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1、课时梯级作业十三氮及其重要化合物 （45分钟100分） 一、选择题（本题包括7小题，每题6分，共42分） 1.下列有关氮元素的单质及其化合物的说法正确的是（） A.豆科植物通过根瘤菌吸收空气屮的氮气, 属于物理变化 B.向装有Fe（0 3）2 溶液的试管中加入稀硫酸，在管口观察到红棕色气体，原因是HNOs分解生成了N0 2 C.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近，观察到口烟 D.雷雨天气可以产生硝酸 , 不会给作物带来危害 【解析】选D。豆科植物通过根瘤菌将空气中的氮气转化为化合物，属于化学变化,A错误; 发生 o? 3F/+N 3+4H*=3F/+N0 t +2 比0, NO遇空气生成红棕色N
2、O2, B错误 ; 浓硫酸无挥发性，无法观察到白烟,C 错误; 雷雨 天气可以产生硝酸，硝酸随雨水下降与土壤中的矿物质反应生成硝酸盐，给农作物提供氮肥,I ）正 确。 【加固训练】 下列化学事实及其解释都正确的是（） A. N02与水反应 ,N02作还原剂，水作氧化剂 o? B.某溶液中含有大量的N 3 , 该溶液中一定不存在大量的 Fe“ C.闪电吋，空气中的N2和0?可直接化合生成N0 2 D.除去NO中混有少量NO2气体时，可以用水洗涤后再干燥 o? 【解析】选Do W ）2与水反应 ,NO2是还原剂也是氧化剂 ,A错误;M 3和F/能共存，例如硝酸亚铁溶液，但在 Q? 酸性条件下 ,N
3、 3 能氧化Fe 2+, B 错误; 空气中的血和Ch直接化合生成的是NO, C错误。将混有少量N0 2的 N0 气体通 过水洗涤后，因NO?与水反应生成N0,再干燥即可 ,D正确。 2.某同学仿照“喷泉”实验的原理，在实验室做了一个“喷烟”实验，如图所示。他在甲、乙两个烧瓶屮分别 充入X、Y两种无色气体，在胶头滴管中盛有含酚瞅的NaOH溶液，实验吋将胶头滴管内的液体挤入甲烧瓶内， 然后打开止水夹，便可以看到甲烧瓶中的导管口喷出白色的烟，同时甲烧瓶屮的溶液颜色逐渐变浅。若已知X、 Y是HC1、NH 3 CL、O2 、饥、SO2、NO气体中的两种，则下列判断中正确的是（） A? X 是NH 3,
4、 Y 是HC1 B. X 是Cl 2, Y 是NH 3 C. X 是S0 2, Y 是02 D. X 是NO, Y 是02 【解析】选A。根据题中已知的气体，能产生白烟的是HC1和NH3或CL和NH3,再根据题中信息“甲烧瓶中的溶 液颜色逐渐变浅”可知X是Nlh, Y是HC1, A正确。 3. （2018 ?郴州模拟） 如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满N0?和N0气体，分别倒置于水槽 中， 然后通过导管缓慢通入氧气, 边通边慢慢摇动试管，直到两个试管内充满液体。假设试管内的溶质不向水槽中扩 散，贝9 （1）和（2）两个试管内溶液物质的量浓度之比为（） A. 1 ： 1 B.4
5、： 3 C. 5 ： 7 D. 7 ： 5 【解析】选A。设试管的体积为1 L,水充满整个试管 , 溶液的体积是1 L,无论是期2还是N0都转变成了HNO ；b 根 据氮元素守恒 , 生成的HNO J的物质的量相等，即硝酸的物质的量浓度相等。 【加固训练】 如图所示 , 试管中盛装的是红棕色气体 （可能是混合物） ，当倒扣在盛有水的水槽中时， 试管内水面上升 , 但 不能充满试管，当向试管内鼓入氧气后，可以观察到试管内水柱继续上升，经过多次重复后，试管内完全被水 充满，原来试管中盛装的气体是（） 21 A.可能是 2 与N0 2的混合气体 B.只能是0?与N0 2的混合气体 C.可能是NO与N
6、0 2的混合气体 D.只能是NO? 种气体 【解析】选C。根据题意3NO2+H2O=2HNO：5+NO,2N0+0?=2N0 2o将反应合并可得 4NO2+O2+2H2O4HN03O最后试管充满水的条件是NQ或NO?和NO混合或NO2和O2混合, 答案为C。 【方法规律】 (1)氮氧化物溶于水的问题分析。 无论是单一气体(N02),还是NO、NO2、O2中的两者或三者的混合气体，反应的实质是 3盹+比0=2HN0 ；J+N0, 2N0+02=2N02, 故若有气体剩余只能是NO或0, 不可能是N0 2o 若N0和O2通入水屮，总关系式为4N0+30 2+2H204HN03 。 若N02和Ch通
7、入水中，总关系式为4NO2+O2+2H2O_4HN03。 N0占NaOH溶液反应问题分析。 N0?能被NsOH溶液吸收生成2种盐。 N0不能被NaOH溶液吸收。 刀(NOJ :门(N0) 21时能完全被NaOH溶液吸收。 (3)氮氧化物与02、IbO反应的计算方法。 电子守恒 当N0,转化为硝酸时要失去电子, 如果是N0,?与6 混合，则反应中02得到的电子数与N0*失去的电子数相等。 原子守恒法 4NO2+O2和4N0+302从组成上均相当于2205的组成，都与N2O5+H2O=2HN03等效。当 NO、NQ、O2的混合气体溶于水时利用混合气体中N、0个数比进行分析判断。 厂小于2 : 5
8、剩余() 2 N(N) : N(O) -等于2 : 5 恰好完全反应 大于2 : 5 剩余N() 4. (2018 ?晋中模拟)SCR法( 选择性催化还原技术 ) 是一种以Mb作为还原剂，将烟气屮WL分解成无害的N 2 和 H.0 的干法脱硝技术，反应原理为 6N0+4NH3=5N 2+6H20; 6NO2+8NH3=7N 2+12比 0; NO+NO2+2NH3=2N 2+3H2O, 下列说法正确的是（） A. NO?为酸性氧化物 B.氮气性质不活泼，其原因是氮元素的非金属性很强 C.反应中每生成22. 4 L N ? 2,转移电子数1. 5AJ D. 11NO3-NO-NO 2, 以上各步
9、变化均能通过一步完成 【解析】选D。NO?不是酸性氧化物 ,A错误; 氮气分子小存在N=N键，破坏时需要吸收很高的能量, 所以氮 气性 质不活泼 ,B错误; 反应每生成标准状况 22. 4 L 转移电子数3佩,C错误;HX03-N0-N0 2, 均能通过一步完成 ,D正确。 5.某实验过程如图所示，则图试管屮的现象是 （） A.铜片溶解 , 产生无色气体，该气体遇空气变为红棕色 B.铜片溶解 , 产生无色气体，该气体遇到空气不变色 C.铜片溶解，放出红棕色有刺激性气味的气体 D.无明显现彖，因稀硫酸不与铜反应 【解析】选A。在试管的溶液屮含有N 3, 加入稀硫酸，酸性条件下N 彳与铜反应生成无
10、色气体 NO,NO 遇到空气 变为红棕色 ,A正确。 6.下列装置能达到实验目的的是（） B.吸收多余氨气 C.收集NO 【解析】选A。实验室用A装置制収氨气 ,A正确; 氨气极易溶于水 , 该装置能发生倒吸 ,B错误;NO与氧气反应, 不能用排空气法收集NO, C错误;NO2和水反应，不能用排水法收集0 2, D 错误。 7.( 能力挑战题 ) 已知Ca此遇水发生水解反应，需密封保存。利用如下装置制取氮气, 并用氮气制备CaM, 下列说 法正确的是 () A.屮发生的化学方程式为NaN0 2+NH.1Cl=NaCl+N2 t +H,0 B.、中依次盛装浓硫酸、酸性氯化亚铁溶液、碱石灰 C.的
11、作用为安全瓶，防止停止加热吋中的溶液进入中 D.实验结束后，取中少量产物于试管中，加适量蒸徭水，再滴加石蕊试液，溶液变蓝 【解析】选Do中发生的化学方程式为NaN0 2+NH,Cl=NaCl+N, t +2 比0,方程式没有配平 ,A错误; 为安 全瓶， 可防止倒吸，产生的氮气需干燥才能通入玻璃管屮反应, 为干燥氮气的装置，选用浓硫酸作干燥剂; 中放氯 化亚铁是为了检验装置中的空气是否除尽，若有氧气, 二价铁会被氧化为三价铁; 中放碱石灰, 防止空气中的 比0与C 为安全瓶 , 可防止倒吸 ,C错误; 实验结束后，取屮少量产物于试管中，加适量蒸懈 水, 发生水解生成Ca(0H)2和NH 3,
12、再滴加石蕊试液，溶液变蓝,D正确。 二、非选择题 ( 本题包括3小题，共58分) 石灰乳吸收NO、NO2后，剩余的滤渣的主要成分是 Ca (OH) 2 ； 在酸性溶液中Ca(X0 2)2 会发生分解。 答案：N0、N02 1 ： 1 (2)使尾气屮的NO、NO2被充分吸收Ca(0H)2 9. (20分) 某小组的同学欲探究側经一系列反应得到IINOs和WN03的过程。W的转化过程如图所示。 0 100 200 300 400 500 温度/ C 图 2 利用石灰乳和硝酸工业的尾气( 含N0.N00反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO,)2,英部分工 艺流程如下 : 硝酸I ?业 石
13、灰乳 Eg- 气体排放滤渣 无水 Ca(N()2)2 上述工艺屮采用气 ?液逆流接触吸收( 尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋) ，其目的是 ; 滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是( 填化学式 ) 。 C(NO2)/C(NO)=4:1 AC(NO2)/C(NO)=1:1 ? C(NO2)/C(NO)=1:4 o o 2 1 o o o o - NO2 皿HNO3 jy _ NH4NO3 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% 溶液、蒸锚水、NaOH固体、Mn0 2o NH3 150mL lmol-L H0SO4、 溶液 铜片一u (1)装置
14、A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为 _ o 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 )o 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Ki、金、 ?、心反应一段时间后 , 成功模拟了反应过程，并将实验小产生的 气体持续通入装置H 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 乙同学为模拟过程IV的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项屮的一项操作，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 )o
15、a.关闭心并熄灭酒精灯 b.关闭心并熄灭酒精灯 c.关闭Ks、K.( 并熄灭酒精灯 (4)丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是 D B （足量）H a K 3 G Ki 催化 剂 F E 【解析】由题给条件和实验装置图知，装置A是制备氧气的装置发生2H2O2 MnO2 - 2H.0+0, f , 装置B是制备氨气的装置，装置E可以使氨气和氧气充分混合，观察装置E屮气泡的速度可 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圧强。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。 (2)铜与稀硫酸不反应，溶液呈蓝色，说明铜与硝酸发牛了反应:3Cu+8I
16、+ 2N 3=3CI?+2N0 t +4H 20o (3)过程W的反应是NN与HNO3的反应，则应停止供02,关闭心熄灭酒精灯，使氨气进入G发生反应。 (4)整套装置没有尾气处理装置。 MnO2 答案： (1) 2HO 2H2O+O2 t d (2) 3Cu+8H*+2N 3 3Cu2，+2N0 t +4H 20 a (4)缺少尾气处理装置 【加固训练】 某同学用下列装置 ( 固定、加热仪器和橡胶管略) 进行有关氨气制収和钱盐的实验探究。 冋答下列问题： (1)若用装置制取N 加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解， 放出 无 色刺激性气体 ( 或其他合理答案 ) 冊3(或氨气 ) IS 400 9 3
17、 (NIO2SO1 4NH 3 t +N21 +3SO2 t +6H20 10. （20分）（能力挑战题）某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律，探究NO2、N0与血2（）2反应的情 况, 提出假设并进行相关实验。 I ?从理论上分析Na?和 池都既有氧化性又有还原性，于是提出如下假设： 假设1: Na 202氧化 N0 2; 假设2:池氧化Na 202o （1）甲同学设计如图1装置进行实验： 试管A中反应的离子方程式是_ 。 待试管B屮充满红棕色气体，关闭旋塞a和b;取下试管B,向其中加入适量2。2粉末，塞上塞子 , 轻轻振 荡试管内粉末，观察到红棕色气体迅速消失; 再将带火星的木条迅速仲
18、进试管内，木条复燃。 仪器C兼有防倒吸的作用，仪器C的名称为 _ o 结论：甲同学认为假设2正确。 （2）乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷，为达到实验目的，在A、B之间应增加一个装置，该装置的作用 是 _ o乙同学用改进后的装置，重复了甲同学的实验操作，观察到红棕色气体迅速消失; 带火星 的木条未复燃，得111结论: 假设1正确。则NQ和Na 202R应的化学方程式是 _ 。 11?该研究性学习小组同学还认为N0易与 发生反应，应该更易被NaO氧化。查阅资料： 0? 0? 2NO+Na 2O2=2NaN02;2NaN02+2HCr=2NaCl+N02 t +N0 t +H2O; 酸性条件下，
19、NO 能与Mn 4反应生成 N 3 和 Mn 2t o （3）丙同学用如图2所示装置（部分夹持装置略）探究N0与Na?。?的反应。 在反应前，打开止水夹，通入一段时间N 2, 目的是 _ o B中观察到的主要现象是_ （填字母编号）o 浓硝酸 止水夹 C Cu 水 酸性 KMnO4 溶液 NaQ】粉末 a.铜片逐渐溶解，溶液变为蓝色 b.有红棕色气泡产生 C.有无色气泡产生 C、E中所盛装的试剂不能是 _ ( 填字母编号 ) 。 a.无水硫酸铜b.无水氯化钙 c.碱石灰d.生石灰 F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为 _ o Q - 【解析】(l)Cu与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4
20、H+2N 3 _c屮+2N0“ +2出0;仪器C为球形干燥管。 (2)Cu与浓硝酸反应生成的NO2屮含有水蒸气，水蒸气能与过氧化钠反应生成氧气，所以要在A、B Z间增加 一 个干燥装置，除去生成NO?气体中混有的水蒸气 ; 若过氧化钠氧化二氧化氮，则生成硝酸钠, 其反应的化学方程 式为Na 202+2N022NaN03o (3)空气屮的氧气能氧化NO,实验时要排尽装置屮的空气，所以反应前，打开止水夹，通入一段时问 在B装置小二氧化氮与水反应生成稀硝酸，稀硝酸与Cu反应生成NO,所以B中观察到的主要现象是铜片逐渐 溶解, 溶液变为蓝色，有无色气泡产生； 无水硫酸铜只能检验水不能吸收水； F中为吸收NO的反应，其氧化剂为高镒酸钾，据得失电子守恒, 氧化剂与还原剂的物质的量之比为3 : 5o 0; , 答案：Cu+4+2N 3 _C“+2N02 t +2出0 球形干燥管 (2)除去NO?气体中混有的水蒸气 Na 202+2N02=2NaN03 (3)将装置中的空气排出 aca3 ： 5