第二节氮的循环

第二节氮的循环1．(2009·上海单科，4)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是()①幕布的着火点升高②幕布的质量增加③氯化铵分解吸收热量，降低了温度④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气A．①②B．③④C．①③D．②④解析：氯化铵分解时吸收热量，使环境周围温度降低，达不到幕布的着火点，且分解产生的气体可隔绝空气使幕布不易着火。答案：B2．离子的检验和鉴别有多种方法，其中最常用的方法有以下三种：检验方法沉淀法显色法气体法含义反应中有沉淀产生或溶解反应中有颜色变化反应中有气体产生下列离子检验的方法不合理的是()A．NH＋4—气体法B．I－—沉淀法C．Fe3＋—显色法D．Ca2＋—气体法解析：根据本题给出的三种方法的实质，Ca2＋应该用沉淀法检验。答案：D3．25℃时，20.00mL硫酸和硝酸的混合溶液，加入足量氯化钡溶液，充分反应后过滤、洗涤、烘干，可得0.466g沉淀。滤液跟2.00mol/L氢氧化钠溶液反应，共用去10.00mL碱液时恰好中和。下列说法中正确的是()A．原混合液中c(SO2－4)＝0.20mol/LB．原混合液中c(NO－3)＝0.90mol/LC．原混合液中pH＝0D．原混合液中由水电离出的c(H＋)＝0.10mol/L解析：H2SO4、HNO3混合液在与BaCl2溶液反应后生成0.466g(0.002mol)BaSO4，而H＋的量没有变化。根据H＋＋OH－===H2O，原溶液中n(H＋)＝0.01L×2.00mol·L－1＝0.02mol，c(H＋)＝0.02mol/0.02L＝1mol·L－1，pH＝0。c(SO2－4)＝0.002mol/0.02L＝0.1mol·L－1。根据电荷守恒有：c(H＋)＝2c(SO2－4)＋c(NO－3)，c(NO－3)＝1mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.8mol·L－1。因酸溶液抑制H2O电离，原混合溶液中水电离出的c(H＋)＝10－14mol·L－1。答案：C4．溶液浓度和密度之间存在一定的关系，大部分浓度越大，密度越大，但也有特殊的，例如：氨水的浓度越大，密度反而越小，现用密度为0.91g·cm－3的氨水，质量分数为25%，若将此氨水用等体积的水稀释后，所得溶液的质量分数为()A．大于12.5%B．小于12.5%C．等于12.5%D．无法确定解析：加水稀释时溶质的物质的量不变，设加入水的体积为V，稀释后的质量分数为w，密度为ρ′，则有：ρ氨水×V×25%＝2V×ρ′×w即ρ氨水×25%＝2ρ′w，由于ρ′ρ氨水，则w12.5%。答案：B5.将盛有1molNO和NO2的混合气体的试管倒立于水槽中，再通入0.4molO2，充分反应后，水便会充满整个试管。则原混合气体中NO与NO2体积比为()A．1∶2B．2∶5C．3∶7D．无法确定解析：方法一：设1molNO和NO2的混合气体中有amolNO和(1－a)molNO2，根据4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3和4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可以列出：34a＋1－a4＝0.4.∴a＝0.3，V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。方法二：由于NO、NO2和O2恰好与水反应，必然满足n(N)∶n(O)＝2∶5，设有amolNO，那么就有n(O)＝a＋2(1－a)＋0.4×2＝2.5[因为n(N)＝1]，∴a＝0.3，即V(NO)∶V(NO2)＝3∶7。答案：C6．相同状况下，在容积相同的三个烧瓶内分别充满干燥的NH3、HCl、NO2气体，然后按上述顺序分别用水做喷泉实验。实验结束后，烧瓶内三种溶液的物质的量浓度之比为()A．3∶3∶2B．2∶2∶3C．1∶1∶1D．无法比较解析：NH3和HCl作喷泉实验时所得溶液体积即为气体的体积，所得溶液的浓度均为122.4mol/L；NO2作喷泉实验时发生如下反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，则消耗的NO2的物质的量与生成HNO3的物质的量相同，所得溶液的浓度为：c＝nV＝23V/22.423Vmol/L＝122.4mol/L。答案：C7．无色的混合气体甲可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体经过下图所示系列实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()A．NH3、NO2、N2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2解析：根据甲为无色气体，推断甲中不存在NO2；甲气体通过浓H2SO4后气体体积减小，说明甲中含有NH3，且V(NH3)＝20mL；剩余气体通过足量Na2O2后气体变成红棕色，说明甲中存在NO和CO2，且CO2与Na2O2反应产生的O2使NO转变为NO2；由于气体通入水中时没有气体剩余，所以V(NO2)∶V(O2)＝4∶1；根据2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2,2NO＋O2===2NO2，当V(NO2)∶V(CO2)＝4∶1时，V(NO)∶V(CO2)＝2∶3，所以V(NO)＝80mL×25＝32mL，V(CO2)＝80mL－32mL＝48mL。答案：B8．下图中各物质均由常见元素(原子序数≤20)组成。已知A、B、K为单质，且在常温下A和K为气体，B为固体。D为常见的无色液体。I是一种常用的化肥，在其水溶液中滴加AgNO3溶液有不溶于稀HNO3的白色沉淀产生。J是一种实验室常用的干燥剂。它们的相互转化关系如下图所示(图中反应条件未列出)。请回答下列问题：(1)I的化学式为________；J的化学式为________。(2)反应①的化学方程式为______________________________________。(3)F的水溶液与氯气反应的离子方程式为________________________________________________________________________。解析：根据I是一种常用的化肥，且向其水溶液中加入AgNO3产生不溶于硝酸的白色沉淀可推出I为NH4Cl，从而逆推E和H分别为NH3和HCl中的一种，由于H与F可以制J(常用干燥剂)，从而推知E为NH3，H为HCl，进而推出J为CaCl2，并能逆推F为Ca(OH)2，D为H2O，由B和D(水)反应生成K和F，且A和K反应生成E(NH3)知K为氢气，则A为N2，再由F为Ca(OH)2(已推出)推知C中含有Ca元素，从而推知C为Ca3N2、B为Ca，至此可以做出答案。答案：(1)NH4ClCaCl2(2)Ca3N2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2NH3↑(3)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O9.如图所示，将Ⅰ中生成的NH3缓缓经过Ⅱ通入充满干燥Cl2的试管Ⅲ中，已知2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl，试回答下列问题：(1)Ⅰ中能产生NH3的理由(用相关化学用语简要回答)：________________________________________________________________________。(2)Ⅱ中装的试剂是________；作用是__________________________________。(3)Ⅲ中的现象是________________；恰好反应后，将Ⅲ试管倒立于盛满水的水槽中，(不考虑其他因素影响)液面上升约为试管体积的________。解析：(1)由于浓氨水中存在如下平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－，将浓氨水加到固体CaO中，浓氨水中的H2O与CaO反应放出热量并产生OH－，促使上述平衡向生成NH3的方向移动，导致NH3的生成。(2)所得的NH3中有杂质H2O，装置Ⅱ的干燥管内可盛放碱石灰除去之。(3)Cl2具有氧化性，NH3具有还原性，二者相遇发生氧化还原反应生成N2和HCl,2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl，过量的NH3与HCl反应生成NH4Cl固体，其总反应为：8NH3＋3Cl2===N2＋6NH4Cl，因此氯气所呈现的黄绿色逐渐消失，并产生白烟。恰好完全反应后试管内剩下1/3体积的N2，将试管倒立在盛满水的水槽中，试管的2/3充满水。答案：(1)CaO＋H2O===Ca(OH)2，放出热量并生成碱，使平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋4＋OH－左移，所以有氨气生成。或写CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑(2)碱石灰干燥氨气(3)黄绿色逐渐消失并产生白烟2310．某研究性学习小组在做氯气的喷泉实验时(装置如下图)，发现含有酚酞的NaOH溶液喷入烧瓶后溶液的红色退去。甲、乙两位同学对此现象分别做了如下推测：甲：因为氯气与NaOH溶液反应，使溶液碱性减弱甚至呈酸性，所以溶液红色退去。乙：因为氯气溶于水并与水反应生成HClO，由于HClO的氧化漂白作用而使溶液退色。(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是________________________________________________________________________。验证乙同学的推测是否正确的方法是________________________________________________________________________。(2)如果将NaOH溶液改成酸性KMnO4溶液，把Cl2换成SO2气体，试问用图示所给装置完成喷泉实验是否合理？______(填“合理”或“不合理”)。如果认为不合理，请说明你的理由：________________________________________________________。(3)类似“退色喷泉实验”还有多种“变色的喷泉实验”。请你按实验要求，分别设计1个“变色喷泉实验”并填写下列表格：编号实验要求烧杯中的溶液滴管中的液体烧瓶中的气体①无色变红色的喷泉H2O②红色变无色的喷泉SO2解析：本题是将教材上的演示实验进行了改进和拓展，并与实验探究问题结合在一起。探究验证氯气使含酚酞的氢氧化钠退色的原因。若乙同学的说法正确，则说明酚酞被氧化，再加入氢氧化钠不会变红色；而如果甲同学正确，再加入氢氧化钠溶液会变红色。用高锰酸钾溶液和SO2进行喷泉实验，要考虑药品对仪器的影响，由于高锰酸钾具有强氧化性，会使橡胶(连接玻璃管的橡胶管、胶头滴管)氧化腐蚀，因此，该实验不合理。无色变红色是解题的关键，可以是含酚酞的水溶液遇氨气。红色变无色的情况可以是含酚酞的氢氧化钠溶液与氯化氢气体或SO2(也就是酸性气体)相遇。答案：(1)取烧瓶中的无色溶液加入足量的NaOH溶液，如果溶液恢复红色，则可证明甲同学的推测是正确的如果加入足量的NaOH溶液后不能恢复红色，则说明乙同学的推测是正确的(2)不合理KMnO4溶液可与橡胶塞反应，也不能盛放在倒置的胶头滴管中(3)(其他合理答案也可)编号实验要求烧杯中的溶液滴管中的液体烧瓶中的气体①无色变红色的喷泉酚酞试液H2ONH3②红色变无色的喷泉NaOH(含酚酞)溶液NaOH溶液SO211.在100mLNaOH溶液中加入NH4NO3和(NH4)2SO4的固体混合物，加热充分反应，如图表示加入的混合物的质量与产生的气体体积(标况)的关系，试计算：(1)NaOH溶液的物质的量浓度为____________。(2)当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物的质量是51.6g时，充分反应后，生成气体的体积(标况)为________L。(3)当NaOH的溶液的体积为180mL，固体混合物的质量仍为51.6g时，充分反应后，生成气体的体积(标况)为________L。解析：(1)从图上看出34.4g混合物和100mLNaOH恰好完全反应。n(NaOH)＝n(NH3)＝11.2L22.4L·mol－1＝0.50mol，c(NaOH)＝nV＝0.50mol0.100L＝5.0mol·L－1；(2)V(NaOH)＝140mL，因固体过量，所以V(NH3)＝22.4L/mol×n(NaOH)：＝22.4L·mol－1×5mol·L－1×0.14L＝15.68L；(3)V(NaOH)＝180mL，