2023届新高考新教材化学人教版一轮训练-第四章第3讲　氮及其化合物.docx

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1、第四章 第3讲氮及其化合物一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1下列叙述与氮元素的循环无关的是()A工业合成氨的过程是固氮的过程B自然界中，氨是动物体特别是蛋白质腐败后的产物C为防止粮食、罐头、水果等食品腐烂，常用氮气作保护气D电闪雷鸣的雨天，N2与O2会发生反应并最终转化为硝酸盐被植物吸收解析：CC项中由于N2很不活泼，故作保护气，不参与化学反应，也就不参与氮的循环。2已知常温常压下在1 L水中可溶解40 L NO2，NO2能与NaOH溶液发生反应：2NaOH2NO2=NaNO3NaNO2H2O。以下各种尾气吸收装置中，不适合吸收NO2气体的是()解析：B由于常温常压下在1 L水中可溶解

2、40 L NO2，即极易溶于水，所以在吸收装置中需要防止倒吸，只有B中不能防止倒吸。3氨气还可以制备一系列无机物质(如图)。下列说法正确的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNH4Cl和Na2CO3受热时都易分解CNH3具有还原性D上述转化关系中只有2个氧化还原反应解析：CNH4Cl是常用化肥，而NaHCO3为小苏打，不能用作化肥，A错误；Na2CO3受热不易分解，B错误；NH3能发生催化氧化反应，故氨气具有还原性，C正确；上述转化关系中有3个氧化还原反应：NH3NONO2HNO3，D错误。4实验室模拟氨催化氧化法制硝酸的装置如图所示。下列说法错误的是()A装置、中依次盛装碱石灰、

3、P2O5、NaOH溶液B装置中产生红棕色气体C装置中溶液可使紫色石蕊溶液变红，说明有HNO3生成D通空气的主要作用是鼓出氨气，空气可用N2代替解析：D本题考查氨的催化氧化、实验基本操作等。空气通入浓氨水后，氨气和氧气的混合气体经过碱性干燥剂干燥后进入装有催化剂的硬质玻璃管，发生催化氧化产生NO，生成的气体经过酸性干燥剂(或无水氯化钙)，除去氨气和水蒸气，在装置中NO与空气中的氧气反应生成NO2，中的水吸收排出的二氧化氮产生硝酸，尾气中的NO2、NO在中被吸收，防止污染环境，因此中可以选用氢氧化钠溶液。装置、可依次盛装碱性干燥剂、酸性干燥剂(或无水氯化钙)、NaOH溶液，碱石灰为碱性干燥剂，可以

4、干燥氨气，P2O5属于酸性干燥剂，可以吸收氨气并干燥NO，故A正确；装置中NO被氧化生成NO2，气体呈红棕色，故B正确；装置中发生反应：3NO2H2O=2HNO3NO，溶液显酸性，可使紫色石蕊溶液变红，故C正确；通空气的主要作用还有提供氧气，因此不能用N2代替，故D错误。5将一定量铁粉和铜粉的混合物加入由稀硫酸和稀硝酸组成的混合溶液中，充分反应后金属粉末有剩余，下列有关推断正确的是 ()A反应过程中不可能产生H2B往反应后的溶液中加入KSCN溶液会变红色C剩余的金属粉末中一定有铜D往反应后的溶液中加入足量的稀硫酸，则金属粉末的质量一定会减少解析：C铁比铜活泼，硝酸氧化性大于硫酸，将一定量铁粉和

5、铜粉的混合物加入由稀硫酸和硝酸组成的混合溶液中，首先是较活泼的铁在酸性条件下与NO反应，当溶液中NO完全消耗时，铁和H反应生成H2，A错误；由于发生Fe2Fe3=3Fe2、Cu2Fe3= 2Fe2Cu2，则当金属粉末有剩余，溶液中不存在Fe3，加入KSCN溶液不变成红色，B错误；由以上分析可知，较活泼的铁先与酸溶液反应，当铁完全反应后，且溶液中存在： Fe3或H和NO时，铜溶解，剩余金属可能为铜或铁和铜的混合物，故剩余金属一定含有铜，C正确；当剩余金属为铜，且溶液中NO完全消耗时，加入硫酸，金属不再溶解，D错误。6(2021新高考8省联考，广东卷)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图

6、所示。下列说法错误的是()Aa可经催化氧化生成bBb为红综色，可转化为cC密闭体系中，c存在2NO2N2O4Dd的溶液与Cu反应可生成b或c解析：B根据图，a为NH3，b为NO，NH3可经催化氧化生成NO，A说法正确；b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c，即NO2，B说法错误；4价的含氮氧化物有NO2、N2O4，密闭体系中，c存在2NO2N2O4，C说法正确；d为硝酸，Cu与稀硝酸溶液反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，D说法正确。7某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO，实验装置如图所示(夹持装置略)。实验开始前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。已知：在溶液中

7、FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法中不正确的是()A装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液B若观察到装置H中红色粉末变黑色，则NO与Cu发生了反应C实验结束后，先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞D装置J收集的气体中一定不含NO解析：D稀硝酸与铜反应生成一氧化氮，一氧化氮能够被氧气氧化，因此实验前需要通入氮气，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的一氧化氮中混有少量硝酸蒸气，可以通过水吸收后再干燥，干燥的一氧化氮在装置H中与铜反应，未反应的NO可以利用硫酸亚铁溶液检验。装置F、I中的试剂依次为水、硫酸亚铁溶液，A项正确；若观察到装置H中红色粉末变为黑色，

8、则NO与Cu发生了反应，B项正确；实验结束后，为了防止倒吸，需要先熄灭酒精灯，再关闭分液漏斗的活塞，C项正确；由于FeSO4NOFe(NO)SO4(棕色)为可逆反应，装置J收集的气体中可能含有NO，D项错误。8.分别称取两份2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物。将其中一份配成溶液，逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液，产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图所示。另一份固体混合物中NH与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时，溶液中c(Cl)为()A0.01 molL1B0.1 molL1C0.2 molL1D0.02 molL1解析：B根据题目信息可知2.

9、33 g沉淀为BaSO4，故n(BaSO4)n(NH4)2SO4nBa(OH)20.01 mol，则m(NH4)2SO41.32 g，m(NH4Cl)2.39 g1.32 g1.07 g，n(NH4Cl)0.02 mol，100 mL Ba(OH)2溶液中Ba(OH)2的物质的量为0.01 mol，则cBa(OH)20.01 mol0.100 L0.1 molL1。2.39 g (NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物中，n(NH)0.01 mol20.02 mol0.04 mol，当NH与Ba(OH)2溶液(0.1 molL1)恰好反应完全时，n(OH)n(NH)0.04 mol，则此时需要

10、nBa(OH)20.02 mol，Ba(OH)2溶液体积为0.02 mol0.1 molL10.2 L，反应中Cl的物质的量不变，混合物中n(Cl)0.02 mol，则此时溶液中c(Cl)0.02 mol0.2 L0.1 molL1，故选B。二、选择题(每小题有一个或两选项符合题意)9下列离子在指定溶液中一定能大量共存的是()A加入Al能放出H2的溶液中：Fe2、Al3、NO、Cl、S2B在pH11的溶液中：Na、AlO、NO、S2、SOC由水电离的c(H)1012 molL1的溶液中：Cl、HCO、NO、NH、FD加入Mg能放出H2的溶液中：Mg2、NH、Cl、K、SO解析：BDA项，加入A

11、l能放出H2的溶液可能为酸或碱的溶液，碱溶液中Al3、 Fe2与OH不能大量共存，酸溶液中若存在NO，则不能放出H2，S2与Fe2、Al3、H不能大量共存，故A错误；B项，pH11的溶液中存在大量的OH，该组离子在碱性溶液中不反应，则能大量共存，故B正确；C项，由水电离的c(H)1012 molL1的溶液中，水的电离受到抑制，溶液可能为酸或碱的溶液，HCO既能与酸反应又能与碱反应，NH、 OH结合生成弱电解质，H与F结合生成弱电解质，则不能共存，故C错误；D项，加入Mg能放出H2的溶液中，存在较多的H，该条件下该组离子之间不反应，则能大量共存，故D正确。10(2021江西联考)如图，试管中充满

12、NO2，现向其中缓慢通入O2，用水吸收NO2(假设每次通入的O2能完全反应)。下列说法正确的是()A当试管内溶液的pH不再变化时，说明NO2全部转化为HNO3(假设试管内的溶质不向水槽中扩散)B当试管内气体不是红棕色时，说明NO2全部转化为HNO3C水槽内的水改为稀盐酸，有利于吸收NO2D水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2解析：D试管中发生反应：4NO2O22H2O=4HNO3，根据NO2HNO3，c(HNO3)，消耗的NO2的体积等于试管中溶液的体积，即V(NO2)V(溶液)，则c(HNO3)，试管内溶液的pH始终不变，故A错误；根据3NO2H2O=2HNO3NO，当试管中气体不

13、是红棕色时，不能说明NO2全部转化为HNO3，故B错误；水槽内的水改为稀盐酸时，NO2仍是与稀盐酸中的水反应，不能促进NO2的吸收，故C错误；NO2与NaOH溶液能够发生反应：2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O，水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2，故D正确。11某实验小组发现在相同温度下，铁与不同密度的硝酸反应时，还原产物有所不同，该小组的实验结果如图所示。下列叙述正确的是()A硝酸的密度越大，其还原产物越多B当硝酸溶液的密度小于d gmL1时，还原产物始终以NO为主C还原产物中NO的分布分数随硝酸密度的增大而增大D硝酸的密度为d gmL1时，足量的铁与硝酸发生的主要反

14、应为2Fe6HNO3=2Fe(NO3)2NONO23H2O解析：D硝酸的密度越大，其浓度越大。由题图可知，随着硝酸的密度逐渐增大，还原产物的种类逐渐减少，故A错误；由题图可知，硝酸的密度在ad gmL1之间时，还原产物以NO为主，当硝酸的密度小于a gmL1时，还原产物以NH为主，故B、C错误；由题图可知，硝酸的密度为d gmL1时，还原产物NO和NO2的分布分数相等，即二者的物质的量之比为11，足量铁与HNO3反应生成Fe(NO3)2、NO、NO2和H2O，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：2Fe6HNO3=2Fe(NO3)2NONO23H2O，故D正确。12将51.2 g Cu 完

15、全溶于适量浓硝酸中，收集到氮的氧化物(含 NO、N2O4、NO2)的混合物共0.8 mol, 这些气体恰好能被500 mL 2 molL1 NaOH 溶液完全吸收，生成的盐溶液中NaNO3的物质的量为(已知：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O；NONO22NaOH=2NaNO2H2O)()A0.2 molB0.4 molC0.6 mol D0.8 mol解析：A反应过程中，只有两种元素的价态有变化，其一是Cu到Cu(NO3)2，每个Cu失2个电子；另一个是HNO3到NaNO2，每个N得2个电子。51.2 g Cu共失电子21.6 mol，根据电子转移守恒可知，铜失去的电子等于HNO

16、3到NaNO2得到的电子，所以溶液中n(NaNO2)0.8 mol，气体与氢氧化钠反应的盐溶液为NaNO3、NaNO2混合溶液，根据钠离子守恒有n(NaNO3)n(NaNO2)n(Na)，所以溶液中n(NaNO3)n(Na)n(NaNO2)0.5 L2 mol/L0.8 mol0.2 mol，故选A。三、非选择题13氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序

17、为发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2_解析：(1)图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。如果选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O；如果选择B装置制取

18、氨气，则反应的化学方程式为NH3H2O NH3H2O。欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最后要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水吸收尾气，还要注意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合实验条件可知反应为8NH36NO27N212H2O，NO2为红棕色气体，发生反应后变成无色气体，因此现象为红棕色气体逐渐变浅。反应后气体分子

19、数减少，Y管中的压强小于外压，因此产生倒吸现象。答案：(1)A2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH36NO27N212H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压14工业上利用氨氧化获得的高浓度NOx气体(含NO、NO2)制备NaNO2、NaNO3。工艺流程如下：已知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2(1)中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有_(填化学式)。(2)中和液进行蒸发操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是_。蒸发产生的蒸汽中含有少量N

20、aNO2等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的_(填操作名称)最合理。(3)母液进行转化时加入稀HNO3的目的是_。母液需回收利用，下列处理方法合理的是_。a转入中和液b转入结晶操作c转入转化液d转入结晶操作(4)若将NaNO2、NaNO3两种产品的物质的量之比设为21，则生产1.38 t NaNO2时，Na2CO3的理论用量为_t(假定Na2CO3恰好完全反应)。解析：(1)由题中信息可知：Na2CO3NONO2=2NaNO2CO2，当NO2过量时，还发生反应：Na2CO32NO2=NaNO3NaNO2CO2，故中和液所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有NaNO3。(2)

21、中和液进行蒸发操作是为了分离出溶质NaNO2，由(1)中分析可知，中和液中还含有少量Na2CO3和NaNO3，若水的蒸发量过大，NaNO3也会结晶析出，从而造成产品不纯。蒸发产生的蒸汽中含有少量的NaNO2，冷凝后用于流程中的“溶碱”操作中最为合理，这样既可以减少H2O的加入量，又可以减少有毒物质NaNO2的排放。(3)母液中主要含有NaNO3，若回收利用，显然转入转化液或转入结晶操作最为合理，若转入中和液或转入结晶操作，会造成NaNO2产品不纯。(4)n(NaNO2)2.00104 mol，则n(NaNO3)n(NaNO2)1.00104 mol，由Na原子守恒可知，n(Na2CO3)n(N

22、aNO2)n(NaNO3)1.50104 mol，所以m(Na2CO3)1.50104 mol106 g mol11.59106 g1.59 t。答案：(1)NaNO3(2)防止NaNO3的析出溶碱(3)将NaNO2转化为NaNO3c、d(4)1.5915(2021山东泰安期中)资料表明，氧化性：浓硝酸稀硝酸，基于以下事实：.稀硝酸不能氧化NO，而浓硝酸能将NO氧化成NO2；.稀硝酸与磷化物反应时，只能将磷元素氧化成单质磷，而浓硝酸与磷化物反应时，能将磷元素氧化成PO；.稀硝酸只能将HI氧化成单质碘，而浓硝酸则能把HI氧化成HIO3；.回答下列问题：(1)某同学通过实验验证事实，所用实验装置(

23、夹持装置略)如图(实验前用N2将装置中空气排尽)：已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应生成NaNO3和NaNO2。B的作用是_，B中反应的离子方程式为_。实验时，首先将a和b相连接，C中的试剂为_，C中观察到的现象是_；然后将a与c相连接，其目的是_，E中观察到的现象是_。(2)根据事实，写出稀硝酸与磷化亚铜(Cu3P)反应的化学方程式：_。(3)根据事实，将HI气体通入浓HNO3溶液中至过量，一段时间后溶液由无色变为黄褐色，写出生成使溶液显黄褐色的物质的离子方程式：_。(4)请你举出一例事实将补充完整：_。解析：(1)浓硝酸氧化性强，与铜反应生成NO2此处需验证NO的性质，所以B的

24、作用是将NO2转化为NO；B中为水，发生反应的离子方程式为3NO2H2O=2H2NONO。实验的原理是用浓硝酸氧化NO气体，因此，C中的试剂为浓硝酸；NO被氧化后生成红棕色的NO2，所以C中观察到的现象是液面上方气体由无色变为红棕色；为了验证稀硝酸不能氧化NO，将a与c相连接，将NO通入稀硝酸后颜色不会发生变化，所以E中观察到的现象是E装置液面上方气体仍为无色。(2)根据事实，稀硝酸与磷化物反应时，只能将磷元素氧化成单质磷；稀硝酸被还原为NO，同时有水生成，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式得Cu3P8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NOP4H2O。(3)根据事实，稀硝酸只能将HI氧

25、化成单质碘，而浓硝酸则能把HI氧化成HIO3，所以将HI气体通入浓HNO3溶液，开始时浓硝酸与HI反应生成HIO3、NO2和H2O，溶液不会变黄，当浓硝酸变为稀硝酸后，与HI反应生成I2、NO和H2O，溶液变为黄褐色，离子方程式为8H2NO6I=3I22NO4H2O；HI过量后与HIO3发生归中反应生成I2和H2O，离子方程式为IO5I6H=3I23H2O。(4)浓硝酸氧化性强，与铜反应快，稀硝酸氧化性较弱，则与铜反应较慢(或其他合理答案)。答案：(1)将NO2转化为NO3NO2H2O=2H2NONO浓HNO3液面上方气体由无色变为红棕色验证稀HNO3不能氧化NOE装置液面上方气体仍为无色(2)Cu3P8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NOP4H2O(3)8H2NO6I=3I22NO4H2O、IO5I6H=3I23H2O(4)常温下，浓硝酸与Cu反应速率快，而稀硝酸与Cu反应速率慢(或其他合理答案)