氮及其化合物的转化

氮及其化合物的转化（2018-全国卷II,8）研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关（如下图所示）。下列叙述错误的是（）雾和霾的分散剂相同雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵NH3是形成无机颗粒物的催化剂雾霾的形成与过度施用氮肥有关答案C解析NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸铵，B项正确；过度施用氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。2.（2018-海南，2）某工业废气所含氮氧化物（NOJ的氮氧质量比约为7:4，该NO*可表示为（）A.N2OB.NOC.N2O3D.NO2答案A7-.一n（N142 .解析 =—=一故NO可表示为NO。解析〃（O） 4 1，故NO*可表示为n2o°课时精练巩固提高1.（2020-广州高三调研测试）下列关于自然界中氮循环的说法错误的是（）氮肥均含有NH+雷电作用固氮中氮元素被氧化碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱答案A解析氮肥是含氮元素的肥料，尿素［CO（NH2）2］和KNO3中不含NH+，A项错误；雷电作用固氮发生反应：N2+O2=放电2NO，氮元素被氧化，B项正确；由硝酸盐制造蛋白质、动物摄食蛋白质、由动物排泄物及遗体得到氨或铵盐，这些过程中碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环，C项正确；侯氏制碱法的反应原理：NaCl+H2O+CO2+NH3===NaHCOj+NH4Cl,2NaHCO3=====^a2CO3+H2O+CO2f，氨气作为原料气，D项正确。关于氮的变化关系图如图：则下列说法不正确的是（）路线①②③是工业生产硝酸的主要途径路线I、ii、m是雷电固氮生成硝酸的主要途径上述所有反应都是氧化还原反应上述反应中只有③属于氮的固定答案D解析工业上生产硝酸的流程：氮气和氢气生成氨气，氨气与氧气反应：4NH3+5O2=====4NO+6H2O（路线①），一氧化氮与氧气反应：2NO+O2==2NO2（路线②），二氧化氮被水吸收：3NO2+H2O==2HNO3+NO（路线③），路线①②③是工业生产硝酸的主要途径，故A正确；在放电条件下，氮气和氧气发生化合反应：N2+O2=^==2NO（路线I）;NO不稳定，易3NO2+被氧气氧化为二氧化氮：2NO+O2==2NO2（3NO2+H2O==2HNO3+NO（路线m），故B正确；从氮的变化关系图可知：N从N2（0价）一NO（+2价）一NO2（+4价）一HNO3（+5价），都是氧化还原反应，故C正确；上述反应中路线I是空气中的氮气转变为含氮化合物，符合氮的固定的定义，属于氮的固定，路线②、③是含氮化合物转变为其他物质，是氮的化合物之间的转化，不是氮的固定，故D错误。某无色透明的混合气体中可能含有Cl2、O2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液褪色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对于原混合气体成分的判断中正确的是（）A.肯定有SO2、O2和NOB.肯定没有Cl2、O2和NO2可能有Cl2和O2肯定只有NO答案B解析无色气体，说明无Cl2、NO2；使品红褪色，说明有SO2；通入空气变红棕色，说明有NO，无O2。（2020-福建三明高三期末）下图是某元素的价类二维图，其中X是一种强碱，A为正盐，通常条件下Z是无色液体，D的相对分子质量比E小16,各物质转化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）

■t化合价氧化物单填钱化版含机酸盐物压矣别■t化合价氧化物单填钱化版含机酸盐物压矣别A是可与草木灰混合使用的肥料C可用排空气法收集F和B能发生复分解反应生成盐B在一定条件下可直接与Y反应生成D答案D解析A为正盐，X是一种强碱，二者反应生成氢化物B,则A为铵盐、B为NH3,B连续与Y反应得到氧化物D与氧化物E,且E的相对分子质量比D大16,则Y为O2、C为N2、D为NO、E为NO2，通常条件下Z是无色液体，E与Z反应得到含氧酸F，则Z为H2O、F为HNO3，F与强碱X发生酸碱中和反应得到G为硝酸盐。物质A为铵盐，草木灰的主要成分是K2CO3，水溶液呈碱性，二者混合会发生反应放出氨气，使肥效降低，A错误；C是N2，氮气的密度与空气接近，不宜采取排空气法收集，B错误；B是NH3，F是HNO3，二者发生化合反应生成NH4NO3，C错误；B是NH3,Y为O2,NH3在催化剂存在并加热的条件下，与O2反应生成NO和H2O，D正确。“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”（夹持装置已略去），判断下列说法正确的是（）含NH|的酎曲/加热时，a上部聚集了固体NH4Cl,说明NH4Cl的热稳定性比较好加热时，发现b中I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体加热时，c中溶液红色变深，冷却后又变浅水浴时，d内气体颜色变浅，e内气体颜色加深答案B解析A项，NH4Cl受热易分解，遇冷又生成NH4Cl；B项，I2易升华；C项，加热含NH3的酚酞溶液，NH3逸出，红色变浅；D项，NO2存在：2NO2（红棕色）N2O4（无色）剧＜0，加热，上述平衡左移，d内颜色加深。6.（2020-辽宁铁岭协作体联考）已知Cu（NO3）2受热分解的化学方程式为2Cu（NO3）2==^=2CuO+4NO2f+O2f，将少量的Cu（NO3）2固体放入试管中加热，然后用带火星的木条放入试管中，木条复燃，则下列说法正确的是()NO2能支持燃烧NO2不能支持燃烧木条复燃是因为硝酸铜分解产生了氧气的缘故木条复燃是因为硝酸铜分解产生的CuO催化作用的结果答案A解析氧气具有助燃性，纯氧气能使带火星的木条复燃，但空气中由于含有大量不能助燃的N而氧气量较少所以空气不能使带火星的木条复燃反应2Cu(NO)--一=2CuO+4NOf2，，，u(3)2Ju 2+O2f中，产物中NO2、O2的体积比与空气中N2、O2体积比近似相同，即为4：1，带火星的木条放入Cu(NO3)2受热分解得到的混合气体的试管中，木条复燃，说明NO2能支持燃烧，A项正确。科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质，该物质的晶体中含有SO2-和N4H4+两种离子，当N4H4+遇到碱性溶液时，会生成n4分子。下列说法正确的是()14N、N4与N2互为同位素N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2 n4h4++2SO2-N4H4(SO4)2不能与草木灰、k3po4等化肥混合施用N4H4(SO4)2中只含共价键，不含离子键答案C解析同位素是指同种元素的不同原子的互称，N4与N2为两种单质，故A错误；N4H4(SO4)2的晶体中含有SO4-和N4H*+，可知该物质为离子化合物，完全电离，电离方程式为N4H4(SO4)2一一一N4H4++2SO4-，故B错误；草木灰、KPO4等化肥显碱性，根据题给信息N4H*+遇到碱性溶液时，会生成n4分子判断会使肥效降低，不能混用，故C正确；根据晶体中含有SO4-和N4H4+两种离子可知该晶体中还含离子键，故D错误。亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品探究亚硝酸钠与硫酸的反应及气体产物的成分。已知气体的沸点为NO2：21°C，NO：-152°C。下列说法错误的是()用装置b代替装置a的好处是便于控制反应的发生与停止反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，除去装置中的空气装置中冰水浴的作用是冷凝，使NO2液化装置中热水浴有利于促进NO2生成，便于检验是否有NO生成答案A解析b代替a利于液体流下，不能控制反应的发生与停止。将充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2，若m<n，则充分反应后，量筒内剩余的气体体积为()A.3(m—n)mL B.(m+n)mLn~mC.(m—n)mL D.~3~mL答案D解析发生反应4NO+O+2HO4HNO4NO+3O+2HO4HNO故NO与NO[^'■^/^-^-^-， [。^^/^-^-^-， 。 。 按1：1混合的总反应为：NO+NO2+O2+H2O===2HNC3，充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2,由于m<n，故按总反应进行，NO2有剩余，剩余NO2的体积为nmL-mmL=(n—m)mL，再发生3NO2+H2O==2HNq+NO，故生成NO的体积为|(n—m)mL。向200mL2mol-L-1HNO3溶液中，逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在此过程中，n(Fe2+)随n(Fe)的变化如图所示。下列有关说法正确的是()|rt(Feit+)/mol° 力nlFeVmol该过程中产生标准状况下的氢气4.48L向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象图中a=1.5、b=1.5当加入铁粉nmol时(0.1<n<0.15)，溶液中n(Fe3+)=(0.3—2n)mol答案D解析硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO和水，不生成氢气，A错误；c点处溶液的溶质是硝酸亚铁，若加入盐酸，H+、NO—和Fe2+发生氧化还原反应生成Fe3+，溶液变为棕黄色，B错误；向硝酸中加入铁粉发生的反应为Fe+4HNO3==Fe(NC3)3+NOf+2H2O，硝酸的物质的量为0.4mol，则消耗铁的物质的量为0.1mol，b=0.1，生成硝酸铁0.1mol，随后发生反应2Fe(NO)+Fe 3Fe(NO) 生成硝酸亚铁为015mol 则 a=015 C 错误•根据上匕ae(【、^0/3)3’ae jAe(【、v^)?，刀小尸"w父—u—ju.umoi，不j au.u，^^》目； '14j/t?—1—述分析，当加入铁粉nmol时(0.1<n<0.15)，参加反应2Fe(NO3)3+Fe==3Fe(NCp2的铁为(n—0.1)mol，消耗硝酸铁为2(n—0.1)mol，则溶液中n(Fe3+)=0.1mol—2(n—0.1)mol=(0.3

—2n）mol，D正确。11.如图表示铁与不同浓度硝酸反应时，各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系，则下列说法不正确的是（）4,睥 E069.7S122刊HNC^ymoldr1一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的用一定量的铁粉与大量的9.75mol-L-1HNO3溶液反应得到标准状况下气体2.24L,则参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多当硝酸浓度为9.75mol-L-1时还原产物是NO、NO2、N2O,且其物质的量之比为5：3：1答案B解析根据图像可知硝酸的还原产物有多种，因此一般来说，硝酸与铁反应的还原产物不是单一的，A正确；参加反应的硝酸包括被还原的，以及没有被还原的（转化为硝酸铁），因此参加反应的硝酸的物质的量大于0.1mol，B错误；根据图像可知随着硝酸浓度的升高，NO2的含量增大，这说明硝酸的浓度越大，其还原产物中价态越高的成分越多，C正确；根据图像可知当硝酸浓度为9.75mol-L-1时还原产物是NO、NO2、N2O，且其物质的量之比为10：6：2=5：3：1，D正确。12.某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图所示。甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为 O装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是(填字母)。使氨气和氧气充分混合控制通入氨气和氧气的体积比平衡装置内的压强锥形瓶内液体是饱和食盐水甲同学先点燃酒精灯，再打开0、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为 ，若制得的氨气仅按ifii—m的顺序完全转化为硝酸，欲使装置h中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略CU2+的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为 L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。乙同学为模拟过程W的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是 (填字母)。关闭K3并熄灭酒精灯关闭K4并熄灭酒精灯关闭K3、K4并熄灭酒精灯⑷丙同学认为该系统实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是答案(1)2H2O2==NH2O+O2fd3Cu+8H++2NO-===3Cuz++2NOf+4H2O2.24a缺少尾气处理装置解析(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O2==2H2O+O2f;装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速率可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能是饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu+8H++2NO『===3Cuz++2NOf+4H2O。〃(H2SO4)=0.15LX1mol-L-i=0.15mol，〃(H+)=0.15molX22一=0.3mol,n(SO『)=0.15mol,根据上述反应和题目要求，可知SO2-〜Cu2+〜&HNO3，故需要HNO3的物质的量为0.1mol,根据NH3〜NO〜NO2〜HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1mol,在标准状况下的体积为2.24L。(3)过程W的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2,关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。(4)整套装置没有尾气处理装置。13.(2020-烟台模拟)某课题组同学查阅文献知，3(NH4)2SO4(s)=A=WNH3f+3SO2f+N2f+6H2O。他们拟选择下列装置检验硫酸铵分解的产物(各装置中药品足量)：溶液硝酸瓠溶浪无水疏溶液硝酸瓠溶浪无水疏酸胞回答下列问题：仪器A的名称是 。甲组同学设计方案：C-G-B—D-E。能证明有水生成的实验现象是 B装置的作用是 。实验中，观察到D装置产生白色沉淀。实验完毕后，过滤D装置中混合物得白色沉淀。欲验证白色沉淀是BaSO4还是BaSO3，请你设计简单的实验方案:D装置中发生的反应与