1、第四讲 氮及其化合物1下列关于氮及其化合物的说法正确的是()AN2分子的结构稳定，因而氮气不能支持任何物质的燃烧B液氨汽化时要吸收大量热，因而液氨可用作制冷剂CNO可用向上排空气法或者排水法收集D浓硝酸保存在棕色瓶内是因为硝酸易挥发【答案】B【解析】 Mg能在N2中燃烧，A项错误；NO能与空气中的O2反应生成NO2，C项错误；浓硝酸见光易分解，故保存在棕色瓶内，D项错误。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N2CNO
2、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2NOO24CO4CO2N2【答案】D【解析】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：2NOO2=2NO2,2NO24CO=N24CO2，将两步反应式合并可得总化学方程式为2NOO24CO4CO2N2。3下列说法不正确的是()A在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解B某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体的水溶液一定显碱性C铜与稀硝酸反应的离子方程式为3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2ODHN
3、O3NONO2，以上各步变化均能通过一步实验完成【答案】A【解析】A项中加入Cu(NO3)2固体后，Cu和H、NO发生反应：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，该项不正确。4已知氨气极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做氨气尾气吸收的是()【答案】C【解析】A项，氨气不溶于CCl4，不会发生倒吸；B项，导管末端连接倒置漏斗，漏斗下沿刚好没入水中可有效防止倒吸；C项，会发生倒吸；D项，导管末端连接干燥管，干燥管细口没入水中少许可有效防止倒吸。5为使天空更蓝，空气质量更好，很多电厂都采用了脱硫技术，现在又在考虑脱硝(氮)，脱硝是除去煤燃烧过程中产生的()AN2BNOxCNH
4、3 DNH4NO3【答案】B【解析】 N2和NH4NO3不需要处理，A、D项错误；燃烧过程中不会产生NH3，C项错误。6.如图所示，向一定量的铁粉中加入一定体积12 molL1的硝酸并加热，待反应结束时，下列微粒在体系中一定大量存在的是()NOFe3HNONO2ABC D【答案】B【解析】Fe与浓HNO3反应时，开始生成的还原产物是NO2，并且若铁少量时，还原产物只有NO2；当铁过量时，氧化产物是Fe2，当HNO3过量时，氧化产物是Fe3。因产物有硝酸盐，故溶液中一定还有NO。7某同学用滤纸折成一个纸蝴蝶并喷洒一种溶液(保持湿润)，挂在铁架台上。另取一只盛某种溶液的烧杯，放在纸蝴蝶的下方(如右
5、图)。过一会儿，发现纸蝴蝶变为红色。下表的组合中，能够实现上述变化的是()纸蝴蝶上的喷洒液石蕊酚酞酚酞石蕊小烧杯中的溶液浓盐酸浓氨水NaOH溶液浓硫酸A BC D【答案】A【解析】浓盐酸易挥发，酸性气体HCl遇石蕊变红；浓氨水易挥发，碱性气体NH3遇酚酞变红。8等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是()AFeO BFe2O3CFeSO4 DFe3O4【答案】A【解析】FeO、FeSO4及Fe3O4(可写成Fe2O3FeO)与稀硝酸反应时均为铁元素被氧化，且氧化产物均为Fe3，还原产物均为NO。等质量的还原剂与稀硝酸反应时转移电子的物质的量越多，放出NO的物质的量越多，由Fe
6、O、FeSO4及Fe3O4的化学式及铁元素的化合价可看出等质量的三种物质参与反应时，FeO转移电子的物质的量最多。Fe2O3与稀硝酸反应时无NO气体放出。9“封管试验”具有简易、方便、节约、绿色等优点。观察下列四个“封管试验”(夹持装置未画出)，判断下列说法正确的是()A加热时，a上部聚集了固体NH4Cl，说明NH4Cl的热稳定性比较好B加热时，发现b中I2变为紫色蒸气，在上部又聚集为紫黑色的固体C加热时，c中溶液红色变深，冷却后又变浅D水浴时，d内气体颜色变浅，e内气体颜色加深【答案】B【解析】A选项，NH4Cl受热分解生成NH3、HCl，在上部化合生成固体NH4Cl，A选项错误；B选项，I
7、2易升华，正确；C选项，氨气易挥发，加热时，氨水浓度减小，碱性减弱，溶液红色变浅，C选项错误；2NO2N2O4为放热反应，所以d内气体颜色变深，D选项错误。10为证明稀硝酸与铜反应产物中气体为NO，设计右图实验(实验过程中活塞2为打开状态)，下列说法中不正确的是()A关闭活塞1，加入稀硝酸至液面a处B在装置左侧稍加热可以加快稀硝酸与铜的反应速率C通过关闭或开启活塞1可以控制反应的进行D反应开始后，胶塞下方有无色气体生成，但不能证明该气体为NO【答案】A【解析】 A选项，关闭活塞1，将无法加液体到液面a处，错误；C选项关闭活塞1，生成的NO把稀硝酸压向右边，使铜丝与稀硝酸分离，正确；D选项，想证
8、明该气体为NO，必须使NO与O2接触，生成红棕色NO2。11实验室里可按如图所示的装置干燥、贮存某气体R，多余的气体可用水吸收，则R是()ANO2 BHClCCH4 DNH3【答案】D【解析】由储气瓶的连接方式知，瓶内只能收集密度小于空气的气体，NO2、HCl排除；由尾气吸收装置知，该气体为极易溶于水，C项被排除。12下列说法不正确的是()A(北京T8)在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解B(天津T3)某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性C(广东T12)铜与稀硝酸反应的离子方程式为：3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2OD(江苏T3)
9、HNO3NONO2，以上各步变化能通过一步实现【答案】A【解析】A项中：3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2O，该项不正确。13在如右图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体c呈喷泉状态喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是表中的()a(干燥气体)b(液体)ANO2H2OBNO4 molL1 NaOH溶液CCl2饱和NaCl溶液DNH31 molL1盐酸【答案】D【解析】A项能形成喷泉，但最终溶液充满烧瓶的，不符合题意；B、C项不能形成喷泉；D项能形成喷泉，且溶液最终充满烧瓶。14无色的混合气体甲中可能含NO、CO2、NO
10、2、NH3、N2中的几种。将100 mL气体甲经过下图实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余，则气体甲的组成可能为()ANH3、NO2、N2 BNH3、NO、CO2CNH3、NO2、CO2 DNO、CO2、N2【答案】B【解析】因为是无色混合气体，所以没有NO2，从反应流程看，气体部分被浓硫酸吸收，说明存在NH3，通过足量的Na2O2后，气体显红棕色，说明生成了NO2，则原来气体中存在NO以及CO2，最后气体被水吸收后有气体剩余，可能是生成的NO和过量的氧气，也可能含有N2，所以原混合气体中一定有NH3、NO、CO2，可能有N2，符合题意的是B项。15将盛有12 mL NO2和O2的混合
11、气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余2 mL无色气体，则原混合气体中O2的体积和剩余的2 mL气体分别是()A1.2 mL，NOB2.4 mL，O2C3.5 mL，O2 D4 mL，NO【答案】A【解析】解题依据的化学反应原理为：4NO2O22H2O=4HNO33NO2H2O=2HNO3NO设O2的体积为x，剩余的气体有两种可能：若剩O2，则V剩x(12 mLx)2 mL，解得x4 mL，选项B、C不正确。若剩NO，则V剩(12 mLx)4x2 mL，解得x1.2 mL，选项D不正确，选项A正确。16在标准状况下将1.92 g铜粉投入一定量浓HNO3中，随着铜粉的溶解，反应生成的气体颜色
12、逐渐变浅，当铜粉完全溶解后共收集到由NO2和NO组成的混合气体1.12 L，则混合气体中NO的体积为()A112 mL B1 008 mLC224 mL D448 mL【答案】A【解析】气体的总物质的量为0.05 mol，192 g铜的物质的量为0.03 mol。设NO的物质的量为n1，则NO2为0.05n1根据得失电子相等得：3n1(0.05 moln1)10.03 mol2解得n10.005 mol，V(NO)0.005 mol22.4 L/mol0.112 L112 mL。17用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下：(1)步骤若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为
13、_ _。(2)步骤中发生反应：4Fe(NO3)2O2(2n4)H2O=2Fe2O3nH2O8HNO3，反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为_。(3)上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是_(任写一项)。【答案】(1)4HNO34NO2O22H2O(2)4Fe10HNO34Fe(NO3)2NH4NO33H2O(3)氮氧化物排放少【解析】(1)硝酸分解生成NO2、O2和H2O。(2)根据流程示意图可知，废铁皮与硝酸反应时有Fe(NO3)2、NH4NO3生成，根据得失电子守恒、元素守恒即可完成方程式。(3)上述生产流程中，氮元素以NO和NH的形式存在，无
14、污染。18化学实验要符合“绿色化学”理念。某实验小组对“铜与浓硝酸反应”进行了探究性实验。试回答下列问题：(1)写出铜和浓硝酸反应的离子方程式：_。(2)与装置相比，装置的优点是_，装置除具有装置的优点外，还具有的优点是_。(3)在装置中，若使NO2气体充满烧瓶，应先关闭弹簧夹_，再打开弹簧夹_；当气体充满烧瓶后，将铜丝提起，然后把a、b、c都关闭，并把烧瓶置于沸水中，下列情况不变的是_。A颜色B质量C气体的平均相对分子质量D密度E压(4)为了验证NO2与水的反应，欲使烧杯中的水进入烧瓶的操作是_ _。【答案】(1)Cu4H2NO=Cu22NO22H2O【解析】(2)比较三种装置的结构，结合本
15、实验原理，装置比装置优越的地方有：无氮的氧化物逸出，避免了对空气的污染；装置的优点还有：可控制反应随时进行，随时停止。(3)若要让NO2充满烧瓶，需要关闭开关c、打开a和b；由于在烧瓶中存在2NO2(g)N2O4(g)H0，在沸水中，平衡左移，颜色加深、气体平均相对分子质量减小，压强增大，但是混合气体的质量和密度不变。(4)若要让烧杯中的水进入烧瓶，则应减小烧瓶内的气压，所以可采取措施：关闭a和c，打开b，对烧瓶水浴加热，则一部分NO2气体进入NaOH溶液进行反应，再降温，则烧瓶中气压会减小，此时打开c，关闭b，水即进入烧瓶。 (2)无氮的氧化物逸出，避免了对空气的污染可控制反应随时进行，随时
16、停止(3)ca、bBD(4)关闭a和c，打开b，继续对烧瓶水浴加热，待气体不再放出时关闭b，停止加热，打开c19(10分)将红热的固体单质甲放入久置呈黄色的溶液乙中，剧烈反应产生混合气体A，A在常温下不与空气反应，且有以下变化：请回答下列问题：(1)甲_、乙_、丙_、B_(填化学式)。(2)甲与乙反应的化学方程式为_。(3)乙与丙也能反应，写出离子方程式_。(4)若常温下A的体积是5.6 L，则相同条件下从澄清石灰水中挥发出的B的体积约为_L。【答案】(1)CHNO3CuNO(2)C4HNO3(浓)CO24NO22H2O(3)Cu4H2NO3=Cu22NO22H2O(4)1.49【解析】由溶液
17、乙久置呈黄色可知乙为浓硝酸，从而知甲为炭，气体A为CO2和NO2混合气体，B为NO；由C为蓝色溶液可推知C中含有Cu2，即丙为铜。20如图中AJ分别代表相关反应中的一种物质，已知A分解得到等物质的量的B、C、D，已知B、D为常温下气态化合物，C为常温下液态化合物，图中有部分生成物未标出。请填写以下空白：(1)A的化学式_，B的电子式_。(2)写出下列反应的化学方程式：DGH_；FJBCI_。(3)写出ANaOHD的离子方程式_。【答案】(1)NH4HCO3(2)4NH35O24NO6H2OC4HNO3(浓)=CO24NO22H2O(3)NH4HCO32OHNH3CO322H2O【解析】C为常温
18、下液态化合物，又能与过氧化钠反应，则C为H2O，G为O2；B为常温下气态化合物，又能与镁反应，则B为CO2；A在加热的条件下能与NaOH反应生成D为常温下气态化合物，说明A为铵盐，D为NH3，A分解得到等物质的量的B、C、D，则A为NH4HCO3，可根据上述推导进行推断解答。21(17分)铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应的产物不同，实验现象也不同。(1)某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置。请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述实验步骤。药品：稀硝酸、稀盐酸、Zn粒、CaCO3固体步骤：检查装置的气密性；_；_；_；_；用注射器向试管内
19、推入氧气(或空气)。(2)推入氧气或空气的目的是_。(3)分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，某同学提出这可能是Cu2浓度差异引起的，你同意这种看法吗？_(填“同意”或“不同意”)，原因是_；另一同学提出溶液呈“绿色”是Cu2与NO2混合的结果，请你设计一个实验证明之_(简述实验方案和实验现象)。【答案】(1)向试管中加入一定量的CaCO3固体向试管中倒入过量的稀HNO3，并迅速盖上带铜丝和导管的橡皮塞待反应完全后，将右边导管插入试管内接近液面将铜丝插入到溶液中(2)检验生成的NO气体(3)不同意铜片质量相同，溶液体积相同，生成的Cu2浓度
20、相同加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色【解析】本题主要考查硝酸的性质(强氧化性)、化学实验等知识的应用及在实验中探索发现问题、解决问题的能力。22(15分)某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化(1)氨催化氧化的化学方程式为_。(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态，停止加热后仍能保持红热，该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)。(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_；若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是_。(4)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_(填装置代号)；化合物X为_(只写一种)，Na2O2的作用是_。【答案】(
21、1)4NH35O24NO6H2O(2)放热(3)浓H2SO4生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3(4)1NH4Cl与HCl反应生成氧气(合理答案均给分) 【解析】本题是一道综合性较强的实验题。氨的催化氧化，首先要制备NH3和O2，可得出装置1的作用：制备NH3和O2。在装置2中NH3和O2在催化剂、加热条件下，反应生成NO和H2O。(3)利用装置3除去H2O，在装置4中NO被氧化为NO2。若取消装置3，在装置4中生成的NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了NH4NO3。(5)装置5是制备NH
22、3和O2。23氨气在工农业生产中有重要应用。(1)氮气用于工业合成氨，写出氮气的电子式：_；NH3的稳定性比PH3_(填写“强”或“弱”)。(2)如下图所示，向NaOH固体上滴几滴浓氨水，迅速盖上盖，观察现象。浓盐酸液滴附近会出现白烟，发生反应的化学方程式为_。浓硫酸液滴上方没有明显现象，一段时间后浓硫酸的液滴中有白色固体，该固体可能是_(写化学式，一种即可)。FeSO4液滴中先出现灰绿色沉淀，过一段时间后变成红褐色，发生的反应包括Fe22NH3H2O=Fe(OH)22NH和_。(3)空气吹脱法是目前消除NH3对水体污染的重要方法。在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH3的脱除率增大，
23、用平衡移动原理解释其原因：_ _。(4)在微生物作用下，蛋白质在水中分解产生的氨能够被氧气氧化生成亚硝酸(HNO2)，反应的化学方程式为_，若反应中有0.3 mol电子发生转移，生成亚硝酸的质量为_g(小数点后保留两位有效数字)。【答案】(1)NN强(2)NH3HCl=NH4ClNH4HSO4或(NH4)2SO44Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(3)氨在水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，加入NaOH后OH浓度增大平衡逆向移动，故有利于氨的脱除(4)2NH33O22HNO22H2O2.35【解析】(1)氮气电子式中存在三键；根据非金属性的判断依据“非金属性越强，气态氢化物越稳定”，很容易判断出NH3的稳定性强于PH3。(2)根据现象写方程式；氨气溶于浓硫酸，能生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；根据现象写方程式，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(3)氨在水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，加入NaOH后OH浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的逸出。(4)由方程式可看出，每当生成1 mol HNO2，转移电子数为6 mol，当有0.3 mol电子发生转移时，生成亚硝酸0.05 mol，即2.35 g。 11