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课时5 氮及其化合物
(时间：45分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共8个小题，每题6分，共48分，每个小题只有一个选项符合题意。)
1．(2021·温州模拟)下列由相关试验现象所推出的结论正确的是 ( )。
A．NH4Cl和NH4HCO3受热都能分解，说明可以用加热NH4Cl或NH4HCO3固体的方法制氨气
B．向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液消灭白色沉淀，说明该溶液中肯定有SO42－
C．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
D．分别将布满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中，液面均快速上升，说明二者均易溶于水
解析 不能用加热NH4Cl固体的方法制氨气，由于NH3和HCl会在试管里重新化合成NH4Cl；硝酸能将SO32－氧化成SO42－，B项试验不能说明原溶液中肯定有SO42－；铁和稀硝酸反应生成的气体是NO不是H2。
答案 D
2．(2021·南昌二中调研)下列说法不正确的是 ( )。
A．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶
解
B．某气体能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液肯定显碱性
C．铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NO3－===3Cu2＋＋2NO↑＋
4H2O
D．HNO3→NO→NO2，以上各步变化均能通过一步实现
解析 稀H2SO4与铜不反应，在溶液中再加入Cu(NO3)2固体，相当于存在稀HNO3，则铜粉与稀HNO3反应而溶解。
答案 A
3．某同学利用如图所示装置进行试验，一段时间后，水沿导管缓慢上升。下列说法错误的是 ( )。
A．试验过程中气球体积会发生变化
B．广口瓶中液体的pH减小
C．广口瓶中有化合反应发生
D．试管中不行能发生分解反应
解析 铜与浓硝酸反应生成的NO2气体进入广口瓶中，与水反应生成NO，NO可能再与水上方的O2化合生成NO2，气体进入气球使其体积变大；广口瓶中有硝酸生成，液体的pH减小；试管中有浓硝酸，有可能发生浓硝酸的分解反应。
答案 D
4．如图所示，向肯定量的铁粉中加入肯定体积12 mol·L－1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中肯定大量存在的是 ( )。
①NO3－ ②Fe3＋ ③H＋ ④NO ⑤NO2
A．① B．①⑤
C．②④⑤ D．①②③⑤
解析 Fe与浓HNO3反应时，开头生成的还原产物是NO2，并且若铁少量时，还原产物只有NO2；当铁过量时，氧化产物是Fe2＋，当HNO3过量时，氧化产物是Fe3＋。因产物有硝酸盐，故溶液中肯定还有NO3－。
答案 B
5．(2021·乌鲁木齐一中月考)有a、b、c、d、e五种气体，进行下列试验：
(1)a和b混合
气体变红棕色
(2)c和d混合
产生白烟
(3)c和e分别通入少量溴水中
溴水都变成无色透亮 的液体
(4)b和e分别通入氢硫酸中
都产生淡黄色浑浊
a、b、c、d、e依次可能是 ( )。
A．O2、NO、HCl、NH3、CO2 B．O2、NO、NH3、HCl、SO2
C．NO、O2、NH3、HCl、SO2 D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4
解析 a和b混合后气体变成红棕色，可知a和b分别为NO、O2中的一种；b通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则b为O2，a为NO；c和d混合产生白烟，则c和d分别为NH3、HCl中的一种；c通入少量溴水中使溴水变成无色透亮 液体，则c为NH3，d为HCl；e通入少量溴水中，溴水变成无色透亮 的液体，e通入氢硫酸中产生淡黄色浑浊，则e为SO2。
答案 C
6．已知HNO2在低温下较稳定，酸性比醋酸略强，既有氧化性又有还原性，其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。
pH范围
＞7
＜7
产物
NO3－
NO、N2O、N2中的一种
下列有关说法错误的是 ( )。
A．碱性条件下，NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NO2－＋ClO－===
NO3－＋Cl－
B．向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2
C．向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2
D．向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸，溶液变蓝色
解析 由表中数据知，碱性条件下，HNO2可被氧化为NO3－，而ClO－有强氧化性，A对；HNO2的酸性比碳酸强但比硫酸弱，故CO2不能与亚硝酸盐作用而硫酸能，B错、C对；酸性条件下，NaNO2有氧化性，而I－具有强还原性，NO2－能将I－氧化成I2，D对。
答案 B
7．肯定体积0.01 mol·L－1的稀硝酸恰好能氧化肯定质量的铁、铝混合物，已知两种金属均被氧化为最高价态，还原产物只有NO。若用0.01 mol·L－1 NaOH溶液溶解相同质量的该混合物，当反应完全时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸的，则样品中铁、铝的物质的量之比为 ( )。
A．2∶3 B．1∶3 C．1∶4 D．5∶3
解析 设样品中铁和铝的物质的量分别为x和y，依据Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O、Al＋4HNO3(稀)===Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O，反应中消耗HNO3的物质的量为4x＋4y；而2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑中消耗NaOH的物质的量为y，即＝，解得x∶y＝1∶4。
答案 C
8．(2021·大庆模拟)FeS与肯定浓度的HNO3反应，生成Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3、NO2、N2O4、NO和H2O，当NO2、N2O4、NO的物质的量之比为1∶1∶1时，实际参与反应的FeS与HNO3的物质的量之比为 ( )。
A．1∶6 B．16∶25 C．2∶11 D．1∶7
解析 当生成的NO2、N2O4、NO的物质的量之比为1∶1∶1时，4 mol HNO3被还原得到6 mol电子，当1 mol FeS生成硝酸铁、硫酸铁时化合价的变化为：铁升1，硫升8，即共失去9 mol电子，所以参与氧化还原反应的FeS与被还原HNO3的物质的量之比为1∶6。但是生成物中还有硝酸铁，因而有一部分硝酸起了酸性介质作用，通过元素守恒可得方程式中FeS与HNO3的比例为3∶21，即1∶7。
答案 D
二、非选择题(本题共5个小题，共52分)
9．(9分)(2022·四川理综，28)甲、乙两个争辩性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下试验流程：
―→―→―→―→
试验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前全部装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，马上加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得：反应前氧化铜的质量m1 g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2 g、生成氮气在标准状况下的体积V1 L。乙小组测得：洗气前装置D的质量m3 g、洗气后装置D的质量m4 g、生成氮气在标准状况下的体积V2 L。
请回答下列问题：
(1)写出仪器a的名称：________。
(2)检查A装置气密性的操作是________。
(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气。请将试验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
试验装置
试验药品
制备原理
甲小组
A
氢氧化钙、硫酸铵
反应的化学方程式为：①____________________________________________
乙小组
②____
浓氨水、氢氧化钠
用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：③________
(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________。
(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其缘由是________________。为此，乙小组在原有试验的基础上增加了一个装有某药品的试验仪器，重新试验。依据试验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的试验结果。该药品的名称是________。
解析 (3)①(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应的化学方程式为(NH4)2SO4＋Ca(OH)2CaSO4＋2NH3↑＋2H2O；②快速制备氨气，可以将浓氨水滴加到NaOH固体上，故应选择装置B；③氨水中存在的平衡为：NH3＋H2O NH3·H2ONH4＋＋OH－，NaOH溶于水后放热且增大了c(OH－)，使平衡逆向移动，从而生成氨气。
(4)该试验的原理为：2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O。由甲小组的方法可知：(m1－m2)g为CuO削减的O原子的质量，其物质的量为 mol；则生成的H2O中H原子的物质的量为 mol；生成N2的体积为V1 L，其物质的量为 mol，则N原子的物质的量为 mol，故N、H的原子个数比为。
(5)未参与反应的氨气与水蒸气一起被浓硫酸吸取了，导致计算中水的质量增大，求得氢原子的物质的量增大，最终求得氨分子中氮、氢原子个数比明显比理论值偏小。可以选用只吸取水分而不吸取氨气的药品(如碱石灰等)及相应的装置。
答案 (1)圆底烧瓶
(2)连接导管，将导管插入水中；加热试管，导管口有气泡产生，停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱
(3)①(NH4)2SO4＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaSO4 ②B ③氢氧化钠溶于氨水后放热、增加氢氧根浓度，使NH3＋H2ONH3·H2ONH4＋＋OH－向逆方向移动，加快氨气逸出 (4)5V1∶7(m1－m2) (5)浓硫酸吸取了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高 碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)
10．(10分)如图所示分别是某课外活动小组设计的制取氨气并用氨气进行喷泉试验的三组装置，回答下列问题：
(1)用A图所示的装置可制备干燥的NH3：
①反应的化学方程式为___________________________________________。
装置中收集NH3的试管口放置棉花团的作用是________________________ ________________________________________________。
②干燥管中干燥剂能否改用无水CaCl2？________(填“能”或“不能”)，理由是______________________________________________________(用化学方程式表示)。
(2)用B图所示的装置可快速制取较大量NH3：
①用化学方程式表示浓氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的过程：_________________________________________________________________。
②检验NH3是否收集满的试验方法是__________________________________ _________________________________________________________________。
(3)用C图所示的装置进行喷泉试验，上部烧瓶已布满干燥氨气，引发水上喷的操作是________________________，该试验的原理是________________ ________________________________________________________。
答案 (1)①2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 减小空气对流，使NH3布满试管 ②不能 CaCl2＋8NH3===CaCl2·8NH3
(2)①CaO＋H2O===Ca(OH)2，反应放热，NH3·H2ONH3↑＋H2O ②用蘸取少许浓盐酸的玻璃棒靠近收集NH3的容器口，若产生白烟，说明容器已收集满NH3，反之，则没有收集满；或用潮湿的红色石蕊试纸靠近收集NH3的容器口，若潮湿的红色石蕊试纸变蓝，则说明NH3已收集满，反之，则没有收集满(其他合理答案也可)
(3)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水 NH3极易溶解于水，致使烧瓶内压强快速减小
11．(12分)下图中A～J分别代表相关反应的一种物质。已知A分解得到等物质的量的B、C、D，图中有部分生成物未标出。
请填写以下空白：
(1)A的化学式________。
(2)定出反应①②的化学方程式：
①_______________________________________________________________，
②_______________________________________________________________。
(3)写出反应③的离子方程式：________________________________________。
(4)J与F反应的化学方程式：______________________________________。
(5)在反应④中，当生成标况下2.24 L G时，转移电子数为________mol。
解析 A分解得到等物质的量的B、C、D，A可能为NaHCO3或NH4HCO3，B与Mg反应，B应为CO2，C与Na2O2反应生成G，C可能为H2O，D与G在催化剂存在的条件下反应，D应为NH3，则H为NO，I为NO2，J为HNO3，HNO3与F反应又生成B(CO2)、C(H2O)、I(NO2)，则F为C(碳)。
答案 (1)NH4HCO3
(2)①2Mg＋CO22MgO＋C
②4NH3＋5O24NO＋6H2O
(3)NH4＋＋HCO3－＋2OH－NH3↑＋CO32－＋2H2O
(4)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(5)0.2
12．(9分)(2021·皖南重点中学联考)某氮肥NH4HCO3中混有少量(NH4)2CO3，现接受下列方案测定该氮肥中(NH4)2CO3的质量分数：称取5.7 g样品与2.0 mol·L－1 NaOH溶液混合，完全溶解后，低温加热使其充分反应(该温度下铵盐不分解)，并使生成的氨气全部被硫酸吸取，测得氨气的质量与所用NaOH溶液体积的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)A点前样品与NaOH反应的离子方程式为____________________________ _________________________________________________________________。
(2)为使生成的氨气被硫酸吸取时不发生倒吸，可以选用下列装置中的________(填字母序号)。
(3)样品中(NH4)2CO3的质量分数是________%(保留一位小数)。
(4)当V(NaOH)＝50 mL时，生成NH3的质量为________。
解析 (1)样品中的HCO3－和NH4＋都能与OH－反应，只有HCO3－反应完之后，NH4＋才会与OH－反应生成NH3。(2)A、B中的漏斗和球形干燥管能蓄积较多液体，可防止倒吸；NH3不溶于CCl4，D装置也能防止倒吸。(3)设样品中NH4HCO3、(NH4)2CO3的物质的量分别为x mol、y mol，则：79x＋96y＝5.7，2x＋2y＝0.14。解得：x＝0.06，y＝0.01。m[(NH4)2CO3]＝0.96 g，w [(NH4)2CO3]＝×100%＝16.8%。(4)当V(NaOH)＝50 mL时，n(NaOH)＝0.1 mol。与HCO3－反应的NaOH为0.06 mol，与NH4＋反应的NaOH为0.04 mol，所以生成的NH3为0.04 mol，质量为0.68 g。
答案 (1)HCO3－＋OH－===CO32－＋H2O (2)ABD (3)16.8 (4)0.68 g
13．(12分)某化学课外活动小组在试验室设计了如图所示的试验装置，进行“氨的催化氧化”试验。
(1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：
①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠。
若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是________(填选项编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为________(选填下列仪器编号，固定装置省略)。
(2)该装置补充完整后，仍旧存在肯定的缺陷，试从平安与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：
①_______________________________________________________________；
②_______________________________________________________________。
(3)依据改进后的装置进行试验，请完成以下问题：
①装置B的作用是________________________________________________；
②写出C中发生反应的化学方程式：_________________________________；
③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观看到的试验现象有________________________________________________________________。
解析 解答本题要留意以下两点：(1)题目对制取氨气的药品有限制条件。(2)依据试验的药品特点选择仪器和分析装置的作用及试验现象。
答案 (1)②或③ e、f、g、h
(2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置
②在D后增加一个尾气吸取装置
(3)①吸取CO2和水蒸气，并生成O2
②4NH3＋5O24NO＋6H2O
③铜片渐渐削减直至溶解，溶液变蓝色，生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色
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