高考化学氮及其化合物的推断题综合题试题附详细答案.doc

高考化学氮及其化合物的推断题综合题试题附详细答案

一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）
1．某课外兴趣小组探究利用废铜屑制取CuSO4溶液，设计了以下几种实验方案。完成下列填空：
(1)方案一：以铜和浓硫酸反应制备硫酸铜溶液。方案二：将废铜屑在空气中灼烧后再投入稀硫酸中。和方案一相比，方案二的优点是________________________；方案二的实验中，发现容器底部残留少量紫红色固体，再加入稀硫酸依然不溶解，该固体为________。
(2)方案三的实验流程如图所示。

溶解过程中有气体放出，该气体是________。随着反应的进行，生成气体速率加快，推测可能的原因是________________________________________________________________________________。
(3)设计实验证明你的推测：______________________________。
方案四的实验流程如图所示。

（4）为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比应为________；
（5）对方案四进行补充完善，设计一个既能防止污染，又能实现物料循环的实验方案(用流程图表示)__________________________________。
【答案】不产生污染空气的SO2气体，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少CuO2反应产生的Cu2＋对H2O2分解有催化作用取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，观察产生气泡的速率是否加快3∶2
【解析】
【详解】
(1)第一个方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成空气污染；第二个方案中铜和氧气加热生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水，因此反应过程中没有污染物，且原料的利用率高。方案二的实验中，发现容器底部残留少量紫红色固体为铜，不溶于稀硫酸；(2)方案三中H2O2发生还原反应生成O2；随着反应的进行，生成气体速率加快，可能是反应产生的Cu2＋对H2O2分解有催化作用；（3）取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，如果产生气泡的速率加快，则证明Cu2＋对H2O2分解有催化作用；(4)根据离子方程式：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，反应消耗2mol硝酸，生成3mol硫酸铜，故为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比应为3∶2；（5）设计实验方案时，为防止NO污染空气，应通入空气氧化NO为NO2，用水吸收后，生成的HNO3再循环利用：。

2．研究金属与硝酸的反应，实验如下。
实验(20ºC)现象Ⅰ过量铜粉、2mL0.5mol∙L-1HNO3无色气体(遇空气变红棕色)，溶液变为蓝色Ⅱ过量铁粉、2mL0.5mol∙L-1HNO36mL无色气体(经检测为H2)，溶液几乎无色

⑴Ⅰ中产生的无色气体是______。
⑵研究Ⅱ中的氧化剂
①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Ⅰ和Ⅱ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Ⅱ中NO3－被还原为的过程：NO3－+______e－+______=NH4++______H2O
⑶研究影响产生H2的因素
实验现象Ⅲ过量铁粉、2mL0.5mol∙L-1HNO3、40ºC3.4mL气体(经检测为H2），溶液略带黄色Ⅳ过量铁粉、2mL0.5mol∙L-1HNO3、60ºC2.6mL气体(经检测为H2），黄色溶液Ⅴ过量铁粉、2mL3mol∙L-1HNO3、20ºC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。
④对比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，温度不同时收集到氢气的体积不同，原因是______。
⑤Ⅴ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______。
⑷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Ⅰ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Ⅱ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810H+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】
⑴Ⅰ中无色气体NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体。

⑵①依据Ⅰ和Ⅱ硝酸浓度相同，铜的还原性弱于铁，但Ⅰ中生成NO，因此可得NO3－没有发生反应不正确。
②NO3－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