2022届高考化学一轮复习训练题：-第15讲-氮及其重要化合物课时集训.doc

第15讲　氮及其重要化合物
课时集训
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知识点
基础
能力
挑战
氮及氮的氧化物
4

硝酸的性质
1
8,9

铵盐、NH3的性质与制备
3
11

综合应用
2,5
6,7,10
12,13

1.(2017·江苏扬州学考)下列有关浓硝酸的说法中错误的是(　B　)
A.浓HNO3能与碳反应,说明其具有强氧化性
B.浓HNO3能溶解金属铜,说明其具有强酸性
C.浓HNO3不稳定易分解,需要避光保存
D.常温下浓HNO3能使金属铝钝化,可以用铝槽车运输浓HNO3
解析:浓硝酸与灼热的炭反应生成二氧化碳、二氧化氮和水,硝酸只表现出强氧化性,故A正确;浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO2和水,N元素化合价降低,硝酸表现出氧化性,生成硝酸铜,硝酸还表现出酸性,故B错误;浓硝酸具有不稳定性,见光分解生成二氧化氮、氧气和水,所以要避光保存,故C正确;浓硝酸具有强氧化性,常温下与铝反应在铝的表面形成致密的氧化膜,而使铝钝化,所以可以用铝槽车运输浓HNO3,故D正确。
2.(2017·福建莆田期中)下列叙述不正确的是(　D　)
A.NH3易液化,液氨常用作制冷剂
B.稀HNO3氧化能力弱于浓HNO3
C.贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉处
D.硝酸只能被Zn、Fe等金属还原成H2
解析:在常温下加压即可使氨气液化,而汽化时要吸收大量的热,常用作制冷剂,故A正确;浓硝酸的氧化能力大于稀硝酸的氧化能力,故B正确;铵盐受热易分解,因此贮存铵态氮肥时要密封保存,并放在阴凉处,故C正确;硝酸具有强氧化性,与活泼金属反应时不生成氢气,一般生成氮的氧化物,故D不正确。
3.(2018·河南郑州校级模拟)下列有关氨气的实验中,正确的是(　C　)

解析:制NH3装置图中加热生成的水倒流易引起试管炸裂,大试管口应略向下倾斜,故A错误;干燥氨气不能用氯化钙,应用碱石灰,故B错误;氨气不溶于煤油,可以用排液法收集,故C正确;氨气极易溶于水,ρ水>ρ苯,吸收NH3,装置图中导管直接插入水中易引发倒吸,故D错误。
4.(2018·北京门头沟区模拟)依据图中氮元素及其化合物的转化关系,判断下列说法不正确的是(　B　)

A.X是N2O5
B.可用排空气法收集NO气体
C.工业上以NH3、空气、水为原料生产硝酸
D.由NH3→N2,从原理上看,可由NH3与NO2反应实现
解析:由图中氮元素及其化合物的转化关系可知,X为+5价对应的氮的氧化物,是N2O5,故A正确;一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮气体,不可用排空气法收集NO气体,故B不正确;工业上氨气催化氧化生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮溶于水生成硝酸,故C正确;NH3可与NO2反应生成氮气,8NH3+6NO27N2+12H2O,故D正确。
5.导学号 96656097氨在工农业生产中有重要的用途。某校甲、乙两个化学小组分别对氨的相关实验进行了研究。
(1)甲、乙两小组选择了不同方法制取氨,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。

实验装置
实验药品
制备原理
甲小组
A
氢氧化钙、氯化铵
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 

(2)甲组通过如图装置(尾气处理装置已略去)验证了氨有还原性,装置中的实验现象是 
　, 
硬质玻璃管中氨发生催化氧化反应的化学方程式为 
　。 

(3)乙组欲制备氮化镁,查阅资料发现氨跟氧化铜反应可以制备氮气(2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O),而氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁,但氮化镁遇水立即反应生成Mg(OH)2和NH3。乙组提出了如下制备氮化镁的实验方案示意框图(实验前系统内空气已排除;图中箭头表示气体的流向)。你认为此方案是否正确,并说明理由: 

　。 
NH4Cl固体Ca(OH)2固体加热碱石灰浓硫酸CuO粉末灼热镁粉高温(以下略)
解析:(1)①固体氢氧化钙和氯化铵受热反应生成氨:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑。②浓氨水与氢氧化钠反应得到氨,选B装置。③固体NaOH溶于浓氨水后,放出大量的热,促使NH3挥发;溶液中OH-浓度的增加,使NH3+H2ONH3·H2ON+OH-向生成NH3的方向移动。
(2)氨催化氧化生成NO和H2O,NO与O2反应生成NO2气体,所以玻璃管中出现红棕色,干燥管中固体变蓝。
(3)方案错误;反应产生的NH3(碱性气体)全部被浓H2SO4吸收,不能进行后续反应。
答案:(1)①2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑　②B　③固体NaOH溶于浓氨水后,放出大量的热,促使NH3挥发;同时溶液中OH-浓度的增加,使NH3+H2ONH3·H2ON+OH-向生成NH3的方向移动
(2)玻璃管中出现红棕色,干燥管中固体变蓝　4NH3+5O24NO+6H2O
(3)方案错误;反应产生的NH3全部被浓H2SO4吸收,不能进行后续反应

6.(2017·山东潍坊期末)下列关于氮及其化合物的说法错误的是(　B　)
A.所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气
B.浓硝酸不论与铜反应还是与碳反应,均体现其酸性和强氧化性
C.一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳还强,更容易造成人体 缺氧
D.把带火星的木条伸入充满NO2和O2的混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)的集气瓶中,木条复燃,说明NO2支持燃烧
解析:A项,铵盐与烧碱共热发生反应:N+OH-NH3↑+H2O,生成氨气,正确;B项,浓硝酸与碳共热发生反应:4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+ 2H2O,浓硝酸只表现强氧化性,错误;C项,一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳强,正确;D项,带火星的木条在空气(N2和O2的物质的量之比约为4∶1)中不复燃,而伸入充满NO2和O2的混合气体(NO2和O2的物质的量之比为4∶1)中,木条复燃,说明NO2支持燃烧,正确。
7.下表各物质中,A、B、C、D、E均含有同一种短周期元素,其中A是单质,B在常温下是气态的氢化物,C、D是氧化物,E是D和水反应的产物。则各物质之间通过一步反应就能实现表中所示转化的是(　B　)
物质编号
物质转化关系
A
D
E
①

Si
SiO2
H2SiO3
②
S
SO3
H2SO4
③
C
CO2
H2CO3
④
N2
NO2
HNO3
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②③④
解析:Si元素没有不同价态的多种氧化物,SiO2也不能一步反应生成H2SiO3,故①不符合题意。
8.(2017·湖北期中)38.4 g铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部作用后,共收集到22.4 L(标准状况)气体。则反应消耗HNO3的物质的量可能是(　C　)
A.1 mol B.1.6 mol C.2.2 mol D.2.4 mol
解析:铜和硝酸反应,随着浓度的减小,硝酸的还原产物的价态由高到低,铜和浓硝酸反应生成NO2,而与稀硝酸反应时则生成NO,故生成的气体有NO2和NO,则n(NO2)+n(NO)==1 mol,即被还原的硝酸的物质的量为1 mol,n(Cu)==0.6 mol,则生成n(硝酸铜)=0.6 mol,可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.6 mol×2=1.2 mol,则参加反应的硝酸的物质的量为1 mol+1.2 mol=2.2 mol。
9.(2018·山东枣庄二模)在100 mL的混合液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.3 mol/L、0.15 mol/L,向该混合液中加入2.56 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子的物质的量浓度是(　B　)
A.0.15 mol/L B.0.225 mol/L
C.0.30 mol/L D.0.45 mol/L
解析:溶液中n(H+)=0.15 mol/L×2×0.1 L+0.3 mol/L×0.1 L=0.06 mol,反应计算如下:
3Cu　 +　 8H+　+　 2N 3Cu2++2NO↑+4H2O
3×64 g 8 mol 2 mol 3 mol
2.56 g 0.06 mol 0.03 mol n
因为<
所以Cu过量,
因为>
所以N过量,因此用H+进行计算。
n(Cu)=0.022 5 mol,
则c(Cu2+)=0.022 5 mol/0.1 L=0.225 mol/L。
10.导学号 96656300“绿色化学”实验已走进课堂,下列做法符合“绿色化学”的是(　C　)

①实验室中收集氨气采用图甲所示装置
②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置
③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验
④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④ B.①②③
C.①②④ D.①③④
解析:因为氨气的密度比空气小,实验室用向下排空气法收集氨气,氨气溶于水呈弱碱性,可以使滴有酚酞的水变红,①符合“绿色化学”;氯气有毒,与钠反应后,多余的氯气被碱液吸收,②符合“绿色化学”;铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒,一氧化氮可以用气球收集,④符合“绿色化学”;浓盐酸和浓氨水都易挥发,③不符合“绿色化学”。
11.导学号 96656098图中是在实验室进行氨气快速制备与性质探究实验的组合装置,部分固定装置未画出。

(1)在组装好装置后,若要检验A～E装置的气密性,其操作是首先　　　
　　　　　　　 　　　,打开弹簧夹1,在E中装入水,然后微热A,观察到E中有气泡冒出,移开酒精灯,E中导管有水柱形成,说明装置气密性良好。 
(2)装置B中盛放的试剂是　　　 　。 
(3)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗活塞,稍等片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,装置E中溶液里出现大量气泡,同时产生 
(答现象);从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,请写出在C中发生反应的化学方程式: 
　。 
(4)当C中固体全部变红色后,关闭弹簧夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量,若反应前固体质量为 16 g,反应后固体质量减少2.4 g,通过计算确定该固体产物的成分　　 　　(用化学式表示)。 
(5)在关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,很快发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中,写出产生白烟的化学方程式: 

迅速产生倒吸的原因是 
　。 
解析:A是制备NH3的装置,B是干燥NH3的装置,C是NH3与CuO的反应装置,E是处理氨气尾气的装置,F是NH3与Cl2的反应装置,G是处理Cl2尾气的装置。(2)干燥NH3需使用碱性干燥剂。(3)C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成红色的Cu、N2和H2O;E中发生反应:2NH3+BaCl2+ SO2+H2OBaSO3↓+2NH4Cl。(4)若产物全部是Cu,则由差量法知减小的全部是O元素的质量,即n(CuO)=n(O)==0.15 mol,所以反应的CuO的质量为0.15 mol×80 g· mol-1=12 g<16 g,所以CuO未完全转化成Cu,高温情况下CuO分解生成Cu2O和O2,剩余固体中可能含有Cu2O。(5)Cl2可将NH3氧化为N2,同时生成的HCl会和NH3反应生成NH4Cl,产生白烟现象,F瓶内压强变小,从而出现倒吸现象。
答案:(1)关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞　(2)碱石灰(或生石灰)　(3)白色沉淀　2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
(4)Cu2O、Cu
(5)3Cl2+8NH3N2+6NH4Cl　盛满氯气的集气瓶中因氯气与氨气反应生成固体,导致瓶内压强减小,引起溶液倒吸

12.一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中,收集到气体 V L(标准状况),向反应后的溶液中(存在Cu2+和S)加入足量NaOH,产生蓝色沉淀,过滤、洗涤、灼烧,得到CuO 12.0 g,若上述气体为NO和NO2的混合物,且体积比为1∶1,则V可能为(　A　)
A.9.0 B.13.5 C.15.7 D.16.8
解析:若混合物全是CuS,其物质的量n(CuS)=n(CuO)==0.15 mol,转移电子的物质的量为0.15 mol×[6-(-2)]=1.2 mol。NO和NO2的体积相等,设NO的物质的量为x mol、NO2的物质的量为x mol,则3x+ x=1.2,解得x=0.3,故气体体积为0.6 mol×22.4 L/mol=13.44 L;若混合物全是Cu2S,其物质的量n(Cu2S)=n(CuO)=×0.15 mol= 0.075 mol,转移电子的物质的量为0.075 mol×10=0.75 mol,设NO为x mol、NO2为 x mol,3x+x=0.75,计算得x=0.187 5,气体体积为 0.187 5 mol×2×22.4 L/mol=8.4 L,介于8.4 L～13.44 L 的只有A。
13.亚硝酸钠(NaNO2)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用,也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。但因其有毒,所以在食品行业中的用量有严格限制。现用如图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知:①NO+NO2+2OH-2N+H2O;
②气体液化的温度:NO2为21 ℃,NO为-152 ℃。

(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左→右连接)为A、C、　　　　　 、　　 　　、 　 。 
(2)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,目的是 
　。 
(3)在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是 
　。 
②装置E的作用是　 。 
(4)如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为 
　。 
(5)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是 
　。 
解析:(1)根据NO、NO2的液化温度和性质可知装置D用于检验NO,装置E用于检验并分离NO2,装置B为尾气处理装置,NO2会干扰NO的检验,所以为了检验装置A中的气体产物,仪器的连接顺序是A、C、E、D、B。(2)由于NO极易被空气中的氧气氧化为NO2,所以先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,防止可能产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰。(3)①利用装置D检验NO。开始时装置D中无色,通入氧气后出现红棕色气体即可证明NO的存在。②装置E的作用是降温冷凝,使NO2完全液化,避免干扰NO的检验。(4)因为NO2、O2和水共同作用可以产生HNO3,所以装置B中发生反应的化学方程式为4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O。(5)装置A中发生反应的化学方程式是2NaNO2+H2SO4Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O。
答案:(1)E　D　B　(2)防止可能产生的NO被氧化成NO2,造成对A中反应产物检验的干扰
(3)①装置D中通入氧气后出现红棕色气体　②冷凝,使NO2完全液化
(4)4NO2+O2+4NaOH4NaNO3+2H2O
(5)2NaNO2+H2SO4Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O