青岛二中届高考化学一轮讲练含氮物质的转化性质实验探究答案+详解.docx
《青岛二中届高考化学一轮讲练含氮物质的转化性质实验探究答案+详解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《青岛二中届高考化学一轮讲练含氮物质的转化性质实验探究答案+详解.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
青岛二中届高考化学一轮讲练含氮物质的转化性质实验探究答案+详解
含氮物质的转化、性质实验探究
1．如图是含氮化合物及单质的“类别—价态”二维图，结合二维图及氧化还原反应原理的基本规律，下列相关分析或预测错误的是（ ）
A．硝酸具有较强的氧化性，可用稀硝酸清洗“银镜实验”后的试管
B．NO、NO2和NH3在一定条件下均能反应，可用氨气处理氮氧化物
C．可加热NH4NO3和Ca（OH）2制备氨气
D．联氨（N2H4）可能被亚硝酸（HNO2）氧化生成氢叠氮酸HN3
解析：
选C HNO3中氮元素为＋5价，具有强氧化性，稀硝酸能氧化许多不活泼的金属，如Cu、Ag等，故A正确；由题图可知NO、NO2和NH3在一定条件下均能发生归中反应，产物是氮气和水，氨气可用于处理氮氧化物，故B正确；通过分析NH4NO3中氮元素价态可知，其可能发生自身的氧化还原反应，所以其受热分解产物不一定有NH3，故不能用NH4NO3和Ca（OH）2共热制备NH3，故C错误；依据价态分析，N2H4（氮为－2价）和HNO2（氮是＋3价）反应可能生成HN3
，故D正确。
2．某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示（夹持装置略）。
实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。
已知：
在溶液中，FeSO4＋NO[Fe（NO）]SO4（棕色），该反应可用于检验NO。
下列说法不正确的是（ ）
A．装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液
B．若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应
C．实验结束后，先关闭分液漏斗的活塞，再熄灭酒精灯
D．装置J收集的气体中一定不含NO
解析：
选CD 稀硝酸与铜反应生成的NO能够被O2氧化，因此实验前需要通入N2，排除装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的NO中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，在探究干燥的NO在加热时与铜的反应，未反应的NO可以利用FeSO4溶液检验。
根据上述分析，装置F、I中的试剂依次为水、FeSO4溶液，A正确；若观察到装置H中红色粉末变黑色，说明NO与Cu发生了反应，B正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，停止通入NO，C错误；由于FeSO4＋NO[Fe（NO）]SO4（棕色）为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D错误。
3．氮及其化合物的变化关系如下图所示。
则下列说法不正确的是（ ）
A．路线①②③是工业生产硝酸的主要途径
B．路线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是雷电固氮生成硝酸的主要途径
C．上述所有反应都是氧化还原反应
D．氮气可在足量的氧气中通过一步反应生成NO2
解析：
选CD 氮气和氧气在放电或高温条件下反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，即氮气与氧气不能一步转化为NO2；反应④不是氧化还原反应。
4．实验室制取氨气、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是（ ）
A．用装置甲制取氨气
B．用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出
C．装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D．可以用装置丁吸收氨气，进行尾气处理
解析：
选B A项，氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，冷却后又重新化合生成氯化铵，不能用装置甲制取氨气，错误；B项，氨气密度小于空气，可以用向下排空气法收集，即用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出，正确；C项，装置丙中黑色固体变成红色时还原产物不一定为铜，因为氧化亚铜也是红色的，错误；D项，氨气极易溶于水，不能用水直接吸收，错误。
5．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（ ）
解析：
选AC A项，NH4Cl受热可产生NH3和HCl，但两者遇冷会重新反应生成NH4Cl，在此过程中还有可能出现堵塞导管的情况，因此不能用该方法制取氨气，错误；B项，浓氨水滴入氧化钙固体中，会发生CaO＋NH3·H2O===Ca（OH）2＋NH3↑，可以制取氨气，正确；C项，试管口未向下倾斜，会导致加热产生的水蒸气冷凝后倒流入试管底部而使试管炸裂，错误；D项，浓氨水受热产生氨气，通过碱石灰吸收水蒸气后即得干燥的NH3，正确。
6．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题：
（1）写出N2的一种用途：
_________________________________________________。
（2）从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。
各举一例说明（用化学方程式表示）
氧化性：
_______________________________________________________________。
还原性：
___________________________________________________________。
（3）HNO3与下图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为________________________________________________________________________。
（4）实验室制取物质B的化学方程式为________________________________________________________________________。
（5）NO2与水反应生成物质A的化学方程式为________________________________________________________________________。
（6）浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
答案：
（1）作保护气、保存粮食（或合成氨、制硝酸等）
（2）N2＋3H2
2NH3（或N2＋3Mg
Mg3N2）N2＋O2
2NO （3）AgNO3
（4）Ca（OH）2＋2NH4Cl
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
（5）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
（6）4HNO3（浓）＋C
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
7．金属铝在酸性或碱性溶液中均可与NO
发生氧化还原反应，转化关系如下：
已知，气体D和F反应可生成盐，气体D和A溶液反应生成白色沉淀。
请回答下列问题：
（1）A和B两溶液混合产生白色沉淀，反应的离子方程式为_______________________。
（2）C、E排入大气中会造成大气污染，在催化剂存在下，D可以将C或E都转化为无毒的气态单质，任意写出其中一个反应的化学方程式：
_____________________。
（3）写出铝在碱性条件下与NO
反应的离子方程式：
________________________________________________________________________。
（4）除去气体C中的杂质气体E的化学方法：
__________________________（用化学方程式表示）。
（5）Al与NO
在酸性条件下反应，Al与被还原的NO
的物质的量之比是________。
解析：
（1）在酸性溶液中铝被氧化生成Al3＋，在碱性溶液中铝被氧化生成AlO
。
所以A、B混合后生成氢氧化铝沉淀，离子方程式为Al3＋＋3AlO
＋6H2O===4Al（OH）3↓。
（2）在酸性溶液中NO
被还原生成NO，在碱性溶液中被还原生成NH3，因为在NO、NH3中N元素的化合价分别为＋2价和－3价，可发生氧化还原反应生成N2。
（3）由以上分析可知，铝在碱性条件下与NO
反应的离子方程式为8Al＋3NO
＋5OH－＋2H2O
8AlO
＋3NH3↑。
（4）NO难溶于水，NO2溶于水生成NO，所以除去NO中混有的NO2的方法是通入水中，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。
（5）在该反应中铝失去3个电子，NO
的还原产物是NO，氮元素的化合价由＋5价降低到＋2价，得到3个电子，依据得失电子守恒可知，Al与被还原的NO
的物质的量之比是1∶1。
答案：
（1）Al3＋＋3AlO
＋6H2O===4Al（OH）3↓
（2）6NO＋4NH3
5N2＋6H2O（或6NO2＋8NH3
7N2＋12H2O）
（3）8Al＋3NO
＋5OH－＋2H2O
8AlO
＋3NH3↑
（4）3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
（5）1∶1
8.
某学生积极思考产生喷泉的其他方法，并设计了如图所示的装置。
（1）在如图所示的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是______（填字母）。
A．Cu与稀盐酸
B．NaHCO3与NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸
D．NH4HCO3与稀盐酸
这种方法产生喷泉的原理是________________________________________________________________________。
（2）在图示锥形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物质，结果也产生喷泉。
水槽中加入的物质可以是________（填字母）。
A．浓硫酸 B．食盐
C．硝酸钾 D．硫酸铜
这种方法产生喷泉的原理是________________________________________________________________________。
解析：
（1）Cu与稀盐酸不反应，NaHCO3与NaOH溶液反应不产生气体，不能形成压强差，故不能形成喷泉；CaCO3与稀硫酸反应产生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆盖在CaCO3的表面，会使反应很快停止，不能形成较大的压强差，故不能形成喷泉；NH4HCO3与稀盐酸反应能产生较多的CO2气体，使锥形瓶内压强远大于烧瓶内压强，从而形成喷泉。
（2）浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水均能放出大量的热，使酒精大量挥发，形成较大的压强差，从而形成喷泉；氯化钠、硝酸钾、硫酸铜溶于水温度变化不大，不能使酒精大量挥发，不能形成较大的压强差，不能形成喷泉。
答案：
（1）D NH4HCO3与稀盐酸反应，产生二氧化碳气体，锥形瓶中气体压强增大，把液体压入烧瓶，形成喷泉
（2）A 浓硫酸溶于水放出大量的热，使锥形瓶中的酒精气化，锥形瓶中气体压强增大，把酒精压入烧瓶中形成喷泉
9．某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
图1
备选装置（其中水中含酚酞溶液）
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
图2
（1）装置A中烧瓶内试剂可选用________（填字母）。
a．碱石灰 b．浓硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷
e．烧碱
（2）若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接图2装置中的__________装置（填序号），当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是_______________________________________________________________________________________。
（3）若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过分别盛有________、__________试剂的洗气瓶；
②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
③从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放__________溶液（填化学式），反应的离子方程式为_____________________________________。
解析：
（1）在浓氨水中存在平衡：
NH3＋H2ONH3·H2ONH
＋OH－，向其中加入生石灰[发生反应CaO＋H2O===Ca（OH）2]或烧碱，都会使平衡左移，同时放出大量的热促进氨的挥发。
碱石灰的成分是烧碱和生石灰，原理同上述，都可快速制备氨气。
（2）氨气极易溶于水，不溶于CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图2中的Ⅱ或Ⅲ。
根据喷泉实验的原理，要使装置D发生喷泉现象，可用热毛巾将烧瓶捂热，D中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。
（3）①用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。
②探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生白烟，由NH3＋HCl===NH4Cl可知，“白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。
③氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。
答案：
（1）ace
（2）Ⅱ或Ⅲ 用热毛巾将烧瓶捂热（其他合理答案均可）
（3）①饱和食盐水 浓硫酸
②3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2
③NaOH Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
10．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）。
解析：
（1）将浓氨水滴入生石灰中，由于发生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）≈0.036mol·L－1。
答案：
（1）NH3·H2O＋CaO===NH3↑＋Ca（OH）2
（2）c （3）C装置中混合气体颜色变浅
（4）缺少尾气吸收装置
（5）
（进气管短，出气管长）
（6）观察气泡的速率，控制混合气体的比例
（7）0.036
11．（2019·莱州一中模拟）亚硝酸钠是重要的防腐剂。
某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料，设计如图装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。
查阅资料：
①HNO2为弱酸，室温下存在反应3HNO2===HNO3＋2NO↑＋H2O；
②在酸性溶液中，NO
可将MnO
还原为Mn2＋；
③NO不与碱反应，可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸。
实验操作：
①关闭弹簧夹，打开A中分液漏斗活塞，滴加一定量浓硝酸，加热；②一段时间后停止加热；③从C中取少量固体，检验是否含有亚硝酸钠。
（1）装置中仪器a的名称为____________，D装置的作用是
________________________________________________________________________。
（2）A中反应的化学方程式是________________________________________________________________________，
C中反应生成NaNO2的化学方程式是______________________________________________________________。
（3）检验C中产物有亚硝酸钠的操作是_______。
（填标号）
a．取少量生成物溶于水充分振荡，滴加酚酞溶液，若溶液变红，则含有NaNO2
b．取少量生成物溶于稀硫酸，若产生无色气体并在液体上方变为红棕色，则含有NaNO2
（4）经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。
①甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠。
生成碳酸钠的化学方程式是____________________________________。
为排除干扰，甲同学在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂应是__________（写名称）。
②乙同学认为除上述干扰因素外，还会有空气参与反应导致产品不纯，所以在实验操作①前应增加一步操作，该操作是_____________________________________________。
（5）NaNO2有毒，国家规定肉制品中NaNO2含量不能超过30mg·kg－1。
从1000g隔夜熟肉中提取NaNO3和NaNO2后，配成溶液，再用0.00500mol·L－1的高锰酸钾（酸性）溶液滴定，消耗高锰酸钾溶液16.00mL，由此计算隔夜熟肉中NaNO2的含量是__________mg·kg－1。
解析：
（3）检验亚硝酸钠的实验操作为将生成物置于试管中，加入稀硫酸，若产生无色气体并在液面上方变为红棕色，则C中产物有亚硝酸钠，或将生成物置于试管中，加入酸性KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，则C中产物有亚硝酸钠，故选b。
（4）①E中盛放的试剂应为碱石灰，用来吸收CO2。
②为避免装置中的空气导致产品不纯，需要打开弹簧夹，通入N2排尽装置中的空气。
（5）依据电子守恒可知，亚硝酸钠与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应的关系式为5NaNO2～2KMnO4，可计算出1000g隔夜熟肉中NaNO2的质量为2.5×0.00500mol·L－1×16.00×10－3L×69g·mol－1×103mg·g－1＝13.8mg，所以隔夜熟肉中NaNO2的含量为13.8mg·kg－1。
答案：
（1）分液漏斗 除去未反应的NO，防止污染空气
（2）C＋4HNO3（浓）
CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
2NO＋Na2O2===2NaNO2 （3）b
（4）①2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 碱石灰
②打开弹簧夹，通入一段时间N2
（5）13.8
升级会员 