高考化學大一輪復習 第4章 常見非金屬及其化合物 第4講 氮及其化合物課時規(guī)范訓練

氮及其化合物單獨成冊1下列關于自然界中氮循環(huán)(如下圖)的說法不正確的是()A氮元素均被氧化B工業(yè)合成氨屬于人工固氮C含氮無機物和含氮有機物可相互轉化D碳、氫、氧三種元素也參加了氮循環(huán)解析：選A。A.N2NH3過程中氮元素由0價變?yōu)?價，被還原。B.工業(yè)合成氨的過程屬于人工固氮。C.1828年，德國化學家維勒首次利用無機物氰酸銨合成了尿素；而含氮的有機物也可以直接分解為無機物。D.雷電發(fā)生時涉及的反應有N2O2放電,2NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，HNO3進入土壤，與礦物質結合成硝酸鹽；豆科植物也可以將N2合成氮肥，生物體內含有C元素，所以碳、氫、氧三種元素都參加了氮循環(huán)。2.如圖所示，試管中盛裝的是紅棕色氣體(可能是混合物)，當倒扣在盛有水的水槽中時，試管內水面上升，但不能充滿試管，當向試管內鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經過多次重復后，試管內完全被溶液充滿，關于原來試管中盛裝的氣體不正確的猜測是()A可能是N2與NO2的混合氣體B可能是O2與NO2的混合氣體C可能是NO與NO2的混合氣體D可能是NO2一種氣體解析：選A。解答本題要注意以下兩點：(1)明確氮氣不溶于水，且常溫下不與其他物質發(fā)生化學反應；(2)NO2可與水反應生成不溶于水的NO，NO2和NO與氧氣按適當的比例被水完全吸收。3紅熱的木炭與濃硝酸共熱產生的氣體等分為和兩份，第份先通過適量蒸餾水，再導入少量石灰水；第份直接通入少量石灰水。則石灰水的變化最可能為()A不變渾濁，變乳白色B變乳白色，不變渾濁C變乳白色，變乳白色 D不變渾濁，不變渾濁解析：選B。碳與濃硝酸反應產生CO2和NO2的混合氣體，混合氣體先通過水，NO2可與水反應生成硝酸和NO，則剩余NO和CO2的混合氣體，再通過石灰水會產生CaCO3沉淀；而混合氣體直接通過石灰水，NO2可與水反應生成的硝酸為強酸，故會產生Ca(NO3)2溶液，難以得到CaCO3沉淀。4無色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種，將100 mL甲氣體經過下圖各裝置，結果得到酸性溶液，而幾乎無氣體剩余，則甲氣體的組成為()ANH3、NO2、N2BNH3、NO、CO2CNH3、NO2、CO2DNO、CO2、N2解析：選B。此題可以使用排除法。原氣體為無色，排除A、C，因為A、C中的NO2是紅棕色氣體。最終幾乎無氣體剩余，原氣體不可能含有N2，排除D。B正確，其中NH3被足量的濃硫酸吸收，余下NO、CO2通過足量的Na2O2時，CO2與Na2O2反應生成氧氣，氧氣與NO反應生成紅棕色的NO2，氧氣過量，再通入到水中時4NO2O22H2O=4HNO3，得到硝酸溶液，最終幾乎無氣體剩余。5有a、b、c、d、e五種氣體，現進行下列實驗：(1)a和b混合氣體變紅棕色(2)c和d混合產生白煙(3)c和e分別通入少量溴水中溴水都變成無色透明的液體(4)b和e分別通入氫硫酸中都產生淡黃色渾濁則a、b、c、d、e依次可能是()AO2、NO、HCl、NH3、CO2BO2、NO、NH3、HCl、SO3CNO、O2、NH3、HCl、SO2DHCl、CO2、NH3、H2S、CH4解析：選C。由a和b混合，氣體變成紅棕色，可知a和b分別為NO和O2中的一種；b通入氫硫酸中產生淡黃色渾濁，則b為氧氣，a為NO；c和d混合產生白煙，則c和d分別為NH3和HCl中的一種；c通入少量溴水中溴水變成無色透明的液體，則c為NH3，d為HCl；e通入少量溴水中，溴水變成無色透明的液體，e通入氫硫酸中產生淡黃色渾濁，則e可能為SO2。6下列裝置適用于實驗室制氨氣并驗證氨氣的某化學性質，其中能達到實驗目的的是()A用裝置甲制取氨氣B用裝置乙除去氨氣中的水蒸氣C用裝置丙驗證氨氣具有還原性D用裝置丁吸收尾氣解析：選C。氨氣極易溶于水，用氫氧化鈉溶液和氯化銨溶液反應，氨氣很難逸出，A錯誤；氨氣和濃硫酸反應，應用堿石灰干燥氨氣，B錯誤；加熱條件下，氨氣與氧化銅發(fā)生氧化還原反應，根據氧化銅的顏色變化可判斷是否發(fā)生氧化還原反應，C正確；氨氣直接通入水中，不能防止倒吸，應用四氯化碳，D錯誤。7下列裝置應用于實驗室制取NH3，并用AlCl3溶液吸收多余氨氣制氫氧化鋁，最后回收氯化銨的實驗，能達到實驗目的的是()A用裝置甲制取NH3B用裝置乙吸收NH3制取Al(OH)3C用裝置丙在不斷攪拌下分離Al(OH)3和NH4Cl溶液D用裝置丁蒸干NH4Cl溶液并灼燒制NH4Cl解析：選A。CaO與水反應增大氫氧根離子濃度，且放熱，均可使氨氣逸出，甲裝置可制備氨氣，A正確；氨氣極易溶于水，導管在液面下，乙裝置可發(fā)生倒吸，B錯誤；過濾時不能攪拌，易搗破濾紙，C錯誤；蒸干NH4Cl溶液會使氯化銨分解，應用結晶法制NH4Cl，D錯誤。8探究氨氣及銨鹽性質的過程中，下列根據實驗現象得出的結論不正確的是()A將集有氨氣的試管倒扣于水槽中，液體迅速充滿試管，說明氨氣極易溶于水B將pH11的氨水稀釋1 000倍，測得pH8，說明NH3H2O為弱堿C加熱NH4HCO3固體，觀察到固體逐漸減少，試管口有液滴產生，說明NH4HCO3受熱不穩(wěn)定D將紅熱的鉑絲伸入下圖所示的錐形瓶中，瓶口出現少量紅棕色氣體，說明氨氣的氧化產物為NO2解析：選D。氨氣極易溶于水，使試管內壓強迅速降低，液體迅速充滿試管，A正確；強堿稀釋10n倍，pH減小n個單位，而將pH11的氨水稀釋1 000倍，測得pH8，說明NH3H2O為弱堿，B正確；加熱NH4HCO3固體，觀察到固體逐漸減少，試管口有液滴產生，說明碳酸氫銨受熱分解，不穩(wěn)定，C正確；氨氣催化氧化生成一氧化氮，一氧化氮與空氣中的氧氣反應生成二氧化氮，D錯誤。9氨既是重要工業(yè)產品又是化工原料，由氨可以制備一系列物質(見圖)，下列說法正確的是()A圖中所述反應都屬于氧化還原反應BCO(NH2)2與氰酸銨(NH4CNO)互為同素異形體CSi3N4屬于離子化合物DNH3與NaClO反應，N2H4是氧化產物解析：選D。合成尿素、生成Si3N4的反應均為非氧化還原反應，A錯誤；CO(NH2)2與NH4CNO互為同分異構體，B錯誤；Si3N4屬于共價化合物，C錯誤；NH3與NaClO反應生成N2H4，氮元素的化合價升高，NH3被氧化，N2H4為氧化產物，D正確。10對于1 L HNO3和H2SO4的混合溶液，若HNO3和H2SO4物質的量濃度存在如下關系：c(H2SO4)c(HNO3)1.2 molL1。則理論上最多能溶解銅的物質的量為()A0.80 molB0.72 molC0.45 mol D0.40 mol解析：選B。物質的量濃度為1.2 molL1屬于稀溶液，而稀硫酸與銅不反應，溶解銅的是稀硝酸，稀硫酸提供氫離子參與反應。溶解最多的是銅，NO被完全反應。假設1 L HNO3和H2SO4的混合溶液中n(H2SO4)x mol，n(HNO3)y mol，xy1.2 mol；銅被溶解的離子方程式是3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O 8 mol 2 mol 2xy y則82(2xy)y，解得x0.72、y0.48，根據3Cu2NO，被溶解的銅為0.72 mol。11物質的量之比為13的鋅與稀硝酸混合，若硝酸還原的產物為N2O，反應結束后鋅沒有剩余，下列說法正確的是()A在此反應中硝酸體現強氧化性，全部被還原B向反應后的溶液中再加入金屬鐵，不再發(fā)生化學反應C該反應中被還原的硝酸與未被還原的硝酸之比為14D該反應中被還原的硝酸與未被還原的硝酸之比為15解析：選D。根據鋅與硝酸反應的產物，可寫出化學方程式：4Zn10HNO3=N2O4Zn(NO3)25H2O，但本題所給n(Zn)n(HNO3)13，即412，所以該化學方程式又可看成4Zn12HNO3=N2O4Zn(NO3)22HNO35H2O(即HNO3有剩余)，A錯誤；由于有剩余HNO3存在，所以可與鐵反應，B錯誤；被還原的HNO3與未被還原的硝酸之比為21015，C錯誤，D正確。12a mol FeS與b mol FeO投入到V L、c mol/L的硝酸溶液中充分反應，產生NO氣體，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液，則反應中未被還原的硝酸可能為()(ab)63 g(ab)189 g(ab)molVc(9ab)/3molABC D解析：選D。在此反應中硝酸分兩部分參加反應即硝酸的總量被還原的硝酸的量未被還原的硝酸的量，由鐵原子守恒和氮原子守恒可知n(未被還原的硝酸)3nFe(NO3)3，m(未被還原的硝酸)(ab)363(ab)189 g；由得失電子相等可以求出被還原的硝酸的物質的量：a(32)a6(2)b(32)n(被還原的硝酸)(52)，n(被還原的硝酸)(9ab)/3 mol，n(未被還原的硝酸)n(總硝酸)n(被還原的硝酸)Vc(9ab)/3mol，因此D選項正確。13實驗室利用下列裝置模擬工業(yè)生產制備少量硝酸。(1)B中試劑為 ，NaOH溶液的作用是 。(2)用過氧化鈉與水反應制備氧氣的化學方程式為 。(3)控制氨氣和氧氣的比例是制備硝酸的關鍵。當比例不合適時，A中不僅有紅棕色氣體產生，還伴有白煙。請用化學方程式表示白煙產生的原因 。欲使氨氣盡可能完全轉化為硝酸，理論上n(NH3)n(O2)的最佳比例為 。解析：(1)H2O3NO2=2HNO3NO，所以B中裝水和二氧化氮反應生成硝酸；NaOH溶液的作用是吸收尾氣；(2)過氧化鈉與水反應制備氧氣的化學方程式為2Na2O22H2O=4NaOHO2；(3)白煙為硝酸銨，2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，NH3HNO3=NH4NO3；NH32O2=HNO3H2O，欲使氨氣盡可能完全轉化為硝酸，理論上n(NH3)n(O2)的最佳比例為12。答案：(1)水吸收尾氣(2)2Na2O22H2O=4NaOHO2(3)2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，NH3HNO3=NH4NO31214某校實驗小組的同學利用下圖所示實驗裝置探究氨與氧化銅的反應(圖中夾持、固定裝置均略去)。(1)按圖設計組裝好儀器，先 ，再裝入藥品。(2)A中分液漏斗內應裝 B中固體試劑為 。(3)打開分液漏斗活塞，加入試劑，點燃C處的酒精燈，一段時間后，觀察到C中氧化銅全部轉化成光亮的紅色固體，F中集氣瓶內收集到一種無色氣態(tài)單質。寫出裝置C中反應的化學方程式： 。(4)E中濃硫酸的作用是 。(5)已知Cu2O也是紅色的。下表為實驗前后C裝置的質量，通過計算可知反應后的產物中 (填“有”、“無”或“無法確定”)Cu2O?？詹ＡЧ軐嶒炃?樣品玻璃管)實驗后(樣品玻璃管)59.60 g65.60 g64.64 g解析：(1)實驗裝置應該先檢查氣密性，再裝藥品。(2)A裝置為NH3發(fā)生裝置，分液漏斗內應裝濃氨水；B裝置為干燥管，放固體干燥劑，應該是不與氨氣反應的堿石灰。(3)紅色固體為單質銅，根據反應物可以判斷一種無色氣態(tài)單質為氮氣，所以反應是2NH33CuO3CuN23H2O。(4)濃硫酸能與氨氣反應，可用于吸收氨氣。(5)實驗前氧化銅的質量為65.60 g59.60 g6 g，物質的量為6 g80 gmol10.075 mol，依據銅元素守恒，結合紅色物質可能為銅或氧化亞銅，若為銅質量0.075 mol64 gmol14.8 g，若為氧化亞銅質量0.075 mol144 gmol15.4 g，實驗后得到紅色固體質量為5.04 g，則紅色固體為Cu和Cu2O。答案：(1)檢查氣密性(2)濃氨水堿石灰(3)2NH33CuO3CuN23H2O(4)吸收未反應的NH3(5)有15某化學課外活動小組通過實驗研究NO2的性質。已知：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O任務1：利用下圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾，夾持固定裝置略去)。(1)E裝置中制取NO2反應的化學方程式是 。(2)若NO2能夠被NH3還原，預期觀察到C裝置中的現象是 。(3)實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預期現象。該小組同學從反應原理的角度分析了原因，認為可能是NH3還原性較弱，不能將NO2還原；在此條件下，NO2的轉化率極低； 。(4)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是 。任務2：探究NO2能否與Na2O2發(fā)生氧化還原反應。(5)實驗前，該小組同學提出三種假設。假設1：二者不反應；假設2：NO2能被Na2O2氧化；假設3： 。(6)為了驗證假設2，該小組同學選用任務1中的B、D、E裝置，將B中的藥品更換為Na2O2，另選F裝置(如圖所示)，重新組裝，進行實驗。裝置的合理連接順序是(某些裝置可以重復使用) 。實驗過程中，B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經檢驗，該白色物質為純凈物，且無其他物質生成。推測B裝置中反應的化學方程式為 。解析：(1)濃硝酸和銅反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應的化學方程式為Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O。(2)二氧化氮是紅棕色氣體，如果能被氨氣還原，則C裝置中混合氣體顏色變淺。(3)未能觀察到C裝置中的預期現象可能原因：在此條件下，該反應的化學反應速率極慢導致反應現象不明顯。(4)二氧化氮是有毒氣體，氨氣是有刺激性氣味的氣體，所以都不能直接排放，要進行尾氣處理，此實驗裝置中缺少尾氣吸收裝置。(6)驗證假設2，首先要用E裝置制取二氧化氮，因為制取的二氧化氮氣體中含有水蒸氣，水能和過氧化鈉反應而造成干擾，所以要用D裝置除去水蒸氣，然后較純凈的二氧化氮通過B裝置，未反應的二氧化氮有毒不能直接排放，所以最后要進行尾氣處理，選用F裝置處理尾氣，所以裝置的合理連接順序是EDBDF或EDBF。B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色，該白色物質為純凈物，且無其他物質生成，過氧化鈉作氧化劑，則二氧化氮中氮元素失電子化合價升高而作還原劑，所以氮元素只能轉化為5價，且生成物是純凈物，所以是硝酸鈉，反應的化學方程式為2NO2Na2O2=2NaNO3。答案：(1)Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O(2)C裝置中混合氣體顏色變淺(3)在此條件下，該反應的化學反應速率極慢(4)缺少尾氣吸收裝置(5)NO2能被Na2O2還原(6)EDBDF(或EDBF)2NO2Na2O2=2NaNO3