(化学)培优易错试卷氮及其化合物辅导专题训练及答案解析.doc
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1、【化学】培优易错试卷氮及其化合物辅导专题训练及答案解析一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.分别只用一种试剂除去下列各组中所含的少量杂质(括号内为杂质),在空格中填上需加入最适合的一种试剂:(1)FeCl3溶液(FeCl2)_, (2)FeCl2溶液(FeCl3)_,(3)Fe 粉末(Al) _,.为测定某镁铝合金样品中铝的含量,进行了下列实验:取一定量合金,加入100 mL 0.3 molL1稀硝酸,合金完全溶解,产生的气体在标准状况下体积为560 mL;再加入0.2 molL1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化,用去300 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为_,反应中转
2、移的电子数为_ 。【答案】Cl2 Fe NaOH溶液 0.055mol 0.075NA 【解析】【分析】.(1)氯气把FeCl2氧化为FeCl3;(2)铁粉能把FeCl3还原为FeCl2;(3)Fe 与氢氧化钠不反应, Al与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气;.镁铝合金与稀硝酸反应生成硝酸镁、硝酸铝与一氧化氮气体,向反应后的溶液中加入0.2 molL-1NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化,铝离子转化为偏铝酸根、镁离子转化为氢氧化镁沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3、NaAlO2,根据硝酸根守恒有n(NaNO3)=n(HNO3)- n(NO),根据钠离子守恒有n(NaOH)=n(NaNO3)+n(N
3、aAlO2),据此计算n(NaAlO2),再根据铝原子守恒n(Al)=n(NaAlO2)计算。【详解】.(1)氯气把FeCl2氧化为FeCl3,用氯气除去FeCl3溶液中FeCl2;(2)铁粉能把FeCl3还原为FeCl2,用铁粉除去FeCl2溶液中的FeCl3;(3)Fe 与氢氧化钠不反应, Al与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉;. 镁铝合金与稀硝酸反应生成硝酸镁、硝酸铝与一氧化氮,向反应后的溶液中加入0.2 molL-1NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化,铝离子转化为偏铝酸根、镁离子转化为氢氧化镁沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3、NaAlO2,根据硝酸根守恒
4、有n(NaNO3)=n(HNO3)- n(NO)=0.1L0.3mol/L-=0.03mol-0.025mol=0.005mol,根据钠离子守恒有n(NaOH)=n(NaNO3)+n(NaAlO2),故n(NaAlO2)=0.3L0.2mol/L-0.005mol=0.055mol,根据铝原子守恒n(Al)=n(NaAlO2)=0.055mol;,氮元素化合价由+5变为+2,生成1molNO转移3mol电子,所以反应中转移的电子数为0.075NA。22016年10月17日7时30分,我国“神舟十一号”载人飞船顺利升入太空。此次火箭的主要燃料是偏二甲肼(C2N2H8)和一种氮的氧化物(用R表示)
5、,当火箭发射时,这两种燃料会剧烈反应产生大量气体,并释放出大量的热,化学方程式如下(已配平):C2N2H8+2R=3N2+4H2O+2CO2(1)R的化学式是_;已知偏二甲肼中N元素显-2价,H元素显+1价,由此推断,C元素的化合价是_。(2)该反应的还原剂是_,被还原的元素是_。(3)若反应生成22.4LCO2(标准状况),则反应转移电子_mol。(4)火箭发射时,尾部向下喷出的气体会有明显的红棕色,该红棕色气体的化学式可能是_。(5)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种多功能、高效无毒的新型绿色水处理剂。Na2FeO4能给水消毒利用的是_性。用Na2FeO4给水消毒、杀菌时得到的Fe3+可以净
6、水,其净水原理与明矾相同,Fe3+净水原理是_(用简要的文字叙述)。【答案】N2O4 -2 C2N2H8 N2O4 8 NO2 氧化性 Fe3+是弱碱阳离子,能结合水电离出的氢氧根生成Fe(OH)3胶体,可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降 【解析】【分析】(1)化学方程式C2N2H8+2R=3N2+4H2O+2CO2,由原子守恒可得R的化学式;(2)该反应中N2O4中的N元素从+4价下降到0价,C2N2H8中C和N的化合价升高,可以判断出氧化剂和还原剂;(3)标准状况下22.4LCO2的物质的量是1mol,生成1molCO2时,有1molN2O4被还原,可以求出转移电子数;(4)火箭的燃料是两种组分
7、,偏二甲肼和四氧化二氮,四氧化二氮是无色的气体,四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体;(5)Na2FeO4中铁是铁元素的最高价态,有很强的氧化性。【详解】(1)化学方程式C2N2H8+2R=3N2+4H2O+2CO2,由原子守恒可知,R的化学式为:N2O4;已知偏二甲肼C2N2H8中N元素显-2价,H元素显+1价,设C的化合价为x,则有2x+8-22=0,解得x=-2,C元素的化合价是-2;(2)该反应中N2O4中的N元素从+4价下降到0价,C2N2H8中C和N的化合价升高,故该反应的还原剂是C2N2H8,氧化剂是N2O4;(3)标准状况下22.4LCO2的物质的量是1mo
8、l,生成1molCO2时,有1molN2O4被还原,N2O4被还原为N2,得8个电子,1mol N2O4得8电子,故转移8mol电子;(4)火箭的燃料是两种组分,偏二甲肼和四氧化二氮,四氧化二氮是无色的气体,四氧化二氮在温度升高时会很快的分解为红棕色的二氧化氮气体,故该红棕色气体的化学式可能是NO2;(5)化合物中化合价的代数和为0,Na2FeO4中钠元素为+1价,氧元素为-2价,故铁元素为+6价;+6价的铁是铁元素的最高价态,有很强的氧化性,可用于杀菌消毒;杀菌时得到的Fe3+是弱碱阳离子,能结合水电离出的氢氧根生成Fe(OH)3胶体,可以吸附水中悬浮物并凝聚沉降。3如图是模拟工业制硝酸原理
9、的实验装置。先用酒精灯对硬质玻璃管里的三氧化二铬加热,然后把空气鼓入盛有浓氨水的锥形瓶,当三氧化二铬保持红热状态时,移去酒精灯。根据题意回答问题:(1)硬质玻璃管里发生反应的化学方程式为_。当三氧化二铬红热时,要移去酒精灯,原因是:_。(2)圆底烧瓶里的实验现象是_,鼓入空气的作用是_。(3)实验过程中,如果慢慢地鼓入空气,石蕊溶液的颜色_。(4)实验结束后,在圆底烧瓶内壁上有时会看到少量无色晶体,写出生成该晶体的化学方程式:_。(5)工业上要获得浓度较大的硝酸,往往在稀硝酸中加入吸水剂硝酸镁或浓硫酸,然后_(填一种操作名称)。(6)实验室里保存浓硝酸要用棕色瓶的原因是_(用化学方程式表示)。
10、【答案】4NH3+5O24NO+6H2O 该反应是放热反应,温度太高可能使催化剂的活性降低 有红棕色气体产生 提供O2,且促进氨的挥发 变红色 NH3+HNO3=NH4NO3 蒸馏 4HNO3(浓)4NO2+2H2O+O2 【解析】【分析】(1)氨气具有还原性,在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO;根据反应反应放热,温度会影响催化剂的活性;(2)根据NO2为红棕色气体;鼓入空气有利于氨气的逸出,同时提供氧气;(3)根据酸能使石蕊溶液变红;(4)根据NO2与水反应生成硝酸,进而与氨气生成硝酸铵;(5)根据硝酸和其他溶液是互溶的液体利用硝酸沸点低,容易挥发分析;(6)根据硝酸不稳定,易分解。【详
11、解】(1)氨气具有还原性,在催化剂作用下可与氧气反应被氧化为NO,反应为4NH3+5O24NO+6H2O,该反应是放热反应,温度太高可能使催化剂的活性降低;(2)产生的NO能和O2反应生成红棕色的NO2,鼓入空气有利于氨气的逸出,同时提供氧气;(3)NO2易与水反应生成硝酸,硝酸具有酸性,能使石蕊溶液变红色;(4)NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3:NH3+HNO3=NH4NO3;(5)硝酸和硝酸镁溶液或硫酸是互溶,可以利用硝酸沸点低,容易挥发变为气体的性质,采取蒸馏的方法分离;(6)硝酸不稳定,光照容易分解,故硝酸应盛于棕色瓶,密封放于阴暗处。【点睛】本题考查
12、硝酸的制取、保存等知识,涉及氨气的制取、性质以及二氧化氮和硝酸铵等知识,注意把握元素化合物知识的理解和应用。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:D的化学式:_;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。C的化学式为:_;D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】H2SO4 酸雨 NO2 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H
13、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SO2,C为SO3,D为H2SO4;(2)A在常温下为气体,C是红棕色的气体,则A应为N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3,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SO2,C为SO3,D为H2SO4。由以上分析可知D是硫酸,化学式为H2SO4,故答案为:H2SO4;在工业生产中大量排放的SO2气体被
14、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N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3。由以上分析可知C为NO2,故答案为:NO2;D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几种常见物质的转化
15、关系如下图所示,图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物,其中A、C为无色气体:请填写下列空白:(1)物质X可以是_,C是_, F是_。(2)反应的化学方程式是_,反应的化学方程式是_。【答案】(NH4)2CO3或NH4HCO3 NH3 NO2 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 4NH3+5O24NO+6H2O 【解析】【分析】本题考查无机推断,反应能与Na2O2反应,熟悉的知识是H2O或CO2与Na2O2的反应,因为A为气体,则A为CO2,D为O2,X与盐酸反应生成CO2,说明X中含有CO32或HCO3,X与NaOH共热反应,生成气体C,则C为NH3,即X为(NH4)2CO3或N
16、H4HCO3,B为H2O,反应是NH3与氧气反应生成NO,NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,据此分析解答。【详解】(1)根据上述分析,X为(NH4)2CO3或NH4HCO3,C为NH3,F为NO2;(2)反应的方程式为2Na2O22CO2=2Na2CO3O2,反应发生氨的催化氧化,即反应方程式为: 4NH3+5O24NO+6H2O。【点睛】本题的突破口在与过氧化钠反应,中学阶段学过能与过氧化钠反应的物质是CO2和H2O,根据A为气体,则A为CO2,2CO22Na2O2=2Na2CO3O2,即D为O2,X与NaOH共热产生气体,化合物能与NaOH共热产生气体,则气体是NH3,
17、然后进一步进行分析即可。6实验室用化合物A模拟工业上制备含氧酸D的过程如图所示,已知D为强酸,请回答下列问题。(1)若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。D的化学式是_;在工业生产中,B气体的大量排放被雨水吸收后形成了_而污染了环境。(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体。A的化学式是_;C的化学式是_。D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,反应的化学方程式是_,该反应_(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。【答案】H2SO4 酸雨 NH3 NO2 Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 属于 【解析】【分析】(1)若B是能使品红溶液褪色的
18、有刺激性气味的无色气体,则其为二氧化硫。由B可推出C,进而推出D;在工业生产中,B气体的大量排放被雨水吸收,生成亚硫酸和硫酸而污染环境。(2)若C是红棕色的气体,则其为二氧化氮。由C可逆推出A。由C可推出D为硝酸,浓硝酸在常温下可与铜反应并生成二氧化氮气体,由此可写出反应的化学方程式,并可分析该反应是否为氧化还原反应。【详解】(1)若B是能使品红溶液褪色的有刺激气味的无色气体,则B为二氧化硫,C为三氧化硫,D为硫酸。D的化学式是H2SO4;答案为:H2SO4;在工业生产中,B气体的大量排放被雨水吸收后形成了酸雨而污染环境。答案为:酸雨;(2)若C是红棕色气体,则C为二氧化氮,B为一氧化氮,A为
19、氨气,D为硝酸。A的化学式是NH3;C的化学式是NO2。答案为:NH3;NO2;由C可推出D为硝酸,浓硝酸在常温下可与铜反应并生成二氧化氮气体,反应的化学方程式是Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O,在该反应中,Cu、N两元素的化合价发生了变化,所以该反应属于氧化还原反应。答案为:Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O;属于。7如图所示每一方框表示一种反应物或生成物,其中A、C、D、E、F在通常情况下均为气体,且加热X生成的A与C的物质的量之比为11,B为常见液体。试回答下列问题:(1)X是_(填化学式,下同),F是_。(2)AD反应的化学方程式为_。(3)G
20、与Cu的反应中,G表现的性质为_。(4)X与过量NaOH溶液反应生成C的离子方程式为_。(5)以C、B、D为原料可生产G,若使amol C完全转化为G,理论上至少需要D_ mol。【答案】NH4HCO3 NO2 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 酸性和氧化性 NH4+HCO32OH=2H2OCO32NH3 2a 【解析】【分析】X能与盐酸、氢氧化钠反应都生成气体,应为弱酸铵盐,与盐酸反应得到气体A,A能与过氧化钠反应生成气体D,则A为CO2、D为O2,X与氢氧化钠反应得到气体C为NH3,A与C物质的量之比为1:1,且B为常见液体,可以推知X为NH4HCO3、B为H2O,C(氨气)与D(
21、氧气)反应生成E为NO,E与氧气反应生成F为NO2,F与水反应得到G能与Cu反应生成NO、NO2,则G为HNO3,据此解答。【详解】X能与盐酸、氢氧化钠反应都生成气体,应为弱酸铵盐,与盐酸反应得到气体A,A能与过氧化钠反应生成气体D,则A为CO2、D为O2,X与氢氧化钠反应得到气体C为NH3,A与C物质的量之比为1:1,且B为常见液体,可以推知X为NH4HCO3、B为H2O,C(氨气)与D(氧气)反应生成E为NO,E与氧气反应生成F为NO2,F与水反应得到G能与Cu反应生成NO、NO2,则G为HNO3;(1)由上述分析可知,X是NH4HCO3;F是NO2;(2) AD为Na2O2和CO2反应生
22、成碳酸钠和O2,发生反应的化学方程式为2Na2O22CO2=2Na2CO3O2;(3) Cu与硝酸反应生成硝酸铜与氮的氧化物,反应中N元素的化合价部分为不变化,部分降低,故硝酸表现酸性、氧化性;(4) NH4HCO3与过量NaOH溶液反应的离子方程式为NH4+HCO32OH2H2OCO32NH3;(5) 以NH3、H2O、O2为原料可生产HNO3,使amolNH3完全转化为HNO3,根据电子转移守恒,理论上至少需要氧气的物质的量=2amol。8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:2KNO3 2KNO2+O2:2Cu
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