浙江专版2018版高中化学专题4硫氮和可持续发展专项训练苏教版必修1

硫、氮和可持续发展专项训练
一、硫及其化合物
1．下列说法正确的是( )
A．SO2能使酸性KMnO4溶液褪色
B．可以用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．少量SO2通过浓的CaCl2溶液能生成白色沉淀
答案 A
解析SO2具有还原性，KMnO4具有强氧化性，SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，A项正确；SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊，B项错误；硫粉燃烧的产物是SO2，与氧气的多少无关，C项错误；SO2与CaCl2不反应，D项错误。

2．有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某学生进行如下实验：取少量溶液，滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。

对此实验下述结论正确的是( )
A．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化
B．加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4
C．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化
D．加硝酸后的沉淀一定是BaSO3
答案 C
解析取少量溶液，滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀，则该白色沉淀一定是BaSO4。

因为硝酸具有强氧化性，可以将BaSO3氧化成BaSO4，所以原溶液中可能含SO2－3或SO2－4或两种离子都有，加入BaCl2溶液后，生成的沉淀中可能含
有BaSO 3，也可能含有BaSO 4，所以无法确定Na 2SO 3是否部分被氧化。

3．向FeCl 3和BaCl 2的混合溶液中通入SO 2，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生。

下列说法正确的是( )
A ．该实验表明FeCl 3有还原性
B ．白色沉淀为BaSO 3
C ．该实验表明SO 2有漂白性
D ．反应后溶液酸性增强
答案 D
解析 往FeCl 3和BaCl 2的混合溶液中通入SO 2，溶液颜色由棕黄色变成浅绿色，同时有白色沉淀产生，说明发生了氧化还原反应，Fe 3＋被还原为Fe 2＋，还原剂是SO 2，化学方程式为2Fe 3＋＋SO 2＋2H 2O===2Fe 2＋＋SO 2－4＋4H ＋，SO 2－4＋Ba 2＋===BaSO 4↓，故最后生成的沉淀是BaSO 4。

由于
反应生成了H ＋，溶液酸性增强。

综上所述，D 项正确。

二、氮及其化合物(加试要求)
4．下列关于氮气的说法中错误的是( )
A ．通常情况下N 2性质很稳定，所以N 2可以在电焊时作保护气
B ．N 2＋O 2=====高温2NO ，该反应是汽车尾气造成污染的主要因素之一
C ．N 2在空气中约占质量比的45
D ．在反应3Mg ＋N 2=====点燃Mg 3N 2中N 2作氧化剂
答案 C
解析 N 2很稳定，常用作保护气，但在高温下N 2与O 2产生的NO 易被氧化为NO 2，故汽车尾气
会造成环境污染；N 2在空气中的体积含量约为45
，N 2与金属、H 2反应时作氧化剂。

5．将体积为V 的试管充满NO 气体，按如图进行实验。

当通入相同条件下O 2 49 mL 时，液面仍在原来位置，则试管体积V 为( )
A ．49 mL
B ．28 mL
C ．30 mL
D ．24.5 mL
答案 B
解析 液面仍在原来位置，说明NO 已完全反应，试管中剩余气体为O 2，且剩余O 2的体积为V ，
消耗的氧气体积为(49 mL －V )，由4NO ＋3O 2＋2H 2O===4HNO 3可知，反应消耗的NO 体积为43
(49
mL －V )，即V ＝43
(49 mL －V )，解得V ＝28 mL 。

6．如图是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用a 和b 表示。

下列选项中正确的是( )
答案 A
解析 CaO 和浓氨水反应可制取NH 3，NH 3要用碱石灰干燥，用向下排空气法收集；大理石和稀盐酸反应可制取CO 2，CO 2不能用碱石灰干燥，应用向上排空气法收集；铜与稀硝酸反应生成的NO 很容易被空气中的氧气氧化，不能用排空气法收集；二氧化锰和浓盐酸反应可制取氯气，该实验需要加热，不能用图示发生装置。

三、金属与硝酸和硫酸反应的有关计算
7．等物质的量的铁和铜的混合物24 g 与600 mL 稀硝酸恰好完全反应，生成NO 6.72 L(标准状况)。

向反应后的溶液中加入1 mol·L －1NaOH 溶液使金属离子恰好沉淀。

下列有关说法错误的是( )
A ．混合物溶解后的溶液中c (Fe 3＋)∶c (Fe 2＋)＝1∶1
B ．需要加入NaOH 溶液1 000 mL
C ．稀硝酸的物质的量浓度是2 mol·L －1
D ．最后所得沉淀在空气中充分加热可得固体32 g
答案 B
解析 A 项，铁和铜的混合物24 g ，n (Fe)＝n (Cu)＝24 g
(56＋64)g·mol －1＝0.2 mol ，n (NO)＝6.72 L 22.4 L·mol
－1＝0.3 mol ，n (e －)＝3n (NO)＝3×0.3 mol＝0.9 mol ，根据Fe 原子守恒，n (Fe 3＋)＋n (Fe 2＋)＝n (Fe)＝0.2 mol ，根据得失电子守恒，3n (Fe 3＋)＋2n (Fe 2＋)＋2n (Cu 2＋)＝n (Fe
3＋)＋2×[n (Fe 3＋)＋n (Fe 2＋)＋n (Cu 2＋)]＝n (Fe 3＋)＋2×(0.2 mol＋0.2 mol)＝0.9 mol ，得n (Fe 3
＋)＝0.1 mol ，n (Fe 2＋)＝0.1 mol ，则混合物溶解后的溶液中c (Fe 3＋)∶c (Fe 2＋)＝n (Fe
3＋)∶n (Fe 2＋)＝0.1 mol∶0.1 mol＝1∶1，A 项正确；B 项，金属离子所带的电荷数等于氢氧
根离子的数目，等于金属原子失去的电子数目，故n (NaOH)＝n (e －)＝0.9 mol ，V (NaOH)＝
0.9 mol
1 mol·L
－1＝0.9 L ＝900 mL ，B 项错误。

8．6.4 g 铜与过量的硝酸(8 mol·L －1
、60 mL)充分反应后，硝酸的还原产物有NO 、NO 2，反应后溶液中含有的H ＋为n mol 。

此时溶液中所含NO －3的物质的量为( )
A ．0.28 mol
B ．0.31 mol
C ．(n ＋0.2) mol
D ．(n ＋0.4) mol
答案 C
解析 反应后溶液中的溶质为HNO 3和Cu(NO 3)2，Cu 2＋有0.1 mol ，H ＋有n mol ，故NO －3物质的量为(n ＋0.2) mol 。

9．将2.56 g Cu 和一定量的浓HNO 3反应，随着Cu 的不断减少，反应生成气体的颜色逐渐变浅，当Cu 反应完毕后，共收集到气体1.12 L(标准状况)，则反应中消耗HNO 3的物质的量为
( )
A ．0.05 mol
B ．1 mol
C ．1.05 mol
D ．0.13 mol
答案 D
解析 参加反应的硝酸由两部分构成，一是被还原为氮氧化物的硝酸，为0.05 mol ；二是作酸，生成Cu(NO 3)2的硝酸，为0.08 mol 。

四、硫、氮及其化合物的综合应用
10．(加试要求)下列关系图中，A 是一种正盐，B 是气态氢化物，C 是单质，F 是强酸。

当X 无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)，当X 是强碱时，过量的B 跟Cl 2反应除生成C 外，另一产物是盐酸盐。

A ――→X B ――→Cl 2C ――→O 2D ――→O 2E ――→H 2O F
下列说法中不正确的是( )
A ．当X 是强酸时，A 、
B 、
C 、
D 、
E 、
F 中均含同一种元素，F 可能是H 2SO 4
B ．当X 是强碱时，A 、B 、
C 、
D 、
E 、
F 中均含同一种元素，F 是HNO 3
C ．B 和Cl 2的反应是氧化还原反应
D ．当X 是强酸时，C 在常温下是气态单质
答案 D
解析 无机化合物涉及S 、N 、C 、Na ，连续氧化的有S→SO 2→SO 3；H 2S→S→SO 2→SO 3；N 2→NO→NO 2；NH 3→NO→NO 2；C→CO→CO 2；Na→Na 2O→Na 2O 2。

由B 为气态氢化物，C 为单质，可推测连续氧化是无机化合物的连续氧化，对照上面的连续氧化过程，可以知道B 为NH 3或H 2S 。

进一步分
析，NH 3在碱性条件下生成，H 2S 在酸性条件下生成。

当X 为强酸时，B 为H 2S ，C 为S 单质，D 为SO 2，E 为SO 3，F 为H 2SO 4，A 中含有S 2－。

当X 为强碱时，B 为NH 3，C 为N 2，D 为NO ，E 为NO 2，F 为HNO 3，A 中含有NH ＋4。

所以A 为(NH 4)2S 。

C 选项中H 2S 与Cl 2反应是氧化还原反应。

五、综合实验
11．(加试要求)某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然氨气具有还原性，能否像H 2那样还原CuO 呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。

请你参与该小组的活动并完成下列实验：
[制取氨气]
(1)实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

用该方法制备氨气的装置为________(填字母，下同)，收集氨气的装置可以是____________。

[实验探究]
该小组成员设计实验探究氨气的还原性及其产物，实验装置图(夹持及尾气处理装置未画出)如下：
(2)通入的NH 3必须干燥的原因是___________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)实验中观察到CuO 变为红色物质，无水CuSO 4变蓝，同时生成一种无污染的气体。

请写出NH 3与CuO 反应的化学方程式：___________________________________________
________________________________________________________________________。

[问题讨论]
(4)已知Cu 2O 为红色粉末，在酸性溶液中，Cu ＋能发生自身氧化还原反应生成Cu 2＋
和Cu 。

有同学认为：NH 3与CuO 反应生成的红色物质中可能含有Cu 2O 。

现向得到的红色物质中直接加入试剂M ，通过观察现象可直接确定产物成分，则试剂M 可以是________(填编号)。

①稀硫酸 ②稀盐酸 ③稀硝酸 ④浓硝酸
答案 (1)2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O A CD
(2)若NH 3不进行干燥，会干扰反应产物水的检验
(3)2NH 3＋3CuO=====△3Cu ＋N 2＋3H 2O
(4)①②
解析 (1)制备氨气的反应的特点为固体＋固体――→△气体，与实验室用KClO 3固体和MnO 2制
取O 2的装置类似，故可选用A 装置。

NH 3极易溶于水，不能用排水法收集，NH 3的密度小于空气，可用向下排空气法收集，也可用装置D 进行收集，但气体应从短管进长管出。

(2)若NH 3中混有水蒸气，会干扰反应产物水的检验。

(3)由题意可知，NH 3与CuO 反应有Cu 、H 2O 、N 2生成，其化学方程式为2NH 3＋3CuO=====△3Cu ＋
N 2＋3H 2O 。

(4)Cu 2O 在酸性溶液中能发生自身氧化还原反应生成Cu 2＋
和Cu ，而Cu 与非氧化性酸不反应，因此可向M 中直接加入稀硫酸或稀盐酸。

若溶液变蓝，说明M 中含有Cu 2O ，若溶液不变蓝，说明M 中没有Cu 2O 。

所加入的酸不是硝酸，因为硝酸具有强氧化性，无论是Cu 还是Cu 2O 均能被硝酸氧化生成Cu 2＋，溶液都会变蓝。

12．(加试要求)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程： 制取氨气→装有足量干燥剂的干燥管→装有氧化铜的硬质玻璃管 →盛有足量浓硫酸的洗气瓶→测定生成氮气的体积
实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。

反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。

下图A 、B 、C 为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D 为盛有浓硫酸的洗气瓶。

甲小组测得：反应前氧化铜的质量为m 1 g 、氧化铜反应后剩余固体的质量为m 2 g 、生成氮气在标准状况下的体积V 1 L 。

乙小组测得：洗气前装置D 的质量m 3 g 、洗气后装置D 的质量m 4 g 、生成氮气在标准状况下的体积V 2 L 。

请回答下列问题：
(1)写出仪器a 的名称：________________。

(2)检查A 装置气密性的操作是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下
(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为______________。

(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器，重新实验。

根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。

该药品的名称是________________________________________________________________________。

答案 (1)圆底烧瓶
(2)连接导管，将导管插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱
(3)①(NH 4)2SO 4＋Ca(OH)2=====△2NH 3↑＋2H 2O ＋CaSO 4
②B
③氢氧化钠溶于氨水后放热、增加氢氧根浓度，使NH 3＋H 2O
NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －
向逆方向移动，加快氨气逸出
(4)5V 17(m 1－m 2)
(5)浓硫酸吸收了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高 碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等) 解析 (1)a 为圆底烧瓶。

(2)检验装置的气密性可以用微热法：连接导气管，将导气管插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。

(3)①(NH 4)2SO 4与Ca(OH)2反应的化学方程式为(NH 4)2SO 4＋Ca(OH)2=====△CaSO 4＋2NH 3↑＋2H 2O ；
②快速制备氨气，可以将浓氨水滴加到NaOH 固体上，故应选择装置B ；③氨水中存在的平衡
为NH 3＋H 2O NH 3·H 2O NH ＋4＋OH －，NaOH 溶于水后放热且增大了c (OH －
)，使平衡逆向移动，从而生成氨气。

(4)该实验的原理为2N x H y ＋y CuO=====△y Cu ＋x N 2＋y H 2O 。

由甲小组的方法可知，(m 1－m 2) g 为
CuO 减少的O 原子的质量，其物质的量为m 1－m 216 mol ，则生成的H 2O 中H 原子的物质的量为m 1－m 28
mol ；生成N 2的体积为V 1 L ，其物质的量为V 122.4 mol ，则N 原子的物质的量为V 111.2
mol ，故N 、H 的原子个数之比为5V 17(m 1－m 2)。

(5)NH 3与CuO 的反应是气体与固体的反应，气体不可能完全反应，故浓硫酸除了吸收水外，还吸收了氨气，氨气的质量被当做水的质量了，故使H 的质量偏高。

应在浓硫酸吸收水之前，加一个盛有碱石灰的干燥管，以吸收反应过程中生成的水，进而计算氢的含量。