1、第四讲 氮及其化合物一、选择题1(2019河南中原名校质检)二十四节气是中国历法的独特创造。四月农谚：“雷雨肥田”“雨生百谷”描述的都是节气谷雨。下列元素在自然界中的转化与“雷雨肥田”有关的是()AKBNCPDC解析：“雷雨肥田”的意思是在放电条件下N2和O2反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，HNO3随雨水降落与土壤中的物质反应生成硝酸盐，硝酸盐作为氮肥被农作物吸收，B项正确。答案：B2(2019汕头模拟)化学与生产、生活息息相关。下列说法正确的是()ASO2、CO2、NO2都是可形成酸雨的气体B农业施肥作业时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混
2、合使用C地沟油不宜食用，可以分馏提取汽油，作汽车的燃料D向牛奶中加入果汁会产生沉淀，是因为发生了酸碱中和反应解析：SO2和NO2都是可形成酸雨的气体，CO2不能形成酸雨，但能形成温室效应，A项错误；K2CO3为强碱弱酸盐，NH4Cl为强酸弱碱盐，草木灰与NH4Cl混合使用时，CO与NH发生相互促进的水解反应生成NH3，降低肥效，B项正确；地沟油的主要成分为油脂，汽油的主要成分为烃，C项错误；牛奶中含有蛋白质，果汁能使蛋白质变性而沉淀，D项错误。答案：B3(2019全国名校联考)下列由相关实验现象推出的结论正确的是()ANH4Cl和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl和NH4HC
3、O3固体的方法制氨B向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，说明该溶液中一定含有SOCFe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应DNH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体解析：NH4Cl受热分解生成氨和氯化氢，冷却后二者又重新结合生成NH4Cl，不能制备氨，NH4HCO3受热分解生成氨、二氧化碳和水，制得的氨中混有二氧化碳，不适合制备氨，A项错误；向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀，在酸性条件下NO具有强氧化性，会把SO氧化成SO，故不能说明原溶液中一定含有SO，也可能含有SO，B项错误；Fe与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，
4、前者是由于稀硝酸的强氧化性，后者是由于Fe与稀硫酸发生置换反应，C项错误；NH3遇到浓盐酸产生白烟，说明二者发生反应生成白色固体氯化铵，D项正确。答案：D4(2019临沂统考)下列制取NH3并验证其还原性、收集并进行尾气处理的装置和原理均正确的是()解析：氯化铵受热分解生成氨和氯化氢，但在试管口又重新化合生成氯化铵，得不到氨，A项错误；氨具有还原性，氯气具有强氧化性，二者能发生氧化还原反应，又因为氨密度小于空气，氯气密度大于空气，所以长口通入NH3，短口通入Cl2，可以使其充分反应，装置和原理均正确，B项正确；氨密度小于空气，收集时应该是短口进、长口出，C项错误；氨极易溶于水，倒置的漏斗插入水
5、中，不能防倒吸，D项错误。答案：B5(2019四川双流中学月考)“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是()实验室收集氨气采用图1所示装置实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2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生成铵盐的实验实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应A B C D解析：“绿色化学”的思想是尽量使用无毒、无害的原料，采取合理安全的工艺合成产物，原子利用率为100%，无污染，对环境友好。的做法可防止氨气对空气的污染；的做法对尾气进行吸收处理，有效防止氯气对空气的污染；的做法中，铜丝可以活动，能有效地控制反应的发生与停止，用气球收集反应产生的污
6、染性气体，待反应后处理，也防止了对空气的污染，以上三种做法均符合“绿色化学”，而的做法中氨气与氯化氢气体直接挥发到空气中，对空气造成污染，不符合“绿色化学”。答案：C6(2019大连渤海高级中学期中)某同学探究氨和铵盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是()A室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH，比较氨水和NaOH碱性强弱B将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中，研究Al(OH)3的两性C将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟D加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3解析：氨水的主要成分NH3H2O是弱电解质，氢氧化钠是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定等浓度氨水和Na
7、OH溶液的pH，可比较氨水和NaOH碱性强弱，A正确；由于NH3H2O是弱碱，Al(OH)3不能溶于氨水中，故无法验证Al(OH)3的酸性，B错误；浓硫酸无挥发性，无法观察到白烟，C错误；NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。答案：A7(2019甘肃民乐县第一中学月考)下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溶液浓度的关系，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 molL1 HNO3溶液反应得到标况下气体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
8、的成分越多D当硝酸浓度为9.75 molL1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为531解析：A项，根据图象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，正确；B项，参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的(转化为硝酸铁)，因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1 mol，错误；C项，根据图象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，正确；D项，根据图象可知当硝酸浓度为9.75 molL1，时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为1062531，正确。答案：B8(2019河南新乡垣县一
9、中月考)下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质，其中能达到实验目的的是()A用装置甲制取氨气B用装置乙除去氨气中的水蒸气C用装置丙验证氨气具有还原性D用装置丁吸收尾气解析：A项，用装置甲制取氨气需要加热，错误。B项，氨气与浓硫酸反应生成硫酸铵，错误。C项，氨气与氧化铜在加热条件下反应生成NO、水和铜，可以验证氨气具有还原性，正确。D项，用装置丁吸收尾气容易引起倒吸，错误。答案：C二、非选择题9(2019日照模拟)亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。已知：室温下，2NONa2O2=2NaNO2，以木炭、浓硝酸、Na2O2为主要原料制备亚硝酸钠的装置如图
10、所示。(加热装置及部分夹持装置已略去)请回答下列问题：(1)A装置中反应的化学方程式为_。(2)B装置的作用是_。(3)充分反应后，C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成_(填化学式)，为避免杂质的生成，应在B、C之间加一个装置，该装置和所盛放试剂的名称分别是_。(4)D装置用于尾气处理，写出D中反应的离子方程式：_。解析：(1)A装置中浓硝酸与木炭发生反应，化学方程式为C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。(2)将A装置中产生的NO2通入水中，发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，所以B装置的作用是将NO2转化为NO。(3)B中出来的NO气体中可能会混有CO2、水蒸气，分别与Na2
11、O2反应生成Na2CO3、NaOH，所以C中生成的固体除NaNO2外，还可能生成Na2CO3、NaOH；为避免杂质的生成，可以在B、C之间加一个干燥管(或U形管)，所盛放的试剂应该为碱石灰，用于吸收混合气体中的CO2和水蒸气。(4)D装置中盛放的是酸性KMnO4溶液，用于尾气处理，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒可得D装置中反应的离子方程式为5NO3MnO4H=5NO3Mn22H2O。答案：(1)C4HNO3(浓)CO24NO22H2O(2)将NO2转化为NO(3)Na2CO3、NaOH干燥管、碱石灰(4)5NO3MnO4H=5NO3Mn22H2O10(2019宁夏银川一中月考)某同学欲探
12、究食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)212H2O高温分解的情况。(1)预测产物：下列关于气体产物的预测不合理的是_(填字母)。ANH3、N2、SO2、H2OBNH3、SO3、H2OCNH3、SO2、H2ODNH3、N2、SO3、SO2、H2O(2)定性检验：取一定量铵明矾，设计下列实验探究产物。按图示组装仪器后，首先检查整套装置的气密性，操作是_。夹住止水夹K1，打开止水夹K2，用酒精喷灯充分灼烧。实验过程中，装置A和导管中未见红棕色气体；试管C中的品红溶液褪色；在支口处可检验到NH3，方法是_；在装置A与B之间的T形导管中出现白色固体，该白色固体可能是_(任填一种物质的化学式)。分析得出装
13、置A试管中残留的白色固体是两性氧化物，写出它溶于NaOH溶液的离子方程式_。为了防止倒吸，实验结束时必须先_(填字母)，然后熄灭酒精喷灯。A取出烧杯中的导管B打开止水夹K1C关闭止水夹K2(3)分析和结论：实验证明气体产物是(1)D中的5种气体。相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值，V(N2)V(SO2)_。解析：(1)A、生成N2，N元素化合价升高，生成SO2，S元素化合价降低，符合氧化还原反应原理，预测合理；B、生成NH3、SO3、H2O，为非氧化还原反应，预测合理；C、生成SO2，S元素化合价降低，无元素化合价升高，不符合氧化还原反应原理，预测不合理；D、既有元素化合价升高，也有
14、元素化合价降低，预测合理。(2)利用加热气体膨胀的原理检验装置的气密性，首先要关闭支口开关K1并打开K2，然后将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到从导管中出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性好。用浓盐酸检验NH3，打开K1，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，若出现白烟，证明含有NH3，但不能用润湿的石蕊试纸，因为混合气体中含有SO2，SO3，试纸不可能变蓝；装置A与B之间的T型导管中出现白色固体可能是SO2与NH3反应生成的(NH4)2SO3，或SO3与NH3反应生成的(NH4)2SO4，或SO3固体，或酸式盐及以上物质的混合物。A试管中残留的白色固体是两性氧化物，则A为A
15、l2O3，与NaOH溶液反应的离子方程式为：Al2O32OH=2AlOH2O或Al2O33H2O2OH=2Al(OH)。打开止水夹K1倒吸的液体由支口出流出，关闭止水夹K2，导管被关闭，所以防止倒吸的方法为：B或C，或BC。(3)根据氧化还原反应中化合价升高的总价数与降低的总价数相等，可得：6n(N2)2n(SO2)，可得n(N2)n(SO2)13，相同条件下气体物质的量之比等于体积之比，所以V(N2)V(SO2)13。答案：(1)C(2)关闭支口开关K1并打开K2，将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到从导管中出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性好打开K1，用蘸有浓盐酸
16、的玻璃棒靠近支口，若出现白烟(或不加试剂看到白烟也给分)(用润湿的紫色石蕊试纸检验不得分)(NH4)2SO4或(NH4)2SO3或SO3或其他合理答案Al2O32OH=2AlOH2OB(或C或BC)(3)1311(2019四川成都第七中学月考)为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。.AgNO3的氧化性：将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，将溶液中的Ag除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂KSCN溶液、K3Fe(CN)6溶液、氯水。(1)请完成下表：操作现象结论取少量除尽Ag后的溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡_存
17、在Fe3取少量除尽Ag后的溶液于试管中，加入K3Fe(CN)6，振荡变成蓝色存在Fe2实验结论Fe的氧化产物为存在Fe2和Fe3.AgNO3的热稳定性：用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后，试管中残留固体为黑色。(2)装置B的作用是_。(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2，其验证方法是_。(4)查阅资料Ag2O和粉末的Ag均为黑色；Ag2O可溶于氨水。提出假设试管中残留的黑色固体可能是：、Ag；、Ag2O；、Ag和Ag2O实验验证该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体，进行了如下实验。实验编号操作现象a加入足量氨水，振荡黑色固体
18、不溶解b加入足量稀硫酸，振荡黑色固体溶解，并有气体产生实验评价根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是_(填实验编号)。实验结论根据上述实验结果，该小组得出的AgNO3固体热分解的产物有_。解析：(1)Fe3与SCN络合形成血红色溶液。(2)防止溶液倒吸进试管。(3)用带火星木条靠近瓶口，木条复燃，证明是氧气。(4)b实验中，黑色固体溶解，可能有Ag或者Ag2O有气体产生证明有Ag，所以不能证明确定有Ag2O；红棕色气体是NO2实验证明有Ag和O2。答案：(1)变成血红色(2)缓冲瓶(3)用带火星木条靠近瓶口，木条复燃，证明是氧气(4)bAg、O2和NO212某化学探究小组拟用铜片制取Cu(
19、NO3)2，并探究其化学性质。(一)甲乙两位同学设计了Cu(NO3)2的两种制备方案：方案一：先把铜粉放在空气中灼烧，再与稀HNO3反应制取硝酸铜。方案二：铜粉与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2。(1)两个方案相比较，哪个方案更好？_，简述理由：_。(2)欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是_、_、过滤。(二)为了探究Cu(NO3)2的热稳定性，探究小组按下图中的装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)，往左试管中放入研细的无水Cu(NO3)2晶体并加热，观察到左试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用U形管除去红棕色气体，在右试管中收集到无色气体。(3)红棕
20、色气体是_。(4)探究小组判断Cu(NO3)2的分解属于氧化还原反应，产物除了红棕色气体和黑色固体外，进一步分析、推断，分解产物中一定还含有_。(5)为了探究Cu(NO3)2在酸性条件下跟铁单质的反应。他们取一支试管，加入Cu(NO3)2溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质。该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验。请补充写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作步骤预期现象与结论步骤1：观察样品溶液呈蓝绿色，_(填“能”或“不能”)确定产物中铁元素的价态步骤2：取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液_步骤3：_若溶液变为红色，说明
21、产物中含Fe3；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含Fe3解析：(一)(1)比较方案的优劣，一般从三个方面考虑：一是原料是否简单易得，二是操作是否简单，三是是否环保。生成等物质的量的硝酸铜，方案二消耗硝酸原料多，且产生污染物NO，故方案一更好。(2)由于Cu2水解，因此不能直接蒸发结晶，一般采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法。(二)中学常见的红棕色气体有NO2、Br2蒸气，该反应中只能为NO2。答案：(1)方案一生成等物质的量的硝酸铜，方案二消耗硝酸原料多，且产生污染物NO(2)蒸发浓缩冷却结晶(3)NO2(4)O2(5)不能若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，则说明产物中含Fe2；若KMnO4溶液不褪色或不变浅，则说明产物中不含Fe2另取少量溶液，滴加KSCN溶液