备战高考化学氮及其化合物大题培优 易错 难题附答案解析.docx

1、备战高考化学氮及其化合物大题培优 易错 难题附答案解析备战高考化学氮及其化合物(大题培优 易错 难题)附答案解析一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1在下列物质转化中，A 是一种正盐，D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大16，E 是酸，当 X 无论是强酸还是强碱时，都有如下的转化关系：当 X 是强酸时，A、B、C、D、E 均含同一种元素；当 X 是强碱时，A、B、C、D、E 均含另外同一种元素。请回答：(1)A 是_，Y 是_。(2)当X 是强酸时，B 是_。写出C 生成D 的化学方程式：_。(3)当X 是强碱时，B 是_，写出 D 生成E 的化学方程式：_。【答案】（NH4）2S

2、O2 H2S NH3 【解析】【分析】本题中C、D的变化和D的相对分子质量比C的大16是题中一个最具有特征的条件，通过分析可初步判断D比C多一个氧原子，A为（NH4）2S，联想已构建的中学化学知识网络，符合这种转化关系的有：SO2SO3，NONO2，Na2SO3Na2SO4等，由此可推断Y为O2，由于E为酸，则D应为能转化为酸的某物质，很可能为SO3、NO2等，当X是强酸时A、B、C、D、E均含同一种元素，则B为H2S，C为SO2，D为SO3，E为H2SO4，Z为H2O，当X是强碱时，则B为NH3，C为NO，D为NO2，E为HNO3，Z为H2O，据此答题；【详解】（1）由上述分析推断可知，A为

3、（NH4）2S，Y为O2，故答案为：（NH4）2S；O2；（2）当X是强酸时，根据上面的分析可知，B是 H2S，C生成D的化学方程式为，故答案为：H2S；（3）当X是强碱时，根据上面的分析可知，B是 NH3，D生成E的化学方程式为，故答案为：NH3；。【点睛】本题解题的关键是D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大16，由此推断D比C多一个氧原子，则Y为氧气，以此逐步推断出其他物质。2氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾的重要物质，工业用多种方法来治理。某种综合处理含 NH4+废水和工业废气(主要含 NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如图：已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O

4、 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O(1)固体 1 的主要成分有 Ca(OH)2、_、_(填化学式)。(2)若实验室需要配制100mL 3.00molL-1NaOH溶液进行模拟测试，需用托盘天平称取 NaOH固体质量为_g。(3)用 NaNO2 溶液处理含NH4+废水反应的离子方程式为_。(4)捕获剂从气体 3 中捕获的气体主要是_ (填化学式)。(5)流程中生成的 NaNO2 因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知 NaNO2能发生如下反应：2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O；I2 可以使淀粉变蓝。根据上述反应， 选择生活中常见的物质和有关试

5、剂进行实验，以鉴别 NaNO2 和 NaCl。需选用的物质是_(填序号)。水 淀粉碘化钾试纸 淀粉 白酒 白醋A B C D【答案】CaCO3 CaSO3 12 NO2+ NH4+= N2+2H2O CO C 【解析】【分析】工业废气通过过量的石灰乳，除去CO2和SO2，生成CaCO3和CaSO3，气体1是NO 、CO 、N2，通入适量的空气，把NO转化为NO2，通过氢氧化钠溶液只得到NaNO2溶液，说明气体2是NO、NO2、N2，气体3是CO和N2，捕获产物是CO，得到的NaNO2溶液和含NH4+废水发生氧化还原反应，得到无污染的气体是氮气。【详解】(1)根据分析，固体 1 的主要成分有 C

6、a(OH)2、CaCO3、CaSO3；(2) 需要配制100mL 3.00molL-1NaOH溶液，所需质量m=CVM=3.00molL-10.1L40 gmol-1=12g；(3)用 NaNO2 溶液处理含NH4+废水，二者发生归中反应，氮元素最终都以氮气形式存在，反应的离子方程式为：NO2+ NH4+= N2+2H2O；(4)根据分析，捕获剂从气体 3 中捕获的气体主要是CO；(5)由2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O，可知NO2在酸性条件下可以氧化I，生成的I2 可以使淀粉变蓝。故检验NO2使用淀粉碘化钾试纸、白酒、水，故答案选C。3某城市对大气进行监测，发现该市首要

7、污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5m的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：离子K+Na+NH4+SO42-NO3-Cl-浓度/molL-1410-6610-6210-5410-5310-5210-5根据表中数据判断待测试样为_（填“酸”或“碱”）性，表示该试样酸碱性的c(H+)或c(OH-)=_molL-1。（2）煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx，易形成酸雨，污染大气，采用NaClO2溶

8、液在碱性条件下可对烟气进行脱硫，脱硝，效果非常好。完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。（_）ClO2-+（_）NO+（_）OH-=（_）Cl-+（_）NO3-+_（3）为减少SO2对环境的污染，常将煤炭转化为清洁的气体燃料，并将烟气进行处理，吸收其中的SO2。写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式：_。以下物质可以用来吸收烟气中SO2的是_（填字母代号）。a.Ca(OH)2 b.Na2CO3 c.CaCl2 d.NaHSO3（4）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。汽车启动时汽缸温度高，汽缸中会生成NO，化学方程式为_。汽车燃油不完全燃烧时产生CO。在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转

9、化为无污染、无毒性的两种气体，其化学反应方程式为_。【答案】酸 10-4 3 4 4 3 4 2H2O C+H2OCO+H2 ab N2+O22NO 2CO+2NO2CO2+N2 【解析】【分析】（1）根据电荷守恒判断溶液的酸碱性；（2）根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式；（3）焦炭与水蒸气反应生成CO和H2；SO2是酸性氧化物，能被碱性溶液吸收；（4）汽车启动时汽缸温度高，氮气和氢气在汽缸中会生成NO；在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳。【详解】（1）根据表格数据，试样所含水溶性无机离子所带电荷总数是c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)-2c

10、(SO42)-c(NO3)-c(Cl)= 410-6+610-6+210-5-2410-5-310-5-210-5 =-110-4，根据溶液的电中性原则，溶液中应该含有带正电荷的氢离子，c(H+)=1.0104mol/L，所以溶液呈酸性；（2）ClO2-中氯元素化合价由+3降低为-1，NO中N元素化合价由+2升高为+5，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，烟气脱硝过程的离子方程式3ClO2-+4NO+3OH-=3Cl-+4NO3-+2 H2O；（3）焦炭与水蒸气反应生成CO和H2，反应方程式是C+H2OCO+H2；SO2是酸性氧化物，能被碱性溶液吸收，Ca(OH)2呈碱性，能吸收SO2生成亚

11、硫酸钙和水；Na2CO3呈碱性，能吸收SO2；CaCl2与SO2不反应 ；NaHSO3与SO2不反应；故选ab；（4）汽车启动时汽缸温度高，氮气和氢气在汽缸中生成NO，化学方程式为是N2+O22NO；在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳，其化学反应方程式为2CO+2NO2CO2+N2。氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾的重要物质，工业用多种方法来治理。某种综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如图：已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O(1)固体1的主要成分

12、有Ca(OH)2、_(填化学式)。(2)若实验室需要配制3 molL-1NaOH溶液1L进行模拟测试，需称取NaOH固体质量为_g。(3)用NaNO2溶液处理含NH4+废水反应的离子方程式为_。(4)验证废水中NH4+已基本除净的方法是_(写出操作、现象与结论)。(5)气体1转化为气体2时空气不能过量的原因是_。(6)捕获剂捕获的气体主要是_(填化学式)。(7)流程中生成的NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒。已知NaNO2能发生如下反应：2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O；I2可以使淀粉变蓝。根据上述反应，选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验，以鉴别N

13、aNO2和NaCl。需选用的物质是_(填序号)。水 淀粉碘化钾试纸 淀粉 白酒 白醋A B C D【答案】CaCO3 、CaSO3 120 NH4+NO2-=N2+2H2O 取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净 气体1转化为气体2时，其中NO:NO2物质的量之比为1：1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量 CO C 【解析】【分析】工业废气(主要含NO、CO、CO2、SO2、N2)用过量石灰乳吸收，CO2、SO2与Ca(OH

14、)2反应生成CaCO3、CaSO3，成为固体1的主要成分，此时气体1为NO、CO、N2；通入适量空气，主要与NO作用生成NO2，成为空气2的主要成分；通入NaOH溶液中，从产物NaNO2看，前面通入的空气，只能将一部分NO氧化为NO2，否则生成的NaNO2中会混入NaNO3；NO2-与NH4+发生氧化还原反应，生成N2和H2O，气体3为CO，被捕获剂捕获。【详解】(1)从以上分析可知，固体1的主要成分有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3。答案为：CaCO3、CaSO3；(2)若实验室需要配制3 molL-1 NaOH溶液1L进行模拟测试，需称取NaOH固体质量为3 molL-1 1L40g

15、/mol=120 g。答案为：120；(3)用NaNO2溶液处理含NH4+废水时，NO2-与NH4+反应生成N2和H2O，反应的离子方程式为NH4+NO2-=N2+2H2O。答案为：NH4+NO2-=N2+2H2O；(4)验证废水中NH4+已基本除净，可加碱检测气体的性质，方法是取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净。答案为：取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净；(5)由以上分析知，气体1转化为气体2时空气不能过量的原因是气体1转化为

16、气体2时，其中n(NO):n(NO2)物质的量之比为1:1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量。答案为：气体1转化为气体2时，其中n(NO):n(NO2)物质的量之比为1:1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量；(6)由以上分析可知，捕获剂捕获的气体主要是CO。答案为：CO；(7)鉴别NaNO2和NaCl，需利用反应2NaNO2+4HI=2NO+I2+2NaI+2H2O，所以需加I-、淀粉、酸，从而确定选用的物质是，

17、故选C。答案为：C。【点睛】检验NaNO2和NaCl，若使用AgNO3溶液，会生成AgCl、AgNO2白色沉淀，再加入稀硝酸，AgNO2溶解，而AgCl不溶解，所以也可用硝酸酸化的硝酸银溶液进行鉴别。4硝酸是常见的三大强酸之一，在化学研究和化工生产中有着广泛应用，常用于制备硝酸盐、染料、肥料、医药中间体、烈性炸药等。硝酸盐多用于焰火、试剂、图像处理行业。（1）某金属M的硝酸盐受热时按下式分解：2MNO32M+2NO2+O2，加热3.40gMNO3，生成NO2和O2折算成标准状况时的总体积为672mL。由此可以计算出M的相对原子质量为_。（2）将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完

18、全溶解产生的NO和NO2混合气体折算成标准状况下的体积为11.2L。其中NO的体积为_。（3）现有Cu、Cu2O和CuO组成的混合物，某研究性学习小组为了探究其组成情况，加入100mL0.6molHNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同时收集到224mLNO气体（S.T.P.）。则产物中硝酸铜的物质的量为_。如原混合物中有0.0lmolCu，则其中Cu2O与CuO的质量比为_。（4）有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H2SO4和HNO3物质的量浓度分别是4mol/L和2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，HNO3被还原成NO，待反应结束后，可产生标准状况下的气体多少升_？（5）加热

19、某一硝酸铜的结晶水合物和硝酸银的混合物110.2g，使之完全分解，得到固体残渣48.4g。将反应后产生的气体通过水充分吸收后，剩余气体1.68L(S.T.P.)。求原混合物中硝酸铜结晶水合物的化学式_。【答案】108 5.824L 0.025 9：5 0.448L Cu(NO3)26H2O 【解析】【分析】（1）根据硝酸盐和气体体积的关系式计算金属的相对原子质量；（2）根据氧化还原反应中得失电子数相等计算生成的一氧化氮的体积；（3）根据氮原子守恒确定未反应硝酸根的物质的量，根据硝酸根的物质的量和硝酸铜的关系式计算硝酸铜的物质的量；根据硝酸铜的物质的量计算溶液中铜离子的物质的量，根据氧化还原反应

20、中得失电子守恒计算氧化亚铜的质量，根据铜原子守恒计算氧化铜的质量，从而计算出氧化亚铜和氧化铜的质量之比；（4）根据n=cV计算氢离子和硝酸根的物质的量，由于铁过量，根据反应进行过量计算，以不足量的物质计算一氧化氮的物质的量，进而计算体积；（5）根据原子守恒，气体体积列方程计算硝酸铜和硝酸银的物质的量，根据铜原子守恒计算结晶水系数，从而确定化学式。【详解】（1）标准状况下，672ml气体的物质的量是0.03mol，根据反应的方程式可知，氧气的物质的量是0.01mol，所以硝酸盐的物质的量是0.02mol，则硝酸盐的相对分子质量是170，故M的相对原子质量是17062108；（2）32.64g铜的

21、物质的量是0.51mol，失去1.02mol电子转化为+2价铜离子，气体的物质的量是0.5mol，若设NO和NO2的物质的量分别是x和y，则xy0.5、3xy1.02，解得x0.26mol，所以NO的体积是5.824L；（3）硝酸的物质的量是0.06mol，被还原的硝酸是0.01mol，所以根据氮原子守恒可知，硝酸铜的物质的量是（0.06mol0.01mol）20.025mol。根据铜原子守恒可知，铜原子的物质的量是0.025mol，Cu2O与Cu在反应中均是失去2个电子，二者的物质的量之和是0.015mol，则氧化亚铜的物质的量是0.005mol，所以氧化铜的物质的量是0.005mol，则C

22、u2O与CuO的质量比为144809:5。（4）n(H+)=0.01L4mol/L2+0.01L2mol/L=0.1mol，n(NO3-)=0.01L2mol/L=0.02mol，由于铁过量，发生反应3Fe+8H+2NO3-=3Fe2+2NO+4H2O，0.02mol硝酸根完全反应，需要氢离子的物质的量为0.08mol0.1mol，故氢离子过量，硝酸根不足，生成的一氧化氮为0.02mol，则标况下，一氧化氮的体积为0.448L。（5）二氧化氮、氧气和水的反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3，根据硝酸铜和硝酸银受热分解方程式可知，硝酸铜受热分解产生的二氧化氮和氧气体积比为4：1，被水完全吸

23、收，硝酸银分解产生的二氧化氮和氧气体积比小于4：1，即气体与水反应剩余1.68L氧气；设原混合物中硝酸铜的物质的量为xmol，硝酸银为ymol，即80x+108y=48.4，0.25y=0.075，即x=0.2mol，y=0.3mol。根据铜原子守恒可知，结晶水的物质的量=1.2mol，即硝酸铜与结晶水物质的量之比为1：6，硝酸铜结晶水合物的化学式Cu(NO3)26H2O。5某课外兴趣小组探究利用废铜屑制取CuSO4溶液，设计了以下几种实验方案。完成下列填空：(1)方案一：以铜和浓硫酸反应制备硫酸铜溶液。方案二：将废铜屑在空气中灼烧后再投入稀硫酸中。和方案一相比，方案二的优点是_；方案二的实验

24、中，发现容器底部残留少量紫红色固体，再加入稀硫酸依然不溶解，该固体为_。(2)方案三的实验流程如图所示。溶解过程中有气体放出，该气体是_。随着反应的进行，生成气体速率加快，推测可能的原因是_。(3)设计实验证明你的推测：_。方案四的实验流程如图所示。（4）为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比应为_；（5）对方案四进行补充完善，设计一个既能防止污染，又能实现物料循环的实验方案(用流程图表示)_。【答案】不产生污染空气的SO2气体，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少 Cu O2 反应产生的Cu2对H2O2分解有催化作用 取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，观察产生气泡的

25、速率是否加快 32 【解析】【详解】(1)第一个方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成空气污染；第二个方案中铜和氧气加热生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水，因此反应过程中没有污染物，且原料的利用率高。方案二的实验中，发现容器底部残留少量紫红色固体为铜，不溶于稀硫酸；(2)方案三中H2O2发生还原反应生成O2；随着反应的进行，生成气体速率加快，可能是反应产生的Cu2对H2O2分解有催化作用；（3）取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，如果产生气泡的速率加快，则证明Cu2对H2O2分解有催化作用；(4)根据离子方程式：3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O，反应消耗2 mol硝酸，生成3

26、 mol硫酸铜，故为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比应为32；（5）设计实验方案时，为防止NO污染空气，应通入空气氧化NO为NO2，用水吸收后，生成的HNO3再循环利用：。6X、Y、Z 是中学化学常见的三种物质，它们之间的相互转化关系如下(X、Y、Z、E、F 为英文字母，部分反应条件及产物略去)I.若Y是一种易溶于水，且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体。（1）Y气体的大量排放会形成酸雨，在工业上可以用足量氨水吸收，化学方程式为_。（2）Z的水溶液可以制得某种强酸 E。实验室用 98%的浓 E( = 1.84gcm3)溶液配制l.5molL1稀 E 溶液240mL。 制该

27、稀 E 溶液需要使用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒 和_ ；II.若Z是淡黄色固体粉末。在呼吸面具或潜水艇中由Z和 CO2制备氧气的化学反应方程式为_。III.若Z是红棕色气体。（1）试写出 Z 与水反应制备另一种强酸 F 的化学方程式_。（2）2.0g铜镁合金完全溶解于100mL 密度为 1.40gmL1质量分数为 63%的浓F溶液中，得到Z 和N2O4(Z和N2O4均为浓F 溶液的还原产物)的混合气体1792mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0molL1NaOH 溶液，当金属离子全部沉淀，得到3.7g沉淀。则合金中铜与镁的物质的量之比为_，加入 NaOH 溶液的体积为_

28、mL 。【答案】2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O 250mL容量瓶 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 2:3 1300 【解析】【分析】I若Y是一种易溶于水，且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体，则Y为SO2；II若Z是淡黄色固体粉末，则Z为Na2O2；III若Z是红棕色气体，则Z为NO2，X为N2或NH3，Y为NO。【详解】I.（1）根据分析，Y为SO2，SO2的大量排放会形成酸雨，在工业上可以用足量氨水吸收，生成亚硫酸铵和水，其反应的化学方程式为：2NH3H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O，故答案为：2NH3H2

29、O+SO2=(NH4)2SO3+H2O。（2）二氧化硫氧化生成三氧化硫，三氧化硫溶于水得硫酸，E是硫酸。实验室用98%浓硫酸(=1.84mgcm3)溶液配制1.5molL1稀硫酸溶液240mL，依据配制溶液的步骤可知，需用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶，故答案为：250mL容量瓶。II. 根据分析，Z为Na2O2，在呼吸面具或潜水艇中Na2O2和CO2制备O2的化学反应方程式为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。III.（1） Z为NO2，X为N2或NH3，Y为NO，NO2与H2O反应生成HNO3和NO，其化学反应方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO。（2）F为HNO3，金属离子全部沉淀时，得到3.7g沉淀为氢氧化铜和氢氧化镁，所以沉淀中氢氧根离子的质量为3.7g2g=1.7g，氢氧根离子的物质的量为：，根据电荷守恒可知，金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，设铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则：，计算得出：，所以合金中铜与镁的物质的量之比是0.02：0.03=2:3；标准状况下，NO2和N2O4混合气体的物质的量为：