1、氮及其化合物 知识点及练习题一、选择题1足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、NO的混合气体2.24L(标准状况),这些气体与一定体积O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸若向所得硝酸铜溶液中加入4molL1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是50mL,下列说法正确的是( )A参加反应的硝酸是0.4molB消耗氧气的体积为1.68 LC此反应过程中转移的电子为0.3 molD混合气体中含NO21.12 L【答案】D【详解】A. 沉淀达到最大,溶液中溶质为NaNO3,故产物中的氮元素为硝酸钠和氮氧化物,2.24L氮氧化物的物质的量为0
2、.1 mol,根据N元素守恒,参加反应硝酸的物质的量为n(NaNO3)n(NOx)=50103L4mol/L0.1mol =0.3mol,故A错误;B. Cu22OH=Cu(OH)2,根据离子反应方程式求出参加n(OH-)=50103L4mol/L =0.2mol,n(Cu)=0.1mol,根据分析,铜失去得电子最终给了氧气,根据得失电子数目守恒,即n(Cu)2=n(O2)4,即n(O2)=0.2mol=0.05mol,即氧气的体积为0.05 mol22.4L/ mol =1.12L,故B错误;C. 铜和硝酸反应失去的电子物质的量为0.12mol=0.2mol,故C错误;D. 2.24L氮氧化
3、物的物质的量为0.1 mol,令NO的物质的量为x,则NO2的物质的量为0.1molx,根据得失电子数目守恒,即3x(0.1molx)=0.2 mol,解得x=0.05mol,因此NO2体积为0.05 mol22.4L/ mol =1.12L,故D正确;答案选D。2自然界的氮循环如下图所示,下列说法不正确的是( )A中N2与O2反应生成NOB中合成氨属于人工固氮C中氮元素只被氧化D氧元素参与了氮循环【答案】C【详解】A. N2和O2在放电作用下化合,生成NO,NO被氧化生成NO2,NO2溶于水生成硝酸,故A正确;B. 氮的固定是指氮元素由游离态变为化合态的过程,大气中氮气转化成氮肥属于人工固氮
4、,故B正确;C. 中细菌还原硝酸根中正五价的氮,生成无污染的0价的氮气,所以中氮元素被还原,而不是被氧化,故C错误;D. 如N2在放电条件下与O2直接化合生成无色且不溶于水的一氧化氮气体,氧元素参与,二氧化氮易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮,3NO2+H2O2HNO3+NO,氧元素参加,故D正确;题目要求选不正确的,故选C。【点睛】本题主要考查了氮以及化合物的性质,理解还原反应、人工固氮等知识点是解答的关键,选项D是解答的易错点。3用右图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是中的物质 中的物质 预测中现象A淀粉碘化钾溶液浓硝酸 无明显现象B酚酞溶液浓盐酸无明显现象C氯化铝
5、溶液浓氨水有白色沉淀D湿润红纸条饱和氯水红纸条褪色AABBCCDD【答案】A【详解】A硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸进入淀粉KI溶液,硝酸具有强氧化性,可以将KI氧化为I2,I2遇淀粉变蓝色,故A错误;B浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl进入酚酞溶液,酚酞溶液在酸性条件下不变色,故B正确;C浓氨水具有挥发性,挥发出的氨气溶于氯化铝溶液,一水合氨与氯化铝反应生成氢氧化铝白色沉淀,故C正确;D饱和氯水挥发出氯气,氯气与湿润红纸条接触,氯气水反应生成HClO,HClO具有漂白性,使湿润红纸条褪色,故D正确;故答案为A。4浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐渐加入少量稀盐酸时,溶液的颜色变化应该是A颜色变浅B
6、变为红色C没有改变D变为黄色【答案】D【详解】往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时,发生反应的离子方程式为:3Fe2+NO3-+4H+3Fe3+NO+2H2O,三价铁离子为棕黄色;故选:D。5如图是产生和收集气体的实验装置示意图,该装置适合于( )A用浓硝酸和Cu制取NO2B用H2O2溶液和MnO2制取O2C用浓盐酸和MnO2制取Cl2D用NH4Cl溶液和Ca(OH)2制取NH3【答案】B【详解】A二氧化氮会与水发生反应,不能用排水法收集,故A不合适;B分液漏斗中盛放双氧水,圆底烧瓶中为二氧化锰,二氧化锰可以催化双氧水分解产生氧气,氧气难溶于水,可以用排水法收集,故B合适;C浓盐酸
7、和二氧化锰制取氯气需要在加热条件下反应,故C不合适;D氨气极易溶于水,不能用排水法收集,且氢氧化钙与溶于水时放出的热量较少,无法蒸出氨气,故D不合适;故答案为B。6下列对NO、NO2的描述,不正确的是( )ANO2是红棕色气体,易溶于水,不是酸性氧化物BNO可以用排水法收集,但不能由N2和O2直接化合而得到CNO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物DNO、NO2都有毒,且NO是汽车尾气的有害成分之一【答案】B【详解】A. NO2是红棕色气体,易溶于水,与水发生反应:3NO2+ H2O = 2HNO3+ NO,由于反应前后元素的化合价发生了变化,因此NO2不是酸性
8、氧化物,A正确;B. NO难溶于水,可以用排水法收集,但由于N2性质稳定,室温下不容易反应,但在放电时可由N2和O2直接化合而得到,B错误;CNO与氧气发生反应会产生NO2;NO2溶于水反应产生硝酸和NO,因此二者在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物,C正确;D. NO、NO2都有毒,且在汽车发动时,在电火花作用下N2和O2化合产生NO,NO是汽车尾气的有害成分之一,D正确;故选B。7某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应,生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为12,则该氮的氧化物是( )AN2OBNOCNO2DN2O5【答案】B【详解】设氮的
9、氧化物化学式为NxOy,则NxOy2CON22CO2,则x :y11,即为NO,应选B。8无色的混合气体甲,可能含NO、CO2、NO2、N2中的几种,将一定量的甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则甲气体的组成为( )ANO2、N2BNO、CO2CNO2、CO2DNO、CO2、N2【答案】B【详解】二氧化氮是红棕色的气体,所以无色混合气体甲中一定不存在二氧化氮;二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,通过足量的过氧化钠后气体显红棕色,说明有NO、C
10、O2,排水法收集气体,广口瓶被上升的水注满,说明没有N2,所以甲气体的组成为:NO、CO2,故答案为B。【点睛】考查常见气体的检验和性质,把握常见气体的化学性质及气体的溶解性是解题的关键,二氧化氮是红棕色的气体,浓硫酸可以和氨气反应,二氧化碳可以和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,氮气不溶于水,将一定量的甲气体经过如图实验的处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,说明无氮气。9氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用如图表示,下列关于海洋氮循环的说法中,正确的是( )A海洋中不存在游离态的氮B中的含氮物质
11、转化属于氮的固定C中的含氮物质转化属于氮的还原D向海洋中排放含NO3-的废水不会影响NH4+的含量【答案】B【详解】A.根据图像,海水中存在氮气,A错误;B. 中氮气转化为含氮化合物,属于氮的固定,B正确;C. 中转化为或,化合价升高,属于氮的氧化反应,C错误;D.根据图像,能转化为,转为氮气,氮气转化为,故向海水中排放会造成浓度增大,D错误;故答案选B。10许多装有化学物质的瓶子上贴有危险警告标志,下面是一些危险警告标志,其中标志贴错的是( )选项ABCD物质浓硝酸汽油纯碱氯酸钾危险警告标志AABBCCDD【答案】C【详解】A浓硝酸有腐蚀性,是腐蚀品,故A正确;B汽油易燃烧,是易燃液体,故B
12、正确;C纯碱属于盐,可用于食品加工,不是剧毒品,故C错误;D氯酸钾有强氧化性,易爆炸,是爆炸品,故D正确;答案选C。11近年来在中国汽车的销量大幅增长的同时也带来了严重的空气污染。汽车尾气处理装置中,气体在催化剂表面吸附与解吸的过程如图所示,下列说法正确的是( )A汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2B反应中NO为氧化剂,N2为氧化产物CNO和O2必须在催化剂表面才能反应D催化转化总反应为【答案】D【详解】A汽车尾气的主要污染成分是CO、NO、NO2等,氮气为空气成分,不是空气污染物,故A错误;B根据图示反应,氮元素从NO中的价降为0价,化合价降低,所以一氧化氮为氧化剂,氮气为还原产物,
13、碳元素的化合价从+2价升至+4价,二氧化碳为氧化产物,故B错误;C NO和在常温下就会发生反应生成二氧化氮,故C错误;D尾气处理净化的目的是把有毒的污染气体在催化剂作用下转化为空气中的无毒成分,根据图示反应的方程式为,故D正确。答案选D。12下列关于NO的说法正确的是( )A为红棕色气体B只有氧化性C是汽车尾气的有害成分之一D能溶于水生成HNO3【答案】C【详解】A. NO为无色气体,A项错误;B. NO中的N为+2价,N的化合价既可以升高,也可以降低,故NO既有氧化性,又有还原性,B项错误;C. NO是汽车尾气的有害成分之一,C项正确;D. NO是难溶于水的有毒气体,D项错误;故答案为C。1
14、3在如图所示的装置中,烧瓶中充满干燥气体a,将滴管中的液体b挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹f,烧杯中的液体d呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是 干燥气体液体A水B4mol/LNaHSO3溶液CCl2饱和NaCl水溶液D1mol/L盐酸AABBCCDD【答案】D【详解】A.二氧化氮与水反应生成硝酸和NO,所以不能充满烧瓶,故A不选;B.二氧化硫和亚硫酸氢钠不反应,而且在亚硫酸氢钠中的溶解度极小,所以不能呈喷泉状喷出,故B不选;C.氯气不溶于饱和食盐水,不能形成压强差,不能形成喷泉,故C不选;D.氨气既能与盐酸反应生成氯化铵,又极易溶于水,导致烧瓶内的压强迅速减小,且反应后无
15、气体剩余,烧杯中的液体b呈喷泉状喷出且最终几乎充满烧瓶,故D选;答案选D。14碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是( )A洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡C在Z导管出来的气体中没有二氧化碳D在Z导管口排出无色气体【答案】B【详解】C与浓硫酸共热反应生成CO2、SO2和H2O,产生的气体X中含CO2、SO2;Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2和H2O,气体Y中含NO2;将X、Y同时通入足量BaCl2溶液中,发生的反应有3NO2+H2O=2HNO3+NO、3SO2+2HNO3
16、+2H2O=3H2SO4+2NO、H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl。A. 根据上述分析,洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4,CO2与BaCl2溶液不反应,A项错误;B. 根据上述分析,洗气瓶中产生的沉淀是BaSO4,B项正确;C. CO2不能被BaCl2溶液吸收,从Z导管出来的气体中含CO2,C项错误;D. 反应中有NO生成,在Z导管口NO遇空气中氧气变为红棕色的NO2气体,D项错误;答案选B。15下列实验方法正确的是A用洁净的铂丝蘸取某溶液在酒精灯外焰上灼烧,火焰呈黄色,则该溶液中不含K+B向无色溶液中加入盐酸酸化的 BaCl2 溶液有白色沉淀出现,则该溶液中一定含有C向某无色溶液中
17、加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中一定含有D向待测液中加入烧碱溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,待测液中一定有【答案】D【详解】A做焰色反应实验时,火焰呈黄色,则该溶液中含有Na+,不能确定是否含K+,A不正确;B溶液中加入盐酸酸化的 BaCl2 溶液,有白色沉淀出现,则该溶液中可能含有或Ag+等,B不正确;C无色溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则该溶液中可能含有或等,C不正确;D向待测液中加入烧碱溶液并加热,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则该气体为NH3,从而证明待测液中一定有,D正确;故选D。16对某些离子检验及结论正确的是( )A加
18、入硝酸银溶液生成白色沉淀,再加盐酸,沉淀不消失,一定有 Cl-B加入浓氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,一定有C加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有 D加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体,一定有 【答案】B【详解】A加入硝酸银溶液生成白色沉淀,该白色沉淀可以为碳酸银,再加盐酸,沉淀不消失,可能为碳酸银与盐酸反应生成不溶于酸的氯化银,则原溶液中不一定有 Cl-,选项A错误;B加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体为氨气,则原溶液中一定有,选项B正确;C该溶液中可能含有银离子,形成氯化银白色沉淀,AgCl也不溶
19、于盐酸,选项C错误;D和都能与HCl反应生成CO2气体,CO2气体为能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体,所以不能判断出是否含有,选项D错误;答案选B。17向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作,结论正确的是操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOB滴加AgNO3和稀HNO3生成白色沉淀原溶液中有ClC用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色溶液中有Na,无KD滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无AABBCCDD【答案】B【详解】A白色沉淀可能为AgCl、BaSO3、BaCO3等,不能说明原溶液中有SO,检验SO,应先加盐酸无现象,
20、后加氯化钡生成白色沉淀,故A错误;B白色沉淀为AgCl,不溶于硝酸,则沉淀不溶解,说明原溶液中有Cl,故B正确;C观察K元素的焰色反应,需要透过蓝色的钴玻璃观察,则由现象可知,原溶液中有Na+,不能确定是否有K+,故C错误;D若含,滴加稀的NaOH溶液,且没有加热,不能生成氨气,则实验操作不合理,不能检验铵根离子,故D错误;答案选B。18以下各种尾气吸收装置,适合于吸收极易溶于水气体,而且能防止倒吸的是ABCD【答案】D【详解】A气体能被吸收,但会产生倒吸,故A错误;B气体能被吸收,但会产生倒吸,故B错误;C气体能被充分吸收,但会产生倒吸,应将漏斗与液面刚好接触即可,故C错误;D倒置的球形干燥
21、管插入溶液中,气体能被充分吸收,而且球形管有缓冲作用防倒吸,故D正确;故选D。19下列是对某溶液进行离子检测的方法和结论,其中正确的是( )A用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液B加入足量的 BaCl2 溶液,产生白色溶液,则溶液中一定含有大量的 SOC加入 NaOH 溶液后加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,则溶液中一定含有大量的 NHD先加入适量的盐酸酸化,再加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则溶液中一定含有大量的 Cl-【答案】C【详解】A焰色反应,火焰呈黄色,可知一定含钠元素,则可能为NaOH溶液或钠盐溶液,A错误;B向某溶液中滴加BaCl2溶液产生白
22、色沉淀,该白色沉淀可能是氯化银,再滴加稀盐酸,沉淀也不溶解,则原溶液可能含有Ag+,B错误;C加入NaOH溶液后加热产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,该气体是NH3,说明则溶液中一定含有大量的NH,C正确;D加入稀盐酸酸化,引入Cl-,干扰其检验,应加硝酸酸化,D错误;答案选C。【点睛】把握离子的检验方法、试剂及现象与结论为解答的关键,注意检验应排除干扰离子。本题的易错点为A,焰色反应是元素的性质,因此火焰呈黄色,只能说明该溶液一定含有钠元素。20下列事实与浓硫酸表现出的性质(括号中)对应关系正确的是( )A在空气中敞口久置的浓硫酸,溶液质量增大难挥发性B在加热条件下铜与浓硫酸反应强氧化性、
23、酸性C蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成吸水性D浓硫酸与少量胆矾晶体混合,晶体由蓝色变成白色脱水性【答案】B【详解】A浓硫酸具有吸水性,则在空气中敞口久置的浓硫酸,会吸收空气中的水分而使溶液的质量增大,表现的是浓硫酸的吸水性,故A错误;B在加热条件下铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫和水,硫元素化合价部分变化,体现浓硫酸的强的氧化性和酸性,故B正确;C蔗糖与浓硫酸反应中有海绵状的炭生成,体现浓硫酸的脱水性,故C错误;D硫酸与少量胆矾晶体混合,晶体由蓝色变成白色,体现浓硫酸的吸水性,故D错误。答案选B。二、非选择题21某小组同学利用如图所示装置探究氨气的性质。请回答:(1)实验室用NH4Cl和C
24、a(OH)2共热制取氨气,该反应的化学方程式是_。(2)中湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明氨气的水溶液显_(填字母)。a.碱性 b.还原性(3)向中滴入浓盐酸,现象是_。(4)下列装置中,能用于本实验中尾气吸收的是_(填字母)。a. b.【答案】Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2O a 有白烟生成 b 【分析】实验室用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气;氨气易溶于水,氨水显碱性;氨气与氯化氢反应生成氯化铵固体;根据氨气极易溶于水的性质和实验安全进行判断。【详解】(1)在加热条件下,氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水,反应方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaC
25、l2+2NH3+2H2O;(2)氨气极易溶于水,氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子和铵根离子而使溶液呈碱性,中湿润的红色石蕊试纸变蓝;(3)向中滴入浓盐酸,浓盐酸挥发出的HCl遇NH3反应生成氯化铵固体,氯化铵固体是白色固体小颗粒,有白烟生成;(4)氨气极易溶于水,为防止倒吸,可以选用b装置,增大接触面积,若使用a装置,这种密闭型的容器不能很好的吸收氨气,故不使用它吸收氨气。【点睛】(4)的a装置是否可用于吸收氨气是学生的易错点,需要考虑氨气的溶解性和实验安全,还要考虑吸收效果要好。22已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜,用示意图中的装置可以实现该反应。(1)A中装有
26、Ca(OH)2和NH4Cl混合粉末,该反应的化学方程式是_。(2)B的作用是_。(3)C中发生反应的化学方程式是:_,并在方程式中用单线桥标出电子转移的方向和数目_。(4)D中收集到的物质是_,检验该物质的方法和现象是_;E中收集到的气体是_(填化学式)。【答案】2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+2H2O+CaCl2 除去氨气中的水蒸气 3CuO2NH33CuN23H2O 氨水 用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝(或用酚酞溶液检验,酚酞溶液变红) N2 【分析】A装置利用Ca(OH)2和NH4Cl混合加热制得氨气,经过B中碱石灰干燥后的氨气通入C中,将灼热的CuO还原为Cu,同时生成水和氮气,其
27、中冰水中放置的D收集到氨水,E中收集的气体为氮气,据此分析解题。【详解】(1) A中装有Ca(OH)2和NH4Cl混合粉末,混合加热生成氨气,则该反应的化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)22NH3+2H2O+CaCl2;(2)装置B中盛装的碱石灰的作用是除去氨气中的水蒸气;(3)C中氨气将灼热的CuO还原为Cu,同时生成水和氮气,发生反应的化学方程式是3CuO2NH33CuN23H2O,反应中NH3体现还原性,N元素的化合价从-3价升高为0价,每生成1个N2转移6e-,则用单线桥标出电子转移的方向和数目表示为;(4) 冰水中放置的D收集的物质是氨水,氨水显碱性,则用红色石蕊试纸检验,试纸变
28、蓝(或用酚酞溶液检验,酚酞溶液变红)即可说明是氨水;装置E收集到不溶于的气体为N2。【点睛】本题考查氨气的实验室制备及性质探究,解题关键是根据反应现象分析判断,涉及装置流程分析,排水法收集气体的成分分析和氨水的检验,均属基础考查。23工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(假设仅为NO和NO2的混合物),影响生态环境。氮氧化物NOx 对环境主要影响有两点_、_。工业上可用氨催化吸收法处理NOx ,反应原理为:NH3 + NOxN2 + H2O某化学兴趣小组模拟该处理过程的实验装置如下:(1)装置A中发生反应的化学方程式为_。(2)装置C的作用有两个:一个作用是通过气泡产生的速率来控制反应物的比
29、例,另一个作用是_。装置F的作用是_。(3)反应6 NO28 NH37 N212 H2O可用于处理NO2。当转移3.6 mol电子时,消耗NO2的物质的量为_mol。工业上也常用NaOH溶液吸收法处理NOx : NO + NO2 + 2NaOH= 2NaNO2 + H2O (I) 2NO2 + 2NaOH =NaNO2 + NaNO3 + H2O (II)(1)当NOx被NaOH溶液完全吸收时,转化为盐。x的值可能是_(填字母)。A1.0 B1.3 C1.5 D2.0(2)2240 mL(标准状况)NO 和NO2的混合气体溶于200 mL NaOH溶液中,恰好完全反应,并无气体放出,则NaOH
30、溶液物质的量浓度是_。除能防止有毒气体的污染外,NaOH溶液吸收法还具有的优点是_,其缺点是_。【答案】酸雨 光化学烟雾 2NH4Cl +Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 混合气体 尾气吸收 0.9 CD 0.5 mol/L 得到化工产品;操作简单 若NO过量,则不能被全部吸收 【分析】酸雨是指PH5.6的雨水,氮氧化物NOx可形成硝酸型酸雨;光化学污染是氮的氧化物和有机烃类在光作用下的一系列复杂变化,光化学污染与氮的氧化物有关;A装置:制取氨气,B装置:制取一氧化氮,C装置:一个作用是通过气泡产生的速率来控制反应物的比例,另一个作用使氨气和一氧化氮混合均匀,c中挥发的氨气
31、含有水蒸气,进入E加热前应进行干燥,D装置:干燥混合气体,E装置:NH3+NOx N2+H2O,F装置:用浓硫酸吸收尾气氨气;(1)氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件下发生反应生成氨气;(2)混合气体通过浓氨水能进行气体均匀混合,同时通过逸出气泡数量监测反应的速率;F装置:用浓硫酸吸收尾气氨气;(3)由方程式可知,反应中NH3N2氮元素化合价由-3价升高为0价,每转移24mol电子消耗NO2的物质的量为6mol,据此计算转移3.6mol电子时,消耗NO2的物质的量;(1)根据反应:NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O,混合气体通入N
32、aOH溶液被完全吸收时,应满足n(NO2)n(NO)即可;(2)反应产物NaNO2、NaNO3,根据Na和N原子守恒,n(NaOH)=0.1mol,带入c=计算浓度;氮氧化物有毒,对环境有污染,与氨催化吸收法比较,操作简便,产物为盐,可回收作氮肥,缺点是消耗碱,不经济,且若NO过量,则不能被全部吸收。【详解】氮氧化物NOx可形成硝酸型酸雨,光化学烟雾是城市大气中的碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)在阳光紫外线的作用下发生的一系列链式大气化学反应生成以臭氧(O3)为代表的刺激性二次污染物,氮氧化物NOx,可形成光化学烟雾;答案为:酸雨;光化学烟雾;(1)氯化铵固体和氢氧化钙固体在加热的条件
33、下发生反应生成氨气,所以装置A的反应是:2NH4Cl +Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3 + 2H2O ;答案为2NH4Cl +Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3 + 2H2O 。(2)装置C:一个作用是通过气泡产生的速率来控制反应物的比例,另一个作用使氨气和一氧化氮混合均匀;装置F作用:用浓硫酸吸收尾气氨气;答案为使氨气和一氧化氮混合均匀;吸收尾气。(3)由方程式可知,反应中NH3N2氮元素化合价由-3价升高为0价,每转移24mol电子消耗NO2的物质的量为6mol,转移3.6mol电子时,消耗NO2的物质的量为6mol=0.9mol;答案为0.9。(1)由方程式可知混合气体通入N
34、aOH溶液被完全吸收时,应满足n(NO2)n(NO),即x1.5,所以CD符合;答案为CD;(2)反应产物NaNO2、NaNO3,根据Na和N原子守恒,n(NaOH)=0.1mol,NaOH溶液物质的量浓度c=0.5mol/L;故答案为0.5mol/L;氮氧化物有毒,对环境有污染,用氢氧化钠吸收氮氧化物能将有毒气体转化为无毒物质,防止有毒气体的污染,操作简便,同时产物为盐,可回收作氮肥;缺点是消耗强碱,生成盐,不经济,且若NO过量,则不能被全部吸收;答案为操作简便,产物为盐,可回收作氮肥;不经济,且若NO过量,则不能被全部吸收。24NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH
35、)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。(2)按如图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1,B瓶中的现象是_,原因是_,稳定后,关闭旋塞1。再打开旋塞2,B瓶中的现象是_。【答案】A、C、G 有白烟生成 A瓶中的氯化氢移动到B瓶中,与B瓶中的氨气反应生成氯化铵,能看到白烟 液体进入B瓶中,溶液的颜色变红 【分析】(1)实验室用加热固体氯化铵和熟石灰制取氨气,反应发生为固体与固体加热制取气体的装置,根据氨气为易溶于水密度比空气小的气体性质选择收集装置,氨气极易溶于水,尾气处理需考虑倒吸;(2)由于A中压强比B中大,所以当打开旋塞1时,A中的HCl会进入B中与NH3反应生成氯化铵,
36、产生大量的白烟,稳定后,再打开旋塞2,由于氯化氢和氮气反应生成了固体氯化铵,导致烧瓶内的压强减小,使烧杯中的石蕊溶液进入B瓶。【详解】(1)实验室用加热固体氯化铵和熟石灰制取氨气,反应发生为固体与固体加热制取气体的装置,应选择装置A制备氨气,氨气为易溶于水,不能用排水法收集,密度比空气小,需用向下排空气法收集,应选择装置C收集氨气,氨气极易溶于水,尾气处理需考虑倒吸,倒扣的漏斗边缘浸入水中能防止倒吸,应选装置G进行尾气处理,故答案为:ACG;(2)由于A中压强比B中大,所以当打开旋塞1时,A中的HCl会进入B中与NH3反应生成氯化铵,产生大量的白烟,故答案为:有白烟生成;A瓶中的氯化氢移动到B
37、瓶中,与B瓶中的氨气反应生成氯化铵,能看到白烟;稳定后,再打开旋塞2,由于氯化氢和氨气反应生成了固体氯化铵,导致烧瓶内的压强减小,使烧杯中的石蕊溶液进入B瓶,氯化铵溶液呈酸性,溶液变为红色,故答案为:液体进入B瓶中,溶液的颜色变红。【点睛】由于氯化氢和氨气反应生成了固体氯化铵,导致烧瓶内的压强减小,使烧杯中的石蕊溶液进入B瓶是分析关键。25利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:(1)一定条件下,NO与NO2可以生成一种新的氧化物,试写出该反应的化学方程式:_。(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部
38、进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋),其目的是_;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是_(填化学式)。(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11,则会导致_;若n(NO)n(NO2)11,则会导致_。(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式为_。【答案】NONO2N2O3 使尾气中的NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 排放气体中NO含量升高 产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 3NO2-2H=NO3-2NOH2O 【分析】由流程可知,石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,生成Ca
39、(NO2)2,过量的石灰乳以滤渣存在,滤液为Ca(NO2)2溶液,经过一系列处理得到无水Ca(NO2)2。结合氮的氧化物的性质分析解答。【详解】(1)若NO与NO2反应生成新的氧化物,必然是NO中N的化合价升高被氧化,NO2中N的化合价降低被还原,生成的新的氧化物中N的化合价应该介于2和4之间,为3价,反应的化学方程式为NONO2N2O3,故答案为:NONO2N2O3;(2)气体上升液体下降,这样气液接触充分,使尾气中NO、NO2与石灰乳充分接触,NO、NO2被充分吸收;根据加入的原料及生成物,只有Ca(OH)2微溶于水,所以滤渣的主要成分为Ca(OH)2,故答案为:使尾气中NO、NO2被充分
40、吸收;Ca(OH)2;(3)若n(NO)n(NO2)11,则一氧化氮过量,排放气体中NO含量升高;若n(NO)n(NO2)11,则二氧化氮过量,二氧化氮可与石灰乳反应生成Ca(NO3)2,故答案为:排放气体中NO含量升高;产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高;(4)依据化合价升降守恒,NO2-生成NO时氮元素化合价降低,则反应中一部分NO2-中氮元素的化合价一定升高,可能生成NO3-或NO2,但在水溶液中NO2会与水反应生成NO3-,所以最终产物为NO3-,即反应物是NO2-和H+,生成物是一氧化氮,硝酸根和水,反应的离子方程式为3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O,故答案为:3NO2-+2H+=NO3-+2NO+H2O。【点睛】把握氮的氧化物的性质及发生的氧化还原反应等为解答的关键。本题的易错点为(3),要注意NO与氢氧化钙不反应,二氧化氮能够与氢氧化钙反应。
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