备战高考化学培优 易错 难题(含解析)之氮及其化合物含答案解析

备战高考化学培优 易错 难题(含解析)之氮及其化合物含答案解析

一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．（举一反三）A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物，A是单质。它们之间有如下的反应关系：

(1)若A是淡黄色固体，C、D是氧化物，C是造成酸雨的主要物质，但C也有其广泛的用途，写出其中的两个用途：_____________________________。

(2)若B是气态氢化物，C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分，写出该反应的化学方程式：_____________________________。

(3)若D物质具有两性，②、③反应均要用强碱溶液，④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体。判断单质A的元素在周期表中的位置：___________________________。

(4)若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐，两种物质中除钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性。写出②反应的化学方程式：_______________________________。

D的化学式是________。

(5)若A是应用最广泛的金属。④反应用到A，②、⑤反应均用到同一种非金属单质。C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，写出该反应的离子方程式：_________________________ 。

【答案】漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等(任写2个即可) 4NH3＋6NO5N2＋6H2O 第三周期第ⅢA族 Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑ Na2CO3 Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋

【解析】

【分析】

【详解】

（1）若A是淡黄色固体，C、D是氧化物，且C是造成酸雨的主要物质判断为SO2，所以A为S，C为SO2，B为H2S，D为SO3，二氧化硫具有漂白性，可用于漂白、杀菌、消毒以及作为制备硫酸的材料，

故答案为漂白、杀菌、消毒、作为硫酸的原料等；

（2）若B是气态氢化物．C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染，判断为NO、NO2．B与C在一定条件下反应生成的A是大气主要成分，推断A为N2，B为NH3，该反应的化学方程式4NH3＋6NO5N2＋6H2O，

故答案为4NH3＋6NO5N2＋6H2O；

（3）若D物质具有两性推断D为Al（OH）3，④反应是通入过量的一种引起温室效应的主要气体，说明C为偏铝酸钠NaAlO2，②③反应均要用强碱溶液，判断A为Al，B为AlCl3，单质A为Al，元素在周期表中的位置是第三周期ⅢA族，

故答案为第三周期第ⅢA族；

（4）若A是太阳能电池用的光伏材料，判断A为Si。C、D为钠盐，两种物质中钠、氧外的元素为同一主族，且溶液均显碱性，说明盐水解呈碱性，C为Na2SiO3，D为Na2CO3，B为SiO2；反应②的化学方程式为：Si+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2↑，D的化学式为Na2CO3，故答案为Si+2NaOH+2H2O=Na2SiO3+2H2↑；Na2CO3；

（5）若A是应用最广泛的金属。推断为Fe，④反应用到A，②⑤反应均用到同一种非金属单质．推断为Cl2，C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，判断C为FeCl3，D为FeCl2，C的溶液用于蚀刻印刷铜电路板，写该反应的离子方程式为：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，

故答案为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。

2．某同学在学习元素化合物知识的过程中，发现含有相同元素的物质间在一定条件下存在

转化规律，绘制出如下转化关系图，图中A、B、C、D是由短周期元素组成的物质。

请回答：

（1）若A为单质，其焰色反应为黄色，C为淡黄色固体。则组成A的元素在周期表中的位置是__，C的电子式为__。

（2）若A为能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，C为红棕色气体。

①A→B反应的化学方程式是__。过量的A的水溶液与AlCl3溶液反应离子方程式为__。

②A与C反应生成E和水，E是空气中含量最多的气体。当生成19.6gE时，转移电子的物质的量为__mol。

（3）若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体，B→C反应的化学方程式是__，B与KMnO4溶液反应离子方程式为__。

【答案】第三周期第IA族 4NH3+5O2=4NO+6H2O

Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ 2.4 2SO2+O2催化剂=2SO3 5SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+

【解析】

【分析】

(1)若A为单质，其焰色反应为黄色，C为淡黄色固体，则A为Na，B为Na2O，C为Na2O2，D为NaOH；

(2)若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，C是红棕色气体，则A为NH3，B为NO，C为NO2，D为HNO3；

(3) 若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4，以此解答。

【详解】

(1)若A为单质，其焰色反应为黄色，C为淡黄色固体，则A为Na，B为Na2O，C为Na2O2，D为NaOH，A的元素在周期表中的位置是第三周期第IA族，Na2O2的电子式为：；

(2)若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，C是红棕色气体，则A为NH3，B为NO，C为NO2，D为HNO3；

①A→B反应的化学方程式是：4NH3+5O2=4NO+6H2O；过量的NH3的水溶液与AlCl3溶液反应生成氢氧化铝，离子方程式为：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；

②A与C反应生成E和水，E是空气中含量最多的气体N2，化学方程式为：8NH3+6NO2一定条件=7N2+12H2O，19.6g N2的物质的量为19.6g28g/mol=0.7mol，则消耗NH3的物质的量为0.8mol，NH3中N的化合价从-3价上升到0价转移3个电子，共转移电子的物质的量为0.8mol3=2.4mol；

(3) 若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4，B→C反应的化学方程式是：2SO2+O2催化剂2SO3；SO2与KMnO4溶液反应生成硫酸，离子方程式为：5SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+。

3．已知如图中H是无色液体，号称生命之源，B是空气中含量最多的物质，E是红棕色气体。

（1）C的化学式是___。

（2）D和E都是大气污染物，D转化成E的化学方程式是___。

（3）E和H的反应中，氧化剂和还原剂的质量比是___。

【答案】NH3 NO＋O2=2NO2 1∶2

【解析】

【分析】

H是无色液体，号称生命之源，推断为H2O，B是空气中含量最多的物质为N2，E是红棕色气体，经过两步氧化得到判断为NO2，结合流程图分析可知，H为H2O，A为H2，B为空气中的N2，C为NH3，D为NO，E为NO2，E和水反应生成硝酸和一氧化氮，C+F=G，是NH3+HNO3=NH4NO3，依据判断的物质回答问题。

【详解】

H是无色液体，号称生命之源，推断为H2O，B是空气中含量最多的物质为N2，E是红棕色气体，经过两步氧化得到判断为NO2，结合流程图分析可知，H为H2O，A为H2，B为空气中的N2，C为NH3，D为NO，E为NO2，E和水反应生成硝酸和一氧化氮，C+F=G，是NH3+HNO3=NH4NO3；

(1)C的化学式为NH3； (2)D和E都是大气污染物，NO转化为NO2的化学方程式分别是2NO+O2=2NO2；

(3)E和H反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO，依据元素化合价变化分析可知，一氧化氮为还原产物，硝酸为氧化产物，所以氧化剂和还原剂的质量比是1:2。

【点睛】

考查物质推断的关系分析判断，解题一般解题思路：①审清题意，从题干迅速浏览、整体扫描、产生印象，尽量在框图中把相关信息表示出来，明确求解要求；②找“题眼”即找到解题的突破口，此步非常关键；③从题眼出发，联系新信息及所学的旧知识，依物质的特性或转移特征来确定“突破口”，大胆猜测，顺藤摸瓜，进行综合分析、推理，初步得出结论；④验证确认将结果放入原题检验，完全符合才算正确。

4．原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W与氢元素可组成共价化合物XH3、H2Z和HW；Y与氧元素可形成离子化合物Y2O和Y2O2。

（1）Y2Z的电子式是 ________

（2）实验室可用如图所示装置制备并收集XH3(缺少收集装置，夹持固定装置略去)。

①图中方框内应选用连接_____烧瓶收集XH3（填“A或B”）。

②实验室制法中大试管中的试剂一般选用(填写化学式)_________________。烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是(用电离方程式表示)：___________________________________

③XH3是工业上氧化法制硝酸的重要基础原料，制备过程中该物质发生的化学反应方程式为__________________________。

（3）磷在W2中燃烧可生成两种产物，其中一种产物甲，分子中各原子最外层不全是8电子结构，甲的化学式是_________。 XH3和HW两种化合物能反应生成离子化合物乙，n mol甲与n mol乙在一定条件下反应，生成4n mol HW和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气密度的174倍，其化学式是_________。

【答案】 A NH4Cl和Ca(OH)2 NH3H2ONH4++OH− 4NH3＋5O2

4NO＋6H2O PCl5 P3N3Cl6

【解析】

【分析】

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，Y与氧元素可形成离子化合物Y2O和Y2O2，则Y为Na；其中X、Z、W与氢元素可组成共价化合物XH3、H2Z和HW，则X为N、Z为S、W为Cl。

【详解】 （1）Na2S的电子式是。

（2）①收集NH3用向下排空气法，故图中方框内应选用连接A烧瓶收集NH3。

②实验室制法中大试管中的试剂一般选用NH4Cl和Ca(OH)2。烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是氨气与水反应生成的一水合氨是弱碱，其电离方程式为NH3H2ONH4++OH−。

③NH3是工业上氧化法制硝酸的重要基础原料，制备过程中，该物质发生催化氧化，化学反应方程式为4NH3＋5O2 4NO＋6H2O。

（3）磷在Cl2中燃烧可生成两种产物，其中一种产物甲，分子中各原子最外层不全是8电子结构，则甲为五氯化磷，其化学式是PCl5。 NH3和HCl两种化合物能反应生成离子化合物氯化铵，n mol PCl5与n molNH4Cl在一定条件下反应，生成4n mol HCl和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气密度的174倍，则该化合物的相对分子质量为348，由质量守恒定律可知，其化学式是P3N3Cl6。

【点睛】

本题考查了根据元素所形成的化合物的结构和性质进行元素推断，还考查了化合物的电子式书写、氨气的实验室制法、硝酸的工业制法、有关化学式的计算。要求学生要掌握短周期元素的原子结构，掌握常见气体的实验室制法和收集方法，掌握重要化合物的工业制法。