高考化学与氮及其化合物有关的压轴题及详细答案Word文件下载.docx
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(4)收集氨时试管口棉花的作用是减少与空气的对流,保证试管中能收集满氨气。
(5)引发喷泉实验的操作是打开橡皮管的夹子,挤压胶头滴管的胶头,使少量的水进入烧瓶,只要水进入烧瓶,气体溶于水导致压强减小,产生喷泉。
(6)要想产生喷泉,必须生成大量气体,A选项能产生大量二氧化碳。
(7)加入浓硫酸,放出大量热导致压强增大,产生喷泉。
【点睛】
氨气的制取分为工业制法、简易制法、实验室制法,不能混淆;
喷泉实验的原理是内外产生压强差。
2.氨和硝酸都是重要的工业原料。
(1)标准状况下,将500L氨气溶于水形成1L氨水,则此氨水的物质的量浓度为____mol·
L-1(保留三位有效数字)。
工业上常用过量氨水吸收二氧化硫,该反应的化学方程式为____。
(2)氨氧化法是工业生产中合成硝酸的主要途径。
合成的第一步是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮,该反应的化学方程式为____。
下列反应中的氨与氨氧化法中的氨作用相同的是____。
A.2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑B.2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O
C.4NH3+6NO=5N2+6H2OD.HNO3+NH3=NH4NO3
工业中的尾气(假设只有NO和NO2)用烧碱进行吸收,反应的离子方程式为2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O和NO+NO2+2OH-=____+H2O(配平该方程式)。
(3)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀HNO3500mL,反应过程中产生的气体只有NO。
固体完全溶解后,在所得溶液(金属阳离子只有Cu2+)中加入1L1mol·
L-1的NaOH溶液使金属离子恰好完全沉淀,此时溶液呈中性,所得沉淀质量为39.2g。
①Cu与稀HNO3反应的离子方程式为____。
②Cu与Cu2O的物质的量之比为____。
③HNO3的物质的量浓度为____mol·
L-1。
(4)有H2SO4和HNO3的混合溶液20mL,加入0.25mol•L-1Ba(OH)2溶液时,生成沉淀的质量w(g)和Ba(OH)2溶液的体积V(mL)的关系如图所示(C点混合液呈中性)。
则原混合液中H2SO4的物质的量浓度为____mol·
L-1,HNO3的物质的量浓度为____mol·
【答案】22.3SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O[或SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3]4NH3+5O2
4NO+6H2OBC2NO2-3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O2:
12.40.251
(1)根据c=
计算氨水的浓度;
(2)根据已知信息反:
应物和生成物书写反应方程式,根据电子守恒配平反应方程式;
根据化合价变化判断NH3为还原剂,进行分析其他几反应中氨气的作用;
(3)根据质量守恒,原子守恒、电子守恒规律进行解答;
(4)根据n(H+)=n(OH-
)进行分析解答。
(1)标准状况下,将500L氨气溶于水形成1L氨水,则此氨水的物质的量浓度为C
=
=22.3mol·
工业上常用过量氨水吸收二氧化硫,二氧化硫与氨气反应生成亚硫酸铵和水,该反应的化学方程式为SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O[或SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3],所以答案为:
22.3;
SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O[或SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3];
(2)将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮,该反应的化学方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O,所以答案:
4NH3+5O2
4NO+6H2O;
A.在4NH3+5O2
4NO+6H2O反应中,氨气做还原剂,2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑反应中,氨气做氧化剂,所以与氨氧化法中的氨作用不相同,故A错误;
B.在2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O反应中,氨气做还原剂,所以与氨氧化法中的氨作用相同,故B正确;
C.在4NH3+6NO=5N2+6H2O反应中,氨气做还原剂,所以与氨氧化法中的氨作用相同,故C正确;
D.HNO3+NH3=NH4NO3反应是非氧化还原反应,故D错误;
所以答案:
BC。
由质量守恒和得失电子守恒配平,NO中N为+2价,NO2中N为+4,显然是个归中反应,生成化合物中N为+3价,再根据原子守恒,电荷守恒,可知该反应的离子方程式:
NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,故答案为NO2-;
本题答案为:
BC;
2NO2-;
①Cu与稀HNO3反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,其离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,所以答案:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
②
所得溶液中加入1mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)
=
n
(NaOH)
1.0mol/L
1.0L=1mol。
沉淀为Cu(OH)2,质量为39.2g,物质的量=
=0.4mol,
根据铜元素守恒有
n(Cu)
+
2n
(Cu2O)=n[Cu(OH)2],反应后的溶液中n
[Cu(NO3)2]=
[Cu(OH)2]=
0.4mol。
设Cu、Cu2O的物质的量分别为x、y,
64x+144y
27.2,x+2y=
0.4,解得
x=0.2,y
0.1,所以Cu与Cu2O的物质的量之比为2:
1;
所以答案为2:
③Cu和Cu2O与稀硝酸反应生成硝酸铜,0.2molCu完全反应失去0.4mol电子0.1molCu2O完全反应失去0.2mol电子,总共生成0.6mol电子,由电子守恒,生成NO的物质的量=
=
0.2mol,所得溶液中加入1L1mol·
L-1的NaOH溶液,此时溶液呈中性,金属离子恰好完全沉淀,反应后的溶质为硝酸钠,则溶液中的硝酸根离子的物质的量为
n(NO3-)
n(NaOH)
1mol/L
1L=1mol,则硝酸的总物质的量为1mol+0.2mol=
1.2mol,硝酸的浓度c=
=2.4mol/L。
所以答案为:
2.4mol·
(4)由图可知,0~
20mLBa(OH)2溶液发生H2SO4
Ba(OH)2
BaSO4↓+H2O,20mL
~
60mLBa(OH)2溶液发生H++OH-=H2O,由图可知,加入20mLBa(OH)2溶液时,硫酸钡沉淀达最大值,设硫酸的物质的量为x,则
H2SO4
Ba(OH)2=
BaSO4↓+H2O
11
x
0.02L
0.25mol
L-1,解得x
0.02L
L-1=
0.005mol,硫酸的物质的量浓度=
0.25mol
L-1,由图可知pH=7时,消耗60mLBa(OH)2溶液,由.H++OH-=H2O可知原溶液中含有的n(H+)=n(OH-
)=
2
0.06L
0.03mol,
故
(HNO3)
0.03mol
-
0.005mol
2=
0.02mol,故原溶液中HNO3的物质的量浓度=
=1mol
L-1,故答案为:
0.25;
1。
3.某化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。
在A装置中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(1)B装置中的干燥剂是_____
(填“碱石灰”或“浓硫酸”)。
(2)C、D
装置中试纸颜色会发生变化的是_____(填”C”或“D”)。
(3)当实验进行段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴入1-
-2滴浓盐酸,可观察到
E装置中的现象是产生______(填”
烟”或“白雾”)。
(4)为防止过量氨气造成空气污染,需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置,合适的装置是_____
(填“F”或“G”)。
(5)生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量。
实验室利用此原理,向生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气。
用此方法制取氨气应选用的气体发生装置是____
(填“a”“b”或“c”)。
【答案】碱石灰D白烟)F)c
(1)氨气是碱性气体,能与浓硫酸反应且浓硫酸是液态干燥剂,故B装置中的干燥剂是碱石灰;
(2)氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,所以D中颜色发生变化,故答案为D;
(3)氨气与挥发的HCl会生成氯化铵晶体,所以有白烟产生;
(4)因为氨气极易溶于水,所以吸收氨气时要用防倒吸装置,故答案为F;
(5)向生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气。
用此方法制取氨气为固液不加热制取气体,应选用的气体发生装置是c。
4.硝酸是一种重要的化工原料,用来制取一系列硝酸盐类氮肥,如硝酸铵、硝酸钾等;
也用来制取含硝基的炸药等。
试回答下列问题:
(1)某同学对铁与稀硝酸的反应进行探究,若HNO3只被还原成NO,则:
①写出铁与过量稀硝酸反应的离子方程式:
__。
②写出过量铁与稀硝酸反应的离子方程式:
③若28g铁与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为__。
上述反应结束后,向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液,滤出沉淀洗涤后,在空气中灼烧至质量不变,最终得到的固体质量为__g。
(2)饮用水中NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,某饮用水研究人员提出,可在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。
①配平方程式:
__Al+__NO3-+__OH-+__=__[Al(OH)4]-+__N2↑。
②上述反应中,还原剂与还原产物的物质的量之比是__,反应中转移电子0.3mol,生成__mL(标准状况下)N2。
【答案】Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O2∶340106418H2O10310∶3672
(1)①铁与过量稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水,离子方程式为Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O;
②过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水,离子方程式为3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O;
③28g铁的物质的量为0.5mol,与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,设生成的Fe3+和Fe2+的物质的量分别是xmol、ymol,即生成xmol硝酸铁和ymol硝酸亚铁,根据N原子守恒知,生成NO的物质的量为(1.6-3x-2y)mol,根据得失电子守恒有3x+2y=3(1.6-3x-2y),又有x+y=0.5,解得x=0.2,y=0.3,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为2∶3;
上述反应结束后,向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液,滤出沉淀洗涤后,在空气中灼烧至质量不变,由于生成的氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁,氢氧化铁受热分解最终得到的固体是氧化铁,故其物质的量为0.5mol×
=0.25mol,质量为40g;
(2)①根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒,可知离子方程式为10Al+6NO3-+4OH-+18H2O=10[Al(OH)4]-+3N2↑;
②上述反应中,还原剂是Al,还原产物是N2,其物质的量之比为10∶3;
由方程式可知,生成3molN2时转移电子30mol,所以反应中转移电子0.3mol,生成N2的体积(标准状况下)为
×
22.4L·
mol-1=0.672L=672mL。
金属与硝酸反应的计算一般常采用以下方法:
①原子守恒法:
HNO3与金属反应时,一部分HNO3起酸的作用,以NO的形式存在于溶液中;
一部分作为氧化剂转化为还原产物,这两部分中氮原子的总物质的量等于反应消耗的HNO3中氮原子的物质的量;
②得失电子守恒法:
HNO3与金属的反应属于氧化还原反应,HNO3中氮原子得到电子的物质的量等于金属失电子的物质的量;
③电荷守恒法:
HNO3过量时反应后溶液中(不考虑OH-)有:
c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金属离子);
④离子方程式计算法:
金属与H2SO4、HNO3的混合酸反应时,由于溶液中NO3-在H2SO4提供H+的条件下能继续与金属反应,因此此类题目应用离子方程式来计算,先作过量判断,然后根据完全反应的金属或H+或NO3-进行相关计算,且溶液中要符合电荷守恒。
5.如图所示,在干燥的圆底烧瓶中充满某气体a,胶头滴管中吸有少量液体b,当把溶液b挤进烧瓶后,打开止水夹不能形成“喷泉”的组合是()
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
A.氨气极易溶于水,导致烧瓶内压强迅速减小,能形成喷泉,故A不符合题意;
B.氯化氢极易溶于水,导致烧瓶内压强迅速减小,能形成喷泉,B不符合题意;
C.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,导致烧瓶内压强迅速减小,能形成喷泉,故C不符合题意;
D.饱和氯化钠溶液中含有氯离子能抑制氯气的溶解,所以氯气不能使烧瓶内压强减小,不能形成喷泉,故D符合题意;
答案:
D。
根据形成喷泉的原理是使烧瓶内外产生压强差,所以只要考虑烧瓶内气体能否和滴管中的液体发生反应进行判断。
6.下图中的每一个方格表示有关的一种反应物或生成物,其中X为正盐,A、C、D均为无色气体。
(1)写出有关的物质化学式。
X:
_______C:
_______E:
_______F:
_____
(2)写出反应①的化学方程式_____________________________________
(3)写出反应②的离子方程式_____________________________________
【答案】NH4)2CO3NH3NONO22Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O28H++2NO3—+3Cu==3Cu2++2NO↑+4H2O
X为正盐,A为无色气体,能与Na2O2反应生成无色气体D,则A为CO2,D为氧气,X能与强碱反应生成无色气体C,C与氧气在催化剂的条件下反应生成E,则C为NH3,E为NO,所以X为(NH4)2CO3,碳酸铵受热分解生成氨气、CO2和水,则B为水,NO和氧气反应生成F,F为NO2,F与水反应生成G,则G为硝酸,硝酸与木炭反应生成CO2、NO2和水,硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO和水,以此分析解答。
(1)根据上述推断,X为(NH4)2CO3,C为NH3,E为NO,F为NO2,故答案:
(NH4)2CO3;
NH3;
NO;
NO2;
(2)根据分析和框图可知反应①是过氧化钠与CO2反应生成碳酸钠和氧气,其化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
(3)根据分析和框图可知反应②是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水,反应的离子方程式为8H++2NO3-+3Cu==3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案:
8H++2NO3-+3Cu==3Cu2++2NO↑+4H2O。
7.下列关系图中,A是一种正盐,E是强酸,当甲无论是强酸或强碱都有如下反应关系:
友情提示:
当甲无论是强酸或强碱,A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物。
回答下列问题:
(1)A是___________(用化学式表示)
(2)当甲是稀盐酸溶液时,B为具有臭鸡蛋气味的气体
①写出B与C的反应方程式:
_____________________________________________
②一定质量的Zn与100mL12.0mol/L的E的浓溶液充分反应,反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0g。
将反应后的溶液稀释至1L,此时溶液中c(SO42-)=____mol/L,产生SO2体积(标准状况下)=_____________L
(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时,B为易液化的气体可作制冷剂
①C是______,在浓的E溶液中放入过量的铜片,则反应将要结束时的离子方程式为
_____________________________________________________________________。
②将盛有D和O2的混合气体12mL的量筒倒立于水槽中,充分反应后,剩余2mL无色气体(均在同温同压下测定),则原混合气体中氧气的体积是___________。
【答案】
(NH4)2S2H2S+SO2=3S+2H2O1mol/L4.48LNO3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO+4H2O1.2ml和4ml
(1)A是一种正盐,E是强酸,由转化关系可知,中学化学中N、S元素化合物符合转化;
(2)当甲是稀盐酸溶液时,B为具有臭鸡蛋气味的气体,则B为H2S、C为SO2、D为SO3,E为H2SO4;
①二氧化硫与硫化氢反应生成硫与水;
②硫酸完全反应,发生反应:
Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+H2O,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,结合方程式计算;
(3)当甲是浓氢氧化钠溶液时,B为易液化的气体可作制冷剂,则B为NH3、C为NO、D为NO2、E为HNO3。
①在浓的硝酸溶液中放入过量的铜片,则反应将要结束时,为Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水;
②可能发生的反应为:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,试管中O2和NO2气体按体积比1:
4混合全部溶解,液体充满试管,假定全部为二氧化氮,剩余气体体积为
12mL=4mL,实际是结果剩余4mL气体,小于4mL,则说明剩余气体为NO或氧气;
若为氧气,根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,求出参加此反应的O2,最后相加得到原来的氧气;
若为NO,先根据3NO2+H2O=2HNO3+2NO求出过量的NO2,然后根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3求出参加此反应的NO2,据此解答。
(1)A是一种正盐,E是强酸,由转化关系可知,中学化学中N、S元素化合物符合转化,当甲无论是强酸或强碱,A、B、C、D、E均为同种元素对应的不同的化合物,可推知A为(NH4)2S;
(2)当甲是稀盐酸溶液时,B为具有臭鸡蛋气味的气体,则B为H2S、C为SO2、D为SO3,E为H2SO4,则:
①B与C的反应方程式为:
2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
②一定质量的Zn与100mL12.0mol/L的H2SO4的浓溶液充分反应,反应后称量剩余锌发现质量减少了65.0g,则参加反应Zn的物质的量为1mol,H2SO4的物质的量为0.1L×
12mol/L=1.2mol,由于硫酸都没有剩余,设与浓硫酸反应的Zn为xmol,与稀硫酸反应的Zn为ymol,则:
由题意可知:
x+y=1,2x+y=1.2,解得x=0.2,y=0.8,故将反应后的溶液稀释至1L,此时溶液中c(SO42-)=
=1mol/L,产生SO2体积(标准状况下)=0.2mol×
22.4L/mol=4.48L;
①由上述分析可知C是NO,在浓的E溶液中放入过量的铜片,则反应将要结束时,为Cu与稀硝酸反应,离子方程式为:
若为氧气,则参加反应的气体为12mL-2mL=10mL,根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3,可知参加此反应的NO2的体积为10ml×
=8mL,参加反应的O2的体积为10mL-8mL=2mL,原混合气体中O2的体积为2mL+2mL=4mL;
若剩余气体为NO气体,根据3NO2+H2O=2HNO3+NO,可知过量的NO2为3×
2mL=6mL,反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3消耗的气体总体积为12mL-6mL=6mL,则反应消耗的氧气为6mL×
=1.2mL。
【点晴】
(3)中关键是分析剩余气体的成分,进行讨论计算。
当甲是浓氢氧化钠溶液时,B为易液化的气体可作制冷剂,则B为NH3、C为NO、D为NO2、E为HNO3。
12mL=4mL,实际是结果剩余4mL气体,小于4mL,则说明剩余气体为NO或氧气,分两种情况讨论:
若为NO,先根据3NO2+H2O=
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