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第四單元 生產(chǎn)生活中的含氮化合物 一、選擇題 1．硝酸被稱為"國防工業(yè)之母"是因為它是制取炸藥的重要原料。下列實驗事實與硝酸性質(zhì)不相對應(yīng)的一組是 ( )。 A．濃硝酸使紫色石蕊試液先變紅后褪色--酸性和強氧化性 B．不能用稀硝酸與鋅反應(yīng)制氫氣--強氧化性 C．要用棕色瓶盛裝濃硝酸--不穩(wěn)定性 D．能使滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去--強氧化性 解析 D項中"滴有酚酞的氫氧化鈉溶液紅色褪去"，其褪色的原因可能是因為硝酸的強氧化性將酚酞氧化而褪色，但也有可能是硝酸與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)，究竟是哪個原因，還需要實驗認證，D項不準確。 答案 D 2． NH3是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖)。下列說法正確的是 ( )。 A．NH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥 B．NH4Cl、HNO3和Na2CO3受熱時都易分解 C．NH3和NO2在一定條件下可以發(fā)生氧化還原反應(yīng) D．圖中所涉及的鹽類物質(zhì)均可發(fā)生水解 解析 本題通過氨氣作為化工原料制取多種產(chǎn)品的分析，考查含氮化合物的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系。NH4Cl是常用的化肥，而NaHCO3不是化肥，A項錯誤；NH4Cl、HNO3受熱時都易分解，而Na2CO3受熱不易分解，B項錯誤；根據(jù)氮元素化合價分析，氮元素可以發(fā)生化合價歸中的氧化還原反應(yīng)，C正確；銨鹽(NH)、碳酸鹽(CO、HCO)均可以水解，但NaCl不能水解，D項錯誤。 答案 C 3．如下圖，利用培養(yǎng)皿探究氨氣的性質(zhì)。實驗時向NaOH固體上滴幾滴濃氨水，立即用另一表面皿扣在上面，下表中對實驗現(xiàn)象所做的解釋正確的是 ( )。 選項 實驗現(xiàn)象 解釋 A 濃鹽酸附近產(chǎn)生白煙 NH3與濃鹽酸揮發(fā)的HCl氣體反應(yīng)產(chǎn)生了NH4Cl固體 B 濃硫酸附近無明顯現(xiàn)象 NH3與濃硫酸不發(fā)生反應(yīng) C 氯化物溶液變渾濁 該溶液一定是AlCl3溶液 D 干燥紅色石蕊試紙不變色，濕潤的紅色石蕊試紙變藍 NH3是一種可溶性堿 解析 B項，濃H2SO4可與NH3發(fā)生反應(yīng)；C項，該溶液也可能是MgCl2溶液等；D項濃氨水滴到NaOH固體上，放出大量的熱，使NH3揮發(fā)出來的同時，也有水蒸氣產(chǎn)生，故干燥的紅色石蕊試紙也變藍色。NH3·H2O是堿，而NH3不屬于堿。 答案 A 4．在下圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶內(nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾f，燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。則a和b分別是 ( )。 a(干燥氣體) b(液體) A NO2 水 B CO2 水 C Cl2 飽和食鹽水 D NH3 1 mol·L－1鹽酸 解析 本題考查了形成噴泉現(xiàn)象的原理。由題目所給信息形成噴泉幾乎充滿燒瓶。b溶液應(yīng)易吸收a氣體而無其他氣體生成。NO2易與水反應(yīng)但又生成NO，溶液不能充滿燒瓶；Cl2在飽和NaCl水溶液中溶解度很小基本不被吸收；CO2在水中溶解度較小。 答案 D 5．已知氣體的摩爾質(zhì)量越小，擴散速度越快。如圖所示為氣體擴散速度的實驗，兩種氣體擴散相遇時形成白色煙環(huán)。下列關(guān)于甲、乙的判斷正確的是( ) A．甲是濃氨水，乙是濃硫酸 B．甲是濃鹽酸，乙是濃氨水 C．甲是濃氨水，乙是濃鹽酸 D．甲是濃硝酸，乙是濃氨水 解析 根據(jù)題意，因NH3的摩爾質(zhì)量小于HCl和HNO3，所以NH3應(yīng)在甲處產(chǎn)生，HCl和HNO3氣體應(yīng)在乙處產(chǎn)生，而濃硫酸不揮發(fā)。 答案 C 6．將3.2 g Cu跟30.0 mL 10.0 mol·L－1的HNO3充分反應(yīng)，還原產(chǎn)物有NO和NO2，若反應(yīng)后溶液中有a mol H＋，則此時溶液中含NO的物質(zhì)的量為( ) A．0.5a mol B．(0.1＋a)mol C．0.1a mol D．2a mol 解析 首先判斷Cu與硝酸誰過量，經(jīng)判斷知HNO3過量，Cu全部反應(yīng)，根據(jù)溶液中的電荷守恒，n(NO)＝n(H＋)＋2n(Cu2＋)，而n(Cu2＋)＝＝0.05 mol，所以n(NO)＝a mol＋0.05 mol×2＝(a＋0.1)mol。 答案 B 7．向50 mL稀H2SO4與稀HNO3的混合溶液中逐漸加入鐵粉，假設(shè)加入鐵粉的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況)之間的關(guān)系如圖所示，且每一段只對應(yīng)一個反應(yīng)。下列說法正確的是 ( )。 A．開始時產(chǎn)生的氣體為H2 B．AB段發(fā)生的反應(yīng)為置換反應(yīng) C．所用混合溶液中c(HNO3)＝0.5 mol·L－1 D．參加反應(yīng)鐵粉的總質(zhì)量m2＝5.6 g 解析 一是硫酸與硝酸的混酸計算，需要用離子方程式解，二是分析圖像各階段的反應(yīng)。OA段：Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，AB段：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，BC段：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，A、B錯誤。由圖像可知，n(NO)＝0.05 mol，根據(jù)氮元素原子守恒，硝酸的物質(zhì)的量等于0.05 mol，濃度為1 mol·L－1，C錯誤。D項，方法一：OA段反應(yīng)的鐵為0.05 mol，生成Fe3＋ 0.05 mol，AB段溶解Fe 0.025 mol，BC段溶解的鐵為0.025 mol，共溶解鐵0.1 mol。方法二：根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，鐵最終存在形式均為Fe2＋，有n(NO)×3＋n(H2)×2＝n(Fe)×2，解得n(Fe)＝0.1 mol。 答案 D 二、非選擇題 8．某學?；瘜W學習小組為探究二氧化氮的性質(zhì)，按下圖所示裝置進行實驗。 請回答下列問題： (1)裝置甲中盛放濃硝酸的儀器A的名稱是________，該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為____________________________________________________。 (2)實驗過程中，裝置乙、丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象分別是_____________ ____________、____________________________________裝置丙中的試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_______________ ______________________________________________________________。 (3)為了探究NO的還原性，可以在裝置丁的導(dǎo)氣管C中通入一種氣體，通入的這種氣體的名稱是_______________________________________。 (4)取下裝置丙中的試管D，在其中滴加FeSO4溶液，溶液變?yōu)開_______色，為了證明鐵元素在該反應(yīng)中的產(chǎn)物，可以再在溶液中滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)開_______色。 解析 (1)在濃硝酸與銅的反應(yīng)中，需要隨時控制濃硝酸的流量，故采用分液漏斗，而不是一般的漏斗；濃硝酸與銅反應(yīng)生成二氧化氮。 (2)二氧化氮為紅棕色氣體，能夠與水反應(yīng)生成無色的NO。 (3)NO與氧氣反應(yīng)表現(xiàn)還原性，NO被氧化為二氧化氮。 (4)試管D中的溶液為稀硝酸，稀硝酸具有氧化性，能夠?qū)嗚F離子氧化為鐵離子，鐵離子與SCN－生成血紅色的物質(zhì)。 答案 (1)分液漏斗 Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)生成紅棕色氣體 蒸餾水中有氣泡產(chǎn)生，生成無色氣體 3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO (3)氧氣 (4)棕黃 血紅 9．(1)實驗室用金屬銅和稀硝酸制取NO的離子方程式： ________________________________________________________________________。 (2)NO是有毒氣體，某學生為防止污染，用分液漏斗和燒杯裝配了一套簡易的、能隨開隨用、隨關(guān)隨停的NO氣體發(fā)生裝置，如圖Ⅰ所示。 ①實驗室若沒有銅絲，而只有小銅粒，在使用上述裝置進行實驗時，可用絲狀材料包裹銅粒以代替銅絲進行實驗，這絲狀材料的成分可以是________(填選項編號)。 A．鐵 B．鋁 C．銀 D．玻璃 E．聚丙烯塑料 ②打開分液漏斗的活塞使反應(yīng)進行，在分液漏斗中實際看到的氣體是紅棕色的，原因是________________________(填化學方程式) (3)為證明銅絲與稀硝酸反應(yīng)生成的確實是NO，某同學另設(shè)計了一套如圖Ⅱ所示制取NO的裝置。反應(yīng)開始后，可以在U形管右端觀察到無色的NO氣體。 ①長玻璃管的作用是_____________________________________________________。 ②讓反應(yīng)停止的操作方法及原因是________________________________________。 (4)以下收集NO氣體的裝置(見圖Ⅲ)，合理的是________(填選項代號)。 解析 (1)離子方程式的書寫，要注意電荷的守恒；(2)①能夠代替的物質(zhì)不能與稀硝酸反應(yīng)，所以A、B、C選項不行；②紅棕色的氣體是NO2，原因是生成的NO與空氣中的氧氣反應(yīng)；(3)該實驗裝置是防止產(chǎn)生的氣體與空氣接觸，長玻璃管的作用是接收稀硝酸，防止稀硝酸溢出；關(guān)閉活塞，使稀硝酸向下壓，從而銅絲與稀硝酸分開，反應(yīng)停止；(4)不能用排空氣法來收集NO，因為NO與空氣中的氧氣反應(yīng)，只能用排水法，C和D符合題意，E裝置是洗氣裝置。 答案 (1)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋4H2O＋2NO↑ (2)①D、E?、?NO＋O2===2NO2 (3)①接收被氣體壓出U形管的液體，防止稀硝酸溢出 ②關(guān)閉U形管右端導(dǎo)氣管上的活塞，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體將U形管右端管內(nèi)的稀硝酸向下壓，使銅絲與稀硝酸分開，反應(yīng)停止 (4)C、D 10．某亞硝酸鈉生產(chǎn)廠采用硝酸為原料，其生產(chǎn)原理是NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。工藝流程如下 (1)分解塔中填有大量的瓷環(huán)，其目的是：_________________ ____________。 (2)按一定計量比在反應(yīng)塔中通SO2和噴入硝酸，若反應(yīng)后生成的NO與NO2物質(zhì)的量之比恰好1∶1，則分解塔中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為：___________________________________________________________。 試從產(chǎn)物產(chǎn)率的角度分析該反應(yīng)中硝酸的濃度不宜過大或過小的原因是_____________________________________________________________， 若硝酸過濃度，吸收塔中可能發(fā)生的副反應(yīng)化學方程式為_______。 (3)通入一定量的N2的目的是：__________________________________ __。 (4)吸收塔中尾氣如何再利用：______________________________ __________________________________________。 (5)副產(chǎn)品NaNO3在一定條件下可與下列哪些物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品________(選填序號)。 A．Pb B．C C．Fe D．Cl2 解析 (2)中反應(yīng)物為SO2和HNO3，SO2被氧化為H2SO4，HNO3被還原為NO和NO2，注意兩者物質(zhì)的量之比為1∶1。若硝酸過濃，則生成NO2的含量高，過量的NO2會被NaOH溶液吸收，生成NaNO3和NaNO2、H2O，若硝酸濃度過稀，則生成NO的含量高，兩種情況都導(dǎo)致NaNO2產(chǎn)率降低。(4)吸收塔中尾氣主要是NO，可以通入適量O2，生成一定量NO2，再進入吸收塔中，循環(huán)吸收。(5)目的是將NaNO3還原為NaNO2，所以選擇還原劑。 答案 (1)增大接觸面，使兩者充分接觸反應(yīng)，提高原料利用率 (2)2HNO3＋2SO2＋H2O===NO＋NO2＋2H2SO4 硝酸濃度過大，主要還原生成NO2，導(dǎo)致亞硝酸鈉產(chǎn)率降低；若硝酸濃度過低，分解塔中出來的主要是NO，亞硝酸鈉產(chǎn)率也低 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O (3)稀釋氣體，提高吸收率 (4)通入適量的O2，再進入吸收塔，循環(huán)吸收 (5)ABC 11．實驗一：已知木炭在一定條件下與濃硝酸反應(yīng)生成兩種＋4價的氧化物，為了探究一氧化氮(NO)能否與過氧化鈉反應(yīng)，以及反應(yīng)后的產(chǎn)物中是否有亞硝酸鈉(NaNO2)，某小組同學設(shè)計了如圖所示裝置(夾持儀器和連接用的膠管已經(jīng)省略)。 (1)為了完成該實驗，虛線框內(nèi)還需要連接B～E四套裝置，按氣流方向連接的順序為： a→(________) (________)→(________) (________) →(________) (________)→(________) (________) (填儀器接口的字母編號)。連接好儀器，檢查氣密性，裝入藥品后，要通入一段時間的氮氣，再滴加濃硝酸，點燃酒精燈，通入氮氣的主要目的是_____________________ ____________。 (2)裝置E中觀察到的主要實驗現(xiàn)象有____________________________ ____。 (3)裝置C的作用是____________________________________________。 (4)某同學經(jīng)查閱資料后發(fā)現(xiàn)亞硝酸是弱酸，性質(zhì)不穩(wěn)定，室溫下易分解生成一氧化氮。裝置D中充分反應(yīng)后，設(shè)計實驗證明D中是否有亞硝酸鈉生成：______________________________________(寫出檢驗步驟及現(xiàn)象)。 (5)亞硝酸鈉在酸性條件下可將I－氧化為I2，同時生成NO，該反應(yīng)常用于亞硝酸鈉含量的測定，請寫出該反應(yīng)的離子方程式：______________________。 實驗二：為了證明銅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，某校同學設(shè)計了一個實驗，其裝置如下圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。A為注射器，B為兩端長短不等的U形管，C是裝有NaOH溶液的燒杯，D處是繞成螺旋狀的銅絲，K1、K2是止水夾。 (1)實驗時，為在D處收集到NO，以便觀察顏色，必須事先在A中吸入一定量的空氣。然后________K1("關(guān)閉"或"打開")，打開止水夾K2，從U形管左端注入稀硝酸，當看到______________________時可以確定U形管中空氣已被趕盡，關(guān)閉止水夾K2。 (2)然后給裝置B微微加熱，在裝置D處產(chǎn)生無色氣體，其反應(yīng)的離子方程式為：__________________________________________________________。 (3)如何證明D處聚集的是NO而不是H2? _______________________________________________________。 (4)實驗現(xiàn)象觀察完畢，關(guān)閉止水夾K1，打開止水夾K2，在重力作用下，U形管右端的紅棕色混合氣體被酸液壓入NaOH溶液中吸收，消除了環(huán)境污染。 解析 實驗一：由題意可以看出A中發(fā)生的反應(yīng)為C＋4HNO3(濃)△(△N)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O，要得到NO，則要E裝置發(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO,3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。為了防止NO被氧化成NO2，裝置中要保持無氧的條件，則裝入藥品后，要通入一段時間的氮氣，再滴加濃硝酸，點燃酒精燈。E裝置出來的氣體是CO2、NO、N2和少量的水蒸氣。先用裝置C除去CO2，再用裝置B除去水蒸氣。在裝置D中探究一氧化氮(NO)能否與過氧化鈉反應(yīng)，以及反應(yīng)后的產(chǎn)物中是否有亞硝酸鈉(NaNO2)。 實驗二：NO易與氧氣反應(yīng)，銅與稀硝酸反應(yīng)制取NO，應(yīng)排盡裝置內(nèi)的氧氣。向U形管中加注稀硝酸時應(yīng)加滿，不留空隙。當收集一定量的氣體后，將注射器中的氣體注入U形管中，氣體的顏色變?yōu)榧t棕色可確定是NO而不是H2。 答案 實驗一：(1)h i d e b c f g(或g f) 排除裝置中的空氣，防止一氧化氮被空氣中的氧氣氧化為二氧化氮 (2)溶液由無色變成藍色，有無色氣泡產(chǎn)生 (3)除去一氧化氮中的二氧化碳 (4)取少量D中的固體于試管中，加入稀硫酸，若溶液中有氣泡產(chǎn)生且在試管液面上方變成紅棕色氣體，則D中有亞硝酸鈉生成(或其他合理答案) (5)2NO＋2I－＋4H＋===2NO↑＋I2＋2H2O 實驗二：(1)關(guān)閉 U形管右端稀硝酸接觸膠塞 (2)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (3)打開止水夾K1，把注射器中的空氣壓入U形管中，若觀察到D處氣體變紅棕色，則證明收集的是NO，而不是H2 1 |
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