备战高考化学二模试题分类汇编——氮及其化合物推断题综合及答案解析
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备战高考化学二模试题分类汇编——氮及其化合物推断题综合及答案解析
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)
1.氮氧化合物和二氧化硫是引起雾霾的重要物质,工业用多种方法来治理。
某种综合处理含 NH4+废水和工业废气(主要含 NO、CO、CO2、SO2、N2)的流程如图:
已知:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)固体 1 的主要成分有 Ca(OH)2、___________________、__________________(填化学式)。
(2)若实验室需要配制100mL 3.00mol·L-1NaOH溶液进行模拟测试,需用托盘天平称取 NaOH 固体质量为______g。
(3)用 NaNO2溶液处理含NH4+废水反应的离子方程式为_______________________。
(4)捕获剂从气体 3 中捕获的气体主要是__________________ (填化学式)。
(5)流程中生成的 NaNO2 因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒。
已知 NaNO2能发生如下反应:2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O;I2可以使淀粉变蓝。
根据上述反应,选择生活中常见的物质和有关试剂进行实验,以鉴别 NaNO2和 NaCl。
需选用的物质是
_____________________(填序号)。
①水②淀粉碘化钾试纸③淀粉④白酒⑤白醋
A.①③⑤ B.①②④ C.①②⑤ D.①②③⑤
【答案】CaCO3 CaSO3 12 NO2-+ NH4+= N2↑+2H2O CO C
【解析】
【分析】
工业废气通过过量的石灰乳,除去CO2和SO2,生成CaCO3和CaSO3,气体1是NO 、
CO 、N2,通入适量的空气,把NO转化为NO2,通过氢氧化钠溶液只得到NaNO2溶液,说明气体2是NO、NO2、N2,气体3是CO和N2,捕获产物是CO,得到的NaNO2溶液和含NH4+废水发生氧化还原反应,得到无污染的气体是氮气。
【详解】
(1)根据分析,固体 1 的主要成分有 Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3;
(2) 需要配制100mL 3.00mol·L-1NaOH溶液,所需质量m=C·V·M=3.00mol·L-1×0.1L×40 g·mol-1=12g;
(3)用 NaNO2溶液处理含NH4+废水,二者发生归中反应,氮元素最终都以氮气形式存在,反应的离子方程式为:NO2-+ NH4+= N2↑+2H2O;
(4)根据分析,捕获剂从气体 3 中捕获的气体主要是CO;
(5)由2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O,可知NO2-在酸性条件下可以氧化I-,生成的I2可以使淀粉变蓝。
故检验NO2-使用淀粉碘化钾试纸、白酒、水,故答案选C。
2.氨和硝酸都是重要的工业原料。
(1)标准状况下,将500L氨气溶于水形成1L氨水,则此氨水的物质的量浓度为
____mol·L-1(保留三位有效数字)。
工业上常用过量氨水吸收二氧化硫,该反应的化学方程式为____。
(2)氨氧化法是工业生产中合成硝酸的主要途径。
合成的第一步是将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮,该反应的化学方程式为____。
下列反应中的氨与氨氧化法中的氨作用相同的是____。
A.2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑ B.2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O
C.4NH3+6NO=5N2+6H2O D.HNO3+NH3=NH4NO3
工业中的尾气(假设只有NO和NO2)用烧碱进行吸收,反应的离子方程式为2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O和NO+NO2+2OH-=____+H2O(配平该方程式)。
(3)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀HNO3500mL,反应过程中产生的气体只有NO。
固体完全溶解后,在所得溶液(金属阳离子只有Cu2+)中加入1L1mol·L-1的NaOH溶液使金属离子恰好完全沉淀,此时溶液呈中性,所得沉淀质量为39.2g。
①Cu与稀HNO3反应的离子方程式为____。
②Cu与Cu2O的物质的量之比为____。
③HNO3的物质的量浓度为____mol·L-1。
(4)有H2SO4和HNO3的混合溶液20mL,加入0.25mol•L-1Ba(OH)2溶液时,生成沉淀的质量w(g)和Ba(OH)2溶液的体积V(mL)的关系如图所示(C点混合液呈中性)。
则原混合液中H2SO4的物质的量浓度为____mol·L-1,HNO3的物质的量浓度为____mol·L-1。
【答案】22.3 SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O[或SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3]
4NH3+5O24NO+6H2O BC 2NO2- 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O 2:1 2.4
0.25 1
【解析】
【分析】
(1)根据c=n
V
计算氨水的浓度;
(2)根据已知信息反:应物和生成物书写反应方程式,根据电子守恒配平反应方程式;根据化合价变化判断NH3为还原剂,进行分析其他几反应中氨气的作用;
(3)根据质量守恒,原子守恒、电子守恒规律进行解答;
(4)根据n(H+)=n(OH- )进行分析解答。
【详解】
(1)标准状况下,将500L氨气溶于水形成1L氨水,则此氨水的物质的量浓度为
C =n
V
=
500L
22.4L/?mol
1L
=22.3 mol·L-1。
工业上常用过量氨水吸收二氧化硫,二氧化硫与氨气
反应生成亚硫酸铵和水,该反应的化学方程式为SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O[或
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3],所以答案为:22.3;SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O[或
SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3];
(2)将氨和空气的混合气通过灼热的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮,该反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,所以答案:
4NH3+5O24NO+6H2O;
A.在4NH3+5O24NO+6H2O反应中,氨气做还原剂,2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑反应中,氨气做氧化剂,所以与氨氧化法中的氨作用不相同,故A错误;
B.在2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O反应中,氨气做还原剂,所以与氨氧化法中的氨作用相同,故B正确;
C.在4NH3+6NO=5N2+6H2O反应中,氨气做还原剂,所以与氨氧化法中的氨作用相同,故C 正确;
D.HNO3+NH3=NH4NO3反应是非氧化还原反应,故D错误;
所以答案:BC。
由质量守恒和得失电子守恒配平,NO中N为+2价,NO2中N为+4,显然是个归中反应,生成化合物中N为+3价,再根据原子守恒,电荷守恒,可知该反应的离子方程式:
NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,故答案为NO2-;
本题答案为:4NH3+5O24NO+6H2O;BC;2NO2-;
(3)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀HNO3500mL,反应过程中产生的气体只有NO。
固体完全溶解后,在所得溶液(金属阳离子只有Cu2+)中加入1L1mol·L-1的NaOH溶液使金属离子恰好完全沉淀,此时溶液呈中性,所得沉淀质量为39.2g。
①Cu与稀HNO3反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,其离子方程式为3Cu+8H++2NO3-
=3Cu2++2NO↑+4H2O,所以答案:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
②所得溶液中加入1mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3) = n (NaOH) = 1.0mol/L 1.0L=1mol。
沉淀为Cu(OH)2,
质量为39.2g,物质的量=
39.2g
98/g mol
=0.4mol, 根据铜元素守恒
有 n(Cu) + 2n (Cu2O)=n[Cu(OH)2],反应后的溶液中n [Cu(NO3)2]= n [Cu(OH)2]= 0.4mol。
设Cu、Cu2O的物质的量分别为x、y, 64x+144y = 27.2, x+2y= 0.4,解得 x=0.2,y = 0.1,所以Cu与Cu2O的物质的量之比为2:1;所以答案为2:1;
③Cu和Cu2O与稀硝酸反应生成硝酸铜,0.2molCu完全反应失去0.4mol电子0.1molCu2O 完全反应失去0.2mol电子,总共生成0.6mol电子,由电子守恒,生成NO的物质的量
=0.6mol
3
= 0.2mol,所得溶液中加入1L1mol·L-1的NaOH溶液,此时溶液呈中性,金属离
子恰好完全沉淀,反应后的溶质为硝酸钠,则溶液中的硝酸根离子的物质的量为
n(NO3-) = n(NaOH) = 1mol/L⨯1L=1mol,则硝酸的总物质的量为1mol+0.2mol= 1.2mol,硝
酸的浓度c=1.2mo
0.5L
=2.4mol/L。
所以答案为:2.4 mol·L-1。
(4)由图可知,0~ 20mLBa(OH)2溶液发生H2SO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓+H2O,
20mL ~ 60mLBa(OH)2溶液发生H++OH-=H2O,由图可知,加入20mLBa(OH)2溶液时,硫酸钡沉淀达最大值,设硫酸的物质的量为x,则
H2SO4 + Ba(OH)2= BaSO4↓+ H2O
1 1
x 0.02L ⨯ 0.25mol n L-1,解得x = 0.02L ⨯ 0.25mol n L-1= 0.005mol,硫酸的物质的量
浓度=0.005mol
0.02L
= 0.25 mol n L-1,由图可知pH=7时,消耗60mLBa(OH)2溶液,
由.H++OH-=H2O可知原溶液中含有的n(H+)=n(OH- )= 2 ⨯0.06L⨯ 0.25 mol n L-1= 0.03mol,故
n (HNO3) = 0.03mol - 0.005mol ⨯2= 0.02mol,故原溶液中HNO3的物质的量浓度
=0.02mol
0.02L
=1 mol n L-1,故答案为: 0.25; 1。
3.某港口化学品堆场发生火灾,消防队在未被告知着火可燃物类别的情况下,用水灭火时,发生了剧烈爆炸。
事后有关部门初步认定危化品部分清单:钾、钠、氯酸钾、烧碱、氯化铵。
试回答:
⑴请你分析用水灭火时,随后发生了剧烈爆炸的原因是_____________________________。
⑵请写出氯化铵中NH4+的检验方法____________________________(简要说明操作步骤)。
⑶钠燃烧产物中可作为消防员呼吸面具供氧剂的是_________________(写化学式)。
⑷硝酸钾受热分解产生KNO2和O2,写出该反应的化学方程式______________________。
【答案】钠、钾能与水发生剧烈的放热反应,并释放出氢气。
氯酸钾受热分解产生氧气,氢气和氧气混合受热发生爆炸将氯化铵溶于水,取少量溶液于试管中,滴入浓氢氧化钠溶液并加热,在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验,若发现试纸变蓝,则说明该溶液
中含有NH4+ Na2O2 2KNO3Δ
2KNO2+O2↑
【解析】
【分析】
钠、钾等物质遇水会发生剧烈反应并产生氢气,而氯酸钾分解会产生氧气,氢氧混合受热后会发生爆炸,后面再根据要求来作答即可。
【详解】
(1)根据分析,钠、钾与水发生剧烈反应并放出氢气,而氯酸钾受热产生氧气,氢气和氧
气混合后发生剧烈的爆炸;
(2)铵离子可以通过加水溶解后,加入浓碱并加热的方法来检验,因为高中阶段只有氨气这一种碱性气体;实验操作为:将氯化铵溶于水,取少量溶液于试管中,滴入浓氢氧化钠溶液并加热,在试管口上方用湿润的红色石蕊试纸检验,若发现试纸变蓝,则说明该溶液中含有NH 4+,
(3)过氧化钠可以作呼吸面具中的供氧剂,化学式为Na 2O 2;
(4)硝酸钾受热分解产生2KNO 和2O 的过程是一个自身氧化还原反应,氮从+5价降低到+3价,得2个电子,氧从-2价升高到0价,失2个电子,据此来写出氧化还原方程式即可:3222KNO 2KNO +2O @。
4.非金属单质A 经下图所示的过程可转化为含氧酸D ,已知D 为强酸,请回答下列问题:
(1)若A 在常温下是固体,B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体: ①D 的化学式:_________;
②在工业生产中,B 气体大量排放,被雨水吸收后形成____________污染环境。
(2)若A 在常温下为气体,C 是红棕色气体。
①C 的化学式为:_________;
②D 的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C 气体,该反应的化学方程式为:___________,该反应___(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
【答案】H 2SO 4 酸雨 NO 2 Cu+4HNO 3(浓)=Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O 属于
【解析】
【分析】
根据框图,非金属单质A 能发生连续氧化,含氧酸D 为强酸,对应的是硫和氮等元素的转化。
(1)A 在常温下为固体,B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则A 为S 单质,B 为SO 2,C 为SO 3,D 为H 2SO 4;
(2)A 在常温下为气体,C 是红棕色的气体,则A 应为N 2,B 为NO ,C 为NO 2,D 为HNO 3,根据氧化还原反应的特点判断,据此分析解答。
【详解】
(1)A 在常温下为固体,B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体,则A 为S 单质,B 为SO 2,C 为SO 3,D 为H 2SO 4。
①由以上分析可知D 是硫酸,化学式为H 2SO 4,故答案为:H 2SO 4;
②在工业生产中大量排放的SO 2气体被雨水吸收后形成了酸雨而污染了环境,故答案为:酸雨;
(2)若A 在常温下为气体,C 是红棕色的气体,则A 应为N 2,B 为NO ,C 为NO 2,D 为HNO 3。
①由以上分析可知C为NO2,故答案为:NO2;
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,反应的化学方程式为
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,该反应中Cu的化合价升高,N的化合价降低,属于氧化还原反应,故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;属于。
【点睛】
解答本题的关键是物质的颜色和框图中的“连续氧化”特征,也是解答本题的突破口。
本题的易错点为A的判断,要注意A属于非金属单质。
5.X、Y、Z 是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(X、Y、Z、E、F 为英文字母,部分反应条件及产物略去)
I.若Y是一种易溶于水,且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体。
(1)Y气体的大量排放会形成酸雨,在工业上可以用足量氨水吸收,化学方程式为
_____。
(2)Z的水溶液可以制得某种强酸 E。
实验室用 98%的浓E(ρ = 1.84g·cm−3)溶液配制
l.5mol·L−1稀 E 溶液240 mL。
① 制该稀 E 溶液需要使用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒和_____ ;
II.若Z是淡黄色固体粉末。
在呼吸面具或潜水艇中由Z和 CO2制备氧气的化学反应方程式为_____。
III.若Z是红棕色气体。
(1)试写出 Z 与水反应制备另一种强酸 F 的化学方程式_____。
(2)2.0g铜镁合金完全溶解于100mL 密度为 1.40g·mL−1质量分数为 63%的浓F溶液中,得到Z 和N2O4(Z和N2O4均为浓F 溶液的还原产物)的混合气体1792mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol·L−1NaOH 溶液,当金属离子全部沉淀,得到3.7g沉淀。
则合金中铜与镁的物质的量之比为_____,加入 NaOH 溶液的体积为_____ mL 。
【答案】2NH3⋅H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O 250mL容量瓶 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
3NO2+H2O=2HNO3+NO 2:3 1300
【解析】
【分析】
I.若Y是一种易溶于水,且能使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体,则Y为SO2;
II.若Z是淡黄色固体粉末,则Z为Na2O2;
III.若Z是红棕色气体,则Z为NO2,X为N2或NH3,Y为NO。
【详解】
I.(1)根据分析,Y为SO2,SO2的大量排放会形成酸雨,在工业上可以用足量氨水吸收,生成亚硫酸铵和水,其反应的化学方程式为:2NH3⋅H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O,故答案为:2NH3⋅H2O+SO2=(NH4)2SO3+H2O。
(2)①二氧化硫氧化生成三氧化硫,三氧化硫溶于水得硫酸,E 是硫酸。
实验室用98%浓硫酸(ρ=1.84mg ⋅cm −3)溶液配制1.5mol ⋅L −1稀硫酸溶液240mL ,依据配制溶液的步骤可知,需用的玻璃仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、250mL 容量瓶,故答案为:250mL 容量瓶。
II. 根据分析,Z 为Na 2O 2,在呼吸面具或潜水艇中Na 2O 2和CO 2制备O 2的化学反应方程式为:2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2,故答案为:2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2。
III.(1) Z 为NO 2,X 为N 2或NH 3,Y 为NO ,NO 2与H 2O 反应生成HNO 3和NO ,其化学反应方程式为:3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO ,故答案为:3NO 2+H 2O=2HNO 3+NO 。
(2)F 为HNO 3,金属离子全部沉淀时,得到3.7g 沉淀为氢氧化铜和氢氧化镁,所以沉淀中氢氧根离子的质量为3.7g−2g=1.7g ,氢氧根离子的物质的量为:
m 1.7g n 0.1mol 17g
M mol
===,根据电荷守恒可知,金属提供的电子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量,设铜、镁合金中Cu 、Mg 的物质的量分别为xmol 、ymol ,则:
220.164242x y x y +=⎧⎨+=⎩,计算得出:0.020.03x mol y mol
=⎧⎨=⎩,所以合金中铜与镁的物质的量之比是0.02:0.03=2:3;标准状况下,NO 2和N 2O 4混合气体的物质的量为:
m V 1.792L n 0.08mol V 22.4L /mol
===,设二氧化氮的物质的量为amol ,则四氧化二氮的物质的量为(0.08−a )mol ,根据电子转移守恒可知,a×1+(0.08−a)×2×1=0.1,计算得出:a=0.06mol ,则N 2O 4的物质的量为0.02mol ,根据钠离子守恒可知,氢氧化钠的物质的量等于反应后溶液中硝酸钠的物质的量,根据氮元素守恒可知,硝酸钠的物质的量为:100mL 1.4g/mL 63g ×6%l
3/mo ⨯ −0.06mol−0.02mol×2=1.3mol ,所以需要氢氧化钠溶液的体积为:1.3mol V 1.3L 1300mL 1.0mol L
===,故答案为:2:3;1300。
6.由三种短周期非金属元素形成的常见单质A 、B 、C ,在一定条件下有如下反应:A+B→甲(气) ,B+C→乙(气),请根据不同情况回答下列问题:
(1)若标准状况下A 、B 、C 、甲、乙均为气体,且甲和乙化合生成固体丙时有白烟产生。
①丙的化学式是 _________ ,丙中含有的化学键类型为 ______________
②工厂常用气体甲检验装有气体C 的管道是否泄漏,请写出该反应的化学方程式 ______________
(2)若常温下B 为固体,A 、C 为气体且气体乙有刺激性气味,甲在空气中充分燃烧可生成乙。
①乙的化学式是 ___________
②向氢氧化钠溶液中通人过量的乙,所发生反应的离子方程式是
________________________
③将乙与(1)中某单质的水溶液充分反应可生成两种强酸,该反应的化学方程式是
___________________
【答案】NH4Cl 离子键、极性共价键 8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl SO2 SO2+OH-=HSO3-
SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
【解析】
【分析】
(1)若在标准状况下A、B、C、甲、乙均为气体,且甲和乙化合生成固体丙时有白烟产生,应是氯化氢与氨气反应生成氯化铵,则丙为NH4Cl,甲、乙分别为HCl、NH3中的一种,结合转化关系可知B为H2,A、C分别是Cl2、N2的一种。
(2)若常温下B为固体,A、C为气体,且气体乙有刺激性气味,甲在空气中充分燃烧可生成乙,结合转化关系可推知,B为S、A为H2、C为O2、甲为H2S、乙为SO2。
【详解】
(1)①丙为氯化铵,其化学式为NH4Cl,NH4Cl中铵根离子与氯离子之间是离子键,铵根离子中氮原子与氢原子之间是极性共价键,所以化学键类型为离子键、极性共价键,故答案为:NH4Cl;离子键、极性共价键。
②甲是HCl、NH3中的一种,C分别是Cl2、N2的一种,工厂常用NH3检验装有Cl2的管道是否泄漏,则甲是NH3,C是Cl2,其反应的化学方程式:8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl,故答案为:8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl。
(2)①乙是二氧化硫,其化学式是SO2,故答案为:SO2。
②乙为SO2,氢氧化钠溶液中通人过量的SO2,其化学反应方程式为:
SO2+NaOH=NaHSO3,离子反应方程式为:SO2+OH-=HSO3-,故答案为:SO2+OH-=HSO3-。
③乙为SO2,与Cl2的水溶液充分反应可生成两种强酸,即盐酸和硫酸,其化学反应化学方程式是SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4,故答案为:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4。
7.下列A~H八种物质存在如下图所示的转化关系(反应条件、部分产物未标出)。
已知A 是正盐,B能使品红溶液褪色,G是红棕色气体。
试回答下列问题:
(1)写出下列各物质的化学式:A________________;B________________。
(2)按要求写出下列反应的有关方程式
E→F反应的化学方程式_____________________________________________________;
G→H反应的离子方程式_____________________________________________________。
(3)写出H的浓溶液与木炭反应的化学方程式
_______________________________________。
(4)检验D中阴离子的方法是___________________________________________________。
【答案】(NH4)2SO3 SO2 4NH3+5O2高温
催化剂4NO+6H2O 3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO
C+4HNO(浓)加热4NO2↑+CO2↑+2H2O 取少量该溶液于试管中,加足量稀盐酸酸化,未见沉淀生成.再加入少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则证明该溶液中含有SO42-
【解析】
【分析】
G是红棕色气体,则是NO2,F和氧气反应生成二氧化氮,所以F是NO;A是正盐,和氢氧化钠反应生成E,E和氧气反应生成NO,则E是NH3,A是铵盐;二氧化氮和某种物质反应后能生成NO和H,则是和水反应生成硝酸和NO,所以H是硝酸;B能使品红溶液褪色,且B能和氧气反应生成C,所以B是SO2,C是SO3,A是正盐且是铵盐,反应后能生成二氧化硫,所以A是(NH4)2SO3,三氧化硫和水反应生成硫酸,则D是硫酸,据此分析解答。
【详解】
(1)通过以上分析知,A是(NH4)2SO3;B是SO2;
(2)高温、催化剂条件下,氨气和氧气反应生成一氧化氮和水,反应方程式为:
4NH3+5O2高温
催化剂4NO+6H2O,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,离子方程式为:
3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO;
(3)加热条件下,碳和浓硝酸反应生成二氧化氮、二氧化碳和水,反应方程式为:
C+4HNO3(浓)加热4NO2↑+CO2↑+2H2O;
(4)D中含有硫酸根离子,硫酸根离子的检验方法是:取少量该溶液于试管中,加足量稀盐酸酸化,未见沉淀生成,再加入少量BaCl2溶液,如果出现白色沉淀,则证明该溶液中含有SO42-。
8.已知A是一种金属单质,B溶液能使酚酞试液变红,且焰色反应呈黄色;D、F相遇会产生白烟。
A、B、C、D、E、F间有如下变化关系:
(1)写出A、B、C、E的化学式:
A__________,B__________,C__________,E__________。
(2)写出E→F反应的化学方程式_________;写出B→D反应的化学方程式_________。
(3)F在空气中遇水蒸气产生白雾现象,这白雾实际上是________。
【答案】Na NaOH NH4Cl H2 H2+Cl2点燃
2HCl NH4Cl + NaOH
加热
NaCl +H2O +NH3↑
盐酸小液滴【解析】【分析】
A是一种金属,该金属能和水反应生成溶液B和气体E,B溶液能使酚酞试液变红,说明B 是碱,焰色反应呈黄色,说明含有钠元素,所以B是NaOH,根据元素守恒知A是Na,E 是H2;氢气在氯气中燃烧生成HCl,则F是HCl,氢氧化钠溶液和C反应生成D,D、F相遇会产生白烟,氯化氢和氨气反应生成白烟氯化铵,则D是NH3,C是NH4Cl,据此分析解答。
【详解】
(1)根据上面的分析可知,A是Na,B是NaOH,C是NH4Cl,E是H2;
(2) E→F为在点燃的条件下,氢气和氯气反应生成氯化氢,反应方程式为:
H2+Cl2点燃
2HCl;B→D为在加热条件下,氯化铵和氢氧化钠反应生成氯化钠、氨气和
水,反应方程式为:NH4Cl + NaOH 加热
NaCl +H2O +NH3↑;
(3) F是HCl,HCl极易溶于水生成盐酸,所以氯化氢在空气中遇水蒸气生成盐酸小液滴而产生白雾。
9.A、B、C、D、E各物质的关系如下图所示:
已知:X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(1)无色液体A是_____,A与B反应的化学方程式是____________。
(2)由X转化为N2的化学方程式为______________。
(3)白色固体C的化学式为_____。
由D转化为E的离子方程式为___。
【答案】浓氨水NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O Ca(OH)2 CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
【解析】
【分析】
X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,X为气体,则X为NH3,由C能与CO2生成白色沉淀D,CO2过量时又转化为无色溶液E,说明C可能是Ca(OH)2,D是CaCO3,E是Ca(HCO3)2。
常温下,产生氨气,以及根据X和C,推出A为氨水,B为生石灰,利用生石灰遇水放出热量,促使氨水分解,据此进行分析推断。
【详解】
(1)根据上述分析可知,A为氨水,氨水和氧化钙反应可以生成氨气,发生的反应是
NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑;
(2)利用氨气的还原性,发生的反应方程式为:2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O;
(3)根据上述分析可知,白色沉淀是Ca(OH)2,D转化成E的离子反应方程式为
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-;
【点睛】
本题的突破口是X,X为气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明是X是氨气,因为氨气是中学阶段,学过的唯一一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,然后根据常温下,制备氨气,利用反应物的状态,推测A为氨水,B为生石灰,进一步进行推测。
10.a、b、c、d、e是含有一种相同元素的五种物质,可发生如下转化:
其中:a是单质;b是气体;c、d是氧化物;e是最高价氧化物对应的水化物。
(1)如果a是一种淡黄色粉末固体,试推断这五种物质(用化学式表示):
a______;b______;c______;d______;e______。
(2)如果a是一种常见气体,试推断这五种物质(用化学式表示):
a______;b______;c______;d______;e______。
【答案】S H2S SO2 SO3 H2SO4 N2 NH3 NO NO2 HNO3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)如果a是一种淡黄色粉末固体,则a是硫,所以b是硫化氢,c是SO2,d是三氧化硫,e是硫酸,化学式分别为S、H2S、SO2、SO3、H2SO4。
(2)如果a是一种常见气体,则符合转化关系的是氮气,则b是氨气,C是NO,d是NO2,e是硝酸,化学式分别为N2、NH3、NO、NO2、HNO3。
11.A、B、C、D是四种常见气体单质。
E的相对分子质量比F小16,且F为红棕色。
有关的转化关系如图所示(反应条件与部分反应的生成物略去)。
请回答下列问题:
(1)D的化学式为__,Y的化学式为__,E的化学式为__。
(2)Y与氧化铜反应,每生成1molB消耗3mol氧化铜,该反应的化学方程式为__。
(3)Y与E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应的化学方程式为__。
(4)气体F和气体SO2在通常条件下同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中(如图所示),洗气瓶中是否有沉淀生成?__,理由是__。
【答案】H2 NH3 NO 2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O 6NO+4NH35N2+6H2O 有二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应可生成硫酸钡沉淀
【解析】
【分析】
A、B、C、D是四种常见气体单质.E的相对分子量比F的小16,且F为红棕色,可推知F 为NO2,E为NO,C为O2,B为N2,结合转化关系,气体单质D、A反应得到X,气体单质D与B反应得到Y,X与Y反应冒白烟,应是氨气与HCl反应,可推知D为氢气、A为
氯气、X为HCl、Y为氨气,D与C反应生成Z为水,F与Z反应生成G为HNO3,据此解答。
【详解】
A、B、C、D是四种常见气体单质.E的相对分子量比F的小16,且F为红棕色,可推知F 为NO2,E为NO,C为O2,B为N2,结合转化关系,气体单质D、A反应得到X,气体单质D与B反应得到Y,X与Y反应冒白烟,应是氨气与HCl反应,可推知D为氢气、A为
氯气、X为HCl、Y为氨气,D与C反应生成Z为水,F与Z反应生成G为HNO3;
(1)由上述分析可知,D的化学式为H2,Y的化学式为NH3,E的化学式为NO;
(2)NH3与氧化铜反应,每生成1mol N2消耗3mol氧化铜,还原产物中Cu应是化合价为a,则:3(2-a)=2×3,解得a=0,故生成Cu,该反应的化学方程式为:2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2O;
(3)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环
境的污染,该反应的化学方程式为4NH3+6NO 5N2+6H2O;
(4)二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸可将二氧化硫或亚硫酸氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应可生成硫酸钡沉淀,故气体NO2和气体SO2在通常条件下同时通入盛有BaCl2溶液的洗气瓶中,洗瓶中有沉淀生成。
12.A、B、C、D均为中学所学的常见物质且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如图所示(反应条件及其他物质已经略去):
(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,写出C的一种用途____;
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,D为强酸,则B为___,D的浓溶液能使胆矾晶体由蓝变白,体现了D的___性。
(3)若A是化合物,C是红棕色气体,则
①A的电子式为___,实验室制备A气体的化学方程式为___。
②实验室检验A气体的方法为___。
③C转化为D的过程中,氧化剂与还原剂的质量比为___。
④将盛满B气体的试管倒扣在水槽中,并通入一定量O2,最终气体全部被吸收,所得溶液充满整个试管。
若不考虑溶液扩散,计算所得溶液物质的量浓度为___mol·L-1。
(标况下
计算,保留两位有效数字)
【答案】供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等) SO2吸水
2NH4Cl+Ca(OH )2加热
CaCl2+2NH3↑+2H2O 用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝
(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生) 1:2 0.045
【解析】
【分析】
(1)C是淡黄色固体,为金属氧化物,则其为Na2O2,由此可确定它的用途;
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,则其为硫,由转化关系可确定其它物质及性质。
(3)C是红棕色气体,则C为NO2气体,由转化关系可确定其它物质及性质。
【详解】
(1)由C是淡黄色固体,可确定其为Na2O2,其用途为供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等)。
答案为:供氧剂(或杀菌剂、消毒剂、漂白剂等);
(2)若常温下A为淡黄色固体单质,则其为硫(S),D为强酸(H2SO4),则B为SO2,C为SO3,D的浓溶液能使胆矾晶体由蓝变白,体现了浓硫酸的吸水性。
答案为:SO2;吸水;
(3)若A是化合物,C是红棕色气体,则C为NO2。
①A氧化后,产物再氧化可生成NO2,则A为NH3,电子式为,实验室制备氨气
时,药品为NH4Cl和Ca(OH)2,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2加热
CaCl2+2NH3↑+2H2O。
答案为:;2NH4Cl+Ca(OH)2加热
CaCl2+2NH3↑+2H2O;
②实验室检验氨气时,采用的方法为用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生)。
答案为:用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,试纸变蓝(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口,有白烟产生);
③C转化为D的过程中,发生反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO,从价态变化看,若3molNO2参加反应,有1molNO2中的N元素价态降低,有2molNO2中的N元素价态升高,则氧化剂与还原剂的质量比为1:2。
答案为:1:2;
④假设试管的体积为VL,则c=
L
22.4L/mol
L
V
V
=0.045mol·L-1。
答案为:0.045。
【点睛】
在平时的学习过程中,应注意区分浓硫酸的吸水性与脱水性,浓硫酸的吸水性是指气体的干燥、吸收结晶水合物中的结晶水,浓硫酸的脱水性是指将有机物分子中的氢、氧元素以水的组成形式脱去。
13.固体硝酸盐受热易分解且产物较复杂。
已知KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐的热分解反应的化学方程式如下:
Ⅰ:2KNO3 加热
2KNO2+O2↑
Ⅱ:2Cu(NO3)2 加热
2CuO+4NO2↑+O2↑
Ⅲ:2AgNO3加热
2Ag+2NO2↑+O2↑
某固体可能由KNO3、Cu(NO3)2、AgNO3三种硝酸盐中的一种或几种组成。
取适量该固体充分加热,得到一定量气体,该气体经水充分吸收后,剩余气体的体积在同温、同压下为
吸收前的1
6
(忽略氧气在水中的溶解)
(1)若该固体只由一种盐组成,则该盐为___________________,
(2)若该固体是混合物,则该混合物的可能组成为__________。
【答案】AgNO3 KNO3、Cu(NO3)2 ;KNO3;Cu(NO3)2;AgNO3
【解析】
【分析】
(1)①二氧化氮和氧气按照4:1和水混合会完全转化为硝酸,氧气不能被水吸收,二氧化氮可以和氧气之间发生反应生成硝酸和一氧化氮,据此回答判断;
②根据极限假设法,假设是一种物质,得出气体的体积在同温同压下为吸收前的百分数,
然后根据剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1
6
来判断情况;
【详解】
(1)①硝酸钾分解产生的是氧气,不能被水吸收,硝酸铜分解产生的二氧化氮和氧气按照4:1和水混合会完全转化为硝酸,只有硝酸银分解得到的二氧化氮、氧气的比例和水混合会符合条件,
故答案为:AgNO3;
②若该固体是混合物,则该混合物的可能组成为符合条件:一种物质分解产生的气体经水
充分吸收后,剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的1
6
要大,另一种物质的则小于
1
6
,根据①分析,符合条件的物质组合为:KNO3和Cu(NO3)2或KNO3、Cu(NO3)2和AgNO3;
故答案为:KNO3和Cu(NO3)2或KNO3、Cu(NO3)2和AgNO3;
14.加足量NaOH溶液加热后,收集到0.896L气体,物质的量为0.04mol,说明含有
NH4+,而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+,根据反应NH4++OH-═NH3↑+H2O,产生NH3为0.04mol,可得NH4+也为0.04mol;
15.如图所示为A、B、C、D、E五种含氮物质相互转化的关系图,其中A、B、C、D常温下都是气体,B为红棕色,写出A、B、C、D、E的化学式和各步反应的化学方程式。