ml NO2失去b ml电子,c ml O2得到4c ml电子生成HNO3,根据反应中电子得失守恒,应该有3a+b=4c成立,只有B项比例不能使关系式成立,故选B。
二、氨及铵盐6.如图所示为“双色双喷泉”实验装置,图中烧瓶内分别充满氨和氯化氢,烧杯内盛装滴有石蕊溶液的蒸馏水。下列说法错误的是
A.在实验室中,可用浓氨水和生石灰制备氨,用浓盐酸和浓 硫酸制备氯化氢B.在实验室中制备干燥的氨和氯化氢时,可选用相同的干燥剂C.实验中同时打开止水夹a、c、d,即可分别形成蓝色和 红色喷泉D.喷泉结束后,将烧瓶内溶液混合后呈紫色,蒸干可得氯化 铵固体
解析 用浓氨水和生石灰制备氨,属于固体和液体反应、不加热的制气类型,用浓盐酸和浓硫酸制备氯化氢,利用浓硫酸的吸水性,A正确;在实验室中制备干燥的氨和氯化氢时,可选用相同的干燥剂,如无水硫酸钠等中性干燥剂,B正确;
实验中同时打开止水夹a、c、d,a导管中少量氨和氯化氢相互作用,使两烧瓶内压强减小,氨溶于水显碱性,氯化氢溶于水显酸性,即可分别形成蓝色和红色喷泉,C正确;氯化铵受热分解,蒸干得不到氯化铵固体,D错误。
7.厌氧氨化(Anammx)法是一种新型的氨氮去除技术,下列说法中正确的是
8.(2020·兰州市联片办学高一上学期期末)实验室可以按如图所示的装置干燥、贮存气体M,多余的气体可用水吸收,则M是A.氨 B.一氧化碳C.二氧化氮 D.氯化氢
解析 收集装置,短导管进气,长导管出气,相当于采用向下排空气法收集,收集的气体,其密度小于空气,且不与氧气反应,有防倒吸装置,在水中溶解度非常大。
9.(2020·绍兴市柯桥区高一期末)将NH4HCO3置于干燥的试管中加热,并使放出的气体依次通过盛有足量过氧化钠和碱石灰的干燥管,最后得到的气体有 A.NH3,O2 B.H2O,O2C.CO2,O2 D.O2
解析 NH4HCO3分解生成NH3、CO2和H2O,将混合气体通过Na2O2,CO2和H2O分别和Na2O2反应生成O2,再通过碱石灰干燥,最终剩余气体为NH3和O2,故选A。
10.(2019·福建安溪一中期末)NH3是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法正确的是
A.NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥B.NH4Cl、HNO3和Na2CO3受热时都易分解C.NH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D.图中所涉及的反应均为氧化还原反应
解析 NH4Cl是氮肥,NaHCO3不是化肥,A项错误;NH4Cl、HNO3受热易分解,而Na2CO3受热不易分解,B项错误;
碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、CO2和H2O,该反应是非氧化还原反应,D项错误。
三、硝酸的性质和计算11.(2020·兰州市联片办学高一上学期期末)下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述中正确的是 A.常温下都不可用铝质容器贮存B.露置在空气中,容器内酸液的质量都减轻C.常温下都能与铜较快反应D.露置在空气中,容器内酸液的浓度都降低
解析 常温下,铝遇两种浓酸均发生钝化,所以可用铝质容器贮存,A项错误;浓硫酸具有吸水性,溶液质量增加,硝酸易挥发,质量减小,B项错误;铜与浓硫酸反应需要加热,而与浓硝酸不需加热即可反应,C项错误;放置在空气中,浓硝酸挥发,导致溶质减小,最终浓度会降低;浓硫酸吸水,导致浓度也会降低,故D正确。
12.实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是
A.以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2B.以Na2SO3固体、质量分数为70%的浓硫酸为原料,制备SO2C.以浓氨水、生石灰为原料,制备NH3D.以Cu、稀硝酸为原料,制备NO
解析 A项,MnO2和浓盐酸反应,需要加热,此装置图中缺少加热装置,错误;B项,Na2SO3与70%的浓硫酸反应产生SO2,通过浓硫酸进行干燥,因为SO2的密度大于空气,因此用向上排空气法收集,SO2有毒,必须进行尾气处理,正确;
C项,NH3能与浓硫酸反应,不能用浓硫酸进行干燥,因为NH3的密度小于空气,因此用向下排空气法收集,错误;D项,NO能与空气中的氧气反应,因此用排水法收集,错误。
13.(2020·广东中山市期末)“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应,并尽可能减少对环境的污染。下列化学反应中,你认为最不符合绿色化学理念的是 A.用氨水吸收硫酸厂的尾气: SO2+2NH3·H2O===(NH4)2SO3+H2OB.除去硝酸工业尾气中的氮氧化物: NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2OC.制硫酸铜:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2OD.制硫酸铜:2Cu+O2 2CuO,CuO+H2SO4(稀)===CuSO4+H2O
14.(2020·江西上饶市高一自招班期末)现有稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,已知其中稀硫酸和稀硝酸的浓度均为2 ml·L-1。取10 mL混合酸,向其中加入1.92 g铜粉,反应结束后,在标准状况下可收集到气体体积为(假设HNO3只被还原为NO) L L L
解析 10 mL混合酸中:n(H+)=0.01 L×2×2 ml·L-1+0.01 L×2 ml·L-1=0.06 ml,n( )=0.01 L×2 ml·L-1=0.02 ml。
3 2 80.03 ml 0.02 ml 0.08 ml
四、氮及其化合物的综合实验15.(2020·江西上饶市高一自招班期末)氮是我们熟悉的典型非金属元素,研究氮及其化合物的性质对于生产、生活、科研具有重要意义,请回答以下问题:
Ⅰ.(1)图1为制取氨的装置和选用的试剂,其中合理的是______(填字母)。A.①② B.②③ C.②④ D.①③
解析 ①NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl,而当温度降低时,NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl,气体进入干燥管的机会不多,故①错误;②向CaO中滴加浓氨水,CaO遇水生成Ca(OH)2,同时放出大量热量,使浓氨水中的氨逸出,故②正确;
③固体加热制气体时,试管口应略向下倾斜,使产生的水能够流出,以免损坏试管,所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨需试管口应略向下倾斜,故③错误;④浓氨水易挥发,用浓氨水加热制取NH3的方法是正确的,氨是碱性气体,可用碱石灰干燥,故④正确。
(2)实验室制备氨的化学方程式是___________________________________________。
Ⅱ.图2为铵盐的受热分解装置:(1)被加热的铂丝处发生反应的化学方程式为__________________________。
(2)B中出现的现象为___________________。
解析 一氧化氮和氧气是无色气体,一氧化氮和氧气反应生成红棕色的二氧化氮,化学方程式为2NO+O2===2NO2,所以看到的现象是无色气体变成红棕色。
(3)如图3:将上述烧杯C中反应得到酸的足量的浓溶液与Cu反应,实验完毕后,试管中收集到气体的主要成分为____(写化学式)。
解析 HNO3是强电解质,具有强氧化性,可与铜反应,反应的离子方程式为Cu+4H++ ===Cu2++2NO2↑+2H2O,生成的NO2气体与水反应生成NO气体,故实验完毕后,试管中收集到的气体的主要成分为NO。
16.甲同学利用如图所示装置进行硝酸、氮氧化物的相关实验:
实验Ⅰ:将铜片放入烧杯A后,立即用烧杯B盖住(1)烧杯A液体上方出现大量红棕色气体,该反应的化学方程式为_____________________________________________。
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑
解析 烧杯A液体上方出现大量红棕色气体,是由于浓硝酸被铜还原生成二氧化氮,Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
(2)一段时间后,红棕色气体消失,烧杯C中的液体变成蓝色,甲同学分析出现蓝色的原因,认为其中涉及到两个反应:①红棕色气体消失,该化学方程式为___________________________。
3NO2+H2O===2HNO3+NO
解析 二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,因此红棕色气体消失,该化学方程式为3NO2+H2O===2HNO3+NO。
②配平溶液出现蓝色的离子方程式,并用单线桥法标出电子转移的方向和数目:___I-+___ +_____H+===______I2+___NO↑+___H2O。
解析 反应中碘元素化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,氮元素化合价从+5价降低到+2价,得到3个电子,根据电子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒可知配平后的离子方程式为6I-+ +8H+===3I2+2NO↑+4H2O。
(3)打开烧杯B,A中液体上方又出现淡红棕色,该反应的化学方程式为__________________。实验Ⅱ:因为有其他同学对淀粉-KI溶液变蓝的原因提出异议,甲同学将铜片换成铁片放入烧杯A后,立即用烧杯B盖住。
2NO+O2===2NO2
解析 打开烧杯B,NO与空气中的氧气反应生成二氧化氮,故A中液体上方又出现淡红棕色。
(4)实验前甲同学认为换为铁片后不应出现红棕色气体,淀粉-KI溶液不会变为蓝色,其理由是_____________________________________________。
解析 由于常温时铁在浓硝酸中钝化,不会产生二氧化氮,因此换为铁片后不应出现红棕色气体,淀粉-KI溶液不会变为蓝色。
常温时铁在浓硝酸中钝化(或生成氧化膜,合理即可)
(5)实验开始后,发现确实无红棕色气体生成,但过一段时间后,淀粉-KI溶液仍然变为蓝色,请你帮忙分析其中的原因____________________________________。
解析 由于硝酸易挥发,硝酸挥发到淀粉-KI溶液中,将KI氧化为I2,因此仍然变为蓝色。
硝酸挥发到淀粉-KI溶液中,
17.A、B、C、D是四种常见气体单质。E的相对分子质量比F小16,且F为红棕色。有关的转化关系如图所示(反应条件与部分反应的生成物略去)。
请回答下列问题:(1)D的化学式为______,Y的化学式为______,E的化学式为_____。
解析 E的相对分子质量比F小16,且F为红棕色,可确定E为NO,F为NO2,C是O2,综合题中信息知,Z是H2O,G是HNO3,则D是H2,B是N2,Y是NH3,A是Cl2。
(2)Y与氧化铜反应,每生成1 ml B消耗3 ml氧化铜,该反应的化学方程式为________________________________。
(3)Y与E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应的化学方程式为______________________________。
(4)气体F和气体SO2在通常条件下同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中(如图所示),洗气瓶中是否有沉淀生成?____,理由是________________________________________________________________________________________________。
解析 二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀。
二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应可生成硫酸钡沉淀
18.硝酸铵是一种常用的化肥,其工业生产流程如下,请回答下列问题。
(1)写出反应容器B中发生反应的化学方程式:_____________________________。
解析 由NH4NO3的工业生产流程可知,N2与H2在铁砂网的作用下反应产生NH3,NH3在Pt-Rh合金作用下加热被空气中的O2氧化为NO和水,NO在吸收塔中与O2反应产生NO2,NO2被水吸收得到HNO3和NO。HNO3与NH3作用生成NH4NO3。
(2)吸收塔C中通入空气的目的是__________________________;C、D两个反应容器中发生的反应,属于氧化还原反应的是________(填反应容器代号)。
将一氧化氮氧化成二氧化氮
解析 在吸收塔C中通入空气的目的是将NO氧化成NO2;在C中发生反应:2NO+O2===2NO2,3NO2+H2O===2HNO3+NO。在D中发生反应:HNO3+NH3===NH4NO3。前两个反应是氧化还原反应,第三个反应不是氧化还原反应。所以发生氧化还原反应的容器为C。
(3)浓硝酸一般保存在棕色试剂瓶里,并放置在阴凉处,用化学方程式解释原因:________________________________。
(4)金属铜与稀硝酸反应的离子方程式:________________________________________,该反应中稀硝酸表现的性质是_____________。
解析 硝酸有强氧化性,不仅能把活泼的金属氧化,还能把不活泼的金属如Cu氧化。金属Cu与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO===3Cu2++ +4H2O。在该反应中一部分HNO3中的N元素由+5价变为+2价,得到电子,被还原,表现氧化性,还有一部分HNO3中的N元素的化合价没有变化,提供酸根离子用来形成硝酸盐,起酸的作用,故硝酸的作用是酸性和氧化性。
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