高考化学二轮 氮及其化合物 专项培优及答案一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1在盛有一定量浓硝酸的试管中加入6.4 g铜片发生反应。请回答：(1)开始阶段，观察到的现象为_，反应的化学方程式是_。(2)反应结束后，铜片有剩余，再加入少量20%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，反应的离子方程式是_。(3)若6.4 g铜片消耗完时，共产生气体2.8 L(标准状况)。则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量是_。(4)实验室中硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，原因是_(用化学方程式表示)。(5)工业上通常用氨催化氧化法制硝酸，写出氨催化氧化的化学方程式：_。【答案】铜片逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O 3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O 0.325 mol 4HNO3(浓)4NO2+O2+2H2O 4NH3+5O24NO+6H2O 【解析】【分析】(1)开始时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，据此解答；(2)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜，反应后溶液中氢离子消耗完毕，但硝酸根离子有剩余，若再加入少量20%的稀硫酸，相当于稀硝酸溶液，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，据此书写离子方程式；(3)铜与硝酸反应生成硝酸铜、NO2和NO的混合气体，根据Cu、N原子守恒计算整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量；(4)浓硝酸见光或受热容易分解，据此书写方程式； (5)氨催化氧化生成一氧化氮和水，据此书写反应的化学方程式。【详解】(1)开始时Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，发生反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2+2H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，因此现象为铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色，产生红棕色的气体，故答案为铜片逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色,产生红棕色的气体；Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO)3+2NO2+2H2O；(2)Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜，反应后溶液中氢离子消耗完毕，但硝酸根离子有剩余，若再加入少量20%的稀硫酸，相当于稀硝酸溶液，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，故答案为3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O；(3)6.4 g铜的物质的量为0.1mol，反应生成硝酸铜，结合硝酸根离子0.2mol，整个反应过程共产生标准状况下气体2.8L，即生成0.125molNO2和NO的混合气体，根据N原子守恒，反应过程中被还原的HNO3的物质的量为0.125mol，则整个反应过程中所消耗的硝酸的物质的量为0.2mol+0.125mol=0.325mol，故答案为0.325 mol；(4)浓硝酸见光或受热容易分解，4HNO3(浓)4NO2+O2+2H2O，因此实验室中硝酸通常保存在棕色试剂瓶中，故答案为4HNO3(浓)4NO2+O2+2H2O； (5)氨催化氧化生成一氧化氮和水，反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O24NO+6H2O。【点睛】本题考查了铜与硝酸的反应。解答本题需要注意，浓硝酸和稀硝酸与铜的反应生成物不同。本题的易错点为(3)中的计算，要注意利用守恒法解答。2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：NH4ClNH3+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。3研究金属与硝酸的反应，实验如下。实验 (20C)现象过量铜粉、2 mL 0.5molL-1HNO3无色气体(遇空气变红棕色)，溶液变为蓝色过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO36mL无色气体(经检测为H2)，溶液几乎无色中产生的无色气体是_。研究中的氧化剂甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3，所以NO3没有发生反应。乙同学依据和证明了甲的说法不正确，其实验证据是_。乙同学通过分析，推测出NO3也能被还原，依据是_，进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+，其实验操作是_。补全中NO3被还原为的过程：NO3 + _e + _= NH4+ + _H2O研究影响产生H2的因素实验现象过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、40C3.4m L气体(经检测为H2），溶液略带黄色过量铁粉、2 mL 0.5molL-1HNO3、60C2.6m L气体(经检测为H2），黄色溶液过量铁粉、2 mL 3molL-1HNO3、20C无色气体(遇空气变红棕色)，深棕色溶液资料：Fe(NO)2+在溶液中呈棕色。对比、，温度不同时收集到氢气的体积不同，原因是_。中无色气体是混合气体，则一定含有遇空气变红棕色的气体和_。根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸的还原产物不同的因素有_。【答案】NO 硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但中溶液变蓝，同时没有氢气放出 NO3中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性 取中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 8 10H+ 3 相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3的还原速率增大的更多 H2 金属的种类、硝酸的浓度、温度 【解析】【分析】中无色气体NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体。依据和硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但中生成NO，因此可得NO3没有发生反应不正确。NO3中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性，证明NH4+的方法是去一定量溶液加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。根据化合价降低得到电子配平得到。根据现象和温度升高时，化学反应速率增大。根据元素分析和前面的信息得到答案。根据实验和几个反应现象得出答案。【详解】中产生的无色气体遇空气变为红棕色，则为NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体； 故答案为：NO。依据和硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但中溶液变蓝，同时没有氢气放出，故认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3，所以NO3没有发生反应不正确，故答案为：硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但中溶液变蓝，同时没有氢气放出。元素的最高级具有氧化性，故NO3中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性，推测出NO3也能被还原；证实该溶液中含有NH4+的方法为：取中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,故答案为：NO3中氮元素的化合价为最高价，具有氧化性；取中反应后的溶液，加入足量NaOH溶液并加热，产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。NO3被还原为NH4+的反应为：NO3 + 8e + 10H+= NH4+ + 3H2O，故答案为：8；10H+；3。根据现象可得，、生成氢气，生成有NO，因为相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3的还原速率增大的更多，故答案为：相同条件下，温度升高时，化学反应速率增大，但NO3的还原速率增大的更多。中无色气体是混合气体，根据元素分析，则一定含有遇空气变红棕色的NO气体和H2，故答案为：H2。 根据实验，金属与硝酸反应时，影响硝酸的还原产物不同的因素有金属的种类、硝酸的浓度、温度，故答案为：金属的种类、硝酸的浓度、温度。4亚硝酸(HNO2)是一种不稳定的酸，易分解为NO2和NO；其盐亚硝酸钠是一种重要的化工原料，酸性条件下能氧化碘离子等还原性物质，常用作漂白剂、媒染剂。回答下列问题：(1)亚硝酸钠会与人体中的血红蛋白作用，将二价铁氧化为三价铁，从而使血红蛋白丧失输送氧气的功能而使人体中毒。一旦发生亚硝酸盐中毒，立即注射美蓝溶液进行治疗，推断美蓝溶液具有_(填“氧化”或“还原”)性。(2)亚硝酸钠外观极像食盐，和食盐一样有咸味。工业上常用下列两种方法检验食盐中是否混有亚硝酸钠。取样品，加稀硫酸，若观察到_(填现象)，说明样品中含有亚硝酸钠。取样品，加_溶液(填试剂名称)，酸化后溶液变蓝，说明样品中含有亚硝酸钠。(3)研究不同条件下保存萝卜，发现亚硝酸钠含量随时间变化如图所示，若要保证在亚硝酸钠含量低于1mgkg-1时食用，则三种条件下保存时间由长到短的顺序是_(填序号)。(4)鱼塘中亚硝酸钠浓度过高，鱼不吃食甚至死亡。可用适量二氧化氯(ClO2)处理亚硝酸钠，ClO2被还原为Cl-，反应的离子方程式为_；若有3mol ClO2参与反应，则转移电子的物质的量是_。【答案】还原 溶液产生气泡 淀粉碘化钾溶液 15mol 【解析】【分析】本题综合考察了亚硝酸及亚硝酸盐的性质，分析时可从其+3价的化合价出发，+3价可升可降使其既能当氧化剂又能当还原剂，此外亚硝酸还是一个弱酸。【详解】（1）若要解毒可将血红蛋白中的重新还原为，因此美蓝溶液应具有还原性；（2）亚硝酸是弱酸，因此亚硝酸钠与硫酸反应可以得到，不稳定又分解产生和，因此可以观察到气泡；也可从其氧化性出发，加入淀粉碘化钾溶液，亚硝酸盐可将碘离子变为单质碘，单质碘遇淀粉变蓝即可证明；（3）据图可以看出若要达到的量，冷藏不密封用时最长，冷藏密封用时最短，因此保存时间由长到短为；（4）二氧化氯当氧化剂，亚硝酸钠当还原剂，离子方程式为：；在反应中由+4价降低到-1价，因此每个得5个电子，3mol在反应中一共转移15mol电子。5如图是模拟工业制硝酸原理的实验装置。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