氮及其重要化合物（练习）-2025年高考化学一轮复习（新教材新高考）

第03讲氮及其重要化合物

目录

01模拟基础练

【题型一］氮气及其化合物

【题型二】氮的固定和氮循环

【题型三】氮的氧化物

【题型四】氨气和铁盐

【题型五】硝酸的性质

【题型六】硝酸的计算

【题型七】氮及其化合物综合实验探究

02重难创新练

03真题实战练

题型一氮气及其化合物

1.(2024•浙江省宁波市镇海中学选考模拟)氮及其化合物的转化具有重要应用，下列说法不亚确的是

()

A.工业上模拟自然界“雷雨发庄稼”的过程生产HNOa

B.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为含氮化合物

C.氨气是重要的工业原料，可用于制备化肥和纯碱等大宗化学品

D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”

【答案】A

【解析】A项，自然界“雷雨发庄稼”的第一步是将空气中的氮气转化为NO,工业生产硝酸的第一步

是将氮气和氢气反应生成氨气，氨气催化氧化得到NO,NO被氧化为NO2,NO2和水反应最后得到硝酸，

A项错误；B项，氮的固定是是将N2转化为含氮化合物的过程，其中氮的固定包括自然固氮、人工固氮，

B项正确；C项，氨气作为重要的工业原料可以制备化肥和纯碱等大宗化学品，C项正确：D项，氮元素在

自然界中既有游离态又有化合态，多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”，D项正确；

故选Ao

2.下列说法中正确的是（）

A.氮气的化学性质不如磷活泼，故氮元素的非金属性弱于磷元素

B.磷酸比硝酸稳定，所以磷元素的非金属性比氮元素强

C.“雷雨发庄稼”所包含的化学变化有：N2-NO—NO2-HNO3T硝酸盐

D.NO与02反应生成NO2,属于氮的固定

【答案】C

【解析】氮和磷同主族，氮原子半径小、得电子能力强，故氮元素的非金属性强于磷；氮气的化学性

质很稳定是因为氮气分子中存在氮氮三键，断开该化学键需要较多的能量，与氮元素非金属性强弱无关，

故A错误。最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则该元素的非金属性越强，HN03是强酸而H3P。4是中强

酸，硝酸比磷酸酸性强，所以氮元素的非金属性比磷元素强，不能依据含氧酸的稳定性来比较元素的非金

属性强弱，故B错误。氮气与空气中的氧气在雷电作用下反应生成一氧化氮，一氧化氮不稳定极易被空气

中的氧气氧化转化为二氧化氮，二氧化氮与空气中的水反应生成硝酸，硝酸与土壤中的矿物相互作用，生

成可溶于水的硝酸盐，即植物生长所需要的氮肥，使植物生长得更好，故C正确。氮的固定是氮的游离态

转化为化合态，即氮气转化为氮的化合物，D错误。

3.不同价态含氮物质的转化如图所示，图中线路①②③是工业生产硝酸的主要途径。下列说法正确的

是（）°

①

I©।②③

NH3―>N2->NO^►NO2—*HNO3

A.①中的反应属于置换反应

B.②中的反应属于氮的固定

C.③中的化学方程式：2NO2+H2O——2HNO3

D.使用CuO作氧化剂可以实现④的转化

【答案】D

【解析】①中的反应是氨的催化氧化，4NH3+5O2里等4N0+6H20,不属于置换反应，A项错误；氮的

固定是游离态的氮转化为化合态的氮的过程，②中的反应为2NO+O2=2NO2,不属于氮的固定，B项错误；

③的过程中发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,C项错误；使用CuO作氧化剂可以发生反应

3CUO+2NH3A3CU+N2+3H2O,可以实现④的转化，D项正确。

4.（2024•浙江省义乌中学模拟）氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨

以及氨氧化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是（）

硝酸

A.合成塔内发生的反应中有非极性键的断裂和极性键的生成

B.氧化炉内发生的反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为5：4

C.使用NaOH溶液吸收尾气中的氮氧化物，NO和NO2是酸性氧化物

D.向吸收塔中通入。2的作用是氧化NO

【答案】C

【解析】氮气和氢气和成氨气，氨气和氧气反应生成一氧化氮和水，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和一氧化氮。A项，合成塔内为氮气和氢气反应生成氨气，有氮气和氢气

中的非极性键的断裂，和氨气中的极性键的形成，A正确；B项，氧化炉内的反应为

--

4NH3+5O2E4NO+6H2O,氨气为还原剂，氧气为氧化剂，则氧化剂和还原剂的物质的量比为5：4,B

正确；C项，一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物，C错误；D项，吸收塔中通入氧气是为了使一氧化氮

和氧气反应生成二氧化氮，促进氮的吸收为硝酸，D正确；故选C。

题型二氮的固定和氮循环

5.氮元素在海洋中的循环，是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程如图所示，

下列说法不正确的是（）

N2

海洋表面①

硝化作用

«ANO；

反硝化作用

N2O

A.海洋中的氮循环起始于氮的氧化

B.海洋中存在游离态的氮和化合态的氮

C.②中的含氮物质转化属于氮的固定

D.向海洋排放含NCh-的废水会影响海洋中NH4+的含量

【答案】A

【解析】A项，从图中可以看出，海洋中的氮循环起始于空气中N2的溶解，A不正确；B项，海洋中

存在N2、NH4+、NO3-等，所以存在游离态的氮和化合态的氮，B正确；C项，②中的含氮物质，由游离态

转化为化合态，则属于氮的固定，C正确：D项，向海洋排放含N03一的废水，会经过两次反硝化作用，并

可转化为NH4+,从而影响海洋中NH4+的含量，D正确；故选A。

6.自然界中的氮循环部分转化关系如图所示。

下列说法错误的是()

A.氮气分子结构稳定,常温很难和其他物质发生反应

B.I过程属于氮的固定

c.工业上也是利用图中I、II、in三个转化来生产硝酸的

D.图中n、in为硝化过程，均可通过加入氧化剂实现

【答案】c

【解析】A项，氮气分子中含有氮氮三键结构稳定，常温很难和其他物质发生反应，故A正确；B项,

氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮，I过程从N2到NH4+,属于氮的固定，故B正确；C项，工业

上是通过氨的催化氧化生成NO、NO被氧化为NO2、NO2和水反应三个转化来生产硝酸的，故C错误；D

项，图中II中氮从-3价升高到+3价、III中氮从+3价升高到+5价，都为硝化过程，均可通过加入氧化剂实现,

故D正确；故选C。

7.自然界中存在很多物质循环过程。下图是自然界中氮循环示意图，请回答下列问题：

(1)自然界中的固氮和人工固氮的共同点是。

(2)硝化细菌可以将氨氧化成亚硝酸，请配平该反应：NH3+02THNO2+H2O,

其中还原产物为o

(3)根据循环图判断下列说法不正确的是。

a.氮元素均被氧化

b.含氮无机物和含氮有机物可相互转化

c.工业合成氨属于人工固氮

d.模拟生物固氮是人工固氮发展的方向

【答案】（1）将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物

（2）2、3、2、2HNCh和H2O（3）a

【解析】（1）将氮元素由游离态转化为化合态氮元素的过程称为氮的固定，因此自然界中的固氮和人工

固氮的共同点是将游离态的氮转化为化合态的氮或将氮气转化为氮的化合物；（2）根据方程式可知氨气中氮

元素化合价从一3价升高到+3价，失去6个电子，氧气中氧元素化合价从0价降低到一2价，得到2个电子,

根据电子得失守恒可知配平后的方程式为2NH3+3O2=2HNO2+2H2。，氧气是氧化剂，则还原产物为HNO2

和H2O；（3）a项，碳、氢、氧三种元素也参与了氮循环，如硝酸盐中氮元素的化合价为+5价，被细菌分解

变成大气中氮气单质，氮元素由+5-0,属于被还原，故a错误；b项，氮循环中镀盐和蛋白质可相互转化，

镂盐属于无机物，蛋白质属于有机物，含氮无机物和含氮有机物可相互转化，故b正确；c项，工业合成氨

是将N2与H2在一定条件下反应生成NH3,属于人工固氮，故c正确；d项，生物固氮是生命科学中的重大

基础研究课题之一，为植物特别是粮食作物提供氮、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染

和疾病，因此模拟生物固氮是人工固氮发展的方向，故d正确。故选a。

题型三氮的氧化物

8.标况下，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，充分反应后，下列叙述不正确的是（设试

管中的溶质不往试管外扩散X）

A.溶液体积占试管容积的2/3

B.此反应中水既不作氧化剂也不作还原剂

C.试管内溶液中溶质的物质的量浓度为l/22.4mol/L

D.若将试管中的气体改为氯化氢或氨气，则水充满试管

【答案】A

【解析】A项，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，发生的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO,

12

溶液体积占试管容积的一x—=1/3,A正确；B项，将一盛有等体积NO、NO2的试管倒立在水槽中，发

23

生的反应为3NO2+H2O=2HNO3+NO,水既不是氧化剂又不是还原剂，B正确；C项，试管内溶液中溶质是

IT”2

23

硝酸，设试管容积为VL,浓度为22y/嘤=1/22.4mol/L,C正确；D项，若将试管中的气体换为氯化

-VLx-

23

氢或者氨气，二者均易溶于水，因此水充满试管，D正确。

9.在一定温度和催化剂作用下，NO跟NH3可以发生反应生成N2和H2O。现有NO和NH3的混合物1

mol,充分反应后所得产物中，经还原得到的N2比经氧化得到的N2多1.4g。已知反应的化学方程式：4NH3

+6NO5N2+6H2O,则下列说法正确的是（）

A.当转移的电子数约为3.612x1023时，则标准状况下有4.48L氨气被还原

B.氧化产物和还原产物的物质的量比为3:2

C.若以上反应进行完全，原混合物中NO与NIL的物质的量之比为可能为3：7

D.若有混合物中有0.2molNH3,则参与反应的NO为0.8mol

【答案】C

【解析】当转移的电子数约为3.612x1023时，转移电子的物质的量为0.6mol,则发生反应的NH3的物

质的量为0.2mol,标准状况下体积为4.48L,但是氨气中N的化合价升高被氧化，A错误；根据分析过程

可知氧化产物和还原产物的物质的量比为2：3,B错误；原混合物中NO与NIL的物质的量之比为可能为

3：7或4：1,C正确；分析反应的化学方程式可知，有0.2molNH3参加反应，需要0.3molNO,此时还有

0.5molNO乘！］余，D错误。

10.（2024•浙江省金华曙光中学质检）某化学反应在催化剂条件下的转化过程的微观示意图如图所示。

下列有关说法不正确的是

O氧原子

O氮原子

•碳原子

A.该反应中，氧化性：NO>CO2

B.该反应可表示为2NO+2co催化剂N2+2CO2

C.该反应中，被氧化与被还原的元素的质量之比为7：6

D.每生成标准状况下2.24LN2,转移的电子数为0.4NA

【答案】C

【解析】根据图像可知，该反应为2NO+2co催化剂N,+2CCb。A项，该反应中，NO为氧化剂，CO2为

氧化产物，则氧化性：NO>CO2,A正确；B项，分析可知，该反应可表示为2NO+2co催化剂N2+2CO2,

B正确；C项，该反应中，被氧化的元素是碳元素，被还原的元素是氮元素，则被氧化与被还原的元素的质

量之比为6：1,C错误；D.每生成标准状况下2.24LN2,转移的电子0.4mol,即电子数为0.4NA,D正确；

答案为C。

11.（2024•湖北省武汉市期中）硝酸工业常用碱溶液吸收废气中的NO、NO2气体。某实验小组将相同体

积不同组成的废气分别通入到相同的足量NaOH溶液中充分吸收，测得生成的NO3->NO2-两种离子的物质

W(NO2)

的量("tnol)与废气中NO2的物质的量分数x变化关系如图所示(图中仅画出部分关系)。

«(NO)+W(NO2)

下列说法正确的是()

A.参与反应的NaOH物质的量为2moiB.随充值增大，溶液中n(N03-)+MNOr)增大

C.当0<x40.5时，n=2xD.当0.5<xVl时，反应中转移的电子为Imol

【答案】D

【解析】A项，由图可知，x=0.5时，只发生反应：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,硝酸根的物质的

量为0,亚硝酸根的物质的量为2mol,当x=l时，只发生反应：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,所以

线段a表示亚硝酸根，所以线段b表示硝酸根，混合气体的物质的量是2mol,当x<0.5时，NO有剩余，

因此消耗氢氧化钠的物质的量小于2mol,故A错误；B项，当x<0.5时，NO有剩余，此时随x值增大，

溶液中n(NO3-)+n(NO2-)增大，x>0.5时，此时随x值增大，溶液中n(NC)3-)+MNOQ不变，故B错误；C

项，当0<xW0.5时，只发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2。，混合气体中NCh的物质的量是2xmol,

所以〃=4x,故C错误；D项，当0.5<xVI时，发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2。，过量的NCh

继续反应2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,根据方程式可判断每生成ImolNaNCh或ImolNaNO3,均

转移Imol电子，所以转移电子的物质的量是Imol,故D正确；故选D。

题型四氨气和钱盐

12.某同学探究氨气和镂盐的性质，对相关实验操作及现象描述正确的是()

A.室温下测定等浓度氨水和NaOH溶液的pH,比较氨水和NaOH碱性强弱

B.向试管中滴加稀NaOH溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口，若试纸不变蓝，则原溶液中无NH*

C.液氨作为清洁能源的反应原理是4NH3+5O2便事4N0+6H2。

D.加热可除去NH4cl中的少量NaHCCh

【答案】A

【解析】NH3H2O是弱电解质，NaOH是强电解质，前者部分电离，后者完全电离，故通过室温下测定

等浓度氨水和NaOH溶液的pH,可比较氨水和NaOH碱性强弱，A正确；NH3极易溶于水，稀溶液中不加

热NH3不能逸出，无法确定是否含NHrB错误；NH3不易燃烧，产生的NO是大气污染物，不能作清洁

能源，C错误；NH4cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。

13.实验室制取氨、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是()

日/饱和

期食盐水

T

A.用装置甲制取氨

B.用装置乙收集氨时气体应该从a口进b口出

C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜

D.可以用装置丁吸收氨，进行尾气处理

【答案】B

【解析】A项，装置中的氯化镂固体分解生成氨和氯化氢气体，在试管口处重新反应生成固体氯化锭,

错误；B项，氨密度比空气小，用乙装置收集NE时，从a口进b口出，正确；C项，氧化铜被还原为铜、

氧化亚铜都是红色固体，错误；D项，氨极易溶于水，导管直接插入水溶液中吸收易发生倒吸，错误。

14.如下图，利用培养皿探究氨的性质。实验时向NaOH固体上滴几滴浓氨水，立即用另一表面皿扣

在上面。下表中对实验现象所做的解释正确的是（）

浓盐酸NaOH固体

世湿润红色石蕊试纸

氯化物溶液乂之二^干燥红色石蕊试纸

选项实验现象解释

A浓盐酸附近产生白烟NH3与浓盐酸反应产生了NH4C1固体

B浓硫酸附近无明显现象NH3与浓硫酸不发生反应

C氯化物溶液变浑浊该溶液一定是A1CU溶液

干燥红色石蕊试纸不变色，湿润

DNH?是一种可溶性碱

红色石蕊试纸变蓝

【答案】A

【解析】NH3能与HC1发生化合反应，生成NH4cl白色固体，NH3也能与H2s。4发生化合反应，生成

（NH4）2SO4;NH3与氯化物溶液反应生成氢氧化物沉淀，该氯化物可以是氯化铝、氯化镁等；NH3溶于水生

成NH3H2O,NH3H2O属于碱，NH3不属于碱。

题型五硝酸的性质

15.下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论第送的是（）

①②③

A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体

B.红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应

C.由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C02，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应

【答案】D

【解析】①中灼热碎玻璃起加热作用，浓硝酸受热分解生成红棕色NO2,硝酸中氮元素化合价降低，

必有元素化合价升高，只能为氧元素，因此，还有02生成，产生的气体为混合气体，A项正确；由①可知,

浓硝酸受热分解可生成红棕色气体，所以②中产生的红棕色气体不一定是木炭与浓硝酸发生反应产生的，B

项正确；③中浓硝酸挥发才能与红热木炭接触，产生的N02是还原产物，C项正确；红热的木炭还可与空

气中的。2发生反应生成C02,不一定是木炭与浓硝酸发生反应生成了C02,D项错误。

16.下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是（）

实验操作现象解释或结论

过量的Fe粉中加入稀HNCh，充分

①溶液呈红色稀HNCh将Fe氧化为Fe3+

反应后，滴入KSCN溶液

②

浓HNO3久置或光照变黄色HNO3不稳定易分解

A1箔表面被HNCh氧化，

③A1箔插入稀HNO3中无现象

形成致密的氧化膜

用玻璃棒蘸取浓HNO3点到蓝色石试纸先变红色后褪浓HNCh具有酸性和强氧

④

蕊试纸上色化性

A.①②B.③④C.②③④D.②④

【答案】D

【解析】过量的铁粉加入稀HN03,充分反应后生成Fe2+,加入KSCN溶液时颜色不变，故①错误；

浓HNCh久置变黄是HNCh分解产生的NO2溶于HNCh所致，故②正确；A1箔遇浓HNCh钝化，稀HNCh

会使Al箔溶解，故③错误；浓硝酸具有酸性和强氧化性，可使蓝色石蕊试纸先变红色后褪色，故④正确，

选D。

17.实验室可用KNO3固体与酸反应制取硝酸，其实验装置如图所示（加热装置已省略）。

下列说法错送的是（）

A.该装置不用橡皮塞和橡皮管，可避免被酸腐蚀

B.制取硝酸时曲颈甑中盛放的是硝酸钾和稀硫酸

C.用流水冷却，可促进硝酸蒸气冷凝，避免形成酸雾

D.该装置用于制取液澳时，可在曲颈甑中加入NaBr、MnCh及浓硫酸

【答案】B

【解析】硝酸具有强氧化性，会腐蚀橡皮塞和橡皮管，A项正确；该反应的原理是利用高沸点浓硫酸

制备低沸点的硝酸，则曲颈甑中盛放的是硝酸钾和浓硫酸，B项错误；硝酸沸点低，用流水冷却，可促进硝

酸蒸气冷凝，避免形成酸雾，C项正确；NaBr、MnCh及浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸钠、澳单质、硫

酸锦和水，澳单质易挥发，故可用该装置制取液澳，D项正确。

18.一定温度下探究铜与稀硝酸的反应，反应过程如图:

无

色

气

体

下列说法不正确的是（

A.过程I中生成气体的离子方程式为3Cu+8H++2NO9-3Cu2++2NOf+4H2。

B.过程in反应速率比过程i快的原因是反应放热使温度升高致使速率加快

c.当活塞不再移动时，即使再抽入空气，金属铜屑也不继续溶解

D.②振荡时，针管内可能会发生的反应有4NO2+O2+2H2O-4HNO3

【答案】c

【解析】铜与稀硝酸的反应产物为NO,反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO5=3Cu2++2NOT+4H2。,

故A正确；铜和稀硝酸的反应放热，随反应的进行，体系内的温度升高，温度越高反应速率越快，故B正

确；活塞不再移动时，再抽入空气，NO、氧气和水发生反应生成硝酸，能继续溶解铜，故C错误；②振荡

时，针管内的二氧化氮、氧气和水可以发生反应生成硝酸，反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,

故D正确。

题型六硝酸的计算

19.1.92g铜投入一定量浓HNO3中，铜完全溶解，生成气体颜色越来越浅，共收集到672mL气体（标

准情况）。将盛有此气体的容器倒扣在水中，通入标准情况下一定体积的02,恰好使气体完全溶于水中，则

通入02的体积为（）

A.672mLB.168mLC.504mLD.336mL

【答案】D

【解析】根据在反应过程中铜失去电子变为铜离子，而硝酸先被还原为二氧化氮，随着反应进行浓硝

酸变稀，硝酸被还原为一氧化氮，再通入氧气后将氮的氧化物氧化为硝酸。整个过程中发现硝酸没有发生

变化，实质反应是铜和氧气间的反应。根据电子守恒法得〃(CU)X2=〃(O2)X4,解得〃(C)2)=0.015mol,标况下

J^nxFm=0.015molx22.4L/mol=0.336L=336mLo故选D。

20.某稀溶液中含有4moiKNO3和2.5molH2so4,向其中加入1.5molFe,充分反应(已知NO5被还

原为NO)。

下列说法正确的是()

A.反应后生成NO的体积为28L

B.所得溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=l：1

C.所得溶液中c(N(")=2.75mol-Lr

D.所得溶液中的溶质只有FeS04

【答案】B

【解析】铁若生成Fe3+,应消耗6moiH+,若生成Fe?+消耗4moiH卡,根据题给物质的量关系可知应

n(Fe2+)+〃(Fe3+)=1.5mol

3+

同时生成Fe2+、Fe,则有：/(Fe2+)+4;j(Fe3+)=5mof解得"(Fe2+)=0.75mol,〃(Fe3+)=0.75mol,

3

075molx275molx3

则生成NO：-+0-^L25m01oA项中未指出NO所处的状态，无法计算生成的NO气体

3

的体积；C项中不知道溶液的体积，无法计算NO?的浓度；D项中根据原子守恒，溶液中的溶质肯定还有

K2so4,所以A、C、D均不正确。

21.将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO

和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生

成NaNCh。下列说法不正确的是()

A.标准状况下，通入的02体积为5.6L

B.向反应后的溶液加NaOH,使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为l.Omol

C.标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO2

D.硝酸的物质的量浓度为10.0mol-LT

【答案】D

【解析】32g的铜的物质的量为0.5mol；11.2L的NO和NO2的物质的量为0.5mol,设混合气体中NO

的物质的量为x,NO2的物质的量为y,贝i]x+yM).5,反应过程中铜全部被氧化成C#+,根据电子守恒有

3x+y=0.5x2,和前式联立可得x=0.25mol,y=0.25mol；设氧气的物质的量为z,NO和NO2全部转化为NaNCh,

则根据电子守恒有0.5X2=4Z,解得z=0.25mol；根据元素守恒可知生成的〃(NaNC)3)=0.5mol。A项，根据分

析可知通入的。2为0.25moL标况下体积为0.25molx22.4L/mol=5.6L,故A正确；B项，当硝酸无剩余时消

2+

耗的NaOH最少，此时NaOH只与Cu反应生成Cu(OH)2沉淀，根据元素守恒可知此时

〃(NaOH)=2〃(Cu2+)=0.5molx2=lmol,故B正确；C项，根据分析可知，混合气体中有0.25molNO和0.25molNC>2,

即标准状况下的5.6L的NO和5.6L的NC>2,故C正确；D项，由于不知道和铜反应后硝酸是否有剩余，所

以无法计算硝酸的浓度，故D错误；故选D。

22.向500mL稀硝酸中加入一定质量的铁粉，恰好使铁粉完全溶解，放出NO气体5.6L(标准状况)，

同时溶液质量增加9.3g。下列判断正确的是()

A.原溶液中投入铁粉物质的量是0.25mol

B.原溶液中HNO3的浓度是2.0mol-L-1

C.反应后的溶液中还可溶解9.6g铜

D.反应后的溶液中c(Fe2+)：c(Fe3+)=l：2

【答案】B

【解析】"(NO)=----5,6-3；=0.25mol,%(NO)=0.25molx30g-mol-1=7.5g。m(Fe)=9.3g+7.5g=

22.4Lmol1

16.8g,几(Fe)=—电殳J;=0.3mol,由得失电子守恒知反应后溶液中存在Fe?+、Fe3+,贝!J〃(Fe2+)+〃(Fe3+)

56gmol1

=0.3mol,2n(Fe2+)+3«(Fe3+)=0.25mol><3,解得〃(Fe?+)=0.15moLn(Fe3+)=0.15moLn(HNO3)=2w(Fe2

+3+-1

)+3H(FC)+H(NO)=0.15molx2+0.15molx3+0.25mol=lmol,c(HNO3)=^y^=2.0molLo还可溶解

vj(Fp3+)

铜：〃(Cu)=-------------=0.075mol,m(Cu)=0.075mol><64gmor1=4.8go

23.足量铜与一定量的浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和Nth、NO的混合气体2.24L(标准状况下)，这

些气体与一定体积02(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液

中加入4mol-L-'NaOH溶液至C/+恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是50mL,下列说法正确的是

()。

A.参加反应的硝酸的物质的量为0.2mol

B.消耗氧气的体积为2.24L(标准状况下)

C.铜和硝酸反应过程中转移电子的物质的量为0.3mol

D.混合气体中含NO2L12L(标准状况下)

【答案】D

【解析】A项，沉淀量达到最大，溶液中溶质为NaNCh,根据N元素守恒，参加反应的硝酸的物质的

32+

量〃(NaNO3)+力(NO、N02)=(50X10-X4+||1)mol=0.3mol,错误；B项，Cu+2OH'-Cu(OH)2；,根据离子

方程式求出参加反应的铜的物质的量〃(Cu)=50xl0-3号mol=0.1mol,根据分析,铜失去的电子最终给了氧气，

根据得失电子守恒，得〃(CU)X2=〃(O2)X4,贝！］〃(C)2)=竽mol=0.05mol,在标准状况下氧气的体积为0.05

molx22.4L-mol^l.HL,错误；C项，铜和硝酸反应失去电子的物质的量为0.1molx2=0.2mol,错误；D

项，设NO的物质的量为xmol,则NO2的物质的量为根据得失电子守恒，得3x+(|段-x)=0.2,

解得x=0.05,因此在标准状况下NO2的体积为N05molx22.4L-moH=1.12L,正确。

题型七氮及其化合物综合实验探究

24.(2024•河北省部分学校高三七调考试)某化学教师利用如图装置(部分装置省略)改进铜与硝酸及相关

反应。

回答下列问题：

(1)按图所示装置组装实验仪器，打开Ki、K2、K3、K5,关闭K4,并向两侧烧杯中加水至___________,

用气压法检查装置气密性。

(2)在集气瓶中的下层加入四氯化碳，上层加入水，并将绕有铜丝固定的封铁短玻璃导管固定于下层；

关闭K2、K3、K4、K5，打开Ki,用磁铁固定绕有铜丝固定的封铁短玻璃导管于试管口，加入3mL浓硝酸,

关闭K1,打开K2、K3、K5,将铜丝移入浓硝酸中，其中四氯化碳的作用是；铜与浓硝酸反应

现象为;其反应的离子方程式为o

(3)pH传感器读数逐步下降到1以下时，将铜丝与浓硝酸脱离，(填操作)，此时右侧烧杯内

的NaOH溶液会倒吸入具支试管中，同时产生蓝色沉淀。

(4)用磁铁将集气瓶中的铜丝移至水层，水层中产生无色气体，同时溶液变为蓝色，水层发生反应的离

子方程式为o

(5)针筒中充满红棕色气体，颜色逐渐变浅，并产生白烟，白烟名称为0

(6)左侧烧杯中NaOH溶液的作用：=

(7)任写一条该实验设计的优点：。

【答案】(1)浸没导管末端

(2)防止倒吸产生大量红棕色气体，溶液呈现蓝色

2+

Cu+4H++2NO3-=Cu+2NO2t+2H2O

(3)关闭K2,打开KI

2+

(4)3Cu+8H++2NO3-=3Cu+2NOf+4H2O

⑸硝酸镂

(6)吸收尾气，防止污染

（7）体系密封，无污染

【解析】该实验的实验目的是针对铜与浓硝酸反应生成的二氧化氮会污染环境的缺陷，设计多反应、

多现象一体化的实验装置，达到体系密封，无污染气体逸出的实验目的。（1）由实验装置图可知，检查装置

气密性的操作为打开Ki、K2、K3、K5,关闭K-并向两侧烧杯中加水至浸没导管末端，形成封闭体系，用

酒精灯微热集气瓶的底部，若烧杯的水中有气泡逸出，冷却后，导气管中产生一段水柱，说明装置气密性

良好，故选浸没导管末端；（2）二氧化氮易溶于水，能与水反应生成硝酸和一氧化氮，若二氧化氮直接通入

水中，会因气体压强减小而产生倒吸，所以将二氧化氮通入四氯化碳中，可以隔绝二氧化氮与水的接触，

能起到防止产生倒吸的作用；试管中铜与浓硝酸能剧烈反应生成硝酸铜和红棕色的二氧化氮和水，反应的

离子方程式为Cu+4H++2NO3=Cu2++2NO2T+2H20,实验中观察到的实验现象为，故选防止倒吸；产生

大量红棕色气体，溶液呈现蓝色；Cu+4H++2NO3=Cu2++2NO2f+2H20；（3）二氧化氮能与氢氧化钠溶液

反应使试管中的气体压强减小，所以使右侧烧杯内的氢氧化钠溶液会倒吸入具支试管中，同时产生蓝色沉

淀的操作为pH传感器读数逐步下降到1以下时，将铜丝与浓硝酸脱离，关闭K2,打开Ki,使二氧化氮与

烧杯中氢氧化钠溶液接触反应，使试管内的气体压强减小，在外界大气压的作用下，将氢氧化钠溶液压入

试管中，使氢氧化钠溶液与反应生成的硝酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀；（4）集气瓶中二氧化氮与水

反应生成硝酸和一氧化氮，实验中，用磁铁将集气瓶中的铜丝移至水层时，铜会与稀硝酸反应生成硝酸铜、

一氧化氮和水，反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3CU2++2NOT+4H2。；（5）针筒中的二氧化氮与水

蒸气反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸与浓氨水挥发产生的氨气反应生成硝酸钱时，会产生大量白烟；（6）由

实验装置图可知，左侧烧杯中盛有的氢氧化钠溶液用于是吸收氮的氧化物，防止污染空气；（7）该实验设计

达到了多反应、多现象一体化设计目的，具有体系密封，无污染的优点。

25.（2024•福建省福州市福建师大附中期中）某化学自主实验小组通过实验探究NIL、NO2的性质。

探究I：利用如图所示装置探究N02能否被NH3还原（Ki、&为止水夹，夹持固定装置略去）。

（1）写出装浓氨水的仪器名称o

（2）A装置中制取NH3的化学方程式是，实验室用两种固体混合加热制氮气的方程式

是O

（3）E装置中制取N02的离子方程式0

（4）若NO2能够被NH3还原，预期C装置中能观察到的现象是。

探究n：用下列装置探究NO2、。2混合气体的喷泉实验。

(5)请在G装置中的虚线上描出导管实线图________o

(6)G装置中浓硫酸有三种作用：混合NCh、。2气体；干燥N02、02；=

(7)将G装置上面的圆底烧瓶收集满气体进行喷泉实验，若混合气体全部被吸收，则所得溶液物质的量

浓度为mol(标准状况下，保留两位有效数字)。

【答案】(1)分液漏斗

(2)NH3-H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3?Ca(OH)2+2NH4ClACaCl2+2NH3t+2H2O

(3)Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NC)2f+2H2O

(4)混合气体颜色变浅

(6)观察气泡的生成速率，控制混合气体的比例

(7)0.036

【解析】探究I：A装置用于制备氨气，B装置用于干燥氨气，E装置用于制备NO2,D装置用于干燥

N02，C装置中氨气和N02发生反应；探究II：F装置用于制取氧气，H装置用于制取NC>2,G装置用于混

合N02、02气体，干燥NO2、02,并观察气泡的速率，以便于控制混合气体的比例，圆底烧瓶用于收集NO2、

02气体。(1)根据仪器构造可知，装浓氨水的仪器为分液漏斗。(2)浓氨水和生石灰发生的化学反应方程式为

NH3H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3T0实验室还可以用氯化镂和氢氧化钙两种固体混合加热制氮气，方程式是

Ca(OH)2+2NH4ClAcaC12+2NH3t+2H2Oo(3)铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，反应的离子方程

式为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2T+2H2。»(4)若NO2能够被NH3还原，则在装置C中发生的反应为

6NO2+8NH3=7N2+12H2O,随着红棕色的NO2被消耗，装置C中混合气体的颜色逐渐变浅。(5)氧气和二氧

化氮的密度均比空气密度大，应用向上排空气法收集，故应进气管短，出气管长，故G装置中的虚线上描

出导管实线图为：u=U。(6)G装置中浓硫酸有三种作用：除了混合N02、02气体、干燥N02、。2以外，

还有观察气泡的速率，以便于控制混合气体的比例。(7)烧瓶中充满溶液，反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3恰

好发生，HN03的物质的量等于NO2的物质的量，溶液体积等于NO2和。2的总体积，设烧瓶总体积为5L,

则NO2的体积为4L,物质的量为22.4L/mol5.6,溶液的体积为5L,硝酸的物质的量浓度为：

1,

——mol

5.6___

5L=0.036mol/Lo

26.(2024•广东省广州市教学质量监测)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化

剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：

I.氨气的制备

(1)实验室制备氨气的化学方程式为。

(2)装置B中的干燥剂可以选用。

(3)气体通过C、D装置时，试纸颜色会发生变化的是(填字母)，原因是o

II.氨气与二氧化氮的反应

(4)二氧化氮的制备：铜和浓硝酸产生NO2的离子方程式是0

(5)将I中收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入(5)中产生的NC)2(两端

用夹子Ki、处夹好)。

KiK2

l|I|I

XY

在一定温度下按图示装置进行实验。打开Ki，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中，Y管

中实验现象是；反应的化学方程式o

in.某氨氮废水(NH4+、NH3-H2。)的生物法处理流程如图所示：

氨氮废水低浓度氨氮庞永］~上~>硝酸废水叫达标废水

(6)检验氨氮废水中含有NH4+的方法是：=

⑺过程n在硝化细菌作用下实现NH4+-NO2-TNO3-的转化；称为硝化过程。在碱性条件下实现上述硝

化过程的总反应的离子方程式为：o

【答案】(1)Ca(OH)2+2NH4ClACaCl2+2NH3t+2H2O

(2)碱石灰

(3)D干燥的氨气没有碱性，氨气与湿润的红色石蕊试纸中的H20反应生成一水合氨，一水合氨呈

碱性使湿润的红色石蕊试纸变蓝

(4)Cu+4H++2NO3-=CU2++2NO2T+2H2。

(5)红棕色气体颜色变浅，管壁上出现水珠8NH3+6NO2里空7N2+12H2。

(6)向氨氮废水中加入NaOH溶液，然后加热，若生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明有

钱根离子

+

(7)NH4+2O2+2OH-硝化细菌N0f+3H,0

【解析】A装置中氢氧化钙和氯化核加热条件下反应生成氨气，生成的氨气经过B干燥后进入C中，

干燥的氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝，C中试纸无变化，D中NHs与水结合生成一水合氨，D中湿

润的红色石蕊试纸变蓝。E中氨气与浓盐酸反应生成氯化镂，E中出现白烟，F作用为吸收多余的氨气，且

进行了防倒吸处理。(1)实验室用氢氧化钙与氯化钱共热的方法制备氨气，化学方程式为

Ca(OH)2+2NH4ClACaCl2+2NH3t+2H2Oo(2)B中的干燥剂不能与氨气反应，可选用碱石灰作干燥剂。(3)气

体通过C、D装置时，试纸颜色发生变化的是D,原因为干燥的氨气没有碱性，氨气与湿润的红色石蕊试纸

中的H2O反应生成一水合氨，一水合氨呈碱性使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(4)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、

N02和水，离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NC)2T+2H20。(5)NH3和N02在催化剂作用下反应生成N2

和H2O,因此可观察到Y管中红棕色气体颜色变浅，管壁上出现水珠，化学方程式为

8NH3+6NO2壁空7冲+12压0。(6)检验钱根离子的方法为向氨氮废水中加入NaOH溶液，然后加热，若生

成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则说明有镂根离子。(7)碱性条件下，镂根离子与氧气、0H-反应生

成硝酸根离子和水，离子方程式为NH4++2O2+2OH硝化细菌NCH-+3H式入

1.(2024•江苏省南通市二模)下列含氮化合物的结构与性质或性质与用途具有对应关系的是()