1、考点规范练13氮及其化合物(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列说法正确的是()。A.酸雨是指pH7的雨水,酸雨长时间放置,酸性变强B.用排空气法收集NOC.用加热浓氨水的方法可以快速制取氨气,经氯化钙干燥后得到纯净的氨气D.2NH3+Cl26HCl+N2,因此可以用浓氨水检验运送氯气的管道是否漏气答案:D解析:pH5.6的雨水叫酸雨,硫酸型酸雨长时间放置,其中的亚硫酸会被氧化成硫酸,酸性变强,A项错误;NO与氧气反应生成二氧化氮,所以不能用排空气法收集NO,B项错误;氯化钙与氨气反应生成配合物,所以不能用氯化
2、钙干燥氨气,C项错误;反应Cl2+2NH3N2+6HCl,生成的HCl与氨气反应会出现白烟,所以可以用浓氨水检验运送氯气的管道是否漏气,D项正确。2.(2020吉林通化高三月考)下列有关氮及其化合物的说法正确的是()。A.氮气是由氮原子构成的双原子分子,所以化学性质不活泼B.NO、NO2在一定条件下可相互转化,且二者都是引起光化学烟雾的大气污染物C.电闪雷鸣的雨天,雨水中会含有一定量的硝酸,其中发生的反应之一是N2+2O22NO2D.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸,原理相同答案:B解析:A项,氮原子最外层5个电子,分子中两个氮原子间形成三个共用电子对,最外层达8电子的稳定结构;B项,NO与氧气能反
3、应可生成NO2;NO2与水反应可生成NO;C项,氮气与氧气在放电的条件下生成一氧化氮;D项,铁在浓硝酸中钝化,而Pt与浓硝酸不反应,原理不同。3.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()。序号实验操作现象解释或结论过量的Fe粉中加入稀硝酸,充分反应后,滴入KSCN溶液溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+浓硝酸久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解Al箔插入稀硝酸中无现象Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜用玻璃棒蘸取浓硝酸点到蓝色石蕊试纸上试纸先变红色后褪色浓硝酸具有酸性和强氧化性A.B.C.D.答案:D解析:中稀硝酸与铁粉反应,铁首先被氧化成Fe3+,过量铁粉将Fe3+还原,最终
4、得到Fe2+,滴入KSCN溶液不显红色;中浓硝酸变黄色的原因是硝酸分解生成的二氧化氮溶于硝酸所致;中Al箔能与稀硝酸反应放出气体;中变红表现酸性,而褪色表现的是强氧化性。综上所述,D项正确。4.将O2和NH3的混合气体448 mL通过加热的三氧化二铬,充分反应后,再通过足量的水,最终收集到44.8 mL气体。原混合气体中O2的体积可能是(假设氨全部被氧化;气体体积均已换算成标准状况)()。231.5 mL268.8 mL287.5 mL313.6 mLA.B.C.D.答案:B解析:O2与NH3发生反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,充分反应后,再通入足量的水,发生反应4NO+3
5、O2+2H2O4HNO3。若最后剩余的44.8mL气体是NO,设原混合气中V(NH3)=xmL,则V(O2)=(448-x)mL,第1个反应中消耗的V(O2)=54xmL,生成的V(NO)=V(NH3)=xmL,第2个反应中消耗的V(O2)=34(x-44.8)mL,故54xmL+34(x-44.8)mL=(448-x)mL,解得:x=160.5,则原混合气体中V(O2)=(448-x)mL=(448-160.5)mL=287.5mL。若最后剩余的44.8mL气体是O2,设原混合气体中V(NH3)=ymL,则V(O2)=(448-y)mL,两个反应共消耗的V(O2)=54ymL+34ymL=2
6、ymL,则448-y-2y=44.8,解得:y=134.4,原混合气体中V(O2)=(448-134.4)mL=313.6mL。5.将22.4 g铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中,若反应只收集到0.2 mol NO2和0.3 mol NO,下列说法正确的是()。A.反应后生成的盐只有Fe(NO3)3B.反应后生成的盐只有Fe(NO3)2C.反应后生成的盐为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3,其物质的量之比为13D.反应后生成的盐为Fe(NO3)2和Fe(NO3)3,其物质的量之比为31答案:C解析:反应中铁失电子,NO2和NO得电子,生成0.2molNO2的硝酸得0.2mol电子,生成0.3mol
7、NO的硝酸得30.3mol=0.9mol电子,硝酸共得1.1mol电子;而n(Fe)=22.4g56gmol-1=0.4mol,1.1mol电子由0.4mol铁提供,每生成1molFe3+提供3mol电子,每生成1molFe2+提供2mol电子。设Fe(NO3)2的物质的量为x,Fe(NO3)3的物质的量为y。联立方程组:2x+3y=1.1mol(电子守恒)x+y=0.4mol(铁守恒)解得:x=0.1mol,y=0.3mol所以,nFe(NO3)2nFe(NO3)3=13。6.“绿色化学”实验已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是()。实验室中收集氨气采用图甲所示装置实验室中做氯气与钠反应
8、的实验时采用图乙所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A.B.C.D.答案:C解析:因为氨气的密度比空气的小,实验室用向下排空气法收集氨气,氨气溶于水呈弱碱性,可以使滴有酚酞的水变红,符合“绿色化学”;氯气有毒,与钠反应后,多余的氯气被碱液吸收,符合“绿色化学”;铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒,一氧化氮可以用气球收集,符合“绿色化学”;浓盐酸和浓氨水都易挥发,不符合“绿色化学”。7.(2020福建三明高三期末)下图是某元素的价类二维图,其中X是一种强碱,A为正盐,通常条件下Z是无色液体,D的相对分子质量比E小16
9、,各物质间的转化关系如图所示。下列说法正确的是()。A.A是可与草木灰混合使用的肥料B.C可用排空气法收集C.F与B能发生复分解反应生成盐D.B在一定条件下可直接与Y反应生成D答案:D解析:A为正盐,X是一种强碱,二者反应生成氢化物B,则A为铵盐、B为NH3。B连续与Y反应得到氧化物D与氧化物E,且E的相对分子质量比D大16,则Y为O2、C为N2、D为NO、E为NO2。通常条件下Z是无色液体,E与Z反应得到含氧酸F,则Z为H2O、F为HNO3。F与强碱X发生酸碱中和反应得到G,G为硝酸盐。物质A为铵盐,草木灰的主要成分是K2CO3,K2CO3的水溶液呈碱性,二者混合会发生反应放出氨气,使肥效降
10、低,A项错误;C是N2,氮气的密度与空气接近,不宜采取排空气法收集,B项错误;B是NH3,F是HNO3,二者发生化合反应生成NH4NO3,C项错误;B是NH3,Y为O2,NH3在催化剂存在并加热的条件下,与O2反应生成NO和H2O,D项正确。8.(2020安徽皖江名校联考)某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是()。已知:浓硝酸可氧化NO;NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。A.装置的连接顺序为afejihg(或gh)bcdB.装置E中发生反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2C.装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2D.装置B的作用是干燥
11、,防止水蒸气进入E中干扰反应答案:D解析:根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO”,所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应制备NO,由于硝酸具有挥发性,NO易与氧气反应生成NO2,所以制得的NO中会混有硝酸和NO2,故先通过装置D除去挥发出的HNO3和NO2,再通过F干燥,得到纯净干燥的NO,然后进入E中与铁粉反应,最后处理多余的NO;由于NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可将NO氧化成NO2,所以先通过B氧化NO,再通过C吸收,故上述装置的连接顺序为afejihg(或gh)bcd,A项正确。装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,反应的化学方程式为2N
12、O+2Fe2FeO+N2,B项正确。装置D中盛放的是水,其作用是除去挥发出的HNO3和NO2,C项正确。装置B中盛放的是浓硝酸,可以将NO氧化为NO2,便于氢氧化钠溶液充分吸收尾气,D项错误。9.某工厂拟综合处理含NH4+废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO,不考虑其他成分),设计了如下流程:下列说法不正确的是()。A.固体1中主要含有Ca(OH)2、CaCO3、CaSO3B.X可以是空气,且需过量C.捕获剂所捕获的气体主要是COD.处理含NH4+废水时,发生反应的离子方程式为NH4+NO2-N2+2H2O答案:B解析:SO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3
13、,故固体1中主要含有CaSO3、CaCO3、Ca(OH)2,A项正确;X可以是空气,但不能过量,若空气过量,通过NaOH溶液后得不到NaNO2溶液,而是得到NaNO3溶液,B项不正确;N2无污染,CO无法被NaOH溶液吸收,捕获剂主要捕获CO,C项正确;NH4+与NO2-在溶液中发生氧化还原反应生成N2和H2O,D项正确。10.已知X、Y、Z、E、F五种常见物质含有同一元素M,在一定条件下它们有如右转化关系,Z是NO,下列推断不合理的是()。A.X可能是一种氢化物B.若X为单质,Y生成Z属于化合反应C.E可能是一种有色气体D.F中M元素的化合价可能为+5价答案:B解析:如果X是水,电解可生成O
14、2,O2与N2反应生成NO,故X可能是一种氢化物,A项正确;Z为NO,如果Y是O2,那么NH3与O2在催化剂的条件下可以生成NO,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,所以不一定就是化合反应,B项错误;因为Z是NO,所以E可能是NO2(红棕色),C项正确;F可以是HNO3,M元素的化合价可能为+5价,D项正确。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(16分)有甲、乙两位同学想利用下列装置及化学试剂,对实验室制取并收集氨气的实验进行改进。化学试剂:NH4Cl固体浓氨水NaOH固体(1)甲同学想方便快速地制取少量氨气,应选择的装置是(填字母),选用试剂是(填序号)。选用上述试
15、剂制氨气的理由是,实验过程中,制气时的实验操作是。(2)乙同学建议,把教材中实验室制取氨气的收集装置由大试管改为集气瓶且瓶口向上收集氨气,并确保不污染环境,请你根据其设想回答:若用排气法收集氨气,请在方框内画出其气体收集装置和尾气吸收装置,标出所用试剂(自选)的名称。若用排液集气法收集NH3,可选用的试剂是(填字母)。A.H2OB.浓硫酸C.CCl4D.饱和NaCl溶液答案:(1)BNaOH固体遇水放热,使氨气的溶解度降低,同时可使溶液中c(OH-)增大,促使NH4+OH-NH3H2ONH3+H2O平衡向右移动,从而使氨气逸出将浓氨水逐滴滴加到NaOH固体上(2)C解析:(1)不加热制取NH3
16、是快速方便制取少量NH3的一种措施,具体操作方法是把浓氨水滴到固体NaOH上。(2)用排气法收集NH3的装置中要注意集气瓶中导气管的长短,因NH3的密度比空气的小,故进气管短,出气管长;因NH3极易溶于水,进行尾气处理时,要设置防倒吸装置。用排液法收集NH3时,要求液体不能溶解NH3(排除A、D)且不与NH3发生反应(排除B)。12.(16分)某化学自主实验小组通过实验探究NH3、NO2的性质。探究:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。(1)A装置中制取NH3的化学方程式是。(2)甲、乙分别是(填字母)。A.浓硫酸、碱石灰B.碱石灰、碱石灰C.碱
17、石灰、无水氯化钙D.五氧化二磷、五氧化二磷(3)若NO2能够被NH3还原,预测C装置中能观察到的现象是。(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是。探究:探究NO2、O2混合气体的喷泉实验。(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图。(6)G装置中浓硫酸有三种作用:混合NO2、O2气体;干燥NO2、O2;。(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验,若混合气体全部被吸收,则所得溶液物质的量浓度为 molL-1(保留两位有效数字)。答案:(1)NH3H2O+CaONH3+Ca(OH)2(2)C(3)C装置中混合气体颜色变浅(4)缺少尾气吸收装置(5)(进气管短,出气管长)(6)观察气泡的速率,控
18、制混合气体的比例(7)0.036解析:(1)将浓氨水滴入生石灰中,由于CaO+H2OCa(OH)2,放热且消耗了水,故促使浓氨水放出氨气。(2)干燥氨气需要用碱石灰,干燥二氧化氮可用五氧化二磷固体或无水氯化钙。(3)如果能反应,则消耗NO2使装置中混合气体颜色变浅。(4)由于NH3、NO2均能污染空气,所以与它们相关的实验均应有尾气吸收装置。(5)O2、NO2的密度比空气的大,故应进气管短,出气管长。(7)烧瓶中充满溶液,由反应4NO2+O2+2H2O4HNO3可知,HNO3的物质的量是恰好完全反应的NO2和O2(体积比41)总物质的量的45,溶液体积等于恰好完全反应的NO2和O2的总体积,设
19、烧瓶中恰好完全反应的NO2和O2的总体积为V,则溶液浓度为V22.4Lmol-145V=122.445molL-1,即c(HNO3)0.036molL-1。13.(18分)甲、乙两同学用下图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。文献记载:.在浓硝酸和活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物。.FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)(H0)。.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。甲的实验操作和现象记录如下:实验操作实验现象打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞无明显现象加热烧瓶,反应开始后
20、停止加热A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅;B中溶液变棕色;C中溶液紫色变浅反应停止后,A中无固体剩余请回答下列问题:(1)滴入浓硝酸,加热前没有明显现象的原因是。(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是。(3)甲取少量B中溶液,加热,实验现象是。请用平衡移动原理解释原因:。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙做出的改变是,证明有NO生成的实验现象是。(5)证明A中溶液是否含有Fe2+和Fe3+,选择的药品是(填字母)。a.铁粉b.溴水c.铁氰化钾溶液d.硫氰化钾
21、溶液答案:(1)常温时,铁遇浓硝酸形成致密氧化膜,阻止反应进一步发生(答“钝化”也可)(2)取少量反应后A中溶液于试管中,向其中加入足量浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝,则A中生成NH4+(3)棕色溶液颜色变浅(或绿),有无色气体逸出,且在空气中变为红棕色FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应,加热后,平衡向逆反应方向移动(4)浓硝酸换成稀硝酸A中没有红棕色气体生成,B中溶液变为棕色(5)cd解析:(1)常温下,铁遇浓硝酸发生“钝化”。(2)-3价氮的化合物是NH3或铵盐,而此反应的环境呈酸性,故-3价氮的化合物是硝酸铵,可利用NH4+与OH-共热产生NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4+NOFe(NO)SO4(棕色),加热后,上述平衡逆向移动,无色气体NO逸出,在空气中变为红棕色,而溶液颜色变浅或变成浅绿色。(4)NO2与水反应生成NO,故可把浓硝酸换成稀硝酸,若A中无红棕色气体生成,但B中溶液变为棕色,可证明A中有NO生成。(5)用铁氰化钾溶液检验Fe2+,生成蓝色沉淀;用硫氰化钾溶液检验Fe3+,溶液变成红色,故选c、d。