2024-2025学年高中化学专题4硫氮和可持续发展2-2氮肥的生产和使用课时作业含解析苏教版必修1

PAGEPAGE8课时作业28氮肥的生产和运用时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题4分，共44分)1．在探讨合成氨方法的历史上，不同的探讨者曾3次获诺贝尔化学奖。氨大大提高了农作物的产量，同时氨也是制取硝酸、炸药等的原料。下列说法中正确的是(C)A．N2和H2在点燃或光照条件下可合成NH3B．NH3和HNO3溶于水后都能导电，故二者都是电解质C．NH3遇到浓硝酸会发生反应产生大量白烟D．由NH3制HNO3的过程中，氮元素被还原解析：合成氨的条件是高温、高压、催化剂，在点燃或光照条件下，N2和H2不发生反应，A项错误；NH3溶于水，其水溶液虽然导电，但导电的离子不是NH3本身电离产生的，因此NH3不是电解质，B项错误；浓硝酸易挥发，NH3与挥发出的HNO3反应生成NH4NO3固体，即两者反应时产生大量的白烟，C项正确；由NH3制HNO3的过程中N的化合价由－3价上升到＋5价，NH3被氧化，D项错误。2．已知H＋可以写成H3O＋，从某些性质看，NH3和H2O、NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋、OH－和NHeq\o\al(－,2)、N3－和O2－两两相像，据此推断下列反应式(反应条件忽视)正确的是(C)①2Na＋2NH3=2NaNH2＋H2↑②CaO＋2NH4Cl=CaCl2＋2NH3↑＋H2O③3Mg(NH2)2=Mg3N2＋4NH3↑④NH4Cl＋NaNH2=NaCl＋2NH3↑A．仅①B．仅②④C．全部D．仅①②④解析：反应②、③和④中各元素的化合价都没有发生改变，依据已知条件，将NHeq\o\al(＋,4)当作H3O＋，NHeq\o\al(－,2)当作OH－，可以得出这三个反应是正确的；依据已知条件，可知NH3类似于H2O，可以和Na反应生成H2，所以反应①是正确的。3．把aL含(NH4)2SO4、NH4NO3的混合溶液分成两等份，一份用bmol烧碱刚好把NH3全部赶出，另一份与BaCl2溶液完全反应消耗cmolBaCl2，则原溶液中c(NOeq\o\al(－,3))为(B)A.eq\f(b－c,a)mol·L－1 B.eq\f(2b－4c,a)mol·L－1C.eq\f(2b－c,a)mol·L－1 D.eq\f(2c－4b,a)mol·L－1解析：本题结合铵盐与碱反应产生NH3以及SOeq\o\al(2－,4)与Ba2＋的沉淀反应考查有关的计算。4．(双选)今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、Cl－、Mg2＋、Ba2＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，现取三份100mL溶液进行如下试验：①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；②其次份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol；③第三份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。依据上述试验，以下推想正确的是(AC)A．K＋肯定存在B．100mL溶液中含0.01molCOeq\o\al(2－,3)C．Cl－可能存在D．Ba2＋肯定不存在，Mg2＋可能存在解析：本题考查NHeq\o\al(＋,4)的特性及离子的共存问题。5．下图所示是某同学鉴别NH4HCO3、NH4Cl、KCl三种化肥的过程，其中试剂甲和乙分别可能是(A)A．甲：Ca(OH)2；乙：稀盐酸B．甲：水；乙：NaOH溶液C．甲：NaOH溶液；乙：水D．甲：稀盐酸；乙：NaCl溶液解析：NH4HCO3和NH4Cl能与碱反应产生NH3，所以试剂甲不行能是H2O或稀盐酸，解除B、D；NH4HCO3、NH4Cl中只有NH4HCO3能与稀盐酸反应生成气泡(CO2)，故A符合。6．有a、b、c、d、e五种气体，进行如表所示的四组试验。依据相关试验现象，可推断出a、b、c、d、e依次可能是(C)试验操作试验现象(1)a和b混合气体变成红棕色(2)c和d混合产生白烟(3)c和e分别通入少量溴水中溴水都变成无色透亮的溶液(4)b和e分别通入硫化氢溶液中都产生淡黄色沉淀A.O2、NO、HCl、NH3、CO2B．O2、NO、NH3、HCl、SO2C．NO、O2、NH3、HCl、SO2D．HCl、CO2、NH3、H2S、SO2解析：a和b混合，气体变成红棕色，依据选项可知a和b分别为NO、O2中的一种；b通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀，则b为氧气，a为NO；c和d混合产生白烟，则c和d分别为NH3、HCl中的一种；c通入少量溴水中溴水变成无色透亮的液体，c为NH3，d为HCl；e通入少量溴水中，溴水变成无色透亮的溶液，e通入氢硫酸中产生淡黄色沉淀，依据选项可知e为SO2，答案选C。7．用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火，其主要缘由是(B)①幕布的着火点上升②幕布的质量增加③氯化铵分解汲取热量，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：主要缘由有两个：一是NH4Cl分解汲取热量，降低了环境温度；二是NH4Cl分解生成的NH3、HCl可以有效隔绝幕布与空气的接触。8．氨溶于水得到氨水，氯气溶于水得到氯水，下列关于新制的氨水、氯水的描述中正确的是(A)A．“两水”都是混合物，溶液中含有的粒子种类、数目不同B．“两水”都能导电，因此NH3和Cl2都是电解质C．氨水与氯化亚铁溶液反应的离子方程式为2OH－＋Fe2＋=Fe(OH)2↓，新制氯水与氯化亚铁反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－D．“两水”放置时间较久后都会因为相同的原理变质解析：A选项，氨水中含有的分子有NH3、H2O、NH3·H2O，离子有NHeq\o\al(＋,4)、H＋、OH－；氯水中含有的分子有Cl2、H2O、HClO，离子有Cl－、ClO－、H＋和OH－，正确。B选项，NH3为非电解质，Cl2既不是电解质也不是非电解质，错误。C选项，NH3·H2O是弱电解质，书写离子方程式时应写化学式，不能写成离子形式，错误。D选项，新制的氯水长时间放置，因HClO分解最终形成稀盐酸(化学改变)，新制的氨水长时间放置，因NH3挥发而变质(物理改变)，二者变质的原理不同。9．有下列四组混合气体，①V(NO2)V(O2)＝21，②V(NO)V(O2)＝21，③V(NH3)V(O2)＝21，④V(NO2)V(NO)(O2)＝111，将分别盛满上述气体的容积相等的四支试管倒置于盛满水的水槽中，最终试管内液面由低到高的依次正确的是(D)A．④③②①B．④①②③C．②①④②D．③②①④解析：设试管的容积为aL，①由4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3可知，反应后剩余eq\f(1,6)aLO2，②由4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3可知，反应后剩余eq\f(2,9)aLNO，③NH3易溶于水，O2不溶于水，最终试管中剩余eq\f(1,3)aLO2，④由反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO可求诞生成NO的体积，再加上原混合气体中NO的体积，然后按4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3进行计算可知，反应后无气体剩余，故最终试管内液面由低到高的依次为③②①④。10.某离子的反应中涉及H2O、ClO－、NHeq\o\al(＋,4)、H＋、N2、Cl－六种微粒。其中N2、ClO－的物质的量随时间改变的曲线如图所示。下列推断不正确的是(C)A．该反应的氧化剂是ClO－B．消耗1mol还原剂，转移3mol电子C．氧化剂与还原剂的物质的量之比为23D．反应后溶液的酸性明显增加解析：依据图中曲线可知，ClO－为反应物，N2为生成物，则反应的离子方程式为3ClO－＋2NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋3H2O＋3Cl－＋2H＋。氯元素化合价从＋1价变为－1价，反应的氧化剂为ClO－，A项正确；N元素化合价由－3价上升到0价，则消耗1mol还原剂，转移3mol电子，B项正确；由离子方程式可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为32，C项不正确；反应生成H＋，溶液酸性明显增加，D项正确。11.锥形瓶内盛有气体X，滴管内盛有液体Y。若挤压胶头滴管，使液体Y滴入瓶中，振荡，过一会可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不行能是(C)A．X是NH3，Y是水B．X是SO2，Y是NaOH浓溶液C．X是CO2，Y是稀硫酸D．X是HCl，Y是NaNO3稀溶液解析：气球鼓起，说明锥形瓶内压强减小，所以只要气体能和液体反应或气体易溶于液体，而且气体的体积减小使瓶内压强减小即可。A、D项中NH3和HCl气体极易溶于水，B中SO2与NaOH溶液反应(2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O)，气体体积都减小。C项中CO2和稀H2SO4不反应，气体体积不削减，故C项中压强不减小。二、非选择题(共56分)12．(10分)化肥中的氮肥主要是“铵肥”和尿素。某化学爱好小组对某“铵肥”进行了试验探究。(1)预料：依据已有学问和“铵肥”的名称，该小组预料该“铵肥”是碳酸、硫酸、亚硫酸、硝酸(任写两个)(至少填2种不同的“某”酸)的铵盐。(2)验证和探究：①NHeq\o\al(＋,4)的验证：取少量固体药品于试管中，然后滴加浓NaOH溶液，将潮湿的红色石蕊试纸置于试管口，加热试管，若红色石蕊试纸变蓝，则证明含有NHeq\o\al(＋,4)(答案合理即可)，有关反应的离子方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up17(△))H2O＋NH3↑。②阴离子的探究：a．取少量固体药品于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，固体全部溶解，将产生的气体通入如图所示的装置中。视察到的现象是：溴水无明显改变，澄清石灰水变浑浊。再向滴加稀盐酸反应后的试管中，加入Ba(OH)2溶液，无明显现象。初步结论：“铵肥”是碳酸的铵盐。b．假如还要进一步确定“铵肥”的成分，还须要补做相应的试验。进一步确定“铵肥”成分的方法为：取适量“铵肥”配制成溶液，取试液于一支干净的试管中，加足量的BaCl2溶液充分反应，若不产生白色沉淀，说明该“铵肥”的主要成分是NH4HCO3。若产生白色沉淀，过滤，取滤液加入适量的Ba(OH)2溶液，产生白色沉淀，说明该“铵肥”的主要成分是(NH4)2CO3、NH4HCO3；若不产生白色沉淀，说明该“铵肥”的主要成分是(NH4)2CO3。解析：(1)铵盐是铵根离子和酸根离子组成的化合物，常见的酸根可以是碳酸根、碳酸氢根、亚硫酸根、硫酸根、硝酸根等。(2)在待检物质中加入浓NaOH溶液并加热，若产生使潮湿的红色石蕊试纸变蓝的气体，则说明气体是氨气，待检物质中含有NHeq\o\al(＋,4)。检验阴离子时，反应产生的气体通过溴水时溴水无明显改变，说明气体不是SO2；澄清石灰水变浑浊，说明气体是CO2。由此确定该“铵肥”是(NH4)2CO3、NH4HCO3或二者的混合物，(NH4)2CO3和NH4HCO3均属于碳酸的铵盐。13．(16分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在肯定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在试验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的A，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或BNH3·H2Oeq\o(=,\s\up17(△))NH3↑＋H2O)。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接依次为：发生装置→dcfei(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在肯定温度下按图示装置进行试验。解析：(1)①制备氨气，可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热，此时可选用装置A；也可采纳加热浓氨水的方法，此时可选用装置B。②欲得到干燥的氨气，首先要干燥(干燥管要大口进，小口出)，其次要收集(氨气密度比空气小，要用向下排空气法)，最终为尾气处理(因氨气极易溶于水，要用防倒吸的F装置)。(2)NH3和NO2在催化剂、肯定温度下可发生反应，故Y管中红棕色渐渐变浅；由化学方程式8NH3＋6NO2eq\o(=,\s\up17(催化剂))7N2＋12H2O可以得出，反应后气体分子数削减，压强减小，故打开K2后，Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。14．(20分)如图所示是试验室快速制备氨气与验证氨气性质的装置(部分固定装置已省略)。(1)连接好装置后，若要检查A～E装置的气密性，其操作是先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，在E中装入水后，用酒精灯微热A，视察到E中有气泡产生，移开酒精灯，E中导管有水柱形成，则说明A～E装置的气密性良好。(2)请说明A中制取氨气的原理：固体生石灰溶于浓氨水后吸水，放出大量的热促使NH3·H2O分解生成NH3。(3)装置B中盛放的试剂是碱石灰。(4)关闭弹簧夹2，打开弹簧夹1，从分液漏斗中放出浓氨水至浸没烧瓶中的生石灰后，关闭分液漏斗活塞，点燃C处酒精灯，装置C中黑色固体渐渐变红，装置E中有气泡冒出并产生白色沉淀(填试验现象)；从装置E中逸出的气体可以干脆排入空气中，请写出装置C中发生反应的化学方程式：2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up17(△))3Cu＋N2＋3H2O。(5)反应结束后，关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2，残余气体进入装置F中，很快发觉装置F中产生白烟，同时发觉装置G中溶液发生倒吸流入装置F中，写出装置F中产生白烟的反应的化学方程式：3Cl2＋8NH3=N2＋6NH4Cl，装置G中溶液发生倒吸的缘由是盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体，导致瓶内压强减小。解析：(1)连接好装置后，若要检查A～E装置的气密性，其操作是先关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞，打开弹簧夹1，在E中装入水后，用酒精灯微热A，视察到E中有气泡产生，移开酒精灯，E中导管有水柱形成，则说明A～E装置的气密性良好。(2)A中将浓氨水滴入生石灰中，固体生石灰溶于浓氨水后吸水，放出大量的热促使NH3·H2O分解生成NH3。(3)进入C中硬质玻璃管的氨气应是干燥的，则装置B的作用是干燥氨气，干燥氨气可用碱石灰。(4)通入装置E的气体主要是氮气和未反应完的氨气，氨气在装置E中与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与氯化钡反应生成亚硫酸钡沉淀，所以装置E中的试验现象为有气泡冒出并产生白色沉淀；装置C中黑色固体渐渐变红，说明有Cu生成，从装置E中逸出