无机非金属氮及其化合物题目

氮及其化合物(时间：45分钟满分：100分)考点题号氮的氧化物的性质2、4、11氨和铵盐的性质3、8硝酸的性质及综合应用1、5、6、7、9、10技巧：讨论法10一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意)1．(2013·绵阳一检)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，可氧化许多还原性物质，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错；选项D正确。 答案D2．汽车排放的尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为①2NO2→2NO＋2O；②2NO＋O2→2NO2；③O＋O2→O3。下列对该反应过程及产物叙述正确的是()。 A．NO2起催化剂作用 B．NO起催化剂作用 C．NO2只起氧化剂作用 D．O3与O2互为同分异构体 解析反应过程①＋②得O2→2O，③O＋O2→O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2既作氧化剂又作还原剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2的相对分子质量不相同，不互为同分异构体，互为同素异形体，D项错误。 答案A3．(高考变式题)铵盐是一类重要的氮的化合物，设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是()。 A．1molNHeq\o\al(＋,4)含有的电子数为11NA B．NHeq\o\al(＋,4)中N元素的化合价为－3，在氧化还原反应中常作氧化剂 C．0.1L3mol·L－1的NH4NO3溶液中氮原子数等于0.6NA D．硫酸铵中既含有离子键，又含有共价键，而氯化铵中只含有离子键 解析1个NHeq\o\al(＋,4)中含有10个电子，A错；NHeq\o\al(＋,4)中N元素的化合价为－3价，化合价最低在氧化还原反应中常作还原剂；B错误；0.1L3mol·L－1的NH4NO3溶液中的氮原子数为0.6NA；C正确；铵根离子中，氮与氢原子之间为共价键，D错。 答案C4．(2013·东北师大附中摸底)把3体积NO2气体依次通过①饱和NaHCO3溶液；②浓硫酸；③Na2O2后(假设每一步的反应都是充分的)，再用排水法收集残留气体，则收集到的气体是()。 A．1体积NO B．1体积NO2和eq\f(1,2)体积O2 C.eq\f(1,4)体积O2 D.eq\f(1,3)体积NO 解析3体积的NO2通过饱和NaHCO3溶液，发生的反应有3NO2＋2NaHCO3=2NaNO3＋H2O＋NO＋2CO2，剩余气体通过浓硫酸后除去H2O，通过Na2O2时发生反应2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，此时剩余气体为1体积O2和1体积NO，排水法收集气体时发生反应4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3，显然O2过量，剩余eq\f(1,4)体积O2。 答案C5．(高考变式题)已知HNO2在低温下较稳定，酸性比醋酸略强，既有氧化性又有还原性，其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。pH范围＞7＜7产物NOeq\o\al(－,3)NO、N2O、N2中的一种 下列有关说法错误的是()。 A．碱性条件下，NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NOeq\o\al(－,2)＋ClO－=NOeq\o\al(－,3)＋Cl－ B．向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2 C．向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2 D．向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸，溶液变蓝色 解析由表中数据知，碱性条件下，HNO2可被氧化为NOeq\o\al(－,3)，而ClO－有强氧化性，A对；HNO2的酸性比碳酸强但比硫酸弱，故CO2不能与亚硝酸盐作用而硫酸能，B错、C对；酸性条件下，NaNO2有氧化性，而I－具有强还原性，NOeq\o\al(－,2)能将I－氧化成I2，D对。答案B6.如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12mol·L－1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是()。 ①NOeq\o\al(－,3)②Fe3＋③H＋④NO ⑤NO2 A．① B．①⑤ C．②④⑤ D．①②③⑤ 解析Fe与浓HNO3反应时，开始生成的还原产物是NO2，并且若铁少量时，还原产物只有NO2；当铁过量时，氧化产物是Fe2＋，当HNO3过量时，氧化产物是Fe3＋。因产物有硝酸盐，故溶液中一定还有NOeq\o\al(－,3)。 答案B7．(2013·眉山统考)一定体积0.01mol·L－1的稀硝酸恰好能氧化一定质量的铁、铝混合物，已知两种金属均被氧化为最高价态，还原产物只有NO。若用0.01mol·LNaOH溶液溶解相同质量的该混合物，当反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸的eq\f(1,5)，则样品中铁、铝的物质的量之比为()。 A．2∶3 B．1∶3 C．1∶4 D．5∶3 解析设样品中铁和铝的物质的量分别为x和y，根据Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O、Al＋4HNO3(稀)=Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O，反应中消耗HNO3的物质的量为4x＋4y；而2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑中消耗NaOH的物质的量为y，即eq\f(y,4x＋4y)＝eq\f(1,5)，解得x∶y＝1∶4。 答案C二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8．(14分)(2013·珠海模拟)甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A、B、C为常见的化合物，已知： ①A和B都极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后，相互靠近会看到白烟。 ②各物质之间存在如图所示的转化关系eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(乙\o(→,\s\up12(甲))A,丙\o(→,\s\up12(甲))B))→Ceq\o(→,\s\up12(水))C溶液eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up12(镁粉))甲,\o(→,\s\up12(氢氧化钠溶液),\s\do5(△))A,\o(→,\s\up12(适量硝酸银溶液))白色沉淀M)) 请回答下列问题： (1)C溶液显________性(填“酸”、“碱”或“中”)，理由是 ________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。 (2)乙和甲反应生成A的化学方程式为______________________________________________________________。 C和氢氧化钠溶液生成A的离子方程式为______________________________________________________________。 (3)丙气体通入1L氢氧化钠溶液中恰好完全反应，此时电子转移为2mol，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。 (4)常温下，向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体，M的溶解度将________(填“增大”、“减小”或“不变”)，Ksp(M)将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 答案(1)酸NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋ (2)N2＋3H2eq\o(,\s\up12(高温、高压),\s\do8(催化剂))2NH3NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up12(△))NH3↑＋H2O(3)4mol·L－1(4)减小不变9．(14分)工业上可用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，先把铜屑在空气中灼烧，再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜。请回答下列问题： (1)不宜于用铜屑直接与硝酸反应来制取硝酸铜的原因是 ________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)浓硝酸用等体积水稀释的目的是________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (3)要得到硝酸铜晶体，应选用________。 (4)反应中硝酸表现出________性。 解析(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，既产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气中灼烧生成CuO，CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率。 (2)浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重，稀硝酸挥发性小，且稀硝酸和氧化铜反应同样生成硝酸铜。(3)由于得到的是硝酸铜溶液，因此要得到晶体需浓缩结晶。(4)硝酸与氧化铜发生反应生成了硝酸铜和水，没有化合价变化，因此体现了硝酸的酸性。 答案(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，既产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气中灼烧生成CuO，CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率 (2)浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重 (3)结晶法(或重结晶法) (4)酸10．(15分)(2013·雅安四校联考)某同学设计如图所示装置用粗铁粒与某浓度稀硝酸反应制取NO气体。 (1)当打开开关a，关闭开关b时，A中干燥管中观察到的实验现象是________________，烧杯B中盛的是________溶液。当________时关闭开关a，打开开关b，此时C中用排水法收集NO气体。当C中收集满气体后，关闭开关b，装置A中观察到的现象是______________________________________________________________。 (2)将amolFe与含bmolHNO3的稀溶液充分反应后，若硝酸的还原产物只有NO。试讨论分析烧杯A中最终溶液中的主要阳离子组成及其物质的量，将结果填入下表未完成的空格中。eq\f(a,b)取值范围最终溶液中的主要阳离子及其物质的量＜eq\f(1,4)＝eq\f(1,4)amolFe3＋大于eq\f(1,4)小于eq\f(3,8)＝eq\f(3,8)amolFe2＋＞eq\f(3,8) 解析(1)A装置利用启普发生器原理，Fe与稀硝酸反应生成无色的NO气体，当遇干燥管中的O2时，则转变成红棕色的NO2气体，NO2用碱液吸收。当气体再变成无色时，说明装置中的O2已完全反应，则可用排水法收集NO。当关闭b时，A装置中继续产生NO，则会将干燥管中的HNO3压入烧杯内，从而与Fe脱离，反应停止。(2)铁与HNO3反应，可能生成Fe2＋，也可能生成Fe3＋，或二者的混合物。当铁过量时，反应化学方程式为3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O；当HNO3过量时，反应化学方程式为Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O。eq\f(a,b)＝eq\f(1,4)时，刚好生成amolFe3＋，HNO3没有剩余；eq\f(a,b)＜eq\f(1,4)时，则HNO3过量，仍为amolFe3＋，根据化学反应方程式，不难得出剩余的HNO3为(b－4a)mol。当eq\f(a,b)＝eq\f(3,8)时，刚好生成amolFe2＋，HNO3没有剩余。当eq\f(a,b)＞eq\f(3,8)时，铁过量，以HNO3计算，bmolHNO3生成Fe2＋为eq\f(3b,8)mol。当eq\f(1,4)＜eq\f(a,b)＜eq\f(3,8)时，可以分段计算，即先按反应化学方程式Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O中HNO3完全反应来计算，然后过量的铁按Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋计算即可。 答案(1)气体由无色逐渐变成红棕色NaOH气体又变无色烧杯中液面上升，干燥管中液面下降，固体与溶液脱离 (2)eq\f(a,b)取值范围最终溶液中的主要阳离子及其物质的量＜eq\f(1,4)amolFe3＋，(b－4a)molH＋＝eq\f(1,4)amolFe3＋大于eq\f(1,4)小于eq\f(3,8)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3b,4)－2a))molFe3＋，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3a－\f(3b,4)))molFe2＋＝eq\f(3,8)amolFe2＋＞eq\f(3,8)eq\f(3b,8)molFe2＋11.(15分)某化学活动小组想通过如图所示装置(夹持装置已略去)进行实验，探究Na2O2与NO反应的产物。 实验前，他们查阅有关资料得到如下信息： ①2NaNO3eq\o(=,\s\up12(△))2NaNO2＋O2↑； ②NaNO2为白色粉末状固体，既有氧化性又有还原性；③NaNO2溶液显弱碱性(原因：强碱弱酸盐的水解)。 实验开始时，先在A装置中加入适量的碳酸钙和足量稀硝酸，待不再有气体产生时，将铜丝插入稀硝酸中。 请回答下列问题： (1)A装置中放入碳酸钙的目的是______________________________________________________________。 (2)装置B、C中的试剂分别是：B________、C________，E的作用是______________________________________________________________。 (3)如何检验反应中是否有氧气生成？_______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 (4)假如Na2O2已反应完全，为确定D中固体产物的成分，甲同学将固体溶于水后，经测定发现溶液显强碱性，再向溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。由此现象推断固体产物中可能含有的物质是________(填化学式)。 (5)乙同学取适量固体于试管中密闭加热，发现白色固体部分变为淡黄色。此现象说明固体中还可能含有的成分是________(填化学式)。根据以上推测，请写出Na2O2与NO反应的化学方程式________________________________________________________________ ________________