2021高考化学(苏教版)一轮复习课时训练：4-2生产生活中的含氮化合物.docx

其次单元　生产生活中的含氮化合物
(计时：45分钟　满分：100分)
一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)
1．下列关于固氮的说法不正确的是(　　)
A．豆科植物的根瘤菌把氮气变为NH3
B．闪电时，空气中的O2和N2化合成NO
C．固氮就是将空气中的氮元素氧化转变成氮的化合物
D．工业上用N2和H2合成NH3
解析　氮的固定指游离态的氮气转化为化合态的氮，若转变成氨气，氮元素被还原，若转变成氮氧化物或硝酸，则氮元素被氧化，C项错误。
答案　C
2．下列有关试验原理或操作正确的是(　　)

A．用干燥的pH试纸鉴别SO2和Cl2两种气体
B．盐酸滴定氨水时，用甲基橙作指示剂
C．试验室用图①装置制备并收集少量的NO2
D．试验室用图②装置除去H2中混有的少量NH3
解析　检验气体性质时试纸需润湿，否则无法检验，A项错。不能用排水法收集NO2气体，C项错。若U形管中盛装液态干燥剂，将导致气体无法通过，D项错。
答案　B
3．下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是(　　)
A．浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B．硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2
C．硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D．浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
解析　硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故选项A错；硝酸是一种氧化性酸，可氧化很多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与Na2CO3反应能生成CO2，所以选项B、C项错；选项D正确。
答案　D
4．(2022·江西月考)M、N、X、Y四种物质之间有如下转化关系(反应条件和其他产物已略去)。下列选项不符合的是(　　)

A．M：N2　X：O2 B．M：HNO3　X：Fe
C．M：S　X：O2 D．M：NO　X：O2
解析　假如M是NO，X是氧气，则N是NO2，但NO2和氧气是不反应的，故选项D是不行能的，其余都是正确的，答案选D项。
答案　D
5．下列说法正确的是(　　)
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解
B．可用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气
C．碳酸氢铵受热分解产生的气体用碱石灰干燥后可得到纯洁的氨气
D．氨气溶于水后，在水溶液中主要以铵根离子的形式存在
解析　硫酸电离出的H＋使溶液呈酸性，NO在酸性条件下具有强氧化性，与铜反应，A项错误；虽然饱和氯化铵溶液能使氨气的溶解度降低，但氨气极易溶于水，氨气还会溶于水中，所以B项错误；NH4HCO3NH3↑＋H2O↑＋CO2↑，H2O、CO2均能被碱石灰吸取，C项正确；由于NH3·H2O是弱碱，所以氨气溶于水后大部分以NH3·H2O的形式存在，D项错误。
答案　C
6．将充有n mL NO和m mL NO2气体的试管倒立于盛水的水槽中，然后通入n mL O2。m>n，则充分反应后，试管中气体在同温同压下的体积为(　　)
A. mL B. mL
C. mL D. mL
解析　可认为首先发生反应4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，反应后剩余 mL O2，然后发生反应4NO2＋O2＋H2O===4HNO3， mL O2消耗NO2n mL，则NO2过量，最终剩余NO的体积为过量NO2的三分之一，即 mL。
答案　A
7．把x mL CO2通过足量的Na2O2后再与y mL NO混合。x与y之和为30 mL。设充分反应后气体的体积缩小为15 mL，则x:y可能为(　　)
①1:1　②2:1　③5:4　④7:5
A．只有① B．只有②
C．只有③④ D．①②③④
解析　依据关系式：2CO2―→O2和2NO＋O2―→2NO2可知当x:y＝1:1时，恰好发生上述两反应，最终剩余y mL NO2，符合题意；当x:y>1:1时，最终剩余NO2和O2，其体积为y＋＝(x＋y)，符合题意；当x:y<1:1时，最终剩余NO2和NO，其体积为y，不符合题意。依据上述分析可知①②③④全部符合题意。本题也可逐项验证。
答案　D
8．(2022·长沙模拟)某无色的混合气体甲中可能含有NO2、NO、CO2、O2、NH3、N2中的几种，将100 mL甲气体经过如下图所示的试验进行处理，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．NO2、CO2、N2 B．NH3、NO、CO2
C．NH3、N2、CO2 D．NO、O2、NH3
解析　该气体无色，说明其中不含NO2；气体通过浓硫酸体积减小，说明其中有NH3；气体通过足量Na2O2后显红棕色，说明其中含有CO2和NO，故不含O2；最终通入水中无气体剩余，说明其中不存在N2，故B项正确。
答案　B
9．(2022·豫东、豫北名校测试)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中c(SO)＋c(NO)＝2.5 mol·L－1。取200 mL该混合酸，则能溶解铜的最大质量为(　　)
A．12.8 g B．19.2 g
C．32.0 g D．38.4 g
解析　本题考查铜与酸的反应，意在考查考生的分析力量和计算力量。Cu与稀硫酸、稀硝酸混合溶液反应的本质为：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，当n(H＋):n(NO)＝4:1时，溶解的铜为最大量。设c(NO)＝x mol·L－1，则c(SO)＝(2.5－x)mol·L－1，c(H＋)===c(NO)＋2c(SO)＝[x＋2×(2.5－x)]mol·L－1＝(5－x)mol·L－1，(5－x):x＝4:1，x＝1。200 mL该混合酸中n(H＋)＝0.2 L×4 mol·L－1＝0.8 mol，n(NO)＝0.2 L×1 mol·L－1＝0.2 mol，依据反应的离子方程式可知消耗n(Cu)＝0.3 mol，m(Cu)＝0.3 mol×64 g·mol－1＝19.2 g，B项正确。
答案　B
10．(2021·上海)肯定量CuS和Cu2S的混合物投入足量HNO3中，收集到气体V L(标准状况)，向反应后的溶液中(存在Cu2＋和SO)加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12.0 g。若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为1:1，且V可能为(　　)
A．9.0 L B．13.5 L
C．15.7 L D．16.8 L
解析　NO2与NO的物质的量之比为11，所以生成1 mol的混合气体得到2 mol电子，n(CuO)＝0.15 mol。一个CuS、Cu2S分别失去8、10个电子，假设全部是CuS，则失去电子的物质的量＝0.15 mol×8＝1.2 mol，生成混合气体0.6 mol；假设全部是Cu2S，则失去电子的物质的量＝0.075 mol×10＝0.75 mol，生成混合气体0.375 mol，所以混合气体的体积在8.4 L～13.44 L之间，只有A选项正确。
答案　A
二、非选择题(本大题共4小题，共50分)
11．(12分)某化学课外活动小组在试验室设计了如图所示的试验装置，进行“氨的催化氧化”试验。

(1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：
①硝酸铵　②碳酸铵　③碳酸氢铵　④氯化铵　⑤熟石灰　⑥氢氧化钠。
若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是________
(填编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为________(选填下列仪器编号，固定装置省略)。

(2)该装置补充完整后，仍旧存在肯定缺陷，试从平安与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：
①___________________________________________________；
②___________________________________________________。
(3)依据改进后的装置进行试验，请完成以下问题：
①装置B的作用______________________________________；
②写出C中发生反应的化学方程式：_____________________；
③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观看到的试验现象有
_________________________________________________________。
解析　依据题意，A处只用一种试剂，完成氨的催化氧化，则可选取碳酸铵或碳酸氢铵，加热分解能产生氨气、二氧化碳和水，二氧化碳和水通过足量过氧化钠时，与过氧化钠反应生成氨的催化氧化所需的氧气，生成的NO与没反应的氧气同时通入水中，生成HNO3，与铜片反应。
答案　(1)②或③　e、f、g、h
(2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置
②在D后增加一个尾气吸取装置
(3)①吸取CO2和水蒸气，并生成O2
②4NH3＋5O24NO＋6H2O
③铜片渐渐削减直至完全溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色

12．(12分)如图是用浓硝酸、铜片、水等试剂探究浓、稀硝酸的强氧化性并观看还原产物的试验装置。
Ⅰ.浓硝酸的强氧化性试验
将铜片置于具支试管的底部，在分液漏斗中加入约5 mL浓硝酸，往具支试管中放入约2 mL浓硝酸，用排水法收集产生的气体。
(1)具支试管中发生反应的化学方程式_____________________
___________________________________________________________________________________________________________________。
(2)试验中观看到能证明浓硝酸具有强氧化性的现象_________
__________________________________________________________。
Ⅱ.稀硝酸的强氧化性试验
(3)上述反应完成后，欲进一步证明稀硝酸也具有强氧化性，紧接的简便、合理的试验操作是_________________________________。
(4)能证明稀硝酸与铜反应产生NO的试验现象是________(填选项字母)。
A．c中收集到无色气味
B．c中收集到的无色气体接触空气后变为红棕色
C．b中产生的无色气体接触空气后变为红棕色
Ⅲ.试验反思
(5)利用该装置先进行铜与浓硝酸反应，再进行铜与稀硝酸反应的试验，其好处是___________________________________________。
Ⅳ.问题争辩
用等质量的铜片与等体积的浓硝酸、稀硝酸(硝酸均过量)反应时，发觉反应后所得溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。对此有两种看法：
①两者颜色不同的缘由是由于Cu2＋浓度差异引起的。
②前者溶液呈绿色，是由于生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的。
(6)你认为上述看法________(填“①”或“②”)合理。若是①合理，说明理由，若是②合理，设计一个简洁试验证明。
_________________________________________________________________________________________________________________。
解析　Ⅰ.铜与浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，试验中具支试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生。
Ⅱ.向试管中加水将浓硝酸稀释后，可以连续进行铜与稀硝酸反应的试验，这样可以利用Cu与浓硝酸反应产生的NO2排出具支试管中的空气，有利于观看铜与稀硝酸反应的产物。
Ⅳ.由于硝酸均过量，铜的质量相同，溶液的体积相同，所以铜无论是与稀硝酸反应，还是与浓硝酸反应，生成的Cu2＋的浓度是相同的，看法①是不合理的，可通过向蓝色溶液中通入NO2看溶液是否变绿，或加热绿色溶液看是否有红棕色气体产生来证明。
答案　Ⅰ.(1)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)试管中溶液变蓝，且有红棕色气体产生
Ⅱ.(3)向试管中加水将浓硝酸稀释
(4)C
Ⅲ.(5)操作简便、节省试剂
Ⅳ.(6)②　向蓝色溶液中通入NO2，若溶液变绿色证明②说法正确
13．(13分)(2021·皖南重点中学联考)某氮肥NH4HCO3中混有少量(NH4)2CO3，现接受下列方案测定该肥中(NH4)2CO3的质量分数：称取5.7 g样品与2.0 mol/L NaOH溶液混合，完全溶解后，低温加热使其充分反应(该温度下铵盐不分解)，并使生成的氨气全部被硫酸吸取，测得氨气的质量与所用NaOH溶液体积的关系如图所示。请回答下列问题：

(1)A点前样品与NaOH反应的离子方程式为________。
(2)为使生成的氨气被硫酸吸取时不发生倒吸，可以选用 下列装置中的________(填选项字母)。

(3)样品中(NH4)2CO3的质量分数是________%(保留一位小数)。
(4)当V(NaOH)＝50 mL时，生成NH3的质量为________。
解析　(1)样品中的HCO和NH都能与OH－反应，只有HCO反应完之后，NH才会与OH－反应生成NH3。
(2)A、B中的漏斗和球形干燥管能蓄积较多液体，可防止倒吸；NH3不溶于CCl4，D装置也能防止倒吸。
(3)设样品NH4HCO3、(NH4)2CO3的物质的量分别为x mol、y mol，则：79x＋96y＝5.7,2x＋2y＝0.14。解得：x＝0.06，y＝0.01。m[(NH4)2CO3]＝0.96 g，w[(NH4)2CO3]＝×100%＝16.8%。
(4)当V(NaOH)＝50 mL时，n(NaOH)＝0.1 mol。与HCO反应的NaOH为0.06 mol，与NH反应的NaOH为0.04 mol，所以生成的NH3为0.04 mol，质量为0.68 g。
答案　(1)HCO＋OH－===CO＋H2O
(2)ABD
(3)16.8
(4)0.68 g
14．(13分)(2021·河北教学质量监测)当硝酸与金属或非金属反应时，反应物或反应条件不同，硝酸被还原的产物也不同。请回答下列问题：
(1)金属Zn与某浓度的硝酸反应时无气体产生，那么硝酸的还原产物为__________(填化学式)。
(2)某混酸由200 mL 3 mol·L－1的稀硝酸和200 mL 2.5 mol·L－1 的稀硫酸均匀混合而成(忽视溶液的体积变化)。将其分成两等份，分别与铜和铁反应，还原产物只有NO，则最多能溶解________mol Cu和________ g Fe。
(3)200 mL 16 mol·L－1的浓硝酸与3.2 g Cu反应，反应过程中还原产物只有NO2，则反应结束后，产生气体的体积为________(标准状况下)，溶液中c(H＋)c(NO)＝________________(忽视HNO3的挥发)。
(4)用试管将(3)反应产生的NO2收集满并倒立在足量的水中，待试管中液面不再上升时，试管中剩余气体的体积约为原气体体积的_____。试管中的液体的物质的量浓度为________(假设试管中的液体不对外集中，此反应条件下1 mol气体的体积为25.0 L)。假如NO2中混有N2O4气体，试管中的液体的物质的量浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析　(1)硝酸被还原，N元素化合价降低，若无气体产生，则还原产物为NH4NO3(或NH)。
(2)设最多溶解x mol Cu，一份溶液中n(NO)＝0.3 mol，n(H＋)＝0.8 mol，
据3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
3 8 2
x 0.8 0.3
可知x＝0.3(NO过量)
因在反应中Fe和Cu的化合价变化均为＋2价，则最多溶解Fe的物质的量也是0.3 mol，质量为56 g·mol－1×0.3 mol＝16.8 g。
(3)据电子守恒V(NO2)＝×2×22.4 L/mol＝2.24 L。
依据方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O，可知：
c(H＋):c(NO)＝n(H＋):n(NO)＝(3.2－0.2):(3.2－0.1)＝30:31。
(4)依据方程式3NO2＋H2O===2HNO3＋NO可知试管中剩余气体的体积约为原气体体积的。设试管的体积为1 L，则试管中溶液(HNO3)的物质的量浓度依据c＝可得c＝＝0.04 mol·L－1。
若NO2中混有N2O4，则依据3N2O4＋2H2O===4HNO3＋2NO可知所得溶液的体积减小，HNO3的物质的量增加，则HNO3的物质的量浓度将增大。
答案　(1)NH4NO3(或NH)
(2)0.3 mol　16.8 g
(3)2.24 L　3031
(4)1/3　0.04 mol·L－1　增大