1、1专题四 氮及其化合物1下列物质转化中，两种物质之间一步反应能实现的是A SiO 2 粗硅 SiCl4 高纯硅B NH 3 NO NO2 硝酸C 海水 Mg(OH)2 MgCl2溶液 MgD Fe 3O4 Fe2 (SO4)3溶液 FeSO4溶液 FeSO47H2O【答案】B2下列实验操作、现象和结论都正确的是选项 操作 现象 结论A 向亚硫酸钠粉末中滴加盐酸 产生刺激性气体氯的非金属性比硫强B将过量的乳酸CH 3CH(OH)COOH加入含少量 NaOH 的酚酞溶液中溶液变红色 乳酸含有羧基C 向含淀粉的 KI 溶液中滴加氯化铁溶液 溶液变蓝色 氧化性:Fe 3+I2D 向硝酸钡溶液中通入 S
2、O2 产生白色沉淀 白色沉淀是 BaSO3【答案】C【解析】盐酸不是氯的最高价氧化物对应的水化物，只能证明盐酸比亚硫酸强，不能证明氯的非金属性比硫强，A 错误；将过量的乳酸CH 3CH(OH)COOH加入含少量 NaOH 的酚酞溶液中，现象应该是溶液由红色变无色，B 错误；向含淀粉的 KI 溶液中滴加氯化铁溶液，溶液变蓝色，说明有 I2生成，说明氧化性:Fe3+I2，C 正确；向硝酸钡溶液中通入 SO2，硝酸钡与 SO2反应生成了硫酸钡，D 错误。3向 100 mL 0.1 molL-1硫酸铝铵NH 4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入 0.1molL-1 Ba(OH)2溶液。随着 Ba(OH)2
3、溶液体积 V 的变化，沉淀总物质的量 n 的变化如图所示。则下列说法中正确的是2A a 点对应的沉淀只有 BaSO4B b 点发生反应的离子方程式是：Al 3+2SO42-+2Ba2+3OH-=Al(OH)3+2BaSO 4C c 点溶液呈碱性D c 点加入 Ba(OH)2溶液的体积为 200 mL【答案】C质量继续增加，但增加幅度较前一过程小；当 SO42-完全沉淀时，共需加入 0.02molBa（OH） 2，加入0.04molOH-，Al 3+反应掉 0.03molOH-，生成 Al（OH） 30.01mol，剩余 0.01molOH-恰好与 NH4+完全反应，此时溶液中 NH4+完全反应
4、，此时溶液为氨水溶液，沉淀达最大为 BaSO4和 Al（OH） 3；继续滴加 Ba（OH）2，Al（OH） 3溶解，发生反应 Al（OH） 3+OH-=AlO2-+2H2O，由方程式可知要使 0.01molAl（OH） 3完全溶解，需再加入 0.005molBa（OH） 2，此时溶液为氨水与偏铝酸钡溶液。由分析可知，从开始到 a 点，发生反应为 SO42-+Ba2+=BaSO4，Al 3+3OH-=Al（OH） 3，a 点对应的沉淀为 BaSO4和 Al（OH） 3，A 错误；由分析可知，b 点发生反应为 SO42-+Ba2+=BaSO4，NH 4+OH-=NH3 H2O，B 错误；由分析可知
5、，c 点溶液为氨水与偏铝酸钡溶液，所以溶液呈碱性，C 正确；由分析可知，c 点加入 Ba（OH） 2的物质的量为0.005mol+0.02mol=0.025mol，所以需要氢氧化钡溶液的体积为 0.025mol0.1mol/L=0.25L=250mL，D 错误。4若图表示向含 Mg2 、Al 3 、NH 4 的盐溶液中滴加 NaOH 溶液时，沉淀的量与 NaOH 的体积的关系图。下列各表述与示意图一致的是3A 图三种离子的物质的量之比为:n(Mg 2 ):n(Al3 ):n(NH4 )2:3:2B 图中使用的 NaOH 的浓度为 2mol/LC 图中物质 A 反应生成物质 C，H0D 图中曲线
6、表示某反应过程的能量变化。 若使用催化剂， B 点会降低【答案】D5用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是A 用图 2 所示装置制取少量氨气B 用图 1 所示装置除去 Cl2中含有的少量 HClC 选择合适的试剂，用图 4 所示装置可分别制取少量 CO2、NO 和 O2D 用图 3 所示装置制取少量纯净的 CO2气体【答案】B【解析】收集氨气不能用橡皮塞塞住试管口，否则会导致压强过大而导致实验事故，可以在试管口塞一团棉花，图示装置不合理，A 错误；除去氯化氢可以用饱和食盐水，洗气时应该“长进短出” ，图 1 所示装置合理，B 正确；NO 易与空气中的氧气反应生成 NO2，不能用排空气法
7、收集，C 错误；纯碱为粉末状固体，易溶于水，不能使反应随时停止，应选碳酸钙与盐酸反应制取少量二氧化碳，D 错误。6下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是4A B C D实验NaOH 溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S 溶液滴入 AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀，随后变为红褐色溶液变红，随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体，随后变为红棕色【答案】C7下列指定反应的离子方程式正确的是A 氯气与水反应：Cl 2+H2O H+Cl- +HClOB 电解饱和 CuCl2溶液：Cu 2+ + 2Cl-+ 2H2O Cu(OH)2+H 2+Cl 2C 氢氧化钡
8、溶液中加入硫酸铵： Ba 2+ OH- +NH4+ SO42- = BaSO4+NH 3H2OD 碳酸氢钙溶液中加入足量石灰水：Ca 2+ + 2HCO3-+2OH- = CaCO3+ 2H 2O+ CO32-【答案】A【解析】Cl 2与水反应生成 HCl 和 HClO，反应的离子方程式为 Cl2+H2O H+Cl-+HClO，A 正确；根据放电顺序，电解 CuCl2溶液，阳极 Cl-失电子被氧化成 Cl2，阴极 Cu2+得电子被还原成 Cu，电解饱和 CuCl2溶液的离子方程式为 Cu2+2Cl- Cu+Cl2，B 错误； Ba（OH） 2与（NH 4） 2SO4反应的化学方程式为Ba（OH
9、） 2+（NH 4） 2SO4=BaSO4+2NH 3H2O，离子方程式为 Ba2+2OH-+2NH4+SO42-=BaSO4+2NH 3H2O，C 错误；碳酸氢钙与足量石灰水反应的化学方程式为 Ca（HCO 3） 2+Ca（OH） 2=2CaCO3+2H 2O，离子方程式为Ca2+HCO3-+OH-=CaCO3+H 2O，D 错误。8下列实验操作、实验现象以及所得出的结论均正确的是选项 实验操作 实验现象 结论5A向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液 有白色沉淀产生 该溶液中可能含有 SO42- B向 NH3H2O 溶液中滴加少量AgNO3溶液无明显现象 NH3H2O 和 AgNO3不反应
10、C将木炭和浓硫酸共热生成的气体通入澄清石灰水中澄清石灰水变浑浊 该气体只含 CO2D向 1mL.2mol/LNaOH 溶液中先滴加 2 滴 0.1mol/LMgCl2溶液，再滴加 2 滴 0.1mol/L FeCl3溶液先生成白色沉淀，后生成红褐色沉淀KspFe(OH)3 Br2I2DSO2和 SO3混合气体通入 Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀 得到的沉淀只有 BaSO4【答案】D【解析】加入的硝酸能把 SO32-、HSO 3-氧化为 SO42-，再加入 BaCl2都能生成白色沉淀 BaSO4，所以溶液含有SO42-、SO 32-、HSO 3-中的一种或几种，但是若溶液中含有 Ag+，也能与
11、 BaCl2反应生成白色沉淀，A 不正确；加入的硫酸与 NO3-构成硝酸，能氧化 Fe2+，而 NO3-被还原为 NO，NO 遇空气生成红棕色的 NO2，故硝酸分解生成 NO2的结论是不正确；含有 NaBr 的棉球显橙色，说明 Cl2的氧化性强于 Br2，因溴易挥发，与 Cl2一起与含有 KI 淀粉的棉球作用而呈蓝色，无法确定是哪种物质把 I-氧化为 I2，故结论不正确；SO3溶于水生成硫酸，电离出的 H+与 NO3-构成的硝酸把 SO2氧化为 SO42-，所以白色沉淀只有 BaSO4，故 D 的结论是正确的。1117下列实验能达到相应目的的是（ ）选项 A B C D实验过程实验目的将乙二醇
12、转化为乙二酸比较氯化铁和二氧化锰对 H2O2分解反应的催化效果证明稀硝酸与铜反应时表现出氧化性用 SO2与 Ba(NO3)2反应获得 BaSO3沉淀【答案】C18氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某 AlN 样品仅含有 Al2O3杂质，为测定 AlN 的含量，设计如下三种实验方案(已知：AlNNaOHH 2O=NaAlO2NH 3)。（方案 1）取一定量的样品，用以下装置测定样品中 AlN 的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图 C 装置中球形干燥管的作用是_。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查气密性，再加入实验药品，接下来的实验操作是_，打开分液漏斗活塞，加入 NaOH
13、浓溶液，至不再产生气体。打开 K1，通入氮气一段时间，测定 C 装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_。(3)由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_。12（方案 2）用下图装置测定 m g 样品中 AlN 的纯度(部分夹持装置已略去)。(4)为测定生成气体的体积，量气装置中的 X 液体可以是_。ACCl 4 BH 2O CNH 4Cl 溶液 D苯（方案 3）按以下步骤测定样品中 AlN 的纯度：(5)步骤生成沉淀的离子方程式为_。【答案】 防倒吸 关闭 K1，打开 K2 把装置中残留的氨气全部赶入 C 装置中被吸收 C 装置出口处连接一个干燥装置 AD CO 2AlO 2H
14、 2O=HCO Al(OH) 3气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置 C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管；（4）依据氨气极易溶于水的性质分析，为测定生成气体的体积，量气装置中的 X 液体可以是；ACCl 4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳溶液的方法测定氨气体积，A 正确；B氨气极易溶于水，不能排水法测定，B 错误；C氨气极易溶于水，不能用排 NH4Cl 溶液的方法测定气体体积，C 错误；D氨气不溶于苯，可以利用排苯溶液，测定氨气的体积，D 正确；（5）步骤生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成，反应的离子方程式为：CO 2AlO 2H 2O=HCO Al(
15、OH) 3。192017 年采用中国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化项目投产成功。某地用煤制乙醇的过程表示如下。（1）Cu(NO 3)2 是制备“催化剂 X”的重要试剂。13气体 A 是_。实验室中用 Cu( NO3)2 固体配制溶液，常加入少量稀 HNO3。运用化学平衡原理简述 HNO3 的作用: _。NaClO 溶液吸收气体 A 的离子方程式是_。（2）过程 a 包括以下 3 个主要反应:I.CH3COOCH3(g) +2H2(g) C2H5OH(g) +CH3OH(g) H 1II.CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)+ CH3OH(g) H 2I
16、II.CH3COOCH3(g) + H2(g) CH3CHO(g) +CH3OH(g) H 3相同时间内，测得 CH3COOCH3转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性( 如乙醇的选择性= )如下图所示。已知:H 1 0。随温度降低，反应 I 化学平衡常数的变化趋势是_。下列说法不合理的是_。A温度可影响反应的选择性B225235，反应 I 处于平衡状态C增大 H2 的浓度，可以提高 CH3COOCH3 的转化率为防止“反应 III”发生，反应温度应控制的范围是_。在 185，上述反应中 CH3COOCH3起始物质的量为 5mol，生成乙醇的物质的量是_。【答案】 NO Cu2+2H2O Cu(OH)
17、2+2H+，加入硝酸，使 c(H+)增大，平衡逆向移动，从而抑制 Cu(NO3)2的水解 2OH -+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O 增大 B 205 0.2 mol14H 10，平衡常数 K=c(C2H5OH)c(CH3OH)/c(CH3COOCH3)c2(H2)，随着温度的降低，平衡右移，生成物浓度增大，反应物浓度减小，反应 I 化学平衡常数增大； 根据图像 2 可知，不同温度下，发生反应的不同，因此温度可影响反应的选择性，A 正确；225235，乙酸乙酯的选择性逐渐降低，说明反应仍在进行，反应 II 仍在进行，反应 I 就不能处于平衡状态，B 错误；根据反应 CH3CO
18、OCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)和 CH3COOCH3(g)+H2(g) CH3CHO(g)+CH3OH(g)可知，增大 H2 的浓度，平衡右移，CH3COOCH3的转化率均增大，C 正确；当反应温度控制在 205时，乙醇和乙酸乙酯的选择性之和为 100%.没有反应 III 发生，温度大于 205时，乙醇和乙酸乙酯的选择性之和小于 100%，反应 III 已经发生；所以为防止反应 III 发生，反应温度应控制205范围内；根据图像 1 可知，在 185，CH 3COOCH3的转化率为 20%，CH 3COOCH3起始物质的量为 5mol，所以参加反应的 CH3C
19、OOCH3的量为 20%5=1mol，生成的乙醇要有一部分进行反应 II，所以根据图像 2 可知，在 185，乙醇的选择性为 20%，所以上述反应中最终生成乙醇的物质的量是 120%=0.2mol。20化学探究小组设计实验探究某种氮的化合物的制备及性质。【探究一】下图 A 为某气体制备装置，图中未画出。据此回答：（1）只用一种试剂制备 A 中某气体，选取的试剂是_。a. NH4HCO3 b. NH4Cl c.Ca(OH)2 d. NH4NO3装置 A 所用的主要玻璃仪器是_(填仪器名称)。（2）从装置 A 进入装置 B 的物质在 B 中被充分吸收，写出 B 中发生反应的化学方程式_(写出一个即
20、可)。【探究二】为探究上述装置中产生的气体性质，该化学探究小组又组装了如下装置，其中 C 处硬质试管中装有红色粉末铜粉。15用酒精灯加热 C 处硬质试管一段时间后，再通入上述实验产生的气体，过一会撤去 C 处酒精灯。据此回答:（3）若实验过程中发现 F 处铜片逐渐溶解。则:D 中观察到的现象是_。C 中发生反应的化学方程式为_。F 处铜片逐渐溶解的原因是_。该装置的不足之处是_。（4）若实验过程中 F 处铜片没有任何变化，D 中无任何现象发生，只观察到 C 中粉末在红色和黑色间交替变化。则 C 中发生反应的化学方程式为_。【答案】 a 试管、酒精灯 2Na2O2+2H2O=4NaOH + O2
21、 或 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 D 中出现红棕色气体 4NH3+5O2 4NO+6H2O 从 E 中出来的气体中含有二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，铜与硝酸反应而逐渐溶解 没有尾气吸收装置 4NH 3+3O2 2N2+6H2O（或 2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O）氧化成红棕色的 NO2，所以 D 中会出现红棕色气体；在 C 中铜的催化作用下，氨气和氧气发生反应生成NO，化学方程式为：4NH 3+5O2 4NO+6H2O；从 E 中出来的气体中含有二氧化氮，二氧化氮与水反应生成硝酸，F 中铜与硝酸反应而逐渐溶解；二氧化氮与水反应生成硝酸和 NO，NO 有毒，不
22、能直接排放到空气中，需要进行尾气处理，而该装置的设计中没有尾气吸收装置。 （4）若实验过程中 F 处铜片没有任何变化，D 中无任何现象发生，只观察到 C 中粉末在红色和黑色间交替变化，则 C 中氨气与氧气在铜催化作用下（或氨气与 CuO）发生氧化还原反应，没有生成 NO，产物应为氮气等，故反应的方程式为：4NH 3+3O22N2+6H2O（或 2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O） 。1621据报道，磷酸二氢钾（KH 2PO4）大晶体已应用于我国研制的巨型激光器“神光二号”中。利用氟磷灰石（化学式为 Ca5P3FO12)制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示（部分流程步骤已省略）：已知萃取的
23、主要反应原理：KCl+H 3PO4 KH2PO4+HCl；其中，反应产生的 HCl 易溶于有机萃取剂。请回答下列问题：（1）流程中将氟磷灰石粉碎的目的是_。（2）不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽的主要原因是_（用化学方程式表示） 。（3）副产品 N 的化学式是_；在得到 KH2PO4晶体的一系列操作，其主要包括_、过滤、洗涤、干燥等。（4）若用 1000kg 质量分数为 50.4%的氟磷灰石（化学式为 Ca5P3FO12)来制取磷酸二氢钾晶体，其产率为80%，则理论上可生产 KH2PO4的质量为_kg。 （5）电解法制备 KH2PO4的装置如图所示该电解装置中，a 区属于_区（填“阳极”或“阴
24、极” ） ，阴极区的电极反应式是_。（6）工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到 1500生成白磷，同时逸出 SiF4和CO,该反应的化学方程式为_。【答案】 增大氟磷灰石与稀硫酸反应的接触面积,加快化学反应速率 4HF+SiO2SiF 4+2H 2O NH4Cl 蒸发浓缩、冷却结晶 326.4 kg 阴极 2H 2e H 2 4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C 20CaSiO3+3P4+SiF4+30CO17(2)根据流程图，反应中生成了氢氟酸，氢氟酸能够与二氧化硅反应，因此不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽；(3)根据上述分析，副产品 N 的化学式为 NH4Cl；
25、在得到 KH2PO4晶体的一系列操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等；(4)1000kg 质量分数为 50.4%的氟磷灰石(化学式为 Ca5P3FO12)中含有Ca5P3FO12的质量为 504kg，根据 P 元素守恒，理论上可生产 KH2PO4的质量为 504kg80%14096239164=326.4 kg；(5)根据图示，应该在 a 区生成 KH2PO4，则钾离子由 b 区移向 a 区，则 a 区属于阴极区；阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H 2e H 2；(6)用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到 1500生成白磷，同时逸出 SiF4和 CO，反应的化学方程式为 4Ca5P3FO12 +21SiO2+30C 20CaSiO3+3P4+SiF4+30CO。
