高考化学推断题综合题专练氮及其化合物Word下载.docx

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V·

M=3.00mol·

L-1×

0.1L×

40g·

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．某城市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。

因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。

请回答下列问题

（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。

若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子

K+

Na+

NH4+

SO42-

NO3-

Cl-

浓度/mol·

L-1

4×

10-6

6×

2×

10-5

3×

根据表中数据判断待测试样为__（填“酸”或“碱”）性，表示该试样酸碱性的c（H+）或c（OH-）=___mol·

L-1。

（2）煤燃烧排放的烟气中含有SO2和NOx，易形成酸雨，污染大气，采用NaClO2溶液在碱性条件下可对烟气进行脱硫，脱硝，效果非常好。

完成下列对烟气脱硝过程的离子方程式。

（____）ClO2-+（____）NO+（____）OH-=（____）Cl-+（____）NO3-+______

（3）为减少SO2对环境的污染，常将煤炭转化为清洁的气体燃料，并将烟气进行处理，吸收其中的SO2。

①写出焦炭与水蒸气反应的化学方程式：

__。

②以下物质可以用来吸收烟气中SO2的是__（填字母代号）。

a.Ca（OH）2b.Na2CO3c.CaCl2d.NaHSO3

（4）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。

①汽车启动时汽缸温度高，汽缸中会生成NO，化学方程式为___。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO。

在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为无污染、无毒性的两种气体，其化学反应方程式为___。

【答案】酸10-4344342H2OC+H2O

CO+H2abN2+O2

2NO2CO+2NO

2CO2+N2

（1）根据电荷守恒判断溶液的酸碱性；

（2）根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平方程式；

（3）①焦炭与水蒸气反应生成CO和H2；

②SO2是酸性氧化物，能被碱性溶液吸收；

（4）①汽车启动时汽缸温度高，氮气和氢气在汽缸中会生成NO；

②在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳。

（1）根据表格数据，试样所含水溶性无机离子所带电荷总数是c（K+）+c（Na+）+c（NH4+）-2c（SO42－）-c（NO3－）-c（Cl－）=4×

10-6+6×

10-6+2×

10-5-2×

10-5-3×

10-5=-1×

10-4，根据溶液的电中性原则，溶液中应该含有带正电荷的氢离子，c（H+）=1.0×

10－4mol/L，所以溶液呈酸性；

（2）ClO2-中氯元素化合价由+3降低为-1，NO中N元素化合价由+2升高为+5，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒，烟气脱硝过程的离子方程式3ClO2-+4NO+3OH-=3Cl-+4NO3-+2H2O；

（3）①焦炭与水蒸气反应生成CO和H2，反应方程式是C+H2O

CO+H2；

②SO2是酸性氧化物，能被碱性溶液吸收，Ca（OH）2呈碱性，能吸收SO2生成亚硫酸钙和水；

Na2CO3呈碱性，能吸收SO2；

CaCl2与SO2不反应；

NaHSO3与SO2不反应；

故选ab；

（4）①汽车启动时汽缸温度高，氮气和氢气在汽缸中生成NO，化学方程式为是N2+O2

2NO；

②在汽车尾气系统中装上催化转化器可使CO和NO反应转化为氮气、二氧化碳，其化学反应方程式为2CO+2NO

2CO2+N2。

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：

（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3mol·

L-1NaOH溶液1L进行模拟测试，需称取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）验证废水中NH4+已基本除净的方法是___________（写出操作、现象与结论）。

（5）气体1转化为气体2时空气不能过量的原因是__________。

（6）捕获剂捕获的气体主要是__________（填化学式）。

（7）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：

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）。

【答案】CaCO3、CaSO3120NH4++NO2-=N2↑+2H2O取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净气体1转化为气体2时，其中NO:

NO2物质的量之比为1：

1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量COC

工业废气（主要含NO、CO、CO2、SO2、N2）用过量石灰乳吸收，CO2、SO2与Ca（OH）2反应生成CaCO3、CaSO3，成为固体1的主要成分，此时气体1为NO、CO、N2；

通入适量空气，主要与NO作用生成NO2，成为空气2的主要成分；

通入NaOH溶液中，从产物NaNO2看，前面通入的空气，只能将一部分NO氧化为NO2，否则生成的NaNO2中会混入NaNO3；

NO2-与NH4+发生氧化还原反应，生成N2和H2O，气体3为CO，被捕获剂捕获。

（1）从以上分析可知，固体1的主要成分有Ca（OH）2、CaCO3、CaSO3。

答案为：

CaCO3、CaSO3；

L-1NaOH溶液1L进行模拟测试，需称取NaOH固体质量为3mol·

L-1×

1L×

40g/mol=120g。

120；

（3）用NaNO2溶液处理含NH4+废水时，NO2-与NH4+反应生成N2和H2O，反应的离子方程式为NH4++NO2-=N2↑+2H2O。

NH4++NO2-=N2↑+2H2O；

（4）验证废水中NH4+已基本除净，可加碱检测气体的性质，方法是取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净。

取少量处理后废水于试管中，加入NaOH溶液加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若无明显现象则可证明NH4+已基本除净；

（5）由以上分析知，气体1转化为气体2时空气不能过量的原因是气体1转化为气体2时，其中n（NO）:

n（NO2）物质的量之比为1:

1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量。

气体1转化为气体2时，其中n（NO）:

1时才可以被NaOH溶液完全转化成NaNO2，若空气过量，则与NaOH反应生成NaNO3和NaNO2的混合溶液，因此空气不能过量；

（6）由以上分析可知，捕获剂捕获的气体主要是CO。

CO；

（7）鉴别NaNO2和NaCl，需利用反应2NaNO2+4HI=2NO↑+I2+2NaI+2H2O，所以需加I-、淀粉、酸，从而确定选用的物质是①②⑤，故选C。

C。

【点睛】

检验NaNO2和NaCl，若使用AgNO3溶液，会生成AgCl、AgNO2白色沉淀，再加入稀硝酸，AgNO2溶解，而AgCl不溶解，所以也可用硝酸酸化的硝酸银溶液进行鉴别。

3．某课外兴趣小组探究利用废铜屑制取CuSO4溶液，设计了以下几种实验方案。

完成下列填空：

（1）方案一：

以铜和浓硫酸反应制备硫酸铜溶液。

方案二：

将废铜屑在空气中灼烧后再投入稀硫酸中。

和方案一相比，方案二的优点是________________________；

方案二的实验中，发现容器底部残留少量紫红色固体，再加入稀硫酸依然不溶解，该固体为________。

（2）方案三的实验流程如图所示。

溶解过程中有气体放出，该气体是________。

随着反应的进行，生成气体速率加快，推测可能的原因是________________________________________________________________________________。

（3）设计实验证明你的推测：

______________________________。

方案四的实验流程如图所示。

（4）为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比应为________；

（5）对方案四进行补充完善，设计一个既能防止污染，又能实现物料循环的实验方案（用流程图表示）__________________________________。

【答案】不产生污染空气的SO2气体，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少CuO2反应产生的Cu2＋对H2O2分解有催化作用　取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，观察产生气泡的速率是否加快3∶2

（1）第一个方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成空气污染；

第二个方案中铜和氧气加热生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水，因此反应过程中没有污染物，且原料的利用率高。

方案二的实验中，发现容器底部残留少量紫红色固体为铜，不溶于稀硫酸；

（2）方案三中H2O2发生还原反应生成O2；

随着反应的进行，生成气体速率加快，可能是反应产生的Cu2＋对H2O2分解有催化作用；

（3）取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，如果产生气泡的速率加快，则证明Cu2＋对H2O2分解有催化作用；

（4）根据离子方程式：

3Cu＋2NO

＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，反应消耗2mol硝酸，生成3mol硫酸铜，故为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比应为3∶2；

（5）设计实验方案时，为防止NO污染空气，应通入空气氧化NO为NO2，用水吸收后，生成的HNO3再循环利用：

。

4．细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应，并耦合两种元素的循环。

耦合循环中的部分转化如下图所示。

（1）上图所示氮循环中，属于氮的固定的有________（填字母序号）。

a.N2转化为氨态氮b.硝化过程c.反硝化过程

（2）氮肥是水体中氨态氮的主要来源之一。

①氨气是生产氮肥的主要原料，工业合成氨的化学方程式为________。

②检验氨态氮肥中NH4+的实验方案是________。

（3）硝化过程中，含氮物质发生________（填“氧化”或“还原”）反应。

（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。

该反应中，当产生0.02mol氮气时，转移的电子的物质的量为________mol。

（5）土壤中的铁循环可用于水体脱氮（脱氮是指将氮元素从水体中除去），用离子方程式分别说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮和硝态氮的原理：

________、________。

【答案】aN2+3H2

2NH3取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+氧化0.066Fe3++2NH4+=6Fe2++N2↑+8H+10Fe2++2NO3-+12H+=10Fe3++N2↑+6H2O

（1）氮的固定是氮元素由游离态变为化合态；

（2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气；

②铵根离子与碱反应放出氨气；

（3）硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子；

（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，根据得失电子守恒，反应方程式是NH4++NO2-=N2+2H2O；

（5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH4+氧化为氮气，Fe2+把NO3-还原为氮气。

（1）a.N2转化为氨态氮，氮元素由游离态变为化合态，属于氮的固定；

b.硝化过程是铵根离子转化为硝酸根离子，不是氮的固定；

c.反硝化过程是硝酸根离子转化为氮气，不是氮的固定；

选a；

（2）①工业上用氮气和氢气反应生成氨气，反应方程式是N2+3H2

2NH3；

②铵根离子与碱反应放出氨气，检验铵态氮肥中NH4+的实验方法是：

取少量氮肥溶于适量蒸馏水中，向其中加入浓NaOH溶液，加热，并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到红色石蕊试纸变蓝，则证明氮肥中含有NH4+；

（3）硝化过程中，铵根离子转化为硝酸根离子，氮元素化合价升高，含氮物质发生氧化反应。

（4）氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气，反应方程式是NH4++NO2-=N2+2H2O，生成1molN2转移3mol电子，当产生0.02mol氮气时，转移的电子的物质的量为0.06mol。

（5）脱氮是指将氮元素转化为氮气从水体中除去，Fe3+把NH4+氧化为氮气，Fe2+把NO3-还原为氮气，反应的离子方程式是6Fe3++2NH4+=6Fe2++N2↑+8H+、10Fe2++2NO3-+12H+=10Fe3++N2↑+6H2O。

5．将一定质量的铁粉加入装有100mL某浓度稀硝酸的容器中充分反应。

试回答:

（1）容器中剩余mg铁粉，收集到NO气体448mL（标准状况下）。

①所得溶液中溶质的化学式为__________。

②原稀硝酸的物质的量浓度为__________。

（2）向

（1）中所得的固液混合物中逐滴滴加稀硫酸至刚好不再产生遇空气变成红棕色的气体为止，此时容器中剩余铁粉ng。

①此时溶液中溶质的化学式为__________。

②m-n的值为_______（精确到0.1）。

【答案】Fe（NO3）20.8mol·

L-1FeSO45.0

（1）①容器中剩有mg的铁粉，铁过量，所得溶液中的溶质为Fe（NO3）2；

②硝酸完全反应生成硝酸亚铁与NO，NO的物质的量=0.448L÷

22.4L/mol=0.02mol，根据电子转移守恒，参加反应的n（Fe）=0.02mol×

=0.03mol，由氮元素守恒可知：

n（HNO3）=2n[Fe（NO3）2]+n（NO）=2×

0.03mol+0.02mol=0.08mol，故原硝酸的物质的量浓度=0.08mol÷

0.1L=0.8mol/L；

（2）①向上述固-液混合物中逐滴加入稀硫酸，溶液中的反应顺序为：

Fe先和HNO3（氢离子由硫酸提供）生成NO，因为此时铁还是有剩余，所以硝酸根离子被消耗尽，硝酸根反应完全后，最后是Fe和H2SO4反应生成H2，至刚好不再产生遇空气变成红棕色的气体为止，此时溶液中的溶质为FeSO4；

②Fe先和HNO3（氢离子由硫酸提供）生成NO，关系为：

3Fe～2NO3-，溶液中硝酸根离子的物质的量是0.08mol-0.02mol=0.06mol，所以消耗铁的物质的量是0.06mol×

3/2=0.09mol，质量是0.09mol×

56g/mol≈5.0g，即m-n的值为5.0。

6．NH3、NO、NO2都是常见重要的无机物，是工农业生产、环境保护、生命科学等方面的研究热点。

（1）写出氨在催化剂条件下与氧气反应生成NO的化学方程式_____。

（2）氮氧化物不仅能形成酸雨，还会对环境产生的危害是形成_____。

（3）实验室可用Cu与浓硝酸制取少量NO2，该反应的离子方程式是_____。

（4）为了消除NO对环境的污染，根据氧化还原反应原理，可选用NH3使NO转化为两种无毒气体（其中之一是水蒸气），该反应需要催化剂参加，其化学方程式为_____。

（5）一定质量的Cu与适量浓硝酸恰好完全反应，生成标准状况下NO2和NO气体均为2240mL。

向反应后的溶液中加入NaOH溶液使Cu2+刚好完全沉淀，则生成Cu（OH）2沉淀的质量为_____克。

【答案】4NH3+5O2

4NO+6H2O光化学烟雾Cu+4H++2NO3﹣＝Cu2++2NO2↑+2H2O4NH3+6NO

5N2+6H2O19.6

（1）氨气和氧气在催化剂的条件下反应生成一氧化氮和水；

（2）氮氧化物还可以形成光化学烟雾，破坏臭氧层；

（3）铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，浓硝酸和硝酸铜都能写成离子形式；

（4）氨气使一氧化氮转化为两种无毒气体，其中一种是水蒸气，另外一种为氮气；

（5）根据电子转移守恒计算铜的物质的量，由铜原子守恒可得氢氧化铜的物质的量，在根据m=nM计算。

（1）氨气与氧气在催化剂条件下生成NO与水，反应方程式为：

4NH3+5O2

4NO+6H2O，

故答案为：

4NO+6H2O；

（2）氮氧化物还可以形成光化学烟雾、破坏臭氧层等，故答案为：

光化学烟雾；

（3）Cu与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，浓硝酸、硝酸铜都写成离子形式，反应离子方程式为：

Cu+4H++2NO3﹣＝Cu2++2NO2↑+2H2O，答案为：

Cu+4H++2NO3﹣＝Cu2++2NO2↑+2H2O；

（4）NH3使NO转化为两种无毒气体，其中之一是水蒸气，另外一种为氮气，反应方程式为：

4NH3+6NO

5N2+6H2O，

5N2+6H2O；

（5）n（NO2）＝n（NO）＝2.24L÷

22.4L/mol＝0.1mol，根据电子转移守恒，可知n（Cu）＝

＝0.2mol，由Cu原子守恒可得氢氧化铜的物质的量为0.2mol，生成Cu（OH）2沉淀的质量为0.2mol×

98g/mol＝19.6g，故答案为：

19.6。

掌握有关硝酸反应的计算，一般用守恒方法，如电子守恒，反应中氮元素得到电子物质的量等于铜失去电子的物质的量，也等于铜离子结合的氢氧根的物质的量，据此计算即可。

7．已知19.2gCu与过量的200mL5mol/L稀硝酸充分反应，反应方程式如下：

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

（1）写出该反应的离子方程式：

________；

（2）标准状况下，产生NO气体的体积为：

转移电子的物质的量为______；

反应后NO3-的物质的量浓度为：

______。

（忽略反应前后溶液体积的变化）

【答案】3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O4.48L0.6mol4mol/L

（1）根据离子方程式的拆写原则，硝酸和硝酸铜拆为离子，结合电荷守恒书写；

（2）先计算19.2g铜的物质的量，再结合反应方程式确定需消耗硝酸的物质的量，由反应可知被还原的硝酸和生成的NO的物质的量，最后根据N元素守恒计算溶液中含有的NO3-的物质的量，根据c=

计算反应后NO3-的物质的量浓度。

（1）Cu与稀硝酸反应方程式为：

3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，在该反应中，硝酸和硝酸铜是易溶的强电解质，拆为离子，其余物质仍然用化学式表示，则该反应的离子方程式为：

3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；

（2）19.2g铜的物质的量n（Cu）=19.2g÷

64g/mol=0.3mol，由反应可知，0.3molCu消耗0.8molHNO3，则根据元素化合价升降与电子转移关系可知被还原的硝酸和生成的NO均为0.2mol，则生成NO的体积V（NO）=0.2mol×

22.4L/mol=4.48L；

根据反应方程式可知3mol金属Cu反应转移电子的物质的量是6mol，则0.3mol金属铜参加反应转移电子的物质的量为0.6mol，在200mL5mol/L稀硝酸中含有NO3-的物质的量是n（NO3-）=5mol/L×

0.2L=1mol，反应中被还原的硝酸为0.2mol，被还原的硝酸变为NO气体，则溶液中剩余的NO3-的物质的量n（NO3-）=1mol-0.2mol=0.8mol，则其物质的量浓度是c=

=4mol/L。

本题考查氧化还原反应的知识，明确元素的化合价变化及原子守恒的方法来分析是解答本题的关键，