1、课时分层训练(十)氮的循环(建议用时：45分钟)A级基础达标1发射卫星的运载火箭，其推进剂引燃后发生剧烈反应，产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO，这些气体均为无色，但在卫星发射现场看到火箭喷出大量“红烟”，产生“红烟”的原因是()A高温下N2遇空气生成NO2BNO遇空气生成NO2CCO2与NO反应生成CO和NO2DNO和H2O反应生成H2和NO2B引燃后产生的高温气体主要是CO2、H2O、N2、NO等无色气体，一氧化氮容易被氧气氧化为二氧化氮，二氧化氮是红棕色气体。2通过一步反应不能直接完成的是()N2NO2NO2NONH3NONH3N2CuC
2、u(NO3)2HNO3NO2ABC DDN2与氧气反应生成NO再与氧气反应生成NO2需两步完成；NO2与水反应生成NO，一步完成；NH3与氧气反应生成NO，一步完成；NH3与氯气反应生成N2，一步完成；Cu与硝酸反应生成Cu(NO3)2，一步完成；浓HNO3与铜反应生成NO2，一步完成。3下列有关氮元素的单质及其化合物的说法错误的是()氮气与氧气在放电条件下可直接生成NO2铵盐都不稳定，受热分解都生成氨气向Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸，无明显变化实验室采用加热氯化铵固体，用碱石灰除去氯化氢的方法制备氨气A BC DD在放电条件下，氮气与氧气反应生成的是一氧化氮而不是二氧化氮，一氧化氮不稳定
3、，易被氧气氧化生成二氧化氮，错误；硝酸铵加强热时剧烈分解发生爆炸生成氮气、二氧化氮和水，错误；向硝酸亚铁溶液中加入稀盐酸，酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子，同时自身被还原成一氧化氮，错误；氯化铵受热易分解，冷却时又生成氯化铵，所以得不到氨气，错误。4用内置有螺旋状铜丝的胶头滴管小心吸取一滴管浓硝酸后迅速插入细口瓶中(如图所示)，滴管与瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，依次观察到如下现象：滴管内产生红棕色气体，液面下降；随后滴管内的液面上升，气体变成无色；滴管内的液面再次下降。下列说法中不正确的是()A现象中产生的红棕色气体为NO2B产生现象的原因是NO2
4、与水反应C产生现象的原因是铜与稀硝酸反应D最终瓶内溶液中的溶质一定只有Cu(NO3)2D铜和浓硝酸发生反应：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O，生成的二氧化氮为红棕色气体，A项正确；现象中产生的二氧化氮能和水发生反应3NO2H2O=2HNO3NO，从方程式可知，3 mol红棕色的二氧化氮与水反应，生成1 mol无色一氧化氮气体，气体的体积减小，滴管内的压强减小，所以滴管内的液面上升，气体变成无色，B项正确；现象中生成的稀硝酸与内置的螺旋状铜丝发生反应：3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O，因滴管内有气体生成，压强增大，所以滴管内的液面再次下降，C项正确；滴管与
5、瓶口接触处垫一小块滤纸使滴管与瓶口留少量空隙，生成的一氧化氮气体与氧气、水反应生成硝酸，硝酸继续与铜反应，最终可能有硝酸剩余，所以最终瓶内溶液中的溶质有Cu(NO3)2，也可能有硝酸，D项错误。5在通风橱中进行下列实验：步骤现象Fe表面产生大量无色气泡，液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后，迅速停止Fe、Cu接触后，其表面均产生红棕色气泡下列说法不正确的是()A中气体由无色变红棕色的化学方程式：2NOO2=2NO2B中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C对比、中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D针对中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化
6、CA.铁放入稀HNO3中发生反应：Fe4HNO3=Fe(NO3)3NO2H2O，NO逸出，遇到O2生成NO2，气体由无色变为红棕色。B.铁放入浓HNO3中，在常温下会钝化，即在Fe表面形成致密的氧化膜，阻止Fe进一步反应。C.浓HNO3的氧化性强于稀HNO3。D.在铁、铜之间加一个电流计，根据电子的流向，可判断铁是否被氧化。若电子由铁移动到铜，则铁被氧化。6“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”(夹持装置已略去)，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
7、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BA项，NH4Cl受热易分解，遇冷又生成NH4Cl；B项，I2易升华；C项，加热含NH3的酚酞溶液，NH3逸出，红色变浅；D项，NO2存在：2NO2(红棕色)N2O4(无色)H0，加热上述平衡左移，d内颜色加深。7(2018湘潭模拟)NH3是一种重要的化工原料，可以制备一系列物质(如图)。下列有关表述正确的是()ANH4Cl和NaHCO3都是常用的化肥BNO2与水反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为11CNH3和NO2在一定条件下可发生氧化还原反应D利用上述关系制取NaHCO3的操作为向饱和NaCl溶液中
8、依次通入过量的CO2、NH3，然后过滤得到NaHCO3CA项，NaHCO3不是化肥；B项，氧化剂与还原剂的物质的量之比为12；D项，制NaHCO3时向饱和NaCl溶液中依次通入NH3和CO2。8按下图装置进行NH3性质实验探究。 【导学号：95160058】(1)先打开旋塞，B瓶中的现象是_，原因是_，稳定后，关闭旋塞1。(2)再打开旋塞2，B瓶中的现象是_。【解析】A瓶的压强大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低，且B瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中，遇氯化氢溶液变
9、红色。【答案】(1)有白烟生成A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟(2)液体进入B瓶中，溶液的颜色变红9(2018泰安模拟)某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。图1图2(1)装置A中烧瓶内试剂可选用_(填字母代号)。a碱石灰b浓硫酸c生石灰 d五氧化二磷e烧碱(2)若探究氨气的溶解性，需在K2的导管末端连接图2装置中的_装置(填序号)，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是_。(3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过分别盛有_
10、、_的洗气瓶；D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为_；从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl2，则C装置中应盛放_溶液(填化学式)，反应的离子方程式为_。【解析】(1)在浓氨水中存在平衡：NH3H2ONH3H2ONHOH，向其中加入生石灰发生反应CaOH2O=Ca(OH)2生成Ca(OH)2或烧碱，都会使平衡左移，同时放出大量的热促进氨水的挥发。碱石灰的成分是烧碱和生石灰，原理同上述，都可快速制备氨气。(2)氨气极易溶于水，不溶于CCl4，需选择防倒吸装置进行实验探究，因此需选择图2中的或。根据喷泉实验的原理，要使装置D发生喷泉现象。用热毛巾将烧瓶焐热，可
11、使D中氨气受热膨胀通过导管与水接触，即产生“喷泉”。(3)用二氧化锰与浓盐酸制取的氯气中，混有氯化氢气体和水蒸气，要得到纯净、干燥的氯气需通过饱和食盐水除去氯化氢，通过浓硫酸除去水蒸气。探究氨气具有还原性，氯气与氨气反应产生白烟，联系NH3HCl=NH4Cl可知，“白烟”的成分为氯化铵，氯元素化合价降低，则生成的“无色无味的气体”必为氨气的氧化产物，可推知为氮气。氯气是有毒气体，可与强碱溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液进行尾气吸收。【答案】(1)ace(2)(或)用热毛巾将烧瓶捂热(其他合理答案均可)(3)饱和食盐水浓硫酸3Cl28NH3=6NH4ClN2NaOHCl22OH=ClClOH2OB
12、级专项突破10(2018重庆一模)某课外活动小组欲利用CuO与NH3的反应研究NH3的性质与分子组成，设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。请回答下列问题： 【导学号：95160059】(1)仪器a的名称为_；仪器b中的试剂不能为下列中的_(填字母)。A氧化钙 B碱石灰C石灰石 D熟石灰(2)装置B的作用是_。(3)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管收集到无色无味的气体，写出装置C中发生反应的化学方程式_。(4)实验完毕，若测得干燥管D增重m g，装置F测得气体的体积为n L(已折算成标准状况)，则氨分子中氮原子个数与氢原子个数的比值为_。(用含m、n的代数式表示)
13、【解析】(1)仪器a为分液漏斗，仪器b中反应的原理是浓氨水使仪器b中的试剂溶解放热促进一水合氨分解生成氨气，该试剂不可能是石灰石和熟石灰。(2)装置A制得的氨气中含有水蒸气，装置B的作用是干燥氨气。(3)装置C中发生CuO与NH3的反应，黑色CuO粉末变为红色固体Cu，CuO中Cu的化合价降低，则NH3中N的化合价升高，量气管收集到无色无味的气体为N2，根据得失电子守恒、原子守恒配平化学方程式：3CuO2NH33CuN23H2O。(4)干燥管D增加的质量m g为生成的H2O的质量，根据氢元素守恒，知n(H) mol2 mol，F中的气体为N2，根据氮元素守恒，知n(N) mol2 mol，则氨
14、分子中氮原子个数与氢原子个数的比值为。【答案】(1)分液漏斗CD(2)干燥氨气(3)3CuO2NH33CuN23H2O(4)11(2018烟台模拟)某课题组同学查阅文献知，3(NH4)2SO4(s)4NH33SO2N26H2O。他们拟选择下列装置检验硫酸铵分解的产物(各装置中药品足量)：回答下列问题：(1)仪器A的名称是_。(2)甲组同学设计方案：CGBDE。能证明有水生成的实验现象是_；B装置的作用是_。实验中，观察到D装置产生白色沉淀。实验完毕后，过滤D装置中混合物得白色沉淀。欲验证白色沉淀是BaSO4还是BaSO3，请你设计简单的实验方案：_。D装置中发生的反应与硝酸钡的量有关，若硝酸钡
15、足量，则D中反应的离子方程式为_。该实验方案能证明硫酸铵的分解产物中有_(填化学式)。(3)乙组同学选择上述装置证明产物中是否有NH3。气体从左至右，装置的连接顺序为C_F。F装置的作用是_。【解析】硫酸铵分解的产物有NH3和SO2，NH3和SO2在水溶液中会发生反应。检验NH3之前必须除去SO2，检验SO2之前必须除去NH3。(1)仪器A为球形干燥管。(2)白色的无水硫酸铜遇水变为蓝色；浓硫酸只吸收NH3，不吸收SO2。亚硫酸钡能溶于盐酸，而硫酸钡不溶于盐酸，故取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是BaSO3，否则是BaSO4。若硝酸钡过量，SO2完全转化成B
16、aSO4沉淀，化学方程式为3Ba(NO3)23SO22H2O=3BaSO42NO4HNO3；若SO2过量，则硝酸钡完全反应，化学方程式为Ba(NO3)23SO22H2O=BaSO42NO2H2SO4。G装置可检验H2O，D装置可检验SO2(同时生成NO)，E装置可收集N2或NO或NO和N2。故该方案只能证明硫酸铵分解的产物中是否有H2O和SO2，不能证明是否有NH3和N2。(3)选择A装置吸收SO2和H2O，用F装置来检验NH3，F中球形干燥管的作用是防倒吸。【答案】(1)球形干燥管(2)G中白色粉末变蓝色吸收氨气取少量白色沉淀于洁净的试管中，向其中滴加足量盐酸，若白色沉淀溶解，则是BaSO3
17、，否则是BaSO43Ba22NO3SO22H2O=3BaSO42NO4HH2O、SO2(3)A检验NH312某小组的同学欲探究NH3经一系列反应得到HNO3和NH4NO3的过程。NH3的转化过程如图所示。甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30%H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。(1)装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为_。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_(填字母)。a使氨气和氧气充分混合b控制通入氨气和氧气的体积比c平衡装置内的压强d锥形瓶内液体是饱和食盐水(2)甲同学先点燃酒精灯，再打开K1、
18、K2、K3、K4，反应一段时间后，成功模拟了反应过程，并将实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_，若制得的氨气仅按的顺序完全转化为硝酸，欲使装置H中所得溶液为纯净的CuSO4溶液(忽略Cu2的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为_L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)。(3)乙同学为模拟过程的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_(填字母)。a关闭K3并熄灭酒精灯b关闭K4并熄灭酒精灯c关闭K3、K4并熄灭酒精灯(4)丙同学认为该系列实验装置存
19、在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是_。【解析】(1)由题给条件和实验装置图可知，装置A是制备氧气的装置，装置B是制备氨气的装置，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为2H2O22H2OO2；装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E中气泡的速率可以控制通入氨气和氧气的体积比，装置E还可以平衡装置内的压强。因为氨气极易溶于水，所以锥形瓶中液体不能用饱和食盐水，选d。(2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发生了反应：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。n(H2SO4)0.15 L1 molL10.15 mol，n(H)0.15 mol20.3 mol，n(SO)0.15 m
20、ol，根据上述反应和题目要求，可知SOCu2HNO3，故需要HNO3的物质的量为0.1 mol，根据NH3NONO2HNO3，可知需要NH3的物质的量为0.1 mol，在标准状况下的体积为2.24 L。(3)过程的反应是NH3与HNO3的反应，则应停止供O2，关闭K3，熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应，选a。(4)整套装置没有尾气处理装置。【答案】(1)2H2O22H2OO2d(2)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O2.24(3)a(4)缺少尾气处理装置C级能力提升13将Mg、Cu组成的m g混合物投入适量稀HNO3中恰好完全反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体为0.896 L(
21、标准状况)，向反应后的溶液中加入2 molL1NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全，则形成沉淀质量为()A(m2.28) g B(m2.04) gC(m3.32) g D(m4.34) gB利用守恒法解答当金属离子恰好沉淀时，m(沉淀)m(金属)m(OH)，守恒的巧妙之处在于，n(OH)n(金属失去的电子)n(NO得到的电子)30.896/22.4 mol0.12 mol，m(沉淀)m(金属)m(OH)m g0.1217 g(m2.04)g，B正确。14某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹
22、(处于关闭状态)，F是一半空的注射器。请回答有关问题：(1)设计装置A的目的是_。(2)在完成(1)中的“操作”后，将装置B中的铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是_；B中反应的离子方程式为_。(3)装置E和F的作用是_；为实现此作用，其操作方法是_。(4)装置D的作用是_。【解析】(1)因烧瓶中有空气，则生成的NO能与氧气反应生成二氧化氮，利用A装置反应生成的二氧化碳气体赶走装置中的空气避免对一氧化氮气体检验产生干扰。(2)因铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，现象是Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝，其离子反应为3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O。(3)
23、NO与氧气能迅速反应生成二氧化氮，故用空气验证NO的生成，将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO。(4)NO、NO2都有毒，能污染环境，氮的氧化物可用NaOH溶液吸收。【答案】(1)产生CO2赶走装置中的空气，防止因NO与O2反应生成NO2而产生干扰(2)Cu丝表面产生气泡，稀硝酸液面上方仍为无色，溶液变蓝3Cu8H2NO=3Cu2+2NO4H2O(3)验证NO的生成将注射器中的空气推入E中，若气体变为红棕色则说明生成了NO(4)吸收多余的氮氧化物，防止污染空气；防止倒吸1(2018松江模拟)某同学探究氨和铵盐的性质，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
24、水和NaOH溶液的pH，比较氨水和NaOH碱性强弱B将氨水缓慢滴入AlCl3溶液中，研究Al(OH)3的两性C将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到白烟D加热除去NH4Cl中的少量NaHCO3A氨水的主要成分NH3H2O是弱电解质，氢氧化钠是强电解质，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。 由于NH3H2O是弱碱，Al(OH)3不能溶于氨水中，故无法验证Al(OH)3的酸性，B错误。浓硫酸无挥发性，无法观察到白烟，C错误。NH4Cl受热也会分解，故不可采用加热法除杂，D错误。2某无色透明的混合气体中可能含有Cl2、O
25、2、SO2、NO、NO2中的两种或多种气体。现将此混合气体通过品红溶液后，品红溶液退色，向剩余气体中通入空气，很快变为红棕色。下列对于原混合气体成分的判断中正确的是 ()A肯定有SO2、O2和NOB肯定没有Cl2、O2和NO2C可能有Cl2和O2D肯定只有NOB无色气体，说明无Cl2、NO2；使品红退色，说明有SO2；通入空气变红棕色，说明有NO，无O2。3(2018淄博模拟)下列图像表示铁跟一定量硝酸反应时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是()B硝酸与铁反应时，随着铁的物质的量的增加，先后发生下列反应：4HNO3(稀)Fe=Fe(NO3)3NO2H2O或6HNO3(浓)FeFe(NO3)33NO23H2O，2Fe(NO3)3Fe=3Fe(NO3)2，可见生成Fe(NO3)3消耗的Fe与Fe(NO3)3变为Fe(NO3)2消耗的Fe的物质的量之比为21，故图像B正确。11
