化学氮及其化合物试题及详解

氮及其化合物一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分)1．科学家预测，氨有望取代氢能，成为重要的新一代绿色能源。下列有关说法不正确的是 ()A．液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3＋5O24NO＋6H2OB．液氨具有腐蚀性和毒性，在使用过程中要防止液氨泄漏C．氨气比空气轻，标准状况下密度约为0.76g·L－1D．氨气与氢气相比，优点在于氨气不容易发生爆炸，使用时更安全【解析】A项，该反应中有污染性气体NO产生，故不符合清洁能源的要求，错误。B、D项均正确。C项，氨气在标准状况下的密度ρ标＝eq\f(M,Vm)＝eq\f(17g·mol－1,22.4L·mol－1)＝0.76g·L－1，正确。【答案】A2．(2013届合肥市高一上学期第一次教学质量检测)下列实验过程中，始终无明显现象的是 ()A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．NH3通入AgNO3溶液中D．SO2通入Ba(NO3)2溶液中【解析】A项溶液由浅绿色变为棕黄色；B项因盐酸的酸性比碳酸的酸性强，故不会出现明显的现象；C项会先产生沉淀，NH3过量后沉淀溶解；D项会产生白色沉淀。【答案】B3．下列说法正确的是 ()A．把少量NO2气体通入过量NaHCO3溶液中，再使逸出的气体通过盛有足量过氧化钠颗粒的干燥管，最后收集到的气体是NO2和O2的混合气体B．并不是所有的铵盐都能与烧碱共热生成氨气C．除去NO中混有的少量NO2，可将混合气体通过盛有水的洗气瓶，再用排空气法收集NOD．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【解析】A涉及的反应有：3NO2+H2O═2HNO3+NO，HNO3+NaHCO3═NaNO3+CO2↑+H2O，2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2NO+O2═2NO2，故最后收集到的气体为NO2和molO2，B错误所有的都可以C错误不能用排空气法D错误与C只体现强氧化性【答案】A4．(2012·上海高考)实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置，其中正确的是 ()A．①是氨气发生装置B．③是氨气发生装置C．②是氨气吸收装置D．④是氨气收集、检验装置【解析】本题通过NH3的制取实验，意在考查考生实验分析、实验评价能力。①装置在管口处又生成NH4Cl，无法制得NH3，A项错误；选用装置③，使用浓氨水与CaO或NaOH作用，可制取NH3，B项正确；②作为NH3的吸收装置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C项错误；利用④收集NH3时，收集气体不纯，D项错误。【答案】B5．(2013届北京朝阳区高三统考)工业制硝酸的尾气因为含有NO，NO2等有害物质而不能直接排放，工业上普遍采用催化还原法将NOx转化成N2和H2O而除去。相应物质间的关系式如下(未配平)：CH4＋NO＋NO2→N2＋CO2＋H2O下列有关说法不正确的是 ()A．物质的量之比可能是CH4∶NO∶NO2＝1∶2∶1B．氧化性比较：NO＞CO2C．NO2既有氧化性又有还原性，在该反应中只有氧化性D．将反应后的气体通过石灰水可得到纯净的氮气【解析】反应后的气体可能有剩余的CH4或NO等，不能得到纯净N2。【答案】D6．无色的混合气体甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种，将100mL甲气体经过下图实验的处理，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、N2 B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2【解析】开始时混合气体为无色，故混合气体中无NO2，通过浓硫酸后气体体C.当x=2时，有1mol气体被还原，转移电子4molD.反应通式配平表示为：6NOx+4xNH3===(3+2x)N2+6xH2O解析：由配平方程式可知A、D选项正确;将x=1代入6NOx+4xNH3===(3+2x)N2+6xH2O中，得到6NO+4NH3===5N2+6H2O，分析可知：每生成5molN2，被氧化的气体有4mol(被氧化的气体为NH3)，则每生成2.5molN2，被氧化的气体只有2mol，B错误;同理可推得C选项正确.答案：B13.盛有12mLNO2和O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2mL无色气体，则原混合气体中O2的体积是()A.1.2mLB.2.4mLC.3.6mLD.4.8mL解析：根据题意，剩余的气体可能是O2，也可能是NO.①当剩余气体是O2时，由于剩余2mLO2，则有12mL-2mL=10mL气体按反应式4NO2+O2+2H2O===4HNO3中量的关系进行反应，则原气体中O2的体积V(O2)=10mL×+2mL=4mL.②当剩余气体是NO时，即剩余NO为2mL，而NO来源于NO2与水的反应，根据反应3NO2+H2O===2HNO3+NO，生成NO的NO2的体积为2mL×3=6mL.则有12mL-6mL=6mL的混合气体按4NO2+O2+2H2O===4HNO3中量的关系进行反应，故原气体中氧气体积V(O2)=6mL×=1.2mL.答案：A二、双项选择题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)14．(2013届潮州市高三模拟)一定质量的铁和足量的稀硝酸或浓硝酸完全反应，在相同条件下，用排水集气法收集产生的气体。下列叙述一定正确的是 ()A．硝酸浓度越大，消耗的硝酸越少B．硝酸浓度不同，生成的Fe(NO3)3的物质的量相同C．硝酸浓度越大，产生的气体越少D．用排水集气法收集到的气体在相同状况下体积相同【解析】依据Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(浓)=Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸浓度越大，消耗的硝酸越多，A错；根据铁元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物质的量相同，B正确；C.硝酸浓度越大，产生的气体越多，C错；因3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，故用排水法收集到的气体均为NO，且在相同状况下体积相同，D正确。【答案】BD15．(2013届湛江高三模拟)下列离子方程式正确的是 ()A．硫酸铵溶液与氢氧化钡溶液共热：NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋OH－eq\o(=,\s\up12(△),\s\up15())BaSO4↓＋NH3↑＋H2OB．氯化铵溶液中加入稀氢氧化钠溶液共热：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up12(△))NH3↑＋H2OC．氯化铵固体和熟石灰共热：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up12(△)),NH3↑＋H2OD．碳酸铵溶液中通入足量二氧化碳：COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)【解析】A项，NHeq\o\al(＋,4)与SOeq\o\al(2－,4)计量数之比和OH－与Ba2＋计量数之比均为2∶1；C项，固体间反应不能写离子方程式。【答案】BD三、非选择题(本大题共4小题，共64分)16．(16分)下列为实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。(1)若用以上装置制取并收集干燥的NH3，则添加液态试剂的仪器的名称是________，B仪器内试剂的名称是________，仪器的连接顺序为a→________；(2)若用A装置制取NH3与O2的混合气体，若液态物质选用浓氨水，则选用的固体药品的名称是________。【解析】(1)因为NH3比空气轻，收集NH3应该从短管进NH3，长管出空气，(2)要制取O2同时生成NH3，可利用Na2O2与氨水中的水反应且生成NaOH，促进NH3的逸出。【答案】(1)分液漏斗碱石灰bc→ed(2)过氧化钠17．(20分)(2009·北京高考)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3mol·L－1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO2反应。2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③④中盛放的药品依次是________________________________。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后__________________________________。(3)装置①中发生反应的化学方程式是_____________________。(4)装置②的作用是___________________________，发生反应的化学方程式是_______________________________。(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是______________________。(6)实验结束后，同学们发现装置①中溶液显绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下四个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)________。a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化【解析】本题以“探究浓、稀硝酸氧化性相对强弱”为载体，考查浓、稀硝酸性质，重点应结合实验目的，实验所给装置图及药品、信息，加工提炼出实验设计的原理，这是解探究性实验的灵魂所在。本实验原理：先通CO2除去体系内空气，给NO创造无氧的环境——这是NO相关实验的普遍措施。利用Cu与浓硝酸反应，产生NO2，进而转化为NO，设计两组对比装置，得出结论。结合NO2、NO性质及“NO2能被NaOH吸收”及题干信息，判断出⑤为用排水法收集NO，故③盛放稀硝酸；⑥为NaOH吸收NO2，故④中为浓硝酸。(6)做题依据为“甲认为是溶液中Cu(NO3)2质量分数高，乙认为是溶解生成的气体”，能证明某一人说法正确的方案为可行方案。a通过加热，降低气体在水中的溶解度；c通过向溶液中通入N2，赶走溶解的气体，这两种做法原理相同，都是立足于乙说法，若溶液由绿→蓝，说明乙正确。d则是“反其道而行之”，再向其中通NO2，若乙正确，则溶液颜色会更绿。以上方案均可行。而b看似可行，针对甲说法，降低浓度，但忽略了3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，不能排除乙说法是否正确。【答案】(1)3mol·L－1稀硝酸、浓硝酸(2)通入CO2一段时间，关闭弹簧夹，将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3)Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)将NO2转化为NO3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(5)装置③中液面上方气体仍为无色，装置④中液面上方气体为红棕色(6)acd17．(14分)制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。(1)写出实验室制取氨气的化学方程式：_____________________。(2)收集氨气应使用_____法，要得到干燥的氨气可选用___作干燥剂。(3)用图A所示装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发喷泉的操作是_______，该实验的原理是______________________。(4)如果只提供如图B所示装置，引发喷泉的方法是______________。【解析】(1)实验室制氨气的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up12(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)NH3的密度比空气的小，故可用向下排空气法收集，干燥NH3可用碱性干燥剂，如碱石灰。(3)打开弹簧夹，从胶头滴管中挤入少量水后，因NH3极易溶于水，致使烧瓶中气压降低，形成喷泉。(4)B装置与A装置相比，B装置没有胶头滴管，引发该喷泉可用热毛巾捂热圆底烧瓶，赶出导管内的空气，使NH3与水接触，从而形成喷泉。【答案】(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up12(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)向下排空气碱石灰(3)打开弹簧夹，挤出胶头滴管中的水氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小，水迅速进入烧瓶，形成喷泉(4)打开弹簧夹，用手(或热毛巾等)将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即形成喷泉18．(14分)查阅文献，得知稀硝酸与铜反应，还原产物起始也是NO2，NO2对该反应起催化作用。通过下列装置验证。实验发现左侧3min后开始产生大量气泡，右侧40min内无明显变化。(1)氢氧化钠溶液的作用是______________________。(2)在左侧加的是2mol·L－1HNO3溶液，右侧加的是2.2mol·L－1HNO3溶液。左侧浓度稍偏小，这样设计主要是考虑到__________________________。(3)将实验改进为：在试管中加入3mL2mol·L－1HNO3并放入铜片，然后加入几粒NaNO2晶体，发现只需1s，铜片表面就开始产生气