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第18講　氮及其化合物 考綱解讀 考點(diǎn) 考綱內(nèi)容 高考示例 預(yù)測熱度 氮的單質(zhì)、氧 化物和硝酸 1.了解氮及其氧化物的主要性質(zhì) 2.了解氮的氧化物對(duì)環(huán)境的影響 3.了解硝酸的主要性質(zhì) 2017北京理綜,27,12分 2016北京理綜,26,13分 2015北京理綜,8,6分 ★★ 氨及銨鹽 1.了解氨的主要性質(zhì)及其應(yīng)用 2.了解NH3的實(shí)驗(yàn)室制法 3.了解銨鹽的主要性質(zhì)及其應(yīng)用 2016課標(biāo)Ⅱ,26,14分 2015山東理綜,11,5分 ★★ 分析解讀 本專題知識(shí)內(nèi)容豐富,涉及面廣,是高考命題的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。試題常以氮元素及其化合物知識(shí)為載體,考查基本概念、基本理論、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算等,具有較強(qiáng)的綜合性。 命題分析 答案　(1)避免b中壓強(qiáng)過大　(2)防止暴沸　直形冷凝管　(3)c中溫度下降,管路中形成負(fù)壓　(4)①液封,防止氨氣逸出 ②NH4++OH- NH3↑+H2O　保溫使氨完全蒸出　(5)1.4cVm　7.5cVm 核心考點(diǎn) 1.常見實(shí)驗(yàn)儀器的名稱及作用 2.離子方程式的書寫 3.化學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)計(jì)算 解題思路 (1)若b中氣壓過大,則a導(dǎo)管中液面上升,使b中氣壓減小,避免出現(xiàn)安全事故。 (5)處理后,樣品中的氮元素全部轉(zhuǎn)入NH3H3BO3中。 NH3H3BO3　~　HCl 1 mol 1 mol n(NH3H3BO3) c molL-1V10-3 L 由原子守恒可得,樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:cV10-3mol14 gmol-1mg100%=1.4cVm%。 若氮元素全部來自于甘氨酸,利用N原子守恒可得,n(C2H5NO2)=cV10-3 mol,則樣品純度為:cV10-3mol75 gmol-1mg100%=7.5cVm%。 疑點(diǎn)解答 凱氏定氮法可將樣品中所有的有機(jī)氮均轉(zhuǎn)化為銨鹽。若氮元素全部來自甘氨酸,則可計(jì)算出樣品中甘氨酸含量為7.5cVm%;若樣品中含有其他含氮有機(jī)物,則樣品中甘氨酸含量小于7.5cVm%。 易錯(cuò)警示 第(5)小題書寫答案時(shí)要注意“%”。 設(shè)題技巧 本題以凱氏定氮法測蛋白質(zhì)中氮含量為背景,緊密結(jié)合生活實(shí)際與所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),考查學(xué)生的分析問題能力、計(jì)算能力以及氨與銨鹽基礎(chǔ)知識(shí)。試題設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)學(xué)以致用及學(xué)科素養(yǎng)。 命題特點(diǎn) 1.本專題命題通常以非選擇題形式綜合考查基本概念、基本理論、化學(xué)反應(yīng)原理等,一般會(huì)滲透對(duì)計(jì)算能力的考查 2.結(jié)合重要含氮化合物的性質(zhì)以實(shí)驗(yàn)題形式命題,考查實(shí)驗(yàn)探究能力、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等 高考真題 考點(diǎn)一　氮的單質(zhì)、氧化物和硝酸 1.(2017北京理綜,12,6分)下述實(shí)驗(yàn)中均有紅棕色氣體產(chǎn)生,對(duì)比分析所得結(jié)論不正確的是(　　) ① ② ③ A.由①中的紅棕色氣體,推斷產(chǎn)生的氣體一定是混合氣體 B.紅棕色氣體不能表明②中木炭與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng) C.由③說明濃硝酸具有揮發(fā)性,生成的紅棕色氣體為還原產(chǎn)物 D.③的氣體產(chǎn)物中檢測出CO2,由此說明木炭一定與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng) 答案　D 2.(2015北京理綜,8,6分)下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)(如圖)的說法不正確的是(　　) A.氮元素均被氧化 B.工業(yè)合成氨屬于人工固氮 C.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化 D.碳、氫、氧三種元素也參與了氮循環(huán) 答案　A 3.(2015北京理綜,12,6分)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn): 步驟 現(xiàn)象 Fe表面產(chǎn)生大量無色氣泡,液面上方變?yōu)榧t棕色 Fe表面產(chǎn)生少量紅棕色氣泡后,迅速停止 Fe、Cu接觸后,其表面均產(chǎn)生紅棕色氣泡 下列說法不正確的是(　　) A.Ⅰ中氣體由無色變紅棕色的化學(xué)方程式:2NO+O2 2NO2 B.Ⅱ中的現(xiàn)象說明Fe表面形成致密的氧化層,阻止Fe進(jìn)一步反應(yīng) C.對(duì)比Ⅰ、Ⅱ中現(xiàn)象,說明稀HNO3的氧化性強(qiáng)于濃HNO3 D.針對(duì)Ⅲ中現(xiàn)象,在Fe、Cu之間連接電流計(jì),可判斷Fe是否被氧化 答案　C 4.(2014山東理綜,9,5分)等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng),放出NO物質(zhì)的量最多的是(　　) A.FeO　　　B.Fe2O3　　　C.FeSO4　　　D.Fe3O4 答案　A 5.(2017北京理綜,27,12分)SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。 (1)SCR(選擇性催化還原)工作原理: ①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:　 。 ②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2在O2作用下會(huì)形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:　。 ④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60 gmol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用V2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是　　　　　　　　　。 (2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理: NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示。 圖a 圖b ①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是　　　。 ②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是　　　。 ③還原過程中,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下,15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整: 　　　　　　　　　　15NNO+　H2O 答案　(12分) (1)①CO(NH2)2+H2O CO2+2NH3 ②8NH3+6NO2 7N2+12H2O ③2SO2+O2+4NH3+2H2O 2(NH4)2SO4 ④3(2c1V1-c2V2)100a (2)①BaO ②8∶1 ③415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O 6.(2016北京理綜,26,13分)用零價(jià)鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3-)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一。 (1)Fe還原水體中NO3-的反應(yīng)原理如下圖所示。 ①作負(fù)極的物質(zhì)是　　　　。 ②正極的電極反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　　　。 (2)將足量鐵粉投入水體中,經(jīng)24小時(shí)測定NO3-的去除率和pH,結(jié)果如下: 初始pH pH=2.5 pH=4.5 NO3-的去除率 接近100% <50% 24小時(shí)pH 接近中性 接近中性 鐵的最終物質(zhì)形態(tài) pH=4.5時(shí),NO3-的去除率低。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在初始pH=4.5的水體中投入足量鐵粉的同時(shí),補(bǔ)充一定量的Fe2+可以明顯提高NO3-的去除率。對(duì)Fe2+的作用提出兩種假設(shè): Ⅰ.Fe2+直接還原NO3-; Ⅱ.Fe2+破壞FeO(OH)氧化層。 ①做對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下圖所示?？傻玫降慕Y(jié)論是 。 ②同位素示蹤法證實(shí)Fe2+能與FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4。結(jié)合該反應(yīng)的離子方程式,解釋加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:　　　　　　　　。 (4)其他條件與(2)相同,經(jīng)1小時(shí)測定NO3-的去除率和pH,結(jié)果如下: 初始pH pH=2.5 pH=4.5 NO3-的去除率 約10% 約3% 1小時(shí)pH 接近中性 接近中性 與(2)中數(shù)據(jù)對(duì)比,解釋(2)中初始pH不同時(shí),NO3-去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(13分) (1)①Fe ②NO3-+8e-+10H+ NH4++3H2O (2)FeO(OH)不導(dǎo)電,阻礙電子轉(zhuǎn)移 (3)①本實(shí)驗(yàn)條件下,Fe2+不能直接還原NO3-;在Fe和Fe2+共同作用下能提高NO3-去除率 ②Fe2++2FeO(OH) Fe3O4+2H+,Fe2+將不導(dǎo)電的FeO(OH)轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4,利于電子轉(zhuǎn)移 (4)初始pH低時(shí),產(chǎn)生的Fe2+充足;初始pH高時(shí),產(chǎn)生的Fe2+不足 7.(2014江蘇單科,8,2分)下列各組物質(zhì)中,不滿足組內(nèi)任意兩種物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生反應(yīng)的是(　　) 　　　　物質(zhì) 組別　　　　 甲 乙 丙 A Al HCl NaOH B NH3 O2 HNO3 C SiO2 NaOH HF D SO2 Ca(OH)2 NaHCO3 答案　B 8.(2015山東理綜,32,12分)工業(yè)上利用氨氧化獲得的高濃度NOx氣體(含NO、NO2)制備NaNO2、NaNO3,工藝流程如下: 已知:Na2CO3+NO+NO2 2NaNO2+CO2 (1)中和液所含溶質(zhì)除NaNO2及少量Na2CO3外,還有　　　(填化學(xué)式)。 (2)中和液進(jìn)行蒸發(fā)Ⅰ操作時(shí),應(yīng)控制水的蒸發(fā)量,避免濃度過大,目的是　　　　　　　　　　。蒸發(fā)Ⅰ產(chǎn)生的蒸汽中含有少量NaNO2等有毒物質(zhì),不能直接排放,將其冷凝后用于流程中的　　　　(填操作名稱)最合理。 (3)母液Ⅰ進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)加入稀HNO3的目的是　　　　　　　　　　　　。母液Ⅱ需回收利用,下列處理方法合理的是　　　　　　　　　　。 a.轉(zhuǎn)入中和液 b.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅰ操作 c.轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)化液 d.轉(zhuǎn)入結(jié)晶Ⅱ操作 (4)若將NaNO2、NaNO3兩種產(chǎn)品的物質(zhì)的量之比設(shè)為2∶1,則生產(chǎn)1.38噸NaNO2時(shí),Na2CO3的理論用量 為 噸(假定Na2CO3恰好完全反應(yīng))。 答案　(1)NaNO3　(2)防止NaNO3的析出　溶堿 (3)將NaNO2轉(zhuǎn)化為NaNO3　c、d　(4)1.59 9.(2015安徽理綜,25,14分)C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。 (1)Si位于元素周期表第　　　　周期第　　　　族。 (2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為　　　　;Cu的基態(tài)原子最外層有　　　　個(gè)電子。 (3)用“>”或“<”填空: 原子半徑 電負(fù)性 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) Al　　Si N　　O 金剛石　　晶體硅 CH4　　SiH4 (4)常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示,反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。 0~t1時(shí),原電池的負(fù)極是Al片,此時(shí),正極的電極反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　　,溶液中的H+向　　　　極移動(dòng)。t1時(shí),原電池中電子流動(dòng)方向發(fā)生改變,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(14分)(1)三?、鬉　(2)1s22s22p3　1 (3) > < > < (4)2H++NO3-+e- NO2↑+H2O　正　Al在濃HNO3中發(fā)生鈍化,氧化膜阻止了Al的進(jìn)一步反應(yīng) 10.(2013大綱全國,28,15分)制備氮化鎂的裝置示意圖如下: 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 回答下列問題: (1)檢查裝置氣密性的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,a的名稱是　　　　　　,b的名稱是　　　　。 (2)寫出NaNO2和(NH4)2SO4反應(yīng)制備氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)C的作用是　　　　　　　,D的作用是　　　　　　,是否可以把C與D的位置對(duì)調(diào)并說明理由　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)寫出E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式　。 (5)請(qǐng)用化學(xué)方法確定是否有氮化鎂生成,并檢驗(yàn)是否含有未反應(yīng)的鎂,寫出實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象 　。 答案　(15分)(1)微熱b,這時(shí)G中有氣泡冒出,停止加熱冷卻后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,則氣密性良好(2分)　分液漏斗　圓底燒瓶(每空1分,共2分) (2)(NH4)2SO4+2NaNO2 2N2↑+Na2SO4+4H2O(2分) (3)除去氧氣(及氮氧化物)　除去水蒸氣　不能,對(duì)調(diào)后無法除去水蒸氣(每空1分,共3分) (4)N2+3Mg Mg3N2(2分) (5)取少量產(chǎn)物于試管中,加少量蒸餾水,試管底部有沉淀生成,可聞到刺激性氨味(把潤濕的紅色石蕊試紙放在管口,試紙變藍(lán)),證明產(chǎn)物中含有氮化鎂;棄去上清液,加入鹽酸,若觀察到有氣泡產(chǎn)生,則證明產(chǎn)物中含有未反應(yīng)的鎂(4分) 考點(diǎn)二　氨及銨鹽 1.(2016江蘇單科,3,2分)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是(　　) A.SO2具有氧化性,可用于漂白紙漿 B.NH4HCO3受熱易分解,可用作氮肥 C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作凈水劑 D.Al2O3熔點(diǎn)高,可用作耐高溫材料 答案　D 2.(2015山東理綜,11,5分)下列由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是　(　　) 操作及現(xiàn)象 結(jié)論 A 向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時(shí)出現(xiàn)黃色沉淀 Ksp(AgCl)< Ksp(AgI) B 向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液,溶液呈紅色 溶液中一定含有Fe2+ C 向NaBr溶液中滴入少量氯水和苯,振蕩、靜置,溶液上層呈橙紅色 Br-還原性強(qiáng)于Cl- D 加熱盛有NH4Cl固體的試管,試管底部固體消失,試管口有晶體凝結(jié) NH4Cl固體可以升華 答案　C 3.(2016課標(biāo)Ⅱ,26,14分)聯(lián)氨(又稱肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料?；卮鹣铝袉栴}: (1)聯(lián)氨分子的電子式為　　　　　　　,其中氮的化合價(jià)為　　　　。 (2)實(shí)驗(yàn)室中可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨,反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。 (3)①2O2(g)+N2(g) N2O4(l)　ΔH1 ②N2(g)+2H2(g) N2H4(l)　ΔH2 ③O2(g)+2H2(g) 2H2O(g)　ΔH3 ④2N2H4(l)+N2O4(l) 3N2(g)+4H2O(g)　ΔH4=-1 048.9 kJmol-1 上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4=　　　　　　　,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因?yàn)椤　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? (4)聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方式與氨相似。聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為　　　　(已知:N2H4+H+ N2H5+的K=8.7107;KW=1.010-14)。聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為　　　　。 (5)聯(lián)氨是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液,觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　。聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧,防止鍋爐被腐蝕。理論上1 kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2　　　　　　　kg;與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比,聯(lián)氨的優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(14分)(1)HNHNHH　-2 (2)2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O (3)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1　反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體 (4)8.710-7　N2H6(HSO4)2 (5)固體逐漸變黑,并有氣泡產(chǎn)生　1　N2H4的用量少,不產(chǎn)生其他雜質(zhì)(還原產(chǎn)物為N2和H2O,而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4) 4.(2013廣東理綜,10,4分)下列敘述Ⅰ和Ⅱ均正確并且有因果關(guān)系的是(　　) 選項(xiàng) 敘述Ⅰ 敘述Ⅱ A NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽 用加熱法除去NaCl中的NH4Cl B Fe3+具有氧化性 用KSCN溶液可以鑒別Fe3+ C 溶解度:CaCO37 c.0.1 mol/L亞硝酸鈉溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(NO2-)+c(OH-) d.0.1 mol/L亞硝酸鈉溶液中存在:c(NO2-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) ⑤試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)C裝置中NaNO2的存在(寫出操作、現(xiàn)象和結(jié)論): 　。 答案　(1)①2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑、2NO+O2 2NO2?、谘b有水的洗氣瓶 ③5NO+3MnO4-+4H+ 5NO3-+3Mn2++2H2O (2)①制取NO?、?CO2↑+4NO2↑+2H2O ③堿石灰?、躡c ⑤取少量C裝置中的產(chǎn)物置于試管中,加入適量蒸餾水溶解,滴加少量酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,說明C中產(chǎn)物含有NaNO2 考點(diǎn)二　氨及銨鹽 6.(人教必1,四-4-4,變式)下面是實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的裝置和選用的試劑,其中錯(cuò)誤的是(　　) A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 答案　A 7.(2018河南、河北重點(diǎn)高中一聯(lián),9) 下列各組物質(zhì)中,任意兩種物質(zhì)在常溫下均能發(fā)生反應(yīng)的是(　　) 　　　　物質(zhì) 組別　　　　 甲 乙 丙 A NH3 CuO 稀HNO3 B Al 鹽酸 Fe2O3 C Si O2 H2 D SO2 NaOH溶液 新制氯水 答案　D 8.(2017河南開封定位考試,10)為落實(shí)“五水共治”,某工廠擬綜合處理含NH4+廢水和工業(yè)廢氣(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考慮其他成分),設(shè)計(jì)了如下流程: 下列說法不正確的是(　　) A.固體1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3 B.X可以是空氣,且需過量 C.捕獲劑所捕獲的氣體主要是CO D.處理含NH4+廢水時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:NH4++NO2- N2↑+2H2O 答案　B 9.(2017山西大同第一次調(diào)研,10)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)所對(duì)應(yīng)的結(jié)論正確的是(　　) 實(shí)驗(yàn)事實(shí) 結(jié)論 ① Cl2的水溶液可以導(dǎo)電 Cl2是電解質(zhì) ② 將燃燒的鎂條放入CO2中能繼續(xù)燃燒 還原性:Mg>C ③ NaHCO3溶液與NaAlO2溶液混合產(chǎn)生白色沉淀 酸性:HCO3->Al(OH)3 ④ 常溫下白磷可自燃而氮?dú)忭氃诜烹姇r(shí)才與氧氣反應(yīng) 非金屬性:P>N ⑤ 某無色溶液中加入氫氧化鈉溶液并加熱,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán) 該溶液中一定有NH4+ A.③④⑤ B.②③⑤ C.①②③ D.全部 答案　B 10.(2018河南、河北重點(diǎn)高中一聯(lián),15)磷化鋁(AlP)通常可作為一種廣譜性熏蒸殺蟲劑,吸水后會(huì)立即產(chǎn)生高毒的PH3氣體(熔點(diǎn)為-132 ℃,還原性強(qiáng))。衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:當(dāng)糧食中磷化物(以PH3計(jì))的含量不超過0.05 mgkg-1時(shí),糧食質(zhì)量合格;反之,糧食質(zhì)量不合格。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)通過下列方法對(duì)糧食中殘留的磷化物含量進(jìn)行了研究。 【操作流程】 安裝吸收裝置→PH3的產(chǎn)生與吸收→轉(zhuǎn)移KMnO4吸收溶液→亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。 【實(shí)驗(yàn)裝置】 已知C中盛有100 g原糧,E中盛有20.00 mL 1.1310-3 molL-1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)。 請(qǐng)回答下列問題: (1)儀器D的名稱是　　　　　　　　。 (2)B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液,其作用是吸收空氣中的O2,防止氧化裝置C中生成的PH3,則A中盛裝KMnO4溶液的作用是　 。 (3)通入空氣的作用是　 。 (4)已知PH3被氧化成磷酸,則E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)收集E中吸收液,加水稀釋至250 mL,取25.00 mL于錐形瓶中,用5.010-4 molL-1的Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO4溶液,消耗Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液11.00 mL,則該原糧中磷化物(以PH3計(jì))的含量為　　　mgkg-1,該原糧質(zhì)量是否合格?　　　(填“合格”或“不合格”)。 答案　(1)直形冷凝管(或冷凝管) (2)除去空氣中的還原性氣體,避免影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (3)保證生成的PH3全部被酸性KMnO4溶液吸收 (4)5PH3+8MnO4-+24H+ 5H3PO4+8Mn2++12H2O (5)0.13(或0.127 5)　不合格 11.(2016安徽六安一中一模,26)氨氧化法是工業(yè)生產(chǎn)中制取硝酸的主要途徑,某同學(xué)用該原理在實(shí)驗(yàn)室探究硝酸的制備和性質(zhì),設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。 (1)若分液漏斗中氨水的濃度為9.0 molL-1,配制該濃度的氨水100 mL,用到的玻璃儀器有100 mL容量瓶、燒杯、量筒、玻璃棒、　　　　。 (2)甲裝置不需要加熱即能同時(shí)產(chǎn)生氨氣和氧氣,燒瓶內(nèi)固體X為　　　　　　　　。 (3)乙裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　;寫出受熱時(shí)丙裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　 。 (4)當(dāng)戊中觀察到　　　　　　　　　　　的現(xiàn)象,則說明已制得硝酸。某同學(xué)按上圖組裝儀器并檢驗(yàn)氣密性后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),沒有觀察到此現(xiàn)象,請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因:　　　　　　　　　　　　　,如何改進(jìn)裝置:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)改進(jìn)后待反應(yīng)結(jié)束,將丁裝置倒立在盛水的水槽中,會(huì)觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)膠頭滴管　(2)過氧化鈉 (3)干燥氧氣和氨氣的混合氣體　4NH3+5O2 4NO+6H2O (4)紫色石蕊試液變紅　過量的氨氣致使戊中溶液不一定呈酸性　在丙和丁之間連接盛有無水氯化鈣的干燥管或盛有濃硫酸的洗氣瓶 (5)試管丁內(nèi)水面慢慢上升,上升到一定高度不再變化,試管內(nèi)氣體顏色由紅棕色逐漸變淡至無色 能力提升 (滿分65分　時(shí)間:30分鐘) 一、選擇題(每小題6分,共24分) 1.(人教必1,四-3-7,變式)對(duì)反應(yīng)3NO2+H2O 2HNO3+NO的下列說法正確的是(　　) A.還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為2∶1 B.氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶2 C.NO2是氧化劑,H2O是還原劑 D.反應(yīng)中若有6 mol NO2參與反應(yīng),則有3 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移 答案　A 2.(2017山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診,8)下列有關(guān)非金屬元素的說法正確的是(　　) A.二氧化氯具有還原性,可用于自來水的殺菌消毒 B.SO2具有氧化性,可用于漂白紙漿 C.液氨汽化時(shí)要吸收大量的熱,可用作制冷劑 D.硅是重要的半導(dǎo)體材料,常用于制作光導(dǎo)纖維 答案　C 3.(2017湖南五校聯(lián)考,18)將9 g銅和鐵的混合物投入100 mL稀硝酸中,充分反應(yīng)后得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L NO,剩余4.8 g金屬;繼續(xù)加入100 mL等濃度的稀硝酸,金屬完全溶解,又得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L NO。若向反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不變紅,則下列說法正確的是(　　) A.原混合物中銅和鐵各0.075 mol B.稀硝酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為0.5 molL-1 C.第一次剩余的4.8 g金屬為銅和鐵 D.再加入上述100 mL稀硝酸,又得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12 L NO 答案　A 4.(2017河南百校聯(lián)盟3月聯(lián)考,13)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。在如圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,p、q、m、n分別是元素Z、W、X、Y的氣體單質(zhì),p和s均為有色氣體,v的水溶液呈堿性。常溫下,0.1 mol/L t溶液與0.1 mol/L u溶液的pH 均為1。下列說法正確的是(　　) A.原子半徑:XY>W C.v能分別與u、t反應(yīng)生成離子化合物 D.Z的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸 答案　C 二、非選擇題(共41分) 5.(2018湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考,17)(13分)氨對(duì)人類的生產(chǎn)生活具有重要影響。 (1)氨的制備與利用。 ①工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式是　 。 ②氨催化氧化生成一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)氨的定量檢測。 水體中氨氣和銨根離子(統(tǒng)稱氨氮)總量的檢測備受關(guān)注。利用氨氣傳感器檢測水體中氨氮含量的示意圖如下: ①利用平衡原理分析含氨氮水樣中加入NaOH溶液的作用:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②若利用氨氣傳感器將1 L水樣中的氨氮完全轉(zhuǎn)化為N2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為610-4mol,則水樣中氨氮(以氨氣計(jì))含量為　　　　mgL-1。 (3)氨的轉(zhuǎn)化與去除。 微生物燃料電池(MFC)是一種現(xiàn)代化氨氮去除技術(shù)。下圖為MFC碳氮聯(lián)合同時(shí)去除氨氮轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理示意圖。 ①已知A、B兩極生成CO2和N2的物質(zhì)的量之比為5∶2,寫出A極的電極反應(yīng)式:　 。 ②結(jié)合電極反應(yīng)方程式簡述NH4+去除的原理:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)①N2+3H2 2NH3 ②4NH3+5O2 4NO+6H2O (2)①c(OH-)增大,使NH4++OH- NH3H2O NH3↑+H2O平衡正向移動(dòng),利于生成氨氣,被空氣吹出 ②3.4 (3)①CH3COO--8e-+2H2O 2CO2↑+7H+ ②NH4+在好氧微生物反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為NO3-:NH4++2O2 NO3-+2H++H2O;NO3-在MFC電池的正極轉(zhuǎn)化為N2:2NO3-+12H++10e- N2↑+6H2O 6.(2017山東濟(jì)南一模,26)(15分)近年我國汽車擁有量呈較快增長趨勢,汽車尾氣已成為重要的空氣污染物?；卮鹣铝袉栴}: (1)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引起反應(yīng):N2(g)+O2(g) 2NO(g),是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。2 000 K時(shí),向容積為2 L的密閉容器中充入2 mol N2與2 mol O2,發(fā)生上述反應(yīng),經(jīng)過5 min達(dá)到平衡,此時(shí)容器內(nèi)NO的體積分?jǐn)?shù)為0.75%,則該反應(yīng)在5 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(O2)=　　　　　　mol/(Lmin),N2的平衡轉(zhuǎn)化率為　　　　　　,2 000 K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=　　　　　。 (2)一定量NO發(fā)生分解的過程中,NO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。 ① 反應(yīng)2NO(g) N2(g)+O2(g)為　　　　反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。 ②一定溫度下,能夠說明反應(yīng)2NO(g) N2(g)+O2(g)已達(dá)到平衡的是　　　　(填序號(hào))。 a.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 b.混合氣體的密度不發(fā)生變化 c.NO、N2、O2的濃度保持不變 d.單位時(shí)間內(nèi)分解4 mol NO,同時(shí)生成2 mol N2 ③在四個(gè)容積和溫度均相同的密閉容器中分別加入下列物質(zhì),相應(yīng)物質(zhì)的量(mol)如下表所示。相同條件下達(dá)到平衡后,N2的體積分?jǐn)?shù)最大的是　　　　　　　(填容器代號(hào))。 容器代號(hào) NO N2 O2 A 2 0 0 B 0 1 1 C 0.4 0.6 0.8 D 2 0.5 0.4 (3)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀薄燃燒時(shí),尾氣中的主要污染物為NOx?？捎肅H4催化還原NOx以消除氮氧化物污染。 已知:CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-574 kJmol-1 CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867 kJmol-1 ①寫出CH4與NO反應(yīng)生成N2、CO2、H2O(g)的熱化學(xué)方程式:　 ; ②使用催化劑可以將汽車尾氣的主要有害成分一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為無毒氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案　(1)0.001 5　0.75%　2.2810-4 (2)①放熱　②c?、跠 (3)①CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJmol-1 ②2xCO+2NOx 2xCO2+N2 7.(2016福建福州一中質(zhì)檢,27)(13分)據(jù)統(tǒng)計(jì),2015年入冬以來,華北黃淮地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)4次嚴(yán)重霧霾過程,持續(xù)時(shí)間達(dá)3~7天。氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一,消除氮氧化物有多種方法。 (1)NH3催化還原氮氧化物技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g)　ΔH<0。 ①當(dāng)該反應(yīng)有1 mol N2(g)生成時(shí),電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是　 。 ②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=　 。 ③為了加快反應(yīng)速率,并且提高NOx的轉(zhuǎn)化率,采取的措施是　　　　(填字母)。 a.增大NH3的濃度 b.增大N2的濃度 c.增大壓強(qiáng) d.選擇合適的催化劑 (2)可利用甲烷催化還原氮氧化物。已知: CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJmol-1 CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJmol-1 則CH4(g)將NO(g)還原為N2(g)的熱化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)利用ClO2 消除氮氧化物的污染,反應(yīng)過程如下:(部分反應(yīng)物或生成物略去) NO NO2 N2 反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物中還有兩種強(qiáng)酸生成,且其中一種強(qiáng)酸與NO2的物質(zhì)的量相等,則化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　,若有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)N2生成,共消耗ClO2　　　　g。 答案　(1)①1.8061024或3NA ②c2(N2)c3(H2O)c2(NH3)c(NO)c(NO2)?、踑 (2)CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 160 kJmol-1 (3)2NO+ClO2+H2O NO2+HNO3+HCl　67.5 方法技巧 方法　硝酸與金屬反應(yīng)的有關(guān)計(jì)算 1.(2018河北衡水中學(xué)大聯(lián)考,21)將13.6 g Cu和Cu2O組成的混合物加入250 mL一定濃度的稀硝酸中,固體完全溶解生成Cu(NO3)2和NO。向所得溶液中加入1.0 L 0.5 molL-1的NaOH溶液,生成沉淀的質(zhì)量為19.6 g,此時(shí)溶液呈中性,且金屬離子沉淀完全。下列說法正確的是(　　) A.原固體混合物中,Cu和Cu2O的物質(zhì)的量之比為1∶1 B.原稀硝酸的濃度為1.3 molL-1 C.產(chǎn)生的NO的體積為2.24 L D.反應(yīng)后剩余硝酸的物質(zhì)的量為0.1 mol 答案　D 2.(2018湖南長沙長群中學(xué)月考,22)2.24 g銅和鎂的混合物完全溶于某濃度的硝酸溶液中,還原產(chǎn)物中有NO2、NO、N2O三種物質(zhì),且體積均為0.224 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),然后向反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液,所得沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥后稱重,質(zhì)量為(　　) A.3.12 g B.4.28 g C.4.68 g D.5.08 g 答案　B 3.(2016河北衡水中學(xué)二調(diào),29)2.8 g Fe全部溶于一定濃度的200 mL HNO3溶液中,得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體1.12 L,測得反應(yīng)后溶液的pH為1。若反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計(jì),則下列有關(guān)判斷正確的是(　　) A.反應(yīng)后的溶液最多還能溶解1.4 g Fe B.反應(yīng)后溶液中c(NO3-)=0.85 mol/L C.反應(yīng)后溶液中鐵元素可能以Fe2+形式存在 D.1.12 L氣體可能是NO、NO2的混合氣體 答案　B 4.(2017江西六校聯(lián)考,21)(1)有兩種氣體單質(zhì)Am和Bn。已知7.2 g Am和6.3 g Bn所含的原子個(gè)數(shù)相同,分子個(gè)數(shù)之比為2∶3。又知A原子中L電子層含電子數(shù)是K電子層的3倍。通過計(jì)算回答: (1)寫出B的元素名稱:　　　　。 (2)向含0.1 mol FeBr2的溶液中通入0.1 mol Cl2充分反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式 為　　　　　　　　　　　　　　　　(寫成一個(gè)離子方程式)。 (3)將192 g銅投入1 L濃度均為2 mol/L的硝酸、硫酸混合酸中,充分反應(yīng)后生成NO　　　　L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)(還原產(chǎn)物只有NO)。 (4)取100 g銅、鐵、銀、鋁金屬的混合物,加足量的稀硝酸完全溶解,已知硝酸的還原產(chǎn)物為NO,且NO體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為67.2 L;向所得的溶液中加入適量的2 mol/L氫氧化鈉溶液,則能得到沉淀的最大值 為　　　　g(不考慮AgOH的分解)。 (5)將一定量經(jīng)硫酸酸化的KMnO4溶液與FeSO4溶液混合,充分反應(yīng)后再向所得溶液中加入KI溶液,混合溶液中Fe3+的物質(zhì)的量隨加入的KI的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示。開始加入的KMnO4的物質(zhì)的量為　　　　(附注:高錳酸鉀將I-氧化:16H++2MnO4-+10I- 5I2+2Mn2++8H2O)。 答案　(1)氮　(2)2Fe2++2Br-+2Cl2 2Fe3++Br2+4Cl-　(3)33.6　(4)253　(5)0.3 mol