2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)檢測(cè)二十七：噴泉實(shí)驗(yàn)與含氮物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化（含解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

A．工業(yè)上模擬自然界“雷雨發(fā)莊稼”的過程生產(chǎn)HNO3
B．自然固氮、人工固氮都是將N2轉(zhuǎn)化為含氮化合物
C．氨氣是重要的工業(yè)原料，可用于生產(chǎn)化肥和純堿等大宗化學(xué)品
D．多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”
2．自然界中氮的部分循環(huán)過程如圖，下列有關(guān)說法正確的是( )
A．過程①和②均屬于自然固氮
B．X→Y發(fā)生化合反應(yīng)
C．NH3→N發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D．若為硫循環(huán)，X在空氣中點(diǎn)燃可得Y
3．氮元素在海洋中的循環(huán)是整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。海洋中無機(jī)氮的循環(huán)過程可用如圖表示。下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說法正確的是( )
A．海洋中的氮循環(huán)起始于氮的還原
B．海洋中的氮循環(huán)中屬于固氮作用的是③
C．海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與
D．向海洋排放含NOeq \\al(－,3)的廢水不會(huì)影響海洋中NHeq \\al(＋,4)的含量
4．(2023·浙江1月選考)關(guān)于反應(yīng)2NH2OH＋4Fe3＋===N2O↑＋4Fe2＋＋4H＋＋H2O，下列說法正確的是( )
A．生成1 ml N2O，轉(zhuǎn)移4 ml電子
B．NH2OH是還原產(chǎn)物
C．NH2OH既是氧化劑又是還原劑
D．若設(shè)計(jì)成原電池，F(xiàn)e2＋為負(fù)極產(chǎn)物
5.
中學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通常利用如圖所示的裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證氣體的“溶解性”，下列有關(guān)說法不正確的是( )
A．用滴管加入液體后，由于氣體的“溶解”，使瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，導(dǎo)致瓶內(nèi)壓強(qiáng)小于外界壓強(qiáng)，從而形成噴泉
B．選用合適的溶液，CO2也能用于做噴泉實(shí)驗(yàn)
C．HCl、NH3和SO2均能用該裝置做噴泉實(shí)驗(yàn)
D．用NO2和N2O4的混合氣體做噴泉實(shí)驗(yàn)，燒瓶中將充滿稀硝酸
6．(2024·大慶高三模擬)噴泉是一種常見的現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強(qiáng)差。下面是某同學(xué)設(shè)計(jì)的四個(gè)不同的噴泉裝置，則以下說法不正確的是( )
A．若向圖1燒瓶中充滿HI(與HCl水溶性相似)氣體，燒杯和膠頭滴管中加入AgNO3溶液，則可以產(chǎn)生黃色噴泉
B．若向圖2燒杯中加水，燒瓶中充滿NH3，引發(fā)噴泉的操作是捂熱上方的圓底燒瓶
C．若向圖3裝置的水槽中加入冰塊或慢慢滴入濃硫酸都可以形成噴泉
D．圖4所示的裝置，若要在該裝置中產(chǎn)生雙噴現(xiàn)象，其操作方法可以是關(guān)閉活塞c，打開活塞a、b，再擠壓膠頭滴管，當(dāng)產(chǎn)生大量的白煙，再打開活塞c
7．水合肼(N2H4·H2O)可用作還原劑。其制備原理為NaClO＋2NH3―→N2H4·H2O＋NaCl。用如圖裝置制取水合肼的相關(guān)說法不正確的是( )
A．裝置的連接順序：f→a→b→c→d→e
B．裝置M可快速制NH3
C．可用 CCl4代替水
D．操作過程中不宜快速滴加NaClO溶液
8．(2024·福建省三校協(xié)作體聯(lián)考)氮及其化合物的價(jià)類二維圖如圖所示：
下列說法正確的是( )
A．X可通過加熱氯化銨固體制取
B．從物質(zhì)類別角度分析，P和Z都屬于酸性氧化物
C．將X轉(zhuǎn)化為Q的過程，屬于氮的固定
D．濃的Y溶液保存在棕色試劑瓶中，并置于冷暗處
9．水體中過量氨氮(以NH3表示)或總氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素總量)含量過高會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。用次氯酸鈉除去氨氮的一種原理如圖所示，下列說法正確的是( )
A．NaClO除去氨氮的總反應(yīng)化學(xué)方程式：
2NH3＋3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O
B．整個(gè)過程中發(fā)生的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)
C．在較高溫度下，氨氮去除率會(huì)升高
D．NaClO投入過多，總氮去除率可能會(huì)升高
10.某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他方法，并設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。
(1)
在如圖所示的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是________(填字母)。
A．Cu與稀鹽酸
B．NaHCO3與NaOH溶液
C．CaCO3與稀硫酸
D．NH4HCO3與稀鹽酸
這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在圖示錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精；水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也可產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可以是__________(填字母)。
A．濃硫酸 B．食鹽 C．硝酸鉀 D．硫酸銅
這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)
如圖為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。某同學(xué)用燒瓶中盛不同成分的氣體進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)幫助分析實(shí)驗(yàn)后燒瓶中所得溶液的濃度(假設(shè)是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下完成實(shí)驗(yàn)，且溶質(zhì)不擴(kuò)散)。
①若用HCl氣體，則c(HCl)＝__________________________________________。
②若用NO2氣體，則c(HNO3)＝____________。
③若用n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合氣體，則c(HNO3)＝________________。
11．較活潑金屬與硝酸反應(yīng)，產(chǎn)物復(fù)雜。如一定濃度的硝酸與鎂反應(yīng)，可同時(shí)得到NO、NO2、N2三種氣體。某同學(xué)欲用如圖所示儀器組裝裝置來直接驗(yàn)證有NO、NO2生成并制取氮化鎂。(假設(shè)實(shí)驗(yàn)中每步轉(zhuǎn)化均是完全的)
已知：①NO2沸點(diǎn)是21.1 ℃，熔點(diǎn)是－11 ℃；NO的沸點(diǎn)是－151 ℃、熔點(diǎn)是－164 ℃；②氮化鎂遇水會(huì)發(fā)生水解?；卮鹣铝袉栴}：
(1)為達(dá)到上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x用的儀器的正確連接方式是________(填序號(hào))。
a．A→D→C→F→B→F→E
b．A→C→D→F→B→F→E
c．A→F→C→D→F→B→E
d．A→F→D→C→F→B→E
(2)確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是______________________________________
________________，實(shí)驗(yàn)中兩次使用裝置F，第二次使用裝置F的作用是________________________________________________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)前需先打開開關(guān)K，向裝置內(nèi)通CO2氣體，其目的是______________________，
當(dāng)________________________時(shí)停止通入CO2。
(4)實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時(shí)，C中溶液顏色慢慢褪去，試寫出C中反應(yīng)的離子方程式：____________________________________________________。
(5)在A中反應(yīng)開始時(shí)，某同學(xué)馬上點(diǎn)燃B處的酒精燈，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過測(cè)定發(fā)現(xiàn)B處的產(chǎn)品純度不高，原因是____________________________________________
(用化學(xué)方程式回答)。
(6)驗(yàn)證B處有氮化鎂生成的方法是___________________________________________。
課時(shí)檢測(cè)(二十七)
1．A 自然界 “雷雨發(fā)莊稼”的第一步是將空氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為NO，工業(yè)生產(chǎn)硝酸的第一步是將氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣，氨氣催化氧化得到NO，NO被氧化為NO2，NO2和水反應(yīng)最后得到硝酸，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氮的固定是將N2轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，B項(xiàng)正確；氨氣作為重要的工業(yè)原料可用于生產(chǎn)化肥和純堿等大宗化學(xué)品，C項(xiàng)正確；氮元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，多種形態(tài)的氮及其化合物間的轉(zhuǎn)化形成了自然界的“氮循環(huán)”，D項(xiàng)正確。
2．B 依據(jù)自然界中氮的部分循環(huán)過程圖可知，X為NO，Y為NO2，Z為HNO3，M為硝酸鹽，N為銨鹽。過程①可能是自然固氮，但過程②不屬于氮的固定，A錯(cuò)誤；X→Y發(fā)生的反應(yīng)為2NO＋O2===2NO2，是化合反應(yīng)，B正確；NH3→N的過程元素化合價(jià)沒有改變，所以不是氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；若為硫循環(huán)，X為SO2，Y為SO3，X→Y的反應(yīng)為2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化劑),\s\d5(△))2SO3，X在空氣中點(diǎn)燃不能得到Y(jié)，D錯(cuò)誤。
3．A 海洋中的氮循環(huán)起始于N2→NHeq \\al(＋,4)，即起始于氮的還原，A正確；海洋中的氮循環(huán)中屬于固氮作用的是②，B錯(cuò)誤；反硝化作用中N元素化合價(jià)降低，被還原，而氧氣是常見氧化劑，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中若NOeq \\al(－,3)增多，反硝化作用增強(qiáng)，向海洋排放含NOeq \\al(－,3)的廢水會(huì)影響海洋中NHeq \\al(＋,4)的含量，D錯(cuò)誤。
4．A 由方程式可知，反應(yīng)生成1 ml一氧化二氮，轉(zhuǎn)移4 ml電子，故A正確；由方程式可知，反應(yīng)中氮元素的化合價(jià)升高被氧化，NH2OH是反應(yīng)的還原劑，鐵元素的化合價(jià)降低被還原，鐵離子是反應(yīng)的氧化劑，故B、C錯(cuò)誤；若設(shè)計(jì)成原電池，鐵離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成亞鐵離子，亞鐵離子為正極產(chǎn)物，故D錯(cuò)誤。
5．D 由于氣體溶于水或某種溶液(或與水、某種溶液反應(yīng))，導(dǎo)致燒瓶中的壓強(qiáng)迅速減小，與外界產(chǎn)生足夠的壓強(qiáng)差，從而形成噴泉，A正確；CO2能與NaOH等強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，從而被吸收，能與外界產(chǎn)生壓強(qiáng)差，故能形成噴泉，B正確；NH3和HCl屬于極易溶于水的氣體，SO2可以與NaOH溶液等反應(yīng)，故均能形成噴泉，C正確；NO2和N2O4與水反應(yīng)后有NO生成，故液體不能充滿燒瓶，D錯(cuò)誤。
6．C 若向題圖1燒瓶中充滿HI(與HCl水溶性相似)氣體，燒杯和膠頭滴管中加入AgNO3 溶液，硝酸銀和HI反應(yīng)生成黃色AgI沉淀，所以可以產(chǎn)生黃色噴泉，故A正確；若向題圖2燒杯中加水，燒瓶中充滿NH3，捂熱上方的圓底燒瓶，氣體膨脹，氨氣與水接觸，氨氣迅速溶解，燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，形成噴泉，故B正確；若向題圖3裝置的水槽中加入冰塊溫度降低，氨水不能溢出氨氣，壓強(qiáng)不增大，不能形成噴泉，故C錯(cuò)誤；題圖4所示的裝置，關(guān)閉活塞c，打開活塞a、b，再擠壓膠頭滴管，氨氣溶于水，右側(cè)燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小，HCl進(jìn)入右側(cè)燒瓶，產(chǎn)生大量的白煙氯化銨，此時(shí)兩燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)都減小，再打開活塞c，產(chǎn)生雙噴現(xiàn)象，故D正確。
7．C M中制備氨氣，氨氣通過安全瓶防倒吸，為使氨氣充分反應(yīng)，氨氣由長導(dǎo)管通入次氯酸鈉溶液中反應(yīng)生成水合肼，最后尾氣處理，裝置的連接順序?yàn)閒→a→b→c→d→e，故A正確；氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，該反應(yīng)放熱，溫度升高，氫氧化鈣使氨水中氫氧根離子濃度增大，所以裝置M可快速制 NH3，故B正確；水的作用是吸收尾氣，氨氣難溶于四氯化碳，不能用CCl4代替水，故C錯(cuò)誤；次氯酸鈉具有氧化性，若操作過程中快速滴加NaClO溶液，可能使N2H4·H2O被NaClO氧化，故D正確。
8．D 根據(jù)化合價(jià)以及所屬物質(zhì)類別可知，X為NH3，Q為NO，Z為NO2，P為N2O5，Y為HNO3，W為NH3·H2O。直接加熱氯化銨固體分解生成的HCl又會(huì)和氨氣反應(yīng)生成氯化銨，需加熱氯化銨和氫氧化鈣的混合物，A錯(cuò)誤；Z為NO2，NO2與堿發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成兩種鹽，不是酸性氧化物，B錯(cuò)誤；氮的固定是指將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)，X轉(zhuǎn)化為Q的過程是一種化合態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種化合態(tài)，不屬于氮的固定，C錯(cuò)誤；濃硝酸見光易分解，需保存在棕色試劑瓶中，并置于冷暗處，D正確。
9．A 根據(jù)箭頭方向可知，只進(jìn)去的為反應(yīng)物，只出來的為生成物，NH3、NaClO是反應(yīng)物，氯化鈉、氮?dú)夂退巧晌铮鶕?jù)元素守恒和得失電子守恒寫出化學(xué)方程式為2NH3 ＋ 3NaClO===N2＋3NaCl＋3H2O，A正確；其中NaClO與水反應(yīng)、氫氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)中，元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化，不是氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；NH3易揮發(fā)，溫度較高時(shí)溶解度減小，氨氮去除率會(huì)降低，C錯(cuò)誤；具有強(qiáng)氧化性的NaClO投入過多，會(huì)氧化部分NH3生成NOeq \\al(－,3)，總氮去除率可能會(huì)下降，D錯(cuò)誤。
10．解析：(1)Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，NaHCO3與NaOH溶液反應(yīng)不產(chǎn)生氣體，不能形成壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；CaCO3與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，但生成的CaSO4微溶于水，覆蓋在CaCO3的表面，會(huì)使反應(yīng)很快停止，不能形成較大的壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉；NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生較多的CO2氣體，使錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)遠(yuǎn)大于燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)，從而形成噴泉。(2)濃硫酸(或生石灰、燒堿等)溶于水均能放出大量的熱，使酒精大量揮發(fā)，形成較大的壓強(qiáng)差，從而形成噴泉；氯化鈉、硝酸鉀、硫酸銅溶于水溫度變化不大，不能使酒精大量揮發(fā)，不能形成較大的壓強(qiáng)差，故不能形成噴泉。(3)設(shè)燒瓶的容積為V L，則氣體(混合氣體)的物質(zhì)的量均為eq \f(V,22.4) ml。①若用HCl氣體，噴泉后，溶液充滿燒瓶，則溶液的體積為V L，c(HCl)＝eq \f(\f(V,22.4) ml,V L)＝eq \f(1,22.4) ml·L－1。②若用NO2，噴泉后，溶質(zhì)為HNO3，
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
eq \f(V,22.4) ml eq \f(2,3)×eq \f(V,22.4) ml
則噴泉后溶液的體積為eq \f(2,3)V L，c(HNO3)＝eq \f(\f(2,3)×\f(V,22.4) ml,\f(2,3)V L)＝eq \f(1,22.4) ml·L－1。③若為n(NO2)∶n(O2)＝2∶1的混合氣體，噴泉后，反應(yīng)剩余eq \f(1,6)的O2，溶液充至燒瓶的eq \f(5,6)，溶質(zhì)為HNO3，
4NO2 ＋ O2 ＋2H2O===4HNO3
eq \f(V,22.4)×eq \f(2,3) eq \f(V,22.4)×eq \f(2,3)×eq \f(1,4) eq \f(V,22.4)×eq \f(2,3)
則噴泉后溶液的體積為eq \f(5,6)V L，c(HNO3)＝eq \f(\f(V,22.4)×\f(2,3) ml,\f(5,6)V L)＝eq \f(1,28) ml·L－1。
答案：(1)D NH4HCO3與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)增大，把液體壓入燒瓶中，形成噴泉
(2)A 濃硫酸溶于水放出大量的熱，使錐形瓶中的酒精揮發(fā)，錐形瓶中氣體壓強(qiáng)增大，把酒精壓入燒瓶中形成噴泉
(3)①eq \f(1,22.4) ml·L－1 ②eq \f(1,22.4) ml·L－1 ③eq \f(1,28) ml·L－1
11．解析：(1)根據(jù)題意“一定濃度的硝酸與鎂反應(yīng)，可同時(shí)得到NO、NO2、N2”，若有NO2生成則氣體呈紅棕色，根據(jù)已知①中NO2、NO的熔沸點(diǎn)，在裝置D中可將NO2冷凝為液態(tài)，可觀察到裝置D中有紅棕色液體生成；利用NO具有還原性，用裝置C中酸性KMnO4溶液驗(yàn)證NO；根據(jù)已知②中Mg3N2遇水會(huì)發(fā)生水解，與Mg反應(yīng)的N2必須是干燥的，氣體在進(jìn)入裝置B之前必須用濃硫酸干燥，且要防止H2O(g)進(jìn)入制備Mg3N2的裝置；裝置的連接順序?yàn)锳→D→C→F→B→F→E。(2)確定還原產(chǎn)物中有NO2的現(xiàn)象是裝置D中有紅棕色液體生成；Mg3N2遇水會(huì)發(fā)生水解，實(shí)驗(yàn)中兩次使用裝置F，第一次使用裝置F的作用是干燥N2，第二次使用裝置F的作用是防止E中H2O(g)進(jìn)入B中，使Mg3N2不純。(3)由于NO能與O2反應(yīng)生成NO2，會(huì)影響NO2、NO的驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)開始前要排出裝置中的空氣，所以實(shí)驗(yàn)前先打開開關(guān)K，向裝置內(nèi)通CO2氣體。當(dāng)觀察到裝置E中產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，表明裝置中空氣已經(jīng)排盡，停止通入CO2。(4)裝置D中觀察到有紅棕色液體出現(xiàn)，裝置C中溶液顏色慢慢褪去，說明酸性KMnO4溶液將NO氧化成NOeq \\al(－,3)，同時(shí)MnOeq \\al(－,4)被還原成
Mn2＋，結(jié)合得失電子守恒、元素守恒、電荷守恒，寫出離子方程式為5NO＋3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋===5NOeq \\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。(5)在A中反應(yīng)開始時(shí)，馬上點(diǎn)燃B處的酒精燈，Mg與CO2發(fā)生置換反應(yīng)生成MgO和C，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)束后B處制得的Mg3N2純度不高，化學(xué)方程式為2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(△))2MgO＋C。(6)Mg3N2遇水發(fā)生水解生成Mg(OH)2和NH3，檢驗(yàn)有Mg3N2生成只要檢驗(yàn)B處固體中加水產(chǎn)生NH3即可。
答案：(1)a (2)D中有紅棕色液體生成防止E中水蒸氣進(jìn)入B中，造成產(chǎn)物不純
(3)排出裝置內(nèi)空氣，防止干擾實(shí)驗(yàn) E中產(chǎn)生白色沉淀
(4)5NO＋3MnOeq \\al(－,4)＋4H＋===3Mn2＋＋5NOeq \\al(－,3)＋2H2O
(5)CO2＋2Mgeq \(=====,\s\up7(△))2MgO＋C
(6)取B中固體少量于試管中，向其中加入少量水，若產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，則B中有氮化鎂生成

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