2023届一轮专题练习（13）氮及其化合物

第11页共SECTIONPAGES11页2022届一轮专题(十三)氮及其化合物一、选择题1．最新病毒学研究证实，一氧化氮对SARS病毒有直接的抑制作用。下列关于一氧化氮的叙述正确的是()A．一氧化氮是一种红棕色的气体B．常温常压下，一氧化氮不能与空气中的氧气直接化合C．一氧化氮可由氮气和氧气在放电条件下直接化合得到D．一氧化氮易溶于水，不能用排水法收集解析：NO是无色气体，难溶于水，常温下能与氧气直接化合，在放电的条件下N2与O2化合生成NO。答案：C2．下列各组反应中，硝酸既体现了氧化性，又体现了酸性的是()A．C＋HNO3B．NH3＋HNO3C．Fe(OH)3＋HNO3D．Cu＋HNO3解析：碳和硝酸反应，硝酸中的氮元素化合价降低，硝酸表现氧化性，没有表现酸性，A错误；氨气和硝酸反应生成硝酸铵，硝酸表现酸性，没有表现氧化性，B错误；氢氧化铁和硝酸反应生成硝酸铁和水，没有化合价变化，硝酸只表现酸性，C错误；铜和硝酸反应生成硝酸铜、氮的氧化物和水，硝酸表现酸性和氧化性，D正确。答案：D3．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体经过如图所示装置的处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则甲气体的组成为()A．NH3、NO2、N2B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2D．NO、CO2、N2解析：因是无色混合气体，证明没有NO2的存在，排除A、C，又经过系列装置的处理得酸性溶液且通过足量Na2O2后显红棕色，最后通入水中无气体剩余，证明甲气体中无N2，排除D，应存在NH3、NO、CO2，故B正确。答案：B4．利用N2→NH3→NO→NO2→HNO3这一过程制备HNO3，有关上述各物质的叙述中不正确的是()A．上述转化过程中某些气体会发生颜色变化B．可利用Cu与硝酸的反应，将氮元素转化为NO或NO2C．为使上述各步骤依次发生，必须向每个步骤中提供氧化剂D．实验室中可以利用Ca(OH)2固体与NH4Cl固体混合加热制备NH3解析：上述转化过程中，一氧化氮转化为二氧化氮，气体颜色从无色变为红棕色，A正确；硝酸具有强的氧化性，与铜反应，稀硝酸被还原为一氧化氮，浓硝酸被还原为二氧化氮，B正确；N2→NH3需要加入还原剂(氢气)，NO2→HNO3即NO2遇水生成硝酸，反应过程中二氧化氮自身发生氧化还原反应，C错误；实验室可利用氢氧化钙固体与NH4Cl固体混合加热制备NH3，D正确。答案：C5．如图所示是NH3的两个性质实验，下列有关说法中正确的是()A．两个实验均体现了NH3易溶于水B．两个实验均体现了NH3易挥发C．两个实验均体现了NH3是碱性气体D．两个实验均体现了NH3是还原性气体解析：左边实验体现了NH3易溶于水，右边体现氨气的挥发性和水溶液呈碱性，A错误；左边实验体现了NH3易溶于水，而不是挥发性，B错误；喷泉实验证明氨气极易溶于水，溶于水形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞的溶液变红色，证明氨气是碱性气体，发烟实验证明浓氨水易挥发，氨气遇到氯化氢发生反应生成氯化铵(白色烟)，证明氨气是碱性气体，所以两个实验均体现了NH3是碱性气体，C正确；两个实验中都未发生氧化还原反应，所以无氧化性和还原性的体现，D错误。答案：C6．氢化铵(NH4H)与氯化铵结构相似。已知NH4H与水反应有氢气产生，则下列叙述不正确的是()A．NH4H的电子式是：B．NH4H固体投入少量水中，有两种气体产生C．NH4H中的H－离子半径比锂离子半径大D．NH4H溶于水后，形成的溶液呈酸性解析：NH4H是离子化合物，由铵根离子与氢负离子构成，电子式为，A正确；NH4H固体投入少量水中，发生水解反应，铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，氢负离子与氢离子结合生成氢气，反应放出大量的热，一水合氨分解生成氨气，故有两种气体产生，B正确；H－与锂离子电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以H－半径比锂离子半径大，C正确；NH4H溶于水后发生水解反应，铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，氢负离子与氢离子结合生成氢气，一水合氨电离，溶液呈碱性，D错误。答案：D7．工业上常利用反应3Cl2＋2NH3=N2＋6HCl检查氯气管道是否漏气。下列有关说法中错误的是()A．该反应属于氧化还原反应B．该反应中NH3表现了强氧化性C．生成1molN2有6mol电子转移D．若管道漏气遇氨就会产生白烟解析：反应中Cl和N化合价发生变化，属于氧化还原反应，A正确；NH3中N化合价升高，被氧化，NH3为还原剂表现了还原性，B错误；N化合价由－3价升高到0价，则生成1molN2时有6mol电子转移，C正确；反应生成HCl，NH3可与HCl反应生成氯化铵，有白烟生成，D正确。答案：B8．下列有关氨气及铵盐的叙述正确的是()A．所有铵盐受热均可以分解，产物均有NH3生成B．在反应8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2中体现了氨气的还原性和碱性C．所有铵盐都易溶于水，所有铵盐中的N均呈－3价D．氨气极易溶于水，可用来做喷泉实验，所得的氨水很稳定解析：硝酸铵分解不生成氨气，NH4NO3N2O↑＋2H2O，A错误；8NH3＋3Cl2=N2＋6NH4Cl反应中，N元素的化合价升高被氧化，Cl元素的化合价降低被还原，反应中8mol氨气中只有2mol被氧化，另外6mol氨气转化为盐，则反应中NH3体现了还原性和碱性，B正确；大多数铵盐都易溶于水，但由于铵盐中氮元素不都是以铵根离子形式存在，如NH4NO3中的既有NHeq\o\al(＋,4)中－3价的N元素，也有NOeq\o\al(－,3)中＋5价的N元素，所以不是所有铵盐中的氮均呈－3价，C错误；氨气极易溶于水，可用来做喷泉实验，但氨水不稳定，易分解生成氨气和水，D错误。答案：B9．“绿水青山”是习近平总书记构建美丽中国的伟大构想，某工厂拟综合处理含NHeq\o\al(＋,4)废水和工业废气(主要含N2、CO2、SO2、NO、CO，不考虑其他成分)，设计了如下流程：下列说法正确的是()A．固体1中主要含有CaCO3、CaSO3B．X可以是空气，且需过量C．捕获剂所捕获的气体主要是COD．处理含NHeq\o\al(＋,4)废水时，发生的反应为：NHeq\o\al(＋,4)＋5NOeq\o\al(－,2)＋4H＋=6NO↑＋4H2O解析：固体还包括过量的Ca(OH)2，A错误；通入空气不能过量，不然会生成NOeq\o\al(－,3)，B错误；分析题图可知，气体2为一氧化碳和氮气的混合气体，氮气无污染，所以捕获气体为一氧化碳，C正确；铵根离子和亚硝酸根离子发生氧化还原反应生成氮气，方程式为NHeq\o\al(＋,4)＋NOeq\o\al(－,2)=N2↑＋2H2O，D错误。答案：C10．将Li3N固体溶于水中，产生了大量的氨气，下列有关此过程的说法正确的是()A．产生氨气的过程无能量变化B．Li3N中只含有离子键C．Li3N中含有离子键、共价键D．产生氨气的过程有电子转移解析：化学反应总是伴随着能量的变化，故产生氨气的过程中有能量的变化，A错误；Li3N是由Li＋和N3－结合成的离子化合物，只含有离子键，不含有共价键，B正确，C错误；元素的化合价没有发生变化，故产生氨气的过程无电子转移，D错误。答案：B11．将2.56g铜粉加入100mL0.4mol·L－1的稀HNO3溶液中，加热充分反应后再加入100mL0.2mol·L－1的H2SO4溶液，继续加热，待充分反应后，所得溶液中Cu2＋的物质的量浓度是(忽略溶液体积变化)()A．0.15mol·L－1B．0.2mol·L－1C．0.075mol·L－1D．0.45mol·L－1解析：2.56g铜粉的物质的量为eq\f(2.56g,64g/mol)＝0.04mol，硝酸根离子物质的量为0.1L×0.4mol·L－1＝0.04mol，氢离子物质的量为0.4mol·L－1×0.1L＋0.2mol·L－1×2×0.1L＝0.08mol，3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O3820.04mol0.08mol0.04mol显然Cu过量，0.08mol氢离子完全反应消耗0.03mol铜，生成0.03mol铜离子，则铜离子物质的量浓度为eq\f(0.03mol,0.2L)＝0.15mol·L－1。答案：A12．某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g。向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是()A．原混合酸中NOeq\o\al(－,3)物质的量为0.1molB．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段产生H2C．第二份溶液中最终溶质为FeSO4D．H2SO4浓度为2.5mol·L－1解析：铁粉既能与硝酸反应也能与硫酸反应，从题图中看出(注意只是第二份100mL)OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，BC段产生H2，反应为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，可知NOeq\o\al(－,3)反应完全，第二份中n(NOeq\o\al(－,3))＝eq\f(5.6g,56g·mol－1)×3÷3＝0.1mol，溶液中最终溶质为FeSO4，此时反应的铁的质量是14g，即0.25mol，故原混合酸中H2SO4浓度为eq\f(0.25mol,0.1L)＝2.5mol·L－1，NOeq\o\al(－,3)物质的量为0.2mol。答案：A二、非选择题13．较活泼金属与硝酸反应，产物复杂。如一定浓度的硝酸与镁反应，可同时得到NO、NO2、N2三种气体。某同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO、NO2生成并制取氮化镁。(假设实验中每步转化均是完全的)已知：①NO2沸点是21.1℃、熔点是－11℃；NO的沸点是－151℃、熔点是－164℃；②氮化镁遇水会发生水解：Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑。回答下列问题：(1)为达到上述实验目的，所选用的仪器的正确连接顺序是________(填序号)。a．A→D→C→F→B→F→Eb．A→C→D→F→B→F→Ec．A→F→C→D→F→B→Ed．A→F→D→C→F→B→E(2)确定还原产物中有NO2的现象是________________________，实验中两次使用装置F，第二次使用装置F的作用是________________________________________________________________________。(3)实验前需先打开开关K，向装置内通CO2气体，其目的是__________________________________________，当______________________________时停止通入CO2。(4)实验过程中，发现在D中产生预期现象的同时，C中溶液颜色慢慢褪去，试写出C中反应的离子方程式：_____________________________________________________________。(5)在A中反应开始时，某同学马上点燃B处的酒精灯，实验结束后通过测定发现B处的产品纯度不高，原因是____________________________(用化学方程式回答)。(6)验证B处有氮化镁生成的方法是________________________________________________________________________。解析：(1)若有NO2生成，则气体呈红棕色，根据NO2、NO的熔、沸点可知，在装置D中可将NO2冷凝为液态，可观察到装置D中有红棕色液体生成；利用NO具有还原性，用装置C中KMnO4酸性溶液检验NO；已知Mg3N2遇水会发生水解，则与Mg反应的N2必须是干燥的，气体在进入装置B之前必须用浓硫酸干燥，且要防止水蒸气进入装置B，所以装置的连接顺序为A→D→C→F→B→F→E。(2)确定还原产物中有NO2的现象是装置D中有红棕色液体生成。Mg3N2遇水会发生水解，实验中两次使用装置F，第一次使用装置F的作用是干燥N2，第二次使用装置F的作用是防止E中水蒸气进入B中，使Mg3N2不纯。(3)由于NO能与O2反应生成NO2，会影响对NO2、NO的验证，所以实验前先打开开关K，向装置内通CO2气体，以排出装置内空气，防止干扰实验；当观察到装置E中Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀时，表明装置中空气已经排尽，停止通入CO2。(4)实验过程中，装置D中产生预期现象的同时，装置C中溶液颜色慢慢褪去，说明KMnO4酸性溶液将NO氧化成NOeq\o\al(－,3)，同时MnOeq\o\al(－,4)被还原成Mn2＋，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，可知反应的离子方程式为5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O。(5)在A中反应开始时，马上点燃B处的酒精灯，Mg会与CO2发生置换反应生成MgO和C，导致实验结束后B处制得的Mg3N2纯度不高，Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C。(6)Mg3N2遇水发生水解生成Mg(OH)2和NH3，检验B处有Mg3N2生成的方法是：取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B中有氮化镁生成。答案：(1)a(2)D中有红棕色液体生成防止E中水蒸气进入B中，造成产物不纯(3)排出装置内空气，防止干扰实验E中产生白色沉淀(4)5NO＋3MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋3Mn2＋＋2H2O(5)CO2＋2Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C(6)取B中固体少量于试管中，向其中加入少量水，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则B中有氮化镁生成14．某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化。(1)氨催化氧化的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应。(3)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置1，若化合物X为NH4HCO3，NH4HCO3发生分解反应，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________，部分产物和Na2O2反应得到O2，使NH3和O2混合催化氧化，装置4中可以观察到有红棕色气体生成，红棕色气体生成的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3中应装入__________。若取消装置3，在装置4中会观察到产生大量白烟，该白烟的化学式是______________。解析：(1)氨催化氧化，生成一氧化氮和水，方程式为4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O。(2)停止加热后仍能保持红热，说明该反应放热。(3)若化合物X为NH4HCO3，NH4HCO3发生分解反应，NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O，后续反应为：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O，2NO＋O2=2NO2。(4)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3中应装入去除氨气的物质，所以应使用浓H2SO4，若取消装置3，在装置4中会观察到产生大量白烟，则发生反应为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，NH3＋HNO3=NH4NO3(白烟)。答案：(1)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO＋6H2O(2)放热(3)NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O2NO＋O2=2NO2(4)浓H2SO4NH4NO315．某实验小组收集铜与浓硝酸反应生成的气体进行探究。试回答下列问题。(1)如图是铜与浓硝酸反应的实验装置①指出装置中的错误______________________________________________________。②装置改进后，为了使生成的气体充满烧瓶，实验时先关闭弹簧夹________，再打开弹簧夹__________。③当气体充满烧瓶后，_______________________________________________，即可使反应停止。(2)当烧瓶中充满红棕色的气体时停止实验，取下烧瓶，塞好橡皮塞。①把烧瓶倒扣在装水的水槽中并打开烧瓶的橡皮塞，烧瓶中水面上升，根据化学方程式3NO2＋H2O=2HNO3＋NO计算烧瓶中溶液的浓度是______mol/L(假设溶质未扩散到水槽，且当时条件下气体的摩尔体积为25L/mol)。②把烧瓶倒扣在装水的水槽中并打开烧瓶的橡皮塞，实验时发现烧瓶中液面上升几乎充满了整个烧瓶，产生这种现象的原因可能是收集的NO2中含有________。A．NOB．N2O4C．O2D．空气③小组同学查阅资料发现，NO2溶于水时能生成硝酸和亚硝酸：NO2＋H2O=HNO3＋HNO2，为了证明这是造成剩余气体少的主要原因，小组同学向烧瓶中的溶液中滴加高锰酸钾溶液，发现高锰酸钾溶液褪色，写出高锰酸钾溶液褪色的离子方程式________________________________________________________________________。(3)HNO2是一种不稳定易分解的弱酸：Ⅰ.2HNO2=NO↑＋NO2↑＋H2O，Ⅱ.3HNO2=HNO3＋2NO↑＋H2O。为了探究不同温度、浓度下亚硝酸的分解产物，小组同学进行如下实验：第一步：配制1mol/LNaNO2溶液100mL(标为溶液A)。第二步：取溶液A分别加水稀释为0.5mol/L、0.2mol/L、0.1mol/L的溶液，依次标为溶液B、C、D。第三步：分别取两滴管A～D溶液于试管中，塞上橡皮塞后置于不同温度的水中加热5min，再加入一滴管10mol/LH2SO4溶液并立即塞紧橡皮塞，观察生成气体的颜色。水浴温度/℃ABCD沸水浴红棕色红棕色红棕色红棕色80～70红棕色红棕色红棕色无色50～40红棕色仅液面上为红棕色无色无色20～10仅液面上为红棕色无色无色无色①第一步实验要用到玻璃仪器有：烧杯、100mL容量瓶、玻璃棒和________。②用NaNO2溶液加硫酸而不直接用HNO2溶液的原因是________________________________________________________________________。③通过实验现象得出结论：_________________________________________条件下，亚硝酸按反应Ⅰ发生分解。解析：(1)①相同条件下，NO2的密度大