备战高考化学《氮及其化合物的推断题综合》专项训练及详细答案

备战高考化学《氮及其化合物的推断题综合》专项训练及详细答案

一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．工业上制取硝酸铵的流程图如下，请回答下列问题：

（1）在上述工业制硝酸的生产中，B设备的名称是_____________，其中发生反应的化学方程式为________________________________________________。

（2）此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是______________。1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨，2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：

分别表示N2、H2、NH3。图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面，图②和图③的含义分别是________________、____________________。

（3）在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是_____________________；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______________________________。

（4）生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物，可用如下两种方法处理：

碱液吸收法：NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O

NH3还原法：8NH3+6NO27N2+12H2O（NO也有类似的反应）

以上两种方法中，符合绿色化学的是________________________________。

（5）某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知：由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%，则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量（不考虑其它损耗）的

________%。

【答案】氧化炉 4NH3+5O2催化剂

加热

4NO+6H2O 铁砂网（或铁） N2、H2被吸附在催化剂

表面在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂利用余热，节约能源可使NO循环利用，全部转化成HNO3 NH3还原法 53

【解析】

【详解】

（1）在工业制硝酸的生产中，氨的催化氧化在氧化炉中进行，故B设备的名称是氧化

炉，发生反应的化学方程式为4NH3+5O2催化剂

加热

4NO+6H2O。

（2）分析工艺流程知此生产过程中，N2与H2合成NH3所用的催化剂是铁砂网（或铁）；分析图示知图②和图③的含义分别是N2、H2被吸附在催化剂表面、N2、H2中化学键断裂。（3）合成氨的反应为放热反应，在合成氨的设备（合成塔）中，设置热交换器的目的是利用余热，节约能源；在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是可使NO循环利用，全部转化成HNO3。

（4）碱液吸收法中，只有当NO和NO2的物质的量之比小于等于1:1时尾气才能吸收完全，且生成物亚硝酸钠有毒，而NH3还原法生成物为氮气和水，对环境无影响，故两种方法中，符合绿色化学的是NH3还原法。

（5）设生产硝酸的NH3的物质的量为1mol，根据关系式：NH3～HNO3和题给信息计算生成HNO3的物质的量为：1mol×96%×92%=0.88mol；根据反应：NH3+HNO3＝NH4NO3知与硝酸反应的NH3的物质的量为0.88mol，故制HNO3用去NH3的质量占总消耗NH3的质

量分数为：

1mol

1mol0.88mol

×100%=53%。

2．随着工业的发展，酸雨已经称为全球性的环境问题。

（1）当雨水的pH___________，我们称它为酸雨。

（2）用化学方程式来表示酸雨形成的主要途径之一：_____________________，

_______________。

（3）常温下测得某次酸雨样品的pH=5，该样品放置一段时间后，酸性略有增强，其原因可能是___________________________。

（4）写出一条减少二氧化硫排放的措施_________________________________。

（5）检验某无色溶液中是否存在SO42-的方法是_____________________________。

【答案】＜5.6 SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4酸雨中的亚硫酸被氧化成硫酸了燃料脱硫（合理即可）取样于试管中，先滴加盐酸无现象，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明有SO42-，如无沉淀，则不存在SO42-

【解析】

【分析】

（1）雨水的pH＜ 5.6时称为酸雨，据此解答；

（2）酸雨形成的主要途径有两种，一种的雨水和二氧化硫反应生成亚硫酸，亚硫酸与空气中氧气反应生成硫酸，另一种途径为二氧化硫在空气中飘尘的作用下与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫与雨水反应生成硫酸，据此解答；

（3）亚硫酸酸性弱，而强酸酸性强，酸雨中的亚硫酸可能被氧化成硫酸，据此解答；（4）减少二氧化硫排放的措施有用氨水吸收尾气，双碱脱硫，燃料脱硫等，据此解答；（5）检验某无色溶液中是否存在SO的方法是取样于试管中，先滴加盐酸无现象，滴加盐酸主要目的是排出银离子、碳酸根、亚硫酸根等离子的干扰，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明有SO42-，如无沉淀，则不存在SO42-，据此解答；

【详解】

（1）由于雨水中含有溶液的二氧化硫生成亚硫酸，因此当雨水的pH＜ 5.6，我们称它为酸雨，故答案为：＜5.6；

（2）用化学方程式来表示酸雨形成的主要途径有两种，一种的雨水和二氧化硫反应生成亚硫酸，亚硫酸与空气中氧气反应生成硫酸，另一种途径为二氧化硫在空气中飘尘的作用下与氧气反应生成三氧化硫，三氧化硫与雨水反应生成硫酸，前者的反应方程式为

SO2+H2O H2SO3，2H2SO3 + O2 = 2H2SO4；

（3）常温下测得某次酸雨样品的pH=5，该样品放置一段时间后，酸性略有增强，亚硫酸酸性弱，而强酸酸性强，其原因可能是酸雨中的亚硫酸被氧化成硫酸了；

（4）减少二氧化硫排放的措施有：用氨水吸收尾气，双碱脱硫，燃料脱硫等；

（5）检验某无色溶液中是否存在SO42-的方法是取样于试管中，先滴加盐酸无现象，滴加盐酸主要目的是排出银离子、碳酸根、亚硫酸根等离子的干扰，再滴加BaCl2溶液，出现白色沉淀，说明有SO42-，如无沉淀，则不存在SO42-。

【点睛】

亚硫酸酸性弱，而强酸酸性强，酸雨中的亚硫酸可能被氧化成硫酸而酸性增强。

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NH4+，