高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 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(xùn)練

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氮及其化合物單獨成冊1下列關(guān)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(zhuǎn)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(xué)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(yīng)有N2O2放電,2NO,2NOO2=2NO2,3NO2H2O=2HNO3NO，HNO3進(jìn)入土壤，與礦物質(zhì)結(jié)合成硝酸鹽；豆科植物也可以將N2合成氮肥，生物體內(nèi)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(dāng)?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r，試管內(nèi)水面上升，但不能充滿試管，當(dāng)向試管內(nèi)鼓入氧氣后，可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升，經(jīng)過多次重復(fù)后，試管內(nèi)完全被溶液充滿，關(guān)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(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；(2)NO2可與水反應(yīng)生成不溶于水的NO，NO2和NO與氧氣按適當(dāng)?shù)谋壤凰耆铡?紅熱的木炭與濃硝酸共熱產(chǎn)生的氣體等分為和兩份，第份先通過適量蒸餾水，再導(dǎo)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?nèi)榘咨獴變?nèi)榘咨?，不變渾濁C變?nèi)榘咨?，變?nèi)榘咨?D不變渾濁，不變渾濁解析：選B。碳與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2和NO2的混合氣體，混合氣體先通過水，NO2可與水反應(yīng)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(chǎn)生CaCO3沉淀；而混合氣體直接通過石灰水，NO2可與水反應(yīng)生成的硝酸為強酸，故會產(chǎn)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(jīng)過下圖各裝置，結(jié)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(yīng)生成氧氣，氧氣與NO反應(yīng)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(xiàn)進(jìn)行下列實驗：(1)a和b混合氣體變紅棕色(2)c和d混合產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生淡黃色渾濁，則b為氧氣，a為NO；c和d混合產(chǎn)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(chǎn)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(xué)性質(zhì)，其中能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)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(yīng)，氨氣很難逸出，A錯誤；氨氣和濃硫酸反應(yīng)，應(yīng)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(yīng)，根據(jù)氧化銅的顏色變化可判斷是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，C正確；氨氣直接通入水中，不能防止倒吸，應(yīng)用四氯化碳，D錯誤。7下列裝置應(yīng)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(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)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(yīng)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(dǎo)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(yīng)用結(jié)晶法制NH4Cl，D錯誤。8探究氨氣及銨鹽性質(zhì)的過程中，下列根據(jù)實驗現(xiàn)象得出的結(jié)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(chǎn)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(xiàn)少量紅棕色氣體，說明氨氣的氧化產(chǎn)物為NO2解析：選D。氨氣極易溶于水，使試管內(nèi)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(chǎn)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(yīng)生成二氧化氮，D錯誤。9氨既是重要工業(yè)產(chǎn)品又是化工原料，由氨可以制備一系列物質(zhì)(見圖)，下列說法正確的是()A圖中所述反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)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(yīng)，N2H4是氧化產(chǎn)物解析：選D。合成尿素、生成Si3N4的反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng)，A錯誤；CO(NH2)2與NH4CNO互為同分異構(gòu)體，B錯誤；Si3N4屬于共價化合物，C錯誤；NH3與NaClO反應(yīng)生成N2H4，氮元素的化合價升高，NH3被氧化，N2H4為氧化產(chǎn)物，D正確。10對于1 L HNO3和H2SO4的混合溶液，若HNO3和H2SO4物質(zhì)的量濃度存在如下關(guān)系：c(H2SO4)c(HNO3)1.2 molL1。則理論上最多能溶解銅的物質(zhì)的量為()A0.80 molB0.72 molC0.45 mol D0.40 mol解析：選B。物質(zhì)的量濃度為1.2 molL1屬于稀溶液，而稀硫酸與銅不反應(yīng)，溶解銅的是稀硝酸，稀硫酸提供氫離子參與反應(yīng)。溶解最多的是銅，NO被完全反應(yīng)。假設(shè)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(jù)3Cu2NO，被溶解的銅為0.72 mol。11物質(zhì)的量之比為13的鋅與稀硝酸混合，若硝酸還原的產(chǎn)物為N2O，反應(yīng)結(jié)束后鋅沒有剩余，下列說法正確的是()A在此反應(yīng)中硝酸體現(xiàn)強氧化性，全部被還原B向反應(yīng)后的溶液中再加入金屬鐵，不再發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C該反應(yīng)中被還原的硝酸與未被還原的硝酸之比為14D該反應(yīng)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(jù)鋅與硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物，可寫出化學(xué)方程式：4Zn10HNO3=N2O4Zn(NO3)25H2O，但本題所給n(Zn)n(HNO3)13，即412，所以該化學(xué)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(yīng)，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(yīng)，產(chǎn)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(yīng)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(yīng)中硝酸分兩部分參加反應(yīng)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(zhì)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(chǎn)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(yīng)制備氧氣的化學(xué)方程式為 。(3)控制氨氣和氧氣的比例是制備硝酸的關(guān)鍵。當(dāng)比例不合適時，A中不僅有紅棕色氣體產(chǎn)生，還伴有白煙。請用化學(xué)方程式表示白煙產(chǎn)生的原因 。欲使氨氣盡可能完全轉(zhuǎn)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(yīng)生成硝酸；NaOH溶液的作用是吸收尾氣；(2)過氧化鈉與水反應(yīng)制備氧氣的化學(xué)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(zhuǎn)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(xué)利用下圖所示實驗裝置探究氨與氧化銅的反應(yīng)(圖中夾持、固定裝置均略去)。(1)按圖設(shè)計組裝好儀器，先 ，再裝入藥品。(2)A中分液漏斗內(nèi)應(yīng)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(zhuǎn)化成光亮的紅色固體，F(xiàn)中集氣瓶內(nèi)收集到一種無色氣態(tài)單質(zhì)。寫出裝置C中反應(yīng)的化學(xué)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(zhì)量，通過計算可知反應(yīng)后的產(chǎn)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(yīng)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(nèi)應(yīng)裝濃氨水；B裝置為干燥管，放固體干燥劑，應(yīng)該是不與氨氣反應(yīng)的堿石灰。(3)紅色固體為單質(zhì)銅，根據(jù)反應(yīng)物可以判斷一種無色氣態(tài)單質(zhì)為氮氣，所以反應(yīng)是2NH33CuO3CuN23H2O。(4)濃硫酸能與氨氣反應(yīng)，可用于吸收氨氣。(5)實驗前氧化銅的質(zhì)量為65.60 g59.60 g6 g，物質(zhì)的量為6 g80 gmol10.075 mol，依據(jù)銅元素守恒，結(jié)合紅色物質(zhì)可能為銅或氧化亞銅，若為銅質(zhì)量0.075 mol64 gmol14.8 g，若為氧化亞銅質(zhì)量0.075 mol144 gmol15.4 g，實驗后得到紅色固體質(zhì)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(yīng)的NH3(5)有15某化學(xué)課外活動小組通過實驗研究NO2的性質(zhì)。已知：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O任務(wù)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(yīng)的化學(xué)方程式是 。(2)若NO2能夠被NH3還原，預(yù)期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是 。(3)實驗過程中，未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象。該小組同學(xué)從反應(yīng)原理的角度分析了原因，認(rèn)為可能是NH3還原性較弱，不能將NO2還原；在此條件下，NO2的轉(zhuǎn)化率極低； 。(4)此實驗裝置存在一個明顯的缺陷是 。任務(wù)2：探究NO2能否與Na2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(5)實驗前，該小組同學(xué)提出三種假設(shè)。假設(shè)1：二者不反應(yīng)；假設(shè)2：NO2能被Na2O2氧化；假設(shè)3： 。(6)為了驗證假設(shè)2，該小組同學(xué)選用任務(wù)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(jìn)行實驗。裝置的合理連接順序是(某些裝置可以重復(fù)使用) 。實驗過程中，B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經(jīng)檢驗，該白色物質(zhì)為純凈物，且無其他物質(zhì)生成。推測B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。解析：(1)濃硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)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(yù)期現(xiàn)象可能原因：在此條件下，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率極慢導(dǎo)致反應(yīng)現(xiàn)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(jìn)行尾氣處理，此實驗裝置中缺少尾氣吸收裝置。(6)驗證假設(shè)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(yīng)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(yīng)的二氧化氮有毒不能直接排放，所以最后要進(jìn)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(zhì)為純凈物，且無其他物質(zhì)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(zhuǎn)化為5價，且生成物是純凈物，所以是硝酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)的化學(xué)反應(yīng)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