2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练23硝酸氮及其化合物的相互转化

课时跟踪练23硝酸氮及其化合物的相互转化[基础巩固]1．硝酸被称为“国防工业之母”，是因为它是制取炸药的重要原料。下列试验事实与硝酸性质对应不精确的一组是()A．硝酸能与FeO反应——酸性和氧化性B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性C．要用棕色试剂瓶盛装浓硝酸——不稳定性D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去——强氧化性解析：选D。能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液红色褪去的缘由可能是硝酸的强氧化性把酚酞氧化而褪色，也可能是硝酸与氢氧化钠发生中和反应，D项不精确。2．植物对氮元素的吸取过程如下，下列说法错误的是()N2eq\o(→,\s\up7(根瘤菌),\s\do5(①))NH3/NHeq\o\al(＋,4)eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(②))NOeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(③))NOeq\o\al(－,3)eq\o(→,\s\up7(),\s\do5(④))植物吸取A．过程①属于氮的固定B．浇水和松土有利于过程②C．过程③中NOeq\o\al(－,2)发生氧化反应D．高温有利于加快过程④答案：D3．(2024·中山统考)试验室通过反应2NO＋Na2O2=2NaNO2制备NaNO2。下列试验装置不能达到试验目的的是()A．用装置甲制备NO B．用装置乙干燥NOC．用装置丙制备NaNO2 D．用装置丁处理尾气解析：选D。A.装置甲中利用稀硝酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳先排尽装置中的空气，然后用Cu与稀硝酸反应制备NO，故A能达到试验目的；B.装置乙中碱石灰可干燥NO，故B能达到试验目的；C.装置丙中发生反应2NO＋Na2O2=2NaNO2，故C能达到试验目的；D.装置丁中吸取尾气的导气管需伸入液面以下，且NO与O2反应的用量不好限制，多余的NO可能会从支管口逸出，不能达到尾气处理的目的，故D不能达到试验目的。4．下列关于铜与浓硝酸、稀硝酸反应的说法错误的是()A．1mol浓硝酸被还原转移2mol电子B．Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应猛烈，故浓硝酸的氧化性强于稀硝酸C．Cu与浓、稀硝酸反应都不须要加热D．生成等量的Cu(NO3)2，消耗浓硝酸的量多解析：选A。A.铜和浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，硝酸中N元素的化合价从＋5价降低到＋4价，1mol硝酸得到1mol电子，故1mol浓硝酸被还原转移1mol电子，A错误；B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应猛烈，故浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，B正确；C.铜和浓、稀硝酸反应都不须要加热，常温下即可进行，C正确；D.铜和浓硝酸反应的化学方程式为Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，铜和稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，生成3mol硝酸铜，消耗12mol浓硝酸，8mol稀硝酸，所以消耗浓硝酸的量多，D正确。5．(2024·广东六校联考)自然界的氮循环包括以下过程。下列说法不正确的是()A．硝化过程中，含氮物质被氧化B．氨氧化过程中，亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为3∶4C．N2→NHeq\o\al(＋,4)属于氮的固定，N2发生还原反应D．土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素解析：选B。A.由题图可知，硝化过程为NHeq\o\al(＋,4)转化为NOeq\o\al(－,2)，NOeq\o\al(－,2)再进一步转化为NOeq\o\al(－,3)，该过程中N元素化合价都在上升，故含氮物质被氧化，A正确；B.由题图可知，氨氧化过程中的反应为NOeq\o\al(－,2)＋NHeq\o\al(＋,4)=N2↑＋2H2O，故亚硝态氮元素与铵态氮元素理论物质的量之比为1∶1，B错误；C.氮的固定是指将游离的氮单质转化为含氮化合物的过程，故N2→NHeq\o\al(＋,4)属于氮的固定，该过程中N元素化合价由0价降低到－3价，N2发生还原反应，C正确；D.由题图可知，Fe2＋能与NOeq\o\al(－,3)反应转化为N2，Fe3＋能与NHeq\o\al(＋,4)反应转化为N2，故土壤中Fe2＋和Fe3＋的存在有利于从与其接触的水体中除去氮元素，D正确。6．(2024·佛山顺德区高三质检)氮是组成氨基酸的基本元素之一，在生物体内有极大作用。部分含氮物质的类别及相应化合价关系如图所示。下列说法不合理的是()A．a→b属于氮的固定B．d可用作制冷剂C．能与H2O反应生成f的物质只有cD．f的浓溶液须要保存在棕色试剂瓶中解析：选C。结合化合价可知，a为N2，b为NO，c为NO2，d为NH3，f为HNO3。A.由N2→NO，N元素由游离态转化为化合态，属于氮的固定，A说法合理；B.NH3易液化，液氨汽化时吸取大量的热，常用作制冷剂，B说法合理；C.NO2、N2O5均能与水反应生成HNO3，C说法不合理；D.浓硝酸见光易分解，须要保存在棕色试剂瓶中，D说法合理。7．氨是一种重要的化工原料，依据下图转化关系推断下列有关表述正确的是()A.浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放且用胶塞密封B．戊与丁反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2C．试验室中可以实行加热甲物质的方法制取氨D．向饱和NaCl溶液中依次通入过量的CO2和NH3，然后过滤可制得乙解析：选B。氨发生催化氧化生成NO和H2O，NO和O2反应生成NO2，故丙是NO、丁是H2O，戊是NO2；NO2和水反应生成硝酸和NO；氨和氯化氢反应生成氯化铵，甲是NH4Cl；氨、氯化钠、二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，乙是碳酸氢钠。A.浓硝酸见光易分解且易挥发，应用棕色试剂瓶盛放，浓硝酸具有强氧化性，能腐蚀橡胶塞，不能用胶塞密封，故A错误；B.NO2和水反应生成硝酸和NO，氮元素化合价部分由＋4价上升为＋5价、部分由＋4价降低为＋2价，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2，故B正确；C.NH4Cl受热分解生成的氨和氯化氢遇冷会重新化合生成氯化铵，不能实行加热NH4Cl的方法制取氨，故C错误；D.氨极易溶于水，二氧化碳在碱性溶液中溶解度增大，向饱和NaCl溶液中先通入过量的NH3，再通入CO2生成碳酸氢钠晶体，故D错误。8．以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3，主要试验流程如图1：已知：①Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O是放热反应。②N2H4·H2O的沸点约为118℃，具有强还原性，能与NaClO猛烈反应生成N2。(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，反应的离子方程式为____________________________________________________;试验中限制温度除用冰水浴外，还可缓慢通入Cl2，理由是_____________________________________________________。(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图2所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后，再快速升温至110℃接着反应。试验中通过滴液漏斗慢慢滴加NaClO碱性溶液的目的是____________________________，合成N2H4·H2O反应的离子方程式为______________________________________________________;运用冷凝管的目的是_______________________________。答案：(1)3Cl2＋6OH－eq\o(=,\s\up7(△))ClOeq\o\al(－,3)＋5Cl－＋3H2O避开反应过于猛烈，放出大量的热而导致温度上升(2)避开N2H4·H2O与NaClO猛烈反应生成N2CO(NH2)2＋ClO－＋2OH－=N2H4·H2O＋Cl－＋COeq\o\al(2－,3)削减水合肼挥发[素养提升]9．(2024·惠州高三调研)某学习小组设计试验探究NO与铜粉的反应并检验NO，试验装置如图所示(夹持装置略)。试验起从前，向装置中通入一段时间的N2，排尽装置内的空气。已知：在溶液中存在反应FeSO4＋NO=[Fe(NO)]SO4(棕色)，该反应可用于检验NO。下列说法错误的是()A．装置A中发生反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OB．装置D中红色铜粉变为黑色，NO发生的是氧化反应C．装置E中盛放的是FeSO4溶液D．装置F收集的气体主要为N2解析：选B。稀硝酸与铜反应生成的NO能被O2氧化，因此试验前须要通入N2，排尽装置中的空气，硝酸具有挥发性，生成的NO中混有少量硝酸蒸气，可先通过水吸取后干燥，再探究干燥的NO在加热时与铜的反应，未反应的NO可以用FeSO4溶液检验。A.装置A中稀硝酸与铜反应生成NO，反应的离子方程式为3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A正确；B.装置D中NO与铜单质在加热条件下发生反应生成氧化铜，红色铜粉变为黑色，该反应中NO转化为氮气，为氧化剂，发生还原反应，B错误；C.装置E中盛放的是FeSO4溶液，用于检验未反应的NO，C正确；D.装置F收集的气体主要为装置D中生成的N2，D正确。10．下述试验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论正确的是()①②③A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体确定都是氮氧化物B．②中产生红棕色气体，说明②中木炭与浓硝酸发生了反应C．③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭确定与浓硝酸发生了反应解析：选C。浓硝酸不稳定受热分解生成二氧化氮、氧气和水，所以①中还有氧气产生，故A错误；C与浓硝酸反应生成二氧化氮或浓硝酸受热分解生成二氧化氮，所以通过产生红棕色气体不能说明木炭与浓硝酸发生了反应，故B错误；由浓硝酸得到二氧化氮，氮元素化合价降低，发生还原反应，故C正确；木炭加热至红热，可与空气中的氧气反应生成二氧化碳，不愿定是与浓硝酸发生了反应，所以不能说明木炭确定与浓硝酸发生了反应，故D错误。11．某稀溶液中含有3.5molKNO3和2.2molH2SO4，向其中加入1.2molFe，充分反应(已知NOeq\o\al(－,3)被还原为NO)。下列说法正确的是()A．反应过程中转移的电子数为3NA(NA为阿伏加德罗常数的值)B．反应后生成NO的体积为24.64LC．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶3D．所得溶液中c(NOeq\o\al(－,3))＝2.4mol/L解析：选C。某稀溶液中含有3.5molKNO3和2.2molH2SO4，n(H＋)＝4.4mol，n(NOeq\o\al(－,3))＝3.5mol。向其中加入1.2molFe，充分反应(已知NOeq\o\al(－,3)被还原为NO)，首先发生的反应是Fe＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Fe3＋＋NO↑＋2H2O，若1.2molFe完全反应，消耗1.2molNOeq\o\al(－,3)、4.8molH＋，而H＋只有4.4mol，可见H＋消耗完，铁过量，故反应消耗1.1molFe、1.1molNOeq\o\al(－,3)，生成1.1molFe3＋、1.1molNO气体，铁还剩余0.1mol，过量Fe和反应产生的Fe3＋发生反应：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，因此0.1mol铁消耗0.2molFe3＋，生成0.3molFe2＋。1.1molNOeq\o\al(－,3)参与反应转移电子数为3.3NA，0.1molFe发生反应Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋，转移电子数为0.2NA，故反应过程中转移电子总数目为3.5NA，A错误；没有给出气体所处状态，无法计算反应生成的NO的体积，B错误；依据上述分析可知，所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝0.3mol∶(1.1－0.2)mol＝1∶3，C正确；所得溶液中剩余n(NOeq\o\al(－,3))＝3.5mol－1.1mol＝2.4mol，溶液体积未知，无法计算反应后溶液中硝酸根离子的浓度，D错误。12．含氮化合物的处理对环境疼惜意义重大。(1)用H2或CO催化还原NO均能达到消退污染的目的，反应的氧化产物为________________。(2)试验室常用NaOH溶液吸取NOx(NO和NO2的混合气体)，反应的化学方程式如下：(已知NO不能与NaOH溶液反应，不考虑NO2与N2O4的转化)NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O①若NOx能被NaOH溶液完全吸取，则x的取值范围为________。②若nmolNaOH恰好完全反应，则被吸取的NOx的体积为________L(标准状况)。(3)用V2O5作为催化剂，NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示，总反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________。(4)一种将氨氮(NHeq\o\al(＋,4))废水中的氮元素转化为N2脱除的机理如下：NHeq\o\al(＋,4)eq\o(→,\s\up7(O2/亚硝化菌),\s\do5(Ⅰ))NOeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(NHeq\o\al(＋,4)/厌氧氨氧化菌),\s\do5(Ⅱ))N2已知：氧气浓度越高，厌氧氨氧化菌活性越低。①参与Ⅰ中反应的n(NHeq\o\al(＋,4))∶n(O2)＝__________________________________________________。②废水溶解氧浓度(DO)对氮的脱除率的影响如图2所示。当1mg·L－1<DO<2mg·L－1时，随着DO增大，氮的脱除率下降的缘由可能是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________