第3章 第2节 创新演练大冲关

(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．(2010·山东威海模拟)自然环境是由生物圈、岩石圈、大气圈、水圈组成的．下图是自然环境中部分无机物循环示意图，则下列说法不．正确的是()A．雷雨天氮气和氧气的反应属于自然固氮的一种方式B．由于人类活动，破坏了自然界中碳氮等单质及其化合物间的原有平衡C．自然界中不存在硫及其化合物的循环，所以在示意图中没有体现D．我们身体中的某个水分子可能来源于侏罗纪美洲的一只恐龙身上解析：雷雨天，氮气和氧气在放电的条件下反应生成NO，由单质生成化合态，属于自然固氮的一种方式，A正确；人类大量使用化石燃料如汽车、燃煤等排放大量的氮氧化物和碳氧化物，从而引起温室效应、光化学烟雾等危害，B正确；虽然图中没有给出硫及其化合物的循环，但存在着硫的循环，如火山爆发、酸雨形式、硫酸盐被农作物吸收等，C 错误；根据元素守恒及循环性，可以判断答案D正确．答案：C2．(2011·合肥模拟)无色混合气体甲，可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100 mL甲气体经过如图所示实验的处理，结果得到酸性溶液，且几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()A．NH3、NO2、N2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2解析：由题中的“无色”排除了NO2的存在；通过浓硫酸，气体体积由100 mL减少为80 mL，说明含有和硫酸反应的NH3，通过过氧化钠，气体变为红棕色，说明含有NO 和CO2，最后的溶液为硝酸溶液，且无气体剩余说明无N2.答案：B3．有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含有硫酸的浓度为2 mol·L－1，含硝酸的浓度为1 mol·L－1，现向其中加入0.96 g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体)，最多可收集到标况下的气体的体积为()A．89.6 mL B．122 mLC．168 mL D．224 mL解析：铜粉溶解于酸的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O0．015 mol 0.1 mol0.02 mol经比较Cu不足．由Cu的量来求生成NO为0.01 mol，即标况下的气体体积为224 mL.答案：D4．如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO气体，分别倒置于水槽中，然后通过导管缓慢通入氧气，边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体．假设试管内的溶质不向水槽中扩散，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为()A．1∶1 B．5∶7C．7∶5 D．4∶3解析：NO2、NO装满试管，则体积相同，依据阿伏加德罗定律，n(NO2)＝n(NO)，根据原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1.答案：A5．(2011·山东聊城五校质检)已知NH3和HCl都是能用来做喷泉实验的气体，若在同温同压下用等体积烧瓶各收集满NH3和HCl气体，实验完毕后两个烧瓶中溶液的关系是()A．溶质的物质的量浓度相同，溶质的质量分数不同B．溶质的质量分数相同，溶质的物质的量不同C．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都不同D．溶质的物质的量浓度和溶质的质量分数都相同解析：假设在标准状况下，烧瓶的容积为22.4 L，所以NH3和HCl的体积也均为22.4 L，物质的量均为1 mol，实验完毕后两个烧瓶中均充满溶液，溶液体积为22.4 L，溶质的物质的量均为 1 mol，所以实验完毕后两个烧瓶中溶质的物质的量浓度均为1 mol22.4 L＝0.045mol/L；溶液的体积相同，密度不同，溶液的质量不同；溶质的物质的量相同，摩尔质量不同，溶质质量不同，溶质的质量分数不同．答案：A6．(2011·六安模拟)将8 mL NO2和O2的混合气体通入倒立于水槽中装满水的量筒，充分反应后，剩余气体为1 mL ，则原混合气体中NO 2和O 2的体积比可能为( )A ．7∶3B ．3∶7C ．7∶1D ．1∶7解析：1 mL 剩余气体可能为NO 或O 2.(1)若为NO ，则由3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，说明NO 2和O 2与水反应后剩余NO 2 3 mL ，设原混合气体中O 2的体积为x ，则据反应4NO 2＋O 2＋2H 2O===4HNO 3 得x ＝15(8 mL －3 mL)＝1 mLV (NO 2)∶V (O 2)＝(8－1) mL ∶1 mL ＝7∶1.(2)若为O 2，设原混合气体中NO 2的体积为y ，则有： y ＝45(8 mL －1 mL)＝5.6 moL V (NO 2)∶V (O 2)＝5.6 mL ∶(8－5.6) mL ＝7∶3. 答案：AC7．某溶液能使紫色石蕊试液变红色，经实验测得该溶液中存在NO －3和Ca 2＋，则该溶液中还可能大量存在的离子组是( )A ．K ＋、HCO －3、SO 2－4、Na ＋B ．NH ＋4、K ＋、[Al(OH)4]－、Cl －C ．Fe 2＋、Cl －、Zn 2＋、K ＋D ．NH ＋4、Cl －、K ＋、Mg 2＋解析：该溶液使紫色石蕊试液变红，说明溶液呈酸性，A 、B 中的HCO －3、[Al(OH)4]－均不能大量存在；溶液中还有NO －3，C 中的Fe 2＋会被NO －3(H ＋)氧化．答案：D8．(2010·成都模拟)氢化铵(NH 4H)与氯化铵的结构相似，又知NH 4H 与水反应有H 2生成，下列叙述不．正确的是( ) ①NH 4H 是离子化合物，固态时属离子晶体 ②NH 4H 溶于水，所形成的溶液显酸性 ③NH 4H 固体投入少量的水中，有两种气体产生 ④NH 4H 与水反应时，NH 4H 是氧化剂 A ．①B ．②④C ．①③D ．③④解析：①NH 4H 是离子化合物，正确．②NH 4H 与H 2O 作用生成NH 3·H 2O 和H 2呈碱性，不正确，当大量NH 3·H 2O 生成时，有NH 3逸出，③正确，NH 4H 是还原剂，故④不正确．9．(2011·淄博模拟)用如图所示装置进行实验，将少量液体甲逐滴加入到固体乙中，试管中试剂为丙，则下表中对应选项正确的是()解析：A项浓盐酸与二氧化锰的反应需要加热才能发生，不符合要求；B项可产生CO2气体，通入Na2SiO3中可以生成H2SiO3沉淀，现象描述不正确；C项产生的NH3通入AgNO3中应先生成沉淀然后沉淀消失，即配制银氨溶液的现象，说法错误；D项浓硝酸与Cu产生的NO2通入水中会生成无色的NO气体，但其在试管口又会被O2氧化而生成红棕色的NO2气体，正确．答案：D10．某同学探究“NO2能否支持燃烧”的问题，设计了如下几组实验，实验记录及结论如下表：其中正确的是()A ．①②③B ．②③C ．①③D ．③解析：①中使火星熄灭的原因可能是反应产生的水蒸气或溶液中蒸发出的水蒸气；也可能是O 2含量小于在空气中的含量．②中氧气体积分数13大于空气中氧气体积分数15，木条复燃可能是因为氧气含量高引起，不能说明NO 2支持燃烧；③中氧气含量与空气中氧气含量相等，木条在空气中不复燃而在③中复燃，说明NO 2支持燃烧．答案：D二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(12分)(2009·四川高考)已知A ～O 分别代表一种物质，它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略去)．A 、B 、H 分别是由短周期元素组成的单质．B 与冷水缓慢反应，与沸水迅速反应，放出氢气．D 是一种离子化合物，其阴阳离子的个数比为2∶3，且能与水反应得到两种碱．C 为淡黄色固体化合物，O 能与G 的水溶液反应生成蓝色沉淀．请回答下列问题：(1)组成B 单质的元素位于周期表第________周期，第________族．化合物C 的电子式为____________．(2)J 的沸点比硒化氢(H 2Se)的沸点高，其原因是___________________________ ________________________________________________________________________. (3)写出I 与H 在点燃条件下反应生成A 和J 的化学方程式：________________________________________________________________________.(4)写出D 与足量的N 反应生成E 和F 的化学方程式：________________________________________________________________________. (5)上图中，在同一反应里一种物质既作氧化剂，又作还原剂，这样的反应共有________个．解析：根据题意可判断出B 为Mg ，D 为Mg 3N 2，则A 只能为N 2；又因C 为淡黄色固体化合物，则为Na 2O 2(或K 2O 2)，和水反应生成NaOH 和O 2；又因O 和G 生成蓝色沉淀，则G 为NaOH ，H 为O 2，从而可得I(NH 3)――→O 2A(N 2)――→O 2L(NO)――→O 2M(NO 2)――→H 2ON(HNO 3)――→CuO[Cu(NO 3)2]，其他物质略．(5)符合条件的有Na 2O 2(或K 2O 2)与水的反应、NO 2和水的反应．答案：(1)三 ⅡA Na ＋[]2－Na ＋(或K ＋[]2－K ＋)(2)水分子之间存在氢键且比硒化氢的分子间作用力强 (3)4NH 3＋3O 2=====点燃2N 2＋6H 2O(4)Mg 3N 2＋8HNO 3===3Mg(NO 3)2＋2NH 4NO 3 (5)212．(13分)(2011·德州调研)喷泉实验是中学化学的一个重要性质实验，其产生原因是存在压强差．试根据下图，回答问题：(1)在图A 的烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体．下列组合中不可能形成喷泉的是( )A ．HCl 和H 2OB ．NH 3和H 2OC ．NH 3和汽油D ．CO 2和NaOH 溶液(2)在图B 的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是( ) A ．Cu 与稀盐酸B ．NaHCO 3与NaOH 溶液C ．CaCO 3与稀硫酸D ．NH 4HCO 3与稀盐酸(3)在图B 的锥形瓶外放一水槽，锥形瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉．水槽中加入的物质不可能是( )A ．浓硫酸B ．生石灰C ．硝酸铵D ．烧碱(4)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述________________(填图A 或图B)装置的原理相似．(5)如果只提供如图C 的装置，引发喷泉的方法是_________________________________ ________________________________________________________________________. (6)图D 是用的排水取气法收集的一瓶乙烯，请你根据喷泉原理和乙烯化学性质，在图D 的基础上设计一个方案，使它产生喷泉，力求使水充满整个烧瓶．简述其操作：________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 解析：(1)因为氨气难溶解于汽油中，不能形成喷泉，故答案选C.(2)既是对常见气体的制备方法的一个概括，又是对形成喷泉原理的一个深化．(3)浓硫酸、生石灰、烧碱溶于水时，放出大量的热，温度升高，酒精挥发加快，锥形瓶内压强增大，从而形成喷泉，而硝酸铵溶于水时，吸收大量的热．故答案为C.(4)对比图A和图B，图A装置是因为上部烧瓶内气体压强突然减小而产生压强差形成喷泉；图B装置恰恰相反，是因为下部锥形瓶气体压强增大而产生压强差形成喷泉．并将视角转向生活与自然进行联想和比较．故答案为B.答案：(1)C(2)D(3)C(4)图B(5)打开夹子，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉(6)先在一个气球内充入与烧瓶等体积的氯气或溴化氢，打开止水夹K，从图中玻璃导管处将气球内气体缓缓送入烧瓶内，或从图中玻璃导管处注入适量溴水13．(14分)(2009·北京理综)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)．实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO.由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸．可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应．2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中．装置③、④、⑥中盛放的药品依次是________________________________________________________________________．(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(3)装置①中发生反应的化学方程式是___________________________________________________________________________________________________________.(4)装置②的作用是_________________________________________________，发生反应的化学方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________.(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是_____________________________________________________________________________________________________________.(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色．甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体．同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确．这些方案中可行的是(选填序号字母)____________．a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化解析：(1)根据装置特点和实验目的，装置⑤收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2，因为要验证稀硝酸不能氧化NO，所以装置③中应该盛放稀硝酸．(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓硝酸之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气，同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出．(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O.(4)装置②中盛放蒸馏水，使NO2与H2O反应生成NO：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO.(5)NO通过稀HNO3溶液后，若无红棕色NO2产生，说明稀HNO3不能氧化NO，所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之．装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体．(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过高或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色，可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化，也可在Cu(NO3)2浓溶液中通入NO2进行比较观察反应后的颜色变化(d方案)，确定是否是因溶有NO2引起的．方案b中由于Cu(NO3)2和溶解在其中的NO2浓度均可发生变化，无法确定是哪一种因素引起的．答案：(1)3 mol·L－1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)将NO2转化为NO3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体由无色变为红棕色(6)acd14．(11分)38.4 mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集气体22.4 mL(标准状况)．(1)反应消耗HNO3的物质的量是________．(2)气体的成分是________，若是混和气求出其体积比为________(不考虑N2O4)．解析：(1)Cu与浓硝酸反应时，随着硝酸浓度的下降，会产生NO2、NO两种气体，另一生成物为Cu(NO3)2.即硝酸反应后转化为NO x和Cu(NO3)2，则参加反应的HNO3的物质的量为：n(HNO3)＝n(NO x)＋2n[Cu(NO3)2]＝22.4×10－3L 22.4 L·mol －1＋38.4×10－3 g 64 g·mol －1×2 ＝2.2×10－3 mol.(2)n (Cu)＝38.4×10－3 g 64 g·mol－1＝6×10－4 mol n (e －)＝2n (Cu)＝1.2×10－3 mol若全生成NO 2应为1.2×10－3mol全生成NO 应为0.4×10－3 mol因0.4×10－3<1.0×10－3 mol<1.2×10－3 mol故气体是NO 2和NO 的混和气． 设NO 2、NO 的物质的量分别为x 、y ，则⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y ＝1.0×10－3mol x ＋3y ＝1.2×10－3 mol (电子守恒)解得：x ＝0.9×10－3 mol y ＝0.1×10－3 mol即V (NO 2)∶V (NO)＝9∶1. 答案：(1)2.2×10－3 mol(2)NO 2、NO V (NO 2)∶V (NO)＝9∶1。