2023屆新高考化學一輪課時跟蹤練第13講氮及其重要化合物

課時跟蹤練13一、選擇題1．(2021·成都第七中學月考)氮是生命的基礎(chǔ)，它與生命活動、人類文明的發(fā)展息息相關(guān)。下列說法正確的是()A．氮氧化物直接排放到空氣中會引起溫室效應(yīng)B．德國化學家哈伯首先合成了氨，為人類解決糧食危機奠定了基礎(chǔ)C．草木灰中含鉀元素，與銨態(tài)氮肥一起施用，可增加肥效D．大多數(shù)植物能吸收游離態(tài)氮，將其轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮解析：氮氧化物有毒，會污染環(huán)境，氮氧化物直接排放到空氣中會引起光化學煙霧，二氧化碳會引起溫室效應(yīng)，故A項錯誤；1909年，哈伯用氮氣和氫氣在高溫高壓的條件下首次合成了氨，為人類解決糧食危機奠定了基礎(chǔ)，并獲得了1918年諾貝爾化學獎，故B項正確；草木灰中含鉀元素，與銨態(tài)氮肥一起施用，銨根和碳酸根水解相互促進，會降低肥效，故C項錯誤；氮元素是蛋白質(zhì)組成元素之一，植物可以從土壤中吸收含氮化合物制造蛋白質(zhì)，不能直接吸收游離態(tài)的氮，故D項錯誤。答案：B2．(2021·長沙雅禮中學月考)下列由相關(guān)實驗現(xiàn)象推出的結(jié)論正確的是()A．NH4Cl和NH4HCO3受熱都能分解，說明可以用加熱NH4Cl和NH4HCO3固體的方法制氨B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，說明該溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)C．Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)D．NH3遇到濃鹽酸產(chǎn)生白煙，說明二者發(fā)生了反應(yīng)生成白色固體解析：NH4Cl受熱分解生成氨和氯化氫，冷卻后二者又重新結(jié)合生成NH4Cl，不能制備氨，NH4HCO3受熱分解生成氨、二氧化碳和水，制得的氨中混有二氧化碳，不適合制備氨，A項錯誤；向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出現(xiàn)白色沉淀，在酸性條件下NOeq\o\al(－,3)具有強氧化性，會把SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，故不能說明原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)，也可能含有SOeq\o\al(2－,3)，B項錯誤；Fe與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，前者是由于稀硝酸的強氧化性，后者是由于Fe與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，C項錯誤；NH3遇到濃鹽酸產(chǎn)生白煙，說明二者發(fā)生反應(yīng)生成白色固體氯化銨，D項正確。答案：D3．(2021·大連一〇三中學月考)下列敘述正確的是()①NH3易液化，液氨常用作制冷劑②可用鐵、鋁制容器盛裝濃硝酸和濃硫酸③利用氨極易溶于水，氨可做噴泉實驗④所有的氮氧化物均易溶于水⑤銨鹽受熱分解一定都會產(chǎn)生氨⑥可用KI淀粉試紙鑒別紅棕色的Br2蒸氣和NO2氣體A．①③ B．①②③C．①②③④ D．①②③④⑤⑥解析：NH3易液化，則液氨轉(zhuǎn)化為氨時需吸收大量的熱，所以液氨常用作制冷劑，①正確；常溫下，鐵、鋁遇到濃硝酸、濃硫酸會發(fā)生鈍化，所以可用鐵、鋁制容器盛裝濃硝酸和濃硫酸，②正確；氨極易溶于水，則在密閉容器中可形成負壓，所以氨可做噴泉實驗，③正確；有些氮氧化物難溶于水，如NO、N2O等，④不正確；銨鹽受熱易分解，但不一定產(chǎn)生氨，如硝酸銨分解可生成N2O和H2O，⑤不正確；Br2蒸氣和NO2氣體都能將KI氧化，從而生成I2，所以不能用KI淀粉試紙鑒別紅棕色的Br2蒸氣和NO2氣體，⑥不正確；故選B。答案：B4．(2021·四川雙流中學月考)下列有關(guān)氮的化合物的說法不正確的是()A．N2O的空間構(gòu)型是直線形B．N2H4可形成N2Heq\o\al(＋,5)、N2Heq\o\al(2＋,6)離子C．氮氧化物排放到空氣中，會導致光化學煙霧D．當V(NO2)∶V(NO)≤1時，用NaOH溶液可完全吸收NO2、NO的混合物解析：N2O與CO2互為等電子體，等電子體的結(jié)構(gòu)相似，已知CO2為直線形的分子，所以N2O的空間構(gòu)型為直線形，故A項正確；N2H4中能與H＋形成配位鍵，所以N2H4可形成N2Heq\o\al(＋,5)、N2Heq\o\al(2＋,6)離子，故B項正確；光化學煙霧是一次污染物(如氮氧化物、碳氫化合物等)發(fā)生光化學反應(yīng)后生成的二次污染物，氮氧化物排放到空氣中，會導致光化學煙霧，故C項正確；根據(jù)反應(yīng)方程式：2NaOH＋NO2＋NO=2NaNO2＋H2O、2NaOH＋2NO2=NaNO3＋NaNO2＋H2O，當V(NO2)∶V(NO)≤1時，用NaOH溶液不能完全吸收NO2、NO的混合物，故D項錯誤。答案：D5．(2021·寧德高中同心順聯(lián)盟校調(diào)研)氮是糧食作物生長必需的元素。將空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成含氮化合物叫做氨的固定，主要有自然固氮和人工固氮兩種方式。在高溫、高壓和鐵＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。下列關(guān)于氨的說法正確的是()A．NH3與H2O能形成分子間氫鍵B．可以用NH4Cl受熱分解制取氨C．NH3將CuO轉(zhuǎn)化為Cu利用其氧化性D．用NH3和CO2反應(yīng)合成尿素屬于人工固氮解析：NH3中的N原子與H2O中的O原子都具有較強的電負性，則NH3與H2O中含有氫鍵，且NH3與H2O之間也能形成分子間氫鍵，故A項正確；NH4Cl受熱分解生成NH3和HCl，遇冷時NH3和HCl又結(jié)合生成NH4Cl，則不可用NH4Cl受熱分解制取氨，故B項錯誤；NH3將CuO轉(zhuǎn)化為Cu，CuO中Cu元素化合價降低為氧化劑，則NH3為還原劑，則NH3將CuO轉(zhuǎn)化為Cu利用其還原性，故C項錯誤；固氮為將游離態(tài)的氮(即N2)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的氮，人工固氮為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，故D項錯誤。答案：A6．(2021·朝陽建平實驗中學月考)如圖是某元素的化合價—物質(zhì)類型二維圖。其中X是一種常見的強堿，G為正鹽，通常條件下Z是無色液體，D的相對分子質(zhì)量比C小16，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．E可以是金屬也可以是非金屬B．C和D兩種大氣污染物，都能用排水法收集C．B的濃溶液具有吸水性，可用來干燥氣體D．實驗室制備F時，可以將其濃溶液滴入堿石灰中進行制取解析：G和NaOH反應(yīng)生成氫化物，再結(jié)合D的相對原子質(zhì)量比C小16，可以得出F為氨，D為NO，E為氮氣，C為NO2，B為HNO3，A為NaNO3，G是銨鹽，X是氫氧化鈉，Y是氧氣。據(jù)此分析解答。E為氮氣，A項錯誤；C為NO2、D為NO；NO不溶于水可以用排水法收集，NO2會與水發(fā)生化學反應(yīng)，故不能用排水法收集，B項錯誤；濃硝酸不具有吸水性，自身具有揮發(fā)性，不可用來干燥氣體，C項錯誤；實驗室制備NH3時，可以將濃氨水滴入堿石灰中進行制取，堿石灰中含有氧化鈣和氫氧化鈉，遇到水后會放出熱量，并且還有大量氫氧根產(chǎn)生，從而產(chǎn)生大量氨，D項正確。答案：D7．(2021·大連渤海高級中學月考)下列實驗方法或操作能達到實驗?zāi)康牡氖?)A．裝置①：制備NH3B．裝置②：測量Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積C．裝置③：驗證氨具有還原性D．裝置④：吸收NH3解析：氫氧化鈣與氯化銨在加熱條件下能反應(yīng)生成NH3，試管口應(yīng)向下傾斜一定角度，故A項不符合題意；Cu與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體為NO2，NO2與H2O反應(yīng)生成NO，NO能與空氣中O2反應(yīng)生成NO2，該集氣瓶上部存在少量空氣，因此無法通過排出水的體積計算NO2的體積，故B項不符合題意；CuO固體為黑色，CuO與NH3在高溫條件下能反應(yīng)生成紅色固體Cu，反應(yīng)過程中N元素被氧化，NH3表現(xiàn)出還原性，實驗過程有明顯現(xiàn)象，故C項符合題意；NH3極易溶于水，該裝置吸收NH3時會發(fā)生倒吸，故D項不符合題意。答案：C8．(2021·石家莊辛集一中月考)空氣中的氮氣可通過人工固氮獲得氨，氨是重要的化工原料，通過氨氧化法可制得硝酸，反應(yīng)過程如下所示。硝酸是一種強氧化性酸，制硝酸工業(yè)產(chǎn)生的尾氣中含有氮氧化物，應(yīng)處理后才能排放。下列說法不正確的是()N2eq\o(→,\s\up17(H2、高溫、高壓、催化劑),\s\do20(轉(zhuǎn)化①))NH3eq\o(→,\s\up17(O2、催化劑、△),\s\do20(轉(zhuǎn)化②))NOeq\o(→,\s\up17(O2),\s\do20(轉(zhuǎn)化③))NO2eq\o(→,\s\up17(H2O、O2),\s\do20(轉(zhuǎn)化④))HNO3A．常溫下，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中B．BaSO3固體能溶于稀硝酸，生成Ba(NO3)2，放出SO2氣體C．工業(yè)上，當轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達到平衡時，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔以提高原料的利用率D．轉(zhuǎn)化④中，當V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3解析：常溫下鋁或鐵遇濃硝酸鈍化，濃硝酸可盛放在鋁制或鐵制容器中，A項正確；硝酸是氧化性酸，BaSO3固體能溶于稀硝酸，被氧化生成硫酸鋇，硝酸被還原生成NO，B項錯誤；工業(yè)上，當轉(zhuǎn)化①的反應(yīng)達到平衡時，需不斷地從混合氣體中分離出NH3，降低生成物濃度，同時將未反應(yīng)的原料氣送回合成塔，增大反應(yīng)物濃度，因此可以提高原料的利用率，C項正確；轉(zhuǎn)化④中，當V(NO2)∶V(O2)＝4∶1時發(fā)生反應(yīng)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，理論上NO2全部轉(zhuǎn)化為HNO3，D項正確。答案：B9．(2021·人大附中第三次模擬)空氣中的硫酸鹽會加劇霧霾的形成，我國科學家用下列實驗研究其成因：反應(yīng)室底部盛有不同吸收液，將SO2和NO2按一定比例混合，以N2或空氣為載氣通入反應(yīng)室，相同時間后，檢測吸收液中SOeq\o\al(2－,4)的含量，數(shù)據(jù)如下。由實驗得到的下列推論不正確的是()反應(yīng)室載氣吸收液SOeq\o\al(2－,4)含量數(shù)據(jù)分析①N2蒸餾水a(chǎn)ⅰ.b≈d>a≈cⅱ.若起始不通入NO2，則最終檢測不到SOeq\o\al(2－,4)②3%氨水b③空氣蒸餾水c④3%氨水dA．霧霾中硫酸鹽的形成與空氣中的O2有關(guān)B．反應(yīng)室②和反應(yīng)室④中生成SOeq\o\al(2－,4)的同時還生成NHeq\o\al(＋,4)C．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用銨態(tài)氮肥可能會加重霧霾的形成D．控制工廠中SO2和氮氧化物向大氣的排放可有效治理霧霾解析：由已知b≈d>a≈c，若起始不通入NO2，則最終檢測不到SOeq\o\al(2－,4)可知，硫酸鹽的形成主要與NO2有關(guān)，故A項錯誤；SO2和NO2反應(yīng)時，SO2為還原劑，NO2為氧化劑，用3%氨水作吸收液，SO2被氧化為硫酸，再與氨水生成硫酸銨，所以反應(yīng)室②和反應(yīng)室④中生成SOeq\o\al(2－,4)的同時還生成NHeq\o\al(＋,4)，故B項正確；銨態(tài)氮肥易揮發(fā)產(chǎn)生氨，由已知的數(shù)據(jù)分析可知，在載體相同，吸收液為氨水的條件下，將SO2和NO2按一定比例混合時產(chǎn)生SOeq\o\al(2－,4)的濃度較大，而空氣中的硫酸鹽又會加劇霧霾的形成，所以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用銨態(tài)氮肥可能會加重霧霾的形成，故C項正確；因為空氣中的硫酸鹽會加劇霧霾的形成，SO2和氮氧化物在一定條件下可以產(chǎn)生SOeq\o\al(2－,4)，所以控制SO2和氮氧化物的排放可有效治理霧霾，故D項正確。答案：A10．(2021·新鄉(xiāng)垣縣一中月考)一定溫度下有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()A．反應(yīng)①實現(xiàn)了氮的固定B．MgO可循環(huán)使用C．高溫下煅燒MgCl2·6H2O的化學方程式為MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up17(高溫),\s\do20())MgO＋2HCl↑＋5H2O↑D．圖示轉(zhuǎn)化可實現(xiàn)用NH4Cl獲得NH3和HCl解析：以NH4Cl制取NH3和HCl，由圖中箭頭NH4Cl和MgO生成NH3和MgCl2，MgCl2水溶液通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，得MgCl2·6H2O，高溫下煅燒MgCl2·6H2O會發(fā)生水解：MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up17(高溫),\s\do20())MgO＋2HCl↑＋5H2O↑。據(jù)此分析解答。反應(yīng)①氮元素由化合態(tài)轉(zhuǎn)為化合態(tài)，不是氮的固定，故A項錯誤；根據(jù)題圖可得MgO可循環(huán)使用，故B項正確；高溫下煅燒MgCl2·6H2O會發(fā)生水解，化學方程式為MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up17(高溫))MgO＋2HCl↑＋5H2O↑，故C項正確；根據(jù)題圖NH3和HCl箭頭指向可得出：圖示轉(zhuǎn)化可實現(xiàn)用NH4Cl獲得NH3和HCl，故D項正確。答案：A11．(2021·太原第五十六中學月考)銅和濃硝酸反應(yīng)的裝置如圖所示，下列說法錯誤的是()A．在①中發(fā)生反應(yīng)的氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2∶1B．①中觀察到產(chǎn)生無色氣體C．打開a、c，②中有HNO3生成D．氫氧化鈉溶液可以起到尾氣吸收的作用解析：銅和濃硝酸反應(yīng)的方程式為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮能夠與水和氫氧化鈉溶液反應(yīng)：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO、2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。據(jù)此分析解答。在①中發(fā)生的反應(yīng)為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，其中氧化劑為硝酸，還原劑為Cu，根據(jù)得失電子守恒，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2∶1，故A項正確；①中發(fā)生的反應(yīng)為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，生成的二氧化氮為紅棕色氣體，故B項錯誤；打開a、c，②中發(fā)生3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，有HNO3生成，故C項正確；二氧化氮能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng)2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O，可以起到尾氣吸收的作用，故D項正確。答案：B12．(2021·寧夏銀川一中月考)如圖表示鐵與不同濃度硝酸反應(yīng)時，各種還原產(chǎn)物的相對含量與硝酸溶液濃度的關(guān)系，則下列說法不正確的是()A．常溫時，相同規(guī)格的銅片和鐵片分別投入同濃度的濃硝酸中，銅片的反應(yīng)更劇烈B．用一定量的鐵粉與大量的9.75mol·L－1HNO3溶液反應(yīng)得到標準狀況下氣體2.24L，則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為0.1molC．硝酸的濃度越大，其還原產(chǎn)物中價態(tài)越高的成分越多D．當硝酸濃度為9.75mol·L－1時還原產(chǎn)物是NO、NO2、N2O，且其物質(zhì)的量之比約為5∶3∶1解析：從圖中可知，當其他條件一致時，在濃硝酸濃度為12.2mol·L－1時，主要產(chǎn)物是NO2、NO；隨著硝酸濃度逐漸降低，產(chǎn)物NO2逐漸減少，而NO的相對含量增多；當濃度為9.75mol·L－1時，主要產(chǎn)物是NO，其次是NO2及少量的N2O；當HNO3的濃度降到4.02mol·L－1時，NHeq\o\al(＋,4)離子成為主要產(chǎn)物，可見，凡有硝酸參加的氧化還原反應(yīng)都比較復雜，往往同時生成多種還原產(chǎn)物；硝酸的濃度越大，其還原產(chǎn)物中氮元素化合價越高。據(jù)此分析解答。常溫時，相同規(guī)格的銅片和鐵片分別投入同濃度的濃硝酸中，鐵與濃硝酸發(fā)生鈍化，銅片的反應(yīng)更劇烈，故A項正確；用一定量的鐵粉與大量的9.75mol·L－1HNO3溶液反應(yīng)得到標準狀況下2.24L氣體，主要是NO(還含有NO2及少量的N2O)，氣體的物質(zhì)的量為eq\f(2.24L,22.4L/mol)＝0.1mol，鐵變化為硝酸鐵，根據(jù)HNO3～NO～3e－，F(xiàn)e～Fe3＋～3e－，反應(yīng)生成的鐵離子約為0.1mol，＋0.1mol＝0.4mol，故B項錯誤；根據(jù)上述分析，硝酸濃度越高，產(chǎn)物中氮元素價態(tài)越高，故C項正確；當硝酸濃度為9.75mol·L－1時還原產(chǎn)物是NO、NO2、N2O，物質(zhì)的量之比＝體積含量之比＝10∶6∶2＝5∶3∶1，故D項正確。答案：B二、非選擇題13．氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是一種重要的化工原料，可用作化學肥料、滅火劑、洗滌劑等。某化學興趣小組用以下裝置制取氨基甲酸銨。已知：①制取氨基甲酸銨反應(yīng)為2NH3(g)＋CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH<0。②氨基甲酸銨易分解、易吸水，溶于水后生成碳酸氫銨和一水合氨。回答下列問題：(1)檢查裝置1氣密性的操作是__________________________________________。(2)裝置6中的試劑是____________，導管a出口直接與尾氣處理裝置連接，該尾氣處理裝置中的試劑是________。(3)裝置7中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_________________________________________________________________________________________________________________。(4)三頸燒瓶需用冰水浴冷卻，其目的是_______________________________________________________________________________________________________________。(5)CCl4液體中產(chǎn)生較多晶體懸浮物時，即停止反應(yīng)。停止反應(yīng)的操作是____________，從三頸燒瓶中分離出粗產(chǎn)品的操作是____________________。(6)因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品1.173g，用足量石灰水充分反應(yīng)后，使碳元素全部轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后稱量，測得質(zhì)量為1.500g。樣品中氨基甲酸銨的質(zhì)量分數(shù)是________[Mr(H2NCOONH4)＝78、Mr(NH4HCO3)＝79]。解析：(1)裝置1為帶分液漏斗的試管，故檢查裝置氣密性的操作為關(guān)閉止水夾，向長頸漏斗中加水至長頸漏斗中液面高于試管中液面，靜置一段時間，觀察液面高度差是否變化。(2)裝置6為氨的干燥裝置，氨為堿性氣體，故6中試劑為堿石灰；該反應(yīng)尾氣為氨和二氧化碳，其中氨有毒，需要尾氣處理，故a處應(yīng)接的尾氣處理裝置中應(yīng)裝有酸液，又由于產(chǎn)物氨基甲酸銨易吸水，故需要用濃硫酸，不能用稀硫酸。(3)裝置7為實驗室固體加熱制氨的反應(yīng)，用氯化銨和熟石灰混合加熱制氨，反應(yīng)的化學方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(4)已知2NH3(g)＋CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH<0，反應(yīng)放熱，降低溫度可以使平衡正向移動，提高產(chǎn)率，同時，產(chǎn)物氨基甲酸銨易分解，低溫下可以防止其分解。(5)停止反應(yīng)需要停止反應(yīng)物CO2和氨的生成，故需要關(guān)閉1處的止水夾和熄滅7處的酒精燈；產(chǎn)物在CCl4中是懸浮晶體，固液分離需要過濾操作。(6)設(shè)碳酸氫銨為xmol，氨基甲酸銨為ymol，由樣品總質(zhì)量可得79g·mol－1×xmol＋78g·mol－1×ymol＝1.173g，又因為n(C)＝n(CaCO3)＝eq\f(1.5g,100g·mol－1)＝0.015mol，由碳原子守恒可得：xmol＋ymol＝0.015mol，解得x＝0.003，y＝0.012，則m(H2NCOONH4)＝0.012mol×78g·mol－1＝0.936g，則氨基甲酸銨的質(zhì)量分數(shù)＝eq\f(0.936g,1.173g)×100%≈79.80%。答案：(1)關(guān)閉止水夾，向長頸漏斗中加水至長頸漏斗中液面高于試管中液面，靜置一段時間，觀察液面高度差是否變化(2)堿石灰濃硫酸(3)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up17(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(4)防止氨基甲酸銨分解；促進生成氨基甲酸銨的反應(yīng)正向移動(5)關(guān)閉止水夾，熄滅酒精燈過濾(6)79.80%14．某化學探究小組擬用銅片制取Cu(NO3)2，并探究其化學性質(zhì)。Ⅰ.甲乙兩位同學設(shè)計了Cu(NO3)2的兩種制備方案：方案一：先把銅粉放在空氣中灼燒，再與稀HNO3反應(yīng)制取硝酸銅。方案二：銅粉與稀硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2。(1)兩個方案相比較，哪個方案更好？________，簡述理由：_____________________________。(2)欲從反應(yīng)后的溶液中得到硝酸銅晶體，實驗操作步驟按順序分別是________、________、過濾。Ⅱ.為了探究Cu(NO3)2的熱穩(wěn)定性，探究小組按下圖中的裝置進行實驗。(圖中鐵架臺、鐵夾和加熱設(shè)備均已略去)，往左試管中放入研細的無水Cu(NO3)2晶體并加熱，觀察到左試管中有紅棕色氣體生成，最終殘留黑色粉末；用U形管除去紅棕色氣體，在右試管中收集到無色氣體。(3)紅棕色氣體是________。(4)探究小組判斷Cu(NO3)2的分解屬于氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)物除了紅棕色氣體和黑色固體外，進一步分析、推斷，分解產(chǎn)物中一定還含有________。(5)為了探究Cu(NO3)2在酸性條件下跟鐵單質(zhì)的反應(yīng)，他們?nèi)∫恢г嚬?，加入Cu(NO3)2溶液，滴入適量稀硫酸酸化，再加入一定量鐵粉，實驗后沒有固體殘留物質(zhì)。該探究小組對反應(yīng)后溶液中鐵元素的價態(tài)進行探究，他們設(shè)計了實驗方案，并進行實驗。請補充寫出實驗操作步驟、預期現(xiàn)象與結(jié)論。實驗操作步驟預期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1：觀察樣品溶液呈藍綠色，______(填“能”或“不能”)確定產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)步驟2：取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液____________________________________________________________________________步驟3：_______________________________________________________________________________________________________若溶液變?yōu)榧t色，說明產(chǎn)物中含F(xiàn)e3＋；若溶液顏色無明顯變化，則說明產(chǎn)物中不含F(xiàn)e3＋解析：Ⅰ.(1)比較方案的優(yōu)劣，一般從三個方面考慮：一是原料是否簡單易得，二是操作是否簡單，三是是否環(huán)保。生成等物質(zhì)的量的硝酸銅，方案二消耗硝酸原料多，且產(chǎn)生污染物NO，故方案一更好。(2)由于Cu2＋水解，因此不能直接蒸發(fā)結(jié)晶，一般采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法。Ⅱ.(3)中學常見的紅棕色氣體有NO2、Br2蒸氣，該反應(yīng)中只能為NO2。答案：Ⅰ.(1)方案一生成等物質(zhì)的量的硝酸銅，方案二消耗硝酸原料多，且產(chǎn)生污染物NO(2)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶Ⅱ.(3)NO2(4)O2(5)不能若KMnO4溶液的紫紅色褪去或變淺，則說明產(chǎn)物中含F(xiàn)e2＋；若KMnO4溶液不褪色或不變淺，則說明產(chǎn)物中不含F(xiàn)e2＋另取少量溶液，滴加KSCN溶液15．(2021·成都第七中學月考)汽車三元催化器可將汽車尾氣排出的三種主要有害物質(zhì)(CO、NOx和碳氫化合物)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，其內(nèi)部具有細密的網(wǎng)格狀橫截面，類似蜂窩結(jié)構(gòu)，上面沉積了很多諸如鉑、鈀、銠等貴金屬涂層。(1)三元催化劑內(nèi)部做成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的目的是____________________________________________________________________________________________________________。有些汽車在行駛或者停放時發(fā)現(xiàn)排氣管會漏出無色無味液體，說明該三元催化器工作狀態(tài)________(填“正?！被颉爱惓！?。(2)汽車排放的尾氣中同時存在NOx和CO，利用它們的相互作用可將NOx還原成無害物質(zhì)，原理如圖所示：若尾氣中c(NO2)∶c(NO)＝1∶1，發(fā)生脫氮反應(yīng)，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移2mol電子時放出的熱量為305.1kJ，則該脫氮反應(yīng)的熱化學方程式為________________________________________。(3)某研究中心為測評M、N兩種品牌的三元催化器的性能，進行如下實驗：分別將其中催化劑置于兩個容積為2L的剛性密閉容器中，在400℃，各充入物質(zhì)的量相等的NO和CO，發(fā)生反應(yīng)2CO(g)＋2NO(g)=2CO2(g)＋N2(g)，測定容器內(nèi)總壓強隨時間的變化，數(shù)據(jù)如下圖：①平衡時，兩品牌中NO的轉(zhuǎn)化率：M________(填“大于”“等于”或“小于”)N，裝有M品牌催化劑的容器中NO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。②通過實驗測得，v正＝k正p2(NO)·p2(CO)，v逆＝k逆p(N2)p2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)，p為對應(yīng)氣體分壓)。在400℃，若選擇兩品牌中效果更佳的催化劑參與反應(yīng)，第10min的v正∶v逆＝________。(4)另一研究小組為探究在不同溫度下，M品牌的催化對CO、NO轉(zhuǎn)化的影響，將固定比例的NO和CO混合氣體以一定的流速通過裝有M品牌的三元催化器的排氣管，相同時間內(nèi)測量尾氣中的NO的含量，得出脫氮率(即NO的轉(zhuǎn)化率)隨溫度的變化關(guān)系圖，如下所示：①由圖中數(shù)據(jù)可知，該品牌的催化劑使用的最佳溫度范圍是________(填字母)。A．溫度越低越好 B．200～350℃C．500～700℃ D．850～1000℃②某汽車在年檢時發(fā)現(xiàn)尾氣明顯異常，修車師傅發(fā)現(xiàn)三元催化器有高溫灼燒過的痕跡和異常顏色，并表示清洗三元催化器無效，只能更換，請從化學角度解釋尾氣異常原因：________________________________________________________________________。③通過大量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，圖中BC段為平衡狀態(tài)，且平衡脫氮率＝m－n×10－4T2(100℃≤T≤1000℃，m、n為常數(shù))，請分析1000℃時的D點能否表示平衡脫氮率，并結(jié)合數(shù)據(jù)說明原因：________________________________________________________________________。解析：(1)蜂窩狀結(jié)構(gòu)可以增大氣體與催化劑的接觸面積，使反應(yīng)更充分，提高催化效率；三元催化器可將汽車尾氣排出的三種主要有害物質(zhì)(CO、NOx和碳氫化合物)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，因此排氣管漏出無色無味液體根據(jù)尾氣成分分析，應(yīng)該是水，說明催化器工作正常。(2)若尾氣中c(NO2)∶c(NO)＝1∶1，發(fā)生脫氮反應(yīng)，則該反應(yīng)的化學方程式為3CO＋NO＋NO2=3CO2＋N2，根據(jù)碳元素的化合價變化情況分析，整個過程轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，而轉(zhuǎn)移2mol電子時放出的熱量為305.1kJ，那么轉(zhuǎn)移6mol電子放出熱量應(yīng)為915.3kJ，則該脫氮反應(yīng)的熱化學方程式為3CO(g)＋NO(g)＋NO2(g)=3CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－915.3kJ·mol－1。(3)①催化劑只影響化學反應(yīng)速率，影響達到平衡的時間，對轉(zhuǎn)化率沒有影響，故兩種品牌催化劑的轉(zhuǎn)化率相等；剛性恒溫的密閉容器內(nèi)的壓強和氣體物質(zhì)的量成正比，裝有M品牌催化劑的容器中壓強由100kPa到平衡時的80kPa，則設(shè)氣體總物質(zhì)的量開始時為100mol，開始時NO和CO物質(zhì)的量相等，所以NO物質(zhì)的量為50mol，由化學方程式2CO(g)＋2NO(g)=2CO2(g)＋N2(g)，可知當總物質(zhì)的量減少1mol時，則參加反應(yīng)的NO物質(zhì)的量為2mol，所以當總物質(zhì)的量減少20mol時，參加反應(yīng)的NO物質(zhì)的量為40mol，而氣體開始時NO物質(zhì)的量為50mol，所以NO的轉(zhuǎn)化率為eq\f(40,50)×100%＝80%。②已知v正＝k正＝K，通過容器內(nèi)總壓強隨時間的變化數(shù)據(jù)圖，可知M品牌的催化效果更佳，在30min時容器內(nèi)的反應(yīng)達到平衡，此時容器內(nèi)壓強由100kPa到80kPa，恒容恒溫時，壓強比等于物質(zhì)的量比，則設(shè)氣體總物質(zhì)的量開始時為100mol，開始時NO和CO物質(zhì)的量相等，所以NO和CO物質(zhì)的量都為50mol，由化學方程式2CO(g)＋2NO(g)=2CO2(g)＋N2(g)，可知當總物質(zhì)的量減少1mol時，則參加反應(yīng)的NO和CO物質(zhì)的量都為2mol，所以當總物質(zhì)的量減少20mol時，參加反應(yīng)的NO和CO物質(zhì)的量為40mol，此時NO和CO物質(zhì)的量都剩10mol，則K＝eq\f(p（N2）·p2（CO2）,p2（NO）·p2（CO）)＝eq\f(20×1600,100×100)＝3.2，所以eq\f(k正,k逆)＝K＝3.2。而第10min的v正∶v逆＝eq\f(k正p2（NO）·p2（CO）,k逆p（N2）·p2（CO2）)，此時壓強由100kPa到90kPa，經(jīng)和上述壓強由100kPa到80kPa分析一樣，此時NO和CO物質(zhì)的量為30mol，生成的CO2為20mol，生成的N2為10mol，代入公式v正∶v逆＝eq\f(k正p2（NO）·p2（CO）,k逆p（N2）·p2（CO2）)＝3.2×eq\f(900×900,10×400)＝648。(4)①由圖中數(shù)據(jù)可知，該品牌的催化劑使用的最佳溫度是600℃，所以最佳溫度范圍是600℃左右，故答案為C。②三元催化器有高溫灼燒過的痕跡和異常顏色，說明催化劑在高溫下失去活性，失去活性的催化劑只能更換，清洗無法使催化劑恢復活性。③結(jié)合圖中B點和C點坐標以及平衡脫氮率公式可知，0.6＝m－n×10－4×360000，0.53＝m－n×10－4×640000，聯(lián)合兩式，可解得m＝0.69，n＝2.5×10－3，則平衡脫氮率＝0.69－2.5×10－7T2，當T＝1000時，代入公式可得平衡脫氮率＝44%，明顯與D點縱坐標不符。答案：(1)增大接觸面積，提高催化效率正常(2)3CO(g)＋NO(g)＋NO2(g)=3CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－915.3kJ·mol－1(3)①等于80%②648(4)①C②三元催化器內(nèi)部的金屬催化劑受高溫影響而失活，需要更換③不能結(jié)合圖中B點和C點坐標以及平衡脫氮率公式可知，m＝0.69，n＝2.5×10－3，則平衡脫氮率＝0.69－2.5×10－7T2，當T＝1000時