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1、第 1313 讲 氮及其化合物 A A 组 基础题组 1.下列有关氮气用途的说法不正确的是( ) A.作焊接金属的保护气 B.制硝酸和化肥的原料 C.食品袋中充氮气来防腐 D.与氧气反应制 NO从而制硝酸 2.(2016 山东聊城模拟)下列反应中,氨既表现还原性,又表现碱性的是( ) A.2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O B.4NH3+5O2 4NO+6H2O C.8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl D.NH3H2O NH + +OH- 4 3.下列装置用于进行指定实验时,能达到实验目的的是( ) A.用装置甲制备氨气 B.用装置乙除去氨气中少量水 C.用装置丙收集氨气 D.用装
2、置丁吸收多余的氨气 4.在容积为 672 mL的烧瓶里充满 NO、NO2的混合气体,将其倒立在水槽里,去塞后再通入 280 mL 氧气,恰好完全反应,且水充满烧瓶(气体体积都折合成标准状况下)。下列有关叙述中,正确 的是( ) A.总反应可能为 NO+NO2+O2+H2O 2HNO3 B.总反应可能为 4NO+8NO2+5O2+6H2O 12HNO3 C.生成 HNO3的物质的量浓度接近 0.03 molL-1 D.生成 HNO3的物质的量浓度约为 0.45 molL-1 5.(2016 福建福州八中质检)对下列事实的解释正确的是( ) 1 A.浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中,说明浓硝酸不稳定
3、 B.不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜,说明浓硝酸具有挥发性 C.足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化 Fe2+ D.锌与稀硝酸反应得不到氢气,说明稀硝酸能使锌钝化 6.(2016 湖南湘潭模拟)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( ) A.NH4Cl和 NaHCO3都是常用的化肥 B.NH4Cl、HNO3和 Na2CO3受热时都易分解 C.NH3和 NO2在一定条件下可发生氧化还原反应 D.图中所涉及的盐类物质均可以水解 7.38.4 g 铜跟适量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体 22.4 L(标准状况),反应消耗的 硝酸可
4、能是( ) A.1.0 mol B.1.6 mol C.2.2 mol D.2.4 mol 8.下列有关实验原理或操作正确的是( ) A.用干燥的 pH试纸鉴别 SO2和 Cl2两种气体 B.盐酸滴定氨水时,用甲基橙作指示剂 C.实验室用图装置制备并收集少量的 NO2 D.实验室用图装置除去 H2中混有的少量 NH3 9.Cu 与浓硝酸反应生成氮的氧化物,这些氧化物恰好溶解在 NaOH 溶液中得到 NaNO3和 NaNO2的 混合溶液,反应过程及有关数据如下图所示: 2 下列有关判断正确的是( ) A.若铜片为 51.2 g,则生成 0.2 mol NaNO3 B.常温下,Cu 遇浓硝酸发生钝
5、化,不可能发生上述反应 C.标准状况下收集的氮氧化物为 20.16 L D.反应过程中生成的 Cu(NO3)2既是氧化产物,也是还原产物 10.某同学用下列装置(固定装置、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究。 回答下列问题: (1)若用装置制取NH3,其反应的化学方程式为 ;若要测定生成 的 NH3的体积,则必须选择的装置是 (填装置序号),该装置中所盛试剂应具有的性质是 。 (2)若用装置制取并收集干燥的 NH3,烧瓶内装的试剂是 ,分液漏斗中装的试剂 是 ,收集装置应选择 (填装置序号)。 B B 组 提升题组 11.(2016 河北邯郸模拟)某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液 200
6、 mL,平均分成两等份。向其中一份 中逐渐加入铜粉,最多能溶解 19.2 g(已知硝酸只被还原为 NO 气体)。向另一份中逐渐加入铁粉, 产生气体的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列分析或结果错误的是( ) A.OA 段产生的是 NO,AB段的反应为 Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC 段产生氢气 B.原混合酸中 NO - 物质的量为 0.4 mol 3 C.第二份溶液中最终溶质为 FeSO4 3 D.取 20 mL原混合酸加水稀释至 1 L 后溶液的 pH=1 12.(2016 安徽合肥模拟)将 9 g 铜和铁的混合物投入 100 mL稀硝酸中,充分反应后得到标准状 况下 1.12 L
7、NO,剩余 4.8 g 金属;继续加入 100 mL等浓度的稀硝酸,金属完全溶解,又得到标准 状况下 1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入 KSCN溶液,溶液不变红,则下列说法正确的是 ( ) A.原混合物中铜和铁各 0.075 mol B.稀硝酸的物质的量浓度为 0.5 molL-1 C.第一次剩余 4.8 g 金属为铜和铁 D.再加入上述 100 mL稀硝酸,又得到标准状况下 1.12 L NO 13.(2016 安徽滁州模拟)某化学学习小组采用下列装置,对浓硝酸与木炭的反应进行探究(已 知:4HNO3 4NO2+O2+2H2O)。 请回答下列问题: (1)检查装置气密性后,将燃烧匙
8、中的木炭在酒精灯上加热至红热状态,立即伸入三颈瓶中,并 塞紧瓶塞,滴加浓硝酸,可观察到三颈瓶中气体的颜色为 ,产生该气体的化学反应方程 式是 。 (2)装置 C 中盛有足量 Ba(OH)2溶液,反应一段时间后可观察到 C 中出现白色沉淀,该白色沉淀 为 (写化学式)。其中的 Ba(OH)2溶液 (“”“”填 能 或 不能 )用 Ca(OH)2溶液代 替,理由是 。 (3)装置 B 的作用是 。 (4)装置 D 中收集到了无色气体,部分同学认为是 NO,还有部分同学认为是 O2。 下列对该气体的检验方法合适的是 (填序号)。 A.敞口观察集气瓶内气体的颜色变化 B.将润湿的蓝色石蕊试纸伸入集气瓶
9、内,观察试纸是否变红 C.将带火星的木条伸入集气瓶中,观察木条是否复燃 如果集气瓶中收集到的无色气体是氧气,则氧气的来源是 。 4 14. (2016 四川成都模拟)硝酸是极其重要的化工原料,工业上将产生的 NO2在密闭容器中用水 多次反复循环吸收制备硝酸。 (1)工业上用水吸收 NO2生产 HNO3,生成的气体经多次氧化、用水吸收的循环操作充分转化为硝 酸(假定上述过程无其他损失)。试写出上述反应的化学方程 式: 。 (2)为了证明 NO 也可以与氧气和水共同反应生成 HNO3,某学生设计了如图所示装置(有关夹持装 置已略去)。 检查装置气密性良好后,为观察到 NO 气体生成,打开 K1,关
10、闭 K2,应从 U 形管的长管口注入稀 硝酸至 后,迅速关闭 K1,观察到 U 形管内的现象 是 。 装置中发生反应的化学方程式为 。 蘸 NaOH溶液的棉花团的作用是 。 5 答案全解全析 A A 组 基础题组 1.D 氮气的化学性质不活泼,能防止金属在高温下被空气中的氧气氧化,A 正确;氮气可用于合 成氨,氨可作制硝酸和化肥的原料,B正确;食品袋中充氮气可防止食品缓慢氧化而变质,C正确; 氮气与氧气的反应很难进行,不能用氮气与氧气反应制 NO,D 错误。 2.C A、B 项,氮元素的化合价升高,氨表现还原性;C项,氨既表现还原性,又表现碱性;D项,氨 只表现碱性。 3.D 装置甲中试管口应
11、稍向下倾斜,A错误;氨气能与浓硫酸反应,B 错误;装置丙中只有气体的 流入口,没有气体的流出口,C错误;氨气在水中的溶解度非常大,被水吸收时容易产生倒吸的现 象,装置丁可以防止倒吸,D正确。 4.B V(NO2+NO)V(O2)=125,因烧瓶中的气体最终均生成了 HNO3,故所得溶液的体积与溶解 的 NO2、NO 体积相等,故 c(HNO3)=V(NO2+NO)22.4 Lmol-1V(NO2+NO)=0.045 molL-1。 5.A 1 mol铜反应需要消耗 4 mol HNO3,同时生成二氧化氮,污染环境,通常利用硝酸与氧化铜 反应制取硝酸铜,与浓硝酸挥发性无关,故 B 项错误;铁与硝
12、酸反应首先生成硝酸铁,溶液呈浅绿 色是过量的铁与铁离子反应生成亚铁离子所致,故 C 项错误;硝酸为氧化性酸,与锌反应不能生 成氢气,生成氮的氧化物等,与钝化无关,故 D 项错误。 6.C NaHCO3不是化肥,A 错;Na2CO3受热不易分解,B 错;题图中所涉及的盐类物质中 NaCl 不能 水解,D 错。 7.C 由关系式 Cu+2HNO3(酸)Cu(NO3)2,HNO3(氧化剂)NO2(或 NO),可知反应消耗的 HNO3的物质 38.4 g 22.4 L 的量为 2+ =1.2 mol+1 mol=2.2 mol。 64 gm ol -1 22.4 Lm ol -1 8.B 检验气体性质
13、时试纸需润湿,A项错;不能用排水法收集 NO2气体,C 项错;若 U 形管中盛装 大量液态干燥剂,将导致气体无法通过,D项错。 9.A 分析整个反应过程可知仅有两种元素的化合价发生变化,即 CuCu2+,HNO3NaNO2,51.2 gCu 为 0.8 mol,共失电子 0.8 mol2=1.6 mol,由得失电子守恒可知 HNO3NaNO2得 1.6 mol电 子,故产物中 NaNO2的物质的量为 0.8 mol,由 Na 原子守恒可知另一种产物 NaNO3为 0.2 mol,A 正确;常温下,Cu能与浓硝酸反应,B 错误;部分 NO2会转化为 N2O4,而 N2O4在标准状况下不是气 体,
14、C 错误;反应过程中生成的 Cu(NO3)2是氧化产物,D错误。 6 10. 答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O 氨气难溶于该试剂,该试剂不易 挥发,不与氨气反应 (2)碱石灰(或 CaO等合理答案) 浓氨水(或浓 NH4Cl 溶液等合理答案) 解析 (1)装置适用于“固固加热”制取气体,制取 NH3时可选用 NH4Cl和 Ca(OH)2。若要测 定 NH3的体积,根据题给装置知必须用排液法,而 NH3极易溶于水,故不能用排水法,所用的试剂 必须不与 NH3反应,也不易挥发,并且 NH3应难溶于该试剂。(2)装置是“固液反应”制取气体 的装置,制取 NH3
15、时,可用浓氨水和碱石灰(或 CaO等)反应。 B B 组 提升题组 11.D 向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解 19.2 g,消耗 0.3 mol 铜,据得失电子守恒计算 可得生成 0.2 mol NO;向另一份中逐渐加入铁粉,铁粉先跟氧化性强的硝酸反应生成 NO,由图可 知该反应消耗铁的物质的量是 0.2 mol,根据得失电子守恒,生成的 NO也是 0.2 mol,此时硝酸根 离子已经反应完,据氮原子守恒可知原 HNO3的物质的量为 0.4 mol,B 项正确;AB段的反应为 Fe+2Fe3+ 3Fe2+,BC段产生氢气,OA 段产生 NO,A 项正确;第二份溶液中最终溶质为 FeSO4
16、,C项 正确;OA段和 BC段共消耗 H+ 1.0 mol,则原溶液中 H+为 2.0 mol,取 20 mL 原混合酸加水稀释至 1 L 后溶液中 c(H+)=0.2 mol/L,即 pH=0.7,D 项错误。 12.A 第一次加稀硝酸时有金属剩余,溶解的 4.2 g 金属均被氧化为+2价,溶解的金属的物质的 1.12 L 1 4.2 g 量为 3 =0.075 mol,金属的摩尔质量为 =56 gmol-1,是铁;第二次加稀硝 22.4 Lm ol -1 2 0.075m ol 酸后金属完全溶解,由题意可知 Fe2+未被氧化,溶解的 4.8 g 金属也一定被氧化为+2 价,金属的 4.8
17、g 摩尔质量为 = 0.075m ol (0.075 + 0.075) 2m ol + 0.1m ol 64 gmol-1,是铜,故 A 正确、C 错误;c(HNO3)= =2 molL-1,B 错误;再 0.2 L 加 100 mL稀硝酸,反应为 3Fe2+4H+NO - 3Fe3+NO+2H2O,HNO3足量,0.075 mol Fe2+参与反 3 应生成 0.025 mol NO,标准状况下体积为 0.56 L,故 D 错误。 13. 答案 (1)红棕色 C+4HNO3(浓) 4NO2+CO2+2H2O (2)BaCO3 不能 Ca(OH)2溶液中 Ca(OH)2浓度较低,不能形成 Ca
18、CO3沉淀 (3)防倒吸 (4)A、C 浓硝酸的分解 7 解析 (1)装置 A 中发生的是浓硝酸与木炭的反应,生成 NO2、CO2、H2O,由于 NO2为红棕色气体, 故三颈瓶中的气体为红棕色。(2)将 NO2、CO2通入 Ba(OH)2溶液中分别生成 Ba(NO3)2和 BaCO3, 由于 Ba(OH)2溶液足量,故溶液为碱性环境,BaCO3不溶解以沉淀形式析出。Ba(OH)2溶液不能用 Ca(OH)2溶液代替,因为 Ca(OH)2微溶于水,溶液中 Ca(OH)2浓度太低,不能生成 CaCO3沉淀。(3) 装置 B 可以防止倒吸。(4)NO 与足量 O2反应生成红棕色的 NO2,A 正确;N
19、O 和 O2均不能使湿润 的蓝色石蕊试纸变色,B 错误;O2能使带火星的木条复燃,而 NO 不能,C 正确。装置 A 中除发生 木炭与浓硝酸的反应外,还可能发生浓硝酸的分解反应。 14. 答案 (1)4NO2+O2+2H2O 4HNO3 (2)U 形管右侧胶塞下沿 U 形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生无色气体,溶液逐渐 变蓝(至少答三点) 2H2O2 2H2O+O2 吸收氮的氧化物,防止污染环境 解析 (1)NO2经多次氧化、用水吸收的循环操作,充分转化为硝酸的化学方程式为 4NO2+O2+2H2O 4HNO3。(2)根据实验目的和所放置的试剂可以推断,装置 的作用是制备 NO, 装置的作用是制备 O2,装置 的作用是证明 NO也可以与氧气和水共同作用生成 HNO3。注入 稀硝酸应至 U 形管右侧胶塞下沿,迅速关闭 K1后,U形管左端液面高于右端,铜丝慢慢溶解,产生 无色气体,溶液逐渐变蓝。装置中发生反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2。蘸NaOH 溶液的棉花团的作用是吸收氮的氧化物,防止污染环境。 8