化學(xué)氮及其化合物試題及詳解

氮及其化合物一、單項(xiàng)選擇題(本大題共6小題，每小題4分，共24分)1．科學(xué)家預(yù)測(cè)，氨有望取代氫能，成為重要的新一代綠色能源。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 ()A．液氨作為清潔能源的反應(yīng)原理是4NH3＋5O24NO＋6H2OB．液氨具有腐蝕性和毒性，在使用過(guò)程中要防止液氨泄漏C．氨氣比空氣輕，標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度約為0.76g·L－1D．氨氣與氫氣相比，優(yōu)點(diǎn)在于氨氣不容易發(fā)生爆炸，使用時(shí)更安全【解析】A項(xiàng)，該反應(yīng)中有污染性氣體NO產(chǎn)生，故不符合清潔能源的要求，錯(cuò)誤。B、D項(xiàng)均正確。C項(xiàng)，氨氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度ρ標(biāo)＝eq\f(M,Vm)＝eq\f(17g·mol－1,22.4L·mol－1)＝0.76g·L－1，正確?！敬鸢浮緼2．(2013屆合肥市高一上學(xué)期第一次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，始終無(wú)明顯現(xiàn)象的是 ()A．NO2通入FeSO4溶液中B．CO2通入CaCl2溶液中C．NH3通入AgNO3溶液中D．SO2通入Ba(NO3)2溶液中【解析】A項(xiàng)溶液由淺綠色變?yōu)樽攸S色；B項(xiàng)因鹽酸的酸性比碳酸的酸性強(qiáng)，故不會(huì)出現(xiàn)明顯的現(xiàn)象；C項(xiàng)會(huì)先產(chǎn)生沉淀，NH3過(guò)量后沉淀溶解；D項(xiàng)會(huì)產(chǎn)生白色沉淀?！敬鸢浮緽3．下列說(shuō)法正確的是 ()A．把少量NO2氣體通入過(guò)量NaHCO3溶液中，再使逸出的氣體通過(guò)盛有足量過(guò)氧化鈉顆粒的干燥管，最后收集到的氣體是NO2和O2的混合氣體B．并不是所有的銨鹽都能與燒堿共熱生成氨氣C．除去NO中混有的少量NO2，可將混合氣體通過(guò)盛有水的洗氣瓶，再用排空氣法收集NOD．濃硝酸不論與銅反應(yīng)，還是與碳反應(yīng)均體現(xiàn)其酸性和強(qiáng)氧化性【解析】A涉及的反應(yīng)有：3NO2+H2O═2HNO3+NO，HNO3+NaHCO3═NaNO3+CO2↑+H2O，2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，2NO+O2═2NO2，故最后收集到的氣體為NO2和molO2，B錯(cuò)誤所有的都可以C錯(cuò)誤不能用排空氣法D錯(cuò)誤與C只體現(xiàn)強(qiáng)氧化性【答案】A4．(2012·上海高考)實(shí)驗(yàn)室制取少量干燥的氨氣涉及下列裝置，其中正確的是 ()A．①是氨氣發(fā)生裝置B．③是氨氣發(fā)生裝置C．②是氨氣吸收裝置D．④是氨氣收集、檢驗(yàn)裝置【解析】本題通過(guò)NH3的制取實(shí)驗(yàn)，意在考查考生實(shí)驗(yàn)分析、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)能力。①裝置在管口處又生成NH4Cl，無(wú)法制得NH3，A項(xiàng)錯(cuò)誤；選用裝置③，使用濃氨水與CaO或NaOH作用，可制取NH3，B項(xiàng)正確；②作為NH3的吸收裝置，漏斗插入水中，不能防止倒吸，C項(xiàng)錯(cuò)誤；利用④收集NH3時(shí)，收集氣體不純，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽5．(2013屆北京朝陽(yáng)區(qū)高三統(tǒng)考)工業(yè)制硝酸的尾氣因?yàn)楹蠳O，NO2等有害物質(zhì)而不能直接排放，工業(yè)上普遍采用催化還原法將NOx轉(zhuǎn)化成N2和H2O而除去。相應(yīng)物質(zhì)間的關(guān)系式如下(未配平)：CH4＋NO＋NO2→N2＋CO2＋H2O下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 ()A．物質(zhì)的量之比可能是CH4∶NO∶NO2＝1∶2∶1B．氧化性比較：NO＞CO2C．NO2既有氧化性又有還原性，在該反應(yīng)中只有氧化性D．將反應(yīng)后的氣體通過(guò)石灰水可得到純凈的氮?dú)狻窘馕觥糠磻?yīng)后的氣體可能有剩余的CH4或NO等，不能得到純凈N2?！敬鸢浮緿6．無(wú)色的混合氣體甲，可能含NO、CO2、NO2、NH3、N2中的幾種，將100mL甲氣體經(jīng)過(guò)下圖實(shí)驗(yàn)的處理，結(jié)果得到酸性溶液，而幾乎無(wú)氣體剩余，則甲氣體的組成為 ()A．NH3、NO2、N2 B．NH3、NO、CO2C．NH3、NO2、CO2 D．NO、CO2、N2【解析】開(kāi)始時(shí)混合氣體為無(wú)色，故混合氣體中無(wú)NO2，通過(guò)濃硫酸后氣體體C.當(dāng)x=2時(shí)，有1mol氣體被還原，轉(zhuǎn)移電子4molD.反應(yīng)通式配平表示為：6NOx+4xNH3===(3+2x)N2+6xH2O解析：由配平方程式可知A、D選項(xiàng)正確;將x=1代入6NOx+4xNH3===(3+2x)N2+6xH2O中，得到6NO+4NH3===5N2+6H2O，分析可知：每生成5molN2，被氧化的氣體有4mol(被氧化的氣體為NH3)，則每生成2.5molN2，被氧化的氣體只有2mol，B錯(cuò)誤;同理可推得C選項(xiàng)正確.答案：B13.盛有12mLNO2和O2的混合氣體的量筒倒立于水槽中，充分反應(yīng)后，還剩余2mL無(wú)色氣體，則原混合氣體中O2的體積是()A.1.2mLB.2.4mLC.3.6mLD.4.8mL解析：根據(jù)題意，剩余的氣體可能是O2，也可能是NO.①當(dāng)剩余氣體是O2時(shí)，由于剩余2mLO2，則有12mL-2mL=10mL氣體按反應(yīng)式4NO2+O2+2H2O===4HNO3中量的關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)，則原氣體中O2的體積V(O2)=10mL×+2mL=4mL.②當(dāng)剩余氣體是NO時(shí)，即剩余NO為2mL，而NO來(lái)源于NO2與水的反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)3NO2+H2O===2HNO3+NO，生成NO的NO2的體積為2mL×3=6mL.則有12mL-6mL=6mL的混合氣體按4NO2+O2+2H2O===4HNO3中量的關(guān)系進(jìn)行反應(yīng)，故原氣體中氧氣體積V(O2)=6mL×=1.2mL.答案：A二、雙項(xiàng)選擇題(本大題共2小題，每小題6分，共12分)14．(2013屆潮州市高三模擬)一定質(zhì)量的鐵和足量的稀硝酸或濃硝酸完全反應(yīng)，在相同條件下，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體。下列敘述一定正確的是 ()A．硝酸濃度越大，消耗的硝酸越少B．硝酸濃度不同，生成的Fe(NO3)3的物質(zhì)的量相同C．硝酸濃度越大，產(chǎn)生的氣體越少D．用排水集氣法收集到的氣體在相同狀況下體積相同【解析】依據(jù)Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O及Fe＋6HNO3(濃)=Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O可知，硝酸濃度越大，消耗的硝酸越多，A錯(cuò)；根據(jù)鐵元素守恒，最后生成的Fe(NO3)3的物質(zhì)的量相同，B正確；C.硝酸濃度越大，產(chǎn)生的氣體越多，C錯(cuò)；因3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，故用排水法收集到的氣體均為NO，且在相同狀況下體積相同，D正確?！敬鸢浮緽D15．(2013屆湛江高三模擬)下列離子方程式正確的是 ()A．硫酸銨溶液與氫氧化鋇溶液共熱：NHeq\o\al(＋,4)＋SOeq\o\al(2－,4)＋Ba2＋＋OH－eq\o(=,\s\up12(△),\s\up15())BaSO4↓＋NH3↑＋H2OB．氯化銨溶液中加入稀氫氧化鈉溶液共熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up12(△))NH3↑＋H2OC．氯化銨固體和熟石灰共熱：NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up12(△)),NH3↑＋H2OD．碳酸銨溶液中通入足量二氧化碳：COeq\o\al(2－,3)＋CO2＋H2O=2HCOeq\o\al(－,3)【解析】A項(xiàng)，NHeq\o\al(＋,4)與SOeq\o\al(2－,4)計(jì)量數(shù)之比和OH－與Ba2＋計(jì)量數(shù)之比均為2∶1；C項(xiàng)，固體間反應(yīng)不能寫(xiě)離子方程式?！敬鸢浮緽D三、非選擇題(本大題共4小題，共64分)16．(16分)下列為實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的氣體制取、干燥和收集裝置。(1)若用以上裝置制取并收集干燥的NH3，則添加液態(tài)試劑的儀器的名稱(chēng)是________，B儀器內(nèi)試劑的名稱(chēng)是________，儀器的連接順序?yàn)閍→________；(2)若用A裝置制取NH3與O2的混合氣體，若液態(tài)物質(zhì)選用濃氨水，則選用的固體藥品的名稱(chēng)是________?！窘馕觥?1)因?yàn)镹H3比空氣輕，收集NH3應(yīng)該從短管進(jìn)NH3，長(zhǎng)管出空氣，(2)要制取O2同時(shí)生成NH3，可利用Na2O2與氨水中的水反應(yīng)且生成NaOH，促進(jìn)NH3的逸出?！敬鸢浮?1)分液漏斗堿石灰bc→ed(2)過(guò)氧化鈉17．(20分)(2009·北京高考)某學(xué)習(xí)小組探究濃、稀硝酸氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，按如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器已略去)。實(shí)驗(yàn)表明濃硝酸能將NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的結(jié)論是濃硝酸的氧化性強(qiáng)于稀硝酸?？蛇x藥品：濃硝酸、3mol·L－1稀硝酸、蒸餾水、濃硫酸、氫氧化鈉溶液及二氧化碳。已知：氫氧化鈉溶液不與NO反應(yīng)，能與NO2反應(yīng)。2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O(1)實(shí)驗(yàn)應(yīng)避免有害氣體排放到空氣中。裝置③④中盛放的藥品依次是________________________________。(2)滴加濃硝酸之前的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性，加入藥品，打開(kāi)彈簧夾后__________________________________。(3)裝置①中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________。(4)裝置②的作用是___________________________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________。(5)該小組得出的結(jié)論所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)裝置①中溶液顯綠色，而不顯藍(lán)色。甲同學(xué)認(rèn)為是該溶液中硝酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高所致，而乙同學(xué)認(rèn)為是該溶液中溶解了生成的氣體。同學(xué)們分別設(shè)計(jì)了以下四個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷兩種看法是否正確。這些方案中可行的是(選填序號(hào)字母)________。a．加熱該綠色溶液，觀察顏色變化b．加水稀釋該綠色溶液，觀察顏色變化c．向該綠色溶液中通入氮?dú)?，觀察顏色變化d．向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察顏色變化【解析】本題以“探究濃、稀硝酸氧化性相對(duì)強(qiáng)弱”為載體，考查濃、稀硝酸性質(zhì)，重點(diǎn)應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)所給裝置圖及藥品、信息，加工提煉出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理，這是解探究性實(shí)驗(yàn)的靈魂所在。本實(shí)驗(yàn)原理：先通CO2除去體系內(nèi)空氣，給NO創(chuàng)造無(wú)氧的環(huán)境——這是NO相關(guān)實(shí)驗(yàn)的普遍措施。利用Cu與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生NO2，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為NO，設(shè)計(jì)兩組對(duì)比裝置，得出結(jié)論。結(jié)合NO2、NO性質(zhì)及“NO2能被NaOH吸收”及題干信息，判斷出⑤為用排水法收集NO，故③盛放稀硝酸；⑥為NaOH吸收NO2，故④中為濃硝酸。(6)做題依據(jù)為“甲認(rèn)為是溶液中Cu(NO3)2質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，乙認(rèn)為是溶解生成的氣體”，能證明某一人說(shuō)法正確的方案為可行方案。a通過(guò)加熱，降低氣體在水中的溶解度；c通過(guò)向溶液中通入N2，趕走溶解的氣體，這兩種做法原理相同，都是立足于乙說(shuō)法，若溶液由綠→藍(lán)，說(shuō)明乙正確。d則是“反其道而行之”，再向其中通NO2，若乙正確，則溶液顏色會(huì)更綠。以上方案均可行。而b看似可行，針對(duì)甲說(shuō)法，降低濃度，但忽略了3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，不能排除乙說(shuō)法是否正確?！敬鸢浮?1)3mol·L－1稀硝酸、濃硝酸(2)通入CO2一段時(shí)間，關(guān)閉彈簧夾，將裝置⑤中導(dǎo)管末端伸入倒置的燒瓶?jī)?nèi)(3)Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(4)將NO2轉(zhuǎn)化為NO3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(5)裝置③中液面上方氣體仍為無(wú)色，裝置④中液面上方氣體為紅棕色(6)acd17．(14分)制取氨氣并完成噴泉實(shí)驗(yàn)(圖中夾持裝置均已略去)。(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式：_____________________。(2)收集氨氣應(yīng)使用_____法，要得到干燥的氨氣可選用___作干燥劑。(3)用圖A所示裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)，上部燒瓶已裝滿(mǎn)干燥的氨氣，引發(fā)噴泉的操作是_______，該實(shí)驗(yàn)的原理是______________________。(4)如果只提供如圖B所示裝置，引發(fā)噴泉的方法是______________?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)室制氨氣的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up12(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)NH3的密度比空氣的小，故可用向下排空氣法收集，干燥NH3可用堿性干燥劑，如堿石灰。(3)打開(kāi)彈簧夾，從膠頭滴管中擠入少量水后，因NH3極易溶于水，致使燒瓶中氣壓降低，形成噴泉。(4)B裝置與A裝置相比，B裝置沒(méi)有膠頭滴管，引發(fā)該噴泉可用熱毛巾捂熱圓底燒瓶，趕出導(dǎo)管內(nèi)的空氣，使NH3與水接觸，從而形成噴泉?！敬鸢浮?1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up12(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(2)向下排空氣堿石灰(3)打開(kāi)彈簧夾，擠出膠頭滴管中的水氨氣極易溶于水，致使燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小，水迅速進(jìn)入燒瓶，形成噴泉(4)打開(kāi)彈簧夾，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氨氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即形成噴泉18．(14分)查閱文獻(xiàn)，得知稀硝酸與銅反應(yīng)，還原產(chǎn)物起始也是NO2，NO2對(duì)該反應(yīng)起催化作用。通過(guò)下列裝置驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)左側(cè)3min后開(kāi)始產(chǎn)生大量氣泡，右側(cè)40min內(nèi)無(wú)明顯變化。(1)氫氧化鈉溶液的作用是______________________。(2)在左側(cè)加的是2mol·L－1HNO3溶液，右側(cè)加的是2.2mol·L－1HNO3溶液。左側(cè)濃度稍偏小，這樣設(shè)計(jì)主要是考慮到__________________________。(3)將實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為：在試管中加入3mL2mol·L－1HNO3并放入銅片，然后加入幾粒NaNO2晶體，發(fā)現(xiàn)只需1s，銅片表面就開(kāi)始產(chǎn)生氣