1、考点规范练13氮及其化合物一、选择题1.(2020全国)喷泉实验装置如图所示。应用下列各组气体-溶液,能出现喷泉现象的是()。选项气体溶液AH2S稀盐酸BHCl稀氨水CNO稀硫酸DCO2饱和NaHCO3溶液2.如下图,利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水,立即用另一表面皿扣在上面。下表中对实验现象所作的解释正确的是()。选项实验现象解释A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸挥发出的HCl气体反应产生了NH4Cl固体B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是AlCl3溶液D干燥的红色石蕊试纸不变色,湿润的红色石蕊试纸变蓝NH3是一种可溶性碱3.
2、(2020山东青岛二中调研)如图表示铁与不同浓度硝酸反应时,各种还原产物的相对含量与硝酸浓度的关系,则下列说法不正确的是()。A.一般来说,硝酸与铁反应的还原产物不是单一的B.用一定量的铁粉与大量的9.75 molL-1 HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24 L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 molC.硝酸的浓度越大,其还原产物中价态越高的成分越多D.当硝酸浓度为9.75 molL-1时还原产物是NO、NO2、N2O,且其物质的量之比为5314.(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;NaO
3、H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,防止水蒸气进入E中干扰反应5.(2020辽宁抚顺第一中学高三期中)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+NO
4、2-N2+2H2O6.用下图装置制取、提纯并收集下表中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是()。选项气体abcANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BCO2稀硫酸石灰石饱和NaHCO3溶液CO2H2O2溶液二氧化锰浓硫酸DNH3浓氨水生石灰碱石灰7.下述实验中均有红棕色气体产生,对比分析所得结论不正确的是()。A.由中的红棕色气体,推断产生的气体一定是混合气体B.红棕色气体不能表明中木炭与浓硝酸发生了反应C.由说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体为还原产物D.的气体产物中检测出CO2,由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应8.(2020吉林长春高三月考)向100 mL稀硫酸与稀
5、硝酸的混合溶液中逐渐加入铁粉,假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状况)之间的关系如图所示,且每一段只对应一个反应。下列说法正确的是()。A.开始时产生的气体为H2B.AB段发生的反应为置换反应C.所用混合溶液中c(HNO3)=0.5 molL-1D.参加反应的铁粉的总质量m2=8.4 g二、非选择题9.(2020河南鲁山第一高级中学高三月考)亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的工业盐,易溶于水,微溶于乙醇。某化学兴趣小组对亚硝酸钠进行多角度探究:.亚硝酸钠的制备。(1)装置B的作用是。(2)D中澄清石灰水变浑浊,则C中制备NaNO2的离子方程式为。.探究亚硝酸钠与硫酸反应的气体产物成分。已
6、知:NO+NO2+2OH-2NO2-+H2O;气体液化的温度:NO2为21 ,NO为-152 。(3)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,目的是。(4)仪器的连接顺序(按左右连接):AC。(5)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,装置A中产生红棕色气体。若D中通入过量O2,装置B中的化学方程式是。.设计实验证明酸性条件下NaNO2具有氧化性。(6)供选用的试剂:NaNO2溶液、KMnO4溶液、Fe2(SO4)3溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液。请写出你设计的实验方案:。10.(2020吉林四平双辽第二中学高三期末改编)某兴趣小组研究金属与硝酸的反应,进行如下实验
7、:实验(20)实验现象.过量铜粉与2 mL 0.5 molL-1 HNO3溶液反应产生无色气体(遇空气变红棕色),溶液变为蓝色.过量铁粉与2 mL 0.5 molL-1 HNO3溶液反应产生6 mL(已换算为标准状况)无色气体(经检测为H2),溶液几乎为无色请回答下列问题。(1)中的无色气体是。(2)写出中生成H2的离子方程式:。(3)研究中的氧化剂: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。乙同学依据和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;根据实验,金属与硝酸
8、反应时,影响硝酸还原产物不同的因素有;试推测还可能有哪些因素影响:(列举1条)。答案：1.B解析:本题考查了喷泉实验的形成条件判断。从原理上来说,只要是圆底烧瓶内的压强小于外界压强即可形成喷泉。H2S为酸性气体,在稀盐酸中的溶解度较小,A项不能形成喷泉;HCl气体与稀氨水反应后,圆底烧瓶内压强减小,B项极易形成喷泉;NO气体难溶于稀硫酸,且与稀硫酸不反应,C项不能形成喷泉;CO2气体在饱和碳酸氢钠溶液中的溶解度很小,D项不能形成喷泉。2.A解析:NH3能与HCl发生化合反应,生成NH4Cl白色固体,NH3也能与H2SO4发生化合反应,生成(NH4)2SO4;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉
9、淀,该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等;NH3溶于水生成NH3H2O,NH3H2O属于碱,NH3不属于碱。3.B解析:根据图像可知硝酸的还原产物有多种,因此一般来说,硝酸与铁反应的还原产物不是单一的,A项正确;参加反应的硝酸包括被还原的,以及没有被还原的(转化为硝酸盐),因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1mol,B项错误;根据图像可知随着硝酸浓度的升高,NO2的含量增大,这说明硝酸的浓度越大,其还原产物中价态越高的成分越多,C项正确;根据图像可知当硝酸浓度为9.75molL-1时还原产物是NO、NO2、N2O,且其物质的量之比为1062=531,D项正确。4.D解析:根据实验原理“NO被灼热的
10、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2NO+2Fe2FeO+N2,B项正确。装置D中盛放的是水,其作用是除去
11、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。5.B解析:SO2、CO2与过量石灰乳反应生成CaSO3、CaCO3,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。6.C解析:NO2与NaOH反应,达不到提纯的目的,收集不到NO2,A项错误;稀硫酸
12、与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在石灰石表面阻止硫酸与碳酸钙进一步反应,B项错误;二氧化锰作催化剂分解过氧化氢,生成的氧气可以用浓硫酸干燥,氧气的密度比空气的大,可以用该装置收集,C项正确;氨气的密度比空气小,收集装置中应该短管进气长管出气,D项错误。7.D解析:图中产生的红棕色气体应为NO2和O2的混合气体,原因是灼热的碎玻璃促进了硝酸的分解,A项正确;图中的气体可能是红热的木炭促进了硝酸分解生成的,也可能是木炭与浓硝酸反应生成的,B项正确;图中,由于红热的木炭没有插入浓硝酸中,但仍有红棕色气体产生,说明浓硝酸具有挥发性,生成的红棕色气体NO2为还原产物,C项正确;图中气体产物中的二
13、氧化碳也可能是硝酸分解产生的O2与红热的木炭反应生成的,D项错误。8.C解析:已知氧化性NO3-Fe3+H+,OA段发生反应Fe+NO3-+4H+Fe3+NO+2H2O,AB段发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,BC段发生反应Fe+2H+Fe2+H2。开始时产生的气体为NO,A项错误。AB段发生的是化合反应,B项错误。根据反应Fe+NO3-+4H+Fe3+NO+2H2O可得关系式:HNO3NO,生成NO的物质的量为1.12L22.4Lmol-1=0.05mol,则所用混合溶液中c(HNO3)=0.5molL-1,C项正确。根据得失电子守恒,最终产物中铁元素全部以Fe2+形式存在,所以3n(NO
14、)+2n(H2)=2n(Fe),代入数值进行计算:30.05mol+21.68L-1.12L22.4Lmol-1=2n(Fe),n(Fe)=0.1mol,参加反应的铁粉的总质量m2=5.6g,D项错误。9.答案:(1)除去硝酸(2)4NO+O2+2CO32-4NO2-+2CO2(3)排尽空气,防止可能生成的NO被完全氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰(4)EDB(5)4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O(6)取碘化钾溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,无明显现象,滴加少许NaNO2溶液,溶液变蓝,证明NaNO2具有氧化性解析:.(1)硝酸易挥发,装置B的作用是除去硝酸。(2
15、)N元素化合价升高,必有O2参与,同时澄清石灰水变浑浊,应有CO2生成,则C中制备NaNO2的离子方程式为4NO+O2+2CO32-4NO2-+2CO2。.(3)空气中的氧气能氧化NO,所以必须先排尽空气,防止可能生成的NO被完全氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰。(4)由于NO2的液化温度高,所以首先检验NO2,即先通过E,然后再通过D,最后需要进行尾气处理,即连接顺序是EDB。(5)若氧气过量,则进入B装置的气体全部是NO2,所以反应的化学方程式为4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O。10.答案:(1)NO(2)Fe+2H+Fe2+H2(3) 硝酸浓度相同,铜的还原性比
16、铁的还原性弱,但中溶液变蓝且无氢气放出铁粉过量,但是溶液中0.001 mol H+仅被还原了约5.410-4mol,据此可以推测+5价的N也被还原取中反应后的溶液,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金属的种类(或还原剂的还原性,金属的还原性等)温度(或者硝酸的浓度)解析:(1)NO遇空气变为红棕色,中的无色气体遇空气变红棕色,所以中的无色气体是NO。(2)有氢气生成,则氢离子被铁还原成H2,反应的离子方程式是Fe+2H+Fe2+H2。(3)对比实验和,硝酸浓度相同,铜的还原性比铁的还原性弱,但中溶液变蓝且无氢气放出,所以甲的说法不正确。铁粉过量,但是溶液中0.001molH+仅被还原了约5.410-4mol,据此可以推测+5价的N也被还原;NH4+遇碱放出氨气,检验NH4+的操作是:取中反应后的溶液,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。实验和的不同条件是所用金属不同,可知影响硝酸还原产物不同的因素有金属的种类,还可能有硝酸的浓度。
