高考化学培优 易错 难题(含解析)之氮及其化合物及答案解析
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高考化学压轴题之氮及其化合物(高考题型整理,突破提升)附详细答案一、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+H2ONH3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。
易错点25 氮元素及其化合物易错题【01】氮的固定易错题【02】氮的氧化物(1)氮有多种价态的氧化物,如N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2(或N 2O 4)、N 2O 5,其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5。
(2)氮的氧化物都有毒,其中NO 2与N 2O 4之间存在平衡:2NO2O 4,在阿伏加德罗常数问题中要考虑该平衡的存在;(3)NO 、CO 均能与血红蛋白结合而使人中毒。
易错题【03】硝酸的强氧化性与金属反应 稀硝酸与铜反应的化学方程式: 3Cu +8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O浓硝酸与铜反应的化学方程式: Cu +4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O与非金属反应浓硝酸与C 反应的化学方程式: C +4HNO 3(浓)=====△CO 2↑+4NO 2↑+2H 2O 与还原性化合物反应 硝酸可氧化Fe 2+、H 2S 、SO 2、Na 2SO 3、HI 等还原性物质。
如稀硝酸与FeSO 4溶液反应的离子方程式: 3Fe 2++4H ++NO -3===3Fe 3++NO↑+2H 2O 3大,氧化性越强,其还原产物的价态越高。
②反应过程中,HNO 3的还原产物一般为HNO 3(浓)―→NO 2,HNO 3(稀)―→NO 。
③浓硝酸能使紫色石蕊溶液先变红,后褪色,该反应过程中浓硝酸表现出强酸性和强氧化性。
④常温下,铁、铝遇浓硝酸能发生“钝化”,表面生成致密的氧化膜,并非不发生反应,故浓硝酸可以用铁桶盛放。
易错题【04】实验室制取氨的其他方法方法 化学方程式(或原理) 气体发生装置加热浓氨水 化学方程式为NH 3·H 2O=====△NH 3↑+H 2O浓氨水+NaOH 固体NaOH 溶于水放热,促使氨水分解。
且OH -浓度的增大有利于NH 3的生成浓氨水+CaO 固体 CaO 与水反应,使溶剂(水)减少;反应放热,促使氨水分解,化学方程式为NH 3·H 2O +CaO==NH 3↑+Ca(OH)2(1)牢记一条转化主线,侧重物质之间转化的条件及产物: N 2――→H 2NH 3――→O 2NO――→O 2NO 2――→H 2O HNO 3――→NH 3NH 4NO 3(2)结合氧化还原反应中“价态转化规律”,认识不同价态含氮物质之间的转化关系: NH 3――→O 2NO――→O 2NO 2――→H 2O HNO 3(3)明确含氮物质的连续氧化关系:N 2――→O 2NO――→O 2NO 2――→H 2O HNO 3典例分析例1、氮及其化合物的“价-类”二维图如下所示。
高考化学易错题专题训练-氮及其化合物练习题含详细答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.人类农业生产离不开氮肥,科学合理使用氮肥,不仅能提高化肥的使用率,而且能够更好地保护环境,请回答下列问题:(1)将N2转化为含氮化合物的过程称为固氮①人工固氮,将N2→NH3, N2发生_________反应②自然界固氮,可将少量N2转化为Ca(NO3)2等氮肥,转化途径如下(转化所需试剂及条件已略去):N2→NO→NO2→HNO3M−−→Ca(NO3)2。
写出NO→NO2→HNO3的化学方程式__________、__________。
将HNO3转化为Ca(NO3)2,列举三种不同类别......的化合物M_______(写化学式)。
(2)科学合理地保存、施用氮肥① NH4HCO3需阴凉处保存,原因是__________(写化学方程式)。
②铵态氮肥不能与碱性肥料混合使用,以NH4Cl为例写出发生反应的离子方程式________。
(3)过渡施用氮肥将导致大气中NH3含量增高,加剧雾霾的形成。
(NH4)2SO4是雾霾的成分之一,其形成过程如下图所示(转化所需试剂及条件已略去):① X可能是______、_______。
Y是___________。
②尿素CO(NH2)2是一种常用化肥,缓慢与H2O发生非氧化还原反应释放出NH3则尿素中C 元素化合价为__________。
【答案】还原 2NO + O2= 2 NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO CaO、Ca(OH)2、CaCO3NH4HCO3ΔNH3↑+CO2↑+ H2O NH4++ OH-= NH3↑+ H2O SO3 H2SO3 H2SO4 +4【解析】【分析】本题主要考察含N物质的化学性质,运用所学知识答题即可。
【详解】(1)①N2→NH3,N的化合价由0变为了-3,则N2作氧化剂,发生还原反应;②NO→NO2的化学方程式为:2NO+O2=2NO2;NO2→HNO3的化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;HNO3M−−→Ca(NO3)2,M可以是CaO、Ca(OH)2、CaCO3;(2)①NH4HCO3需阴凉处保存,是因为该物质对热不稳定,受热易分解,相关的化学方程式为:NH4HCO3ΔNH3↑+CO2↑+H2O;②该离子方程式为:NH 4++OH -=NH 3↑+H 2O ;(3)①根据图可知,Y 为H 2SO 4;在自然环境中,SO 2变为H 2SO 4的途径有两种:2H O [O]2324SO SO H SO −−→−−−→、22H O O 22324SO H SO H SO −−−→−−→,故X 为SO 3或H 2SO 3;②尿素CO(NH 2)2缓慢与H 2O 发生非氧化还原反应释放出NH 3,说明尿素中N 呈-3价,由于O 呈-2价,H 呈+1价,故可算得C 呈+4价。
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.已知A是一种金属,其焰色反应呈黄色,B溶液能使酚酞试液变红;D、F相遇会产生白烟。
A、B、C、D、E、F间有如下变化关系:(1)A的名称是___;F的化学式是__。
(2)B→D反应的化学方程式为__。
(3)F在空气中遇水蒸气产生白雾现象,这白雾实际上是__。
(4)已知,气体D也能与Cl2发生反应,试写出当Cl2足量时该反应的化学方程式,并用双线桥法标出电子转移的数目___。
【答案】钠HCl NaOH+NH4Cl NaCl+NH3↑+ H2O HCl吸收水蒸气生成盐酸小液滴【解析】【分析】A是一种金属,该金属能和水反应生成溶液B和气体E,B溶液能使酚酞试液变红,说明B是碱,焰色反应呈黄色,说明含有钠元素,所以B是NaOH,根据元素守恒知A是Na,E是H2;氢气在氯气中燃烧生成HCl,则F是HCl,氢氧化钠溶液和C反应生成D,D、F 相遇会产生白烟,氯化氢和氨气反应生成白烟氯化铵,则D是NH3,C是NH4Cl。
【详解】(1)根据上面的分析可知,A的名称为钠,F的化学式为HCl,故答案为:钠; HCl;(2) 根据上面的分析可知,B是NaOH,C是NH4Cl,在加热条件下,氯化铵和氢氧化钠反应生成氯化钠、氨气和水,反应方程式为:NaOH+NH4Cl NaCl+NH3↑+ H2O;答案:NaOH+NH4Cl NaCl+NH3↑+ H2O;(3)根据上面的分析可知,F是HCl,F在空气中遇水蒸气产生白雾现象,这白雾实际上是HCl吸收水蒸气生成盐酸小液滴;答案:HCl吸收水蒸气生成盐酸小液滴;(4)根据上面的分析可知,D是NH3,气体D也能与Cl2发生反应生成氮气和 HCl,其反应的方程式为:3Cl2 + 2NH3 = 6HCl + N2 ,用双线桥法标出电子转移的数目;答案:。
2.A、B、C、D 均为短周期元素组成的物质,它们之间符合如下转化关系:(1)若A 为可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气态氢化物,X 为水,D 为重要的化工原料。
高考化学复习氮及其化合物专项易错题及答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.氮的氧化物既是可导致酸雨的物质,也是造成空气污染的重要物质,加大对氮的氧化物的治理是环境保护重要举措。
(1)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。
写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: _____________________________,该反应中氧化剂是_________,还原剂是________________________________________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成对大气无污染的气体,该反应的化学方程式为___________________________________。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_________ mol·L-1。
②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m =_________。
③用含n和m的代数式表示所得溶液中NO3-和NO2-浓度的比值c(NO3-)∶c(NO2-)=_________。
【答案】6NO2+8NH37N2+12H2O NO2 NH3 2NO+2CO N2+2CO2 (m+n)/V 3∶2 (n-m)/(3m+n)【解析】【分析】(1)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水,反应中元素化合价降低的做氧化剂,元素化合价升高的物质做还原剂;(3)①根据气体和氢氧化钠的关系式计算;②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式中各个物理量之间的关系式计算;③同一溶液中,c(NO3-):c(NO2-)等于其物质的量之比。
高考化学压轴题之氮及其化合物(高考题型整理,突破提升)含答案解析一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.氮的氧化物既是可导致酸雨的物质,也是造成空气污染的重要物质,加大对氮的氧化物的治理是环境保护重要举措。
(1)在一定条件下氨气可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。
写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式: _____________________________,该反应中氧化剂是_________,还原剂是________________________________________。
(2)汽车尾气中含有CO和NO,消除这两种物质对大气的污染的方法是安装催化转化器,使它们发生反应生成对大气无污染的气体,该反应的化学方程式为___________________________________。
(3)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O现有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为_________ mol·L-1。
②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m =_________。
③用含n和m的代数式表示所得溶液中NO3-和NO2-浓度的比值c(NO3-)∶c(NO2-)=_________。
【答案】6NO2+8NH37N2+12H2O NO2 NH3 2NO+2CO N2+2CO2 (m+n)/V 3∶2 (n-m)/(3m+n)【解析】【分析】(1)氨气和二氧化氮在一定条件下反应生成氮气和水,反应中元素化合价降低的做氧化剂,元素化合价升高的物质做还原剂;(3)①根据气体和氢氧化钠的关系式计算;②根据二氧化氮、一氧化氮和氢氧化钠反应的方程式中各个物理量之间的关系式计算;③同一溶液中,c(NO3-):c(NO2-)等于其物质的量之比。
高考化学复习氮及其化合物专项易错题附答案解析一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.A、B、C、D四种物质之间有下图所示的转化关系。
已知:A是气体单质,C 是红棕色气体。
回答下列问题:(1)写出C的化学式:________;(2)在上图D→B的过程中,D表现出强_____(填“氧化性”或“还原性”);(3)写出C→D转化的化学方程式_________。
【答案】NO2氧化性 3NO2+H2O=2HNO3+NO;【解析】【分析】C为红棕色气体,则C是NO2,NO2溶于水生成硝酸和NO.A是空气中的主要成分,且能和氧气反应,所以A是氮气,则B是NO,D能与Cu反应得到NO2,故D为HNO3;【详解】(1)由上述分析可知,C为NO2,;(2)D→B的过程为稀硝酸与铜的反应,发生反应的化学方程式是3Cu+8HNO3(浓)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,反应中HNO3所含N元素化合价降低,硝酸表现出强氧化性;(3)C是NO2,D为HNO3,C→D反应的化学方程式为3NO2+H2O=NO+2HNO3。
2.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:已知:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O(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100mL 3.00mol·L-1NaOH溶液进行模拟测试,需用托盘天平称取 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)捕获剂从气体 3 中捕获的气体主要是__________________ (填化学式)。
高考化学易错题精选-氮及其化合物练习题含答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义。
(1)实验室欲用下图所示装置(夹持固定装置略去)制备并收集氨气。
①请在图中烧瓶内绘出导管所缺部分______________。
②试管中反应的化学方程式是____________________。
③为吸收多余的氨气,烧杯中的试剂是__________________。
(2)氨有很多重要性质。
①将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色,其原因是_______________________________。
②管道工人曾经用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如出现白烟,说明有氯气泄露,同时还有一种相对分子质量为28的气体生成,该反应的化学方程式是__________________________。
(3)写出氨的两种用途__________________________________。
【答案】 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 水(或稀盐酸、硫酸等) 氨水显碱性 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl 作制冷剂、制化肥等【解析】【分析】(1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,氨气极易溶于水,所以只能采用向下排空气法收集;②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,据此写出该反应方程式;③氨气极易溶于水,且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸,据此分析氨气的吸收方法;(2) ①氨水溶液显碱性,溶液中存在氢氧根离子大于氢离子浓度,据此进行分析;②根据电子得失守恒、原子守恒规律,推断出氨气和氯气反应生成氯化铵和氮气;据此写出化学方程式;【详解】(1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,所以可以采用向下排空气法收集气体,即导气管应该“短进长出”,如图所示:;因此,本题正确答案是:。
②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,反应方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ;因此,本题正确答案是: 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.A、B、C、D四种物质之间有如图所示的转化关系。
已知:A是气体单质,C 是红棕色气体。
回答下列问题:(1)写出C的化学式:___;(2)写出A的电子式___;(3)写出C→D转化的化学方程式___。
【答案】NO23NO2+H2O=2HNO3+NO【解析】【分析】A是气体单质,C是红棕色气体,则A为N2,B为NO,C为NO2,D为HNO3。
【详解】(1)C是红棕色气体,为NO2,;故答案为:NO2;(2)N2中N原子最外层为5个电子,两个N原子间形成三个共用电子对,氮气的电子式为:;故答案为:;(3)二氧化氮溶于水生成硝酸和NO,C→D转化的化学方程式:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故答案为:3NO2 +H2O═2HNO3+NO。
2.下图是由短周期元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。
各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中A、B、D在常温下均为无色无刺激性气味的气体,C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,M是最常见的无色液体。
(1)物质G的化学式:______。
(2)物质B的电子式:______。
(3)写出A→D的化学方程式:______;G→E的离子方程式:_____。
【答案】HNO 32CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O23Cu + 8H+ + 2NO3– = 3Cu2+ +2NO↑+ 4H2O【解析】【分析】无色无刺激性气味的气体A和过氧化钠反应,A为气体二氧化碳,D为氧气;C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,C为氨气,则B为氮气,在高温高压催化剂条件下和氢气化合生成氨,氨催化氧化得到一氧化氮气体E,F为二氧化氮,溶于水形成硝酸G。
【详解】(1)物质G为硝酸,其化学式为:HNO3,故答案为:HNO3。
(2)物质B为氮气,其电子式为:,故答案为:。
(3)A→D的反应为过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2,故答案为:2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2。
高考化学易错题专题复习-氮及其化合物练习题附答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.硝酸是一种重要的化工原料,用来制取一系列硝酸盐类氮肥,如硝酸铵、硝酸钾等;也用来制取含硝基的炸药等。
试回答下列问题:(1)某同学对铁与稀硝酸的反应进行探究,若HNO3只被还原成NO,则:①写出铁与过量稀硝酸反应的离子方程式:__。
②写出过量铁与稀硝酸反应的离子方程式:__。
③若28g铁与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为__。
上述反应结束后,向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液,滤出沉淀洗涤后,在空气中灼烧至质量不变,最终得到的固体质量为__g。
(2)饮用水中NO3-对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中NO3-的浓度,某饮用水研究人员提出,可在碱性条件下用铝粉将NO3-还原为N2。
①配平方程式:__Al+__NO3-+__OH-+__=__[Al(OH)4]-+__N2↑。
②上述反应中,还原剂与还原产物的物质的量之比是__,反应中转移电子0.3mol,生成__mL(标准状况下)N2。
【答案】Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O 3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O 2∶3 40 10 6 4 18H2O 10 3 10∶3 672【解析】【详解】(1)①铁与过量稀硝酸反应生成硝酸铁、NO和水,离子方程式为Fe+NO3-+4H+=Fe3++NO↑+2H2O;②过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水,离子方程式为3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O;③28g铁的物质的量为0.5mol,与含1.6mol硝酸的稀硝酸恰好完全反应,设生成的Fe3+和Fe2+的物质的量分别是xmol、ymol,即生成xmol硝酸铁和ymol硝酸亚铁,根据N原子守恒知,生成NO的物质的量为(1.6-3x-2y)mol,根据得失电子守恒有3x+2y=3(1.6-3x-2y),又有x+y=0.5,解得x=0.2,y=0.3,则生成的Fe3+和Fe2+的物质的量之比为2∶3;上述反应结束后,向反应后的溶液中加足量氢氧化钠溶液,滤出沉淀洗涤后,在空气中灼烧至质量不变,由于生成的氢氧化亚铁在空气中易被氧化为氢氧化铁,氢氧化铁受热分解最终得到的固体是氧化铁,故其物质的量为0.5mol×12=0.25mol,质量为40g;(2)①根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒,可知离子方程式为10Al+6NO3-+4OH-+18H2O=10[Al(OH)4]-+3N2↑;②上述反应中,还原剂是Al,还原产物是N2,其物质的量之比为10∶3;由方程式可知,生成3molN2时转移电子30mol,所以反应中转移电子0.3mol,生成N2的体积(标准状况下)为0.3mol10×22.4L·mol-1=0.672L=672mL。
高考化学易错题专题复习-氮及其化合物练习题一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.下列除杂方法不能达到实验目的的是A.加热除去食盐中少量的NH4Cl固体B.用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2C.用稀盐酸除去铜粉中少量的铁粉D.用BaCl2溶液除去NaCl溶液中的K2SO4【答案】D【解析】【详解】A.可用加热的方法使食盐中少量的NH4Cl固体分解成气体而分离:NH4Cl NH3↑+HCl↑,A选项不符合题意;B.亚硫酸酸性比碳酸酸性强,且CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度小,所以可用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的SO2,B选项不符合题意;C.铁能溶于稀盐酸,而铜不溶,所以可用稀盐酸除去铜粉中少量的铁粉,C选项不符合题意;D. NaCl溶液中的K2SO4,用BaCl2溶液只能除去硫酸根离子,不能除去钾离子,D选项符合题意;答案选D。
【点睛】常用饱和NaHCO3溶液除去CO2中的比碳酸酸性强的气体(如:HCl、SO2等),原因:一、能除去酸性气体,且生成的气体是CO2,不带入杂质;二、CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度小。
2.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0.02 mol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:________、________。
高考化学复习氮及其化合物专项易错题及详细答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.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Cu O2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【解析】【详解】(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2 mol硝酸,生成3 mol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:。
高考化学复习氮及其化合物专项易错题附详细答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.在下列物质转化中,A 是一种正盐,D 的相对分子质量比 C 的相对分子质量大16,E 是酸,当 X 无论是强酸还是强碱时,都有如下的转化关系:当 X 是强酸时,A 、B 、C 、D 、E 均含同一种元素;当 X 是强碱时,A 、B 、C 、D 、E 均含另外同一种元素。
请回答:(1)A 是_____,Y 是_____。
(2)当X 是强酸时,B 是_____。
写出C 生成D 的化学方程式:____________。
(3)当X 是强碱时,B 是_____,写出 D 生成E 的化学方程式:__________________________________。
【答案】(NH 4)2S O 2 H 2S 2232SO +O 2SO ƒ催化剂 NH 3 2233NO +H O=2HNO +NO 【解析】【分析】本题中C 、D 的变化和D 的相对分子质量比C 的大16是题中一个最具有特征的条件,通过分析可初步判断D 比C 多一个氧原子,A 为(NH 4)2S ,联想已构建的中学化学知识网络,符合这种转化关系的有:SO 2→SO 3,NO→NO 2,Na 2SO 3→Na 2SO 4等,由此可推断Y 为O 2,由于E 为酸,则D 应为能转化为酸的某物质,很可能为SO 3、NO 2等,当X 是强酸时A 、B 、C 、D 、E 均含同一种元素,则B 为H 2S ,C 为SO 2,D 为SO 3,E 为H 2SO 4,Z 为H 2O ,当X 是强碱时,则B 为NH 3,C 为NO ,D 为NO 2,E 为HNO 3,Z 为H 2O ,据此答题;【详解】(1)由上述分析推断可知,A 为(NH 4)2S ,Y 为O 2,故答案为:(NH 4)2S ;O 2; (2)当X 是强酸时,根据上面的分析可知,B 是 H 2S ,C 生成D 的化学方程式为2232SO +O 2SO ƒ催化剂,故答案为:H 2S ;2232SO +O 2SO ƒ催化剂;(3)当X 是强碱时,根据上面的分析可知,B 是 NH 3,D 生成E 的化学方程式为2233NO +H O=2HNO +NO ,故答案为:NH 3;2233NO +H O=2HNO +NO 。
高考化学氮及其化合物(大题培优)一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.如图所示,在干燥的圆底烧瓶中充满某气体a,胶头滴管中吸有少量液体b,当把溶液b挤进烧瓶后,打开止水夹不能形成“喷泉”的组合是()A.A B.B C.C D.D【答案】D【解析】【详解】A.氨气极易溶于水,导致烧瓶内压强迅速减小,能形成喷泉,故A不符合题意;B.氯化氢极易溶于水,导致烧瓶内压强迅速减小,能形成喷泉,B不符合题意;C.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,导致烧瓶内压强迅速减小,能形成喷泉,故C不符合题意;D.饱和氯化钠溶液中含有氯离子能抑制氯气的溶解,所以氯气不能使烧瓶内压强减小,不能形成喷泉,故D符合题意;答案:D。
【点睛】根据形成喷泉的原理是使烧瓶内外产生压强差,所以只要考虑烧瓶内气体能否和滴管中的液体发生反应进行判断。
2.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】4NH 3+5O 2催化剂 加热4NO +6H 2O 光化学烟雾 Cu +4H ++2NO 3﹣=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O 4NH 3+6NO催化剂5N 2+6H 2O 19.6【解析】【分析】 (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。
高考化学压轴题之氮及其化合物(高考题型整理,突破提升)附详细答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.合成氨工业对化学和国防工业具有重要意义。
(1)实验室欲用下图所示装置(夹持固定装置略去)制备并收集氨气。
①请在图中烧瓶内绘出导管所缺部分______________。
②试管中反应的化学方程式是____________________。
③为吸收多余的氨气,烧杯中的试剂是__________________。
(2)氨有很多重要性质。
①将酚酞溶液滴加到氨水中溶液呈红色,其原因是_______________________________。
②管道工人曾经用浓氨水检验氯气管道是否漏气,如出现白烟,说明有氯气泄露,同时还有一种相对分子质量为28的气体生成,该反应的化学方程式是__________________________。
(3)写出氨的两种用途__________________________________。
【答案】 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O 水(或稀盐酸、硫酸等) 氨水显碱性 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl 作制冷剂、制化肥等【解析】【分析】(1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,氨气极易溶于水,所以只能采用向下排空气法收集;②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,据此写出该反应方程式;③氨气极易溶于水,且氨气是碱性气体所以也极易溶于酸,据此分析氨气的吸收方法;(2) ①氨水溶液显碱性,溶液中存在氢氧根离子大于氢离子浓度,据此进行分析;②根据电子得失守恒、原子守恒规律,推断出氨气和氯气反应生成氯化铵和氮气;据此写出化学方程式;【详解】(1)①氨气的密度小于空气的密度,且氨气和氧气不反应,所以可以采用向下排空气法收集气体,即导气管应该“短进长出”,如图所示:;因此,本题正确答案是:。
②氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,反应方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ;因此,本题正确答案是: 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
高考化学压轴题之氮及其化合物(高考题型整理,突破提升)附详细答案一、氮及其化合物练习题(含详细答案解析)1.现有下列表格中的几种离子A、B、C、D、E是由它们组成的五种可溶性物质,它们所含的阴、阳离子互不相同。
(1)某同学通过比较分析,认为无须检验就可判断其中必有的两种物质是____和_______(填化学式).(2)物质C中含有离子X n﹣.为了确定X n﹣,现将(1)中的两种物质记为A和B,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,则X为__(填字母)a.Br﹣ b.CH3COO﹣ c.SO42﹣ d.HCO3﹣(3)将Cu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,则物质D一定含有上述离子中的________(填相应的离子符号),写出Cu溶解的离子方程式_______。
(4)E溶液与氢碘酸反应时可生成使淀粉变蓝的物质,E是_______(填化学式)。
【答案】K2CO3 Ba(OH)2 C NO3﹣ 3Cu+8H++2NO3﹣═3Cu2++2NO↑+4H2O FeCl3【解析】【分析】根据离子间的反应(离子共存)和相互间反应的现象判断离子的组合,从而确定五种物质。
【详解】(1)五种物质都可溶,阴离子中CO32﹣的只能和K+组成可溶性物质,和其他阳离子都不共存,所以其中一种物质为K2CO3,阴离子中的OH﹣除了和K+共存外,只能和Ba2+共存,所以另一种物质为Ba(OH)2。
这两种物质无须检验就可判断;(2)A和B分别为K2CO3和Ba(OH)2中的一种。
物质C中含有离子X n﹣,当C与A的溶液混合时产生蓝色沉淀,向该沉淀中滴入足量稀HNO3,沉淀部分溶解,剩余白色固体,则可确定C中有Cu2+,不溶于硝酸的白色沉淀应为BaSO4,所以X为SO42-,C为CuSO4;(3)将Cu投入装有足量D溶液的试管中,Cu不溶解,再滴加稀H2SO4,Cu逐渐溶解,管口附近有红棕色气体出现,则物质D一定含有上述离子中的NO3-,硫酸提供了H+,硝酸根离子在酸性环境下具有强氧化性,可以把铜氧化为Cu2+,Cu逐渐溶解,稀硝酸被还原为NO,在试管口遇到氧气生成红棕色的NO2,Cu溶解的离子方程式为3Cu+8H++2NO3﹣═3Cu2++2NO↑+4H2O;(4)E溶液与氢碘酸反应时可生成使淀粉变蓝的物质,E中含Fe3+,氧化了I-生成I2,使淀粉变蓝,阴离子只剩Cl-,所以E是FeCl3。
高考化学培优易错难题(含解析)之氮及其化合物及答案解析一、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+H2ONH3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:1mol1mol0.88mol×100%=53%。
2.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 2KNO3Δ2KNO2+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NH 4+,(3)过氧化钠可以作呼吸面具中的供氧剂,化学式为Na 2O 2;(4)硝酸钾受热分解产生2KNO 和2O 的过程是一个自身氧化还原反应,氮从+5价降低到+3价,得2个电子,氧从-2价升高到0价,失2个电子,据此来写出氧化还原方程式即可:3222KNO 2KNO +2O @。
3.NH 3、NO 、NO 2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NO 2,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NH 3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NO 2和NO 气体均为2240mL 。
向反应后的溶液中加入NaOH 溶液使Cu 2+刚好完全沉淀,则生成Cu (OH )2沉淀的质量为_____克。
【答案】4NH 3+5O 2催化剂 加热4NO +6H 2O 光化学烟雾 Cu +4H ++2NO 3﹣=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O 4NH 3+6NO催化剂5N 2+6H 2O 19.6【解析】【分析】 (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。
【详解】(1)氨气与氧气在催化剂条件下生成NO 与水,反应方程式为:4NH 3+5O 2催化剂 加热4NO +6H 2O ,故答案为:4NH 3+5O 2催化剂 加热4NO +6H 2O ;(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 ++2NO 3﹣=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O ,答案为:Cu +4H ++2NO 3﹣=Cu 2++2NO 2↑+2H 2O ;(4)NH 3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:4NH 3+6NO 催化剂5N 2+6H 2O ,故答案为:4NH 3+6NO 催化剂5N 2+6H 2O ;(5)n (NO 2)=n (NO )=2.24L ÷22.4L /mol =0.1mol ,根据电子转移守恒,可知n (Cu )=0.1mol 10.1mol 32⨯+⨯=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。
【点睛】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。
4.原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X 、Y 、Z 、W ,其中X 、Z 、W 与氢元素可组成XH 3、H 2Z 和HW 共价化合物;Y 与氧元素可组成Y 2O 和Y 2O 2离子化合物。
(1)写出Y 2O 2的电子式:__,其中含有的化学键是__。
(2)将ZO 2通入品红溶液再加热的现象是__。
(3)写出X 的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与铜反应的化学方程式__。
(4)XH 3、H 2Z 和HW 三种化合物,其中一种与另外两种都能反应的是_(填化学式)。
(5)由X 、W 组成的化合物分子中,X 、W 原子的最外层均达到8电子稳定结构,该化合物遇水可生成一种具有漂白性的化合物,试写出反应的化学方程式__。
【答案】 离子键、共价键 品红先褪色,加热后恢复红色 3Cu+8HNO 3=3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O NH 3 NCl 3+3H 2O=3HClO +NH 3【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 与氧元素可组成Y 2O 和Y 2O 2的离子化合物,Y 为Na(因原子序数关系,Y 不可能为H),其中X 、Z 、W 与氢元素可组成XH 3、H 2Z 和HW 共价化合物,可知X 为N ,Z 为S ,W 为Cl ,以此解答。
【详解】由上述分析可知,X 为N ,Y 为Na ,Z 为S ,W 为Cl ,(1)Na 2O 2为Na +与2-2O 组成的离子化合物,2-2O 中含有共价键,以此Na 2O 2的电子式为:;所含化学键为:离子键、共价键;(2)SO 2具有漂白性,能够漂白品红溶液,但其漂白过程具有可逆性,若加热漂白后的品红溶液,则溶液恢复至红色,故答案为:品红先褪色,加热后恢复红色;(3)稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,其化学方程式为:3Cu+8HNO 3=3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O ;(4)NH3为碱性气体,H2S、HCl为酸性气体,NH3能够与H2S、HCl发生化学反应;(5)N原子最外层电子数为5,Cl原子最外层电子数为7,由N、Cl组成的化合物分子中,N、Cl原子的最外层均达到8电子稳定结构,则该化合物为NCl3,其中N为-3价,Cl 为+1价,NCl3与水反应生成一种具有漂白性的化合物,该化合物为HClO,其反应方程式为:NCl3+3H2O=3HClO+NH3。