1、第四讲氮及其化合物 一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意)1(2013绵阳一检)下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是 ()。A浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色B硝酸能与Na2CO3反应，但不生成CO2C硝酸可与Na2S反应制得H2S气体D浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色解析硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故选项A错；硝酸是一种氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与Na2CO3反应能生成CO2，所以选项B、C错；选项D正确。答案D2汽车排放的
2、尾气中含有NO2，NO2是城市大气污染的主要污染物之一。在日光照射下，NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应，从而不断产生O3，加重空气污染。反应过程为2NO22NO2O；2NOO22NO2；OO2O3。下列对该反应过程及产物叙述正确的是 ()。ANO2起催化剂作用BNO起催化剂作用CNO2只起氧化剂作用DO3与O2互为同分异构体解析反应过程得O22O，OO2O3，NO2起催化剂作用，反应过程中NO2既作氧化剂又作还原剂，A项正确，B、C项错误；O3与O2的相对分子质量不相同，不互为同分异构体，互为同素异形体，D项错误。答案A3(高考变式题)铵盐是一类重要的氮的化合物，设NA表示阿伏加德罗常数的
3、值，下列叙述正确的是 ()。A1 mol NH含有的电子数为11NABNH中N元素的化合价为3，在氧化还原反应中常作氧化剂C0.1 L 3 molL1的NH4NO3溶液中氮原子数等于0.6NAD硫酸铵中既含有离子键，又含有共价键，而氯化铵中只含有离子键解析1个NH中含有10个电子，A错；NH中N元素的化合价为3价，化合价最低在氧化还原反应中常作还原剂；B错误；0.1 L 3 molL1的NH4NO3溶液中的氮原子数为0.6 NA；C正确；铵根离子中，氮与氢原子之间为共价键，D错。答案C4(2013东北师大附中摸底)把3体积NO2气体依次通过饱和NaHCO3溶液；浓硫酸；Na2O2后(假设每一步
4、的反应都是充分的)，再用排水法收集残留气体，则收集到的气体是 ()。A1体积NO B1体积NO2和体积O2C.体积O2 D.体积NO解析3体积的NO2通过饱和NaHCO3溶液，发生的反应有3NO22NaHCO3=2NaNO3H2ONO2CO2，剩余气体通过浓硫酸后除去H2O，通过Na2O2时发生反应2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，此时剩余气体为1体积O2和1体积NO，排水法收集气体时发生反应4NO3O22H2O=4HNO3，显然O2过量，剩余体积O2。答案C5(高考变式题)已知HNO2在低温下较稳定，酸性比醋酸略强，既有氧化性又有还原性，其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。p
5、H范围77产物NONO、N2O、N2中的一种下列有关说法错误的是 ()。A碱性条件下，NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NOClO=NOClB向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2C向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2D向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸，溶液变蓝色解析由表中数据知，碱性条件下，HNO2可被氧化为NO，而ClO有强氧化性，A对；HNO2的酸性比碳酸强但比硫酸弱，故CO2不能与亚硝酸盐作用而硫酸能，B错、C对；酸性条件下，NaNO2有氧化性，而I具有强还原性，NO能将I氧化成I2，D对。答案B6.如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 molL
6、1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是 ()。NOFe3HNONO2ABC D解析Fe与浓HNO3反应时，开始生成的还原产物是NO2，并且若铁少量时，还原产物只有NO2；当铁过量时，氧化产物是Fe2，当HNO3过量时，氧化产物是Fe3。因产物有硝酸盐，故溶液中一定还有NO。答案B7(2013眉山统考)一定体积0.01 molL1的稀硝酸恰好能氧化一定质量的铁、铝混合物，已知两种金属均被氧化为最高价态，还原产物只有NO。若用0.01 molL NaOH溶液溶解相同质量的该混合物，当反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸的，则样品中铁、铝的物质的量之比为 ()。A23 B
7、13 C14 D53解析设样品中铁和铝的物质的量分别为x和y，根据Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O、Al4HNO3(稀)=Al(NO3)3NO2H2O，反应中消耗HNO3的物质的量为4x4y；而2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2中消耗NaOH的物质的量为y，即，解得xy14。答案C二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8(14分)(2013珠海模拟)甲、乙、丙均为中学化学常见的气体单质，A、B、C为常见的化合物，已知：A和B都极易溶于水，用两根玻璃棒分别蘸取A和B的浓溶液后，相互靠近会看到白烟。各物质之间存在如图所示的转化关系CC溶液请回答下列问题：(1)
8、C溶液显_性(填“酸”、“碱”或“中”)，理由是_(用离子方程式表示)。(2)乙和甲反应生成A的化学方程式为_。C和氢氧化钠溶液生成A的离子方程式为_。(3)丙气体通入1 L氢氧化钠溶液中恰好完全反应，此时电子转移为2 mol，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度为_。(4)常温下，向含白色沉淀M的浊液中加入氯化钠固体，M的溶解度将_(填“增大”、“减小”或“不变”)，Ksp(M)将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。答案(1)酸NHH2ONH3H2OH(2)N23H22NH3NHOHNH3H2O(3)4 molL1(4)减小不变9(14分)工业上可用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，先把
9、铜屑在空气中灼烧，再跟用等体积水稀释的浓硝酸反应来制取硝酸铜。请回答下列问题：(1)不宜于用铜屑直接与硝酸反应来制取硝酸铜的原因是_。(2)浓硝酸用等体积水稀释的目的是_。(3)要得到硝酸铜晶体，应选用_。(4)反应中硝酸表现出_性。解析(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，既产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气中灼烧生成CuO，CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率。(2)浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重，稀硝酸挥发性小，且稀硝酸和氧化铜反应同样生成硝酸铜。(3)由于得到的是硝酸铜溶液，因此要得到晶体需浓缩结晶。(4)硝酸与氧化铜发生反应生成了
10、硝酸铜和水，没有化合价变化，因此体现了硝酸的酸性。答案(1)铜与硝酸直接反应会有氮的氧化物生成，既产生污染，又降低硝酸的利用率；铜屑在空气中灼烧生成CuO，CuO与HNO3反应没有氮的氧化物生成，既避免了污染，又提高了硝酸的利用率(2)浓硝酸易挥发、不稳定，对设备腐蚀严重(3)结晶法(或重结晶法)(4)酸10(15分)(2013雅安四校联考)某同学设计如图所示装置用粗铁粒与某浓度稀硝酸反应制取NO气体。(1)当打开开关a，关闭开关b时，A中干燥管中观察到的实验现象是_，烧杯B中盛的是_溶液。当_时关闭开关a，打开开关b，此时C中用排水法收集NO气体。当C中收集满气体后，关闭开关b，装置A中观察
11、到的现象是_。(2)将a mol Fe与含b mol HNO3的稀溶液充分反应后，若硝酸的还原产物只有NO。试讨论分析烧杯A中最终溶液中的主要阳离子组成及其物质的量，将结果填入下表未完成的空格中。取值范围最终溶液中的主要阳离子及其物质的量a mol Fe3大于小于a mol Fe2解析(1)A装置利用启普发生器原理，Fe与稀硝酸反应生成无色的NO气体，当遇干燥管中的O2时，则转变成红棕色的NO2气体，NO2用碱液吸收。当气体再变成无色时，说明装置中的O2已完全反应，则可用排水法收集NO。当关闭b时，A装置中继续产生NO，则会将干燥管中的HNO3压入烧杯内，从而与Fe脱离，反应停止。(2)铁与H
12、NO3反应，可能生成Fe2，也可能生成Fe3，或二者的混合物。当铁过量时，反应化学方程式为3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O；当HNO3过量时，反应化学方程式为Fe4HNO=Fe3NO2H2O。时，刚好生成a mol Fe3，HNO3没有剩余；时，则HNO3过量，仍为a mol Fe3，根据化学反应方程式，不难得出剩余的HNO3为(b4a)mol。当时，刚好生成a mol Fe2，HNO3没有剩余。当时，铁过量，以HNO3计算，b mol HNO3生成Fe2为 mol。当时，可以分段计算，即先按反应化学方程式Fe4HNO=Fe3NO2H2O中HNO3完全反应来计算，然后过量的铁按Fe2F
13、e3=3Fe2计算即可。答案(1)气体由无色逐渐变成红棕色NaOH气体又变无色烧杯中液面上升，干燥管中液面下降，固体与溶液脱离(2)取值范围最终溶液中的主要阳离子及其物质的量a mol Fe3，(b4a)mol Ha mol Fe3大于小于mol Fe3，mol Fe2a mol Fe2 mol Fe211.(15分)某化学活动小组想通过如图所示装置(夹持装置已略去)进行实验，探究Na2O2与NO反应的产物。实验前，他们查阅有关资料得到如下信息：2NaNO32NaNO2O2；NaNO2为白色粉末状固体，既有氧化性又有还原性；NaNO2溶液显弱碱性(原因：强碱弱酸盐的水解)。实验开始时，先在A装
14、置中加入适量的碳酸钙和足量稀硝酸，待不再有气体产生时，将铜丝插入稀硝酸中。请回答下列问题：(1)A装置中放入碳酸钙的目的是_。(2)装置B、C中的试剂分别是：B_、C_，E的作用是_。(3)如何检验反应中是否有氧气生成？_。(4)假如Na2O2已反应完全，为确定D中固体产物的成分，甲同学将固体溶于水后，经测定发现溶液显强碱性，再向溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去。由此现象推断固体产物中可能含有的物质是_(填化学式)。(5)乙同学取适量固体于试管中密闭加热，发现白色固体部分变为淡黄色。此现象说明固体中还可能含有的成分是_(填化学式)。根据以上推测，请写出Na2O2与NO反应的化学方程式_。解
15、析本题探究NO与过氧化钠的反应，实验设计必须考虑如下因素：产生NO时，要除尽装置中的空气；装置必须干燥，防止水与过氧化钠反应；排尽装置中的二氧化碳，防止二氧化碳与过氧化钠反应；采取措施，防止空气进入装置。新信息挖掘：反应暗示如果产物中有硝酸钠，受热会产生氧气；信息暗示若D中固体呈黄色，一定有硝酸钠、亚硝酸钠以外的物质生成；亚硝酸钠具有还原性，加入强氧化剂如酸性高锰酸钾溶液，会发生反应，高锰酸钾溶液由红色变成无色。信息暗示亚硝酸钠溶液呈弱碱性，若产物溶于水呈强碱性，说明有强碱生成。若显中性，说明没有亚硝酸钠生成。由以上分析，若Na2O2已反应完全，D中固体产物溶于水，溶液显强碱性说明含有Na2O
16、，向溶液中加入酸性MnO4溶液，紫色褪去，说明存在还原性物质，即可能有NaNO2，D中白色固体产物密闭加热部分变为淡黄色，说明其中还有NaNO3,2NaNO32NaNO2O2、生成的O2再次把Na2O氧化为Na2O2而显淡黄色，由此可知Na2O2与NO反应的产物有NaNO3、NaNO2和Na2O，其反应的化学方程式为：2Na2O22NO=NaNO3NaNO2Na2O答案(1)使碳酸钙与稀硝酸反应生成CO2，排除装置中的空气(2)NaOH溶液浓硫酸防止空气中的CO2、水蒸气进入装置D中，干扰产物的判断(3)将带火星的木条放在E装置的气体出口处，观察木条是否复燃，若复燃，则说明有氧气生成；若不复燃，说明无氧气产生(4)Na2O、NaNO2(5)NaNO32Na2O22NO=NaNO3NaNO2Na2O
