高考化学培优(含解析)之氮及其化合物附详细答案

高考化学培优(含解析)之氮及其化合物附详细答案一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）1．氮及其化合物在生产生活中有广泛的应用：（1）甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L，则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比____10（填“大于”“等于”或“小于”），并说明理由_____________________________________。

（2）常温下向含0.5mol溶质的稀盐酸中缓慢通入0.5molNH3（溶液体积变化忽略不计），反应结束后溶液中离子浓度由大到小的顺序是______________________；在通入氨气的过程中溶液的导电能力___________（选填“变大”、“变小”或“几乎不变”）。

请设计实验检验铵盐中的NH4+：___________。

【答案】小于加水稀释，弱电解质的电离程度增大 c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)几乎不变取样，加水溶解，加入氢氧化钠浓溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有NH4+【解析】【分析】【详解】（1）浓溶液加水稀释，越稀越电离，故0.1mol/L的氨水中电离程度更大，故甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比小于10；答案为：小于；加水稀释，弱电解质的电离程度增大；（2）二者恰好反应生成氯化铵，铵根水解溶液呈酸性，即c(H+)＞c(OH−)，依据溶液呈电中性有：c(H+)+c(NH4+)=c(OH−)+c(Cl−)，因为c(H+)＞c(OH−)，所以c(NH4+)＜c(Cl−)，故离子浓度大小关系为：c(Cl−)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH−)；溶液中离子浓度几乎不变，所以导电能力几乎不变；铵盐能与强碱反应放出氨气，则检验铵根离子的实验方案：取样，加水溶解，加入氢氧化钠浓溶液，加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则证明有NH4+。

【点睛】浓溶液加水稀释，越稀越电离；溶液的导电能力主要取决于溶液中离子的浓度及离子所带的电荷数：离子的浓度越大，导电能力越强；离子所带的电荷数越大，导电能力越强。

2．某化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。

在A装置中发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。

（1）B装置中的干燥剂是_____ (填“碱石灰”或“浓硫酸”)。

（2）C、D 装置中试纸颜色会发生变化的是_____(填”C”或“D”)。

（3）当实验进行段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1- -2滴浓盐酸，可观察到 E 装置中的现象是产生______(填”烟”或“白雾”)。

（4）为防止过量氨气造成空气污染，需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置，合适的装置是_____ (填“F”或“G”)。

（5）生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量。

实验室利用此原理，向生石灰中滴加浓氨水，可以快速制取氨气。

用此方法制取氨气应选用的气体发生装置是____ (填“a”“b”或“c”)。

【答案】碱石灰 D 白烟 )F )c【解析】【详解】（1）氨气是碱性气体，能与浓硫酸反应且浓硫酸是液态干燥剂，故B装置中的干燥剂是碱石灰；（2）氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，所以D中颜色发生变化，故答案为D；（3）氨气与挥发的HCl会生成氯化铵晶体，所以有白烟产生；（4）因为氨气极易溶于水，所以吸收氨气时要用防倒吸装置，故答案为F；（5）向生石灰中滴加浓氨水，可以快速制取氨气。

用此方法制取氨气为固液不加热制取气体，应选用的气体发生装置是c。

3．氮元素是地球大气中含量最多的元素，请完成下列有关问题：（1）写出氮元素的原子结构示意图：_____________。

（2）通常情况下，氮气性质不活泼，其原因是__________。

A．氮分子是双原子分子 B．氮元素的非金属性很强C．氮原子的半径较小 D．破坏氮分子中的化学键很难（3）N2的电子式：__________，将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。

下列能实现人工固氮的是_______A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3B．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NOC．NH3经过催化氧化生成NOD．NH3和HNO3反应生成NH4NO3（4）氨气的电子式：__________________。

（5）实验室通常用加热消石灰与氯化铵固体的方法来制取氨气。

写出此反应的化学方程式______________。

（6）下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是________。

（7）用圆底烧瓶收集干燥的氨气，用图1装置进行喷泉实验，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉，原因(用方程式表示) _________________________。

（8）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法__________________________。

（9）NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热会释放出________而降低肥效。

检验NH4+的方法是______。

【答案】 D A Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2OAC NH 3∙H2O NH4++OH−打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，再将热源移开，水进入烧瓶内，氨气溶解于水中产生压强差，即发生喷泉氨气加入强碱反应，加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体【解析】【分析】(1)氮原子的核电荷数是7；(2)氮气分子为两个氮原子通过共用3对电子形成共价键，该N≡N非常稳定，破坏需要吸收很高的能量，据此解答；(3)N2分子中存在氮氮叁键，将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮，结合氨元素的形态变化判断即可；(4)氨气是共价化合物，存在3个N-H键；(5)加热消石灰与氯化铵固体得氨气、氯化钙和水；(6)A．NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl；B．CaO遇水生成Ca(OH)2，同时放出大量热量，有利于氨气的生成；C．固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜；D．根据浓氨水易挥发分析；(7)氨气极易溶解于水生成NH3•H2O，使烧瓶内压强迅速减小，形成喷泉；(8)喷泉实验需形成明显的压力差；(9)碳酸氢铵不稳定，易分解生成氨气；氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。

【详解】(1)N原子核外有7个电子，核外电子排布是2、5，则N原子结构示意图为：；(2)A．氮分子是双原子分子，但双原子分子组成的物质可能活泼，如Cl2，N2不容易反应与是否是双原子分子无关，故A错误；B．氮元素的非金属性很强，原子获得电子能力强，氮气要参加反应，首先应该变为单个原子，因此不能证明氮气性质不活泼，故B错误；C．氮原子的半径较小，原子获得电子能力强，与氮气性质不活泼无关，故C错误；D．N2是双原子分子，2个N原子共用三对电子，断裂N≡N需要消耗很高的能量，因此氮气不容易参加化学反应，D故正确；故答案是D；(3)N2分子中2个N原子形成3个共价键，使每个N原子都达到稳定结构，所以N2的电子式：；将空气中的氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮。

A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3，氮元素的单质变为化合物，属于人工固氮，故A 正确；B．雷雨闪电时空气中的N2和O2化合生成NO，氮元素的单质变为化合物，属于氮的固定，是自然固氮，故B错误；C．NH3经过催化氧化生成NO，是N元素的化合物的转化，不是氮的固定，故C错误；D．NH3和HNO3反应生成NH4NO3，是N元素的化合物的转化，不是氮的固定，故D错误；故答案为A；(4)在NH3中，N原子最外层有5个电子，N原子与三个H原子形成3个共价键，从而使每个原子都达到稳定结构，NH3的电子式：结合形成NH3，所以NH3的电子式为；(5)消石灰与氯化铵固体混合加热产生氨气、氯化钙和水，此反应的化学方程式为：Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H2O；(6)A．氯化铵不稳定受热易分解，但是氨气与氯化氢遇冷又极易反应生成氯化铵固体，不能用于制备氨气，故A错误；B．向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca(OH)2，同时放出大量热量，有利于浓氨水中的氨气逸出，故B正确；C．固体加热制气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，所以利用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气需试管口应略向下倾斜，故C错误；D．浓氨水易挥发，加热能够促进氨气的逸出，可以用来制备氨气，故D正确；故答案为AC；(7)用圆底烧瓶收集干燥的氨气，用图1装置进行喷泉实验，当挤压滴管的胶头时，水进入烧瓶中，氨气溶于水，使烧瓶内气体压强减小，烧杯内的水不断进入烧瓶，由于氨气溶于水形成的一水合氨电离产生NH4+、OH−，水溶液显碱性，因此可以得到红色喷泉，用方程式表示为：NH 3∙H2O NH4++OH−；(8)如果只提供如图2的装置，引发喷泉的方法是打开止水夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，再将热源移开，水进入烧瓶内，氨气溶解于水中产生压强差，即发生喷泉；(9)NH4NO3是常用的铵态氮肥，在施用时若受热，就会发生分解反应释放出氨气而降低肥效；检验NH4+的方法是加入强碱反应，加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的刺激性气体。

4．Ⅰ.分别只用一种试剂除去下列各组中所含的少量杂质（括号内为杂质），在空格中填上需加入最适合的一种试剂：（1）FeCl3溶液（FeCl2）________________，（2）FeCl2溶液（FeCl3）________________，（3）Fe 粉末（Al） _______________，Ⅱ.为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列实验：取一定量合金，加入100 mL 0.3 mol·L－1稀硝酸，合金完全溶解，产生的气体在标准状况下体积为560 mL；再加入0.2 mol·L －1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，用去300 mL NaOH溶液。

则所取样品中铝的物质的量为___________，反应中转移的电子数为______________ 。

【答案】Cl2 Fe NaOH溶液 0.055mol 0.075N A【解析】【分析】Ⅰ.（1）氯气把FeCl2氧化为FeCl3；（2）铁粉能把FeCl3还原为FeCl2；（3）Fe 与氢氧化钠不反应， Al与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气；Ⅱ.镁铝合金与稀硝酸反应生成硝酸镁、硝酸铝与一氧化氮气体，向反应后的溶液中加入0.2 mol·L-1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化，铝离子转化为偏铝酸根、镁离子转化为氢氧化镁沉淀，此时溶液中溶质为NaNO3、NaAlO2，根据硝酸根守恒有n（NaNO3）=n （HNO3）- n（NO），根据钠离子守恒有n（NaOH）=n（NaNO3）+n（NaAlO2），据此计算n（NaAlO2），再根据铝原子守恒n（Al）=n（NaAlO2）计算。