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课时提升作业(十三)
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)
1.下列说法不正确的是( )
A.豆科植物通过根瘤菌吸取空气中的氮气,属于化学变化
B.汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是由游离态氮转化来的
C.化石燃料燃烧通常不释放出氮氧化合物
D.植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物,参与了氮的循环
2.常温下,将等质量的铜片、银片、铁片、铝片分别置于四个小烧杯中,然后分别加足量的浓硝酸,放出NO2气体最多的是( )
A.铜片 B.银片 C.铁片 D.铝片
3.潮湿的淀粉碘化钾试纸接触某气体而显蓝色，该气体可能是①Cl2；②NO2；③H2S；④SO2；⑤溴蒸气；⑥HCl中的( )
A.①③④ B.①②⑤
C.①②⑥ D.②④⑥
4.(2021·邵阳模拟)下列推断正确的是( )
A.N2、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
B.向AlCl3溶液中滴加过量的氨水能看到先产生白色沉淀,后沉淀溶解
C.可用浓硫酸或者浓硝酸除去镀在铝表面的铜镀层
D.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入Cu(NO3)2固体,铜粉就会溶解
5.下列离子方程式正确的是( )
A.试验室用氯化铵和熟石灰制氨:
N+OH-NH3↑+H2O
B.NaOH溶液与NH4Cl溶液混合加热:
N+OH-NH3·H2O
C.氨水中加盐酸:NH3·H2O+H+====N+H2O
D.氨水中通入少量CO2:
CO2+NH3·H2O====N+HC+H2O
6.为了在试验室更简便地制取干燥的NH3,下列方法中适合的是( )
A.NH4Cl与浓硫酸混合共热,生成的气体用碱石灰进行干燥
B.N2+3H22NH3,用烧碱进行干燥
C.加热浓氨水,气体用碱石灰干燥
D.加热NH4HCO3,气体用P2O5干燥
7.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.上述全部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
8.(2021·自贡模拟)Inorganic Synthesis《无机合成》一书中，有一如图所示的装置，用以制备少量某种干燥纯洁的气体。该装置中所用药品正确的是( )
9.（2021·成都模拟）将mg的镁、铜合金加到确定量的稀硝酸中，金属完全溶解（假设反应中还原产物全部是NO）。向反应后溶液中加入5 mol·L-1NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金质量增加10.2 g，则下列叙述正确的是（ ）
A.当金属全部溶解时，无法计算出参与反应的硝酸的物质的量
B.7.2<m<19.2
C.当金属全部溶解时，收集到NO气体的体积确定为4.48 L
D.当生成沉淀的量达到最大值时，消耗NaOH溶液的体积为120 mL
10.(力气挑战题)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成两份。向其中一份中渐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中渐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是( )
A.原混合酸中N物质的量为0.1 mol
B.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+====3Fe2+,BC段产生氢气
C.其次份溶液中最终溶质为FeSO4
D.H2SO4浓度为2.5 mol·L-1
二、非选择题(本题包括3小题,共40分)
11.(12分)2022年国庆长假京城大堵车的场面“蔚为壮丽”,大量汽车尾气(含CO、SO2和NO等)的排放带来了严峻的城市空气污染,治理的方法之一是在汽车的排放管上装一个“催化转化器”,它能使一氧化碳跟一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,并促进二氧化硫的转化。
(1)汽车尾气中导致酸雨形成的主要物质是 。
(2)写出在催化剂的作用下CO跟NO反应的化学方程式: 。
(3)使用“催化转化器”的缺点是在确定程度上提高了排放废气的酸度,有可能促进了酸雨的形成,其缘由是
__________________________________________________________________。
(4)下列各项措施中,有利于缓解城市空气污染的有 (填序号)。
A.充分利用太阳能,削减能源消耗
B.使用电动车辆,削减汽油消耗
C.植树种草,绿化环境
D.取缔燃煤炉和木炭烧烤,改用自然 气
12.(12分)已知:A、B为常见的非金属单质且均为气体;甲、乙为金属单质,乙在I的浓溶液中发生钝化;C、H、J的溶液均呈碱性。各物质间的转化关系如下(部分生成物未给出,且未注明反应条件):
(1)写出反应②的化学方程式 。
(2)反应④中每消耗1 mol G,转移电子的物质的量为 。
(3)反应⑥的离子方程式是 。
(4)试验室中保存I的方法是 。
13.(16分)(力气挑战题)(2021·宜宾模拟)某化学爱好小组利用图一装置制取氨气并探究氨气的有关性质。
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用 (填序号)。
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的导管末端连接图二装置中的 装置(填序号),当装置D中集满氨气后,关闭K1、K2,打开K3,引发喷泉的试验操作是____
___________________________________________________________________。
(3)若探究氨气的还原性,需打开K1、K3,K2处导管连接制取纯洁、干燥氯气的装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气,生成气体必需通过盛有 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 。
答案解析
1.【解析】选C。氮的固定是游离态的氮变成化合态的氮,是化学变化;汽车尾气中排放的氮氧化合物主要是由氮气和氧气反应生成的;化石燃料中含有氮的化合物,燃烧时会释放出氮氧化合物;植物秸秆燃烧时放出氮氧化合物,参与了氮的循环。
2.【解析】选A。铁、铝遇浓硝酸钝化,铜、银与浓硝酸反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,Ag+2HNO3(浓)====AgNO3+NO2↑+H2O,依据上述关系可知等质量的Cu、Ag、Fe、Al与足量浓硝酸反应,放出NO2最多的是Cu。
3.【解析】选B。显蓝色表明接触过程中发生氧化还原反应生成了单质I2。其反应如下：①Cl2+2KI====I2+2KCl ②3NO2+H2O====2HNO3+NO HNO3将KI氧化成I2
⑤Br2+2KI====I2+2KBr
4.【解析】选D。A项,N2不是污染物,NO在空气中会发生反应2NO+O2====2NO2,不能稳定存在,A错;B项,Al(OH)3沉淀不能溶于过量的氨水中,B错误;浓硫酸和浓硝酸都能使铝钝化,但在常温下,浓硝酸能与铜反应,浓硫酸不能与铜反应,故可用浓硝酸,不能用浓硫酸,C错误;选项D,Cu不能与稀硫酸反应,但加入Cu(NO3)2后,溶液中存在HNO3,Cu溶解在HNO3中,D正确。
5.【解析】选C。A项不能写离子方程式,B项应生成NH3,D项应生成(NH4)2CO3。
【方法技巧】铵盐与碱的反应条件及反应方程式
(1)若是铵盐溶液与烧碱溶液共热,则可用离子方程式表示为N+OH-NH3↑+H2O。
(2)若反应物为稀溶液且不加热时,则无氨气逸出,用离子方程式表示为N+OH-====NH3·H2O。
(3)若反应物都是固体时,则只能用化学方程式表示。
6.【解析】选C。A项,NH4Cl与浓硫酸反应的化学方程式为2NH4Cl+H2SO4(浓) (NH4)2SO4+2HCl↑;B项,属于NH3的工业制法,不是试验室简便制取NH3的方法;C项,NH3·H2ONH3↑+H2O,NH3能用碱石灰干燥;D项,NH4HCO3NH3↑+CO2↑+
H2O↑,制得的NH3不纯,且不能用P2O5干燥NH3。
7.【解析】选D。氮气和氧气在放电条件下反应生成NO,NO与O2转化为NO2,即氮气与氧气不能一步转化为NO2。
8.【解析】选A。若将浓硫酸加入到浓盐酸中，无法得到干燥纯洁的气体，应将浓盐酸加入到浓硫酸中，故A项正确，B项错误；浓氨水与浓NaOH溶液混合后浓度变小不易挥发出NH3，且得不到干燥的NH3，故C、D项错误。
9.【解析】选B。镁、铜与稀硝酸反应后，并与NaOH溶液反应后，沉淀质量比原合金质量增加10.2 g，可知n（OH-）=10.2 g/17 g·mol-1=0.6 mol，V（NaOH）=0.6 mol/5 mol·L-1=120 mL，但题意中无稀硝酸是否有剩余，故D项错误；
n（HNO3）=n（酸性HNO3）+n（氧化性HNO3），利用极限法可以得出n（氧化性HNO3）=n（NO）=0.2 mol，n（酸性HNO3）=2n（金属）=0.3 mol×2=0.6 mol，故反应的硝酸n=0.6 mol+0.2 mol=0.8 mol，故A项错误；C项在标准状况下V（NO）=0.2 mol×22.4 L·mol-1=4.48 L，C项错误；利用极限法m（Cu）=0.3 mol×64 g·mol-1=19.2 g，m（Mg）=0.3 mol×24 g·mol-1=7.2 g，故B项正确。
【方法技巧】金属与硝酸反应的三个守恒
(1)电子得失守恒:
规律1:确定量的Cu完全溶于浓硝酸中,所产生的气体与确定量的氧气混合后恰好完全溶于水时,消耗氧气的量只取决于Cu的物质的量,即2n(O2)=n(Cu)。
拓展:金属与硝酸反应生成的氮的氧化物在与O2混合后用水恰好完全吸取时,消耗氧气的量只取决于消耗金属的量。可依据得失电子守恒建立等式n(M)×a=n(NO2)+3n(NO)=4n(O2)(a为金属M的化合价)。
(2)氮原子守恒:
规律2:反应中被还原的硝酸的物质的量等于反应生成的NO和NO2气体的物质的量之和。
规律3:金属与硝酸反应时,生成的气体的物质的量、生成的M(NO3)x中所含的氮元素的物质的量与剩余的硝酸的物质的量之和等于原硝酸的物质的量。
规律4:金属与硝酸反应时,若生成的气体NO、NO2恰好完全溶于NaOH溶液中,由于生成物NaNO3、NaNO2中Na+与N个数比为1∶1,则n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)。
(3)电荷守恒:
规律5:金属单质完全溶于硝酸中,其失去的电子的物质的量等于金属离子所结合的N的物质的量,即n(e-)=n(N)。
10.【解析】选A。关键看图,铁粉既能和硝酸反应也能和硫酸反应,从题干图看出(留意只是其次份100 mL)OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+====3Fe2+,BC段产生氢气,反应为Fe+2H+====Fe2++H2↑,可知N反应完了,其次份中N应为5.6 g/56 g·mol-1=0.1 mol,溶液中最终溶质为FeSO4,此时反应的铁的质量是14.0 g,即0.25 mol,故原混合酸中H2SO4浓度为
0.25 mol/0.1 L=2.5 mol·L-1,N物质的量为0.2 mol。所以选A。
11.【解析】(2)中,从题目叙述中“它能使一氧化碳跟一氧化氮反应生成可参与大气生态循环的无毒气体”,可推出该反应为2CO+2NON2+2CO2。
(3)中,使用“催化转化器”促进SO2转化为SO3,而SO3与H2O化合生成H2SO4,提高了空气的酸度,促进了酸雨的形成。
答案:(1)SO2、NO
(2)2CO+2NON2+2CO2
(3)促进了SO2的转化,生成的SO3增多,SO3+H2O====H2SO4提高了空气的酸度
(4)A、B、C
12.【解析】A、B为常见的非金属单质且均为气体,A、B反应的产物能连续两次与O2反应,C必为NH3,D为NO,G为NO2。以此为突破口,结合其余信息可推出,A、B、E、H、J、I、甲、乙分别为H2、N2、H2O、NaOH、NaAlO2、HNO3、Na、Al。
答案:(1)4NH3+5O24NO+6H2O(“高温”也可写成“△”)
(2) mol
(3)2Al+2H2O+2OH-====2Al+3H2↑
(4)保存在棕色试剂瓶中,放在阴凉处
13.【解题指南】解答本题要留意如下4点:
(1)试验室中快速制备氨气的方法和原理。
(2)氨气的“喷泉试验”原理和操作。
(3)氯气的试验室制法和尾气吸取。
(4)氨气和氯气的反应原理。
【解析】(1)在浓氨水中存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,向其中加入生石灰[发生反应CaO+H2O====Ca(OH)2生成Ca(OH)2]或烧碱,都会使平衡左移,同时放出大量的热促进氨水的挥发。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试验探究,因此需选择图二中的Ⅱ或Ⅲ。依据喷泉试验的原理,要使装置D发生喷泉现象,必需使烧瓶中的压强快速降低,形成内外压强差。用热毛巾将烧瓶捂热,可使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,要得到纯洁、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,联系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取。
答案:(1)a、c、e (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
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