氮及其化合物-经典习题(含详解)

氮及其化合物经典习题1．下列关于自然界中氮循环(如下图)的说法不正确的是()A．人工固氮可以得到硝酸盐B．雷电作用可将氮气直接转化为铵盐C．细菌对氮元素的循环有重要作用D．亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程中，氮元素被氧化答案B解析A项，人工固氮是把氮气合成氨，氨和硝酸反应得到硝酸盐，人工固氮可以得到硝酸盐，正确；B项，放电条件下氮气和氧气反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸，不能直接得到铵盐，错误；C项，豆科类植物的根瘤菌能将空气中氮气转化为植物需要的铵盐，实现生物固氮，细菌对氮元素的循环有重要作用，正确；D项，亚硝酸盐中氮元素化合价为＋3价，生成硝酸盐中氮元素化合价为＋5价，氮元素化合价升高，发生氧化反应，正确。2．起固氮作用的化学反应是()A．N2和H2在一定条件下反应生成NH3B．NO遇O2转化为NO2C．硝酸工厂用NH3氧化制NOD．用NH3制碳酸氢铵和硫酸铵答案A解析氮的固定是指游离态的氮转化成化合态的氮。3．关于氨的下列叙述中，错误的是()A．液氨易汽化，因此可用来做制冷剂B．氨溶于水显弱碱性，因此可使酚酞溶液变为红色C．氨极易溶解于水，因此氨水比较稳定(不容易)分解D．氨可被氯气氧化生成N2，同时还可能产生白烟现象答案C4．下列关于氨水的说法中，不正确的是()A．氨水和液氨不同，氨水是混合物，液氨是纯净物B．氨水中物质的量浓度最大的粒子是NH3·H2O(水除外)C．氨水显弱碱性，是弱电解质D．在1mol·L－1氨水中，NH3·H2O、NHeq\o\al(＋,4)、NH3的物质的量浓度之和为1mol·L－1答案C解析氨极易溶于水，发生如下反应：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－；生成的氨水是混合物，其中的NH3·H2O是弱电解质，电离程度小，且NH3分子极易与H2O结合，故其中浓度最大的粒子是NH3·H2O(H2O除外)。5．下列与碳、氮、氧、硫、硅等非金属元素及其化合物有关的说法不正确的是()A．工业上，用焦炭在电炉中还原二氧化硅可得到含杂质的粗硅B．氮的氧化物是形成光化学烟雾的主要物质，硫的氧化物是形成酸雨的主要物质C．NO2、CO2和SO2溶于水均可导电，它们都是电解质D．将SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中会出现白色沉淀答案C解析用碳在高温下还原二氧化硅，可制得含有少量杂质的硅，同时有CO生成，A项正确；光化学烟雾主要是由汽车尾气排放出的氮氧化物发生复杂的变化造成的，二氧化硫气体是酸雨形成的主要原因，B项正确；NO2、CO2和SO2溶于水均可导电，但都不是它们自身发生电离，故它们都不是电解质，C项错误；亚硫酸具有还原性，易被氧化为硫酸，将SO2通入酸化的Ba(NO3)2溶液中，硝酸会将亚硫酸根氧化为硫酸根离子，产生硫酸钡白色沉淀，D项正确。6．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，不能用排水法收集答案C解析NO是无色气体，难溶于水，在放电的条件下N2与O2化合生成NO。7．下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是()A．常温下都用铜制容器贮存B．露置在空气中，容器内酸液的质量都减轻C．常温下都能与铜较快地反应D．露置在空气中，容器内酸液的浓度都降低答案D解析Cu与浓HNO3可在常温下反应，Cu与浓H2SO4需加热才反应，故浓HNO3不能用铜制容器贮存；将二者都露置在空气中，硝酸挥发，浓H2SO4吸收空气中的水分，故酸液的浓度都降低，但酸液的质量变化不同，浓HNO3减轻，浓H2SO4增重。8．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．两个实验均表现了NH3易溶于水B．两个实验均表现了NH3易挥发C．两个实验均表现了NH3是碱性气体D．两个实验均表现了NH3是还原性气体答案C解析实验一是氨的喷泉实验，证明氨极易溶于水，形成一水合氨弱碱溶液，滴加酚酞溶液变红色，证明氨是碱性。实验二中浓氨水挥发出的氨分子和浓盐酸挥发出的氯化氢分子结合生成氯化铵固体小颗粒，证明浓氨水易挥发，氨遇到氯化氢发生反应生成氯化铵，证明氨是碱性气体。9．某实验过程如图所示，则图③的试管中的现象是()A．无明显现象，因稀H2SO4不与铜反应B．铜片溶解，产生无色气体，该气体遇到空气不变色C．铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体D．铜片溶解，产生无色气体，该气体在试管口变为红棕色答案D解析生成的Cu(NO3)2在H2SO4的酸性条件下相当于又有了HNO3，铜片会继续溶解生成NO。10．某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是()已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→dB．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Feeq\o(=,\s\up7(△))2FeO＋N2C．装置D的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应答案D解析根据实验原理“NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO”，所以首先应制备纯净干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO中会混有硝酸蒸气和产生的NO2，故先通过装置D除去挥发出的HNO3等酸性气体，然后再通过F干燥，得到纯净干燥的NO，然后进入E中与铁粉反应，最后处理多余的NO，由于NaOH溶液不与NO反应，而浓硝酸可氧化NO生成NO2，所以先通过B氧化NO，再通过C吸收，故上述装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A项正确；装置E中NO被灼热的铁粉还原为N2，同时生成FeO，反应的化学方程式为2NO＋2Feeq\o(=,\s\up7(△))2FeO＋N2，B项正确；装置D盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO3等酸性气体，C项正确；装置B盛放的是浓硝酸，可以将NO氧化为NO2，便于氢氧化钠溶液充分吸收，D项错误。11．常温下，将一定量的铁粉加入50mL10mol·L－1硝酸(①)中，待其充分反应后，收集到的气体换算成标准状况下的体积为4.2L(②)，所得溶液能够使淀粉碘化钾溶液变蓝(③)，该溶液也能使酸性高锰酸钾溶液退色(④)。下列说法中正确的是()A．①中数据表明，硝酸是浓硝酸，因此Fe已经钝化B．②中数据表明，生成的气体中只有NO2C．③中现象表明，硝酸一定有剩余D．④中现象表明，溶液中一定含有Fe2＋答案D解析硝酸具有强氧化性，与Fe反应生成的气体为氮的氧化物，所得溶液能使淀粉碘化钾溶液变蓝，则说明溶液中含Fe3＋，也可能存在过量的硝酸，溶液能使酸性高锰酸钾溶液退色，则说明含Fe2＋，D项正确；由上述分析可知硝酸与铁发生了氧化还原反应，未发生钝化，A项错误；因反应中生成了Fe3＋、Fe2＋，说明铁过量，则硝酸先还原生成NO2，后生成NO，B、C项错误。12．如图是氮元素的几种价态与物质类别的对应关系，回答下列问题：(1)写出N2的一种用途：_________________________________________________________。(2)从N元素化合价分析，N2具有氧化性和还原性。各举一例说明(用化学方程式表示)氧化性：________________________________________________________________________。还原性：________________________________________________________________________。(3)HNO3与下图中的物质C常用于检验Cl－的存在，则C的化学式为____________________。(4)实验室制取物质B的化学方程式为_______________________________________。(5)NO2与水反应生成物质A的化学方程式为_________________________________。(6)浓硝酸与木炭在加热条件下反应的化学方程式为____________________________。答案(1)做保护气、保存粮食(或合成氨、制硝酸等)(2)N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温、高压))2NH3(或N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2)N2＋O2eq\o(=,\s\up7(放电或高温))2NO(3)AgNO3(4)Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(5)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(6)4HNO3(浓)＋Ceq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋4NO2↑＋2H2O13．氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题：(1)实验室可用下图所示装置合成氨。①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为___________________________________。②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后，锥形瓶中溶液变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统，可持续合成氨，其原理如图所示。①图中反应Ⅱ属于________________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。②反应Ⅲ中能量转化的方式是__________________(填“电能转化为化学能”或“化学能转化为电能”)。答案(1)①NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)eq\o(=,\s\up7(△))N2↑＋2H2O②H2NH3(2)①非氧化还原反应②电能转化为化学能解析(1)①亚硝酸钠具有强氧化性，与氯化铵发生氧化还原反应，生成氮气，反应的离子方程式为NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)eq\o(=,\s\up7(△))N2↑＋2H2O。②锌与稀硫酸反应生成的氢气与亚硝酸钠和氯化铵反应生成的氮气在催化剂作用下反应生成了氨，因此锥形瓶中含酚酞的水变红，则气体X的成分为N2、水蒸气、H2、NH3。(2)①反应Ⅱ是Li3N与水反应生成氨和LiOH的过程，反应中没有元素化合价的变化，属于非氧化还原反应。②反应Ⅲ中氢氧化锂转变为锂、氧气和水，发生了氧化还原反应，属于非自发的氧化还原反应，属于电解池反应，能量转化的方式是电能转化为化学能。14．甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。文献记载：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中溶液变棕色；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，乙作出的改变是______________________________________________，证明有NO生成的实验现象是______________________________________________。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接近试管口，若试纸变蓝，则A中生成NHeq\o\al(＋,4)(3)棕色溶液颜色变浅(或绿)，有无色气体逸出，且在空气中变为红棕色FeSO4＋NOFe(NO)SO4(棕色)的正反应为放热反应，加热