专题7 氮与社会可持续发展
一、单选题
1．某课题组设计一种脱除烟气中NO的方法，下列说法不正确的是
A．整个过程的总反应方程式为
B．反应过程均为氧化还原反应
C．若将换成，产物也是和
D．在整个反应中起到催化作用
2．下列叙述正确的是
A．漂白粉溶液可用于生活环境的杀菌消毒
B．硝酸铵是一种高效氮肥，能稳定存在
C．维生素C是一种常见的抗氧化剂，具有强氧化性
D．在医疗上用碳酸钡作“钡餐”
3．能正确表示下列反应的离子方程式是
A．Cu溶于稀HNO3：
B．FeSO4溶液中加入盐酸酸化的H2O2：
C．NaHCO3溶液中加入过量HCl：
D．向Ba(OH)2溶液中加入稀H2SO4：
4．铁粉和铜粉的均匀混合物，平均分成四等份，分别加入同浓度的稀硝酸，充分反应，在标准状况下生成NO的体积和剩余金属的质量如下表(设硝酸的还原产物只有NO)：
编号 ① ② ③ ④
稀硝酸体积/mL 100 200 300 400
剩余金属/g 9.0 4.8 0 0
NO体积/ 1120 2240 3360 V
下列计算结果正确的是
A．表中 B．硝酸的浓度为
C．原混合物总质量为 D．混合物中Fe和Cu的物质的量之比为1∶1
5．下列物质性质实验对应的离子方程式错误的是
A．铁粉加入到稀硫酸中：Fe＋2H＋=Fe2+＋H2↑
B．氯气通入到氢氧化钠溶液中：Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO-＋H2O
C．铜粉加入到稀硝酸中：3Cu＋2＋8H＋=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
D．碳酸钠溶液滴入到醋酸溶液中：＋2H＋=CO2↑＋H2O
6．利用氨气制备硝酸主要涉及以下反应：①；②；③。实验室利用类似原理制备硝酸，图中装置能达到相应实验目的的是
A B C D
生成NO 收集NO 吸收尾气 使NO充分转化为
A．A B．B C．C D．D
7．将下列气体通入溶液(足量)中，有沉淀产生的是
A． B．
C．和的混合气体 D．先通，后通
8．下列有关化学用语使用正确的是
A．过氧化氢的电子式： B．次氯酸的结构式：H—Cl—O
C．CO2的比例模型： D．NH4Cl的电子式：
9．下列实验能达到实验目的的是
选项 实验内容 实验目的
A 将CuCl2·2H2O晶体置于坩埚中加热 制备CuCl2固体
B 加热氯化铵和氢氧化钙的混合物，并将产生的气体通过装有无水氯化钙的干燥管 制取氨气并干燥
C 向FeCl2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液 证明Fe2+具有还原性
D 向装有亚硫酸钠白色固体粉末的圆底烧瓶中加入浓硫酸，用排饱和亚硫酸氢钠溶液的方法收集气体 制取并收集二氧化硫
A．A B．B C．C D．D
10．下 列有关物质性质与用途具有对应关系的是（ ）
A．NH3具有还原性，可用作制冷剂
B．浓硫酸具有脱水性，可用于干燥氯气
C．FeCl3溶 液显酸性，可用于蚀刻印刷电路
D．Al2O3熔点很高，可用作耐高温材料
11．下列化学用语不正确的是
A．Na+的结构示意图：
B．NH3的结构式是
C．NaCl的电离方程式：NaCl=Na++Cl-
D．用电子式表示HCl的形成过程：
12．下列说法不正确的是
A．熔融烧碱可选用石英坩埚
B．某些胶态金属氧化物分散于玻璃中可制造有色玻璃
C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
13．将4.32g氧化亚铁跟稀硝酸发生氧化还原反应，若生成的氧化产物是硝酸铁，而还原产物是一氧化氮，则参加反应的硝酸共有
A．0.02mol B．0.14mol C．0.20mol D．2.0mol
14．探究NH3、铵盐及HNO3性质的过程中，下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A．将集有NH3的试管倒扣于水槽中，液体迅速充满试管，说明NH3极易溶于水
B．常温下，将铝投入浓HNO3中，无NO2气体产生，说明铝与浓HNO3不反应
C．向某盐溶液中加入少量浓NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明该溶液中含有NH
D．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，说明NH4HCO3具有热不稳定
二、填空题
15．氮氧化物的来源
(1)氮氧化物(NOx）主要包括__________________。
(2)氮氧化物的来源
____________的燃烧、________的生产和_______________是氮氧化物的主要来源。
16．氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。
(1)氨气溶解于水，得到的溶液称为氨水。氨溶解于水时与水发生反应生成一水合氨(NH3 H2O)，它是一种弱碱。写出一水合氨的电离方程式___。从上述电离方程式可知，往氨水中加入稀硫酸生成的盐是___(填化学式)。
(2)标准状况下，将2.24L的氨气溶于水配成0.5L溶液，所得溶液的物质的量浓度为___mol/L。
(3)氨可与Cl2反应，反应方程式如下：8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2，利用该反应的原理，在工业上可用于检验输送氯气的管道是否漏气。该反应中，___是还原剂；若反应中有1.5mol氧化剂参与反应，则发生转移的电子的物质的量为___mol。
三、实验题
17．Ⅰ．铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氯化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。已知氧化铁是一种重要的化工原料，无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O。
(1)某学习小组用下图装置在实验室制备无水氯化铁，请你一起参与该小组的活动。
①装置A中发生的离子方程式_______________
②装置B的作用是________，C中的试剂______________。
③实验开始时先点燃___处酒精灯；装置E的作用为__________。
(2)工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下:
①吸收塔中发生反应的离子方程式为__________
②简述由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作:____________
Ⅱ.利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。
(3)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是______。
(4)若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(假设NH3不能被完全吸收),在烧瓶Ⅱ中可观察到的现象是_____。
(5)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，要在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象，其操作方法是___________。
四、计算题
18．100mL 6.0 mol·L-1稀硝酸，恰好使铜和氧化铜完全溶解，同时收集到标准状况下NO 2.24 L。请回答以下问题：(已知Cu：64；O：16)
(1)铜和稀硝酸反应的化学方程式：_______
(2)氧化铜和稀硝酸反应的化学方程式：_______
(3)原混合物中铜的物质的量为_______，氧化铜的质量为_______。
19．为了测定某铜银合金成分，将30.0g合金溶于80mL13.5mol L-1的浓硝酸中，待反应完全后，收集到6.72L气体（已换算成标准状况），并测得溶液中c(H+)=1mol L-1。假设反应后溶液的体积仍为80mL，试计算（已知Ag可与HNO3反应）：
（1）被还原的HNO3的物质的量为___；
（2）合金中银的质量分数为__。
参考答案：
1．B
【详解】A．由图可知，整个过程的总反应为氨气与一氧化氮和二氧化氮反应生成氮气和水，则总反应方程式为：，故A正确；
B． 由图可知，中间体生成与的过程中，没有元素化合价发生变化，属于非氧化还原反应，故B错误;
C．中N元素为-2价，也具有还原性，也可以与NO发生归中反应生成和，故C正确;
D．由图可知，是第一步反应的反应物，也是最后一步反应的产物，在反应前后性质和质量不变，属于催化剂，故Ｄ正确;
故选B选项。
2．A
【详解】A. 漂白粉的主要成分为次氯酸钠，具有强氧化性，可用于生活环境的杀菌消毒，故A正确；
B. 硝酸铵不稳定受热易分解，受到强烈撞击会发生爆炸，不能稳定存在，故B错误；
C. 维生素C是一种常见的抗氧化剂，具有很强的还原性，故C错误；
D. 碳酸钡能和胃酸反应，所以医疗上用硫酸钡作“钡餐”，故D错误；
故答案：A。
3．C
【详解】A．Cu溶于稀HNO3，反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O，反应的离子方程式为：，A错误；
B．电子不守恒，电荷不守恒，离子方程式应该为：，B错误；
C．反应符合事实，遵循物质的拆分原则，C正确；
D．不符合物质反应的微粒个数比，反应的离子方程式应该为：，D错误；
故合理选项是C。
4．B
【分析】由表中数据知，实验①②都有金属剩余，则溶液中不可能含有硝酸铁，溶液中金属离子为+2价，在实验①的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属质量为，生成NO的体积为，NO的物质的量为0.05mol，根据电子转移守恒可知，参加反应的金属的物质的量为，参加反应的金属的平均摩尔质量为，故该过程只有Fe参加反应，实验①②均只有Fe参加反应；在实验②的基础上加入100mL硝酸，参加反应的金属的质量为4.8g，生成NO的体积为，NO的物质的量为0.05mol，若该过程只有Cu参加反应，根据电子转移守恒，则Cu的物质的量为，Cu的质量为，等于参加反应的金属的质量，故该过程只有Cu反应，且Cu恰好完全反应，所以加入200mL硝酸时Fe恰好反应生成硝酸亚铁；在实验③的再加入100mL硝酸，为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO。
【详解】A．由分析知，实验②中Fe与硝酸恰好反应生成硝酸亚铁，生成NO的物质的量=，由可知，溶液中亚铁离子的物质的量为0.15mol，在实验③的基础上再加入100mL硝酸，为硝酸与溶液中亚铁离子反应生成NO，根据电子守恒可知，生成NO的物质的量为，故生成NO的体积为，则V=3.36L+1.12L=4.48L，A错误；
B．实验①发生反应，生成NO的物质的量为0.05mol，根据方程式可知，参加反应的硝酸的物质的量为，故硝酸浓度为，B正确；
C．据分析知，原混合物的总质量为，C错误；
D．原混合物中Fe的质量为33.6g，物质的量为，Cu的质量为19.2g，物质的量为，则混合物中Fe和Cu的物质的量之比为2:1，D错误；
故答案为B。
5．D
【详解】A．铁粉加入到稀硫酸中生成硫酸亚铁和氢气：Fe＋2H＋=Fe2+＋H2↑，A正确；
B． 氯气通入到氢氧化钠溶液中生成氯化钠、次氯酸钠和水：Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO-＋H2O，B正确；
C． 铜粉加入到稀硝酸中生成硝酸铜，一氧化氮和水：3Cu＋2＋8H＋=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，C正确；
D． 碳酸钠溶液滴入到醋酸溶液中生成醋酸钠、水和二氧化碳：＋2CH3COOH=2CH3COO-+CO2↑＋H2O，D不正确；
答案选D。
6．D
【详解】A．Cu与浓硝酸反应生成NO2，A项不能达到实验目的；
B．NO能与空气的O2化合成NO2，NO不能用排空气法收集，B项不能达到实验目的；
C．单独NO不能被澄清石灰水吸收，Ca(OH)2微溶于水，澄清石灰水吸收尾气的量很少，不能用澄清石灰水吸收尾气，C项不能达到实验目的；
D．通入O2后发生反应2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO，相当于总反应4NO+3O2+2H2O=4HNO3，可将NO充分转化为HNO3，D项能达到实验目的；
答案选D。
7．D
【详解】A．通入溶液(足量)中不反应，故A不符合题意；
B．通入溶液(足量)中，氨气与溶液中水反应生成一水合氨，没有沉淀生成，故B不符合题意；
C．和的混合气体通入溶液(足量)中，氯气和水反应，没有沉淀生成，故C不符合题意；
D．先通，后通到溶液(足量)中，二氧化氮和水反应生成硝酸，硝酸与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸根，硫酸根和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
8．A
【详解】A．过氧化氢为双氧水，化学式为H2O2，其电子式为，选项A正确；
B．H、Cl均只能形成一个共价键，O形成两个共价键，则次氯酸的结构式为H—O—Cl，选项B错误；
C．C原子半径大于O原子半径，CO2的比例模型为：，选项C错误；
D．氯化铵为离子化合物，铵离子为复杂阳离子，所以铵根离子和氯离子都需要标出电荷和原子的最外层电子，氯化铵的电子式为，选项D错误；
答案选A。
9．D
【详解】A．CuCl2溶液在加热时，会水解形成Cu(OH)2和HCl，由于氯化氢的挥发，得到氢氧化铜，加热Cu(OH)2，得到的是氧化铜 (如温度过高，氧化铜会分解为氧化亚铜)，A错误；
B．产生的气体是氨气，而氨气能与氯化钙发生反应生成络合物(CaCl2·8NH3)，因此不能使用无水氯化钙来干燥氨气，B错误；
C．Cl-也具有还原性，因此如果高锰酸钾褪色，也不能说明一定是Fe2+的还原性造成的，C错误；
D．二氧化硫难溶于饱和的亚硫酸氢钠溶液，可以用排饱和亚硫酸氢钠溶液来收集二氧化硫，D正确；
答案选D。
10．D
【详解】A．液NH3气化吸收大量热，可用作制冷剂，故A不符合题意；
B．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氯气，故B不符合题意；
C．FeCl3溶液具有氧化性，可用于蚀刻印刷电路，故C不符合题意；
D．Al2O3熔点很高，可用作耐高温材料，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
11．D
【详解】A．钠原子失去最外层1个电子变成钠离子，Na+的结构示意图：，A正确；
B．NH3中N原子和H原子共用一对电子形成共价键，故结构式是，B正确；
C．氯化钠是强电解质，完全电离，故其电离方程式为NaCl=Na++Cl ，C正确；
D．氯化氢是共价化合物，用电子式表示HCl的形成过程：，D错误；
故答案选D。
12．A
【详解】A．石英的成分是二氧化硅，二氧化硅能够和烧碱反应，则熔融烧碱不可选用石英坩埚，故A说法错误；
B．有色玻璃在制造过程中常加入一些胶态的金属氧化物使玻璃呈现各种颜色，故B说法正确；
C．熟石膏遇到水会变成生石膏，常用于制作模型和医疗石膏绷带，故C说法正确；
D．氨水显碱性，能和二氧化硫反应，工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫，故D说法正确；
本题答案A。
13．C
【详解】4.32g氧化亚铁的物质的量为=0.06mol，根据反应物和生成物，结合氧化还原反应的规律书写反应的方程式：3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O，根据方程式可知，n(HNO3)=n(FeO)=0.06mol=0.2mol；
故选C。
14．B
【详解】A．氨气极易溶于水，将集有NH3的试管倒扣于水槽中，使试管内压强迅速降低，液体迅速充满试管，故A正确；
B．常温下，浓硝酸与铝反应会生成致密氧化膜而阻止了反应的进一步进行，最终无NO2气体产生，故B错误；
C．向某盐溶液中加入少量浓NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体为NH3，NH3是与OH-反应生成的NH3 H2O分解而得，由此可说明该溶液中含有，故C正确；
D．加热NH4HCO3固体，观察到固体逐渐减少，试管口有液滴产生，即有H2O生成，由此可说明NH4HCO3受热易发生分解，故D正确；
综上所述，根据实验现象得出的结论不正确的是B项，故答案为B。
15． NO和NO2 化石燃料 硝酸 机动车辆尾气的排放
【详解】氮氧化物(NOx）主要包括NO和NO2。氮氧化物的来源主要是化石燃料的燃烧、硝酸的生产和机动车辆尾气的排放是氮氧化物的主要来源。
16． (NH4)2SO4 0.2 NH3 3
【详解】(1)一水合氨是一元弱碱,部分电离,其电离方程式为，一水合氨与稀硫酸反应生成(NH4)2SO4，因此，本题正确答案是：，(NH4)2SO4；
(2)标准状况下,将2.24L的氨气溶于水配成0.5L溶液，则 ，则所得溶液的物质的量浓度为：，故答案为：0.2mol/L；
(3)氨可与Cl2反应，反应方程式如下：，反应中N元素化合价升高，则氨气为还原剂，氯气中氯元素的化合价降低，氯气为氧化剂；氯气中氯元素从0价降低到-1价，1mol Cl2转移2mol电子，所以1.5mol Cl2氧化剂氯气参与反应，则发生转移的电子的物质的量为3mol，故答案是：NH3，3。
17．(1) MnO2 + 4H++2Cl－=Cl2↑+Mn2++2H2O 除HCl 浓硫酸 A 防止外界空气中的水蒸气进入D，并吸收尾气
(2) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ 在HCl气流中加热蒸干
(3)先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)
(4)Ⅱ中导管口处出现白烟
(5)先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后关a活塞，再打开b活塞
【分析】Ⅰ．实验室制备无水氯化铁，需要先制取氯气，用A装置，根据题意B用于除去氯气中的氯化氢，C用于干燥氯气，由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3 nH2O，所以E防止空气中的水蒸气进入，同时吸收未反应的氯气，防止污染空气。
【详解】（1）①根据图示，装置A是制备氯气的装置，其中发生反应的离子方程式为MnO2 + 4H++2Cl－=Cl2↑+Mn2++2H2O，故答案为MnO2 + 4H++2Cl－=Cl2↑+Mn2++2H2O；
②装置B的作用是：除去氯气中的氯化氢，C用于干燥氯气，C 中的试剂可以为：浓硫酸，故答案为除去氯气中的氯化氢；浓硫酸；
③实验开始时先点燃A处酒精灯；装置 E的作用为：阻止外界空气中的水蒸气进入D，吸收尾气，故答案为A；阻止外界空气中的水蒸气进入D，吸收尾气；
（2）氯气与铁在反应炉中反应生成氯化铁，尾气用吸收剂Q处理得到氯化铁，故Q为氯化亚铁，氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铁晶体，为防止氯化铁水解，在HCl气流中加热蒸干氯化铁晶体得到氯化铁。
①吸收塔中发生反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
②FeCl3 6H2O晶体得到无水氯化铁，应防止氯化铁水，需要在HCl气流中加热蒸干，故答案为在HCl气流中加热蒸干；
（3）若要在烧瓶Ⅱ中产生喷泉，烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象，应该先打开a、b活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开ab活塞)，则在Ⅱ中氨气被水吸收形成负压，
故答案为先打开ab活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a、b活塞)；
（4）若先打开a、c 活塞，Ⅰ中氯化氢进入Ⅱ中，氯化氢和氨气反应生成固体氯化铵，出现白烟，故答案为Ⅱ中导管口处出现白烟；
（5）要在烧瓶Ⅰ中形成喷泉，就要形成负压：先打开ac活塞，再挤压胶头滴管，Ⅰ中氯化氢部分进入Ⅱ中，使Ⅰ中形成负压，关a活塞，再打开b活塞，故答案为先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管(或先打开a活塞挤压胶头滴管，再打开c活塞)，片刻后关a活塞，再打开b活塞。
【点睛】氯化铁能够水解生成挥发性的物质，蒸发浓缩时需要在HCl气流中加热；要在烧瓶中形成喷泉，就要形成负压，同时注意氯化氢与氨气能够反应。
18．(1)3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
(3) 0.15mol 8g
【详解】（1）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO、H2O，化学方程式为3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
（2）氧化铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、水，化学方程式为CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O。
（3）Cu与硝酸反应生成NO，CuO与硝酸反应生成硝酸铜和水，n（NO）==0.1mol，由电子守恒可知n（Cu）==0.15mol，混合物中铜的质量为0.15mol×64g/mol=9.6g；根据氮元素守恒，氧化铜的物质的量为×（0.1L×6.0mol/L-0.1mol-0.15mol×2）=0.1mol，质量为0.1mol×80g/mol=8g。
19． 0.3mol 36%
【详解】(1)被还原为或NO和，因此产生的气体的物质的量即为被还原的的物质的量；所以被还原的HNO3的物质的量；
(2)反应后溶液中，说明硝酸过量，参加反应的的物质的量为；
设合金中Cu的物质的量为x，Ag的物质的量为y，则
，
解得，；则合金中银的质量分数为。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
