2023版高考化学大一轮复习课时规范练10氮及其重要化合物.doc

课时规范练10　氮及其重要化合物
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2019浙江绍兴月考)氮元素在海洋中的循环是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可如图表示。下列关于海洋氮循环的说法正确的是(　　)

A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化
B.海洋中的氮循环中属于固氮作用的是③
C.海洋中的反硝化作用一定有氧气的参与
D.向海洋排放含N的废水会影响海洋中N的含量
2.中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中充分记载了古代化学研究成果。下列文献对KNO3的叙述不合理的是(　　)
选项
目的
古代文献
说明
A
使用
“……凡研消(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,祸不可测”——《天工开物》
KNO3能自燃
B
鉴别
区分硝石(KNO3)和朴消(Na2SO4):“强烧之,紫青烟起,乃真硝石也”——《本草经集注》
利用焰色反应
C
提纯
“(KNO3)所在山泽,冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”——《开宝本草》
溶解、蒸发、
结晶
D
性质
“(火药)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧铳机诸药者”——《本草纲目》
利用KNO3
的氧化性

3.(2019湖北武汉华科附中周测)下列叙述不正确的是(　　)
A.NH3的喷泉实验说明氨气极易溶于水
B.NH3遇到挥发性强酸就能产生白烟
C.硝酸应放在棕色的细口瓶中保存
D.NO和NH3均可用排空气法收集
4.下列关于氮及其化合物的说法错误的是(　　)
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
5.(2019宁夏银川模拟)废水脱氮工艺中有一种方法是在废水中加入过量NaClO使N完全转化为N2,该反应可表示为2N+3ClO-N2↑+3Cl-+2H++3H2O。下列说法中,不正确的是(　　)
A.反应中氮元素被氧化,氯元素被还原
B.还原性:N>Cl-
C.反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子
D.经此法处理过的废水可以直接排放
6.(2019河南平顶山质检)“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置未画出),判断下列说法正确的是(　　)

A.加热时,a上部聚集了固体NH4Cl,说明NH4Cl的热稳定性比较好
B.加热时,发现b中I2变为紫色蒸气,在上部又聚集为紫黑色的固体
C.加热时,c中溶液红色变深,冷却后又变浅
D.水浴时,d内气体颜色变浅,e内气体颜色加深
7.(2019湖北武汉外校周测)用图中装置进行实验,一段时间后,现象与预测不一致的是(　　)

选项
①中物质
②中物质
实验预测
A
浓氨水
酚酞溶液
②中溶液变为红色
B
浓硝酸
淀粉KI溶液
②中溶液变为蓝色
C
浓盐酸
浓氨水
大烧杯中有白烟
D
饱和亚硫酸溶液
稀溴水
②中无明显变化

8.(2019山东青岛模拟)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时,铁和硝酸铁物质的量(mol)之间的关系,其中正确的是 (　　)

二、非选择题(本题共4小题,共52分)
9.(12分)利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。

(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是　　　　　。 
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧瓶中可观察到的现象是　　　　　　。 
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生“喷泉”现象,其操作方法是　　　　　　　　　 　　　　。若要在该装置中产生双喷泉现象,其操作方法是　　　　　　　　　　　　　　　　。 
10.(12分)利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:

(1)上述工艺中采用气—液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底进入,石灰乳从吸收塔顶喷淋),其目的是　　　　　　　　　　;滤渣可循环使用,滤渣的主要成分是　　　　　　　　　(填化学式)。 
(2)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致　　　　;若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
11.(2019黑龙江哈尔滨模拟)(14分)近几年来关于氮污染的治理备受关注。
(1)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂,能同时实现汽车尾气中的CO、CxHy、NOx三种成分的净化,该催化剂表面物质转化的关系如图1所示,化合物X可借助红外光谱图(如图2所示)确定。

①在图示的转化中,被还原的元素是　　　　　　,X的化学式为　　　　　　　　　　　　　　。 
②钡元素在周期表中的位置是　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)SCR技术可使NOx与NH3直接反应,实现无害转化。当NO与NO2的物质的量之比为2∶1时,写出发生反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)利用ClO2氧化氮氧化物的反应过程如下:NONO2N2。反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2ONO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的离子方程式是　　　　　。 
(4)加入过量次氯酸钠可使废水中的N完全转化为N2,而本身被还原为NaCl。
①写出次氯酸钠的电子式　　　　　　　　　　　　　　。 
②检验废水中是否存在N的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
③若处理废水产生了0.448 L N2(标准状况),则需消耗浓度为2 mol·L-1的次氯酸钠溶液的体积为　　　　　　　　　　　 mL。 
12.(2019陕西汉中质检)(14分)亚硝酸钠(化学式为NaNO2)是一种常用的防腐剂,回答下列问题:
(1)NaNO2中氮元素的化合价为　　　　　　　。 
(2)亚硝酸钠在320 ℃时能分解产生氧化钠固体、一氧化氮和一种常见的助燃性气体。该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)我国规定火腿肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过150毫克,以此计算,200 g 15%的亚硝酸钠溶液至少可用于生产火腿肠　　　　千克。 
(4)在酸性条件下,NaNO2与KI按物质的量之比1∶1恰好完全反应,且I-被氧化为I2时,产物中含氮的物质为　　　　　　　(填化学式)。 
(5)工业废水中的NaNO2可用铝粉除去,已知此体系中包含Al、NaAlO2、NaNO2、NaOH、NH3、H2O六种物质。该反应的化学方程式为 　。 
(6)某同学设计实验对工业产品中NaNO2的含量进行测定,称取固体样品2 g,完全溶解配制成溶液100 mL,取出25 mL溶液用0.100 mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定(杂质不与KMnO4反应),实验所得数据如下表所示:
滴定次数
1
2
3
4
消耗KMnO4溶液体积/mL
20.70
20.02
20.00
19.98
该样品中亚硝酸钠的质量分数为　　　　　　　。(已知:5N+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H2O) 

课时规范练10　氮及其重要化合物
1.D　海洋中的氮循环起始于N2→N,即起始于氮的还原,A错误;海洋中的氮循环中属于固氮作用的是②,B错误;反硝化作用中氮元素化合价降低,被还原,而O2是常见氧化剂,不需要有O2参与,C错误;转化关系图中若硝酸根离子增多,反硝化作用增强,向海洋排放含N的废水会影响海洋中N的含量,D正确。
2.A　KNO3具有强氧化性,是助燃剂,但不能自燃,A项错误;钾元素的焰色反应为紫色,而钠元素的焰色反应为黄色,B项正确;KNO3易溶于水,经溶解、蒸发、结晶后可提纯,C项正确;KNO3具有强氧化性,故可用在火药中,D项正确。
3.D　NO的密度和空气接近,且NO和O2易反应生成NO2,所以NO应采用排水集气法收集,D项错误。
4.B　溶液中铵盐与烧碱共热发生反应:N+OH-NH3↑+H2O,生成氨气,A项正确;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,B项错误;一氧化氮结合血红蛋白的能力比一氧化碳强,C项正确;带火星的木条在空气中不复燃,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)的集气瓶中,木条复燃,说明NO2支持燃烧,D项正确。
5.D　反应中氮元素由-3价升高为0价,N为还原剂,氯元素由+1价降低为-1价,被还原生成Cl-,Cl-为还原产物,还原性:N>Cl-,A、B两项正确;氮元素由-3价升高为0价,被氧化,所以反应中每生成1 mol N2,转移6 mol电子,C项正确;由反应的离子方程式可知经题中所给方法处理过的废水呈酸性,不能直接排放,D项错误。
6.B　A选项,NH4Cl受热分解生成的NH3、HCl,在上部又化合生成固体NH4Cl,A选项错误;B选项,I2易升华,正确;C选项,氨气易挥发,加热时,氨水浓度减小,碱性减弱,溶液红色变浅,C选项错误;2NO2N2O4为放热反应,所以d内气体颜色变深,e内气体颜色变浅,D选项错误。
7.D　A项,浓氨水具有挥发性,挥发出的NH3进入②中溶于水呈碱性,酚酞遇碱变红,正确;B项,浓硝酸具有挥发性,硝酸蒸气进入②中溶于水得稀硝酸溶液,具有强氧化性,与KI反应生成I2,淀粉遇I2变蓝,正确;C项,浓盐酸和浓氨水都具有挥发性,挥发出的HCl和NH3相遇生成氯化铵固体小颗粒,装置内有白烟,正确;D项,亚硫酸不稳定,分解产生SO2,SO2具有还原性,SO2进入②中能使溴水退色,错误。
8.B　硝酸与铁反应时,随着铁的物质的量的增加,先后发生下列反应:4HNO3(稀)+FeFe(NO3)3+NO↑+2H2O[或6HNO3(浓)+FeFe(NO3)3+3NO2↑+3H2O],2Fe(NO3)3+Fe3Fe(NO3)2,可见生成Fe(NO3)3消耗的Fe与Fe(NO3)3变为Fe(NO3)2消耗的Fe的物质的量之比为2∶1,故图像B正确。
9.答案 (1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(2)烧瓶Ⅱ中导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,关闭a活塞,然后打开b活塞
先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先打开a活塞,挤压胶头滴管,再打开c活塞),片刻后,打开b活塞
解析 (1)打开a、b活塞,再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中,由于NH3极易溶于水,使烧瓶内气体压强迅速减小,烧杯中的水迅速进入烧瓶Ⅱ中,形成喷泉。(2)先打开a、c活塞,再将胶头滴管中的水挤入烧瓶Ⅱ中,烧瓶Ⅱ中的气压迅速减小,烧瓶Ⅰ中的HCl气体会流向烧瓶Ⅱ中,HCl与NH3化合生成NH4Cl而产生白烟。(3)在(2)基础上,若关闭a活塞,打开b活塞,烧杯中的水会迅速进入烧瓶Ⅰ中,形成喷泉;若打开b活塞,不关闭a活塞,烧瓶中的水便会同时进入烧瓶Ⅰ和Ⅱ中,形成双喷泉。
10.答案 (1)使尾气中的NO、NO2被充分吸收　Ca(OH)2
(2)排放气体中NO含量升高　产品中Ca(NO3)2含量升高
(3)3N+2H+N+2NO↑+H2O
解析 (1)工艺中采用气—液逆流接触吸收,其目的是增大NO、NO2气体与石灰乳的接触面积,增强吸收效果。硝酸工业的尾气用石灰乳吸收,吸收过滤后的滤渣可循环使用,则滤渣中主要含有未反应的Ca(OH)2。(2)控制NO和NO2物质的量之比接近1∶1,与石灰乳发生反应:Ca(OH)2+NO+NO2Ca(NO2)2+H2O。若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,混合气体发生上述反应后,NO有剩余,且不能被石灰乳吸收,导致排放的气体中NO含量升高。若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,混合气体发生上述反应后,NO2有剩余,NO2可与Ca(OH)2发生反应生成Ca(NO3)2,导致产品中Ca(NO3)2含量升高。(3)酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,据得失电子守恒,可写出离子方程式:3N+2H+N+2NO↑+H2O。
11.答案 (1)①N、O　Ba(NO3)2　②第6周期第ⅡA族　(2)16NH3+12NO+6NO217N2+24H2O　(3)2NO2+4SN2+4S　(4)①Na+]-　②取少量废水溶液置于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口。若试纸变蓝,则说明存在N　③30
解析 (1)根据图1,最终化合价降低的元素是N和O,根据元素守恒,X中应含有钡元素,根据图2,X中含有N,因此化合物X的化学式为Ba(NO3)2;②钡元素位于元素周期表第6周期ⅡA族;(2)NO与NH3反应的化学方程式为6NO+4NH35N2+6H2O,NO2与NH3发生反应的化学方程式为6NO2+8NH37N2+12H2O,当NO与NO2的物质的量之比为2∶1时,总反应方程式为:16NH3+12NO+6NO217N2+24H2O;(3)根据反应Ⅱ转化关系:NO2→N2,N的化合价降低,NO2作氧化剂,S作还原剂,S被氧化成S,离子反应方程式为2NO2+4SN2+4S;(4)①NaClO属于离子化合物,其电子式为Na+]-;②检验N的方法:取少量废水溶液置于试管中,向其中加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸接近试管口,若试纸变蓝,则说明存在N;③根据得失电子数目守恒,设需要NaClO溶液的体积为V mL,V×10-3×2×2=,解得V=30。
12.答案 (1)+3价　(2)4NaNO22Na2O+4NO↑+O2↑　(3)200　(4)NO　(5)NaNO2+2Al+NaOH+5H2O2Na[Al(OH)4]+NH3↑　(6)69.0%
解析 (1)根据在化合物中正负化合价代数和为零,可设亚硝酸钠中氮元素的化合价为x,则:(+1)+x+(-2)×2=0,解得x=+3,即氮元素化合价为+3价。(2)因为亚硝酸钠在320 ℃时能分解产生氧化钠固体、一氧化氮气体和一种常见的助燃性气体,故反应的化学方程式为4NaNO22Na2O+4NO↑+O2↑。(3)因为我国规定火腿肠中亚硝酸钠添加标准为每千克食品含量不超过150毫克,所以200 g、15%的亚硝酸钠溶液至少可用于生产火腿肠的质量为200 g×15%÷ g·kg-1=200 kg。(4)碘离子被氧化为碘单质时,碘元素化合价升高了1价,亚硝酸钠中氮元素化合价是+3价,由于N和I-的物质的量之比为1∶1,根据得失电子守恒可得,产物中含氮的物质为NO。(5)亚硝酸钠具有氧化性,金属铝具有还原性,碱性条件下,二者发生氧化还原反应的化学方程式为NaNO2+2Al+NaOH+5H2O2Na[Al(OH)4]+NH3↑。(6)消耗高锰酸钾的物质的量是0.1 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,则根据方程式5N+2Mn+6H+5N+2Mn2++3H2O可知,亚硝酸钠的物质的量是0.002 mol×=0.005 mol,则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005 mol×=0.02 mol,其质量为0.02 mol×69 g·mol-1=1.38 g,所以样品中亚硝酸钠的质量分数为×100%=69.0%。
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