课时跟踪检测（十三） 氮及其化合物

PAGE第8页共8页课时跟踪检测（十三）氮及其化合物1．(2021年1月新高考8省联考·江苏卷)防治大气污染、打赢蓝天保卫战，下列做法不应该提倡的是()A．开发使用清洁能源 B．田间焚烧秸秆C．积极鼓励植树造林 D．养成低碳生活习惯解析：选B开发使用清洁能源，可以减少化石能源的使用，从而防治大气污染，应该提倡；田间焚烧秸秆，会增加空气中可吸入颗粒物等污染物，加重大气污染，不应该提倡；大量植树造林，可以防风固沙、防止水土流失、净化空气等，应该提倡；养成低碳生活习惯可以降低二氧化碳的排放，从而减轻温室效应，应该提倡。2.随着我国汽车年销量的大幅增加，空气环境受到了很大的污染。汽车尾气装置里，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，下列说法正确的是()A．反应中NO为氧化剂，N2为氧化产物B．汽车尾气的主要污染成分包括CO、NO和N2C．NO和O2必须在催化剂表面才能反应D．催化转化总化学方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2解析：选D反应过程中NO、O2为氧化剂，N2为还原产物；汽车尾气中的N2不是污染物；NO和O2的反应不需要催化剂；根据题中的图示，可将反应的过程分成如下两步写：2NO＋O2=2NO2,2NO2＋4CO=N2＋4CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NO＋O2＋4COeq\o(=,\s\up7(催化剂))4CO2＋N2。3．工业上常采用生物硝化法将NHeq\o\al(＋,4)转化为NOeq\o\al(－,3)来处理氨氮废水，工作流程如图，下列说法错误的是()A．生物硝化法处理废水，会导致水体pH逐渐下降：NHeq\o\al(＋,4)＋2O2=NOeq\o\al(－,3)＋2H＋＋H2OB．长期过量使用NH4Cl等铵态化肥，易导致土壤酸化，水体富营养化C．检验NHeq\o\al(＋,4)所需的试剂是浓NaOH溶液、湿润的蓝色石蕊试纸D．微生物保持活性的pH范围为7～9，可以加入石灰石来调节水体的pH解析：选CNH4Cl水解呈酸性，长期过量使用会导致土壤酸化，也会导致水体富营养化，B项正确；检验NHeq\o\al(＋,4)应使用红色石蕊试纸，C项错误；生物硝化法处理废水会使水体呈酸性，可以加入石灰石与H＋反应来调节水体的pH，D项正确。4．(2020·北京等级考)硫酸盐(含SOeq\o\al(2－,4)、HSOeq\o\al(－,4))气溶胶是PM2.5的成分之一。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如图：下列说法不正确的是()A．该过程有H2O参与B．NO2是生成硫酸盐的氧化剂C．硫酸盐气溶胶呈酸性D．该过程没有生成硫氧键解析：选D根据图示中各微粒的构造可知，该过程有H2O参与，故A正确；根据图示的转化过程，NO2转化为HNO2，N元素的化合价由＋4价变为＋3价，化合价降低，得电子被还原，做氧化剂，则NO2是生成硫酸盐的氧化剂，故B正确；硫酸盐(含SOeq\o\al(2－,4)、HSOeq\o\al(－,4))气溶胶中含有HSOeq\o\al(－,4)，转化过程有水参与，则HSOeq\o\al(－,4)在水中可电离生成H＋和SOeq\o\al(2－,4)，则硫酸盐气溶胶呈酸性，故C正确；根据图示转化过程中，由SOeq\o\al(2－,3)转化为HSOeq\o\al(－,4)，根据图示对照，有硫氧键生成，故D错误。5．(2021年1月新高考8省联考·广东卷)部分含氮物质的分类与相应氮元素的化合价关系如图所示。下列说法错误的是()A．a可经催化氧化生成bB．b为红棕色，可转化为cC．密闭体系中，c存在2NO2N2O4D．d的溶液与Cu反应可生成b或c解析：选B根据图，a为NH3，b为NO，NH3可经催化氧化生成NO，A说法正确；b为NO，为无色气体，与氧气反应可转化为c，即NO2，B说法错误；＋4价的含氮氧化物有NO2、N2O4，密闭体系中，c存在2NO2N2O4，C说法正确；d为硝酸，Cu与稀硝酸溶液反应生成NO，与浓硝酸反应生成NO2，D说法正确。6．(2021·娄底质检)已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。利用如图装置制取氮气，并用氮气制备Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应。下列说法错误的是()A．①中发生的化学反应为NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2OB．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓H2SO4、碱石灰C．③中盛放的试剂是NaOH溶液D．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝解析：选C由题干可知，装置①为制备氮气的装置，饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热生成氮气、氯化钠和水，所以反应的化学方程式为NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O，故A正确。Ca3N2遇水发生水解，所以产生的氮气需要干燥才能进入玻璃管中反应，装置④应为干燥装置，可选用浓硫酸作干燥剂；装置⑥中也应装有干燥剂，防止空气中的水蒸气进入，可盛放碱石灰，故B正确。装置中含有氧气，可利用装置③除去装置中的氧气，NaOH溶液不能除去氧气，可改成酸性氯化亚铁溶液，故C错误。实验结束后，装置⑤中有生成的Ca3N2，Ca3N2遇水发生水解反应生成NH3和Ca(OH)2，NH3可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D正确。7．[双选]合成氨及其衍生工业是化工生产的重要部分，请结合图示判断下列说法正确的是()A．合成氨采用400～500℃B．湿润的淀粉­KI试纸可以鉴别气体2和溴蒸气C．生成固体1的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4ClD．1L气体1、2的混合气与1LNH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为1∶1解析：选CD由图可知：气体1为NO，气体2为NO2，NO2与水反应生成硝酸，固体1为NaHCO3，NaHCO3受热分解生成固体2为Na2CO3；1LNO、NO2的混合气体与1LNH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，反应方程式为2NH3＋NO＋NO2eq\o(=,\s\up7(催化剂))2N2＋3H2O，NO、NO2的体积比等于化学计量数之比，为1∶1，故D正确。8.(2021·河北联考)如图，试管中充满NO2，现向其中缓慢通入O2，用水吸收NO2(假设每次通入的O2能完全反应)。下列说法正确的是()A．当试管内溶液的pH不再变化时，说明NO2全部转化为HNO3(假设试管内的溶质不向水槽中扩散)B．当试管内气体不是红棕色时，说明NO2全部转化为HNO3C．水槽内的水改为稀盐酸，有利于吸收NO2D．水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2解析：选D试管中发生反应：4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，根据NO2→HNO3，c(HNO3)＝eq\f(\f(ΔVNO2,Vm),V溶液)，消耗的NO2的体积等于试管中溶液的体积，即ΔV(NO2)＝V(溶液)，则c(HNO3)＝eq\f(1,Vm)，试管内溶液的pH始终不变，故A错误；根据3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，当试管中气体不是红棕色时，不能说明NO2全部转化为HNO3，故B错误；水槽内的水改为稀盐酸时，NO2仍是与稀盐酸中的水反应，不能促进NO2的吸收，故C错误；NO2与NaOH溶液能够发生反应：2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O，水槽内的水改为稀NaOH溶液，有利于吸收NO2，故D正确。9．甲、乙两同学用如图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。已知：ⅰ.在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有＋4、＋2、－3价等氮的化合物。ⅱ.FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)(ΔH<0)。ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。甲的实验操作和现象记录如下：实验操作实验现象打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹—打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞无明显现象加热烧瓶，反应开始后停止加热①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液呈棕色；C中溶液紫色变浅；②反应停止后，A中无固体剩余请回答下列问题。(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是____________________________________________________________________________________________________________。(2)检验是否生成－3价氮的化合物，应进行的实验操作是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)甲取少量B中溶液，加热，实验现象是___________________________________________________________________________________________________________。请用平衡移动原理解释原因：____________________________________________________________________________________________________________________。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙做出的改变是________________________，证明有NO生成的实验现象是______________________________________________________________________。解析：(1)常温下，铁遇浓硝酸发生钝化。(2)－3价氮的化合物是NH3或铵盐，而此反应的环境呈酸性，故－3价氮的化合物应是硝酸铵，可利用NHeq\o\al(＋,4)与OH－共热产生NH3的性质检验。(3)B中发生反应FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)，加热后，平衡逆向移动，无色气体NO逸出，在空气中变为红棕色，而溶液颜色变浅或变为浅绿色。(4)NO2与水反应生成NO，故可把浓硝酸换成稀硝酸，若A中无红棕色气体生成，但B中溶液变为棕色，可证明A中有NO生成。答案：(1)常温时，铁遇浓硝酸形成致密氧化膜，阻止反应进一步发生(答钝化也可)(2)取少量反应后A中溶液于试管中，向其中加入足量浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NHeq\o\al(＋,4)(3)棕色溶液颜色变浅(或变为浅绿色)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)ΔH<0，正反应为放热反应，加热后，平衡向逆反应方向移动(4)将浓硝酸换成稀硝酸A中没有红棕色气体生成，B中溶液变为棕色10．现用下列装置(仪器可重复使用)制备PH3，并证明PH3具有强还原性和热不稳定性。已知：①标准状况时，PH3是一种无色、微溶于水、有剧毒的气体，具有强还原性，在空气中能自燃；②白磷(P4)常温下为白色或黄色蜡状固体，不溶于水，在空气中易自燃；③乙醚是一种易挥发的液体，沸点为34.6℃(1)仪器m的名称为________，装置C的名称为________。(2)实验室用白磷与NaOH浓溶液反应生成NaH2PO2的同时制得PH3，反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用装置A制取PH3，实验前，在仪器n中加入适量的乙醚和白磷并微热，然后才滴入浓NaOH溶液。实验前先微热的目的是_______________________________________。(4)将A、C、E依次相连，按照(3)中操作滴入浓NaOH溶液后，同时点燃E处导出的气体，若装置C中溶液黄色变浅，同时得到白色蜡状固体，说明PH3具有________性，装置C中发生反应的化学方程式为_________________________________________________。点燃E处气体的目的为______________________________________________________。(5)将以上装置组合以证明PH3受热已分解，并验证PH3受热分解的气体产物，则仪器连接顺序为A→________→D→________→________→E(在“→”之间的空白处填写装置编号)。能证明PH3分解的气体产物的现象是___________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)NaH2PO2中P元素为＋1价，PH3中P元素为－3价，根据得失电子守恒，可得到反应的化学方程式为P4＋3NaOH(浓)＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))3NaH2PO2＋PH3↑。(3)乙醚易挥发，实验前微热可生成乙醚蒸气除去装置中的空气，防止P4和PH3自燃。(4)C中溶液黄色变浅，即Fe3＋被还原，可证明PH3有还原性；得到白色蜡状固体即生成P4，化学方程式为6Fe2(SO4)3＋4PH3=P4↓＋12FeSO4＋6H2SO4。(5)先由A装置生成PH3，在B装置加热分解，再将产物通过D装置冷却得到P4，然后第一次通过装置C除去PH3，第二次通过装置C检验PH3是否完全除去，然后检验生成的氢气；证明分解生成的是氢气，需先看到第二次通过装置C的溶液不褪色，然后点燃E处气体火焰呈蓝色。答案：(1)分液漏斗洗气瓶(2)P4＋3NaOH(浓)＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))3NaH2PO2＋PH3↑(3)排除装置中的空气，防止P4和PH3自燃(4)还原6Fe2(SO4)3＋4PH3=P4↓＋12FeSO4＋6H2SO4防止有毒气体PH3泄漏，污染空气(5)BCC第二瓶C中溶液不褪色，点燃E处气体，火焰呈蓝色11．(2021·衡水联考)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种白色晶体，是常见的实验药品，可由干燥的NH3和干燥的CO2在任何比例下反应得到，每生成1.0g氨基甲酸铵放出2.05kJ的热量。回答下列问题：(1)实验室可选用下列装置(Ⅰ～Ⅴ)制备干燥的NH3和CO2。①用装置Ⅰ、Ⅲ制备并纯化NH3时，接口a与________(填接口字母)相连，装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________。②制备并纯化CO2时，按气流从左至右，各接口连接顺序为________(填接口字母)。(2)一种制备氨基甲酸铵的改进实验装置如图所示：①用仪器W代替分液漏斗的优点是_____________