第16讲 氮及其化合物（强化训练）（解析版）

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A．在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧
B．氨水可作化肥，氮肥还有铵态氮肥、硝态氮肥和尿素
C．硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解
D．亚硝酸钠与硝酸银溶液反应生成不溶于稀硝酸的沉淀
答案：D
【解析】光化学烟雾形成的过程中，在日光照射下，二氧化氮能使氧气经过复杂的反应生成臭氧，臭氧与空气中的一些碳氢化合物发生作用，生成一种有毒的烟雾，叫作光化学烟雾，据此可知，A正确；氮肥是指以氮(N)为主要成分，施于土壤可提供植物氮素营养的肥料，氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥(尿素)，B正确；硝酸不稳定，在常温下见光或受热会发生分解：4HNO34NO2↑＋2H2O＋O2↑，C正确；亚硝酸钠与硝酸银溶液反应：NaNO2＋AgNO3===AgNO2↓＋NaNO3，生成淡黄色的AgNO2，AgNO2可以与稀硝酸反应，D错误。
2.下列转化必须加入氧化剂且一步反应就能完成的是( )
①N2―→NO2 ②NO2―→NO ③NO2―→HNO3 ④N2―→NO ⑤N2―→NH3
A.① B.②⑤
C.④ D.③④
答案：C
【解析】该题有两个要求：(1)必须加入氧化剂；(2)一步反应就能完成。反应①、③、④中氮元素的化合价都升高，但反应①N2―→NO2不能一步反应就完成；而反应③NO2―→HNO3中虽然氮的化合价升高，但不加氧化剂也能实现，如3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在该反应中，NO2既是氧化剂又是还原剂；只有反应④N2―→NO必须加入氧化剂且一步反应就能完成。
3.研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
答案：C
【解析】本题考查硫、氮化合物的相关知识。雾和霾的分散剂均为空气，A正确；由题图可知雾霾中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B正确；NH3应是形成无机颗粒物的反应物，C错误；过度施用氮肥会增加大气中NH3的含量，D正确。故选C。
4.科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检出化学式为N4H4(SO4)2的物质，该物质的晶体中含有SOeq \\al(2－,4)和N4Heq \\al(4＋,4)两种离子，当N4Heq \\al(4＋,4)遇到碱性溶液时，会生成N4分子。下列说法正确的是( )
A.14N、N4与N2互为同位素
B.N4H4(SO4)2的电离方程式为N4H4(SO4)2N4Heq \\al(4＋,4)＋2SOeq \\al(2－,4)
C.N4H4(SO4)2不能与草木灰、K3PO4等化肥混合施用
D.N4H4(SO4)2中只含共价键，不含离子键
答案：C
【解析】同种元素的不同原子之间互为同位素，N4与N2为单质，A项错误；N4H4(SO4)2晶体中含有SOeq \\al(2－,4)和N4Heq \\al(4＋,4)两种离子，N4H4(SO4)2为离子化合物，电离方程式为N4H4(SO4)2===N4Heq \\al(4＋,4)＋2SOeq \\al(2－,4)，B项错误；草木灰的主要成分K2CO3、K3PO4都为强碱弱酸盐，其水溶液显碱性，当N4Heq \\al(4＋,4)遇到碱性溶液时，会生成N4分子，故不能混合施用，C项正确；N4H4(SO4)2中含有离子键，D项错误。
5.下列实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是( )
A.由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
答案：D
【解析】本题考查硝酸的氧化性、不稳定性、挥发性等性质。③中的CO2可能是空气中的氧气与木炭反应的产物。
6.硝酸被称为“国防工业之母”是因为它是制取炸药的重要原料。下列实验事实与硝酸的性质不相对应的一组是( )
A．浓硝酸使紫色石蕊溶液先变红后褪色——酸性和强氧化性
B．不能用稀硝酸与锌反应制氢气——强氧化性
C．要用棕色瓶盛装浓硝酸——不稳定性
D．能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液的红色褪去——强氧化性
答案: D
7.下列有关说法正确的是( )
A．加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸，石蕊试纸变蓝，说明NH4HCO3显碱性
B．用烧碱处理含高浓度NH eq \\al(\s\up11(＋),\s\d4(4)) 的废水并回收利用氨
C．因NH3易溶于水，故可用作制冷剂
D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀，反应中氨气被还原
答案：B
【解析】碳酸氢铵受热分解产生的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明氨气是碱性气体，而不是NH4HCO3显碱性，A项错误；烧碱可以与NH4+反应产生氨气，B项正确；液氨汽化时要吸收大量的热，可用作制冷剂，与NH3的溶解性无关，C项错误；NH3与AlCl3溶液发生复分解反应生成Al(OH)3和NH4Cl，不属于氧化还原反应，D项错误。
8.某化学兴趣小组进行了有关Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明HNO3被Cu还原为NO2
B.实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
C.实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
D.由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应
答案：C
【解析】稀硝酸被Cu还原为NO，故A错误；Cu与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下
具有硝酸的强氧化性，继续与Cu反应，稀硫酸的氧化性比稀硝酸弱，故B错误；实验③发生反应的化学方程式为3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O，故C正确；由上述实验可得出结论：Cu在常温下可以和稀硝酸反应，故D错误。
9.同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后，试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的是 ( )
A．V1＞V2＞V3 B．V1＞V3＞V2
C．V2＞V3＞V1 D．V3＞V1＞V2
答案：B
【解析】设各种气体均为1 L。①发生反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，NO不溶于水，则最终剩余气体体积为1 L＋eq \f(1,3) L＝eq \f(4,3) L；②发生反应：4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，NO2反应完全，O2有剩余，最终剩余气体体积为：1 L－eq \f(1,4) L＝eq \f(3,4) L；③NH3全部溶于水，N2不溶于水，则最终剩余气体体积为1 L。所以V1＞V3＞V2，故B项正确。
10.如图所示，相同条件下，两个容积相同的试管分别装满NO2和NO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，则两个试管内溶液物质的量浓度之比为( )
A．1∶1 B．5∶7
C．7∶5 D．4∶3
答案：A
【解析】NO2、NO装满试管，则体积相同，根据阿伏加德罗定律：n(NO2)＝n(NO)，根据氮原子守恒所得硝酸的物质的量相同，溶液的体积相同，所以两个试管中溶液物质的量浓度之比为1∶1。
11.某学习小组设计实验制备Ca(NO2)2，实验装置如图所示(夹持装置已略去)。已知：
2NO＋CaO2,Ca(NO2)2；2NO2＋CaO2===Ca(NO3)2。下列说法不正确的是( )
A．通入N2是为了排尽装置中的空气
B．装置B、D中的试剂可分别为水和浓硫酸
C．将铜片换成木炭也可以制备纯净的亚硝酸钙
D．借助装置A及氢氧化钠溶液和稀硫酸可以分离CO2和CO
答案：C
【解析】A.装置内的空气会将NO氧化为NO2，影响产物的产量，所以通入N2排尽装置中的空气，故A正确；B.由于硝酸具有挥发性，所以在A中生成的NO气体中会含有少量HNO3蒸气，可用装置B中的水除去，为防止CaO2与水反应，用装置D中的浓硫酸对NO气体进行干燥，故B正确；C.将铜片换成木炭，由于木炭与稀硝酸不能反应，所以得不到要制备的产物，故C错误；D.装置A中盛氢氧化钠溶液，通过进气管通入CO2和CO的混合气体，CO2被NaOH吸收后生成Na2CO3，在出气管口即可收集到CO，然后将分液漏斗中的稀硫酸滴入A中，与生成的Na2CO3反应再释放出CO2，达到分离的目的，故D正确。
12.如图所示装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴管内盛放某种溶液(括号内溶液)。挤压滴管的胶头，然后打开止水夹，下列与实验事实不相符的是( )
A．Cl2(饱和食盐水)，无色喷泉 B．NH3(水，含石蕊)，蓝色喷泉
C．HCl(水，含石蕊)，红色喷泉 D．SO2(NaOH溶液)，无色喷泉
答案：A
【解析】Cl2难溶于饱和食盐水，不能形成喷泉。
13.实验室制取氨气、收集、验证其还原性并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是( )

A．用装置甲制取氨气
B．用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出
C．装置丙中黑色固体变成红色时还原产物一定为铜
D．可以用装置丁吸收氨气，进行尾气处理
答案：B
【解析】氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，二者在试管口遇冷又重新化合生成氯化铵，不能用加热氯化铵固体制取氨气，A错误；氨气密度小于空气，可以用向下排空气法收集，即用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b口出，B正确；装置丙中黑色固体变成红色时还原产物不一定为铜，因为氧化亚铜也是红色的，C错误；氨气极易溶于水，不能用装置丁直接吸收，应防倒吸，D错误。故选B。
14.下列有关硝酸化学性质的叙述中，正确的是( )
A.浓、稀硝酸都能使蓝色石蕊试纸最终变为红色
B.硝酸能与FeO反应，只表现氧化性
C.硝酸可与Na2S反应制得H2S气体
D.浓硝酸因分解放出的NO2又溶解于硝酸而呈黄色
答案: D
【解析】硝酸是一种具有强氧化性的强酸，并且浓度越大，氧化性越强。浓硝酸可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色，故选项A错；硝酸是一种强氧化性酸，可氧化许多还原性物质，因此硝酸与Na2S反应不能生成H2S，与FeO反应时表现氧化性和酸性，所以选项B、C错，选项D正确。
15.硝酸是化学实验室中最常用的试剂之一，下列有关硝酸的说法不正确的是( )
A．浓硝酸和氯水用棕色试剂瓶保存，原理相同
B．将分别蘸有浓硝酸和浓氨水的玻璃棒相互靠近时，有白烟生成
C．常温下铁和铂都不溶于浓硝酸，原理相同
D．浓硝酸溅到皮肤上，皮肤会变黄
答案: C
【解析】A项，HNO3和氯水中的HClO见光都易分解，都应避光保存，正确；B项，浓HNO3和浓氨水都具有挥发性，HNO3与NH3化合生成白色固体小颗粒NH4NO3，正确；C项，铁在浓硝酸中钝化，而Pt与浓硝酸不反应，原理不同，错误；D项，浓HNO3能使蛋白质显黄色，正确。
16．某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，稀硝酸被还原为NO2
B．③中反应的离子方程式为3Cu＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
C．③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的强
D．由上述实验可知，Cu在常温下既可与稀硝酸反应，又可与稀硫酸反应
答案: B
【解析】Cu与稀硝酸发生反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，稀硝酸被还原为NO，NO遇空气中的O2生成NO2，故试管口有红棕色气体产生，A错误；③中溶液含有NOeq \\al(－,3)，滴加稀硫酸后，Cu、NOeq \\al(－,3)、H＋继续反应生成NO，B正确；③中铜片继续溶解，是因为稀硫酸提供H＋，与NOeq \\al(－,3)形成HNO3，HNO3继续与Cu反应，C错误；Cu是不活泼金属，在常温下，可与稀硝酸反应，但不能与稀硫酸反应，D错误。
17.根据下列实验操作和现象所得到的结果正确的是( )
答案：D
【解析】铁粉过量，生成Fe2＋，再滴入少量KSCN溶液，溶液不变红，A项错误；向AgNO3溶液中滴加过量氨水，先生成沉淀后溶解，Ag＋与NH3·H2O不能大量共存，B项错误；将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中，铜与硝酸反应生成NO，不是置换反应，C项错误；将充满NO2的试管倒立在水中，发生反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，D项正确。
18.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( )
A．112 mL B．1 008 mL
C．224 mL D．448 mL
答案：A
【解析】混合气体的总物质的量为1.12 L÷22.4 L·ml－1＝0.05 ml，1.92 g铜粉的物质的量
为 eq \f(1.92 g,64 g·ml－1) ＝0.03 ml。设NO的物质的量为n1 ml，则NO2的物质的量为(0.05－n1)ml，根据得失电子守恒得3n1＋(0.05－n1)×1＝0.03×2，解得n1＝0.005 ml，V(NO)＝0.005 ml×22.4 L·ml－1＝0.112 L＝112 mL。
19.a ml FeS与b ml FeO投入V L、c ml·L－1的硝酸溶液中充分反应，产生NO气体，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液，则反应中未被还原的硝酸可能为( )
①(a＋b)×63 g ②(a＋b)×189 g
③3(a＋b) ml ④eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Vc－\f(9a＋b,3))) ml
A．②④ B．②③④
C．②③ D．①②③④
答案：B
【解析】如果硝酸不足量，则未被还原的硝酸为生成Fe(NO3)3部分的硝酸，根据N、Fe守恒得n(HNO3)＝3n[Fe(NO3)3]＝3n(Fe)＝3[n(FeS)＋n(FeO)]＝3(a＋b)ml，m(HNO3)＝n(HNO3)·M(HNO3)＝(a＋b)×189 g；如果硝酸过量，则FeS和FeO完全反应，被还原的硝酸为生成NO的硝酸，根据转移电子相等、氮原子守恒得生成NO的硝酸物质的量＝eq \f(a ml×9＋b ml×1,5－2)＝eq \f(9a＋b,3)ml，根据氮原子守恒得未被还原的硝酸的物质的量＝Vc ml－eq \f(9a＋b,3)ml＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Vc－\f(9a＋b,3)))ml。
20.某稀溶液中含有4 ml KNO3和2.5 ml H2SO4，向其中加入1.5 ml Fe，充分反应(已知NOeq \\al(－,3)被还原为NO),下列说法正确的是( )
A．反应后生成NO的体积为28 L
B．所得溶液中c(Fe2＋)∶c(Fe3＋)＝1∶1
C．所得溶液中c(NOeq \\al(－,3))＝2.75 ml·L－1
D．所得溶液中的溶质只有FeSO4
答案: B
【解析】铁若生成Fe3＋，应消耗6 ml H＋，若生成Fe2＋消耗4 ml H＋，根据题给物质的量
关系可知应同时生成Fe2＋、Fe3＋，则有：eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(nFe2＋＋nFe3＋＝1.5 ml,\f(8,3)nFe2＋＋4nFe3＋＝5 ml))
解得n(Fe2＋)＝0.75 ml，n(Fe3＋)＝0.75 ml，
则生成NO的物质的量为0.75 ml＋eq \f(2,3)×0.75 ml＝1.25 ml。A项中未给出是在标准状况下，无法计算NO气体的体积；C项中不知道溶液的体积，无法计算NOeq \\al(－,3)的浓度；D项中根据原子守恒，溶液中的溶质肯定还有K2SO4，所以A、C、D均不正确。
21．(双选)向200 mL 2 ml·L－1HNO3溶液中，逐渐加入铁粉至过量(假设生成的气体只有一种)，在此过程中，n(Fe2＋)随n(Fe)变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．该过程中产生标准状况下的氢气4.48 L
B．向c点处的反应液中加入稀盐酸后无明显现象
C．图中a＝0.15、b＝0.1
D．当加入铁粉n ml时(0.1答案: CD
【解析】硝酸与铁反应生成硝酸铁、NO和水，不生成氢气，A错误；c点处的溶液是硝酸亚铁，若加入盐酸，H＋、NOeq \\al(－,3)和Fe2＋发生氧化还原反应生成Fe3＋，溶液变为黄色，B错误；向硝酸中加入铁粉发生的反应为Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，硝酸的物质的量为0.4 ml，则消耗铁的物质的量为0.1 ml，b＝0.1，生成硝酸铁0.1 ml，随后发生反应2Fe(NO3)3＋Fe===3Fe(NO3)2，生成硝酸亚铁为0.15 ml，则a＝0.15，C正确；根据上述分析，当加入铁粉n ml时(0.122.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(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的作用是吸收多余的氮氧化物，防止污染空气，兼有 的功能。
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 3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(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)防止倒吸
23.某学习兴趣小组探究氨气的制取实验：
(1)甲同学拟用下列实验方法制备氨气，其中合理的是________(填字母)。
A．将氯化铵固体加热分解收集产生的气体
B．将浓氨水滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体
C．将碳酸氢铵加热分解产生的气体用碱石灰干燥
D．将氯化铵稀溶液滴入氢氧化钠固体中，收集产生的气体
(2)根据上述正确的反应原理，该同学欲用下列常见的气体发生装置制取氨气，适宜的装置是________。
(3)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号)。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
(4)下图是甲同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是________，集气的原理是_______________________________。

答案：(1)BC (2)CD (3)②④
(4)d 利用氨气密度小于空气，采用短管进氨气，长管出空气，即可收集氨气
【解析】(1)加热氯化铵产生氯化氢和氨气，遇冷又转化为氯化铵固体；将浓氨水滴入氢氧化钠固体中可以产生氨气。(2)将浓氨水滴入氢氧化钠固体制氨气用C装置；将碳酸氢铵加热分解，产生的气体用碱石灰干燥制氨气选用D装置。(3)收集气体可采用排空气法(与气体密度有关且气体不能被氧气氧化)，也可采用排水法(气体不易溶于水)，与其他性质无关。(4)氨气极易溶于水，可采用向下排空气法收集。
选项
实验操作
现象
结论
A
向稀HNO3中加入过量铁粉，再滴入少量KSCN溶液
溶液变红
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
向AgNO3溶液中滴加过量氨水
溶液澄清
Ag＋与NH3·H2O能大量共存
C
将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中
溶液变蓝
Cu与稀HNO3发生置换反应
D
将充满NO2的试管倒立在水中
水进入试管约占eq \f(2,3)，溶液和剩余气体均无色
二氧化氮与水发生了反应，并产生了难溶于水的无色气体