第二节氮的循环.docx
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第二节氮的循环
第二节氮的循环
1.(2009·上海单科,4)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。
其原因是( )
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加 ③氯化铵分解吸收热量,降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A.①②B.③④C.①③D.②④
解析:
氯化铵分解时吸收热量,使环境周围温度降低,达不到幕布的着火点,且分解产生的气体可隔绝空气使幕布不易着火。
答案:
B
2.离子的检验和鉴别有多种方法,其中最常用的方法有以下三种:
检验方法
沉淀法
显色法
气体法
含义
反应中有沉淀产生或溶解
反应中有颜色变化
反应中有气体产生
下列离子检验的方法不合理的是( )
A.NH
—气体法B.I-—沉淀法C.Fe3+—显色法D.Ca2+—气体法
解析:
根据本题给出的三种方法的实质,Ca2+应该用沉淀法检验。
答案:
D
3.25℃时,20.00mL硫酸和硝酸的混合溶液,加入足量氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、烘干,可得0.466g沉淀。
滤液跟2.00mol/L氢氧化钠溶液反应,共用去10.00mL碱液时恰好中和。
下列说法中正确的是( )
A.原混合液中c(SO
)=0.20mol/LB.原混合液中c(NO
)=0.90mol/L
C.原混合液中pH=0D.原混合液中由水电离出的c(H+)=0.10mol/L
解析:
H2SO4、HNO3混合液在与BaCl2溶液反应后生成0.466g(0.002mol)BaSO4,而H+的量没有变化。
根据H++OH-===H2O,原溶液中n(H+)=0.01L×2.00mol·L-1=0.02mol,c(H+)=0.02mol/0.02L=1mol·L-1,pH=0。
c(SO
)=0.002mol/0.02L=
0.1mol·L-1。
根据电荷守恒有:
c(H+)=2c(SO
)+c(NO
),c(NO
)=1mol·L-1-0.2
mol·L-1=0.8mol·L-1。
因酸溶液抑制H2O电离,原混合溶液中水电离出的c(H+)=
10-14mol·L-1。
答案:
C
4.溶液浓度和密度之间存在一定的关系,大部分浓度越大,密度越大,但也有特殊的,例如:
氨水的浓度越大,密度反而越小,现用密度为0.91g·cm-3的氨水,质量分数为25%,若将此氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数为( )
A.大于12.5%B.小于12.5%C.等于12.5%D.无法确定
解析:
加水稀释时溶质的物质的量不变,设加入水的体积为V,稀释后的质量分数为w,密度为ρ′,则有:
ρ氨水×V×25%=2V×ρ′×w
即ρ氨水×25%=2ρ′w,由于ρ′>ρ氨水,则w<12.5%。
答案:
B
5.将盛有1molNO和NO2的混合气体的试管倒立于水槽中,再通入0.4molO2,充分反应后,水便会充满整个试管。
则原混合气体中NO与NO2体积比为( )
A.1∶2B.2∶5C.3∶7D.无法确定
解析:
方法一:
设1molNO和NO2的混合气体中有amolNO和(1-a)molNO2,根据4NO+3O2+2H2O===4HNO3和4NO2+O2+2H2O===4HNO3可以列出:
a+
=0.4.∴a=0.3,V(NO)∶V(NO2)=3∶7。
方法二:
由于NO、NO2和O2恰好与水反应,必然满足n(N)∶n(O)=2∶5,设有amolNO,那么就有n(O)=a+2(1-a)+0.4×2=2.5[因为n(N)=1],∴a=0.3,即V(NO)∶V(NO2)=3∶7。
答案:
C
6.相同状况下,在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体,然后按上述顺序分别用水做喷泉实验。
实验结束后,烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为( )
A.3∶3∶2B.2∶2∶3C.1∶1∶1D.无法比较
解析:
NH3和HCl作喷泉实验时所得溶液体积即为气体的体积,所得溶液的浓度均为
mol/L;NO2作喷泉实验时发生如下反应:
3NO2+H2O===2HNO3+NO,则消耗的NO2的物质的量与生成HNO3的物质的量相同,所得溶液的浓度为:
c=
=
mol/L=
mol/L。
答案:
C
7.无色的混合气体甲可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100mL甲气体经过下图所示系列实验处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )
A.NH3、NO2、N2B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2D.NO、CO2、N2
解析:
根据甲为无色气体,推断甲中不存在NO2;甲气体通过浓H2SO4后气体体积减小,说明甲中含有NH3,且V(NH3)=20mL;剩余气体通过足量Na2O2后气体变成红棕色,说明甲中存在NO和CO2,且CO2与Na2O2反应产生的O2使NO转变为NO2;由于气体通入水中时没有气体剩余,所以V(NO2)∶V(O2)=4∶1;根据2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,2NO+O2===2NO2,
当V(NO2)∶V(CO2)=4∶1时,V(NO)∶V(CO2)=2∶3,所以V(NO)=80mL×
=32mL,V(CO2)=80mL-32mL=48mL。
答案:
B
8.下图中各物质均由常见元素(原子序数≤20)组成。
已知A、B、K为单质,且在常温下A和K为气体,B为固体。
D为常见的无色液体。
I是一种常用的化肥,在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。
J是一种实验室常用的干燥剂。
它们的相互转化关系如下图所示(图中反应条件未列出)。
请回答下列问题:
(1)I的化学式为________;J的化学式为________。
(2)反应①的化学方程式为______________________________________。
(3)F的水溶液与氯气反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
解析:
根据I是一种常用的化肥,且向其水溶液中加入AgNO3产生不溶于硝酸的白色沉淀可推出I为NH4Cl,从而逆推E和H分别为NH3和HCl中的一种,由于H与F可以制J(常用干燥剂),从而推知E为NH3,H为HCl,进而推出J为CaCl2,并能逆推F为Ca(OH)2,D为H2O,由B和D(水)反应生成K和F,且A和K反应生成E(NH3)知K为氢气,则A为N2,再由F为Ca(OH)2(已推出)推知C中含有Ca元素,从而推知C为Ca3N2、B为Ca,至此可以做出答案。
答案:
(1)NH4Cl CaCl2
(2)Ca3N2+6H2O===3Ca(OH)2+2NH3↑
(3)Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
9.如图所示,将Ⅰ中生成的NH3缓缓经过Ⅱ通入充满干燥Cl2的试管Ⅲ中,已知2NH3+3Cl2===N2+6HCl,试回答下列问题:
(1)Ⅰ中能产生NH3的理由(用相关化学用语简要回答):
________________________________________________________________________。
(2)Ⅱ中装的试剂是________;作用是__________________________________。
(3)Ⅲ中的现象是________________;恰好反应后,将Ⅲ试管倒立于盛满水的水槽中,(不考虑其他因素影响)液面上升约为试管体积的________。
解析:
(1)由于浓氨水中存在如下平衡:
NH3+H2ONH3·H2ONH
+OH-,将浓氨水加到固体CaO中,浓氨水中的H2O与CaO反应放出热量并产生OH-,促使上述平衡向生成NH3的方向移动,导致NH3的生成。
(2)所得的NH3中有杂质H2O,装置Ⅱ的干燥管内可盛放碱石灰除去之。
(3)Cl2具有氧化性,NH3具有还原性,二者相遇发生氧化还原反应生成N2和HCl,2NH3+3Cl2===N2+6HCl,过量的NH3与HCl反应生成NH4Cl固体,其总反应为:
8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl,因此氯气所呈现的黄绿色逐渐消失,并产生白烟。
恰好完全反应后试管内剩下1/3体积的N2,将试管倒立在盛满水的水槽中,试管的2/3充满水。
答案:
(1)CaO+H2O===Ca(OH)2,放出热量并生成碱,使平衡NH3+H2ONH3·H2ONH
+OH-左移,所以有氨气生成。
或写CaO+NH3·H2O===Ca(OH)2+NH3↑
(2)碱石灰 干燥氨气
(3)黄绿色逐渐消失并产生白烟
10.某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验时(装置如下图),发现含有酚酞的NaOH溶液喷入烧瓶后溶液的红色退去。
甲、乙两位同学对此现象分别做了如下推测:
甲:
因为氯气与NaOH溶液反应,使溶液碱性减弱甚至呈酸性,所以溶液红色退去。
乙:
因为氯气溶于水并与水反应生成HClO,由于HClO的氧化漂白作用而使溶液退色。
(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是________________________________________________________________________。
验证乙同学的推测是否正确的方法是________________________________________________________________________。
(2)如果将NaOH溶液改成酸性KMnO4溶液,把Cl2换成SO2气体,试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理?
______(填“合理”或“不合理”)。
如果认为不合理,请说明你的理由:
________________________________________________________。
(3)类似“退色喷泉实验”还有多种“变色的喷泉实验”。
请你按实验要求,分别设计1个“变色喷泉实验”并填写下列表格:
编号
实验要求
烧杯中的溶液
滴管中的液体
烧瓶中的气体
①
无色变红色的喷泉
H2O
②
红色变无色的喷泉
SO2
解析:
本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展,并与实验探究问题结合在一起。
探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠退色的原因。
若乙同学的说法正确,则说明酚酞被氧化,再加入氢氧化钠不会变红色;而如果甲同学正确,再加入氢氧化钠溶液会变红色。
用高锰酸钾溶液和SO2进行喷泉实验,要考虑药品对仪器的影响,由于高锰酸钾具有强氧化性,会使橡胶(连接玻璃管的橡胶管、胶头滴管)氧化腐蚀,因此,该实验不合理。
无色变红色是解题的关键,可以是含酚酞的水溶液遇氨气。
红色变无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢气体或SO2(也就是酸性气体)相遇。
答案:
(1)取烧瓶中的无色溶液加入足量的NaOH溶液,如果溶液恢复红色,则可证明甲同学的推测是正确的 如果加入足量的NaOH溶液后不能恢复红色,则说明乙同学的推测是正确的
(2)不合理 KMnO4溶液可与橡胶塞反应,也不能盛放在倒置的胶头滴管中
(3)(其他合理答案也可)
编号
实验要求
烧杯中的溶液
滴管中的液体
烧瓶中的气体
①
无色变红色的喷泉
酚酞试液
H2O
NH3
②
红色变无色的喷泉
NaOH(含酚酞)溶液
NaOH溶液
SO2
11.在100mLNaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物,加热充分反应,如图表示加入的混合物的质量与产生的气体体积(标况)的关系,试计算:
(1)NaOH溶液的物质的量浓度为____________。
(2)当NaOH溶液的体积为140mL,固体混合物的质量是51.6g时,充分反应后,生成气体的体积(标况)为________L。
(3)当NaOH的溶液的体积为180mL,固体混合物的质量仍为51.6g时,充分反应后,生成气体的体积(标况)为________L。
解析:
(1)从图上看出34.4g混合物和100mLNaOH恰好完全反应。
n(NaOH)=n(NH3)=
=0.50mol,c(NaOH)=
=
=5.0mol·L-1;
(2)V(NaOH)=140mL,因固体过量,所以V(NH3)=22.4L/mol×n(NaOH):
=22.4
L·mol-1×5mol·L-1×0.14L=15.68L;
(3)V(NaOH)=180mL,过量,固体51.6g完全反应,
=
,V(NH3)=16.8L
答案:
(1)5.0mol·L-1
(2)15.68 (3)16.8
12.(2009·潍坊统考)中学常见的某反应的化学方程式为A+B―→C+D+H2O(未配平,反应条件略去)。
请回答下列有关问题:
(1)若A是铁,B是稀硝酸(过量),且A可溶于C溶液中。
则A与B反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(2)若C、D均为气体,且都能使澄清石灰水变浑浊,则上述反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)若C是无色刺激性气味的气体,其水溶液呈弱碱性,C能发生催化氧化反应。
写出该反应的化学方程式________________。
(4)若D为氯碱工业的主要原料,C是造成温室效应的主要气体之一,则上述反应的化学方程式________________________。
解析:
利用反应的特点和元素化合物知识解答。
答案:
(1)Fe+4H++NO
===Fe3++NO↑+2H2O
(2)C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)2NH4Cl+Ca(OH)2
2NaCl+2NH3↑+2H2O
(4)Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑或NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
1.下列方法中不宜用浓HNO3作试剂的是( )
A.判断黄金首饰中是否掺有铜B.实验室制取二氧化碳
C.除去镀在铝表面的铜镀层D.配制溶解金的王水
解析:
常温下只有浓、稀硝酸能溶解铜,但稀硝酸也会溶解铝,只有浓硝酸能使铜溶解、铝钝化。
实验室制取二氧化碳应选用稀硝酸,否则生成的CO2气体中会混有较多的HNO3(g)。
答案:
B
2.某工厂用CaSO4、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4,其工艺流程如下:
下列推断不合理的是( )
A.直接蒸干滤液得到纯净的(NH4)2SO4B.生成1mol(NH4)2SO4至少消耗2molNH3
C.CO2可被循环使用D.往甲中通适量CO2有利于(NH4)2SO4生成
解析:
该工艺流程原理较明确,B、C、D正确,如果直接蒸干滤液,由于滤液中还存在少量的杂质,这样得不到纯净的(NH4)2SO4。
答案:
A
3.对于1mol·L-1的氨水,下列叙述中正确的是(忽略溶液混合时的体积变化)( )
A.将标准状况下22.4L氨气溶于水配成1L溶液,即可得到1mol·L-1的氨水
B.1mol·L-1的氨水的质量分数小于1.7%
C.1mol·L-1的氨水与水等质量混合后,所得氨水的物质的量浓度大于0.5mol·L-1
D.将1mol·L-1的氨水与3mol·L-1的氨水等质量混合后,所得氨水的物质的量浓度为2mol·L-1
解析:
选项A:
由于氨水中的溶质即为溶入的氨气,而标准状况下22.4L氨气为1mol,因此,将1mol氨溶于水配成1L溶液的物质的量浓度为1mol·L-1;选项B:
因为氨水的密度小于1g·cm-3,故w>1.7%;选项C:
若将1mol·L-1的氨水与水等体积混合,所得氨水的浓度为0.5mol·L-1,由于氨水的密度比水小,因此相同质量的水的体积比氨水小,故等质量混合后所得氨水的物质的量浓度大于0.5mol·L-1;选项D:
因氨水的浓度越大,其密度越小,则等质量混合时,3mol·L-1的氨水所占体积比1mol·L-1的氨水大,故所得氨水的物质的量浓度大于2mol·L-1。
答案:
AC
4.将盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中,充分反应后,还剩余2mL无色气体,则原混合气体中O2的体积是( )
A.1.2mLB.2.4mLC.3.6mLD.4mL
解析:
解题依据的化学反应原理为4NO2+O2+2H2O===4HNO3,3NO2+H2O===2HNO3+NO
设O2的体积为xmL,剩余的气体有两种可能:
①若剩O2,则V剩=x-
(12-x)=2,得x=4,D正确;②若剩NO,则V剩=
[(12-x)-4x]=2,得x=1.2,A正确。
答案:
AD
5.下列过程中,最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是( )
A.Fe(NO3)2溶液
白色沉淀
B.Ba(NO3)2溶液
白色沉淀
C.无色溶液
白色沉淀
D.无色溶液
无沉淀
白色沉淀
解析:
A、B选项的原溶液中均含有NO
,在酸性条件下可将SO2、SO
氧化为SO
,最终生成BaSO4沉淀;C项可能是BaSO4或AgCl沉淀;D项排除CO
、SO
、Ag+干扰,最终生成BaSO4沉淀。
答案:
C
6.某化学兴趣小组对一瓶气体的成分进行下列实验分析其组成,实验过程如下:
①观察集气瓶内气体呈红棕色,②加入足量水后盖上玻璃片振荡,得棕色溶液,气体颜色消失,再打开玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色,该气体可能是下列气体中的( )
A.N2 NO Br2(g) B.NO2 NO N2
C.NO2 NO O2D.N2 O2 Br2(g)
解析:
气体呈红棕色,说明NO2、Br2(g)中至少含一种,溶于水后得棕色溶液,则说明原气体中含有Br2(g),B、C被淘汰。
又因为“打开玻璃片后,瓶中气体又变为红棕色”,说明打开前气体中含有NO,故答案为A。
答案:
A
7.浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在如下平衡:
Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,若向该溶液中滴加稀盐酸,则溶液的颜色( )
A.变黄B.绿色变深C.绿色变浅D.无变化
解析:
向Fe(NO3)2溶液中加入盐酸后,溶液中的NO
在酸性条件下具有强氧化性可将
Fe2+氧化。
本题易受题干的迷惑而从平衡移动的观点出发解出答案B,这恰好忽略了NO
和H+的存在对Fe2+的影响,而得出了错误结论。
答案:
A
8.某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物,当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时,还原产物是( )
A.NO2B.NOC.N2OD.N2
解析:
设单质反应后价态为x,HNO3被还原后的价态为y
由化合价升降相等得:
2x=5-y
讨论当
时成立,
即HNO3还原产物为N2O。
答案:
C
9.将相同质量的铜片分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是( )
A.反应速率,两者相同
B.消耗硝酸的物质的量:
前者多,后者少
C.反应生成气体的颜色:
前者浅,后者深
D.反应中转移的电子总数:
前者多,后者少
解析:
本题主要考查学生对Cu与浓、稀硝酸反应原理的了解,同时综合考查了反应速率的影响因素,电子转移计算及NO和NO2的颜色等知识。
铜片与浓、稀HNO3的反应方程式分别为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,因浓度越大反应速率越大,所以A错;又因NO2为红棕色,NO为无色,所以C错;因两种酸都过量,铜完全溶解,所以转移电子数相等,D错;由方程式不难看出,同质量的铜消耗浓HNO3多,故选B。
答案:
B
10.如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的可能是( )
A.NO与NO2的混合气体B.O2与NO21∶1的混合气体
C.N2与NO2的混合气体D.只可能是NO2一种气体
解析:
由于试管内气体呈红棕色,所以试管内一定有NO2,又向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,所以气体可能是NO2或NO2与NO的混合气体。
答案:
A
11.将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应,当铜完全作用时,收集到气体2.24L(标况下),则所消耗硝酸的物质的量是( )
A.0.11molB.0.22molC.0.16molD.0.1mol
解析:
由元素守恒,n(HNO3)=2n(Cu)+n(NOx)=2×
+
=0.22mol。
答案:
B
12.针对实验室制取氨气,下列说法不正确的是( )
A.发生装置与用KClO3制取O2的装置相同
B.可用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气
C.氨气的验满可以用湿润的红色石蕊试纸或沾有浓盐酸的玻璃棒放于试管口附近
D.所用的铵盐不是NH4NO3,是因为NH4NO3受热易爆炸
解析:
实验室制取NH3属于固体与固体混合加热型,与KClO3分解制O2装置一样;由于NH3的溶解度太大,NH4Cl无法抑制氨气的溶解;氨气遇湿润的石蕊试纸变蓝或遇浓盐酸产生白烟;NH4NO3受热易爆炸,一般使用NH4Cl或其他非氧化性酸的铵盐。
答案:
B
13.从某些性质看:
NH3和H2O,NH
和H3O+,NH
和OH-,N3-和O2-两两相似,据此判断下列反应:
①2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑ ②CaO+2NH4Cl===CaCl2+2NH3↑+H2O
③3Mg(NH2)2
Mg3N2+4NH3↑ ④NH4Cl+NaNH2===NaCl+2NH3↑
其中正确的是( )
A.③B.②C.②③D.①②③④
解析:
从题干可知,每组粒子性质相似,所以判断以上反应是否正确,应看你熟悉的反应和所给反应是否相似。
①因为NH3与H2O相似,所以该反应与钠和水反应相似,所以该反应成立。
②因为NH
与H3O+相似,所以该反应与CaO和H3O+反应相似,所以反应正确。
③因为NH
与OH-、N3-与O2-、NH3与H2O相似,所以Mg(NH2)2的分解与Mg(OH)2的分解相似,所以此反应成立。
④因为NH
与OH-相似,所以该反应可与NH4Cl和NaOH比较,两者相似,所以该反应成立。
答案:
D
14.下列离子方程式正确的是( )
A.硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热:
NH
+SO
+Ba2++OH-
BaSO4↓+NH3↑+H2O
B.氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠:
NH
+OH-===NH3·H2O
C.氯化铵固体和熟石灰共热:
NH
+OH-
NH3↑+H2O
D.碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳:
CO
+CO2+H2O===HCO
解析:
A项,正确的离子方程式为2NH
+SO
+Ba2++2OH-
BaSO4↓+2NH3↑+2H2O;B项,反应原理正确,且符合离子方程式书写要求;C
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- 第二节 氮的循环 第二 循环